(57)【要約】【課題】均一な気流を発生でき、ウェハ搬送容器への外部の汚染物質の進入を阻止する、層流装置の提供。【解決手段】本発明の層流装置は、冂字形構造体と、側面カバーと、上カバーと、少なくとも１つの吸気孔と、少なくとも１つの通気板を含み、該冂字形構造体が３つの平面板体で構成され、該側面カバーが該冂字形構造体の開口箇所に設置され、該側面カバーと該冂字形構造体が結合されて本体を形成し、該本体の上方と下方が開放された状態であり、該上カバーが該本体上方に設置され、該少なくとも１つの吸気孔が該本体に設置され、該少なくとも１つの吸気孔に清浄気体が充填され、該少なくとも１つの通気板が該本体内部に設置され、該少なくとも１つの通気板が複数の通気孔隙を備え、均一な気流の発生に用いられる。【選択図】図２
2020061538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
層流装置であって、冂字形構造体と、側面カバーと、上カバーと、少なくとも１つの吸気孔と、少なくとも１つの通気板と、を含み、
該冂字形構造体が３つの平面板体で構成され、
該側面カバーが該冂字形構造体の開口箇所に設置され、該冂字形構造体と結合して本体を形成し、かつ該本体の上方と下方が開放状態であり、
該上カバーが該本体の上方に設置され、
該少なくとも１つの吸気孔が該本体に設置され、該少なくとも１つの吸気孔に清浄気体が充填され、
該少なくとも１つの通気板が該本体内部に設置され、複数の通気孔隙を備え、均一な気流の発生に用いられ、
そのうち、該少なくとも１つの通気板の材質が、吸水率０.１〜５％の焼結ポリマー材料である、ことを特徴とする、層流装置。
【請求項２】
前記冂字形構造体が一体成形であることを特徴とする、請求項１に記載の層流装置。
【請求項３】
前記本体及び該上カバーが相互に対応する複数の螺子孔を備え、該本体及び該上カバーを螺合できることを特徴とする、請求項１に記載の層流装置。
【請求項４】
前記複数の通気孔隙の孔径の大きさが０.０１〜１５マイクロメートル（μｍ）であることを特徴とする、請求項１に記載の層流装置。
【請求項５】
前記冂字形構造体及び該側面カバーの内側表面に、相互に対応する少なくとも１つの横方向凹陥槽が設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の層流装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの通気板が該冂字形構造体及び該側面カバーの内側表面の該少なくとも１つの横方向凹陥槽が連接して形成する少なくとも１つの環状凹陥槽内に設置されることを特徴とする、請求項５に記載の層流装置。
【請求項７】
前記各通気板の辺縁に少なくとも１つの凹凸構造部が設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の層流装置。
【請求項８】
前記清浄気体がクリーンドライエア（ＣＤＡ）または不活性気体であることを特徴とする、請求項１に記載の層流装置。
【請求項９】
前記均一な気流のレイノルズ数が１０００〜２０００であることを特徴とする、請求項１に記載の層流装置。
【請求項１０】
前記本体にさらに取り外し可能な固定部材が設置されたことを特徴とする、請求項１に記載の層流装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、均一な気流を発生できる層流装置に関し、特に、ウェハ搬送容器と工程環境間に設置され、該ウェハ搬送容器への外部の汚染物質の進入を阻止する層流装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造過程において、ウェハは集積回路の生産に使用される高精密度半導体材料で、その表面を高い清浄度に保つ必要がある。水気やパーティクル、その他気体汚染物質に接触させてはならない。このため、ウェハは各工程設備上でウェハ搬送容器内に保管され、容器内のウェハが前述の汚染物質に汚染されないようにする必要がある。
【０００３】
