(57)【要約】  気体中のパーティクルを除去する気体清浄装置であって、第１のフィルタ層と、第２のフィルタ層と、を有し、前記第１のフィルタ層を構成する繊維の径が、前記第２のフィルタ層を構成する繊維の径より太いことを特徴とする気体清浄装置。また、上記の気体清浄装置を用いた半導体製造装置。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体中のパーティクルを除去する気体清浄装置であって、
前記気体の上流側と下流側にそれぞれ設置された第１のフィルタ層および第２のフィルタ層を有し、
前記第１のフィルタ層では、前記第２のフィルタ層で補集されるパーティクルよりも小さいパーティクルが補集されることを特徴とする気体清浄装置。
【請求項２】
前記第１のフィルタ層を構成する繊維の径が、前記第２のフィルタ層を構成する繊維の径より太いことを特徴とする請求項１記載の気体清浄装置。
【請求項３】
前記パーティクルは、粒径が５０ｎｍ以下であって金属を含むことを特徴とする請求項２記載の気体清浄装置。
【請求項４】
前記第１のフィルタ層の圧力損失が、前記第２のフィルタ層の圧力損失より小さいことを特徴とする請求項２記載の気体清浄装置。
【請求項５】
前記第１のフィルタ層が、単層または複数の層より構成されていることを特徴とする請求項１記載の気体清浄装置。
【請求項６】
前記第１のフィルタ層を構成する材料が、金属、樹脂、セラミック、活性炭よりなる群より選択され、前記第２のフィルタ層を構成する材料が、ガラスまたは樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項１記載の気体清浄装置。
【請求項７】
前記気体中の有機物またはイオンを除去する除去層をさらに有することを特徴とする請求項１記載の気体清浄装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のうち、いずれか１項記載の気体清浄装置を有する基板処理装置。
【請求項９】
気体中のパーティクルを除去する気体清浄装置であって、
第１のフィルタ層と、
第２のフィルタ層と、を有し、
前記第１のフィルタ層と前記第２のフィルタ層は、パーティクルの粒径の変化に対する捕集効率の特性が異なることを特徴とする気体清浄装置。
【請求項１０】
気体中のパーティクルを除去する気体清浄装置であって、
第１のフィルタ層と、
第２のフィルタ層と、を有し、
前記第１のフィルタ層と前記第２のフィルタ層は、同じ粒径のパーティクルに対する捕集効率が異なることを特徴とする気体清浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体中のパーティクルを除去して清浄な気体を生成する気体清浄装置および当該気体清浄装置を用いた半導体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置（半導体チップ）などの微細なデバイスを含む装置を製造する場合には、雰囲気中にパーティクル（微粒子）が存在すると製造の歩留まり低下の原因となる場合がある。このため、半導体製造装置によって半導体ウェハをハンドリングする場合には、パーティクルが低減された雰囲気中で行う必要がある。【０００３】
例えば、半導体製造装置周辺や半導体製造装置内部（例えばウェハローディング部など）のパーティクルを低減するために、ＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air）フィルタやＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルタなどのパーティクルを捕集するフィルタを通して空気が供給される方法がとられる場合があった。【０００４】
しかし、近年の半導体装置の微細化・高性能化に伴い、従来は問題とならなかったレベルの様々な汚染が問題となってきており、従来のフィルタでは気体の清浄度が十分とならない場合が考えられる。【０００５】
例えば、微細化が進行した高性能の半導体装置では、従来は検出すること自体が困難であった微細なパーティクルが問題になる場合がある。これらの微細なパーティクル（例えば５０ｎｍ以下）については、雰囲気中から除去する技術については、これまで検討された例は殆どなかった。【０００６】
