JP3239604U - ガス・カーテン装置および通気アセンブリ - Google Patents
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Abstract
【課題】出風流速が均一で、風圧が低く、全体が占める空間を減らすことができるガス・カーテン装置および通気アセンブリを提供する。【解決手段】本体２０及び通気アセンブリ３０を含むガス・カーテン装置１０であり、本体は、少なくとも一の吸気口２２を設け、通気アセンブリは、本体内に収容され、且つ第１の通気板３２及び第２の通気板３４を含む。第１の通気板は、複数の貫通孔３２１を設け、第２の通気板は、複数の微細孔を有する材料からなり、吸気口から本体内に進入するガスＧＳは、第１の通気板の貫通孔を通過した後、第２の通気板から放出される。【選択図】図１
Description
本考案はガス・カーテン装置及びガス・カーテン装置に使用可能な通気アセンブリに関する。
半導体製造工程において、高度に清浄な製造工程環境を提供する必要があり、また、例えば、ウエハカセットの搬送環境を清浄で乾燥状態に維持する必要がある。製造工程の転換時に、全ての転換空間（例えば製造工程ドアバルブ空間）を高度の洗浄な状態に維持するために、現在、気流壁を形成できるガス・カーテン装置の設計があり、気流壁のパージにより、外部環境からの微粒子や汚れがウエハカセットに侵入するのを防ぐことができ、ウエハが外部環境に汚染されるのを防ぐことができる。しかし、ガス・カーテン装置の通気板は、長期間にわたり高い風圧を受けることにより損傷しやすく、一部の製造工程環境では、ガス・カーテン装置全体が占有できる空間が大幅に制限され、一度ガス・カーテン装置の体積を縮小すると、ガス・カーテン装置における吸気口から通気板までの空間が不足しやすく、ガス・カーテン装置から吹き出される清浄ガスの流速が不均一になることが知られている。
本考案のその他の目的及びメリットは、本考案実施例に開示された技術特徴により理解することができる。
本考案の実施例は、本体及び通気アセンブリを含むガス・カーテン装置を提出する。本体は、少なくとも一の吸気口を設け、通気アセンブリは本体内に収容され、且つ第１の通気板及び第２の通気板を含む。第１の通気板は、複数の貫通孔（ｔｈｒｏｕｇｈ ｈｏｌｅ）を設け、第２の通気板は、複数の微細孔（ｐｏｒｅｓ）を有する多孔材料（ｐｏｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌ）からなり、吸気口から本体内に入るガスは、第１の通気板の貫通孔を通過した後、第２の通気板から放出される。
本考案の別の実施例は、第１の通気板及び第２の通気板を含む通気アセンブリを提供する。第１の通気板は、吸気面を設け且つ複数の貫通孔を有し、第２の通気板は、出気面を設け、複数の微細孔を有する多孔材料からなり、且つ清浄ガスが吸気面から通気アセンブリに進入し、出気面から放出される。第２の通気板の厚さは第１の通気板の厚さよりも厚く、微細孔の孔径は貫通孔の孔径よりも小さい。
本考案の別の実施例は、本体及び単一の通気板を含むガス・カーテン装置を提出する。本体は、対向する第１の面及び第２の面と、第１の面及び第２の面に接続された少なくとも一の側面とを含み、且つ本体は、少なくとも一の吸気口を設ける。単一の通気板は本体内で第２の面に隣接して配置され、単一の通気板は微細孔を備えた多孔材料からなり、且つ次の条件を満たす：０.０５≦Ｔ／H≦０.３、ここでＴは単一の通気板の厚さ、Hは通気板を垂直方向に沿った第１の面と第２の面との距離である。吸気口から本体内に進入するガスは、単一の通気板を介して０.１m／s～２m／sの範囲の流速で放出される。