図１に従来のウェハ搬送容器と工程環境間の概略図を示す。図１に示すように、前述のウェハ搬送容器７は通常工程環境中に置かれ、その容器７内のウェハ７０を取り出す必要がある。ウェハ搬送容器７の開口７２を開くとき、工程環境中の清浄度クラスが比較的低い汚染物質８０がウェハ搬送容器７内に流入し、ウェハ７０表面の汚染損傷を引き起こして、その品質と歩留まりに影響する。ウェハ搬送容器７の開口８２、またはウェハ搬送容器７と工程環境間のドアを開くとき、外部の汚染物質８０が気流とともにウェハ搬送容器７に侵入して、内部のウェハ７０を汚染する、ということがないように、ウェハ搬送容器７と工程環境の間に設置され、かつ均一な気流を発生し、汚染物質の隔絶効果を高める装置が特に重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の各欠点を解決するために、本発明の目的は、層流装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の層流装置は、冂字形構造体と、側面カバーと、上カバーと、少なくとも１つの吸気孔と、少なくとも１つの通気板を含み、該冂字形構造体が３つの細長い形状の平面板体で構成され、該側面カバーが該冂字形構造体の前端の開口箇所に設置され、該側面カバーと該冂字形構造体が結合されて本体を形成し、該本体の上方と下方が開放された状態であり、該上カバーが該本体上方に設置され、該少なくとも１つの吸気孔が該本体に設置され、該少なくとも１つの吸気孔に清浄気体が充填され、該少なくとも１つの通気板が該本体内部に設置され、該少なくとも１つの通気板が複数の孔隙を備え、該清浄気体を少なくとも１つの通気板に通過させ、均一な気流を発生させる。
【０００６】
さらに、該少なくとも１つの通気板の材質は吸水率が０.１〜５％の焼結ポリマー材料である。
【０００７】
さらに、該冂字形構造体の細長い３つの平面板体は一体成形の構造としてもよく、または螺合固定部材と対応する螺子孔の結合、或いは相互に接着、嵌合、圧着の方法で冂字形構造体を形成してもよい。該本体と該上カバーは相互に対応する複数の螺子孔と螺合固定部材を通じて、該本体と該上カバーを螺合可能にしてもよい。
【０００８】
以上の本発明に関する概要説明は、本発明の複数の側面と技術的特徴について基本的に説明することを目的としている。発明の概要説明は本発明に関する詳細な説明ではないため、特に本発明の重要な部材を列挙することを目的としておらず、また本発明の範囲を限定するために用いるものでもなく、簡潔に本発明の複数の概念を示すだけのものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】従来のウェハ搬送容器と工程環境間の概略図である。
【図２】本発明の最良の実施例の層流装置の立体分解図である。
【図３】本発明の別の最良の実施例の層流装置の立体分解図である。
【図４】本発明のさらに別の最良の実施例の層流装置の立体分解図である。
【図５】本発明の最良の実施例の通気板の外観図である。
【図６】本発明の最良の実施例の層流装置の均一な気流効果を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の技術的特徴及び実用性について理解できるように、かつ明細書の内容に従って実施することができるように、図面に示す最良の実施例を参照しながら、以下で詳細に説明する。
【００１１】
まず、図２に本発明の最良の実施例の層流装置の立体分解図を示す。本実施例の層流装置１は主に、冂字形構造体１０と、側面カバー２０と、上カバー３０と、少なくとも１つの吸気孔３２と、少なくとも１つの通気板４０を含む。該冂字形構造体１０は、３つの細長い形状の平面板体で構成される。該側面カバー２０は、該冂字形構造体１０の前端の開口箇所に設置される。該側面カバー２０と該冂字形構造体１０が結合されて本体を形成する。該本体の上方と下方が開放された状態である。該上カバー３０は該本体上方に設置される。該少なくとも１つの吸気孔３２は該本体に設置される。該少なくとも１つの吸気孔３２に清浄気体が充填される。該少なくとも１つの通気板４０は該本体内部に設置される。該少なくとも１つの通気板４０は、複数の孔隙を備え、該清浄気体を少なくとも１つの通気板の孔隙に通過させ、本体の下方に均一な気流を発生させる。
