JP2004176978A - Cleaning/air-conditioning method of air supplied to semiconductor manufacturing device and air cleaning/air-conditioning unit of semiconductor manufacturing device - Google Patents

Cleaning/air-conditioning method of air supplied to semiconductor manufacturing device and air cleaning/air-conditioning unit of semiconductor manufacturing device Download PDF

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JP2004176978A
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Shinya Kitaguchi
真也 北口
Takushi Fujita
卓志 藤田
Masakatsu Yamawaki
正勝 山脇
Iwao Fukuyama
巌 福山
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Nippon Shokubai Co Ltd
Shinwa Controls Co Ltd
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Shinwa Controls Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To clean air supplied to a semiconductor manufacturing device and to continuously adjust a temperature and humidity of the air. <P>SOLUTION: This air cleaning/air-conditioning method adjusts the temperature and the humidity of the air by using an air-conditioning means 7 after adsorbing-removing a gaseous pollutant in the air by an adsorbing part by arranging the adsorbing part 5 in an air circulating passage for communicating with the semiconductor manufacturing device 1. This cleaning/air-conditioning method continuously adsorbs-removes the gaseous pollutant in the air by alternately repeating adsorption of the gaseous pollutant by an adsorbent in the adsorbing part and regeneration by heating of the adsorbent. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造装置に供給する空気の浄化・空調方法と半導体製造装置の空気浄化・空調ユニットに関するものであり、詳細には、集積回路パターン線幅が微細である高性能の半導体製品の製造に適した清浄な雰囲気を形成するため、該半導体製造装置に温度・湿度の調節された清浄化空気を連続的に供給するための方法と、この様な方法を実現するための浄化・空調ユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
