1.本技术的实施例涉及用于支持环境控制的方法以及层状气流过滤器装置，以及用于产生层状气流的装置。
背景技术：2.以下涉及半导体制造技术，特别是涉及一种用于与半导体制造相关的环境控制空间的层状气流过滤器。
技术实现要素：3.根据本技术的一个实施例，提供了一种用于支持环境控制的方法，该方法用于支持在半导体晶圆处理空间中的环境控制，该方法包括：使压力下的第一气体在第一方向上流动穿过第一扩散器管，从而产生穿过第一扩散器管的侧壁的第一横向气流；使压力下的第二气体在第二方向上流动穿过第二扩散器管，从而产生穿过第二扩散器管的侧壁的第二横向气流，第二方向与第一方向相反；在外壳内合并第一横向气流和第二横向气流；以及从外壳输出合并的横向气流以产生覆盖通向半导体晶圆处理空间的开口的层状气流。
4.根据本技术的另一个实施例，提供了一种层状气流过滤器装置，层状气流过滤器装置用于支持在半导体晶圆处理空间中的环境控制，该装置包括：第一扩散器管，气体穿过第一扩散器管在第一方向上流动，从而产生从第一方向横向地穿过第一扩散器管的侧壁的第一气流；第二扩散器管，气体穿过第二扩散器管在第二方向上流动，从而产生从第二方向横向地穿过第二扩散器管的侧壁的第二气流，第二方向与第一方向相反；以及包含第一扩散器管和第二扩散器管的外壳，第一气流和第二气流在外壳内合并并且从外壳输出以产生覆盖通向半导体晶圆处理空间的开口的层状气流。
5.根据本技术的又一个实施例，提供了一种用于产生层状气流的装置，该装置包括：第一扩散器管，第一扩散器管具有透气侧壁；第一气体入口，第一气体入口供应压力下的气流到第一扩散器管的第一端部，以穿过第一扩散器管的侧壁输出第一横向气流；第一扩散器头，第一扩散器头覆盖第一扩散器管的第二端部，第一扩散器管的第二端部与第一扩散器管的第一端部相对；外壳，外壳包含第一扩散器管；以及过滤器，装置的输出气流穿过过滤器离开外壳，输出气流至少部分地由于第一横向气流而产生。
6.本技术的实施例还涉及一种层状气流过滤器。
附图说明
7.当结合附图进行阅读时，根据下面详细的描述可以最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各种部件没有被按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，在附图中所示的各种部件的尺寸可以被任意增加或减少。
8.图1示意性地示出了根据本文公开的一些实施例的层状气流过滤器和/或装置的
应用。
9.图2a示意性地示出了根据本文公开的一些实施例的层状气流过滤器和/或装置的透视图。
10.图2b示意性地示出了根据本文公开的一些实施例的层状气流过滤器和/或装置的前视图。
11.图2c示意性地示出了根据本文公开的一些实施例的层状气流过滤器和/或装置的端部视图。
12.图3示意性地示出了根据本文公开的一些实施例的层状气流过滤器和/或装置的截面图。
13.图4示意性地示出了根据本文公开的一些实施例的在层状气流过滤器和/或装置中使用的空气过滤器。
14.图5示意性地示出了另一个透视图，该透视图显示了根据本文公开的一些实施例的层状气流过滤器和/或装置的内部元件。
15.图6示意性地示出了根据本文公开的一些实施例的在层状气流过滤器和/或装置中使用的扩散器管。
16.图7是流程图，显示了根据本文公开的一些实施例，在其长度上以基本均匀的速度产生清洁层状气流的方法。
具体实施方式
17.以下公开提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同的实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本公开。当然，这些仅是实例而不旨在限制。例如，在以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成附加部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本公开可以在各个示例中重复参考数字和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示讨论的个实施例和/或配置之间的关系。
18.此外，为了便于描述，本文中可以使用诸如“左”、“右”、“侧”、“后面”、“后”、“在
…
的后面”、“前面”、“在
…
下方”、“在
…
下面”、“下部”、“在
…
之上”、“上部”等的空间相对术语，以描述如图中所示的一个元件或部件与另一元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作工艺中的不同方位。装置可以以其它方式定位(旋转90度或在其它方位)，并且在本文中使用的空间相对描述符可以同样地作相应地解释。
19.通常，半导体器件，例如，诸如金属-氧化物-半导体场效应晶体管(mos-fet)器件、集成电路(ic)等，是在半导体制造厂(通常被称为fab或代工厂)中从半导体晶圆制作和/或制造的。通常有许多应用于半导体晶圆的处理步骤，以在晶圆上产生所需的半导体器件和/或许多半导体器件。例如，半导体制造可以是光刻、机械和/或化学处理步骤(例如，诸如表面钝化、热氧化、平面扩散、结隔离等)的多步骤序列，在此期间电子电路和/或半导体器件逐渐在半导体晶圆上形成。因此，除了用于蚀刻、清洁、掺杂、测试、检查(等)半导体晶圆的工具和用于半导体晶圆的临时暂存和/或存储的负载埠或类似装置之外，fab清洁房间或进
