專利名稱：去除污染物的系統(tǒng)和方法
本專利申請(qǐng)要求名稱為“去除污染物的系統(tǒng)和方法”的、2004年6月7日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/577723以及名稱為“去除污染物的系統(tǒng)和方法”的、2004年10月18日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/619857的優(yōu)先權(quán)，這些美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)全文結(jié)合在此引作參考。
背景技術(shù)：
凈化室在多種工業(yè)中被使用，以便用于污染物控制并且改進(jìn)產(chǎn)品品質(zhì)以及產(chǎn)品產(chǎn)量。例如，凈化室可以用于制藥應(yīng)用、生物技術(shù)應(yīng)用以及半導(dǎo)體應(yīng)用。半導(dǎo)體生產(chǎn)環(huán)境在以下將用到，并且用作為一種示例性環(huán)境。
氣載污染物必須被減少、消除或者同時(shí)被處理，以有助于確保最佳的半導(dǎo)體產(chǎn)量。因而，氣體過濾在半導(dǎo)體生產(chǎn)環(huán)境中是重要的。為了從在半導(dǎo)體加工工具中所使用的氣體中消除導(dǎo)致減少產(chǎn)量的污染物進(jìn)行了巨大的努力。污染物大體可被分類為微?；蚍肿印Ｍǔ５奈⒘Ｎ廴疚锇ɑ覊m、麻布、死皮以及生產(chǎn)碎屑。減少產(chǎn)量的污染物的實(shí)例包括酸，例如氫溴酸、硝酸、硫酸、磷酸、鹽酸；基體，例如氨、氫氧化銨、氫氧化四甲銨、三甲胺、三乙胺、六甲基二硅氮烷、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、環(huán)己胺、乙氨基乙醇(diehtylaminoethanol)、甲胺、二甲胺、乙醇胺、嗎啉；可凝物，例如硅樹脂和碳?xì)浠衔?，其具有大于或等于大約150℃的沸點(diǎn)；以及摻雜物，例如硼、通常為硼酸，磷、通常為有機(jī)磷酸酯，以及砷，通常為砷酸鹽。
氣載微粒污染物可出現(xiàn)在凈化室內(nèi)的環(huán)境大氣中，或者它們可通過注入其中的氣體被引入。例如，在半導(dǎo)體光刻工具中，供應(yīng)氣體以大體用于兩個(gè)目的，也就是，工具氣動(dòng)裝置的致動(dòng)以及工具光學(xué)裝置的清洗。盡管凈化的干空氣、氮?dú)獾却篌w被用于驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)裝置以及清洗光學(xué)裝置，但是少量的污染物仍可以出現(xiàn)在氣體中，其濃度足以損害工具光學(xué)裝置，例如照明光學(xué)裝置和聚光透鏡。污染物可粘附至光學(xué)元件，以形成分子膜。光學(xué)表面上的分子膜物理吸收和散射進(jìn)入的光。在光刻光學(xué)表面中散射或吸收的光使得波前的球形性質(zhì)失真。當(dāng)包含在球形波前內(nèi)的信息失真時(shí)，最終的圖像也錯(cuò)誤形成或失常。圖像失真，或在光刻的情況中，無法準(zhǔn)確地在刻線上復(fù)制電路圖案導(dǎo)致關(guān)鍵尺寸控制以及加工產(chǎn)量的損失。
污染物還可與光刻工具的光學(xué)表面、在工具中加工的晶片或這兩者起化學(xué)反應(yīng)。例如，二氧化硫可以與工具中的水結(jié)合，以產(chǎn)生硫酸，其不可挽回地?fù)p壞工具光學(xué)裝置。另外，氨可以與晶片表面材料例如抗蝕、柵絕緣膜等起反應(yīng)。這種反應(yīng)可受到光刻加工步驟的影響，并且減少加工產(chǎn)量。因而，供應(yīng)至半導(dǎo)體加工工具的氣體的純度應(yīng)該關(guān)鍵考慮。
凈化室中的氣流的質(zhì)量以及這種減少產(chǎn)量的污染物經(jīng)常借助于多個(gè)采樣端口例如針對(duì)一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體加工工具被監(jiān)控。通常，這些采樣端口被用于確保維持凈化的制造環(huán)境，并且半導(dǎo)體產(chǎn)量不受到增加的污染物級(jí)別影響。氣流質(zhì)量中的偏差還可顯著影響半導(dǎo)體產(chǎn)量。污染物和可變的氣流還可增加維護(hù)和操作成本。通常用于監(jiān)控氣流質(zhì)量的采樣端口將例如在晶片制造的過程中堵塞，這可阻礙加工控制以及確保質(zhì)量的努力。在制造過程中打開采樣端口還可以使得壓力有害的變化。
傳統(tǒng)的端口還需要顯著的時(shí)間階段以便進(jìn)行采樣，這是因?yàn)槎丝谕ǔ１粵_洗幾分鐘，以便排除可影響質(zhì)量測(cè)量的任何殘余污染物。附加地，通過這種端口的氣體流速經(jīng)常在采樣的過程中改變，這提出了采樣均勻性和準(zhǔn)確性的問題。為了提高半導(dǎo)體產(chǎn)量以及監(jiān)控減少產(chǎn)量的污染物，必須可以方便地采樣氣流，而沒有傳統(tǒng)端口的前述任何缺點(diǎn)。還必須可以減少和/或消除這種污染物。用于氣流采樣和減少或消除減少產(chǎn)量的污染物的方便的裝置還應(yīng)該容易地適應(yīng)于已經(jīng)存在的半導(dǎo)體工具、凈化室以及它們的相應(yīng)的采樣端口。還有用的是連續(xù)去除減少產(chǎn)量的污染物并且針對(duì)這種污染物監(jiān)控氣流質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例可用于過濾輸入供應(yīng)空氣，以去除空氣污染物。而且，本發(fā)明的實(shí)施例可用于針對(duì)污染物的去除監(jiān)控氣流質(zhì)量，其中所述污染物例如為減少產(chǎn)量的污染物。采用平行的過濾器臺(tái)以提供高效的過濾，并且提供改變過濾器之間的較長(zhǎng)的時(shí)間周期。本發(fā)明的實(shí)施例采用流量控制器，以便將輸入供應(yīng)空氣分配至多個(gè)平行的過濾器臺(tái)。該流量控制器在其輸入側(cè)接收輸入供應(yīng)空氣，并且在流量控制器輸出端提供擴(kuò)散的氣流。擴(kuò)散的氣流被構(gòu)造成，每個(gè)過濾器臺(tái)架接收相同部分的擴(kuò)散的氣流，并且進(jìn)一步，每個(gè)過濾器臺(tái)架具有流經(jīng)其的大致相同空氣速度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明的系統(tǒng)和方法包括用于從半導(dǎo)體加工裝置中的氣體中去除污染物的設(shè)備。所述設(shè)備包括過濾器單元，在其中設(shè)置有至少兩個(gè)平行過濾器臺(tái)。所述過濾器臺(tái)被構(gòu)造成去除出現(xiàn)在流經(jīng)其的氣體中的污染物的至少一部分。所述設(shè)備還包括流量控制器，其用于將所述氣流分配到所述過濾器臺(tái)中。在優(yōu)選實(shí)施例中，氣流控制器可包括擴(kuò)散板。所述擴(kuò)散板包括橫貫其表面設(shè)置的孔，并且這些孔被構(gòu)造成使得每個(gè)過濾器臺(tái)接收出現(xiàn)在擴(kuò)散板的輸入面處的均勻和相同部分的氣體。設(shè)備還可被構(gòu)造成包括傳感器，以便測(cè)量出現(xiàn)在過濾器單元的入口處的污染物、出現(xiàn)在單元的過濾器臺(tái)中的污染物以及出現(xiàn)在過濾器臺(tái)的出口處的污染物等?？椎某叽绾推溟g距可通過軟件程序被確定，在所述軟件程序中，諸如流速的氣流特征、以及平行的臺(tái)的數(shù)量和尺寸可通過程序被選擇和使用，以針對(duì)特定的應(yīng)用提供擴(kuò)散器的更加優(yōu)化的設(shè)計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了用于從凈化室內(nèi)的氣體中去除污染物的設(shè)備。所述設(shè)備包括過濾器單元，其具有至少兩個(gè)平行的過濾器臺(tái)，它們被用于隨著氣體經(jīng)過所述設(shè)備而去除所述氣體中的至少一部分污染物。所述設(shè)備還包括擴(kuò)散板，其具有用于接收氣體的輸入面以及用于使得所述氣體可用于所述過濾器臺(tái)的輸出面。所述擴(kuò)散板以這樣的方式安裝在過濾器單元中，使得所述擴(kuò)散板將大致相同量(體積)的氣體發(fā)送至設(shè)置在所述過濾器單元中的每個(gè)過濾器臺(tái)。另外，所述設(shè)備還包括多個(gè)采樣端口，以便提取代表流經(jīng)每個(gè)過濾器臺(tái)氣體量(體積)的試樣。借助于傳感器所獲取的數(shù)據(jù)可被用于監(jiān)控設(shè)備的性能，并且預(yù)測(cè)應(yīng)該改變組成過濾器臺(tái)的過濾器模塊的時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在過濾器殼體上設(shè)置采樣管口，其具有開口，所述開口具有第一直徑以及小于其的第二直徑，以在所述采樣管口不使用時(shí)提供氣體的連續(xù)流出。過濾器殼體大體具有正內(nèi)部壓力，從而采樣端口將經(jīng)受氣體流出。開口的減小的直徑的尺寸設(shè)置成在采樣端口不使用時(shí)提供氣體的連續(xù)的流出，從而最小化或消除出現(xiàn)在采樣端口處的任何污染物，而同時(shí)針對(duì)流經(jīng)過濾器組件的氣流具有最小的影響。過濾器殼體可大體具有1至12英寸的水柱的壓力。開口可具有錐形口的形式，其具有10與100立方厘米/分鐘的流出速度。管口可例如與用于多臺(tái)式過濾系統(tǒng)的采樣端口一起使用，以便從半導(dǎo)體加工裝置中的氣體中去除污染物。
在一個(gè)實(shí)施例中，管口可例如與本發(fā)明的設(shè)備一起使用，以便從凈化室內(nèi)的氣體中去除污染物。示意性采樣端口可用于監(jiān)控氣流質(zhì)量，并且例如監(jiān)控減少產(chǎn)量的污染物以及污染物級(jí)別。優(yōu)選地，本發(fā)明的采樣管口的開口包括本體部分，其具有開口，所述開口沿縱向穿過所述本體部分。采樣管口的開口的結(jié)構(gòu)具有大致截頭錐形部分和圓柱形部分。
截頭錐形部分和圓柱形部分至少限定開口的第一直徑和第二直徑。開口可例如與本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)設(shè)備連通，從而所述設(shè)備中的氣流進(jìn)入開口。氣體然后流經(jīng)開口，直至其排出管口。采樣管口的開口可由這樣的采樣管替換，該采樣管允許容易地監(jiān)控本發(fā)明的設(shè)備中的氣流的質(zhì)量，而不影響該設(shè)備中的壓力。例如針對(duì)減少產(chǎn)量的污染物和污染物級(jí)別監(jiān)控氣流的質(zhì)量。
在采樣管口的另一實(shí)施例中，管口包括過渡部分，其在圓柱形部分與截頭錐形部分的圓柱形區(qū)段之間連通。過渡部分可至少限定開口的第三直徑。管口還可包括至少限定第四開口直徑的部分。采樣部分還可被用于從管口的開口提取氣體試樣?？稍谌缟纤龅娜魏螌?shí)施例中設(shè)置采樣管口，并且優(yōu)選地，設(shè)置本發(fā)明的設(shè)備的采樣端口，其中管口通過諸如與端口連通的環(huán)的保持構(gòu)件保持就位。