したがって、従来のＵＬＰＡフィルタなどでは、微細なパーティクルの除去が不十分となって、半導体装置の製造の歩留まりが低下してしまう懸念が生じていた。
【特許文献１】平７―６６１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明は、上記の問題を解決した、新規で有用な気体清浄装置、および当該気体清浄装置を用いた半導体製造装置を提供することを統括的課題としている。【０００８】
本発明の具体的な課題は、微細なパーティクルを除去して清浄な気体を供給するための気体清浄装置、および当該気体清浄装置を用いた半導体製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の観点では、上記の課題を、気体中のパーティクルを除去する気体清浄装置であって、前記気体の上流側と下流側にそれぞれ設置された第１のフィルタ層および第２のフィルタ層を有し、前記第１のフィルタ層では、前記第２のフィルタ層で補集されるパーティクルよりも小さいパーティクルが補集されることを特徴とする気体清浄装置により、解決する。【００１０】
また、本発明の第２の観点では、上記の課題を、上記の気体清浄装置を有する基板処理装置により、解決する。【００１１】
また、本発明の第３の観点では、上記の課題を、気体中のパーティクルを除去する気体清浄装置であって、第１のフィルタ層と、第２のフィルタ層と、を有し、前記第１のフィルタ層と前記第２のフィルタ層は、パーティクルの粒径の変化に対する捕集効率の特性が異なることを特徴とする気体清浄装置により、解決する。【００１２】
また、本発明の第４の観点では、上記の課題を、気体中のパーティクルを除去する気体清浄装置であって、第１のフィルタ層と、第２のフィルタ層と、を有し、前記第１のフィルタ層と前記第２のフィルタ層は、同じ粒径のパーティクルに対する捕集効率が異なることを特徴とする気体清浄装置により、解決する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、微細なパーティクルを除去して清浄な気体を供給するための気体清浄装置、および当該気体清浄装置を用いた半導体製造装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１による気体清浄装置を示す図である。
【図２】従来の気体清浄装置を示す図である。
【図３】図２の気体清浄装置の評価結果を示す図（その１）である。
【図４】図２の気体清浄装置の評価結果を示す図（その２）である。
【図５】図２の気体清浄装置の評価結果を示す図（その３）である。
【図６】図２の気体清浄装置の評価結果を示す図（その４）である。
【図７】図２の気体清浄装置の評価結果を示す図（その５）である。
【図８】図１の気体清浄装置の評価方法を示す図である。
【図９】図１の気体清浄装置の評価結果を示す図である。
【図１０】繊維状フィルタの捕集効率を示す図である。
【図１１】図１の気体清浄装置の変形例を示す図である。
【図１２】実施例２による半導体製造装置を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
１００，２００，３００  気体清浄装置
１００Ａ，２００Ａ  １次側空間
１００Ｂ，２００Ｂ  ２次側空間
１０１，１０２，２０２  フィルタ部
１０１Ａ，１０２Ａ，１０４Ａ，２０２Ａ  フィルタ層
１０３，２０３  送風部
１０３Ａ，２０３Ａ  送風手段
１０１Ｂ，１０２Ｂ，１０３Ｂ，１０４Ｂ，２０２Ｂ，２０３Ｂ  筐体部
５００  半導体製造装置
５０１  筐体部
５０２  装填部
５０３  縦型炉
５０４  基板保持部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明に係る気体清浄装置は、気体中のパーティクルを除去する気体清浄装置であって、第１のフィルタ層と、第２のフィルタ層と、を有し、前記第１のフィルタ層を構成する繊維の径が、前記第２のフィルタ層を構成する繊維の径より太いことを特徴としている。【００１７】
