[发明专利]适合流体流通过结构布置的筛状结构

说明书

本发明的技术领域

本发明涉及气体输送系统领域，更具体地说涉及用于俘获在半导体制造期间可能逸出的有害气体或易燃气体的装置。

本发明的现有技术

配气盘被用于在许多制造工艺和加工机械中控制气体和气体混合物的流动。典型的配气盘(例如，图1a所示的配气盘100)是由数百个考虑周密的或独立的零部件(例如，阀门102、过滤器104、流量调节器106、压力调节器107、压力传感器109和连接件108)通过数十(或数百)英尺长的管道系统110连接在一起制成的。配气盘是为了通过各种各样考虑周密的零部件的独特配置提供所需要的功能(例如，混合和吹洗)而设计的。传统的配气盘100具有两个组成部分：气体系统115和安装平面116。气体系统115是离散零部件(例如，阀门102、过滤器104、流量调节器106)以及它们的互相连接(例如，管道系统110)的集合。安装平面116是安装气体系统115的底座。

图1b展示用于俘获从传统的气体系统115中渗漏的气体的传统的装置190。就图1b的目的而言，各种各样离散的零部件(例如，图1a中的阀门102、过滤器104、流量调节器)可以简单地作为一个整体看待，即被看作是诸功能零部件121。

传统的气体系统115和安装平面116两者被完全封闭在外壳120之内。俘获系统118被用来俘获可能从传统的气体系统115中渗漏的气体。俘获系统118还作为真空起抽吸空气流112进入进气口111的作用的角色。外壳120内的空气流113遍布整个外壳120的体积流动。任何渗漏气体都将被外壳120中的空气流113携带，然后被抽吸到俘获系统118中。俘获系统118这样俘获从传统的气体系统115渗漏的气体，以致只有洁净的空气119从俘获系统118中逸出。因此，只有洁净的空气119被排放到环境中。

在标准的配气盘100中，传统的气体系统115是定做的手工制品。在传统的气体系统115中功能部件121之间具有相当大的空间114，所以外壳120里的空气流113很容易在传统的气体系统115的功能部件121之间流动。从传统的气体系统115中渗漏的气体非常可能驻留在空间114中。因此，渗漏气体很容易被抽吸到外壳120的外面通过排气口117进入俘获系统118。

目前配气盘100存在的问题是它们中大多数是为满足特定的需要而专门设计和配置的。至今还没有用来配置配气盘的简单的标准设计。当今，设计配气盘、加工所有的分段组件、然后把它们组装成最终产品需要花费数周至数月的时间。专门设计和配置每种新配气盘是以时间和金钱为代价的。此外，缺乏标准设计使设施的工作人员难以维护、修理和改造可能存在于单一的设施中的所有的设计各不相同的配气盘。专用设计需要充足的人力，这将导致客户为定做配气盘支付高成本。定做的配气盘还使备件库存管理变得繁琐且费用高昂。

回过来参照图1a，现目前配气盘存在的另一个问题是为了使所有的功能部件相互连接需要大量的连接件108和焊接。当管道被焊接到连接件108上时，在焊接过程中产生的热量将使管道中接近焊点的部分(即受热区域)的电抛光等级由于物理化学变化而下降。受热区的光洁度下降可能是产生污染物的根源。此外，在焊接过程中金属蒸汽(例如，锰蒸汽)可能在温度较低的管道部分中凝结并且在其中形成沉积。另外，如果被焊接的零部件具有不同的材料构成(例如，含铬镍铁合金的不锈钢)，所需的焊缝几何形状和化学性质则难以实现。因此，大量采用连接件和焊接的配气盘与需要极低水平的污染物和颗粒的超洁净气体系统是不相容的。此外，高纯度的连接件108价格昂贵，并且可能难以得到，因此使任何包括它们的配气盘都将增加成本。

与现有的配气盘设计相关的第三个问题是大量的管道系统110被用于为遍布配气盘的气体确定路线。大体积的管道系统需要大量的气体来填充该系统并且使空气流变得难以稳定和控制。此外，管道系统价格昂贵的配气盘需要耗费大量的时间进行吹洗和隔离，这可能导致基本加工设备昂贵的停机时间，从而导致业主的成本增加。再进一步，配气盘具有的管道系统越多，它所具有的“润湿表面积”就越大，这将增加它在制造过程中变成污染源的可能性。