本發(fā)明的采樣管口可由任何適合的材料構(gòu)成，所述材料可經(jīng)受由氣流以及處理或制造狀態(tài)所造成的熱量。示意性材料可被準(zhǔn)確機(jī)加工，以避免不期望的凸起以及隨后氣流，其中所述凸起可干擾和影響氣流。例如，本發(fā)明的采樣管口可大致由藍(lán)寶石構(gòu)成。管口還可由多種不同類型的材料構(gòu)成，從而形成復(fù)合體。本發(fā)明的管口的組成結(jié)構(gòu)優(yōu)選抵抗氣流中潛在的腐蝕性物質(zhì)。這種腐蝕性物質(zhì)例如可以是減少產(chǎn)量的污染物。
管口被制造成允許來自本發(fā)明的設(shè)備的連續(xù)和均勻的氣流，而所述流并不干擾半導(dǎo)體制造或產(chǎn)量。通過提供連續(xù)和均勻的氣流，從管口進(jìn)行采樣可減少試樣差異，并且避免在例如監(jiān)控減少產(chǎn)量的污染物和污染物級(jí)別時(shí)需要任何類型的時(shí)間消耗以便清洗氣體。附加地，經(jīng)過管口的連續(xù)的氣流在使用采樣端口時(shí)防止阻塞的可能，這種阻塞可經(jīng)常干擾處理控制以及例如涉及最小化減少產(chǎn)量的污染物和污染物級(jí)別的質(zhì)量控制。本發(fā)明的管口高效用于監(jiān)控氣流質(zhì)量，這是因?yàn)橐跃鶆虻母咚偬峁┝说蜌饬髁?體積)，而不影響有害的加工壓力變化。
例如，本發(fā)明的采樣管口可用于過濾器單元，在其中設(shè)置有多個(gè)平行的過濾器臺(tái)，以便從流經(jīng)它們的氣體中去除至少一部分污染物?？蛇x地，所述設(shè)備可包括流量控制器，以便將氣流分配通過平行的過濾器臺(tái)。在另一實(shí)施例中，采樣管口可與這樣的設(shè)備連通，所述設(shè)備例如包括過濾器單元，在其中設(shè)有多個(gè)平行的過濾器臺(tái)，以便從流經(jīng)過濾器單元的氣體中去除至少一部分污染物。優(yōu)選地，所述設(shè)備包括擴(kuò)散板，其具有用于接收氣體的輸入面以及用于將氣體發(fā)送至多個(gè)過濾器臺(tái)的輸出面。而且，過濾板可安裝在過濾器單元內(nèi)，并且被構(gòu)造成將大致相同量的氣體發(fā)送至所述多個(gè)過濾器臺(tái)的每個(gè)過濾器臺(tái)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了通過使用過濾器單元從半導(dǎo)體加工裝置中的氣體中去除污染物的方法。由過濾器單元接收輸入氣體量。氣體然后經(jīng)過流量控制器。在經(jīng)過流量控制器之后，氣體被使得可用于位于過濾器單元內(nèi)的多個(gè)過濾器臺(tái)。一部分氣體經(jīng)過每個(gè)過濾器臺(tái)，以去除出現(xiàn)在氣體中的至少一部分污染物。本發(fā)明還提供了經(jīng)由采樣管口針對(duì)例如減少產(chǎn)量的污染物和污染物級(jí)別監(jiān)控氣流質(zhì)量的方法。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供可計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在其上設(shè)有機(jī)器可執(zhí)行的指令。機(jī)器可執(zhí)行的指令使得處理器實(shí)現(xiàn)監(jiān)控經(jīng)過過濾器單元的氣體的方法，其中所述過濾器單元包含在其中操作的多個(gè)過濾器臺(tái)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包含指令，以便實(shí)現(xiàn)以下步驟，即監(jiān)控經(jīng)過過濾器臺(tái)之一的氣體量以產(chǎn)生監(jiān)控的氣體量、處理來自所述監(jiān)控的氣體量的試樣以產(chǎn)生處理的試樣、評(píng)價(jià)所述處理的試樣以判斷是否所述監(jiān)控的過濾器臺(tái)依據(jù)限定的標(biāo)準(zhǔn)而正確地操作、并且如果所述監(jiān)控的過濾器臺(tái)沒有依據(jù)限定的標(biāo)準(zhǔn)而適合地操作則發(fā)出通知。
例如，通過附圖中所示出的系統(tǒng)和方法的優(yōu)選實(shí)施例的更加詳細(xì)的說明，將清楚利用平行的過濾器臺(tái)從氣體中去除污染物的系統(tǒng)和方法的前述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)，在所述附圖的整個(gè)視圖中，相同的附圖標(biāo)記指的是相同的部件。


結(jié)合附圖，將根據(jù)以下本發(fā)明的詳細(xì)說明清楚本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明各方面的過濾系統(tǒng)的示意圖；圖2A是過濾系統(tǒng)的示意性實(shí)施例的透視圖，示出了過濾器模塊、進(jìn)入門、空氣入口和空氣出口；圖2B是本發(fā)明的采樣管口的剖視圖；圖2C是安置在采樣端口內(nèi)的本發(fā)明的采樣管口的局部視圖；圖3A至3C分別示出了擴(kuò)散板的前視圖、擴(kuò)散板的側(cè)視圖以及示意性孔圖案的分解視圖；圖4A是根據(jù)圖2的示意性實(shí)施例的過濾器模塊的示意性3×2矩陣的透視圖；圖4B是根據(jù)本發(fā)明示意性實(shí)施例的過濾器模塊的示意性2×2矩陣的透視圖；圖5A至I示出了與多種類型的過濾介質(zhì)和支承裝置協(xié)作操作的過濾器模塊的多個(gè)實(shí)施例；圖6A示出了連接至多個(gè)傳感器的控制器的示意性視圖，其中所述傳感器用于監(jiān)控根據(jù)本發(fā)明各發(fā)明的過濾系統(tǒng)中的過濾器模塊的性能；圖6B示出了示意性網(wǎng)絡(luò)式環(huán)境，其包括過濾系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、生產(chǎn)者分析中心以及用戶控制中心；圖7示出了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的示意性方法；并且圖8是在使用過程中圖2B的采樣管口的剖向透視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例可用于減少、消除或者同時(shí)減少和消除期望基本沒有污染物流體的環(huán)境中的承載流體的污染物。在此，例如，流體將是氣體，并且更具體地講是用于半導(dǎo)體制造或生產(chǎn)中的凈化室內(nèi)的空氣。本發(fā)明的實(shí)施例可用于過濾凈化室內(nèi)的環(huán)境氣體，或者可用于過濾指向或用在限定區(qū)域內(nèi)的其它氣流，例如利用高速空氣流減少光刻設(shè)備上形成的污染物。
本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例在此將參照凈化室環(huán)境說明；然而，本發(fā)明并不限于示例的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用、尺寸等等。本發(fā)明的可選實(shí)施例以及用途等將通過在此的詳細(xì)說明以及附圖而清楚。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明各方面的過濾系統(tǒng)的示意性視圖。過濾系統(tǒng)5可包括外殼14；流量控制器16；一個(gè)或多個(gè)可替換的過濾器模塊18A至18F，它們大體為過濾器18；一個(gè)或多個(gè)高效微?？諝?HEPA)過濾器模塊20A和20B，它們大體為HEPA過濾器20；以及密封件19A和19B等。過濾系統(tǒng)5還可包括鼓風(fēng)機(jī)/風(fēng)扇單元10和/或排氣扇22。過濾系統(tǒng)5豎直連接至空氣處理設(shè)備，例如壓力通風(fēng)裝置或氣道工程設(shè)備。空氣處理設(shè)備用于集中進(jìn)入輸入端6或排出輸出端7的一個(gè)或多個(gè)量(體積)的空氣。
壓力通風(fēng)裝置可將空氣量(體積)11引入鼓風(fēng)機(jī)/風(fēng)扇10中，從而形成于輸入端6進(jìn)入外殼14的輸入空氣量(體積)12。鼓風(fēng)機(jī)/風(fēng)扇10通過電動(dòng)機(jī)械的方式、機(jī)械的方式或氣動(dòng)的方式被供能，以增加輸入空氣量12的速度。外殼14可包括多個(gè)面板，它們是由基本不透氣的材料制成，例如鋁、冷軋鋼、塑料、復(fù)合材料等等。外殼14形成過濾系統(tǒng)5的外側(cè)結(jié)構(gòu)。通常，外殼14，還被稱為過濾器單元，將具有以相反的方式安裝至后側(cè)面板的前側(cè)面板以及以相反的方式安裝至第二側(cè)面板的第一側(cè)面板。各所述側(cè)面板可密封地與所述前側(cè)面板和后側(cè)面板匹配，以形成流量控制器16、過濾器18以及HEPA過濾器20安裝在其中的封閉的容積。系統(tǒng)5的整個(gè)容積大體小于80立方英尺(cu.ft.)，并且在優(yōu)選實(shí)施例中，是在65立方英尺的級(jí)別上，并且具有72.5″高×33″寬×47.25″寬的整體尺寸。頂側(cè)面板以及底側(cè)面板以相反的方式安裝，并且可密封地附著至側(cè)面板前側(cè)面板和后側(cè)面板。開口可設(shè)置在一個(gè)或多個(gè)面板上，以容納輸入空氣量12、輸出空氣量(體積)26、進(jìn)入門、控制面板等等。
輸入空氣量12在進(jìn)入外殼14后接觸流量控制器16，在此為擴(kuò)散板。擴(kuò)散板16包括尺寸各不相同的多個(gè)開口，如圖3A所示，它們被構(gòu)造成在擴(kuò)散板16的輸入面78接收具有第一速度的空氣量，并且產(chǎn)生擴(kuò)散的輸入空氣量(體積)13，其橫貫擴(kuò)散板16的輸出面80的表面區(qū)域空氣壓力和速度這兩者基本上均勻。擴(kuò)散板16中的開口或孔82各不相同，從而產(chǎn)生期望的擴(kuò)散的輸入空氣量13。系統(tǒng)5大體被構(gòu)造成容納每分鐘大約75至100立方英尺的輸入空氣量，并且在優(yōu)選的實(shí)施例中，輸入空氣量是每分鐘85立方英尺。
擴(kuò)散板16的使用確保過濾器的每個(gè)臺(tái)架(bank)，也被稱為臺(tái)(stage)或臺(tái)階(stack)，接收相同部分的擴(kuò)散的空氣量13。上側(cè)臺(tái)架包括過濾器模塊18A至C以及20A，所有為上側(cè)臺(tái)架15，并且下側(cè)臺(tái)架包括過濾器模塊18D至F以及20B，所有為下側(cè)臺(tái)架17。諸如19A或19B的密封件可應(yīng)用在上側(cè)臺(tái)架15與下側(cè)臺(tái)架17之間，以防止圍繞過濾器的空氣通道。密封件19A和19B還可以在過濾器模塊18與外殼14之間形成密封。
