(57)【要約】【課題】クリーンルーム内に浮遊する超微粒子を低減する。【解決手段】クリーンルーム１０の外周に設けられた還気路１８の吸気側に、加湿手段４０を設置する。加湿手段４０は、山谷形状に形成された複数の不織布からなる加湿モジュールを装着した構成である。この加湿手段４０にクリーンルーム１０内の空気を導入させると、空気中の超微粒子同士が液架橋により結合して粗大化する。このように粗大化した粗大超微粒子５０は、還気路１８に設置されたファンフィルタユニット２２で捕集され、クリーンルーム１０の空気中の超微粒子濃度が減少する。【選択図】　図１
2004012017.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クリーンルーム内の空気を循環させる還気路に加湿領域を設けて水蒸気を発生させ、前記加湿領域に前記空気を通過させることによって空気中に浮遊する超微粒子を凝集させて粗大化させ、この粗大化した超微粒子を前記加湿領域の後段に設けたフィルタによって捕集することを特徴とする超微粒子除去方法。
【請求項２】
クリーンルーム内の空気を循環させる還気路と、当該還気路に導入される空気を加湿する加湿手段と、当該加湿手段の後段に設けた冷却手段とフィルタとを具備し、前記加湿手段と前記冷却手段とを前記空気が通過する際に凝集されて粗大化した前記空気中の超微粒子を前記フィルタに捕集するようにしたことを特徴とする超微粒子除去システム。
【請求項３】
前記加湿手段は、山谷形状に形成され乱流を発生させる加湿モジュールを有していることを特徴とする請求項２に記載の超微粒子除去システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルーム内に浮遊している超微粒子を除去する超微粒子除去方法およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体などの超小型構造の電子回路の製造は、クリーンルーム内で行っている。近年では、半導体の高集積化に伴って、ＤＲＡＭに使用される絶縁用の酸化皮膜の厚さが薄くなっている。この酸化皮膜中に混入した微粒子によって酸化被膜の絶縁抵抗にばらつきがでたり、ウェハ内に拡散したりすることにより、ＤＲＡＭの電気特性に影響が生じて製品の不良品発生率が高くなる。このような不良品発生の原因となる微粒子は、製造装置や研磨装置あるいは作業員の衣服などから発生する。これらの微粒子が空気中に拡散してクリーンルーム内に浮遊し、ウェハなどの製品に付着することにより製品の不良発生率が高まり、ＤＲＡＭなどの製造に悪影響を及ぼしていると考えられる。そこで、クリーンルーム内にＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ　Ｌｏｗ　Ｐｅｎｅｔｏｒａｔｉｏｎ　Ａｉｒ）フィルタなどを設置して、空気中に拡散している微粒子の除去を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、クリーンルーム内に浮遊している微粒子の中には直径がφ０．０１μｍ（１００Å）以下の超微粒子が多数含まれている。これに対してＵＬＰＡフィルタの目の粗さは、一般的におよそ０．０２μｍ以上の大きさの粒子を捕集するものであるため、超微粒子はＵＰＬＡフィルタを通過してしまい、捕集が不可能である。このため、ＵＬＰＡフィルタで捕集できない超微粒子などがクリーンルーム内を浮遊し、これが製品に付着することにより、不良品発生率が高くなり、また製品の製造原価が高くなるなどの問題が生じる。
【０００４】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、クリーンルーム内に浮遊する超微粒子を低減するための超微粒子除去方法及びシステムを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明に係る超微粒子除去方法は、クリーンルーム内の空気を循環させる還気路に加湿領域を設けて水蒸気を発生させ、前記加湿領域に前記空気を通過させることによって空気中に浮遊する超微粒子を凝集させて粗大化させ、この粗大化した超微粒子を前記加湿領域の後段に設けたフィルタによって捕集することを特徴としている。
【０００６】
