(57)【要約】【課題】半導体装置が製造されるクリーンルームに用いられ、有機物や酸・アルカリを除去するフィルタにおいて、容易に再生をはかることができるケミカルフィルタ装置およびケミカルフィルタの再生方法を提供する。【解決手段】多孔質材料からなり、半導体装置を製造するクリーンルーム５０用の空気供給路５３に組み込まれて有機物を除去するケミカルフィルタ４の再生方法であって、使用が進んだケミカルフィルタ４を１００℃を超える温度に自動的に加熱して吸着された有機物をパージする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質材料からなり、半導体装置を製造するクリーンルーム用の空気供給路に組み込まれて有機物を除去するケミカルフィルタの再生方法であって、
使用が進んだ前記ケミカルフィルタを１００℃を超える温度に自動的に加熱して前記吸着された有機物をパージする加熱パージ工程を備える、ケミカルフィルタの再生方法。
【請求項２】
前記加熱パージ工程では、前記ケミカルフィルタを前記空気供給路に組み込んだまま熱風を通過させて加熱する、請求項１に記載のケミカルフィルタの再生方法。
【請求項３】
多孔質材料とその表面に添着された添着層とを備え、空気供給路に組み込まれて、前記添着層に酸またはアルカリを吸着するケミカルフィルタの再生方法であって、
使用が進んだ前記ケミカルフィルタに、アルカリ性水溶液、酸性水溶液およびオゾンを含んだ純水のうちいずれか一つを通液して前記添着層および被吸着層を除去する通液工程と、
前記通液工程の後に、前記添着層を再び形成する添着層再形成工程をさらに備える、ケミカルフィルタの再生方法。
【請求項４】
前記通液工程および添着層再形成工程では、前記ケミカルフィルタを前記空気供給路に組み込んだまま自動的に前記ケミカルフィルタに、前記通液工程における液体および前記添着層再形成工程において用いる薬液を通す、請求項３に記載のケミカルフィルタの再生方法。
【請求項５】
有機物を吸着するケミカルフィルタを含み、空気供給路に組み込まれたケミカルフィルタ装置であって、
前記ケミカルフィルタを加熱する加熱手段と、
前記加熱手段によって前記ケミカルフィルタを加熱してパージした排気を前記空気供給路の外に放出する排気路とを備える、ケミカルフィルタ装置。
【請求項６】
酸またはアルカリを吸着するケミカルフィルタを含み、空気供給路に組み込まれたケミカルフィルタ装置であって、
前記ケミカルフィルタに、液体を供給するフィルタ給液路と、
前記ケミカルフィルタから前記供給された液体が排出されるフィルタ排液路とを備える、ケミカルフィルタ装置。
【請求項７】
前記ケミカルフィルタに供給された空気を前記空気供給路の外に放出する排気路をさらに備える、請求項６に記載のケミカルフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置を製造するクリーンルームにおいて使用し、有機物や酸・アルカリを除去するケミカルフィルタ装置およびケミカルフィルタの再生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フィルタには、所定の稼動期間が過ぎると、フィルタの機能を果たさず、除去したい物質を除去しなくなる「破過」という現象がある。このため、たとえば、活性炭繊維を脱臭剤とする脱臭フィルタについて、活性炭繊維の直前にヒータを配置して加熱された空気を活性炭繊維に通すことにより、破過した活性炭繊維の再生をはかる方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、半導体装置を製造するクリーンルームなど、有機物や酸・アルカリが除去された空気が要求される場所に配置されるケミカルフィルタは、使用開始から１〜数年程度で破過にいたるが、上述の防臭フィルタのように再生をはかる方法は知られていない。通常、クリーンルームに配置されるケミカルフィルタは、空気中の有機物または酸・アルカリを除去する。ここで、ケミカルフィルタの用語は、（ａ１）有機物除去、（ａ２）酸除去、（ａ３）アルカリ除去、を行なう３種類のフィルタを総称するものとする。
【０００４】
