JPH08193736A - フィルターユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クリーンルーム内及び半導体製造装置内の塵
埃及び化学汚染物質イオンを効果的にそれぞれ一定量
（濃度）以下に抑えた高清浄空気をクリーンルーム内及
び半導体製造装置内に供給するフィルターユニットを提
供する。 【構成】 クリーンルーム内の空気を通過させることに
よって、該クリーンルーム内に清浄空気を供給する微粒
子除去用フィルター２５を内蔵するフィルターユニット
７において、特に、微粒子除去用フィルター２５の空気
吹き出し側に配置された少なくとも１種類の化学汚染物
質イオンに対する除去材２６を具備するものである。フ
ィルターユニットは、クリーンルーム内に空気を送り出
す際に、空気中に含まれる特定の化学汚染物質イオンの
除去材２６を設置することにより、空気中の塵埃及び化
学汚染物質イオンを一定量以下に抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高清浄度が要求される
半導体製造装置における空気清浄装置及びクリーンルー
ム内のフィルターユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のクリーンルームを図５及び図６に
基づき説明する。図５は、従来のクリーンルームの概略
図である。図６は、図５に示されるファンフィルターユ
ニット１７の部分拡大断面概略図である。

【０００３】図５に示す外調機１１は、不図示の第１の
ダクトを介して微粒子除去用フィルター１２及びこの微
粒子除去用フィルター１２に隣接して配置された化学汚
染物質イオンの除去材１３に接続されている。更に、化
学汚染物質イオンの除去材１３は不図示の第２のダクト
を介して、クリーンルーム１４の天井１９上のチャンバ
に接続されている。外調機１１によって外気を取り込
み、この取り込んだ外気は、不図示の第１のダクトを介
して前記微粒子除去用フィルター１２及び化学汚染物質
イオンの除去材１３を通過し、塵埃や化学汚染物質イオ
ンが除去された清浄な空気となる。そしてこの清浄な空
気は、化学汚染物質イオンの除去材１３の他端に接続さ
れている不図示の第２のダクトを介してクリーンルーム
１４内に供給される。

【０００４】この微粒子除去用フィルター１２は、外気
中に含まれる塵埃を濾過又は捕集すべき対象塵埃の粒径
に応じて複数段のフィルターとして構成されており、最
終段のフィルターでは、最小粒径が０．１〜０．２ミク
ロンの微小な塵埃を、９９．９９９％の効率で濾過又は
捕集している。更に、外気中の空気をクリーンルーム１
４内に取り込むためには、外気中に含まれる硝酸イオ
ン，硫酸イオン及びアンモニアイオン等の化学汚染物質
イオンを除去する必要がある。外気に含まれる化学汚染
物質イオンの除去を行わないと、クリーンルーム１４内
の各種イオン濃度の許容範囲の上限度を越える恐れがあ
った。

【０００５】クリーンルーム１４内に取り込もうとする
外気の中には、クリーンルーム１４内の許容濃度以上に
特定の化学汚染物質イオン（硝酸イオン，硫酸イオン及
びアンモニアイオン等）が含まれている。このためその
ような外気を、その化学汚染物質イオンに対応する化学
汚染物質イオンの除去材である吸着剤の中を通過させて
特定の化学汚染物質イオンを除去する必要があった。こ
の吸着剤は、化学汚染物質イオンによって選択性がある
ため吸着，捕集しようとする化学汚染物質イオンに対応
して複数の種類の吸着剤が必要になることもあった。

【０００６】そこで、クリーンルーム１４内に外気を取
り込む場合は、外気が微粒子除去用フィルター１２及び
化学汚染物質イオンの除去材１３を通過するようにし、
外気を清浄な空気にした後、クリーンルーム内に清浄な
空気を供給している。また、外調機１１では、クリーン
ルーム１４内で必要な空気の温度，湿度の調整も行われ
ている。

【０００７】また、図５に示すようにクリーンルーム１
４内の天井１９には、ファンフィルターユニット１７が
配置されている。このファンフィルターユニット１７の
側壁には、それぞれ不図示の送風口が形成され、循環空
気はこの送風口を通ってファンフィルターユニット１７
に供給されている。このファンフィルターユニット１７
は、図６に示されるように空調機２１及び循環空気中の
最小粒径０．１ミクロン程度までの塵埃を９９．９９９
％で濾過，捕集する微粒子除去用フィルター２２によっ
て構成される。送風口から供給された空気は矢印２３に
沿って空調機２１によって送り出され、微粒子除去用フ
ィルター２２を通過してクリーンルーム１４内に吹き出
されている。この微粒子除去用フィルター２２として
は、好適には例えば、ＨＥＰＡ（high efficiency part
iculate air ）フィルターや、捕集効率を高めたＵＬＰ
Ａ（ultra low penetration air ）フィルター等が使用
されている。

