JPH04122643U

JPH04122643U - ドラフトチヤンバー

Info

Publication number: JPH04122643U
Application number: JP3346991U
Authority: JP
Inventors: 良一松本
Original assignee: 沖電気工業株式会社
Priority date: 1990-07-04
Filing date: 1991-04-12
Publication date: 1992-11-04

Abstract

(57)【要約】【目的】クリーン室内から作業エリアへの排気ガスの
漏洩を防止すると共に、高いクリーン度を保てるドラフ
トチャンバーを提供する。【構成】クリーン室１５内と本体１１外の圧力差を検
出する圧力センサ１と、この検出信号に基いて送風量を
制御する送風機制御装置２により、クリーン室１５を一
定の負圧に保つ。スリット１９に風速センサ５を設け、
この検出信号に基いて排気ダクト２１の通気量を制御す
る手段６を設けることにより排気量を減らす。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体装置の製造における半導体ウエハの洗浄処理工程等で使用され、処理液からの反応ガスや酸ミストが工場内の作業エリアに漏洩することを防止するドラフトチャンバーに関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３は、半導体ウエハの洗浄処理を行う様に構成された従来のドラフトチャンバーの一例を示す断面図である。この図において、１１はドラフトチャンバー本体であり、このドラフトチャンバー１１の天井部には、本体外からプレフィルタ１３を通して空気を取り入れる送風機１４と、この送風機１４からの送風を清浄化するクラス１０用のＨＥＰＡ（HIGH EFFICIENCY PARTICULATE AIR ）フィルタ等の高性能フィルタ１６とからなる給気室１２が設けられている。この給気室１２の下方には、前記高性能フィルタ１６を介して連通したクリーン室１５が連設されている。このクリーン室１５の底部には、半導体ウエハを処理する石英製等の処理槽１７を設置したピット１８が掘り下げられた状態で設けられ、このピット１８は本体外に設置された排気ガス処理装置２２に排気ダクト２１を介して連結されている。

【０００３】処理槽１７の上縁１７ａの高さは、ピット１８の上縁１８ａより低く設定されており、これら上縁１７ａ、１８ａ間に形成されるスリット１９の幅を調整するために、ピット１８の上端開口部に枠２０が設けられている。また、前記排気ダクト２１には、通気量を調整するダンパ２３が取り付けられている。

【０００４】洗浄処理を行う場合には、前記処理槽１７の中に、硫酸・過酸化水素水混合液等の洗浄処理液を満たして１００°Ｃ程度に昇温させ、この処理液中に半導体ウエハを搭載したウエハキャリア２５を浸漬する。この洗浄処理の際、前記送風機１４を作動させ、本体１１の外部からプレフィルタ１３を通して空気が取り入れられる。取り入れられた空気は前記高性能フィルタ１６によって0.1 μｍ以上の塵埃が除去され、天井の高性能フィルタ１６から垂直に放出されたクリーンエアは垂直層流クリーンエアＡとしてクリーン室１５に供給される。この垂直層流クリーンエアＡはクリーン室１５内を下降し、ピット１８の上縁と処理槽１７の上縁との間に形成されたスリット１９からピット１８および排気ダクト２１に導かれる。さらに排気ダクト２１から排気ガス処理装置２２へ入った排気ガスは、無害化されて大気中に排出される。以上に述べたクラス１０のドラフトチャンバーにおいては、処理槽からの反応ガスや酸ミストが作業エリアに漏洩するのを防止する、いわゆるドラフトチャンバー機能を優先するため、クリーン室１５の圧力を本体１１外の圧力より若干低く、即ち負圧に調整して使用することが望ましいのである。

【０００５】従来のドラフトチャンバーは、上述のように垂直層流クリーンエアＡを流すとともに、スリット１９の幅を３〜７cmに調整して、このスリット１９でのクリーンエアの風速を、処理槽１７から発散する反応ガスや硫酸ミストの飛翔速度（約０．５ｍ／ｓ）より大きく設定しておくことにより、その反応ガスや硫酸ミストをスリット１９を通るクリーンエアとともに排出していた。ところで一般に半導体製造工場では、ドラフトチャンバーを設置するクリーンルームの面積の有効利用のため個別対応でなく、前記排気ガス処理装置２２を複数のドラフトチャンバーに接続する集合配管方式を採用している。したがって他のドラフトチャンバーの稼働状況により排気ガス処理装置２２の排気量は、±３０％程度変動する。

