TWI785096B - 密閉設備 - Google Patents

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日商昕芙旎雅股份有限公司
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Abstract

即使框構件及罩構件的剛性不高，仍可將框體密閉。 　　於EFEM中，在框體的內部空間(40)與外部空間(7)之間存在規定值以下的壓力差。框體，框構件，以會形成開口之方式被組合；及罩構件，以覆蓋開口之方式被安裝於框構件；及密封構件(61)，被夾在框構件與罩構件之間，以圍繞開口之方式延伸。具有：框構件及前述罩構件，由板金形成。密封構件(61)，為和其延伸方向正交的截面具有中空形狀之彈性構件。

Description

密閉設備
本發明有關密閉設備。
專利文獻1中，揭示一種在對半導體基板(晶圓)施以規定處理之處理裝置、與供晶圓收容之FOUP (Front-Opening Unified Pod；晶舟)之間進行晶圓的授受之EFEM(Equipment Front End Module；設備前端模組)。EFEM，具備形成有供進行晶圓搬送的搬送室之框體、及並排配置於框體的外側，供FOUP各自載置之複數個載入埠(load-port)、及設置於搬送室內，進行晶圓的搬送之搬送裝置。
以往，搬送室內的氧或水分等對於在晶圓上被製造之半導體電路的影響少，但近年來伴隨半導體電路的更加微細化，該些影響逐漸顯著化。鑑此，專利文獻1中記載的EFEM，係構成為藉由惰性氣體亦即氮來充滿搬送室內。具體而言，EFEM，具備在框體的內部令氮循環之包含搬送室之循環流路、及對循環流路供給氮之氣體供給手段、及從循環流路將氮排出之氣體排出手段。氮，因應循環流路內的氧濃度等的變動而被適當供給及排出。藉此，比起常時供給及排出氮之構成而言可抑制氮的供給量增大，同時將搬送室內保持氮環境。又，循環流路，藉由圍繞框體之框體壁(罩構件)、及支撐框體壁之支柱(框構件)而成為被閉止之略密閉空間。藉此，會抑制大氣從外部空間往循環流路之侵入、或氮從循環流路往外部空間之漏出。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2015-146349號公報
[發明所欲解決之問題]
專利文獻1中記載般的EFEM中，為了實際地形成略密閉空間，本案發明者檢討了在框構件與罩構件之間夾著O型環並壓扁，藉此令O型環緊貼於框構件及罩構件，來將框體密閉。此處，為了將O型環壓扁需要一定以上的推壓力，為了讓框構件及罩構件具有得以耐受該推壓力之剛性，會被要求將框構件及罩構件加厚。然而，若將框構件及罩構件加厚，則框構件及罩構件的重量會增大很多，導致材料費等的製造成本大幅增加。此外，例如於EFEM維護時當將罩構件裝卸的情形下，會肇生搬運重的罩構件之必要，還會有作業性變得極差這一問題。甚者，會對表面要求高平坦性。
本發明之目的，在於設計成即使框構件及罩構件的剛性不高，仍可將框體密閉。 [解決問題之技術手段]
第1發明之密閉設備，係在框體的內部空間與外部空間之間存在規定值以下的壓力差之密閉設備，其特徴為，前述框體，具有：框構件，以會形成開口之方式被組合；及罩構件，以覆蓋前述開口之方式被安裝於前述框構件；及密封構件，被夾在前述框構件與前述罩構件之間，以圍繞前述開口之方式延伸；前述框構件及前述罩構件，由板金(sheet metal)形成，前述密封構件，為和其延伸方向正交的截面具有中空形狀之彈性構件。
本發明中，密封構件為截面中空的彈性構件，因此即使是小的推壓力也容易撓曲。也就是說，被框構件與罩構件夾住之密封構件容易受到壓縮，密封構件與框構件及罩構件之接觸面積容易變大。因此，以小的推壓力，便能令密封構件緊貼於框構件及罩構件。藉此，即使框構件及罩構件是由剛性不高的板金而形成，框構件及罩構件仍能耐受用來使密封構件壓縮之推壓力。此處，中空的密封構件，若內部空間與外部空間之壓力差大，則密封構件會從壓力高側往低側被推壓而密閉性容易惡化，但本發明中，內部空間與外部空間之壓力差小(例如1~3000Pa (G)，較佳為3~500Pa(G)，更佳為5~100Pa(G))，因此會抑制密閉性的惡化。依以上，即使框構件及罩構件的剛性不高，仍能將框體密閉。
第2發明之密閉設備，是於前述第1發明中，在前述密封構件，形成有使前述密封構件的中空部與外部連通之氣體洩出孔。
本發明中，當將罩構件安裝於框構件時，亦即密封構件受到了壓縮時，氣體會透過氣體洩出孔而從密封構件的中空部被排出。因此，比起未形成有氣體洩出孔之情形，當密封構件受到了壓縮時，會抑制中空部的壓力上昇，能夠將密封構件所造成的斥力減弱。是故，即使以小的推壓力仍能確實地將密封構件壓縮。
