JP7495449B2 - 気体拡散装置、及びそれを含むウェーハ容器 - Google Patents

Description

本発明は、気体拡散装置に関し、特に、特定の気体を充填するためウェーハ容器に設置された気体拡散装置で、より具体的には、ウェーハ容器に設置された気体タワーに関する。

乾燥気体又は不活性気体は、一般的にウェーハ容器内に充填して、ウェーハ容器内の湿度を１０％以下に下げさせるために用いられる。ウェーハ容器を開く際、圧力差により外気を容器内の収容空間に導入させることで、湿度が急激に上昇し、かつパーティクルが外気により運んでウェーハ表面に付着する可能性がある。したがって、容器を開けたときに外気が入らないように、乾燥気体又は不活性気体を連続的にウェーハ容器内に充填する必要がある。

しかしながら、ウェーハ容器に設置された気体拡散器は、ウェーハ容器の内部面積に制限され、気体充填のため底部に穿設されたスルーホール位置が固定されるので、従来の気体充填技術は給気モジュールをウェーハ容器の気体充填スルーホールに取り付けられ、給気モジュールにおける、給気口から多孔管（気体タワー）を経由した排気経路が非直通方式で配置され、すなわち、給気モジュールの中心軸を多孔管の中心軸に対してオフセットし、この湾曲構造設計を介して気体充填目的を達成し、ウェーハ容器の空間に制限される問題を解決する。このようなオフセット又はずらして配置するストラテジーにより、気体は、湾曲した経路を通り給気モジュールから多孔管に入る必要があることで、気体移動過程で迂回により通流時間が長くなり、流れが悪くなり、パージ効率が低下するという問題が起きていた。また、拡散気体流量の需要の増加に伴い、多孔管の寸法を増加することは解決手段であるが、それでもウェーハ容器のスペース制限の問題に直面し、従来の多孔管（気体タワー）の構造は円管として設計されており、この円管は３６０度に排気でき、ウェーハ容器の空間内の乱流現象が生じ、半径方向の寸法を増加する多孔管がウェーハに干渉する可能性があった。

この種のオフセットされた給気モジュール及び多孔管は、設置が困難であるという欠点を有し、湾曲した経路の下流端、すなわち多孔管の底部に設置された時、容易に曲げ又は破損が生じることで、気流の質に影響を及ぼしていた。従来の多孔管は、単一の材料でできており、多孔管と給気モジュールとの接続構造は、組み立て時にひび割れ又はシール不良という問題が発生しやすいことで、パーティクルがウェーハの表面に付着していた。次に、図１に示すように、一般的にウェーハ容器（１０）に一対のディフューザーアセンブリが配置され、両方にそれぞれの給気モジュール（１１）と、多孔管（１２）とを備え、給気モジュール（１１）は逆止弁（１３、ｃｈｅｃｋ ｖａｌｖｅ）を備える。気体充填パネル（１４）は、ウェーハ容器（１０）の底部の給気モジュール（１１）に接続すると共に気体を供給することができる。逆止弁（１３）の１つの性能が低下又は故障すると、２つのディフューザーアセンブリの給気する気流に差が生じることで、容器内部に入る気流が不均一になるか、総流量の不足になる。また、半導体製造工程中でウェーハが高温状態にあり、ウェーハ容器（１０）に入れられることで、ウェーハ容器（１０）の内部空間の温度が上昇され、さらにはウェーハ容器（１０）に組み付けられた要素の性能に影響を及ぼす可能性がある。

上記事情に着目して、当業者は、従来の非直通構造、多孔管接続部の構造が弱く、気体充填の性能が一貫しないことにより気流の質が低下するという問題を解決するため、改良した気体拡散装置を開発する必要があり、並びにウェーハ容器内部の高温による性能の低下という問題も解決が急務となっている。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、気体拡散装置及びウェーハ容器を提供する。

本発明の目的は、閉鎖端と開放端とを有する縦方向空間を備えた少なくとも１つの多孔管と、前記開放端に連結されて、前記多孔管がウェーハ容器の底部上の対応する結合構造に組み付けられることを緩衝することで、前記開放端の破損を防ぐための少なくとも１つのカラー（collar）とを含む気体拡散装置を提供することである。

一具体的実施形態において、前記多孔管の水平断面形状は、長軸と短軸を有する楕円形又は細長い形、或いは直径を有する円形である。

一具体的実施形態において、前記底部の結合構造は、気体が前記縦方向空間に入るのを可能にする貫通通路を画定する。

一具体的実施形態において、前記多孔管又は前記カラーは、ＰＥＥＫ、ＨＴＰＣ、ＦＫＭ、ＰＰＳ、ＰＰＯ、塩素化ポリエーテル、ＰＯＢ、ＴＯＲＬＯＮ、ＥＰ、ＰＦ、ＰＥＩ、ＰＩ、ＬＣＰ、及びこれらの少なくとも２つの組み合わせから成る群から選択された耐熱材料でできている。

一具体的実施形態において、前記貫通通路は、前記縦方向空間内にある中心軸を有する。

一具体的実施形態において、前記多孔管が前記ウェーハ容器に組み付けられた場合、前記多孔管の一側面がウェーハ容器内の複数のウェーハに面し、前記一側面に複数の凹溝が形成され、各凹溝の水平高さが前記ウェーハ容器内の隣り合うウェーハの間にある。

一具体的実施形態において、前記多孔管は、取り外し可能なキャップ、タワー及び開放端から組み立てられる。

本発明の別の目的は、ウェーハ容器の底部に少なくとも１つの結合構造が設けられ、前記結合構造が中心軸を有する貫通通路を画定する、収容空間を備えたウェーハ容器に取り付けられる気体拡散装置を提供することである。前記気体拡散装置は、緩衝気室であって前記ウェーハ容器の前記底部に配置され、前記緩衝気室が少なくとも１つの給気通路を有し、前記給気通路、前記緩衝気室、前記貫通通路及び前記収容空間が互いに連通する緩衝気室と、少なくとも１つの多孔管であって、縦方向空間を有し、前記ウェーハ容器の前記結合構造に取り付けられ、前記多孔管の前記縦方向空間が前記緩衝気室と連通し、前記緩衝気室が供給する気体が前記多孔管を通り前記収容空間に入り、前記気体の給気中心軸と前記結合構造の中心軸とが同軸となる少なくとも１つの多孔管とを含む。

一具体的実施形態において、前記結合構造は、前記ウェーハ容器の前記底部から延びることによって形成され、前記多孔管の開放端は中心軸を有し、前記多孔管の前記縦方向空間は中心軸を有し、前記結合構造の前記中心軸と前記多孔管の前記開放端の前記中心軸と前記給気中心軸とが同軸となる。

一具体的実施形態において、前記結合構造は、前記ウェーハ容器の前記底部から延びることによって形成され、前記多孔管の開放端は中心軸を有し、前記多孔管の前記縦方向空間は中心軸を有し、前記結合構造の前記中心軸と前記多孔管の前記開放端の前記中心軸と前記給気中心軸とが同軸となり、前記多孔管の前記縦方向空間の中心軸が前記結合構造の中心軸、前記多孔管の前記開放端の前記中心軸及び前記給気中心軸からオフセットされる。

一具体的実施形態において、前記多孔管の前記縦方向空間は、閉鎖端と開放端とを有し、前記開放端は対応する前記結合構造に嵌められて、前記気体が前記緩衝気室を経由して前記開放端を通り前記縦方向空間に入ることを可能にする。

一具体的実施形態において、前記多孔管の水平断面形状は、長軸と短軸を有する楕円形又は細長い形、或いは直径を有する円形である。

一具体的実施形態において、気体拡散装置は、前記開放端に設けられ、前記開放端と前記結合構造との間に位置する第１カラーをさらに含む。

一具体的実施形態において、気体拡散装置は、第２カラーであって前記結合構造に設けられたときに、前記第１カラーと前記結合構造との間に位置することで、気密性を高めるための第２カラーをさらに含む。

