JPH04305218A - クリーンルームのガス除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、集積回路等に利用され
るクリーンルームに係り、特に超高集積度の集積回路素
子の製造に適した超清浄クリーンルームに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製造等ではクリーンルー
ム内において、洗浄やエッチング等でＨＦやＨＣｌ、Ｎ
Ｈ３　、Ｈ２Ｏ２　、その他有機溶剤等を使用している
。従来のクリーンルームでは、このような薬品等の漏れ
による装置の腐食やＨＥＰＡフイルタの損傷を防止する
ため、ガスを除去するガス吸収フイルタを設けている。 図６は半導体集積回路素子（ＬＳＩ）の製造に利用され
るクリーンルームを示している。清浄作業域１の天井に
はファンフイルタユニット１Ａ、１Ｂが設置され、ファ
ンフイルタユニットにはそれぞれ送風フアン２Ａ、２Ｂ
と、高性能フイルタ（以下ＨＥＰＡフイルタと称する）
３Ａ、３Ｂを有している。清浄作業域１には製造装置４
が配置されている。ファンフイルタユニット１Ａ、１Ｂ
から吹き出された清浄空気は開口床５、床下空間６を通
り、保守域６Ａ、６Ｂを上昇してファンフイルタユニッ
トの空気取り入れ口１Ｃ、１Ｄに入る。床下空間６から
一部の空気は、換気ダクト６Ｃを通って空気調和機７に
送られる。空気調和機７はミキシングチャンバ７Ａ、温
湿度調整部７Ｂ、送風ファン７Ｃ、ＨＥＰＡフイルタ７
Ｄ等より成り、ミキシングチャンバ７Ａでは、クリーン
ルームからのエアと外気８とが混合される。混合空気は
、空気調和機の各部分を通って温湿度が調和され、清浄
化されて供給ダクト９を通って、ファンフイルタユニッ
トに入る。

【０００３】ところでＬＳＩは、微細化の進展に伴って
、製造環境の清浄度への要求も厳しくなっており、塵埃
の外、外気からの硫黄酸化物（ＳＯ２　）、窒素酸化物
類（ＮＯＸ　）の侵入の防止も求められるようになった
。 このため活性炭を主材とするガス吸収フイルタを用いる
ことが提案されている。例えば、第９回超ＬＳＩウルト
ラクリーンテクノロジーシンポジウム「クリーンルーム
及びその付帯設備」（平成元年６月）のプロシーディン
グｐ３５には、図６に示すように活性炭吸着層７Ｅを外
気処理機の中に用いる例が示されている。また特開昭６
０−４４７４２号公報では、図６に示すように活性炭素
繊維からなるフイルタ９Ａを供給ダクト９の途中に用い
る例が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、クリー
ンルームに供給される空気の大部分は保守域６Ａ、６Ｂ
を通って循環しており、内部での汚染、特に製造装置４
からの汚染、それもＨＥＰＡフイルタでは除去されない
ガス状物質による汚染が発生すると、これを除去するの
は容易ではない。特に洗浄装置で多量に使用している弗
化水素ガスが漏洩すると、室内壁面等への吸着、脱着な
どを繰り返しながらクリーンルーム内全域へ拡散する。 弗化水素ガスはＨＥＰＡフイルタに接触すると、フイル
タを構成するガラス繊維を腐食させ、ガラス中に含まれ
るボロン化合物の極微粒子を放出する危険性がある。ボ
ロン化合物はシリコン半導体のウエハに付着し、ＬＳＩ
の性能や歩留りを悪くする。

【０００５】室内中のガスを除去する例として、例えば
、清水建設研究報告第４５号（昭和６２年４月）には、
椰子殻破砕活性炭にＫＯＨを添着させた室内空気中の酸
性ガスの吸着剤の例が示されている。しかし破砕活性炭
は使用中に微粒子塵埃の発生数が多く、半導体等の製造
用クリーンルーム内に設置するのは不適当である。 本発明はクリーンルーム内で発生する酸性、アルカリ性
ガス及び有機性の各種ガス類を除去することによって、
高い清浄度のクリーンルーム内雰囲気を形成し、作業環
境並びに製品の歩留り向上を図るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明ではクリーンルーム内の各種ガスの発生す
る近傍の空気の循環通路に、低い空気流通抵抗値をもっ
たガスの除去装置を設けた。ガス除去装置の基本的構成
は格子構造状の活性炭担体にガスの吸着補助剤を担持し
たものであり、担体を通過する空気の圧力損失は３ｍｍ
水柱以下、好ましくは１ｍｍ水柱以下である。

【０００７】このような低圧損担体の断面開口率（空間
率）は８０〜９０％である。更に、クリーンルーム内で
使用するためには、低発塵性であることが必要であり、
脆弱な格子構造状の活性炭担体は１個当たりの体積が１
ｃｍ３〜５００ｃｍ３　、好ましくは１６ｃｍ３　〜３
００ｃｍ３　の範囲にある。この格子状に形成された吸
着材を弾性のある不織布等で包み、容器中に整列して空
気の循環通路に設置する。

【０００８】

【作用】クリーンルーム内の空気は１秒間に１ｍ前後の
風速で流れており、換気回数は１　分間に数回から十数
回に及んでいる。この気流中に水柱１ｍｍ以下の低圧力
損失のガス除去装置を設置すると、循環空気の一部がガ
ス除去装置内を通過し、そこで有害成分が除かれる。ガ
ス除去装置にファン等の送風手段を設けると、ガスの除
去量は増大するが、振動や風速の影響で発塵源になる可
能性があり、クリーンルーム内に設置するものとしては
好ましくない。