クリーンルーム室内の空気を清浄化する方法として、例えばHEPAフィルタ(高性能フィルタ)を用い、主として空気中の微細な粒子状汚染物質を除去する方法が従来から実施されている。しかし、半導体製品における集積回路の高集積化が著しく進み、集積回路の最小線幅がサブミクロンレベルにまで微細化されつつある現在、これまで問題視されていなかったガス状汚染物質が、集積回路の形成に少なからず悪影響を及ぼすことが明らかとなり、該ガス状汚染物質を除去する方法の確立が求められている。
【0003】
より具体的に説明すると、半導体製造工程の一つである露光工程では、アンモニアやアミン類等の塩基性ガス、その他の有機性ガスなどのガス状汚染物質から悪影響を受け易く、微細な回路パターンを形成するには、該ガス状汚染物質の濃度を1ppb以下に低減することが必要であるといわれている。特に、人体からも発生するアンモニアは、化学増幅型レジストのパターン形成を阻害したり、露光工程で用いられるレンズを曇らせるなどの悪影響を与える。また有機性ガスは、ウェハ基材や基板を汚染して製品の生産性(歩留り)を低下させることが確認されている。
【0004】
その他の半導体製造工程であるレジスト塗布・現像工程でも、前記露光工程と同様にガス状汚染物質によってもたらされる影響を排除する必要がある。特に現像工程では、使用する薬液からアンモニアや有機性ガス等のガス状汚染物質が発生するため、この様なガス状汚染物質による汚染の拡大を引き起こさないようにする必要がある。
【0005】
また、半導体製造装置をクリーンルーム内に設置して使用する場合があるが、この様な場合、プラスチック等を含む高分子材料から発生する有機性ガスが、クリーンルームの構成部材として多用されている高分子部品(例えば塗料や塗床材、シート、パネル、電源ケーブル、シーリング剤、パッキン可塑材、離型材、酸化防止剤等)を発生源としてクリーンルームのあらゆるところから発生する可能性を有している。特に、空調コストを低減するためクリーンルーム室内のガスを循環させて使用する場合には、上記高分子部品から有機性ガスが連続的に発生する一方、該有機性ガスは外部へ排出されないため、有機性ガスの濃度が外気より徐々に高くなるといった問題がある。
【0006】
他方、半導体製造装置が設置されるクリーンルーム全域を清浄化することは勿論有効であるが、そのためのコストアップは軽視できないので、例えばミニエンバイロメントやマイクロエンバイロメントといった設備を設けて高清浄化区域を形成し、この区域内で作業を行うことで、清浄化によるコストアップを抑えることもなされている。しかしこれらの設備も、前記クリーンルームと同様に高分子材料が多用されているので有機性ガスの発生が問題となる。
【0007】
この様に半導体製品の製造に悪影響を与えるガス状汚染物質としては、上記アンモニアや有機性ガスも含めて、下記(1)〜(3)のように分類され、これらのガス状汚染物質を除去する手段として、ケミカルフィルタをクリーンルームのファンフィルタユニット(FFU)等に設置したり、該ケミカルフィルタ以外に、半導体製造装置内に高圧放電部を設けて放電により微量ガス成分をプラズマ化したり、光触媒を用いて有機性ガスを除去したり、噴霧ノズルを設置して気液接触方式でアンモニア等のアルカリ成分を除去する等の対策が図られている(例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4参照)。
(1)NOx 、SOx 、HFなどの酸性ガス
(2)NH 、アミンなどの塩基性ガス
(3)有機性ガス(炭化水素等)
【0008】
ケミカルフィルタを用いた有機性ガスの除去は、ケミカルフィルタを構成する活性炭への有機性ガスの物理吸着によるものである。ケミカルフィルタは、ガス状汚染物質の吸着量が一定量以上になると吸着性能が低下するので交換する必要があり、通常は1年に1回程度の頻度で交換する。しかし、ケミカルフィルタは高価であるので、交換頻度や使用量の増大は製造コストアップを招き、しかも、フィルタの頻繁な交換は装置を停止して行う必要があるので生産効率の低下を招く。
【0009】
