基板容器系统的制作方法

文档序号:28486405发布日期:2022-01-15 01:06阅读:36来源:国知局
基板容器系统的制作方法
基板容器系统
【技术领域】
1.本发明专利申请主张2021年06月30日提出申请的编号为17/363,328名称是”substrate container system”的美国专利申请的国际优先权,此美国申请案为2020年05月12日提出申请的编号为16/872,392的美国申请案的部分延续案(continuation-in-part),前述案件的内容通过引用并入本文,并且成为说明书的一部分。
2.本发明涉及一种防止例如晶圆的易碎物品在储存、运送和运输期间受到环境污染的可运输容器,尤其涉及一种能够在容器系统内分配净化气体的容器系统。


背景技术:

3.在现代半导体制造工艺中,精密的工件(例如,晶圆(wafer),光掩模(reticle)/屏蔽(mask))在可以被制成集成电路之前,会在许多不同的设备中进行许多制程。晶圆通常会从制造晶圆的设施被运输或输送到另一地点,以便在该地点对所述晶圆进一步处理。此类精密装置的移动通常以专用的基板容器(例如,前开式基板传送盒,front opening unified pod,foup)来完成。
4.foup通常在多个制程站之间用于容纳300mm或450mm的晶圆。惯例上,foup具有一个外壳,外壳限定了一个开放的内部空间,且外壳中有多个架子,用于固定多个彼此相间隔的晶圆。外壳另外也限定了前开口,所述前开口可被前门构件覆盖,前门构件结合了密封构件和闩锁机构,以在门和外壳之间建立气密接合。
5.理想上,在载入或取出基板的期间(例如,当前门被移除并且内部被暴露时),需要控管侵入基板容器的环境污染物(例如,空气/灰尘/湿气),即使周围环境是无尘室,当环境污染物侵入到容器中时也会对设置其中的基板的产能发生不利的影响,为此,将净化设备结合到运载盒系统中,以在所述盒的装载/卸除期间支持净化工序(purging process)。


技术实现要素:

6.本发明提供一种基板容器系统。
7.本发明的基板容器系统包括:包括一容器主体、一过滤组件以及一后盖;容器主体包括一顶面、与顶面相对的一底面,以及连接顶面与底面的一背板,容器主体具有一前开口及一后开口,前开口位于顶面与底面之间,用以供一基板通过,后开口位于背板,与前开口相对,背板具有一第一高度,后开口具有小于第一高度的一第二高度,过滤组件覆盖于后开口,后盖用以与容器主体建立密封接合,后盖与容器主体间形成一导气通道,沿第一高度的方向延伸,后盖与过滤组件共同定义了一缓冲室,导气通道具有一出口,连接于缓冲室。
8.本发明的基板容器系统具有以下有益的效果:
9.过滤组件以非整面方式提供净化气体,让容器主体的内部空间在高度方向上具有不同的净化气体流速,可以在加载或取出基板的期间,避免门外气体带着灰尘、微粒或湿气等污染物进入容器主体内,维持洁净度以及减缓湿度回升。
【附图说明】
10.图1为本发明一实施例的基板容器系统的立体爆炸图;
11.图2为图1的容器主体的立体图;
12.图3为图2的容器主体的示意图;
13.图4为容器主体沿图3的剖面p1的剖面图;
14.图5为图3的容器主体的后视图;
15.图6为本发明另一实施例的容器主体的后视图;
16.图7为本发明又一实施例的容器主体的后视图;
17.图8为本发明再一实施例的容器主体的后视图;
18.图9为本发明另一实施例的容器主体的后视图;
19.图10为图1的基板容器系统组装前的示意图;
20.图11为图1的容器主体、密封构件以及过滤组件组装后的示意图;
21.图12为图1的基板容器系统组装后的示意图;
22.图13a为图1中过滤组件的立体图;
23.图13b为图1中过滤组件的侧视图;
24.图14a为另一实施例的过滤组件的立体图;
25.图14b为另一实施例的过滤组件的侧视图;
26.图14c为图14b的过滤组件与背板的示意图;
27.图14d为图14c的过滤组件与背板于另一实施方式的示意图;
28.图15a为又一实施例的过滤组件的立体图;
29.图15b为又一实施例的过滤组件的侧视图;
30.图16a为再一实施例的过滤组件的立体图;
31.图16b为再一实施例的过滤组件的侧视图;
32.图17为图1的后盖、过滤组件及密封构件组装前的示意图;
33.图18为图1的后盖、过滤组件及密封构件组装后的示意图;
34.图19为沿图18的剖面p2的立体剖面图;
35.图20为图1的基板容器系统的示意图;
36.图21为图20沿图20的剖面p3的剖面图;
37.图22为本发明一实施例的气阀组件的立体图;
38.图23为气阀组件沿图22的剖面p4的剖面图;
39.图24为气阀组件组装于进气埠时的示意图;
40.图25为图22的气阀组件的另一视角的立体图。
41.附图标号说明
42.基板容器系统
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2000
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凸肋
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2510
43.容器主体
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2100
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凹槽
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2510a
44.前开口
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2100a
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进气结构
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2540
45.后开口
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2100b
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进气埠
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2541
46.后开口
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2100b(i)