一具体的実施形態において、前記第１カラーの材料は、開放端が破損するのを防ぐため、前記多孔管の材料よりも柔らかい。

一具体的実施形態において、開放端が破損するのを防ぐため、前記第２カラーと多孔管とが一体に焼結または接合される。

一具体的実施形態において、前記結合構造、前記多孔管、前記第１カラー及び／又は前記第２カラーは、ＰＥＥＫ、ＨＴＰＣ、ＦＫＭ、ＰＰＳ、ＰＰＯ、塩素化ポリエーテル、ＰＯＢ、ＴＯＲＬＯＮ、ＥＰ、ＰＦ、ＰＥＩ、ＰＩ、ＬＣＰ、及びこれらの少なくとも２つの組み合わせから成る群から選択された耐熱材料でできている。

一具体的実施形態において、気体拡散装置は、前記多孔管の一側に近づくように設けられ、前記気体が前記収容空間に入るように前記気体の気流方向を調整するための気流ガイド部材をさらに含む。

一具体的実施形態において、気体拡散装置は、少なくとも１つの給気モジュールであって前記緩衝気室に連通・結合され、前記給気中心軸を有し、前記給気通路を通り前記緩衝気室に入るように単一の給気方向の前記気体を供給するための少なくとも１つの給気モジュールをさらに含む。

本発明の別の目的は、ウェーハ容器の底部に少なくとも２つの結合構造が設けられ、前記各結合構造が中心軸を有する貫通通路を画定する、収容空間を備えたウェーハ容器に取り付けられる気体拡散装置を提供することである。前記気体拡散装置は、気体カートリッジであって前記ウェーハ容器の前記底部に配置されて緩衝気室を画定し、前記緩衝気室が少なくとも１つの給気通路を有し、前記給気通路、前記緩衝気室、前記貫通通路及び前記収容空間が互いに連通する気体カートリッジと、少なくとも２つの多孔管であって、各々縦方向空間を有し、前記ウェーハ容器の対応する結合構造にそれぞれ取り付けられ、前記縦方向空間が前記緩衝気室と連通し、前記緩衝気室が供給する気体が少なくとも２つの多孔管を通り前記収容空間に入る少なくとも２つの多孔管とを含む。

一具体的実施形態において、前記少なくとも２つの結合構造は、前記ウェーハ容器の前記底部から延びることによって形成され、前記各多孔管の前記縦方向空間の開放端は中心軸を有し、前記縦方向空間は中心軸を有し、各前記貫通通路の前記中心軸と各前記多孔管の前記開放端の前記中心軸と各前記多孔管の前記縦方向空間の前記中心軸と前記気体が通過する給気中心軸とは同軸となる。

一具体的実施形態において、前記少なくとも２つの結合構造は、前記ウェーハ容器の前記底部から延びることによって形成され、各前記多孔管の開放端は中心軸を有し、各前記多孔管の前記縦方向空間は中心軸を有し、各前記貫通通路の前記中心軸と各前記多孔管の前記開放端の前記中心軸と前記気体が通過する給気中心軸とは同軸となり、各前記多孔管の前記縦方向空間の前記中心軸は前記貫通通路の前記中心軸、前記多孔管の前記開放端の前記中心軸及び前記給気中心軸からオフセットされる。

一具体的実施形態において、前記少なくとも２つの結合構造は、前記ウェーハ容器の前記底部から延びることによって形成され、各多孔管の前記縦方向空間の開放端は、中心軸を有し、各多孔管の前記縦方向空間は中心軸を有し、各貫通通路の前記中心軸と各多孔管の前記開放端の前記中心軸と各多孔管の縦方向空間の前記中心軸とは同軸となり、前記気体が通過する給気中心軸の位置は同軸上の前記貫通通路の前記中心軸、前記開放端の中心軸及び前記縦方向空間の前記中心軸からオフセットされる。

一具体的実施形態において、前記少なくとも２つの結合構造は、前記ウェーハ容器の前記底部から延びることによって形成され、各多孔管の開放端は中心軸を有し、各多孔管の前記縦方向空間は中心軸を有し、各前記貫通通路の前記中心軸と各前記多孔管の前記開放端の前記中心軸とは同軸となり、前記気体が通過する給気中心軸及び前記縦方向空間の前記中心軸はいずれも同軸上の前記貫通通路の前記中心軸及び前記開放端の前記中心軸からオフセットされる。

一具体的実施形態において、前記気体カートリッジは、底部と、前記底部から延びる側壁とを備え、前記気体カートリッジの前記底部に前記給気通路が形成されている。

一具体的実施形態において、前記気体カートリッジは、前記ウェーハ容器の底部に設置されて、前記気体カートリッジの底部、側壁及び前記ウェーハ容器の底部で前記緩衝気室を画成させる。

一具体的実施形態において、前記気体カートリッジの底部の下面から複数の環状側壁が延在し、各環状側壁は前記給気中心軸を有する給気モジュールを装填するための取付空間を画成し、前記取付空間、前記気体カートリッジの前記底部の前記給気通路は前記緩衝気室と連通して、前記給気モジュールが供給する単一の給気方向の前記気体は前記給気通路を経由して前記緩衝気室に入いる。

一具体的実施形態において、前記ウェーハ容器は、前記ウェーハ容器の前記底部に取り付けられた基盤を含み、前記緩衝気室が前記ウェーハ容器の前記底部と前記基盤との間に介在する。

一具体的実施形態において、前記基盤の製造材料は、自潤滑性材料を含む。

本発明の更なる目的は、底部を含み、前記底部に複数の結合構造が配置され、前記複数の結合構造が複数の貫通通路を画成するケーシングと、前記底部の下方に形成され、複数の給気通路を備え、前記複数の給気通路が対応する貫通通路に流体的に連通される緩衝気室と、各多孔管が前記底部の結合構造に対応して嵌められるための開放端を有し、対応する貫通通路を介して前記緩衝気室に連通して、気体が複数の多孔管を経由して前記ケーシングの収容空間に入るようにさせる複数の多孔管とを含むウェーハ容器を提供することである。

一具体的実施形態において、前記ウェーハ容器は、前記ケーシングに取り外し可能に結合されたドアと、前記ケーシングの内側に配置された一対の支持部とをさらに含み、ＰＥＥＫ、ＨＴＰＣ、ＦＫＭ、ＰＰＳ、ＰＰＯ、塩素化ポリエーテル、ＰＯＢ、ＴＯＲＬＯＮ、ＥＰ、ＰＦ、ＰＥＩ、ＰＩ、ＬＣＰ、及びこれらの少なくとも２つの組み合わせから成る群から選択された耐熱材料でできている。

一具体的実施形態において、ウェーハ容器は、前記ケーシングの下方に連結されて前記ケーシングを支えるための基盤をさらに含み、前記緩衝気室が前記ケーシングの前記底部と前記基盤との間に介在する。

本発明をよりよく理解するため、以下の図面及び説明を参照することができる。以下の図面を参照しつつ、非限定的かつ非網羅的な実施形態を説明する。図面中の構成要素は必ずしも実際のサイズに描かれているわけではなく、構造及び原理の説明に焦点を合わせて描かれていることに留意されたい。

一対の拡散組立体を介して気体を充填する従来のウェーハ容器を示す図である。 本発明の実施例１に係るウェーハ容器の立体分解図である。 本発明の実施例１に係るウェーハ容器の前面図である。 本発明の実施例１に係るウェーハ容器内部の上面図である。 図４のＡ－Ａ線に沿った断面図である。 図５の本発明の実施例１に係る気体拡散装置を示す部分的拡大図である。 本発明の実施例２に係る気体拡散装置を示す図である。 多孔管の形状の異なる変形例を示す図である。 多孔管の形状の異なる変形例を示す図である。 異なる多孔管の形状と給気モジュールの関係を示す図である。 異なる多孔管の形状と給気モジュールの関係を示す図である。 多孔管（同軸）の異なる実施形態を示す図である。 多孔管（同軸）の異なる実施形態を示す図である。 多孔管（非同軸）の異なる実施形態を示す図である。 多孔管（非同軸）の異なる実施形態を示す図である。 本発明の実施例３に係る気体拡散装置を示す図である。 本発明の実施例３に係る気体拡散装置を示す図である。 多孔管及び邪魔板の変形例を示す図である。 多孔管及び邪魔板の変形例を示す図である。 多孔管及び邪魔板の別の変形例を示す図である。 多孔管及び邪魔板の別の変形例を示す図である。 多孔管及び邪魔板の他の変形例を示す図である。 多孔管及び邪魔板の他の変形例を示す図である。 多孔管と邪魔板との組み合わせの変形例を示す図である。 本発明の実施例２に係るウェーハ容器を示す図である。 本発明の気体カートリッジの立体分解図である。 本発明の気体カートリッジがウェーハ容器に配置された場合の断面図である。 本発明の気体カートリッジがウェーハ容器に配置された場合の部分的拡大断面図である。 それぞれ多孔管と気体カートリッジとの間の配置の実施形態の概略図である。 それぞれ多孔管と気体カートリッジとの間の配置の実施形態の概略図である。 それぞれ多孔管と気体カートリッジとの間の配置の実施形態の概略図である。 それぞれ多孔管と気体カートリッジとの間の配置の実施形態の概略図である。 本発明の別の実施例に係る多孔管を示す図である。 多孔管の溝孔の変形例を示す図である。 多孔管の溝孔の変形例を示す図である。 多孔管の溝孔の別の変形例を示す図である。 多孔管の溝孔の別の変形例を示す図である。