【０００６】上記構成のドラフトチャンバーでは、この排気ガス処理装置２２の排気量が減少しても、スリット１９でのクリーンエアの風速が前記排気ガスの拡散速度やミストの飛翔速度より大きく保たれるように、スリット１９内のクリーンエアの風速を１．５ｍ／ｓ（反応ガス・酸ミストの飛翔速度以上の０．７５ｍ／ｓの２倍）以上に設定している。また、近年の半導体ウエハの大口径化に伴う処理槽１７の大型化によって、ドラフトチャンバーの必要排気量も増大している。例えばウエハ径が１５０mmΦの半導体ウエハを洗浄する処理槽１７を設置したドラフトチャンバーの場合、６ｍ ³ ／min の排気量が必要となる。

【０００７】このようにスリット１９での風速を大きく設定し、しかも大きな排気量で排気しようとすると、垂直層流クリーンエアＡの流れはスリット１９の付近で乱れ、処理槽１７の内側へ巻き込まれるパーティクルが増加する。その結果、処理中の半導体ウエハに悪影響を及ぼすことになる。そこで従来は、クリーン室１５の圧力を、やむをえず本体１１外部の圧力より高く、つまり正圧とすることにより、パーティクルが排出され易くなる様にしていた。処理槽１７の上のパーティクル数をパーティクルカウンタ（ＰＭＳ社製μＬＰＣ−１１０）で実測したところ、０．２mmＨ₂Ｏの負圧とした場合には、０．１ μｍの大きさのものが８．７個、０．２μｍが１７個、０．３μｍが７個、０．５μｍが５個、１．０μｍが６．３個、２．０μｍが０．７個、３．０μｍが１．０個、５．０μｍが０．７個であり、クラス１０のクリーン度が得られなかったが、０．１mmＨ₂Ｏの正圧とした場合には、０個となってクラス１０が得られていた。したがって従来のドラフトチャンバーにおいて、ドラフトチャンバー内のクリーン度をクラス１０に保持するためには、やむをえずクリーン室１５を０．１mmＨ₂Ｏの正圧に調整し、使用していた。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、ドラフトチャンバーは、本来、クリーン室１５の圧力を負圧に保つことにより、処理槽１７に貯蔵されている洗浄処理液からの反応ガスや酸ミストが本体１１外の作業エリアに漏洩するのを防止するものである。ところが、従来のドラフトチャンバーでは、上述のように高いクリーン度を得るためにクリーン室１５内の圧力を逆に正圧状態にしなければならず、その結果、反応ガスや酸ミストが本体１１外の作業エリアに漏洩する危険があった。

【０００９】以上のような理由により、従来のドラフトチャンバーは、クリーン度を犠牲にして負圧のクリーン室を使用するか、あるいは定期的にこまめに正圧に調整することによって、排気量の変化による処理槽からの排気ガスのドラフトチャンバー外への漏洩を防止し、高性能フィルタの目詰まりによって引き起こされるクリーン室へ供給されるクリーンエアの減少を防いでいた。

【００１０】本考案は、以上に述べた問題を解決し、クリーン室内を一定の負圧状態に保って排気ガスのドラフトチャンバー外への漏洩を確実に防止するとともに、高いクリーン度に保つことのできるドラフトチャンバーを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案のドラフトチャンバ−は、上記問題点を解決するため、本体内の天井部に設けられ本体外から空気を取り入れる送風機とこの送風機からの送風を清浄化するフィルタとからなる給気室と、この給気室の下方に連設され、この給気室と前記フィルタを介して連通したクリーン室と、このクリーン室の底部に掘り下げられた状態で設けられ、半導体ウエハを処理する処理槽を設置したピットと、このピットと本体外に設置された排気ガス処理装置とをダンパを介して連結した排気ダクトとを備え、前記給気室の送風機からの送風が前記フィルタを通過することによりクリーンエアとして前記クリーン室に給気されるとともに、このクリーンエアが前記ピットの上縁と前記処理槽の上縁との間に形成されたスリットから流入し、前記ピット内を通って、前記排気ダクトから排気されるドラフトチャンバーにおいて、クリーン室内の圧力と本体外の圧力との差を検出する圧力センサと、この圧力センサの検出信号に基いて前記送風機の送風量を制御する送風機制御装置と、前記スリットを通るクリーンエアの風速を検出する風速センサと、この風速センサの検出信号に基いて前記排気ダクト中のダンパの通気量を制御する手段とを設けたものである。また、本考案のドラフトチャンバ−は、好ましくは、クリーン室内壁とピットとの間に、第２のダンパを介して前記第１の排気ダクトに連結された第２の排気ダクトをさらに設けたものである。

