(57)【要約】【課題】  本発明は、電気分解を利用した酸化分解用電極の定期的保守作業をしなくとも、冷却水中のＴＯＣ酸化分解能力が維持でき、かつコストを抑えた半導体製造設備を提供することを目的とする。【解決手段】  アクチュエータを冷却水で冷却する冷却液システムの冷却水中のＴＯＣを低い状態に保つ為に電気分解酸化装置を冷却液システム中に備えた半導体製造設備において、前記電気分解酸化装置の酸化分解用電極に印加する電圧及び電極の少なくとも一方の極性を切り替える手段を設けたことを特徴とする。【選択図】  図１
2006007166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータを冷却水で冷却する冷却液システムの冷却水中の全有機炭素量を低い状態に保つための電気分解酸化装置を冷却液システム中に備えた半導体製造設備において、前記電気分解酸化装置の酸化分解用電極に印加する電圧及び電極の少なくとも一方の極性を切り替える手段を設けたことを特徴とする半導体製造設備。
【請求項２】
アクチュエータを冷却水で冷却する冷却液システムの冷却水中の全有機炭素量を低い状態に保つための気分解酸化装置を冷却液システム中に備えた半導体製造設備において、アクチュエータの駆動を制御するアクチュエータドライバーが、前記電気分解酸化装置の酸化分解用電極に印加する電圧及び電極の極性を切り替える手段を兼ねることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
設備内に駆動機構を動かす為のアクチュエータを備え、アクチュエータの冷却に冷却液システムを用いた半導体製造設備において、冷却水中のＴＯＣ（全有機炭素量）を下げる為に、電気分解酸化装置を冷却液システム中に備えた半導体製造設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体製造設備において半導体素子の微細化に伴い、より微細なパターンを作成する性能が求められている。また、その一方設備内の駆動機構の動作には高速化が求められ、設備が処理するべき工程に必要な時間を短縮し、スループットの向上が図られている。
【０００３】
上記２つの要求を実現する為に、従来の半導体製造設備では設備内での温度変化による半導体基板及び駆動機構の変形による処理精度の悪化を防止し、且つ駆動機構の高速化を両立する手段として、設備全体を密閉型の恒温チャンバーで蔽い、チャンバー内の温度を一定に保つと共に、高速で動作する駆動機構の発熱を抑える為に発熱の多い機構にはアクチュエータに冷却液を循環させて冷却するシステムが備えられている。
【０００４】
この様な冷却液システムにおいて、従来冷却液としては絶縁性の高い液状のハロゲン化合物が使われているが、近年さらなるスループット向上を図る為に、アクチュエータの駆動スピードが上がり、発熱量は増加する方向である。そこでこの状況に対応する手段としてより比熱効率の良い純水を冷却液として用いる冷却液システムが注目されている。
【特許文献１】特開平８−１２６８８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、純水をアクチュエータ冷却用の冷却液として用いる場合、ＵＶ光や電気分解等により含有有機物を酸化分解し、フィルターで除去するような手段を設け、ＴＯＣを或る程度低い状態に保持しておかないとアクチュエータ内の通電箇所とアースの間で純水を通じてショート状態、すなわち地絡を起こしてしまう危険性がある。
【０００６】
このＴＯＣは一度低い状態になって純水の循環が継続している間は酸化分解手段とフィルターの効果で、急激に高くなることはないが、保守作業等で純水の循環を長期間停止すると復電時にはＴＯＣが低い値に戻るまで、非常に長い待ち時間を経ないと再度アクチュエータを駆動することができない。
【０００７】
なお、酸化分解手段としてＵＶ光を利用している場合、ＵＶ光源の交換が定期的に発生し、また、電気分解を利用する場合、電気分解用電極に析出するダスト除去が定期的に発生する為、上記の純水循環を停止する保守作業の頻度が増加してしまう問題があった。図５に電気分解用電極の陽極３４、陰極３５の極性が固定されている場合の有機物酸化分解の動作とダストが陰極３５に析出する動作説明図を示す。