上記酸性ガスの除去に用いられるケミカルフィルタには、一般にアルカリ性物質を添着させた活性炭や陰イオン交換繊維が素材として用いられ、上記塩基性ガスの除去に用いられるケミカルフィルタには、酸性物質を添着させた活性炭や陽イオン交換繊維が素材として使用されており、酸性ガスや塩基性ガスは化学的に除去される。従って、有機性ガスの場合と比較してケミカルフィルタによる上記酸性ガスやアルカリ性ガスの吸着容量は大きい。しかし、イオン交換繊維や薬品の添着された活性炭を再生処理することは困難であり、廃棄処理する場合には更に費用がかかる。
【0010】
この様にケミカルフィルタは、酸性ガスや塩基性ガスを吸着・除去するには有効であるが、高価でかつ再生が困難であるため、該ケミカルフィルタをより有効に活用すべく、クリーンルームの空調設備等に設置するのではなく、半導体製造装置内に設置して局所的な高清浄化を図ることが考えられる。
【0011】
しかし、半導体製造装置にケミカルフィルタを設置する場合、ケミカルフィルタの寿命は、半導体製造装置の設置されているクリーンルーム等の外部環境の管理状況に大きく左右される。即ち、クリーンルーム等の外部環境の管理が十分なされている場合は、清浄度の高い空気を半導体製造装置内に設置したケミカルフィルタで浄化し、より清浄度の高い空気を得ることができる。ところが、クリーンルーム等の外部環境の管理が不十分である場合は、清浄度の低い空気をケミカルフィルタに通す際に、多量のガス状汚染物質を除去しなければならないのでケミカルフィルタの除去負担が大きくなる。
【0012】
従ってこの様な場合は、ケミカルフィルタを頻繁に交換しなければ、高清浄空気を得ることができず半導体製品の品質劣化が問題となる。また、頻繁に交換すると生産効率は当然に低下してくる。更に、該フィルタの長寿命化を図るべく新たな設備等を設けるとその分コストがかかるので、経済的に装置を稼動しながら高品質の製品を製造することは難しい。
【0013】
ところで安定した品質の半導体製品を製造するため、該半導体製造装置に供給する空気の温度や湿度を制御するのが一般的である。しかし、半導体製造装置内にケミカルフィルタを設置すると、空気中の水分が吸着されるなどして空気の温度や湿度が設定値から外れやすく、半導体製品の品質に悪影響を及ぼすといった懸念が生ずる。
【0014】
尚、安定した条件で装置を稼動するための手法として、クリーンルームの空調装置とは別に半導体製造装置用として空調設備を設け、温度や湿度を厳密に制御する方法も考えられる。しかし空調コストを低減するため、半導体製造装置と空調設備を結ぶ空気循環経路内で空気を循環させると、半導体製造装置内の高分子製部品から生ずる有機性ガスが経時的に蓄積してくるので、有機性ガスに対する対策を併せて講じなければならない。
【0015】
以上の通り、半導体の高集積化が進むなか、半導体製造装置の設置されているクリーンルームの厳密な管理や頻繁なフィルタ交換等の煩雑なメンテナンスや多大なコストをかけずとも、有機性ガスやアンモニア等のガス状汚染物質が除去されかつ温度・湿度の調節された空気を、連続的に安定して半導体製造装置に供給することのできる方法の確立が迫られている。
【0016】
【特許文献1】
特許第2580893号公報 (特許請求の範囲、第1頁)
【特許文献2】
特許第3035018号公報 (特許請求の範囲、第1頁)
【特許文献3】
特開平9−168722号公報 (特許請求の範囲、第1頁)
【特許文献4】
特開平10−340851号公報 (特許請求の範囲、第1頁)
【0017】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、集積回路パターン線幅が微細な高性能の半導体製品を効率よく製造することを最終目的に、フィルタ等の頻繁な交換やクリーンルーム等の厳密な管理を行わなくとも、有機性ガスやアンモニア等のガス状汚染物質が十分に除去され、温度・湿度の調節された空気を、連続的に安定して半導体製造装置に供給することのできる方法、およびこの様な方法を実現するのに有用な半導体製造装置の空気浄化・空調ユニットを提供することを目的とするものである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る半導体製造装置に供給する空気の浄化・空調方法とは、半導体製造装置に連通した空気循環経路内に吸着部を設け、該吸着部で、空気中のガス状汚染物質を吸着除去した後、空調手段を用いて空気の温度および湿度の調節を行うにあたり、吸着部での吸着材によるガス状汚染物質の吸着と、吸着材の加熱による再生を交互に繰り返すことによって、連続的に空気中のガス状汚染物質を吸着除去するところに特徴を有するものである。前記吸着材の再生は、前記空調手段で生じた余剰熱を利用すれば、新たにエネルギーを与える必要がないため、経済面および環境面から好ましい。