【０００８】ファンフィルターユニット１７からクリー
ンルーム１４内へ排出された清浄な空気は、クリーンル
ーム１４内の床１６に敷設された床面グレーチングを通
過して床下チャンバに吸い込まれる。この床下チャンバ
内の空気は、不図示の吸気口に吸気される。この吸気口
は、それぞれ不図示の吸気ダクトを介してファンを具備
する不図示の空気調整機に接続される。空気調整機でミ
キシングされた空調空気は、それぞれ不図示のダクトを
介してファンフィルターユニット１７に再び供給される
ようになっている。

【０００９】このようにして、塵埃、化学汚染物質イオ
ン濃度ともに管理許容範囲の上限値以下に制御された高
清浄度の空気は、矢印１５に沿って新鮮な空気がクリー
ンルーム１４内に供給される。

【００１０】また、クリーンルーム１４内の床１６上に
は、多数の半導体製造装置１８が配置されている。例え
ば、ウエットエッチング装置や洗浄装置等の半導体製造
装置１８では、化学薬品を多量に使用している。これに
伴って、多量の化学汚染物質イオンをクリーンルーム１
４内に発生させる結果、クリーンルーム１４内を汚染す
ることがあった。

【００１１】クリーンルーム１４内では、洗浄工程，エ
ッチング工程及びＣＶＤ工程等で多種類の薬品やガスを
使用する。これらの工程で予想される化学汚染物質イオ
ンは、通常各工程中でこれらの薬品やガスを取り扱う半
導体製造装置１８から不図示の排気系ダクトや配管を経
由して排気されるように設備上の対応が取られている。
しかし、ウエットエッチングのためのドラフトチャンバ
ー等の正面の扉を開けて手動でウエハキャリアを操作し
たりする際や、或いは半導体製造装置１８のメンテナン
ス時、更には、半導体製造装置１８や排気系のダクトか
らの微量な洩れ、排気系のトラブルによる停止時の拡散
等、様々な理由から局所的に化学汚染物質イオンがクリ
ーンルーム１４内の循環空気中に入り込むことがあっ
た。

【００１２】また、クリーンルーム内のアンモニアイオ
ンや硫酸イオン、その他の多種化学汚染物質イオンを除
去可能なクリーンルームのエアフィルターについては、
例えば実開平２−１０８７１２号公報に記載されてい
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】この実開平２−１０８
７１２号公報に示されているクリーンルーム内のエアフ
ィルターでは、化学汚染物質イオンの除去材をＨＥＰＡ
フィルター吸込側（上流側）に被覆するため化学汚染物
質イオンの除去材の被覆部を貫流する循環空気の積算貫
流流量の増加に伴って、該被覆部の化学汚染物質イオン
の除去材に微小塵埃粒子が付着したり、目詰りを起して
フィルター全体として貫流空気の入側及び出側の圧力損
失が増大し、フィルターの保守交換頻度の増大、寿命の
短縮を招くという問題があった。

【００１４】更に、化学汚染物質イオンの除去材として
活性炭等が用いられているが、これらの除去材による化
学汚染物質イオンの除去メカニズムが吸着反応を主体と
する表面反応を利用している。このため、微小塵埃粒子
の除去用フィルターであるＨＥＰＡフィルター表面への
付着は、化学汚染物質イオンの除去性能の著しい劣化を
招くという問題があった。

【００１５】本発明の目的は、クリーンルーム内及び半
導体製造装置内の塵埃及び化学汚染物質イオンを効果的
にそれぞれ一定量（濃度）以下に抑えた高清浄空気をク
リーンルーム内及び半導体製造装置内に供給するフィル
ターユニットを提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のフィルターユニ
ットは、クリーンルーム内の空気を通過させることによ
って、該クリーンルーム内に清浄空気を供給する微粒子
除去用フィルターを内蔵するフィルターユニットにおい
て、特に、前記微粒子除去用フィルターの空気吹き出し
側に配置された少なくとも１種類の化学汚染物質イオン
に対する除去材を具備するものである。

