CN1577721A - 无尘室系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无尘室系统。该无尘室包括多个多级无尘室和空气通道。该多个多级无尘室至少具有下层无尘室和位于其上的上层无尘室。该空气通道允许空气在该上层无尘室和该下层无尘室之间流动并且使气流平稳。

Description

无尘室系统
本申请要求在2003年6月28日于韩国提出的韩国专利申请2003-42960的权利，其作为参考结合于此。
技术领域
本发明涉及用来制造半导体装置或者液晶显示装置的空间，尤其是涉及无尘室系统的结构，该系统在制造空间内可以改善在基本垂直的方向上气流的一致性。
背景技术
随着尺寸的增加和分辨率的提高，已经促进了TFT-LCD技术及其应用的发展。目前，对于产品来讲，生产率的增长和低廉的价格是重要的因素。为了达到这一目的，需要制造商、相关材料工业和制造设备提供商之间的合作，以简化制造过程并且提高产量。
可以把TFT-LCD板的制造过程分成下面几步，即：TFT排列过程，用于形成转换装置以施加象素单元的信号；颜色滤波过程，用于形成红(R)、绿(G)和蓝(B)色滤波器，从而提供颜色；以及液晶过程，用于形成在薄膜晶体管基片和滤色器基片之间的液晶层。由于在制造过程中产生的细小灰尘和颗粒，因此通过这种方法形成的液晶显示装置容易出现缺陷。结果，对于降低成本、获得高产量以及有效地生产液晶显示装置来讲，防止污染是重要的。工作人员、设备、设施(包括清洁的房间)以及化学制品都是细小颗粒污染的主要原因。特别地，来自工作人员和清洁设施的颗粒都是主要的污染物。这样，就需要非常清洁的制造空间(下面称作‘无尘室’)，以便加工液晶显示装置。
图1示出了现有技术中三层的无尘室系统的结构。如图1所示，该三层无尘室系统100包括：无尘室10，基本在其中完成制造过程；设置于无尘室10的上、下级的上部空间a和下部空间b；以及干燥线圈18a和18b，它们位于无尘室10的两侧并且用作气流上升通道。用于制造液晶的设备(例如，沉积设备或蚀刻设备)布置在无尘室10内，并且用来将气流供给无尘室10的风扇过滤单元15设置在无尘室10的顶板上。
构造成上述的现有技术的无尘室系统100通过布置在每一层的无尘室内的独立空气循环来保持清洁。即，当从第一无尘室10a的下部空间a将气流供给第一无尘室10a的上部空间b时，气流通过布置在第一无尘室10a上侧的风扇过滤单元15，从而形成在第一无尘室10a内的垂直气流。该垂直气流在通过第一无尘室10a的底板17之后进入无尘室10a的下部空间a，然后，通过形成在第一无尘室10a两侧的干燥线圈18a和18b上升到第一无尘室10a的上部空间b。已经进入上部空间b的气流重新通过风扇过滤单元15移动进入第一无尘室10a，并且形成其内的垂直气流，而后，排放到该无尘室10a的下部空间a。以与第一房间10a相同的方式来进行第二和第三无尘室10b和10c的气流循环。
通过在无尘室10两侧准备的干燥线圈18a和18b使无尘室10下部空间a的气流上升到上部空间b，现有技术的无尘室系统100反复进行气流循环，从而保持清洁。
然而，在该无尘室系统100内，由于干燥线圈18a和18b、到上部空间b的气流通道布置在无尘室10的两侧，因此不能完全垂直地形成无尘室10内的气流，而是向侧面倾斜。因此，如图2A和2B所示，由于在无尘室10的中央部分的气流向干燥线圈18a和18b的一侧倾斜，所以在无尘室10的中央部分不能适当地保持清洁。
发明内容
因此，本发明致力于无尘室系统，其能够基本避免由于现有技术的限制和缺陷而引起的一个或者多个问题。
因此，本发明的一个目的是提供一种无尘室系统，其能够一致形成无尘室内沿着垂直方向的气流。
本发明的另一目的是提供一种有效利用空间的无尘室系统。
在下面的描述中将提出本发明的其他特征和优点，并且一部分特征和优点从说明书来看是显然的，或者通过实践本发明可以知道。通过在所写的说明书和其权利要求书以及附图中特别指出的结构，将可以实现并获得本发明的这些目的和其他优点。
