專利名稱：潔凈室的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種半導體設備，尤其涉及一種潔凈室的冷卻系統(tǒng)。
背景技術：
在半導體代工廠中，潔凈室為整條生產(chǎn)線提供恒溫潔凈的環(huán)境，是硅芯片賴以生 產(chǎn)加工的最基本條件。所述潔凈室是指將一定空間范圍內(nèi)空氣中的微粒子、有害空氣、細 菌等污染物排除，并將室內(nèi)的溫度、潔凈度、室內(nèi)壓力、氣流速度與氣流分布、噪音振動及照 明、靜電控制在某一需求范圍內(nèi)，而所給予特別設計的房間。不論外在空氣條件如何變化， 潔凈室的室內(nèi)均能維持原先所設定要求的潔凈度、溫濕度及壓力等性能的特性。潔凈室最 主要的作用在于控制產(chǎn)品(如硅芯片等)所接觸大氣的潔凈度以及溫度、濕度，使產(chǎn)品能在 一個良好的環(huán)境空間中生產(chǎn)、制造。潔凈室系統(tǒng)的運行狀態(tài)對硅芯片品質(zhì)和良率的影響舉 足輕重。隨著集成電路尺寸不斷縮小，對潔凈室的環(huán)境要求越來越嚴格，對潔凈室溫度、濕 度的要求也越來越高。在實際生產(chǎn)制造過程，在潔凈室中運行各種大型設備時產(chǎn)生較高的熱量，然而通 常潔凈室所需要的溫、濕度條件為20 溫度與40 50%濕度。故需要冷卻系統(tǒng)對潔 凈室進行降溫、冷卻。圖1為現(xiàn)有技術中潔凈室的冷卻系統(tǒng)的結構示意圖，如圖1所示，所述冷卻系統(tǒng)包 括冷卻塔205，、若干組制冷機201，，所述冷卻塔205，與所述制冷機201，通過管道連通，所 述制冷機201，與所述潔凈室100，通過管道連通，其中所述制冷機201，的出水口與所述潔 凈室100’的進水口連通，所述制冷機201’的進水口與所述潔凈室100’的出水口之間設有 第一水泵203，。在第一水泵203，的推動下，所述潔凈室100，中的水流入制冷機201，進行 冷卻，冷卻后水回流至潔凈室100’，從而降低潔凈室100’的環(huán)境溫度；同時冷卻塔205’提 供自來水流入制冷機，與制冷機201’內(nèi)部的水相遇，從而進一步加快制冷機201’內(nèi)部水降
ilm ο為保證潔凈室溫度、濕度，控制晶圓良好的生產(chǎn)環(huán)境，由于半導體生產(chǎn)中設備成本 非常高，故半導體加工都要常年M小時不停運轉(zhuǎn)的，因此為除機臺及其他設備運行產(chǎn)生的 熱量，冷卻系統(tǒng)也是M小時不停工作的。為使?jié)嶌o室達到環(huán)境條件的要求，冷卻系統(tǒng)的功 率都非常大，每臺制冷機的功率通常為1000千瓦時，多臺同時運轉(zhuǎn)，并且長時間不間斷運 轉(zhuǎn)消耗了大量的能源，冷卻系統(tǒng)耗能約占了半導體生產(chǎn)廠全部耗能的40%，占生產(chǎn)成本相 當大的比重。并且現(xiàn)有技術中冷卻系統(tǒng)中使用的制冷液對環(huán)境有破壞作用，隨著制冷液泄 露或蒸發(fā)到大氣中，對環(huán)境造成巨大的破壞；同時由于冷卻系統(tǒng)常年不停止運轉(zhuǎn)，無法對冷 卻系統(tǒng)進行常規(guī)維護和保養(yǎng)，降低了冷卻系統(tǒng)的壽命，增加了設備的故障風險，進一步提高 維護的成本。因此如何降低運轉(zhuǎn)成本、節(jié)約能源成為半導體加工廠十分重視的課題。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術問題是，提供一種能夠節(jié)約能源、降低成本、降低設備故障的潔凈室的冷卻系統(tǒng)。為解決上述問題，本實用新型提供一種潔凈室的冷卻系統(tǒng)，包括冷卻塔、若干組制 冷機，所述冷卻塔與所述制冷機通過管道連通，所述制冷機與所述潔凈室通過管道連通，其 中所述制冷機與所述潔凈室之間還設有第一水泵，所述冷卻系統(tǒng)還包括若干組熱交換器， 所述熱交換器與所述冷卻塔通過管道連通，所述熱交換器與所述潔凈室通過管道連通，其 中所述熱交換器與所述潔凈室之間還設有第二水泵。較佳的，所述熱交換器的材質(zhì)為不銹鋼。較佳的，所述熱交換器的換熱面積為250m2 270m2。較佳的，所述熱交換器的流量為M0m3/h 300m3/h。進一步的，所述制冷機的出水口與所述潔凈室的進水口連通，所述制冷機的進水 口與所述潔凈室的出水口之間設有所述第一水泵。進一步的，所述熱交換器的出水口與所述潔凈室的進水口相連，所述熱交換器的 進水口與所述潔凈室的出水口之間設有所述第二水泵。較佳的，所述冷卻塔與所述制冷機之間還設置有第一水泵變頻器。較佳的，所述冷卻塔與所述熱交換器之間還設置有第二水泵變頻器。較佳的，所述管道的材質(zhì)為碳鋼。綜上所述，本實用新型在現(xiàn)有技術中制冷機進行冷卻的基礎上，增加熱交換器對 所述潔凈室進行冷卻。當所述冷卻塔出水溫度較低時，停止制冷機工作，采用所述熱交換器 對所述潔凈室進行冷卻，從而節(jié)約了能源、降低成本，同時在所述制冷機停止工作時對所述 制冷機進行維護，降低了熱交換器的故障發(fā)生率。