隨著擴(kuò)散的輸入空氣量13穿過過濾臺(tái)架15、17，污染物通過多個(gè)過濾器被去除。大體上，過濾器成對(duì)設(shè)置，從而穿過上側(cè)臺(tái)架的空氣隨著其穿過下側(cè)過濾臺(tái)架而受到相同類型和級(jí)別的過濾。特別地，過濾器18A與過濾器18D的類型相同，過濾器18B與過濾器18E的類型相同等等。在指定的臺(tái)架中所使用的過濾器可具有相同或不同類型，這取決于過濾操作的期望的最終結(jié)果。過濾器18大體被構(gòu)造成單件重量小于35英磅(磅)，并且在優(yōu)選的實(shí)施例中，單件重量為大約27磅。HEPA過濾器20A和20B可應(yīng)用在相應(yīng)的過濾器的端部處，以去除未由上游過濾器捕獲的空氣污染物。擴(kuò)散的輸出空氣量24排出HEPA過濾器20A和20B，并且沿輸出端7的方向移動(dòng)。隨著空氣量到達(dá)輸出端7，該量隨著其形成輸出空氣量26而可稍微被壓縮。排氣扇22可被應(yīng)用以在空氣移動(dòng)通過外殼14時(shí)有助于較高的空氣速度。排氣扇22可以與鼓風(fēng)機(jī)/風(fēng)扇10協(xié)作使用或者用于現(xiàn)場(chǎng)中?？諝饬?8可引導(dǎo)進(jìn)入氣道工程設(shè)備中，以便分配到整個(gè)凈化室，或者引導(dǎo)流動(dòng)至位于其中的設(shè)備?？蛇x地，空氣量28可直接流入凈化室內(nèi)的環(huán)境空氣量中。
只要過濾器以它們指定的效率操作，則如圖1所示的過濾系統(tǒng)可顯著減少空氣污染物的濃度。隨著污染物捕獲在過濾器中，過濾器效率降低。維持凈化室內(nèi)期望的污染物級(jí)別必須在效率不可接受之前替換過濾器。本發(fā)明的實(shí)施例有助于通過監(jiān)控外殼14內(nèi)每個(gè)過濾器的性能而以適合的間隔替換各過濾器。例如，傳感器30A至H監(jiān)控過濾器18A至F以及20A、20B，這是在它們?cè)谕鈿?4內(nèi)操作時(shí)完成的。傳感器30A至H反過來通過控制器32被監(jiān)控。結(jié)合圖6A和6B詳細(xì)示出和說明了傳感器30A至H和控制器32。
圖2A示出了過濾系統(tǒng)5的示意性實(shí)施例。如圖2A所示，過濾系統(tǒng)5包括前側(cè)面板40，其具有鉸接式連接的進(jìn)入門42；頂側(cè)面板44，其具有位于輸入端6的多個(gè)入口46A、46B以及多個(gè)出口47A、47B；底側(cè)面板48；后側(cè)面板50；第一側(cè)面板52以及第二側(cè)面板54。底側(cè)面板48與框架56配合，所述框架包括螺合連接至其的四個(gè)桿件58A、58B、58C和58D。桿件58被用于調(diào)整過濾系統(tǒng)50，從而側(cè)部是大致垂直的而頂部是水平的。進(jìn)入門42可包括墊片60，以便密封門/前側(cè)面板交界面。前側(cè)面板40還可與墊片62配合，其中所述墊片62可匹配地適于在與墊片60接觸時(shí)形成實(shí)質(zhì)上氣密性密封。
墊片60、62可由柔順材料制成，所述柔順材料實(shí)質(zhì)上不透過凈化室中所使用的室內(nèi)空氣或氣體?？捎糜诒景l(fā)明的墊片材料的實(shí)例為(但不限于)橡膠、硅、氯丁橡膠、乳膠、柔性導(dǎo)電罩(flexibleconductive shielding)、高密度氈、柔順聚合物等。
進(jìn)入門42可采用多個(gè)機(jī)械、電動(dòng)機(jī)械和/或電磁扣鎖64，以便通過墊片60、62上的足夠的壓力將進(jìn)入門42保持在關(guān)閉位置，從而防止空氣通過交界面區(qū)域。圖2A的過濾系統(tǒng)可裝有狀態(tài)和/或控制面板66。
圖2A中還示出了過濾器18A至C。正如結(jié)合圖4進(jìn)一步所示和所述，過濾器組18布置成矩陣形式。進(jìn)入門42有助于過濾器18A至C的安裝和拆卸。過濾器組18可裝有抓條199、可收回的手柄或鎖鈕，以有助于運(yùn)輸和拆卸。過濾器18A至C還可裝有維持裝置63，以便穩(wěn)固地將過濾器18A至C保持就位。維持裝置63可以是彈簧加載的卡扣、直角回轉(zhuǎn)緊固件、螺釘、塑料/尼龍摩擦配合定位件等。過濾器18A至C還可包括采樣端口65，例如采樣裝置可插入其中，以便監(jiān)控過濾器組18中的相應(yīng)的過濾器。系統(tǒng)5還可裝有控制面板66，以便用于設(shè)定操作參數(shù)并且有助于操作者與系統(tǒng)5交互?？刂泼姘?6還將系統(tǒng)的狀態(tài)和錯(cuò)誤報(bào)告給操作者?？刂泼姘?6還可包括可選的顯示裝置，例如儀表66B。
在此所述的這些采樣端口，以及例如用在凈化室或半導(dǎo)體加工裝置中的那些采樣端口還可包括或在其中設(shè)有采樣管口，以便監(jiān)控氣流質(zhì)量以及減少產(chǎn)量的污染物和污染物的級(jí)別。在圖2A中示出了這種采樣端口的一個(gè)實(shí)例。在一個(gè)實(shí)施例中，管口包括本體部分，縱向穿過所述本體部分設(shè)有開口。所述開口構(gòu)造為具有大致截頭錐形部分和圓柱形部分，它們至少限定了開口的第一直徑和第二直徑。例如，開口可與本發(fā)明的凈化室或設(shè)備中的氣流連通，從而氣流然后流過開口，直至氣流排出采樣管口。管口允許方便地監(jiān)控一定質(zhì)量的氣流，而不改變例如晶片制造過程中的壓力。管口被制造成允許連續(xù)和均勻的氣流流過其，這可減少采樣偏差并且防止開口阻塞。例如，本發(fā)明的管口還與本發(fā)明的系統(tǒng)或設(shè)備中的已存在的采樣端口一起使用。
例如，本發(fā)明的采樣管口可與本發(fā)明的設(shè)備連通，以便去除半導(dǎo)體加工裝置中的氣體中的污染物。所述設(shè)備可包括過濾器單元，在其中設(shè)置有多個(gè)平行的過濾器臺(tái)，以便從流過其的氣體中去除至少一部分污染物?？蛇x地，所述設(shè)備可包括流量控制器，以便將氣流分配通過平行的過濾器臺(tái)。在另一個(gè)實(shí)施例中，采樣管口可與這樣的設(shè)備連通，例如所述設(shè)備包括過濾器單元，在其中設(shè)置有多個(gè)平行的過濾器臺(tái)，以便從流過其的氣體中去除至少一部分污染物。優(yōu)選地，所述設(shè)備包括擴(kuò)散板，其具有用于接收氣體的輸入面以及用于將氣體輸送至多個(gè)過濾器臺(tái)的輸出面。而且，擴(kuò)散板可安裝在過濾器單元內(nèi)，并且構(gòu)造成將大致相同量的氣體輸送至多個(gè)過濾器臺(tái)的每個(gè)過濾器臺(tái)。
圖2B是本發(fā)明的采樣管口的剖視圖。管口302包括本體部分304，穿過其縱向設(shè)置開口306。在一個(gè)實(shí)施例中，開口包括大致截頭錐形部分308以及圓柱形部分310。所述各部分至少限定所述開口的第一直徑和第二直徑。開口的示意性第一直徑和第二直徑是在從大約0.1至0.5英寸(2.54至12.7mm)的范圍內(nèi)。第一直徑是由開口的截頭錐形部分限定。第一直徑大體小于由圓柱形部分限定的第二開口直徑。開口直徑的這些差異允許以均勻的高速通過管口的連續(xù)低氣流量。
截頭錐形部分308和圓柱形部分310的直徑的尺寸可依據(jù)特定的應(yīng)用而變化。這些開口的部分還可被制造成它們的直徑或形狀變化。例如，開口306的截頭錐形部分如圖所示構(gòu)造有圓柱形區(qū)段312，其具有一致的直徑。不同的開口部分和區(qū)段的直徑和形狀是受到需要具有通過管口的連續(xù)的低氣流量而被影響，其中所述低氣流量例如在晶片加工或制造的過程中不造成有害的壓力變化。低氣流量可允許例如針對(duì)減少產(chǎn)量的污染物監(jiān)控氣體質(zhì)量，而不影響以后的加工，例如晶片制造。而且，連續(xù)低氣流量允許進(jìn)行采樣，而無需消耗時(shí)間進(jìn)行清洗。連續(xù)氣流還防止開口阻塞。
不同的開口部分和區(qū)段的直徑和形狀還受到這樣的需求的影響，即具有均勻的氣體產(chǎn)量。這種均勻的氣體產(chǎn)量可減少不同的試樣中可變性的程度。均勻的或一致的氣體產(chǎn)量還防止在使用過程中氣體被保留或保持在管口內(nèi)。采樣端口可在針對(duì)例如減少產(chǎn)量的污染物監(jiān)控氣流時(shí)產(chǎn)生不一致的結(jié)果，這是因?yàn)槎丝谥械姆蔷鶆蚧蜃璧K的流可影響采樣的均勻性。本發(fā)明的采樣管口通過采用精細(xì)機(jī)加工的開口而避免這種非均勻或阻礙的氣流，其中所述精細(xì)機(jī)加工的開口包括具有逐漸過渡直徑和形狀的部分或區(qū)段。
圖2B示出了直徑和形狀的這種逐漸變化，其中管口的開口306包括過渡部分314。所述過渡部分與截頭錐形部分308的圓柱形區(qū)段312和圓柱形部分310連通。該部分314至少限定第三開口直徑。如圖所示，該部分具有這樣的直徑，其尺寸在圓柱形部分310與區(qū)段312之間逐漸減小。過渡部分314的直徑范圍從大約0.1至0.3英寸。開口306還可包括采樣部分316，其至少限定第四開口直徑，其處于從大約0.005至0.1英寸的范圍內(nèi)。采樣部分316可用于從管口的開口306提取氣體試樣。
管口的開口306的采樣部分316可與截頭錐形部分308連通。通過使用傳統(tǒng)的試樣收集裝置，可從采樣部分316中提取氣流。在一個(gè)實(shí)施例中，該部分316可被構(gòu)造成來自其的氣流直接輸送至監(jiān)控氣體質(zhì)量的分析設(shè)備，例如氣相色譜儀。通過開口306的采樣部分316排出開口的低氣流量使得采樣管口302便于例如經(jīng)由氣動(dòng)管(pneumatic tubing)直接連接至這種分析設(shè)備。
管口302可由任何材料構(gòu)成，其中所述材料適于被精細(xì)加工，并且提供通過其的一致氣流。管口的組成結(jié)構(gòu)還可依據(jù)特定的應(yīng)用或管口可使用的狀態(tài)而變化。例如通過本發(fā)明的設(shè)備監(jiān)控氣流質(zhì)量的示意性材料是藍(lán)寶石。在一個(gè)實(shí)施例中，采樣管口可包括復(fù)合結(jié)構(gòu)，其包含不同的量的多種材料。管口的組成結(jié)構(gòu)還可依據(jù)流過管口的開口的氣體中的磨蝕劑或潛在的蝕刻劑而變化。本發(fā)明的采樣管口還大致是抗熱的，這是因?yàn)榱鬟^開口的氣體產(chǎn)生大量的熱量或還可由加工狀況帶來過多的熱量。
采樣管口302的本體部分304構(gòu)造有外側(cè)表面。在一個(gè)實(shí)施例中，本體部分304的外側(cè)表面可以是大致圓柱形的。盡管管口的各尺寸針對(duì)特定的應(yīng)用而變化，但是示意性管口具有從大約0.5至2.5英寸的長(zhǎng)度。對(duì)于具有大致圓柱形外側(cè)的管口而言，直徑可從大約0.1至1.5英寸。采樣管口的直徑還可以被標(biāo)準(zhǔn)化成商業(yè)有售的氣動(dòng)管的尺寸。管口直徑的這種標(biāo)準(zhǔn)化便于將管口直接連接至諸如氣相色譜儀的傳統(tǒng)氣體分析設(shè)備。
圖2B示出了具有斜角部分318的本體部分304的外側(cè)表面。這些斜角部分可選地繞管口外部設(shè)置。管口的外側(cè)表面還可具有至少一個(gè)通道320，其繞本體部分304設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，斜角部分318和通道320被構(gòu)造成管口可容易地安置在如上所述的采樣端口中并且從其拆卸。圖2C示出了根據(jù)本發(fā)明的采樣管口的局部示意圖，其中所述采樣管口安置在例如用于本發(fā)明的設(shè)備的采樣端口中。如圖所示，管口302可通過保持構(gòu)件324在采樣端口322中被保持就位，其中所述保持構(gòu)件324與通道320協(xié)作，其中所述通道320繞管口設(shè)置。
