專利名稱：氣體潔凈處理設(shè)備及含懸浮分子污染物的氣體的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體潔凈處理設(shè)備及含懸浮分子污染物的氣體的處理 方法，特別是涉及一種以輻射光分解方式處理含懸浮分子污染物的氣體潔凈 處理設(shè)備及方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體廠的潔凈室環(huán)境需經(jīng)嚴(yán)格地控制，使晶片加工不致受到環(huán)境的干 擾。傳統(tǒng)潔凈室主要控制溫度與濕度，其它如靜電、含懸浮分子污染物也是 近年來受到重視的控制因素。
懸浮分子污染物(Airborne Molecular Contaminants,簡(jiǎn)稱AMC)是對(duì)產(chǎn) 品或加工的合格率有決定性影響的非粒狀懸浮化學(xué)污染。國(guó)際半導(dǎo)體設(shè)備及 材料協(xié)會(huì)(Semiconductor Equipment and Materials International， SEMI)根據(jù) 化學(xué)品的特性，將潔凈室中的空氣污染物分為酸(Molecular Acids， MA)、 堿(MolecularBases, MB)、可凝結(jié)物(MolecularCondensable, MC)和摻 雜物(MolecularDopants, MD)四大類。這四類空氣污染物分別定義如下 酸包括鹽酸、硝酸、硫酸、氫氟酸等；堿包括氨、HMDS、 TMAH、 NMP和 胺(amines)等；可凝結(jié)物指常壓下沸點(diǎn)大于室溫且會(huì)在表面凝結(jié)的化學(xué)物 質(zhì)，但不包含水；摻雜物包括可改變半導(dǎo)體物質(zhì)的電性的化學(xué)元素，如硼、 磷、砷等。
圖1示出了傳統(tǒng)的外氣空調(diào)箱(Make-up Air Unit, MAU)的示意圖。 傳統(tǒng)半導(dǎo)體廠的潔凈室環(huán)境的溫度、濕度主要受外氣空調(diào)箱所控制。外氣空 調(diào)箱主要的功能就是，克服外在環(huán)境的變化，使進(jìn)氣可以調(diào)整到符合潔凈室 規(guī)格后，補(bǔ)充潔凈室新鮮而質(zhì)量穩(wěn)定的進(jìn)氣。請(qǐng)參閱圖1，傳統(tǒng)半導(dǎo)體廠潔 凈室的氣體潔凈處理設(shè)備1包括氣體輸入導(dǎo)管10，其將外界含懸浮分子污染 物的空氣導(dǎo)入外氣空調(diào)箱。
外氣空調(diào)箱包括溫度與濕度調(diào)整腔20。粒子過濾膜25連接溫度與濕度調(diào)整腔20，風(fēng)扇30將通過粒子過濾膜25的氣體導(dǎo)入空氣洗滌器(air washer) 40?？諝庀礈炱?0通過水霧法對(duì)水溶性污染物進(jìn)行化學(xué)吸附與收集。在空 氣洗滌器40之前或之后可設(shè)置簡(jiǎn)單的化學(xué)過濾膜35a、 35b用于吸附簡(jiǎn)單的 污染物分子，例如C02、N02或其它小分子氣體。懸浮分子污染物還包括H2S、 二甲基硫(di-methyl sulfide, DMS) 、 NH3、 SF6、總有機(jī)污染物(total organic contaminants, TOC)等污染物，必須通過各式特殊的化學(xué)過濾膜50a、 50b、 50c分別針對(duì)各種特殊污染物過濾。在經(jīng)過高效能過濾膜60后，由氣體輸出 導(dǎo)管70將過濾后的懸浮分子污染物的氣體導(dǎo)入潔凈室。
然而，傳統(tǒng)的過濾系統(tǒng)無法有效地去除懸浮分子污染物，因此必須依靠 特殊的化學(xué)過濾膜(special chemical filter)去除AMC，但特殊的化學(xué)過濾膜 的價(jià)格昂貴，且當(dāng)AMC濃度太高時(shí)，特殊的化學(xué)過濾膜很快就會(huì)達(dá)到飽和 而失去過濾效果。再者，傳統(tǒng)外氣空調(diào)箱無法針對(duì)各種AMC皆采用特殊的 化學(xué)過濾膜，因而仍有部分AMC無法完全去除，導(dǎo)致降低了加工和產(chǎn)品的 合格率及產(chǎn)量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種以 輻射光分解方式并以物理及化學(xué)吸附方式處理含懸浮分子污染物的氣體潔 凈處理設(shè)備，以向潔凈室供應(yīng)穩(wěn)定無污染物的環(huán)境氣體。
