CN115430227B - 半导体制造厂房中的外气处理装置及其净化空气的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及半导体制造厂房中的外气处理装置及使用所述装置净化空气的方法。本发明实施例提供一种半导体制造厂房。所述半导体制造厂房包含周围控制环境及经配置以将清洁空气供应到所述周围控制环境的外气处理装置。所述外气处理装置包含具有进气口及排气口的外壳。所述外气处理装置还包含经定位在所述外壳中的第一过滤模块。所述第一过滤模块包含经配置以引导空气从所述进气口流动到所述排气口的若干中空纤维。多孔层经形成在所述中空纤维中的每一者的内壁处以过滤具有选定大小的空浮分子污染AMC。

Description

半导体制造厂房中的外气处理装置及其净化空气的方法
技术领域
本发明实施例涉及半导体制造厂房中的外气处理装置及使用所述装置净化空气的方法。
背景技术
一般来说，用于在硅晶片衬底上制造集成电路的工艺通常涉及：使用氧化或各种化学气相沉积工艺中的任一者将薄电介质或导电膜沉积在晶片上；通过光刻使电路图案形成在一层光致抗蚀剂材料上；将对应于电路图案的光致抗蚀剂掩模层放置在晶片上；蚀刻晶片上导电层中的电路图案；及从晶片剥离光致抗蚀剂掩模层。这些步骤(包含光致抗蚀剂剥离步骤)中的每一者提供有机、金属及其它潜在电路污染颗粒累积在晶片表面上的大量机会。
在半导体制造业中，随着晶片上的集成电路器件的大小减小，最小化半导体晶片上的颗粒污染变得越来越重要。随着器件大小减小，污染物比过去含有较大器件的晶片占据晶片上电路元件的可用空间的相对更大百分比。此外，集成电路中存在颗粒损及成品电子产品中器件的功能完整性。
因此，期望提供一种用于控制半导体制造厂房中的周围环境的外气处理装置。
发明内容
本发明的实施例涉及一种半导体制造厂房(FAB)，其包括：周围控制环境；及外气处理装置，其经配置以将清洁空气从所述半导体制造厂房的外部供应到所述周围控制环境，其中所述外气处理装置包括：外壳，其具有进气口及排气口；及第一过滤模块，其定位在所述外壳中且包括经配置以引导空气从所述进气口流动到所述排气口的多个中空纤维，其中多孔层形成在所述中空纤维中的每一者的内壁处。
本发明的实施例涉及一种过滤模块，其包括：罩壳，其具有主轴且包括定位在所述主轴的两侧处的两个相对侧壁；及多个过滤板，其定位在所述罩壳中且每一者连接到所述两个相对侧壁之间，其中所述过滤板中的每一者包括：多个中空纤维，其布置成矩阵且每一者包括管状体及形成在所述管状体的内壁上的多孔层，其中所述多孔层经配置以移除具有小于5的碳原子数的物质；及接合材料，其连接在所述管状体之间用于接合所述中空纤维。
本发明的实施例涉及一种用于净化半导体制造厂房中的空气的方法，其包括：通过进气口将空气从所述半导体制造厂房的外部收集到外气处理装置的外壳；引导来自所述进气口的所述空气流动通过定位在所述外壳中的多个中空纤维以由形成在所述中空纤维中的每一者的内壁处的多孔层捕集物质；及在所述空气通过所述中空纤维之后，通过所述外壳的排气口将所述空气引导到所述半导体制造厂房的周围控制环境。
附图说明
从结合附图来解读的以下详细描述最佳理解本公开的实施例的方面。应注意，根据行业标准做法，各种结构未按比例绘制。事实上，为使讨论清楚，可任意增大或减小各种结构的尺寸。
图1是根据本公开的一些实施例的半导体制造厂房中的无尘室外气处理装置的示意图。
图2是根据本公开的一些实施例的外气处理装置内部的过滤模块的示意图。
图3是沿图2中的线A-A取得的过滤模块的部分元件的剖面图。
图4是沿图3中的线B-B取得的过滤板的部分元件的剖面图。
图5是根据本公开的一些实施例的中空纤维的剖面图。
图6是根据本公开的一些实施例的气流通过中空纤维的多孔层时图5中的区域“C”的放大图。
图7是根据本公开的一些实施例的用于从半导体制造厂房的室外净化外气的方法的流程图。
图8是展示根据本公开的一些实施例的用于在气流通过过滤模块时净化半导体制造厂房中的空气的方法的阶段的剖面图。
图9是展示根据本公开的实施例的包含过滤模块的不同过滤材料的过滤效率的附图。
图10是根据本公开的一些实施例的过滤模块的部分元件的剖面图。
图11是根据本公开的一些实施例的具有布置在轴上的多个过滤板的过滤器组合件的剖面图。