本考案のガス・カーテン装置及び通気アセンブリは、以下の少なくとも一のメリットを有する。本考案実施例の設計により、ガスが先ず第１の通気板の複数の貫通孔を通過してから第２の通気板に達するので、複数の貫通孔は、予備的な整流作用を提供して安定した層流を生成し、第２の通気板を介して放出されるガスの流速をより均一にすることができ、且つ微細孔を有する第２の通気板が受ける風圧を低下させることができる。そして強風に長期間さらされることによる第２の通気板の損傷の可能性が減少する。さらに、一部の製造工程環境では、ガス・カーテン装置全体が占める空間が大幅に制限され、本体内の空間を減少させるが、均一な風の効果を得るには、微細孔を有する通気板を十分に厚くする必要がある。そのため、従来の設計で、微細孔を有する２枚の通気板を使用すると、全体の厚みが厚くなり、吸気口と通気板の間の空間が不足し、ガス・カーテン装置から吹き出される清浄ガスの流速が不均一になる。本考案の実施例の設計により、貫通孔を有する通気板は微細孔を有する通気板よりも厚みが薄いため、通気アセンブリ全体が占める空間を減らすことができ、このようにガス・カーテン装置が体積を縮小しなければならない環境に応用する必要があっても、吸気口から通気板の間には流場を安定的に発達させることができる十分な空間を維持することができ、均一な出風流速を得ることができる。一方、複数の貫通孔の配列方式、孔径、ピッチなどの調整可能な設計パラメータを変更することにより、第１の通気板を通過する流場形態及び流速を最適化することができ、第２の通気板の耐風圧性能及び出風流速均一性をさらに向上させることができる。さらに、本考案の他の実施例は単一の通気板の設計を採用し、前記０.０５≦Ｔ／H≦０.３の条件を満たす場合、安定した流場を発達させるのに十分な空間を提供することと、出風流速を均一にするのに十分な厚さの通気板を提供することとの間の平衡点が得られる。
本考案の上記特徴及びメリットをより理解するために、以下の実施例をあげるとともに図面を合わせて以下のように説明する。
以下の実施例において使用される用語「第１」、「第２」は、本考案の前述及びその他の技術内容、特徴及び効果が同一又は類似することを識別するものであり、以下の参考図面を合わせた実施例の詳細な説明において、明らかにすることができる。以下の実施例における方向用語、例えば、上、下、左、右、前または後などは、添付図面の方向を参照するためだけである。従って、使用される方向用語は、本考案を制限するために使用されない。本実施例の特徴を示すために、本実施例に関する構造のみを表示し、残りの構造は省略する。
図１は、本考案の実施例のガス・カーテン装置の概略図である。図１に示すように、ガス・カーテン装置１０は本体２０及び通気アセンブリ３０を含み、本体２０は対向する第１の面２０a及び第２の面２０bと、第１の面２０a及び第２の面２０bに接続された少なくとも一の側面２０cとを含み、且つ本体２０は、少なくとも一の吸気口２２を設ける。本実施例において、本体２０の側面２０ｃの異なる位置に二つの吸気口２２を設ける。しかし、本考案はこれに限定されない。通気アセンブリ３０は、本体２０内に収容され且つ第１の通気板３２及び第２の通気板３４を含み、第１の通気板３２は吸気口２２の流道下流に設けられ、複数の貫通孔３２１を設け、第２の通気板３４は第１の通気板３２の流道下流に設けられ、第２の通気板３４は微細孔を有する材料からなる。ガス供給装置(図示せず)が提供するガスGSは吸気口２２から本体２０内に進入し、ガスGSは第１の通気板３２の貫通孔３２１を通過した後、第２の通気板３４から放出される。従って、本実施例において、第１の通気板３２は通気アセンブリ３０の吸気面３２aに設けられ、第２の通気板３４は通気アセンブリ３０の出気面３４aを設ける。本実施例において、第１の通気板３２は第２の通気板３４と重なって配置され両者の間には隙間を有さない。しかし、本考案はこれに限定されない。更に、本体２０は例えば、ケース体または外枠、筐体であってもよく、その外形及び構造は限定されない。
