專利名稱：在半導(dǎo)體制造設(shè)備中用于持留化學(xué)品及減少污染的空氣控制系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及在半導(dǎo)體制造操作中的環(huán)境控制，包括控制受控環(huán)境中的氣流、抑制和捕獲有害煙霧。具體地說，本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體制造設(shè)備中改進(jìn)的持留化學(xué)品和減少污染的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。在一個(gè)具體的方面，本發(fā)明涉及捕獲和減少有害化學(xué)煙霧的持留化學(xué)品的設(shè)備，所述煙霧是由半導(dǎo)體濕法處理系統(tǒng)中所用的化學(xué)槽釋放的。
另一方面，許多的半導(dǎo)體制造過程的步驟包括使用有毒或是對(duì)人類有害的化學(xué)品，其有必要使用局部的排氣設(shè)備以控制、去除或減少來自所述化學(xué)品的煙霧。
一般地說，排氣系統(tǒng)的效率(即必要的排氣能量以去除在一個(gè)具體的環(huán)境中的有害化學(xué)煙霧)是兩個(gè)獨(dú)立因素的函數(shù)操作臺(tái)排氣(“拉”力)和來自清潔室屋頂(“推”力)的層流氣流。這兩種氣流的動(dòng)力構(gòu)成拉推系統(tǒng)，是排氣系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)。
在一個(gè)方面排氣效率可由Ce(進(jìn)入系數(shù))來表征，其按美國(guó)政府工業(yè)衛(wèi)生協(xié)會(huì)定義為
給定的通風(fēng)櫥靜態(tài)壓力引起的實(shí)際氣流與“假如靜態(tài)壓力能夠以100％的效率轉(zhuǎn)換為線速壓力的理論氣流之比。即實(shí)際與理論氣流之比?！碑?dāng)Ce＝1.0時(shí)，可以獲得最大可能的排氣效率。通常Ce值的范圍為0.2～0.7(對(duì)于高效的排氣系統(tǒng))。一般說來，空氣進(jìn)氣口和廢氣排氣口之間的距離越大，Ce值越小。
如果沒有障礙，在一個(gè)清潔室內(nèi)的屋頂?shù)降孛娴膶恿鳉饬鲹p失相對(duì)很小的體積流速，因此其具有相對(duì)更高的Ce值。通常，在屋頂測(cè)量的80英尺/分鐘(fmp)的層流氣流，在工作臺(tái)水平面上將會(huì)輕微地減少為約71fmp，半導(dǎo)體加工設(shè)備和系統(tǒng)遠(yuǎn)低于該工作臺(tái)。當(dāng)這樣的氣流被進(jìn)一步拉向下到低于工作臺(tái)的水平時(shí)，半導(dǎo)體的加工設(shè)備、大多數(shù)明顯的化學(xué)槽，阻礙了這樣的氣流的流動(dòng)路徑并誘導(dǎo)空氣在附近形成湍流。由于障礙物而使氣流彎曲或分離，而且這樣的氣流的體積流速減少到太低的水平，以致于不能完全持留和去除化學(xué)煙霧。
由于這些因素，常規(guī)的排氣系統(tǒng)煙霧捕獲能力低，而且許多這樣的系統(tǒng)不能持續(xù)地控制工作臺(tái)下的污染和有害的煙霧，導(dǎo)致有時(shí)煙霧泄露進(jìn)入工藝和操作環(huán)境中。
臨界捕獲速度(CCV)通常是用來表征在一個(gè)清潔室環(huán)境中排氣系統(tǒng)所需的最低煙霧捕獲能力。CCV定義為工藝槽上方測(cè)量的最小的氣流速，在所述的槽中煙霧被控制低于操作臺(tái)工作臺(tái)。如果能夠獲得足夠的排氣能力，適當(dāng)平衡的系統(tǒng)采用排氣流速、層流流速和最小工作臺(tái)開口尺寸的組合，可以獲得該速度(經(jīng)驗(yàn)地確定為70fpm或更高)。
如果在半導(dǎo)體工業(yè)中使用的晶片生長(zhǎng)到300mm或更大，需要更大的工作臺(tái)開口，但是獲得CCV變得更加困難，設(shè)備的排氣能力被擴(kuò)展超過了其極限。常規(guī)的拉一推系統(tǒng)不能夠產(chǎn)生足夠的結(jié)合力，以在目前的設(shè)計(jì)和建造中的大尺寸晶片設(shè)備中捕獲有害的煙霧。
另外，由于其排氣能力、工作臺(tái)開口尺寸和層流推力的不一致，在目前使用的許多200mm的設(shè)備中的排氣系統(tǒng)不能夠獲得CCV。結(jié)果，在許多的晶片制造中發(fā)生煙霧泄露的事故，導(dǎo)致產(chǎn)率的損失、額外的再工作、過程中斷、環(huán)境和調(diào)節(jié)的不一致、傷害和訴訟。另外，當(dāng)半導(dǎo)體的制造向更大的晶片發(fā)展時(shí)，半導(dǎo)體的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求總的生產(chǎn)成本要降低。國(guó)際半導(dǎo)體工業(yè)協(xié)會(huì)SEMATECH已經(jīng)決定將排氣能量的消耗從目前的平均水平降低到其35％～40％的數(shù)量級(jí)，即使隨不斷增大的晶片尺寸需要更大的、效率更高的、更高能量消耗的排氣設(shè)備。
因此，在本領(lǐng)域中內(nèi)的巨大進(jìn)步應(yīng)是(i)提供改進(jìn)的空氣控制系統(tǒng)，并能夠增加持留有害化學(xué)煙霧效率，減少煙霧泄露，同時(shí)降低能量；(ii)提供持留化學(xué)品和污染減少的空氣控制系統(tǒng)，其可保證維持70fpm或更高的CCV；(iii)增加排氣設(shè)備的Ce值趨向1。
在半導(dǎo)體晶片的制造中，在下一步處理前需要許多的清潔步驟以去除晶片表面的雜質(zhì)。一般地說，將一批晶片浸入到一個(gè)或多個(gè)含有用來清潔或蝕刻作用的化學(xué)品的化學(xué)槽中。
與這樣的浸漬濕法清潔過程相關(guān)的嚴(yán)重的問題是化學(xué)槽中含有的液體化學(xué)品在其表面泄露有害的煙霧。這樣的煙霧會(huì)遷移到槽的周圍環(huán)境引起環(huán)境危害或引起工人傷害。
目前使用低于工作臺(tái)的排氣系統(tǒng)在半導(dǎo)體濕法處理系統(tǒng)中持留有害化學(xué)品，所述的系統(tǒng)能夠捕獲化學(xué)煙霧或使其持留于工作臺(tái)或低于工作臺(tái)。
為了有效控制有害化學(xué)品，不使其散逸出工作臺(tái)面上的工作間，低于工作臺(tái)面的排氣系統(tǒng)必須以非常高的速度使大部分過濾的空氣通過濕法清潔工具，例如150立方英尺/分鐘的數(shù)量級(jí)進(jìn)行流動(dòng)。高能力的排氣系統(tǒng)昂貴、耗能而且安裝和維持困難。
而且，在排出的氣流中或在半導(dǎo)體加工系統(tǒng)中壓力的波動(dòng)總的仍然在該系統(tǒng)中引起有害的湍流及未將煙霧控制在特定區(qū)域，導(dǎo)致形成了有害氣體的“煙流”。
一些濕法加工系統(tǒng)使用安全蓋作為煙霧控制的補(bǔ)充手段。安全蓋將每一個(gè)化學(xué)品槽與環(huán)境分離以減少有害化學(xué)品進(jìn)入工作場(chǎng)所。它們也減少由于煙霧的遷移而使有用化學(xué)品的分散。
通常使用的安全蓋包括蛤殼式和可開閉的吊橋式蓋。這樣的蓋可以顯著減少濕法處理系統(tǒng)的靈活性以及晶片的生產(chǎn)能力。這樣蓋的打開和閉合仍會(huì)導(dǎo)致局部的湍流。結(jié)果，這樣的蓋不能完全消除化學(xué)品從化學(xué)品槽中的逃逸。而且，目前可獲得的安全蓋機(jī)械復(fù)雜、昂貴及維護(hù)困難。進(jìn)一步，有害的化學(xué)品氣體易于在安全蓋的底部冷凝，其導(dǎo)致更嚴(yán)重的工人傷害或潛在的環(huán)境問題。