本發(fā)明的一種實(shí)施方式在于提供一種氣體潔凈處理設(shè)備，該氣體潔凈處 理設(shè)備包括氣體輸入導(dǎo)管，其將含懸浮分子污染物的氣體導(dǎo)入輻射腔；輻 射源，其設(shè)置于該輻射腔，用以分解該輻射腔中含懸浮分子污染物的氣體； 小分子過濾膜，其連接該輻射腔，用以過濾通過該輻射腔后被分解的小分子 氣體；水霧吸附裝置，其連接該小分子過濾膜，用以吸附通過該小分子過濾 膜的氣體中的懸浮分子污染物；以及氣體輸出導(dǎo)管，其將潔凈后的氣體導(dǎo)入 潔凈室。
本發(fā)明的另一種實(shí)施方式在于提供一種氣體潔凈處理設(shè)備，該氣體潔凈 處理設(shè)備包括氣體輸入導(dǎo)管，其將含懸浮分子污染物的氣體導(dǎo)入輻射腔； 輻射源，其設(shè)置于該輻射腔，用以分解該輻射腔中含懸浮分子污染物的氣體； 高效率空氣過濾網(wǎng)，其連接該輻射腔，用以吸附通過該輻射腔的氣體；以及氣體輸出導(dǎo)管，其將無懸浮分子污染物的氣體導(dǎo)入潔凈室。
本發(fā)明的另一種實(shí)施方式在于提供一種含懸浮分子污染物的氣體的處
理方法，該處理方法包括將含懸浮分子污染物的外氣導(dǎo)入輻射腔中；以輻
射光源照射含懸浮分子污染物的外氣，使其分解成小分子氣體；引導(dǎo)分解后
的氣體通過物理吸附及化學(xué)吸附過濾膜；以及將分解后的該含懸浮分子污染
物的外氣導(dǎo)入潔凈室。
本發(fā)明的有益效果在于，能夠有效去除氣體中的含懸浮分子污染物，以
向潔凈室供應(yīng)穩(wěn)定無污染物的環(huán)境氣體，從而大大提高加工和產(chǎn)品的合格
率，并提高產(chǎn)量。


為使本發(fā)明能更明顯易懂，下文中結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn) 行詳細(xì)說明，其中
圖1示出了傳統(tǒng)的外氣空調(diào)箱的示意圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氣體潔凈處理設(shè)備的示意圖；以
及
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的氣體潔凈處理設(shè)備的示意圖, 其中，附圖標(biāo)記說明如下
1氣體潔凈處理設(shè)備
20溫度與濕度調(diào)整腔
30風(fēng)扇
40空氣洗滌器
60高效能過濾膜
200氣體潔凈處理設(shè)備
220輻射腔
230風(fēng)扇
240空氣洗滌器
260高效能過濾膜
300氣體潔凈處理設(shè)備
310輻射腔
10氣體輸入導(dǎo)管 25粒子過濾膜
35a、 35b簡(jiǎn)單的化學(xué)過濾膜
50a、 50b、 50c特殊的化學(xué)過濾膜
70氣體輸出導(dǎo)管
210氣體輸入導(dǎo)管
225粒子過濾膜
235a、 235b簡(jiǎn)單的化學(xué)過濾膜
250活性碳過濾膜
270氣體輸出導(dǎo)管
305氣體輸入導(dǎo)管
320風(fēng)扇330高效率空氣過濾網(wǎng) 335氣體輸出導(dǎo)管
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例提供了氣體潔凈處理設(shè)備，其利用輻射系統(tǒng)將含懸浮分 子污染物的氣體以光分解方式處理，并結(jié)合物理及化學(xué)吸附方式處理，以向 潔凈室供應(yīng)穩(wěn)定無污染物的環(huán)境氣體。下文中以外氣空調(diào)箱為例說明本發(fā)明 的氣體潔凈處理設(shè)備。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的氣體潔凈處理設(shè)備的示意圖。在 圖2中，氣體潔凈處理設(shè)備200包括氣體輸入導(dǎo)管210，其將外界含懸浮分 子污染物的空氣導(dǎo)入外氣空調(diào)箱。
