JP2007050405A - 汚染物質捕集器、汚染物質捕集方法、空気管理システム並びに除去器 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体素子を製造するために用いられる空気流れから汚染物質を捕集する汚染物質捕集器、汚染物質捕集方法、空気管理システム並びに除去器を提供する。
【解決手段】除去器２００の上部領域から放出された水が重力によって前記除去器２００の部分の間に沿って流れ、前記除去器２００の部分の間で空気流れ３１６が前記水流れ３２１を横切る。空気流れ３１６が前記水と出会うとき、即ち、表面に沿って下方向に流れる水を有する前記除去器２００の部分に衝突するまたは前記除去器２００の部分の間に落ちる水と出会うとき、汚染物質は前記空気流れ３１６から水流れ３２１に渡される。特定汚染物質が除去された前記空気流れ３１６は継続的に進み、前記水流れ３２１は濾過と前記除去器２００への再循環のために前記除去器２００の下で収容される。
【選択図】図３

Description

本発明は一般的に空気管理に係り、より詳細には半導体素子を製造するための清浄室環境のように調節された環境に供給される空気流れからの空気汚染物質の除去に関する。

半導体ウェーハ工程で、清浄室またはウェーハ処理のための空間などのような使用空間に流入される外部空気内の汚染物質は、多様な問題点の発生を防止するために除去されるべきである。例えば、汚染物質は望ましくない層の形成、プロファイルで望ましくない変化、または半導体素子を形成するパターンの臨界寸法などに影響を及ぼす。特に、現在、半導体パターンがさらに微細化されることによって、清浄室内に流入された空気流れにおいて、アンモニアＮＨ３、硫化水素ＳＯｘ、または塩素Ｃｌなどのような空気によって運ばれる分子汚染物質や他の一般的な特定汚染物質などは、プロファイル変化と望ましくないパターン形状の原因になる。従って、分子汚染物質の除去は半導体産業で重要な問題になる。特に、半導体製造工程で存在する汚染物質は、半導体製造品の性能や品質に影響を与える望ましくない短絡（ｓｈｏｒｔ）などのような回路ブリッジ（ｃｉｒｃｕｉｔ ｂｒｉｄｇｅｓ）の原因になる。

空気から他の種類の汚染物質を除去するために、従来では多くの互いに異なる種類のフィルターが用いられた。しばしば、半導体工程の間に新たな汚染物質が発生されれば、新しいフィルターが要求された。これは、フィルターの数を増加させる原因になる。汚染物質供給源がさらに多様化されることによって、汚染除去費用を減らしたり管理するために、一つの装置またはシステムを使って他の汚染物質を同時に捕集するための効果的な方法に研究の焦点が合わせられている。例えば、ある空気汚染物質は、空気と水の間の接触によって除去されることができる。このような接触により、汚染物質は空気流れから水に移る。すなわち、水は空気流れから汚染物質を捕集する。汚染物質の除去された空気は、ウェーハ工程が適用される空間に提供される。すなわち、空気は濾過後、使用空間に流入される。

特許文献１には、水を噴射するノズルを少なくとも一つ以上有する噴射器及び空気流れから汚染物質を除去するために噴射された水を空気が通過するようにする除去器を有する汚染物質制御装置を含む。特に、図１の方法と装置を参照すれば、水と空気は特許文献１に示される除去器と類似の汚染物質捕集器１１の除去器１０を通過する。

特に、除去器１０はしわ層１３を有する複数のしわプレート１２を具備する。しわプレート１２の間には空間１４が提供される。水平的な空気流れ１６は除去器１０の空間１４を一方向１８に沿って通過し、しわ構造物１３を横切る。上述した汚染物質捕集器１１は、除去器１０の上流（ｕｐｓｔｒｅａｍ）に位置される一セットの水噴射器２０を有する。図１に示されるように水平的に（並んで）配置された一セットの水噴射器２０は、水平的な空気流れ１６に沿う方向１８に向いている。複数の水噴射器２０は、除去器１０の空間１４内部に、小さな水滴の形態の水流れ２１を流入させる。水流れ２１がプレート１２にぶつかるとき、水流れは拡散され、プレート１２に付着されてプレート１２を湿らせる。一般的に、水流れ２１はプレート１２を濡らした後、除去器１０から排水されるべきである。空気流れ１６はプレート１２上の水と接触しながら、汚染物質を水流れ２１内に渡す。水流れ２１内部に特定汚染物質を渡しながら、空気流れ１６は除去器１０を通過し続ける。
米国特許第６，８７４，７００号明細書

本発明は、空気中の汚染物質の除去効率を増大させることができる汚染制御システム及び方法、並びにこれを具備する半導体製造設備を提供することを目的とする。

本発明は、接地面積の減少と共に汚染物質の除去効率を増大させることができる汚染制御システム及び方法、並びにこれを具備する半導体製造設備を提供することを目的とする。

本発明は、除去器の全体領域で汚染物質を捕集することができる汚染制御システム及び方法、並びにこれを具備する半導体製造設備を提供することを目的とする。

本発明は、空気の流速制御が容易である汚染制御システム及び方法、並びにこれを具備する半導体製造設備を提供することを目的とする。

本発明の多様な実施形態によれば、水は重力によって除去器の上部から前記除去器の部分の間に沿って流れ、空気流れは前記除去器の部分の間を水平的に移動して前記水流れと交差する。前記空気流れが水と接触されるとき、即ち、前記除去器の部分の間に落ちる水と出会い、または前記除去器に沿って下に流れる水を有する前記除去器の浸された部分と衝突するとき、汚染物質は前記空気流れから前記水流れに渡される。特定汚染物質が除去された前記空気流れはこの前方へ流れ続け、前記水流れは底面に集まる。