圖1為現(xiàn)有技術中潔凈室的冷卻系統(tǒng)的結構示意圖。圖2為本實用新型中潔凈室的冷卻系統(tǒng)一實施例的結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結合說明書附圖，對本實用新型的內(nèi) 容作進一步說明。當然本實用新型并不局限于該具體實施例，本領域內(nèi)的技術人員所熟知 的一般替換也涵蓋在本實用新型的保護范圍內(nèi)。其次，本實用新型利用示意圖進行了詳細的表述，在詳述本實用新型實例時，為了 便于說明，示意圖不依照一般比例局部放大，不應以此作為對本實用新型的限定。本實用新型的核心思想是在現(xiàn)有技術中采用制冷機進行冷卻的基礎上，增加熱 交換器對所述潔凈室進行冷卻。在所述冷卻塔出水溫度較低時，停止制冷機工作，采用熱交 換器對所述潔凈室進行冷卻，從而達到了節(jié)約了能源、降低成本的目的。為解決上述問題，本實用新型提供一種潔凈室的冷卻系統(tǒng)，包括冷卻塔205、若干 組制冷機201，所述冷卻塔205與所述制冷機201通過管道連通，所述制冷機201與所述潔 凈室100通過管道連通，其中所述制冷機201與所述潔凈室100之間還設有第一水泵203， 所述冷卻系統(tǒng)還包括若干組熱交換器207，所述熱交換器207與所述冷卻塔205通過管道連 通，所述熱交換器207與所述潔凈室100通過管道連通，其中所述熱交換器207與所述潔凈
4室100之間還設有第二水泵209。熱交換器是采用固體間隔壁(傳熱面)將不同溫度的流體隔開，兩種流體在流動 過程中進行熱交換，從而使溫度較高的流體降溫。所述潔凈室100流出的溫度較高的水與 冷卻塔205流出的溫度較低的水流入所述熱交換器207，在所述冷熱交換器207中完成熱交 換，潔凈室100流出的溫度較高的水經(jīng)過降溫后，流回到所述潔凈室100中，進而維持潔凈 室100的內(nèi)部溫度。進一步的，所述制冷機201的出水口與所述潔凈室100的進水口連通，所述制冷機 201的進水口與所述潔凈室100的出水口之間設有第一水泵203。在所述第一水泵203的 推動下，所述潔凈室100中溫度較高的水從出水口經(jīng)過第一水泵203流入制冷機201，在制 冷機201中完成降溫后流回至潔凈室100。進一步的，所述熱交換器207的出水口與所述潔凈室100的進水口相連，熱交換器 207的進水口與所述潔凈室100的出水口之間設有第二水泵209。在所述第二水泵209的 推動下，所述潔凈室100中溫度較高的水從出水口經(jīng)過第二水泵209流入熱交換器207，與 流入到熱交換器207中的所述冷卻塔205的溫度較低的水進行熱交換，降溫后流回至潔凈 室 100。進一步的，所述熱交換器207的材質(zhì)為不銹鋼。采用不銹鋼材料不易老化生銹，進 而提高所述熱交換器207的使用壽命。進一步的，所述熱交換器207的換熱面積為250m2 270m2，所述熱交換器207的 體積流量為M0m3/h 300m3/h。采用本實施例中的尺寸是基于原制冷機的制冷能力，所選 尺寸和流量保證器換熱能力和一臺制冷劑的制冷能力一致。從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對潔 凈室的調(diào)節(jié)工藝不變，潔凈室的溫度濕度環(huán)境不變，更加適合半導體的生產(chǎn)。較佳的，所述冷卻塔205與所述制冷機201之間還設置有第一水泵變頻器211a。較佳的，所述冷卻塔205與所述熱交換器之間還設置有第二水泵變頻器211b。所 述第一水泵變頻器211a可以調(diào)節(jié)所述冷卻塔進入所述制冷機201的水量，加快制冷機201 冷卻速度，所述第二水泵變頻器211b可以調(diào)節(jié)所述冷卻塔進入所述熱交換器207的水量， 進而調(diào)節(jié)所述熱交換器207的冷卻速度。采用水泵變頻器具有以下優(yōu)點1、可以確保系 統(tǒng)設備的自動調(diào)節(jié)；2、保證供應參數(shù)的穩(wěn)定；3、將根據(jù)外界的溫度時時調(diào)整設備的運行頻 率，可以將節(jié)能工作最大化；4.