图12是根据本公开的一些实施例的具有以V形方式布置的多个过滤板的过滤器组合件的剖面图。
图13是根据本公开的一些实施例的具有以U形方式布置的多个过滤板的过滤器组合件的剖面图。
图14是根据本公开的一些实施例的具有以弧形方式布置的多个过滤板的过滤器组合件的剖面图。
图15是根据本公开的一些实施例的具有多个过滤板及导流构件的过滤器组合件的剖面图。
具体实施方式
以下公开提供用于实施所提供的目标的不同特征的许多不同实施例或实例。下文将描述元件及布置的特定实例以简化本公开。当然，这些仅为实例且不旨在限制。例如，在以下描述中，“使第一构件形成在第二构件上方或第二构件上”可包含其中形成直接接触的所述第一构件及所述第二构件的实施例，且还可包含其中可形成介于所述第一构件与所述第二构件之间的额外构件使得所述第一构件及所述第二构件可不直接接触的实施例。另外，本公开可在各种实例中重复元件符号及/或字母。此重复是为了简化及清楚且其本身不指示所讨论的各种实施例及/或配置之间的关系。
此外，为便于描述，例如“下面”、“下方”、“下”、“上方(above)”、“上方(over)”、“上”、“在…上”及其类似者的空间相对术语可在本文中用于描述元件或构件与另一(些)元件或构件的关系，如图中所说明。空间相对术语除涵盖图中所描绘的定向之外，还希望涵盖器件在使用或操作中的不同定向。设备可以其它方式定向(旋转90度或以其它定向)且还可因此解译本文所使用的空间相对描述词。
如本文所使用，例如“第一”、“第二”及“第三”的术语描述各种元件、组件、区域、层及/或区段，这些元件、组件、区域、层及/或区段不应受限于这些术语。这些术语可仅用于使元件、组件、区域、层或区段彼此区分。除非内文明确指示，否则本文所使用的例如“第一”、“第二”及“第三”的术语不隐含序列或顺序。
如本文所使用，术语“近似”、“大体上”、“大体”及“约”用于描述及解释小变动。当结合事件或情境使用时，术语可为指其中事件或情境精确发生的例子及其中事件或情境非常近似发生的例子。
根据本公开的一些实施例，提供外气处理装置来清洁外部空气用于半导体制造厂房(FAB)中的整个周围控制环境中的空气的后续分配。周围控制环境(也称为无尘室)为实施半导体制造的位置。通过使用室外外气处理装置，本公开的无尘室与外部环境隔离且经受对污染物(包含空浮颗粒、空浮分子污染(AMC，包含违禁有机化合物，例如异丙醇(IPA)/丙酮)、金属及静电放电(ESD))及对环境参数(例如温度、相对湿度、氧气及振动)的严格控制。外气处理装置利用包含具有多孔层的至少中空纤维的至少过滤模块来强力捕获预选大小的无用物质以防止半导体产品受到污染。
请参考图1，其展示根据本公开的一些实施例的外气处理装置1的示意图。根据一些实施例，外气处理装置为外气装置(MAU)，且外气处理装置1用于在空气3由外壳10收集时净化空气3且将净化空气5供应到半导体制造厂房无尘室(图中未展示)中的周围控制环境中。在一些实施例中，外气处理装置1还用于净化由回风系统(图中未展示)产生的气流中的内部颗粒(其产生在无尘室内)。外气处理装置1的元件可定位在其中发生半导体产品的制造的无尘室的天花板(图中未展示)上方。通过天花板中的开口，空气在连续层流路径中从外气处理装置1向下吸入通过无尘室且通过地板上的开口进入回风系统。
在本公开的示范性实施例中，外气处理装置1包含外壳10、预滤器13、介质过滤器14、活性颗粒移除模块15、风扇16、扩散格网17及若干过滤模块20、50、60、70及80。
外壳10具有细长形状且在延伸方向D上延伸。外壳10具有进气口11及排气口12。进气口11及排气口12可在延伸方向D上形成在外壳10的两个相对端处。预滤器13通常在外壳10中设置成邻近于进气口11，且介质过滤器14设置在预滤器13的下游。预滤器13及介质过滤器14用于在外气处理装置1中执行第一级过滤以从空气3移除大于选定大小的颗粒。
活性颗粒移除模块15设置在介质过滤器14的下游。在一些实施例中，活性颗粒移除模块15包含依序布置的加热旋管151、第一冷却构件152、颗粒移除机构153、第二冷却构件154、再加热构件155。加热旋管151及第一冷却构件152经配置以在气流进入颗粒移除机构153之前控制其温度。湿度控制机构153经配置以在气流上施加水喷雾以移除气流中的可溶性颗粒且将废液排出到外壳10外部。第二冷却构件154及再加热构件155经配置以在气流通过颗粒移除机构153之后将其温度控制到无尘室中所要的温度。