本発明の実施形態による汚染物質捕集器は、互いに向き合う関係に位置され、通路を提供する複数のプレートを備える除去器を有する。空気流れの経路及び流体経路は、前記通路内に存在し、前記流体経路は、除去器の上部（ｔｏｐ ｐｏｒｔｉｏｎ）から始まって略鉛直に提供される。

本発明の他の実施形態によれば、汚染物質捕集器は通路、前記通路内に第１方向に沿って提供される空気流れ経路、前記通路内に第２方向に沿って提供される流体経路、そして前記流体経路に流体を放出するために前記除去器の上部に配置される流体供給源を有する。本実施形態の一形態によれば、前記第１方向は前記第２方向に略垂直である。

本発明の実施形態による空気流れから汚染物質を捕集する方法は、互いに重なる関係にある複数のプレートを有する除去器が、これらを通過する通路を提供する。動作方法において、流体は前記除去器を通過するように方向づけられ、水流れは前記除去器を通って鉛直に下へ向かうように放出される。

本発明によれば、汚染制御システムの設置面積を減らすことができるため、設備の全体占有面積を減らすことができる。

また、本発明によれば、除去器の全体領域で、汚染物質の除去効率が略均一である。

また、本発明によれば、除去器に供給される空気の流速を制御することが容易である。

以下、添付する図面を参照して本発明による実施形態を詳細に説明する。このような実施形態は本発明の技術的範囲を限定するものではなく、当業者に望ましい実施形態を提供するためのものである。当業者は、添付される請求項内に提供される本発明の範囲から逸脱しない範囲内で、上述した実施形態に多様な修正を提供することができる。

除去器の汚染物質の捕集能力は、除去器の大きさによって調節される。除去器はプレートを含み、除去器の前方に提供された噴射領域に向かって空気流れに沿って水平的に方向付けられた従来のよく知られた構造の噴射器の使用は、水平方向への全体の大きさを制限する。即ち、噴射器と噴射領域が汚染物質捕集器の前方領域を占めるため、噴射器、噴射領域、そしてプレートを含む除去器を含む汚染物質捕集器によって、半導体製造設備が要求する面積は不可避的に、そして望ましくないように増加する。結果的にこれは全体製造費用を増大させ、半導体製造設備面積を減らすための一般的な要求を充足させることができない。特に、汚染物質は、噴射領域の水（２０％捕集効率）によるものよりも、プレートとの間やプレートに付着された水（８０％捕集効率）によってより効率的に捕集されるため、なおさらである。

それで、従来技術では、除去器のプレートの長さをさらに増加させて除去器の汚染物質捕集効率をさらに増加させた。しかし、水平に方向付けられた噴射器の使用と除去器のプレートの前方に提供される噴射領域が必要であるが、上述した設備面積の制限のため、捕集効率を増加させることは難しい。

さらに、以後に詳細に説明するように、実験によれば、従来の除去器は領域によって捕集能力が異なる。例えば、捕集能力は、除去器の下部と前方領域に比べて、除去器の上部と後方領域で低い。上部と前方領域は水平方向から到逹する水によって浸される。中間部と下部領域の全体は、水平方向からの水流れと上部から下に流れる水からの水流れによって浸される。したがって、上部領域は、下部領域や中間領域ほど十分に浸されない。その結果として、上部領域を通じて流れる空気流れが清浄室に到達されるとき、許された量よりもさらに多い汚染物質を有することになる。この問題は、除去器の大きさが大きくなることによってさらにひどくなる。

また、水平方向の水流れを生成するために用いられる比較的に高速の噴射器の使用は、汚染供給源を提供する。噴射器が摩耗されることによって、噴射器を形成する物質が水流れの中に流入されてシステムを汚染させる。また、噴射器は一定量の維持補修時間を要求し、その結果として、全体作動時間と作動費用の増加の要因になる。この問題は、従来の汚染物質除去器が、噴射器に提供される多数の噴射ノズルを要求することによってさらにひどくなる。

最後に、空気流れの速度を制御しにくい。空気流れが比較的に遅ければ、水流れが除去器の後方領域に到逹できないこともある。空気流れが比較的に速ければ、除去器プレートに沿う空気流れと水流れとの間の接触時間が短くなり、これによって除去器の捕集能力が減少され、効率が低下される。

図２は後に詳細に説明する本発明の実施形態による空気管理によるウェーハ工程設備を概略的に図示した図面である。図２のウェーハ工程設備は、図３に見える汚染物質捕集器３０または本発明の他の実施形態による他の形態の汚染物質捕集器を有する。

図３は出願人によって認識された上述の問題を克服することができる本発明の一観点による汚染物質捕集器３０を図示した図面である。本発明の実施形態として、汚染物質捕集器３０は、除去器２００の上部に設置される液体供給器（または流体供給源）１００を有する。液体循環ユニット３００は、除去器２００の下部に位置される。液体供給部材１００は脱イオン水のような液体または流体（以下‘水’という）を除去器２００に供給する。このとき、液体としては、空気流れ３１６から汚染物質を捕集するに適する他の種類の液体が使われることができる。図３には図示されないが、除去器２００は、それらの間に内部空間を提供し、親水性を帯びる多数のしわプレートを含む多様な特定形態を有する。