【0019】
また、前記吸着部の吸着材として固体酸性物質を含むものを用いれば、特にアンモニアやアミン類等を効率よく吸着除去できるので望ましい。アンモニアやアミン類に加えて有機性ガスを効率よく吸着除去するには、前記固体酸性物質に加えて活性炭を含むものを前記吸着材に用いるのがよい。
【0020】
また本発明は、この様な方法を実現するための半導体製造装置の空気浄化・空調ユニットも規定するものであって、空気中のガス状汚染物質を吸着材で除去する吸着部と、空気の温度および湿度を調節する空調部と、吸着材を加熱して再生する再生部を有しているところに特徴を有する。
【0021】
上記半導体製造装置の空気浄化・空調ユニットとしては、前記吸着部と再生部が少なくとも一対併設されており、かつ、吸着部での吸着材によるガス状汚染物質の吸着と再生部での加熱による該吸着材の再生を交互に繰り返す切換手段を有しているものが挙げられる。また、別の半導体製造装置の空気浄化・空調ユニットとして、回転軸を中心に前記吸着部、前記再生部および再生後の吸着材を冷却する冷却部が形成され、前記吸着材が各部を逐次通過するよう回転手段を有しているものが挙げられる。
【0022】
これらの半導体製造装置の空気浄化・空調ユニットとしては、前記空調部での余剰熱を前記吸着材の加熱による再生に利用するための熱交換手段を備えているものがよい。
【0023】
【発明の実施の形態】
本発明者らは前述した様な状況の下で、フィルタ等の頻繁な交換や半導体製造装置の設置されているクリーンルームの厳密な管理等といった煩雑なメンテナンスや多大なコストをかけずとも、最も清浄度の高い雰囲気が要求される集積回路パターン線幅が微細である高性能半導体の製造装置に、有機性ガスやアンモニア等のガス状汚染物質が除去され温度・湿度の調節された空気を、連続的に安定して供給することのできるシステムを確立すべく様々な角度から検討を行った。その結果、
▲1▼(a)半導体製造装置に連通した空気循環経路内に吸着部を設け、
該吸着部で、空気中のガス状汚染物質を吸着除去した後、
(b)空調手段を用いて空気の温度および湿度の調節を行うようにすることかつ、
▲2▼吸着部での吸着材によるガス状汚染物質の吸着と、吸着材の加熱による再生を交互に繰り返して、連続的に前記ガス状汚染物質を吸着除去すればよいこと、を見出し上記本発明に想到した。
【0024】
以下、本発明で上記▲1▼(a)(b)および▲2▼の方法を規定した理由について詳述する。
【0025】
前記▲1▼(a)について
まず本発明法では、半導体製造装置に連通した空気循環経路内に設置した吸着部において、吸着材で空気中のガス状汚染物質を吸着除去する。
【0026】
本発明は、該吸着部で用いる吸着材の種類についてまで特定するものではなく、空気循環経路内の空気に含まれる、アンモニア等の塩基性ガスや有機性ガス等のガス状汚染物質を除去でき、かつ、加熱により再生できるものであればよいが、効率よく上記ガス状汚染物質を除去し、かつ吸着性能の回復を図るには、下記に示す様なものを吸着材として用いるのがよい。
【0027】
まず吸着材としては、比表面積の大きい多孔性無機酸化物であることが好ましい。吸着材の形状はペレット状、ハニカム状、コルゲート状、シート状、プリーツ状等の形態で使用することができるが、接触面積が大きくかつ圧力損失が低いハニカム形状とすることが好ましい。上記形状に加工する方法としては、成形、ウォッシュコート、含浸、吹き付け、梳き込み等の公知の方法を採用することができる。
【0028】