【００１２】
該冂字形構造体１０の細長い３つの平面板体は一体成形の構造としてもよい。また、螺合固定部材（図示しない）と対応する螺子孔１１の結合、或いは相互に接着、嵌合、圧着等の方法で本実施例の冂字形構造体１０を形成してもよい。
【００１３】
該側面カバー２０と該冂字形構造体１０も一体成形の構造としてもよい。また、螺合固定部材と対応する螺子孔１１、２１の結合、或いは相互に接着、嵌合、圧着等の方法で本実施例の本体を形成してもよい。
【００１４】
該本体と該上カバー３０は、相互に対応する複数の螺子孔１１、２１、３１と螺合固定部材を通じて、該本体と該上カバー３０を螺合可能にしてもよい。また、該本体と該上カバー３０は上述の相互の接着、嵌合、圧着等の方法で固定してもよい。
【００１５】
本実施例において、該少なくとも１つの吸気孔３２の設置位置は本体の上カバー３０上であり、かつ上カバー３０の少なくとも１つの吸気孔３２から清浄気体が充填される。別の一実施態様において、該少なくとも１つの吸気孔３２の位置は該側面カバー２０上に設けることもでき（図３参照）、かつ側面カバー２０の少なくとも１つの吸気孔３２から清浄気体を充填し、側面送風を形成してもよい。本発明の少なくとも１つの吸気孔３２の具体的な設置位置は、送風のニーズに基づき調整することができ、本発明はこれに限定されない。
【００１６】
本実施例において、該冂字形構造体１０と該側面カバー２０の内側表面にはさらに相互に対応する少なくとも１つの横方向凹陥槽１２が設けられる。該少なくとも１つの通気板４０は、該冂字形構造体１０と該側面カバー２０の内側表面の該少なくとも１つの横方向凹陥槽１２が連接して形成する少なくとも１つの環状凹陥槽内に固定して設置される。各横方向凹陥槽１２の幅は通気板の厚みより若干大きい。この構造設計の重点は、使用者が異なる孔隙の大きさの通気板４０に交換したいとき、本体前方に設けられた側面カバー２０を取り外した後、通気板４０を冂字形構造体１０の内側表面の横方向凹陥槽１２に取り付けて固定し、側面カバー２０の内側表面の横方向凹陥槽を該通気板４０に対応させて、螺合固定するだけでよいことにある。
【００１７】
通気板４０を本体内部に固定する方法は、上述の該冂字形構造体１０と該側面カバー２０の内側表面の該少なくとも１つの横方向凹陥槽１２が連接して形成する少なくとも１つの環状凹陥槽に固定するほか、接着方式で層流装置１の本体内部に直接固定してもよい。
【００１８】
本実施例において、通気板４０の厚みは３〜１０ミリメートル（例えば５ミリメートル）であり、その材質は吸水率が０.１〜５％未満で、疎水性を備えた焼結ポリマー材料である。該焼結ポリマー材料は、超高分子量ポリエチレン（Ｕｌｔｒａ−ｈｉｇｈ−ｍｏｌｅｃｕｌａｒ−ｗｅｉｇｈｔ  ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ，  ＵＰＥ）、高分子ポリエチレンとすることができる。そのうち、超高分子量ポリエチレンは、高度な靭性と耐衝撃性を備え、同時に抗腐食性、耐薬品性、及び極めて低い摩擦係数と吸水性を有し、その表面は吸水性を備え、水の通気板表面における接触角度が１００°〜１３０°（例えば１１３°）であり、かつ滑落角（３６０°内で水滴を回転させても滑落しない）がない。
【００１９】
さらに、通気板４０上の該複数の孔隙の孔径の大きさは０.０１〜１００マイクロメートル（μｍ）である。通気板４０の辺縁には、少なくとも１つの凹凸構造部４２（図３を参照）が設けられ、鋸歯状の辺縁の通気板４０が形成される。鋸歯状の辺縁は、通気板４０が本体または環状凹陥槽中に接着されたとき、通気板４０を本体または環状凹陥槽中に便利に位置決めでき、同時に通気板４０と接着剤間の接触表面を増加し、よりしっかりと接着させることができる。
【００２０】
このほか、図４の本発明のさらに別の最良の実施例の層流装置の立体分解図を参照する。本実施例の層流装置１と図２の違いは、層流装置１の上カバーがさらに少なくとも１つの固定部材５０を備えることができる点にある。該少なくとも１つの固定部材５０と該上カバー３０を一体成形の構造としてもよく、または、螺合固定部材と対応する螺子孔の取り外し可能な結合、或いは相互に接着、嵌合、圧着等の方法で固定することができる。該少なくとも１つの固定部材５０の目的は、層流装置１を例えば工程の開口またはゲート上など、特定の位置に固定することにある。