【０００８】
また、酸化分解手段を設ける場合、その為の高圧電源や制御回路が必要となり、設備のコストアップにもつながっていた。
【０００９】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたもので、電気分解を利用した酸化分解用電極の定期的保守作業をしなくとも、冷却水中のＴＯＣ酸化分解能力が維持でき、かつコストを抑えた半導体製造設備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】
【００１０】
本発明の請求項１の発明は、アクチュエータを冷却水で冷却する冷却液システムの冷却水中のＴＯＣを低い状態に保つ為に電気分解酸化装置を冷却液システム中に備えた半導体製造設備において、前記電気分解酸化装置の酸化分解用電極に印加する電圧及び電極の少なくとも一方の極性を切り替える手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
さらに、本発明の請求項２の発明は、アクチュエータを冷却水で冷却する冷却液システムの冷却水中のＴＯＣを低い状態に保つ為に電気分解酸化装置を冷却液システム中に備えた半導体製造設備において、前記電気分解酸化装置の酸化分解用電極に印加する電圧及び電極の極性を切り替える手段はアクチュエータの駆動を制御するアクチュエータドライバーが兼ねることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、酸化分解された有機物ダストの酸化分解用電極への蓄積を防止し、電気分解を利用した酸化分解用電極の定期的保守作業をしなくとも、冷却水中のＴＯＣ酸化分解能力を維持することが可能となる。また、有機物ダストの酸化分解用電極への蓄積の防止と、設備本体が要求する冷却水中のＴＯＣ値により最適な酸化分解能力設定を同時に実現し、定期的保守時間の削減と酸化分解の為に必要な消費電力の削減が可能となる。
【００１３】
さらに、本願の請求項２に記載の発明によれば、専用の高圧電源や制御回路を設けることなく上記請求項１による効果を実現することができ、設備としてのスペースセービングとコスト削減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に従って本発明に係る半導体製造設備の冷却液システムの好ましい実施の形態について詳述する。
【００１５】
（第１の実施例）
図１は本発明の第１の実施例の設備構成を説明するブロック図である。
【００１６】
図１において半導体製造設備の本体側には図示していない駆動機構を駆動するアクチュエータ１が設けられ、アクチュエータ１には駆動時の発熱を防止する為に冷却液が流せるように冷却液通路２と冷却液の供給配管３、リターン配管４が接続されている。アクチュエータ１にはまた駆動の為のドライブ信号を送るアクチュエータドライバー５が接続され、アクチュエータドライバー５にはアクチュエータドライバー制御回路１６が接続されている。
【００１７】
一方、冷却液システム側にはまずリターン配管側には有機物を酸化分解する電気分解酸化装置６、アクチュエータ１の熱を吸収してリターン配管４を戻ってきた冷却液を冷やす冷却器７、冷却液を一時的に貯めて置く冷却液タンク８が構成されている。
【００１８】
また、冷却液をアクチュエータ１に送り出す供給配管側には冷却液を循環させる為のポンプ９、電気分解酸化装置６により酸化分解されたダストを取り除くフィルター１０、冷却液のＴＯＣを計測するＴＯＣ計１１、供給配管３を経由してアクチュエータ１を冷やすのに冷却液が最適な温度になるよう設定する過熱器１２が構成されている。
【００１９】
さらに、電気分解酸化装置６には冷却液に対して電界をかける為に電極対１３が有り、電極対１３にはドライバー回路１４が接続され、ドライバー回路１４にはドライバー制御回路１５が接続されている。
【００２０】
なお、本発明の半導体製造設備においては冷却水として比熱効率の良い純水を用いた例について説明をする。
【００２１】
まず、純水のＴＯＣが高い状態つまり設備の初期あるいは純水の交換作業後の立ち上げ時もしくは設備の保守作業により長期停止から復電する様な場合の動作について説明する。