本発明に係る超微粒子除去システムは、クリーンルーム内の空気を循環させる還気路と、この還気路に導入される空気を加湿する加湿手段と、この加湿手段の後段に設けた冷却手段とフィルタとを具備し、前記加湿手段と前記冷却手段とを前記空気が通過する際に凝集されて粗大化した前記空気中の超微粒子を前記フィルタに捕集するようにしたことを特徴としている。前記加湿手段は、山谷形状に形成され乱流を発生させる加湿モジュールを有する構成とすることが可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態に係る超微粒子除去システムおよび周辺設備を示す。
半導体などは、清浄に保たれたクリーンルーム１０の内部にて製造装置１２を用いて製造を行っている。この製造過程において、微粒子が製造装置１２などからクリーンルーム１０内部の空気中に放出される。これらの微粒子が、製品に付着することを防止するために、クリーンルームの外周に沿ってカーテン１６を設けて還気路１８を備え、ここで空気中の浮遊物を捕集している。還気路１８の吸気側には、冷却コイル２０がクリーンルーム１０の床面付近に設置されている。クリーンルーム１０の内部から冷却コイル２０を通過して外壁に沿って上昇した空気は、クリーンルーム１０の天井付近に設けられたファンフィルタユニット２２を通過することによって、不良品発生源となる浮遊物を捕集する。
【０００８】
図２に、ファンフィルタユニット２２の概略図を示す。ファンフィルタユニット２２は、箱形に形成され、対面する面の吸気側に通風パネル２４が設けられ、また反対の排気側に目の粗さがおよそ０．０２μｍほどのＵＬＰＡフィルタ２６が設けられ、内部に通風機２８を備えた構成である。通風機２８を駆動させると、ファンフィルタユニット２２の上方の空気は、通風パネル２４を通って内部に導入され、ＵＬＰＡフィルタ２６を通過してクリーンエアとしてクリーンルーム１０の天井に放出される。この時、空気中の浮遊物は、ＵＬＰＡフィルタ２６に捕集されて外部への漏洩が遮断される。
【０００９】
ところで、クリーンルーム１０の内部に浮遊している微粒子には、大きさがφ０．０１μｍ（１００Å）以下の超微粒子が多数存在する。このような超微粒子は、前記ＵＬＰＡフィルタ２６の目を容易に通過してしまうため、これを捕集するために本実施形態では加湿手段４０をクリーンルーム１０の内部に設けている。
【００１０】
図３に、加湿手段の概略図を示す。加湿手段４０は、前記冷却コイル２０の前段（上流側）に設けられる。加湿手段４０は箱形形状に形成され、吸気側に設けた通気パネル４２と、内部に設けた通風機４４と、通風機４４の吐出側に設けた加湿モジュール４６と、加湿モジュール４６を暖めるためのヒータ４８とから構成される。すなわち、通風機４４により空気を加湿モジュール４６に送風し、ヒータ４８によって加湿モジュール４６を暖めることによって加湿モジュール４６の周囲に水蒸気を発生させ、これを通過する空気を加湿する。空気が加湿モジュール４６を通過する際に、超微粒子１４を積極的に凝集させ、超微粒子１４の粗大化を図るものである。
【００１１】
加湿モジュール４６は、山谷形状に形成された複数の不織布を、凹凸面が互いに対面するように平行に配列した構成である。このような加湿モジュール４６は、全体にわたって均等に湿潤されている。加湿モジュール４６を湿潤させる手段としては、公知の液体噴霧器あるいは液体滴下器を用いることが可能である。たとえば、それぞれの不織布の一端あるいは両端にノズル孔を有した供給パイプを設けて、ポンプによって水を供給パイプに圧送供給して不織布に水を滴下することにより、不織布全体に水分を含浸させる構成とすればよい。このように構成された加湿モジュールは、通風機４４の吐出側に、通風方向に対して平行に配置される。
【００１２】
このような加湿モジュール４６では、空気が不織布同士の間を通過する際に、不織布の山谷形状の山部に衝突して撹拌され、乱流が発生する。この時、不織布は全体的に湿潤されており、さらにヒータ４８によってこれらの不織布を加熱していることから、不織布同士によって形成されている経路に、不織布に含浸された水分が蒸発して水蒸気が浮遊することになる。
【００１３】