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连接结构
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2542
47.后开口
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2100b(ii)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
密封构件
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2700
48.后开口
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2100b(iii)
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第一密封环部
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2710
49.后开口
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2100b(iv)
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第二密封环部
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2720
50.顶面
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2110
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气阀组件
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2900
51.顶面
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2110(i)
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第一弹性材料
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2910
52.顶面
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2110(ii)
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翼片
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2911
53.顶面
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2110(iii)
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第二弹性材料
ꢀꢀꢀꢀ
2920
54.顶面
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2110(iv)
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对接面
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2921
55.底面
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2130
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气阀主体
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2930
56.导气通道
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2140
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延伸方向
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2140a
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第一高度
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h1
58.背板
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2150
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第一高度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
h1(i)
59.侧壁
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2170
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第一高度
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h1(ii)
60.过滤组件
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2300
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第一高度
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h1(iii)
61.过滤组件
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2300(i)
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第一高度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
h1(iv)
62.过滤组件
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2300(i)
’ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二高度
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h2
63.过滤组件
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2300(ii)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二高度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
h2(i)
64.过滤组件
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2300(iii)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第二高度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
h2(ii)
65.气体释放面
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2310
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第二高度
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
h2(iii)
66.气体释放面
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2310(i)
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第二高度
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h2(iv)
67.气体释放面
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2310(i)
’ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
剖面
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p1
68.气体释放面
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2310(ii)
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剖面
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p2
69.气体释放面
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2310(iii)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
剖面
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p3
70.缓冲室
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2340
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剖面
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p4
71.后盖
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2500
【具体实施方式】
72.以下将参考所附图式辅以描述更为详尽地描述本发明的公开内容。图式中所示为本发明的示例性实施例,并非用来限制本发明;事实上,本发明可以依据许多不同的形式来实施,并且不应被解释为仅限制于此处所阐述的示例性实施例。提供这些示例性实施例是为了使本发明的说明更为公开透彻和完整,并且将本发明的范围充分地传达给本领域相关的技术人员。
73.在实施例的详细说明中,相同的图式标号表示相同或类似的组件。本说明书中使用的术语仅用于描述特定示例性实施例的目的,而不意图限制本发明。如本文所使用的单数型式的”一”、”一个”及”所述”,除非上下文另外清楚地指出,否则旨在同时包括多数个形式。此外,当在本文中使用时,”包括”、”包含”及”具有”所涵盖的范围并不排除存在或添加一个或多个其它特征、区域、整数、步骤、操作、组件、组件和/或群组。
74.本发明实施例的基板容器系统,容器主体的背板上具有后开口,后开口以非整面方式提供净化气体,让容器主体的内部空间在高度方向上具有不同的净化气体流速,可以避免门外气体带着灰尘、微粒或湿气等污染物进入容器主体内,从而维持洁净度以及减缓
湿度回升。以下将辅以图1至图25,详细说明本发明实施例的基板容器系统。本发明实施例的图式中,示例性的基板容器系统的部分组件或结构并未显示在图式中,以清楚显示本发明的特征。
75.请同时参照图1及图2,图1为本发明一实施例的基板容器系统的立体爆炸图,图2为图1的容器主体的立体图。本实施例的基板容器系统2000包括一容器主体2100、一过滤组件2300以及一后盖2500。基板容器系统2000例如是一前开式基板传送盒(front opening unified pod,foup)。本实施例的容器主体2100包括一顶面2110、与顶面2110相对的一底面2130,以及连接顶面2110与底面2130的一背板2150。容器主体2100具有一前开口2100a及一后开口2100b,前开口2100a位于顶面2110与底面2130之间,用以供一基板通过。基板容器系统2000进一步包括前门(图式中未显示),前门包括了闩锁机构及气密构件,当前门覆盖于前开口2100a,并与容器主体2100相锁固时,前门与容器主体2100形成一个气密的内部空间,用来承载晶圆、光掩模或其他具有高洁净度要求的基板。
76.本实施例中,容器主体2100是由塑料一体成形,并且进一步包括两侧壁2170,连接于顶面2110及底面2130之间,且两侧壁2170分别位于背板2150的相对两侧。整体而言,容器主体2100经由顶面2110、底面2130、两侧壁2170以及背板2150形成一个箱体,用来容置基板。前开口2100a由顶面2110、底面2130、两侧壁2170围绕形成,且其宽度及高度均大于后开口2100b。
