(57)【要約】【課題】クリーンルームを立ち上げたさいや，クリーンルーム稼働中に，ＨＥＰＡ，ＵＬＰＡ，ケミカルフイルタなどから吹き出される清浄空気中に同伴するガス状汚染物質を，使用中のフイルタごとに外乱なく簡易に計測できるようにする。【解決手段】高性能フイルタ，超高性能フイルタまたはケミカルフイルタを経て清浄空間に吹き出されている清浄空気流のうち，測定対象のフイルタから吹き出されている空気流の一部を他のフイルタからの空気流とは隔離してサンプリングし，このサンプリング空気中のガス状汚染物質を検出することからなるフイルタから発生するガス状汚染物質の計測方法である。この方法は，フイルタの吹出面と直交する壁で囲われ且つ両端が開口した胴部本体と，該胴部本体の一方の開口部に取付けられたフイルタ部材との接続具と，該胴部本体の他方の開口近くに該壁と直交する方向に張り渡された多孔部材と，一方の開口部から該多孔部材に至る間の胴部本体内の空間に空気吸込口をもつように取付けられた空気吸引用チューブとからなるチャンバーを用いて有利に行い得る。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
高性能フイルタ，超高性能フイルタまたはケミカルフイルタを経て清浄空間に吹き出されている清浄空気流のうち，測定対象のフイルタから吹き出されている空気流の一部を他のフイルタからの空気流とは隔離してサンプリングし，このサンプリング空気中のガス状汚染物質を検出することからなるフイルタから発生するガス状汚染物質の計測方法。
【請求項２】
フイルタの空気吹出側に脱着可能に取付けるチャンバーであって，フイルタの吹出面と直交する壁で囲われ且つ両端が開口した胴部本体と，該胴部本体の一方の開口部に取付けられたフイルタ部材との接続具と，該胴部本体の他方の開口近くに該壁と直交する方向に張り渡された多孔部材と，一方の開口部から該多孔部材に至る間の胴部本体内の空間に空気吸込口をもつように取付けられた空気吸引用チューブとからなるフイルタから発生するガス状汚染物質計測用チャンバー。
【請求項３】
胴部本体には，開閉扉が設けられる請求項２に記載のチャンバー。
【請求項４】
胴部本体は，１個のファンフイルタユニットに相当する断面積を有する請求項２または３に記載のチャンバー。
【請求項５】
ファンフイルタユニットには，ファンとフイルタとの間にケミカルフイルタが介装される請求項４に記載のチャンバー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，フイルタから発生するガス状汚染物質を計測する方法に係り，特にクリーンルーム等で稼働しているフイルタのアウトガス（フイルタ由来のガス状汚染物質）を簡易に検出する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より，半導体製造において，クリーンルームエア中のガス状汚染物質がウェーハ等の表面上に付着して歩留り低下の原因になることが指摘されている。そのうち，高性能フイルタ（ＨＥＰＡフイルタ）や超高性能フイルタ（ＵＬＰＡ）さらにはケミカルフイルタの構成部材に由来するガス状汚染物質が特に問題視されている。
【０００３】
清浄空間を形成するには，これらＨＥＰＡフイルタやＵＬＰＡフイルタが不可欠であるが，これを構成する部材そのものから有害物質が発生し，吹き出される清浄空気に同伴することがある。例えば，フイルタの「ろ材」自身からは炭化水素類，フッ素化合物類，酸化防止剤，脂肪酸類，ボロン化合物などが，フイルタろ材の「スペーサー」からは炭化水素類，酸化防止剤などが，フイルタろ材の「サイドシール」からはトルエン，酸化防止剤などが，「エンドシール」からは炭化水素類，りん酸エステル，ＤＯＰ，脂肪酸類などが，「ガスケット」からは炭化水素類，酸化防止剤などが，発生することがあると言われている。
【０００４】
このようなことから，クリーンルームにおけるガス状汚染物質の評価方法が種々検討されており，クリーンルームを構成する材料とりわけフイルタ構成材料の選定のために，多くのデータが蓄積されつつある。
【０００５】