【００１７】また、本発明の半導体製造装置の空気清浄
装置は、これに内蔵された微粒子除去用フィルターの空
気吹き出し下流側に配置された少なくとも１種類の化学
汚染物質イオンに対する除去材を具備するものである。

【００１８】

【作用】本発明によるフィルターユニットは、クリーン
ルーム内に空気を送り出す際に、空気に含まれている塵
埃を濾過，捕集する微粒子除去用フィルターの空気吹出
し側（空気流の下流側）に空気中に含まれる特定の化学
汚染物質イオンである硫酸イオンやアンモニアイオンを
吸着，捕集する化学汚染物質イオンの除去材を設置する
ことにより、効果的に空気中の塵埃及び化学汚染物質イ
オンをそれぞれ一定量（濃度）以下に抑えた高清浄の空
気をクリーンルーム内に供給することが可能となる。

【００１９】

【実施例】本発明に係るクリーンルームを図１及び図２
に基づき説明する。図１は、本発明に係るクリーンルー
ムの概略図である。図２は、図１に示すファンフィルタ
ーユニット７の部分拡大断面概略図である。

【００２０】図１に示す外調機（空調機）１は、不図示
の第１のダクトを介して微粒子除去用フィルター２及び
この微粒子除去用フィルター２に隣接して配置された化
学汚染物質イオンの除去材３に接続されている。更に、
化学汚染物質イオンの除去材３は不図示の第２のダクト
を介して、クリーンルーム４の天井９のチャンバに接続
されている。外調機１によって外気を取り込み、この取
り込んだ外気は、不図示の第１のダクトを介して前記微
粒子除去用フィルター２及び化学汚染物質イオンの除去
材３を通過し、塵埃や化学汚染物質イオンが除去された
清浄な空気となる。そしてこの清浄な空気は、化学汚染
物質イオンの除去材３の他端に接続されている不図示の
第２のダクトを介してクリーンルーム４内に供給され
る。また、外調機１には、クリーンルーム４内で必要な
温度，湿度の調整を行う不図示の温度調整手段を具備し
ている。

【００２１】この微粒子除去用フィルター２は、外気中
に含まれる塵埃を濾過又は捕集すべき対象塵埃の粒径に
応じて複数段のフィルターとして構成されており、最終
段のフィルターでは、最小粒径が０．１〜０．２ミクロ
ンの微小な塵埃を、９９．９９９％の効率で濾過又は捕
集する。

【００２２】また、図１に示すようにクリーンルーム４
内の天井９には、ファンフィルターユニット７が配置さ
れている。このファンフィルターユニット７の側壁に
は、それぞれ不図示の送風口が形成され、循環空気はこ
の送風口を通ってファンフィルターユニット７に供給さ
れている。このファンフィルターユニット７は、図２に
示すように空調機２４及び循環空気中の最小粒径０．１
ミクロン程度までの塵埃を９９．９９９％濾過，捕集す
る厚さ３０〜６０ｍｍの微粒子除去用フィルター２５と
微粒子除去用フィルター２５と、隣接して配置された厚
さ３０〜６０ｍｍの化学汚染物質イオンの除去材２６と
によって構成されている。

【００２３】空調機２４は、モーターとこのモーターの
動力によって駆動するファンとが内蔵されている。表１
に示す化学汚染物質がクリーンルーム４内でイオン化し
て化学汚染物質イオンとなり、クリーンルーム４内を汚
染する。その際に、化学汚染物質イオンの除去材２６を
用いて除去を行う。以下の表１に除去対象化学汚染物質
に対応する吸着剤を示す（化学汚染物質がイオン化さ
れ、化学汚染物質イオンとなった際にこのイオンを除去
可能な吸着剤を示す）。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１に示すように吸着剤は、選択性がある
ために吸着，捕集しようとする化学汚染物質イオンに対
して適切に選択する必要がある。また、クリーンルーム
４内で除去の対象とする化学汚染物質イオンが複数種類
存在し、且つそれらの化学汚染物質イオンに対する効果
的な吸着剤も複数種類存在する場合には、それらの化学
汚染物質イオンに対応した吸着剤等の除去材も多種類に
なってもよい。この場合には、ファンフィルターユニッ
ト７のフィルタ収納部の高さ（厚さ）を増大させるか、
或いは微粒子除去用フィルター２５又は化学汚染物質イ
オンの除去材２６の厚さを減少させることによって対応
することが可能である。このファンフィルターユニット
７は、６００ｍｍ×６００ｍｍ程度の平面的な大きさの
ユニットであり、クリーンルーム４内においては、一定
面積の天井９に対してこのファンフィルターユニット７
がマトリックス状に配置されている。

【００２６】また例えば、微粒子除去用フィルターのみ
を内蔵するファンフィルターユニット７と化学汚染物質
イオンの除去材のみを内蔵するファンフィルターユニッ
トとを千鳥状に交互に配置してクリーンルーム全体とし
て塵埃及び化学汚染物質イオンの除去を行うことも可能
である。更に微粒子除去用フィルターのみ内蔵するファ
ンフィルターユニット又は化学汚染物質イオン除去材の
みを内蔵するファンフィルターユニットと本発明のファ
ンフィルターユニット７とを千鳥状に交互に配置しても
よい。

【００２７】天井９のチャンバの側壁に配置された送風
口から供給された空気２７は、空調機２４によって送り
出され、微粒子除去用フィルター２５と化学汚染物質イ
オンの除去材２６とを通過してクリーンルーム４内に吹
き出される。この微粒子除去用フィルター２５は、ＨＥ
ＰＡフィルターや、捕集効率を高めたＵＬＰＡフィルタ
ー等を使用する。ファンフィルターユニット７からクリ
ーンルーム４内に排出された清浄な空気は、クリーンル
ーム４内の床６に敷設された床面グレーチングを通過し
て床下チャンバに吸い込まれる。床下チャンバ内の空気
は、不図示の吸気口に吸気される。この吸気口は、それ
ぞれ不図示の吸気ダクトを介してファンを具備する不図
示の空気調整機に接続される。空気調整機でミキシング
された空調空気は、それぞれ不図示のダクトを介して天
井９上のチャンバに供給され、フィルターユニット７に
再び供給される。

【００２８】このようにして、塵埃、化学汚染物質イオ
ン濃度ともに管理許容範囲の上限値以下に制御された高
清浄度の空気は、矢印５に沿って新鮮な空気がクリーン
ルーム４内に供給される。

【００２９】以上説明したように本発明によれば、クリ
ーンルーム内での半導体製造装置８の稼動や、保全作
業，事故及びトラブル等に伴ってクリーンルーム内の循
環空気中の漏洩若しくは流出，飛散或いは拡散した化学
汚染物質イオンをクリーンルーム内の洗浄空気循環流路
内で吸着，捕集することが効果的に可能となる。従っ
て、化学汚染物質イオンのクリーンルーム内での濃度蓄
積や拡散、ひいては化学汚染物質イオンとの反応生成物
のウエハ上での析出やこれに伴う半導体チップの歩留り
の低下、或は反応生成析出物等による精密な機構部をも
った半導体製造装置のトラブル等を防止することができ
るという効果がある。

【００３０】次に、本発明に係る第２の実施例を図３及
び図４に基づき説明する。図３は、縦型拡散・ＣＶＤ装
置の正面方向から見た斜視図である。図４は、縦型拡散
・ＣＶＤ装置の背面方向から見た斜視図である。

【００３１】図３及び図４における半導体製造装置は、
筐体３１と、熱処理炉３２と、ウエハ３４を多段に保持
するボート３３と、ボート３３を熱処理炉３２に挿入，
引出すためのボートエレベータ３５と、ウエハカセット
３７を所要列及び所要段に格納するカセットストッカ３
６と、カセットストッカ３６とボート３３との間でウエ
ハ３４を移載するウエハ移載機３８と、筐体３１の正面
に設けられ、ウエハカセット３７を半導体製造装置に供
給，排出するためのカセット授受部３９と、筐体３１の
側面部と天井部に設けられた空気清浄装置４０，４１
と、筐体３１の背面に設けられた排気用のファン４２
と、を備えている。

【００３２】ここで、空気の流れについて略述すると、
側面部の空気清浄装置４０より吸引された空気は、濾
過，清浄されてボート３３の周囲を流れてファン４２よ
り排気される。また、天井部より吸引された空気は、空
気清浄装置４１により濾過，清浄されて、前記カセット
ストッカ３６の上方から下方に向かって降流し、筐体３
１の床面に沿って流れてファン４２より排気される。