为了获得这些和其他优点并且根据本发明的目的，如在此所具体化并且广泛描述的那样，无尘室系统包括：多个多级(multi-level)无尘室，它们至少具有下层无尘室和设置在该下层无尘室之上的上层无尘室；空气通道，其设置成允许空气在上层无尘室和下层无尘室之间流动并且使气流平稳。
在另一方面，无尘室系统包括：多个多级无尘室，它们至少具有下层无尘室和设置在该下层无尘室之上的上层无尘室，每一无尘室具有工作空间以及在其上部和下部的上部空间和下部空间；至少一个中间层分界板，它形成在上层无尘室的下部空间和下层无尘室的上部空间之间；以及多个干燥线圈，它们基本形成在中间层分界板上并且用于提供一通道，通过该通道空气可以从上层无尘室的下部空间流到下层无尘室的上部空间中。
在另一方面，无尘室系统包括：多级无尘室的下层无尘室，该下层无尘室具有分别位于其工作空间上面和下面的上部空间和下部空间；布置在下层无尘室之上的多级无尘室的上层无尘室，该上层无尘室具有分别位于其工作空间上面和下面的上部空间和下部空间；中间层分界板，其设置在上层无尘室的下部空间和下层无尘室的上部空间之间；以及多个孔，它们形成在中间层分界板上以提供一通道，通过该通道空气可以从上层无尘室的下部空间流到下层无尘室的上部空间中。
应理解，前面的概括描述和后面的详细描述都是示例性和解释性的，并且是为了进一步解释如权利要求所限制的本发明。
附图说明
结合于此旨在进一步理解本发明并且构成说明书一部分的附图示出了本发明的实施方式，并且与说明书一起用来解释本发明的原理。在附图中：
图1是表示根据现有技术构造的无尘室系统的结构的剖视图；
图2A和2B示出了根据现有技术的干燥线圈的一侧和另一侧的气流；
图3是表示根据本发明的无尘室系统的结构的剖视图；
图4是表示风扇过滤单元的示意图；
图5示出了无尘室的底板；
图6是表示根据本发明的无尘室系统的结构的透视图；以及
图7示出了根据本发明的气流。
具体实施方式
现在详细地描述本发明的优选实施例，在附图中示出了这些例子。
图3是表示根据本发明的无尘室系统的结构的剖视图。图3的无尘室系统表示三层的无尘室系统，其与现有技术的无尘室系统相当。
如图3所示，无尘室系统200包括：多个多级无尘室20a-20c，在其中完成例如沉积或者蚀刻这样的制造过程；下部空间a1-a3和上部空间b1-b3，它们设置在无尘室20a-20c的上、下侧，并且供给和排放气流；以及风扇过滤单元25，其布置在每一无尘室20a-20c的顶板处，并且产生在上部清洁空间和下部清洁空间之间的垂直气流。
干燥线圈23设置在区分无尘室不同级的中间层分界板22上，以便将从上层无尘室排放的气流平稳地供给下层无尘室，并且适当地控制气流的温度和湿度。该干燥线圈23以规则的间隔设置在中间层分界板22上，以允许从上层无尘室排放的气流均匀地通过，从而没有倾斜地被导入下层无尘室中。
根据无尘室的总体宽度，可以变化地设定干燥线圈23之间的距离。即，假设无尘室的总体宽度为100m，那么可以按照大约40m的间隔来形成干燥线圈，从而使气流均匀。为了使气流更加均匀，可以彼此更加紧密地形成干燥线圈。因为干燥线圈23安装在无尘室20a、20b和20c之间的中间层分界板22内，所以即使增加干燥线圈的数量，实际上也可以保证无尘室的空间。取代干燥线圈，可以将孔均匀地布置在中间层分界板22上。即，通过形成在中间层分界板22上的孔，可以形成中间层气流。
沉积设备、曝光设备和蚀刻设备布置在每一个无尘室20a到20c内，从而完成沉积和蚀刻过程。还有，风扇过滤单元25设置在每一无尘室20a-20c的顶板上，以保持无尘室内的清洁并产生气流流动。
如图4所示，风扇过滤单元25包括风扇25a和用来过滤例如灰尘这样的细小颗粒的过滤器25b。通过风扇25a的旋转吸进空气，然后通过过滤器25b的旋转滤掉空气中的细小颗粒，例如灰尘。然后，将没有灰尘的空气排放到下一级。
如图5所示，每一无尘室20a-20c的底板27包括通孔27a，从而允许无尘室里面的空气穿过这里流到该无尘室的下部空间。通孔27a以均匀的密度形成在整个底板27上。