因此，提供是經(jīng)濟(jì)、容易安裝和維護(hù)、節(jié)能，比通?？色@得的設(shè)備更有效控制煙霧的化學(xué)品持留設(shè)備，是本領(lǐng)域內(nèi)的巨大進(jìn)步。而且，對(duì)濕法處理系統(tǒng)靈活性的限制最小，也不引起化學(xué)品氣體在其附近冷凝的化學(xué)品持留設(shè)備是有利的。
發(fā)明綜述本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體制造操作中使用的環(huán)境控制系統(tǒng)。
一方面，本發(fā)明提供活化過濾的氣流“推”元件，所述元件在接近釋放煙霧的液態(tài)化學(xué)品槽處安裝，安裝的位置要使過濾汽流橫穿過這些槽的表面，從而捕獲由這些槽上升的有害煙霧。橫穿氣流被過濾的效率達(dá)99.9999％。
在具體的設(shè)備方面，本發(fā)明涉及空氣控制系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)的位置與含有釋放煙霧的化學(xué)品槽有關(guān)，以截留煙霧并防止其逃逸，所述的空氣控制系統(tǒng)包括建造并安排的產(chǎn)生氣流的氣流源；及包括接受氣流的排氣進(jìn)口的氣流排氣裝置；其中氣流源和排氣裝置的安裝要彼此相關(guān)，以使氣流源產(chǎn)生的氣流橫穿過化學(xué)品槽的表面，從而在化學(xué)品槽的表面產(chǎn)生的煙霧于氣流中被捕獲和輸送，并傳輸?shù)綒饬髋艢庋b置。
在化學(xué)品槽低于工作臺(tái)的半導(dǎo)體制造設(shè)備中，流過開口化學(xué)品槽的氣流也被保持在工作臺(tái)以下。
該空氣控制系統(tǒng)表現(xiàn)為包括其上具有空氣源的板狀構(gòu)件和安裝在其上的空氣排放元件構(gòu)成的結(jié)構(gòu)組合體，因此，空氣控制系統(tǒng)可作為現(xiàn)有半導(dǎo)體制造設(shè)備的改型設(shè)備使用，例如在敞口結(jié)構(gòu)的濕法工作臺(tái)設(shè)備。
在具體的一個(gè)方面，安裝在敞口結(jié)構(gòu)的濕法工作臺(tái)設(shè)備中的，并入或布置與高純空氣提供設(shè)備相連接的具有空氣源構(gòu)件的這種類型的空氣控制系統(tǒng)，可被用來提供接近通常由非常昂貴的微環(huán)境濕法工作臺(tái)設(shè)備得到的清潔的水平。
在另一方面，包括敞口加蓋的化學(xué)品槽的濕法工作臺(tái)設(shè)備被上述類型的空氣控制系統(tǒng)所遮蔽，以提供“虛擬壁”來持留來自槽中的煙霧，其中，每一個(gè)虛擬壁包括空氣源和空氣排氣裝置，這樣的布置用來產(chǎn)生通常與化學(xué)品槽或濕法工作臺(tái)本身周圍區(qū)域相鄰的平流空氣流。
本發(fā)明的另一方面涉及防止化學(xué)煙霧從半導(dǎo)體濕法處理系統(tǒng)逃逸的卷型蓋組合件，包括至少一個(gè)實(shí)體部分和至少一個(gè)切去部分的薄膜構(gòu)件；位于薄膜構(gòu)件第一面的用來旋轉(zhuǎn)薄膜構(gòu)件的第一卷型構(gòu)件；與第一卷型構(gòu)件操作連接的用來旋轉(zhuǎn)移動(dòng)第一卷型構(gòu)件的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器；及任選的，位于所述薄膜構(gòu)件第二面的用來轉(zhuǎn)動(dòng)接受薄膜的第二卷型構(gòu)件，其與第一卷型構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)一致。
這樣的卷型蓋組合件可用做使用有害液態(tài)化學(xué)品的半導(dǎo)體制造過程中各個(gè)區(qū)域內(nèi)的化學(xué)品持留設(shè)備。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，這樣的卷型蓋組合件合并入半導(dǎo)體濕法處理系統(tǒng)的化學(xué)品槽組合件，其包括被布置的用以持留在其上表面產(chǎn)生有害化學(xué)煙霧的液態(tài)化學(xué)品的化學(xué)品槽；及至少一種如上所述的卷型蓋組合件，其位于化學(xué)品槽上方，用以減少化學(xué)煙霧從所述化學(xué)品槽逃逸到周圍環(huán)境逃逸。
這樣的化學(xué)品槽組合件也可包括如上所述的空氣控制系統(tǒng)，以防止卷型蓋組合件的薄膜構(gòu)件的下方的有害的化學(xué)煙霧冷凝，其中，空氣控制系統(tǒng)可以置于卷型蓋組合件和其下方的化學(xué)槽之間。
本發(fā)明的又一方面涉及半導(dǎo)體制造設(shè)備的濕法工作臺(tái)組合件。所述的濕法工作臺(tái)組合件包括液態(tài)化學(xué)品槽、置于槽上方的具有半導(dǎo)體制造工件進(jìn)出通道的工作臺(tái)、向下流動(dòng)的層流氣流源、工作臺(tái)下方的排氣裝置及工作臺(tái)下方的氣流源，所述的氣流源與工作臺(tái)下方的排氣裝置的位置相關(guān)，以使氣流以足夠的速度和足夠的體積流量流過液態(tài)化學(xué)品槽中液體的表面，所述足夠的體積流量應(yīng)達(dá)到在濕法工作臺(tái)組合件操作期間由液體釋放的氣體的臨界捕獲速度(CCV)。這種濕法工作臺(tái)組合件的工作臺(tái)下方的氣流源含有包括凈化介質(zhì)的空氣強(qiáng)制通風(fēng)的構(gòu)件，及用以完成空氣從強(qiáng)制通風(fēng)構(gòu)件橫向越過液態(tài)化學(xué)品槽的液體表面流動(dòng)的動(dòng)力空氣驅(qū)動(dòng)器。濕法工作臺(tái)組合件進(jìn)一步包括如上所述的卷型蓋組合件，其位于工作臺(tái)下方和液態(tài)化學(xué)品槽，及工作臺(tái)下方的氣流源的上方。
本發(fā)明的另一方面涉及半導(dǎo)體制造設(shè)備的敞口構(gòu)造的濕法處理工作臺(tái)，包括含有一個(gè)或多個(gè)液態(tài)化學(xué)品槽的濕法工作臺(tái)，所述的槽含有在其表面產(chǎn)生有害化學(xué)煙霧的液態(tài)化學(xué)品；與化學(xué)品槽位置相關(guān)的排氣裝置，以通過抽吸作用捕獲至少一部分有害化學(xué)煙霧；及至少一種選自空氣控制系統(tǒng)和卷型蓋組合件的環(huán)境控制系統(tǒng)，安置該系統(tǒng)以使其基本上防止化學(xué)煙霧從濕法工作臺(tái)附近逃逸。
優(yōu)選這樣敞口結(jié)構(gòu)的濕法處理工作臺(tái)包括至少一個(gè)如上所述的卷型蓋組合件。一個(gè)或多個(gè)空氣控制系統(tǒng)可用于這樣的敞口結(jié)構(gòu)濕法處理工作臺(tái)，以進(jìn)一步捕獲逃逸到卷型蓋組合件以外的化學(xué)煙霧。每一個(gè)空氣控制系統(tǒng)的過濾氣流源和氣流排氣裝置的位置彼此相互關(guān)連，這樣過濾氣流源產(chǎn)生的氣流可作為至少是一個(gè)化學(xué)品持留設(shè)備的外部和鄰近的空氣壁，以捕獲逃逸出由化學(xué)品持留設(shè)備形成屏障的化學(xué)煙霧。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式
中，敞口結(jié)構(gòu)濕法處理工作臺(tái)包括空氣控制系統(tǒng)，其中之一位于濕法工作臺(tái)的敞口的前緣，其中之一位于濕法工作臺(tái)的第一面，第二個(gè)位于濕法工作臺(tái)的第二面，這樣由這些空氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生的氣流形成了“氣壁”的封閉以捕獲濕法工作臺(tái)操作中的化學(xué)煙霧。
本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及的敞口結(jié)構(gòu)濕法處理工作臺(tái)，它包括一個(gè)或多個(gè)空氣控制系統(tǒng)，其中每一個(gè)空氣控制系統(tǒng)包括建造和安裝用來產(chǎn)生氣流的氣流源；及含有可接受所述氣流的排氣裝置進(jìn)口的氣流排氣裝置；其中氣流源和氣流排氣裝置的位置相互關(guān)連，這樣由氣流源產(chǎn)生的氣流可作為在所述的工作臺(tái)化學(xué)品源外側(cè)或鄰近的氣壁。