上述のように半導体装置製造のクリーンルーム用のケミカルフィルタは、使用開始から約１〜数年程度で性能が劣化して、フィルタ能力を喪失する破過にいたる。従来、ケミカルフィルタが破過した場合、新品と交換していた。
【０００５】
【特許文献１】
特開昭６０−２３８１２２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のケミカルフィルタ装置のケミカルフィルタは高価であり、かつケミカルフィルタの交換のために半導体装置製造の操業を停止しなければならない。半導体装置の製造において使用するケミカルフィルタは膨大な数に達するので、能率的な再生方法の開発が要望されてきた。
【０００７】
本発明は、半導体装置が製造されるクリーンルームに用いられ、有機物や酸・アルカリを除去するフィルタにおいて、容易に再生をはかることができるケミカルフィルタ装置およびケミカルフィルタの再生方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のケミカルフィルタの再生方法は、多孔質材料からなり、半導体装置を製造するクリーンルーム用の空気供給路に組み込まれて有機物を除去するケミカルフィルタの再生方法であって、使用が進んだ上記ケミカルフィルタを１００℃を超える温度に自動的に加熱して吸着された有機物をパージする加熱パージ工程を備える。
【０００９】
このような１００℃を超える高温加熱により、フタル酸エステル系のＢＤＰ（フタル酸ジブチル：Ｂｕｔｙｌ−Ｐｈｔｈａｌａｔｅ）などの高沸点の有機物を分解させて消散させることができる。このため、クリーンルーム用ケミカルフィルタでは困難とされていたフィルタの再生ができるようになった。「自動的に加熱する」とは、破過の時期を自動的に判断して自動的に加熱する場合と、破過の時期は人間が判断して、スイッチなどの操作により自動的に加熱が開始される場合とが含まれる。
【００１０】
本発明の別のケミカルフィルタの再生方法は、多孔質材料とその表面に添着された添着層とを備え、空気供給路に組み込まれて、添着層に酸またはアルカリを吸着するケミカルフィルタの再生方法である。この再生方法は、使用が進んだケミカルフィルタに、アルカリ性水溶液、酸性水溶液およびオゾンを含んだ純水のうちいずれか一つを通液して添着層および被吸着層を除去する通液工程と、通液工程の後に、添着層を再び形成する添着層再形成工程をさらに備える。
【００１１】
この方法により、添着層の表面に吸着された有機物を酸またはアルカリ水溶液を添着層とともに容易に除去することができ、ケミカルフィルタの再生を図ることができる。なお、添着層には、吸着対象の酸またはアルカリと逆のアルカリ官能基または酸官能基が添着される場合、およびイオン交換基が添着される場合などが含まれる。
【００１２】
本発明のケミカルフィルタ装置は、有機物を吸着するケミカルフィルタを含み、空気供給路に組み込まれたケミカルフィルタ装置であって、ケミカルフィルタを加熱する加熱手段と、加熱手段によってケミカルフィルタを加熱してパージした排気を空気供給路の外に放出する排気路とを備える。
【００１３】
上記の加熱手段により、吸着された有機物を多孔質材料から離脱させてケミカルフィルタの再生を図り、上記の排気路により、離脱させた有機物が空気供給路からクリーンルームなどに混入しないようにすることができる。加熱手段は、多孔質材料を１００℃を超える温度に加熱できる手段であることが望ましく、熱風を導入してもよいし、ヒータで加熱してもよい。
【００１４】
本発明の別のケミカルフィルタ装置は、酸またはアルカリを吸着するケミカルフィルタを含み、空気供給路に組み込まれたケミカルフィルタ装置であって、ケミカルフィルタに、液体を供給するフィルタ給液路と、ケミカルフィルタから供給された液体が排出されるフィルタ排液路とを備える。
【００１５】
この構造により、酸またはアルカリを吸着するケミカルフィルタを容易に再生することができ、その再生に当り排出物を空気供給路に混入することがない。上記のフィルタ給液路およびフィルタ排液路は、（ｂ１）酸性水溶液、アルカリ水溶液およびオゾンを含む純水のいずれかおよびその反応後の廃液を通し、かつ（ｂ２）再添着を行なう薬液およびその廃液を通すことに用いられる。（ｂ１）化学吸着した酸またはアルカリを分解するための通液後および（ｂ２）添着層再形成のための薬液を注入した後に、エアパージして乾燥させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１におけるケミカルフィルタ装置は、例えば図１に示すように、クリーンルームに清浄空気を供給するために用いられる。クリーンルーム５０の天井部からクリーンルームに導入された空気は、床吸込口５２から外部のダクト５３に排出される。ダクト５３などによって構成される空気供給路には、空気を駆動するファン５４が設けられている。
