(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
パーティクルを静電気力で吸着するためのシート状で且つフレキシブルな集塵部と、この集塵部に静電気力を生じさせる電源を供給するための電源部と、集塵部に吸着されたパーティクルの吸着量に対応して変化する集塵部の静電容量を計測するための静電容量計測部とを備えるパーティクルコレクタシステムであって、
上記集塵部は、幅方向に横並びに配置された長尺状のほぼ平行な第1及び第2の電極とこれら第1及び第2の電極全体を覆う誘電体とで形成された1本の帯状体をなし、
且つ、上記1本の帯状体が曲げられて、上記集塵部の全体形状が、ハニカム状又は蛇行状のいずれかに形成され、
上記電源部は、上記集塵部の第1及び第2の電極に所定の電源電圧を供給するものであり、
上記静電容量計測部は、上記集塵部の第1及び第2の電極の間の静電容量を計測するものである、
ことを特徴とするパーティクルコレクタシステム。
パーティクルを静電気力で吸着するためのシート状で且つフレキシブルな集塵部と、この集塵部に静電気力を生じさせる電源を供給するための電源部と、集塵部に吸着されたパーティクルの吸着量に対応して変化する集塵部の静電容量を計測するための静電容量計測部とを備えるパーティクルコレクタシステムであって、
上記集塵部は、第1の電極と、第1の電極の近傍に配設された第2の電極と、少なくとも第1の電極全体を覆う誘電体とを有し、
且つ、上記集塵部は、上記第1の電極全体が上記誘電体で覆われ、メッシュ状の上記第2の電極が外部に露出された状態で当該誘電体の表面に貼り付けられることにより、形成されており、
上記電源部は、上記集塵部の第1及び第2の電極に所定の電源電圧を供給するものであり、
上記静電容量計測部は、上記集塵部の第1及び第2の電極の間の静電容量を計測するものである、
ことを特徴とするパーティクルコレクタシステム。
【背景技術】
【0002】
半導体やディスプレイ製造過程では、不良モードの原因となるパーティクルを極力低減させるために、その集塵及び防塵設計には細心の注意を払っている。
集塵及び防塵方法として、従来は、次のような手法が採られていた(例えば、特許文献1及び特許文献2等参照)。
第1の方法としては、駆動部の配置設計を工夫する方法である。
具体的には、パーティクルの発生源となる駆動部や摺動部を、ワークの直上から排除し、ワークに落下するパーティクルの発生を極力抑えるようにする。
第2の方法としては、材料系の選択に工夫を施す方法である。
具体的には、駆動部や摺動部に使用する材料が摩耗することにより、パーティクルが発生することに着目し、材料として、耐摩耗性のあるものや脆化性でないものを選択することにより、パーティクルの発生を抑えるようする。
第3の方法としては、発生したパーティクルの飛散経路を遮断又は変更する方法である。
具体的には、どうしてもパーティクルが発生してしまう部分にカバーや敷居を設けることにより、発生したパーティクルが直接ワークに付着しない構造にする。または、チャンバ内で真空/大気開放を繰り返して、パーティクルを頻繁に外部に排出する。
第4の方法としては、パーティクルを舞い上がらせない構造にする方法である。
具体的には、チャンバ内の真空引きやガス導入等をする場合に、導入エアーによるパーティクルの舞い上がりが問題となるので、導入エアーをフィルタで清浄なエアーにしたり、エアーの導入経路にトラップ部を設けて、エアーを清浄化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかし、上記した従来の技術では、次のような問題がある。
上記した集塵及び防塵方法では、ワークと共に外部から持ち込まれるパーティクルや、装置内チャンバの駆動部で発生するパーティクルを低減させることができるが、完全に無くすことはできない。特に、装置内チャンバの側壁部や床部に溜まったパーティクルは、外部からのエアー導入の際、一気に吹き込まれたエアーの風圧によって巻き上げられ、チャンバ内のあらゆるところに飛散してしまう。
上記のような集塵及び防塵方法を採りながらも、このような原因から、パーティクルがチャンバ内にどうしても溜まってしまうという事態が生じていた。このため、従来は、溜まったパーティクルを定期的に除去する作業を行う必要があり、かかるメインテナンスに多大な費用を要していた。また、メインテナンス中は、製造作業を長時間中断しなければならず、生産効率の低下を招いていた。