ガス状汚染物質として特に、アンモニアが、上述の通り半導体製造に与える悪影響が大きいことから、本発明の吸着材は、アンモニアに対して高吸着性能を発揮するものであることが好ましい。アンモニアは低分子量であるので物理吸着されにくく、例えば活性炭はアンモニアの吸着容量が非常に少ないことが知られている。一般に、アンモニアを吸着・除去する手段として、硫酸、リン酸、クエン酸等の酸を添着した活性炭を含む塩基性ガス用ケミカルフィルタが使用されているが、上述の通り、薬品の添着された活性炭は加熱による再生処理が行えないため、コストやメンテナンスの観点から好ましくない。
【0029】
本発明では、低分子量で物理吸着されにくいアンモニアを上記薬品等を使用せずに処理する手段として、アンモニア等の塩基性ガスの吸着点として作用する固体酸性物質を吸着材に使用するのがよい。該固体酸性物質であれば、アンモニアを十分に吸着・除去することができ、かつ、加熱により吸着性能の回復を図ることができるからである。
【0030】
固体酸性物質としては、具体的に、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ケイ素、シリカ−アルミナ等を使用することができる。特に好ましいものとして、チタンおよびケイ素からなる二元系複合酸化物、チタンおよびジルコニウムからなる二元系複合酸化物、並びにチタン、ケイ素およびジルコニウムからなる三元系複合酸化物などが挙げられる。チタン、ケイ素、ジルコニウムのそれぞれの単独酸化物では酸性が弱く酸量も少ないが、上記のような二元系酸化物あるいは三元系酸化物とすることで顕著な固体酸性が発現し、塩基性ガスであるアンモニアの吸着点として作用する。
【0031】
上記の様なチタン系複合酸化物は、従来から公知の方法で製造することができる。例えば、チタンとケイ素からなる二元系複合酸化物を調製する方法としては、下記(i)〜(iii)のような方法が挙げられる。
【0032】
(i)四塩化チタンをシリカゾルと共に混合し、アンモニアを添加して沈殿を生成せしめ、この沈殿を洗浄、乾燥後に焼成する方法。
【0033】
(ii)四塩化チタンに珪酸ナトリウム水溶液(水ガラス)を添加して沈殿(共沈物)を生成させ、これを洗浄、乾燥後に焼成する方法。
【0034】
(iii)四塩化チタンの水−アルコール溶液にテトラエチルシリケートを添加して加水分解により沈殿を生成させ、これを洗浄、乾燥後に焼成する方法。
【0035】
上記各方法において、共沈物を300〜650℃で1〜10時間焼成すれば、容易にチタンおよびケイ素からなる二元系複合酸化物を得ることができる。また同様にして、チタン源およびケイ素源、あるいはジルコニウム源のモル比を適宜調整することにより、二元系もしくは三元系の各複合酸化物を得ることができる。
【0036】
用いうるチタン源としては、塩化チタン、硫酸チタン、蓚酸チタンやテトライソプロピルチタネート等のチタン化合物が挙げられる。ケイ素源としては、コロイド状シリカ、水ガラス、四塩化ケイ素やテトラエチルシリケート等のケイ素化合物が挙げられる。またジルコニウム源としては、塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニウムや酢酸ジルコニウム等のジルコニウム化合物が挙げられる。
【0037】
このようなチタン系複合酸化物はチタンの含有率が20〜95モル%のものが好ましく、より好ましくは50〜85モル%のものである。チタンの含有率が20モル%未満あるいは95モル%を超えると、固体酸性が低下するため好ましくない。
【0038】
このようにして得られたチタン系複合酸化物は100m/g以上の高い比表面積を有しており、かつ耐熱性も優れているので加熱再生により吸着材を繰り返し使用しても高いアンモニア吸着性能を維持する。
【0039】
上述の通り、ガス状汚染性物質として、アンモニア以外に有機性ガスの処理対策が今後より一層求められている。前記アンモニア等の塩基性ガスや酸性ガスは、化学吸着を行うのが有効であるが、有機性ガスは、主に物理吸着を利用して除去するのが有効である。
【0040】
有機性ガスを吸着除去する方法としては、活性炭、ゼオライト、シリカゲル等に物理吸着させることが挙げられるが、その中でも特に活性炭は、ゼオライトと比較して様々な種類の有機性ガスに対し高い吸着性能を有し、かつ、再生処理においても低温で吸着した有機性ガスを離脱することができるので好ましい。活性炭の種類については、一般的に使用される活性炭の他、活性コークス、グラファイトカーボン、活性炭素繊維を用いることができる。