同時降低設備運行負載，延長使用壽命，降低維護成本。進一步的，所述管道的材質(zhì)為碳鋼。采用不碳鋼材料，硬度合適且不易老化生銹， 進而提高所述管道的使用壽命。在使用本實用新型所述冷卻設備時，當外界環(huán)境焓值(enthalpy)小于25KJ/Kg 時，冷卻塔205出水溫度小于6°C，即為通常每年冬季，第一水泵203停止運轉(zhuǎn)，第二水泵 209運轉(zhuǎn)，所述潔凈室100中的溫度較高的水流向熱交換器207，同時冷卻塔205中溫度較 低的水也流向熱交換器207，在熱交換器207中進行熱交換，溫度較高的水被冷卻后流回到 潔凈室100中，從而達到了自然冷卻。綜上所述，本實用新型在現(xiàn)有技術中制冷機進行冷卻的基礎上，增加熱交換器對 所述潔凈室進行冷卻。當所述冷卻塔出水溫度較低時，停止制冷機工作，采用所述熱交換器 對所述潔凈室進行冷卻，從而節(jié)約了能源、降低成本，同時在所述制冷機停止工作時對所述 制冷機進行維護，降低了熱交換器的故障發(fā)生率。[0033] 雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本實用新型，任何 所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，當可作些許的更 動與潤飾，因此本實用新型的保護范圍當視權利要求書所界定者為準。
權利要求1.一種潔凈室的冷卻系統(tǒng)，包括冷卻塔、若干組制冷機，所述冷卻塔與所述制冷機通過 管道連通，所述制冷機與所述潔凈室通過管道連通，其中所述制冷機與所述潔凈室之間還 設有第一水泵，其特征在于，還包括若干組熱交換器，所述熱交換器與所述冷卻塔通過管道 連通，所述熱交換器與所述潔凈室通過管道連通，其中所述熱交換器與所述潔凈室之間還 設有第二水泵。
2.如權利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換器的材質(zhì)為不銹鋼。
3.如權利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換器的換熱面積為250m2 270m2。
4.如權利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換器的流量為240m3/h 300m 3A ο
5.如權利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述制冷機的出水口與所述潔凈室的 進水口連通，所述制冷機的進水口與所述潔凈室的出水口之間設有所述第一水泵。
6.如權利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述熱交換器的出水口與所述潔凈室 的進水口相連，所述熱交換器的進水口與所述潔凈室的出水口之間設有所述第二水泵。
7.如權利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻塔與所述制冷機之間還設置 有第一水泵變頻器。
8.如權利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻塔與所述熱交換器之間還設 置有第二水泵變頻器。
9.如權利要求1所述的冷卻系統(tǒng)，其特征在于，所述管道的材質(zhì)為碳鋼。
專利摘要本實用新型提供一種潔凈室的冷卻系統(tǒng)，包括冷卻塔、若干組制冷機，還包括若干組熱交換器，所述熱交換器與所述冷卻塔通過管道連通，所述熱交換器與所述冷卻塔通過管道連通，所述熱交換器與所述潔凈室通過管道連通，其中所述熱交換器與所述潔凈室之間還設有第二水泵。本實用新型在現(xiàn)有技術中設置制冷機的基礎上，增加熱交換器對所述潔凈室進行冷卻。當冷卻塔出水溫度較低時，停止制冷機工作，采用熱交換器對潔凈室進行冷卻，從而節(jié)約了能源、降低成本，同時在所述制冷機停止工作時對制冷機進行維護，降低了冷卻系統(tǒng)的故障發(fā)生率。
文檔編號F24F5/00GK201844482SQ20102050605
公開日2011年5月25日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權日2010年8月26日
發(fā)明者楊瑞成 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司