JP4124665B2 - 清浄空気ダクト及び清浄室用空気提供装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は集積回路製造に関するものであり、より詳細には、集積回路の製造に使用される清浄室に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
集積回路装置（例えば、半導体装置）は、一般に清浄室と呼ばれる環境で製造される。清浄室は本質的にパーティクルがないべきであり、パーティクルは清浄室内で製造される集積回路装置の収率に影響を及ぼす。さらに、製造工程中に発生したり、または清浄室に外部空気が流入される途中に発生するパーティクルは、清浄室で生産される集積回路を汚染させ、これにより集積回路に不良が発生されてしまう。
【０００４】
清浄室で製造される半導体装置の種類別に清浄室内の清浄指数が異なるように指定することができる。例えば、０．２５μｍのデザインルールを有する２５６メガビットＤＲＡＭの場合、０．２５μｍ以上の大きさを有するパーティクルは清浄室から除去され、または濾過されなければならない。また、清浄室内では温度、湿度及び室内の気圧が制御されなければならなく、目的により照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｉｏｎ）、騒音、振動なども制御されなければならない。
【０００５】
前述したように、外部空気（即ち、外部環境から提供される空気）は外部空気内に含まれたパーティクルを濾過することができるフィルタユニットを有する空気調節器を通過して清浄室内に提供される。さらに、伝統的な接近で、空気調節器により提供される清浄空気は清浄室の下端に提供され、提供された空気は清浄室天井上及び清浄室内に循環される。
【０００６】
しかし、外部空気内に含まれる微細パーティクルの分布が続けて増加することにより、伝統的な空気調節器を使用して清浄室で必要とする程度の水準に空気を濾過することが相当に困難になっている。これにより、清浄室内の汚染が増加し、その結果清浄室内で製造する集積回路装置の収率が減少されている。例えば、黄砂現象（以下、黄砂）は清浄室で製造する集積回路の収率に莫大な影響を及ぼす。黄砂現象は外部空気内に非正常的に高い水準の硫酸化物、窒酸化物及び／またはシリコンなどを含むことが特徴である。黄砂現象は、毎年特定周期及び特定地域で発生している。例えば、２００１年韓国ソウル地域で黄砂が発生した時期に測定した外部空気で埃の濃度は、同じ年及び同じ地域での平常時の外部空気内の埃濃度に比べて約７倍乃至１４倍高く現れた。また、２００１年ソウルで黄砂が発生した間の埃濃度は約４７３μｇ／ｍ3乃至約９９９μｇ／ｍ3に測定された。また、夏に外部空気内に含まれているオゾン（Ｏ3）、ＳＯ2及び／またはＮＯxなどのような汚染物質は正常的に濾過されなかった場合に、清浄室内に流入されることもできる。
【０００７】
図１は集積回路パターン２０上にパーティクル１０が発生した形状を示した概略図である。パーティクル１０は集積回路の動作不良を誘発させる。パーティクル１０は約０．０５μｍ以下の小さい粒子が集まって円形の塊形状を有し、または輪形状を有する。
【０００８】
図２は図１に示したパーティクルの成分を示すグラフである。
【０００９】
図２に示すように、ＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）は、パーティクルから多量のＳｉ及びＯ成分を検出している。これは黄砂現象の間に発生した埃の成分と一致する。図２で示されたように、多くのパーティクルは０．０５μｍより小さいサイズを有する。
【００１０】
従来から、外部空気を濾過して清浄室に提供するためにＨＥＰＡフィルタ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ａｉｒ ｆｉｌｔｅｒ）及びケミカルフィルタを含む空気調節器が使用されている。たとえば、ＵＬＰＡフィルタと湿度調節装置を含むエアコンディショナ（ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ）間にケミカルフィルタを含む空気調節器を使用することにより、集積回路の製造工程中に発生するリン酸などのケミカル不純物を除去することが開示されている（特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】
米国特許第５，８９０，３６７号（明細書）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、微細なパーティクルを多量に含む空気を浄化させるのに適合した清浄室空気浄化システム用清浄空気ダクト（Ｆｒｅｓｈ Ａｉｒ Ｄｕｃｔ）を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、清浄空気ダクトを用いて外部空気を浄化させ、清浄化された空気を提供する清浄室用空気提供装置を提供することにある。
【００１４】
【発明の解決するための手段】
上述した目的を達成するための本発明は、清浄空気ダクトの第１部分と、第２部分と、取付部と、第１パーティクルフィルタと、第３部分と、第２パーティクルフィルタとを有する。前記清浄空気ダクトの第１部分は、外気空気が空気調節器により濾過された清浄空気を清浄室に移動させる。前記清浄空気ダクトの第２部分は、前記第１部分と連結され、前記空気を案内する。前記第１部分と連結される第２部分の第１端部に具備され、フィルタを着脱させることができる取付部が具備される。前記第１パーティクルフィルタは、前記取付部に取り付けられ、前記第１部分から第２部分に移動する空気中の汚染物質を濾過させる。前記第３部分は、前記第２部分の第２端部と連結され、空気を供給させる複数個の吐出口を有して、各吐出口が清浄室の下端に位置する。前記第２パーティクルフィルタは、前記第３部分のそれぞれの吐出口と隣接した内部に具備され、清浄室の下端に供給される空気中の汚染物質を濾過する。
【００１５】
本発明による実施形態で、空気調節器は前記第１水準のパーティクル濃度よりさらに高い水準のパーティクル濃度を有する外部空気を引入し、第３パーティクル濃度は第１パーティクル濃度及び第２パーティクル濃度に比べて相当に大きく、約４７３μｇ／ｍ３乃至約９９９μｇ／ｍ３の範囲内にある。本発明による実施形態で、各々のパーティクルフィルタは清浄室と隣接する清浄空気ダクトの吐出口と隣接する部位に備える。
【００１６】
本発明による実施形態で、各々のパーティクルフィルタは、前記空気調節器から提供される清浄空気から約０．３μｍの大きさの粒子を９９．９７％の効率に濾過させるＨＥＰＡフィルタと、前記空気調節器から提供される清浄空気から約０．１μｍの大きさのパーティクルを９９．９９９９％の効率に濾過させるＵＬＰＡフィルタ及びオゾンのうち、少なくとも一つのフィルタを含む。
【００１７】
本発明による実施形態で、第２パーティクルフィルタは清浄室と隣接する清浄空気ダクトの吐出口と隣接した内部に具備される。第２パーティクルフィルタは、前記清浄空気から約０．３μｍの大きさの粒子を９９．９７％の効率に濾過させるＨＥＰＡフィルタ、前記清浄空気から約０．１μｍ乃至０．１７μｍの大きさの粒子を９９．９９９９％の効率に濾過させるＵＬＰＡフィルタ、ケミカルフィルタ及びオゾンを除去することができるオゾンフィルタのうち、少なくとも一つのフィルタを含む。
【００２０】
本発明による実施形態で、前記清浄空気ダクトの第１部分は前記着脱可能であるフィルタが露出されるように、前記第１部分と前記第２部分を接続するための柔軟管部をさらに含む。本発明による実施形態で、清浄空気ダクトの第３部分は、前記第２部分と連結され、少なくとも一つの吐出口を有する。第２着脱可能であるフィルタは、第３部分内部に含まれ、前記少なくとも一つの吐出口に通じる経路に沿ってフローする清浄空気をさらに濾過させるために備えられる。
【００２１】
本発明による実施形態で、清浄空気ダクトの第３部分は、前記第２部分と連結され、複数個の吐出口を有する。複数個の着脱可能であるフィルタは、前記複数個の吐出口の前方に位置する。
【００２２】
本発明による方法の実施形態は、空気調節器により濾過され、第１パーティクルの濃度を有する清浄空気を清浄室側に案内する段階と、前記第１パーティクルの濃度より小さい第２パーティクルの濃度を有する清浄空気を提供するために、前記空気調節器の後方で前記清浄空気をさらに濾過する段階及び前記濾過された空気を清浄内に提供する段階とを含む。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施形態を詳細に説明する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図３は、本発明による清浄室システムの実施形態を示す概略図である。
【００２５】
図３に示すように、清浄室システムは集積回路の製造工程を実施するための清浄室と、外部空気を受け入れて清浄空気を清浄室に提供する空気調節器と、清浄室下端の空気を上端に循環させる循環装置を含む。
【００２６】