77.请同时参照图3及图4,图3为图2的容器主体2100的示意图,图4为容器主体2100沿图3的剖面p1的剖面图。后开口2100b位于背板2150,与前开口2100a相对,其中,背板2150具有一第一高度h1,后开口2100b具有小于第一高度h1的一第二高度h2。顶面2110及底面2130之间距由前开口2100a往后开口2100b的方向逐渐缩小,直至背板2150的位置。背板2150连接于顶面2110及底面2130,背板2150的第一高度h1大致上等于容器主体2100于此处的高度。后开口2100b的第二高度h2小于背板2150的第一高度h1,表示后开口2100b并非占满整个背板2150,后开口2100b是以非整面方式形成。
78.根据前述,后开口2100b的第二高度h2小于背板2150的第一高度h1,在一实施例中,第二高度h2为第一高度h1的10%至90%;在更进一步的实施例中,第二高度h2为第一高度h1的10%至50%,且后开口2100b位于邻近顶面2110处。
79.请参照图5,为图3的容器主体的后视图。在图5的实施例中,第二高度h2约为第一高度h1的40%,且后开口2100b位于邻近顶面2110处,亦即后开口2100b在高度上为靠近顶面2110的上方位置。
80.请参照图6,为本发明另一实施例的容器主体的后视图。在图6的实施例中,第二高度h2(i)约为第一高度h1(i)的90%,且后开口2100b(i)位于邻近顶面2110(i)处。
81.请参照图7,为本发明又一实施例的容器主体的后视图。在图7的实施例中,第二高度h2(ii)约为第一高度h1(ii)的10%,且后开口2100b(ii)位于邻近顶面2110(ii)处。
82.请参照图8,为本发明再一实施例的容器主体的后视图。在图8的实施例中,第二高度h2(iii)约为第一高度h1(iii)的50%,且后开口2100b(iii)位于邻近顶面2110(iii)处。
83.请参照图9,为本发明另一实施例的容器主体的后视图。在图9的实施例中,第二高度h2(iv)约为第一高度h1(iv)的20%,且后开口2100b(iv)与顶面2110(iv)具有一段距离。
84.前述多种第一高度h1(i)~h1(iv)及第二高度h2(i)~h2(iv)的实施例,并非用来
限制本发明,只要是第二高度h2为第一高度h1的约10%至约90%者,均属于本发明的范围。另外,后开口2100b较佳地在高度方向位于上方邻近顶面2110的位置,使得提供净化气体时,净化气体在不同高度具有不同的流速,此点将在后续进行说明。
85.请同时参照图10至图12,图10为图1的基板容器系统组装前的示意图,图11为图1的容器主体、密封构件以及过滤组件组装后的示意图,图12为图1的基板容器系统组装后的示意图。本实施例的基板容器系统2000中,过滤组件2300覆盖于后开口2100b。后盖2500用以与容器主体2100建立密封接合,后盖2500与容器主体2100间形成一导气通道2140,沿第一高度h1的方向延伸。后盖2500与过滤组件2300共同定义了一缓冲室2340,导气通道2140具有一出口2140a,连接于缓冲室2340。
86.基板容器系统2000通以净化气体后,净化气体由底部进入导气通道2140,接着沿着第一高度h1的方向朝上扩散移动,并经由出口2140a进入缓冲室2340。过滤组件2300为多孔性材料,例如是由多孔烧结材料一体成形,其材料可以例如包括并不限于陶瓷材料和基于聚合物的材料。当净化气体进入缓冲室2340累积达到设计的压力阀值时(或称为饱压),净化气体会经由过滤组件2300均匀透出,并且在净化操作的期间保持压力的稳定。
87.过滤组件2300较佳地大致上呈一平板状结构,其具有面朝容器主体2100内部空间的一气体释放面2310。藉由平板状结构的过滤组件2300设计,相较于其他习知型式的过滤组件(例如柱状的气体扩散塔),在相同气体释放面积的条件下,平板状结构的过滤组件2300内部具有较大的通气空间(相对来说,柱状的气体扩散塔其内部的通气空间较小),且平板状结构的过滤组件2300其气体释放面2310,是全面朝向容器主体2100的内部空间扩散净化气体(相对来说,柱状的气体扩散塔其气体释放面,有部分是朝向容器后方透出净化气体),有助于净化效率的提升。
88.请同时参照图1、图13a及图13b,图13a及图13b分别为图1中过滤组件的立体图及侧视图。过滤组件2300的气体释放面2310面积大于后开口2100b的面积。净化气体经由气体释放面2310均匀稳定地透出,从而进入容器主体2100的内部空间,以对于基板进行净化操作。本实施例中,气体释放面2310具有一波浪面,及气体释放面为凹凸起伏状态。在组装时,所述气体释放面2310通过后开口2100b延伸进入容器主体2100内部(如沿着第1图及第10图所示的延伸方向d延伸进入容器主体2100内部),可以增加气体释放面2310的面积,有助于净化效率的提升。
89.请同时参照图14a至图14c,图14a及图14b分别为另一实施例的过滤组件的立体图及侧视图,图14c为图14b的过滤组件与背板的示意图。过滤组件2300(i)的气体释放面2310(i)面积大于后开口2100b的面积。净化气体经由气体释放面2310(i)均匀稳定地透出,从而进入容器主体2100的内部空间,以对于基板进行净化操作。本实施例中,气体释放面2310(i)具有平行于背板2150的一平面,有助于净化气体透出的均匀度。在组装时,所述气体释放面2310(i)通过后开口2100b延伸进入容器主体2100内部(如沿着图1及图10所示的延伸方向d延伸进入容器主体2100内部),有助于净化效率的提升。
90.请参照图14d,为图14c的过滤组件与背板于另一实施方式的示意图。在不同的实施方式中,过滤组件2300(i)’的气体释放面2310(i)’具有与背板2150夹有一锐角的一平面。在这样的实施例中,平面并非与背板2150平行,可以选择性地朝向容器主体2100的顶面2110或底面2130倾斜,以调整气体释放面2310(i)’逸出气体的角度。此处所述平面与背板
2150的角度,可以视产品的需求或规格进行调整设计。
91.请同时参照图15a及图15b,分别为又一实施例的过滤组件的立体图及侧视图。过滤组件2300(ii)的气体释放面2310(ii)面积大于后开口2100b的面积。净化气体经由气体释放面2310(ii)均匀稳定地透出,从而进入容器主体2100的内部空间,以对于基板进行净化操作。本实施例中,气体释放面2310(ii)通过后开口2100b朝向后盖2500延伸(如沿着图1及图10所示的延伸方向d的相反方向),形成一弯曲轮廓,从而形成凹状态,可以增加气体释放面2310(ii)的面积,有助于净化效率的提升。