現実的には，クリーンルームを立ち上げるさいに，或いはクリーンルーム稼働中において，空気中のガス状汚染物質濃度がどの程度であるかを検出（定性・定量）することが必要とされるが，フイルタ由来のガス状汚染物質を測定することは必ずしも容易ではない。
【０００６】
例えば非特許文献１には，ケミカルフイルタを経た空気をＵＬＰＡに供給し，そのフイルタアウトガスをシリコンウェーハに供給する実験装置を組み立て，所定の条件で清浄空気を通気した場合のウェーハへの吸着物質をガスクロマトグラフ−質量分析計（ＧＣ−ＭＳ）などで評価する方法が提案されているが，クリーンルーム環境に見合った測定ではなく，フイルタ材料を実験室に持ち込んで評価するものであり，誰でも行えるというものではない。非特許文献２には，空気入側にケミカルフイルタを備えたチャンバー内に評価部材とウェーハを所定の装填したうえ，チャンバー内を通気することによってウェーハ表面の汚染を観測することにより，実際のクリーンルームでのウェーハの汚染を推定する方法が提案されている。この場合も，現実のクリーンルーム環境風速下でのガス状汚染物質濃度を測定するものではなく，フイルタ部材を実験用チャンバー内にセットするものである。したがって，クリーンルームを立ち上げた際や，稼働中の実際のフイルタからのガス状汚染物質濃度を評価することはできない。
【０００７】
【非特許文献１】野中ほか，第１９回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会，Ｐ５３〜５５
【非特許文献２】石黒ほか，第１８回空気清浄とコンタミネーションコントロール研究大会，Ｐ１２〜１４
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
したがって本発明の課題は，クリーンルームを立ち上げた際や，クリーンルーム稼働中において，フイルタ（ＨＥＰＡフイルタ，ＵＬＰＡフイルタまたはケミカルフイルタ等）から吹き出されている清浄空気中に同伴するガス状汚染物質濃度を，フイルタごとに，外乱なく且つ実際のクリーンルーム内の風速において，簡易に計測できるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば，前記の課題を解決する方法として，高性能フイルタ，超高性能フイルタまたはケミカルフイルタを経て清浄空間に吹き出されている清浄空気流のうち，測定対象のフイルタから吹き出されている空気流の一部を他のフイルタからの空気流とは隔離してサンプリングし，このサンプリング空気中のガス状汚染物質を検出することからなるフイルタから発生するガス状汚染物質の計測方法を提供する。
【００１０】
そして，本発明によれば，前記の計測方法に使用するチャンバーとして，フイルタの空気吹出側に脱着可能に取付けるチャンバーであって，フイルタの吹出面と直交する壁で囲われ且つ両端が開口した胴部本体と，該胴部本体の一方の開口部に取付けられたフイルタ部材との接続具と，該胴部本体の他方の開口近くに該壁と直交する方向に張り渡された多孔部材と，一方の開口部から該多孔部材に至る間の胴部本体内の空間に空気吸込口をもつように取付けられた空気吸引用チューブとからなる，フイルタから発生するガス状汚染物質計測用チャンバー提供する。このチャンバー内には，シリコンウェーハやガラス基盤等をセットして空気流に暴露し，その表面に付着した汚染物質濃度を検出するという現実に則した測定にも使用できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明は，非特許文献１や２のように，フイルタから発生するアウトガスの試験を実際の環境とは異なった状態で行うのではなく，クリーンルームにセットされたフイルタから実際に空気が吹き出されている状態において，測定対象とするフイルタからの吹出気流（フイルタのアウトガス）を他の気流の影響を受けないように採集してガス状汚染物質の検出（定性・定量）を行ない，また他の気流の影響を受けないようにウェーハやガラス基盤等へのガス状汚染物質の付着の程度を評価するものである。とくに，ファンフイルタユニット（ＦＦＵ）を天井部に配列して，各ＦＦＵから清浄空気流を垂直層流式に吹き出すクリーンルームにあっては，そのＦＦＵごとにそのユニット由来のガス状汚染物質を評価するものである。