风扇16设置在活性颗粒移除模块15的下游。风扇16经配置以将外部空气3吸入进气口11中且接着依序通过预滤器13、介质过滤器14、活性颗粒移除模块15、扩散格网17及过滤模块20、50、60、70及80，且最终由排气口12排出净化空气。扩散格网17设置在风扇16的下游。扩散格网17经配置以将来自风扇16的空气均匀供应到紧邻于扩散格网17的第一过滤模块20。扩散格网17可经构造以将气流的层流变换成气流的紊流。例如，具有三角形剖面的多个突起形成于扩散格网17的通道中。将参考图6到图8中所展示的实施例来描述气流的紊流移动的功能。
过滤模块20、50、60、70及80依序设置在扩散格网17的下游。在一些实施例中，过滤模块20、50、60、70及80中的每一者经配置以在外壳10中分离来自气流的不同物质。根据本公开，过滤模块20经配置以过滤具有碳原子数小于5的物质，例如甲烷、甲醇(MeOH)、异丙醇(IPA)、丙酮、正丁烷、n-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、丙二醇甲醚(PGME)、乙酸乙酯。过滤模块50经配置以过滤例如二甲硫醚(DMS)的物质，过滤模块60经配置以过滤例如NH3的物质，包含基于活性炭的过滤器的过滤模块70经配置以过滤例如包含碳原子数大于或等于5的总有机碳(TOC)的物质，过滤模块80包含高效率微粒空气(HEPA)过滤器且经配置以从流动通过其的空气移除约99.97％的空浮颗粒。
应了解，本公开不受限于过滤模块的特定顺序，过滤模块的布置可经变动以实现较高过滤效率。此外，可省略过滤模块中的一或多者，或增加其数量。在其中具有相同功能的过滤模块的数量大于2的情况中，这些过滤模块可依序布置或单独布置，即，具有不同功能的一或多个过滤模块被定位在其之间。为了说明，在下文描述中，过滤模块20也称为第一过滤模块，且过滤模块70也称为第二过滤模块。
图2是根据本公开的一些实施例的第一过滤模块20的示意图，且图3是沿图2中的线A-A取得的第一过滤模块20的部分元件的剖面图。在一些实施例中，第一过滤模块20包括罩壳21及经定位在罩壳21中的过滤构件30。罩壳21包含两个侧壁22及23及前框架24。侧壁22及23面向彼此且位于通过罩壳21的中心的主轴210的两侧处。在一些实施例中，侧壁22平行于侧壁23，且主轴210平行于外壳10的延伸方向D(图1)。因此，侧壁22及23平行于外壳10的延伸方向D。
前框架24具有矩形形状且界定用于吸入从风扇16供应的气流的开口240。前框架24具有经连接到侧壁22及23的前边缘的两个相对侧部分242及243。罩壳21的其它两侧对应于未经连接到侧壁且经暴露于外壳10(图1)的内部的前框架24的两个侧部分241及244。罩壳21的后侧(与其中放置前框架24的顶侧相对)也暴露于外壳10(图1)的内部。
过滤构件30经配置以在气流通过第一过滤模块20时过滤气流中的残留物或物质。在一些实施例中，如图3中所展示，过滤构件30定位在罩壳21中且包含若干过滤板，例如过滤板31到38。过滤板31到38定位在罩壳21的侧壁22与23之间。过滤板31及38分别紧邻于前框架24的侧部分241及244。剩余过滤板32到37依序布置在过滤板31与38之间。在本示范性实施例中，过滤板31及38垂直于侧壁23的前边缘231及后边缘232，且过滤板32到37相对于侧壁23的前边缘231倾斜。然而，应了解，可对本公开的实施例进行许多变动及修改。在一些其它实施例中，过滤板31及38相对于侧壁23的前边缘231倾斜。因此，四对过滤板布置在罩壳21中，且如沿垂直于侧壁23的方向所观察，过滤板形成具有相同夹角的若干V形剖面。
在一些实施例中，过滤板31到38的前端及后端覆盖有夹具元件，例如夹具元件25、26及27。夹具元件25，26及27不仅经配置以增强过滤板31到38中的每一者的结构强度，且还促进彼此相邻定位的过滤板31及38的两者连接。夹具元件可包含若干金属片。