行制造的其他类似空间通常还包含许多用于半导体器件生产的单独的机械和/或工具，例如，但不限于，诸如用于光刻的步进器和/或扫描仪。在制造工艺中，半导体晶圆通常从一个工具运输到另一个工具和/或以其他方式转移到和/或从具有机械臂等的各种工具和/或设备(例如，设备前端模块(efem))的处理和/或保持腔室转移。
20.为了在半导体制造工艺中维持晶圆质量和防止缺陷，各种工具和/或设备的fab空间和/或处理或保持腔室受到环境控制。也就是说，在保持和/或处理半导体晶圆的fab空间和/或各种设备腔室中，努力实现对例如空气中的分子污染物(amc)、水分、相对湿度(rh)、氧气(o2)等的环境控制，以实现改进的晶圆质量和/或改进的半导体制造工艺，例如，在限制缺陷、改进晶圆验收测试(wat)、电路探针(cp)、晶圆的q时间延长等方面。然而，提供了通往各种fab空间和/或设备腔室的门或开口，例如，以允许半导体晶圆的进入和/或离开fab空间和/或设备腔室。因此，根据本文公开的一些示例性实施例，层状气流过滤器和/或装置被布置成在半导体fab空间和/或设备腔室的开口前面和/或覆盖通向半导体fab空间和/或设备腔室的开口以提供层状气流，例如，所谓的空气帘，从而有助于维持半导体fab空间和/或设备腔室内的环境控制。
21.现在参考图1，根据本文公开的一些实施例，显示了半导体晶圆处理和/或暂存工具10，包括具有开口14的腔室12，例如，半导体晶圆选择性地通过该开口14装载到腔室12中和/或从腔室12中移除。在一些合适的实施例中，层状气流过滤器和/或装置100布置在腔室12的开口14之上。在一些实施例中，层状气流过滤器和/或装置100在开口14的前面、附近和/或以其他方式覆盖开口14产生气体或空气帘102的层流(通常沿箭头102a指示的方向)，从而有助于维持半导体fab空间和/或设备腔室12内的环境控制。
22.现在参考图2a，示出了根据本文公开的一些实施例的层状气流过滤器和/或装置100的透视图。如图所示，层状气流过滤器和/或装置100包括外壳104和一对气体入口106a和106b，气体入口106a和106b延伸穿过外壳104的壁104a，并向包含在外壳104内的相应的一对扩散器管供应压力下的气流。根据一些实施例，层状气流过滤器和/或装置100还包括可移除和/或可替换的空气过滤器，其可以选择性地安装在外壳104内和/或从外壳104移除，用于例如，通过合适的槽或端口108提供于外壳104的端壁104b。
23.现在参考图3，示出了根据本文公开的一些实施例的层状气流过滤器和/或装置100的截面图。如图所示，层状气流过滤器和/或装置100包括包含在外壳104内的一对扩散器管110a和110b。在一些实施例中，扩散器管110a和110b对称地布置在外壳104内，并且彼此平行。适当地，每个扩散器管110a和110b通过相应的气体入口106a和106b被供应压力下的气流，该气体入口106a和106b在扩散器管110a和110b的相对端部处连接到扩散器管110a和110b。也就是说，如图3所示，气体入口106a连接到扩散器管110a的左端部，而气体入口106b连接到扩散器管110b的右端部。
24.在一些实施例中，一对扩散器头112a和112b在扩散器管110a和110b的端部连接到相应的一对扩散器管110a和110b，该扩散器管110a和110b的端部与相应的扩散器管110a和110b的连接到相应的气体入口106a和106b的端部相对。也就是说，如图3所示，扩散器头112a连接到扩散器管110a的右端部，扩散器管110a的右端部与气体入口106a连接到的扩散器管110a的左端部相对，而扩散器头112b连接到扩散器管110b的左端部，扩散器管110b的左端部与气体入口106b连接到的扩散器管110b的右端部相对。
25.在一些实施例中，如图3所示，层状气流过滤器和/或装置100还包括空气过滤器模块120。在一些实施例中，空气过滤器模块120的尺寸和/或其他配置为在其中容纳、包含和/或保持一个或多个空气过滤器122。适当地，空气过滤器模块120的尺寸和/或其他配置为在其中容纳、包含和/或保持多个空气过滤器122。如图3所示，空气过滤器模块120的尺寸和/或其他配置为在其中容纳、包含和/或保持三个空气过滤器122。然而，在实践中，应当理解，空气过滤器模块120的尺寸和/或其他配置可以为容纳多于或少于三个空气过滤器122。在一些实施例中，可以采用多层空气过滤器122。
26.在一些实施例中，空气过滤器122是超低颗粒空气(ulpa)过滤器，例如，适合于捕获和/或过滤掉尺寸小至约2.6mm的空气颗粒。适当地，空气过滤器122可以包括纤维过滤器并且可以包括一个或多个波纹层122a，例如，如图4中图解所示。在一些实施例中，波纹的节距w适当地小，例如，在约0.1mm至约100mm的范围内。在一些实施例中，波纹的节距w约为0.5mm。在一些实施例中，纤维过滤器可以由聚四氟乙烯(ptfe)、聚乙烯(pe)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、及其组合和/或其他类似材料制成。
27.现在回到图3，适当地，空气过滤器模块120可选择性地从层状气流过滤器和/或装置100移除。例如，层状气流过滤器和/或装置100的外壳104可以包括第一上部部分104'和第二下部部分104”。在一些实施例中，扩散器管110a和110b可以存在于外壳104的第一上部部分104'中，而空气过滤器122可以存在于外壳104的第二下部部分104”中。因此，外壳104的第二下部部分104”与空气过滤器122一起，可以构成空气过滤器模块120。
