JP2002521189A - フィルタカートリッジ組立体 - Google Patents
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Abstract
Description
テムのフィルタカートリッジ組立体に関する。
ックス又はポッドは、種々の大きさ及び形態のものがあるが、代表的には、物品
の保管、輸送及び処理中、ウェーハ、ウェーハのカセット又は集積回路を製造す
る際に用いられる基板を包囲する環境を隔離して制御するミニエンバイロンメン
トを提供している。かかる物品の処理は従来、一般に「クリーンルーム」と呼ば
れる粒子のない環境内で行われていた。しかしながら、かかる「クリーンルーム
」を汚染要因物のない状態に維持することは、特に物品の処理中、多大な注意と
努力を必要とする場合がある。
式では、濾過された空気をSMIFボックス内に循環させているが、SMIFボ
ックス内の清浄さを達成するために依然として空気が用いられている。物品の製
造において低温の窒素パージサイクルが用いられるパージシステムもまた知られ
ている。集積回路用ウェーハを清浄にする従来型方法及び装置は、乾いたガスを
利用している。SMIFポッド内における粒子の所望レベルを維持するために例
えば製造工場でのSMIFポッドの取扱い中、例えば逆止弁を通ってガスがSM
IFポッド内に漏入しないようSMIFポッドを一貫して保護するよう定期的に
又は必要に応じてSMIFポッドからの取外し及び交換が容易なSMIFポッド
用フィルタカートリッジ組立体が要望されている。本発明はこれら要望を満たす
ものである。
ない制御された環境をもたらすよう清浄なガス状の作業流体だけがSMIFポッ
ド内に流入するようにするSMIFポッド用フィルタカートリッジ組立体を提供
する。
に設けられたフィルタエレメントと、内部流路内に設けられた逆止弁手段を有す
ることを特徴とするフィルタカートリッジ組立体を提供する。フィルタエレメン
トは、好ましくは約99.9999%の効率で0.003ミクロンという小さな
粒子を除去する濾材を有している。
逆止弁要素は、逆止弁ポペット及び弁棒を有し、ポペットは、出口端部に差し向
けられ、弁棒は、入口端部に差し向けられている。弁座は、弁体の長手方向軸線
に対して斜角をなして入口端部に向かって内方にテーパした環状座面を有してい
る。逆止弁ポペットは、弁座の内径よりも小さな外径を有すると共に逆止弁ポペ
ットの外径よりも小さな内径を備えた比較的細いネックを有している。また、逆
止弁ポペットの表面は好ましくは、弁体の長手方向軸線に対して、環状座面の斜
角に実質的に等しい斜角をなして逆止弁ポペットの出口端部からネックに向かっ
て内方にテーパしている。ばねが、座面の上流側で弁棒に設けられたフランジと
、座面の上流側に位置していて、フィルタカートリッジの入口端部に向いた内部
肩との間に設けられていて、逆止弁要素を弁体の入口端部に向かって押圧して流
路を閉じるようになっている。変形可能な弾性Oリングが、逆止弁ポペットの細
いネックに嵌められており、このOリングの外径は好ましくは、弁座の環状座面
の内径よりも大きい。変形例として、他形式の弁要素、例えば蝶形弁も又適して
いる。
して示す添付の図面及び以下の詳細な説明から明らかになろう。
クスからパージすることができるが、かかる容器のフィルタは、容器内における
所望の粒子レベルを保つためにSMIFポッド内へのガスの漏入を防止するよう
定期的に又は必要に応じて容易且つ直ぐに交換できる必要がある。
レベルを維持するために、例えば製造工場でのSMIFポッドの取り扱い中、例
えば逆止弁を通ってガスがSMIFポッド内に漏入しないようSMIFポッドを
一貫して保護するSMIFポッドフィルタカートリッジ組立体に具体化されてい
る。図1〜図4を参照すると、本発明は、ハウジング又は本体12を有するフィ
ルタカートリッジ組立体10を提供し、この本体12は、長手方向軸線13、入
口端部14、出口端部16及び本体内に形成されていて、入口端部から出口端部
まで延びる内部流路17を備えている。現時点において好ましい一実施形態では
、本体は、ポリカーボネートプラスチックで作られている。フィルタカートリッ
ジ組立体は、内部流路内に設けられていて、入口端部から出口端部へのガス状作
業流体の一方向の流れを可能にする弁要素、例えば逆止弁18を有している。一
体形の方向制御逆止弁は、好ましくは、非常に小さな差圧、代表的には10ミリ
バール未満の差圧で動作する。弁座20が、内部流路の内面によって形成されて
おり、この弁座は、出口端部に向いた座面22を有している。座面は好ましくは
、弁体の長手方向軸線に対して斜角をなして入口端部に向かって内方にテーパし