外部空気（第３水準のパーティクル濃度を有する）を導入して前記空気のパーティクルを１次的に濾過させ、前記空気の湿度を調節する空気調節器３００が備えられる。前記空気調節器３００は複数のフィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄを使用して前記空気中に含まれているパーティクルを濾過する。濾過された清浄空気は第３水準より低い第１水準のパーティクル濃度を有する。前記空気調節器３００は、空気の温度を調節するための加熱器３００ｅ及び冷却器３００ｆ、前記空気の湿度を調節するための加湿器３００ｇ及び空気を移送するための送風機３００ｈを含む。また、フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄは加湿器３００ｇ前方に位置することが望ましい。加湿器３００ｇ後方にフィルタが位置すると、フィルタ内のガラス繊維（ｍｅｄｉａ）に水分を含むことになるので、フィルタリング効果が低下されるからである。
【００２７】
以下で、前記空気調節器３００について、より詳細に説明する。フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄは、各々異なるサイズのパーティクルを濾過するように備えられる。フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄは、外部空気内に含まれるパーティクルのサイズが大きいものから順に濾過されるように配置する。例えば、空気調節器３００で最も前方に備えられるフィルタ３００ａは、最も大きいパーティクルが濾過されるように備える。また、前記空気調節器３００で最も後方に備えられるフィルタ３００ｄは、最も小さいパーティクルが濾過されるように備える。
【００２８】
外部空気は、前記空気調節器３００内に流入される。ロールフィルタ（Ｒｏｌｌ ｆｉｌｔｅｒ）３００ａは、流入された外部空気の異物質を除去する。前記ロールフィルタ３００ａを通過した空気は、ディミスタ（Ｄｅｍｉｓｔｅｒ）３００ｂを通過しながら、水分及び異物質が除去される。また、ディミスタ３００ｂの後方には空気中の微細な埃を約９０％の効率に除去するミディアムフィルタ（ｍｅｄｉｕｍ ｆｉｌｔｅｒ）３００ｃが備えられる。前記ミディアムフィルタ３００ｃの後方には空気に含まれる粒子のうち、０．３μｍの大きさの粒子を９９．９７％の効率に濾過させるＨＥＰＡフィルタ３００ｄが備えられる。前記フィルタを経て、外部空気内に含まれるパーティクルの大きさが大きいものから順に濾過され、これにより外部空気が１次に清浄化される。
【００２９】
前記ＨＥＰＡフィルタ３００ｄの後方に加熱器３００ｅ及び冷却器３００ｆを備える。本実施形態では、前記冷却器３００ｆが加熱器３００ｅの後方に位置する。従って、前記加熱器３００ｅにより空気の温度が上昇され、続いて前記冷却器３００ｆにより冷却する。外部空気の温度が高い場合は、冷却器３００ｆのみ動作することもできる。
【００３０】
他の実施形態として、加熱器３００ｅ及び冷却器３００ｆは、その手順を変えて配置することもでき、フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄの前方に配置することもできる。だから、加熱器３００ｅを利用して空気をまず加熱した後、冷却器３００ｆを通じて冷却することにより、空気中の水分を除去することができるので、加熱器３００ｅを冷却器３００ｆ以前に設けることが望ましい。
【００３１】
続いて、前記空気は加湿器３００ｇにより空気の絶対湿度を清浄室で要求する湿度に調節する。加湿器３００ｇの後方に送風機３００ｈを備える。送風機３００ｈは清浄化され、温度及び湿度が調節された空気を定まった圧力及び風量で送り出す。送風機３００ｈは空気調節器３００の最後方に配置することが望ましい。黄砂現象が起こっている間には、清浄空気内のパーティクル濃度が約１，２００，０００ｅａ（個数）／ｃｆｍ（ｃｕｂｉｃ ｆｅｅｔ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）になる。
【００３２】
空気調節器３００と連結され、清浄を清浄室下端に移動させる清浄空気ダクト３０２が備えられる。清浄空気ダクト３０２は移動中の空気内のパーティクルを２次的に除去するためのフィルタ１０６を、その内部に含む。フィルタ１０６は外部空気に含まれているパーティクル成分や汚染物質などを考慮して適切なフィルタを選択して装着させることができる。清浄空気ダクト３０２内に引入する空気は、空気調節器３００に含まれている各種フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄにより１次的に濾過されたものであるので、フィルタ１０６は少なくとも空気調節器３００に含まれたフィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄのうち、フィルタリング効果が最も優れるフィルタ（前記の場合、ＨＥＰＡフィルタ）と同一または、その以上のフィルタリング効果を有するフィルタを使用することが望ましい。
【００３３】
一実施形態として、フィルタ１０６は空気に含まれる粒子のうち、０．３μｍの大きさの粒子を９９．９７％の効率に濾過させるＨＥＰＡフィルタを使用することができる。他の実施形態として、フィルタ１０６は０．１２乃至０．１７μｍの大きさの粒子を９９．９９％の効率に濾過させるＵＬＰＡフィルタを使用することもできる。また、他の実施形態として、外部空気中に硫酸化物及び窒酸化物を含む汚染物質が非常的に増加される時期には、フィルタ１０６はこれを濾過することができるケミカルフィルタを使用することもできる。例えば、黄砂現象が発生する間に、ＨＥＰＡフィルタにより濾過された清浄空気で０．３μｍのパーティクルの濃度は約４００，０００乃至５００，０００ｅａ／ｃｆｍ程度である。
【００３４】
空気調節器３００の後方に備えられる清浄空気ダクト３０２内にフィルタ１０６が含まれる。したがって、例えば黄砂現象のように外部空気中にパーティクルが非正常的に増加しても、フィルタ１０６により清浄室に供給するに適合するように空気を濾過させることができる。外部空気に相当に多いパーティクルを含むと、空気調節器３００内の各フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄで定常的なフィルタリング効率としてパーティクルを濾過させても、フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄにより濾過されないパーティクルの量が増加される。しかし、空気中のパーティクルが増加され、一時に各フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄを通過する場合には、各フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄのフィルタリング効率が減少されるために、濾過されないパーティクルはさらに増加することになる。
【００３５】
このような理由で、空気調節器３００を経て清浄空気ダクト３０２内に引入される空気中にも微細パーティクルが増加される。このような、微細なパーティクルが濾過されないまま、製造工程が実施される清浄室に流入される場合には、図１に示すような半導体装置の不良を誘発させる。したがって、黄砂現象が発生した時、清浄空気ダクト３０２内に含まれるフィルタ１０６により空気調節器３００で製造する清浄空気をさらに濾過することにより、清浄空気ダクト３０２で製造する第１水準の清浄空気のパーティクル濃度より低い濃度を有する第２水準の清浄空気を提供することができる。
【００３６】
本発明による一実施形態として、前記清浄空気ダクト３０２内に取付けられるフィルタの種類は、外部空気の変化により適切に調節することができる。例えば、外部空気に硫酸化物、窒酸化物のようなケミカル汚染が発生する場合には、フィルタ１０６はケミカルフィルタを使用することができる。本発明による他の実施形態で、フィルタ１０６はＨＥＰＡフィルタまたはＵＬＰＡフィルタを使用することができる。
【００３７】
また、韓国の夏季（７〜８月）には、空気中のオゾンの濃度が平常時に比べて高い。図７は夏季及び冬季を除外した平常時の清浄室内のオゾンの濃度を測定したグラフである。図７で、左側のグラフは平常時清浄室オゾン濃度の最小、最大値を示し、右側のグラフは夏季に清浄室内のオゾン濃度の最小、最大値を示す。図示されたように、夏季に測定した清浄室内のオゾンの濃度は、平常時に比べて約４乃至４．５倍程度高かった。したがって、外部空気に含まれるオゾンの濃度が増加する時期には、清浄空気ダクト内のオゾンフィルタを取付けて清浄室に提供される空気に含まれるオゾンイオンを最少化させることができる。その結果、集積回路工程を実施する場合に、オゾンイオンにより発生される不良を減少させることができる。
【００３８】
