TWI769097B - 層流裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提出一種層流裝置，包含有一殼體，具有一空間、至少一進氣孔、至少一擴散裝置、以及至少一均流結構。其中該至少一進氣孔設於該殼體之上；該至少一擴散裝置設於該殼體之中；及該至少一均流結構裝設於該空間底部。

Description

層流裝置
本發明係關於一種層流裝置，特別係指一種用在產生均勻氣流的層流裝置。
傳統上，鑒於晶圓為高精密度半導體材料，故於半導體製程中進行搬運時，通常會將其放置於一密封載具(FOUP/FOUB/MAC)中，以避免接觸水氣、氨氣、氯氣、氫氟酸或氫氯酸等氣態汙染物，或者微粒等極細汙染物。惟這些防護措施僅止於載具中的儲放環境，亦即當用戶欲將一晶圓從密封載具中取出進行加工時，密封載具的開啟動作，將有高度可能會將製程環境中前述的汙染物引入其內，繼之，則會導致晶圓表面污染損傷而影響其品質良率。因此，如何有效地在密封載具及製程環境之間阻止前揭汙染物觸及晶圓表面，實為半導體高階製程所欲解決的問題。
為解決上述至少一問題，本發明提出一種層流裝置，至少包含有一殼體、設於殼體之上的至少一進氣孔、設於殼體之中的至少一擴散裝置、以及至少一均流結構。其中，該殼體的至少一部份內部形成有一空間，該均流結構係被安裝於該空間底部。據此，該空間將可連通於該進氣孔、該擴散裝置及該均流結構三者，以使一氣體可於其中流動；且基於內壓而被均勻地輸出成為一均勻氣流。
進一步而言，該擴散裝置30更包含有至少一擴散柱、以及至少一連通部，於此配置下，該擴散裝置即可經由其中的該連通部與該空間相連通。
以上對本發明的簡述，目的在於對本發明的數種面向和技術特徵作一基本說明，發明簡述並非對本發明的詳細表述，因此其目的不在特別列舉本發明的關鍵性或重要元件，也不是用來界定本發明的範圍，僅為以簡明的方式呈現本發明的數種概念而已。
為能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖。
本發明係至少一實施例係關於一種層流裝置，特別係指一種用在產生均勻氣流的層流裝置。
圖1之發明，係提供一種層流裝置1，其係可脫離的被安裝在一容器2的一可移除門上方，以於該門處產生一均勻氣流GL。如圖1所示，所述層流裝置1至少包含有一殼體10、設於殼體10之上的至少一進氣孔20、設於殼體10之中的至少一擴散裝置30、以及至少一均流結構40，其中所述殼體10的至少一部份內部形成有一空間HR，所述均流結構40係被安裝於所述空間HR的底部。於此狀態下，所述空間HR將可連通於進氣孔20、擴散裝置30及均流結構40三者，並使一氣體SG可於所述空間HR中流動並被均勻地輸出為前述均勻氣流GL。進一步，本實施例在擴散裝置30中事先形成有至少一擴散柱31、以及至少一連通部32，以使所述擴散裝置30可經由其中的連通部32與所述空間HR相連通。
承上，具體的，當從進氣孔20通入的氣體SG被推送至位於殼體10中的擴散裝置30時，將於擴散柱31與連通部32間被導引。於是，氣體SG於進氣孔20處產生的動壓被擴散柱31轉換成為靜壓，通過均流結構40後，往容器2之門的方向被輸出形成前述均勻氣流GL。
於本實施例中，所述容器2可設定為收容晶圓之前開式晶圓傳送盒(Front Opening Unified Pod，FOUP)或多功能應用晶圓傳送盒(MAC)等半導體容器2；又，所述氣體SG可設定為超潔淨氣體(XCDA)或潔淨氣體(CDA)，但除超潔淨氣體(XCDA)或潔淨氣體(CDA)以外，亦可例如是氮氣或氦氣、氬氣等惰性氣體。
其中，為使前述均勻氣流GL能夠更集中地被輸出，作為本層流裝置1宜將前述殼體10之高度對長度的比例設為20%、及將前述殼體10之寬度對長度的比例設為10~20%。另外，宜將前述進氣孔20之直徑定為7至16毫米(mm)範圍內的大小，較佳為介於7至7.5毫米(mm)之間。