第3發明之密閉設備，是於前述第1或第2發明中，在前述框構件與前述罩構件之間，配置有間隙材。
若密封構件受到過度壓縮而在完全壓扁的狀態下被使用，則密封構件會有變得容易損傷等之虞。本發明中，藉由間隙材，框構件與罩構件之距離會拉開，故會防止密封構件的厚度變成比該距離還小。是故，藉由將框構件與罩構件之距離適當地拉開，能夠防止密封構件受到過度壓縮。
第4發明之密閉設備，是於前述第1~第3中任一者之發明中，前述密封構件，具有突出部，形成於與前述框構件及前述罩構件當中的一方之接觸部分，前述突出部，和前述延伸方向正交，且朝前述密封構件的寬幅方向延伸，該寬幅方向係平行於前述一方的與前述密封構件之接觸面。
本發明中，藉由朝寬幅方向突出之突出部，能夠將密封構件與框構件及罩構件當中的一方之接觸面積增大。是故，能夠使框體的密閉性提升。
第5發明之密閉設備，是於前述第4發明中，前述突出部，於前述寬幅方向，僅形成於前述內部空間及前述外部空間當中壓力低之空間側。
突出部，若形成於內部空間及外部空間當中壓力高之空間側，則當內部空間與外部空間之壓力差增大了的情形下，密封構件從壓力高側朝低側被推壓時，會因突出部的抵抗而密封構件變得難以移動。亦即，氣體難以從壓力高的空間朝壓力低的空間洩出。於是，當上述壓力差持續增大了的情形下，中空而強度低的密封構件會有被破壞等之虞。本發明中，當內部空間與外部空間之壓力差增大了的情形下，氣體相對容易從壓力高的空間洩出至壓力低的空間，因此能夠抑制密封構件被破壞等。
第6發明之密閉設備，係在框體的內部空間與外部空間之間存在3000Pa以下的壓力差之密閉設備，其特徴為，前述框體，具有：框構件，以會形成開口之方式被組合；及罩構件，以覆蓋前述開口之方式被安裝於前述框構件；及密封構件，被夾在前述框構件與前述罩構件之間，以圍繞前述開口之方式延伸；前述框構件及前述罩構件的至少一方，由厚度6mm以下的板金形成，前述框構件及罩構件的與前述密封構件接觸之接觸面，具有0.5mm/m ~5mm/m的平坦度，前述密封構件，為和其延伸方向正交的截面具有中空形狀之彈性構件。
本發明中，即使將比起框構件或罩構件是被切削出而製造的情形而言表面的平坦性差之板金使用於框構件或罩構件，密封構件仍會以小的推壓力而跟隨表面而變形，故能夠獲得必要的密閉性。
第7發明之密閉設備，是於前述第1~第6中任一者之發明中，具備：氣體供給手段，可供給惰性氣體；及氣體排出手段，將前述內部空間內的氣體排出；及控制部，控制前述氣體供給手段及前述氣體排出手段；前述控制部，藉由前述氣體供給手段對前述內部空間供給200L/ min以下的前述惰性氣體，並且因應前述氣體的供給量或前述內部空間的壓力而藉由前述氣體排出手段將前述氣體排出，藉此將前述內部空間的氧濃度設為未滿100ppm。
本發明中，能夠將框體密閉，能夠抑制氣體從外部空間朝內部空間侵入，因此即使惰性氣體的供給流量為200L/min以下這樣少的情形下，仍能抑制惰性氣體以外的氣體的濃度上昇。
接下來，針對本發明之實施形態，一面參照圖1~圖7一面說明。另，為求說明簡便，將圖1所示方向訂為前後左右方向。也就是說，將EFEM(Equipment Front End Module)1和基板處理裝置6並排著的方向訂為前後方向。將EFEM1側訂為前方，將基板處理裝置6側訂為後方。將和前後方向正交之複數個載入埠4並排著的方向訂為左右方向。此外，將和前後方向及左右方向雙方正交之方向訂為上下方向。
(EFEM及周邊的概略構成) 　　首先，針對EFEM1(本發明之密閉設備)及其周邊的概略構成，利用圖1及圖2說明之。圖1為本實施形態之EFEM1及其周邊的概略性平面圖。圖2為EFEM1的電性構成示意圖。如圖1所示，EFEM1，具備框體2、搬送機器人3、複數個載入埠4、控制裝置5。在EFEM1的後方，配置有對半導體基板亦即晶圓W施以規定處理之基板處理裝置6。EFEM1，藉由配置於框體2內之搬送機器人3，而在被載置於載入埠4之FOUP(Front-Opening Unified Pod)100與基板處理裝置6之間進行晶圓W的授受。FOUP100為可將複數個晶圓W於上下方向並排收容之容器，在後端部(於前後方向之框體2側的端部)安裝有蓋101。FOUP100，例如藉由懸吊於設於載入埠4的上方的未圖示軌道而走行之未圖示的OHT(Overhead Hoist Transport；天花板走行式無人搬送車)而被搬送。在OHT與載入埠4之間，進行FOUP100的授受。