【0041】
この様に吸着材として活性炭を使用すれば、例えば塗料や塗床材、シート、パネル、電源ケーブル、シーリング剤、パッキンといった、クリーンルーム部材である高分子材料から発生する有機性ガスを除去することができる。
【0042】
具体的に除去できる有機性ガスとしては、トルエン、キシレン、アセトン、トリメチルベンゼン、酢酸エチル、酢酸エトキシエチル、シクロベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の溶剤;フタル酸ジオクチル、リン酸トリブチル、アジピン酸ジオクチル等の可塑剤;酸化防止剤であるブチルヒドロキシトルエン等、シーリング剤である環状シロキサン等が挙げられる。またレジストの溶剤、表面改質剤、現像液、剥離液のプロセス薬品として使用される酢酸ブチル、メトキシプロパノール、乳酸エチル、ヘキサメチルジシラザン、酢酸メトキシプロピル、酢酸エトキシエチル、トリメチルアンモニウムハイドライド、モノエタノールアミン、N−メチルピロリドン等が挙げられる。
【0043】
前記吸着材の好ましい例として、例えば固体酸性物質を20〜80質量%と、活性炭を80〜20質量%の範囲で併用したものが挙げられ、このような吸着材組成物を例えばハニカム状等に加工すればよい。
【0044】
上記吸着材組成物をハニカム状とする場合に、例えば吸着材を2層構造とし、前層に固体酸性物質を主成分とする吸着層を設け、後層に活性炭を主成分とする吸着層を設ければ、前層でアンモニアを主体に除去したのち後層で有機性ガスを主体に除去することができる。また、前記と逆の順序の2層構造とし、前層で有機性ガスを除去し、後層でアンモニアを除去してもよい。
【0045】
また、上記固体酸性物質や活性炭以外に、ゼオライト、活性白土、珪酸マグネシウム、セピオライト、粘土鉱物等の各種無機酸化物を吸着材等として適宜添加してもよい。
【0046】
前記吸着部は、半導体製造装置の雰囲気を形成する空気を循環させて使用する場合に、半導体製造装置から排出されたガス状汚染物質等を含む空気を浄化できる空気循環経路内に設置する他、空気循環経路外から空気を取り込むときの空気取込口に設置してもよい。この様に設置すれば、ガス状汚染物質を効率よく除去でき、半導体製造装置に清浄度の高い空気を供給することができる。また半導体製造装置によっては、半導体製造処理時にガス状汚染物質が発生する場合があるが、この様な場合には上記吸着部を半導体製造装置の空気排出口に設置することで、ガス状汚染物質が空気循環経路内に拡散するのを防止できる。
【0047】
アンモニアやアミン類、有機性ガス等のガス状汚染性物質とともに微粒子状汚染性物質を除去するため、例えば中性能除塵フィルター、HEPA フィルター、ULPAフィルター、静電フィルター等の除塵フィルターを併せて設置することも勿論有効である。除塵フィルターは、吸着材を装填した吸着部と空気の温度・湿度を調節する空調部との中間位置に設置したり、空調部の空気流出口に設置することができる。
【0048】
前記▲1▼(b)について
吸着部で空気中のガス状汚染物質を吸着除去した後は、空調手段を用いて空気の温度および湿度の調節を行う。例えば、吸着材が空気中のガス状汚染物質とともに水分も吸着し、空気の湿度が吸着材と接触する前後で変化したとき、そのまま半導体製造装置に空気を供給すると、半導体製造に悪影響を及ぼすことが考えられる。しかしこの様な場合であっても、上記の通り空調手段を設けることで、吸着部を通過した空気を所定の温度・湿度に制御することができるからである。
【0049】
例えば、半導体の製造プロセスにおけるフォトレジスト塗布工程、露光工程および現像工程では、空調部で温度が(23±0.1)℃、湿度が(45±3)%RHとなるよう厳密に調節することが挙げられる。
【0050】
前記▲2▼について
本発明では、吸着部での吸着材によるガス状汚染物質の吸着と再生部での加熱による該吸着材の再生を交互に繰り返して行うことで、連続的に空気の清浄化を図る。尚、吸着材の再生は、吸着材を加熱することによって吸着されたガス状汚染物質を離脱させることによるものである。