在一些实施例中，如图3中所展示，过滤板31到38中的每一者包含布置在平面中的若干中空纤维40。中空纤维40在相应过滤板31到38的厚度方向上延伸一长度。因此，相应过滤板31到38中的中空纤维40垂直于相应过滤板延伸于其中的平面。过滤板31到38中的每一者中的中空纤维40由接合材料39(例如由丙烯酸聚合物、(若干)表面活性剂及其它添加剂的混合物组成的乳胶粘合剂)接合。在其中过滤板(例如过滤板32到37)相对于侧壁23的前边缘231倾斜定位的情况中，这些过滤板31到38中的中空纤维40的纵向方向相对于罩壳21的主轴201倾斜且相对于外壳10的延伸方向D(图1)倾斜。
下文将详细描述根据本公开的示范性实施例的中空纤维40的结构特征。如图4中所展示，中空纤维40中的每一者经形成有管状形状，其具有在圆柱体的纵轴上延伸的气体通道400。相同过滤板中的中空纤维40可布置成矩阵且通过接合材料39接合在一起。在一些实施例中，为增加过滤板的每单位面积的气体通道400的数目，布置在一行中的中空纤维40从布置在另一相邻行中的中空纤维40偏移。例如，如图4中所展示，中空纤维40布置在第一行R1、第二行R2及第三行R3中。布置在第一行R1中的中空纤维40从布置在第二行R2中的中空纤维40偏移，且布置在第二行R2中的中空纤维40从布置在第三行R3中的中空纤维40偏移。第二行R2中的中空纤维40中的每一者的中心可与其中第一行R1或第三行R3中的两个相邻中空纤维彼此接触的点对准。中空纤维40的内径可为约0.1mm到约10mm，且两个中空纤维40的中心之间的距离可为约0.5mm到约2.5mm。过滤板32到38中的中空纤维40可具有类似于过滤板31中的中空纤维的配置，且为简洁起见，省略其细节。
图5是根据本公开的一些实施例的中空纤维40的剖面图。在一些实施例中，中空纤维40中的每一者包含其中形成气体通道400的管状体41。气体通道400具有形成在中空纤维40的两端处用于引导气流通过中空纤维40的两个开口。在一些实施例中，管状体41由选自由以下组成的群组的聚合物制成：聚醚砜(PESF)、聚砜(PSF)、聚苯砜(PPSU)、聚偏二氟乙烯(PVDF)，聚丙烯腈、聚酰亚胺(PI)、醋酸纤维素、二醋酸纤维素、聚醚酰亚胺、聚乳酸、聚酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙醇酸、聚乳酸-甘醇酸、乙烯-乙烯醇(EVOH)、聚己内酯、聚乙烯吡咯啶酮、醋酸纤维素(CA)及聚二甲基硅氧烷、聚四氟乙烯。
中空纤维40进一步包含形成在界定于管状体41的气体通道400中的内壁处的多孔层42。多孔层42可包含通过以适当比率混合及加热包含铝酸盐(例如NaAlO2、Al2O3等)、含硅化合物(Na2SiO3、SiO2等)及碱(如氢氧化钠、氢氧化钾等)的原料以形成沸石来形成的分子筛。在形成多孔层42之后，如图6中所展示，多孔层42的晶格结构43具有形成在其中的若干孔隙44。晶格结构43可包含多个堆叠层45，其中的每一者包含材料的晶格。在示范性实施例中，多孔层42由具有3/4CaO·1/4Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O的化学式的沸石形成，其具有从约5埃到约6埃的范围内的平均孔径。替代地，多孔层42由具有Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O的化学式的沸石形成，其具有从约4埃的范围内的平均孔径。
在一些其它实施例中，管状体41及多孔层42中的每一者包含由硅酸铝(Al2O3·SiO2)制成的纤维。管状体41及多孔层42中的纤维具有相同直径，但管状体41比多孔层42更致密。例如，管状体41中纤维分布的密度与多孔层42中纤维分布的密度相差两个数量级，即，约数百倍。
图7是根据一些实施例的净化半导体制造厂房中的空气的方法90的简化流程图。为了说明，将结合图1到图6中所展示的附图描述流程图。在不同实施例中，可替换或消除一些描述阶段。
方法90包含操作91，其中通过进气口11将空气从半导体制造厂房的外部收集到外气处理装置1的外壳10。在一些实施例中，风扇16通过进气口11将半导体制造厂房外部的空气吸入到外壳10中，此后，空气首先流动通过预滤器13及介质过滤器14且接着通过第一冷却构件152。预滤器13及介质过滤器14从空气移除大于选定大小的颗粒。随着空气通过第一冷却构件152，其冷却到等于或低于露点的温度。同时，空气使用由颗粒移除机构153产生的水喷雾液滴冲洗。这些水喷雾液滴结合到流动空气中的空浮颗粒且最终由重力下拉到经周期性排空以从其移除所收集颗粒的排泄阱(图中未展示)。
