TW482881B - Air conditioning system for semiconductor clean room - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 482881 A7 B7 五、發明説明（/ ) 本發明之背景 本發明之領域 本發明係關於為了供懕潔淨後的新鮮空氣到無塵室之 半導體無塵室用空調系統，尤指半導體無塵室用空氣調節 系統，藉應用一個化學性漶清器在介於包括增濕機之空氣 調節器與無塵室之間來化學性地去除化學雜質。 相關技術之說明 無塵室係特殊的清淨空間，在空氣中的灰塵（漂浮粒 子）被減少到某種所要的清潔程度以便保護工件不被灰塵 所污染。尤其，在此無塵室中空氣調節的強度及明亮的強 度被讕節Μ及避免雜音及振動。半導體裝置的生產媒包括 基本的設計製程，例如圖案產生或網線製造、晶圓的製造 過程、檢驗過程、組合/包裝過程、最終試驗過程及品質 檢驗過程等。重複的擴散、曝光、顯影、蝕刻及擴散之製 程在晶圓的製造中被執行，使得控制類似灰塵之污染物與 調節溫度及強度Μ便完全地改善半導體產品的良率、精密 度和可靠度變得非常重要。 大氣中包括許多粒子和水蒸氣Κ及煙，因此需要藉供 應被過漶的及潔淨後的新鮮空氣來淨化空氣。 圓1顯示用Κ去除塵埃Κ及調節溫度與濕度之無塵室 用傳統的空氣調節系統之示意圖。室外的空氣如顯示於圔 2中被分離地通過第一空氣調節器1Κ便被淨化，並且所 產生的新鮮空氣通過新鮮空氣輸送管2Κ便被供應進入無 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ 297公釐了 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

482881 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 1、發明説明（>) 塵室5，該新鮮空氣輸送管2係位在空氣調節器1M及再 循環空氣輸送管11之間。在進入該無塵室之前，此新鮮 空氣選擇性地通過一個棍據該無塵室5之清淨等級的U L PA濾清器4 (超低滲透性空氣漶清器）。為了更有效率的 及經濟的蓮轉，此在進入該無塵室5之前或在通過該無塵 室5之後被分雛的新鮮空氣為了再一次地在重新循環進入 該無塵室之前調節其溫度與濕度目的而通過額外的第二空 氣調節器8或第三空氣調節器9。此外，此新鮮空氣可Μ 為了去除在此新鮮空氣中的雜質之目的而通遇特別的乾燥 空氣洗滌器7。為了增進用Μ經由第二空氣調節器8及第 三空氣調節器9供應新鮮空氣進入無塵室之空氣調節系統 的效率，此系統已經被設計成Κ該無塵室5為中心，經過 用Μ依序地淨化新鮮空氣，其經遴該新鮮空氣輪送管2、 該第二空氣調節器8、該ULPA濾清器4、該無塵室5 及該乾燥空氣洗滌器7而通過該第一空氣調節器1之次要 的循環線、用Μ依序地淨化新鮮空氣，其經由該新鮮空氣 輪送管2、第二空氣調節器8、該ULPA漶清器4、該 無塵室5、該第三空氣調節器9、該ULPA漶清器4、 該無塵室5Μ及該乾燥空氣洗滌器7而通過該第一空氣調 節器1之中間的循環線，和用Κ依序地淨化新鮮空氣，其 經由該第三空氣調節器9、該ULPA濾清器4、該無塵 室5 K及該乾燥空氣洗滌器7而通過該第一空氣調節器1 之主要的循環線來循環該新鮮空氣。 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ----5. -1 - 1·^ i_n a - --=- m· I—*-----55 m ·1Μ·- li ........ aim ·1 ·ϋϋ"v m_i am l_1·^ MW (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（2) 在上面所逑的系統中，如顯示於圖2中，該第一空氣 調節器1、第二空氣調節器8、第三空氣調節器9的每一 個通常具有除濕機1 a、預熱器1 b、前置濂清器1 c、 中央濾清器1 d、冷郤器1 e、加熱器1 f、增濕機1 g 、送氣風扇IhK及HEPA漶清器（高效能微粒空氣漶 清器）1 i依序排列在空氣調節器的外側到内側，Μ便藉 該送氣風扇1 h的驅動而使室外之空氣吹向該無塵室5。 在這個淨化過程中，在新鮮空氣中大到0 ♦ 1 «in的塵埃 經由該前置漶清器1 c、該中央漶清器1 dM及該 HE PA濾清器1i而被去除到達99·9999%。