【００２１】
図５の本発明の層流装置の均一な気流効果を示す概略図を参照する。本発明の層流装置１は、少なくとも１つの固定部材５０を工程転換の開口２上方に設置する。吸気弁及び流量調節装置（図示しない）を設置することができる吸気孔３２から本体に清浄気体（例えばクリーンドライエア（ＣＤＡ）または不活性気体）を充填し、清浄気体が上カバー３０または側面カバー（図３を参照）の吸気弁を設置することができる吸気孔３２から本体内部に充填されると、通気板４０（図２を参照）が具備する孔隙が極めて小さいため、気体が抵抗力を受けて本体内部で圧力抵抗を形成する。内部圧力が一定程度（最大静圧）まで高まると、気体の整流後通気板４０の複数の孔隙を通じて、本体下方の開放区域（即ち送風口）から下へ排出される。ウェハ搬送容器３と工程環境が連接される開口２箇所で均一な気流６０を発生し、外部の汚染物質（例えば水気、パーティクル等）がウェハを取り出すとき（即ち、開口２が開かれるとき）ウェハ搬送容器３内部に進入し、汚染を引き起こすことを阻止する。
【００２２】
前述の均一な気流６０の送風幅は、本体または通気板４０の面積によって決まる。通気板４０の面積が小さ過ぎると、気流を集中させにくくなり、ウェハ搬送容器３の底層まで送風することができなくなる。通気板４０の面積が大き過ぎると、不必要な気体を無駄にする可能性がある。このため、同時に図２に示すように、本発明の層流装置１の本体は、幅Ｗが１０〜１００ミリメートル（例えば７０ミリメートル）、吸気孔３２の直径が６〜１５ミリメートル（例えば８ミリメートル）とすることができる。
【００２３】
本体内部圧力抵抗の大きさは通気板４０の数量とその通気孔隙の大きさによって決まる。気体の整流及び均一な排出を達成できることを基準とし、本発明の層流装置１における各通気板４０の孔隙の大きさは０.０１〜１００マイクロメートル（μｍ）である。孔隙が大きすぎると圧力抵抗が不足して整流と均一化の効果が得られなくなり、孔隙が小さすぎると内部圧力抵抗が大きすぎてクリーンドライエアまたは不活性気体が流出できなくなる可能性がある。
【００２４】
本発明の層流装置で発生した気流は、そのレイノルズ数が１０００〜２０００の間であり（平均流速は０.２５〜０.３５メートル／秒、水力直径（一般に特性長さ）が７〜９ｃｍ）、かつ送風がいずれも均一な層流（Ｌａｍｉｎａｒ  Ｆｌｏｗ）となる。本発明の層流装置は、例えば、水気、アンモニア（ＮＨ３）、塩素（Ｃｌ２）、フッ化水素酸（ＨＦ）、塩酸（ＨＣｌ）等の気体やパーティクルなどあらゆる汚染物質がウェハ搬送容器内に入らないように隔絶することができる。現有のウェハ搬送容器パージシステムを組み合わせ、ウェハを出し入れする（開口を開く）ときに外部汚染物質がウェハ搬送容器に侵入する可能性を大幅に低下させることができる。
【００２５】
以上の説明は、本発明の最良の実施例に基づくものであり、これらを以って本発明の実施の範囲を限定することはできず、本発明の特許請求の範囲及び明細書の内容に基づいた簡単な変化や修飾はすべて本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００２６】
１  層流装置
２  開口
３  ウェハ搬送容器
１０  冂字形構造体
１１  螺子孔
１２  凹陥槽
２０  側面カバー
２１  螺子孔
３０  上カバー
３１  螺子孔
３２  吸気孔
４０  通気板
４２  凹凸構造部
５０  固定部材
６０  均一な気流
７  ウェハ搬送容器
７０  ウェハ
７２  開口
８  汚染物質
Ｗ  幅
【図１】
2020061538.tif 000003
【図２】
2020061538.tif 000004
【図３】
2020061538.tif 000005
【図４】
2020061538.tif 000006
【図５】
2020061538.tif 000007
【図６】
2020061538.tif 000008