外氣空調(diào)箱包括溫度與濕度調(diào)整腔，其連接一輻射系統(tǒng)。輻射系統(tǒng)包括 輻射腔220及輻射源，該輻射源設(shè)置于該輻射腔220中，用以分解該輻射腔 中含懸浮分子污染物的氣體。上述輻射源包括紫外光(UV)源、紅外光(IR) 源、微波源、等離子體源、x-光源或離子束源。懸浮分子污染物包括H2S、
(CH3) SH、 (CH3) 2S、 NH3、 SF6、總有機(jī)污染物等污染物，這些污染物 在經(jīng)過輻射光分解后可利用后續(xù)各物理或化學(xué)吸附方式過濾。例如，以紫外 光源分解AMC并結(jié)合納米光觸媒，催化輻射源對(duì)含懸浮分子污染物的氣體 的分解。紫外光的范圍包括320-380nm (UV-A) 、 260-320nm (UV-B)及 140-260nm(UV-C)。該輻射源(紫外光源)的功率范圍大約介于400W-1000W， 以及其能量密度范圍大約為20cm-l-100cm-l。
粒子過濾膜(particle filter, PA) 225連接輻射腔220。風(fēng)扇230將通過 粒子過濾膜225的氣體導(dǎo)入空氣洗滌器240?？諝庀礈炱?40是通過水霧法 對(duì)水溶性的光分解后的污染物進(jìn)行化學(xué)吸附與收集的一種水霧吸附裝置。在 空氣洗滌器240前或后可設(shè)置簡(jiǎn)單的化學(xué)過濾膜235a、 235b (其為一種小分 子過濾膜)用于吸附簡(jiǎn)單的污染物分子，例如C02、 N02、 S02或其它小分 子氣體。在經(jīng)過活性碳過濾膜250及高效能過濾膜260后，由氣體輸出導(dǎo)管 270將輻射分解后無懸浮分子污染物的氣體導(dǎo)入潔凈室。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的氣體潔凈處理設(shè)備的示意圖。在 圖3中，氣體潔凈處理設(shè)備300可應(yīng)用于特殊的、需要局部的潔凈空氣的生 產(chǎn)設(shè)備。氣體潔凈處理設(shè)備300包括氣體輸入導(dǎo)管305，其將氣體導(dǎo)入輻射腔310。輻射源設(shè)置于輻射腔310中，用以分解輻射腔310中含懸浮分子污 染物的氣體。上述輻射源包括紫外光源、紅外光源、微波源、等離子體源、 x-光源或離子束源。懸浮分子污染物包括H2S、 (CH3) SH、 (CH3) 2S、 NH3、 SF6、總有機(jī)污染物等污染物，這些污染物在經(jīng)過輻射光分解后可利用 后續(xù)的各物理或化學(xué)吸附方式過濾。例如，以紫外光源分解AMC并結(jié)合一 納米光觸媒，催化輻射源對(duì)含懸浮分子污染物的氣體的分解。該輻射源的功 率范圍大約介于400W-1000W，以及其能量密度范圍大約為20cm"-100cm—〗。 風(fēng)扇320引導(dǎo)光分解后的氣體通過高效率空氣過濾網(wǎng)(HEPA) 330或超 高效率空氣過濾網(wǎng)(ULPA)，用以物理或化學(xué)吸附通過該輻射腔的氣體。 氣體輸出導(dǎo)管335將無懸浮分子污染物的氣體導(dǎo)入需要局部的潔凈空氣的生 產(chǎn)設(shè)備。
根據(jù)對(duì)上述實(shí)施例的說明，任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 可以理解上述實(shí)施例公開的氣體潔凈處理設(shè)備可應(yīng)用于潔凈室的外氣空調(diào) 箱及需要局部的潔凈空氣的生產(chǎn)設(shè)備，但并非僅限定于此，其也可以應(yīng)用于 其它需要無懸浮分子污染物氣體的生產(chǎn)設(shè)備中。