図３に図示されたように、空気流れ３１６は、除去器２００を水平方向（第１方向）に通過する。このようにして、除去器２００の内部に第１方向に沿って空気流れ経路が提供される。除去器２００の上部に位置される液体供給部材１００は、空気流れ３１６が除去器２００を水平的に通過する間、除去器２００内に水流れ３２１を重力によって放出する。従って、除去器３１６の互いに離隔されたプレートは、プレートの表面に沿って、プレート間の空間内に水流れ３２１を収容する通路を提供する。このような方法で、水流れ３２１は、プレードの間の空間を、プレートの表面に沿って除去器２００の上部から底に略垂直（第２方向）に移動される。このようにして、除去器２００の内部に第２方向に沿って流体経路が提供される。ここで、第１方向と第２方向は、略垂直である。

循環ユニット３００は、水支持台（流体支持台）３１０、回収ライン３２２、汲水ライン３２４、内部を通過する水流れを調節するバルブ３２６ａが設置される供給ライン３２６、貯蔵タンク３４０、ポンプ３６０、およびフィルター３８０を有する。より詳細には、循環ユニット３００は、水支持台３１０の下に形成された出口（図５の３２３）を通じて排出された水流れ３２１を回収ライン３２２に捕集するために、除去器２００のすぐ下に水支持台３１０を具備する。水流れ３２１からの水は貯蔵タンク３４０に移動される。ポンプ３６０は、水がフィルター３８０と調節バルブ３２６ａを経由して供給ライン３２６を通じて液体供給部材１００に供給されるようにする。供給ライン３２６には、バルブ３２６ａとフィルター３８０が設置される。水内の汚染物質は、直列に配置されたフィルター３８０を通過することによって除去される。汲水ライン３２４は、貯蔵タンク３４０に脱イオン水のような液体を供給する。汲水ライン３２４は、調節バルブ３２４ａによって貯蔵タンク３４０が結合され、繰り返して循環されて汚染物質捕集効率が減少された水の代わりに、新たな水（ｆｒｅｓｈ ｗａｔｅｒ）が貯蔵タンク３４０に供給されることができる。

一般的に、水は汚染物質捕集器３０を通って循環し、水が除去器を通って下に流れるとき、汚染物質の一部は空気流れ３１６から除去され、フィルター３６０で濾過される。空気流れ３１６は、継続的に清浄室のような調節された環境で使用されるために、前へ流れる。調節バルブ３２６ａは、除去器２００を通過する水の量を調節するために、使われることができる。このとき、バルブ３２４ａは必要によって追加的に新たな水を汚染物質除去器３０に供給するために用いられることができる。

液体供給部材（流体供給源）１００は除去器２００の上部に位置され、水は重力の影響によって下方向へ、除去器に流れる。即ち、水は除去器２００の上部から底領域に略垂直に流れる。水流れ３２１は除去器２００のプレート２２０を濡らし、一部は除去器２００のプレート２２０の間の空間を通じて下に落ちる。空気流れ３１６が除去器２００のしわ寄られた層のような表面部に沿って流れ、除去器２００のプレート２２０の間の空間を通じて落ちるとき、水流れと出会う。そのような出会いによって空気流れ内の汚染物質が水流れに渡される。特に、除去器２００は、水が空気中に浮かんでいる汚染物質と接触するようにすることによって、空気から汚染物質を除去する。水は分子汚染物質（例えば、ＮＨ３、黄酸化物（Ｓｏｘ）、窒素酸化物（Ｎｏｘ）、Ｃｌ⁻、ＨＣＯＯ⁻）そして／または一般的な特定汚染物質を吸収する。その後、水流れ３２１は水支持台に集められる。水は汚染物質捕集器３０を通じて再循環され、汚染物質はフィルターによって循環される水から更に除去される。

図４は本発明の一実施形態による汚染物質捕集器３０ａを示す図面である。図４を参照すると、除去器２００は一セットのしわプレート２２０を有する。しわプレート２２０は、それらの間の空間を通じて空気流れ３１６の経路が形成されるように配置される。即ち、プレート２２０は‘ａ’方向に沿って互いに離隔された関係で重なるように配置される。従って、方向‘ａ’は空気流れ３１６の方向と垂直であることができる。しわ寄られたプレート２２０は、空気流れ３１６が除去器２００を通過して過ぎるとき、空気流れ３１６の方向に沿って波打つ表面を空気流れに提供する。即ち、プレート２２０の間の間隔は空気流れ３１６の流れ経路を提供し、プレート２２０のしわ寄られた形状は、空気流れ３１６がプレート２２０と衝突するようにする。プレート２２０は親水性表面処理が施され、これをよって水流れ３２１がプレート２２０の表面を濡らして流れる。このような配列は、水流れがしわ寄られたプレート２２０の表面に沿って流れ、そしてしわ寄られたプレート２２０の間の空間を通って落ちる場合に、空気流れ３１６が水流れ３２１と衝突する機会を提供する。