28.在一些实施例中，外壳104的第二下部部分104”可以选择性地连接到外壳104的第一上部部分104'和/或从外壳104的第一上部部分104'断开，例如，通过合适的紧固件和/或紧固构造，从而允许空气过滤器模块120选择性地安装在层状气流过滤器和/或装置100上和/或从层状气流过滤器和/或装置100移除。在一些实施例中，可以用另一空气过滤器模块120选择性地替换移除的空气过滤器模块120，从而移除的空气过滤器模块120中用过的或脏的空气过滤器122被替换的空气过滤器模块120中的新的或清洁的空气过滤器122替换。
29.在一些实施例中，整个空气过滤器模块120被选择性地替换。也就是说，将包含用过的或脏的空气过滤器122的空气过滤器模块120从层状气流过滤器和/或装置100断开和/或以其他方式移除，并且包含新的或清洁的空气过滤器122的另一空气过滤器模块120被连接到和/或以其他方式安装在层状气流过滤器和/或装置100上。在其他实施例中，空气过滤器模块120可以被移除，被移除的空气过滤器模块120中用过的或脏的空气过滤器122可以被替换和/或以其他方式换成新的或清洁的空气过滤器122，并且重新安装具有替换过滤器122的空气过滤器模块120。
30.在一些合适的实施例中，如图3所示，相互平行的扩散器管110a和110b被包含和/或以其他方式定位在外壳104内，例如，在第一上部部分104'中，在空气过滤器模块120和/或空气过滤器122的上方和/或之上。在图3中，扩散器管110a和110b处在不同的高度，例如扩散器管110b在扩散器管110a之上。然而，它们可以具有其他空间布置，在其他空间布置中扩散器管是相互平行的。例如，在另一个实施例中，扩散器管110a和110b定位在相同或基本相同的高度，即如图5中所示，并排布置。
31.在一些合适的实施例中，扩散器管110a是圆柱形管，包括或限定扩散器管的侧壁，该侧壁从连接到气体入口106a的第一端部延伸到连接到扩散器头112a的第二相对端部，并
且扩散器管110b同样是圆柱形管，包括从连接到气体入口106b的第一端部延伸到连接到扩散器头112b的第二相对端部的侧壁。在一些实施例中，一对扩散器管110a和110b的每个的侧壁是穿孔的和/或以其他方式足够地多孔的以允许气流穿过侧壁。在图3的主图中，穿孔围绕每个扩散管的圆周侧壁的圆周一直延伸。或者，如插图a所示，穿孔可以仅在扩散器管110a的侧壁的圆周的部分111上方延伸(并且对于扩散器管110b类似)。在一些替代实施例中，扩散器管110a和110b的形状可以是圆柱形以外的形状。
32.在一些合适的实施例中，一对扩散器管110a和110b中的每个可以由穿孔的或足够地多孔的塑料材料制成以允许气流穿过其侧壁。在一些合适的实施例中，扩散器管110a和110b中的每个可以具有在约1mm至约100mm范围内的直径。在一些合适的实施例中，扩散器管110a和110b中的每个可以具有在约10mm至约1000mm的范围内的长度l(如图1所示)，例如，取决于用于半导体晶圆处理工具10的腔室12的开口14的尺寸，层状气流过滤器和/或装置100产生的层状气流将覆盖该开口14。长度l的选择基于腔室12的开口14或被空气帘保护的其他空间的尺寸而适当地进行。例如，较长的长度(诸如，1000mm或者甚至更长)可能适合于提供跨入口的空气帘，通过该入口fab人员进入和/或离开房间；而较短的长度(诸如10mm或者甚至更短)可能适合于提供管或类似物穿过的空气帘。
33.在一些合适的实施例中，扩散器头112a和112b的每个是帽或塞子等，其用于封闭相应的扩散器头112a和112b连接到的相应的扩散器管110a和110b的端部。在一些实施例中，扩散器头112a和112b中的每个是穿孔的和/或以其他方式足够地多孔的以允许气流穿过其中。在一些合适的实施例中，扩散器头112a和112b中的每个可以由穿孔的或足够地多孔的塑料材料制成。
34.在一些合适的实施例中，每个气体入口106a和106b为相应的其连接到的扩散器管110a和110b供应压力下的气流。例如，合适的气体可以通过它们相应的气体入口106a和106b被吹入或泵入相应的扩散器管110a和110b。在一些实施例中，气体可以是氮气(n2)、干燥空气或它们的一些组合或另一种类似的合适的气体。在一些合适的实施例中，气体通过它们相应的气体入口106a和106b以在约10升/分钟(l/m)至约1000l/m范围内的流速供应到一对扩散器管110a和110b中的每个。在一些合适的实施例中，气体通过它们相应的气体入口106a和106b以在约0.1标准大气压(atm)至约10atm范围内的压力供应到一对扩散器管110a和110b中的每个。
35.在一些合适的实施例中，由于通过它们相应的气体入口106a和106b向每个扩散器管110a和110b供应压力下的气流，气流分别地穿过每个扩散器管110a和110b的穿孔的和/或足够地多孔的侧壁相应地产生出来。因此，穿过扩散器管110a和110b两者的穿孔的和/或足够地多孔的侧壁流出的合并的气流穿过空气过滤器模块120和/或空气过滤器122产生气流，从而产生从层状气流过滤器和/或装置100流出的层状气流102。