従来、微細なパーティクル（例えば５０ｎｍ以下）については、検出すること自体が困難であった。このため、従来の気体清浄装置（フィルタ）については、これらの微細なパーティクルを雰囲気中から除去する機能について実質的に考慮されることがなかった。したがって、従来の気体清浄装置では、５０ｎｍ以下のパーティクルが充分に捕集されず、従来の気体清浄装置により供給される気体によって清浄な雰囲気が汚染されてしまう懸念があった。【００１８】
一方、本発明による気体清浄装置では、パーティクルを捕集するための、繊維状の材料より構成されるフィルタ層を複数（第１のフィルタ層、第２のフィルタ層）設けている。また、前記第１のフィルタ層を構成する繊維の径が、前記第２のフィルタ層を構成する繊維の径より太いことを特徴としている。このため、本発明による気体清浄装置では、従来測定そのものが困難であった微細なパーティクルを気体中から除去することが可能になっている。【００１９】
従来、微細なパーティクルを捕集するためには、繊維状フィルタの繊維の径を細くすることが効果的と考えられてきた。しかし、繊維状フィルタの繊維の径をある程度以上細くした場合には、少なくとも所定の粒径以下となる微細なパーティクル（例えば粒径５０ｎｍ以下）を捕捉する効率は逆に低下してしまうことを本発明の発明者は見出した。【００２０】
このため、従来のフィルタでは、粒径が数百ｎｍ程度の、従来の測定方法で検出が可能なサイズのパーティクルと、粒径が５０ｎｍ以下程度の従来の測定方法では検出が困難であったパーティクルの双方を効率的に気体中から除去することが困難であることがわかった。【００２１】
そこで、本発明の発明者が鋭意研究した結果、所定のサイズ以下（５０ｎｍ以下）の微細なパーティクルを捕集するための、太い径の繊維により構成されるフィルタ層と、所定のサイズ以上のパーティクルを捕集するための、細い径の繊維により構成されるフィルタ層を組み合わせることにより、効率的にパーティクルを除去できることが明らかとなった。【００２２】
次に、上記の気体清浄装置の構成例と、パーティクル除去の原理について図面に基づき、説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明の実施例１による気体清浄装置（フィルタ）１００を模式的に示す断面図である。図１を参照するに、本実施例による気体清浄装置１００は、１次側空間１００Ａと、２次側空間１００Ｂの間に設置され、前記１次側空間１００Ａから供給される気体（例えば空気）を濾過してパーティクルを除去し、前記２次側空間１００Ｂに供給する構造になっている。【００２４】
また、前記気体清浄装置１００は、気体の流れを形成するための気体送風部１０３と、該気体送風部１０３から供給される気体中のパーティクルを除去するためのフィルタ部１０１、フィルタ部１０２とが積層された構造を有している。【００２５】
前記送風部１０３は、筐体部１０３Ｂに、送風手段（例えばファンなど）１０３Ａが収納された構造を有している。前記フィルタ部１０１は、筐体部１０１Ｂ内にフィルタ層１０１Ａが収納された構造を有している。また、前記フィルタ部１０２は、筐体部１０２Ｂ内にフィルタ層１０２Ａが収納された構造を有している。【００２６】
この場合、前記フィルタ層１０１Ａで粒径の小さいパーティクル（例えば５０ｎｍ以下）をおもに捕集し、前記フィルタ層１０２Ａで、当該フィルタ層１０１Ａで捕集されるパーティクルより粒径の大きいパーティクルをおもに捕集する。【００２７】
本実施例による気体清浄装置１００は、上記の構造を有しているため、粒径の小さいパーティクルから、比較的粒径の大きいパーティクルまで効率よく気体中から除去し、清浄な気体を前記２次側空間１００Ｂに供給することが可能になっている。【００２８】
前記フィルタ層１０１Ａ、１０２Ａは、ともに繊維状のフィルタ層により構成されており、フィルタを構成する繊維の繊維径は、フィルタ層１０１Ａでフィルタ層１０２Ａより太くなっている。すなわち、繊維径の太いフィルタ層を敢えて用いたことで、より粒径の小さいパーティクルまで除去することが可能になっている。例えば、上記のフィルタ層１０２Ａが、通常のＵＬＰＡフィルタに相当する。【００２９】