このとき、上述のように、空気流れ３１６内の汚染物質は水流れ３２１に渡され、水流れ３２１は水支持台３１０で収容される。水支持台３１０は、収容された液体を回収ライン３２２に直接排出させる略たらい（ｂａｓｉｎ）形状を有する。しかし、この技術分野で、当業者は空気流れ３１６に対する一セットのプレート２２０の形状を上述に限定せずに、多様に応用することができる。また、プレート２２０の形状は、これが空気から汚染物質を捕集するのに適合すれば、多様に応用することができる。例えば、プレート２００は多孔板に提供されることができる。

しわ寄られたプレート２２０の上部に位置された液体供給部材１００は、バルブ３２６ａの調節によって、液体供給源を構成する供給ライン３２６から水を受ける。液体供給部材１００は、その内部が水で満たされるほぼ液槽１２０形状を有する。液槽１２０の上部周辺部に形成される複数の放水路（ｓｐｉｌｌｗａｙｓ）または溝（ｇｒｏｏｖｅｓ）１２２ａは、バルブ３２６ａと共に調節可能である広く使われている方法によって、水が溢れて流れるようにする。水流れ３２１が重力の影響によって下に放出されてしわ寄られたプレート２２０の表面に沿って流れ、プレート２２０の間の空間や隙間に落ちながら除去器２００を通過するように、水流れ３２１は溝１２２ａで方向が定められる。

図５は液槽１２０に水１２１を含む図４の汚染物質捕集器３０ａの断面図を示す。調節バルブ３２６ａは、水１２１が溝１２２ａで液槽１２０から溢れて流れるように液槽１２０を水で満たす。水が除去器２００の上部周辺領域から溢れて流れることによって、水は除去器２００の上部中央領域に移動し、しわ寄られたプレート２２０の表面に沿って流れ、しわ寄られたプレート２２０の間の空間を通じて下に落ちながら、水流れは広く拡張される。これによって水流れ３２１はしわ寄られたプレート２２０の露出面の表面を濡らす。その結果、除去器２００を通過する空気流れ３１６が水流れ３２１と出会い、一部の汚染物質は水流れに伝達される。水流れ３２１は結局、収容のための水支持台３１０に到逹し、濾過（ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）され、再度液槽１２０に再循環される。

図６は本発明の他の実施形態による汚染物質捕集器３０ｂを示す。汚染物質捕集器３０ｂは、図４及び図５に図示された汚染物質捕集器３０ａと略類似である。即ち、汚染物質捕集器３０ｂは、空気流れ３１６が通過するようにするしわプレート２２０を有する除去器２００、除去器２２０の下部領域から落ちるまたは放出される水流れ３２１を集める水支持台３１０、水が再循環して流れるようにする回収ライン３２２を有する。調節バルブ３２６ａは、供給ライン３２６を通じて液槽１２０’が調節可能に満たされるようにする。しかし、本実施形態の汚染物質捕集器３０ｂで、液体供給部材１００はその下部面を横切るように位置される開口（出口）１２２で水を液槽１２０’から放出させる。このような方法で、水流れ３２１は、しわプレート２２０の上部領域の全領域にかけて分配されるように方向が定まる。液槽１２０’の開口１２２は略等間隔で規則的に配列されることができる。

図７は開口１２２として、例えば複数の環型の孔１２２ｂを有する液槽１２０’の一形態を示す。

図８は開口１２２として、複数のスリット１２２ｂを有する液槽の他の形態を示す。複数のスリット１２２ｂはしわ寄られたプレート２２０の重なる方向‘ａ’に対して平行または垂直となるように配列されることができる。さらに、液槽１２０’から除去器２００内に下方向への水の放出を形成するために開口１２２の形状や方向が多様に用いられることができる。例えば、複数のスリットは重なる方向‘ａ’に対して鋭角や鈍角で形成されることができる。そのような構造により、水は除去器２００の上部領域に均一に分配されることができる。また、図１に図示された噴射ノズルを使った従来方式と比べる場合、本発明の構造はより単純で、維持保守を大いに少なくすることができる。

図９及び図１０は本発明の汚染物質捕集器３０ｃのまた他の実施形態を示す。図９において斜視図で示したように、本実施形態の汚染物質捕集器３０ｃは、前述の汚染物質捕集器３０ａ、３０ｂと略類似である。即ち、本実施形態の汚染物質捕集器３０ｃは、空気流れ３１６が通過するようにするしわプレート２２０を有する除去器２００、除去器２２０の下部領域から落ちる、または放出される水流れ３２１を集める水支持台３１０、水が再循環して流れるようにする回収ライン３２２を有する。しかし、汚染物質捕集器３０ｃにおいて、調節バルブ３２６ａは、供給ライン３２６を通じて除去器２００の上部に位置する一つまたは多数の供給管１４０への加圧された水の適用を調節する。供給管１４０はロッド形状で形成され、複数の孔がロッドの下部にロッドの長さ方向に沿って形成される。複数の供給管が除去器２００の下部に配置される場合には、供給管１４０は均一の間隔で配置されることができる。供給管はしわ寄られたプレート２２０に略垂直（即ち、図４に示された‘ａ’方向に平行）であるが、しわ寄られたプレート２２０に対して垂直となるように、または異なるように方向を定めることができる。例えば、供給管は適用によってしわ寄られたプレート２２０に対して鈍角や鋭角で形成されることができる。