本發(fā)明也涉及持留從液態(tài)化學(xué)品槽中的液態(tài)化學(xué)品表面產(chǎn)生的有害煙霧的方法，包括如下步驟(1)提供產(chǎn)生氣流的氣流源，和具有建造并布置以接受氣流進(jìn)口的氣流排氣裝置；(2)氣流源和氣流排氣裝置使其位置相互并與液態(tài)化學(xué)品槽關(guān)連，這樣來自氣流源的氣流可以流過液態(tài)化學(xué)品槽中的液態(tài)化學(xué)品表面；(3)來自氣流源的氣流通常以水平流的形式流過液態(tài)化學(xué)品的表面，進(jìn)入到氣流排氣裝置的進(jìn)口，由此基本上所有的由化學(xué)品表面產(chǎn)生的有害煙霧被氣流捕獲和夾帶，并流到氣流排氣裝置。通過在液態(tài)化學(xué)品槽邊上的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以將氣流限定到液體表面的區(qū)域；或者，位于液態(tài)化學(xué)品槽上方的卷型蓋組合件能夠?qū)⑵湎拗啤?br> 本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及半導(dǎo)體制造設(shè)備的清潔室，其包括屋頂?shù)降孛娴膶恿鳉饬飨到y(tǒng)、排氣系統(tǒng)、用以持留由其表面產(chǎn)生煙霧的含液態(tài)化學(xué)品組合物的液態(tài)化學(xué)品槽，及空氣控制組合件，其中包括在液體表面上的，彼此面對(duì)的，在液態(tài)化學(xué)品槽對(duì)邊上的氣流源和氣流排氣裝置，而且氣流源和氣流排氣裝置被的布置的安裝和布局應(yīng)使氣流由氣流源到氣流排放入口橫向流過液體化學(xué)品表面，并保持氣流以高于液態(tài)化學(xué)品槽中液態(tài)化學(xué)品產(chǎn)生的化學(xué)品液態(tài)煙霧的臨界捕獲速度的氣流速度。
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及操作半導(dǎo)體制造設(shè)備的清潔室的方法，該清潔室包括屋頂?shù)降孛娴膶恿鳉饬飨到y(tǒng)、排氣系統(tǒng)、用以持留由其表面產(chǎn)生煙霧的含有液態(tài)化學(xué)品組合物的液態(tài)化學(xué)品槽，所述的方法包括提供在液體表面上的液態(tài)化學(xué)品槽對(duì)邊上相對(duì)布置的過濾氣流源和氣流排氣裝置，并引導(dǎo)氣流以高于液態(tài)化學(xué)品槽中液態(tài)化學(xué)品產(chǎn)生的化學(xué)品液態(tài)煙霧的臨界捕獲速度的氣流速度，從氣流源橫向越過液態(tài)化學(xué)品表面到氣流排氣裝置。
從隨后的公開和權(quán)利要求的描述中，本發(fā)明其他各個(gè)方面、特征和具體實(shí)施方式
將更加十分明顯。
圖2是使用本發(fā)明的空氣控制設(shè)備和化學(xué)品槽組合件的清潔室中氣流的示意圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式設(shè)備的平面圖。
圖4a和4b是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方式設(shè)備的透視圖。
圖5是具有于其關(guān)連的敞口結(jié)構(gòu)濕法處理工作臺(tái)的視圖。
圖6是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的卷型蓋組合件的分解圖。
圖7是由卷型蓋組合件覆蓋的化學(xué)品槽的剖面圖，其中卷型蓋組合件的薄膜構(gòu)件移動(dòng)到防止來自化學(xué)品槽的化學(xué)煙霧遷移的位置。
圖8是如圖7示意的同一化學(xué)品槽的剖面圖，其中卷型蓋組合件的薄膜移動(dòng)到允許進(jìn)入化學(xué)品槽的另一位置。
圖9是與卷型蓋組合件結(jié)合的空氣控制系統(tǒng)的三維視圖。


圖10是如圖5示意的具有空氣控制系統(tǒng)的敞口結(jié)構(gòu)濕法處理工作臺(tái)的剖面圖該系統(tǒng)結(jié)合了空氣控制系統(tǒng)和卷型蓋組合件。
發(fā)明的詳細(xì)描述及優(yōu)選的實(shí)施方式如上所述，在清潔室內(nèi)常規(guī)的推-拉排氣系統(tǒng)不足以完全捕獲和去除來自處理工作臺(tái)的有害煙霧。在常規(guī)的清潔室排氣系統(tǒng)中，僅有離開進(jìn)口一個(gè)管道直徑時(shí)，排氣裝置進(jìn)口的對(duì)體積流量的影響減少了90％，。因此對(duì)于一個(gè)八英寸的管道，離管道進(jìn)口8英寸時(shí)排放的流速可由200英尺/分鐘(fmp)減少到20fmp。在清潔室頂層流的無障礙輸出量在大于30個(gè)直徑的距離時(shí)僅減少90％。通過引入湍流和分離氣流，可以存在障礙物以減少層流，因此顯著地減少了效率，急劇地減少了障礙物下游的體積氣流速度。
圖1(“現(xiàn)有技術(shù)”)示意了典型的現(xiàn)有技術(shù)中具有處理工作臺(tái)2的清潔室1，及在各個(gè)位置的氣流圖。通過清潔室過濾和循環(huán)系統(tǒng)提供80fpm的來自屋頂3的層流。氣流包括推-拉過程工作臺(tái)的排氣裝置的“推”的構(gòu)件。通過在處理工作臺(tái)的固定的工作臺(tái)5下方的排氣裝置4提供“推”。在系統(tǒng)工作臺(tái)面水平遠(yuǎn)離排氣系統(tǒng)的無障礙的層流氣流速度被減少到到約71fpm。
在處理化學(xué)品槽6的上方，由于處理工作臺(tái)的障礙物引起的氣流的湍流和分層，氣流低于臨界捕獲速度，而且不能夠持留來自化學(xué)品槽6產(chǎn)生的所有有害的煙霧。在化學(xué)品槽6的上方不同的點(diǎn)詳細(xì)測(cè)量表明在槽的前后氣流速度高，在其中心低。對(duì)于一些工作臺(tái)和槽的安裝構(gòu)型，通常發(fā)現(xiàn)槽中心上方的氣流速度為0～10fpm。
在這樣的條件下，失去了煙霧控制，導(dǎo)致了槽中心上方的有害氣體的“煙流”。在加熱容器上方的浮力使這種弱點(diǎn)更加惡化，并產(chǎn)生了大量的煙霧云。在許多的應(yīng)用中，處理槽上方的煙流作為處理工作臺(tái)的必要的伴隨條件是可以接受的。
圖1(“現(xiàn)有技術(shù)”)也表示了目前適用的排氣系統(tǒng)所面臨的情形，(其平衡清潔室的層流氣流源的推力，排氣系統(tǒng)的排氣裝置的拉力，及處理槽上方的工作臺(tái)敞口的大小)，較大的晶片尺寸必須使工作臺(tái)敞口尺寸增加和/或必須使排氣的功率超過現(xiàn)有系統(tǒng)的能力。
本發(fā)明通過提供排氣系統(tǒng)解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些缺陷，所述的系統(tǒng)通過引入另外的鄰近槽的表面在工作臺(tái)下方的氣流力的“推力”源，可使處理槽的整個(gè)表面上方的氣流保持在或高于臨界捕獲速度。該推力源與系統(tǒng)的排氣裝置的推結(jié)合導(dǎo)致越過槽表面的氣流足以能夠捕獲由其產(chǎn)生的有害煙霧。
局部的推力急劇地增加槽周圍的氣流管理效率，與依賴清潔室層流源的推力相比，允許其尺寸和排氣馬達(dá)所需能量的大幅減少。對(duì)于給定的處理過程，系統(tǒng)也可使最小氣流維持在或高于臨界捕獲速度，而不管空氣制件管理系統(tǒng)特征，即清潔室的層流在體積和速度上的寬的變化。