【００２２】
ＴＯＣが高い状態では本体側のアクチュエータ１内に設けられた冷却液通路２中の純水が導電性が高い為に、アクチュエータ内の通電箇所とアースとの間で純水を通してショートする危険性が有り、アクチュエータドライバー５の出力はＯＮ状態にはできない。このＴＯＣが高い状態とはＴＯＣ値が１００〜１０００ｕｇ／ｌの値を示す状態である。
【００２３】
そこで、アクチュエータドライバー５の出力をＯＦＦにした状態で冷却水システム側のポンプ９を動作させ純水の循環を開始する。同時にリターン配管側に設けられた電気分解酸化装置６内の電極対１３に対してドライバー回路１４から通電が開始される。図２に基づいて本発明の電気分解酸化装置６の動作について説明する。
【００２４】
図２において電気分解酸化装置６は取付部３０によりリターン配管４に取り付けられ、内部では純水の流れ３１に対して、電流３２は電極対１３に印加される電圧の極性により、或る周期で反転する。この環境下においてヒドロキシラジカルＯＨ・イオンがイオンの流れ３３の様に有機物を分解する。
【００２５】
電気分解酸化装置６に設けられた電極対１３にはドライバー回路１４により数１００Ｖ〜１０００Ｖの電圧が印加される。すると陽極側電極の表面からは電子が放出され、同時に陰極側電極にホールが形成される。この電子やホールは荷電子体といわれるもので、この荷電子体が酸素ラジカルＯ・やヒドロキシラジカルＯＨ・等のラジカル分子を形成する。酸素ラジカルＯ・は純水に対して電極対に印加される電圧が発生する電界のエネルギーにより
Ｏ2＋Ｏ・＋Ｈ2Ｏ→２ＯＨ・＋Ｏ2
さらにヒドロキシラジカルＯＨ・の生成を促進する。
【００２６】
以上のように形成されたヒドロキシラジカルＯＨ・が純水中のＴＯＣを上げる原因となっている有機物に対して
Ｒ−Ｃ＋ＯＨ・→Ｒ−ＣＯＯＨ
まず、カルボン酸等の有機酸の段階まで酸化分解する。さらにヒドロキシラジカルＯＨ・は有機酸を分解し、一部は炭酸ガスにまで酸化分解される。 
Ｒ−ＣＯＯＨ＋ＯＨ・→Ｒ・＋ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ
以上の様に純水中の有機物は電気分解酸化装置６の働きにより有機酸あるいは炭酸ガスに分解され、イオン化される。
【００２７】
なお、本発明の電気分解酸化装置６に設けられた電極対１３に対して電圧を印加するドライバー回路１４は後段に設けられたＴＯＣ計１１で測定される純水のＴＯＣ値に応じてドライバー制御回路１５により図３に示す様に電極対１３の極性を反転する。これは電気分解中に電極対１３の陰極側に酸化分解過程の中間物であるＲ成分がダストとして析出し、陰極側のホール生成を阻害し、その結果として酸化分解能力の低下するのを防止する為である。つまり、電極対１３に電圧を印加する場合に、陰極と陽極を入れ替えることが可能となり、酸化分解能力の維持の為に定期的に片方の電極の蓄積ダストを清掃する必要性をなくすことが可能である。
【００２８】
ドライバー回路１４はまた、ＴＯＣ計１１の測定値に基づき、ドライバー制御回路１５により電極対１３に印加する電圧値を変えることも可能である。これによりＴＯＣ値が高い時には印加する電圧を高くして酸化分解の速度を速め、設備の立ち上げ時間を短縮することが出来る。
【００２９】
電気分解酸化装置６によりイオン化された純水中の有機物はフィルター１０により除去される。このフィルター１０はイオン交換作用をもつフィルターで構成され、良好に純水中の有機物を除去することが出来る。
【００３０】
フィルター１０を通過した純水は、ＴＯＣ計１１に導かれ、ＴＯＣ値が連続的に測定分析される。
【００３１】
以上のように電気分解酸化装置６とフィルター１０の働きにより純水のＴＯＣ値は数１０ｕｇ／ｌにまで低下させられる。
【００３２】
ＴＯＣが低い状態になると、アクチュエータ１内の通電箇所とアースとの間でのショートの危険性が無くなり、アクチュエータドライバー５の出力をＯＮすることが可能となる。この段階で半導体製造設備の稼働スタンバイとなる。
【００３３】