以下では、清浄空気ダクト３０２に対してさらに詳細に説明する。図４乃至図５は、本発明の一実施形態による清浄空気ダクトを示す断面図である。清浄空気ダクト３０２は空気調節器３００の後方に位置する。図４に示すように、清浄空気ダクト３０２は、空気調節器３００から提供される清浄空気を清浄空気ダクト３０２の第１部分１０１から清浄空気ダクト３０２の第２部分１０８まで連結される経路に沿ってフローさせて、清浄室の下端まで案内するように配置される。
【００３９】
清浄空気ダクト３０２は前記空気の移動経路内に配置されるフィルタ１０６を含む。フィルタ１０６は空気に含まれる粒子のうち、０．３μｍの大きさの粒子を９９．９７％の効率に濾過させるＨＥＰＡフィルタ、または０．１２乃至０．１７μｍの大きさの粒子を９９．９９％の効率に濾過させるＵＬＰＡフィルタを使用することもできる。また、オゾンを除去することができるオゾンフィルタや、外部空気中に硫酸化物及び窒酸化物を濾過するケミカルフィルタを使用することもできる。
【００４０】
フィルタ１０６は第２部分１０８で着脱可能に取付けられて、前記第１部分１０１を通じて提供される空気はフィルタ１０６により濾過される。第１部分１０１は第２部分１０８と柔軟に結合され、フィルタ１０６を清浄空気ダクト３０２から容易に着脱することができるように形成される。
【００４１】
図５に示すように、第１部分１０１の出口部位に該当される前記第１部分１０１の柔軟部１０１ａ（柔軟管部）は、第２部分１０８の入口から収縮され、前記フィルタ１０６及び前記フィルタ取付部を露出させることができるように形成される。また、柔軟部１０１ａはベローズ（ｂｅｌｌｏｗｓ）形態を有する。しかし、弾性的に屈曲可能な材料（例えば、ゴム）を使用して形成することもできる。
【００４２】
取付部１０４は第１部品及び第２部品を含み、前記清浄空気ダクトの第１部分及び第２部分１０１、１０８と柔軟に結合するように形成される。第１部品は前記第１部分１０１の出口部位と結合する。また、第２部品は第２部分１０８の入口と結合する。
【００４３】
具体的に、取付部１０４の第１部品は固定フレーム１０４ｃとファスニング部材１０４ｄを含む。取付部１０４の第２部品は前記フィルタを取付させるフィルタフレーム１０４ａとフィルタ１０６を保護するグリル１０４ｂを含む。ファスニング部材１０４ｄを使用してフィルタフレーム１０４ａと固定フレーム１０４ｃを連結することにより、取付部１０４の第１部品と取付部１０４の第２部品が柔軟に結合される。ファスニング部材１０４ｄは固定フレーム１０４ｃの縁部位に位置し、複数個のボルト及びスクリューを含む。前記フィルタフレーム１０４ａには、複数個のホールを含み、複数個のボルト及びスクリューのようなファスニング部材１０４ｄは、ホールと互いにアラインしてホール内に挿入する。複数個のボルト及びスクリューは、取付部１０４の第１部品と取付部の第２部品を密着固定させ、これにより清浄空気ダクト３０２の第１部分１０１及び第２部分１０８が結合される。
【００４４】
他の実施形態として、ファスニング部材１０４ｄはラッチ（ｌａｔｃｈｅｓ）形態に製作されることもできる。他の実施形態で、清浄空気ダクト３０２内に連続的に取付部を形成し、各々の取付部に特別な用途を有する各々のフィルタを取付けて、清浄空気をさらに濾過させることもできる。
【００４５】
図６は取付部１０４の正面図である。前述したように、フィルタフレーム１０４ａは前記フィルタが挿入される空間が備えられる。グリル１０４ｂはフィルタフレーム１０４ａの一面に着脱可能に取付けられる。グリル１０４ｂは格子を有するプレート形状を有し、フィルタ１０６を支持し、保護する。
【００４６】
以下で、フィルタ１０６を交換する方法を説明する。まず、送風機３００ｈの動作を中断して空気の流れを遮断した後、固定フレーム１０４ｃとこれに対応するフィルタフレーム１０４ａを密着固定するファスニング部材１０４ｄをオープンさせる（図５）。
【００４７】
続いて、柔軟部１０１ａを後退させて固定フレーム１０４ｃを前記フィルタフレーム１０４ａと離隔されるようにする。フィルタフレーム１０４ａの一面に備えられたフィルタ保護用グリル１０４ｂを着脱させ、フィルタフレーム１０４ａに装着されたフィルタを着脱させる。
【００４８】
続いて、新しいフィルタを前記フィルタフレーム１０４ａに装着させた後、フィルタ保護用グリル１０４ｂを装着させる。柔軟部１０１ａを第２部分１０８側に移動させ、固定フレーム１０４ｃ及びフィルタフレーム１０４ａを前記ファスニング部材１０４ｄを使用して密着、固定させる。
【００４９】
図３に示した清浄室システムで、清浄空気ダクト３０２内にフローされる空気はフィルタ１０６を通過し、清浄空気ダクト３０２の吐出口を通じて、清浄室の下端３１０ａに引導される。空気循環部３１２は清浄室の下端３１０ａで清浄室の上端３１０ｂに空気を循環させる。空気循環部３１２は清浄室内の空気及び前記清浄空気ダクト３０２から提供される濾過された空気を共に循環させる。空気循環部３１２は清浄室の下端３１０ａで汚染された空気を濾過させるフリーフィルタと、前記空気内のパーティクルを約９０％の除去効率に除去するバッグフィルタ（Ｂａｇ ｆｉｌｔｅｒ）及び前記フィルタを通過した空気を循環させるアキシアルファン（ａｘｉａｌ ｆａｎ）を含む。
【００５０】
清浄室フィルタ３３０は前記空気循環部３１２から提供される空気を濾過する。清浄室フィルタ３３０は清浄室天井に備えられる。清浄室フィルタ３３０により濾過された空気は清浄室３２０の上端から下端に流入される。
【００５１】
したがって、清浄室フィルタ３３０は清浄化された空気が集積回路工程が直接実施される清浄室３２０内に流入される以前に、最終的に空気内に含まれているパーティクルを濾過させる。したがって、清浄室フィルタ３３０は以前段階で用いられたフィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄで濾過されるパーティクルの大きさよりさらに小さいサイズのパーティクルを濾過させることができるフィルタを使用することが望ましい。外部空気中に含まれたパーティクルは、清浄空気ダクトで大部分濾過されるために、清浄室フィルタ３３０は清浄室３２０内で集積回路製造工程中に発生される汚染原を除去することが主目的である。清浄室の上端３１０ｂに移動した空気を濾過させて清浄室３２０内に提供する前記清浄室フィルタ３３０は、前記空気に含まれるパーティクルのうち０．１２乃至０．１７μｍの大きさのパーティクルを９９．９９％の効率に濾過させるＵＬＰＡフィルタを使用することが望ましい。
【００５２】
前記清浄室３２０内に流入された空気の約７０％程度は続けて清浄室３２０内に循環される。また、流入された空気の約３０％程度は集積回路製造工程時に排気装置などを通じて外部に漏洩される。したがって、漏洩される約３０％程度の空気は清浄空気ダクト３０２を通じて清浄室３２０内に流入される。
【００５３】
（第２の実施の形態）
図８は本発明による清浄室システムの他の実施形態を示す簡略図である。図８に示した清浄室システムは、図３で説明した清浄室システムと相当に類似している。だから、図８に示した清浄室システムで、以前に説明した清浄室システムと同一の要素に対する説明は省略する。
【００５４】
前記清浄室の下端４１０ａに清浄空気を提供する清浄空気ダクト４０２の出口部位に第１及び第２フィルタ２０４を備える。前記第１及び第２フィルタ２０４は各々異なる種類のフィルタを使用する。例えば、第１フィルタがＨＥＰＡフィルタである場合、第２フィルタはＵＬＰＡフィルタ、ケミカルフィルタまたはオゾンフィルタを使用する。
【００５５】
図９は、図８の清浄室システムで用いられることができる清浄空気ダクトの吐出口部分の一例を示す断面図である。図９に示すように、フィルタ２０４は清浄空気ダクト４０２の吐出口２０１付近に位置する。フィルタ２０４の前方には清浄空気ダクト４０２内の空気の流れを調節するダンパー２０６が備えられる。
【００５６】
前記フィルタ２０４は吐出口２０１部位に備えられる取付部２０２に取付けられる。取付部２０２はフィルタ２０４が挿入される挿入空間を確保するフィルタフレーム２０２ａが備えられる。また、フィルタフレーム２０２ａの一面には着脱可能であり、格子を有する板型に形成され、フィルタを保護するグリル２０２ｂが備えられる。フィルタ保護用グリル２０２ｂは取付部２０２の縁部に置かれる。フィルタフレーム２０２ａに対応して結合される固定フレーム２０２ｃをさらに備える。固定フレーム２０２ｃは一面が清浄室側に向かうように備えられる。また、固定フレーム２０２ｃとこれに対応するフィルタフレーム２０２ａを密着固定させるためのファスニング部材２０２ｄが備えられている。
【００５７】
吐出口２０１は清浄室４２０内の各々他の領域に清浄空気を各々供給することができるように、複数個を備えることができる。例えば、各々の吐出口は清浄室で写真、エッチング、イオン注入、蒸着のような各々他の工程を実施する各々の領域に清浄空気を供給する。この時、各々の領域で要求される清浄度が各々異なる場合がある。したがって、各々の吐出口２０１には清浄室内の各領域別に選択されたフィルタを各々取付けることができる。
【００５８】
（第３の実施の形態）
図１０は、本発明による清浄室システムのまた他の実施形態を示す簡略図である。本実施形態は清浄空気ダクトの内部及び各々の吐出口にフィルタを含む。図１０に示した清浄空気ダクト３５２は内部にフィルタ１５４と各々の吐出口に第１乃至第２補助フィルタ１６４を備える。前記フィルタに関する詳細な説明は、図３及び図８に示した説明と同一であるので、省略する。