在一些实施例中，在通过颗粒移除机构153之后，空气去除在空气进入到外壳10的进气口11中之后存在于其中的所有或大体上大量空浮颗粒。接着，空气流动通过再加热构件155，其将空气的温度升高到约室温。
方法90还包含操作92，其中引导来自进气口11的空气流动通过定位在外壳10中的中空纤维40以由形成在中空纤维40中的每一者的内壁411处的多孔层42捕获物质。在一些实施例中，在离开外壳10的排气口12之前，引导空气通过过滤模块20、50、60、70及80以移除留在空气中的任何化学残留物。当空气流入到第一过滤模块20中时，空气进入过滤模块20的开口240且接着依序通过过滤板31到38中的中空纤维40。
如图6中所展示，当空气迁移通过中空纤维40的多孔层42时，具有类似于多孔层42中的孔径的大小的分子进入多孔层42且被吸附，而具有更大分子的物质无法进入多孔层42或由多孔层42吸附。众所周知，碳原子数可被视为分子的大小。因此，在其中多孔层42的孔径在从约5埃到约6埃的范围内的情况中，具有相对较小大小的物质(例如具有小于5的碳原子数的物质)由多孔层42捕获。物质可包含(例如)甲烷、甲醇(MeOH)、异丙醇(IPA)、丙酮、正丁烷、n-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、丙二醇甲醚(PGME)及乙酸乙酯。
在一些实施例中，如图8中所展示，由于过滤板31及38垂直于侧壁23的前边缘231且由于过滤板32到37相对于侧壁23的前边缘231倾斜，因此当空气3通过过滤板31到38时，空气的流动方向变成相对于罩壳21的主轴210倾斜或垂直。因此，气流的流速减慢，且空气通过中空纤维40的时间周期增加，借此提高过滤效率。
在一些实施例中，第一过滤模块20紧邻于扩散格网17定位。因此，在空气进入第一过滤模块20之前，产生气流的紊流移动，其可进一步增加空气通过中空纤维40的时间周期。另外，紊流还可引起气流通过气体通道400中多孔层42的不同区域，其可有利地延长过滤模块20的寿命且因此降低维护外气处理装置1的成本。
方法90进一步包含操作93，在空气通过过滤模块20、50、60、70及80之后，通过外壳10的排气口12将空气引导到半导体制造厂房的周围控制环境。在一些实施例中，过滤模块20、50、60、70及80从空气移除大于选定大小的任何残留颗粒。因此，空气作为满足或超过无尘室的空气洁净度标准的净化空气5从外壳10的排气口12排出。例如，先进工艺中的一些敏感工艺区中的空浮分子污染(AMC)规格、外气中的TOC浓度不超过10ug/Nm3。最后，净化空气5从外壳10的排气口12排出且通过适合空气分配系统(图中未展示)进入设施的无尘室。
图9展示具有不同过滤介质的过滤模块的过滤效率，其中C0为过滤模块的进口处丙酮的浓度且C为过滤模块的出口处丙酮的浓度。申请人已发现，包含中空纤维的过滤模块(例如图2中所展示的过滤模块20)在时间t之前展现良好过滤效率，而包含低级活性炭或高级活性炭的过滤模块在时间t之前失效，因为测量的比率C/C0超过工厂设定限值。因此，预期过滤模块20的过滤器替换频率比包含低级活性炭或高级活性炭的过滤模块长。根据实验结果，当空气流速为约3,333m3/小时时，中空纤维型过滤器的保持时间在75％丙酮移除效率下为低级活性炭过滤器的9.28倍，且中空纤维型过滤器具有低级活性炭过滤器10.55倍的平衡吸附能力。
在一些实施例中，外气处理装置1同时利用中空纤维及高级活性炭以在外气处理装置1中的空气流动路径中的两个位置处消除具有不同大小的含碳颗粒。例如，如图1中所展示，外气处理装置1在第一过滤模块20中利用中空纤维且也在第二过滤模块70中利用高级活性炭。第一过滤模块20设置在第二过滤模块70的上游。第一过滤模块20经配置以过滤具有小于5的碳原子数的物质，且第二过滤模块70经配置以过滤具有等于或大于5的碳原子数的物质。
应了解，尽管包含中空纤维的过滤模块被设置在包含高级活性炭的过滤模块的上游，但此类两个过滤模块的位置可被交换。在此情况中，由于高级活性炭过滤器具有从约100埃到约400埃的范围内的孔径，因此具有较小大小(C<5)的AMC(例如IPA/丙酮)可由高级活性炭捕获。在一些实施例中，归因于取代效应，在使用高级活性炭过滤器一段时间之后，可从此过滤器释放小分子。然而，从高级活性炭过滤器释放的此类小分子可由位于下游的中空纤维过滤器紧密捕获。
