| 【発明の名称】 |
環境制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】菅長 利文
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| 【要約】 |
【課題】外部から侵入する各種化学種の影響を抑制し、ケミカルフィルタの寿命を延ばすことができる環境制御装置を得る。
【解決手段】クリーンルームから環境制御装置１０１内部に送り込まれた空気は、メインクーラ３及びメインヒータ４から成る空調部によって温度調整された後、メインファン５によって、露光装置１が設置されているチャンバ２内部へ送り込まれる。チャンバ２の空気取込口には不純物除去用のケミカルフィルタＦＬ３及びＨＥＰＡフィルタＦＬ４が配置されており、チャンバ２内部は不純物の少ない適切な環境下に保たれている。そして、チャンバ２内部の空気は排気口８からクリーンルームの外部環境へ排気される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 チャンバと、前記チャンバ内の空気を温度調整する空調部と、前記空調部と前記チャンバとの間に配置された不純物除去手段とを備える環境制御装置であって、前記チャンバは、前記空気を前記環境制御装置の外部環境へ排出する排気口を有することを特徴とする環境制御装置。
【請求項２】 チャンバと、前記チャンバ内の空気を温度調整する空調部と、前記空調部と前記チャンバとの間に配置された不純物除去手段と、ドレンを排出する第１の配管と、前記第１の配管を、第２及び第３の配管のいずれか一方に選択して繋げる切換手段とを備え、前記第２の配管には不純物除去フィルタが設けられていることを特徴とする環境制御装置。
【請求項３】 前記不純物除去手段の第１部分と前記空調部との間に配置されることにより、前記空調部から前記第１部分に到達する空気を遮断する遮断手段と、前記空調部から前記不純物除去手段の第２部分を介して前記チャンバ内部に送り込まれた空気中に存在する不純物の濃度を検出する検出手段とを備え、前記遮断手段は、前記濃度が予め設定したしきい値を超えた場合に、前記第２部分と前記空調部との間に移動する、請求項１又は２に記載の環境制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、露光装置の環境を制御する環境制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、従来の環境制御装置１００の構成を概略的に示す上面図である。環境制御装置１００内部に送り込まれた空気はメインクーラ３及びメインヒータ４から成る空調部によって温度調整された後、メインファン５によって、露光装置１が設置されているチャンバ２内部へ送り込まれる。チャンバ２の空気取込口にはケミカルフィルタＦＬ３及びＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタＦＬ４が配置されており、これらのフィルタによって空気中の不純物が除去される。そして、チャンバ２内部の空気はリターンダクト１４を介して再び空調部に送り込まれ、環境制御装置１００内部を循環する。なお、環境制御装置１００内部で発生したドレンは、ドレン管６から装置外部へ排出される。
【０００３】図１１は、ケミカルフィルタＦＬ３のフィルタリング機構を説明するための模式図である。ケミカルフィルタＦＬ３のフィルタリングは、空気中の不純物がフィルタ表面に物理吸着及び化学吸着することによって行われる。
【０００４】また、図１２は、ドレン排出系の構成を示す断面図である。ドレン管６から環境制御装置１００の外部に排出されたドレンは、内部に水が貯蔵されたドレントラップ２０を介してドレンサブ配管１１に排出される。ここで、ドレンサブ配管１１は、通常グレーティング床２１の床下に設置されている。図１３は、グレーティング床２１の床下構造を示す平面図である。ドレンサブ配管１１はドレンメイン配管２３に繋がっており、ドレンメイン配管２３に集められたドレンは、排水タンク２４に貯蔵された後、排水処理施設へ送られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図１２，１３に示したように、ドレン管６はドレンサブ配管１１及びドレンメイン配管２３を介して排水タンク２４や排水処理施設に繋がっているため、ドレントラップ２０内に貯蔵された水が蒸発して無くなる等によりドレントラップ２０が正常に機能しなくなった場合は、アンモニアガスあるいはアンモニアイオン、又は塩素ガスあるいは塩素イオン等（以下「各種化学種」とも表記する。）がドレンメイン配管２３や排水タンク２４等から環境制御装置１００内部へ逆流してくる可能性がある。