框體2，為用來將複數個載入埠4與基板處理裝置6連接之物。在框體2的內部，形成有對於外部空間7而言略密閉之供晶圓W搬送之搬送室41。當EFEM1正在運轉時，搬送室41被氮等惰性氣體充滿。框體2，構成為讓氮在包含搬送室41之內部空間40循環(詳細後述)。此外，在框體2的後端部安裝有門2a，搬送室41隔著門2a與基板處理裝置6連接。
搬送機器人3，配置於搬送室41內，進行晶圓W的搬送。搬送機器人3，具有位置被固定之基台部3a(參照圖3)、及配置於基台部3a的上方，將晶圓W予以保持而搬送之臂機構3b(參照圖3)、及機器人控制部11(參照圖2)。搬送機器人3，主要進行將FOUP100內的晶圓W取出而授予基板處理裝置6之動作、或接受藉由基板處理裝置6而已被處理的晶圓W而送返FOUP100之動作。
載入埠4，為用來載置FOUP100(參照圖5)之物。複數個載入埠4，以各自的後端部沿著框體2的前側的隔壁之方式，於左右方向並排配置。載入埠4，構成為可將FOUP100內的環境置換成氮等惰性氣體。在載入埠4的後端部，設有門4a。門4a，藉由未圖示之門開閉機構而被開閉。門4a，構成為可將FOUP100的蓋101的鎖定解除，且可保持蓋101。於門4a正在保持被解除了鎖定的蓋101的狀態下，門移動機構將門4a開啟，藉此蓋101會被開啟。藉此，FOUP100內的晶圓W，便可藉由搬送機器人3取出。
如圖2所示，控制裝置5(本發明之控制部)，係與搬送機器人3的機器人控制部11、載入埠4的控制部(未圖示)、基板處理裝置6的控制部(未圖示)電性連接，而進行與該些控制部之通訊。此外，控制裝置5，與設置於框體2內之氧濃度計55、壓力計56、濕度計57等電性連接，接收該些計測機器的計測結果，來掌握有關框體2內的環境之資訊。此外，控制裝置5，與供給閥112及排出閥113(後述)電性連接，藉由調節該些閥的開度，來適當調節框體2內的環境。例如，在令氮循環的類型之EFEM1中，為了抑制氮從內部空間40往外部空間7之漏出，同時確實地抑制大氣從外部往內部空間40之侵入，必須將內部空間40的壓力保持得比外部空間7的壓力還稍高。具體而言，為1Pa(G)~3000Pa(G)的範圍內，較佳為3Pa(G)~500Pa (G)，更佳為5Pa(G)~100Pa(G)。因此，控制裝置5，若內部空間40的壓力脫離規定範圍，則藉由變更排出閥113的開度來變更氮的排出流量，調節以使壓力成為規定的目標壓力。像這樣，基於氧濃度來調節氮的供給流量，基於壓力來調節氮的排出流量，藉此控制氧濃度及壓力。本實施形態中，是調整以使其成為10Pa(G)的差壓。
如圖1所示，基板處理裝置6，例如具有載入/載出(load-lock)室6a、處理室6b。載入/載出室6a，為隔著框體2的門2a而與搬送室41連接之，用來令晶圓W暫時地待命之房間。處理室6b，隔著門6c而與載入/載出室6a連接。處理室6b中，藉由未圖示之處理機構，對晶圓W施以規定的處理。
(框體及其內部的構成) 　　接下來，針對框體2及其內部的構成，利用圖3~圖6說明之。圖3為框體2的正面圖。圖4為圖3的IV-IV截面圖。圖5為圖3的V-V截面圖。圖6為配置於框體2的前面之後述的密封構件61示意圖。另，圖3中，省略了隔壁的圖示。此外，圖5中，省略了搬送機器人3等的圖示。
框體2，全體而言為直方體狀。如圖3~圖6所示，框體2，具有柱21~26、及隔壁31~36。在朝上下方向延伸的柱21~26安裝有隔壁31~36，框體2的內部空間40相對於外部空間7大略密閉。
更具體而言，如圖4所示，於框體2的前端部，柱21~24從左方到右方依順並排立設配置。配置於柱21與柱24之間的柱22、23，比柱21及柱24還短。在框體2的後端部的左右兩側，立設配置有柱25、26。柱21~26，例如以由SPCC材等碳鋼所成之一般的板金(sheet metal)(被壓延而成之厚度6mm以下的金屬板)所形成。
如圖3所示，在框體2的底部配置有隔壁31，在天花板部配置有隔壁32。如圖4所示，各自在前端部配置有隔壁33、在後端部有隔壁34、在左端部有隔壁35、在右端部有隔壁36。在框體2的右端部，設有供後述的對準器(aligner)54載置之載置部53(參照圖3)。對準器54及載置部53，皆被收容於框體2的內側(參照圖4)。
如圖3及圖5所示，在框體2內的上側部分(柱22、23的上方)，配置有朝水平方向延伸之支撐板37。藉此，框體2的內部，會被分成形成於下側之前述的搬送室41、及形成於上側之FFU設置室42。在FFU設置室42內，配置有後述的FFU(Fan Filter Unit；風扇過濾單元)44。在支撐板37的前後方向之中央部，形成有令搬送室41與FFU設置室42連通之開口37a。另，框體2的隔壁33~36，被分成搬送室41用的下部壁與FFU設置室42用的上部壁(例如參照圖5中的前端部的隔壁33a、33b及後端部的隔壁34a、34b)。隔壁31~36及支撐板37，亦藉由和柱21~26同樣的板金而形成。