36.在一些实施例中，扩散器管110a和110b的对称布置有助于在跨产生的层状气流102的长度l的输出气流速度中创造均匀性。更具体地，穿过扩散器管110a或110b的任一个的侧壁流出的气体，沿着管的长度通常不均匀，扩散器管110a或110b具有布置在其给定端部的其相应的气体入口106a或106b。相反，从给定的一个扩散器管的侧壁流出的气体的速度趋于沿着从管的气体入口端部朝向管的扩散器头端部的管的长度逐渐增加。因此，通过从左向右翻转相应的扩散器管110a和110b的相应的气体入口106a和106b以及相应的扩散
器头112a和112b，使得扩散器管110a和110b的相邻端部或以其他方式接近的端部连接到气体入口106a和106b以及扩散器头112a和112b中的不同端部，从扩散器管110a和110b的侧壁流出的以其他方式逐渐增加的气流速度彼此合并和/或互补，以有效地抵消单个管的侧壁流出的相应的气流速度梯度，并且沿着层状气流过滤器和/或装置100的长度产生通常更均匀的气流102的速度。
37.例如，如图6中所示(其中扩散器管210可以是扩散器管110a或110b)，在相对靠近扩散器管110a的气体入口106a的给定位置，从扩散器管110a的侧壁流出的气体的速度，通常小于在相对靠近扩散器管110a的扩散器头112a的给定位置，从扩散器管110a的侧壁流出的气体的速度。也就是说，沿着扩散器管110a的长度，从气体入口106a到扩散器头112a行进(例如，如图3中所示从左到右)，从扩散器管110a的侧壁流出的气体的速度通常逐渐增加。
38.同样，例如，在相对靠近扩散器管110b的气体入口106b的给定位置，从扩散器管110b的侧壁流出的气体的速度，通常小于在相对靠近扩散器管110b的扩散器头112b的给定位置，从扩散器管110b的侧壁流出的气体的速度。也就是说，沿着扩散器管110b的长度，从气体入口106b到扩散器头112b行进(例如，如图3中所示从右到左)，从扩散器管110b的侧壁流出的气体的速度通常逐渐增加。
39.因此，在一些实施例中，连接到气体入口106a的扩散器管110a的端部布置成邻近或接近连接到扩散器头112b的扩散器管110b的端部，以及，连接到扩散器头112a的扩散器管110a的端部布置成邻近或接近连接到气体入口106b的扩散器管110b的端部。以这种方式，从扩散器管110a和110b的侧壁的流出的气流所经历的气流速度梯度相对于彼此翻转(即，从左到右)，并且因此彼此合并和/或互补，以有效地抵消单个管的侧壁流出的相应的气流速度梯度，并且沿着层状气流过滤器和/或装置100的长度产生通常更均匀的气流102的速度。
40.现在参考图6，示出了根据本文公开的一些实施例的扩散器管210的示意图。例如，扩散器管210可以代表一对扩散器管110a或110b中的任一个。如图所示，扩散器管210包括例如气体入口端部212，其可以连接到例如气体入口，诸如气体入口106a和106b。如箭头214所示，在气体入口端部212，扩散器管210被供应压力下的气流。与气体入口端部212相对的扩散器管210的端部可以被认为是扩散器管210的扩散器头端部216，例如，其可以连接到扩散器头和/或被扩散器头覆盖，例如，诸如扩散器头112a和112b。如图所示，扩散器管210的侧壁220从扩散器管210的气体入口端部212延伸到扩散器管210的扩散器头端部216。在一些实施例中，扩散器管210的侧壁220是穿孔的和/或以其他方式足够地多孔的以允许气体沿着侧壁220的长度从那里流出。如图6所示，穿过扩散器管210的侧壁220流出的气体的速度v'经历梯度(即，速度逐渐增加)沿着侧壁220的长度从扩散器管210的气体入口端部212朝向扩散器管210的扩散器头端部216前进。例如，如图6所示，在沿着扩散器管210的侧壁220的第一位置或位置1(相对靠近扩散器管210的气体入口端部212)，穿过扩散器管210的侧壁220流出的气体的速度v1'，小于在沿着扩散器管210的侧壁220的第二位置或位置2(相对靠近扩散器管210的扩散器头端部216)穿过扩散器管210的侧壁220流出的气体的速度v2'。
41.更具体地说，根据伯努利原理和/或方程(无热传递)：
42.p
总
＝p
静态
+p
动态
＝常数
43.其中，p
总
是总压力(有时也由p0或p0表示)，p
静态
是静态压力(有时也仅由p或p表示)，p
动态
是动态压力(有时也由q或q表示)。
44.通常，p
动态
或q(其表示或可以被认为是每单位体积的气体的动能)可以如下给出：
45.1/2ρv246.其中ρ是气体的密度，v是气流速率或速度。
47.因此，从上述内容可以得出：
48.p
总
＝p
静态
+p
动态
＝常数
49.＝p1+1/2ρv
12
50.＝p2+1/2ρv
22
51.其中p1是在扩散器管210内的点1处的静态压力，p2是在扩散器管210内的点2处的静态压力，v1是在扩散器管210内的点1处的气流速率，以及v2是在扩散器管210内的点2处的气流速率。
52.在本文公开的一些实施例中，q1(即，在扩散器管210内的点1处的q值)大于q2(即，在扩散器管210内的点2处的q值)。因此，v1大于v2，反过来p2大于p1。因此，由于p2大于p1，因此v2'大于v1'。