図２は、本考案の実施例の第１の通気板の平面概略図である。図２に示すように、実施例において、第１の通気板３２は、複数の規則的に配列された貫通孔３２１が設けられ、貫通孔３２１は、厚み方向に沿って第１の通気板３２全体を貫通する孔洞であり、ガスが各貫通孔３２１を介して第１の通気板３２を通過する。貫通孔３２１の形成方法は全く限定されない。例えば、第１の通気板３２はステンレス板であってもよく、レーザードリルまたは機械ドリル方式を利用してステンレス板に複数の貫通孔３２１を開設することができる。第１の通気板３２は、貫通孔３２１を開口させるのに十分な構造強度を提供できるだけでよく、その材質は限定されない。例えば、第１の通気板３２は、金属材料（例えば、ステンレス、アルミニウム、チタン合金）、繊維材料（例えば、ガラス繊維）、または複合材料（例えば、エポキシ樹脂ガラス繊維）などで構成することができるが、これらに限定されない。本考案の実施例において、第１の通気板３２には、好ましくは、揮発性有機化合物（Volatile Organic Compound； ＶＯＣ）を生成しない無機材質が採用される。 本考案の実施例において、貫通孔３２１の孔径は、０．１ｍｍ～１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ～６ｍｍの範囲であってもよく、複数の貫通孔３２１は、必要に応じて、不規則に配置されてもよいが、これに限定されない。本考案の実施例において、第１の通気板３２の厚さは０.１mm～２mm、好ましくは０.８mm～１.６mmであってもよい。本実施例では、第１の通気板３２の厚さは１.２mmであり、貫通孔３２１の孔径は５mmである。
図３Aは本考案の実施例の第２の通気板の平面概略図であり、図３Bは図３Aの一部Pの構造拡大概略図である。図３A及び３Bに示すように、第２の通気板３４は、例えば、焼結金属、多孔質セラミック、樹脂、超高分子量ポリエチレン（ＵＰＥ）、テフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ）などの微細孔３４１を有する材料で構成することができ、微細孔３４１の孔径範囲は０.０１mm～１mmであってもよい。本考案の実施例において、第２の通気板３４の厚さは２mm～１０mm、好ましくは４mm～９mmであってもよい。本実施例では、第２の通気板３４の厚さは５mmである。実施例において、第２の通気板３４の微細孔３４１の孔径は、第１の通気板３２の貫通孔３２１の孔径よりも小さい。
図４は、本考案の別の実施例のガス・カーテン装置の概略図である。図４のガス・カーテン装置１０aにおいて、二つの吸気口２２は、本体２０の第１の面２０aに設けられ、第１の通気板３２と第２の通気板３４との間に間隙Gを有する。図５に示すように、ガス・カーテン装置１０aは、第１の通気板３２と第２の通気板３４との間に間隙Gを有する場合、０.５≦Gt／D≦１の条件に符合するように設計でき、そのうちGtは第１の通気板３２と第２の通気板３４の間隙厚みであり、Dは第１の通気板３２と本体の第１の面２０a(第２の通気板３４から相対的に離れた本体表面)の距離である。上記の条件を満たすことにより、間隙Gを流場が安定して発達するのを補助する緩衝層とすることができ、第２の通気板３４から放出されるガスGSの流速の均一性を向上させるのに有利となる。