【０００６】このとき環境制御装置１００内部へ逆流してきた各種化学種はケミカルフィルタＦＬ３によって吸着除去することができるが、化学種がケミカルフィルタＦＬ３表面に化学吸着されると、フィルタ表面に物理吸着していた化学種がフィルタ外部へ逃散してくる。そして、この逃散した化学種はチャンバ２及びリターンダクト１４を介して環境制御装置１００内部を循環する。その結果、循環する化学種が改めてケミカルフィルタＦＬ３に化学吸着され、化学吸着の飽和を促進することとなるため、ケミカルフィルタＦＬ３の寿命が短くなるという問題があった。
【０００７】そして、長期間の継続使用によって性能が劣化したケミカルフィルタＦＬ３を放置した場合は、環境制御装置１００内部に錆を発生させたり、重大なプロセストラブルを引き起こす原因ともなる。
【０００８】この発明はかかる問題を解決するために成されたものであり、外部から環境制御装置内部に侵入する各種化学種の影響を抑制し、ケミカルフィルタの寿命を延ばすことができる環境制御装置を得ることを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項１に係る環境制御装置は、チャンバと、チャンバ内の空気を温度調整する空調部と、空調部とチャンバとの間に配置された不純物除去手段とを備える環境制御装置であって、チャンバは、空気を環境制御装置の外部環境へ排出する排気口を有することを特徴とするものである。
【００１０】また、この発明のうち請求項２に係る環境制御装置は、チャンバと、チャンバ内の空気を温度調整する空調部と、空調部とチャンバとの間に配置された不純物除去手段と、ドレンを排出する第１の配管と、第１の配管を、第２及び第３の配管のいずれか一方に選択して繋げる切換手段とを備え、第２の配管には不純物除去フィルタが設けられていることを特徴とするものである。
【００１１】また、この発明のうち請求項３に係る環境制御装置は、請求項１又は２に記載の環境制御装置であって、不純物除去手段の第１部分と空調部との間に配置されることにより、空調部から第１部分に到達する空気を遮断する遮断手段と、空調部から不純物除去手段の第２部分を介してチャンバ内部に送り込まれた空気中に存在する不純物の濃度を検出する検出手段とを備え、遮断手段は、濃度が予め設定したしきい値を超えた場合に、第２部分と空調部との間に移動することを特徴とするものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．図１は、本発明の実施の形態１に係る環境制御装置１０１の構成を概略的に示す上面図である。環境制御装置１０１はクリーンルーム内に設置されており、クリーンルームの空気は、ケミカルフィルタＦＬ１、ファン７、及びケミカルフィルタＦＬ２をこの順に介して環境制御装置１０１内部に送られる。ここでファン７の前に配置されたケミカルフィルタＦＬ１はオプションのフィルタであり、必要に応じて適宜配置すれば足りる。環境制御装置１０１内部に送り込まれた空気はメインクーラ３及びメインヒータ４から成る空調部によって適切に温度調整された後、メインファン５によって、露光装置１が設置されているチャンバ２内部へ送り込まれる。ここで露光装置１としては、例えば縮小投影露光装置等が用いられる。チャンバ２の空気取込口には不純物除去用のケミカルフィルタＦＬ３及びＨＥＰＡフィルタＦＬ４が配置されており、チャンバ２内部は不純物の少ない適切な環境下に保たれている。ここで、ケミカルフィルタＦＬ１〜ＦＬ３は、化学吸着及び物理吸着によって各種化学種を除去するためのフィルタであり、ＨＥＰＡフィルタＦＬ４は、粒径が０．３μｍレベルのパーティクルを除去するためのフィルタである。そして、チャンバ２内部の空気は排気口８からクリーンルームの外部環境へ排気される。なお、環境制御装置１０１内部で発生したドレンは、ドレン管６から装置外部へ排出される。
【００１３】図２は、不純物としてアンモニアガスが存在する場合のケミカルフィルタＦＬ３の性能を示すグラフである。ケミカルフィルタＦＬ３のフィルタ出口におけるアンモニアガスの許容濃度を１（μｇ／ｍ3）とすると、フィルタ使用開始後約２５００日まではフィルタ出口のアンモニア濃度は許容濃度以下であるが、２５００日を過ぎるとフィルタ出口のアンモニア濃度は許容濃度を超え、ケミカルフィルタＦＬ３は寿命に至る。これは、フィルタ使用開始後２５００日に近づくとフィルタ表面の化学吸着が飽和し、フィルタ表面に物理吸着していたアンモニア分子がフィルタ外部へ逃散してくるためである。