而且， 藉選擇性地運轉該除濕機1 a及增濕機1 g來調節空氣的 濕度Μ及藉選擇性地運轉該加熱器1f及冷却器1e來控 制空氣的溫度，使得被控制的新鮮空氣被供應進入該無塵 室5中。 但是，這個半導體無塵室用傳統之空調系統對於具有 埃（A)簞位之外徑，例如二氧化硫S02 、二氧化氮N 〇2 K及磷酸H3 P〇4等與晶圓之表面物質起化學反應 與敏感地影響半導體之製造過程的化學分子雜質的去除並 不具效力，表1顯示在空氣中流經該圈1之空氣調節系統 在點⑴、⑵及⑶所量測的化學雜質之濃度。 表1 :在半導體無塵室用空氣調節糸統中於每一點磷酸的 濃度分布（單位：ag/m3) 表 1 -5- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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A7 B7 五、發明說明（f) 在點⑴處量測 在點⑵處量測 在點⑶處量測 無增濕機蓮作 0*502 0*0051 0*12 有增濕機運作 0，8 2 9 0*0068 0*21 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 如顯示於圖1中，在空氣經過增濕機i S之後，磷酸 的濃度急速龙增邡，其起因於磷酸被當作添加劑使用κ便 防止在該第一空氣調節器1之增濕機i S、第二空氣調節 器8以及第三空氣調節器9中生垢的事實之緣故。

這些易於黏附在晶圓的薄膜表面上當作親水性污染物 之化學雜質K藉腐鍊入金屬中來導致短路、改變電氣特性 K及造成像在晶圓的表面上形成水斑點和焊墊的減弱等缺 陷之主要的因素而聞名。 為了去除這些化學雜質，需要為該系統之運轉提供新 穎的系統及設立特Μ的條件。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 當作招以去除這些化學雜質的裝置，濾清器的氣孔尺 寸可Κ被傲得相當小以便使得實質的過濾可Κ簧行，然而 ，該氣孔尺寸的縮小迫使在該濾清器本身之製造上的困難 度、在空氯之過濾壓力上的增加、每單位時間所過濾之空 一 6 一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 482881 A7 B7 五、發明説明（f ) 氣量的減少Μ及在該漶清器之軍位生產成本上的增加。 對該增濕機1 g而言，磷酸之添加物係可Μ避免的， Κ便實質地減少該磷酸的使用，但是有一個問題在於為了 該空氣調節糸統之安全蓮轉，霈要提供一個特殊的純淨蒸 氣系統。 本發明之槪述 如上所述*本發明係指半導體無塵室用空氣調節系統 可實質地防止因相關技術之限制及缺點所產生的一個或多 個問題。 本發明之目的在於提供半導體無塵室用空氣調節系統 被設計來裝設化學性濾清器在介於包括增濕機的空氣調節 器與無塵室之ULPA漶清器之間，用Κ藉由雛子交換方 法來過濾化學雜質Μ使用從該增濕機所供應之濕氣來離子 化該化學雜質而後藉該化學的漶清器來吸收這些化學雜質 0 本發明之另一個目的在於提供半導體無塵室用空氣調 節系統被設計來裝設化學性漶清器在該增濕機的背後，而 能夠使用磷酸來防止在該增濕機中的生垢並且也防止新鮮 空氣被磷酸所污染。 為了達成根據本發明的這些目的及其他的優點，一種 半導體無塵室用空氣調節器系統被提供具有化學性濉清器 在介於包括增濕機之空氣調節器與該無塵室的U L Ρ Α濉 清器之間，Μ從該增濕機所供應之濕氣來離子化化學雜質 -Ί - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) — ^--^-----^------ 了0之《81 A7 _B7_ 五、發明説明（p 而後藉其他化學性漶清器來吸收這些化學雜質。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 前逑之較佳說明及下列之詳细的說明兩者皆為代表性 的與說明性的而且意欲提供如專利項之本發明的進一步說 明將可被了解。 附團之簡略說明 伴陳之附圖被包括來提供當做本發明之進一步的說明 並且被結合而構成這個說明書的一部分，舉例說明本發明 之實施例並結合說明供作解釋附画之原則用。 圖1係習知技術之半導體無塵室用空氣讕節系統的示 意方塊圈； 鼷2係習知技術之半導體無塵室用空氣調節器的示意 結構圏； 圖3係根據本發明之實施例的半導體無塵室用空氣調 節系統之示意方塊画，•及 圖4係例舉說明經由在本發明中所應用之化學性漶清 器來吸收化學雜質的示意結構圖。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 主要部分代表符號之簡要說明 1 第一空氣調節器 la 除濕機 lb 預熱器 1 c 前置漶清器