図１０の断面図で示すように、汚染物質捕集器３０ｃは、供給管１４０に水しぶき（ｗａｔｅｒ ｓｐｒａｙ）４０２を生成することができる一セットのノズル４００を含む排出チューブを提供する。水しぶき４０２は、除去器２００内へ下方向に向う噴霧水（ａｔｏｍｉｚｅｄ ｗａｔｅｒ）の流れが形成されるような、圧力と特性を有する。さらに、汚染物質除去器３０ｃの特定の実施形態は、一つまたは多数の供給管１４０と一つまたは多数のノズル４００を含む。除去器の上部で水流れが噴霧として供給されれば、水流れ３２１は除去器２００の上部領域全体によく分配され、重力の影響によって継続的にしわ寄られたプレート２２０の表面に沿って流れ、しわ寄られたプレート２２０との間の空間を通じて落ちながら継続的に移動する。さらに、噴射速度と量が、従来技術で提供された水平方向に供給する噴射配列での噴射速度と量ほど高い必要はない。

ノズル４００と結合された供給管１４０の断面図である図１１を参照すると、供給管１４０は、上述のように再循環されて濾過された水を収容するために、供給ライン３２６と通じる。

図１２と図１３はノズルの一実施形態を示す。図１２は図１１のＡ−Ａ’線に沿うノズル４００の断面図であり、図１３は図１２のＢ−Ｂ’沿うノズル４００の断面図である。しかし、汚染物質捕集器３０ｃは、多様な形状のノズルを具備することができる。図１２において、ノズル４００の連結部または流入部４２０は、上述のように供給管１４０の下部に形成されて対応される孔を通じて供給管１４０に結合され、供給管１４０から加圧された水を受ける。ノズル４００は、拡張部４４０を有し、拡張部４４０は流入部４２０よりさらに大きい直径を有する。水は、角度を有するように配置された入口４６２から回転誘導部４６０に入る。回転誘導部４６０は、水が回転誘導部４６０の空間４４４に流入するときに、水の移動に対して回転を付与する。水は回転し、特定角度で噴霧としてオリフィス４４２から出る。回転誘導部４６０は拡張部４４０よりも直径が小さく、拡張部４４０および回転誘導部４６０は、拡張部４４０内に回転誘導部４６０が位置される円筒形であることができる。回転誘導部４６０は、ディスク形状を有する上部壁を有し、上部壁から延長されて拡張部４４０の下部壁に結合された円筒形の側壁を有する。回転誘導部４６０の上部壁と側壁、そして拡張部４４０の下部壁は、共に空間４６４を形成する。したがって、空間４６４に到逹する水は噴霧４０２として出口４４２を抜け出し、水流れ３２１を形成する。

図１４は、供給管１４０に付着可能であり、円錐部４７２に続く略円筒形状の入口４７０と、円錐部４７２の狭い最後端に出口４７４とを有するノズル４００ａの形態を示す。ノズル４００ａは、出口４７４の直径が約１０００μｍ、またはノズル４００ａがプレート２２０を充分に濡らすようにより大きい直径を有することができる。

図１５は、円筒形の流入部４８０と複数の出口４８２を有し、供給管１４０に付着することができるノズルの一形態を示す。

図１６及び図１７は、複数個が上下に積層される構造の汚染物質捕集器３０を図示した図面である。例えば、それぞれの配置の一セットの汚染物質捕集器３０は、液体供給部材１００及び水支持台３１０、そして前記液体供給部材１００と水支持台３１０との間に提供される除去器２００を有する。液体供給部材１００は、各捕集器３０で除去器２００の上部に配置されて除去器２００の上部領域に水を供給する。即ち、各汚染物質捕集器３０のための水流れは、他に対して分離されている。ここで与えられた除去器２００を通じて流れる水は、その下部で集められる。空気流れ３１６は、一セットの汚染物質捕集器３０を通じて流れる。図１６における汚染物質捕集器３０は、液体供給部材１００のような液槽１２０、１２０’を一つまたは複数個用いる。図１７において、汚染物質捕集器３０のそれぞれは、液体供給部材１００のように供給管１４０と噴射器４００を用いる。液剤供給部材１００の多様な組合わせが、汚染物質捕集器配列の与えられた組合わせ形態や積層された形態に用いられることができる。

再度、図２を参照すれば、本発明の空気管理の一実施形態による工程設備を示す。捕集器３０は、例えば、工程設備１の外部空気調節システムに併合されることができる。工程設備１は、捕集器３０と清浄室１０との間に配置された清浄空気ダクト５０を有する使用空間または清浄室を含む。特に、工程設備１はフレーム２０内に清浄室１０を含む。空気は清浄室に対して清浄室１０の底１４から取り込まれて清浄室１０の天井１２に帰る。清浄空気ダクト５０は、清浄室１０の下で再循環する空気と結合されて、清浄空気を外部空気調節システムから供給する。清浄空気ダクト５０に従って作動する汚染物質捕集器３０を有することにより、再循環空気内に流入された空気は、望ましくない外部汚染物質の危険を減少させる。