【００１２】

【作用】

本考案によれば、本体外の排気装置の排気量が変動しても、風速センサの検出信号に基いて第１のダンパの通気量を制御することによってスリットでのクリーンエアの風速が一定になる。また、送風制御装置の制御によってクリーン室内の圧力と本体外の圧力との差が一定に保たれる。また、クリーン室内壁とピットとの間に、第２のダンパを介して前記第１の排気ダクトに連結された第２の排気ダクトをさらに設ければ、クリーン室内を負圧に保つことによって大気からドラフトチャンバー内に流入してくる塵埃が、第２の排気ダクトを通して排気ガス処理装置へ導かれ排出される。

【００１３】

【実施例】

以下、図面に基いて本考案の実施例を説明する。図１は、半導体ウエハの洗浄処理を行う様に構成された本考案に係るドラフトチャンバーの第１の実施例を示す断面図である。この図において、図３に示した従来例と同一の構成部品については同一の符号を付してある。図１において、１１はドラフトチャンバー本体であり、この背面にあるプレフィルタ１３よりエアを送風機１４で吸い込み、本体内部に設置されている高性能フィルタ１６（たとえば、クラス１０用のＨＥＰＡフィルタ）を通して０．１μ ｍ以上の塵埃を除去し、垂直層流クリーンエアＡをクリーン室１５内に供給する。

【００１４】本考案によるドラフトチャンバーにおいては、クリーン室１５の内部の圧力と本体１１の外部の圧力との差を検出する圧力センサ１が、このクリーン室１５内と本体１１外との両側に露出した状態で設置されている。また、この圧力センサ１の検出信号に基いて送風機１４の送風量を制御する送風機制御装置２が、給気室１２内に設置されている。この送風機制御装置２で送風機１４の送風量を制御することにより、クラス１０の高性能フィルタ１６からクリーン室１５へ給気する垂直層流クリーンエアＡの給気量を制御し、クリーン室１５の内部の圧力と本体１１の外部との圧力との差を一定に保つことができる。

【００１５】一方、ピット１８と本体１１外の排気ガス処理装置２２とを連結する排気ダクト２１には、ダンパ調整機構３によって通気量を調整することのできるダンパ４が取り付けられている。さらに、枠２０によって幅が調整された、処理槽１７とピット１８との両上縁間のスリット１９に、このスリット１９を通る風速センサ５が設置されるとともに、本体１１の底部には、その風速センサ５の検出信号に基いて前記ダンパ調整機構３を制御することにより前記ダンパ４の通気量を制御するダンパ制御装置６が設置されている。前記風速センサ５としては、それ自体が塵埃を発生させることがなく、しかも酸ミストに対して耐久性のあるもの、例えばポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂製のピトー管が用いられ、静圧と動圧の分離した空気圧で風速を検出する。

【００１６】ピット１８内には、半導体ウエハの洗浄に使用する薬品、例えば１００°Ｃ程度に昇温させた硫酸・過酸化水素水混合液等の処理液を満たした石英製処理槽１７が設置されており、洗浄処理が行われる場合には、この処理槽１７の処理液中に半導体ウエハを搭載したウエハキャリア２５が浸漬される。その他の構成は従来例と同様であり、また、本体１１の外部から取り入れた空気、およびクリーンエアＡの流路についても従来例の場合と同様である。

【００１７】上記構成のドラフトチャンバーにおける風速センサ５は、塵埃の発生もなく、酸ミストへの耐久性も良好であるため、スリットを通る風速を正確に測ることができる。このため、複数のドラフトチャンバーに一つの排気ガス処理装置が接続された複合配管方式の排気ガス処理装置を使用してもスリット１９の風速は他の装置の稼働に左右されず、ドラフトチャンバーからの排気量を確実に制御することができるようになる。これにより、排気ガス処理装置２２の排気量が変動しても、ダンパ制御装置６の制御により、スリット１９でのクリーンエアの風速を一定にすることができる。したがってその風速を、洗浄処理液２４からの反応ガスや硫酸ミストの飛翔速度（約０．５ｍ／ｓ）よりやや大きい程度の一定値、例えば０．７５ｍ／ｓに設定すれば、スリット１９の幅を従来通りとしてドラフトチャンバーからの排気量を従来の２分の１に減らすことができる。これにより、クリーンエアＡの層流がスリット１９の付近で乱れて塵埃パーティクルが処理槽１７の内側へ巻き込まれるということがなくなる。すなわち、クリーン室１５内を高いクリーン度に保つことができるのである。

【００１８】さらに、上記ドラフトチャンバーからの排気量に応じて、クリーン室１５へ給気するクリーンエアＡの給気量を送風機制御装置２で制御することにより、クリーン室１５内を一定の負圧状態、たとえば０．１mmＨ₂Ｏ程度の負圧に保つことができる。したがって、洗浄処理液からの反応ガスや硫酸ミストが本体１１外の作業エリアに漏洩することを確実に防止することができる。すなわち、ドラフトチャンバーとしての本来の機能が確実に果たされることになる。上記実施例のドラフトチャンバーにおいて、洗浄処理槽１７の上のパーティクル数を実測した結果、０．１μｍの大きさのものが０個、０．２μｍが２個、０．３μｍが２個、０．５μｍが０．３個、１．０μｍが０個であり、クラス１０のクリーン度が得られることが確認された。

【００１９】図２は、本考案に係るドラフトチャンバーの第２の実施例を示す断面図である。この図において、図１に示した第２の実施例と同一の構成部品については同一の符号を付して説明している。図２において、ピット１８内には石英製等の処理槽１７が設置されており、この処理槽１７には半導体ウエハの洗浄に使用する薬品、例えば１００°Ｃ程度に昇温させた硫酸・過酸化水素水混合液等の処理液が満たされている。洗浄処理が行われる場合、この処理槽１７の処理液中に半導体ウエハを搭載したウエハキャリア２５が浸漬される。前記ピット１８は、第１の排気ダクト２６を介して、本体外に設置された排気ガス処理装置２２に連結されている。本考案の第２の実施例が前述の第１の実施例と最も異なる点は、ピット１８とクリーン室１５の内壁との間に第２の排気ダクト２７が設けられていることにある。この第２の排気ダクト２７は前記ピット１８の下部を通り、前記第１の排気ダクト２６を介して前記排気ガス処理装置２２に接続されている。また、前記第２の排気ダクト２７の中には、通気量を調整するための第２のダンパ２８が取り付けられている。

【００２０】ドラフトチャンバーをこのように構成すれば、前記第１の実施例による場合と同様、風速センサ５およびダンパ制御装置６を用いることにより、スリット１９でのクリーンエアの風速を一定にすることができ、その結果、ドラフトチャンバーからの排気量を減らすことが可能となる。これにより、クリーンエアＡの層流がスリット１９の付近で乱れて塵埃パーティクルが処理槽１７の内側へ巻き込まれるということがなくなる。すなわち、クリーン室１５内を高いクリーン度に保つことができることになる。また、このため、クリーン室１５内の圧力を本体１１外部の圧力より若干低く、即ち負圧にすることが可能となり、その結果、反応ガスや硫酸ミストが本体１１外部の作業エリアに漏洩することを確実に防止することができる。

【００２１】また、負圧に調整されたクリーン室１５内において、ドラフトチャンバー本体１１の構造上有する間隙から侵入してきた大気中の塵埃２９は、垂直層流クリーンエアＡにより塵埃を含む気流Ｂを形成するが、前記ピット１８とクリーン室１５の内壁との間に設けられている第２の排気ダクト２７によって吸引される。そして、この塵埃を含む排気Ｃは、ピット１８を通ってきた排気ガスＤとともに排気ガス処理装置２２に導かれ、最終的には大気中に排出されることになる。

【００２２】ドラフトチャンバーをこの第２の実施例のように構成すれば、クリーン室１５の圧力を送風機制御装置２および圧力センサ１によって−０．１mmＨ₂０程度の微圧に制御することができるとともに、塵埃を含む気流Ｂも前記第２の排気ダクト２７に吸引されるため、塵埃が処理槽１７の内側へ巻き込まれるということがなくなり、半導体洗浄工程における塵埃による半導体の汚染を防止することができる。上記実施例のドラフトチャンバーにおいて、処理槽１７の上のパーティクル数を実測した結果、０．１μｍの大きさのものが０．７個、０．２μｍが０．５個、０．３μｍが０個、０．５μｍが０個、１．０μｍが０個であり、クラス１０のクリーン度が得られることが確認された。

【００２３】以上、本考案を実施例に基いて具体的に説明したが、本考案は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、風速センサは、それ自体で塵埃を発生せず、酸ミストに対して耐久性のあるもであればよく、ピトー管に限定されるものではない。また、前記スリットおよび第２の排気ダクトについては、処理槽の周囲全体に設けてもよいが、一部に設けてもよい。

【００２４】

【考案の効果】

以上、詳細に説明したように、本考案のドラフトチャンバーによれば、チャンバーからの排気量を大幅に減らすことが可能となるため、塵埃を処理槽の内側に巻き込むことがなく、クリーン室内を高いクリーン度に保つことができる。その結果、クリーン室内を正圧にする必要がなくなり、一定の負圧状態に保って排気ガスのドラフトチャンバー外への漏洩を確実に防止することができる。また、上述のごとくドラフトチャンバーからの排気量が大幅に減り、これに応じて本体外から取り入れられる空気の量も減るため、排気ガス処理装置の負荷、およびこのドラフトチャンバーを設置しているクリーンルームの空調システムに対する負荷も軽減されることになり、これらによる経済的効果も非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案によるドラフトチャンバーの第１の実施
例を示す断面図である。

【図２】本考案によるドラフトチャンバーの第２の実施
例を示す断面図である。

【図３】従来のドラフトチャンバーの一例を示す断面図
である。

【符号の説明】

１圧力センサ２送風機制御装置３ダンパ調整機構４ダンパ５風速センサ６ダンパ制御装置１１本体１２給気室１４送風機１５クリーン室１６高性能フィルタ１７処理槽１８ピット１９スリット２１排気ダクト２２排気ガス処理装置２６第１の排気ダクト２７第２の排気ダクト２８第２のダンパ２９塵埃ＡクリーンエアＢ塵埃を含む気流Ｃ塵埃を含む排気Ｄ排気ガス

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】本体内の天井部に設けられ本体外から空
気を取り入れる送風機とこの送風機からの送風を清浄化
するフィルタとからなる給気室と、この給気室の下方に
連設され、この給気室と前記フィルタを介して連通した
クリーン室と、このクリーン室の底部に掘り下げられた
状態で設けられ、半導体ウエハを処理する処理槽を設置
したピットと、このピットと本体外に設置された排気ガ
ス処理装置とをダンパを介して連結した排気ダクトとを
備え、前記給気室の送風機からの送風が前記フィルタを
通過することによりクリーンエアとして前記クリーン室
に給気されるとともに、このクリーンエアが前記ピット
の上縁と前記処理槽の上縁との間に形成されたスリット
から流入し、前記ピット内を通って、前記排気ダクトか
ら排気されるドラフトチャンバーにおいて、前記クリー
ン室内の圧力と本体外の圧力との差を検出する圧力セン
サと、この圧力センサの検出信号に基いて前記送風機の
送風量を制御する送風機制御装置と、前記スリットを通
るクリーンエアの風速を検出する風速センサと、この風
速センサの検出信号に基いて前記排気ダクト中のダンパ
の通気量を制御する手段とを設けたことを特徴とするド
ラフトチャンバー。
【請求項２】本体内の天井部に設けられ本体外から空
気を取り入れる送風機とこの送風機からの送風を清浄化
するフィルタとからなる給気室と、この給気室の下方に
連設され、この給気室と前記フィルタを介して連通した
クリーン室と、このクリーン室の底部に掘り下げられた
状態で設けられ、半導体ウエハを処理する処理槽を設置
したピットと、このピットと本体外に設置された排気ガ
ス処理装置とをダンパを介して連結した第１の排気ダク
トとを備え、前記給気室の送風機からの送風が前記フィ
ルタを通過することによりクリーンエアとして前記クリ
ーン室に給気されるとともに、このクリーンエアが前記
ピットの上縁と前記処理槽の上縁との間に形成されたス
リットから流入し、前記ピット内を通って、前記第１の
排気ダクトから排気されるドラフトチャンバーにおい
て、前記クリーン室内の圧力と本体外の圧力との差を検
出する圧力センサと、この圧力センサの検出信号に基い
て前記送風機の送風量を制御する送風機制御装置と、前
記スリットを通るクリーンエアの風速を検出する風速セ
ンサと、この風速センサの検出信号に基いて前記第１の
排気ダクト中の第１のダンパの通気量を制御する手段
と、前記クリーン室の内壁と前記ピットとの間に設置さ
れ第２のダンパを介して前記第１の排気ダクトに連結さ
れた第２の排気ダクトを設けたことを特徴とする請求項
１記載のドラフトチャンバー。