針對框體2，再稍微詳加說明。框體2中，柱21~26、隔壁31、32及支撐板37被組裝(參照圖3、圖4)，藉此如圖6所示，形成有複數個開口38。例如，在框體2的前端部的下部，藉由柱21、柱24、隔壁31及支撐板37，形成有開口38a。在框體2的前端部的上部，藉由柱21、柱24、隔壁32及支撐板37，形成有開口38b。隔壁33~36(參照圖4)，以覆蓋開口38之方式被安裝於柱21~26、隔壁31、32及支撐板37。柱21~26、隔壁31、32及支撐板37(以下稱柱21等)，相當於本發明之框構件。隔壁33~36(以下稱隔壁33等)，相當於本發明之罩構件。在柱21等與隔壁33等之間，如圖6所示，夾著用來將開口38密閉之密封構件61。例如，在以覆蓋開口38a之方式被安裝之隔壁33(隔壁33a，參照圖6的雙點鏈線)與柱21等之間，夾著密封構件62(參照圖6的陰影線部分)。在以覆蓋開口38b之方式被安裝之隔壁33(隔壁33b，參照圖6的雙點鏈線)與柱21等之間，夾著密封構件63(參照圖6的陰影線部分)。密封構件61，以圍繞開口38之方式延伸。針對密封構件61的進一步細節後述之。
接下來，針對框體2的內部的構成說明之。具體而言，針對用來在框體2內令氮循環之構成及其周邊構成、以及配置於搬送室41內的機器等說明之。
針對用來在框體2內令氮循環之構成及其周邊構成，利用圖3~圖5說明之。如圖5所示，在框體2的內部空間40，形成有用來令氮循環之循環路徑。循環路徑，藉由搬送室41、FFU設置室42、及返回路徑43而構成。概要而言，內部空間40中，清淨的氮從FFU設置室42往下方被送出，到達了搬送室41的下端部之後，通過返回路徑43上昇，回到FFU設置室42(參照圖5的箭頭)。
在FFU設置室42，設有配置於支撐板37上之FFU44、及配置於FFU44上之化學過濾器45。FFU44，具有風扇44a與過濾器44b。FFU44，藉由風扇44a將FFU設置室42內的氮朝下方送出，同時將氮中含有的微粒(未圖示)藉由過濾器44b除去。化學過濾器45，例如為用來將從基板處理裝置6被帶進內部空間40的活性氣體等予以除去之物。藉由FFU44及化學過濾器45而被清淨化後的氮，從FFU設置室42透過形成於支撐板37之開口37a被送出至搬送室41。被送出至搬送室41的氮，形成層流，往下方流動。
返回路徑43，形成於配置於框體2的前端部之柱21~24(圖5中為柱23)及支撐板37。也就是說，柱21~24呈中空，各自形成有供氮通過的空間21a~24a(參照圖4)。亦即，空間21a~24a，各自構成返回路徑43。返回路徑43，藉由形成於支撐板37的前端部之開口37b而與FFU設置室42連通(參照圖5)。
針對返回路徑43，參照圖5的同時更具體地說明。另，圖5中雖揭示柱23，但針對其他的柱21、22、24亦同。在柱23的下端部，安裝有用來令搬送室41內的氮容易流入至返回路徑43(空間23a)之導入管道27。在導入管道27形成開口27a，到達了搬送室41的下端部的氮可流入至返回路徑43。在導入管道27的上部，形成有愈朝向下方則愈朝後方開展之擴大部27b。在擴大部27b的下方，配置有風扇46。風扇46，藉由未圖示的馬達而被驅動，將到達了搬送室41的下端部的氮吸進返回路徑43(圖5中為空間23a)而朝上方送出，將氮送返至FFU設置室42。被送返至FFU設置室42的氮，藉由FFU44或化學過濾器45被清淨化，再次往搬送室41被送出。依以上方式，氮便可在循環路徑內循環。
此外，如圖3所示，在FFU設置室42的側部，連接有用來對內部空間40供給氮之供給管47。供給管47，連接至氮的供給源111。在供給管47的中途部，設有可變更氮的每單位時間的供給量之供給閥112(本發明之氣體供給手段)。藉由調節供給閥112的開度，便可將從供給源111被供給至內部空間40的氮的流量以0~500L/min予以調整。此外，如圖5所示，在搬送室41的前端部，連接有用來將循環路徑內的氣體排出之排出管48。排出管48，例如接連至未圖示的排氣口。在排出管48的中途部，設有可變更循環路徑內的氣體的每單位時間的排出量之排出閥113(本發明之氣體排出手段)。供給閥112及排出閥113，與控制裝置5電性連接(參照圖2)。藉此，便可對內部空間40適當供給及排出氮。例如，當藉由氧濃度計55檢測出內部空間40中的氧濃度上昇的情形下，控制裝置5，將供給閥113的開度暫時地加大，從供給源111透過供給管47對內部空間40暫時性地增多供給氮。此外，控制裝置5，如上述般，因應內部空間40的壓力來變更排出閥113的開度(反饋控制)，透過排出管48和氮一起將氧排出。依此方式，控制裝置5，將內部空間40的氧濃度設為例如未滿100ppm。或是，控制裝置5，亦可因應供給閥113的開度(也就是說，氮的供給量)來變更排出閥113的開度。亦即，例如控制裝置5，亦可變更供給閥113的開度的同時變更排出閥113的開度，於規定時間經過後重啟反饋控制。