如上所述构成的无尘室系统200通过连续地接收新鲜的外界空气的非循环方法来保持无尘室的清洁，或者通过连续地循环整个无尘室内的外界空气的循环方法来保持无尘室的清洁。非循环方法使用100％的外界空气。此外，因为必须完全地排放来自下层无尘室的空气，所以需要设置气流排放管来把空气排放到无尘室系统的外面。比较而言，在循环的方法中，当外界空气输入其内时，通过形成在中间层分界板上的孔、风扇过滤单元或者干燥线圈将该外界空气排放到下一级，并且排放的空气再次被引导到上一级。通过这样的过程，就可以循环气流。因此，为了使已经排放的空气上升到上一级，必须另外准备一连接管道，以便将上一级和下一级连接起来。
在无尘室系统200内，当外界空气或者从下一级排放的空气通过管道(未示出)上升到位于最上级的第三无尘室20c的上部空间b3时，通过安装在第三无尘室20c的顶板上的风扇过滤单元25滤掉污染颗粒，并且在第三无尘室20c内形成垂直气流。该垂直气流通过形成在底板27上的孔(未示出)流到下部空间a3。排放进入下部空间a3内的气流通过干燥线圈23并且又流到第二无尘室20b的上部空间b2。
此时，如图6所示，以规则间隔布置干燥线圈23，并且由于干燥线圈23以规则间隔布置在中间层分界板22上，所以进入第三无尘室20c的下部空间a3内的气流不会朝向一侧倾斜。而是保持一致的垂直气流，并且流到第二无尘室20b的上部空间b2。
引入第二无尘室20b的上部空间b2的气流被装在顶板上的风扇过滤单元25吸入，并且进入第二无尘室20b以形成一致的垂直气流。然后，该气流在通过形成在中间层分界板22上的干燥线圈23后进入第一无尘室20a。已经进入到第一无尘室20a的气流被排放到第一无尘室20a的下部空间a1，并且通过外部排气管道(未示出)强行排出，或者通过设在无尘室系统200外面两侧的连接管道(未示出)将其引入第三无尘室20c的上部空间b3。引入第三无尘室20c的上部空间b3内的气流重复地经历上述的过程，从而保持无尘室里面的清洁。
图7示出了按照上述方法执行时无尘室内的气流流动的模拟结果。具体地，它表示在无尘室系统200的第二无尘室20b和第二无尘室下部空间a2之间的气流。
如图7所示，在第二无尘室20b的中央和两侧都产生沿着一致方向的垂直气流，该气流通过第二无尘室的下部空间a2，并且通过干燥线圈23排放。由于干燥线圈23以规则间隔布置，因此气流不会朝向一侧倾斜，而是沿着一致的垂直方向形成。
另外，在本发明中，由于干燥线圈形成在无尘室两层之间，因此与现有技术中干燥线圈设置在无尘室系统的两侧和中央部分的结构相比较，能够保证更多的无尘室。
如到目前为止描述的那样，根据本发明的、用于需要清洁制造空间的半导体装置或者液晶显示装置的无尘室系统具有很多好处。例如，由于干燥线圈以规则间隔布置在两级无尘室之间以允许气流从中穿过，因此能够均匀地保持流进无尘室内的气流。相比较而言，在现有技术的无尘室系统内，由于无尘室内的气流排放到该无尘室的下部空间一侧，因此气流倾斜，由此不能保持在无尘室中央部分的清洁。另外，因为气流通道以规则间隔设置在无尘室的不同级之间，所以在无尘室内的气流能够沿着某一方向一致地流动，从而能够使无尘室里面保持清洁。
显然，对于本领域的技术人员而言，在本发明的无尘室系统内可以进行各种改进和变化，只要不脱离本发明的精神或范围。因此，如果这些改进和变化包括在所附的权利要求书的范围及其等同范围内，那么本发明势必包括它们。

Claims (21)

1、一种无尘室系统，包括：
多个多级无尘室，它们至少具有下层无尘室和设置在该下层无尘室之上的上层无尘室；以及
空气通道，其设置成允许空气在该上层无尘室和该下层无尘室之间流动并且使气流平稳。
2、根据权利要求1所述的无尘室系统，还包括：
风扇过滤单元，其布置在所述下层无尘室的顶板上以便于空气从所述上层无尘室流到所述下层无尘室，从而产生大致垂直的气流；以及
具有多个通孔的底板。
3、根据权利要求2所述的无尘室系统，其特征在于，所述风扇过滤单元包括：风扇，其旋转以便从所述上层无尘室吸进空气；以及