【００１２】
図１は，クリーンルーム１の天井部にファンフイルタユニット２（ＦＦＵ）を配置し，天井裏空間の空気を各ＦＦＵ２を経てクリーンルーム１内に吹き出す一般的な垂直層流方式のクリーンルームを示している。このようなＦＦＵ２を用いたクリーンルームにおいて，ＦＦＵ由来のガス状汚染物質を検出するために，本発明においては，まず，ＦＦＵごとにその吹出面にチャンバー３を脱着可能にセットし，このチャンバー３内に流れる空気流の一部をポンプ４で吸引し，その空気流に同伴するガス状汚染物質を例えば捕集剤や吸収液を用いて採集する。
【００１３】
図２は，図１における計測対象の１個のＦＦＵ２の部分を拡大して示したものである。ＦＦＵ２は，フアン５とＨＥＰＡ（またはＵＬＰＡ）フイルタ６を方形のケーシング７内に一体的にセットしたもので，この一体品のＦＦＵ２が天井フレーム枠８の上に載置され，フアン５が稼働されると天井裏空間の空気がケーシング７内に取り入れられ，フイルタ６を経た清浄空気がクリーンルーム内に吹き出される。本発明においては，ＦＦＵ２のフイルタ６の空気吹出側に脱着可能にチャンバー３を取付けるのであるが，このチャンバー３は，フイルタ６の吹出面と直交する壁９で囲われ且つ両端が開口した胴部本体１０と，該胴部本体１０の一方（上方）の開口部に取付けられたフイルタ部材との接続具１１と，該胴部本体１０の他方（下方）の開口近くに該壁９と直交する方向に張り渡された多孔部材１２とからなる。そして，前記の一方（上方）の開口部から多孔部材１２に至る間の胴部本体１０内の空間に空気吸込用開口をもつように取付けられた空気サンプリング用チューブ１４が設置される。
【００１４】
チャンバー３の胴部本体１０は，フイルタ６の一単位とほぼ同等の内部断面積を有しており，これにより，フイルタ６からチャンバー３内に吹き出される清浄空気流は，その壁９によって囲われてはいても，チャンバー３内において，整流を保ちながら他方（下方）の開口部に向けて流れる。接続具１１としては，本例では枠状の金具が用いられている。この枠状金具１１は，ＦＦＵ２を載置する一単位の天井フレーム枠８の方形開口に相当する方形の枠体からなり，この枠体の上縁には，天井フレーム枠８に懸架するフランジ部１５を有している。チャンバー３の接続具は，本例のような枠状金具１１に限られるものではなく，例えば，チャンバー３の壁９の上縁に，直接的に天井フレーム枠８に係止できるフック等を設けてもよい。
【００１５】
多孔部材１２としては，本例ではステンレス鋼線からなるメッシュ１２ａとステンレス鋼板からなるパンチング板１２ｂが用いられている。このような多孔部材１２を設けても，ＦＦＵ２からの清浄空気流に圧損が生じたり層流が大きく乱れたりしないように，その多孔部材１２の開口率は十分に大きなものとしておく。このメッシュ１２ａは，その上にシリコンウェーハやガラス基盤等をセットするのに使用される。これによって，シリコンウェーハやガラス基盤が層流中に暴露されることになり，これに付着する物質の評価を行うことができる。このように外部から各種物品を出し入れできるように，そのチャンバー壁９の一つに開閉扉１７が設けてある。
【００１６】
また，このメッシュ１２ａの上方の空間に流れる清浄空気流中のガス状汚染物質を検出するために，捕集管  （例えばＴｅｎａｘ  等のガス状物質を捕集する捕集剤を装填したもの）  １３が，空気吸引用チューブ１４の空気吸込用開口に取付けられる。この捕集管１３は，捕集剤が装填された両端開口の管からなり，その一方の開口から空気吸引用チユーブ１４を経てポンプ４で吸引されることにより，他方の開口から管内に空気が導かれ，管内の捕集剤にガス状汚染物質が捕集される。そのさい，該物質の濃度を計測するには，サンプリングする空気量を測定することが必要となるが，これは通気する空気量を積算流量計１８で計測することができる。
【００１７】