以下は、図面を参照しつつ本発明をより完全に説明し、かつ特定の実施形態を例示する。しかし、請求された主題は、様々な異なる形態で具体的に実施され得、したがって、カバー又は出願の請求する主題の構成は、本明細書に開示された具体的実施形態に限定されない。具体的実施形態は、単なる例示である。同様に、本発明は、出願又はカバーされる請求の主題に対して合理的に広い範囲を提供することを意図している。また、例えば請求された主題は、方法、装置又はシステムとして具体的に実施され得る。

本明細書で使用される用語「一実施形態において」は、必ずしも同じ特定の実施形態を指すとは限らず、本明細書で使用される用語「他の（いくつか／特定）の実施形態において」は、必ずしも異なる具体的実施形態を指すとは限らない。請求される主題は、具体的実施形態の全部或いは一部の組み合わせを含むことが意図されている。

図２から図５を同時に参照されたい。図２は、本発明の実施例１に係るウェーハ容器２０の立体分解図である。図３は、本発明の実施例１に係るウェーハ容器２０の前面図（ドアなし）である。図４は、本発明の実施例１に係るウェーハ容器２０内部の上面図（ウェーハＷを含む）である。図５は、図４のＡ－Ａ線に沿った断面図である。ウェーハ容器２０は、ケーシング２１と、ドア２２とを含み、ケーシング２１はウェーハを収容するための収容空間を有する。ドア２２は、ケーシング２１の前端の開口部２３に取り外し可能に結合されて、収容空間を開閉するために機能している。一対の支持部２４は、それぞれケーシング２１の収容空間に配置され、ケーシング２１の対向する内側壁に位置し、支持部２４のサイズと面積は複数のウェーハを支持及び積層するのに十分である。給気モジュール２５は、ウェーハ容器２０の底部に取り外し可能に組み付けられ、ウェーハ容器２０の後端の近くにある。排気モジュール２６は、ウェーハ容器２０の底部に取り外し可能に組み付けられ、ウェーハ容器２０の前端の近くにある。本実施例において、給気モジュール２５及び排気モジュール２６の数をそれぞれ２つとして例として取り上げ、実際の運用に応じて使用数量を調整することができる。気体タワー（ｇａｓ ｔｏｗｅｒ）とも呼ばれる多孔管２７の底端は、ウェーハ容器２０の後端に取り外し可能に組み付けられ、給気モジュール２５に流体的に接続されている。多孔管２７の頂端は、位置決め部材（図示せず）を介してケーシング２１の内側に位置決めすることができる。図２には示されていないが、その後の図１２Ａから１２Ｂに示すように多孔管２７とケーシング２１の後端との間に気流ガイド部材又は邪魔板を設けることができる。ケーシング２１の底部は、基盤２９に取り外し可能に連結される。

図３～図５に示すように、多孔管２７は、ウェーハ容器２０の後端に位置し、ウェーハ容器２０の底部２０１から頂部２０２に垂直に延び、多孔管２７の延びた高さはウェーハ容器２０の収容空間が収納できる最大数のウェーハＷの集積高さを可能な限りカバーし、又は少なくとも、最高位置のウェーハＷ上面より高い。多孔管２７の排気孔は、基本的にウェーハ間の高さに配置され、開口部２３の方向に吹く。本発明は、直通型の構成を用いるため、ウェーハとウェーハ容器２０の内壁２０３との間にスペースが残り、このスペースは多孔管２７を収容するのに十分であるだけでなく、多孔管２７が実際のニーズに応じて構造設計を調整できるため、さまざまな変形例の応用があり、次の通り詳細に説明する。

図６は、図５の部分的拡大図（破線枠）で、本発明の実施例１に係る気体拡散装置を示し、給気モジュール２５及び多孔管２７がウェーハ容器２０のケーシング２１に取り付けられた場合の概略図である。給気モジュール２５は、弾性スリーブ２５１と、逆止弁２５２とを含む。弾性スリーブ２５１は、その両端を通る給気通路を有し、逆止弁２５２は給気通路に安定して収容される。ろ過メンブレン２５３は、弾性スリーブ２５１とケーシング２１の底部２０１との間に配置されて、給気とろ過するために用いられる。給気圧力が大きすぎることによるろ過メンブレン２５３の変形又は破損が生じないように、弾性スリーブ２５１の底部２０１に近い内壁は大きな直径を有するため、給気通路とろ過メンブレン２５３との間に緩衝気室２５４が形成される。ろ過メンブレン２５３を通過する前に、気体は緩衝気室２５４内で横方向に分散されることで、ろ過メンブレン２５３に加えられる圧力を低減する。ケーシング２１の底部２０１に下方に延びる少なくとも１つの環状側壁２０４が形成され、給気モジュール２５を収容するための取付空間を画成する。弾性スリーブ２５１の外径は、環状側壁２０４の内径よりわずかに大きくてもよく、弾性スリーブ２５１と環状側壁２０４との間に密封環を設けることで、弾性スリーブ２５１を環状側壁２０４の取付空間に安定して収容させることができる。弾性スリーブ２５１の外側に複数のフランジが形成されるが、その他の実施例では弾性スリーブ２５１の外側面も平坦な面であり得る。

基盤２９は、給気モジュール２５を環状側壁２０４の取付空間に保持することができる。基盤２９がケーシング２１の底部２０１に組み付けられた場合、基盤２９の一部が弾性スリーブ２５１の底端に当接して、弾性スリーブ２５１が底部２０１と基盤２９との間に挟持される。図１に示す気体充填パネル１４は、基盤２９の下方に当接して弾性スリーブ２５１中の逆止弁２５２に流体（気体など）の圧力を加えて逆止弁２５２を開いて、気体が逆止弁２５２を経由して弾性スリーブ２５１の給気通路に入ることを可能にする。実施例において、基盤２９は、弾性スリーブ２５１をロック又は解放するための操作可能なロック部材を含む。パーティクルをろ過するため、弾性スリーブ２５１の給気通路にろ過メンブレン２５３を構成することで、パーティクルがウェーハ容器２０の収容空間に入るのを効果的に防ぐことができる。基盤２９は通常、設備のロードポート（ｌｏａｄ ｐｏｒｔ）に配置され、基本的に少なくとも２つの材料を含む複合材料である自潤滑性材料から選択されることができ、基盤２９の全体又は一部の摩擦係数がロードポートの接触界面の摩擦係数より低く、ロードポートの界面上での基盤２９の移動を容易にする。

ウェーハ容器２０の底部２０１に少なくとも１つの結合構造２０５が設けられる。例えば結合構造２０５は、ケーシング２１の底部２０１の内側面から上方に延びることによって形成され、結合構造２０５の構造が柱状ノズルとして設計することができ、底部２０１と収容空間を貫通する貫通通路２０６を備える。結合構造２０５は、多孔管２７に接続するために用いられ、多孔管２７は縦方向空間２７２を有し、縦方向空間２７２が閉鎖端と開放端２７１とを有する。結合構造２０５の外径は、多孔管２７の内径よりもわずかに小さいので、多孔管２７の底端の開放端２７１が結合構造２０５を外嵌でき、気体が貫通通路２０６を経由して多孔管２７の縦方向空間２７２に入ることができる。

