CN1831440A - 空气供应系统 - Google Patents
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Abstract
一种空气供应系统,适用于具有一重要制程机台的一无尘室之中,其包括有一外气空调单元、一进气导管、一二次空调箱或外气空调箱、一第一空气输送管、一第二空气输送管以及一排气导管。该进气导管系连接于该无尘室外部与该外气空调单元。该第一空气输送管连接于该外气空调单元与该二次空调箱之间,用于将流经该外气空调单元的空气输送至该二次空调箱之中。该第二空气输送管连接于该二次空调箱与该重要制程机台之间,用以将流经该二次空调箱的空气输送至该重要制程机台之中。采用本发明可大幅提高其第一化学过滤器的使用寿命,并通过压力调节装置的运转,本发明的空气供应系统的操作可以更为稳定及方便。
Description
技术领域
本发明是有关于一种空气供应系统,特别是有关于一种适用于一无尘室中的空气供应系统。
背景技术
一般来说,一些重要的半导体制程(例如显影制程)必须在无尘室(clean room)中进行,而其制程设备是设置于无尘室之中。如上所述,这些半导体制程必须在一定的环境空气条件下才能进行,也就是说,在无尘室中的微分子污染物(airborne molecularcontamination,AMC)含量必须受到严格管制,如此才不至于影响半导体制程的进行。此外,上述的微分子污染物主要是指有机化合物总合(total organic compound,TOC)、氨(NH3)、硫化物总合(total sulfur,TS)等污染。
请参阅图1,一无尘室1可以具有多个楼层结构,例如第一层11以及第二层12,而各种半导体制程机台(包括一般制程机台21以及重要制程机台22)可以设置于其中一个楼层(例如第二层12)中。一种公知的空气供应系统是设置于无尘室1中,其可用来提供清洁的空气给一般制程机台21以及重要制程机台22使用。上述的空气供应系统主要包括有一进气导管31、一外气空调单元(make-upair unit,MAU)32、一第一空气输送管33、一二次空调箱(airconditioning cabinet,ACC)34、一第二空气输送管35、一排气导管36以及多个风扇过滤循环单元(fan filter unit,FFU)37。进气导管31的一端是位于无尘室1的外部,而其另一端是连接于外气空调单元32。外气空调单元32与风扇过滤循环单元37可以是设置于无尘室1的第二层12之上。第一空气输送管33的一端是连接于外气空调单元32,而其另一端是位于无尘室1的内部。二次空调箱34是设置于无尘室1的第一层11中,并且是藉由第二空气输送管35连接于重要制程机台22,在此,由于重要制程机台22所需的空气清洁程度较高,故才又将二次空调箱34连接于重要制程机台22,而二次空调箱34中还配置有化学过滤器(chemical filter,未显示)。排气导管36的一端是位于无尘室1的外部,而其另一端则是连接于重要制程机台22。
如图1所示,外界空气可通过外气空调单元32中的风车(未显示)抽取,并经由进气导管31进入外气空调单元32之中,在此,外界空气中的微分子污染物(AMC)、微尘粒子(particle)等可初步地被外气空调单元32所过滤去除。同时,外界空气中的温度与湿度也可以经由外气空调单元32而被调节。接着,流过外气空调单元32的空气可以经由第一空气输送管33被输送至无尘室1(第一层11)之中,然后分别进入第二层12以及二次空调箱34之中。如上所述,直接从第一层11进入第二层12的空气可以为一般制程机台21所使用,在另一方面,经二次空调箱34再次过滤的空气可以经由第二空气输送管35进入重要制程机台22中而为其所使用,此外,风扇过滤循环单元37可以使无尘室1中的空气产生循环效果,并且风扇过滤循环单元37中的过滤器(未显示)可以将无尘室1中的微尘粒子做再次去除。
如上所述,不论是一般制程机台21或重要制程机台22,其在运转过程中皆会产生一些含有副产物(by-product)的废气,而这些废气中通常含有高浓度微分子污染物(AMC)。再者,这些含有副产物的废气又会因为一般制程机台21或重要制程机台22内的气压大于其周围环境(无尘室1)的气压而泄漏出来,因而使得无尘室1中的微分子污染物的浓度升高,在这种情形下,二次空调箱34中的化学过滤器的使用寿命会大幅降低,而必须经常更换。然而,化学过滤器的价格是非常昂贵的,故频繁地更换化学过滤器会导致制造成本大幅增加。
在美国专利第5,846,128及5,902,182号中分别揭露有一种在密闭空间内使用的空气交换及清洁系统。
在美国专利第6,352,578号中揭露有一种可去除气体杂质的过滤器。
在美国专利第6,296,806号中揭露有一种探测系统,其可在半导体制程中探测气体污染物的含量。
在美国专利第6,120,584号中揭露有一种无尘室的空气清净装置。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是要提供一种改良的空气供应系统,其不但可提供清洁的空气给一无尘室,并且还可有效地提升化学过滤器的使用寿命,以降低制造成本。
本发明基本上采用如下所详述的特征以为了要解决上述的问题。也就是说,本发明之一目的是要提供一种空气供应系统,其适用于具有一重要制程机台的一无尘室之中,该空气供应系统包括一外气空调单元;一进气导管,连接于该无尘室外部与该外气空调单元,用于将该无尘室外部的空气输送至该外气空调单元之中;一二次空调箱,具有一第一化学过滤器;一第一空气输送管,连接于该外气空调单元与该二次空调箱之间,用于将流经该外气空调单元的空气输送至该二次空调箱之中,其中,输送至该二次空调箱中的空气中的微分子污染物由该第一化学过滤器过滤去除;以及一第二空气输送管,连接于该二次空调箱与该重要制程机台之间,用于将流经该二次空调箱的该第一化学过滤器的空气输送至该重要制程机台之中。
同时,根据本发明的上述目的,其还包括一调节风车,其设置于该第一空气输送管上,其中,输送至该二次空调箱中的空气的温度与湿度经由该调节风车所调节。
又根据上述目的,其还包括一压力调节装置,其设置于该第一空气输送管上,并且位于该调节风车与该二次空调箱之间,用以调节输送至该二次空调箱中的空气的压力。
又根据上述目的,该压力调节装置还包括有一旋转门板,以及该第一空气输送管还包括有一管壁以及一开口,该开口被成形于该管壁上,该旋转门板被设置于该开口之上,并且被枢接于该管壁。
又根据上述目的,该压力调节装置还包括有一第一位置感测元件组以及一第二位置感测元件组,该第一位置感测元件组设置于该第一空气输送管之内,该第二位置感测元件组设置于该第一空气输送管之外,该第一位置感测元件组以及该第二位置感测元件组用于感测该旋转门板的转动位置。
又根据上述目的,其还包括一压力调节装置,其设置于该二次空调箱之上,用于调节输送至该二次空调箱中的空气的压力。
又根据上述目的,该压力调节装置还包括有一旋转门板,以及该二次空调箱还包括有一侧壁以及一开口,该开口被成形于该侧壁上,该旋转门板被设置于该开口之上,并且枢接于该侧壁。
又根据上述目的,该压力调节装置还包括有一第一位置感测元件组以及一第二位置感测元件组,该第一位置感测元件组设置于该二次空调箱之内,该第二位置感测元件组设置于该二次空调箱之外,该第一位置感测元件组以及该第二位置感测元件组用于感测该旋转门板的转动位置。
又根据上述目的,该压力调节装置还包括有一配重元件,连接于该旋转门板。
又根据上述目的,该第一位置感测元件组与该第二位置感测元件组分别还包括有两相对的红外线感测器。
又根据上述目的,其还包括一风扇过滤循环单元,其设置于该无尘室之中,用以过滤及循环该无尘室中的空气。
又根据上述目的,该外气空调单元还包括有一预过滤器、一第一加热盘管、一风车、一第一冷却盘管、一空气水洗器、一第二冷却盘管、一第二加热盘管、一第二化学过滤器以及一高效率滤网,它们依次设置于该外气空调单元之中。
又根据上述目的,其还包括一空气分流输送管,其连接于该第一空气输送管,并且其位于该外气空调单元与该调节风车之间。
由于本发明的空气供应系统可直接提供清洁的空气给二次空调箱,故可大幅提高其第一化学过滤器的使用寿命。此外,即使含有高浓度微分子污染物的废气会从一般制程机台及重要制程机台中泄漏出来,该废气也不会影响重要制程机台的运转以及第一化学过滤器的使用寿命。再者,通过压力调节装置的运转,本发明的空气供应系统的操作可以更为稳定及方便。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例并配合所附图作详细说明。
附图说明
图1是显示应用于一无尘室中的一种公知空气供应系统的平面示意图;
图2是显示应用于一无尘室中的本发明的第一个实施例的空气供应系统的平面示意图;
图3是显示本发明的外气空调单元的内部构造示意图;
图4是显示根据图2的压力调节装置的放大示意图;
图5是显示应用于一无尘室中的本发明的第二个实施例的空气供应系统的平面示意图;
图6是显示根据图5的压力调节装置的放大示意图。
具体实施方式
配合附图说明本发明的较佳实施例。
第一实施例
请参阅图2,本实施例的空气供应系统是适用于一无尘室(clean room)5之中,而无尘室5可大致上分成一第一层51、一第二层52以及一第三层53,多个一般制程机台21以及一重要制程机台(critical machine)22可以设置于第三层53之中,在此,重要制程机台22可以是显影制程的扫描装置等。
本实施例的空气供应系统主要包括有一外气空调单元(make-up air unit,MAU)110、一进气导管120、一二次空调箱(air conditioning cabinet,ACC)130、一第一空气输送管140、一空气分流输送管145、一第二空气输送管150、一排气导管160、一调节风车(boost fan)170、一压力调节装置180以及多个风扇过滤循环单元(fan filter unit,FFU)190。
如图2所示,外气空调单元110可设置于无尘室5的第三层53之上,进气导管120的一端是连接于无尘室5的外部,而其另一端是连接于外气空调单元110。请配合参阅图3,在外气空调单元110之中可依次设置有两个预过滤器111、一第一加热盘管112、一风车113、一第一冷却盘管114、一空气水洗器115、一第二冷却盘管116、一第二加热盘管117、一第二化学过滤器118以及一高效率滤网(HEPA filter)119。
二次空调箱130是设置于第二层52之中,并且在二次空调箱130之中还设置有一第一化学过滤器131。
第一空气输送管140是连接于外气空调单元110与二次空调箱130之间,调节风车170是设置于第一空气输送管140上,而空气分流输送管145是连接于第一空气输送管140。更详细的来说,空气分流输送管145是位于外气空调单元110与调节风车170之间,并且空气分流输送管145是从位于无尘室5的第一层51中的第一空气输送管140延伸至第二层52之中。
第二空气输送管150是连接于二次空调箱130与重要制程机台22之间。排气导管160的一端是连接于重要制程机台22,而其另一端是连接于无尘室5的外部。
压力调节装置180是设置于第一空气输送管140上,并且是位于调节风车170与二次空调箱130之间。更详细的来说,如图4所示,压力调节装置180包括有一旋转门板181、一配重元件182、一第一位置感测元件组183以及一第二位置感测元件组184。第一空气输送管140还具有一管壁141以及一开口142,开口142是成形于管壁141上。旋转门板181是设置于开口142之上,并且是枢接于管壁141。配重元件182则是连接于旋转门板181。第一位置感测元件组183是设置于第一空气输送管140之内,而第二位置感测元件组184是设置于第一空气输送管140之外。在本实施例之中,第一位置感测元件组183与第二位置感测元件组184分别具有两个相对的红外线感测器。
如上所述,配重元件182可以根据第一空气输送管140内的气压需求而连接于旋转门板181,并且配重元件182可以随着旋转门板181转动于第一空气输送管140之内与第一空气输送管140之外。第一位置感测元件组183与第二位置感测元件组184则是用来感测旋转门板181的转动位置,并且第一位置感测元件组183与第二位置感测元件组184可分别连接于一警示装置(未显示)。值得注意的是,第一位置感测元件组183与第二位置感测元件组184的设置位置也可根据第一空气输送管140内的气压需求而定。至于压力调节装置180的实际运转方式将在以下的叙述中说明。
如图2及图3所示,当无尘室5外的空气被外气空调单元110中的风车113抽取,并经由进气导管120进入外气空调单元110中时,空气中的微尘粒子可先被两个预过滤器111过滤去除。接着,空气会被第一加热盘管112加热。然后,空气又会被第一冷却盘管114冷却及除湿。接着,空气会流入空气水洗器115之中,在此,空气中的部分微分子污染物(例如,NH3、SO4 2-、NO3 -、PO3 -、F-、Cl-等)可被空气水洗器115水洗去除。值得注意的是,由于通过空气水洗器115的空气的温度与湿度(例如,16℃/50%RH)未必能符合无尘室5(或一般制程机台21)所要求的空气的温度与湿度条件,故空气接着会进入第二冷却盘管116中被冷却除湿,然后再进入第二加热盘管117中被加热,以符合无尘室5(或一般制程机台21)所要求的空气的温度与湿度条件。接着,空气会进入第二化学过滤器118中,以再次进行微分子污染物的过滤去除。最后,空气在通过高效率滤网119后即会进入第一空气输送管140中,此时,空气中的微分子污染物含量已大为降低。
如图2所示,通过外气空调单元110的空气会部分经由空气分流输送管145进入无尘室5的第二层52中,而另一部分空气会被调节风车170抽取。进入第二层52的空气又会再进入第三层53中而为一般制程机台21所使用,同时,通过风扇过滤循环单元190的运转,空气可在第二层52及第三层53中循环,在此,风扇过滤循环单元190中的过滤器(未显示)还可以对无尘室5(第二层52及第三层53)中的微尘粒子进行再次去除。此外,无尘室5中的空气也可经由一出口54而排送至外界。在另一方面,调节风车170除了可以辅助输送空气外,其还具有调节空气的温度与湿度的功能,以便符合二次空调箱130所要求的输入空气的温度与湿度条件(例如,22℃/45%RH)。
仍如图2所示,借助调节风车170的输送,空气会被输送至二次空调箱130中。值得注意的是,由于经由第一空气输送管140输送至二次空调箱130中的空气需具有一预定压力,因此,当第一空气输送管140中的空气压力大于该预定压力时,旋转门板181与配重元件182即会朝向第一空气输送管140外转动以释出部分空气。相反地,当第一空气输送管140中的空气压力小于该预定压力时,旋转门板181与配重元件182即会朝向第一空气输送管140内转动以从无尘室5中吸入空气。特别的是,如图4所示,由于旋转门板181与配重元件182的转动角度关系到空气输送(或调节风车170运作)的正常与否,故当旋转门板181与配重元件182朝内或朝外转动超过一特定角度时,空气供应系统的警示装置即会发出警示,以通知操作人员处理。上述的警示运作乃是利用将第一位置感测元件组183及第二位置感测元件组184的两个相对的红外线感测器设置于第一空气输送管140之内及之外的适当位置处而进行的,故当旋转门板181与配重元件182朝内或朝外转动而遮断第一位置感测元件组183或第二位置感测元件组184的两个相对的红外线感测器时,连接于第一位置感测元件组183及第二位置感测元件组184的警示装置即会发出警示。
此外,在二次空调箱130与调节风车170之间的第一空气输送管140上并不局限于只能设置一个压力调节装置180,换句话说,在第一空气输送管140上可根据需求而设置多个压力调节装置180。
仍如图2所示,空气会继续进入二次空调箱130之中,此时,仅有少量的微分子污染物会被二次空调箱130的第一化学过滤器131过滤去除。接着,空气会经由第二空气输送管150进入至重要制程机台22之中而被其所使用。
第二实施例
在本实施例中,与第一实施例相同的元件均标注相同的符号。
请参阅图5,本实施例与第一实施例最大的差别是在于压力调节装置180’是设置于二次空调箱130之上。
如图6所示,压力调节装置180’也包括有一旋转门板181、一配重元件182、一第一位置感测元件组183以及一第二位置感测元件组184。二次空调箱130具有一侧壁132以及一开口133,开口133是成形于侧壁132上。旋转门板181是设置于开口133之上,并且是枢接于侧壁132。配重元件182则是连接于旋转门板181。第一位置感测元件组183是设置于二次空调箱130之内,而第二位置感测元件组184是设置于二次空调箱130之外。同样地,第一位置感测元件组183与第二位置感测元件组184分别具有两个相对的红外线感测器。
同样地,在二次空调箱130上并不局限于只能设置一个压力调节装置180’,换句话说,在二次空调箱130上可根据需求而设置多个压力调节装置180’。
本实施例的其他元件构造或特征均与第一实施例相同,故为了使本案的说明书内容能更清晰易懂起见,在此省略其重复的说明。
此外,本实施例的压力调节装置180’与空气供应系统的运转方式也与第一实施例的压力调节装置180与空气供应系统的运转方式相同。
综上所述,由于本发明的空气供应系统可直接提供清洁的空气给二次空调箱130,故可大幅提高其第一化学过滤器131的使用寿命。此外,即使含有高浓度微分子污染物的废气会从一般制程机台21及重要制程机台22中泄漏出来,该废气也不会影响重要制程机台22的运转以及第一化学过滤器131的使用寿命。再者,通过压力调节装置的运转,本发明的空气供应系统的操作可以更为稳定及方便。
以上所述仅为本发明较佳实施例,然其并非用以限定本发明的范围,任何熟悉本项技术的人员,在不脱离本发明的精神和范围内,可在此基础上做进一步的改进和变化,因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。
附图中符号的简单说明如下:
1、5:无尘室
11、51:第一层
12、52:第二层
21:一般制程机台
22:重要制程机台
31、120:进气导管
32、110:外气空调单元
33、140:第一空气输送管
34、130:二次空调箱
35、150:第二空气输送管
36、160:排气导管
37、190:风扇过滤循环单元
53:第三层
54:出口
111:预过滤器
112:第一加热盘管
113:风车
114:第一冷却盘管
115:空气水洗器
116:第二冷却盘管
117:第二加热盘管
118:第二化学过滤器
119:高效率滤网
131:第一化学过滤器
132:侧壁
141:管壁
142、133:开口
145:空气分流输送管
170:调节风车
180、180’:压力调节装置
181:旋转门板
182:配重元件
18:第一位置感测元件组
184:第二位置感测元件组
Claims (15)
1.一种空气供应系统,适用于具有一重要制程机台的一无尘室之中,包括:
一外气空调单元;
一进气导管,连接于该无尘室外部与该外气空调单元,用于将该无尘室外部的空气输送至该外气空调单元之中;
一二次空调箱,具有一第一化学过滤器;
一第一空气输送管,连接于该外气空调单元与该二次空调箱之间,用于将流经该外气空调单元的空气输送至该二次空调箱之中,其中,输送至该二次空调箱中的空气中的微分子污染物由该第一化学过滤器过滤去除;以及
一第二空气输送管,连接于该二次空调箱与该重要制程机台之间,用于将流经该二次空调箱的该第一化学过滤器的空气输送至该重要制程机台之中。
2.根据权利要求1所述的空气供应系统,其特征在于,还包括一调节风车,其设置于该第一空气输送管上,其中,输送至该二次空调箱中的空气的温度与湿度通过该调节风车调节。
3.根据权利要求2所述的空气供应系统,其特征在于,还包括一压力调节装置,其设置于该第一空气输送管上,并且位于该调节风车与该二次空调箱之间,用于调节输送至该二次空调箱中的空气的压力。
4.根据权利要求3所述的空气供应系统,其特征在于,该压力调节装置还包括有一旋转门板,以及该第一空气输送管还包括有一管壁以及一开口,该开口成形于该管壁上,该旋转门板设置于该开口之上,并且枢接于该管壁。
5.根据权利要求4所述的空气供应系统,其特征在于,该压力调节装置还包括有一配重元件,其连接于该旋转门板。
6.根据权利要求4所述的空气供应系统,其特征在于,该压力调节装置还包括有一第一位置感测元件组以及一第二位置感测元件组,该第一位置感测元件组设置于该第一空气输送管之内,该第二位置感测元件组设置于该第一空气输送管之外,该第一位置感测元件组以及该第二位置感测元件组用于感测该旋转门板的转动位置。
7.根据权利要求6所述的空气供应系统,其特征在于,该第一位置感测元件组与该第二位置感测元件组分别还包括有两相对的红外线感测器。
8.根据权利要求1所述的空气供应系统,其特征在于,还包括一压力调节装置,其设置于该二次空调箱之上,用于调节输送至该二次空调箱中的空气的压力。
9.根据权利要求8所述的空气供应系统,其特征在于,该压力调节装置还包括有一旋转门板,该二次空调箱还包括有一侧壁以及一开口,该开口成形于该侧壁上,该旋转门板设置于该开口之上,并且枢接于该侧壁。
10.根据权利要求9所述的空气供应系统,其特征在于,该压力调节装置还包括有一配重元件,其连接于该旋转门板。
11.根据权利要求9所述的空气供应系统,其特征在于,该压力调节装置还包括有一第一位置感测元件组以及一第二位置感测元件组,该第一位置感测元件组设置于该二次空调箱之内,该第二位置感测元件组设置于该二次空调箱之外,该第一位置感测元件组以及该第二位置感测元件组用于感测该旋转门板的转动位置。
12.根据权利要求11所述的空气供应系统,其特征在于,该第一位置感测元件组与该第二位置感测元件组分别还包括有两相对的红外线感测器。
13.根据权利要求1所述的空气供应系统,其特征在于,还包括一风扇过滤循环单元,其设置于该无尘室之中,用于过滤及循环该无尘室中的空气。
14.根据权利要求1所述的空气供应系统,其特征在于,该外气空调单元还包括有一预过滤器、一第一加热盘管、一风车、一第一冷却盘管、一空气水洗器、一第二冷却盘管、一第二加热盘管、一第二化学过滤器以及一高效率滤网,它们依次设置于该外气空调单元之中。
15.根据权利要求2所述的空气供应系统,其特征在于,还包括一空气分流输送管,其连接于该第一空气输送管,并且位于该外气空调单元与该调节风车之间。
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