圖2之發明，係提供一種在圖1之發明中的殼體10。於本實施例，所述殼體10係由一頂蓋11、一橫板12、以及一外殼13所界定。在圖2中，所述外殼13之斷面係呈ㄇ字型，並具有二開放部131、以及介於二開放部131之間的一連接部132，其中二開放部131係分別與所述橫板12之兩側相連接，而所述頂蓋11則係被配置在所述外殼13之上，以同時連接二開放部131、連接部132及橫板12。於此情形下，前述進氣孔20可被設計成位於橫板12之上與頂蓋11相接之側的近旁處，以使所述殼體10的內壓更容易伴隨進氣孔20之氣體SG填充而上升。
於本實施例中，外殼13可以被理解為：是基於二開放部131及連接部132形成的一體成型結構，也可以被理解為：是使用螺栓或螺釘等鎖固件連接二開放部131及連接部132所形成的可拆卸結構，或是藉由膠合、鉚接、焊接、或壓合二開放部131及連接部132所形成的不可拆卸結構。本發明並不加以限制之。
並且，於本實施例中，殼體10亦可以上述連接方式集合中的任一連接方式來形成。舉例來說，所述殼體10可藉由頂蓋11、橫板12及外殼13之一體成形所構成，亦可分別藉由鎖合(或膠合/鉚接/焊接/壓合)頂蓋11與橫板12、頂蓋11與外殼13、橫板12與外殼13、或頂蓋11、橫板12與外殼13而被組成，於此同樣不加以限制。
除此之外，所述殼體10的頂蓋11可以上述連接方式集合中的任一連接方式來與擴散裝置30中的擴散柱31相固定，以固定擴散裝置30的位置。
又，於本實施例中，所述橫板12及所述外殼13分別包括至少一第一凹部110、以及至少一第二凹部120，而所述頂蓋11則更包括一與所述第二凹部120對準的一凸部。如圖2所示，當頂蓋11接合橫板12及外殼13時，所述凸部係被定位於第二凹部120，並於特定配置下與第二凹部120之間保持有一間隙；並且這時，所述均流結構40係被配置在由該等第一凹部110所形成的環狀槽中。如此一來，用戶僅需要透過拆卸及裝載所述頂蓋11及所述橫板12，即可完成更換所述均流結構40之操作。
其中，將均流結構40配置在空間HR底部之方式，除了上述方式之外，還可以進一步基於實際情況來選擇，例如：用戶可以膠合之方式直接將均流結構40固定於空間HR底部。在一些實施例中，所述均流結構40亦可包含不規則邊緣/或鋸齒狀邊緣，所述不規則邊緣/或所述鋸齒狀邊緣用於增加均流結構40在裝配時與該等第一凹部110的接觸面積，從而能夠更好地將均流結構40定位於其等中。
承接前述，所述均流結構40可為透氣板、開孔板或過濾材層。於本實施例中，在將透氣板用作均流結構40時，所述均流結構40可以是由吸水率在5%以下(但不為0%)之燒結聚合材料(高密度聚乙烯(High-density polyethylene，HDPE)、超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene，UPE)或其混合物)所構成之板狀物，並具有介於2.0至10.5毫米（mm）範圍內之厚度。應注意的是，以透氣板而言，並不限定於使用燒結聚合材料，只要是具有某種程度疏水性之材料即可。例如，所述均流結構40亦可以是由陶瓷或金屬等材料所構成之板狀物。
其中，在所述均流結構40為透氣板時，其可視情況而進一步包含有複數個孔隙，且這些孔隙的大小係介於0.01至100微米(μm)之間，較佳為介於0.01至15微米（μm）之間。
又，在將開孔板用作均流結構時，所述均流結構40的孔隙大小係介於0.5毫米(mm)至3毫米(mm)_之間，並且其厚度係介於0.1毫米(mm)至5毫米(mm)之間。
而，在將過濾材層用作均流結構40時，所述均流結構40則可為單層或多層的高效濾網(High-Efficiency Particulate Air，HEPA)、袋型濾網、平面濾網或其組合，亦可視情況添加至少一種另外的顆粒狀或粉末狀過濾材(例如：顆粒狀活性碳)，以使氣流能夠更穩定地被輸出。