次に、本発明は直通型を使用して気体を充填することを説明する。結合構造２０５は、中心軸Ｃを有する貫通通路２０６を画定し、気体の給気中心軸と結合構造２０５の中心軸Ｃとが同軸となり、給気モジュール２５の中心軸も前記給気中心軸と同軸となることが特筆に価すること。給気モジュール２５は給気通路を経由して緩衝気室２５４に入る単一の給気方向の気体を供給する。図６に示すように、気体拡散装置の実施例１において、給気通路、緩衝気室２５４、貫通通路２０６及び収容空間が互いに連通している。多孔管２７は、ウェーハ容器２０の結合構造２０５に設置されるため、多孔管２７の縦方向空間２７２が緩衝気室２５４に連通され、多孔管２７の開放端２７１は中心軸を有し、多孔管２７の縦方向空間２７２が中心軸を有する。結合構造２０５の中心軸Ｃと多孔管２７の開放端の中心軸と給気中心軸とが同軸となる場合、給気モジュール２５が供給する単一の給気方向の気体は給気通路を経由して緩衝気室２５４に入り、次に緩衝気室２５４から供給される気体が多孔管２７の開放端２７１、縦方向空間２７２の順を通して収容空間に入る。このような直通構成は、気流が基本的に給気モジュール２５から多孔管２７に直線経路で入り、最短経路によって気体を収容空間内のウェーハに直接パージすることを確保でき、パージ効率を向上するだけではなく、ドア２２をケーシング２１から開いた時、内部湿度が上昇するという問題を効果的に低減させる。換言すれば、本発明は、従来使用されていた湾曲構造設計により気流の流通経路が長くなり、収容空間内の気体パージ効率が低下し、湿度が上昇するなどの多くの欠点を解決することができる。

さらに言えば、本発明は、多孔管２７の開放端２７１に接続するための少なくとも１つのカラー２７３をさらに含む。カラー２７３は、緩衝・保護作用を有し、カラー２７３の材料が多孔管２７の材料よりも柔らかい。多孔管２７の開放端２７１がウェーハ容器２０の底部２０１上の対応する結合構造２０５に組み付けられた時、カラー２７３は開放端２７１と結合構造２０５との間の応力結合による開放端２７１又は多孔管２７全体の破損問題を避けることができる。本発明のカラー２７３は、独立した構成要素であり得る或いはカラー２７３と多孔管２７とが一体に焼結、接合され得る。多孔管２７、カラー２７３は、ＰＥＥＫ、ＨＴＰＣ、ＦＫＭ、ＰＰＳ、ＰＰＯ、塩素化ポリエーテル、ＰＯＢ、ＴＯＲＬＯＮ、ＥＰ、ＰＦ、ＰＥＩ、ＰＩ、ＬＣＰ、及びこれらの少なくとも２つの組み合わせから成る群から選択された耐熱材料でできている。

図７は、本発明の実施例２に係る気体拡散装置を示す図である。気体拡散装置の実施例２と実施例１との主な相違点：拡散気体流量の需要の増加に伴い、従来のウェーハ容器の収容空間の面積を変えることなく、本発明は、ウェーハとウェーハ容器２０の内壁２０３との間の空間を利用して、空間利用率を最大化し、気流量を増加させることができる多孔管２７’構造を設計したことである。多孔管２７の寸法を増加し、増加した部分はケーシング２１の内壁２０３に向けて延びる。気体の給気中心軸と結合構造２０５の中心軸Ｃとが同軸となる構造設計を変えない場合において、多孔管２７’の寸法はケーシング２１の内壁２０３に延びて大きくなるため、多孔管２７’の開放端２７１の中心軸と縦方向空間２７２’の中心軸Ｃ’とが同軸にならないようにさせる。すなわち、多孔管２７’の縦方向空間２７２’の中心軸Ｃ’は、結合構造２０５の中心軸Ｃ、多孔管２７’の開放端２７１の中心軸及び給気中心軸からオフセットされる。

実施例２の結合構造２０５の中心軸Ｃと多孔管２７’の縦方向空間２７２’の中心軸Ｃ’とが同軸とならないが、結合構造２０５の中心軸Ｃと多孔管２７’の開放端２７１’の中心軸と給気中心軸とはやはり同軸となることが理解されるべきである。給気モジュール２５が供給する単一の給気方向の気体は、給気通路を経由して緩衝気室２５４に入り、次に緩衝気室２５４から供給される気体は多孔管２７’の開放端２７１’、縦方向空間２７２’の順を通して収容空間に入り、気流は基本的に最短経路（直通型）によって気体を収容空間ウェーハに直接パージし、かつ多孔管２７’の寸法の増加、気流量の増加により、同時もパージ効率を向上する。

図８Ａ及び図８Ｂは、ウェーハ容器内部の部分的上面図で、多孔管８２７Ａ、８２７Ｂの形状の異なる変形例を示す。ウェーハＷエッジとの干渉を避けるため、多孔管８２７Ａ、８２７Ｂの形状は細長い形で、長軸と短軸を有し、短軸は通常、気体拡散の主な方向で、ウェーハの中心を指すことができる。図８Ｂの多孔管８２７Ｂは、長軸方向に長い延在を有し、多孔管はカバー範囲が比較的広い気体拡散を提供することを可能にする。

図９Ａ及び図９Ｂは、上面の角度から異なる多孔管の形状と結合構造と給気モジュールの関係を示している。

図９Ａの多孔管９２７Ａ、９２７Ｂと結合構造９２０５Ａ、９２０５Ｂと給気モジュール９２５Ａ、９２５Ｂとが同軸となる。多孔管９２７Ａ、９２７Ｂの縦方向空間の水平断面形状は、短軸Ｘ及び長軸Ｙを有する細長い形であり、結合構造９２０５Ａ、９２０５Ｂの貫通通路の水平断面が円形である。多孔管９２７Ａ、９２７Ｂの縦方向空間の水平断面形状及び結合構造９２０５Ａ、９２０５Ｂの貫通通路水平断面形状は、両方とも細長い形である。本実施例において、多孔管は、細長い形に限定されず、気体流通方向を変更し、収容空間内のウェーハをパージする面積を増やすため、実際のニーズに応じて形状構造の調整を行うことができ、例えば多孔管９２７Ａの長軸Ｙは、多孔管９２７Ｂの長軸Ｙ断面積より大きいため、排気面積もより大きい。

図７及び図９Ｂを参照すると、多孔管９２７Ｃ、９２７Ｄ、９２７Ｅの開放端の中心軸は結合構造９２０５Ｃ、９２０５Ｄ、９２０５Ｅ及び給気モジュール９２５Ｃ、９２５Ｄ、９２５Ｅからオフセットされる。多孔管９２７Ｃ、９２７Ｄ、９２７Ｅの縦方向空間の水平断面形状は、それぞれ細長い形、直径を有する円形及び楕円形であり得、結合構造９２０５Ｃ、９２０５Ｄ、９２０５Ｅの貫通通路の水平断面形状がそれぞれ細長い形及び円形であり得る。結合構造９２０５Ｃ、９２０５Ｄ、９２０５Ｅの中心軸は、均しく多孔管９２７Ｃ、９２７Ｄ、９２７Ｅの縦方向空間にある。本実施例において、収容空間内のウェーハへのパージ面積を増やすため、多孔管９２７Ｃ、９２７Ｄ、９２７Ｅの短軸Ｘ断面積を増加させ、排気面積も相対的に増加する。増加した断面積がウェーハと干渉することを避けるため、多孔管９２７Ｃ、９２７Ｄ、９２７Ｅの短軸Ｘ断面積はケーシング２１の内壁２０３に向けて延びる。

射出成形の制限のいくつかを考慮に入れて、図１０Ａ及び図１０Ｂは、（同軸）多孔管の異なる実施形態を示す。図１０Ａは、多孔管１０２７Ａの組立及び立体分解図であり、多孔管１０２７Ａは縦方向に延びるタワー７０と、キャップ７１と、開放端７２とを備える。キャップ７１は閉鎖端とし、開放端７２とがタワー７０の頂端及び底端にそれぞれ取り外し可能に連結されて、縦方向空間を画定する。図１０Ａに示されている縦方向空間の面積は、開放端７２の開口部空間の面積より大きい。図１０Ｂの多孔管１０２７Ｂのタワー７０、キャップ７１及び開放端７２は一体的に形成されているため、縦方向空間の面積が開放端７２の開口部空間の面積より大きい。この２つの多孔管１０２７Ａ、１０２７Ｂは、異なる気体拡散性能、及び縦方向空間の中心軸と開放端７２の中心軸とが同軸となる特性を持っている。