ている。肩24が好ましくは、入口端部に向いた弁座に隣接してその上流側で内
部通路内に形成されている。変形例として、他形式の弁要素、例えば蝶形弁も又
適している。
要素の出口端部29のところに切頭円錐形ポペット28を有している。ポペット
は好ましくは、弁座の内径よりも小さな外径を有すると共に逆止弁ポペットの外
径よりも小さな内径を持つ比較的細いネック30を構成する表面を有している。
逆止弁ポペットの表面は、弁体の長手方向軸線に対し、環状座面の斜角に実質的
に等しい斜角をなして逆止弁の出口端部からネックに向かって内方にテーパして
いる。変形可能な弾性Oリング32が好ましくは、逆止弁ポペットの比較的細い
ネックに嵌められており、Oリングの外径は、弁座の環状座面の内径よりも大き
い。
好ましくは1又は2以上のフランジ36が、弁棒の上流側端部から延びていてコ
イルぱね38のための座面を提供し、コイルばね38は、フランジと肩24との
間に設けられていて、逆止弁要素を弁体の入口端部に向かって、かくして流路を
閉じる閉鎖位置に向かって付勢するようになっている。
一実施形態では、フィルタカートリッジ組立体の出口端部のところに設けられて
いて、内部流路を通って符号42で示す流れの方向に流れるガス状作業流体から
粒状物を除去するようになっている。現時点において好ましい実施形態では、フ
ィルタエレメントは、周囲溶接方式を用いる超音波溶接により支持構造体、例え
ば保持リング又は溶接リング48に結合された濾材から成り、このフィルタエレ
メントは、約99.9999%の効率で0.003ミクロンという小さな粒子を
除去する。濾材を周囲溶接リングに結合することにより、ガスが濾材と支持構造
体との間で漏れるのを防止する永続的な周囲結合部が形成されている。現時点に
おいて好ましい濾材は、マサチューセッツ州ベッドフォード所在のミリポア社か
ら“WAFERGARD ”という商品名で入手できる。現時点において好ましい実施形態
では、フィルタエレメントは、定期的な保守の際にフィルタエレメントを交換す
るために容易に接近できるよう保持リング48によってフィルタカートリッジ組
立体の本体に固定されており、この保持リング48は、フィルタカートリッジ組
立体のフィルタエレメントの本体にスナップ動作で嵌まってフィルタエレメント
を定位置に固定するよう形作られている。変形例として、例えば、保持リングを
フィルタカートリッジ組立体の本体に螺着してもよい。例えば、所望の流量及び
所望の粒子除去率に応じて濾過具合を増減するようフィルタエレメントを取り替
えてもよい。フィルタカートリッジ組立体の反対側の端部のところでは、クリー
ンルームへの滑らかな外面が得られるようキャップシール49をフィルタカート
リッジ組立体の本体に定位置でぴったりとスナップ嵌めするのがよい。
が、分子汚染制御ベースユニット(図示せず)と組み合わせて用いられるよう取
り付けられ、この分子汚染制御ベースユニットは、SMIFポッドをパージする
ためにSMIFポッドと連通状態にある例えば約3〜15 psiの圧力のガス状作
業流体、例えば窒素ガス、アルゴンガス又はこれと類似した他の不活性ガス、或
いはこれらガスの組合せの源を提供している。現時点では、窒素ガスが好ましい
。
は、フィルタカートリッジ組立体をSMIFポッドのベース60内に嵌めるガス
ケットレス(ガスケット無しの)テーパロックの入口ポート56及び出口ポート
58に組み込まれる。SMIFポットベースの入口ポート及び出口ポートは、分
子汚染制御ベースユニットのベースプレート66の供給又は送込みライン62及
び排出又は出口ライン64とそれぞれ流体連通するようになっている。
い環境、例えばSMIFポッドをパージするために利用でき、そして汚染要因物
の無い環境中に所望の粒子レベルを維持できるよう容易に取り外して交換できる
ことが分かる。
く種々の設計変更例を想到できることは上記から明らかである。したがって、本
発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。
図であり、SMIFポッドを通るガス状作業流体の流れの濾過のためのSMIF
ポッドの取付け方を概略的に示す図である。
Claims (17)
- 【請求項1】 内部流路を備えた弁体と、内部流路を横切って弁体内に設け
られたフィルタエレメントと、前記内部流路内に設けられた逆止弁手段を有する
ことを特徴とするフィルタカートリッジ組立体。 - 【請求項2】 前記弁体は、入口端部及び出口端部を有し、前記逆止弁手段
は、前記内部流路内に設けられた弁座と、弁座に隣接して内部流路内に設けられ
た逆止弁要素とを有し、逆止弁要素は、逆止弁ポペット及び弁棒を有し、前記ポ