【００１４】図３は、環境制御装置１０１内部の空気を循環させる場合とさせない場合とで、ケミカルフィルタＦＬ３の寿命を比較したグラフである。グラフの横軸はフィルタ入口のアンモニア濃度であり、縦軸は寿命に達するまでの日数である。フィルタ入口のアンモニア濃度が一定の場合において、環境制御装置１０１内部の空気を循環させない場合は、循環させる場合に比較して寿命に達するまでの日数が長いことが分かる。例えばフィルタ入口のアンモニア濃度が２００（μｇ／ｍ3）である場合、装置内部の空気を循環させた場合は約１００日で寿命に達するが、循環させない場合は約３００日まで寿命に達することはない。従って、差引２００日だけケミカルフィルタＦＬ３の寿命が延びたこととなる。これは、ケミカルフィルタＦＬ３が寿命に達する前の段階において、フィルタを透過するアンモニアガスがケミカルフィルタＦＬ３自身に及ぼす影響を無くすことができるからである。即ち、図２に示すようにケミカルフィルタＦＬ３が寿命に達していなくても濃度０．５（μｇ／ｍ3）程度のアンモニアガスがケミカルフィルタＦＬ３を透過しており、環境制御装置内部の空気を循環させる場合はこのアンモニアガスが再度ケミカルフィルタＦＬ３によって吸着されるが、本実施の形態１に係る環境制御装置１０１のごとくチャンバ２内の空気を排気口８から外部環境に排出する場合は、このアンモニアガスが再度ケミカルフィルタＦＬ３によって吸着されることはないからである。
【００１５】このように本実施の形態１に係る環境制御装置１０１によれば、チャンバ２内部の空気を排気口８から外部環境へ排出する構成としたため、ケミカルフィルタＦＬ３を透過する低濃度の化学種が環境制御装置１０１内部を循環することはなく、従来の環境制御装置１００に比べてケミカルフィルタＦＬ３の寿命を延ばすことができる。
【００１６】実施の形態２．図４は、ドレン排出系の構成を示す断面図である。環境制御装置内部で発生したドレンはドレン管６を介してドレンサブ配管１１に排出されるが、このときドレン管６とドレンサブ配管１１とを２本の配管１０ａ，１０ｂによって繋ぎ、配管１０ａにケミカルフィルタＦＬ５を配置する。そして、配管１０ａ，１０ｂ、及びドレン管６をそれぞれ三方バルブ９に繋ぎ、ドレン管６を配管１０ａ，１０ｂのいずれに繋げるかを三方バルブ９の切換によって制御する。なお、環境制御装置としては実施の形態１に示した環境制御装置１０１を用いてもよく、従来の環境制御装置１００を用いてもよい。
【００１７】環境制御装置内部でドレンを発生しやすい作業を行う場合は、ドレン管６とドレンサブ配管１１とを配管１０ｂによって繋げる（図５）。これにより、発生したドレンは配管１０ｂを流れてドレンサブ配管１１に排出される。一方、通常時には、ドレン管６とドレンサブ配管１１とを配管１０ａによって繋げておく（図４）。配管１０ａにはケミカルフィルタＦＬ５が配置されているため、ドレンサブ配管１１から逆流してくる各種化学種はケミカルフィルタＦＬ５によって吸着除去される。
【００１８】また、図６は、ドレン排出系の他の構成を示す断面図である。図６に示すように、三方バルブ９、配管１０ａ，１０ｂ、ケミカルフィルタＦＬ５を、ドレントラップ１２とドレンサブ配管１１との間に設ける。このような構成にすることにより、各種化学種の逆流をさらに抑制することができる。
【００１９】さらに、ドレン管６と環境制御装置本体との結合部にノズルを設け、露光に影響を与えない不活性ガス、例えば窒素ガスや乾燥空気等をドレン管６の内部に常時流してもよい。
【００２０】このように本実施の形態２に係る環境制御装置によれば、通常時においてドレン管６とドレンサブ配管１１とはケミカルフィルタＦＬ５を介して繋がっている。従って、ドレンサブ配管１１から逆流してくる各種化学種をこのケミカルフィルタＦＬ５によって吸着除去することができるため、環境制御装置内部に侵入する化学種を低減することができる。
【００２１】また、ドレン管６の内部に不活性ガスを常時流した場合は、ドレンサブ配管１１に対してドレン管６を陽圧に保つことができるため、ドレン管６を逆流する各種化学種をさらに低減することができる。
【００２２】そして、環境制御装置として実施の形態１に示した環境制御装置１０１を用いた場合は、装置内部に侵入してくる化学種自体を低減することができるため、ケミカルフィルタＦＬ３の寿命をさらに延ばすことができる。