図１１Ａ及び図１１Ｂは、（非同軸）多孔管の異なる実施形態を示す。多孔管１０２７Ｃ、１０２７Ｄは、縦方向空間が開放端７２の中心軸からオフセットされる特性を有する。図１１Ａに示すように、多孔管１０２７Ｃは、一体的に形成された部材であり得、多孔管１０２７Ｃのタワー７０の縦方向空間の面積が開放端７２の開口部空間より大きい。さらに図１１Ｂに示すように、多孔管１０２７Ｄは、取り外し可能なタワー７０と、キャップ７１とを有し、タワー７０及び開放端７２が一体的に形成され、タワー７０の縦方向空間の面積が開放端７２の開口部空間の面積より大きい。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、本発明の実施例３に係る気体拡散装置を示す。図１２Ａの側面断面図は、多孔管２７と内壁２０３との間に邪魔板２７４である気流ガイド部材を設け、邪魔板２７４は多孔管２７の縦方向に延在し、かつ同じまたはわずかに高い高さで延在する。図１２Ｂは、邪魔板２７４の水平断面形状が多孔管２７の周囲の一部を遮蔽するため、少なくとも１つの円弧によって画定されることを示している。多孔管２７が放射拡散用に構成されている例では、邪魔板２７４が気体をガイドしてウェーハ領域に跳ね返らせ、過剰な気体がケーシング内側に不必要に流れるのを防ぐ。本発明は、邪魔板２７４の構造態様に限定されず、実際のニーズに応じて邪魔板２７４の構造角度及び形状を調整して、気流方向を制御するという所望の目的を達成することができる。

図１３Ａ及び図１３Ｂは、多孔管及び邪魔板の変形例を示している。細長い形の多孔管１３２７Ａを例にすると、邪魔板は、背板８０と２つのサイドウィング８１、８１’で構成される。多孔管１３２７Ａの横方向の長さｄは、邪魔板の横方向の長さＤより短い。サイドウィング８１と背板８０との間の夾角は、θ１で、サイドウィング８１’と背板８０との間の夾角がθ２である。図１３Ａは、２つのサイドウィング８１、８１’の夾角θ１、θ２及び形状が同じであるため、制御された気流方向も同じであることを示している。図１３Ｂは、２つのサイドウィング８１、８１’の形状は同じでるが、夾角θ１、θ２が異なるため、制御された気流方向が異なり、夾角θ２の気流拡散方向が夾角θ１より大きい。サイドウィングの夾角及び形状は、気体拡散性能を決定できることが理解されよう。

図１４Ａ及び図１４Ｂは、多孔管及び邪魔板の別の変形例を示している。楕円形の多孔管１３２７Ｂを例にとると、邪魔板は、円弧状の背板８３である。多孔管１３２７Ｂの横方向の長さｄは、邪魔板の横方向の長さＤより短い。円弧状の背板８３の頂点から両側端までで夾角θを画定できる。夾角θと両側端の延在長さＤ）と異なる場合、制御された気流方向も異なる。図１４Ａは、円弧状の背板８３の両側夾角θ及び円弧状が同じである、すなわち、制御された気流方向が同じであることを示している。図１４Ｂは、両側の延在長さＤ及び夾角θ１、θ２が異なるため、制御された気流方向も異なり、夾角θ１の気流拡散方向が夾角θ２より大きいことを示している。

図１５Ａ及び図１５Ｂは、多孔管及び邪魔板の他の変形例を示している。円形の多孔管１３２７Ｃを例にとると、邪魔板は、円弧状の背板８４である。多孔管１３２７Ｃの横方向の長さｄは、邪魔板の横方向の長さＤより短い。円弧状の背板８４の頂点から両側端までで夾角θを画定できる。図１５Ａは、円弧状の背板８４の両側夾角θ及び円弧状が同じである、すなわち、制御された気流方向が同じであることを示している。図１５Ｂは、両側の延在長さＤ及び夾角θ１、θ２が異なるため、制御された気流方向も異なり、夾角θ２の気流拡散方向が夾角θ１より大きいことを示している。

上記の変形例から分かるように、邪魔板は、多孔管に対して対称的又は非対称的に配置することができる。非対称配置では、前記夾角θによって非対称性の程度を決定することができ、或いは邪魔板と多孔管をずらすことによって実現することができる。夾角θは、０～９０度の範囲であるが、本発明はこれに限定されない。多孔管を組み合わせ邪魔板の応用は、気流方向を制御するという所望の目的を達成する以外に、従来の円管構造の３６０度の排気によるウェーハ容器２０の内部空間に生じる乱流現象も解決する。

図１６は、円形の多孔管、楕円形の多孔管及び細長い形の多孔管と邪魔板との組み合わせの変形例を示している。これらの邪魔板は、これらの多孔管の外面にマッチできるように形作られ、邪魔板をこれらの多孔管の外面に貼着してシームレスな結合を形成することができる。多孔管が放射拡散の例において、拡散孔の一部は邪魔板で遮蔽されて気体が未遮蔽部分から拡散されなければならないことで、各方向の流量を増加する。その他の実施例において、多孔管も同じ目的を達成するため部分拡散孔を備えて形成され得る。

図１７は、本発明の実施例２に係るウェーハ容器２０’を示す。実施例２は、ウェーハ容器２０の実施例１と同じ符号を付け、説明も同じため、ここで同じ説明を省略し、相違点のみを説明する。実施例２におけるウェーハ容器２０’は、ケーシング２１の底部に取り外し可能に連結された気体カートリッジ９０を含み、気体カートリッジ９０には気体がウェーハ容器２０’の内部空間に入る前に気体緩衝余裕及び気体拡散共通流通空間の効果を有する少なくとも２つの給気通路を設けることができ、これについては後で詳しく説明する。基盤２９がケーシング２１の底部２０１に組み付けられた時、気体カートリッジ９０はケーシング２１の底部２０１と基盤２９との間に介在される。実際、図５に示すようにケーシング２１の底部２０１に傾斜度があり、底部２０１は、前端から後端に向けて徐々に上昇している。したがって、基盤２９の後端及びケーシング２１の底部２０１後端との間に気体カートリッジ９０を配置するための十分なスペースがあるが、本発明はこれに限定されない。

図１８及び図１９を同時に参照すると、図１８は、ウェーハ容器２０’の底部２０１に配置された気体カートリッジ９０の立体分解図である。図１９は、本発明の気体カートリッジ９０がウェーハ容器２０’に配置された場合の断面図である。気体カートリッジ９０は、底部９１、底部９１から延びる側壁９２、及びケーシング２１の底部２０１から構成される。底部９１及び側壁９２は、基本的に気体カートリッジ９０の細長い筐体を形成する。ケーシング２１の底部２０１外側面に底部９１と側壁９２とから成る細長い筐体を収容するための細長い凹溝９３が形成される。細長い凹溝９３と細長い筐体との間で緩衝気室９７を画成する。同時に図２０を参照すると、本発明の気体カートリッジ９０がウェーハ容器２０’に配置された場合の部分的拡大断面図である。ケーシング２１の底部２０１の内側面に結合構造２０５及び貫通通路２０６が形成され、結合構造２０５は、細長い凹溝９３の対向する側面に位置する。細長い凹溝９３は、各結合構造２０５の貫通通路２０６を介してウェーハ容器２０’の収容空間に連通される。細長い凹溝９３には収容された細長い筐体を位置決めするための１つ又は複数の位置決め機構９４を設けることができる。細長い密封環９５は、環状密封機能を達成するように、側壁９２と細長い凹溝９３との間の接触界面に設けられる。

気体カートリッジ９０の底部９１の下面から複数の環状側壁９６が延びられ、従来のウェーハ容器２０’及び組み合わせて使用するロードポート（ｌｏａｄ ｐｏｒｔ）上のノズルの数と位置を変更せずに、本実施において一対の環状側壁９６を例として取り上げる。各環状側壁９６は、給気モジュール２５を装填するための取付空間を画成し、取付空間は給気モジュール２５の構造態様に合わせるため、円筒形空間であり得る。気体カートリッジ９０の底部９１に給気通路９８が形成され、給気通路９８は取付空間に連通する。