采樣端口322可與任何類型的加工裝置相連或連接至其，在其中必須監(jiān)控氣流質(zhì)量。示意性氣體采樣端口可用于在此所述的任何實(shí)施例中，或者例如用于或與凈化室或半導(dǎo)體加工裝置使用。圖2C中的采樣管口示出具有外側(cè)表面，其中槽326被構(gòu)造成抵靠著內(nèi)側(cè)采樣端口凸緣328。槽和凸緣防止管口被推壓入采樣端口中。保持構(gòu)件324所示與通道320協(xié)作，以將管口保持就位，從而其不從采樣端口滑出。構(gòu)件324連接至采樣端口322的外部。保持構(gòu)件324還可以可提升地從其與通道320協(xié)作的位置移動(dòng)，從而針對(duì)端口拆卸管口302。采樣管口可從端口322拆卸，以便清潔或用另一個(gè)管口代替。
圖2C還示出了繞采樣管口302的外部設(shè)置的斜角部分318。該部分318可被構(gòu)造成例如接收氣動(dòng)管。另外，圖2C示出了管口的開口306，其包括大致截頭錐形部分308以及圓柱形部分310。開口306還具有過渡部分314和采樣部分316。如上所述，開口306可具有任何尺寸或形狀的部分或區(qū)段，它們將適于以均勻的高速通過管口的連續(xù)低氣流量。開口部分或區(qū)段的尺寸和形狀還通過避免任何非均勻或顯著阻礙的區(qū)域減少氣流的可變性的程度。
在一個(gè)實(shí)施例中，管口302的圓柱形部分310接收氣體試樣。該試樣然后以大致恒定的氣流速度通過開口部分或區(qū)段。該試樣最終通過如圖2C中所示的采樣部分316排出開口306。圓柱形部分可直接例如通過本發(fā)明的設(shè)備與氣流直接連通。例如，圓柱形部分310可與這樣的設(shè)備連通，其中所述設(shè)備包括過濾器單元，在其中安置有多個(gè)平行的過濾器臺(tái)，從而經(jīng)由采樣管口針對(duì)減少產(chǎn)量的污染物和污染物級(jí)別可監(jiān)控設(shè)備中氣流的質(zhì)量。
可選地，根據(jù)本發(fā)明的管口可設(shè)置在凈化室內(nèi)的已存在的采樣端口中，或者用于半導(dǎo)體工具。通過孔口的連續(xù)低氣流量在這種環(huán)境中并不擾亂壓力。管口302還是有用的，這是因?yàn)槠淇衫脗鹘y(tǒng)氣體分析設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)監(jiān)控氣流質(zhì)量。這種氣體分析設(shè)備可包括(但不限于)色譜儀、質(zhì)譜儀或它們的組合。
本發(fā)明的管口還可被制造成具有一定的精度公差。例如，大致由藍(lán)寶石構(gòu)成的管口可具有沿開口的在大約0.001至0.005英寸范圍內(nèi)的加工公差。另外，管口的本體部分可具有范圍從大約0.001至0.05英寸的加工公差。這種精細(xì)的公差影響開口中的氣流的均勻性以及不同的氣體試樣中的一致性。本發(fā)明的管口的精度公差還將為多種采樣管口的制造提供一致性。
本發(fā)明還提供了利用采樣管口針對(duì)例如減少產(chǎn)量的污染物監(jiān)控氣流質(zhì)量的方法。大體上，該方法涉及為特定的加工環(huán)境提供本發(fā)明的管口，其中所述特定的加工環(huán)境例如為用于從半導(dǎo)體加工裝置中的氣體去除污染物的設(shè)備。連續(xù)氣流進(jìn)入管口的開口，并且通過所述開口。氣流然后從采樣管口的開口被抽出?？衫脗鹘y(tǒng)的收集裝置采樣氣流。然后通過使用諸如色譜儀的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備分析氣體的質(zhì)量。管口還可被構(gòu)造成氣流直接輸送至這種分析設(shè)備。本發(fā)明的方法允許以特定的間隔或連續(xù)地監(jiān)控氣流質(zhì)量，而沒有例如采取氣體采樣的隨后的處理的任何干擾。
圖3A示出了采取擴(kuò)散板形式的流量控制器16的實(shí)施例，其具有大致平坦形狀，端接于上側(cè)邊緣70、下側(cè)邊緣72、第一側(cè)邊緣74、第二側(cè)邊緣76，并且具有輸入面78和輸出面80(圖3B)。擴(kuò)散板16是由基本上不透氣的材料制成，例如鋁、塑料等，在其上設(shè)有多個(gè)孔82或空出區(qū)?？?2可以布置成一定的幾何圖案，或可隨機(jī)遍布擴(kuò)散板16的表面。另外，各孔82可具有相同的尺寸，或者它們的尺寸可以各不相同。另外，孔82的間距或密度可由于它們?cè)跀U(kuò)散板16上的相應(yīng)的方位而變化。例如，圖3A的擴(kuò)散板16可沿著第二側(cè)面板54并且大致與其平行安裝在圖2的外殼14內(nèi)。擴(kuò)散板16可進(jìn)一步被安裝成強(qiáng)制進(jìn)入入口46A、46B的輸入空氣量出現(xiàn)至擴(kuò)散板16的輸入面78，從而所述輸入空氣量在接觸過濾器組18之前穿過孔82。實(shí)例的擴(kuò)散板16可采用這樣一種孔圖案，其具有朝向上側(cè)邊緣70的較小尺寸的孔，并且隨著接近上側(cè)邊緣70，孔的尺寸逐漸增大。這種孔圖案可有助于形成擴(kuò)散的空氣量13，其具有橫貫輸出面80的大致相同的流速和/或壓力。
可利用計(jì)算機(jī)輔助制圖和分析軟件設(shè)計(jì)和模擬擴(kuò)散板16以減少實(shí)際系統(tǒng)中的反復(fù)測(cè)試和裝配。擴(kuò)散板16可被構(gòu)造成擴(kuò)散的空氣量13在整個(gè)輸出面80上大致均勻?？?2的形狀大體為圓形，垂直于并且與擴(kuò)散板16的輸入面和輸出面平齊；然而，孔82可采取其它形式。例如，孔82可以以一定角度穿透擴(kuò)散板16，可在輸入面78和/或輸出面80上具有波紋形或斜角形邊緣，可延伸超出輸入面78和/或輸出面80等。另外，孔82可具有任意形狀，例如橢圓形、方形三角形等。
擴(kuò)散板16以這樣一種方式垂直安裝在外殼14內(nèi)，從而防止輸入空氣量12繞擴(kuò)散板16穿過。例如，接觸上側(cè)邊緣70、下側(cè)邊緣72、第一側(cè)邊緣74和第二側(cè)邊緣76的密封件、或墊片可用作為擴(kuò)散板16與外殼14的內(nèi)側(cè)表面之間的基本上不透氣的交界面。另外，由柔順材料制成的密封件可用作為減少不期望的振動(dòng)和噪音的阻尼裝置。如果期望的話，則擴(kuò)散板16的外側(cè)可裝配有傳感器，以便監(jiān)控輸入空氣量12和/或擴(kuò)散的輸入空氣量13的速度和壓力。
流量控制器16因而已經(jīng)被示出并說明為一種擴(kuò)散板；然而，流量控制器16并不限于這種形式。例如，流量控制器16可包括一個(gè)或多個(gè)控制閥，所述控制閥以這樣的方式設(shè)置成鄰近輸入端6，使得所述控制閥阻塞氣體通過，除非由可變的量致動(dòng)以打開。這些多個(gè)閥可與管道和/或?qū)Ч軈f(xié)作操作，以產(chǎn)生進(jìn)入上側(cè)臺(tái)階或臺(tái)15和下側(cè)臺(tái)階或臺(tái)17的均勻的空氣量。主動(dòng)流量控制可應(yīng)用成與擴(kuò)散板16協(xié)作，這是通過利用了電動(dòng)機(jī)械、機(jī)械、氣動(dòng)或液壓裝置，它們適合于根據(jù)諸如過濾器臺(tái)15、17的氣流或操作整體性的限定標(biāo)準(zhǔn)的孔82的尺寸。例如，擴(kuò)散板16在某些或所有孔部位設(shè)有可變的開口。開口適于打開，以允許更多的氣體通過，或者被構(gòu)造成減少或消除輸入空氣量12通過其。
擴(kuò)散板16還可與導(dǎo)流板協(xié)作操作，其中所述導(dǎo)流板從輸入密封件19A延伸，并且以大致九十度的角度接觸擴(kuò)散板16。導(dǎo)流板還可橫跨外殼14的前側(cè)至后側(cè)的寬度，從而防止導(dǎo)流板一側(cè)的空氣移動(dòng)至導(dǎo)流板的另一側(cè)。導(dǎo)流板如果被采用的話，則提供擴(kuò)散的輸入空氣量13的指向下側(cè)臺(tái)階17的部分與指向上側(cè)臺(tái)階15之間的物理屏障。擴(kuò)散板16被構(gòu)造成在與導(dǎo)流板協(xié)作操作時(shí)將均勻的空氣量提供至上側(cè)臺(tái)階15和下側(cè)臺(tái)階17。
圖4A示出了可用于圖2中所示的本發(fā)明的實(shí)施例的示意性過濾器布局。圖4A包含六個(gè)過濾器臺(tái)架，如圖所示為A至F，相應(yīng)地每個(gè)過濾器臺(tái)架具有單獨(dú)的擴(kuò)散板。每個(gè)臺(tái)架包含三個(gè)過濾器18A至C。在圖4中，每個(gè)臺(tái)架包含相同的過濾器；然而，相應(yīng)的臺(tái)架A至F可采用不同的過濾器，或者可利用相同的過濾器，但是相對(duì)于分散的輸入空氣量13的次序不同。過濾器臺(tái)架A至F形成了過濾器矩陣90，在此為3×2矩陣。任何尺寸和數(shù)量的過濾器18、20的過濾器矩陣可依據(jù)以下因素而被采用，即將被過濾的空氣的量(體積)、去除的污染物的期望的級(jí)別以及限定或期望的針對(duì)過濾器元件的時(shí)間間隔改變。例如，如圖4B所示的2×2矩陣可用于以下這樣的應(yīng)用中，即需要較小的操作量(體積)、少污染的輸入空氣、和/或過濾器改變之間的較短的操作間隔。返回至圖4A，過濾器18A至C可以是化學(xué)過濾器，其被構(gòu)造成去除特定類型的空氣的化學(xué)物。如果期望的話，HEPA過濾器20可以與過濾器18A至C協(xié)作使用，以減少諸如灰塵或花粉的非化學(xué)微粒物質(zhì)的總級(jí)別。
圖5A示出了安裝在框架200內(nèi)的示意性過濾器模塊18，其中所述框架200具有高度202、長(zhǎng)度204以及深度206。框架200可包括過濾器模塊18安裝在其中的單個(gè)部件，或者可包括兩個(gè)或多個(gè)部件，它們可被拆卸并然后重新圍繞過濾器模塊18組裝。采用可拆卸的框架200作為過濾器組件201的一部分有助于生產(chǎn)成本較小的過濾器模塊18，這是因?yàn)樗鼈兛梢砸韵路绞奖簧a(chǎn)，即采用更少的結(jié)構(gòu)支承，并且無需安裝至外殼14的內(nèi)部的密封/安裝裝置。過濾器模塊18被構(gòu)造成當(dāng)它們?nèi)コ諝馕廴疚锏哪芰σ呀?jīng)減小到限定的性能閾值之下時(shí)被替換。除了提供結(jié)構(gòu)支承以外，框架200通過機(jī)架或其它的中間安裝裝置直接或間接地可密封地安裝至外殼14的內(nèi)部，以形成管道，從而有助于擴(kuò)散的輸入空氣量13流經(jīng)過濾介質(zhì)220。
圖5B示出了過濾器模塊18的實(shí)施例，其包含布置成對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)的折疊的過濾介質(zhì)216。過濾器模塊18具有方形或矩形容器或者形狀208，并且還具有前側(cè)端部210，其垂直面向氣流218，并且還具有后側(cè)端部212。圖5C示出了過濾器模塊18的另一個(gè)實(shí)施例，其還采用方形容器208，并且利用依次安置在容器208內(nèi)的折疊的復(fù)合過濾器元件219。折疊件219優(yōu)選垂直于氣流218指向。
圖5D示出了過濾器模塊18的另一個(gè)實(shí)施例，其采用圓柱形容器或框架222。圖5D的過濾器模塊18采用沿徑向安置在整個(gè)圓柱形容器222內(nèi)的折疊件214。氣流218垂直于圖5D的紙頁內(nèi)的圓柱體的主軸線觸及過濾器模塊18。圖5E示出了過濾器模塊18的另一個(gè)實(shí)施例，其安置在圓柱形容器222內(nèi)并且采用布置成螺旋結(jié)構(gòu)224的過濾介質(zhì)。