清浄室１０内部には、多様な半導体製造装置（図示しない）が設置される。清浄室１０の上部または天井１２には、清浄室１０に流入される空気から汚染物質を除去するためのフィルタ（図示しない）が設置される。また、清浄室１０の底１４には貫通して形成された複数の孔が形成される格子（ｇｒａｔｉｎｇ）板が具備される。清浄室１０の底下部では、空気移動または循環ユニットが、底１４から天井１２に空気を再循環されるように作動する。本発明の一実施形態によれば、循環ユニット６０には空気から汚染物質を除去するための多様なフィルターが設置されることができる。即ち、循環ユニット６０は図２に図示された矢印のように、空気を清浄室１０の下部領域から清浄室１０の上部領域に移動させる。清浄室１０の上部領域の空気は、天井１２のフィルターを通過して継続的に清浄室１０に流入される。空気は、清浄室１０の上部から下部に流れる。ここで、底１４の格子板を通り抜け、上述のように循環ユニット６０の影響の下で再循環される。

他の実施形態として、捕集器３０は、外部空気調節システムに遠距離で位置される代りに、またはこれに追加的に、清浄空気ダクト５０に従って直列で設置されることができる。さらに、汚染物質捕集器３０にはファンが設置されることができる。例えば、前方ファン４２は、汚染物質捕集器３０に空気を押す。ファン４２と選択的に、または追加的に、後方ファン４４が空気を汚染物質捕集器３０を通じて引き寄せる。ファン４２、４４は、汚染物質捕集器３０を通過する外部空気をより効果的に制御するために用いられることができる。

上述のように、汚染物質捕集器３０は清浄空気ダクト５０に設置されることができる。選択的にまたはこれに追加的に、汚染物質捕集器３０は、循環ユニット６０、清浄室１０の天井、または清浄室１０内に具備される工程装置内に設置されることができる。従って、本発明の実施形態による汚染物質捕集器３０は、多様な設計における汚染物質捕集器として適用されることができ、この多様な設計の一部は特許文献３に開示されており、上述の文献の内容は参照としてここに併合されることができる。

本発明の多様な実施形態による除去器は、図１に図示された従来技術の除去器と比べてより特別な長所を有する。汚染物質捕集能力は、空気流れの方向に沿う除去器の幅に依存する。図１で空気流れによる汚染物質捕集器の水平距離は、しわ寄られたプレートだけではなく、ノズル２０及びノズルとプレートとの間の噴射領域のような関連する領域を収容すべきである。しかし、本発明の実施形態によれば、空気流れの方向に沿って相応する距離は、ただしわ寄られたプレートだけを収容すれば良い。その結果、本発明の実施形態による除去器は、必要であれば、より狭く提供できる。また、同一の全体水平空間内により広いセットのしわ寄られたプレートを提供することができるので、さらに向上された汚染物質捕集効率を提供する。汚染物質捕集能力は除去器の幅と関係あるため、これはさらに向上された汚染物質捕集能率を提供する。

さらに、プレートが濡らされる効率は上述の実施形態で大きく向上される。従来の除去器では、水は水平方向に噴射力によって噴霧され、空気はプレートとの間の空間内に流れる。これによって、プレート表面は領域によって互いに相異して濡らされる。より詳細に説明すれば、水が側方向で従来の除去器に流入されれば、結局、水はその内から落ち、下流（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ）または遠く離れたプレート表面においてプレートの上部が比較的少なく濡らされ、上流（ｕｐｓｔｒｅａｍ）または近いプレート表面の下部において比較的より多くまたはより超過して濡らされる。このような濡らされることの差によって、捕集効率の差が存在し、従来の除去器の上部領域では相対的に汚染物質が少なく捕集される。しかし、上述の本発明の実施形態による除去器は、プレート表面を均一に濡らし、除去器を通過する汚染物質の均一な捕集を提供する。

また、水が従来の除去器を均一に貫通する度合いは、空気流れ速度に依存する。残念ながら、一部の配列における空気流れは、正確な調節が維持しにくい。即ち、特定の場合には空気流れ速度は多様に提供されるべきである。その結果、水が従来の除去器内に相対的に均一に提供される程度は空気流れの速度の関数によって変化されることができる。相対的に低い空気流れ速度において、汚染物質捕集効果は、除去器の下流領域（ｄｏｗｎｓｔｒｅａｍ ｐｏｒｔｉｏｎ）または遠く離れた領域で減少される。しかし、水が上から提供され、重力の一定の力によって略一定に移動される本発明の実施形態による除去器は、空気流れが多様に変化する場合でも、プレートを均一に濡らす。その結果、プレートの濡らし及び付着機能は除去器全体を通じてさらに均一となり、汚染物質捕集が向上される。

下の表は、従来技術の汚染物質捕集器（システム１）を用いて空気から汚染物質を除去する量と、本発明の一実施形態による汚染物質捕集器３０（システム２）を用いて空気から汚染物質を除去する量を比較している。システム１の従来技術の汚染物質除去器の幅は、気体の移動方向に沿っておおよそ３００ｍｍでおり、システム２の除去器の幅は、気体の移動方向に沿っておおよそ４００ｍｍである。データは一般的に知られた技術であるＨＰＩＣ方式を使って得られている。