圖2，其中對(duì)應(yīng)的部件和構(gòu)件的編號(hào)對(duì)應(yīng)于圖1(“現(xiàn)有技術(shù)”)，描述了清潔室1內(nèi)的處理工作臺(tái)2，安裝了本發(fā)明的空氣控制系統(tǒng)7?？諝饪刂葡到y(tǒng)7與清潔室的層流(推)和工作臺(tái)的排氣裝置(拉)一起工作，提供另外的靠近排氣口的氣流的“推”動(dòng)力?？諝饪刂葡到y(tǒng)引導(dǎo)氣流水平越過槽6的平行于其中液體表面的表面。
除了清潔室層流從上方的槽中進(jìn)入工作臺(tái)敞口中，該空氣控制系統(tǒng)完全可捕獲并引導(dǎo)由槽產(chǎn)生的化學(xué)煙霧進(jìn)入固定于工作臺(tái)5下方的排氣裝置4，同時(shí)越過槽的過濾的氣流被保持在或高于臨界的捕獲速度。
圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的空氣管理設(shè)備的平面圖。該空氣系統(tǒng)總的標(biāo)為10，包括空氣強(qiáng)制通風(fēng)30和至少一個(gè)總的由20標(biāo)記的扇組合件(兩個(gè)扇的組裝示意于圖3中)。橫向尺寸W標(biāo)記的空氣強(qiáng)制通風(fēng)30(W對(duì)應(yīng)于化學(xué)品槽的橫向尺寸或?qū)挾?包括ULPA(對(duì)于0.1微米或更大的微粒，超低透入的空氣具有99.9999％的去除效率)、過濾器介質(zhì)40和過濾器格50。扇組合件20包括動(dòng)力扇70和化學(xué)吸附反過濾器60。扇70的是以任何適宜的方式提供動(dòng)力，例如電的方式，和在示出的實(shí)例中，由電纜80接連到合適的電源上(未示意)。
圖4a是根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施方式的空氣控制系統(tǒng)10后視圖。在構(gòu)成空氣強(qiáng)制通風(fēng)30的室其后面提供扇安裝孔90，以安裝高達(dá)3個(gè)扇組合件(未示意)?？諝鈴?qiáng)制通風(fēng)30有上述的橫斷尺寸，其中W對(duì)應(yīng)于化學(xué)品槽的橫端面尺寸(寬度)(橫向于來自空氣控制系統(tǒng)的氣流方向)。
附屬于由此在前面的方向延伸的空氣控制系統(tǒng)30的邊上的是任選的氣流導(dǎo)向板100。氣流導(dǎo)向板100至少有示意的長(zhǎng)度L，其中L對(duì)應(yīng)于化學(xué)品槽的長(zhǎng)度(沿來自空氣控制系統(tǒng)氣流的方向)?？諝鈴?qiáng)制通風(fēng)30和空氣導(dǎo)向板100的高為示意的h，其中h一般對(duì)應(yīng)于空氣控制系統(tǒng)的高度，在垂直距離從固定槽的工作臺(tái)下方的較低的表面到槽的頂部。
圖4b是圖4a中的空氣控制系統(tǒng)的前視圖，顯示了任選的過濾器格50。過濾器格是方形、多孔的、由任何適合的材料形成空氣可透過的篩，例如1/4PVDF格(機(jī)器制造的)或80％敞口Teflon篩。在空氣強(qiáng)制通風(fēng)30的內(nèi)部過濾格50持有過濾介質(zhì)，同時(shí)可允許甚至是高體積氣流的空氣強(qiáng)制通風(fēng)30到達(dá)化學(xué)品槽上方的區(qū)域。
在不背離本發(fā)明公開的范圍和精神下，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員不需另外的試驗(yàn)而容易地確定，本發(fā)明的一般來說，空氣控制系統(tǒng)的各種構(gòu)件(扇等)可以多種方式內(nèi)部相互連接，如在給定的應(yīng)用中可任選的省略一些構(gòu)件(即扇)。在特定的情況下，扇組合件和其他的氣流動(dòng)力源可以被集成到空氣控制系統(tǒng)中或安裝到遠(yuǎn)離空氣強(qiáng)制通風(fēng)的地方，通過軟管、管道、通道構(gòu)件、多歧管等將氣流帶入。任選氣流動(dòng)力源包括便利的設(shè)備清潔干燥空氣(CAD)、設(shè)備氮(N2)或來自就近固定的壓縮機(jī)的壓縮空氣。
圖5包括結(jié)合有一個(gè)空氣管理組合件的濕法處理工作臺(tái)敞口結(jié)構(gòu)。
整個(gè)空氣管理組件安裝在釋放有害化學(xué)煙霧的化學(xué)品槽154的上方，盡管示意的為與槽154的空間相互關(guān)系，但實(shí)際上使用中置于化學(xué)品槽的緣或邊部。過濾的氣流源156被固定于化學(xué)品槽154的一邊，氣流排氣裝置158被固定于化學(xué)品槽的對(duì)面，朝向過濾的氣流源156。源156和排氣裝置158都被固定到板狀構(gòu)件159上以形成整體的組合件。以這樣的方式，由過濾氣流源156產(chǎn)生的氣流流過化學(xué)品槽154的上表面，這樣化學(xué)品槽154上表面的基本上所有的有害煙霧被由其捕獲，并輸送到氣流排氣裝置158。
提供氣流排氣裝置158帶有一個(gè)連接器147，由該連接器排氣裝置158可被連接到強(qiáng)制通風(fēng)排氣裝置149上。類似的方式，提供源156和一個(gè)連接器，通過該連接器將源連接到空氣供應(yīng)單元151上，例如來自半導(dǎo)體制造設(shè)備使用的壓縮清潔干燥空氣管線。
優(yōu)選過濾氣流源包括至少一種選自顆粒過濾介質(zhì)和化學(xué)吸附介質(zhì)的凈化介質(zhì)(未示意)。更優(yōu)選的是，這樣的過濾介質(zhì)是超低透過空氣(Ultra Low Penetrating Air)(ULPS)介質(zhì)，對(duì)于0.1微米或更大尺寸的顆粒，具有99.999％的去除效率。
過濾的氣流源也可包括過濾格157，其是方形、多孔，由25％PVDF或80％的開口Teflon網(wǎng)篩制成的空氣可透過篩。
本發(fā)明整體的空氣控制系統(tǒng)可用于敞口結(jié)構(gòu)濕法處理工作臺(tái)，以密閉濕法工作臺(tái)和此處理工作臺(tái)的強(qiáng)制通風(fēng)箱的排氣裝置(使用下方的工作臺(tái)排氣裝置)之間的空間。
敞口結(jié)構(gòu)濕法處理工作臺(tái)一般包括(1)具有一個(gè)或多個(gè)釋放有害化學(xué)煙霧的化學(xué)品槽；及(2)排氣裝置，所述的裝置使排氣通過強(qiáng)制通風(fēng)箱向下流出該設(shè)備，由此通過抽吸作用捕獲化學(xué)煙霧。一般地說，強(qiáng)制通風(fēng)箱排氣裝置僅能捕獲部分化學(xué)煙霧，其余從濕法工作臺(tái)逃逸的煙霧隨后污染了周圍的環(huán)境。
本發(fā)明一方面涉及適于安裝于敞口結(jié)構(gòu)濕法處理工作臺(tái)或密閉微環(huán)境的濕法工作臺(tái)的空氣控制系統(tǒng)。這樣的空氣控制系統(tǒng)包括氣源和空氣排氣裝置，其布置的位置要使空氣橫向越過敞口的化學(xué)品槽，例如在半導(dǎo)體制造設(shè)備中的槽，以?shī)A帶來自槽中化學(xué)品的煙霧，另外可以利用來自氣源的的空氣流從附近的槽遷移并輸送這樣的煙霧到達(dá)排氣裝置。在半導(dǎo)體制造設(shè)備中，其中化學(xué)品槽低于工作臺(tái)，橫向越過敞口化學(xué)品槽的流動(dòng)空氣也被保持在低于工作臺(tái)下方。
空氣控制系統(tǒng)可以表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)組合件，包括其上具有氣源和空氣排氣構(gòu)件的板狀構(gòu)件，此空氣控制系統(tǒng)可以作為已有半導(dǎo)體制造設(shè)備的改型設(shè)備使用，例如在敞口結(jié)構(gòu)濕法工作臺(tái)設(shè)備中使用。
在具體的一個(gè)方面，安裝在敞口結(jié)構(gòu)濕法工作臺(tái)設(shè)備中的，與空氣經(jīng)組件結(jié)合或與高純空氣提供設(shè)備相連接的這種類型的空氣控制系統(tǒng)，可被用來提供接近通常由非常昂貴的微環(huán)境濕法工作臺(tái)設(shè)備獲得的清潔水平。