【００１８】
空気は、本実施の形態におけるケミカルフィルタ装置３０によって、有機物など分子状物質が除去される。次いで、クリーンルーム天井に設けられたＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ａｒｒｅｓｔｉｎｇ）フィルタによってほこりなどのパーティクルが除去される。なお、図１に示すケミカルフィルタ装置は、加熱手段や排気路などは省略されている。本実施の形態におけるケミカルフィルタ装置は、図１に示すようにＨＥＰＡフィルタの前段に設ける必要はなく、ＨＥＰＡフィルタに関係なく有機物が除去された空気が必要な箇所に送るのに好都合な位置に設けることができる。図１では空気は循環しているが、本実施の形態のケミカルフィルタが用いられる空気は循環している必要はなく、１回通過した後、系外に放出される空気に適用してもよい。
【００１９】
図２は、本実施の形態におけるケミカルフィルタ装置を示す図である。このケミカルフィルタ装置は、使用が進んだケミカルフィルタ装置を自動的に再生する自動再生システムに組み込まれている。空気供給路を構成する給気エア配管２と送気エア配管３とに連結されるフィルタ筐体１の中に、フィルタユニット５の形態でケミカルフィルタ４が装着されている。フィルタユニット５には、パージエア配管６およびパージエア排気配管７が接続され、クリーンルーム内にパージエアが混入しないようにされている。
【００２０】
次に、上記ケミカルフィルタ装置の動作について説明する。通常の動作は、給気エア配管２よりとり込んだエアをフィルタ筐体１内に設けたケミカルフィルタ４により、分子状物質、たとえばフタル酸ジブチルＢＤＰなどを除去する。この結果、有機物が除去された空気が送気エア配管３を通じて、必要な箇所へ送られる。上記の有機物の除去は、活性炭などのフィルタ炉材（多孔質材料）の孔部に有機物を物理吸着させることにより、除去するメカニズムによっている。このため、加熱パージ工程においては、従来用いられた温度１００℃、を超える温度に加熱することにより、物理吸着を解消させることができる。この加熱温度は、より望ましくは１５０℃以上とすることが望ましい。たとえばＢＤＰを除去する場合には、１５０℃〜３００℃に加熱することが望ましい。このような高温加熱による再生は、従来知られておらず、半導体装置が製造されるクリーンルーム用に有機物を吸着するケミカルフィルタの再生に非常に効果的に作用する。
【００２１】
ケミカルフィルタの使用が進み再生が必要になった場合、パージエア配管６より熱風を給気して、ケミカルフィルタ４のフィルタ炉材から有機物を離脱させる。そして、離脱した有機物とともにエアをパージエア排気配管７より系外に放出する。この場合のエアの温度は、フィルタ炉材の劣化を抑制するために、３００℃以下の範囲を用いることが望ましい。この温度範囲のエアは、半導体装置を製造するクリーンルームでは、インフラ装備として簡単に得ることができる。
【００２２】
半導体工場内では、（ｈ１）装置内の熱を拡散させるための熱排気、（ｈ２）装置内の熱を除去するための冷却水、（ｈ３）加熱した薬品を冷却する冷却中間タンク、（ｈ４）純水などの温度調整や熱殺菌用の高温蒸気の回収タンクなど多くの熱を持った設備が配置されている。これらのいずれの設備からも熱を得ることができる。
【００２３】
図３は、そのうちの１つの方法を例示する図である。ここでは、図２に示すパージエア配管６に供給するエアを、半導体工場内の装置６１の熱排気配管６２を通るエアの熱を利用して加熱する。パージ用エア配管６と、熱排気配管６２とを接触させ、両者の熱交換させることにより、パージ用エアを予備加熱または所定の加熱を行なう。上記の熱交換によって予備加熱を行なう場合は、フィルタの手前でヒータなどにより再加熱を行なう。もちろん、上記の（ｈ２）〜（ｈ４）における熱を回収利用してパージ用エアを予備加熱または所定の加熱をすることも可能である。