【００５９】
一般に、清浄空気ダクト３５２は空気調節器３５０を通じて供給される清浄空気に含まれているパーティクルを濾過するための少なくとも一つのフィルタ１５４を含む。補助フィルタ１６４は清浄室の各々の領域に延びられる第１及び第２吐出口に位置する。補助フィルタ１６４は第１吐出口及び第２吐出口に各々他の種類のフィルタを取付けることができる。例えば、補助フィルタのうちの一つは、ＨＥＰＡフィルタを使用することができ、その他の補助フィルタはＵＬＰＡフィルタ、オゾンフィルタまたはケミカルフィルタを使用することができる。
【００６０】
図１１は本発明による清浄空気ダクトの一例を示す断面図である。図１１によると、清浄空気ダクト１５０は図４及び図５で説明したことと同一なフィルタ１５４及びフィルタ１５４の後方に補助フィルタ１６４をさらに備える。図１１によると、清浄空気は清浄空気ダクト１５０の第１部分１５１からフィルタ１５４を通過しながら清浄空気ダクト１５０の第２部分１５８にフローされる。図１１の清浄空気ダクト１５０は図４及び図５で説明したことと同一な取付部１５２を含み、これに対する説明は同一であるので、省略する。
【００６１】
前記清浄空気ダクト１５０は、また、第２部分１５８の後方にダンパー１６０を含む。ダンパー１６０は前記清浄空気の流れを遮断したり、減少するように調節する。前記補助フィルタ１６４は前記ダンパー１６０の後方に位置し、前記第２部分の所定経路上に位置する。望ましくは、前記補助フィルタ１６４は前記清浄空気ダクト１５０の吐出口と隣接する第２部分に位置する。前記補助フィルタ１６４は第２取付部１６２に取付けられる。前記第２取付部１６２は前記補助フィルタ１６４を取付けることができる補助フィルタフレーム１６２ａと補助フィルタ１６４を保護するグリル１６２ｂが備えられる。前記補助フィルタフレーム１６２ａはファスニング部材１６２ｄにより固定フレーム１６２ｃと結合する。補助フィルタ１６４はＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、ケミカルフィルタまたはオゾンフィルタを使用することができる。
【００６２】
汚染度測定
図１２は従来の清浄室システム及び本発明の実施形態による清浄室システムで各々のパーティクルの個数を測定したグラフである。
【００６３】
測定時期は２００１年３月２０日から４月１０日までであり、清浄室システムは韓国に位置する。また、前記測定時期のうち、３月２０〜２５日、及び４月７日〜４月１０日の間に黄砂が発生した。この時、時間当最高埃濃度は５００乃至１０００μｇ／ｍ3であった。
【００６４】
示したように、黄砂発生時には従来の清浄室システムの清浄空気ダクト内にはパーティクルの個数６００ａが非正常的に増加した。しかし、本発明の清浄室システムの清浄空気ダクト内にはパーティクル個数６００ｂが増加しなかった。前記図面で３月３０日ごろから４月２日ごろにパーティクル個数６００ｂが増加した理由は測定誤謬に起因したものである。本発明の清浄室システムを用いることにより、外部空気内に非正常的にパーティクルが増加する場合にも、清浄室が要求する水準に空気を提供することができる。
【００６５】
ウェットエッチング液の汚染度比較
図１４は黄砂が発生した場合に、従来の清浄室システムを用いた清浄室内のバスに入れている洗浄液と、本発明の実施形態による清浄室システムを用いた清浄室内のバスに入れている洗浄液でシリコン汚染濃度を測定して示したグラフである。
【００６６】
図１３に示すように、従来の清浄室システムを用いた清浄室内のバスに入れている洗浄液（＃１〜＃４）には、シリコンの濃度が約３乃至８ｐｐｂ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｂｉｌｌｉｏｎ）が検出されたし、本発明の第２実施形態による清浄室システムを用いた清浄室内のバスに入れている洗浄液（＃６〜＃１５）には、シリコンの濃度が１ｐｐｂ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｂｉｌｌｉｏｎ）未満が検出された。前記結果によると、本発明の清浄室システムを用いることにより、外部空気による清浄室内の汚染を最少化することができる。
【００６７】
以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明の実施例を修正または変更できるであろう。図面で、領域の相対的な大きさは明確性のために拡大された。ダクトまたはダクト部位のような要素は他の要素と“連結された”または“結合された”と示す場合、それは一つの要素と他の要素が直接連結されることをいい、間に他の要素が介在することもいう。一方、要素が他の要素と“直接連結された”または“直接結合された”と示す場合、間に他の要素はない。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によると、外部空気内に非正常的にパーティクルが増加する場合、または外部空気内の成分が非正常的である場合にも、高清浄化された空気を清浄室内に提供することができる。だから、清浄室内のパーティクル流入などにより、集積回路製造工程全体に発生することができる各種工程不良を最少化することができる。これにより、集積回路装置の生産性増加及び製造工程の安定化などの効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 集積回路のパターン上に発生したパーティクルを示す概略図である。
【図２】 黄砂現象により発生する一般のパーティクルの成分をＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を通じて分析したグラフである。
【図３】 本発明による清浄室システムの実施形態を示す概略図である。
【図４】 本発明による清浄空気ダクトの実施形態を示す概略図である。
【図５】 本発明による清浄空気ダクトの実施形態を示す概略図である。
【図６】 本発明によるフィルタフレームとグリルの実施形態を示した概略的な正面図である。
【図７】 時期別清浄室内のオゾンの濃度を測定したグラフである。
【図８】 本発明による清浄室システムの実施形態を示す簡略図である。
【図９】 本発明による清浄空気ダクトの実施形態を示す断面図である。
【図１０】 本発明による清浄室システムの実施形態を示す簡略図である。
【図１１】 本発明による清浄空気ダクトの実施形態を示す断面図である。
【図１２】 本発明による清浄室システムの実施形態内でと、清浄室システム内で測定したパーティクル個数を比較したグラフである。
【図１３】 本発明による清浄室システムの実施形態内でと、従来の清浄室システム内でバスに入れている洗浄液の汚染濃度を比較したグラフである。
【符号の説明】
２０１…吐出口、
２０２…取付部、
２０６…ダンパー、
３００…空気調節器、
３００ａ…ロールフィルタ、
３００ｂ…ディミスタ、
３００ｃ…ミディアムフィルタ、
３００ｄ…ＨＥＰＡフィルタ、
３００ｆ…冷却器、
３００ｇ…加湿器、
３００ｈ…送風機、
３０２…清浄空気ダクト、
３１２…空気循環部。
【発明の属する技術分野】
【０００２】
【発明の属する技術分野】
本発明は集積回路製造に関するものであり、より詳細には、集積回路の製造に使用される清浄室に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
集積回路装置（例えば、半導体装置）は、一般に清浄室と呼ばれる環境で製造される。清浄室は本質的にパーティクルがないべきであり、パーティクルは清浄室内で製造される集積回路装置の収率に影響を及ぼす。さらに、製造工程中に発生したり、または清浄室に外部空気が流入される途中に発生するパーティクルは、清浄室で生産される集積回路を汚染させ、これにより集積回路に不良が発生されてしまう。
【０００４】
清浄室で製造される半導体装置の種類別に清浄室内の清浄指数が異なるように指定することができる。例えば、０．２５μｍのデザインルールを有する２５６メガビットＤＲＡＭの場合、０．２５μｍ以上の大きさを有するパーティクルは清浄室から除去され、または濾過されなければならない。また、清浄室内では温度、湿度及び室内の気圧が制御されなければならなく、目的により照度（ｉｌｌｕｍｉｎａｉｏｎ）、騒音、振動なども制御されなければならない。
【０００５】
前述したように、外部空気（即ち、外部環境から提供される空気）は外部空気内に含まれたパーティクルを濾過することができるフィルタユニットを有する空気調節器を通過して清浄室内に提供される。さらに、伝統的な接近で、空気調節器により提供される清浄空気は清浄室の下端に提供され、提供された空気は清浄室天井上及び清浄室内に循環される。
【０００６】