加湿手段４０に取り込まれた空気中が、加湿モジュール４６を通過する際に、空気中の超微粒子は加湿モジュール４６で発生する乱流により激しく運動することになり、水蒸気あるいは超微粒子１４同士で、衝突あるいは接近する確率が高くなる。すると水蒸気あるいは超微粒子１４間の圧力が高まり、水蒸気が液化して超微粒子１４に液架橋が生じる。このような液架橋によって超微粒子１４同士が強固に結合された状態となる。この超微粒子１４同士の結合により、超微粒子１４を粗大化させることが可能となる（図４）。また、粗大化した粗大超微粒子５０は、周囲を浮遊する他の超微粒子１４と結合しやすい状態となり、液架橋が促されてさらに粗大化する。このような結合により、たとえばφ０．０１μｍ以下の超微粒子１４が、液架橋により数１０個結合して粗大化した場合、この全体径はφ０．０２μｍ以上となる。
【００１４】
液架橋により粗大化した超微粒子５０を含有する空気は、加湿手段４０の外部に放出され、冷却コイル２０を経た後、クリーンルーム１０の外壁を伝って上昇し、天井付近に設置されたファンフィルタユニット２２に誘引される。このファンフィルタユニット２２は、ＵＬＰＡフィルタ２６が設けられており、粗大超微粒子５０を含有する空気は、このＵＬＰＡフィルタ２６を通過して、再びクリーンルーム１０の内部に送風される。この時、前述したようにＵＬＰＡフィルタ２６の目はおよそ０．０２μｍであり、粗大超微粒子５０は全体径が０．０２μｍ以上となっているため、粗大超微粒子５０はＵＬＰＡフィルタ２６に捕集される。なお、冷却コイル２０は、クリーンルーム１０で発生した顕熱を除去することを目的として、コイル内に冷却水を通し、通過する空気を間接冷却するものである。この冷却コイル２０を加湿手段４０の直後に配置することによって、冷却された空気中の水蒸気の液化作用がより一層進行し、上記液架橋による超微粒子１４の凝縮・粗大化を促進させることができる。
【００１５】
還気路１８を通過した空気は、粗大超微粒子５０が除去された状態で再びクリーンルーム１０の内部に送風される。このような空気循環を繰り返すことにより、クリーンルーム１０の内部に浮遊する超微粒子１４の濃度が減少する。従って、空気中の超微粒子１４が半導体製品に付着する確率を低減することができ、不良品発生率を減少させることが可能となる。
【００１６】
図５に、本発明の変形例を示す。クリーンルーム１０の外周に還気路１８を設け、これの吸気側に前述した加湿手段４０を設置する。また、同装置４０の後段には冷却コイル２０を備えておき、クリーンルーム１０の天井付近にファンフィルタユニット２２を設けてこれを還気路１８のクリーンエアの吹出口とする。この時、還気路１８の内部には、冷却コイル２０の直後の低位置に、フィルタユニット５２を設けている。このフィルタユニット５２により、前記加湿手段４０で粗大化された直後の粗大超微粒子５０を捕集して、清浄な空気をクリーンルーム１０内に再び送風する。このように、フィルタユニット５２を低位置に設置したことにより、フィルタ交換を簡易に行うことができるため、定期的にフィルタ交換を行って、絶えず清浄な空気をクリーンルーム１０に循環させることが可能となる。
【００１７】
【発明の効果】
上記構成により、本発明に係る加湿手段は、クリーンルーム内に浮遊する超微粒子を粗大化させることができ、これによりフィルタユニットで捕集が可能となるため、清浄な空気をクリーンルーム内に送風することができる。従って、クリーンルーム内の超微粒子濃度を減少させることが可能となり、半導体などの製品に超微粒子が付着して不良品が発生することを防止できる。これにより、製品の歩留まりが向上し、製品単価の低減を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る超微粒子除去システムの実施形態を示す説明図である。
【図２】ファンフィルタユニットの概略図である。
【図３】本実施形態に係る加湿手段の概略図である。
【図４】超微粒子の粗大化状況を示す説明図である。
【図５】本発明の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
１０………クリーンルーム、１２………製造装置、１４………超微粒子、１６………カーテン、１８………還気路、２０………冷却コイル、２２………ファンフィルタユニット、２４、４２………通風パネル、２６………ＵＬＰＡフィルタ、２８、４４………通風機、４０………加湿手段、４６………加湿モジュール、４８………ヒータ、５０………粗大超微粒子、５２………フィルタユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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