事実、システム１における捕集器の水平的な幅はプレートだけではなく、ノズル及びプレートとノズルとの間に提供されるダウンストリーム領域を含むため、除去器を有する従来の捕集器の幅は除去器の幅の３倍または４倍程度である。しかし、本発明による汚染物質捕集器の全体幅は、除去器のプレートの広さと同一である。即ち、従来技術は全体幅に付加的な装置（噴射器）が含まれる一方で、本発明の実施形態によれば、除去器の幅が全体幅である。結果的に、本発明による汚染物質捕集器、例えば、システム２の汚染物質捕集器は、従来の汚染物質捕集器より少ない空間を備えつつ、より大きな汚染物質除去効果を有している。

空気から一部汚染物質を除去するための従来技術の除去器を概略的に示す図である。 清浄室及び清浄室のように管理された空気空間に供給される空気流れから汚染物質を除去するための除去器を含む空気管理システムを示す図である。 本発明の一実施形態による除去器を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態による除去器を示す斜視図である。 図４に図示された除去器の断面と動作過程を示す図である。 本発明の他の実施形態による除去器の断面と動作過程を示す図である。 図６の除去器の液体供給部材の一実施形態を示す平面図である。 図６の除去器の液体供給部材の他の実施形態を図す平面図である。 本発明のまた他の実施形態による除去器を示す斜視図である。 図９に図示された除去器の断面と動作過程を示す図である。 図１０の除去器の液体供給部材を図示する平面図である。 図１１の液体供給部材のノズルを示す断面図である。 図１２のノズルの断面を示す断面図である。 図１１の液体供給部材のノズルの他の実施形態を示す断面図である。 図１１の液体供給部材のノズルのまた他の実施形態を示す断面図である。 本発明のまた他の実施形態による除去器を示す図でおり、互いに積層された関係にある複数の除去器を示す。 本発明のまた他の実施形態による除去器を示す図でおり、互いに積層された関係にある複数の除去器を示す。

符号の説明

３０ 汚染物質捕集器、
１００ 液体供給器（流体供給源）、
１２０，１２０’ 液槽、
１２２ 開口（ホール）、
２００ 除去器、
２２０ しわプレート（プレート）、
３１０ 水支持台（流体支持台）、
３２３ 出口、
３２６ 供給ライン、
４００ ノズル、
４４２，４４８，４７４ 出口。

Claims (42)