过滤器，用于从流过所述风扇过滤单元的空气中滤掉颗粒。
4、根据权利要求1所述的无尘室系统，其特征在于，所述空气通道包括：
设置在所述上层无尘室下部的下部空间；
设置在所述下层无尘室上部的上部空间；以及
干燥线圈，其设置在该下部空间和上部空间之间且位于区分不同级的中间层分界板上。
5、根据权利要求4所述的无尘室系统，其特征在于，设置至少两个干燥线圈。
6、根据权利要求4所述的无尘室系统，其特征在于，以规则间隔布置所述干燥线圈。
7、根据权利要求4所述的无尘室系统，其特征在于，所述干燥线圈控制在所述上层无尘室和所述下层无尘室之间流动的空气的温度和湿度。
8、根据权利要求1所述的无尘室系统，其特征在于，所述空气通道包括：
设置在所述上层无尘室下部的下部空间；
设置在所述下层无尘室上部的上部空间；以及
多个孔，它们设置在该下部空间和上部空间之间且位于区分不同级的中间层分界板上。
9、根据权利要求1所述的无尘室系统，还包括：连接管道，其用于将从所述多个多级无尘室的最下面无尘室的下部空间排放的空气移动到所述多个多级无尘室的最上面无尘室的上部空间。
10、根据权利要求1所述的无尘室系统，还包括：排气管道，用于从所述多个多级无尘室的最下面无尘室的下部空间向外排放气流。
11、一种无尘室系统，包括：
多个多级无尘室，它们至少具有下层无尘室和设置在该下层无尘室之上的上层无尘室，每一无尘室具有工作空间以及在其上部和下部的上部空间和下部空间；
至少一个中间层分界板，它形成在所述上层无尘室的下部空间和所述下层无尘室的上部空间之间；以及
多个干燥线圈，它们基本形成在所述中间层分界板上并且提供一通道，通过该通道空气可以从所述上层无尘室的下部空间流到所述下层无尘室的上部空间。
12、根据权利要求11所述的无尘室系统，还包括：风扇过滤单元，其基本布置在所述下层无尘室的顶板上以便于空气从所述上层无尘室流到所述下层无尘室。
13、根据权利要求12所述的无尘室系统，其特征在于，所述风扇过滤单元包括：
风扇，其旋转以便从所述上层无尘室吸进空气；以及
过滤器，用于从流过所述风扇过滤单元的空气中滤掉颗粒。
14、根据权利要求11所述的无尘室系统，还包括：连接管道，其用于将从所述多个多级无尘室的最下面无尘室的下部空间排放的空气移动到所述多个多级无尘室的最上面无尘室的上部空间。
15、根据权利要求11所述的无尘室系统，还包括：排气管道，用于从所述多个多级无尘室的最下面无尘室的下部空间向外排放气流。
16、根据权利要求11所述的无尘室系统，其特征在于，每一干燥线圈控制所述气流的温度和湿度。
17、一种无尘室系统，包括：
多级无尘室的下层无尘室，该下层无尘室具有分别位于该下层无尘室的工作空间上面和下面的上部空间和下部空间；
布置在所述下层无尘室之上的多级无尘室的上层无尘室，该上层无尘室具有分别位于该上层无尘室的工作空间上面和下面的上部空间和下部空间；
中间层分界板，其设置在所述上层无尘室的下部空间和所述下层无尘室的上部空间之间；
以及多个孔，它们形成在所述中间层分界板上以提供一通道，通过该通道空气可以从所述上层无尘室的下部空间流到所述下层无尘室的上部空间。
18、根据权利要求17所述的无尘室系统，还包括：风扇过滤单元，其基本布置在所述下层无尘室的顶板上以便于空气从所述上层无尘室流到所述下层无尘室，并且滤掉从所述上层清洁空间流到所述下层清洁空间的空气中的颗粒。
19、根据权利要求18所述的无尘室系统，其特征在于，多个风扇过滤单元基本布置在所述下层无尘室的工作空间的顶板上。
20、根据权利要求17所述的无尘室系统，还包括：连接管道，其用于将从所述多个多级无尘室的最下面无尘室的下部空间排放的空气移动到所述多个多级无尘室的最上面无尘室的上部空间。
21、根据权利要求17所述的无尘室系统，还包括：排气管道，用于从所述多个多级无尘室的最下面无尘室的下部空间向外排放气流。
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