在一些实施例中，方法90可进一步包含对中空纤维执行再生工艺以维持中空纤维的吸附性质。再生工艺可包含(例如)在烘箱中或使用加热器，通过中空纤维施加加热气流。由于包含中空纤维的过滤模块可再生，因此可归因于减少固体废料而避免环境影响。
包含中空纤维的过滤模块的配置不应受限于上述实施例。下文将描述中空纤维过滤模块的一些示范性实施例。
图10是根据本公开的一些实施例的过滤模块的过滤板31a的剖面图。在一些实施例中，过滤板31a包含经布置成矩阵且通过接合材料39a接合在一起的若干中空纤维40a。中空纤维40a中的每一者具有多个气体通道400a，例如7个气体通道。在一些实施例中，中空纤维40a具有圆柱形形状，且整体由多孔材料(例如硅酸铝、沸石或其类似者)制成，其具有从约5埃到约6埃的范围内的平均孔径。在示范性实施例中，沸石具有3/4CaO·1/4Na2O·Al2O3·2SiO2·9/2H2O的化学式。因此，气体通道400a中的中空纤维40a的内壁的每一者经形成有多孔层。当空气迁移通过气体通道400a时，具有碳原子数小于5的物质由多孔层捕获。图10中所展示的多通道型中空纤维可通过增加空气通过中空纤维40a的时间周期来提高过滤效率。
图11展示包含若干过滤板31b、32b及33b的过滤构件30b的实施例。过滤板31b、32b及33b中的每一者包含若干中空纤维，如图4中所展示的过滤板31中的中空纤维或如图10中所展示的过滤板31a中的中空纤维。过滤板31b、32b及33b垂直于当空气3进入过滤构件30b时的气流方向延伸。在操作中，空气3依序由过滤板31b、32b及33b过滤。
在一些实施例中，相应过滤板31b、32b及33b中的多孔层具有均匀孔径，但具有不同于过滤板31b、32b及33b的另一者的孔径的孔径。例如，过滤板31a包含具有第一孔径的多孔层，过滤板31b包含具有第二孔径的多孔层，且过滤板31c包含具有第三孔径的多孔层。第一孔径小于第二孔径，且第二孔径小于第三孔径。
图12展示包含若干过滤板31c、32c、33c及34c的过滤构件30c的实施例，过滤板31c、32c、33c及34c每一者包含若干中空纤维，如图4中所展示的过滤板31中的中空纤维或如图10中所展示的过滤板31a中的中空纤维。在一些实施例中，过滤构件30c定位在罩壳21中，如图2及图3中所展示，且如沿垂直于侧壁23的方向所观察，每一对过滤板31c、32c及过滤板33c及34c具有含相同夹角的V形剖面。
图13展示包含若干过滤板31d、32d、33d、34d、35d、36d、37d的过滤构件30d的实施例，过滤板31d、32d、33d、34d、35d、36d、37d每一者包含若干中空纤维，如图4中所展示的过滤板31中的中空纤维或如图10中所展示的过滤板31a中的中空纤维。在一些实施例中，过滤构件30d定位在罩壳21中，如图2及图3所展示，且如沿垂直于侧壁23的方向所观察，过滤板31d、32d、33d及过滤板35d、36d、37d形成U形剖面，且过滤板34d连接在过滤板33d与过滤板35d之间。
图14展示包含若干过滤板31e、32e及33e的过滤构件30e的实施例，过滤板31e、32e及33e每一者包含若干中空纤维，如图4中所展示的过滤板31中的中空纤维或如图10中所展示的过滤板31a中的中空纤维。在一些实施例中，过滤构件30e定位在罩壳21中，如图2及图3中所展示，且如沿垂直于侧壁23的方向所观察，过滤板31e、32e及33e形成弧形剖面。随着空气3进入过滤构件30e，过滤板32e可垂直于气流方向定位，且过滤板31e及33e连接到过滤板32e的两端且远离过滤板32e向外延伸。
图15展示包含多个过滤板31f、32f、33f及34f的过滤构件30f的实施例，多个过滤板31f、32f、33f及34f每一者包含若干中空纤维，如图4中所展示的过滤板31中的中空纤维或如图10中所展示的过滤板31a中的中空纤维。另外，过滤构件30f进一步包含若干导流构件281f、282f、283f、284f及285f。随着空气3进入过滤构件30f，过滤板31f、32f、33f及34f可平行于气流方向定位，且气流构件281f、282f、283f、284f及285f界定过滤构件30f中的若干通路以引导空气通过过滤板31f、32f、33f及34f。