圖5F示出了過濾器模塊18的示意性示意圖，其包括兩種類型的過濾元件，分別為化學(xué)吸著性過濾元件226以及物理吸著性過濾元件228。管道230是由框架200或其它裝置形成，并且用于引導(dǎo)空氣通過過濾器元件226和228，以從其去除污染物?；瘜W(xué)吸著性過濾器元件226和物理吸著性過濾器元件228以串聯(lián)的方式布置，而化學(xué)吸著性過濾器元件226在物理吸著性過濾器元件228之前過濾氣流218。
化學(xué)吸著性過濾器元件226可包括多孔的、化學(xué)吸著性介質(zhì)，其是由具有酸性官能團(tuán)形成，使得所述基團(tuán)與試劑起反應(yīng)。物理吸著性過濾器元件228包括物理吸著性介質(zhì)，例如未處理的、活性碳。在此所使用的術(shù)語“未處理的”意味著這樣一種活性碳，其還沒有被化學(xué)處理調(diào)整以完成化學(xué)吸收作用；然而，未處理的、活性碳仍作為物理的或非極性的吸附劑。物理吸著性介質(zhì)經(jīng)由物理吸收作用去除有機(jī)和無機(jī)可凝縮的污染物，它們大體具有高于150℃的沸點(diǎn)，而化學(xué)吸著性介質(zhì)經(jīng)由化學(xué)吸收作用去除基本蒸氣。
術(shù)語“物理吸收作用”指的是可逆的吸收過程，其中被吸附物由弱物理力保持。相反，術(shù)語“化學(xué)吸收作用”指的是不可逆的化學(xué)反應(yīng)過程，其中在氣體或液體分子與固體表面之間形成化學(xué)鍵?；瘜W(xué)吸著性過濾器元件226和物理吸著性過濾器元件228的相對(duì)厚度可被構(gòu)造成這兩種過濾器元件的使用壽命將在特定的環(huán)境中在大致相同的時(shí)間耗盡。
因此，由磺化聚合物形成的化學(xué)吸著性過濾器元件可制造成比由未處理的碳形成的物理吸著性過濾器元件更薄，這是因?yàn)樘嫉奈锢砦詫傩詫⒋篌w消耗得比酸性、磺化聚合物的化學(xué)吸著性屬性更快。這兩種復(fù)合過濾器元件226和228可包含在任何合適的容器或機(jī)架內(nèi)，以便安裝在與光刻工具相連的過濾設(shè)備的氣流路徑中，過濾器部件226和228大體為可拆卸或可替換的過濾器元件的形式。出于多種目的，優(yōu)選的是增加暴露至輸入氣流的過濾器材料的表面面積；并且為此，復(fù)合過濾器元件可被折疊，以提供增加的表面面積。
圖5G示出了過濾器元件18的可選實(shí)施例的示意性示意圖，其包括安裝在兩個(gè)化學(xué)吸著性過濾器元件226之間的物理吸著性過濾器元件228。圖5H示出了過濾器元件18的另一個(gè)實(shí)施例的示意性示意圖，其包括安裝在化學(xué)吸著性過濾器元件226與靜電電荷的、無紡過濾器元件230之間的物理吸著性過濾器元件228。
圖5F至H中所示的設(shè)備被構(gòu)造成以較高的效率去除較低沸點(diǎn)的污染物，并且更好優(yōu)化單獨(dú)的狀況，在其中化學(xué)吸著性介質(zhì)和物理吸著性介質(zhì)操作。通過提供更好地凈化進(jìn)入光刻工具的氣流，提供了針對(duì)來自空氣分子基礎(chǔ)的光阻污染以及光學(xué)表面的光感應(yīng)有機(jī)污染的更好的保護(hù)。
圖5I示出了高表面面積過濾器組件的實(shí)施例，其包括多個(gè)過濾器模塊18，它們以相對(duì)于氣流218成角度的關(guān)系并且與HEPA或超低微?？諝?ULNA)排放過濾器元件232對(duì)正被指向。該實(shí)施例還可包括與HEPA或ULNA過濾器236協(xié)作操作的強(qiáng)酸性聚合物過濾器元件231折疊的復(fù)合物。在此所述的高表面面積過濾器元件可利用諸如美國(guó)專利No.5204055、No.5340656和No.5387380中所述的三維印刷技術(shù)被制造，這些美國(guó)專利的全文內(nèi)容結(jié)合在此引作參考。
如上所述的過濾器模塊18可具有不同的結(jié)構(gòu)。在第一實(shí)例中，一層聚合物球和未處理的、活性碳可利用傳統(tǒng)的介質(zhì)槽架式系統(tǒng)(media tray and rack system)(例如，金屬封殼，其利用穿孔的材料或絲網(wǎng)這兩者以約束吸收劑，而同時(shí)允許氣體流經(jīng)結(jié)構(gòu))暴露至氣流。在第二實(shí)例中，過濾器的形式為蜂窩結(jié)構(gòu)，其中聚合物和未處理的、活性碳保持在部分填充或完全填充的蜂窩結(jié)構(gòu)內(nèi)。在第三實(shí)例中，聚合物球和未處理的、活性碳可形成整體多孔的或蜂窩的結(jié)構(gòu)。在第四實(shí)例中，一排結(jié)合未處理的、活性碳的紡織或無紡的聚合物纖維被折疊并布置成傳統(tǒng)的折疊空氣過濾器，例如圖5F至H所示。而在第五實(shí)施例中，一層活性碳球利用具有一層包括酸性聚合物的無紡復(fù)合材料的傳統(tǒng)的介質(zhì)槽架式系統(tǒng)暴露至氣流，其中所述無紡復(fù)合材料包括磺化共聚物基復(fù)合材料，其附著或結(jié)合在碳槽的一側(cè)或兩側(cè)中。
除了具有不同的結(jié)構(gòu)以外，根據(jù)本發(fā)明的過濾器模塊18的實(shí)施例還采取多種形式，例如美國(guó)專利No.5582865中所公開的活性碳，該美國(guó)專利全文結(jié)合在此引作參考。該過濾器可具有兩(或多)層，一層活性碳，并且一層磺化苯乙烯-二乙烯基苯共聚物珠。另外，兩種或多種材料可被混合以提供根據(jù)該實(shí)施例的復(fù)合過濾器。
在其它實(shí)施例中，合成碳材料可涂有本發(fā)明的酸性材料以提供根據(jù)本發(fā)明的多孔酸性過濾器元件，其中所述合成碳材料例如美國(guó)專利No.5834114中所述，其內(nèi)容結(jié)合在此引作參考。并且，在另一個(gè)實(shí)施例中，美國(guó)專利No.6033573中所述的活性果殼碳介質(zhì)可單獨(dú)使用或與在此所述的任何化學(xué)吸著性或物理吸著性介質(zhì)結(jié)合使用，以與該美國(guó)專利的說明書中啟示相同的方式從流經(jīng)管道的空氣中去除污染物，其中該美國(guó)專利全文結(jié)合在此引作參考。此外，控制器32和傳感器30可與過濾器元件18結(jié)合使用，以便通過檢測(cè)空氣中的基本污染物確定需要替換過濾器以及可用于本發(fā)明的時(shí)間，如美國(guó)專利申請(qǐng)No.09/232199、No.08/795949以及No.08/996790所述。每個(gè)這些美國(guó)專利申請(qǐng)其全文結(jié)合在此引作參考。
圖6A示出了控制器32的示意性實(shí)施例，其可與傳感器30協(xié)作使用以便監(jiān)控過濾器18和20的性能。控制器32可包括通用計(jì)算機(jī)執(zhí)行機(jī)器可讀指令或功能可執(zhí)行的代碼，以便實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作，從而監(jiān)控過濾器操作?？刂破?2可包括處理器102、主內(nèi)存104、只讀內(nèi)存(ROM)106、存儲(chǔ)裝置108、總線110、顯示器112、鍵盤114、光標(biāo)控制裝置116以及通信接口118處理器102可以是任何類型的傳統(tǒng)處理器件，其中斷和執(zhí)行指令。主內(nèi)存104可以是隨機(jī)存取內(nèi)存(RAM)或者相似的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)裝置。另外，為了存儲(chǔ)信息和由處理器102執(zhí)行的指令，主內(nèi)存104還可用于在處理器102執(zhí)行指令的過程中存儲(chǔ)臨時(shí)變量或其它中間信息。ROM 106存儲(chǔ)靜態(tài)信息和用于處理器102的指令。將清楚的是，ROM 106可由一些其它任何類型的靜態(tài)存儲(chǔ)裝置替換。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置108可包括任何類型的磁性或光學(xué)介質(zhì)，以及其相應(yīng)的接口和操作硬件。
例如，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置108存儲(chǔ)信息以及由處理器102使用的指令?？偩€110包括一組硬件線路(導(dǎo)線、光線等)，它們?cè)试S控制器32的各部件之間的數(shù)據(jù)交換。顯示裝置112可以是LCD、陰極射線管(CRT)等，以便為使用者顯示信息。鍵盤114和光標(biāo)控制裝置116允許使用者與控制器32交互。例如，光標(biāo)控制裝置116可以是鼠標(biāo)。在一個(gè)可選的結(jié)構(gòu)中，鍵盤114以及光標(biāo)控制裝置116可由麥克風(fēng)和語音識(shí)別裝置替換，以使得使用者與控制器32交互，或者可由觸控式顯示器或軟面板功能墊(soft-panelfunction pad)替換，而后者具有特定的按鈕，其被預(yù)程序化成執(zhí)行特定的功能。
通信接口118使得控制器32經(jīng)由任何通信媒介與其它裝置/系統(tǒng)通信。例如，通信接口118可以是調(diào)制解調(diào)器、針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的以太網(wǎng)接口或打印機(jī)接口?？蛇x地，通信接口118可以是任何其它接口，其實(shí)現(xiàn)控制器32與諸如無線RF或自由空間光網(wǎng)絡(luò)接口的其它裝置或系統(tǒng)之間的通信。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，通信接口118連接至傳感器30A至30H等。通信接口118與傳感器30之間的連接器可包括線材、光連接媒介或無線媒介。例如，傳感器30可包括本技術(shù)領(lǐng)域公知的或如上所述的氣體采樣裝置。傳感器30將具有輸入端口，以便接收試樣；以及輸出端口，以便在傳感器30本身不包含分析硬件和/或軟件時(shí)使得所收集的試樣可用于分析部件或者提供處理分析后的輸出?？蓱?yīng)用于本發(fā)明的實(shí)施例的傳感器和/或傳感器/分析器可以是(但不限于)耐火帶、選擇性滲透膜帶、氣相色譜儀/火焰離子化檢測(cè)器、離子色譜儀、質(zhì)譜儀以及混合傳感器，其結(jié)合了一種或多種技術(shù)，例如組合式色譜儀-質(zhì)譜儀傳感器。這些實(shí)例還可與在此所述的本發(fā)明的任何一個(gè)或所有實(shí)施例結(jié)合。