Id 中央漶清器 1 e 冷卻器 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 482881 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 1 f 加 熱 器 1 g 增 濕 機 1 h 送 氣 風 扇 1 i Η Ε Ρ A 溏 清 器 2 新 鮮 空 氣 輸 送 管 3 新 鮮 空 fey 氣 供 應 節 氣 4 U L Ρ A 濾 清 器 5 •jnc Μ 塵 室 6 栅 襴 7 乾 燥 空 J^=g- 洗 滌 器 8 第 二 空 氣 調 節 器 9 第 三 空 氣 調 節 器 1 0 化 學 性 漶 清 器 1 1 再 循 環 空 氣 給 送 管 較 佳 實 施 例 之 詳 W 說 明 對 本 發 明 之 較 佳 實 施 成 9 其 例 子 被 例 舉 說 明 於 如 被 例 舉 說 明 於 圈 3 » 用 經 由 包 括 增 濕 機 1 鮮 空 氣 進 入 無 塵 室 5 9 被 過 用 依 序 地 淨 化 新 鮮 空 第 二 空 氣 調 節 器 8 > U L ΛλΆ 燥 空 qSl 观 洗 滌 器 7 而 通 過 該 閘 例而言，參考現在將被詳细地做 伴隨的附圖中。 中，根據本發明之空氣調節系統 g的第一空氣調節器1來供應新 設計成K該無塵室5為中心，經 氣，其經由新鮮空氣輸送管2、 PA濾清器4、無塵室及乾 第一空氣調節器1之次要的循環 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 參衣· --訂-------I----------------- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 482881 A7 B7 五、發明説明（P ) 線、用K依序地淨化新鮮空氣*其經由新鮮空氣輸送管2 ，該第二空氣調節器8、該ULPA漶清器4、該無塵室 5、第三空氣調節器9、該ULPA濾清器4、該無塵室 5 Μ及該乾燥空氣洗滌器7而通過該第一空氣調節器1之 中間的循環線，和用Κ依序地淨化新鮮空氣*其經由該第 三空氣調節器9、該ULPA漶清器4、該無塵室5Κ及 該乾燥空氣洗滌器7而通過該第一空氣調節器1之主要的 循環線來循環該新鮮空氣，該空氣調節系統包括介於在該 無塵室5中之ULPA濉清器4與該第一空氣調節器1、 該第二空氣調節器8Κ及該第三空氣調節器9之闢的化學 性濂清器1 0，用Κ藉由雄子交換方法來過濾化學雜質， 該化學性濾清器10係被設置在該位於空氣讕節器1Μ及 再循環空氣輸送管11之間的新鮮空氣輸送管2中。 該化學性濾清器1 0藉吸收與结合係附著於該濾清器 本身之即將被去除的相反離子從離子雜質的新鮮空氣來化 學性地去除該離子雜質。 特別地，該化學性漶清器1 0能夠被提供在該新鮮空 氣輸送管2之内或在新鮮空氣供應節氣閘3的節氣閛般體 之內，此新鮮空氣供應節氣閛3係位於在該無塵室5中之 櫬檷的低側部分，而且該化學性漶清器1 0最好在該新鮮 空氣輸送管2與新鮮空氣供應節氣閘3之節氣閘殻體二者 之内。 在上面的糸統中*該第一空氣調節器1、第二空氣調 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） ai. a_m —- - — - - -1 ·ίι- 8H —ϋ Β—ϋ i-...... 1 MmKft .—ϋTv mi ^i-n In ϋ^ι —·ϋ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 482881 A7 B7 五、發明説明（1 ) 節器8M及第三空氣調節器9的每一個具有一組除濕機1 a、預熱器1 b、前置漶清器1 c、中央漶清器1 d、冷 却器1 e、加熱器1 f、增濕機1 g、送氣風扇1 bM及 HEPA濾清器li ，此係對於任何在相翮領域上具有普 通知識的人而言係易於了解的而且其係為商用性的。 該新鮮空氣輸送管2位在介於該無塵室5與該第一空 氣調節器1、第二空氣調節器8K及第三空氣調節器9的 每一個之間K便直接引導新鮮空氣氣流進入該無塵室5中 。而且，易於在該新鮮空氣輸送管2内裝設該化學性濾清 器1 0。 