【００３３】空気の流れにパーティクルが混在し、この
パーティクルがウエハ３４に付着した場合、製品品質及
び歩留り等に大きく影響する。従って、空気清浄装置４
０，４１は、空気吸入時にパーティクル等のウエハ処理
に悪影響を及ぼすものを除去している。

【００３４】次に本発明に係る空気清浄装置は筐体３１
の外方から順次、プレフィルター４３，ファン４４，微
粒子除去用フィルター４５，化学汚染物質イオンの除去
材４７及びフィン４６を配設する。このファン４４によ
って筐体３１の外方から空気が吸引され、吸引された空
気はプレフィルター４３，微粒子除去用フィルター４５
及び化学汚染物質イオンの除去材４７を通り、フィン４
６で方向付けられて筐体３１内部に流れる。

【００３５】微粒子除去用フィルター４５を通過する過
程で、先ずプレフィルター４３で大きな塵埃が除去さ
れ、更に微粒子除去用フィルターで微細な塵埃が除去さ
れて清浄化される。化学汚染物質イオンの除去材４７
は、格子状、或はハニカム状の枠体に活性炭等の吸着剤
を充填したものであり、吸着剤によって燐、或は弗化水
素、塩化水素を吸着可能にする。

【００３６】ファンによって筐体３１の外方から空気が
吸引され、この吸引された空気は、微粒子除去用フィル
ターで微細な塵埃が除去され、更に、化学汚染物質イオ
ンの除去材を通り、化学汚染物質イオンの除去材によっ
て燐、或は弗化水素、塩化水素が吸着，除去され清浄化
される。そしてフィン４６で方向付けられた筐体３１内
部に流れる。筐体３１内を流通した空気は、ファン４２
より排出される。

【００３７】上述したように本発明の第２の実施例で
は、微細な塵埃のみでなく空気中の燐或は弗化水素、塩
化水素等のウエハ汚染原因をも効果的に除去することが
可能であり、ウエハ品質及び歩留り等の向上に寄与する
ことができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように本発明のフィルター
ユニットによれば、クリーンルーム内及び半導体製造装
置内の塵埃及び化学汚染物質イオンを効果的にそれぞれ
一定量（濃度）以下に抑えた高清浄空気をクリーンルー
ム内及び半導体製造装置内に供給することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例におけるファンフィル
ターユニットを示す縦断面概略図である。

【図２】本発明に係る第１実施例におけるファンフィル
ターユニットを適用したクリーンルームを示す概略図で
ある。

【図３】本発明に係る第２実施例における縦型拡散・Ｃ
ＶＤ装置の正面方向から見た斜視図である。

【図４】図３の縦型拡散・ＣＶＤ装置の背面方向から見
た斜視図である。

【図５】従来のファンフィルターユニットを示す縦断面
概略図である。

【図６】従来のクリーンルームを示す概略図である。

【符号の説明】

１、１１ 外調機 ２、１２、２２、２５、４５ 微粒子除去用フィルター ３、１３、２６、４７ 化学汚染物質イオンの除去材 ４、１４ クリーンルーム １５、２３ 矢印 ６、１６ 床 ７、１７ ファンフィルターユニット ８、１８ 半導体製造装置 ９、１９ 天井 ２１、２４ 空調機 ３１ 筐体 ３２ 熱処理炉 ３３ ボート ３４ ウエハ ３５ ボートエレベータ ３６ カセットストッカ ３７ ウエハカセット ３８ ウエハ移載機 ３９ カセット授受部 ４０、４１ 空気清浄装置 ４２ ファン ４３ プレフィルター ４６ フィン

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クリーンルーム内の空気を通過させるこ
   とによって、該クリーンルーム内に清浄空気を供給する
   微粒子除去用フィルターを内蔵するフィルターユニット
   において、 前記微粒子除去用フィルターの空気吹き出し側に配置さ
   れた少なくとも１種類の化学汚染物質イオンに対する除
   去材を具備することを特徴とするフィルターユニット。
2. 【請求項２】 半導体製造装置の空気清浄装置であっ
   て、これに内蔵された微粒子除去用フィルターの空気吹
   き出し下流側に配置された少なくとも１種類の化学汚染
   物質イオン対する除去材を具備することを特徴とする半
   導体製造装置の空気清浄装置。