上記実施例の設計により、ガスが先ず第１の通気板の複数の貫通孔を通過してから第２の通気板に到達するので、複数の貫通孔は初歩的な整流作用を提供して、安定した層流を発生させることができ、第２の通気板を通じて放出されるガスの流速をより均一にし、微細孔を有する第２の通気板が受ける風圧を下げることができ、さらに第２の通気板が長期にわたって高い風圧を受けることによって損傷する可能性を下げることができる。更に、一部の製造工程環境下において、ガス・カーテン装置全体が占める空間は大幅に制限され、本体内の空間を減少させるが、微細孔を有する通気板は均一な風の効果を得るのに十分な厚さが必要である。従って、従来の設計のように微細孔を有する通気板を２枚使用すると、通気板全体の厚みが厚くなり、吸気口と通気板の間の空間が不足し、ガス・カーテン装置から吹き出される清浄ガスの流速が不均一になる。本考案の実施例の設計により、貫通孔を有する通気板の厚さは、微細孔を有する通気孔の厚さよりも薄くすることができるので、通気アセンブリ全体によって占められる空間を減らすことができる。このように、ガス・カーテン装置が体積を減らす必要のある環境に応用する必要があっても、吸気口と通気板の間には安定して流場を発達させることができる十分な空間を維持することができ、均一な出風流速を得ることができる。一方、複数の貫通孔の配列方式、孔径、ピッチなどの調整可能な設計パラメータを変更することにより、第１の通気板を通過する流場形態及び流速を最適化することができ、第２の通気板の耐風圧能力及び出風流速均一性をさらに向上させることができる。さらに、実施例において、貫通孔３２１の孔径は微細孔３４１の孔径よりも大きく、流速を先ず粗調整し次に微調整する緻密な調整効果を形成することができる。
本考案の実施例において、第１の通気板３２の貫通孔の形状、寸法及び配列方式は完全に限定されず、実際の必要に応じて変更でき、または第１の通気板３２を通過する流場形態及び流速を最適化するように調整することができる。例えば、第１の通気板３４の貫通孔は少なくとも２種類の異なる孔径または寸法を含むことができ、図６に示すように、第１の通気板３４は大きな孔径を有する貫通孔３２１と小さな孔径を有する貫通孔３２２とを同時に設けることができ、吸気口２２に隣接する位置における気流は強いので、吸気口２２に隣接する領域には小さな孔径の貫通孔３２２を分布することができ、吸気口２２から遠い他の領域には大きな孔径の貫通孔３２１を分布することができ、第１の通気板３４を通過する異なる領域の流体速度及び風量をより平均化する。
図７Aは本考案の別の実施例のガス・カーテン装置の概略図である。図７Aに示すように、ガス・カーテン装置１０bは、本体２０及び単一の通気板３６を含み、本体２０は、対向する第１の面２０a及び第２の面２０bを有し、且つ通気板３６は、本体２０の第２の面２０ｂに隣接する位置に設けられている。外部ガス供給装置（図示せず）から供給されるガスGSは、本体２０内に入り、単一の通気板３６を通過した後、均一に外部に排出される。図７Bは本考案の実施例の本体部材の立体概略図であり、図７Bは、本体２０が例えば開口を有する中空枠体であり、第２の面２０bが開口（または通気板３６）に近い側の枠体端面であることを示している。本実施例において、通気板３６は微細孔を有する材質で構成され、以下の条件を満たす：０．０５≦Ｔ／Ｈ≦０．３、ここで、Ｔは通気板３６の厚さであり、Ｈは通気板３６に垂直な方向に沿った第１の面２０ａと第２の面２０ｂとの間の距離である。上記の条件を満たすことで、安定した流場を発達するのに十分な空間を提供することと、出風速度を均一にするのに十分な厚さの通気板を提供することとの間の平衡点が得られる。さらに、本考案の実施例において、吸気口２２から本体２０内に進入したガスGSは、通気板３６を介して０.１m／s～２m／sの範囲の流速で放出することができる。
本考案の実施例において、通気アセンブリ３０は、接着または機械的係合によって本体２０内に固定され、本体２０内に吸気口２２と連通する閉塞空間を形成する。吸気口２２から導入される清浄ガスの圧力が設定値よりも高い場合、清浄ガスは、本体の開口部に近い通気板から均一に流出し、気流壁（ｇａｓ ｃｕｒｔａｉｎ）を形成する。