此外，控制裝置5，基於壓力計56(參照圖2)的值，來控制供給閥112及排出閥113。藉此，內部空間40的壓力，會被保持得比外部空間7的壓力還稍(例如約10Pa)高。
接下來，針對配置於搬送室41內的機器等，利用圖3及圖4說明之。如圖3及圖4所示，在搬送室41內，配置有上述的搬送機器人3、及控制部收容箱51、及計測機器收容箱52、及對準器54。控制部收容箱51，例如設置於搬送機器人3的基台部3a(參照圖3)的左方，配置成不與臂機構3b(參照圖3)干涉。在控制部收容箱51，收容有上述的機器人控制部11。計測機器收容箱52，例如設置於基台部3a的右方，配置成不與臂機構3b干涉。在計測機器收容箱52，可收容上述的氧濃度計55、壓力計56、濕度計57等計測機器(參照圖2)。
對準器54，為用來檢測被保持於搬送機器人3的臂機構3b(參照圖3)之晶圓W的保持位置距目標保持位置偏離了多少之物。例如，在藉由上述的OHT(未圖示)而被搬送之FOUP100(參照圖1)的內部，晶圓W恐會細微地移動。鑑此，搬送機器人3，將從FOUP100取出的處理前的晶圓W，暫先載置於對準器54。對準器54，計測晶圓W藉由搬送機器人3被保持在自目標保持位置偏離了多少之位置，將計測結果發送至機器人控制部11。機器人控制部11，基於上述計測結果，修正臂機構3b所致之保持位置，控制臂機構3b令其在目標保持位置保持晶圓W，令其搬送直到基板處理裝置6的載入/載出室6a。藉此，便能正常地進行基板處理裝置6所做的晶圓W之處理。
具備以上構成之EFEM1中，作為用來將開口38(參照圖6)密閉之密封構件61，本案發明者最初檢討了使用一般的O型環。此處，為了將O型環壓扁需要一定以上的推壓力，而要求柱21等及隔壁33等具有得以耐受該推壓力之剛性。然而，若欲提高該些構件的剛性，則會發生以將厚板切削出的構件來取代板金而製造柱21等及隔壁33等之必要，材料費或加工費等製造成本會大幅上昇。此外，例如於EFEM維護時當將隔壁33等裝卸的情形下，會肇生搬運重的構件之必要，還會有作業性變得極差這一問題。鑑此，EFEM1中，為了即使柱21等及隔壁33等的剛性不高仍可將框體2密閉，密封構件61及其周邊的構成係如以下般。
(密封構件及其周邊的詳細構成) 　　針對密封構件61及其周邊的詳細構成，利用圖6及圖7說明之。圖7(a)為圖6的VII-VII截面圖，為隔壁33被安裝於柱21之前的狀態示意圖。圖7(b)為圖7(a)所示的隔壁33被安裝於柱21之後的狀態示意圖。以下說明中，將密封構件61的延伸方向訂為延伸方向(參照圖6)。將和延伸方向正交，且和柱21的與密封構件61接觸之接觸面21b(參照圖7)平行之方向，訂為密封構件61的寬幅方向。於寬幅方向，將圖7的紙面左方訂為外部空間7側，將圖7的紙面右方訂為內部空間40側。將和延伸方向及寬幅方向雙方正交之方向，訂為密封構件61的厚度方向。另，以下說明中，作為例子，係針對密封構件61的被夾在柱21與隔壁33之間的部分來說明，但被夾在其他柱與隔壁之間的部分亦具有同樣的構成。
適用於EFEM1之密封構件61，例如由被稱為EPDM(Ethylene-Propylene-Diene Monomer；三元乙丙橡膠)的橡膠所構成。密封構件61，例如藉由擠出成形被形成為直線狀後，藉由加硫接合而接合成環狀。藉此，比起藉由含有通常的矽氧烷等黏著劑來使密封構件61的延伸方向之端部彼此黏著之情形，會抑制半導體基板亦即晶圓W的污染。另，密封構件61，凡是不會污染半導體基板亦即晶圓W之物皆可，亦可藉由氟系橡膠或腈橡膠等其他彈性構件來形成。
如圖7(a)、(b)所示，密封構件61，具有基座部65、本體部66、突出部67。密封構件61，被夾在柱21與隔壁33之間而受到壓縮，藉此，便藉由隔壁33將開口38(參照圖6)密閉，將內部空間40與外部空間7隔開。圖7(a)、(b)中，紙面左方為外部空間7側，紙面右方為內部空間40側。中空的本體部66，從被固定於隔壁33之基座部65往柱21側延伸，厚度方向之本體部66的先端部及突出部67，接觸至柱21的接觸面21b。隔壁33的和基座部65接觸之面及接觸面21b的平坦度，例如為0.5mm/m~5mm/m。