しかし、外部空気内に含まれる微細パーティクルの分布が続けて増加することにより、伝統的な空気調節器を使用して清浄室で必要とする程度の水準に空気を濾過することが相当に困難になっている。これにより、清浄室内の汚染が増加し、その結果清浄室内で製造する集積回路装置の収率が減少されている。例えば、黄砂現象（以下、黄砂）は清浄室で製造する集積回路の収率に莫大な影響を及ぼす。黄砂現象は外部空気内に非正常的に高い水準の硫酸化物、窒酸化物及び／またはシリコンなどを含むことが特徴である。黄砂現象は、毎年特定周期及び特定地域で発生している。例えば、２００１年韓国ソウル地域で黄砂が発生した時期に測定した外部空気で埃の濃度は、同じ年及び同じ地域での平常時の外部空気内の埃濃度に比べて約７倍乃至１４倍高く現れた。また、２００１年ソウルで黄砂が発生した間の埃濃度は約４７３μｇ／ｍ3乃至約９９９μｇ／ｍ3に測定された。また、夏に外部空気内に含まれているオゾン（Ｏ3）、ＳＯ2及び／またはＮＯxなどのような汚染物質は正常的に濾過されなかった場合に、清浄室内に流入されることもできる。
【０００７】
図１は集積回路パターン２０上にパーティクル１０が発生した形状を示した概略図である。パーティクル１０は集積回路の動作不良を誘発させる。パーティクル１０は約０．０５μｍ以下の小さい粒子が集まって円形の塊形状を有し、または輪形状を有する。
【０００８】
図２は図１に示したパーティクルの成分を示すグラフである。
【０００９】
図２に示すように、ＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）は、パーティクルから多量のＳｉ及びＯ成分を検出している。これは黄砂現象の間に発生した埃の成分と一致する。図２で示されたように、多くのパーティクルは０．０５μｍより小さいサイズを有する。
【００１０】
従来から、外部空気を濾過して清浄室に提供するためにＨＥＰＡフィルタ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ａｉｒ ｆｉｌｔｅｒ）及びケミカルフィルタを含む空気調節器が使用されている。たとえば、ＵＬＰＡフィルタと湿度調節装置を含むエアコンディショナ（ａｉｒ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒ）間にケミカルフィルタを含む空気調節器を使用することにより、集積回路の製造工程中に発生するリン酸などのケミカル不純物を除去することが開示されている（特許文献１参照）。
【００１１】
【特許文献１】
米国特許第５，８９０，３６７号（明細書）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、微細なパーティクルを多量に含む空気を浄化させるのに適合した清浄室空気浄化システム用清浄空気ダクト（Ｆｒｅｓｈ Ａｉｒ Ｄｕｃｔ）を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、清浄空気ダクトを用いて外部空気を浄化させ、清浄化された空気を提供する清浄室用空気提供装置を提供することにある。
【００１４】
【発明の解決するための手段】
上述した目的を達成するための本発明は、清浄空気ダクトの第１部分と、第２部分と、取付部と、第１パーティクルフィルタと、第３部分と、第２パーティクルフィルタとを有する。前記清浄空気ダクトの第１部分は、外気空気が空気調節器により濾過された清浄空気を清浄室に移動させる。前記清浄空気ダクトの第２部分は、前記第１部分と連結され、前記空気を案内する。前記第１部分と連結される第２部分の第１端部に具備され、フィルタを着脱させることができる取付部が具備される。前記第１パーティクルフィルタは、前記取付部に取り付けられ、前記第１部分から第２部分に移動する空気中の汚染物質を濾過させる。前記第３部分は、前記第２部分の第２端部と連結され、空気を供給させる複数個の吐出口を有して、各吐出口が清浄室の下端に位置する。前記第２パーティクルフィルタは、前記第３部分のそれぞれの吐出口と隣接した内部に具備され、清浄室の下端に供給される空気中の汚染物質を濾過する。
【００１５】
本発明による実施形態で、空気調節器は前記第１水準のパーティクル濃度よりさらに高い水準のパーティクル濃度を有する外部空気を引入し、第３パーティクル濃度は第１パーティクル濃度及び第２パーティクル濃度に比べて相当に大きく、約４７３μｇ／ｍ３乃至約９９９μｇ／ｍ３の範囲内にある。本発明による実施形態で、各々のパーティクルフィルタは清浄室と隣接する清浄空気ダクトの吐出口と隣接する部位に備える。
【００１６】
本発明による実施形態で、各々のパーティクルフィルタは、前記空気調節器から提供される清浄空気から約０．３μｍの大きさの粒子を９９．９７％の効率に濾過させるＨＥＰＡフィルタと、前記空気調節器から提供される清浄空気から約０．１μｍの大きさのパーティクルを９９．９９９９％の効率に濾過させるＵＬＰＡフィルタ及びオゾンのうち、少なくとも一つのフィルタを含む。
【００１７】
本発明による実施形態で、第２パーティクルフィルタは清浄室と隣接する清浄空気ダクトの吐出口と隣接した内部に具備される。第２パーティクルフィルタは、前記清浄空気から約０．３μｍの大きさの粒子を９９．９７％の効率に濾過させるＨＥＰＡフィルタ、前記清浄空気から約０．１μｍ乃至０．１７μｍの大きさの粒子を９９．９９９９％の効率に濾過させるＵＬＰＡフィルタ、ケミカルフィルタ及びオゾンを除去することができるオゾンフィルタのうち、少なくとも一つのフィルタを含む。
【００２０】
本発明による実施形態で、前記清浄空気ダクトの第１部分は前記着脱可能であるフィルタが露出されるように、前記第１部分と前記第２部分を接続するための柔軟管部をさらに含む。本発明による実施形態で、清浄空気ダクトの第３部分は、前記第２部分と連結され、少なくとも一つの吐出口を有する。第２着脱可能であるフィルタは、第３部分内部に含まれ、前記少なくとも一つの吐出口に通じる経路に沿ってフローする清浄空気をさらに濾過させるために備えられる。
【００２１】
本発明による実施形態で、清浄空気ダクトの第３部分は、前記第２部分と連結され、複数個の吐出口を有する。複数個の着脱可能であるフィルタは、前記複数個の吐出口の前方に位置する。
【００２２】
本発明による方法の実施形態は、空気調節器により濾過され、第１パーティクルの濃度を有する清浄空気を清浄室側に案内する段階と、前記第１パーティクルの濃度より小さい第２パーティクルの濃度を有する清浄空気を提供するために、前記空気調節器の後方で前記清浄空気をさらに濾過する段階及び前記濾過された空気を清浄内に提供する段階とを含む。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の望ましい一実施形態を詳細に説明する。
【００２４】
（第１の実施の形態）
図３は、本発明による清浄室システムの実施形態を示す概略図である。
【００２５】
図３に示すように、清浄室システムは集積回路の製造工程を実施するための清浄室と、外部空気を受け入れて清浄空気を清浄室に提供する空気調節器と、清浄室下端の空気を上端に循環させる循環装置を含む。
【００２６】
外部空気（第３水準のパーティクル濃度を有する）を導入して前記空気のパーティクルを１次的に濾過させ、前記空気の湿度を調節する空気調節器３００が備えられる。前記空気調節器３００は複数のフィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄを使用して前記空気中に含まれているパーティクルを濾過する。濾過された清浄空気は第３水準より低い第１水準のパーティクル濃度を有する。前記空気調節器３００は、空気の温度を調節するための加熱器３００ｅ及び冷却器３００ｆ、前記空気の湿度を調節するための加湿器３００ｇ及び空気を移送するための送風機３００ｈを含む。また、フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄは加湿器３００ｇ前方に位置することが望ましい。加湿器３００ｇ後方にフィルタが位置すると、フィルタ内のガラス繊維（ｍｅｄｉａ）に水分を含むことになるので、フィルタリング効果が低下されるからである。
【００２７】
以下で、前記空気調節器３００について、より詳細に説明する。フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄは、各々異なるサイズのパーティクルを濾過するように備えられる。フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄは、外部空気内に含まれるパーティクルのサイズが大きいものから順に濾過されるように配置する。例えば、空気調節器３００で最も前方に備えられるフィルタ３００ａは、最も大きいパーティクルが濾過されるように備える。また、前記空気調節器３００で最も後方に備えられるフィルタ３００ｄは、最も小さいパーティクルが濾過されるように備える。
【００２８】