53.也就是说，在本文公开的一些实施例中，随着压力下的气流从扩散器管210的气体入口端部212供应到(即，吹入和/或泵入)扩散器管210，扩散器管210内的静态压力p通常沿着扩散器管210的长度从扩散器管210的气体入口端部216朝向扩散器管210的扩散器头端部216前进逐渐增加。因此，穿过扩散器管210的侧壁220离开的气流的速度v'通常沿着扩散器管210的长度从扩散器管210的气体入口端部216朝向扩散器管210的扩散器头端部216前进逐渐增加。因此，在一些实施例中(例如，如图5所示)，通过布置一对扩散器管110a和110b，使得相应的气体入口106a和106b定位在相应的扩散器管110a和110b的相对端部上，穿过相应的扩散器管110a和110b的侧壁离开的气流的速度v'通常沿着扩散器管210的每个的长度在相反的方向上逐渐增加，从而趋向于抵消和/或以其他方式彼此补充以从层状气流过滤器和/或装置100产生输出层状气流102，层状气流102在跨层状气流过滤器和/或装置100的长度l上的速度通常是均匀的。(如本文所用，“相反”表示有效产生这种互补效应的相反流动。因此，相互平行的扩散器管110a、110b可以与完全相互平行的扩散管之间可能存在高达几度的微小角度偏差)。图6，插图b示出了由相互平行的第一和第二扩散器管110a、110b产生的这种互补效应。
54.在一个变体实施例(未示出)中，两个入口106a和106b(参见图2和图3)可以从单个气体供应管或管道供给，具有“t
”‑
连接器或其他气流分流器配件将来自单个气体供应管或管道的气流分开，使得一半的气流被供给到入口106a，而另一半的气流被供给到入口106b。可选地，气流分流器可以包括流量调节器，该流量调节器可以调节供给到入口106a的流量相对于入口106b的流量的比例。然后可以调节流量调节器以调整流量平衡，以补偿穿过扩散器管110a的侧壁与穿过扩散器管110b的侧壁相比的横向流动阻力的任何差异，以便在相互平行的扩散器管110a、110b的长度上方获得适当地互补横向流动。
55.现在参考图7，根据本文公开的一些合适的实施例，示出了一种用于产生过滤层状气流的工艺和/或方法300，该过滤层状气流跨层状气流的长度具有基本均匀的速度，例如，使用层状气流过滤器和/或装置100。
56.在一些合适的实施例中，如图7中所示，步骤302包括使气体在第一方向上流动穿过第一扩散器管(例如，扩散器管110a)，使得第一横向气体流出第一扩散器管的侧壁，第一横向气体具有沿着第一方向增加的速度梯度。
57.在一些合适的实施例中，如图7所示，步骤304包括使气体在与第一方向相反的第二方向上流动穿过第二扩散器管(例如，扩散器管110b)，使得横向气体流出第二扩散器管的侧壁，该横向气体具有沿着第二方向增加的速度梯度。
58.虽然在图7中显示为连续的步骤，但应了解，在实践中，根据本文公开的一些合适的实施例，步骤302和步骤304适当地同时执行或以其他方式并行执行。
59.在一些合适的实施例中，如图7所示，步骤306包括穿过空气过滤器(例如，空气过滤器122和/或空气过滤器模块120)过滤第一横向气流和第二横向气流，并流出外壳(例如，外壳104)在层状气流(例如，诸如层状气流102)中具有跨层状气流的长度(例如，长度l)基本均匀的速度。
60.虽然本文中的一些实施例，例如，如图5所示，公开了一对对称布置的扩散器管110a和110b，在其相对端部具有气体入口106a和106b，但应当理解，在一些替代实施例中，多对这种配对的扩散器管同样可以用在层状气流过滤器和/或装置100中。
61.根据一些替代实施例，与配对的扩散器管对110a和110b相反，可以在层状气流过滤器和/或装置100中采用单个扩散器管。在这种情况下，单个扩散器管可以具有带有穿孔和/或气体渗透率或孔隙率的侧壁，穿孔和/或气体渗透率或孔隙率沿着扩散器管的长度逐渐变化。在实践中，扩散器管侧壁的穿孔和/或气体渗透率或孔隙率沿着扩散器管的长度变化，以补偿当气流通过供给扩散器管的气体入口供应至扩散器管时扩散器管内经历的增加的静态压力，例如，以使得穿过扩散管侧壁流出的横向气体的速度沿着扩散管的长度基本保持均匀的方式。在一些合适的实施例中，可以在层状气流过滤器和/或装置100中采用多个这样的扩散器管，这些扩散器管具有沿着它们的长度逐渐变化的穿孔、气体渗透率和/或孔隙率，在这种情况下，气体入口可以可选地连接到其同一侧的端部。
62.在一些合适的实施例中，例如，如图2a、图2b和图2c所示，外壳104形成为稍微光滑和/或具有在侧壁(例如，壁104b和壁104e)与顶壁(例如，壁104d)之间延伸的倾斜壁(例如，壁104a和壁104c)和/或以其他方式在外壳104的相邻壁之间缺乏尖锐的内角。在一些合适的实施例中，外壳104的选定的相邻壁之间的内角可以保持在大于约90度。例如，形成在外壳104的侧壁104b与外壳104的倾斜壁104c之间的内角α可以大于90度。形成在外壳104的倾斜壁104c与外壳104的顶壁104d之间的内角β可以大于90度；形成在外壳104的顶壁104d与外壳104的倾斜壁104a之间的内角可以大于90度；形成在外壳104的倾斜壁104a与外壳104的侧壁104e之间的内角γ可以大于90度；等等。有利地，以这种方式减小外壳104内的尖锐的内角有助于减少和/或防止在外壳104中的气流内形成不想要的涡流，并进一步促进从层状过滤器和/或装置100输出层状气流102中的均匀性。
63.有利地，如本文所公开的层状气流过滤器和/或装置100产生输出清洁层状气流102，该输出清洁层状气流102跨其长度l具有基本均匀的气流速度，例如，在约0.01米/秒(m/s)到约10m/s的范围内。在一些合适的实施例中，通过使用如本文所公开的层状气流过滤器和/或装置100，可以实现、维持和/或以其他方式建立小于约1000ppbv(按体积计算十亿分之一)的挥发性有机化合物(voc)水平；和/或以下环境控制条件中的一种或多种：o2《