傳感器和分析技術(shù)的實(shí)例還在美國(guó)專利申請(qǐng)No.2004/0023419A1中公開說明，其申請(qǐng)?zhí)枮镹o.10/395834，其全文結(jié)合在此引作參考。例如，根據(jù)本發(fā)明的控制器32為過濾器系統(tǒng)5提供這樣的能力，即大致實(shí)時(shí)或根據(jù)相關(guān)技術(shù)的準(zhǔn)實(shí)時(shí)地監(jiān)控過濾器性能，并且借助于通信網(wǎng)絡(luò)與其它裝置交流所獲得的數(shù)據(jù)(如圖6B所示)?？刂破?2響應(yīng)于執(zhí)行例如包含在內(nèi)存104中的指令序列的處理器102實(shí)現(xiàn)完成期望的動(dòng)作所必須的操作。這種指令可從諸如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置108的其它計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中或者經(jīng)由通信接口118從其它裝置讀入內(nèi)存104中。包含在內(nèi)存104中的指令序列的執(zhí)行使得處理器102實(shí)現(xiàn)監(jiān)控過濾器18、20的方法。例如，處理器102可執(zhí)行指令，以完成確定由過濾器18所捕獲的微粒污染物的濃度的功能。
可選地，硬接線電路可被用于替換或與軟件指令結(jié)合，以便實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因而，本發(fā)明并不限于硬件電路和軟件的任何特定組合。圖6B示出了包括控制器32在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中操作的過濾系統(tǒng)5的示意性視圖。系統(tǒng)119包括兩個(gè)過濾系統(tǒng)5A和5B，每個(gè)過濾系統(tǒng)相應(yīng)地具有控制器32A和32B；網(wǎng)絡(luò)120；生產(chǎn)者分析中心122以及客戶控制中心124。過濾系統(tǒng)5A和5B在凈化室環(huán)境中操作以去除空氣污染物。隨著過濾系統(tǒng)5A和5B操作，其中的傳感器30監(jiān)控每個(gè)過濾器18、20，并且將數(shù)據(jù)報(bào)告至控制器32A、32B?？刂破?2A、32B分別通過通信線路126、128聯(lián)通地連接至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)120。過濾系統(tǒng)5A借助于諸如無線以太網(wǎng)通信線路的無線射頻(RF)連接方式連接至網(wǎng)絡(luò)120，而過濾系統(tǒng)5B借助于硬接線通信線路連接至網(wǎng)絡(luò)120。硬接線通信線路可包括絞合的成對(duì)銅導(dǎo)線、共軸電纜、帶狀電纜、多導(dǎo)線收發(fā)電纜、光纖等。
生產(chǎn)者分析中心122可由過濾系統(tǒng)5A、5B和/或過濾器18和20的生產(chǎn)而操作。生產(chǎn)者分析中心122可從多個(gè)系統(tǒng)和客戶收集數(shù)據(jù)。所收集的數(shù)據(jù)可用于設(shè)計(jì)新的制品，以評(píng)價(jià)已經(jīng)存在的產(chǎn)品的性能或改進(jìn)已經(jīng)存在的產(chǎn)品的操作。例如，所收集的數(shù)據(jù)可由生產(chǎn)者使用，以基于特定環(huán)境中的給定的污染物負(fù)載計(jì)算針對(duì)過濾器的中值時(shí)間間隔變化。
來自過濾系統(tǒng)5A、5B的數(shù)據(jù)還可輸送至客戶控制中心124。在此，生產(chǎn)者分析中心122可支持多個(gè)客戶，然而，客戶控制中心124收集數(shù)據(jù)以便其自己的應(yīng)用。所收集的數(shù)據(jù)可被用于識(shí)別運(yùn)行故障的設(shè)備。例如，如果客戶控制中心124確定微粒氣體的濃度相對(duì)于其它污染物的濃度增加，則可以執(zhí)行診斷以確定是否故障與監(jiān)控的環(huán)境中的特定的機(jī)器操作相關(guān)聯(lián)。因而，利用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)可有助于適時(shí)的糾正。另外，客戶控制中心124可使用所收集的數(shù)據(jù)，以監(jiān)控其凈化室的所有全部性能，并且基于當(dāng)前的正確的數(shù)據(jù)計(jì)算維護(hù)間隔。如圖6B所示，在網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中操作過濾系統(tǒng)5 A、5B以節(jié)約成本的方式提供了多種優(yōu)點(diǎn)。
圖7示出了有助于實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的示意性方法。過濾系統(tǒng)5被構(gòu)造成用于特定凈化室環(huán)境，這是基于將出現(xiàn)在其中的污染物的類型和濃度(步驟130)。過濾系統(tǒng)5然后利用壓力通風(fēng)裝置等連接至輸入空氣量12(步驟132)。然后，如果可行的話，過濾系統(tǒng)5連接至輸出管道工件(步驟134)。電源和輸入/輸出連接件，例如網(wǎng)絡(luò)連接件126、128(通信線路和RF，相應(yīng)地)連接至過濾系統(tǒng)5(步驟136)。過濾系統(tǒng)5然后隨著其開始操作而開啟和初始化(步驟138)。利用流量控制器16接收和擴(kuò)散輸入空氣量12，其中所述流量控制器例如為具有穿過其的孔82的擴(kuò)散板(步驟140)。利用布置成串行或并行/矩陣結(jié)構(gòu)的多個(gè)過濾器18、20過濾擴(kuò)散的空氣量13(步驟142)。監(jiān)控過濾器18、20的操作以及其它操作參數(shù)，例如氣流、氣溫、能量消耗、誤差檢驗(yàn)等(步驟144)。所獲取的數(shù)據(jù)可被處理而利用控制器32駐留在過濾系統(tǒng)5中(步驟146)。
注意，擴(kuò)散器可利用諸如Cosmos Works的軟件工具被設(shè)計(jì)用于特定的過濾器系統(tǒng)流量需求。基于包括過濾器幾何結(jié)構(gòu)和流量規(guī)格的參數(shù)的選擇，具有固定的或可變的孔尺寸分布和間距的擴(kuò)散面板可被選擇和造型成用于最佳的性能。然后通過根據(jù)所選擇孔的分布在金屬板中鉆制孔而制成擴(kuò)散板。
方法然后接著判斷是否問題或誤差已經(jīng)被檢測(cè)到(步驟148)。如果已經(jīng)檢測(cè)到問題并且確定將是嚴(yán)重的(步驟150)，則然后可視的、可聽見的，或者這兩者的警報(bào)，可被激活，以警告適當(dāng)?shù)娜?步驟152)。相反，如果所報(bào)告的問題在步驟150被判斷不是嚴(yán)重的，則該問題可通過處于凈化室中的適合位置處的傳統(tǒng)的報(bào)告通道和機(jī)構(gòu)被報(bào)告(步驟154)。如果在步驟148沒有檢測(cè)到問題，則方法可判斷是否需要改變過濾器(步驟156)。如果需要改變過濾器，則信號(hào)可借助于公知且本技術(shù)領(lǐng)域所用的其它報(bào)告裝置發(fā)送至顯示裝置，從而一個(gè)或多個(gè)過濾器18、20應(yīng)該被改變(步驟158)。
相反，如果不需要改變過濾器，或者到期，則正常操作狀態(tài)消息可被顯示或者表明，例如通過照亮綠色LED等(步驟160)。如果在步驟148出現(xiàn)問題，則相應(yīng)地，步驟156還可在步驟152和154之后被執(zhí)行。圖7的方法可利用計(jì)數(shù)器以計(jì)劃的間隔整個(gè)地或部分地被執(zhí)行，例如24小時(shí)周期一次，或者方法可基于特定的事件被執(zhí)行，例如每次過濾系統(tǒng)5被通電。
在此提供實(shí)例以說明之前沒有說明的本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，并且進(jìn)一步有助于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解和使用在此所述的實(shí)施例。實(shí)例可包括或采用在此所述的本發(fā)明的任何改型或?qū)嵤├?。例如，本發(fā)明的采樣管口可應(yīng)用在在此所述的任何系統(tǒng)、設(shè)備或者其它適合的系統(tǒng)、設(shè)備或本領(lǐng)域技術(shù)人員想得出的裝置。在此所述的實(shí)施例還可包括或采取本發(fā)明的任何或所有實(shí)施例的改型。以下的實(shí)例并不以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)例研究借助于本發(fā)明的采樣管口的氣體產(chǎn)量。該研究涉及監(jiān)控進(jìn)入管口的氣流量以及來自管口的相應(yīng)的流。經(jīng)過管口的氣流可通過使用諸如體積流量計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備被測(cè)量。針對(duì)大約30秒測(cè)量產(chǎn)量。進(jìn)入管口并通過其的平均流量是由61個(gè)采樣個(gè)體(population)獲得。表1提供了研究的結(jié)果。
表1

表1說明了相對(duì)低氣流量以高速流經(jīng)管口。表1中的結(jié)果還說明氣流量是一致的，這是因?yàn)樽畲罅髁恐岛妥钚×髁恐当舜瞬⒉伙@著偏差。這種一致性還說明采樣管口中的氣流是均勻的。進(jìn)入管口并且來自管口的氣流由表1示出幾乎是相同的，說明在使用的過程中氣體量并不維持或保持在管口中。
圖8還示出了經(jīng)過本發(fā)明的管口的氣流的一致性和均勻性。圖8是使用過程中的采樣管口302的示意性視圖。該視圖是基于計(jì)算機(jī)的，從而可估計(jì)經(jīng)過開口306的氣流。如圖所示，管口中的氣流的速度在大約5000至8500英尺每分鐘(英尺/分鐘)的范圍內(nèi)。氣流速度還被示出與顏色相關(guān)聯(lián)。圖8示出了穿過采樣管口302的氣體的速度大致均勻，這是由于其特征在于一致的顏色。
圖8還示出了穿過管口302的開口306的氣流其特征還在于在氣體試樣在328被接收之后的快速的流速加速。圖8示出了氣體試樣然后在330排出管口之后迅速減速。圖8的實(shí)施例還在以下假設(shè)的情況下完成，即管口大致是由藍(lán)寶石材料構(gòu)成。如上所述，藍(lán)寶石對(duì)于制造本發(fā)明的管口而言特別有利，這是因?yàn)槠淠蜔?，并且可精確機(jī)加工。
盡管在此已經(jīng)說明了本發(fā)明的可選的實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀前述說明書之后將可以針對(duì)在此所提供的實(shí)施例進(jìn)行改變、等同替換以及其它改型。每個(gè)如上所述的實(shí)施例還可包括或者與相對(duì)于任何或所有其它實(shí)施例所公開的這種改型結(jié)合。例如，在第一可選實(shí)施例中，過濾系統(tǒng)5可被構(gòu)造成從天花板安裝或安裝在屋頂上而不是如圖所示并結(jié)合圖2所述的自由直立的單元上。
在第二可選實(shí)施例中，多個(gè)過濾系統(tǒng)5可以以串行或并行的結(jié)構(gòu)被連接，以增加過濾的級(jí)別，或延長(zhǎng)改變過濾器之間的時(shí)間。例如，來自第一過濾系統(tǒng)的輸出用于第二過濾系統(tǒng)的輸入，以產(chǎn)生串行的系統(tǒng)?；蛘?，輸入空氣量可同時(shí)提供至第一過濾系統(tǒng)和第二過濾系統(tǒng)，以產(chǎn)生并行結(jié)構(gòu)。