【0005】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、パーティクルの除去作業を定期的に行うことなく、パーティクルをほぼ完全に除去することができるパーティクルコレクタシステム及び集塵方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するために、請求項1の発明は、パーティクルを静電気力で吸着するためのシート状で且つフレキシブルな集塵部と、この集塵部に静電気力を生じさせる電源を供給するための電源部と、集塵部に吸着されたパーティクルの吸着量に対応して変化する集塵部の静電容量を計測するための静電容量計測部とを備えるパーティクルコレクタシステムであって、
集塵部は、幅方向に横並びに配置された長尺状のほぼ平行な第1及び第2の電極とこれら第1及び第2の電極全体を覆う誘電体とで形成された1本の帯状体をなし、且つ、1本の帯状体が曲げられて、集塵部の全体形状が、ハニカム状又は蛇行状のいずれかに形成され、電源部は、集塵部の第1及び第2の電極に所定の電源電圧を供給するものであり、静電容量計測部は、集塵部の第1及び第2の電極の間の静電容量を計測するものである構成とした。
かかる構成により、所定の電源電圧を、電源部から第1及び第2の電極に供給すると、第1及び第2の電極に静電気力が発生し、パーティクルが、誘電体の表面に吸着される。このとき、パーティクルの吸着力は、電源電圧を調整することで、制御することができる。
電源電圧を調整し、パーティクルの吸着力を所望値に維持すると、パーティクルが、時間と共に集塵部に吸着され堆積していく。そして、第1及び第2の電極の間の静電容量が、集塵部に吸着されたパーティクルの堆積量に対応して変化する。このとき、第1及び第2の電極の間の静電容量を、静電容量計測部よって計測して、モニタリングすることができるので、堆積量が基準値よりも高くなったときには、電源部からの電源電圧の供給を止めて、集塵部に吸着されたパーティクルを所定の場所に廃棄することができる。
また、集塵部が、幅方向に横並びに配置された長尺状のほぼ平行な第1及び第2の電極とこれら第1及び第2の電極全体を覆う誘電体とで形成された1本の帯状体をなしているので、パーティクルが、第1及び第2の電極の全体を覆った誘電体の表面に吸着される。
そして、この1本の帯状体を曲げて、集塵部の全体形状を、ハニカム状又は蛇行状に形成することにより、集塵部が立体的形状になり、パーティクルの吸着面積を広くすることができる。
【0007】
請求項2の発明は、パーティクルを静電気力で吸着するためのシート状で且つフレキシブルな集塵部と、この集塵部に静電気力を生じさせる電源を供給するための電源部と、集塵部に吸着されたパーティクルの吸着量に対応して変化する集塵部の静電容量を計測するための静電容量計測部とを備えるパーティクルコレクタシステムであって、集塵部は、第1の電極と、第1の電極の近傍に配設された第2の電極と、少なくとも第1の電極全体を覆う誘電体とを有し、
且つ、集塵部は、第1の電極全体が誘電体で覆われ、メッシュ状の第2の電極が外部に露出された状態で当該誘電体の表面に貼り付けられることにより、形成されており、電源部は、集塵部の第1及び第2の電極に所定の電源電圧を供給するものであり、静電容量計測部は、集塵部の第1及び第2の電極の間の静電容量を計測するものである構成とした。
かかる構成により、 パーティクルが、第1及び第2の電極による静電気力によって吸着されると共に、メッシュ状の第2の電極の網目内に捕獲されることとなる。つまり、この発明のパーティクルコレクタシステムは、パーティクルを、電気的且つ機械的に捕獲するので、パーティクルの捕獲能力が高い。
【0008】
請求項3の発明は、
請求項1又は請求項2に記載のパーティクルコレクタシステムに適用された集塵部を、チャンバ内の床部,壁部及び天井部の部分のうち、他の部材が取り付けていない部分の全てに敷き詰めると共に、電源部と静電容量計測部とをチャンバ外に配設して、チャンバ内のパーティクルを集塵する構成とした。
かかる構成により、チャンバ内の壁部や床部等に溜まるパーティクルは、これらの部分に敷き詰められた集塵部によって吸着集塵される。このため、エアーが外部からチャンバ内のエアー導入された際に、パーティクルが、一気に吹き込まれたエアーの風圧によって巻き上げられ、チャンバ内のあらゆるところに飛散するという事態を防止することができる。そして、静電容量計測部をモニタし、パーティクルが基準値を超えたと判断した場合には、電源をオフにして、集塵部に付着したパーティクルを除去することができる。
つまり、必要なときにのみ、パーティクルの除去作業を行えばよいので、メインテナンス作業を定期的に行う必要がない。この結果、メインテナンス費用の削減と生産効率の向上とを図ることができる。
【発明の効果】
【0009】