1. 内部に通路が提供される除去器と、
   前記通路内に第１方向に沿って提供される空気流れ経路と、
   前記通路内に第２方向に沿って提供される流体経路と、
   前記除去器の上部に配置され、流体を前記流体経路に提供する流体供給源と、を含むことを特徴とする汚染物質捕集器。
2. 前記第１方向は、前記第２方向と垂直であることを特徴とする請求項１に記載の汚染物質捕集器。
3. 前記除去器は複数のプレートを具備し、前記通路は前記プレートの間の空間を含むことを特徴とする請求項１に記載の汚染物質捕集器。
4. 前記除去器は複数のプレートを具備し、前記通路は前記プレートの表面を含むことを特徴とする請求項１に記載の汚染物質捕集器。
5. 前記除去器は複数のプレートを具備し、前記通路は前記プレートの表面と前記プレートとの間の空間を含むことを特徴とする請求項１に記載の汚染物質捕集器。
6. 内部に通路が提供されるように重ねられる複数のプレートを有する除去器と、
   前記通路内部に提供される空気流れ経路と、
   前記通路内部に提供される流体経路と、を含み、
   前記流体経路は鉛直に形成され、前記除去器の上部から始まることを特徴とする汚染物質捕集器。
7. 前記汚染物質捕集器は前記除去器上部に配置される流体供給源をさらに含み、
   前記流体供給源は、流体を供給する流体供給ラインと、
   前記流体供給ラインから流体を受け、当該流体を前記流体経路を向かって下方向に放出する出口を有する液槽を含むことを特徴とする請求項６に記載の汚染物質捕集器。
8. 前記出口は、これから溢れる流体を放出する放水路を含むことを特徴とする請求項７に記載の汚染物質捕集器。
9. 前記出口は、前記流体を排出する孔を含むことを特徴とする請求項７に記載の汚染物質捕集器。
10. 前記孔は、円形で形成されることを特徴とする請求項９に記載の汚染物質捕集器。
11. 前記孔は、スリットの形状に形成されることを特徴とする請求項９に記載の汚染物質捕集器。
12. 前記スリットの形状に形成された孔は、前記プレートが重ねられた方向に平行または垂直に配列されることを特徴とする請求項１１に記載の汚染物質捕集器。
13. 前記各々のスリットは、前記プレートの重ねられた方向に対して鈍角や鋭角で形成されることを特徴とする請求項１１に記載の汚染物質捕集器。
14. 前記流体は、水を含むことを特徴とする請求項７に記載の汚染物質捕集器。
15. 前記汚染物質捕集器は前記除去器の上部に配置された流体供給源をさらに含み、
    前記流体供給源は、
    流体を供給する流体供給ラインと、
    前記流体供給ラインと結合され、前記流体経路に下方向に前記流体を供給する少なくとも一つのノズルを含む排出チューブを有することを特徴とする請求項６に記載の汚染物質捕集器。
16. 互いに向き合うように配置される複数のプレートを具備し、内部に通路が提供される除去器と、
    前記通路内に第１方向に沿って提供される空気流れ経路と、
    前記除去器の上部から始まり、前記通路内に第２方向に沿って下方向へ鉛直に提供される流体経路と、
    前記除去器の上部から前記流体経路に流体を提供する流体供給源とを含み、
    前記流体経路は重力によって流体の下方向の流れが可能となるように提供されることを特徴とする汚染物質捕集器。
17. 前記通路は、前記プレートとの間の空間を含むことを特徴とする請求項１６に記載の汚染物質捕集器。
18. 前記通路は、前記プレートの表面を含むことを特徴とする請求項１６に記載の汚染物質捕集器。
19. 前記複数のプレートは、非平坦な表面を含むことを特徴とする請求項１６に記載の汚染物質捕集器。
20. 前記非平坦な表面は、しわ構造を有することを特徴とする請求項１９に記載の汚染物質捕集器。
21. 前記しわ構造は前記第２方向と平行であり、前記第１方向と垂直であることを特徴とする請求項２０に記載の汚染物質捕集器。
22. 互いに重なって通路が提供された複数のプレートを有する除去器を使用して空気流れから汚染物質を捕集する方法において、
    前記除去器を通過するように空気流れを提供し、前記除去器を鉛直に下方向へ通過するように水流れを提供することを特徴とする汚染物質捕集方法。
23. 前記水流れの提供は、前記プレートの間に提供された空間内への水流れの提供を含むことを特徴とする請求項２２に記載の汚染物質捕集方法。
24. 前記水流れの提供は、前記プレートの表面に付着して流れる水流れの提供を含むことを特徴とする請求項２２に記載の汚染物質捕集方法。
25. 前記空気流れは、水平であることを特徴とする請求項２２に記載の汚染物質捕集方法。
26. 前記水流れは、前記除去器の上部から前記除去器の下部への流れであることを特徴とする請求項２２に記載の汚染物質捕集方法。
27. 前記水流れの提供は、前記除去器の上部での水の提供を含むことを特徴とする請求項２２に記載の汚染物質捕集方法。
28. 前記水流れの提供は、液槽に水が溢れるようにする放水路の提供を含むことを特徴とする請求項２２に記載の汚染物質捕集方法。
29. 前記水流れの提供は、液槽に放出孔の提供を含むことを特徴とする請求項２２に記載の汚染物質捕集方法。
30. 前記水流れの提供は、前記除去器に向かう下方向への液体噴射を含むことを特徴とする請求項２２に記載の汚染物質捕集方法。
31. 前記汚染物質捕集方法は、少なくとも２個の除去器を上下に積層されるように維持させることを含み、
    空気流れが各々の除去器を通過し、水流れが各々の除去器を鉛直に下方向へ通過することを特徴とする請求項２２に記載の汚染物質捕集方法。
32. 処理しようとする空気を受け入れる使用空間と、
    前記使用空間の内部に向かう空気流れ経路に沿って空気流れを移動させる空気移送部と、
    互いに向き合うように維持されてこれらを通過する通路を提供する複数のプレートと前記除去器の上部に位置されて前記通路内に鉛直に下方向へ水流れを提供する水供給源を有し、前記空気流れの経路が前記通路を通過するように前記空気流れに沿って位置される汚染物質除去器を含むことを特徴とする空気管理システム。
33. 前記水流れは、前記空気流れと垂直であることを特徴とする請求項３２に記載の空気管理システム。
34. 前記水供給源は、重力によって下方向に向かう水流れが前記除去器を通過するように前記除去器の上部に位置されることを特徴とする請求項３２に記載の空気管理システム。
35. 直立するように提供され、空気流れが水平方向に通過するようにする複数の通路を提供するために互いに平行に離隔されて設置される複数のしわ寄られたプレートと、
    水流れが前記通路に向かって下方向に提供されるように前記プレートの上部に設置される液体供給部材と、
    前記通路から前記水流れを収容するために、前記プレートの下部に位置される水支持台と、を含むことを特徴とする除去器。
36. 前記液体供給部材は、重力によって下方向に前記水流れを供給することを特徴とする請求項３５に記載の除去器。
37. 前記液体供給部材は液槽を含み、
    前記水流れは、少なくとも一部分が前記液槽に対して放出口から溢れて始まることを特徴とする請求項３５に記載の除去器。
38. 前記液体供給部材は、少なくとも一つの穴が形成された液槽を有し、前記水流れは、少なくとも一部分が前記穴から放出されて始まることを特徴とする請求項３５に記載の除去器。
39. 前記液体供給部材は、前記通路に向かって下方向に前記液体流れを噴射することを特徴とする請求項３５に記載の除去器。
40. 前記液体供給部材は、前記通路に向かって下方向に、少なくとも一部が噴霧化された液体流れを噴射することを特徴とする請求項３５に記載の除去器。
41. 前記除去器は、
    第１除去器と、
    前記１除去器と同一の構造を有し、前記第１除去器に積層された第２除去器と、を含むことを特徴とする請求項３５に記載の除去器。
42. 上下方向に積層された少なくとも２個の除去器を含み、
    それぞれの除去器は、互いに向き合うように位置されて通路を提供する複数のプレートと、
    前記通路内に提供される空気流れ経路と、
    前記除去器の上部に位置される流体供給源と、
    鉛直方向に提供され、前記流体供給源に結合される流体経路と、
    前記流体経路から流体を収容する流体支持台と、を含み、
    下部に位置される除去器の前記流体供給源は、上部に位置される除去器の前記流体支持台の下に位置されることを特徴とする汚染物質捕集器。