このため、従来除去が困難であった微細なパーティクルを除去し、微細な金属または金属化合物粒子によって被処理基板（ウェハなど）が金属汚染されてしまうことを、効果的に抑制することができる。【００３０】
次に、本実施例による気体清浄装置の原理とその効果を説明するために、まず、従来の気体清浄装置によるパーティクル（金属汚染）の除去の実験と、その効果の分析結果について、図２〜図７を用いて説明する。図２は、パーティクル除去効果の評価に用いた、従来の気体清浄装置２００を模式的に示す図である。【００３１】
図２を参照するに、本図に示す気体清浄装置２００は、１次側空間２００Ａと、２次側空間２００Ｂの間に設置され、前記１次側空間２００Ａから供給される気体（例えば空気）を濾過してパーティクルを除去し、前記２次側空間２００Ｂに供給する構造になっている。前記気体清浄装置２００は、気体の流れを形成するための気体送風部２０３と、該気体送風部２０３から供給される気体中のパーティクルを除去するためのフィルタ部２０２とが積層された構造を有している。【００３２】
前記送風部２０３は、筐体部２０３Ｂに、送風手段（例えばファンなど）２０３Ａが収納された構造を有している。前記フィルタ部２０２は、筐体部２０２Ｂ内にフィルタ層２０２Ａが収納された構造を有している。前記フィルタ層２０２Ａは、繊維状のフィルタ層（ＵＬＰＡフィルタ）により構成されている。【００３３】
上記の構成において、前記１次側空間２００Ａにウェハｗ１を、前記２次側空間２００Ｂにウェハｗ２を設置して、パーティクルの挙動とパーティクルの除去の状態を調べた。【００３４】
図３は、図２に示した１次側空間２００Ａ（パーティクル除去前の空間）に１０分間放置したシリコンウェハｗ１上のパーティクル数を調べた結果を示す図である。図３を参照するに、ウェハｗ１上のパーティクルは、粒径が小さなもの程多くなる傾向を示している。例えば、パーティクルによる半導体装置製造工程の汚染の防止を考えた場合、このような粒径の小さな、除去の困難なパーティクルを如何に除去するかが重要となる。このため、本発明の発明者は、微細なパーティクルの挙動について以下に示すような分析を行った。【００３５】
図４は、図３に示したパーティクルをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で任意に選択し、ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析装置）を用いて分析し、粒径と成分を調べた結果を示す図である。上記の分析では、パーティクルのうち、金属に係るパーティクルの分析結果のみを表示している。上記の分析では、ＳＥＭを用いてパーティクルを検索し、検索したパーティクルに対してＥＤＸで分析を行って成分（元素）を特定している。また、それぞれの元素について、パーティクルの粒径が、０．１―０．５μｍ、０．５−１．０μｍ、１．０μｍ以上である個数についても調べている。【００３６】
また、図５は、図２に示した１次側空間２００Ａに１０分間放置したシリコンウェハｗ１の表面の金属汚染を、ＶＰＤ  ＩＣＰ−ＭＳ（気相分析法＋誘導結合プラズマ質量分析法）を用いて分析した結果を示す図である。【００３７】
図４、図５を参照するに、図４の分析結果と図５の分析結果とは、一見すると結果が必ずしも一致していない面があることがわかる。例えばＮａを例にとって、図４と図５の分析結果を比較してみる。図４によると、Ｎａのパーティクル数はＡｌやＣａと比べて少ないにもかかわらず、図５の分析によると、Ｎａの汚染度は、各元素の中で最も高い傾向を示している。【００３８】
上記の図４、図５の結果を鑑みると、例えばウェハ表面のＮａ汚染に関しては、図４に示した分析で検出されなかった０．１ｎｍ（１００ｎｍ）以下の粒径のパーティクルによる影響が大きいと考えられる。すなわち、金属汚染（例えばＮａなど）においては、現状の技術で検出が困難である微細なパーティクルによる影響が大きいと推察される。【００３９】