【００２３】実施の形態３．図７は、本発明の実施の形態３に係る環境制御装置１０２の構成を概略的に示す上面図である。ＨＥＰＡフィルタＦＬ４の前に１対のケミカルフィルタＦＬ６，ＦＬ７が配置されており、メインファン５からの空気は、空気取込口１３ａ，１３ｂを介してケミカルフィルタＦＬ６，ＦＬ７のそれぞれの入口に達することとなる。また、切換シャッタ１５は、空気取込口１３ａ，１３ｂのいずれか一方を開放し、他方を遮断するものである。そして、チャンバ２内部の空気はリターンダクト１４を介して空調部へ送り込まれ、環境制御装置１０２内部を循環する。もちろん、実施の形態１に示した環境制御蔵置１０１のごとくチャンバ２に排気口８を設け、チャンバ２内部の空気をクリーンルームの外部環境へ排気する構成としてもよい。
【００２４】図７において、切換シャッタ１５は空気取込口１３ａを開放し、空気取込口１３ｂを遮断している。従って、メインファン５からの空気はケミカルフィルタＦＬ７には送り込まれず、空気取込口１３ａを介してケミカルフィルタＦＬ６に達することとなる。そしてケミカルフィルタＦＬ６によって各種化学種が吸着除去され、ＨＥＰＡフィルタＦＬ４によってパーティクルが除去された後、チャンバ２内部に送り込まれる。
【００２５】図８は、切換シャッタ１５の切換動作を説明するための図である。図８に示すように、チャンバ２内部には捕集部１６を有するセンサ１７が設けられている。ケミカルフィルタＦＬ６を介してチャンバ２内部に送り込まれてきた空気の一部はサンプルとして捕集部１６で捕集され、捕集された空気中に存在する化学種の濃度がセンサ１７によって検出される。その検出結果は制御部１８に伝達され、制御部１８は、化学種の濃度が予め設定した規定濃度を超えた場合に、シャッタ駆動機構１９に対してシャッタ駆動命令を伝達する。シャッタ駆動機構１９はこれを受けて空気取込口１３ａを遮断するように、換言すれば空気取込口１３ｂを開放するように切換シャッタ１５を移動する。切換シャッタ１５を移動した後は、メインファン５から送り込まれる空気は空気取込口１３ｂ、ケミカルフィルタＦＬ７、及びＨＥＰＡフィルタＦＬ４を介してチャンバ２内部に送り込まれることとなる。ここで、切換シャッタ１５を移動するしきい値となる規定濃度は、例えば空気中の不純物がアンモニアガス又は塩素ガスである場合は１（μｇ／ｍ３）に設定する。また、センサ１７としては、従来から用いられているイオンクロマトグラフやガスクロマトグラフを用いることができる。
【００２６】なお、図７，８においては簡略化のため、１対のケミカルフィルタＦＬ６，ＦＬ７のみ記載したが、チャンバ２内部における気流の乱れを考慮すると、複数対のケミカルフィルタＦＬ６，ＦＬ７を交互に配置することが望ましい。図９は、このように構成されたケミカルフィルタＦＬ６，ＦＬ７を例示する平面図である。
【００２７】このように本実施の形態３に係る環境制御装置１０２によれば、ケミカルフィルタＦＬ６が寿命に至り、チャンバ２内部の空気中に存在する化学種の濃度がしきい値を超えた場合には、新しいケミカルフィルタＦＬ７に自動的に切り換える構成とした。従って、寿命に至ったケミカルフィルタＦＬ６がそのまま放置されることはなく、高濃度の化学種がプロセストラブルを引き起こすこと等を防止することができる。
【００２８】
【発明の効果】この発明のうち請求項１に係るものによれば、不純物が不純物除去手段を透過したとしても、その不純物は排気口から外部環境へ排出され、環境制御装置内部を循環することはないため、不純物除去手段の寿命を延ばすことができる。
【００２９】また、この発明のうち請求項２に係るものによれば、環境制御装置からドレンを排出する場合は第１の配管と第３の配管とを繋げ、通常時には第１の配管と第２の配管とを繋げておくことにより、第２の配管を逆流してくる不純物を不純物除去フィルタによって除去することができ、環境制御装置内部に侵入する不純物を低減することができる。
【００３０】また、この発明のうち請求項３に係るものによれば、不純物除去手段の第２部部が寿命に至った場合は自動的に第１部分に切り換えて不純物を除去することができる。従って、寿命に至った第２部分を介して高濃度の不純物がチャンバ内部に送り込まれ、この不純物がプロセストラブルを引き起こすことを防止することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月２８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 茂明 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１３２５５０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）５月２１日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２９５３４２ |
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