空气流控制装置以及采用该装置的洁净室 本发明涉及一种空气流控制装置以及一种采用该装置的洁净室，尤其是涉及一种用来在一个洁净室中以大角度分散布引入的空气流的装置，以及采用该装置的洁净室。
洁净室用来通过复杂的加工步骤，制造高集成度半导体装置，该装置的元件小到只有几个微米，所述加工步骤易被灰尘甚至更小的颗粒污染。因此，保持这种加工工作环境绝对洁净以便减少加工复杂性是十分重要的。
半导体工业应该将其迅猛发展归功于洁净室的进步。二十世纪中叶，由于集成电路的产生，伴随着晶体管的出现，从那时以来，用于医药和遗传工程工业的无菌室以及用于精密工业、机器人和电子工业的工业洁净室(ICR)领域中已发生了一场革命。
洁净室大致分为层流型和对流型。层流型洁净室在天花板上提供比对流型更多的过滤器，从而获得较高的净度。这一优点使层流型适用于需要高净度的半导体装置制造过程。此外，层流洁净室被用来处理由设备产生和人体发散的热。
与此相反，对流洁净室更适用于只需要低净度水平的加工过程，例如组装和试验之类。对流洁净室的特殊问题为：这种洁净室系统的结构问题有害地影响着在该洁净室中制造地产品。而且这种结构问题降低了该洁净室中操作者的工作效率。
图1示出一个用于半导体制造过程的传统对流洁净室实例。在图1中，参考标号8标明一个洁净室，而参考标号14标明生产设备。参考标号10标明一个引导空气流进入洁净室8的进口。在此处，进口10包括一个通常使用的过滤器，该过滤器具有如同图4所示的皱纹形外壁22。这个过滤器被安装在一个图3所示的结构18之中。图3结构18的底面是敞开的，其侧壁由一种不透明材料制成。虽然没有画出，洁净室8内的气流进口10具有一个图5所示的过滤器外盖(扩散器)。从图5可见，过滤器外盖的底面上做出许多相同的孔24。经图4过滤器过滤的气流通过孔24引入洁净室8。由于孔24局限于过滤器外盖的底面，引入洁净室8的气流沿着限定的方向分散。
图1中的参考标号12标明用来排出洁净室8气流的出口。由参考标号A至E标明的五个区域是用来测定洁净室8温度的采样区域。
洁净室8的净度、温度和湿度水平应该通过一个循环适当地控制。所述循环包括将气流16引入洁净室8，以及经过安装在洁净室8下部的出口12从该洁净室排出。然而，洁净室8的温度受到由生产设备14如试验机之类或者操作者等产生的热的影响，因而造成洁净室8的各个区域中的温度变化。使用各种适于控制洁净室温度的系统来克服上述温度变化是困难的。在传统洁净室中温度分布的一个实例如图2所示。
图2示出图1所示洁净室8的采样区域A至E的温度变化。如图2所示，在水平轴线上的点标明采样区域A至E。应该指出，在传统洁净室8中的温度分布偏离一个参考温度范围。也就是说，如图所示，用于洁净室8的参考温度是在23±1℃范围内，而在采样区域A至E测得的实际温度是22℃低于此值，或24℃或高于此值。例如，在采样区域A中，温度范围在最低情况下为21℃至23℃之间，而在最高情况下为25℃至26℃之间。
在图1所示的采样区域延伸到洁净室8深处。
如上所述的一个采用传统气流控制装置的洁净室内，引入洁净室的气流向下分散，因而在缩小洁净室多个区域内的温差方面受到限制。此外，由于这样的温差，洁净室的相对湿度不能恰当控制，而且静电水平也会增加。
本发明的一个目的是：提供一种新型空气流控制装置，它以一个比传统空气流控制装置大的角度分散空气流。
本发明的另一个目的在于：提供一种采用上述空气流控制装置的洁净室。
为了达到上述目的，提供一种空气流控制装置，它具有一个高效颗粒过滤器以及一个用于所述高效过滤器的外盖，并包括：
用来控制气流方向的装置，它具有一根位于所述颗粒过滤器和所述外盖之间的轴，
其特征为，被所述轴穿过的一个孔位于所述外盖底面的中心。
最好是：所述空气流方向控制装置包括：一块与所述轴相连的方板以及多块可折叠叶片，每块所述叶片与所述方板的一条侧边相连。
所述空气流控制装置的每个所述叶片均呈四边形。
所述叶片均呈梯形。
所述轴具有一根弹簧，所述弹簧用来减轻在所述叶片运动时施加到所述轴上的拉力。