給気モジュール２５は、弾性スリーブ２５１と、逆止弁２５２と、ろ過メンブレン２５３と、密封環２５５とを含む。給気モジュール２５と環状側壁９６との間に密封環２５５を設けることで、密封を形成して気体カートリッジ９０から気体漏れを防止する。また、気体カートリッジ９０の細長い筐体は、既知の連結手段によりケーシング２１の底部２０１に固定され得、例えばねじ込み結合（ｓｃｒｅｗｉｎｇ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）又はいかなる形の連結手段は本発明の特許保護範囲に属する。

上記から分かるように、細長い凹溝９３と細長い筐体との間で緩衝気室９７を画成し、緩衝気室９７は細長い空間を有するため、範囲が気体カートリッジ９０の底部９１に形成された２つの給気通路９８をカバーし、２つの給気通路の共通緩衝空間として機能する。本実施例は、２つの給気通路に対応する数の２つの結合構造２０５、２つの多孔管２７が配置される例として説明し、当然数の設計は実際の応用ニーズに応じて調整することができ、本発明は数・配置の実施態様に限定されない。緩衝気室９７の給気通路９８は、給気モジュール２５の気体通路に流体的に連通し、各結合構造２０５が中心軸を有し、多孔管２７と流体的に連通する貫通通路２０６を画定し、貫通通路２０６は気体が多孔管２７の縦方向空間に入ることを可能にし、気体が最終的に縦方向空間から収容空間にパージされる。

前段落の説明に続いて、給気モジュール２５が供給する単一の給気方向の気体は、給気通路９８を経由して緩衝気室９７に入り、緩衝気室９７が２つの給気モジュール２５の気体圧のバランスをとることができる。換言すれば、２つの給気モジュール２５の給気圧が異なる場合、気体は、緩衝気室９７の細長い空間で拡散して気体圧のバランスをとることができる。したがって、緩衝気室９７から供給される気体圧のバランスをとった気体は各結合構造２０５の貫通通路２０６から多孔管２７を通りウェーハ容器２０’の収容空間に入り、この時多孔管２７の気体拡散性能が一貫する。同時に本発明は、従来技術のディフューザーアセンブリが給気気流の差により容器内部に入る気流の不均一又は総流量の不足などの多くの問題も解決する。

本発明の構造設計の利点をさらに説明する。多孔管２７の開放端である底端は、第２カラーであるカラー２７３を介して結合構造２０５を外嵌することができる。また、第１カラーである別のカラー２７５を多孔管２７の開放端に設けることもできる。カラー２７３、２７５の材料は、多孔管２７の材料よりも柔らかく、ダブルカラー２７３、２７５の保護要素により、多孔管２７が外嵌の時、応力が大きすぎることによる開放端の破損を避けるだけではなく、多孔管２７と結合構造２０５との間の気密効果をさらに向上することができる。カラー２７５は、組立式以外に、開放端保護の目的を達成するため、焼結又は接合手段で多孔管２７の開放端に付着することもできる。上記の給気モジュール２５、結合構造２０５、多孔管２７、カラー２７３、２７５、気体カートリッジ９０及び／又はウェーハ容器２０’に含まれるその他の部材は、１つ或いは複数の耐熱材料の組み合わせでできている。好ましくは、耐熱材料はＰＥＥＫ、ＨＴＰＣ、ＦＫＭ、ＰＰＳ、ＰＰＯ、塩素化ポリエーテル、ＰＯＢ、ＴＯＲＬＯＮ、ＥＰ、ＰＦ、ＰＥＩ、ＰＩ、ＬＣＰ、及びこれらの少なくとも２つの組み合わせから成る群から選択される。

ウェーハ容器２０’の実施例２で各種変化例をさらに説明する。同時に図１８及び図２１Ａ～図２１Ｄを参照すると、それぞれ多孔管と気体カートリッジとの間の配置の実施例概略図である。図２１Ａは、給気方向が同じ中心軸Ｃであることを示している。結合構造２０５は、ウェーハ容器２０’の底部２０１から延びることによって形成される。多孔管２７の縦方向空間２７２の開放端２７１は、中心軸を有し、縦方向空間２７２が中心軸を有する。貫通通路２０６の中心軸と多孔管２７の開放端２７１の中心軸と多孔管２７の縦方向空間２７２の中心軸と給気モジュール２５の給気中心軸とが同軸となり、中心軸Ｃで表される。気体の給気方向は、同じ中心軸Ｃの直通（すなわち、最短経路）で多孔管２７の縦方向空間２７２に入り、ウェーハ容器２０’の収容空間にパージされる。

図２１Ｂは、給気方向が同じ中心軸ではないことを示している。気体カートリッジ９０の底部９１に形成された２つの給気通路９８は、２つの給気通路の共通緩衝空間として機能するため、給気方向が同じ中心軸でなくても、給気方向の直通技術的特徴に属し、気体移動過程中で迂回により通流時間が長くなり、流れが悪くなるという問題が発生しない。貫通通路２０６の中心軸と多孔管２７の開放端２７１の中心軸と多孔管２７の縦方向空間２７２の中心軸とが同軸となり、中心軸Ｃ’で表される。給気モジュール２５の給気中心軸は、中心軸Ｃで表される。中心軸Ｃを通過する気体の位置は、中心軸Ｃ’からオフセットされる。オフセット配置ではあるが、気体は給気モジュール２５から多孔管２７の縦方向空間２７２に直線的には入らないが、気体が多孔管２７に入る前に、先に緩衝気室９７内ですでに拡散して、比較的安定した気体圧を形成し、これにより、各多孔管２７の気体拡散性能が一貫するよう確保する。

さらに別の実施形態では、図２１Ｃに示されるように、給気方向は同じ中心軸ではない。拡散気体流量の需要の増加に伴い、気体流量を増加させるための多孔管２７が設計され、多孔管２７の寸法を増加し、増加した部分がケーシング２１の内壁２０３に向けて延びる。給気モジュール２５の給気中心軸は、中心軸Ｃで表される。貫通通路２０６の中心軸と多孔管２７の開放端２７１の中心軸とが同軸となり、中心軸Ｃ’で表される。多孔管２７の縦方向空間２７２の中心軸は、中心軸Ｃ”で表される。気体カートリッジ９０の底部９１に形成された２つの給気通路９８が２つの給気通路の共通緩衝空間として機能することにより、中心軸Ｃ、中心軸Ｃ’及び中心軸Ｃ”は全てオフセットされたとしても、気体移動経路が増えるだけでなく、気体流量が増えてパージを実施する効果をさらに向上することができる。

さらに別の実施形態では、図２１Ｄに示されるように、給気方向は同じ中心軸ではなく、多孔管２７の寸法を増加し、増加した部分がケーシング２１の内壁２０３に向けて延びる。貫通通路２０６の中心軸と多孔管２７の開放端２７１の中心軸とが同軸となり、中心軸Ｃで表される。多孔管２７の縦方向空間２７２の中心軸は、中心軸Ｃ”で表され、中心軸Ｃを通過する気体の位置は、中心軸Ｃ”からオフセットされる。オフセット配置ではあるが、気体は多孔管２７の縦方向空間２７２に入る前に、先に緩衝気室９７内ですでに拡散して、比較的安定した気体圧を形成し、これは各多孔管２７の気体拡散性能に一貫性があることを確保するだけではなく、気体流量を増加させることで、多孔管２７がウェーハ容器２０’の収容空間にパージする効率を向上することができる。

図２２は、本発明の更なる実施形態に係る多孔管２２２７及び長軸方向Ｙに平行な縦方向の断面形状を示している。多孔管２２２７の開放端は、カラー２７５に取り外し可能に連結されて、カラー２７５を開放端の内側に付着させる。図内の縦方向断面に示すように、開放端の内側にカラー２７５と結合するめの肩部６０を有する。カラー２７５の硬度は、開放端の構造を保護するため、多孔管２２２７の硬度より低くてもよい。カラー２７５は、開放端に入りやすいため、テーパー（ｔａｐｅｒｅｄ）を有し得る。代替的にカラー２７５は、熱焼結などの特定の手段を介して開放端の内側に付着されることができる。これにより、補強された開放端は、結合構造２０５を外嵌して開放端の破損を防止できる。