圖3及圖4之發明，係提供一種在圖1之發明中的擴散裝置30。如圖3及圖4所示，在此，擴散裝置30具有：一個或複數個連通部32，其供氣體SG通過；及一個或複數個擴散柱31，其向連通部32之下方垂下，形成閉環狀的中空部311。然後，如稍後詳述地，當氣體SG從進氣孔20逸散至空間HR中時，一方面可經由連通部32的積累，而使空間HR中的內壓上升；另一方面，亦可經由內壓和/或擴散柱31的導引，而從連通部32兩側向外逸散，並最終於殼體10之下方形成用於阻隔外部汙染物(如水氣、氨氣、氯氣、氫氟酸或氫氯酸、或微粒等)的一均勻氣流GL。
其中，於本實施例中，所述擴散裝置30之連通部32可與進氣孔20彼此平行，使得連通部32的一開口端321與進氣孔20彼此對準。換句話說，當氣體SG於進氣孔20處進行填充時，由於所述開口端321與進氣孔20可對準，故所述氣體SG的至少一部份可直接進入所述擴散裝置30。
又其中，於平面觀察時，連通部32的形狀係大致為矩形狀；且擴散柱31的形狀大致為圓形，但本發明並未限定於此，所述連通部32及所述擴散柱31亦可為多角、橢圓、矩形等任意的形狀。
除此之外，於本發明的實際應用中，構成連通部32及擴散柱31之材質係沒有特別限制，亦能夠由與眾所周知的殊水性材質所構成，例如但不限於聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、或聚丙烯(PP)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、發泡聚乙烯(EPE)、發泡聚苯乙烯(EPS)等含有聚烯烴者。當然，亦可由與均流結構40同種材料所構成，例如但不限於高密度聚乙烯(HDPE)或超高分子量聚乙烯(UPE)。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍的基礎上，當可作各種的更動和潤飾。因此，本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
1:層流裝置 2:容器 10:殼體 11:頂蓋 12:橫板 13:外殼 131:開放部 132:連接部 110:第一凹部 120:第二凹部 130:凸部 20:進氣孔 30:擴散裝置 31:擴散柱 311:中空部 32:連通部 321:開口端 40:均流結構 HR:空間 SG:氣體 GL:均勻氣流
圖1為本發明層流裝置部份實施例的示意圖。
圖2為本發明層流裝置之殼體的示意圖。
圖3為本發明層流裝置之擴散裝置的示意圖。
圖4為本發明層流裝置之擴散裝置的另一示意圖。
1:層流裝置
2:容器
10:殼體
20:進氣孔
30:擴散裝置
31:擴散柱
32:連通部
40:均流結構
HR:空間

Claims (10)

  1. 一種層流裝置，包括：一殼體，構成一空間；至少一進氣孔，設於該殼體上；至少一擴散裝置，與該至少一進氣孔連通並設置於該空間中；以及至少一均流結構，置於該空間底部；其中，每個該至少一擴散裝置設有至少一擴散柱以及至少一連通部，該至少一連通部與該空間連通。
  2. 如請求項1所述的層流裝置，其中該殼體係由一頂蓋、一橫板及一外殼所界定。
  3. 如請求項1所述的層流裝置，其中該至少一擴散柱更具有一中空部。
  4. 如請求項1所述的層流裝置，其中該至少一連通部更具有一開口端。
  5. 如請求項1所述的層流裝置，其中該至少一均流結構為一透氣板、一開孔板或一過濾材層。
  6. 如請求項1所述的層流裝置，其中該至少一均流結構更具有不規則邊緣。
  7. 如請求項2所述的層流裝置，其中該外殼更具有二開放部及一連接部，該連接部係介於該二開放部之間。
  8. 如請求項2所述的層流裝置，其中該頂蓋更具有至少一凸部。
  9. 如請求項8所述的層流裝置，其中該橫板及該外殼分別具有對應 於該至少一凸部對準的至少一第一凹部。
  10. 如請求項2所述的層流裝置，其中該橫板及該外殼分別具有至少一第二凹部。
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