在另一方面，包括敞口加蓋的化學(xué)品槽的濕法工作臺(tái)設(shè)備被上述類型的空氣控制系統(tǒng)所遮蔽，以提供“虛擬壁”，持留來自槽中的煙霧，其中，每一個(gè)虛擬壁單元包括空氣源和空氣排氣裝置，其布置應(yīng)產(chǎn)生與化學(xué)品槽或濕法工作臺(tái)本身周圍區(qū)域相鄰的通常為平流的空氣流。
圖6示意了本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中用于與空氣控制系統(tǒng)連接的卷型蓋組合件110。這樣的組合件包括薄膜構(gòu)件112、第一卷型構(gòu)件118、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器120和第二卷型構(gòu)件122。
作為屏障或覆蓋層的薄膜構(gòu)件112可防止有害化學(xué)煙霧的遷移。其可由本領(lǐng)域中熟知的任何合適的材料制造，之可是不透明、透明或半透明的，實(shí)例性的材料包括塑料、陶瓷、金屬等，只要材料在其各端的區(qū)域有足夠的柔性以允許器件操作時(shí)卷曲和展開。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，薄膜構(gòu)件包括不與化學(xué)煙霧反應(yīng)的材料。優(yōu)選由透明或半透明的材料制造，這樣濕法處理系統(tǒng)的操作員可容易地觀察由這樣的薄膜構(gòu)件覆蓋的化學(xué)品槽或濕法處理工具(未示意)。更優(yōu)選，薄膜構(gòu)件含有透明的聚合材料。
用來轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)卷型構(gòu)件118的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器120包括但不限于本領(lǐng)域熟知的任何適合的電的、氣動(dòng)的或水壓動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可容易地不需要額外的試驗(yàn)就可確定為實(shí)施本發(fā)明目的而使用的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器。優(yōu)選，這樣的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器包括電動(dòng)機(jī)119。
圖6的卷型蓋組合件110優(yōu)選包括第二卷型構(gòu)件122，其是一個(gè)與驅(qū)動(dòng)卷型構(gòu)件118相關(guān)的，位于薄膜構(gòu)件112對(duì)邊的接受卷型構(gòu)件，以轉(zhuǎn)動(dòng)(即通過卷型構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng))接受薄膜構(gòu)件。這樣的接受卷型構(gòu)件122可與用來卷曲或展開薄膜構(gòu)件112的驅(qū)動(dòng)卷型構(gòu)件118同方向轉(zhuǎn)動(dòng)。
優(yōu)選，接受卷型構(gòu)件112通過彈簧隨動(dòng)件(未示意)進(jìn)行操作，當(dāng)驅(qū)動(dòng)接受卷型構(gòu)件118移動(dòng)此薄膜構(gòu)件112時(shí)(如圖1中箭頭所示意的相反方向)，其可使接受卷型構(gòu)件122有力地推或卷薄膜構(gòu)件112。
在本發(fā)明的具體方面，驅(qū)動(dòng)卷型構(gòu)件(即第一卷型構(gòu)件)118和接受卷型構(gòu)件122(即第二卷型構(gòu)件)都由不與來自濕法處理系統(tǒng)中的化學(xué)煙霧反應(yīng)的材料制成，這樣它們不易被這樣的化學(xué)煙霧所腐蝕，優(yōu)選兩個(gè)卷型構(gòu)件由聚偏氟乙烯(PVDF)制造。
本發(fā)明上述的實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體處理濕法工作臺(tái)，其中液態(tài)的化學(xué)品槽是常規(guī)的方形或正方形，但應(yīng)認(rèn)識(shí)到本發(fā)明的利用并未因此受到限制，本發(fā)明可以在濕法工作臺(tái)設(shè)備中實(shí)施，其中的槽具有環(huán)形的剖面(即圓柱形)。
圖7示意了化學(xué)品槽組合件126的剖面圖，包括含有產(chǎn)生有害化學(xué)煙霧的液態(tài)化學(xué)品130的化學(xué)品槽128。該化學(xué)品槽組合件也包括卷型蓋，其被置于化學(xué)品槽128的上方。該化學(xué)品持留設(shè)備的薄膜構(gòu)件132在化學(xué)品槽128的上方，而不與該槽的上表面直接接觸。薄膜構(gòu)件132包括實(shí)體的部分134和切去的部分136。
動(dòng)力驅(qū)動(dòng)組合件140使驅(qū)動(dòng)卷型構(gòu)件138轉(zhuǎn)動(dòng)，其沿一定方向(如圖6中箭頭所示)響應(yīng)薄膜構(gòu)件132的轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣該薄膜構(gòu)件的實(shí)體部分134可以延伸到化學(xué)品槽128的上方，以完全覆蓋該槽并基本上消除了化學(xué)煙霧到周圍環(huán)境的遷移。
通過彈簧的隨動(dòng)件144操作接受卷型構(gòu)件142，其與驅(qū)動(dòng)構(gòu)件138同向轉(zhuǎn)動(dòng)以使薄膜構(gòu)件132在一個(gè)方向或其它方向移動(dòng)。
圖8示意了圖7相同的化學(xué)品槽組合件126，同時(shí)驅(qū)動(dòng)卷型構(gòu)件138是使薄膜構(gòu)件132沿相反的方向移動(dòng)(如圖7中的箭頭所示意)，這樣該薄膜構(gòu)件的切去部分136在化學(xué)品槽128的上方，允許進(jìn)入該化學(xué)品槽。具體地說，半導(dǎo)體晶片146通過切去的部分136被放入化學(xué)品槽128中處理。
圖7和8示意了本發(fā)明的卷型蓋組合件是如何“關(guān)閉”(如圖7)和“開啟”(如圖8)的。不像常規(guī)的蛤殼型或可開閉的吊橋型的蓋，本發(fā)明所述的卷型蓋組合件不論在開啟或關(guān)閉，其附近的壓力變化很小。所形成的湍流最小因此防止湍流引起的化學(xué)煙流的形成。
該卷型蓋組合件可以與空氣控制系統(tǒng)一起使用以進(jìn)一步減少化學(xué)煙霧逃逸到周圍環(huán)境。
圖9示意了卷型蓋組合件160的正視圖，空氣控制系統(tǒng)包括過濾的氣流源172和氣流排氣174。
如上所述的卷型蓋組合件160包括(1)薄膜構(gòu)件162，其具有實(shí)體的部分164和切去的部分166；(2)第一卷型構(gòu)件168和(3)第二卷型構(gòu)件170。
位于薄膜構(gòu)件172的一側(cè)的過濾的氣流源172，產(chǎn)生氣流(如圖6中箭頭示意)，其流過化學(xué)品持留設(shè)備160的薄膜構(gòu)件162的下方，進(jìn)入到置于薄膜構(gòu)件162的另一側(cè)的氣流排氣174。
圖10示意了含有空氣控制系統(tǒng)和卷型蓋組合件的圖5的敞口結(jié)構(gòu)濕法處理工作臺(tái)的剖面圖。
卷型蓋組合件的薄膜構(gòu)件152在釋放有害化學(xué)煙霧的化學(xué)品槽154的上方。空氣控制系統(tǒng)的過濾氣流源156被置于化學(xué)品槽154的一側(cè)及薄膜構(gòu)件152和化學(xué)品槽之間。空氣控制系統(tǒng)的氣流排氣裝置158被置于化學(xué)品槽154的相對(duì)一側(cè)及薄膜構(gòu)件和化學(xué)品槽之間，朝向過濾氣流源156。以這樣的方式，由過濾氣流源156產(chǎn)生的氣流在薄膜構(gòu)件152和化學(xué)品槽154的上表面之間流動(dòng)，其流動(dòng)的方向與液體表面的方向近似平行，這樣基本上所有的在化學(xué)品槽154表面產(chǎn)生的有害煙霧可被氣流捕獲，并輸送到氣流排氣158。