ペットは、出口端部に差し向けられており、前記ポペットは、弁座の内径よりも
小さな外径を有すると共に逆止弁ポペットの外径よりも小さな内径を備えた比較
的細いネックを有し、前記弁棒は、入口端部に差し向けられると共に内部流路の
一部を貫通しており、前記逆止弁手段は、逆止弁ポペットの細いネックに嵌めら
れた変形可能な弾性Oリングを更に有し、前記Oリングは、弁座の環状座面の内
径よりも大きな外径を有していることを特徴とする請求項1記載のフィルタカー
トリッジ組立体。 - 【請求項3】 前記弁体は、長手方向軸線を有し、前記弁座は、弁体の長手
方向軸線に対して斜角をなして入口端部に向かって内方にテーパした環状座面を
有していることを特徴とする請求項2記載のフィルタカートリッジ組立体。 - 【請求項4】 前記フィルタエレメントは、支持構造体に結合された濾材か
ら成ることを特徴とする請求項1記載のフィルタカートリッジ組立体。 - 【請求項5】 前記濾材は、ガスが濾材と支持構造体との間で漏れないよう
超音波溶接によって支持構造体に結合されていることを特徴とする請求項4記載
のフィルタカートリッジ組立体。 - 【請求項6】 前記フィルタは、0.003ミクロンという小さな粒子を除
去することを特徴とする請求項1記載のフィルタカートリッジ組立体。 - 【請求項7】 前記弁棒は、座面の上流側にフランジを有し、内部流路は、
座面の上流側に内部肩を形成する表面を有し、ばねが、前記フランジと前記内部
肩との間に設けられていて、逆止弁要素を弁体の入口端部に向かって押圧して流
路を閉じるようになっていることを特徴とする請求項2記載のフィルタカートリ
ッジ組立体。 - 【請求項8】 前記逆止弁ポペットの前記表面は、弁体の長手方向軸線に対
して、環状座面の斜角に実質的に等しい斜角をなして逆止弁ポペットの出口端部
からネックに向かって内方にテーパしていることを特徴とする請求項3記載のフ
ィルタカートリッジ組立体。 - 【請求項9】 長手方向軸線、入口端部及び出口端部を有し、更に弁座を形
成する表面を備えた内部流路を有する弁体と、内部流路を横切って弁体内に設け
られたフィルタエレメントと、弁座に隣接して内部流路内に設けられた逆止弁要
素とを有し、逆止弁要素は、逆止弁ポペット及び弁棒を有し、前記ポペットは、
出口端部に差し向けられており、前記ポペットは、弁座の内径よりも小さな外径
を有すると共に逆止弁ポペットの外径よりも小さな内径を備えた比較的細いネッ
クを有し、前記弁棒は、入口端部に差し向けられると共に内部流路の一部を貫通
しており、前記逆止弁要素は、逆止弁ポペットの細いネックに嵌められた変形可
能な弾性Oリングを更に有し、前記Oリングは、弁座の環状座面の内径よりも大
きな外径を有していることを特徴とするフィルタカートリッジ組立体。 - 【請求項10】 前記弁座は、弁体の長手方向軸線に対して斜角をなして入
口端部に向かって内方にテーパした環状座面を有していることを特徴とする請求
項9記載のフィルタカートリッジ組立体。 - 【請求項11】 前記フィルタエレメントは、支持構造体に結合された濾材
から成ることを特徴とする請求項9記載のフィルタカートリッジ組立体。 - 【請求項12】 前記フィルタは、0.003ミクロンという小さな粒子を
除去すること特徴とする請求項11記載のフィルタカートリッジ組立体。 - 【請求項13】 前記弁棒は、座面の上流側にフランジを有し、内部流路は
、座面の上流側に内部肩を形成する表面を有し、ばねが、前記フランジと前記内
部肩との間に設けられていて、逆止弁要素を弁体の入口端部に向かって押圧して
流路を閉じるようになっていることを特徴とする請求項9記載のフィルタカート
リッジ組立体。 - 【請求項14】 前記逆止弁ポペットの前記表面は、弁体の長手方向軸線に
対して、環状座面の斜角に実質的に等しい斜角をなして逆止弁ポペットの出口端
部からネックに向かって内方にテーパしていることを特徴とする請求項10記載
のフィルタカートリッジ組立体。 - 【請求項15】 前記支持構造体は、フィルタエレメントを定位置に固定す
るために弁体にスナップ動作で嵌まるように形作られていることを特徴とする請
求項11記載のフィルタカートリッジ組立体。 - 【請求項16】 所望の流量及び所望の粒子除去効率に基づいて濾過具合を
加減するためにフィルタエレメントを交換できることを特徴とする請求項15記
載のフィルタカートリッジ組立体。 - 【請求項17】 前記フィルタカートリッジは、ガスケット無しテーパロッ
クによってポッドに装着されるようになっていることを特徴とする請求項9記載
のフィルタカートリッジ組立体。
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