在第三可選實(shí)施例中，控制器32可包括麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器，以便接收用戶輸入，并且為用戶提供輸出。在該實(shí)施例中，控制器32可使用語音識(shí)別軟件，以便理解說出的指令。針對(duì)用戶指令或者提供警報(bào)數(shù)據(jù)的響應(yīng)可通過揚(yáng)聲器由用戶得知。
在第四可選實(shí)施例中，控制器32可裝有無線通信接口，其允許過濾系統(tǒng)5傳送數(shù)據(jù)至手機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理等，從而操作者仍被告知關(guān)于系統(tǒng)操作。
在第五可選實(shí)施例中，過濾系統(tǒng)5可用于過濾供應(yīng)至住宅或辦公室建筑的輸入空氣。如果裝有適合類型的過濾器18、20，則過濾系統(tǒng)5可去除變應(yīng)素以及諸如炭疽芽孢的有毒的空氣污染物。
在第六可選實(shí)施例中，被動(dòng)(passive)過濾器18、20可增加有其它污染物去除或中和技術(shù)，例如紫外光或電子/靜電荷。濕潤(rùn)裝置還可應(yīng)用于過濾系統(tǒng)5，以在凈化室或其它環(huán)境中維持特定的濕度。
所以，符合權(quán)利要求書及其等同物的范圍和精神內(nèi)的所有實(shí)施例要求獲得本發(fā)明的專利權(quán)。而且，權(quán)利要求書不應(yīng)閱讀被認(rèn)為限于所述的級(jí)別或元件，除非這么說了。因此，本專利申請(qǐng)所要求保護(hù)的范圍僅僅由包含在權(quán)利要求書和其任何等同物中的定義在在寬廣范圍內(nèi)被限定。
權(quán)利要求
1.一種用于從半導(dǎo)體加工裝置中的氣體中去除污染物的設(shè)備，所述設(shè)備包括過濾器單元，在其中設(shè)置有多個(gè)平行的過濾器臺(tái)，以便從經(jīng)過所述過濾器單元的氣流中去除至少一部分所述污染物；以及流量控制器，其用于將所述氣流分配經(jīng)過所述平行的過濾器臺(tái)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述流量控制器包括擴(kuò)散板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述流量控制器是主動(dòng)流量控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備是空氣過濾系統(tǒng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)過濾器臺(tái)的每個(gè)過濾器臺(tái)包括多個(gè)過濾器模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)過濾器臺(tái)布置成矩陣形式，其中所述矩陣至少具有兩排和兩列。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述污染物包括胺類。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)過濾器臺(tái)的每個(gè)過濾器臺(tái)包含具有物理吸著性介質(zhì)的過濾器模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)過濾器臺(tái)的每個(gè)過濾器臺(tái)包含具有化學(xué)吸著性介質(zhì)的過濾器模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其特征在于，所述化學(xué)吸著性過濾介質(zhì)包括酸性材料，其選自磺化材料以及羧基官能團(tuán)。
11.一種用于從半導(dǎo)體加工裝置中的氣體中去除污染物的設(shè)備，所述設(shè)備包括過濾器單元，在其中設(shè)置有多個(gè)平行的過濾器臺(tái)，以便從經(jīng)過所述過濾器單元的氣流中去除至少一部分所述污染物；擴(kuò)散板，其具有用于接收所述氣體的輸入面以及用于將所述氣體發(fā)送至所述多個(gè)過濾器臺(tái)的輸出面，所述擴(kuò)散板還安裝在所述過濾器單元內(nèi)，并且被構(gòu)造成將大致相同量的所述氣體發(fā)送至所述多個(gè)過濾器臺(tái)的每個(gè)過濾器臺(tái)；以及多個(gè)采樣端口，它們用于提取表示經(jīng)過所述多個(gè)過濾器臺(tái)的每個(gè)過濾器臺(tái)的所述量的氣體的試樣。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述擴(kuò)散板具有在其上布置成一定圖案的多個(gè)孔，所述多個(gè)孔中的每個(gè)孔從所述輸入面穿至所述輸出面，并且允許所述氣體流經(jīng)其，所述孔的圖案有助于在所述輸出面與所述多個(gè)過濾器臺(tái)之間的大致均勻的氣流。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，至少一組所述孔可被操作成打開，以便允許所述氣體通過其；或者可選地可關(guān)閉，以防止所述氣體流經(jīng)其。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，所述至少一組的所述孔的所述打開和所述關(guān)閉通過控制器被控制。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)過濾器臺(tái)的每個(gè)過濾器臺(tái)包括多個(gè)過濾器模塊。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括輸入采樣端口，以便在流經(jīng)所述多個(gè)過濾器臺(tái)之前采樣所述氣體；以及輸出采樣端口，以便在至少大致流經(jīng)所述多個(gè)過濾器臺(tái)之后采樣所述氣體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括檢測(cè)器，其聯(lián)通地與所述多個(gè)采樣端口、即所述輸入采樣端口和所述輸出采樣端口相連，每個(gè)所述采樣端口可選地利用開口，其具有提供氣體流出的直徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括控制器，以便控制所述檢測(cè)器的操作。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的設(shè)備，其特征在于，所述污染物包括胺類。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)過濾器模塊中的至少一個(gè)過濾器模塊包括物理吸著性過濾介質(zhì)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其特征在于，所述物理吸著性過濾介質(zhì)包括活性碳。
22.根據(jù)權(quán)利要求1 9所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)過濾器模塊中的至少一個(gè)過濾器模塊包括化學(xué)吸著性過濾介質(zhì)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于，所述化學(xué)吸著性介質(zhì)包括酸性材料。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于，所述酸性材料包括磺化材料。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于，所述酸性材料包括羧基官能團(tuán)。
26.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于，所述多個(gè)采樣端口中的至少一個(gè)采樣端口連接至匯聚污染物的收集器。
27.一種用于控制過濾器殼體中的氣流的開口，其中所述過濾器殼體包括帶有開口的端口，所述開口可操作以提供氣流，所述開口包括大致截頭錐形部分，其具有第一端部和第二端部，所述截頭錐形部分至少限定所述開口的第一直徑；以及大致圓柱形部分，其中所述圓柱形部分與所述截頭錐形部分的第二端部連通，所述圓柱形部分至少限定所述開口的第二直徑。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的開口，其特征在于，所述截頭錐形部分的所述第二端部包括大致圓柱形區(qū)段。
29.根據(jù)權(quán)利要求27所述的開口，其特征在于，所述開口的第一直徑小于大約0.1英寸。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的開口，其特征在于，所述開口的第二直徑小于大約0.5英寸。
31.根據(jù)權(quán)利要求27所述的開口，其特征在于，所述開口還包括過渡部分，其與所述圓柱形部分連通，所述過渡部分至少限定所述開口的第三直徑。
32.根據(jù)權(quán)利要求29所述的開口，其特征在于，所述開口還包括過渡部分，其與所述圓柱形部分和所述截頭錐形部分的圓柱形區(qū)段連通，所述過渡部分至少限定所述開口的第三直徑。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的開口，其特征在于，所述開口的第三直徑小于大約0.3英寸。
34.根據(jù)權(quán)利要求27所述的開口，其特征在于，所述圓柱形部分具有第一端部和第二端部。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的開口，其特征在于，所述圓柱形部分的第二端部可操作以接收所述試樣。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的開口，其特征在于，所述圓柱形部分的第二端部與用于從半導(dǎo)體加工裝置中的氣體中去除污染物的設(shè)備連通。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的開口，其特征在于，所述設(shè)備包括過濾器單元，在其中設(shè)置有多個(gè)平行的過濾器臺(tái)，以便從經(jīng)過所述過濾器單元的氣流中去除至少一部分所述污染物；以及流量控制器，其用于將所述氣流分配經(jīng)過所述平行的過濾器臺(tái)。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的開口，其特征在于，所述設(shè)備包括過濾器單元，在其中設(shè)置有多個(gè)平行的過濾器臺(tái)，以便從經(jīng)過所述過濾器單元的氣流中去除至少一部分所述污染物；以及擴(kuò)散板，其具有用于接收所述氣體的輸入面以及用于將所述氣體發(fā)送至所述多個(gè)過濾器臺(tái)的輸出面，所述擴(kuò)散板還安裝在所述過濾器單元內(nèi)，并且被構(gòu)造成將大致相同量的所述氣體發(fā)送至所述多個(gè)過濾器臺(tái)的每個(gè)過濾器臺(tái)
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的開口，其特征在于，所述圓柱形部分的第一端部與所述截頭錐形部分的大致圓柱形區(qū)段連通。
40.根據(jù)權(quán)利要求27所述的開口，其特征在于，所述開口還包括采樣部分，其與所述截頭錐形部分的第一端部連通，所述采樣部分至少限定所述開口的第四直徑。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的開口，其特征在于，所述開口的第二直徑小于大約0.01英寸。