また、以下の表は、図２に示した２次側空間２００Ｂに６０時間放置したウェハｗ２のパーティクル増加量を示している。下記の表には、パーティクルの粒径が、０．０５−０．０６μｍ、０．０６−０．０８μｍ、０．０８−０．１０μｍ、０．１０−０．１２μｍ、０．１２−０．１５μｍ、０．１５μｍ以上の場合におけるそれぞれの増加量を示している。【００４０】
【表１】
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この場合、粒径が０．０５−０．０６μｍのパーティクルが１３個、粒径が０．０８−０．１０μｍのパーティクルが５個増加しており、上記の気体清浄装置を透過してしまうパーティクルが存在することが確認された。【００４１】
また、図６は、前記ウェハｗ２の表面の金属汚染を、ＶＰＤ  ＩＣＰ−ＭＳを用いて分析した結果を示す図である。ここでは、前記１次側空間２００Ａから前記２次側空間２００Ｂへの金属元素の透過を評価している。【００４２】
また、上記の評価に使用したウェハは、あらかじめウェハ表面の金属を所定の濃度以下（例えば、Ｎａについては２×１０８atoms/cm2以下、Ａｌについては３×１０８atoms/cm2以下）となるまで除去している。図６の検出結果については、このような金属除去の処理済のウェハの表面金属検出量を基準値とした。【００４３】
また、図中、物質「Ｚ」は、ＩＣＰ−ＭＳにてｍ／ｚ＝６４にピークがあり、ＺｎあるいはＳ化合物（Ｓ２、ＳＯ２）が検出されたと考えられ、この評価ではＺｎの検量線を用いて定量を行った。また、図中、それぞれの元素毎に、定量下限値をａ、基準値（上記の表面の金属除去の処理後であって放置開始時の値）をｂ、６０時間放置後の測定値をｃで示している。【００４４】
図６を参照するに、前記２次側空間２００Ｂに６０時間放置されたウェハｗ２表面では、Ｎａ、Ａｌ、Ｆｅ、（物質Ｚ）などは汚染レベルが増大しており、前記気体清浄装置２００によっては十分に金属汚染源（パーティクル）が除去できないことが明らかとなった。【００４５】
次に、上記の金属汚染の原因と考えられるパーティクルについて、Ｎａの場合を例にとり、以下の分析を行った。図７は、ウェハ表面のNa金属汚染量と、その汚染量から推定される、Ｎａを含むパーティクル数の相関について示した図である。上記の推定では、Ｎａの汚染源となるパーティクルはＮａＣｌの形で存在し、またパーティクルの形状は球状であると仮定している。具体的には、パーティクルの粒径が、５０ｎｍ、５ｎｍ、および１ｎｍの場合について、それぞれウェハ表面に存在すると考えられるパーティクル数を示している。【００４６】
図７を参照するに、例えばパーティクル（ＮａＣｌよりなるパーティクル）の粒径が５０ｎｍである場合には、図６に示したＮａの検出量に相当するためのパーティクル数は、ウェハ（３００ｍｍ）あたり、３×１０５個程度となる。一方で、ウェハ表面のパーティクル増加数は、先に示したように、粒径が０．０５μｍ〜０．１μｍ（５０ｎｍ〜１００ｎｍ）の範囲で１８個となっている。【００４７】
上記の結果を鑑みると、前記気体清浄装置１００（既存のＵＬＰＡフィルタ）を透過した、Ｎａの汚染に係る物質は、粒径が５０ｎｍ以下のパーティクルが殆どであると考えられる。例えば、粒径が５０ｎｍ以下のパーティクルは、検出自体が困難であり、これまで除去方法や金属汚染との相関関係について殆ど検討された例が無かった。【００４８】
次に、これらの微細なパーティクルの除去の評価について、図８〜図１０に基づき、説明する。【００４９】
図８は、図１に記載した気体清浄装置１００を用いて行った、パーティクル(金属汚染)の除去の評価方法を模式的に示した図である。ただし、図１で先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する。また、上記の評価においては、前記フィルタ層１０１Ａと前記フィルタ層１０２Ａは、最初の評価として敢えて構成する材質や密度が同じになるように（２重ＵＬＰＡフィルタとなるように）した。【００５０】
具体的には、フィルタ層１０１Ａ，１０２Ａとして、ダイキン工業株式会社製、ＵＬＰＡフィルタ（風速０．５ｍ／ｓｅｃで、粒径が０．１５μｍの粒子に対して、９９．９９９５％以上の粒子捕集効率をもち、かつ、初期圧力損失が２４５Ｐａ以下の性能のエアフィルタ）を用いた。【００５１】