1％、rh％《10％和/或在45nm处的颗粒《3ea可以实现、维持和/或以其他方式建立。
64.本文公开的层状气流过滤器和/或装置100的一些合适实施例适用于各种半导体制造处理空间，例如，湿式工作台和/或处理空间、蚀刻站和/或处理空间、物理气相沉积(pvd)处理空间等。在一些合适的实施例中，例如，采用相对较大的扩散器管110a和110b，可以采用层状空气流过滤器和/或设备100以产生清洁层状气流102以覆盖通向fab清洁房间或其他类似半导体制造空间的进人门或其他入口。
65.在示例性实施例中，有两个相互平行的扩散器管110a、110b，具有相反方向的气流。在进一步的变型实施例中，第一扩散器管110a可以包括两个(或更多)扩散器管，提供示例性的单个第一扩散器管110a的累积空气流。同样，第二扩散器管110b可以类似地可选地配置为两个(或更多)扩散器管，提供示例性的单个第二扩散器管110b的累积空气流。
66.在下文中，描述了一些进一步的示例性实施例。
67.在一些实施例中，提供了一种用于支持在半导体晶圆处理空间中的环境控制的方法，该方法包括：使压力下的第一气体在第一方向上流动穿过第一扩散器管，从而产生穿过所述第一扩散器管的侧壁的第一横向气流；使压力下的第二气体在第二方向上流动穿过第二扩散器管，从而产生穿过所述第二扩散器管的侧壁的第二横向气流，所述第二方向与所述第一方向相反；在外壳内合并所述第一横向气流和所述第二横向气流；以及从所述外壳输出所述合并的横向气流以产生覆盖通向所述半导体晶圆处理空间的开口的层状气流。
68.在一些进一步的实施例中，该方法还包括在从外壳输出之前过滤合并的横向气流。
69.在另外的实施例中，第一横向气流具有沿着第一方向增加的第一气流速度，并且第二横向气流具有沿着第二方向增加的第二气流速度。
70.在一些实施例中，第一横向气流基本上垂直于第一方向；以及第二横向气流基本上垂直于第二方向。
71.在又一实施例中，其中，过滤包括：使合并的横向气流穿过空气过滤器，空气过滤器可选择性地从外壳移除。
72.在一些进一步的实施例中，空气过滤器是具有纤维材料的波纹层的超低颗粒空气过滤器。
73.在一些实施例中，外壳具有垂直地延伸的侧壁、水平地延伸的顶壁和在侧壁和顶壁之间延伸的倾斜壁，并且外壳的侧壁、倾斜壁和顶壁中的至少两个相邻的壁相交以在它们之间形成大于90度的内角。
74.在又一实施例中，第一气体的流动穿过第一扩散器管以及第二气体的流动穿过第二扩散器管同时发生。
75.在一些实施例中，第一气体在第一扩散器管的第一端部被供应到第一扩散器管，并且第一扩散器管的与第一扩散器管的第一端部相对的第二端部被第一扩散器头覆盖；以及第二气体在第二扩散器管的第一端部被供应到第二扩散器管，并且第二扩散器管的与第二扩散器管的第一端部相对的第二端部被第二扩散器头覆盖。
76.在一些进一步的实施例中，第一扩散器管和第二扩散器管并排布置在外壳内并且基本上彼此平行。
77.在更进一步的实施例中，一种用于支持在半导体晶圆处理空间中的环境控制的层
状气流过滤器装置，该装置包括：第一扩散器管，气体穿过该第一扩散器管在第一方向上流动，从而产生从第一方向横向地穿过第一扩散器管的侧壁的第一气流；第二扩散器管，气体穿过该第二扩散器管在第二方向上流动，从而产生从第二方向横向地穿过第二扩散器管的侧壁的第二气流，第二方向与第一方向相反；以及包含第一扩散器管和第二扩散器管的外壳，第一气流和第二气流在外壳内合并并且从外壳输出以产生覆盖通向半导体晶圆处理空间的开口的层状气流。
78.在另外的实施例中，该装置包括空气过滤器，合并的横向气流在从外壳输出之前穿过该空气过滤器。
79.在一些进一步的实施例中，空气过滤器可移除地包含在外壳中。
80.在一些另外的实施例中，空气过滤器包含在空气过滤器模块中，该空气过滤器模块可选择性地与外壳附接和从外壳拆卸。
81.在一些实施例中，空气过滤器是超低颗粒空气过滤器，该超低颗粒空气过滤器具有由聚四氟乙烯(ptfe)、聚乙烯(pe)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)及其组合中的至少一种制成的纤维材料的波纹层。
82.在一些实施例中，该装置还包括：连接到第一扩散器管的相对端部的第一扩散器头和第一气体入口，第一扩散器头在第一扩散器头连接到的第一扩散器管的端部覆盖第一扩散器管，并且第一气体入口在第一气体入口连接到的第一扩散器管的端部给第一扩散器管供应压力下的气流；以及连接到第二扩散器管的相对端部的第二扩散器头和第二气体入口，第二扩散器头在第二扩散器头连接到的第二扩散器管的端部覆盖第二扩散器管，并且第二气体入口在第二气体入口连接到的第二扩散器管的端部给第二扩散器管供应压力下的气流。
83.在一些进一步的实施例中，第一扩散器管和第二扩散器管由多孔的塑料材料制成。
84.在更进一步的实施例中，提供了一种用于产生层状气流的装置，该装置包括：具有透气侧壁的第一扩散器管；第一气体入口，该第一气体入口供应压力下的气流到第一扩散器管的第一端部，以穿过第一扩散器管的侧壁输出第一横向气流；覆盖第一扩散器管的第二端部的第一扩散器头，第一扩散器管的第二端部与第一扩散器管的第一端部相对；包含第一扩散器管的外壳；以及过滤器，该装置的输出气流穿过该过滤器离开外壳，输出气流至少部分地由于第一横向气流而产生。