【０００９】ガス除去装置は空気の流通路の全面に設け
ることは他の機器や配管に干渉されてできない。循環空
気の一部分しか通過しないので、ガスの除去性能は圧力
損失が３ｍｍ水柱以下、好ましくは１ｍｍ水柱以下の、
開口率として８０％〜９０％のものが適している。

【００１０】

【実施例】格子構造状に成形した活性炭を８規定の炭酸
カリ水溶液中に浸漬した後脱水、乾燥し、炭酸カリを活
性炭重量の約１０％担持せしめて炭酸ガス除去担体を得
た。この除去担体は縦６０ｍｍ、横３０ｍｍ、厚さ３０
ｍｍの短冊形で（図３参照）、３９個を容器中に並べて
除去装置を組み立てた（図５参照）。

【００１１】図３では、本発明の除去フイルタを構成す
る格子構造状活性炭４０が示され、活性炭４０は全体と
して直方体状に形成されている。活性炭４０は、図４に
示すように、多数の貫通した格子状孔４２を有し、格子
孔４２は開口径ｌ＝０．７　〜１．２ｍｍ　、壁厚ｔ＝
０．２　〜０．４ｍｍで構成されている。活性炭４０は
、格子構造状に限らず、ハニカム構造でもよい。

【００１２】このように構成された活性炭４０は図５で
示す発泡スチロール製中枠４４内に複数個整列して配置
される。各活性炭４０の間にはポリエステル繊維製緩衝
材４６が配置され、活性炭４０同士が直接接触しないよ
うになっている。更に、活性炭４０の上面、下面にはポ
リエステル繊維製保護シート４８、５０が設けられる。 更に、このように構成された活性炭４０には、下枠５２
の中に下側エキスパンドメタル５４、粗フイルタ５６、
上側エキスパンドメタル５８、上枠６０が重ねられ、ボ
ルト６２に一体にされてガス吸収フイルタを構成する。

【００１３】本願発明の格子状活性炭Ａ、Ｂ及び比較の
ための活性炭Ｃについての性能は表１の通りである。

【００１４】

【表１】 吸着実験は図１に示す実験用クリーンルーム内において
行った。クリーンルーム１０内には機器１４があり、床
は空気の流通するグレーチング１５が敷かれている。天
井にはファン１２ａ、１２ｂ、ＨＥＰＡフイルタ１３ａ
、１３ｂを有するファンフイルタユニット１１ａ、１１
ｂがあり、クリーンルーム内に下向きに吹出された清浄
空気はグレーチング１５を通り、床下１６から一部の空
気（約５％）は外調機２０へ、大部分の空気は循環流路
１７ａ、１７ｂを通り、ファンフイルタユニット１１ａ
、１１ｂに戻る。ガス除去装置５０ａはファンフイルタ
ユニット１１ａの吸気部に同じくガス除去装置５０ｂは
循環流路１７ｂの一部に位置するように取付けられてい
る。

【００１５】クリーンルーム内に循環全空気量の１０ｐ
ｐｍ　に相当する量の塩化水素ガスを発生させ、３０分
ごとにガス濃度を測定した。測定結果を図２に示す。本
願発明のＡ、Ｂは３０分後に１ｐｐｍ　以下に達したの
に対し、Ｃは２時間以上要した。塩化水素ガスはクリー
ンルーム内外の壁面等への吸着、放出を繰り返すため、
完全に除去されるまでにかなりの時間を要している。こ
のため、活性の強いガスの除去性能は除去材自身の性能
よりも、除去装置を通過しうる風量に依存するものと思
われる。

【００１６】本実施例では塩化水素ガスを対象にしたが
、弗化水素ガスや硫酸ガス等の酸性ガスでも同様である
。活性炭に酸性成分を担持することによって、アンモニ
ア等のアルカリ性ガスの除去や、その他有機性ガスの除
去も可能である。吸着装置の設置場所としては、ダクト
部を除く空気の流通領域であれば、とくに場所として限
定されるものではない。

【００１７】

【発明の効果】本願のガス除去装置は低い空気抵抗値を
もつため、専用のファンを設けたり、循環用のファンフ
イルタユニット中のファンの容量を大きくする必要もな
く、床下や循環空気通路の空いている場所に取付けるこ
とで、確実にクリーンルーム内の有害ガス成分の濃度を
下げることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はガス除去装置を備えたクリーンルームの
断面説明図

【図２】図２は本発明と従来例のＨＣＬ除去率を示す特
性図

【図３】図３は本発明の格子構造体状活性炭の斜視図

【
図４】図４は本発明の活性炭の拡大斜視図

【図５】図５
は本発明のガス吸収フイルタの分解斜視図

【図６】図６
は従来のクリーンルームの一例を示す概略構成図

【符号の説明】

１０…クリーンルーム １５…グレーチング １１ａ、１１ｂ…ファンフイルタユニット１７ａ、１７
ｂ…循環流路 ４０…格子構造状活性炭 ４６…緩衝材 ５０ａ、５０ｂ…ガス除去装置 ５２…下枠 ５６…フイルタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】除塵フイルタを通過した空気を循環して吹
   出すクリーンルームにおいて、空気の循環通路の一部に
   空気の通風抵抗が３ｍｍ水柱以下の格子構造状活性炭を
   有するガス除去装置を備えたことを特徴とするクリーン
   ルーム。
2. 【請求項２】請求項１記載のガス除去装置は断面開口率
   が８０％〜９０％の格子構造状活性炭で構成されたこと
   を特徴とするクリーンルーム。