此外，該新鮮空氣供應節氣閘3通常被禰禰6所隔開 並且位在該無塵室5之地板的低側部分之下K便讓通過該 無塵室5之新鮮空氣交替地再循環或是被釋放到外面。該 新鮮空氣供應節氣閛3之節氣閛殻體的內部空間也可供裝 設該化學性漶清器10。 該化學性濾清器10為商用的並且對於任何在相闞技 術領域上具有普通知識的人而言係易於了解的，圖4係例 舉說明化學雜質被從該增濕機1g所供應的濕氣離子化而 後被該化學性濾清器1 0化學性地吸收之示意圖。 如上所逑，該化學性濾清器位在該增濕機1 g的背後 K便去除在室外空氣中或在經過該第一空氣調節器1、第 二空氣調節器8以及第三空氣調節器9之循環的新鮮空氣 中所包含的塵埃。在溫度與/或濕度的調節之後*新鮮空 -1卜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4祝格（210X297公釐） ΓΙΓ----^---1 --r----IT·------Aw (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 482881 A7 B7 i、發明説明（卜） 氣經過該新鮮空氣輸送管2被供應進入該無塵室5。在這 個過程中*在新鮮空氣氣流中之化學雜質輕易地從該增濕 機1 g所供應的濕氣離子化或者被轉變成可離子化型式， 而後經過化學反應被該化學性濾清器1〇所吸收。尤其， 雖然被用來防止在該增濕機1 g中之生垢的磷酸可K充當 在新鮮空氣中的化學雜質，但是該磷酸能夠被位在該增濕 機1 g的背後之化學性漶清器1 0輕易地去除。 如上所逑，本發明使得藉利用該存在的濂清器來有效 地去除化學雜質而在半導體無塵室用傳統的空氣調節系統 中沒有任何特別的改變。 本發明，其為了防止像習知技術之生垢的目的而應用 磷酸，也能夠防止該磷酸被包括在新鮮空氣中成為一個新 的化學雜質，使得空氣之溫度與濕度的調節有效而不需應 用特殊的Μ及昂貴的鈍淨蒸氣系統和與其性質相似的系統 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 衣- --許----- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 發本本他 本雛蓋與 在脫涵圔 夠有欲範 能沒意利 化而明專 變成發請 與達本申 改被，的 修中此加 的統因附 同系。在 不節的們 , 調顯他。 ^a氣明若内 而空是假之 者用將，圍 技室疇化範 此塵範變的 於無及及物 習體神改之 於導精修等 對半之之均 之明明的 明發發們

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4祝格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 482881 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 M摻 及而 的 的 計 低M氣 度 間 設 超 份空 濕 之 被 ί 部的 之 管 係 Α 側出 氣 送 其 P 下流 空 輸 , L 的室 節 氣 統 U 室塵 調 空 系 之 塵無K環 節：份 無該 用 循 調括部 該從 機 再 氣包側 接環 濕 該 空並上 連循 除 及 用，的 係再 一 K 室室室 管 K 及 器 塵塵塵 送用 ；Μ 節及 無無無，，輸，中機 調 Μ 體該該器氣器室濕 氣； 導至在清空清塵增 空管 半氣置濾環濾無 一 ♦, 該送 種空設 }循 Α 該含器於輸 一 鮮被氣再 P 於包節位氣 • 新一空一 L 用一調一空 1 供 性U利 氣 鮮 提 透 該再 空 新 ---------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 一配置位於該增濕機的下游方商上、在該新鮮空氣輸 送管中之用κ除去內含在該新鮮空氣中的包括二氧化硫s 0 2 、二氧化氮NOzK及磷酸H3 P〇4之化學分子雜 質的化學性離子交換漶清器。 2 ·如申請專利範圍第1項的空氣調節系統，其更包 含一具有節氣閘殻體之新鮮空氣供應節氣閛，該新鮮空氣 供應節氣閛係位於該無塵室的下側部份，用K再循環在該 無塵室中的新鮮空氣、或用K從該無塵室移去該新鮮空氣 〇 3 *如申請專利範圍第2項的空氣調節糸統，其更包 含一或多個配置在該新鮮空氣供應節氣閜的節氣閛殻體中 之化學性雛子交換濾清器。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐)