[发明专利]超纯空气过滤净化系统及空气过滤方法、空气净化的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体晶片(semiconductor wafer)制造环境，特别涉及 一种可在半导体晶片制造环境中对于气体分子污染物进行控制的方式。

背景技术

于实际应用上，半导体晶片制造是需要无气体分子污染物与粒子物 质的环境，如此才能于晶片的制造过程中不会造成晶片的污染。由此 可知，在引入半导体晶片制造的洁净室之前的空气是必须经过高度净 化或过滤处理。在将空气引入半导体晶片制造的洁净室之前，一般是利 用化学过滤器、高效能空气粒子(high efficiency particulate air(HEPA))过滤器 和/或超高效空气过滤器(ultra-low penetration air(ULPA))对空气进行净化 与过滤处理。当晶片制造进入纳米技术时，需要更多的化学过滤器， 如此才能符合严格的AMC(气体分子污染物)规格需求(AMC specification  requirements)。

图1为表示一洁净室114所使用的一传统空气过滤系统100的气流循环 方块图。此空气过滤系统100以两种方式将空气引入洁净室114：(1)利用一 补充空气气流102与(2)利用一再循环气流122。补充空气气流102经由外部 (例如：外部空气供应器104取得所需空气且将此空气传输至一空气处理单 元(以下简称“ATU”)106。于ATU 106中，通过将外界空气通过一或多个化学 过滤器的方式以进行气体分子污染物移除处理。通过了ATU 106的补充空气 气流102与来自于再循环气流122的空气进行混合，并且通过一干冷盘管 (dry cooling coil)108对于结合气流(combined airflow)进行冷却。

此包含已过滤的室外空气与再循环空气的结合气流会通过风扇/过滤器 单元(fan filter unit，FFU)(以下简称“FFU”)110，FFU 110利用一或多个化学过 滤器对于此结合气流进行再次的过滤。随后，通过FFU 110中的风扇将结合 气流吹入洁净室114之中。设备上所设置的风扇，可将洁净室114的空气导 入设备环境(tool environment)112之中。通过设备环境112后的部分空气会被 传回洁净室114与洁净室114中的空气进行混合，然后此混合后的空气会 流入空气回风区域(sub-fabrication air return area)116。空气回风区域116中的 部分空气与部分直接由设备环境112排出的空气，在通过了废气排放处理系 统(air abatement system)118之后，被排放至外界。剩余的空气会被再循环且 与来自于外界的补充气流102进行混合，然后进入干冷盘管108。基于上述 说明可知，由于传统空气净化系统必须利用相当多的高价的化学过滤器来对 补充空气气流102与再循环气流122进行净化处理，传统空气净化系统所需 成本是相当高的。此外，在洁净室114中的扰动气流(turbulent airflow)的影 响下，于传统空气净化系统的洁净室与设备环境之间会造成交叉污染。

因此，对于纳米晶片环境而言是必须提出空气过滤系统的改良。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超纯空气过滤净化系统及方法以及对于空 气进行净化的方法，以解决传统空气净化系统的洁净室与设备环境之间交叉 污染的问题。

于本发明的一方案中，一空气过滤系统包括一第一通风路径、一第二 通风路径与一第三通风路径。第一通风路径连接于至少一外部气体供应器与 一洁净室之间，并且第一通风路径用以将来自于至少一外部气体供应器的空 气导向至洁净室。第二通风路径连接于洁净室，并且第二通风路径用以对于 洁净室中的空气进行再循环。第三通风路径分离于第一通风路径且连接于至 少一外部气体供应器与一设备环境之间，设备环境设置于洁净室之中，第三 通风路径包括一超纯空气过滤单元，超纯空气过滤单元设置于外部气体供应 器与设备环境之间，超纯空气过滤单元包括一压缩机/干燥机。

于本发明的另一方案中，一空气过滤方法包括了以下步骤：对于一第一 补充气流进行过滤；以超纯空气过滤单元对第二补充气流进行净化，超纯空 气过滤单元包括一压缩机/干燥机；对于第一补充气流与一再循环气流进行结 合；以及将第二补充气流直接应用于一设备环境之中且将结合气流应用于一 洁净室之中。