結(jié)合使用空氣控制系統(tǒng)和卷型蓋組合件具有如下的優(yōu)點(diǎn)(1)卷型蓋組合件可進(jìn)一步可調(diào)整由空氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生的氣流，作為阻止有害化學(xué)煙霧的另外的屏障；(2)由空氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生的氣流吹掃卷型蓋組合件的薄膜構(gòu)件的下方，捕獲大多數(shù)還沒有到達(dá)薄膜構(gòu)件的化學(xué)煙霧，基本上防止其上冷凝的化學(xué)品的形成。
因此本發(fā)明提供了涉及有害液態(tài)化學(xué)品的半導(dǎo)體制造設(shè)備中的空氣控制系統(tǒng)。本發(fā)明的這種空氣控制系統(tǒng)可提供增加的“推—拉”系統(tǒng)(向下的層流提供“推”，及排氣系統(tǒng)提供“拉”)，以輸送化學(xué)煙霧包括拖帶煙霧(其由從處理槽液體中移出晶片或盒式盤而產(chǎn)生)到氣流排氣裝置。
因此，應(yīng)理解本發(fā)明的空氣控制系統(tǒng)在本發(fā)明的寬的范圍內(nèi)，對(duì)范圍很寬的氣流源和排氣裝置的排列均可應(yīng)用?？諝饪刂葡到y(tǒng)提供了常規(guī)推—拉濕法工作臺(tái)系統(tǒng)的增加的系統(tǒng)，其容易被實(shí)施以在工作臺(tái)上獲得高于臨界捕獲速度的氣流，例如CCV在70英尺/分鐘以上，而排氣的湍流及相關(guān)連的不利的動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象已減到最小。
一個(gè)或多個(gè)上述的空氣控制系統(tǒng)和/或卷型蓋組合件的也可用在濕法工作臺(tái)與敞口結(jié)構(gòu)濕法處理工作臺(tái)的強(qiáng)制通風(fēng)箱的排氣裝置之間，以防止由其產(chǎn)生的化學(xué)煙霧的逃逸。
空氣控制系統(tǒng)和卷型蓋組合件的各種結(jié)合可被用于本發(fā)明寬范圍的實(shí)踐，或者，這種類型的空氣控制系統(tǒng)的一種可以在給定的應(yīng)用中使用。
當(dāng)一種或多種空氣控制系統(tǒng)和一種或多種卷型蓋組合件彼此結(jié)合使用時(shí)，當(dāng)卷型蓋組合件處于“開啟”階段時(shí)(薄膜構(gòu)件的切去部分暴露時(shí))，為了防止化學(xué)煙霧的逃逸，空氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生的氣流速度優(yōu)選可以調(diào)節(jié)與所進(jìn)行的處理一致。具體地說，當(dāng)卷型蓋組合件處于“關(guān)閉”時(shí)，空氣控制系統(tǒng)產(chǎn)生高速度的氣流，但是當(dāng)卷型蓋組合件即將進(jìn)入“開啟”時(shí)，對(duì)應(yīng)的所述氣流的速度減少以防止卷型蓋組合件附近的有害的湍流。
與常規(guī)的排氣系統(tǒng)和減少煙霧的器件相比，本發(fā)明的空氣控制系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易安裝和維護(hù)。它們顯著降低了操作過程中的能量消耗，也獲得了更好的處理穩(wěn)定穩(wěn)定性并提高了產(chǎn)率節(jié)約了時(shí)間。
結(jié)合具體的實(shí)施例本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)更加顯而易見。
通過速度分布和霧的目測(cè)試驗(yàn)研究U CLEAN槽和HF槽之一。工作臺(tái)的敞口對(duì)于這些槽而言每一個(gè)為11英寸×15.5英寸。U CLEAN槽為16.5英寸寬26英寸長(zhǎng)，HF槽具有相同的尺寸。每一個(gè)槽為11.75英寸高，槽壁的上端和工作臺(tái)之間的距離為6.5英寸。對(duì)于每一個(gè)槽的排氣箱而言排氣管開口直徑為8英寸。
在每一種情況下在上述處理槽的上方的工作臺(tái)敞口處進(jìn)行測(cè)量。每一個(gè)處理槽的工作臺(tái)敞口被分為4×3個(gè)格，在穿過工作臺(tái)時(shí)于得到的格開口的中心處進(jìn)行測(cè)量，約在敞口上方0.75英寸處。
向下的層流通過HEPA過濾器進(jìn)入濕法工作臺(tái)。
在U CLEAN處理槽的第一次試驗(yàn)時(shí)，以常規(guī)的方式進(jìn)行操作，而沒有本發(fā)明的空氣控制系統(tǒng)，槽上方的層流平均為90英尺/分鐘～120英尺/分鐘，在低于HEPA過濾器面的0.5英寸處測(cè)量。管道中的排氣流量為457cfm。捕獲速度為200英尺/分鐘～320英尺/分鐘，誤差為60％。聚集的排氣和層流氣流速度需要保持處理槽上方的空氣在控制之下。
在U CLEAN槽中安裝如圖2的空氣控制系統(tǒng)。該空氣控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，獲得并維持臨界的捕獲速度。確定空氣控制系統(tǒng)的安裝以使其平均的HEPA過濾器氣流速度減少到43英尺/分鐘，導(dǎo)致減少所需空氣減少35％。設(shè)備的排氣從1537cfm減少到1000cfm。排氣的流速?gòu)?57cfm減少到231cfm，減少了49％。同時(shí)由于通過增加空氣控制系統(tǒng)降低了需要的空氣和排氣裝置的要求，因而工作臺(tái)上的氣流更加均一。
在HF槽中，在安裝空氣控制系統(tǒng)之前，層流速度平均為61英尺/分鐘，在HEPA過濾器面的下方0.5英寸處測(cè)量，排氣速度為447cfm。捕獲速度為130英尺/分鐘～210英尺/分鐘，誤差為38％。聚集的排氣和層流氣流速度需要控制處理槽上方的空氣。
在HF槽中安裝如圖2的空氣控制系統(tǒng)。該空氣控制系統(tǒng)啟動(dòng)后，獲得并維持臨界的捕獲速度。在槽的水平上不再有明顯的湍流，排氣的流速?gòu)?47cfm減少到375cfm，減少了16％。HEPA過濾器面處的層流氣流速度降低到43英尺/分鐘，導(dǎo)致減少所需空氣減少35％，設(shè)備的排氣從1537cfm減少到1000cfm。
對(duì)于U CLEAN和HF槽在空氣控制系統(tǒng)安裝/操作前后進(jìn)行了捕獲煙霧的目測(cè)試驗(yàn)，顯示在初期的濕法工作臺(tái)中沒有完全捕獲煙霧，在空氣控制系統(tǒng)安裝后，出現(xiàn)的所有煙霧通過空氣控制系統(tǒng)的操作而被捕獲。
盡管本發(fā)明對(duì)各種方面、特征和具體實(shí)施方式
進(jìn)行了描述，應(yīng)認(rèn)識(shí)到發(fā)明不因此而被限制，基于本發(fā)明的公開和此處實(shí)施例的教導(dǎo)對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，本發(fā)明延伸并包括其它的特征和變化及替換的實(shí)施方式不言自明。因此隨后的權(quán)利要求被理解和解釋為包括所有的這些特征、變化和替換方式都在發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.空氣控制系統(tǒng)，其位置與含有產(chǎn)生煙霧的化學(xué)品槽相關(guān)連，用以截留煙霧并防止其逃逸，所述的空氣控制系統(tǒng)包括建造并安置的產(chǎn)生氣流的過濾空氣源；及包括接受氣流的排氣進(jìn)口的氣流排氣裝置；其中過濾氣流源和氣流排氣裝置的位置相互關(guān)聯(lián)，這樣由過濾氣流源產(chǎn)生的氣流橫向通過化學(xué)品槽的上表面，因此在化學(xué)品槽的表面產(chǎn)生的煙霧被捕獲和被氣流夾帶，并輸送到氣流排氣裝置。