この後、ＴＯＣ計１１により純水のＴＯＣ値を常に監視して、数１００ｕｇ／ｌ以下の値を示している状態では半導体製造設備本体側のアクチュエータ１が図示していない駆動機構を駆動して装置本来の動作が行われる。アクチュエータ１の駆動による発熱は冷却通路２を流れる純水に置換され、その純水はリターン配管４を通って冷却水システム側に戻ってくる。アクチュエータ１の発熱を置換して暖められた純水は電気分解酸化装置６を通過後、冷却器７により冷やされ冷却液タンク８に一時的に蓄えられる。冷却液タンク８からは供給側配管３を通ってポンプ９により有機物を除去する為のフィルター１０に送られる。その後純水はＴＯＣ計１１によりＴＯＣを測定され、設備本体側の冷却をするのに最適な温度に調整する加熱器１２に送られる。最適な温度に調整された純水は駆動中のアクチュエータ１に送られ、以降このルートを循環して純水は駆動中のアクチュエータ１の冷却を連続的に行う。
【００３４】
なお、以上のように電気分解酸化装置６とフィルター１０の働きにより、一度純水中のＴＯＣ値を低い状態にすると、アクチュエータ１と供給配管３、リターン配管４のつくる循環系で、ポンプ９による純水の循環が行われている間は電気分解酸化装置６による分解速度を落としてもフィルター１０の働きで急にＴＯＣ値が増加してアクチュエータ１において地絡をおこすようなことはない。従って、上記の説明にあるように設備の初期あるいは純水の交換作業後の立ち上げ時もしくは設備の保守作業により長期停止から復電する様な場合に一度ＴＯＣを低い状態にすれば、その後はＴＯＣ計１１によりＴＯＣ値を監視して、数ｕｇ／ｌ以下の値を維持する必要がある場合はドライバー制御回路１５の働きによりドライバー回路１４の出力電圧を低くすることにより、電気分解酸化装置６の消費電力を削減することができる。逆にＴＯＣ値が再び１０ｕｇ／ｌ以上の値を示したら電気酸化分解装置６に印加するドライバー回路１４の出力電圧を高い値に変更し駆動させ、アクチュエータドライバー５の出力をＯＦＦし地落を防止することができる。
【００３５】
また、設備本体のアクチュエータ１内の通電部分と冷却液通路２が近接していなくとも十分に冷却可能な発熱しかしないアクチュエータで、ＴＯＣ計１１によりＴＯＣ値を監視して、数１０ｕｇ／ｌ〜１００ｕｇ／ｌの値になっていれば地落の危険性を回避できる場合には電気分解酸化装置６とフィルター１０の働きにより、一度純水中のＴＯＣ値を低い状態にすると、アクチュエータ１と供給配管３、リターン配管４のつくる循環系で、ポンプ９による純水の循環が行われている間は電気分解酸化装置６による酸化分解を停止してもフィルター１０の働きで急にＴＯＣ値が増加してアクチュエータ１において地絡をおこすようなことはない。この様な設備に対して本発明の冷却液システムを適用する場合は、ＴＯＣ値の監視により、数１０ｕｇ／ｌ〜１００ｕｇ／ｌの間はドライバー制御回路１５の働きによりドライバー回路１４の出力を停止し、電気分解酸化装置６は機能をＯＦＦすることができる。逆にＴＯＣ値が再び１００ｕｇ／ｌ以上の値を示したら電気酸化分解装置６を駆動させ、アクチュエータドライバー５の出力をＯＦＦし地落を防止することができる。
【００３６】
以上、説明したように本実施例を半導体設備に適用すれば、酸化分解電極へ印加する電圧の極性を定期的に反転することにより、分解された有機物ダストの酸化分解用電極への蓄積を防止し、電気分解を利用した酸化分解用電極の定期的保守作業をしなくとも、冷却水中のＴＯＣ酸化分解能力を維持することが可能となる。
【００３７】
また、冷却水のＴＯＣ値を監視しながら、冷却水のＴＯＣ値が高い間は酸化分解電極への印加電圧を高くして酸化分解能力を上げ、冷却水のＴＯＣ値が十分低くなり設備本体の要求する冷却水のＴＯＣ値が数ｕｇ／ｌ以下の様な低いレベルを維持する必要があれば、酸化分解電極への印加電圧を低くして維持が可能な酸化分解能力とし、設備本体の要求する冷却水のＴＯＣ値が数１０ｕｇ／ｌ〜１００ｕｇ／ｌの様にある幅を持つ低いレベルの場合は酸化分解電極への電圧印加を停止するように、設備本体の要求する冷却水のＴＯＣ値に適した酸化分解電極への電圧印加制御をすることにより、電気分解酸化装置の消費電力を削減することが可能となる。
【００３８】
（第２の実施例）
図４は本発明の第２の実施例を説明する構成図である。
【００３９】