本考案の実施例において、ガス・カーテン装置が通気アセンブリを介して放出されたガスGSは清浄ガスであってもよく、清浄ガスは、清浄乾燥ガス（clean dry air；CDA）、超清浄乾燥ガス（extreme clean dry air；X-CDA）または不活性ガスであってもよく、清浄ガスの流速（ｆｌｏｗ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）範囲は０.１m／s～２m／sであり、ガス・カーテン装置に入る清浄ガスの流量（ｆｌｏｗ ｒａｔｅ）は８００リットル／分（８００ｌ／ｍｉｎ）未満である。さらに、本考案の実施例において、通気板は独立した板材に限定されず、他の実施例では、例えば本体のある部品に複数の貫通孔を開設して、第１の通気板３４の機能を有する部材を形成することもできる。
図８は、本考案の実施例に基づく、ガス・カーテン装置をウエハキャリア装置に応用した概略図である。この実施例において、ウエハキャリア装置１００は、キャリアユニット１０２及びドアアセンブリ１０４を含んでもよい。キャリアユニット１０２は、例えば、正面開口型ウエハカセット１１０（ＦＯＵＰ）の接触ディスク１１２を搬送するために使用することができ、ドアアセンブリ１０４は、ウエハカセット１１０の可動ドア１１４を開放し、可動ドア１１４をウエハカセット１１０から分離し、ウエハカセット１１０内部を外部環境と連通させることができる。ガス・カーテン装置１０は、ウエハキャリア装置１００の一側、例えば、ドアアセンブリ１０４の上方に固定して配置することができる。ドアアセンブリ１０４が可動ドア１１４を開くと、ガス・カーテン装置１０は、清浄ガスＧＳをドアアセンブリ１０４に向かって連続的且つ均一に放出して、気流壁を形成し、好ましくは層流気流壁を形成して、外部汚染がウエハカセット１１０の内部に直接進入する可能性を低減することができる。上記のガス・カーテン装置をウエハキャリア装置に応用することは一例に過ぎず、本考案の実施例のガス・カーテン装置は、異なる半導体製造工程環境における異なる機械、装置、およびワークに適用することができ、限定されないことに留意されたい。
本考案は実施例により上記のように開示したが、これは本考案を限定するものではなく、本考案の精神および範囲から逸脱することなく、如何なる技術分野の通常の知識を有する者も、いくつかの変更および修正を行うことができる。したがって、本考案の保護範囲は、添付の実用新案登録請求の範囲によって定義されたものに準ずる。
１０、１０a、１０b ガス・カーテン装置
２０ 本体
２０a 第１の面
２０b 第２の面
２０c 側面
２２ 吸気口
３０ 通気アセンブリ
３２、３４、３６ 通気板
３２１、３２２ 貫通孔
３２a 吸気面
３４１ 微細孔
３４a 出気面
１００ ウエハキャリア装置
１０２ キャリアユニット
１０４ ドアアセンブリ
１１０ ウエハカセット
１１２ 接触ディスク
１１４ 可動ドア
D、H 距離
G 間隙
GS ガス
Gt 間隙厚み
Ｔ 通気板厚み
２０ 本体
２０a 第１の面
２０b 第２の面
２０c 側面
２２ 吸気口
３０ 通気アセンブリ
３２、３４、３６ 通気板
３２１、３２２ 貫通孔
３２a 吸気面
３４１ 微細孔
３４a 出気面
１００ ウエハキャリア装置
１０２ キャリアユニット
１０４ ドアアセンブリ
１１０ ウエハカセット
１１２ 接触ディスク
１１４ 可動ドア
D、H 距離
G 間隙
GS ガス
Gt 間隙厚み
Ｔ 通気板厚み
Claims (10)
- 本体及び通気アセンブリを含むガス・カーテン装置であって、
前記本体は、少なくとも一の吸気口を設け、
前記通気アセンブリは、前記本体内に収容され、且つ第１の通気板及び第２の通気板を含み、
前記第１の通気板は、複数の貫通孔を設け、
前記第２の通気板は、複数の微細孔を有する多孔材料からなり、
前記吸気口から前記本体内に進入するガスは、前記第１の通気板の前記複数の貫通孔を通過した後、前記第２の通気板から放出される、
ことを特徴とするガス・カーテン装置。 - 前記第１の通気板の厚みは前記第２の通気板の厚みより小さいことを特徴とする請求項１記載のガス・カーテン装置。
- 前記複数の貫通孔の孔径は、前記複数の微細孔の孔径より大きいことを特徴とする請求項１記載のガス・カーテン装置。
- 前記複数の貫通孔は、少なくとも２種の異なる孔径を含み、且つ前記吸気口に隣接する貫通孔の孔径は、前記吸気口から遠い貫通孔の孔径よりも小さいことを特徴とする請求項１のガス・カーテン装置。
- 前記本体は、対向する第１の面及び第２の面と、前記第１の面及び第２の面に接続された少なくとも一の側面とを含み、
前記第１の通気板と前記第２の通気板は間隙を有し、
前記第１の面は、前記第２の面よりも前記第２の通気板から離れ、
下記の条件を満たし、
0.5≦Gt／D≦1
ここで、Gtは、前記第1の通気板と前記第2の通気板の前記間隙の厚みであり、また、Dは、前記第１の通気板と前記本体の前記第１面との距離であることを特徴とする請求項１記載のガス・カーテン装置。 - 前記第１の通気板の厚み範囲は０.１mm～２mmであり、
前記第２の通気板の厚み範囲は２mm～１０mmであり、
前記複数の貫通孔の孔径範囲は０.１mm～１０mmであり、
前記複数の微細孔の孔径範囲は０.０１mm～１mmであることを特徴とする請求項１記載のガス・カーテン装置。 - 前記ガスは、清浄乾燥ガス（clean dry air；CDA）、超清浄乾燥ガス（extreme clean dry air；X-CDA）または不活性ガスであり、
前記第２の通気板から放出される前記ガスの流速範囲は０.１m／s～２m／sであることを特徴とする請求項１記載のガス・カーテン装置。 - 第１の通気板及び第２の通気板を含む通気アセンブリであって、
前記第１の通気板は、吸気面を設け且つ複数の貫通孔を有し、
前記第２の通気板は、出気面を設け、複数の微細孔を有する多孔材料からなり、
清浄ガスが前記吸気面から前記通気アセンブリに進入し、前記出気面から放出され、
前記第１の通気板の厚さは前記第２の通気板の厚さよりも小さく、前記複数の貫通孔の孔径は前記複数の微細孔の孔径よりも大きいことを特徴とする通気アセンブリ。 - 前記第１の通気板は、金属材料、繊維材料または複合材料からなり、
前記第２の通気板は、焼結金属材料、多孔質セラミック材料、樹脂材料、超高分子量ポリエチレン（ＵＰＥ）またはテフロン（登録商標）（ＰＴＦＥ）からなることを特徴とする請求項８記載の通気アセンブリ。 - 本体及び単一の通気板を含むガス・カーテン装置であって、
前記本体は、対向する第１の面及び第２の面と、前記第１の面及び前記第２の面に接続された少なくとも一の側面とを含み、且つ前記本体は、少なくとも一の吸気口を設け、
前記単一の通気板は、前記本体内で前記第２の面に隣接して配置され、前記単一の通気板は微細孔を備えた多孔材料からなり、下記の条件を満たし、
０.０５≦Ｔ／H≦０.３
ここで、Ｔは前記単一の通気板の厚さ、Hは前記単一の通気板を垂直方向に沿った前記第１の面と前記第２の面との距離であり、
前記吸気口から前記本体内に進入するガスは、前記単一の通気板を介して０.１m／s～２m／sの範囲の流速で放出されることを特徴とするガス・カーテン装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| TW111115374A TWI802384B (zh) | 2022-04-22 | 2022-04-22 | 氣簾裝置及透氣組件 |
| TW111115374 | 2022-04-22 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
| JP2022002852U Active JP3239604U (ja) | 2022-04-22 | 2022-08-29 | ガス・カーテン装置および通気アセンブリ |
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