【００２４】
この温度範囲のエアを１０分間〜数時間通気させることにより、ケミカルフィルタの再生を行なうことができる。エアの通気方法は、パージの効率を考慮してフィルタ路材中に毛細状に給気してもよい。このようにして、ケミカルフィルタを再生した後に、通常通りのケミカルフィルタ装置の動作に戻し、必要なエリアにケミカルフリーの空気を送ることができる。
【００２５】
本実施の形態におけるケミカルフィルタ装置を用いることにより、クリーンルームの操業を止めることなく、ケミカルフィルタを再生でき、操業コストの低減を図ることができる。また、ケミカルフィルタの費用を低減することができる。
【００２６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２におけるケミカルフィルタ装置を示す図である。図１のダクトによって形成される給気エア配管２と送気エア配管３とに連結されるフィルタ筐体１の中に、フィルタユニット５の形態でケミカルフィルタ４が装着されている。送気エア配管３と９との間に、分岐弁８が設けられ、送気エア配管に分岐接続されるパージ配管が、分岐弁８に接続される。
【００２７】
ケミカルフィルタが稼動している状態では、給気エア配管２よりとり込んだエアから、フィルタ筐体１内に装着したケミカルフィルタ４により有機物を除去する。そして、有機物が除去された空気を送気エア配管を通じて必要な箇所に送る。
【００２８】
ケミカルフィルタの使用が進行し、破過が近いと予想されるかまたは破過が生じた場合、分岐弁８をパージ配管１０側に切り換える。次に、ケミカルフィルタ４は、ヒータなどによって加熱する。この状態で、通常のエアを給気エア配管２よりフィルタ筐体１に給気し、ケミカルフィルタ４に通気させる。このとき、ケミカルフィルタから離脱した有機物は、エアとともに送気エア配管３を経由して、パージ配管１０から系外に放出される。
【００２９】
上記において、給気するエアは給気エア配管２より給気してもよいし、高純度の窒素を別の配管系統から導入しても構わない。上記のケミカルフィルタ４の加熱温度は、１００℃超え３００℃以下、さらに望ましくは１５０℃以上３００℃以下とすることが望ましい。再生が終了すると、分岐弁８を送気エア配管側に切り換えて、通常の吸着運転に入る。
【００３０】
本実施の形態では、既存のダクト配管を一部利用してエアパージ配管を形成することができる。このため、既存の装置に一層容易に自動再生機構を形成することができる。この結果、たとえばクリーンルームの操業を停止させることなく、クリーンルーム操業におけるケミカルフィルタ費用を低減することができる。
【００３１】
（実施の形態３）
図５は、本発明の実施の形態３におけるケミカルフィルタ装置を示す図である。ここに示すケミカルフィルタは、酸・アルカリ除去用のケミカルフィルタである。給気エア配管２と送気エア配管３とに連結されるフィルタ筐体１の中に、フィルタユニット５の形態でケミカルフィルタ４が装着されている。薬品給液配管１１および薬品排出配管１２が、フィルタユニット５に接続されている。また、同様に、乾燥エア給気配管１３および乾燥エア排気配管１４がフィルタユニット５に接続されている。
【００３２】
酸またはアルカリ除去用のケミカルフィルタは、有機物除去用のケミカルフィルタと異なり、化学吸着により酸・アルカリを除去している。たとえば、一般的に活性炭などの炉材（多孔質材料）の表面に、除去対象の酸とは逆のアルカリの官能基またはアルカリと逆の酸性官能基を添着させるか、またはイオン交換基を予め添着層の中に組み込んでおく。たとえば添着層にリン酸などを含ませておくことにより、アンモニアを化学吸着して空気中のアンモニアを除去することができる。
【００３３】
上記添着層が形成された多孔質材料により酸またはアルカリが化学吸着されたケミカルフィルタを再生する場合、実施の形態１および２における方法で再生するのでは、再生率が低下する。そこで、通常、酸またはアルカリ除去用のケミカルフィルタの場合、添着した薬品たとえばリン酸を含めてアンモニアを除去する。その後、添着層を再形成する。
【００３４】