基座部65，為用來將密封構件61固定於隔壁33之部分。如圖7(a)、(b)所示，基座部65，為平板狀的部分，形成於密封構件61的厚度方向之隔壁側的端部。基座部65，朝寬幅方向延伸。在基座部65的寬幅方向之兩側，配置有具有和基座部65同等的厚度(或是比基座部65還略薄)之基座板71、72。在基座部65及基座板71、72的厚度方向之柱21側，配置有橫跨基座部65與基座板71之安裝板73、及橫跨基座部65與基座板72之安裝板74。基座板71及安裝板73，例如藉由螺絲75而被螺固至隔壁33。基座板72及安裝板74，藉由螺絲76而被螺固至隔壁33。藉此，基座部65的寬幅方向之兩側部分會藉由安裝板73、74而朝隔壁33側被推壓，密封構件61會被固定於隔壁33。藉此，比起密封構件61未被固定之情形，當將隔壁33裝卸時密封構件61的取用會變得容易。
本體部66，為和延伸方向正交的截面具有中空形狀之部分。本體部66，比起實心的O型環容易受到壓縮。本體部66，在未受到壓縮的狀態下為截面圓形，但截面形狀不限於此。在本體部66的內側，形成有中空部66a。此外，在本體部66的延伸方向之一部分，形成有使中空部66a與本體部66的外部連通之氣體洩出孔66b。氣體洩出孔66b，形成於本體部66的寬幅方向之外部空間7側(紙面左方)。藉此，當本體部66受到壓縮時(參照圖7(b))，中空部66a內的氣體便可往外部空間7洩出。因此，比起未形成有氣體洩出孔66b之情形，本體部66受到壓縮時的斥力會減弱，故本體部66更容易受到壓縮。另，氣體洩出孔66b，於延伸方向只要形成有1個即可，但氣體洩出孔66b的數量不限於此。
密封構件61，其本體部66為中空而容易受到壓縮，但另一方面比起截面實心的O型環等而言，密閉力並不高。密封構件61，例如構成為若內部空間40與外部空間7之壓力差為3000Pa(G)以下，則可保持密閉性。換言之，若上述壓力差超過3000Pa(G)，則有氣體從壓力高的空間往低的空間漏出之可能性。但，如上述般，內部空間40與外部空間7之壓力差為些微(10Pa程度)，因此即使是這樣程度的密閉力，仍可將框體2密閉。
突出部67，形成於密封構件61的與柱21(本發明之框構件與罩構件當中的一方)之接觸部分。換種方式說，突出部67，係從本體部66的厚度方向之柱21側的端部突出。突出部67，於寬幅方向，朝外部空間7側(亦即，比起內部空間40壓力低之空間側)突出。藉此，當本體部66受到壓縮時(參照圖7(b))，與柱21的接觸面21b之接觸面積會變大(參照圖7(b)的粗線)。本體部66的寬幅方向之突出部67的相反側的部分，朝外部空間7側彎曲。亦即，突出部67，僅形成於壓力低之外部空間7側。因此，當萬一內部空間40的壓力相對於外部空間7變得相當高的情形下(前述超過3000Pa(G)的情形下)，不會有突出部67所造成之抵抗，因此循環路徑內的氮容易往外部空間7洩出。因此，當壓力差增大了的情形下，會抑制密封構件61被破壞等。
此外，於厚度方向，在柱21與隔壁33之間，配置有間隙材77。間隙材77，為當隔壁33被安裝於柱21時，用來使柱21與隔壁33之間產生規定距離之柱狀構件。本實施形態中，間隙材77，設於柱21。藉此，能夠使隔壁33的構成單純，且抑制隔壁33的重量增大(亦即能夠使隔壁33的取用變得容易)。當隔壁33被安裝於柱21時，柱21與隔壁33之距離，會被防止成為間隙材77的厚度以下。藉此，會防止密封構件61受到過度壓縮。雖圖示省略，但間隙材77於密封構件61的延伸方向設有複數個。另，間隙材77，亦可設於隔壁33。或是，間隙材77，亦可設於隔壁33與柱21雙方。
針對密封構件61的尺寸說明之。密封構件61的延伸方向之長度，例如為1000mm~6000mm。密封構件61的寬幅方向之尺寸，例如為10mm~30mm。密封構件61的厚度方向之尺寸，例如為10mm~30mm。此外圓環部的外徑尺寸，例如為8mm~25mm，厚度為例如1~5mm。
具有以上構成之EFEM1中，如圖7(b)所示，在隔壁33被安裝於柱21的狀態下，藉由作用於柱21與隔壁33之間的推壓力，本體部66及67會於厚度方向受到壓縮而彈性變形。因此，密封構件61會緊貼於隔壁33與柱21雙方，內部空間40與外部空間7會被隔開。此處，如上述般，柱21等的框構件及隔壁33等的罩構件是由板金所形成，比起厚板而言剛性不高。即使是這樣的構成，由於截面中空的密封構件61藉由小的推壓力便可壓縮，因此會抑制柱21或隔壁33等因密封構件61的斥力而撓曲。