2.權(quán)利要求1的空氣控制系統(tǒng)，其中過濾氣流源被安置于化學(xué)品槽的上方或與其一側(cè)鄰近的位置，及氣流排氣裝置的排氣進(jìn)口被安置于化學(xué)品槽相對(duì)一側(cè)附近。
3.權(quán)利要求1的空氣控制系統(tǒng)，其中過濾氣流源被安置于化學(xué)品槽的上方或鄰近相對(duì)一側(cè)的位置。
4.權(quán)利要求1的空氣控制系統(tǒng)，其中來自過濾氣流源產(chǎn)生的氣流被導(dǎo)向平行于化學(xué)品槽的上表面。
5.權(quán)利要求1的空氣控制系統(tǒng)，其中由過濾氣流源產(chǎn)生的氣流的速度可以調(diào)節(jié)。
6.權(quán)利要求1的空氣控制系統(tǒng)，其中過濾氣流源包括至少一種選自顆粒過濾介質(zhì)和化學(xué)吸附介質(zhì)的空氣凈化介質(zhì)。
7.權(quán)利要求1的的空氣控制系統(tǒng)，其中進(jìn)一步包括將過濾氣流源和氣流排氣裝置互相連接的板狀構(gòu)件，并形成其整體組件。
8.權(quán)利要求1的空氣控制系統(tǒng)，其中進(jìn)一步包括至少兩個(gè)從過濾氣流源延伸到氣流排氣裝置的氣流導(dǎo)向板，被置于化學(xué)品槽的鄰近面上方的位置，以引導(dǎo)產(chǎn)生的氣流到達(dá)化學(xué)品槽上表面的區(qū)域。
9.權(quán)利要求1的空氣控制系統(tǒng)，其中所述的化學(xué)品槽被安置于半導(dǎo)體制造清潔室的濕法化學(xué)處理工作臺(tái)的下方，其中氣流排氣裝置位于化學(xué)品槽上邊緣的上方和工作臺(tái)下方的與過濾氣流源相對(duì)的位置，及其中所述的工作臺(tái)在化學(xué)品槽的上方有作為半導(dǎo)體制造工作件進(jìn)出通道口。
10.權(quán)利要求9的空氣控制系統(tǒng)，其中進(jìn)一步包括工作臺(tái)和化學(xué)品槽上方的層流向下的氣流源。
11.防止化學(xué)煙霧從半導(dǎo)體濕法處理系統(tǒng)逃逸的卷型蓋組合件，其包括包括至少一個(gè)實(shí)體部分和至少一個(gè)切去部分的薄膜構(gòu)件；位于薄膜構(gòu)件第一側(cè)的用來旋轉(zhuǎn)移動(dòng)所述薄膜構(gòu)件的第一卷型構(gòu)件；與第一卷型構(gòu)件操作連接的用來轉(zhuǎn)動(dòng)所述第一卷型構(gòu)件的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器；及任選的，位于所述薄膜構(gòu)件第二面的用來轉(zhuǎn)動(dòng)接受薄膜的第二卷型構(gòu)件，其與第一卷型構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)一致。
12.權(quán)利要求11的卷型蓋組合件，其中薄膜構(gòu)件包括不與來自濕法處理系統(tǒng)的化學(xué)煙霧反應(yīng)的材料。
13.權(quán)利要求11的卷型蓋組合件，其中薄膜構(gòu)件包括透明或半透明的材料。
14.權(quán)利要求11的卷型蓋組合件，其中薄膜構(gòu)件包括透明的聚合材料。
15.權(quán)利要求11的卷型蓋組合件，包括第二卷型構(gòu)件。
16.權(quán)利要求15的卷型蓋組合件，其中第二卷型構(gòu)件通過彈簧隨動(dòng)件操作。
17.權(quán)利要求11的卷型蓋組合件，其中動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器包括電動(dòng)機(jī)。
18.權(quán)利要求11的卷型蓋組合件，其中第一和/或第二卷型構(gòu)件由不與來自濕法處理系統(tǒng)的化學(xué)煙霧反應(yīng)的材料制成。
19.權(quán)利要求11的卷型蓋組合件，其中第一和/或第二卷型構(gòu)件由聚偏氟乙烯制成。
20.半導(dǎo)體濕法處理系統(tǒng)的化學(xué)品槽組合件，其包括被安置用以持留在其上表面產(chǎn)生有害化學(xué)煙霧的液態(tài)化學(xué)品的化學(xué)品槽；及至少一種如權(quán)利要求11所述的卷型蓋組合件，其位于化學(xué)品槽上方，用以減少化學(xué)煙霧從所述化學(xué)品槽逃逸到周圍環(huán)境，其中所述的卷型蓋組合件的薄膜構(gòu)件在化學(xué)品槽之上。
21.權(quán)利要求20的化學(xué)品槽組合件，其中卷型蓋組合件的薄膜構(gòu)件可以轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)到一位置，這樣薄膜構(gòu)件的實(shí)體部分在化學(xué)品槽的上表面。
22.權(quán)利要求20的化學(xué)品槽組合件，其中卷型蓋組合件的薄膜構(gòu)件可以轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)到一位置，這樣薄膜構(gòu)件的切去部分在化學(xué)品槽的上表面。
23.半導(dǎo)體制造設(shè)備的濕法處理工作臺(tái)，包括液態(tài)化學(xué)品槽；位于液態(tài)化學(xué)品槽上方的工作臺(tái)，其具有在液態(tài)化學(xué)品槽上方的作為半導(dǎo)體制造工作件出入的通道；位于工作臺(tái)上方的層流向下的空氣源；工作臺(tái)下方的排氣裝置；及其位置與排氣裝置相關(guān)的工作臺(tái)下方的氣流源，使氣流以足夠的速度及足夠的體積流量流過液體化學(xué)品槽中液體的表面，以在濕法處理工作臺(tái)的操作過程中由液體釋放的氣體達(dá)到臨界捕獲速度(CCV)。
24.權(quán)利要求23的濕法處理工作臺(tái)，其中CCV在70英尺/分鐘左右。
25.權(quán)利要求23的濕法工作臺(tái)組合件，其中工作臺(tái)下方的氣流源包括強(qiáng)制通風(fēng)的構(gòu)件，其包括凈化介質(zhì)和引導(dǎo)來自強(qiáng)制通風(fēng)構(gòu)件的空氣橫向流過液體表面的空氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器。
26.權(quán)利要求25的濕法工作臺(tái)組合件，其中空氣強(qiáng)制通風(fēng)構(gòu)件中的凈化介質(zhì)包括化學(xué)吸附介質(zhì)。
27.權(quán)利要求25的濕法工作臺(tái)組合件，其中來自空氣強(qiáng)制通風(fēng)構(gòu)件的空氣流速可以調(diào)節(jié)。
28.權(quán)利要求23的濕法工作臺(tái)組合件，進(jìn)一步包括與強(qiáng)制通風(fēng)構(gòu)件配合的氣流導(dǎo)向板，并安置導(dǎo)向板以引導(dǎo)來自其中的氣流橫向越過液體表面。
29.權(quán)利要求23的濕法工作臺(tái)組合件，進(jìn)一步包括位于工作臺(tái)下的卷型蓋組合件，同時(shí)在液態(tài)化學(xué)品槽和工作臺(tái)下方的氣流源的方向。
30.權(quán)利要求23的濕法工作臺(tái)組合件，進(jìn)一步包括自動(dòng)控制的晶片輸送裝置，安裝該裝置以將半導(dǎo)體晶片引入液態(tài)化學(xué)品槽以在其中處理，及在其中處理后從液態(tài)化學(xué)品槽移出半導(dǎo)體晶片。