図８を参照するに、上記の気体清浄装置１００の前記２次側空間１００Bに、シリコンウェハ（３００ｍｍ）Ｗ２を設置し、６０時間放置して、パーティクルの増加と表面の金属汚染の評価を行った。【００５２】
以下の表は、上記のウェハＷ２のパーティクルの増加数を示すものである。下記の表には、パーティクルの粒径が、０．０５−０．０６μｍ、０．０６−０．０８μｍ、０．０８−０．１０μｍ、０．１０−０．１２μｍ、０．１２−０．１５μｍ、０．１５μｍ以上の場合におけるそれぞれの増加量を示している。また、「Ｓｉｎｇｌｅ」は、図２に示した評価方法による結果を、「ｄｏｕｂｌｅ」は、図８に示した評価方法による結果を示している。【００５３】
【表２】
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上記に示すように、フィルタ層を２重にしたことで、透過するパーティクルが減少していることがわかる。【００５４】
また、図９は、図６で説明した分析の場合と同様にして、上記のウェハＷ２の表面の金属汚染を、ＶＰＤ  ＩＣＰ−ＭＳを用いて分析した結果を示す図である。図９においては、先に示した図６に、上記のウェハＷ２の評価結果（検出結果ｄ）を付加して示している。ただし、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する。図９を参照するに、ＵＬＰＡフィルタを２重にした結果、Ｎａ、Ａｌ、Ｆｅのウェハ上での検出量が低減する事が確認された。【００５５】
また、図４〜図５、および図６〜図７の説明に記載したように、Ｎａの汚染の原因となっているパーティクルは他の金属汚染の原因となっているパーティクルに比べて特に粒径が小さいと考えられ、Ｎａの汚染を低減するためには、Ｎａを含む微細な５０ｎｍ以下のパーティクルを効果的に除去することが好ましい。【００５６】
このため、図１で先に説明した気体清浄装置１００では、通常のＵＬＰＡフィルタに相当するフィルタ層１０２Ａに加えて、当該フィルタ層１０２Ａを構成する繊維よりも太い繊維径を有する繊維により構成されたフィルタ層１０１Ａをさらに有する構成になっている。【００５７】
このため、上記の気体清浄装置１００では、当該フィルタ層１０２Ａの１層のみ（または当該フィルタ層１０２Ａを積層する構造）では除去が困難であった、Ｎａを含む粒径５０μｍ以下のパーティクルを効率的に除去することが可能になっている。以下にこの理由について説明する。【００５８】
図１０は、繊維状のフィルタによってパーティクルを除去する場合に、繊維径ｄｆを変更した場合の捕集効率を示した図である（「エアロゾルテクノロジー」、ウィリアムＣ．ハインズ著、井上書院発行、ｐ１７８記載）。図１０は、繊維径ｄｆを、０．５μｍ、２μｍ、および１０μｍとした場合の捕集効率の違いを示している。グラフの横軸は捕集されるパーティクルの粒径を、縦軸は捕集効率を示している。【００５９】
図１０を参照するに、一般的には、繊維径を細くした場合に微細なパーティクルの捕集効率が良好であると考えられてきた。例えば、繊維径が細くなると、最低捕集効率（グラフの極小点）を示す粒径は小さくなり、最低捕集効率は増大する（「エアロゾルテクノロジー」、ウィリアムＣ．ハインズ著、井上書院発行、ｐ１７９記載）。これは、「最低捕集効率」を示すグラフの極小点の位置は、繊維径を細くすることで左側に移動し、かつ極小点も大きく（捕集効率が高く）なっていることを意味している。【００６０】
しかし、図１０を見ると、それぞれの繊維径における最低捕集効率（極小点）の左側（粒径が小さくなる側）で考えた場合、繊維径が太い方が捕集効率が大きくなっている傾向があることがわかる。この傾向は、１００ｎｍ（０．１μｍ）以下の微少な粒径のパーティクルを捕集する場合には、フィルタの繊維径が太い方が有効であることを示唆していると考えられる。【００６１】
上記の現象は、微少なパーティクルを捕集するためには、フィルタ材への衝突確率を上げることが有効であり、そのためには有る程度繊維径を太くすることが好ましい可能性があることを示唆していると考えられる。【００６２】