像以上這樣，密封構件61為截面中空的彈性構件，因此即使是小的推壓力也容易撓曲。也就是說，被柱21等的框構件與隔壁33等的罩構件夾住之密封構件61容易受到壓縮，密封構件61與框構件及罩構件之接觸面積容易變大。因此，以小的推壓力，便能令密封構件61緊貼於框構件及罩構件。藉此，即使框構件及罩構件是由剛性不高的板金而形成，框構件及罩構件仍能耐受用來使密封構件61壓縮之推壓力。此處，一般而言，中空的密封構件61，若內部空間40與外部空間7之壓力差大則密閉性容易惡化，但本實施形態中，是以內部空間40與外部空間7之壓力差為規定值以下作為前提，因此會抑制密閉性的惡化。依以上，即使框構件及罩構件的剛性不高，仍能將框體2密閉。
此外，像這樣，柱21等框構件及隔壁33等的罩構件是由板金所形成，因此比起例如切削出厚板來形成框構件及罩構件之情形，能夠抑制材料費或加工費等製造成本的增大。又，能夠抑制罩構件的重量增大，因此例如於EFEM1維護時當發生必須將罩構件裝卸的情形下，能夠使罩構件的取用變得容易。
此外，當將罩構件安裝於框構件時，亦即密封構件61受到了壓縮時，氣體會透過氣體洩出孔66b而從密封構件61的中空部66a被排出。因此，比起未形成有氣體洩出孔66b之情形，當密封構件61受到了壓縮時，會抑制中空部66a的壓力上昇，能夠將密封構件61所造成的斥力減弱。是故，即使以小的推壓力仍能確實地將密封構件61壓縮。
本發明中，是藉由以板金製作之框構件或罩構件來構成EFEM1，相對於切削出而作成之框構件或罩構件而言雖表面的平坦性差，但按照本發明之包含密封構件61之構成，即使以小的推壓力仍會跟隨表面而變形，故於N2循環型的EFEM1中能夠獲得必要的密閉性。按照本實施形態，於具有0.5~5mm/m的表面平坦性之框構件或罩構件，於N2循環型的EFEM1中能夠沒有問題地獲得必要的密閉性(1.5L/min以下的洩漏量)。此外，即使氮供給量為200L/min以下，搬送室41內仍能實現未滿100ppm的氧濃度。亦即，能夠抑制氮以外的氣體的濃度上昇。
另，框構件或罩構件的平坦度，是當在構件的任意2點間(例如500mm以上)之谷到谷(或峰到峰)之間拉直線時，藉由測定該直線與起伏的峰(起伏的谷)之距離來計算。例如，能夠藉由接觸式/非接觸式三維測定裝置來測定。
此外，藉由間隙材77，柱21等的框構件與隔壁33等的罩構件之距離會拉開，故會防止密封構件61的厚度變成比該距離還小。是故，藉由將框構件與罩構件之距離適當地拉開，能夠防止密封構件61受到過度壓縮。
此外，藉由朝寬幅方向突出之突出部67，能夠將密封構件61與柱21等的框構件之接觸面積增大。是故，能夠使框體2的密閉性提升。
此外，突出部67，於寬幅方向，僅形成於外部空間7側(也就是說，內部空間40及外部空間7當中壓力低之空間側)。因此，當內部空間40與外部空間7之壓力差增大了的情形下，氣體相對容易洩漏至外部空間7，故能夠抑制密封構件61被破壞等。
接下來，針對在前述實施形態加入了變更之變形例說明之。惟，針對具有和前述實施形態同樣構成之物，係標記同一符號而適當省略其說明。
(1)前述實施形態中，突出部67，是做成於寬幅方向僅朝外部空間7側突出之物，但並不限於此。突出部67，亦可朝內部空間40側突出。或是，亦可朝外部空間7側及內部空間40側雙方突出。
(2)前述為止之實施形態中，突出部67是做成形成於與密封構件61的柱21之接觸部分，但並不限於此。亦即，亦可基座部65被固定於柱21，而突出部67形成於與密封構件61的隔壁33之接觸部分。
(3)前述為止之實施形態中，是做成在柱21與隔壁33之間配置有間隙材77，但並不限於此。也就是說，亦可不配置有間隙材77。另，在此情形下，當將隔壁33等安裝於柱21等時為免密封構件61受到過度壓縮，較佳是將柱21等與隔壁33等之距離巧妙地拉開。
(4)前述為止之實施形態中，密封構件61的氣體洩出孔66b，是做成形成於本體部66的寬幅方向之外部空間7側之物，但並不限於此。也就是說，氣體洩出孔66b，亦可形成於內部空間40側。
(5)前述為止之實施形態中，是做成框構件(柱21~26、隔壁31、32、支撐板37)及罩構件(隔壁33~36)皆為由板金所形成之物，但並不限於此。例如，亦可為罩構件由板金所形成，而框構件藉由厚板的切削出來製造等構成。
(6)前述為止之實施形態中，本發明是做成適用於EFEM1，但並不限於此。例如，對於形成有用來進行細胞培養的作業空間之隔離器(參照日本特開2011-167405號公報)，亦可適用本發明。除此以外，對於在內部空間與外部空間之間存在規定值以下的(例如上述的3000Pa(G)以下的)壓力差之密閉設備，可適用本發明。內部空間及外部空間當中，任一者的壓力高皆可。密封構件61的材質，可因應環境適當決定。針對密封構件61的延伸方向之端部彼此的接合方式，亦同。