以上詳しく説明したように、この発明によれば、集塵部近傍のパーティクルをほぼ完全に吸着することができる。そして、パーティクルの集塵状態を静電容量計測部でモニタしながら、必要なときにのみ、パーティクルを集塵部から除去すればよいので、パーティクルの除去作業を定期的に行う必要がなく、その分、メインテナンス費用の削減と生産効率の向上を図ることができる、という優れた効果がある。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、この発明の最良の形態について図面を参照して説明する。
【0012】
(実施例1)
図1は、この発明の第1実施例に係るパーティクルコレクタシステムの構成図であり、集塵部を一部破断して示す。
図2は、集塵部を断面で示すパーティクルコレクタシステムの構成図である。
図1及び
図2に示すように、このパーティクルコレクタシステム1−1は、集塵部2と電源部3と静電容量計測部4とを備えている。
【0013】
集塵部2は、パーティクルを静電気力で吸着するための部分であり、シート状で且つフレキシブルな素材により形成されており、第1の電極21と第2の電極22とこれら第1及び第2の電極21,22全体を覆う誘電体20とで成る。
誘電体20は、下層の樹脂シート20aと上層の樹脂シート20bとで形成されている。第1の電極21と第2の電極22とが、この下層の樹脂シート20aの上に水平に横並びに近接配置され、上層の樹脂シート20bが、第1及び第2の電極21,22全体を覆うように下層の樹脂シート20a上に貼り付けられている。
【0014】
電源部3は、集塵部2に静電気力を生じさせる電源を供給するための部分である。
具体的には、
図1に示すように、電源部3の入出力端子3aが第1の電極21の端子21aに接続され、入出力端子3bが第2の電極22の端子22aに接続されている。
これにより、電源部3をオンにすることで、互いに逆極性の電圧が、第1及び第2の電極21,22間にそれぞれ印加されるようになっている。この実施例では、例えば +0.2kV〜5.0kVの電圧が第1の電極21に印加され、逆極性の−0.2kV〜−5.0kVの電圧が第2の電極22に印加される。
【0015】
静電容量計測部4は、集塵部2の静電容量を計測するための部分である。
具体的には、静電容量計測部4の検出端子4aが第1の電極21の端子21aに接続され、検出端子4bが第2の電極22の端子22aに接続されている。
これにより、静電容量計測部4によって、第1及び第2の電極21,22間の静電容量を計測することができる。この静電容量は、集塵部2に吸着されたパーティクルの吸着量に対応して変化するので、静電容量値を表示部40でモニタすることにより、パーティクルが現在どのくらい集塵部2に堆積しているかを視認することができる。
【0016】
ここで、パーティクルコレクタシステム1−1の機能について、説明する。
図3は、パーティクルコレクタシステム1−1の機能を説明するための断面図である。
図3に示すように、電源部3をオンにすると、所定の電源電圧が、電源部3から第1及び第2の電極21,22間に供給され、第1及び第2の電極21,22に発生した静電気力によって、パーティクルPが、誘電体20の表面等に吸着される。
このとき、パーティクルPに対する第1及び第2の電極21,22の吸着力は、電源部3の電源電圧の高さに対応するので、電源部3から供給する電源電圧を調整することで、パーティクルPに対する吸着力を制御することができる。
電源部3の電源電圧を調整し、パーティクルPの吸着力を所望値に維持すると、パーティクルPが、第1及び第2の電極21,22の静電気力によって集塵部2に吸着され、少しずつ堆積していく。
第1及び第2の電極21,22の間即ち集塵部2の静電容量は、集塵部2に吸着されたパーティクルPの堆積量に対応して変化するので、静電容量計測部4の表示部40をモニタすることで、現時点での堆積量を知ることができる。
したがって、パーティクルPの堆積量が基準値よりも高くなったことを、静電容量計測部4の表示部40で視認した場合には、電源部3をオフにして、電源部3からの電源電圧の供給を止める。これにより、集塵部2に吸着されたパーティクルPを集塵部2から除去して、所定の場所に廃棄することができる。
【0017】
次に、この実施例のパーティクルコレクタシステムの使用例について説明する。
なお、この使用例は、この発明の集塵方法を具体的に達成するものでもある。
図4は、パーティクルコレクタシステム1−1が使用されたチャンバを示す概略図であり、
図5は、集塵部2−1〜2−8と電源部3及び静電容量計測部4との接続状態を示す概略平面図である。
【0018】
図4に示すチャンバ100は、半導体製造装置や液晶ディスプレイ製造装置等で用いられるチャンバであり、エアーやガス等の気体を導入するための導入口111と排気するための排気口112とを床部101に備えている。