図２３Ａ及び図２３Ｂは、多孔管の拡散孔（溝孔）の変形例を示している。図２３Ａは、多孔管の縦方向空間が円形の水平断面形状を有することを示している。溝孔２３００は、内から外への発散スペースである。図２３Ｂは、溝孔２３００の外側にテーパー状空間を有し、かつ溝孔２３００が隣り合う上下ウェーハＷ間に配置され、拡散気流（矢印で示されている）をウェーハ間にスムーズに流れさせることを示している。

図２４Ａ及び図２４Ｂは、多孔管の拡散孔（溝孔）の別の変形例を示している。図２４Ａは、多孔管の縦方向空間が細長い水平断面形状を有することを示している。溝孔２４００は、内から外への発散スペースである。図２４Ｂは、溝孔２４００の外側に曲面によって形成された凹状空間を有し、かつ溝孔２４００が隣り合う上下ウェーハＷ間に配置され、拡散気流（矢印で示されている）をウェーハ間にスムーズに流れさせることを示している。

上記をまとめると、本発明は、従来のウェーハのロード過程で製造工程による高温で、ウェーハ容器の内部空間を昇温させて、ウェーハ容器全体及び全ての部品の性能に影響することを解決するため、使用するウェーハ容器及び全ての部品の材料は、耐熱材料であり、すなわち、本発明に開示される全ての要素は、特許保護の範囲に属する。

上述の詳細な説明は、本発明の実施可能な実施例を具体的に説明してものであるが、特許請求の範囲から逸脱することなく特定の変更と修正を行うことができるのは、当業者には明らかである。したがって、上記実施例は限定ではなく例示のみを目的としており、かつ本発明は本明細書に記載の詳細に限定されないが、添付する特許請求の範囲における記載の範囲内及び均等物で種々の変更が可能である。

１００ ウェーハ容器
１１ 給気モジュール
１２ 多孔管
１３ 逆止弁
１４ 気体充填パネル
２０、２０’ ウェーハ容器
２０１ 底部
２０２ 頂部
２０３ 内壁
２０４ 環状側壁
２０５ 結合構造
２０６ 貫通通路
２１ ケーシング
２２ ドア
２３ 開口部
２４ 支持部
２５ 給気モジュール
２５１ 弾性スリーブ
２５２ 逆止弁
２５３ ろ過メンブレン
２５４ 緩衝気室
２５５ 密封環
２６ 排気モジュール
２７、２７’ 多孔管
２７１、２７１’ 開放端
２７２、２７２’ 縦方向空間
２７３ カラー
２７４ 邪魔板
２７５ カラー
２９ 基盤
６０ 肩部
７０ タワー
７１ キャップ
７２ 開放端
８０ 背板
８１、８１’ サイドウィング
８３ 円弧状の背板
８４ 円弧状の背板
９０ 気体カートリッジ
９１ 底部
９２ 側壁
９３ 細長い凹溝
９４ 位置決め機構
９５ 密封環
９６ 環状側壁
９７ 緩衝気室
９８ 給気通路
８２７Ａ、８２７Ｂ 多孔管
９２５Ａ～９２５Ｅ 給気モジュール
９２７Ａ～９２７Ｅ 多孔管
９２０５Ａ～９２０５Ｅ 結合構造
１０２７Ａ～１０２７Ｄ 多孔管
１３２７Ａ～１３２７Ｃ 多孔管
２２２７ 多孔管
２３００ 溝孔
２４００ 溝孔
Ｃ、Ｃ’、Ｃ” 中心軸
ｄ、Ｄ 横方向の長さ
Ｗ ウェーハ
Ｘ 短軸
Ｙ 長軸
θ、θ１、θ２ 夾角

Claims (38)