85.在又一实施例中，装置还包括：具有透气侧壁的第二扩散器管，第二扩散器管与第一扩散器管一起布置在外壳中；第二气体入口，该第二气体入口供应压力下的气流到第二扩散器管的第一端部，以穿过第二扩散器管的侧壁输出第二横向气流；以及覆盖所述第二扩散器管的第二端部的第二扩散器头，第二扩散器管的第二端部与第二扩散器管的第一端部相对；其中，第二扩散器管的第一端部接近第一扩散器管的第二端部，并且第二扩散器管的第二端部接近第一扩散器管的第一端部；并且输出气流至少部分地由于第一横向气流和第二横向气流两者而产生。
86.在又一实施例中，外壳包括：至少一个垂直地延伸的侧表面；至少一个水平地延伸的顶表面；以及至少一个倾斜表面，在至少一个侧表面与至少一个顶表面之间延伸；适当地，侧表面、倾斜表面和顶表面的两个相邻的面之间的内角是钝角。
87.根据本技术的一个实施例，提供了一种用于支持环境控制的方法，该方法用于支持在半导体晶圆处理空间中的环境控制，该方法包括：使流动压力下的第一气体在第一方向上流动穿过第一扩散器管，从而产生穿过第一扩散器管的侧壁的第一横向气流；使压力下的第二气体在第二方向上流动穿过第二扩散器管，从而产生穿过第二扩散器管的侧壁的第二横向气流，第二方向与第一方向相反；在外壳内合并第一横向气流和第二横向气流；以及从外壳输出合并的横向气流以产生覆盖通向半导体晶圆处理空间的开口的层状气流。在一些实施例中，用于支持在半导体晶圆处理空间中的环境控制的方法还包括：在的从外壳输出之前过滤合并的横向气流。在一些实施例中，其中，第一横向气流具有沿着第一方向增加的第一气流速度，并且第二横向气流具有沿着第二方向增加的第二气流速度。在一些实施例中，其中：第一横向气流基本上垂直于第一方向；以及第二横向气流基本上垂直于第二方向。在一些实施例中，过滤包括：使合并的横向气流穿过空气过滤器，空气过滤器可选择性地从外壳移除。在一些实施例中，其中，空气过滤器是具有纤维材料的波纹层的超低颗粒空气过滤器。在一些实施例中，其中，外壳具有垂直地延伸的侧壁、水平地延伸的顶壁和在侧壁和顶壁之间延伸的倾斜壁，并且外壳的侧壁、倾斜壁和顶壁中的至少两个相邻的壁相交以在它们之间形成大于90度的内角。在一些实施例中，其中第一气体的流动穿过第一扩散器管以及第二气体的流动穿过第二扩散器管同时发生。在一些实施例中，其中：第一气体在第一扩散器管的第一端部被供应到第一扩散器管，并且第一扩散器管的与第一扩散器管的第一端部相对的第二端部被第一扩散器头覆盖；以及第二气体在第二扩散器管的第一端部被供应到第二扩散器管，并且第二扩散器管的与第二扩散器管的第一端部相对的第二端部被第二扩散器头覆盖。在一些实施例中，其中，第一扩散器管和第二扩散器管并排布置在外壳内并且基本上彼此平行。
88.根据本技术的另一个实施例，提供了一种层状气流过滤器装置，层状气流过滤器装置用于支持在半导体晶圆处理空间中的环境控制，装置包括：第一扩散器管，气体穿过第一扩散器管在第一方向上流动，从而产生从第一方向横向地穿过第一扩散器管的侧壁的第一气流；第二扩散器管，气体穿过第二扩散器管，气体在第二方向上流动，从而产生从第二方向横向地穿过第二扩散器管的侧壁的第二气流，第二方向与第一方向相反；以及包含第一扩散器管和第二扩散器管的外壳，第一气流和第二气流在外壳内合并并且从外壳输出以产生覆盖通向半导体晶圆处理空间的开口的层状气流。在一些实施例中，用于支持在半导体晶圆处理空间中的环境控制的层状气流过滤器装置还包括：空气过滤器，合并的横向气流在从外壳输出之前穿过空气过滤器。在一些实施例中，其中，空气过滤器可移除地包含在外壳中。在一些实施例中，其中，空气过滤器包含在空气过滤器模块中，空气过滤器模块可选择性地与所述外壳附接和从外壳拆卸。在一些实施例中，其中空气过滤器是超低颗粒空气过滤器，超低颗粒空气过滤器具有由聚四氟乙烯(ptfe)、聚乙烯(pe)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)及其组合中的至少一种制成的纤维材料的波纹层。在一些实施例中，用于支持在半导体晶圆处理空间中的环境控制的层状气流过滤器装置还包括：第一扩散器头和第一气体入口，第一扩散器头和第一气体入口连接到第一扩散器管的相对端部，第一扩散器头在第一扩散器头连接到的第一扩散器管的端部覆盖第一扩散器管，并且第一气体入口在第一气体入口连接到的第一扩散器管的端部给第一扩散器管供应压力下的气流；以及第二扩散器头和第二气体入口，第二扩散器头和第二气体入口连接到第二扩散器管的相对端部，第
二扩散器头在第二扩散器头连接到的第二扩散器管的端部覆盖第二扩散器管，并且第二气体入口在第二气体入口连接到的第二扩散器管的端部给第二扩散器管供应压力下的气流。在一些实施例中，其中，第一扩散器管和第二扩散器管由多孔的塑料材料制成。
89.根据本技术的又一个实施例，提供了一种用于产生层状气流的装置，装置包括：第一扩散器管，第一扩散器管具有透气侧壁；第一气体入口，第一气体入口供应压力下的气流到第一扩散器管的第一端部，以穿过第一扩散器管的侧壁输出第一横向气流；第一扩散器头，第一扩散器头覆盖第一扩散器管的第二端部，第一扩散器管的第二端部与第一扩散器管的第一端部相对；外壳，外壳包含第一扩散器管；以及过滤器，装置的输出气流穿过过滤器离开外壳，输出气流至少部分地由于第一横向气流而产生。在一些实施例中，用于产生层状气流的装置还包括：第二扩散器管，第二扩散器管具有透气侧壁，第二扩散器管与第一扩散器管一起布置在外壳中；第二气体入口，第二气体入口供应压力下的气流到第二扩散器管的第一端部，以穿过第二扩散器管的侧壁输出第二横向气流；以及第二扩散器头，第二扩散器头覆盖第二扩散器管的第二端部，第二扩散器管的第二端部与第二扩散器管的第一端部相对；其中，第二扩散器管的第一端部接近第一扩散器管的第二端部，并且第二扩散器管的第二端部接近第一扩散器管的第一端部；并且输出气流至少部分地由于第一横向气流和第二横向气流两者而产生。在一些实施例中，其中，外壳包括：至少一个垂直地延伸的侧表面；至少一个水平地延伸的顶表面；以及至少一个倾斜表面，在至少一个侧表面与至少一个顶表面之间延伸；其中侧表面、倾斜表面和顶表面的两个相邻的面之间的内角是钝角。