酸またはアルカリ除去用のケミカルフィルタを再生する場合、薬液給液配管１１よりオゾンを含んだ純水、もしくは酸性水溶液、またはアルカリ性水溶液をケミカルフィルタ４に通液し、ケミカルフィルタ４に添着している添着薬剤を溶解除去する。この通液工程において、添着薬剤が混入した薬液は、薬品排出配管１２より系外に排出される。
【００３５】
次に、再度、薬品給液ライン１１より添着用薬品を通液させ、ケミカルフィルタの炉材表面に添着する。そして、乾燥エア給気配管１３より、ドライエアをケミカルフィルタ４に通液させ通気させ、乾燥エア排気配管１４より排気し、ケミカルフィルタを乾燥させる。上記の方法で、ケミカルフィルタを再生させた後は、酸またはアルカリの除去を行なう操業に戻る。
【００３６】
本実施の形態におけるケミカルフィルタ装置を用い、オンラインで再生を図る場合、クリーンルームの操業を止めることなく、酸、アルカリを除去するケミカルフィルタを再生でき、操業コストの低減を図ることができる。さらにケミカルフィルタの費用を低減することができる。
【００３７】
（実施の形態に対する付言）
１．    実施の形態では、ケミカルフィルタの破過の時期を自動的に判断して加熱することは示さなかったが、ケミカルフィルタを自動的に加熱することのなかに、ケミカルフィルタの破過の時期を自動的に判断して加熱を自動的に行うことが含まれてもよい。また、上記の破過の時期の判断が含まれなくてもよく、人が単に加熱手段のスイッチを入れれば自動的に加熱されるだけでもよい。
２．    乾燥エア給気配管は必須ではなく、給気エア配管を用いて乾燥エアを給気してもよい。しかし、排気配管は必須である。
３．    上記のケミカルフィルタの再生において、ケミカルフィルタ装置を空気供給路に組み込んだまま、被化学吸着層および添着層に通液してこれら層を除去し、添着層の再形成を行なった。しかし、空気供給路からケミカルフィルタ装置を取り外して、別の場所で上記の処理を行なってもよい。
【００３８】
上記において、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上記に開示された本発明の実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら発明の実施の形態に限定されることはない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含むものである。
【００３９】
【発明の効果】
本発明のケミカルフィルタ装置およびケミカルフィルタの再生方法を用いることにより、半導体装置が製造されるクリーンルームに配置され、有機物や酸・アルカリを除去するフィルタを、容易に再生をはかることができる。この再生は、所定の場合クリーンルームの操業を止める必要がないので、ケミカルフィルタ費用だけでなくクリーンルームの操業コストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるケミカルフィルタ装置が用いられる部位を例示する図である。
【図２】本発明の実施の形態１におけるケミカルフィルタ装置を示す図である。
【図３】半導体工場のインフラ設備からパージ用エアを得る方法を説明する図である。
【図４】本発明の実施の形態２におけるケミカルフィルタ装置を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態３におけるケミカルフィルタ装置を示す図である。
【符号の説明】
１  フィルタ筐体、２  給気エア配管、３  送気エア配管、４  ケミカルフィルタ、５  フィルタユニット、６  パージエア配管、７  パージエア排気配管、８  分岐弁、９  送気エア配管、１０  パージ配管、１１  薬液給液配管、１２薬液排出配管、１３  乾燥エア給気配管、１４  乾燥エア排気配管、３０  ケミカルフィルタ装置、５０  クリーンルーム、５１  ＨＥＰＡフィルタ、５２  吸込口、５３  ダクト、５４  ファン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004223488.tif 000006
【図５】
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