すなわち、所定の粒径以上のパーティクル（１００ｎｍ程度以上）を捕集する場合には、フィルタを構成する繊維の繊維径は細い方が有利であるが、所定の粒径以下（５０ｎｍ以下）を捕集する場合には、フィルタを構成する繊維の繊維径は太い方が有利であると予測される。【００６３】
例えば、Ｎａ汚染の原因となるパーティクルを考えた場合、先に図６〜図７で説明したように、汚染に寄与するパーティクルの粒径は殆どが５０ｎｍ以下であると考えられる。この場合、繊維径が太い繊維により構成されるフィルタ層を用いることが、金属汚染（Ｎａ汚染）を抑制するためには有効である。一方で、粒径が１００ｎｍ以上のパーティクルは、従来考えられてきたように、繊維径が細い繊維により構成されるフィルタ層を用いて捕集することが好ましい。【００６４】
そこで、図１に示した気体清浄装置１００では、繊維の径が異なるフィルタを組み合わせることによって、粒径が５０ｎｍ以下の微細なパーティクルと、粒径が数百ｎｍのパーティクルの双方を効率的に除去することが可能な構成となっている。【００６５】
言い換えれば、上記の気体清浄装置１００では、パーティクルの捕集効率が異なるフィルタ層（パーティクルの粒径の変化に対する捕集効率の特性が異なるフィルタ層、または、同じ粒径のパーティクルに対する捕集効率が異なるフィルタ層）を組み合わせる（積層する）ことで、粒径が５０ｎｍ以下の微細なパーティクルと、粒径が数百ｎｍのパーティクルの双方を効率的に除去することが可能な構成となっている。【００６６】
また、図１０に示すフィルタの最低捕集効率（グラフの極小点）に着目すると、所定の粒径以上（例えば１００ｎｍ以上）のパーティクルを捕集する場合には、最低捕集効率の大きいフィルタが好適であり、所定の粒径以下（例えば５０ｎｍ以下）のパーティクルを捕集する場合には、最低捕集効率の小さいフィルタが好適であることがわかる。すなわち、最低捕集効率の異なるフィルタを組み合わせる（積層する）ことで、粒径が５０ｎｍ以下の微細なパーティクルと、粒径が数百ｎｍのパーティクルの双方を効率的に除去することが可能となっている。【００６７】
また、図９に示す実験結果からもわかるように、ＵＬＰＡフィルタを積層することによっても、従来の気体清浄装置では透過していた５０ｎｍ以下のパーティクル数を減少させることが可能である。この場合、前記フィルタ層１０１Ａ，１０２Ａは、定格風量で粒径が０．１５μｍの粒子に対して９９．９９９５％以上の粒子捕集効率を持ち、かつ、初期圧力損失が２４５Ｐａ以下の性能をもつフィルタ（ＪＩＳ  Ｚ８１２２にて規定）を積層して構成してもよい。【００６８】
また、上記の気体清浄装置１００においては、前記フィルタ層１０１Ａの圧力損失は、フィルタ層１０２Ａの圧力損失より小さくなり、総合的に圧力損失を考えた場合、繊維径の細いフィルタ（フィルタ層１０２Ａ）を積層した場合よりも圧力損失が小さくなる。【００６９】
また、前記フィルタ層１０１Ａ、１０２Ａのうち、繊維径の太いフィルタ層１０１Ａが、気体の送風の上流側に設置されることが好ましい。これは、粒径の小さいパーティクルの方が捕集され、凝集した後にフィルタ層から脱離しやすく、上記の構造だと脱離したパーティクルをフィルタ層１０２Ａで再捕集することも可能であるからである。【００７０】
また、フィルタ層１０１Ａ、１０２Ａで効率よくパーティクルを捕集するために、フィルタ層１０１Ａとフィルタ層１０２Ａの空隙率が異なるように構成してもよい。【００７１】
また、上記の気体清浄装置１００に、さらに気体中の有機物またはイオンを除去する除去層を加えてもよい。図１１は、図１に示した気体清浄装置１００の変形例である。ただし、先に説明した部分には同一の符号を付し、説明を省略する。【００７２】
図１１を参照するに、本図に示す気体清浄装置３００は、図１に示した気体清浄装置１００に、有機物またはイオンを除去するための除去層１０４が付加された構造を有している。当該除去層は、筐体部１０４Ｂに、フィルタ層１０４Ａが収納された構造となっている。このように、有機物またはイオンを除去するための層を付加することで、金属汚染に加えて有機物やイオンによる汚染を効果的に抑制することが可能になる。【００７３】