1‧‧‧EFEM(密閉設備)2‧‧‧框體5‧‧‧控制裝置(控制部)7‧‧‧外部空間21~26‧‧‧柱(框構件)31、32‧‧‧隔壁(框構件)33~36‧‧‧隔壁(罩構件)37‧‧‧支撐板(框構件)38‧‧‧開口40‧‧‧內部空間61‧‧‧密封構件66a‧‧‧中空部66b‧‧‧氣體洩出孔67‧‧‧突出部77‧‧‧間隙材112‧‧‧供給閥(氣體供給手段)113‧‧‧排出閥(氣體排出手段)
[圖1] 本實施形態之EFEM及其周邊的概略性平面圖。 　　[圖2] EFEM的電性構成示意圖。 　　[圖3] 框體的正面圖。 　　[圖4] 圖3的IV-IV截面圖。 　　[圖5] 圖3的V-V截面圖。 　　[圖6] 配置於框體的前面之密封構件示意圖。 　　[圖7] 密封構件及其周邊的構成示意圖。
7‧‧‧外部空間
21‧‧‧柱(框構件)
21b‧‧‧接觸面
33‧‧‧隔壁(罩構件)
40‧‧‧內部空間
61‧‧‧密封構件
65‧‧‧基座部
66‧‧‧本體部
66a‧‧‧中空部
66b‧‧‧氣體洩出孔
67‧‧‧突出部
71、72‧‧‧基座板
73、74‧‧‧安裝板
75、76‧‧‧螺絲
77‧‧‧間隙材

Claims (6)

  1. 一種密閉設備，係在框體的內部空間與外部空間之間存在規定值以下的壓力差之密閉設備，其特徴為，前述框體，具有：框構件，以會形成開口之方式被組合；及罩構件，以覆蓋前述開口之方式被安裝於前述框構件；及密封構件，被夾在前述框構件與前述罩構件之間，以圍繞前述開口之方式延伸；前述框構件及前述罩構件，由板金(sheet metal)形成，前述密封構件，為和其延伸方向正交的截面具有中空形狀之彈性構件，在前述框構件與前述罩構件之間，配置有間隙材。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之密閉設備，其中，在前述密封構件，形成有使前述密封構件的中空部與前述外部空間連通之氣體洩出孔。
  3. 一種密閉設備，係在框體的內部空間與外部空間之間存在規定值以下的壓力差之密閉設備，其特徴為，前述框體，具有：框構件，以會形成開口之方式被組合；及 罩構件，以覆蓋前述開口之方式被安裝於前述框構件；及密封構件，被夾在前述框構件與前述罩構件之間，以圍繞前述開口之方式延伸；前述框構件及前述罩構件，由板金(sheet metal)形成，前述密封構件，為和其延伸方向正交的截面具有中空形狀之彈性構件，前述密封構件，具有突出部，形成於與前述框構件及前述罩構件當中的一方之接觸部分，前述突出部，和前述延伸方向正交，且朝前述密封構件的寬幅方向延伸，該寬幅方向係平行於前述一方的與前述密封構件之接觸面。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之密閉設備，其中，前述突出部，於前述寬幅方向，僅形成於前述內部空間及前述外部空間當中壓力低之空間側。
  5. 一種密閉設備，係在框體的內部空間與外部空間之間存在3000Pa以下的壓力差之密閉設備，其特徴為，前述框體，具有：框構件，以會形成開口之方式被組合；及 罩構件，以覆蓋前述開口之方式被安裝於前述框構件；及密封構件，被夾在前述框構件與前述罩構件之間，以圍繞前述開口之方式延伸；前述框構件及前述罩構件的至少一方，由厚度6mm以下的板金形成，前述框構件及罩構件的與前述密封構件接觸之接觸面，具有0.5mm/m~5mm/m的平坦度，前述密封構件，為和其延伸方向正交的截面具有中空形狀之彈性構件。
  6. 一種密閉設備，係在框體的內部空間與外部空間之間存在規定值以下的壓力差之密閉設備，其特徴為，前述框體，具有：框構件，以會形成開口之方式被組合；及罩構件，以覆蓋前述開口之方式被安裝於前述框構件；及密封構件，被夾在前述框構件與前述罩構件之間，以圍繞前述開口之方式延伸；前述框構件及前述罩構件，由板金(sheet metal)形成，前述密封構件，為和其延伸方向正交的截面具有中空形狀之彈性構件，具備： 氣體供給手段，可供給惰性氣體；及氣體排出手段，將前述內部空間內的氣體排出；及控制部，控制前述氣體供給手段及前述氣體排出手段；前述控制部，藉由前述氣體供給手段對前述內部空間供給200L/min以下的前述惰性氣體，並且因應前述氣體的供給量或前述內部空間的壓力而藉由前述氣體排出手段將前述氣體排出，藉此將前述內部空間的氧濃度設為未滿100ppm。
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