この床部101上には、他の部材としてのステージ120が設置され、ワークWが、ステージ120上のリフトピン121,121によって支持されている。そして、ワークWの真上の天井部102には、エッチングや露光のための上部装置122が設置されている。
一般に、このようなチャンバ100では、ステージ120や上部装置122に耐摩耗性のある材料を用いることにより、装置自体からのパーティクル(図示省略)の発生を抑えたり、カバーを取り付けて、パーティクルのワークWへの落下等を防止するようにしている。さらに、導入口111にフィルタを取り付けて、導入するエアー等を清浄化するようにしている。
しかし、このような集塵及び防塵方法を採っても、現実には、パーティクルは、完全に無くならず、チャンバ100の床部101等に溜まってしまう。
【0019】
そこで、この例の集塵方法では、パーティクルコレクタシステム1−1をチャンバ100に使用することにより、ほぼ完全な集塵及び防塵効果を奏するようにした。
具体的には、多数の集塵部2−1〜2−8を、チャンバ100内の床部101,壁部103及び天井部102のうち、他の部材であるステージ120や上部装置122等が取り付けていない部分の全てに、敷き詰めた。そして、
図5に示すように、集塵部2−1〜2−8を電源部3及び静電容量計測部4に並列に接続した。具体的には、
図5の実線で示すように、集塵部2−1〜2−8の全第1の電極21を電源部3の入出力端子3aに接続すると共に、全第2の電極22を入出力端子3bに接続した。また、
図5の破線で示すように、集塵部2−1〜2−8の全第1の電極21を静電容量計測部4の検出端子4aに接続すると共に、全第2の電極22を検出端子4bに接続した。
【0020】
このように、多数の集塵部2−1〜2−8を、チャンバ100内の床部101等に敷き詰めておくことにより、床部101等に飛散したパーティクルは、集塵部2−1〜2−8に吸着集塵される。したがって、エアー等を導入口111からチャンバ100内に導入し、排気口112から排気する際に、パーティクルがエアーの風圧によって巻き上げられ、チャンバ100内で広く飛散するという事態は生じない。
静電容量計測部4の表示部40によって、集塵部2−1〜2−8に吸着されたパーティクルが基準値を超えたと視認した場合には、電源部3をオフにして、付着したパーティクルを一度に除去することができる。
つまり、従来の集塵方法では、集塵することができなかった床部101等のパーティクルを集塵することができる。しかも、必要なときにのみ、パーティクルの除去作業を一度に行うことができるので、メインテナンス作業を定期的に行う必要がない。この結果、メインテナンス費用の削減と生産効率の向上とを図ることができる。
【0021】
(実施例2)
次に、この発明の第2実施例について説明する。
図6は、この発明の第2実施例に係るパーティクルコレクタシステムを示す構成図であり、
図7は、パーティクルコレクタシステムの機能を説明するための断面図である。
【0022】
図6に示すように、この実施例のパーティクルコレクタシステム1−2は、集塵部2の構造が、上記第1実施例と異なる。
具体的には、平板状の第1の電極21全体を誘電体20で覆い、メッシュ状の第2の電極22をこの誘電体20の表面に貼り付けることにより、集塵部2を構成した。
そして、電源部3の入出力端子3aを平板状の第1の電極21の端子21aに接続すると共に、入出力端子3bをメッシュ状の第2の電極22の端子22aに接続した。また、静電容量計測部4の検出端子4aを第1の電極21の端子21aに接続すると共に、検出端子4bを第2の電極22の端子22aに接続した。
なお、入出力端子3bは、電源部3の内部でアースされており、メッシュ状の第2の電極22には、電流は流れないようになっている。
【0023】
かかる構成により、
図7に示すように、パーティクルPが第1及び第2の電極21,22による静電気力によって誘電体20の表面に吸着される。しかも、これらのパーティクルPは、メッシュ状の第2の電極22の網目22b内に捕獲された状態になる。
つまり、この実施例のパーティクルコレクタシステム1−2は、パーティクルPを電気的且つ機械的に捕獲するので、パーティクルPの捕獲能力が高い。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1実施例と同様であるので、それらの記載は省略する。
【0024】
(実施例3)
次に、この発明の第3実施例について説明する。
図8は、この発明の第3実施例に係るパーティクルコレクタシステムを示す構成図であり、
図9は、集塵部2の展開した状態を示す平面図である。