本公开的实施例提供用于净化半导体制造厂房中的空气的方法及系统。外气处理装置包含若干中空纤维，其包含多孔层作为吸附剂以移除具有小于5的碳原子数的空浮分子污染。由于多孔层的孔径根据待移除的分子的大小来有意选择，因此分子可由中空纤维强力捕获。因此，可减轻或避免关于半导体制造厂房中的半导体晶片会由空浮分子污染的担忧，且因此可提高半导体晶片的产品良率。
根据本公开的实施例，提供一种半导体制造厂房。所述半导体制造厂房包含周围控制环境及外气处理装置。所述外气处理装置经配置以将清洁空气从所述半导体制造厂房的外部供应到所述周围控制环境。所述外气处理装置包含具有进气口及排气口的外壳。所述外气处理装置进一步包含定位在所述外壳中的第一过滤模块。所述第一过滤模块包含经配置以引导空气从所述进气口流动到所述排气口的若干中空纤维。另外，多孔层形成在所述中空纤维中的每一者的内壁处。
根据本公开的另一实施例，提供一种过滤模块。所述过滤模块包含罩壳及若干过滤板。所述罩壳具有主轴且包括定位在所述主轴的两侧处的两个相对侧壁。所述过滤板定位在所述罩壳中且每一者连接在所述两个相对侧壁之间。所述过滤板包含布置成矩阵的若干中空纤维。所述中空纤维中的每一者包含管状体及形成在所述管状体的内壁上的多孔层。所述多孔层经配置以移除具有小于5的碳原子数的物质。另外，所述过滤板包含连接在所述管状体之间用于接合所述中空纤维的接合材料。
根据本公开的又一实施例，提供一种用于净化半导体制造厂房中的空气的方法。所述方法包含通过进气口将空气从所述半导体制造厂房的外部收集到外气处理装置的外壳。所述方法还包含引导来自所述进气口的所述空气流动通过定位在所述外壳中的多个中空纤维以由形成在所述中空纤维中的每一者的内壁处的多孔层捕集物质。所述方法进一步包含在所述空气通过所述中空纤维之后通过所述外壳的排气口将所述空气引导到所述半导体制造厂房的周围控制环境。
上文已概述若干实施例的结构，使得所属领域的技术人员可更好理解本公开的方面。所属领域的技术人员应了解，其可易于使用本公开作为设计或修改用于实施相同目的及/或实现本文所引入的实施例的相同优点的其它工艺及结构的基础。所属领域的技术人员还应认识到，这些等效构造不应背离本公开的精神及范围，且其可在不背离本公开的精神及范围的情况下对本文作出各种改变、取代及更改。
符号说明
1:外气处理装置
3:空气
5:净化空气
10:外壳
11:进气口
12:排气口
13:预滤器
14:介质过滤器
15:活性颗粒移除模块
16:风扇
17:扩散格网
20:过滤模块/第一过滤模块
21:罩壳
22:侧壁
23:侧壁
24:前框架
25:夹具元件
26:夹具元件
27:夹具元件
30:过滤构件
30b:过滤构件
30c:过滤构件
30d:过滤构件
30e:过滤构件
30f:过滤构件
31到38:过滤板
31a:过滤板
31b:过滤板
31c:过滤板
31d:过滤板
31e:过滤板
31f:过滤板
32b:过滤板
32c:过滤板
32d:过滤板
32e:过滤板
32f:过滤板
33b:过滤板
33c:过滤板
33d:过滤板
33e:过滤板
33f:过滤板
34c:过滤板
34d:过滤板
34f:过滤板
35d:过滤板
36d:过滤板
37d:过滤板
39:接合材料
39a:接合材料
40:中空纤维
40a:中空纤维
41:管状体
42:多孔层
43:晶格结构
44:孔隙
50:过滤模块
60:过滤模块
70:过滤模块/第二过滤模块
80:过滤模块
90:方法
91:操作
92:操作
93:操作
151:加热旋管
152:第一冷却构件
153:颗粒移除机构/湿度控制机构
154:第二冷却构件
155:再加热构件
210:主轴
231:前边缘
232:后边缘
240:开口
241:侧部分
242:侧部分
243:侧部分
244:侧部分
281f:导流构件
282f:导流构件
283f:导流构件
284f:导流构件
285f:导流构件
400:气体通道
400a:气体通道
411:内壁
C:区域
D:延伸方向
R1:第一行
R2:第二行
R3:第三行。

Claims (20)

1.一种半导体制造厂房，其包括：