外部空気は、前記空気調節器３００内に流入される。ロールフィルタ（Ｒｏｌｌ ｆｉｌｔｅｒ）３００ａは、流入された外部空気の異物質を除去する。前記ロールフィルタ３００ａを通過した空気は、ディミスタ（Ｄｅｍｉｓｔｅｒ）３００ｂを通過しながら、水分及び異物質が除去される。また、ディミスタ３００ｂの後方には空気中の微細な埃を約９０％の効率に除去するミディアムフィルタ（ｍｅｄｉｕｍ ｆｉｌｔｅｒ）３００ｃが備えられる。前記ミディアムフィルタ３００ｃの後方には空気に含まれる粒子のうち、０．３μｍの大きさの粒子を９９．９７％の効率に濾過させるＨＥＰＡフィルタ３００ｄが備えられる。前記フィルタを経て、外部空気内に含まれるパーティクルの大きさが大きいものから順に濾過され、これにより外部空気が１次に清浄化される。
【００２９】
前記ＨＥＰＡフィルタ３００ｄの後方に加熱器３００ｅ及び冷却器３００ｆを備える。本実施形態では、前記冷却器３００ｆが加熱器３００ｅの後方に位置する。従って、前記加熱器３００ｅにより空気の温度が上昇され、続いて前記冷却器３００ｆにより冷却する。外部空気の温度が高い場合は、冷却器３００ｆのみ動作することもできる。
【００３０】
他の実施形態として、加熱器３００ｅ及び冷却器３００ｆは、その手順を変えて配置することもでき、フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄの前方に配置することもできる。だから、加熱器３００ｅを利用して空気をまず加熱した後、冷却器３００ｆを通じて冷却することにより、空気中の水分を除去することができるので、加熱器３００ｅを冷却器３００ｆ以前に設けることが望ましい。
【００３１】
続いて、前記空気は加湿器３００ｇにより空気の絶対湿度を清浄室で要求する湿度に調節する。加湿器３００ｇの後方に送風機３００ｈを備える。送風機３００ｈは清浄化され、温度及び湿度が調節された空気を定まった圧力及び風量で送り出す。送風機３００ｈは空気調節器３００の最後方に配置することが望ましい。黄砂現象が起こっている間には、清浄空気内のパーティクル濃度が約１，２００，０００ｅａ（個数）／ｃｆｍ（ｃｕｂｉｃ ｆｅｅｔ ｐｅｒ ｍｉｎｕｔｅ）になる。
【００３２】
空気調節器３００と連結され、清浄を清浄室下端に移動させる清浄空気ダクト３０２が備えられる。清浄空気ダクト３０２は移動中の空気内のパーティクルを２次的に除去するためのフィルタ１０６を、その内部に含む。フィルタ１０６は外部空気に含まれているパーティクル成分や汚染物質などを考慮して適切なフィルタを選択して装着させることができる。清浄空気ダクト３０２内に引入する空気は、空気調節器３００に含まれている各種フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄにより１次的に濾過されたものであるので、フィルタ１０６は少なくとも空気調節器３００に含まれたフィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄのうち、フィルタリング効果が最も優れるフィルタ（前記の場合、ＨＥＰＡフィルタ）と同一または、その以上のフィルタリング効果を有するフィルタを使用することが望ましい。
【００３３】
一実施形態として、フィルタ１０６は空気に含まれる粒子のうち、０．３μｍの大きさの粒子を９９．９７％の効率に濾過させるＨＥＰＡフィルタを使用することができる。他の実施形態として、フィルタ１０６は０．１２乃至０．１７μｍの大きさの粒子を９９．９９％の効率に濾過させるＵＬＰＡフィルタを使用することもできる。また、他の実施形態として、外部空気中に硫酸化物及び窒酸化物を含む汚染物質が非常的に増加される時期には、フィルタ１０６はこれを濾過することができるケミカルフィルタを使用することもできる。例えば、黄砂現象が発生する間に、ＨＥＰＡフィルタにより濾過された清浄空気で０．３μｍのパーティクルの濃度は約４００，０００乃至５００，０００ｅａ／ｃｆｍ程度である。
【００３４】
空気調節器３００の後方に備えられる清浄空気ダクト３０２内にフィルタ１０６が含まれる。したがって、例えば黄砂現象のように外部空気中にパーティクルが非正常的に増加しても、フィルタ１０６により清浄室に供給するに適合するように空気を濾過させることができる。外部空気に相当に多いパーティクルを含むと、空気調節器３００内の各フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄで定常的なフィルタリング効率としてパーティクルを濾過させても、フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄにより濾過されないパーティクルの量が増加される。しかし、空気中のパーティクルが増加され、一時に各フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄを通過する場合には、各フィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄのフィルタリング効率が減少されるために、濾過されないパーティクルはさらに増加することになる。
【００３５】
このような理由で、空気調節器３００を経て清浄空気ダクト３０２内に引入される空気中にも微細パーティクルが増加される。このような、微細なパーティクルが濾過されないまま、製造工程が実施される清浄室に流入される場合には、図１に示すような半導体装置の不良を誘発させる。したがって、黄砂現象が発生した時、清浄空気ダクト３０２内に含まれるフィルタ１０６により空気調節器３００で製造する清浄空気をさらに濾過することにより、清浄空気ダクト３０２で製造する第１水準の清浄空気のパーティクル濃度より低い濃度を有する第２水準の清浄空気を提供することができる。
【００３６】
本発明による一実施形態として、前記清浄空気ダクト３０２内に取付けられるフィルタの種類は、外部空気の変化により適切に調節することができる。例えば、外部空気に硫酸化物、窒酸化物のようなケミカル汚染が発生する場合には、フィルタ１０６はケミカルフィルタを使用することができる。本発明による他の実施形態で、フィルタ１０６はＨＥＰＡフィルタまたはＵＬＰＡフィルタを使用することができる。
【００３７】
また、韓国の夏季（７〜８月）には、空気中のオゾンの濃度が平常時に比べて高い。図７は夏季及び冬季を除外した平常時の清浄室内のオゾンの濃度を測定したグラフである。図７で、左側のグラフは平常時清浄室オゾン濃度の最小、最大値を示し、右側のグラフは夏季に清浄室内のオゾン濃度の最小、最大値を示す。図示されたように、夏季に測定した清浄室内のオゾンの濃度は、平常時に比べて約４乃至４．５倍程度高かった。したがって、外部空気に含まれるオゾンの濃度が増加する時期には、清浄空気ダクト内のオゾンフィルタを取付けて清浄室に提供される空気に含まれるオゾンイオンを最少化させることができる。その結果、集積回路工程を実施する場合に、オゾンイオンにより発生される不良を減少させることができる。
【００３８】
以下では、清浄空気ダクト３０２に対してさらに詳細に説明する。図４乃至図５は、本発明の一実施形態による清浄空気ダクトを示す断面図である。清浄空気ダクト３０２は空気調節器３００の後方に位置する。図４に示すように、清浄空気ダクト３０２は、空気調節器３００から提供される清浄空気を清浄空気ダクト３０２の第１部分１０１から清浄空気ダクト３０２の第２部分１０８まで連結される経路に沿ってフローさせて、清浄室の下端まで案内するように配置される。
【００３９】
清浄空気ダクト３０２は前記空気の移動経路内に配置されるフィルタ１０６を含む。フィルタ１０６は空気に含まれる粒子のうち、０．３μｍの大きさの粒子を９９．９７％の効率に濾過させるＨＥＰＡフィルタ、または０．１２乃至０．１７μｍの大きさの粒子を９９．９９％の効率に濾過させるＵＬＰＡフィルタを使用することもできる。また、オゾンを除去することができるオゾンフィルタや、外部空気中に硫酸化物及び窒酸化物を濾過するケミカルフィルタを使用することもできる。
【００４０】
フィルタ１０６は第２部分１０８で着脱可能に取付けられて、前記第１部分１０１を通じて提供される空気はフィルタ１０６により濾過される。第１部分１０１は第２部分１０８と柔軟に結合され、フィルタ１０６を清浄空気ダクト３０２から容易に着脱することができるように形成される。
【００４１】
図５に示すように、第１部分１０１の出口部位に該当される前記第１部分１０１の柔軟部１０１ａ（柔軟管部）は、第２部分１０８の入口から収縮され、前記フィルタ１０６及び前記フィルタ取付部を露出させることができるように形成される。また、柔軟部１０１ａはベローズ（ｂｅｌｌｏｗｓ）形態を有する。しかし、弾性的に屈曲可能な材料（例えば、ゴム）を使用して形成することもできる。
【００４２】
取付部１０４は第１部品及び第２部品を含み、前記清浄空気ダクトの第１部分及び第２部分１０１、１０８と柔軟に結合するように形成される。第１部品は前記第１部分１０１の出口部位と結合する。また、第２部品は第２部分１０８の入口と結合する。
【００４３】