【0025】
図8に示すように、この実施例のパーティクルコレクタシステム1−3は、この集塵部2を折り曲げて、ハニカム状に形成した点が、上記実施例と異なる。
具体的には、図9に示すように、幅方向に横並びに配置された長尺状のほぼ平行な第1及び第2の電極21,22を、誘電体20の下層の樹脂シート20a上に横並びに配設し、上層の樹脂シート20bをこれら第1及び第2の電極21,22を覆うように、下層の樹脂シート20a上に貼り付けた。つまり、長尺状のほぼ平行な第1及び第2の電極21,22全体を、樹脂シート20a,20bで覆うことにより、集塵部2を1本の帯状体に形成した。
そして、電源部3の入出力端子3aを、この集塵部2の第1の電極21の端子21aに接続すると共に、入出力端子3bを第2の電極22の端子22aに接続した。また、静電容量計測部4の検出端子4aを第1の電極21の端子21aに接続すると共に、検出端子4bを第2の電極22の端子22aに接続した。
しかる後、
1本の帯状体である集塵部2を折り曲げて、
図8に示すように、集塵部2の全体形状を立体形状のハニカム状に形成した。
【0026】
集塵部2を起立させた状態で、電源部3をオンにすることにより、周囲のパーティクルが集塵部2の広い表面に吸着されると共に、パーティクルが筒状のセル23内に捕獲される。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1及び第2実施例と同様であるので、それらの記載は省略する。
【0027】
(実施例4)
次に、この発明の第4実施例について説明する。
図10は、この発明の第4実施例に係るパーティクルコレクタシステムの要部である集塵部2を示す概略図である。
【0028】
この実施例のパーティクルコレクタシステム1−4においても、上記第3実施例の集塵部とほぼ同構造の集塵部2が用いられている。すなわち、長尺状のほぼ平行な第1及び第2の電極21,22の全体が、樹脂シート20a,20bで覆われて、集塵部2の1本の幅広の帯状体に形成されている。
この1枚の集塵部2は、
図10の(a)に示すように、波状に湾曲した表面11を有する基材10の表面全面に貼り付けられており、これにより、集塵部2の全体形状が、波状に形成されている。
かかる構成により、集塵部2の表面全面が、基材10の表面11に対応した波状に湾曲し、パーティクルの吸着面積が広くなる。
【0029】
また、
図10の(b)に示すように、複数の集塵部2−1〜2−n(n=2以上の整数)を波状の基材10の表面全面に貼り付けることによっても、
図10の(a)に示すパーティクルコレクタシステム1−4と同様の作用効果を奏することは勿論である。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1〜第3実施例と同様であるので、それらの記載は省略する。
【0030】
(実施例5)
次に、この発明の第5実施例について説明する。
図11は、この発明の第5実施例に係るパーティクルコレクタシステムの構成図である。
図11に示すように、この実施例のパーティクルコレクタシステム1−5は、集塵部2を折り曲げて、蛇行状に形成した点が、上記実施例と異なる。
この実施例のパーティクルコレクタシステム1−5においても、上記第3実施例の集塵部とほぼ同構造の集塵部2が用いられている。すなわち、長尺状のほぼ平行な第1及び第2の電極21,22の全体が、樹脂シート20a,20bで覆われて、集塵部2の1本の帯状体に形成されている。
この集塵部2は、図11に示すように、全体形状が蛇行状になる様に折り曲げられた状態で、基材10の上に立設されている。
そして、電源部3及び静電容量計測部4が、この集塵部2の第1及び第2の電極21,22の端子21a,22aに電気的に接続されている。
その他の構成、作用及び効果は、上記第1〜第4実施例と同様であるので、それらの記載は省略する。
【0031】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、集塵方法として、第1実施例のパーティクルコレクタシステム1−1を適用した例を示したが、第2実施例〜第5実施例のパーティクルコレクタシステム1−2〜1−5を適用することもできることは勿論である。
【0032】
また、上記第1実施例では、
図5に示したように、集塵部2−1〜2−8を1つの電源部3及び1つの静電容量計測部4にそれぞれ並列に接続した例を示したが、集塵部2−1〜2−8を1つの電源部3に並列に接続すると共に、集塵部2−1〜2−8に対して8つの静電容量計測部4を配して、1つの静電容量計測部4を1つの集塵部2−1(2−2〜2−8)に直接接続するようにしてもよいことは勿論である。