捕集管１３でガス状汚染物質を捕集する方法に代えて，吸収液（超純水など）を収容したインピンジャー１９を用いて捕集することもできる。この場合には，捕集管１３を外し，チューブ１４の開口端をチャンバー内の層流域に開放したうえ，チューブ１４の他端をインピンジャー１９に接続し，さらにポンプ４および積算流量計１８に接続すればよい。これにより，インピンジャー１９内の吸収液がガス状汚染物質が吸収される。このような液体吸収方式は酸性或いは塩基性のガスさらにはボロンやリンを含むガスを捕集するのに適する。ガス状汚染物質を捕集した捕集管１３やインピンジャー１９は分析室に運んで，その物質を分析すればよい。捕集管１３については，ガス状汚染物質の成分毎にその成分を検出できる個別の捕集管等を使用すれば，クリーンルーム現場でその濃度を検出することも可能である。
【００１８】
図面には示されていないが，ＦＦＵ２において，フアン５とフイルタ６との間にケミカルフイルタを設置して，フイルタ６に取り入れられる空気の全てがこのケミカルフイルタを予め経るようにすることができる。具体的には，フイルタ６の空気入側にケミカルフイルタを積層載置して，フイルタ６を通過する空気は全てケミカルフイルタを経たものであるようにするのがよい。このように，ケミカルフイルタをフアン５とフイルタ６との間に介装することにより，ＦＦＵ２のアウトガス中のガス状汚染物質はフイルタ６由来のものであると推定することができる。また，フアン５への空気取入口にケミカルフイルタを介装すれば，ＦＦＵ２のアウトガス中のガス状汚染物質はフアン５とフイルタ６に由来すると推定することができる。
【００１９】
図１〜２の例ではファンフイルタユニット（ＦＦＵ）ごとにチャンバー３を取り付ける態様を示したが，本発明はＦＦＵに限られるものではなく，所望の場所に取付けられたＨＥＰＡフイルタ，ＵＬＰＡフイルタもしくはケミカルフイルタから清浄空気が吹き出されているところであれば，そのフイルタの必要単位ごとにチャンバー３を取付けることによって，ＦＦＵの場合と同様にして吹出空気中のガス状汚染物質の濃度を定量することができる。
【００２０】
チャンバー３内のメッシュ１２ａ  の上にウェーハ等をセットし，フイルタから吹き出される清浄空気によってウェーハに付着するガス状汚染物質を検出する場合には，ウェーハ面を吹出気流と平行な方向にチャンバー内にセットできるスタンドを用いるなどして，クリーンルーム内での実際のウェーハの処理環境に近似させるようにセットするのがよい。もちろん，ウェーハに限らず，ガラス基盤その他の部材もチャンバー３内にセットしてそれに付着するガス状汚染物質を検出することができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように，本発明によると，実稼働しているクリーンルームやクリーンベンチにおいて，実際のクリーンルームに近い風速環境下で，フイルタから吹き出されている空気に同伴するガス状汚染物質を原位置で検出（定性・定量）することができる。しかも，その検出（定性・定量）は，併存する他のフイルタからの影響を除外して，フイルタ単位ごとに行うことができ，その操作も簡単である。また，ケミカルフイルタの併用によって，フイルタ由来のガス状汚染物質，或いはフイルタおよびフアン由来のガス状汚染物質を正確に把握することもできる。加えて，ウェーハ等をチャンバー内にセットすることにより，実際の環境に近い状態で，それらに付着するガス状汚染物質を検出（定性・定量）することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】クリーンルームのファンフイルタユニット（ＦＦＵ）に対して本発明を適用する例を示す略断面図である。
【図２】図１のＦＦＵに対して本発明を適用する状態を示した拡大略断面図である。
【符号の説明】
１  クリーンルーム
２  ファンフイルタユニット（ＦＦＵ）
３  チャンバー
４  ポンプ
５  フアン
６  ＨＥＰＡフイルタまたはＵＬＰＡフイルタ
７  ケーシング
８  天井フレーム枠
９  チャンバーの壁
１０  チャンバーの胴部本体
１１  接続具
１２  多孔部材（メッシュ１２ａ，パンチング板１２ｂ）
１３  捕集管
１４  空気吸引用チューブ
１５  フランジ部
１７  開閉扉
１８  積算流量計
１９  インピンジャー
【図１】
2004257865.tif 000002
【図２】
2004257865.tif 000003