90.以上论述了若干实施例的部件，使得本领域的技术人员可以更好地理解本发明的各个实施例。本领域的技术人员应该理解，可以很容易地使用本公开作为基础来设计或更改其他用于达到与这里所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优点的工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这些等效结构并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以进行多种变化、替换以及改变。
技术特征：1.一种用于支持环境控制的方法，所述方法用于支持在半导体晶圆处理空间中的环境控制，所述方法包括：使压力下的第一气体在第一方向上流动穿过第一扩散器管，从而产生穿过所述第一扩散器管的侧壁的第一横向气流；使压力下的第二气体在第二方向上流动穿过第二扩散器管，从而产生穿过所述第二扩散器管的侧壁的第二横向气流，所述第二方向与所述第一方向相反；在外壳内合并所述第一横向气流和所述第二横向气流；以及从所述外壳输出所述合并的横向气流以产生覆盖通向所述半导体晶圆处理空间的开口的层状气流。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在所述的从所述外壳输出之前过滤所述合并的横向气流。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一横向气流具有沿着所述第一方向增加的第一气流速度，并且所述第二横向气流具有沿着所述第二方向增加的第二气流速度。4.根据权利要求1所述的方法，其中：所述第一横向气流基本上垂直于所述第一方向；以及所述第二横向气流基本上垂直于所述第二方向。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述过滤包括：使所述合并的横向气流穿过空气过滤器，所述空气过滤器可选择性地从所述外壳移除。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述空气过滤器是具有纤维材料的波纹层的超低颗粒空气过滤器。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外壳具有垂直地延伸的侧壁、水平地延伸的顶壁和在所述侧壁和所述顶壁之间延伸的倾斜壁，并且所述外壳的所述侧壁、所述倾斜壁和所述顶壁中的至少两个相邻的壁相交以在它们之间形成大于90度的内角。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一气体的所述流动穿过所述第一扩散器管以及所述第二气体的所述流动穿过所述第二扩散器管同时发生。9.一种层状气流过滤器装置，所述层状气流过滤器装置用于支持在半导体晶圆处理空间中的环境控制，所述装置包括：第一扩散器管，气体穿过所述第一扩散器管在第一方向上流动，从而产生从所述第一方向横向地穿过所述第一扩散器管的侧壁的第一气流；第二扩散器管，气体穿过所述第二扩散器管在第二方向上流动，从而产生从所述第二方向横向地穿过所述第二扩散器管的侧壁的第二气流，所述第二方向与所述第一方向相反；以及包含所述第一扩散器管和所述第二扩散器管的外壳，所述第一气流和所述第二气流在所述外壳内合并并且从所述外壳输出以产生覆盖通向所述半导体晶圆处理空间的开口的层状气流。10.一种用于产生层状气流的装置，所述装置包括：第一扩散器管，所述第一扩散器管具有透气侧壁；第一气体入口，所述第一气体入口供应压力下的气流到所述第一扩散器管的第一端
部，以穿过所述第一扩散器管的所述侧壁输出第一横向气流；第一扩散器头，所述第一扩散器头覆盖所述第一扩散器管的第二端部，所述第一扩散器管的所述第二端部与所述第一扩散器管的所述第一端部相对；外壳，所述外壳包含所述第一扩散器管；以及过滤器，所述装置的输出气流穿过所述过滤器离开所述外壳，所述输出气流至少部分地由于所述第一横向气流而产生。
技术总结本申请的实施例，提供了一种用于支持在半导体晶圆处理空间中的环境控制的方法，该方法包括：在第一方向上流动压力下的第一气体穿过第一扩散器管，从而产生穿过第一扩散器管的侧壁的第一横向气流；在第二方向上流动压力下的第二气体穿过第二扩散器管，从而产生穿过第二扩散器管的侧壁的第二横向气流，第二方向与第一方向相反；在外壳内合并第一横向气流和第二横向气流；以及从外壳输出合并的横向气流以产生覆盖半导体晶圆处理空间的开口的层状气流。根据本申请的另一实施例，还提供了一种用于支持在半导体晶圆处理空间中的环境控制的层状气流过滤器装置。根据本申请的又一实施例，还提供了用于产生层状气流的装置。提供了用于产生层状气流的装置。提供了用于产生层状气流的装置。
技术研发人员：许志修 蔡文训 胡建群 郑光伟 黄宋儒
受保护的技术使用者：台湾积体电路制造股份有限公司
技术研发日：2022.05.13
技术公布日：2022/11/1