1. 閉鎖端と開放端とを有する縦方向空間を備えた少なくとも１つの多孔管と、
   前記開放端の内側に連結されて、前記多孔管がウェーハ容器の底部上の対応する結合構造に組み付けられることを緩衝することで、前記開放端の破損を防ぐための少なくとも１つのカラーと、
   を含む気体拡散装置。
2. 前記多孔管の水平断面形状は、長軸と短軸を有する楕円形又は細長い形、或いは直径を有する円形である請求項１に記載の気体拡散装置。
3. 前記底部の結合構造は、気体が前記縦方向空間に入るのを可能にする貫通通路を画定する請求項１に記載の気体拡散装置。
4. 前記多孔管又は前記カラーは、ＰＥＥＫ、ＨＴＰＣ、ＦＫＭ、ＰＰＳ、ＰＰＯ、塩素化ポリエーテル、ＰＯＢ、ポリアミドイミド、ＥＰ、ＰＦ、ＰＥＩ、ＰＩ、ＬＣＰ、及びこれらの少なくとも２つの組み合わせから成る群から選択された耐熱材料でできている請求項１に記載の気体拡散装置。
5. 前記貫通通路は、前記縦方向空間内にある中心軸を有する請求項３に記載の気体拡散装置。
6. 前記多孔管が前記ウェーハ容器に組み付けられた場合、前記多孔管の一側面がウェーハ容器内の複数のウェーハに面し、前記一側面に複数の凹溝が形成され、各凹溝の水平高さが前記ウェーハ容器内の隣り合うウェーハの間にある請求項１に記載の気体拡散装置。
7. 前記多孔管は、取り外し可能なキャップ、タワー及び開放端から組み立てられる請求項１に記載の気体拡散装置。
8. ウェーハ容器の底部に少なくとも１つの結合構造が設けられ、前記結合構造が中心軸を有する貫通通路を画定する、収容空間を備えたウェーハ容器に取り付けられる気体拡散装置であって、
   緩衝気室であって前記ウェーハ容器の前記底部に配置され、前記緩衝気室が少なくとも１つの給気通路を有し、前記給気通路、前記緩衝気室、前記貫通通路及び前記収容空間が互いに連通する緩衝気室と、
   少なくとも１つの多孔管であって、縦方向空間を有し、前記ウェーハ容器の前記結合構造に取り付けられ、前記多孔管の前記縦方向空間が前記緩衝気室と連通し、前記緩衝気室が供給する気体が前記多孔管を通り前記収容空間に入り、前記気体の給気中心軸と前記結合構造の中心軸とが同軸となる少なくとも１つの多孔管と
   を含む気体拡散装置。
9. 前記結合構造は、前記ウェーハ容器の前記底部から延びることによって形成され、前記多孔管の開放端は中心軸を有し、前記多孔管の前記縦方向空間は中心軸を有し、前記結合構造の前記中心軸と前記多孔管の前記開放端の前記中心軸と前記給気中心軸とが同軸となる請求項８に記載の気体拡散装置。
10. 前記結合構造は、前記ウェーハ容器の前記底部から延びることによって形成され、前記多孔管の開放端は中心軸を有し、前記多孔管の前記縦方向空間は中心軸を有し、前記結合構造の前記中心軸と前記多孔管の前記開放端の前記中心軸と前記給気中心軸とが同軸となり、前記多孔管の前記縦方向空間の中心軸が前記結合構造の中心軸、前記多孔管の前記開放端の前記中心軸及び前記給気中心軸からオフセットされる請求項８に記載の気体拡散装置。
11. 前記多孔管の前記縦方向空間は、閉鎖端と開放端とを有し、前記開放端は対応する前記結合構造に嵌められて、前記気体が前記緩衝気室を経由して前記開放端を通り前記縦方向空間に入ることを可能にする請求項８に記載の気体拡散装置。
12. 前記多孔管の水平断面形状は、長軸と短軸を有する楕円形又は細長い形、或いは直径を有する円形である請求項８に記載の気体拡散装置。
13. 前記多孔管の開放端に設けられ、前記開放端と前記結合構造との間に位置する第１カラーをさらに含む請求項１２に記載の気体拡散装置。
14. 第２カラーであって前記結合構造に設けられたときに、前記第１カラーと前記結合構造との間に位置することで、気密性を高めるための第２カラーをさらに含む請求項１３に記載の気体拡散装置。
15. 前記第１カラーの材料は、前記開放端が破損するのを防ぐため、前記多孔管の材料よりも柔らかい請求項１３に記載の気体拡散装置。
16. 前記開放端が破損するのを防ぐため、前記第１カラーと前記多孔管とが一体に焼結または接合される請求項１４に記載の気体拡散装置。
17. 前記結合構造、前記多孔管、前記第１カラー及び／又は前記第２カラーは、ＰＥＥＫ、ＨＴＰＣ、ＦＫＭ、ＰＰＳ、ＰＰＯ、塩素化ポリエーテル、ＰＯＢ、ポリアミドイミド、ＥＰ、ＰＦ、ＰＥＩ、ＰＩ、ＬＣＰ、及びこれらの少なくとも２つの組み合わせから成る群から選択された耐熱材料でできている請求項１６に記載の気体拡散装置。
18. 前記多孔管の一側に近づくように設けられ、前記気体が前記収容空間に入るように前記気体の気流方向を調整するための気流ガイド部材をさらに含む請求項８に記載の気体拡散装置。
19. 少なくとも１つの給気モジュールであって前記緩衝気室に連通・結合され、前記給気中心軸を有し、前記給気通路を通り前記緩衝気室に入るように単一の給気方向の前記気体を供給するための少なくとも１つの給気モジュールをさらに含む請求項８に記載の気体拡散装置。
20. ウェーハ容器の底部に少なくとも２つの結合構造が設けられ、前記各結合構造が中心軸を有する貫通通路を画定する、収容空間を備えたウェーハ容器に取り付けられる気体拡散装置であって、
    気体カートリッジであって、前記ウェーハ容器の前記底部に配置されて緩衝気室を画定し、前記緩衝気室が少なくとも１つの給気通路を有し、前記給気通路、前記緩衝気室、前記貫通通路及び前記収容空間が互いに連通する気体カートリッジと、
    少なくとも２つの多孔管であって、各々縦方向空間を有し、前記ウェーハ容器の対応する前記結合構造にそれぞれ取り付けられ、前記縦方向空間が前記緩衝気室と連通し、前記緩衝気室が供給する気体が少なくとも２つの多孔管を通り前記収容空間に入る少なくとも２つの多孔管と、
    を含む気体拡散装置。
21. 前記少なくとも２つの結合構造は、前記ウェーハ容器の前記底部から延びることによって形成され、前記各多孔管の前記縦方向空間の開放端は中心軸を有し、前記縦方向空間は中心軸を有し、各前記貫通通路の前記中心軸と各前記多孔管の前記開放端の前記中心軸と各前記多孔管の前記縦方向空間の前記中心軸と前記気体が通過する給気中心軸とは同軸となる請求項２０に記載の気体拡散装置。
22. 前記少なくとも２つの結合構造は、前記ウェーハ容器の前記底部から延びることによって形成され、各前記多孔管の開放端は中心軸を有し、各前記多孔管の前記縦方向空間は中心軸を有し、各前記貫通通路の前記中心軸と各前記多孔管の前記開放端の前記中心軸と前記気体が通過する給気中心軸とは同軸となり、各前記多孔管の前記縦方向空間の前記中心軸は前記貫通通路の前記中心軸、前記多孔管の前記開放端の前記中心軸及び前記給気中心軸からオフセットされる請求項２０に記載の気体拡散装置。
23. 前記少なくとも２つの結合構造は、前記ウェーハ容器の前記底部から延びることによって形成され、各多孔管の前記縦方向空間の開放端は、中心軸を有し、各多孔管の前記縦方向空間は中心軸を有し、各貫通通路の前記中心軸と各多孔管の前記開放端の前記中心軸と各多孔管の縦方向空間の前記中心軸とは同軸となり、前記気体が通過する給気中心軸の位置は同軸上の前記貫通通路の前記中心軸、前記開放端の中心軸及び前記縦方向空間の前記中心軸からオフセットされる請求項２０に記載の気体拡散装置。
24. 前記少なくとも２つの結合構造は、前記ウェーハ容器の前記底部から延びることによって形成され、各多孔管の開放端は中心軸を有し、各多孔管の前記縦方向空間は中心軸を有し、各前記貫通通路の前記中心軸と各前記多孔管の前記開放端の前記中心軸とは同軸となり、前記気体が通過する給気中心軸及び前記縦方向空間の前記中心軸はいずれも同軸上の前記貫通通路の前記中心軸及び前記開放端の前記中心軸からオフセットされる請求項２０に記載の気体拡散装置。
25. 前記気体カートリッジは、底部と、前記底部から延びる側壁とを備え、前記気体カートリッジの底部に前記給気通路が形成されている請求項２０に記載の気体拡散装置。
26. 前記気体カートリッジが前記ウェーハ容器の底部に取り付けられて、前記気体カートリッジの前記底部、前記側壁及び前記ウェーハ容器の底部で前記緩衝気室を画成する請求項２５に記載の気体拡散装置。
27. 前記気体カートリッジの底部の下面から複数の環状側壁が延在し、各前記環状側壁は給気中心軸を有する給気モジュールを装填するための取付空間を画成し、前記取付空間、前記気体カートリッジの前記底部の前記給気通路は前記緩衝気室と連通して、前記給気モジュールが供給する単一の給気方向の前記気体は前記給気通路を経由して前記緩衝気室に入る請求項２０に記載の気体拡散装置。
28. 前記ウェーハ容器は、前記ウェーハ容器の前記底部に取り付けられた基盤を含み、前記緩衝気室が前記ウェーハ容器の前記底部と前記基盤との間に介在する請求項２０に記載の気体拡散装置。
29. 前記基盤の製造材料は、自潤滑性材料を含む請求項２８に記載の気体拡散装置。
30. 底部を含み、前記底部に複数の結合構造が配置され、前記複数の結合構造が複数の貫通通路を画成するケーシングと、
    前記底部の下方に形成され、複数の給気通路を備え、前記複数の給気通路が対応する貫通通路に流体的に連通される緩衝気室と、
    各多孔管が前記底部の結合構造に対応して嵌められるための開放端を有し、対応する貫通通路を介して前記緩衝気室に連通して、気体が複数の多孔管を経由して前記ケーシングの収容空間に入るようにさせる複数の多孔管と
    を含むウェーハ容器。
31. 前記多孔管は、閉鎖端と開放端とを有する縦方向空間を備え、前記緩衝気室内の気体が前記開放端を通り前記縦方向空間に入ることができる請求項３０に記載のウェーハ容器。
32. 前記開放端と前記結合構造との間に設けられたカラーをさらに含み、前記開放端の破損を避けるため、前記カラーの材料は前記多孔管の材料よりも柔らかい請求項３０に記載のウェーハ容器。
33. 底部と、前記底部から延びる側壁とを備え、前記底部に前記給気通路を形成する気体カートリッジをさらに含む請求項３０に記載のウェーハ容器。
34. 前記気体カートリッジが前記ケーシングの前記底部に取り付けられて、前記気体カートリッジと前記ケーシングの前記底部とが前記緩衝気室を画成する請求項３３に記載のウェーハ容器。
35. 前記気体カートリッジの前記底部から複数の環状側壁が延在し、各前記環状側壁は給気モジュールを装填するための取付空間を画成する請求項３３に記載のウェーハ容器。
36. 前記ウェーハ容器は、前記ケーシングに取り外し可能に結合されたドアと、前記ケーシングの内側に配置された一対の支持部とをさらに含み、ＰＥＥＫ、ＨＴＰＣ、ＦＫＭ、ＰＰＳ、ＰＰＯ、塩素化ポリエーテル、ＰＯＢ、ポリアミドイミド、ＥＰ、ＰＦ、ＰＥＩ、ＰＩ、ＬＣＰ、及びこれらの少なくとも２つの組み合わせから成る群から選択された耐熱材料でできている請求項３０に記載のウェーハ容器。
37. ウェーハ容器は、前記ケーシングの下方に連結されて前記ケーシングを支えるための基盤をさらに含み、前記緩衝気室が前記ケーシングの前記底部と前記基盤との間に介在する請求項３０に記載のウェーハ容器。
38. 前記基盤の製造材料は、自潤滑性材料を含む請求項３７に記載のウェーハ容器。

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