具体的に、取付部１０４の第１部品は固定フレーム１０４ｃとファスニング部材１０４ｄを含む。取付部１０４の第２部品は前記フィルタを取付させるフィルタフレーム１０４ａとフィルタ１０６を保護するグリル１０４ｂを含む。ファスニング部材１０４ｄを使用してフィルタフレーム１０４ａと固定フレーム１０４ｃを連結することにより、取付部１０４の第１部品と取付部１０４の第２部品が柔軟に結合される。ファスニング部材１０４ｄは固定フレーム１０４ｃの縁部位に位置し、複数個のボルト及びスクリューを含む。前記フィルタフレーム１０４ａには、複数個のホールを含み、複数個のボルト及びスクリューのようなファスニング部材１０４ｄは、ホールと互いにアラインしてホール内に挿入する。複数個のボルト及びスクリューは、取付部１０４の第１部品と取付部の第２部品を密着固定させ、これにより清浄空気ダクト３０２の第１部分１０１及び第２部分１０８が結合される。
【００４４】
他の実施形態として、ファスニング部材１０４ｄはラッチ（ｌａｔｃｈｅｓ）形態に製作されることもできる。他の実施形態で、清浄空気ダクト３０２内に連続的に取付部を形成し、各々の取付部に特別な用途を有する各々のフィルタを取付けて、清浄空気をさらに濾過させることもできる。
【００４５】
図６は取付部１０４の正面図である。前述したように、フィルタフレーム１０４ａは前記フィルタが挿入される空間が備えられる。グリル１０４ｂはフィルタフレーム１０４ａの一面に着脱可能に取付けられる。グリル１０４ｂは格子を有するプレート形状を有し、フィルタ１０６を支持し、保護する。
【００４６】
以下で、フィルタ１０６を交換する方法を説明する。まず、送風機３００ｈの動作を中断して空気の流れを遮断した後、固定フレーム１０４ｃとこれに対応するフィルタフレーム１０４ａを密着固定するファスニング部材１０４ｄをオープンさせる（図５）。
【００４７】
続いて、柔軟部１０１ａを後退させて固定フレーム１０４ｃを前記フィルタフレーム１０４ａと離隔されるようにする。フィルタフレーム１０４ａの一面に備えられたフィルタ保護用グリル１０４ｂを着脱させ、フィルタフレーム１０４ａに装着されたフィルタを着脱させる。
【００４８】
続いて、新しいフィルタを前記フィルタフレーム１０４ａに装着させた後、フィルタ保護用グリル１０４ｂを装着させる。柔軟部１０１ａを第２部分１０８側に移動させ、固定フレーム１０４ｃ及びフィルタフレーム１０４ａを前記ファスニング部材１０４ｄを使用して密着、固定させる。
【００４９】
図３に示した清浄室システムで、清浄空気ダクト３０２内にフローされる空気はフィルタ１０６を通過し、清浄空気ダクト３０２の吐出口を通じて、清浄室の下端３１０ａに引導される。空気循環部３１２は清浄室の下端３１０ａで清浄室の上端３１０ｂに空気を循環させる。空気循環部３１２は清浄室内の空気及び前記清浄空気ダクト３０２から提供される濾過された空気を共に循環させる。空気循環部３１２は清浄室の下端３１０ａで汚染された空気を濾過させるフリーフィルタと、前記空気内のパーティクルを約９０％の除去効率に除去するバッグフィルタ（Ｂａｇ ｆｉｌｔｅｒ）及び前記フィルタを通過した空気を循環させるアキシアルファン（ａｘｉａｌ ｆａｎ）を含む。
【００５０】
清浄室フィルタ３３０は前記空気循環部３１２から提供される空気を濾過する。清浄室フィルタ３３０は清浄室天井に備えられる。清浄室フィルタ３３０により濾過された空気は清浄室３２０の上端から下端に流入される。
【００５１】
したがって、清浄室フィルタ３３０は清浄化された空気が集積回路工程が直接実施される清浄室３２０内に流入される以前に、最終的に空気内に含まれているパーティクルを濾過させる。したがって、清浄室フィルタ３３０は以前段階で用いられたフィルタ３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、３００ｄで濾過されるパーティクルの大きさよりさらに小さいサイズのパーティクルを濾過させることができるフィルタを使用することが望ましい。外部空気中に含まれたパーティクルは、清浄空気ダクトで大部分濾過されるために、清浄室フィルタ３３０は清浄室３２０内で集積回路製造工程中に発生される汚染原を除去することが主目的である。清浄室の上端３１０ｂに移動した空気を濾過させて清浄室３２０内に提供する前記清浄室フィルタ３３０は、前記空気に含まれるパーティクルのうち０．１２乃至０．１７μｍの大きさのパーティクルを９９．９９％の効率に濾過させるＵＬＰＡフィルタを使用することが望ましい。
【００５２】
前記清浄室３２０内に流入された空気の約７０％程度は続けて清浄室３２０内に循環される。また、流入された空気の約３０％程度は集積回路製造工程時に排気装置などを通じて外部に漏洩される。したがって、漏洩される約３０％程度の空気は清浄空気ダクト３０２を通じて清浄室３２０内に流入される。
【００５３】
（第２の実施の形態）
図８は本発明による清浄室システムの他の実施形態を示す簡略図である。図８に示した清浄室システムは、図３で説明した清浄室システムと相当に類似している。だから、図８に示した清浄室システムで、以前に説明した清浄室システムと同一の要素に対する説明は省略する。
【００５４】
前記清浄室の下端４１０ａに清浄空気を提供する清浄空気ダクト４０２の出口部位に第１及び第２フィルタ２０４を備える。前記第１及び第２フィルタ２０４は各々異なる種類のフィルタを使用する。例えば、第１フィルタがＨＥＰＡフィルタである場合、第２フィルタはＵＬＰＡフィルタ、ケミカルフィルタまたはオゾンフィルタを使用する。
【００５５】
図９は、図８の清浄室システムで用いられることができる清浄空気ダクトの吐出口部分の一例を示す断面図である。図９に示すように、フィルタ２０４は清浄空気ダクト４０２の吐出口２０１付近に位置する。フィルタ２０４の前方には清浄空気ダクト４０２内の空気の流れを調節するダンパー２０６が備えられる。
【００５６】
前記フィルタ２０４は吐出口２０１部位に備えられる取付部２０２に取付けられる。取付部２０２はフィルタ２０４が挿入される挿入空間を確保するフィルタフレーム２０２ａが備えられる。また、フィルタフレーム２０２ａの一面には着脱可能であり、格子を有する板型に形成され、フィルタを保護するグリル２０２ｂが備えられる。フィルタ保護用グリル２０２ｂは取付部２０２の縁部に置かれる。フィルタフレーム２０２ａに対応して結合される固定フレーム２０２ｃをさらに備える。固定フレーム２０２ｃは一面が清浄室側に向かうように備えられる。また、固定フレーム２０２ｃとこれに対応するフィルタフレーム２０２ａを密着固定させるためのファスニング部材２０２ｄが備えられている。
【００５７】
吐出口２０１は清浄室４２０内の各々他の領域に清浄空気を各々供給することができるように、複数個を備えることができる。例えば、各々の吐出口は清浄室で写真、エッチング、イオン注入、蒸着のような各々他の工程を実施する各々の領域に清浄空気を供給する。この時、各々の領域で要求される清浄度が各々異なる場合がある。したがって、各々の吐出口２０１には清浄室内の各領域別に選択されたフィルタを各々取付けることができる。
【００５８】
（第３の実施の形態）
図１０は、本発明による清浄室システムのまた他の実施形態を示す簡略図である。本実施形態は清浄空気ダクトの内部及び各々の吐出口にフィルタを含む。図１０に示した清浄空気ダクト３５２は内部にフィルタ１５４と各々の吐出口に第１乃至第２補助フィルタ１６４を備える。前記フィルタに関する詳細な説明は、図３及び図８に示した説明と同一であるので、省略する。
【００５９】
一般に、清浄空気ダクト３５２は空気調節器３５０を通じて供給される清浄空気に含まれているパーティクルを濾過するための少なくとも一つのフィルタ１５４を含む。補助フィルタ１６４は清浄室の各々の領域に延びられる第１及び第２吐出口に位置する。補助フィルタ１６４は第１吐出口及び第２吐出口に各々他の種類のフィルタを取付けることができる。例えば、補助フィルタのうちの一つは、ＨＥＰＡフィルタを使用することができ、その他の補助フィルタはＵＬＰＡフィルタ、オゾンフィルタまたはケミカルフィルタを使用することができる。
【００６０】
図１１は本発明による清浄空気ダクトの一例を示す断面図である。図１１によると、清浄空気ダクト１５０は図４及び図５で説明したことと同一なフィルタ１５４及びフィルタ１５４の後方に補助フィルタ１６４をさらに備える。図１１によると、清浄空気は清浄空気ダクト１５０の第１部分１５１からフィルタ１５４を通過しながら清浄空気ダクト１５０の第２部分１５８にフローされる。図１１の清浄空気ダクト１５０は図４及び図５で説明したことと同一な取付部１５２を含み、これに対する説明は同一であるので、省略する。
【００６１】
前記清浄空気ダクト１５０は、また、第２部分１５８の後方にダンパー１６０を含む。ダンパー１６０は前記清浄空気の流れを遮断したり、減少するように調節する。前記補助フィルタ１６４は前記ダンパー１６０の後方に位置し、前記第２部分の所定経路上に位置する。望ましくは、前記補助フィルタ１６４は前記清浄空気ダクト１５０の吐出口と隣接する第２部分に位置する。前記補助フィルタ１６４は第２取付部１６２に取付けられる。前記第２取付部１６２は前記補助フィルタ１６４を取付けることができる補助フィルタフレーム１６２ａと補助フィルタ１６４を保護するグリル１６２ｂが備えられる。前記補助フィルタフレーム１６２ａはファスニング部材１６２ｄにより固定フレーム１６２ｃと結合する。補助フィルタ１６４はＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、ケミカルフィルタまたはオゾンフィルタを使用することができる。