42.根據(jù)權(quán)利要求27所述的開口，其特征在于，所述采樣部分可操作以提取所述試樣。
43.根據(jù)權(quán)利要求27所述的開口，其特征在于，所述本體部分安置在用于設(shè)備的采樣部分中，以便從半導(dǎo)體加工裝置中的氣體中去除污染物。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的開口，其特征在于，所述本體部分具有外側(cè)表面。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的開口，其特征在于，所述管口的外側(cè)表面大致是圓柱形。
46.根據(jù)權(quán)利要求44或45所述的開口，其特征在于，所述管口的外側(cè)表面包括至少一個(gè)繞其設(shè)置的通道。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的開口，其特征在于，所述通道接收保持構(gòu)件，所述保持構(gòu)件與所述采樣端口相連。
48.根據(jù)權(quán)利要求27所述的開口，其特征在于，所述本體部分大致由藍(lán)寶石構(gòu)成。
49.一種利用過濾器單元從半導(dǎo)體加工裝置中的氣體中去除污染物的方法，所述方法包括以下步驟接收輸入氣體量；在使得所述氣體量可用于安置在所述過濾器單元中的多個(gè)過濾器臺(tái)之前將所述氣體量通過流量控制器；將一部分所述氣體量通過所述多個(gè)平行的過濾器臺(tái)的每個(gè)過濾器臺(tái)，以去除至少一部分所述污染物。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，其特征在于，所述流量控制器包括擴(kuò)散板。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的方法，其特征在于，所述過濾器單元位于凈化室中。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)平行的過濾器臺(tái)的每個(gè)過濾器臺(tái)包括多個(gè)過濾器模塊。
53.根據(jù)權(quán)利要求51所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)過濾器臺(tái)布置成矩陣的形式，其至少具有兩排和兩列。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的方法，其特征在于，所述過濾器單元還包括多個(gè)采樣端口，以便采樣相應(yīng)的多個(gè)過濾器臺(tái)。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其特征在于，所述過濾器單元還包括檢測(cè)器，其聯(lián)通地連接至所述采樣端口。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的方法，其特征在于，所述過濾器單元還包括用于在至少一部分所述氣體量到達(dá)所述多個(gè)過濾器臺(tái)之前對(duì)其采樣的輸入采樣端口；以及輸出采樣端口，用于至少一部分所述氣體流經(jīng)所述多個(gè)過濾器臺(tái)之后對(duì)其采樣，所述輸入采樣端口和所述輸出采樣端口還聯(lián)通地連接至所述檢測(cè)器。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的方法，其特征在于，所述過濾器單元還包括用于監(jiān)控所述過濾器單元的操作的控制器。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)過濾器模塊中的至少一個(gè)過濾器模塊包括物理吸著性介質(zhì)。
59.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)過濾器模塊中的至少一個(gè)過濾器模塊包括化學(xué)吸著性介質(zhì)。
60.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在其上設(shè)有機(jī)器可執(zhí)行的指令，以便使得處理器完成監(jiān)控通過過濾器單元的氣體的方法，其中所述過濾器單元具有在其中操作的多個(gè)過濾器臺(tái)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括用于實(shí)現(xiàn)以下步驟的指令監(jiān)控通過所述過濾器臺(tái)中的一個(gè)過濾器臺(tái)的氣體量，以產(chǎn)生監(jiān)控的氣體量；處理來自所述監(jiān)控的氣體量的試樣，以形成處理后的試樣；評(píng)價(jià)所述處理后的試樣，以判斷是否所述多個(gè)過濾器臺(tái)中的所述相應(yīng)一個(gè)過濾器臺(tái)正依據(jù)限定的標(biāo)準(zhǔn)操作；并且如果所述多個(gè)過濾器臺(tái)中的所述相應(yīng)一個(gè)過濾器臺(tái)沒有依據(jù)限定的標(biāo)準(zhǔn)操作，則發(fā)送通知。
61.一種用于過濾氣流的方法，所述方法包括提供過濾器殼體，其具有過濾器，所述過濾器從氣流中去除污染物，所述氣流具有經(jīng)過所述過濾器的流道；并且提供用于所述過濾器殼體的采樣端口，所述端口具有開口，其中所述開口具有第一直徑以及小于其的第二直徑，以使得所述采樣端口具有氣流出口。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于，所述開口還包括過渡部分，其與截頭錐形部分的第二端部連通，所述過渡部分至少限定所述開口的第三直徑。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的方法，其特征在于，所述截頭錐形的第二端部包括大致圓柱形區(qū)段。
64.根據(jù)權(quán)利要求62所述的方法，其特征在于，所述開口包括帶有第一端部和第二端部的圓柱形部分，所述第一端部與所述過渡部分連通。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的方法，其特征在于，所述方法還包括接收經(jīng)過所述圓柱形部分的第二端部的氣流。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的方法，其特征在于，所述圓柱形部分的第二端部與用于從半導(dǎo)體加工裝置中的氣體中去除污染物的過濾器連通。
67.一種用于過濾系統(tǒng)的采樣端口開口，所述系統(tǒng)包括過濾器單元，在其中設(shè)置有多個(gè)平行的過濾器臺(tái)，以便從經(jīng)過所述過濾器單元的氣流中去除至少一部分所述污染物；以及流量控制器，其用于將所述氣流分配經(jīng)過所述平行的過濾器臺(tái)，所述系統(tǒng)具有采樣端口開口，其提供來自所述系統(tǒng)的氣體輸出流。
68.根據(jù)權(quán)利要求67所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括擴(kuò)散板，其具有用于接收所述氣體的輸入面以及用于將所述氣體發(fā)送至所述多個(gè)過濾器臺(tái)的輸出面，所述擴(kuò)散板還安裝在所述過濾器單元內(nèi)，并且被構(gòu)造成將大致相同量的所述氣體發(fā)送至所述多個(gè)過濾器臺(tái)的每個(gè)過濾器臺(tái)。
69.根據(jù)權(quán)利要求65或66所述的方法，其特征在于，所述開口還包括采樣部分，其與所述截頭錐形部分的第一端部連通，所述采樣部分至少限定所述開口的第四直徑。
70.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于，還包括以正壓力將氣體流經(jīng)所述過濾器殼體，所述開口具有至少10立方厘米/分鐘的流速。
71.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于，所述本體部分大致是由藍(lán)寶石構(gòu)成。
72.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于，通過氣體收集裝置提取所述試樣。
73.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于，所述試樣被提取進(jìn)入用于氣體分析的裝置中。
74.根據(jù)權(quán)利要求73所述的方法，其特征在于，所述用于氣體分析的裝置是氣相色譜儀。
75.根據(jù)權(quán)利要求61所述的方法，其特征在于，所述試樣從所述管口的所述開口連續(xù)地被提取。
76.一種制造流量控制器的方法，包括提供具有可選擇的氣流特征的軟件程序；利用所述程序針對(duì)擴(kuò)散面板選定孔分布模式，所述擴(kuò)散板的孔提供了通過所述擴(kuò)散面板的氣流分布模式；并且形成具有所選定的孔分布模式的擴(kuò)散面板。
77.根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其特征在于，還包括形成用于凈化室處理工具的平行的過濾器臺(tái)系統(tǒng)的擴(kuò)散板。
78.根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其特征在于，還包括針對(duì)所述擴(kuò)散板選定孔尺寸分布模式以及孔間距分布模式。
79.根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其特征在于，還包括形成用于半導(dǎo)體光刻工具的所述面板。
80.根據(jù)權(quán)利要求76所述的方法，其特征在于，還包括在金屬板內(nèi)鉆制所述各孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種系統(tǒng)和方法，采用了用于從半導(dǎo)體加工裝置中的氣體去除污染物的設(shè)備，其可包括過濾器單元，在其中設(shè)置有至少兩個(gè)平行的過濾器臺(tái)。所述過濾器臺(tái)被構(gòu)造成去除出現(xiàn)在流經(jīng)其的氣體中的至少一部分污染物。所述設(shè)備還可包括用于在所述過濾器臺(tái)中分配氣流的流量控制器。在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制器可包括擴(kuò)散板。本發(fā)明還提供了用于本發(fā)明的系統(tǒng)或方法中的氣流控制的采樣管口。在另一個(gè)實(shí)施例中，用于從凈化室中的氣體中去除污染物的設(shè)備包括過濾器單元，其具有至少兩個(gè)平行的過濾器臺(tái)，它們被用于在氣體經(jīng)過所述設(shè)備時(shí)去除所述氣體中的一部分污染物。
文檔編號(hào)F24F3/16GK101072620SQ200580026690
公開日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2005年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月7日
發(fā)明者約翰·E.·塞爾吉, 約翰·戈德羅, 威廉·古德溫, 奧列格·P.·基什科維奇, 德文·A.·金基德 申請(qǐng)人:安格斯公司