92.请同时参照图16a及图16b,分别为再一实施例的过滤组件的立体图及侧视图。过滤组件2300(iii)的气体释放面2310(iii)面积大于后开口2100b的面积。净化气体经由气体释放面2310(iii)均匀稳定地透出,从而进入容器主体2100的内部空间,以对于基板进行净化操作。本实施例中,气体释放面2310(iii)通过后开口2100b朝向容器主体2100延伸(如沿着图1及图10所示的延伸方向d延伸),形成一弯曲轮廓,从而形成凸状态,可以增加气体释放面2310(iii)的面积,有助于净化效率的提升。
93.接着请同时参照图17至图19,图17为图1的后盖、过滤组件及密封构件组装前的示意图,图18为图1的后盖、过滤组件及密封构件组装后的示意图,图19为沿图18的剖面p2的立体剖面图。本实施例中,后盖2500具有朝容器主体2100凸出(如沿着图1及图10所示的延伸方向d凸出)的多个凸肋2510,用来抵接于过滤组件2300,多个凸肋2510为间隔配置以于其中形成多个凹槽2510a,导气通道2140的出口2140a至少包括这些凹槽2150a。
94.请参照图1、图10以及图17至图19。基板容器系统2000进一步包括一密封构件2700,具有一第一密封环部2710及一第二密封环部2720,第一密封环部2710布置在后盖2500与容器主体2100之间,第二密封环部2720布置在过滤组件2300与容器主体2100之间。后盖2500经由第一密封环部2710与容器主体2100建立密封接合,过滤组件2300经由第二密封环部2720与容器主体2100对应后开口2100b的周围部分建立密封接合。藉由密封构件2700提供于容器主体2100与后盖2500之间,让两者之间的导气通道2140可以达成气密,避免漏气的情况发生,确保净化气体仅会透过过滤组件2300进入容器主体2100的内部空间。
95.接下来对于净化气体进入基板容器系统2000的入口端进行说明。请同时参照图17至图21,图20为图1的基板容器系统的示意图,图21为图20沿图20的剖面p3的剖面图。基板容器系统2000的后盖2500包括一进气结构2540,弯曲地延伸在容器主体2100的底面2130下方,进气结构2540包括与底面2130相对并且面朝下的一进气埠2541,从而连接于一外部净化设备(图中未显示此周边组件)。进气结构2540连通于导气通道2140,且本实施例中进气结构2540与导气信道2140为成对配置,分别位在后开口2100b的相对两侧边(如图1及图17所示)。
96.基板容器系统2000进一步包括一气阀组件2900,用以供净化气体通过,其中,进气端口2541具有一连接结构2542,气阀组件2900经由连接结构2542连接至进气埠2541。
97.请继续参照图21,净化气体经由气阀组件2900进入进气结构2540,接着沿着导气通道2140朝上扩散(如图中粗黑箭头所示),接着通过导气通道的出口2140a(图21中未标示)进入缓冲室2340。净化气体在缓冲室2340中达到饱压后,经由气体释放面2310均匀地朝向容器主体2100的内部空间透出。在容器主体2100的高度上,对应过滤组件2300位置所吹拂的净化气体流速,会高于其他部分的净化气体流速;亦即净化气体在不同高度具有不同
的流速。以第21图的实施例为例,过滤组件2300位于容器主体2100的上半部分,因此净化气体于容器主体2100上半部分的流速高于下半部分的流速,如图中容器主体2100内所为的上下两个空心箭头所示。在相同净化气体流量的条件下,相较于整面均匀地吹拂,本发明实施例以非整面吹拂使得上半部的流速高于下半部的流速,可以更有利地避免前门打开时,由上而下吹拂的门外气体带着灰尘、微粒或湿气等污染物进入容器主体2100内,从而维持洁净度以及减缓湿度回升。
98.接下来对于气阀组件2900进行说明。请同时参照图22至图24,图22为依照本发明一实施例的气阀组件的立体图,图23为气阀组件沿图22的剖面p4的剖面图,图24为气阀组件组装于进气埠时的示意图。气阀组件2900包括一气阀主体2930及一第一弹性材料2910。第一弹性材料2910设置于气阀主体2930的一侧,并且具有一翼片2911。当气阀组件2900组装在进气端口2541的连接结构2542时,翼片2911发生形变,从而与连接结构2542建立密封接合。
99.在一实施例中,连接结构2542是一个套筒,用来供气阀组件2900套接。翼片2911凸出于第一弹性材料2910外表面,并往外延伸一段距离,当组装气阀组件2900于连接结构2542时,翼片2911与连接结构2542发生干涉而弯折(如图24所示),从而让翼片2911可以与连接结构2542建立密封接合。
100.请参照图23至图25,图25为图22的气阀组件的另一视角的立体图。气阀组件2900进一步包括一第二弹性材料2920,设置于气阀主体2930的另一侧,具有一对接面2921,用以供外部净化设备对接,从而形成密封接合。本实施例中,第一弹性材料2910及第二弹性材料2920位于气阀主体2930的相对两侧,利用第二弹性材料2920让外部净化设备与对接面2921密封接合,可以避免漏气,有助于净化操作的效率。
101.前述详细说明所揭露的多个实施例,提供一种基板容器系统,包括:一容器主体,包括一顶面、与顶面相对的一底面,以及连接顶面与底面的一背板,容器主体具有一前开口及一后开口,前开口位于顶面与底面之间,用以供一基板通过,后开口位于背板,与前开口相对,其中,背板具有一第一高度,后开口具有小于第一高度的一第二高度;一过滤组件,覆盖于后开口;以及,一后盖,用以与容器主体建立密封接合,后盖与容器主体间形成一导气通道,沿第一高度的方向延伸,后盖与过滤组件共同定义了一缓冲室,导气通道具有一出口,连接于缓冲室。容器主体的背板上具有后开口,后开口以非整面方式提供净化气体,让容器主体的内部空间在高度方向上具有不同的净化气体流速,可以避免门外气体带着灰尘、微粒或湿气等污染物进入容器主体内,维持洁净度以及减缓湿度回升。
102.虽然本发明已经以多个实施例揭露如上,然而这些实施例并不是用来限定本发明。任何熟习此技艺者,在不脱离本发明的精神和范围内,可以作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围当视权利要求书所界定为准。
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