为了达到上述第二个目的，提供一种洁净室，它包括：
多个用来引入洁净空气的进口；
多个用来排出所述洁净空气的出口；以及一个用于每个所述进口的空气流控制装置。
最好是：所述空气流控制装置包括一根轴、一块与所述轴相连的方板以及多块可折叠的叶片，每块所述叶片与所述方板的一条侧边相连。
所述空气流控制装置被安装在一个高效颗粒过滤器和一个外盖之间，所述外盖的底面具有一个用来安装所述轴的孔。
根据本发明的气流控制装置被用于一个洁净室内，它更广阔地分散气流。由于引入一个采用本发明气流控制装置的洁净室的气流，与采用传统气流控制装置的洁净室的气流相比，以一个更大的角度分散，该洁净室的多个区域的温差显著减小。因此，该洁净室的温度和湿度能保持在一个适当的水平上。
下面参照附图详细介绍本发明的一个最佳实施例，从而使本发明的上述目的和优越性更加明显，其中：
图1示出一个采用传统技术的洁净室；
图2示出在图1结净室内的温度分布；
图3示出一台空气供应装置；
图4示出一个用于传统洁净室内的过滤器；
图5示出一个传统的过滤器外盖；
图6、7和8分别为本发明气流控制装置的透视图、平面图和侧视图；
图9是一个本发明过滤器外盖的透视图；
图10和11分别表示在传统洁净室和本发明洁净室内的空气流分布；
图12和13分别是在传统洁净室和本发明洁净室内测得的空气流分布曲线图。
在图6、7和8中详细描述了本发明的空气流控制装置，其中图6是透视图，图7是平面图，而图8是侧视图。
该气流控制装置具有四个形状相同的可折叠叶片W1至W4、一块方板T以及一根轴41。
所有叶片W1至W4均有四个边和四个角。换句话说，叶片呈四边形。尤其是，上边与下边平行，而且后者比前者长。叶片W1至W4的右边与左边等长。因此，每个叶片的左右边互相面对并且倾斜程度相同。简而言之，叶片呈梯形。方板T的每个侧边与叶片上边相连。
轴41垂直地连结到方板T的中心，并具有一个带弹簧的结构40，所述弹簧用来减轻叶片处于张开状态时施加在轴41上的拉力。
总而言之，本发明气流控制装置的形状像一把伞，而轴41相当于伞柄。
图8是图6所示本发明气流控制装置的正面视图。参见图8，参考标号W表示该气流控制装置的一个叶片。轴41垂直连结在方板T上。用一个改锥之类的工具转动轴41的端部41a，就能使叶片W张开。
下面介绍采用上述机构的本发明气流控制装置的操作。
用工具转动轴41的端部41a，将叶片W1至W4同时向外张开一个预定的角度。于是，从气流控制装置引入的空气流就按照需要被广阔地分散。
本气流控制装置被安装在洁净室的高效颗粒过滤器(见图4，后文简称为过滤器)和本发明外盖24(见图9)之间。如图9所示，本发明过滤器外盖24的底面中心具有一个预定直径的孔42，因此如图6所示的轴41能穿过孔42，这与现有技术的情况不同。在过滤器外盖24底面围绕着孔42还做出多个比孔42直径小的孔25。
图10和11分别描述在传统洁净车间和本发明洁净车间内的气流分散情况。
在图10中，流入传统洁净室的气流18的分散角b是30-45°。
相反，参见图11，流入本发明洁净室的气流46的分散角C是45-150°。其原因为：本发明洁净室具有安装在进口44中的本发明气流控制装置。
下面参照图12、13介绍与引入洁净室的气流分散角相应的洁净室温度分布。
图12是在传统洁净室测得的温度分散曲线图。该曲线图表明，在传统洁净室中的温度在10℃和15℃之间。因此，当参考温度为13℃时，温差为±2℃或稍多。该温差与图2所示的洁净室多个区域中的温差相符。
反之，图13所示的曲线图表明：在采用本发明气流控制装置的洁净室中温度在17℃和18℃之间。
如上所述，通过使用本发明气流控制装置，引入一个要求预定净度水平区域之中的空气流，就能广阔地被分散。例如，当在一个洁净室中使用本发明气流控制装置时，气流广阔地被分散，从而能显著减少洁净车间内的温差，将洁净室的温度和湿度保持在适当水平，并导致车间内静电水平的降低。因此，产品的报废也大为减少。
本发明不受上述实施例限制，十分清楚，任何一个熟悉此项技术的人均可在本发明的范围内做出许多变化。