JP2005079138A - ドラフトチャンバ及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
有害ガスをクリーンルーム内に排出せず、ドラフトチャンバ本体からの排気を清浄化することが可能で、エネルギー効率の高いドラフトチャンバを提供すること。
【解決手段】
ドラフトチャンバ本体と、該ドラフトチャンバ本体の排気部に接続される気液接触装置とを備えるドラフトチャンバであって、前記気液接触装置が斜行ハニカムを用いたものであるドラフトチャンバ。該ドラフトチャンバを用い、処理室中に、被処理物を載置して回転することが可能なターンテーブルと該被処理物上に薬液を供給可能なノズルとを備える洗浄装置。
【選択図】 図４

Description

本発明は、ドラフトチャンバ及び該ドラフトチャンバを用いた洗浄装置に関するものである。詳しくは、半導体製造工程における薬液を用いたシリコンウェハ等の化学洗浄及びエッチング等の処理に用いられるドラフトチャンバ及び該ドラフトチャンバを用いた洗浄装置に関するものである。

半導体を製造するには、シリコンウェハを洗浄したり、エッチングしたりする工程が必要になる。これらの工程はシリコンウェハの汚染を防ぐため、通常はクリーンルーム内に置かれたドラフトチャンバ内で行われる。このような洗浄やエッチング等の具体的な処理方法としては、例えば、高温で加熱された過酸化水素、アンモニア、塩酸、硫酸などを組成とする溶液や、フッ酸や硝酸を成分とする薬液でシリコンウェハを処理する方法が挙げられる。

しかし、上記溶液や薬液から発生する有害ガスがクリーンルーム内に漏出するとクリーンルーム内の環境が汚染される。このため、有害ガスをクリーンルーム中に漏出させないようなドラフトチャンバが求められている。

このようなドラフトチャンバとしては、例えば、特開昭６３−２４８４４９号公報に、ドラフトチャンバ内に設けられた薬液槽の液面上方で前方から後方へ向かう空気の流れを作りその流れに薬液槽から発生する有害ガスを取り込むことでドラフトチャンバ内からクリーンルームへの有害ガスの漏れを防ぐと共に、チャンバの天井から下方に向かう空気の流れを作りこの空気流によってもクリーンルームへの有害ガスの漏れを防ぐドラフトチャンバが開示されている。このドラフトチャンバによれば、薬液槽から発生する有害ガスをクリーンルームに排出することなく少ない排風量で効率よく排出することが可能となる。
特開昭６３−２４８４４９号公報（特許請求の範囲、図１）

しかしながら、上記ドラフトチャンバは排気管に特に排気の処理装置を設けていないため、排気はクリーンルーム内ではなくクリーンルーム外に排出される。すると、排出する空気の分の新たな空気をクリーンルーム外部から取り入れなければならないため、該外部の空気をクリーンに処理する電力が必要となりエネルギー効率がよくない。従って、本発明の目的は、有害ガスをクリーンルーム内に排出せず、ドラフトチャンバ本体からの排気を清浄化することが可能で、エネルギー効率の高いドラフトチャンバを提供することにある。

かかる実情において、本発明者は鋭意検討を行った結果、ドラフトチャンバの排気口に該ドラフトチャンバからの排気を清浄化する気液接触装置を配設すれば、該排気をクリーンルームの外に排出することなく、全てドラフトチャンバ内、又はクリーンルーム内で循環して使用することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、ドラフトチャンバ本体と、該ドラフトチャンバ本体の排気部に接続され該排気部からの排気を清浄化する気液接触装置とを備えることを特徴とするドラフトチャンバを提供するものである。

また、本発明は、前記ドラフトチャンバを用い、前記処理室中に、被処理物を載置して回転することが可能なターンテーブルと該被処理物上に薬液を供給可能なノズルとを備えることを特徴とする洗浄装置を提供するものである。

本発明に係るドラフトチャンバは、ドラフトチャンバと気液接触装置とを備えるため、空気中の有害ガスをドラフトチャンバ外やクリーンルーム外に排出することなく除去することができる。また、有害ガスが除去された清浄空気を再利用することが可能となるため、クリーンルーム内に外部から新たに空気を取り入れる必要がなくなり、空気を取り入れるための電力や空気をクリーンに処理するための電力が不要になる。

また、気液接触装置として斜行ハニカムを用いると、従来用いられていた水シャワーに比べて有害ガスの除去効率が高いため、小さい除去装置且つ少ない除去水量で、空気中の有害ガスをドラフトチャンバ外やクリーンルーム外に排出することなく除去することができる。また、斜行ハニカムは壁厚が薄いため、空気の圧損が小さくなるため空気を搬送するファンを動かす電力が小さくて済むことから、ランニングコスト面で有利である。

さらに、本発明に係るドラフトチャンバは、上記のように有害ガスを排出しないため、ドラフトチャンバ本体及び気液接触装置をクリーンルーム内に設置することにより、装置の省スペース性を向上させることができる。

また、本発明に係るドラフトチャンバが、第１吸気部と、該第１吸気部から供給される空気を用い処理室内において上方から下方に向かう第１空気流を発生させる第１空気流発生手段とを備える場合には、処理室内の有害ガスのドラフトチャンバ外やクリーンルームへの排出をより効果的に抑制することができる。

また、本発明に係るドラフトチャンバが、前記処理室内に液槽を備えると共に、第２吸気部と、該第２吸気部から供給される空気を用い前記液槽の上方において前記ドラフトチャンバ本体の正面の手前側から奥側に向かう略水平な第２空気流を発生させる第２空気流発生手段とを備える場合には、処理室内且つ液槽上方に発生する有害ガスのドラフトチャンバ外やクリーンルームへの排出をより効果的に抑制することができる。

また、本発明に係るドラフトチャンバが、前記処理室内に複数の液槽を備えると共に、第２吸気部と、該第２吸気部から供給される空気を用い前記液槽の少なくとも１つの上方において前記ドラフトチャンバ本体の正面の手前側から奥側に向かう略水平な第２空気流を発生させる第２空気流発生手段とを備える場合には、処理室内且つ前記特定の液槽上方に発生する有害ガスのドラフトチャンバ外やクリーンルームへの排出をより効果的に抑制することができる。

また、本発明に係るドラフトチャンバが、処理室内に複数の液槽と該複数の液槽においてキャリアを順次浸漬させるキャリア搬送装置とを備えると共に、該ドラフトチャンバ本体の前面にキャリアの操作用窓を備え、さらに、第２吸気部と、該第２吸気部から供給される空気を用い前記液槽の少なくとも有毒ガスを発生する薬液槽の液面上方において前記ドラフトチャンバ本体の正面の手前側から奥側に向かう略水平な第２空気流を発生させる第２空気流発生手段とを備える場合には、シリコンウェハ等の被処理物について洗浄操作等の処理操作を順次行う際に、処理室内且つ特定の液槽上方に発生する有害ガスのドラフトチャンバ外やクリーンルームへの排出をより効果的に抑制することができる。

また、本発明に係るドラフトチャンバが、気液接触装置の排気部と第１吸気部とを接続する第１戻り配管を備える場合には、気液接触装置から排出される処理空気をそのまま第１空気流発生手段に供給することができるため、ドラフトチャンバ内で空気を循環使用することができる。このため、ドラフトチャンバ外から新たに空気を供給する必要がなくなる。

また、本発明に係るドラフトチャンバが、気液接触装置の排気部と第２吸気部とを接続する第２戻り配管を備える場合には、気液接触装置から排出される処理空気をそのまま第２空気流発生手段に供給することができるため、ドラフトチャンバ内で空気を循環使用することができる。このため、ドラフトチャンバ外から新たに空気を供給する必要がなくなる。

また、本発明に係るドラフトチャンバにおいて、気液接触装置の排気部及び第１吸気部がそれぞれクリーンルームに連通する場合には、気液接触装置から排出される処理空気をそのままクリーンルームに排出し、且つクリーンルームから清浄空気を第１空気流発生手段に供給することができるため、クリーンルーム内で空気を循環使用することができる。このため、クリーンルーム外から新たな空気をクリーンルーム内に取り入れる必要がなくなり、空気をクリーンに処理するための電力が不要となる。

また、本発明に係るドラフトチャンバにおいて、前記第２吸気部がクリーンルームに連通する場合には、気液接触装置から排出される処理空気をそのままクリーンルームに排出し、且つクリーンルームから清浄空気を第２空気流発生手段に供給することができるため、クリーンルーム内で空気を循環使用することができる。このため、クリーンルーム外から新たな空気をクリーンルーム内に取り入れる必要がなくなり、空気をクリーンに処理するための電力が不要となる。

また、本発明に係るドラフトチャンバの気液接触装置が、気液接触装置の排出水を貯蔵する貯水槽と、該貯水槽と水供給手段とを接続する循環配管と、該循環配管の途中に設けられ前記貯水槽から前記水供給手段に水を供給する循環ポンプとを備える場合には、気液接触装置内で水を循環使用することができ、空気清浄化の処理コストを低減することができる。

また、本発明に係るドラフトチャンバが、前記液槽の少なくとも１つが純水又は超純水を用いるリンス槽であり、該リンス槽からの排水管を前記貯水槽に導く場合には、ドラフトチャンバから排出される水を気液接触装置内で空気清浄化のために再利用することができ、空気清浄化の処理コストを低減することができる。

本発明に係る洗浄装置は、ドラフトチャンバと気液接触装置とを備えるため、薬液処理時に発生する有害ガスをドラフトチャンバ外やクリーンルーム外に排出することなく除去することができ、また、有害ガスが除去された清浄空気を再利用することが可能となる。

また、気液接触装置として斜行ハニカムを用いると、従来用いられていた水シャワーに比べて有害ガスの除去効率が高いため、小さい除去装置且つ少ない除去水量で、空気中の有害ガスを洗浄装置外やクリーンルーム外に排出することなく除去することができる。また、斜行ハニカムは壁厚が薄いため、空気の圧損が小さくなり、ランニングコスト面で有利である。

また、本発明に係る洗浄装置は、上記のように有害ガスを排出しないため、ドラフトチャンバ本体及び気液接触装置をクリーンルーム内に設置することにより、装置の省スペース性を向上させることができる。

また、本発明に係る洗浄装置が、第１吸気部と、該第１吸気部から供給される空気を用い処理室内において上方から下方に向かう第１空気流を発生させる第１空気流発生手段とを備える場合には、処理室内の有害ガスのドラフトチャンバ外やクリーンルームへの排出をより効果的に抑制することができる。

また、本発明に係る洗浄装置が、気液接触装置の排気部と第１吸気部とを接続する第１戻り配管を備える場合には、気液接触装置から排出される処理空気をそのまま第１空気流発生手段に供給することができるため、ドラフトチャンバ内で空気を循環使用することができる。このため、ドラフトチャンバ外から新たに空気を供給する必要がなくなる。

また、本発明に係る洗浄装置において、気液接触装置の排気部及び第１吸気部がそれぞれクリーンルームに連通する場合には、気液接触装置から排出される処理空気をそのままクリーンルームに排出し、且つクリーンルームから清浄空気を第１空気流発生手段に供給することができるため、クリーンルーム内で空気を循環使用することができる。このため、クリーンルーム外から新たな空気をクリーンルーム内に取り入れる必要がなくなり、空気をクリーンに処理するための電力が不要となる。

また、本発明に係る洗浄装置の気液接触装置が、気液接触装置の排出水を貯蔵する貯水槽と、該貯水槽と水供給手段とを接続する循環配管と、該循環配管の途中に設けられ前記貯水槽から前記水供給手段に水を供給する循環ポンプとを備える場合には、気液接触装置内で水を循環使用することができ、空気清浄化の処理コストを低減することができる。

（第１の実施の形態）
図１〜５に基づいて本発明に係るドラフトチャンバの第１の実施の形態１ａについて説明する。 図１は第１の実施の形態１ａの正面図である。図２は図１におけるＡ−Ａ線の断面図、図３は図１におけるＢ−Ｂ線における断面図、図４は図１及び図２のＣ−Ｃ線における断面図とその他の部分の模式図とを含む図、図５は図１及び図２のＤ−Ｄ線における断面図とその他の部分の模式図とを含む図である。

ドラフトチャンバ１ａは、ドラフトチャンバ本体２と気液接触装置９１とを備えるものであり、クリーンルーム内に設置される。ドラフトチャンバ本体２内の天井部には、ドラフトチャンバ本体２外からドラフトチャンバ本体２内に清浄空気を取り入れる第１吸気部４が設けられている。また、同天井部には、第１吸気部４から取り入れた清浄空気を用い、処理室３内において上方から下方に向かう第１空気流（以下、「ダウンフロー」ともいう。）を発生させる第１空気流発生手段６として、第１吸気ファン５０及び第２吸気ファン６０が設けられている。

第１給気ファン５０は、図５に示すようにプレフィルタ５２を備えた第１吸気部４を介して気液接触装置９１から排出された清浄空気を導入し、天井のダクト５４及びＨＥＰＡフィルタ５６を介して天井（上方）から下方に向かうダウンフローを送出するものである。また第２吸気ファン６０は、図４に示すようにプレフィルタ６２を備えた第１吸気部４を介して気液接触装置９１から排出された清浄空気を導入し、天井のダクト６４及びＨＥＰＡフィルタ６６を介してダウンフローを送出するものである。

ドラフトチャンバ１ａにおいては、処理室３内に発生するダウンフローとして、ドラフトチャンバ本体２の前面に対し手前側のダクト６４及びＨＥＰＡフィルタ６６から送出されるものと、ドラフトチャンバ本体２の前面に対し奥側のダクト５４及びＨＥＰＡフィルタ５６から送出されるものとの２種類があり、従って、２層流のダウンフローが形成される。２層流のダウンフローにおける各層の流速や流量は適宜定めればよい。

例えば、ＨＥＰＡフィルタ５６から吹き出させるダウンフローの流速を通常０．１〜０．５ｍ／ｓ、好ましくは０．２〜０．３ｍ／ｓとすると、後述のシールエアの気流を乱さないようにすることができる。また、ＨＥＰＡフィルタ６６から吹き出されるダウンフローの流速を最大０．５ｍ／ｓとし、且つ、奥側のダウンフローよりも若干速くすると、有害ガスが後述のキャリアの操作用窓１４、１６からクリーンルームに排出されることを防止することができる。本発明において、有害ガスとしては、水溶性のガスであればよく特に限定されるものではない。このような有害ガスとしては、例えば、アンモニア、ＨＦ、硫酸、塩酸、硝酸、酢酸、過酸化水素水、イソプロピルアルコール等が挙げられる。

ドラフトチャンバ本体２の処理室３内には、液槽として、ＮＨ_４ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ_２薬液槽２０、リンス槽２２、ＨＦ薬液槽２４、リンス槽２６の４槽が順次配列されている。このうち、薬液槽２０にはヒータ３４が設置され、薬液槽２０、２４には薬液供給装置より薬液が供給され、リンス槽２２、２６には超純水が供給されるようになっている。また、各液槽の廃液は、図４及び図５に示すように、液槽底面より自動排水弁３２を介して排液されるようになっている。

第１の実施の形態１ａでは、このような槽構成にすることにより、シリコンウェハの化学洗浄処理又はエッチング処理に用いることが可能になっている。すなわち、シリコンウェハキャリア１６０を、まずＮＨ_４ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ_２薬液槽２０に浸漬してキャリア１６０上のシリコンウェハの化学洗浄処理を行い、次にリンス槽２２に浸漬して該薬液を洗浄し、さらにＨＦ薬液槽２４に浸漬して洗浄処理を行い、最後にリンス槽２６に浸漬して該薬液を洗浄することができる。なお、化学洗浄処理又はエッチング処理とは、化学洗浄処理のみ、エッチング処理のみ、及び化学洗浄処理とエッチング処理の両方の処理の計３態様を含む意味である。

さらに作業室３内には、ウェハキャリア１６０をキャリア供給部２７から前記各液槽を介してウェハ取出部２８まで搬送するキャリア搬送装置３０が設けられている。このキャリア搬送装置３０は、図４に示すようにウェハキャリア１６０を各液槽に浸漬するために上下方向に移動できるように構成されている。また、ドラフトチャンバ本体２の前面には、キャリアの操作用窓１４、１６が備えられており、ウェハキャリア１６０の出し入れが容易なようになっている。第１の実施の形態１ａでは、このようにキャリア搬送装置３０を設けることにより、シリコンウェハの化学洗浄処理又はエッチング処理が容易に行うことができるようになっている。

ドラフトチャンバ本体２内の底部には、ドラフトチャンバ本体２外からドラフトチャンバ本体２内に清浄空気を取り入れる第２吸気部５が設けられている。また、ドラフトチャンバ本体２内の底部には、第２吸気部５から取り入れた清浄空気を用い、薬液槽２０、２４の上方においてドラフトチャンバ本体２の正面の手前側から奥側に向かう略水平な第２空気流（以下、「シールエア」ともいう。）を発生させる第２空気流発生手段として、シールエアファン４０が設けられている。

シールエアファン４０は、図３及び図４に示すように気液接触装置９１を通過し第２吸気部５においてＨＥＰＡフィルタ４４を介して取り入れた清浄空気を吸入し、薬液槽２０、２４の上方にそれぞれ対応して設けられたダクト４６、４８を介して吹き出し口４８、４８よりシールエアを送出する。これら吹き出し口４８のそれぞれは、上段側の吹き出し口４８Ａと下段側の吹き出し口４８Ｂとからなっており、２層流のシールエアを送出することができるようになっている。例えば、下段側の吹き出し口４８Ｂから送出されるシールエアの流速を０．２ｍ／ｓ程度になるようにし、上段側の吹き出し口４８Ａから送出されるシールエアの流速をこれよりも速くするようにすることにより、薬液蒸発量の軽減化を図るとともに、配管類への気流の衝突乱流を防止しミスト飛散の恐れをなくすことができるようになっている。

ドラフトチャンバ本体２の処理室３内の奥側には、図４及び図５に示すように、ＮＨ_４ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ_２薬液槽２０、リンス槽２２、ＨＦ薬液槽２４、リンス槽２６の４槽の上方の奥側には排気用ダクト７２、７４が設けられ、リンス槽２２、２６の上方の手前側にはさらにダクト７４に連通するダクト７８が設けられている。また、図１及び図４に示すように、ＮＨ_４ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ_２薬液槽２０及びＨＦ薬液槽２４の上方の奥側で且つ吹き出し口４８Ａ、４８Ｂに略対向する位置にはさらに吸気口７６Ａ、７６Ａを有するダクト７６、７６が設けられている。

これらダクト７２、７４、７６及び７８は順次合流し、最終的にドラフトチャンバ本体２の排気部８に連通されるようになっており、これにより処理室３内の排気が全て気液接触装置９１に供給されるようになっている。なお、ダクト７２、７４及び７８の吸気口にはそれぞれダンパ７２Ａ、７４Ａ及び７８Ａが設けられており、ダウンフロー及びシールエア通気量をそれぞれ任意の量に調節できるようになっている。また処理室３内には蛍光燈９２が備えられ、ドラフトチャンバ本体２の処理室３外にはコントロールユニット９０及び溶液用フィルタ９４が備えられている。

ドラフトチャンバ本体２の排気部８のそれぞれには図２〜４に示すように排気管８１が接続され、排気管８１は統合されて吸気管８２となり、気液接触装置９１に接続される。気液接触装置９１は、斜行ハニカム１１１、斜行ハニカム１１１に水を供給する水供給手段２１、及び斜行ハニカム１１１から排出される水を気液接触装置９１外に排出する水排出手段１５からなる。

斜行ハニカム１１１について図７を用いて説明する。斜行ハニカム１１１は、一方向に向かって伝播する波形形状を有する波形シート１１２、１１３（以下、コルゲート状シートともいう）が複数積層されてなるハニカム形状を呈するものであって、積層されるコルゲート状シート１１２、１１３は波の伝播方向が一枚おきに斜めに交差するように積層され、かつ、二層おきのシートの波の伝播方向がそれぞれ略同一方向になるように配置されたハニカム状体である。

該斜行ハニカム１１１は、コルゲート状シート１１２、１１３に平行な面に対して垂直な4面１０１〜１０４で切断して直方体を形成し、且つ、該切断面がコルゲート状シートの波の伝播方向と平行でなく、かつ、垂直でもないようにした場合、該直方体を切断面の一つ１０４を下面にし、かつ、コルゲート状シートの最外層１０５、１０６をそれぞれ左右面にして配置すると、切断面である前後両面１０２、１０３及び上下両面１０１、１０４の４面はすべてハニカムセルが開口し、左右面１０５、１０６はコルゲート状シートで閉じられた構造を有するものである。すなわち斜行ハニカム１１１は、前後両面１０２、１０３と、上下両面１０１、１０４とが開口する構造を有するものである。

また、上記切断面の、例えば前後両面１０２、１０３は、斜め上方向に延設されるセルと斜め下方向に延設されるセルとが一層おきに形成される。斜め上方向に延設されるセルの前後両面からみた場合の空気の流入、流出方向（水平方向）に対する斜め角度（図中、符号Ｘ）は通常１５〜４５度、好ましくは２５〜３５度の範囲内にする。上記斜め角度が該範囲内にあると、流下速度が適度の範囲となり接触効率が向上するため好ましい。

上記斜行ハニカム１１１において、積層されたコルゲート状シートの一層おきの波の伝播方向が互いに交差する角度（図中、符号Ｙ）は、通常３０〜９０度、好ましくは５０〜７０度である。このようにコルゲート状シートを上記角度範囲内で交差するように積層すると、上記のように斜め角度（Ｘ）を上記の１５〜４５度とした場合に、被処理空気及び水がハニカムセルと実質的に接触する面積が大きくなるため、被処理空気と水との接触効率が高くなるため好ましい。

すなわち、後述のように本発明において、被処理空気は斜行ハニカム１１１の前面開口部１０３から導入され、水は上面開口部１０１から水供給手段２１である給水ダクト１１４により供給され斜行ハニカムのコルゲート状シートに浸透し、かつコルゲート状シートの極表面をゆっくりと下方に流下するため、被処理空気の通気方向と浸透壁面の水の流下方向とが適度の角度を保持し、接触効率が高くなるからである。

本発明で用いられる斜行ハニカムのセルの高さ、すなわち、波形の山の頂上と谷間との間の寸法を示すセルの山高寸法は、通常２〜８ｍｍ、好ましくは３〜５ｍｍである。セルの山高寸法が２ｍｍ未満であると製造が困難であり、圧力損失が大きくなるため好ましくない。またセルの山高寸法が８ｍｍを超えると気液接触効率が低下するため好ましくない。

斜行ハニカムのコルゲート状シートの状態におけるセルの幅、すなわち、セルピッチは通常２．５〜１２．０ｍｍ、好ましくは５．０〜１０．０ｍｍである。

また斜行ハニカムの前面開口部と後ろ面開口部との間の寸法、すなわち斜行ハニカムの厚さ（ｔ）は、通常１００〜１０００ｍｍ、好ましくは２００〜８００ｍｍである。該厚さが１００ｍｍ未満であると、ＮＨ_３等の除去効率が低下するため好ましくなく、該厚さが１００ｍｍを超えると化学汚染物質の除去効率がこれ以上向上せず、圧力損失が大きくなるため好ましくない。梅雨時のように湿度が高い時期に、１台のハニカムで化学汚染物質除去と除湿を行う場合には、除湿を十分に行うために８００ｍｍ程度の厚いものを使用した方が良い。

なお本発明において斜行ハニカムの厚さは、斜行ハニカムを複数枚使用する場合には、この合計の厚さが上記範囲内のものであれば良い。例えば厚さが３００ｍｍの斜行ハニカムを用いる場合には、厚さが１００ｍｍの斜行ハニカムを３枚厚さ方向に重ねて合計の厚さを３００ｍｍとしても良い。斜行ハニカムを用いるとそれ自体の厚さはせいぜい４００ｍｍ程度であるため、装置の設置スペースを大幅に小さくすることができる。このような大幅な省スペース化は半導体製造工場等の合理化の要求を満足する。さらに、水を循環するポンプの能力は、従来の水シャワーのものと比較すると格段に少なくて済み、大幅な省エネルギー化をも図ることができる。

斜行ハニカムを構成するコルゲート状シート１１２、１１３は、これと同一の材質からなり且つ平板状のシート状部材を波形に成形してなるものである。本発明で用いられるシート状部材としては、表面に凹凸があり、内部が多孔質のものであると、エレメントの表面を大きく探れ、エレメントに浸透して流下する水と空気との接触面積が高まるため好ましい。このようなシート状部材としては、例えばアルミナ、シリカ及びタニアからなる群より選択される１又は２以上の充填材又は結合材と、ガラス繊維、セラミック繊維又はアルミナ繊維等の繊維基材とからなり、上記充填材又は結合材を含有するガラス繊維、セラミック繊維又はアルミナ繊維基材が挙げられる。この内チタニアを配合したものは酸性の化学汚染物質の除去効率が向上するため好ましい。またシート状部材は、通常、充填材又は結合材を６０〜９３重量％、繊維基材を７〜４０重量％含み、好ましくは充填材又は結合材を７０〜８８重量％、繊維基材を１２〜３０重量％含む。シート状部材の配合比率が該範囲内にあると、シート状部材の水浸透率性及び強度が高いため好ましい。

上記シート状部材は公知の方法で作成でき、例えば、ガラス繊維、セラミック繊維又はアルミナ繊維で作製されたペーパーを、アルミナゾル等の結合材とアルミナ水和物等を混合したスラリーに浸漬した後、乾燥し、コルゲート加工し、その後、乾燥処理と熱処理を行い、水分と有機分を除去する。

アルミナ以外にシリカやチタニアを含有する場合、例えば、シリカ及びチタニアの配合量は、アルミナ１００重量部に対してそれぞれ、通常５〜４０重量部である。

また、斜行ハニカムは、シート状部材の厚さが通常２００〜１０００μｍ好ましくは３００〜８００μｍである。また斜行ハニカムを形成するシート状部材の空隙率は、通常５０〜８０％、好ましくは６０〜７５％である。ここで、空隙率（％）とは、材料の真の密度をｄ_１、材料の見かけの密度をｄ_２としたとき、下記式（１）で表されるものである。

｛１−（ｄ_２／ｄ_１）｝×１００ （１）
空隙率を該範囲内とすることにより、ほど良い浸透性を実現でき、空気と水との接触効率を高めることができる。また、該シート状部材が、上記厚さと空隙率を有すると、液ガス比及び水の浸透速度が適度な範囲となり、水と空気の接触効率を高めると共に、強度的にも十分となる。

上記シート状部材をコルゲート状シートに成形する方法としては、径方向に振幅する波形の凹凸が表面に形成される複数の歯車間に平行状シートを通すような公知のコルゲーターを用いる方法が挙げられる。得られたコルゲート状シートから上記斜行ハニカムを成形する方法としては、例えば先ず、上記コルゲート状シートを縦１００ｍｍ（成形後の厚み寸法）×横３０００ｍｍ程度の矩形の裁断型に対し、波の伝播方向が矩形型の一辺に対して１５〜４５度になるように配置して裁断して矩形のコルゲート状シートを作製し、次いで、得られた矩形のコルゲート状シート１枚おきの波の伝播方向が斜行するように配置し、これらを接着して積層する方法が挙げられる。なお、このようにして製造した場合、上記裁断型の縦の長さが斜行ハニカム１枚の厚さとなる。このため、例えば加湿手段や凝縮手段に必要な斜行ハニカムの厚さ、すなわち、斜行ハニカムの前面開口部と後面開口部との間の寸法を３００ｍｍとする場合には、縦１００ｍｍの裁断型で作製した厚さ１００ｍｍの斜行ハニカムを厚さ方向に３枚重ねて使用すれば良い。またこのように複数枚重ねて使用する場合、斜行ハニカム同士は、接着しても接着しなくてもどちらでも良い。接着しない場合には、複数毎の斜行ハニカムを重ねて配置するだけで良い。

本発明において前記斜行ハニカムは前後両面１０３、１０２と上下両面１０１、１０４とがそれぞれ開口するように配置される。斜行ハニカムをこのように配置することにより、斜行ハニカムの前面開口部１０３から被処理空気を導入すると共に上面開口部１０１から水を供給することが可能になり、被処理空気と水との接触が被処理空気の通気方向と水の流下方向とが直交するように行われる。このように気液接触手段として斜行ハニカムを用いることにより、被処理空気中に含まれる化学汚染物質をクリーンルーム内で問題にならない程度にまで除去した清浄な処理空気を得ることができる。被処理空気は、斜行ハニカム１１１を通過して清浄な処理空気となった後、排気管８３より気液接触装置９１外に排出される。

水供給手段２１は斜行ハニカム１１１の上面開口部１０１に上面から水を供給する手段である。水供給手段２１としては例えば図７に示す給水ダクト１１４が挙げられる。また、水排出手段１５は斜行ハニカム１１１の下面開口部１０４から排出された水を受け、この水を気液接触装置９１系外に排出する手段である。水排出手段１５としては例えば図７に示す受水パン１１５が挙げられる。受水パン１５の底面には排水管１５ｂと接続された排水口が設けられており、排水を気液接触装置９１系外に排出することができるようになっている。

排水管１５ｂは貯水槽２５に接続されている。貯水槽２５には、外部より純水を注入することのできる給水管２３が設けられていると共に、貯水槽２５の底部には溜められた純水を外部へ排出させるための排水管１００が設けられており、貯水槽２５中の水が適切な水質及び水量を保てるようになっている。貯水槽２５の底部と水排出手段１５との間には循環配管１７と、循環ポンプ１８とが設けられており、貯水槽２５の水が水供給手段２１に供給されて、気液接触装置９１内において水を循環使用することができるようになっている。

気液接触装置９１で用いられる水の種類は、有害ガス成分を捕集除去可能なものであればよく特に限定されないが、通常、純水等が用いられる。なお、純水は有害ガス成分を捕集除去可能である限り、再利用したものであってもよい。例えば、第１の実施の形態１ａにおいて、リンス槽２６からの排水管１５ｃと排水管１５ｂとを接続して、リンス槽２６で用いた純水を貯水槽２５に導けるようにすると、リンス槽の略純水程度の純度の排水を気液接触装置９１で再利用することができる。

気液接触装置９１の排気部９とドラフトチャンバ本体２の第１吸気部４との間には、これらを接続する第１戻り配管８４が備えられる。第１の実施の形態１ａでは、第１吸気部４が、第１吸気ファン５０及び第２吸気ファン６０それぞれの空気取り入れ口として設けられている。このため、排気管８３を介して排気部９と接続される第１戻り配管８４は途中で第１戻り配管８６と第１戻り配管８８とに分岐し、第１戻り配管８６が第１吸気ファン５０側の第１吸気部４に設けられたプレフィルタ５２に、第１戻り配管８８が第２吸気ファン６０側の第１吸気部４に設けられたプレフィルタ６２に、それぞれ接続されるようになっている。これにより、第１の実施の形態１ａは、気液接触装置９１で清浄化された処理空気が、ドラフトチャンバ本体２に導入する清浄空気として再利用されるようになっている。

また、気液接触装置９１の排気部９と第２吸気部５との間には、これらを接続する第２戻り配管８５がＨＥＰＡフィルタ４２を介して備えられる。これにより、第１の実施の形態１ａは、気液接触装置９１で清浄化された処理空気が、シールエアファン４０に導入する清浄空気として再利用されるようになっている。

第１の実施の形態１ａの作用について説明する。薬液槽２０、２４から発生する有害ガスは、吹き出し口４８Ａ、４８Ｂからガイドダクト７６の吸気口７６Ａに向かう略水平方向のシールエアによってシールされ、シールエアの上方にはほとんど流出することがない。また、有害ガスがこのシール外に流出した場合でも、ＨＥＰＡフィルタ５６及び６６から送出される２層のダウンフローによって排気用ダクト７２、７４から排出されるため、処理室３内における有害ガスの拡散が防止される。また、排気用ダクト７２、７４、ガイドダクト７６を介してドラフトチャンバ本体２の排気部８から排出される有害ガス等を含む空気は、気液接触装置９１で清浄化され、第１戻り配管８４を介して第１吸気部４に戻されると共に、第２戻り配管８５を介して第２吸気部５に戻されるため、有毒ガスをドラフトチャンバ１ａ外に排出することが実質的にない。

気液接触装置９１での被処理空気の清浄化についてより詳細に説明する。上記所定の向きに配置された斜行ハニカム１１１、水供給手段２１及び水排出手段１５からなる気液接触装置９１により、給水ダクト１１４から供給水１１６が斜行ハニカム１１１の上面開口部１０１に供給され、斜行ハニカム１１１中を流下し、下面開口部１０４から排出水１１７として水排出手段１５に排出され、さらに水排出手段１５により気液接触装置９１系外に排出される。

水排出手段１５により気液接触装置９１系外に排出された排出水１１７は、排水管１５ｂを通り貯水槽２５へ溜められる。そして貯水槽２５と水排出手段１５とを接続する循環配管１７と、循環配管１７の途中に設けられる循環ポンプ１８により水供給手段２１へ循環され、気液接触装置９１の斜行ハニカム１１１に再び供給される。

なお、第１の実施の形態１ａでは前後２層のダウンフローをそれぞれ別々の吸気ファン第１給気ファン５０、第２吸気ファン６０によって発生するようにしたが、これに限られるものでなく、例えば、１台の吸気ファンから発生する空気流を所要風量（風速）となるように分岐させて２層のダウンフローを発生させるようにしてもよい。また、キャリア１６０の搬送などを完全に自動化した装置の場合には、前面操作扉を開ける必要がないため、天井からの空気流を総合してダウンフローを１層にしてもよい。この場合には送風ファン、ＨＥＰＡフィルタを各１個を使用する構成にすることができる。また、第１の実施の形態１ａでは第２空気流発生手段を備えるようにして有害ガスの漏れを防ぐ点で効果的なものとしたが、キャリアの搬送、洗浄操作等の処理操作を完全に自動化した装置とする場合等のように前面操作用窓を開ける必要がない場合には、第２空気流発生手段を備えなくてもよい。
（第２の実施の形態）
次に、図６に基づいて本発明に係るドラフトチャンバの第２の実施の形態１ｂについて説明する。図６は第２の実施の形態１ｂにおいて、図４の実施の形態１ａと同様の部分で切断した断面図とその他の部分の模式図とを含む図である。

第２の実施の形態１ｂと第１の実施の形態１ａとの相違点は、第１の実施の形態１ａにおいては第１戻り配管８６及び第２戻り配管８５が設けられているのに対し、第２の実施の形態１ｂにおいてはこれらが設けられておらず、気液接触装置９１の排気部９、第１吸気部４及び第２吸気部５がそれぞれクリーンルームに連通する構造になっている点にある。その他の部分については第１の実施の形態１ａと同様であるため、同様の部材に同一の番号を付して説明を省略する。

第２の実施の形態１ｂにおいて、第１吸気部４はプレフィルタ６２及び図示しないプレフィルタ５２を介してクリーンルームと連通しており、クリーンルーム内からドラフトチャンバ本体２内に吸気ファン第２吸気ファン６０及び図示しない第１給気ファン５０を介して清浄空気を取り入れる構造になっている。また、第２吸気部５はＨＥＰＡフィルタ４２を介してクリーンルームと連通しており、クリーンルーム内からドラフトチャンバ本体２内に清浄空気を取り入れる構造になっている。さらに、気液接触装置９１の排気部９は、図示しないＨＥＰＡフィルタを介してクリーンルームと連通しており、気液接触装置９１で処理した清浄空気をクリーンルーム内に排出するようになっている。なお、該図示しないＨＥＰＡフィルタは本発明に必須のものではなく、特にフィルタを介さず直接に清浄空気をクリーンルーム内に排出してもよい。

第２の実施の形態１ｂの作用は、気液接触装置９１で清浄化された空気が、第１の実施の形態１ａにおいては第１戻り配管８４を介して第１吸気部４に戻されると共に第２戻り配管８５を介して第２吸気部５に戻されるのに対し、第２の実施の形態１ｂにおいては図示しないＨＥＰＡフィルタを介してクリーンルームに排出され、第１吸気部４にも第２吸気部５にも戻されない点以外は、第１の実施の形態１ａと同様である。なお、 気液接触装置９１で清浄化された清浄空気をクリーンルーム内に排出するときは、該清浄空気の湿度とクリーンルーム内の湿度とは通常異なるため、該清浄空気の湿度を適宜調整してから排出することが好ましい。
（第３の実施の形態）
次に、図８に基づいて本発明に係るドラフトチャンバを洗浄装置として用いた第３の実施の形態１ｃについて説明する。図８は枚葉式洗浄装置である第３の実施の形態１ｃの模式図である。洗浄装置１ｃにおいて、ドラフトチャンバ本体１５１は処理室３と処理室３外に備えられた吸気ファン１６１とからなり、処理室３内においてターンテーブル１５５よりも下方且つ側方に設けられる排気部８には第１の実施の形態１ａと同様の気液接触装置９１が接続される。また、気液接触装置９１の排気部９には第１戻り配管８４が接続され、第１吸気部４を介して吸気ファン１６１に接続される。なお、気液接触装置９１には、第１の実施の形態１ａと同様の貯水槽２５、循環配管１７及び循環ポンプ１８が設けられており、気液接触装置９１において水を再利用できるようになっている。

処理室３内には、モータ１５３により駆動される回転軸１５４の上端部に取り付けられ、上に載置された被処理物１５２を減圧吸引保持したまま回転することが可能なターンテーブル１５５が備えられている。また、ターンテーブル１５５の上方にはターンテーブル１５５上に載置されるシリコンウェハ等の被処理物１５２の上に薬液等を噴霧することができるノズル１５６が備えられており、処理室３内の底部には、薬液等を処理室３外に排出する排出口１６３が設けられている。排出口１６３からの排水管は薬液タンク１５７に通じており、回収した薬液を薬液タンク１５７に貯蔵することができるようになっている。また、薬液タンク１５７の底部には排出口が設けられており、排出口からの排水管は循環ポンプ１５８、循環フィルタ１５９を介してノズル１５６に接続されている。

第３の実施の形態１ｃの作用について説明する。まず、ターンテーブル１５５と共にシリコンウェハ等の被処理物１５２が回転した状態で、ノズル１５６から被処理物１５２上に薬液を噴霧して被処理物１５２を洗浄する。回転により吹き飛ばされた薬液は処理室３内底部の排出口１６３から薬液タンク１５７に集められる。この薬液は循環ポンプ１５８及び循環フィルタ１５９によりノズル１５６に送られ薬液として再利用される。

一方、処理室３内では、吸気ファン１６１により上方から供給される清浄空気が下方に設けられた排気口８から排出されることによりダウンフローが形成されており、処理室３内において飛散した薬液のミストを図示しないキャリアの操作用窓から排出することを防止している。排気口８から排出された空気は気液接触装置９１に送られ、水供給手段２１より供給される清浄な純水で洗浄されて清浄空気となって気液接触装置９１から排出され、第１戻り配管８４から第１吸気部４を介して吸気ファン１６１に送られ、再利用される。また、気液接触装置９１においては、第１の実施の形態１ａと同様に水が再利用される。

本発明に係るドラフトチャンバ及び洗浄装置は、例えば、半導体製造工程における薬液を用いたシリコンウェハ等の化学洗浄及びエッチング等の処理に用いられるドラフトチャンバ及び洗浄装置に使用することができる。

以下に実施例を示すが、本発明はこれらに限定されて解釈されるものではない。

クリーンルーム内において上記ドラフトチャンバ１ａを下記条件で稼動し、ドラフトチャンバ１ａからの排出空気中のアンモニア濃度を測定した。
（斜行ハニカムの設定条件）
ドラフトチャンバ１ａの気液接触装置に用いた斜行ハニカムは、次のようにして作製した。まず、結合材であるアルミナゾルと、充填材であるアルミナ水和物とを含むスラリーを調製し、該スラリーをガラスペーパに担持、波付け加工して山高が４．８mm、ピッチ１０mmのコルゲート状シートを得た。コルゲート状シートは、厚さが５００μｍ、空隙率が６５％であり、アルミナ８０重量％、Ｅガラス繊維２０重量％からなるものであった。

次に、コルゲート状シートを一層おきの波の伝播方向が互いに交差する角度（図７中、符号Ｙ）が６０°になるように１枚ずつ向きを変えて積層した後、５００℃で熱処理し、開口面が幅４００mm×高さ４００mmで、奥行き２００mmの外形略直方体の斜行ハニカムを得た。なお、この斜行ハニカムはコルゲート状シートの波の延長方向が略鉛直方向になるように作成したものであり、前後上下の４面に開口面があってこれらの方向に通気が可能になっており、一方、左右の２面の方向にはコルゲート状シートが通気を妨害して実質的に通気ができないようになっている。

この斜行ハニカムを、前後の開口面が幅４００mm×高さ４００mm、奥行きが２００mmのケースに、図７中、符号Ｘの角度が３０°になるように収納した。このケースに収納した斜行ハニカムを、奥行き方向に３個並べ、気液接触装置中における斜行ハニカム部分の奥行き（通気方向の長さ）の合計が６００mmになるようにした。
（ドラフトチャンバ本体の薬液処理の条件）
薬液槽２０に、ＨＦ４重量％、ＮＨ_４Ｆ２０重量％の濃度で混合されたバッファードフッ酸を充たした。ＨＦ薬液槽２４には、０．５重量％のＨＦを充たした。また、リンス槽２２及びリンス槽２６には、純水を供給した。

第１吸気ファン５０及び第２吸気ファン６０を稼動させ、さらにシールエアファン４０を稼動させて吹き出し口４８Ａ及び４８Ｂから給気風量２０m^３/分で清浄空気を送出し、これをガイドダクト７６から排出して薬液槽２０の上方に薬液槽２０表面に沿って略平行に流れる空気流（シールエア）を形成した。

次に、薬液槽２０中のバッファードフッ酸の温度を２５℃に調整したところ、薬液槽２０からアンモニアが発生した。このとき、ドラフトチャンバ本体２の排気部８（気液接触装置９１の入口部）における排気中のアンモニア濃度は１００μｇ/m^３であった。また、気液接触装置９１の排気部９（気液接触装置９１の出口部）における排気中のアンモニア濃度は０．８μｇ/m^３であった。後者のアンモニア濃度は排出した空気を再度ドラフトチャンバに戻して再循環しても、半導体製造に何ら支障を及さない程度の濃度である。

図１は第１の実施の形態１ａの正面図である。 図２は図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 図３は図１におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図４は図１及び図２のＣ−Ｃ線における断面図とその他の部分の模式図とを含む図である。 図５は図１及び図２のＤ−Ｄ線における断面図とその他の部分の模式図とを含む図である。 図６は第２の実施の形態１ｂにおいて、図４の実施の形態１ａと同様の部分で切断した断面図とその他の部分の模式図とを含む図である。 図７は斜行ハニカムを説明する図である。 図８は第３の実施の形態１ｃの模式図である。

符号の説明

１、１ａ、１ｂ ドラフトチャンバ
１ｃ 洗浄装置
２、１５１ ドラフトチャンバ本体
３ 処理室
４ 第１吸気部
５ 第２吸気部
６ 第１空気流発生手段
７ 第２空気流発生手段
８ ドラフトチャンバ本体の排気部
９ 気液接触装置の排気部
１４、１６ キャリアの操作用窓
１５ 水排出手段
１５ｂ、１５ｃ、１００ 排水管
１７ 循環配管
１８ 循環ポンプ
２１ 水供給手段
２０、２４ 薬液槽、
２２、２６ リンス槽
２３ 給水管
２５ 貯水槽
３０ キャリア搬送装置
４０ シールエアファン
４２ ＨＥＰＡフィルタ
５０ 第１吸気ファン
５２、６２ プレフィルタ
６０ 第２吸気ファン
８１、８３ 排気管
８４、８６、８８ 第１戻り配管
８５ 第２戻り配管
９１ 気液接触装置
１１１ 斜行ハニカム
１１４ 給水ダクト
１１５ 受水パン
１１６ 供給水
１１７ 排出水
１５２ シリコンウェハ（被処理物）
１５４ 回転軸
１５５ ターンテーブル
１５６ ノズル
１５７ 薬液タンク
１５８ 循環ポンプ
１５９ 循環フィルタ
１６０ ウェハキャリア
１６３ 排出口

Claims (17)

1. ドラフトチャンバ本体と、該ドラフトチャンバ本体の排気部に接続され該排気部からの排気を清浄化する気液接触装置とを備えることを特徴とするドラフトチャンバ。
2. 前記気液接触装置が斜行ハニカムを用いたものであることを特徴とする請求項１記載のドラフトチャンバ。
3. 前記ドラフトチャンバ本体及び前記気液接触装置を、クリーンルーム内に設置することを特徴とする請求項１又は２記載のドラフトチャンバ。
4. 前記ドラフトチャンバ本体が、第１吸気部と、該第１吸気部から供給される空気を用い処理室内において上方から下方に向かう第１空気流を発生させる第１空気流発生手段とを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のドラフトチャンバ。
5. 前記ドラフトチャンバ本体が、前記処理室内に液槽を備えると共に、第２吸気部と、該第２吸気部から供給される空気を用い前記液槽の上方において前記ドラフトチャンバ本体の正面の手前側から奥側に向かう略水平な第２空気流を発生させる第２空気流発生手段とを備えることを特徴とする請求項４記載のドラフトチャンバ。
6. 前記ドラフトチャンバ本体が、前記処理室内に複数の液槽を備えると共に、第２吸気部と、該第２吸気部から供給される空気を用い前記液槽の少なくとも１つの上方において前記ドラフトチャンバ本体の正面の手前側から奥側に向かう略水平な第２空気流を発生させる第２空気流発生手段とを備えることを特徴とする請求項４記載のドラフトチャンバ。
7. 前記ドラフトチャンバ本体が、前記処理室内に複数の液槽と該複数の液槽においてキャリアを順次浸漬させるキャリア搬送装置とを備えると共に、該ドラフトチャンバ本体の前面にキャリアの操作用窓を備え、さらに、第２吸気部と、該第２吸気部から供給される空気を用い前記液槽の少なくとも有毒ガスを発生する薬液槽の液面上方において前記ドラフトチャンバ本体の正面の手前側から奥側に向かう略水平な第２空気流を発生させる第２空気流発生手段とを備えることを特徴とする請求項４記載のドラフトチャンバ。
8. 前記気液接触装置の排気部と前記第１吸気部とを接続する第１戻り配管を備えることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載のドラフトチャンバ。
9. 前記気液接触装置の排気部と前記第２吸気部とを接続する第２戻り配管を備えることを特徴とする請求項５〜８のいずれか１項記載のドラフトチャンバ。
10. 前記気液接触装置の排気部及び前記第１吸気部がそれぞれクリーンルームに連通することを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載のドラフトチャンバ。
11. 前記第２吸気部がクリーンルームに連通することを特徴とする請求項５〜８及び１０のいずれか１項記載のドラフトチャンバ。
12. 前記斜行ハニカムが、アルミナ、シリカ及びチタニアからなる群より選択される１又は２以上の充填材又は結合材を含有するガラス繊維、セラミック繊維又はアルミナ繊維基材から形成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項記載のドラフトチャンバ。
13. 前記気液接触装置が、前記気液接触装置の排出水を貯蔵する貯水槽と、該貯水槽と水供給手段とを接続する循環配管と、該循環配管の途中に設けられ前記貯水槽から前記水供給手段に水を供給する循環ポンプとを備えること特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項記載のドラフトチャンバ。
14. 前記液槽の少なくとも１つが純水又は超純水を用いるリンス槽であり、該リンス槽からの排水管を前記貯水槽に導くことを特徴とする請求項５〜１３のいずれか１項記載のドラフトチャンバ。
15. シリコンウェハの化学洗浄処理又はエッチング処理に用いられることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項記載のドラフトチャンバ。
16. 請求項１〜４、８、１０、１２、１３及び１５のいずれか１項記載のドラフトチャンバを用い、前記処理室中に、被処理物を載置して回転することが可能なターンテーブルと該被処理物上に薬液を供給可能なノズルとを備えることを特徴とする洗浄装置。
17. 前記被処理物がシリコンウェハであることを特徴とする請求項１６記載の洗浄装置。

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