【００６２】
汚染度測定
図１２は従来の清浄室システム及び本発明の実施形態による清浄室システムで各々のパーティクルの個数を測定したグラフである。
【００６３】
測定時期は２００１年３月２０日から４月１０日までであり、清浄室システムは韓国に位置する。また、前記測定時期のうち、３月２０〜２５日、及び４月７日〜４月１０日の間に黄砂が発生した。この時、時間当最高埃濃度は５００乃至１０００μｇ／ｍ3であった。
【００６４】
示したように、黄砂発生時には従来の清浄室システムの清浄空気ダクト内にはパーティクルの個数６００ａが非正常的に増加した。しかし、本発明の清浄室システムの清浄空気ダクト内にはパーティクル個数６００ｂが増加しなかった。前記図面で３月３０日ごろから４月２日ごろにパーティクル個数６００ｂが増加した理由は測定誤謬に起因したものである。本発明の清浄室システムを用いることにより、外部空気内に非正常的にパーティクルが増加する場合にも、清浄室が要求する水準に空気を提供することができる。
【００６５】
ウェットエッチング液の汚染度比較
図１４は黄砂が発生した場合に、従来の清浄室システムを用いた清浄室内のバスに入れている洗浄液と、本発明の実施形態による清浄室システムを用いた清浄室内のバスに入れている洗浄液でシリコン汚染濃度を測定して示したグラフである。
【００６６】
図１３に示すように、従来の清浄室システムを用いた清浄室内のバスに入れている洗浄液（＃１〜＃４）には、シリコンの濃度が約３乃至８ｐｐｂ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｂｉｌｌｉｏｎ）が検出されたし、本発明の第２実施形態による清浄室システムを用いた清浄室内のバスに入れている洗浄液（＃６〜＃１５）には、シリコンの濃度が１ｐｐｂ（ｐａｒｔｓ ｐｅｒ ｂｉｌｌｉｏｎ）未満が検出された。前記結果によると、本発明の清浄室システムを用いることにより、外部空気による清浄室内の汚染を最少化することができる。
【００６７】
以上、本発明の実施例を詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明の実施例を修正または変更できるであろう。図面で、領域の相対的な大きさは明確性のために拡大された。ダクトまたはダクト部位のような要素は他の要素と“連結された”または“結合された”と示す場合、それは一つの要素と他の要素が直接連結されることをいい、間に他の要素が介在することもいう。一方、要素が他の要素と“直接連結された”または“直接結合された”と示す場合、間に他の要素はない。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によると、外部空気内に非正常的にパーティクルが増加する場合、または外部空気内の成分が非正常的である場合にも、高清浄化された空気を清浄室内に提供することができる。だから、清浄室内のパーティクル流入などにより、集積回路製造工程全体に発生することができる各種工程不良を最少化することができる。これにより、集積回路装置の生産性増加及び製造工程の安定化などの効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 集積回路のパターン上に発生したパーティクルを示す概略図である。
【図２】 黄砂現象により発生する一般のパーティクルの成分をＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）を通じて分析したグラフである。
【図３】 本発明による清浄室システムの実施形態を示す概略図である。
【図４】 本発明による清浄空気ダクトの実施形態を示す概略図である。
【図５】 本発明による清浄空気ダクトの実施形態を示す概略図である。
【図６】 本発明によるフィルタフレームとグリルの実施形態を示した概略的な正面図である。
【図７】 時期別清浄室内のオゾンの濃度を測定したグラフである。
【図８】 本発明による清浄室システムの実施形態を示す簡略図である。
【図９】 本発明による清浄空気ダクトの実施形態を示す断面図である。
【図１０】 本発明による清浄室システムの実施形態を示す簡略図である。
【図１１】 本発明による清浄空気ダクトの実施形態を示す断面図である。
【図１２】 本発明による清浄室システムの実施形態内でと、清浄室システム内で測定したパーティクル個数を比較したグラフである。
【図１３】 本発明による清浄室システムの実施形態内でと、従来の清浄室システム内でバスに入れている洗浄液の汚染濃度を比較したグラフである。
【符号の説明】
２０１…吐出口、
２０２…取付部、
２０６…ダンパー、
３００…空気調節器、
３００ａ…ロールフィルタ、
３００ｂ…ディミスタ、
３００ｃ…ミディアムフィルタ、
３００ｄ…ＨＥＰＡフィルタ、
３００ｆ…冷却器、
３００ｇ…加湿器、
３００ｈ…送風機、
３０２…清浄空気ダクト、
３１２…空気循環部。
Claims (8)
- 外気空気が空気調節器により濾過された清浄空気を清浄室に移動させる清浄空気ダクトの第１部分と、
前記第１部分と連結され、前記空気を案内するための清浄空気ダクトの第２部分と、
前記第１部分と連結される第２部分の第１端部に具備され、フィルタを着脱させることができる取付部と、
前記取付部に取り付けられ、前記第１部分から第２部分に移動する空気中の汚染物質を濾過させるための第１パーティクルフィルタと、
前記第２部分の第２端部と連結され、空気を供給させる複数個の吐出口を有して、各吐出口が清浄室下端に位置する清浄空気ダクトの第３部分と、
前記第３部分のそれぞれの吐出口と隣接した内部に具備され、清浄室の下端に供給される空気中の汚染物質を濾過するための第２パーティクルフィルタと、
を備えることを特徴とする清浄室に清浄空気を供給するための装置。 - 前記各々のパーティクルフィルタは、前記空気調節器から提供される清浄空気から約０．３μｍの大きさの粒子を９９．９７％の効率に濾過させるＨＥＰＡフィルタ、前記空気調節器から提供される清浄空気から約０．１μｍ乃至０．１７μｍの大きさの粒子を９９．９９９９％の効率に濾過させるＵＬＰＡフィルタ、オゾンを除去することができるオゾンフィルタのうち、少なくとも一つのフィルタを含むことを特徴とする請求項１に記載の清浄室に清浄空気を供給するための装置。
- 前記清浄空気ダクトの第１部分の一端部には、前記清浄空気ダクトの第２部分の入口から前記清浄空気ダクトの第１部分を移動させるように形成される柔軟管部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の清浄室に清浄空気を供給するための装置。
- 前記第３部分で、前記吐出口の前方に少なくとも一つのダンパをさらに含み、前記ダンパは前記移動経路に沿って移動する空気の流れを調節することを特徴とする請求項１に記載の清浄室に清浄空気を供給するための装置。
- 外気空気を導入濾過する空気調節器と、
前記空気調節器によって濾過された清浄空気を移動させる清浄空気ダクトの第１部分と、
前記第１部分と連結され、前記空気を案内するための清浄空気ダクトの第２部分と、
前記第１部分と連結される第２部分の第１端部に具備されフィルタを着脱させることができる取付部と、
前記取付部に取り付けられ、前記第１部分から第２部分に移動する空気中の汚染物質を濾過させるための第１パーティクルフィルタと、
前記第２部分の第２端部と連結され、空気を清浄室の下端に供給させる複数個の吐出口を有する清浄空気ダクトの第３部分と、
前記第３部分のそれぞれの吐出口の内部に取り付けられ、前記吐出口を通じて清浄室の下端に供給される空気中の汚染物質を濾過するための第２パーティクルフィルタと、
を備えることを特徴とする清浄室に清浄空気を供給するための装置。 - 前記第１パーティクルフィルタは、前記空気調節器から提供される清浄空気から約０．３μｍの大きさの粒子を９９．９７％の効率に濾過させるＨＥＰＡフィルタ、前記空気調節器から提供される清浄空気から約０．１μｍ乃至０．１７μｍの大きさの粒子を９９．９９９９％の効率に濾過させるＵＬＰＡフィルタ、オゾンを除去することができるオゾンフィルタのうち、少なくとも一つのフィルタを含むことを特徴とする請求項５に記載の清浄室用空気提供装置。
- 前記第２パーティクルフィルタは前記清浄空気から約０．３μｍの大きさの粒子を９９．９７％の効率に濾過させるＨＥＰＡフィルタ、前記清浄空気から約０．１μｍ乃至０．１７μｍの大きさの粒子を９９．９９９９％の効率に濾過させるＵＬＰＡフィルタ、ケミカルフィルタ及びオゾンを除去することができるオゾンフィルタのうち、少なくとも一つのフィルタを含むことを特徴とする請求項６に記載の清浄室用空気提供装置。
- 前記清浄空気ダクトの第１部分の一端部には、前記清浄空気ダクトの第２部分の入口から前記清浄空気ダクトの第１部分を移動させるように形成される柔軟管部をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の清浄室用空気提供装置。
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