図４において半導体製造設備の本体側の構成は基本的に前記第１の実施例の構成図と同じである。異なる点はアクチュエータ１に駆動の為のドライブ信号を送るアクチュエータドライバー５がドライブ切替器２０を介してアクチュエータ１と電気分解酸化装置６の電極対１３の両方に接続されている点とアクチュエータドライバー５に接続されるアクチュエータドライバー制御回路１６がドライバー切替器２０とＴＯＣ計１１の両方に接続されている点である。
【００４０】
本実施例では上記の接続により、アクチュエータ１のドライブと電気分解酸化装置６の電極対１３のドライブをアクチュエータドライバー５を兼用して行うものである。
【００４１】
まず、純水のＴＯＣが高い状態つまり設備の初期あるいは純水の交換作業後の立ち上げ時もしくは設備の保守作業により長期停止から復電する様な場合の動作について説明する。
【００４２】
ＴＯＣが高い状態ではアクチュエータ内の通電箇所とアースとの間で純水を通してショートする危険性が有り、アクチュエータドライバー５の出力をアクチュエータ１に接続することはできない。そこでアクチュエータドライバー制御回路１６がＴＯＣ計１１の測定値に基づいてドライブ切替器２０を電気分解酸化装置６側に切り替える。これによりアクチュエータドライバー５による電気分解酸化装置６の電極対１３への通電が開始される。同時にポンプ９による純水の循環が始まる。ここでの冷却液システムの動作は第１の実施例と同様なので詳しい説明は省略するが、基本的に電気分解酸化装置６とフィルター１０の働きによりＴＯＣ値の低下が促進される。
【００４３】
また、アクチュエータドライバー５の出力はアクチュエータドライバー制御回路１６の制御により直流、交流の切り替え及び電圧、周波数とも可変にすることが可能である。つまり、第１の実施例と同様にＴＯＣ計１１の測定値に基づいて、電気分解酸化装置６の電極対１３に有機物のダストが蓄積するのを防止するように最適な周期での極性切り替え及びＴＯＣ分解に最適な電圧を印加することが可能となる。
【００４４】
上記の動作が順調に行われ、純水中のＴＯＣ値が数１０ｕｇ／ｌ以下になると、アクチュエータ１での純水によるショートの危険性が無くなる為にアクチュエータドライバー制御回路１６はドライブ切替器２０をアクチュエータ１側に切り替える。この時点で、電気分解酸化装置６への通電は停止するが、第１の実施例の説明でも述べたように、数１０ｕｇ／ｌ〜１００ｕｇ／ｌの値になっていれば地落の危険性を回避できるアクチュエータに本実施例の冷却液システムを適用する場合は純水の循環の継続とフィルター１０の働きによりＴＯＣ値が急に高くなることはない為に地絡の防止が実現できる。
【００４５】
以降、第１の実施例と同様に半導体製造装置本体側のアクチュエータ１により図示をしない駆動機構の駆動が行われ、装置本来の動作が開始されると共に、冷却液システムによるアクチュエータ１への冷却用純水の循環が継続される。
なお、本実施例においては冷却液としての純水中の有機物含有量をＴＯＣ計により分析する例について述べたが、ＴＯＣ値の代わりに比抵抗値により判断するのでもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】第１の実施例における設備構成のブロック図。
【図２】第１の実施例における電気分解酸化装置の動作概略図。
【図３】第１の実施例における電気分解用電極の印加電圧。
【図４】第２の実施例における設備構成のブロック図。
【図５】従来の電気分解酸化装置の動作概略図。
【符号の説明】
【００４７】
１  アクチュエータ
２  冷却液通路
３  供給配管
４  リターン配管
５  アクチュエータドライバー
７  冷却器
８  冷却液タンク
９  ポンプ
１０  フィルター
１１  ＴＯＣ計
１２  加熱器
１３  電極対
１４  ドライバー回路
１５  ドライバー制御回路
１６  アクチュエータドライバー制御回路
２０  ドライブ切替器
３０  取付部
３１  純水の流れ
３２  電流
３３  イオンの流れ
３４  陽極
３５  陰極
【図１】
2006007166.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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