また、フィルタ層は、繊維状のものに限定されるわけではない。例えば、気体の流れの上流側に設置されるフィルタ層は、ガラス、金属、樹脂、セラミック、および活性炭よりなる群から選択される材料によって構成してもよい。また、気体の流れの下流側に設置されるフィルタ層は、例えば、ガラスまたは樹脂のいずれかより構成されていてもよい。また、上流側のフィルタ層では、先に説明したように、粒径が５０ｎｍ以下の、金属（Ｎａなど）を主成分とするパーティクルが除去されるため、特に下流側に設置されるフィルタ層は、非金属材料より構成されることが好ましい。また、上流側のフィルタ層と、下層側のフィルタ層は、単層よりなる構造に限定されず、複数の層よりなる構造であってもよい。
【実施例２】
【００７４】
また、実施例１に示した気体清浄装置１００（または気体清浄装置３００）を用いて、基板処理装置を構成することが可能である。【００７５】
図１２は、図１に示した気体清浄装置１００を用いて構成した基板処理装置の一例である、半導体製造装置５００の構成を模式的に示した図である。前記半導体製造装置５００は、いわゆる縦型炉を有するＣＶＤ（化学気相成長）装置である。【００７６】
図１２を参照するに、前記半導体製造装置５００は、筐体部５０１を有しており、該筐体部５０１の内部には、ＣＶＤによる成膜を内部で行う縦型炉５０３が設置されている。また、該筐体部５０１の内部には、複数のウェハを保持するとともに、保持したウェハを前記縦型炉５０３の内部に搬送する基板保持部５０４が設置されている。【００７７】
前記基板保持部５０４は、図示を省略する稼働機構によって、ウェハを保持した状態で縦型炉の内部に挿入されることが可能に構成されている。また、ウェハ（被処理基板）は、装填部５０２から前記筐体部５０１の内部に装填される構造になっている。【００７８】
上記の構造において、前記筐体部５０１の内部には実施例１に記載した気体清浄装置１００が設置されており、当該筐体部５０１の周囲にから取り込まれた気体（空気）は、該気体清浄装置１００によってパーティクル（汚染源となる物質）が除去されて該筐体部５０１の内部に供給される構造になっている。【００７９】
前記筐体部５０１の内部では、成膜の前（縦型炉に充填する前）のウェハや、または成膜完了後（縦型炉から排出された）ウェハが取り扱われる領域であり、雰囲気中のパーティクルや汚染物質が除去されていることが好ましい。本実施例による半導体製造装置では、このような、ウェハがハンドリングされる領域には、先に説明した気体清浄装置１００で濾過された清浄な気体が供給される構造になっている。このため、前記筐体部５０１内でのウェハの汚染が低いレベルに抑制され、前記半導体製造装置５００の歩留まりが良好となる。【００８０】
また、前記気体清浄装置１００を用いた基板処理装置は、上記の例に限定されるものでない。例えば、気体清浄装置を用いた半導体製造装置として、ウェハを１枚毎に処理するタイプ（枚葉）の成膜装置やエッチング装置、またはコーター／デベロッパーなどにも上記の気体清浄装置を適用することが可能である。また、上記の基板処理装置の例としては、半導体製造装置の他に、例えば、基板保管装置や、基板搬送装置などがある。また、クリーンルームの雰囲気制御などに用いてもよい。【００８１】
以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明は上記の特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明によれば、微細なパーティクルを除去して清浄な気体を供給するための気体清浄装置、および当該気体清浄装置を用いた半導体製造装置を提供することが可能となる。【００８３】
本国際出願は、２００６年４月７日に出願した日本国特許出願２００６−１０６６６４号に基づく優先権を主張するものであり、２００６−１０６６６４号の全内容を本国際出願に援用する。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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