周围控制环境；及
外气处理装置，其经配置以将清洁空气从所述半导体制造厂房的外部供应到所述周围控制环境，其中所述外气处理装置包括：
外壳，其具有进气口及排气口；及
第一过滤模块，其经定位在所述外壳中且包括经配置以引导空气从所述进气口流动到所述排气口的多个中空纤维，其中多孔层形成在所述中空纤维中的每一者的内壁处，其中所述中空纤维中的每一者具有圆柱形形状，且接合材料经施加于所述中空纤维之间。
2.根据权利要求1所述的半导体制造厂房，其中所述多孔层的孔径在从5埃到6埃的范围内。
3.根据权利要求1所述的半导体制造厂房，其中所述中空纤维中的每一者包括一个单一气体通道，其中所述中空纤维中的每一者的所述内壁界定于所述气体通道中且经覆盖有所述多孔层。
4.根据权利要求1所述的半导体制造厂房，其中所述中空纤维中的每一者包括多个气体通道，其中所述中空纤维中的每一者的所述内壁界定于所述气体通道中且经覆盖有所述多孔层。
5.根据权利要求1所述的半导体制造厂房，其中所述中空纤维的纵向方向相对于所述外壳的延伸方向倾斜。
6.根据权利要求1所述的半导体制造厂房，其中所述外气处理装置进一步包括经定位在所述外壳中且位于所述第一过滤模块下游的第二过滤模块，其中所述第二过滤模块包括活性炭过滤器。
7.根据权利要求1所述的半导体制造厂房，其中所述外气处理装置进一步包括：
风扇，其经定位在所述外壳中且位于所述第一过滤模块的上游；及
扩散格网，其经定位在所述风扇与所述第一过滤模块之间，所述扩散格网经配置以将来自所述风扇的所述空气均匀供应到所述第一过滤模块。
8.一种过滤模块，其包括：
罩壳，其具有主轴且包括经定位在所述主轴的两侧处的两个相对侧壁；及
多个过滤板，其定位在所述罩壳中且每一者经连接在所述两个相对侧壁之间，其中所述过滤板中的每一者包括：
多个中空纤维，其经布置成矩阵且每一者包括管状体及经形成在所述管状体的内壁上的多孔层，其中所述多孔层经配置以移除具有碳原子数小于5的物质；及
接合材料，其经连接在所述管状体之间，用于接合所述中空纤维。
9.根据权利要求8所述的过滤模块，其中所述多孔层包括具有从5埃到6埃的范围内的孔径的晶格结构。
10.根据权利要求8所述的过滤模块，其中所述物质包括甲烷、甲醇、异丙醇、丙酮、正丁烷、n-甲基-2-吡咯啶酮、丙二醇甲醚、乙酸乙酯，或其组合。
11.根据权利要求8所述的过滤模块，其中中空纤维的至少一部分相对于所述罩壳的所述主轴倾斜布置。
12.根据权利要求8所述的过滤模块，其中所述多个过滤板其中的一个过滤板中的所述中空纤维垂直于所述一个过滤板延伸的平面。
13.根据权利要求8所述的过滤模块，其中所述过滤板以V形方式或U形方式布置，如沿垂直于所述侧壁的方向所观察。
14.一种用于净化半导体制造厂房中的空气的方法，其包括：
通过进气口，将空气从所述半导体制造厂房的外部收集到外气处理装置的外壳；
引导来自所述进气口的所述空气流动通过经定位在所述外壳中的多个中空纤维，以由经形成在所述中空纤维中的每一者的内壁处的多孔层捕集物质，其中所述中空纤维中的每一者具有管状体，且接合材料经施加于所述中空纤维之间；及
在所述空气通过所述中空纤维之后，通过所述外壳的排气口将所述空气引导到所述半导体制造厂房的周围控制环境。
15.根据权利要求14所述的方法，其中当所述空气流动通过所述中空纤维时，所述多孔层经配置以捕集具有碳原子数小于5的物质。
16.根据权利要求15所述的方法，其中具有碳原子数小于5的所述物质由具有从5埃到6埃的范围内的孔径的所述多孔层捕集。
17.根据权利要求14所述的方法，其中当所述空气通过所述中空纤维中的一者时，所述空气沿所述中空纤维的气体通道流动，所述中空纤维的纵向方向相对于所述外壳的延伸方向倾斜。
18.根据权利要求14所述的方法，进一步包括在所述空气离开所述排气口之前，引导来自所述中空纤维的所述空气通过活性炭过滤器。
19.根据权利要求14所述的方法，进一步包括通过风扇泵抽所述空气进入所述外壳及引导所述空气通过经定位在所述风扇与所述中空纤维之间的扩散格网，以将来自所述风扇的所述空气均匀供应到所述中空纤维。
20.根据权利要求14所述的方法，其中所述中空纤维中的每一者具有圆柱形形状。
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