3 1.半導(dǎo)體制造設(shè)備的敞口構(gòu)造的濕法處理工作臺(tái)，包括含有一個(gè)或多個(gè)液態(tài)化學(xué)品槽的濕法工作臺(tái)，所述的槽含有在其表面產(chǎn)生有害化學(xué)煙霧的液態(tài)化學(xué)品；通過抽吸作用捕獲至少一部分有害化學(xué)煙霧的排氣裝置；及至少一種選自空氣控制系統(tǒng)和卷型蓋組合件的空氣控制系統(tǒng)，放置該系統(tǒng)以使其基本上防止化學(xué)煙霧從濕法工作臺(tái)附近逃逸。
32.權(quán)利要求31的敞口構(gòu)造的濕法處理工作臺(tái)，包括至少兩個(gè)卷型蓋組合件。
33.敞口結(jié)構(gòu)濕法處理工作臺(tái)，包括一個(gè)或多個(gè)空氣控制系統(tǒng)，其中每一空氣控制系統(tǒng)包括建造和安裝用來產(chǎn)生氣流的過濾氣流源；及含有可接受所述氣流的排氣裝置進(jìn)口的氣流排氣裝置；其中過濾氣流源和氣流排氣裝置的位置相互關(guān)連，這樣由過濾氣流源產(chǎn)生的空氣流可作為在所述的工作臺(tái)化學(xué)煙霧的外側(cè)或鄰近的氣壁。
34.權(quán)利要求33的敞口結(jié)構(gòu)濕法處理工作臺(tái)，其中每一空氣控制系統(tǒng)的過濾的氣流源包括至少一種選自顆粒過濾介質(zhì)和化學(xué)吸附介質(zhì)的空氣凈化介質(zhì)。
35.安裝于敞口結(jié)構(gòu)濕法處理工作臺(tái)或密閉微環(huán)境的濕法工作臺(tái)中的空氣控制系統(tǒng)，所述的空氣控制系統(tǒng)包括空氣源和空氣排氣裝置，其布置的位置要使空氣橫向越過敞口的化學(xué)品槽，以?shī)A帶來自槽中化學(xué)品的煙霧，并利用來自空氣源的流動(dòng)空氣從最鄰近的槽遷移并輸送這樣的煙霧到達(dá)排氣裝置。
36.權(quán)利要求35的空氣控制系統(tǒng)，其中化學(xué)品槽在工作臺(tái)的下方，而且橫向流過敞口的化學(xué)品槽的空氣被保持在工作臺(tái)的下面。
37.權(quán)利要求35的空氣控制系統(tǒng)，包括結(jié)構(gòu)組合件，所述組合件包括其上備有氣源和空氣排氣構(gòu)件的板狀構(gòu)件，由此空氣控制系統(tǒng)可以作為已有半導(dǎo)體制造設(shè)備的改型設(shè)備。
38.權(quán)利要求35的空氣控制系統(tǒng)的應(yīng)用，安裝在敞口結(jié)構(gòu)的濕法工作臺(tái)設(shè)備中，及與空氣源構(gòu)件結(jié)合，或使其與高純空氣提供設(shè)備連接。
39.濕法工作臺(tái)設(shè)備，包括敞口加蓋的化學(xué)品槽，化學(xué)口槽被空氣控制系統(tǒng)所遮蔽以提供虛擬壁持留來自槽中的煙霧，其中每一個(gè)虛擬壁由包括空氣源和空氣排氣裝置的空氣控制系統(tǒng)形成，這樣的布局用來產(chǎn)生與化學(xué)品槽或濕法工作臺(tái)本身周圍區(qū)域相鄰的通常為平流的空氣流。
40.權(quán)利要求39的濕法工作臺(tái)設(shè)備，其中由氣流源產(chǎn)生的氣流速度可以調(diào)節(jié)。
41.一種持留從液態(tài)化學(xué)品槽中的液態(tài)化學(xué)品表面產(chǎn)生的有害煙霧，并減少包括液態(tài)化學(xué)品槽的控制環(huán)境中化學(xué)品污染的方法，所述的方法包括如下步驟提供產(chǎn)生氣流的氣流源，和具有建造并布置用以接受氣流的進(jìn)口的氣流排氣裝置；使氣流源和氣流排氣裝置的位置相互關(guān)連，并與液態(tài)化學(xué)品槽關(guān)連，這樣來自過濾氣流源的氣流可以流過液態(tài)化學(xué)品槽中的液態(tài)化學(xué)品表面進(jìn)入氣流排氣裝置的進(jìn)口；及來自過濾氣流源的氣流通常以水平流的形式流過液態(tài)化學(xué)品的表面進(jìn)入到氣流排氣裝置的進(jìn)口，由此基本上所有的由化學(xué)品表面產(chǎn)生的有害煙霧通過氣流捕獲和由氣流夾帶，并輸送到氣流排氣裝置。
42.權(quán)利要求41所述的方法，其中通過在液態(tài)化學(xué)品槽各邊上的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)將氣流限定到液態(tài)表面上的區(qū)域。
43.權(quán)利要求41所述的方法，其中通過液態(tài)化學(xué)品槽上的卷型蓋組合件、過濾的氣流源和氣流排氣裝置將氣流限定到液態(tài)表面上的區(qū)域。
44.一種提高半導(dǎo)體制造清潔室的局部排氣效率的方法，其包括改進(jìn)清潔室以包括如權(quán)利要求1的空氣控制系統(tǒng)。
45.半導(dǎo)體制造設(shè)備的清潔室，其包括屋頂?shù)降孛娴膶恿鳉饬飨到y(tǒng)、用以持留由其表面產(chǎn)生煙霧的含液態(tài)化學(xué)品組合物的液態(tài)化學(xué)品槽，及空氣控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括在液體表面上的，在液態(tài)化學(xué)品槽相對(duì)邊上的氣流源和氣流排氣裝置進(jìn)口，它們是相互面對(duì)的而且氣流源和氣流排氣裝置進(jìn)口的建造和布置應(yīng)保持氣流以高于液態(tài)化學(xué)品槽中液態(tài)化學(xué)品產(chǎn)生的化學(xué)品液態(tài)煙霧的臨界捕獲速度的氣流速度，從氣流源橫過液態(tài)化學(xué)品表面到氣流排氣裝置進(jìn)口。
46.一種半導(dǎo)體制造設(shè)備清潔室的操作方法，所述清潔室包括屋頂?shù)降孛娴膶恿鳉饬飨到y(tǒng)、排氣設(shè)備、用以持留由其表面產(chǎn)生煙霧的含液態(tài)化學(xué)品組合物的液態(tài)化學(xué)品槽，所述的方法包括提供在液體表面上的液態(tài)化學(xué)品槽相對(duì)邊上布置的氣流源和氣流排氣進(jìn)口，并引導(dǎo)氣流以高于液態(tài)化學(xué)品槽中液態(tài)化學(xué)品產(chǎn)生的化學(xué)品液態(tài)煙霧的臨界捕獲速度的氣流速度，從氣流源橫向越過液態(tài)化學(xué)品表面到氣流排氣裝置進(jìn)口。
全文摘要
空氣控制系統(tǒng)和/或化學(xué)品持留設(shè)備，用于來自半導(dǎo)體制造設(shè)備中濕法工作臺(tái)裝置的煙霧的環(huán)境控制。所述的空氣控制系統(tǒng)適合于安裝在敞口結(jié)構(gòu)的濕法處理工作臺(tái)或密閉的微環(huán)境濕法工作臺(tái)，其包括氣流源和氣流排氣裝置(4)，以使氣流橫向越過敞口化學(xué)品槽(6)，以截留來自槽(6)內(nèi)并可能由該槽(6)附近遷移的的化學(xué)煙霧，并采用來自氣流源的空氣將該煙霧輸送到排氣裝置?；瘜W(xué)品持留設(shè)備包括(1)至少一個(gè)實(shí)體部分和至少一個(gè)切去部分的薄膜構(gòu)件(112)；(2)位于薄膜構(gòu)件(112)一側(cè)的用來旋轉(zhuǎn)移動(dòng)所述薄膜構(gòu)件(112)的第一卷型構(gòu)件(118)；(3)與第一卷型構(gòu)件(118)操作連接的用來轉(zhuǎn)動(dòng)所述第一卷型構(gòu)件的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)器；及(4)任選的，位于薄膜構(gòu)件(112)另一側(cè)的用來轉(zhuǎn)動(dòng)接受的薄膜(112)的第二卷型構(gòu)件(122)，其與第一卷型構(gòu)件(118)的轉(zhuǎn)動(dòng)一致。
文檔編號(hào)H01L21/306GK1406148SQ01805806
公開日2003年3月26日 申請(qǐng)日期2001年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月29日
發(fā)明者W·卡爾·奧蘭德, 布魯斯·沃爾克 申請(qǐng)人:高級(jí)技術(shù)材料公司