以上雖然公開了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是這些實(shí)施例并非用以限定本 發(fā)明的范圍，任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神 和范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明做出各種改動(dòng)與變型，因此本發(fā)明的保護(hù)范 圍應(yīng)當(dāng)以所附的權(quán)利要求書所限定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種氣體潔凈處理設(shè)備，包括氣體輸入導(dǎo)管，其將含懸浮分子污染物的氣體導(dǎo)入一輻射腔；輻射源，其設(shè)置于該輻射腔，用以分解該輻射腔中含懸浮分子污染物的氣體；小分子過濾膜，其連接該輻射腔，用以過濾通過該輻射腔后被分解的小分子氣體；水霧吸附裝置，其連接該小分子過濾膜，用以吸附通過該小分子過濾膜的氣體中的懸浮分子污染物；以及氣體輸出導(dǎo)管，其將潔凈后的氣體導(dǎo)入潔凈室。
2. 如權(quán)利要求1所述的氣體潔凈處理設(shè)備，其中該氣體潔凈處理設(shè)備包 括外氣空調(diào)箱。
3. 如權(quán)利要求1所述的氣體潔凈處理設(shè)備，其中該輻射源包括紫外光 源、紅外光源、微波源、等離子體源、x-光源或離子束源。
4. 如權(quán)利要求1所述的氣體潔凈處理設(shè)備，其中該輻射腔還包括納米光 觸媒，其用于催化該輻射源對(duì)含懸浮分子污染物的氣體的分解。
5. 如權(quán)利要求1所述的氣體潔凈處理設(shè)備，其中該輻射源的功率范圍近 似為400W-1000W，該輻射源的密度范圍近似為20cm"-100cm'1。
6. 如權(quán)利要求1所述的氣體潔凈處理設(shè)備，其中該小分子過濾膜包括 C02、 N02、 S02化學(xué)過濾膜。
7. 如權(quán)利要求1所述的氣體潔凈處理設(shè)備，其中該氣體潔凈處理設(shè)備還 包括活性碳過濾膜。
8. 如權(quán)利要求1所述的氣體潔凈處理設(shè)備，其中該氣體潔凈處理設(shè)備還 包括粒子過濾膜。
9. 一種氣體潔凈處理設(shè)備，包括氣體輸入導(dǎo)管，其將含懸浮分子污染物的氣體導(dǎo)入一輻射腔； 輻射源，其設(shè)置于該輻射腔，用以分解該輻射腔中含懸浮分子污染物的 氣體；高效率空氣過濾網(wǎng)，其連接該輻射腔，用以吸附通過該輻射腔的氣體；以及氣體輸出導(dǎo)管，其將無懸浮分子污染物的氣體導(dǎo)入潔凈室。
10. 如權(quán)利要求9所述的氣體潔凈處理設(shè)備，其中該輻射源包括紫外光 源、紅外光源、微波源、等離子體源、x-光源或離子束源。
11. 如權(quán)利要求9所述的氣體潔凈處理設(shè)備，其中該輻射腔還包括納米 光觸媒，其用于催化該輻射源對(duì)含懸浮分子污染物的氣體的分解。
12. 如權(quán)利要求9所述的氣體潔凈處理設(shè)備，其中該輻射源的功率范圍 近似為400W-1000W，該輻射源的密度范圍近似為20cm"-100cm—、
13. —種含懸浮分子污染物的氣體的處理方法，該處理方法包括如下步驟將含懸浮分子污染物的外氣導(dǎo)入輻射腔中；以輻射光源照射該含懸浮分子污染物的外氣，使其分解成小分子氣體； 引導(dǎo)分解后的氣體通過物理吸附及化學(xué)吸附過濾膜；以及 將分解后的該含懸浮分子污染物的外氣導(dǎo)入潔凈室。
全文摘要
本發(fā)明提供一種氣體潔凈處理設(shè)備及含懸浮分子污染物的氣體的處理方法，該氣體潔凈處理設(shè)備包括氣體輸入導(dǎo)管，其將含懸浮分子污染物的氣體導(dǎo)入輻射腔；輻射源，其設(shè)置于該輻射腔，用以分解該輻射腔中含懸浮分子污染物的氣體；小分子過濾膜，其連接該輻射腔，用以過濾通過該輻射腔后被分解的小分子氣體；水霧吸附裝置，其連接該小分子過濾膜，用以吸附通過該小分子過濾膜的氣體中的懸浮分子污染物；以及氣體輸出導(dǎo)管，其將潔凈后的氣體導(dǎo)入潔凈室。本發(fā)明能夠有效去除氣體中的含懸浮分子污染物，以向潔凈室供應(yīng)穩(wěn)定無污染物的環(huán)境氣體，從而大大提高加工和產(chǎn)品的良好率，并提高產(chǎn)量。
文檔編號(hào)B01D50/00GK101298013SQ200710102949
公開日2008年11月5日 申請(qǐng)日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者萬(wàn)嘉慶, 尤明達(dá), 陳育杰 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司