【0051】
吸着材を加熱する手段は特に限定するものでなく、電気ヒータ等を用いることができる。しかし使用する空調設備で生じた高温冷媒から得られる廃熱を利用することが、経済面からも環境面からも好ましい。
【0052】
具体的には、吸着材再生用空気として空気循環経路外からファンで空気を取り込み、例えば、熱交換器を用いて圧縮式の高温冷媒の廃熱で吸着材再生用空気を所定の温度にまで加熱し、この加熱された空気を吸着材と接触させることで吸着材からガス状汚染物質を離脱でき、吸着性能を回復させることができる。前記加熱には、前記高温冷媒の廃熱と補助電気ヒータを併用してもよい。
【0053】
吸着材に吸着したガス状汚染物質を離脱するには、吸着したガス状汚染物質の種類にもよるが、吸着材を60〜100℃、より好ましくは70〜90℃の温度で加熱するのがよい。加熱温度が60℃未満では吸着したガス状汚染物質が十分に離脱せず、吸着性能の回復が不十分となる。また、上記廃熱のみで吸着材を加熱する場合、加熱温度が100℃を超えると高温冷媒の廃熱だけでは十分加熱されず、結局、エネルギーを加える必要がありコストが高くなるので好ましくない。
【0054】
上述の通り、吸着材に吸着していたガス状汚染物質は加熱処理により徐々に離脱する。ガス状汚染物質を含む空気は、ガス状汚染物質の濃度がppbオーダーと極低濃度でありかつ濃縮比が低い場合には、ガス状汚染物質の濃度が外気とほぼ同レベルであるので、ガス状汚染物質を含む空気をそのまま屋外に排出してもよい。
【0055】
ここで濃縮比とは、
(空気循環経路に導入した空気量)/(吸着材の再生時に空気循環経路外に排気する空気量)
の比率をいい、濃縮比が低い場合とは、空気循環経路に導入した空気量に対して、吸着材再生後に室外に排気する空気量の多い場合をいう。
【0056】
この濃縮比が極端に低い場合は、空気循環経路外に排出する空気量が大きくなり、例えば半導体製造装置をクリーンルーム内に設置する場合、クリーンルームの温度や湿度が変化しやすくなるので、クリーンルームの空調コストアップを招く。従って、クリーンルームの空調コストアップを抑えるには、濃縮比を10倍以上とするのが好ましく、より好ましくは30倍以上である。
【0057】
尚、濃縮比が高い場合(即ち、空気循環経路に導入した空気量に対して、吸着材の再生時に空気循環経路外に排気する空気量が少ない場合)であって、排出する空気中のガス状汚染物質の濃度が高い場合には、白金系触媒等を用い、ガス状汚染物質を含む空気を100〜350℃にまで加熱してガス状汚染物質を酸化分解して無害化することもできる。
【0058】
例えば後述する回転ロータ式の空気浄化・空調ユニットを使用する場合、吸着部でのガス状汚染物質の吸着と再生部での吸着材の再生を繰り返し連続的に実施する場合には、濃縮比を10〜100倍程度に設定できる。
【0059】
但し、回転ロータ式では、約100倍を超える高い濃縮比で運転すると、吸着材の再生が不十分となるので、回転ロータ式より後述する多塔切替式の空気浄化・空調ユニットを採用することが好ましい。
【0060】
多塔切替式の空気浄化・空調ユニットでは、後述する塔を吸着部として使用する期間を長くすることで容易に濃縮比を高めることができ、濃縮比は30〜300倍程度の範囲内で設定することができる。例えば塔の吸着部/再生部の切替頻度を1ヶ月に1回程度とすれば、濃縮比を上記範囲内で制御できる。このとき、塔には1ヶ月以上吸着性能を維持できる量の吸着材を充填する必要があるが、充填後は、吸着部/再生部の切替運転を行うことで半永久的に運転できるので、従来のケミカルフィルタが約1年間に1回の割合で交換する必要があることと比較すると、費用および手間をかなり削減できると考えられる。
【0061】
本発明は、この様な方法を実現するための半導体製造装置の空気浄化・空調ユニットも規定するものである。
【0062】
本発明の半導体製造装置の空気浄化・空調ユニットは、
(A)空気中のガス状汚染物質を吸着材で除去する吸着部と、
(B)空気の温度および湿度を調節する空調部と、
(C)吸着材を加熱し、該吸着材に吸着したガス状汚染物質を離脱して再生する再生部
を有しているところに特徴を有するものである。
【0063】
本発明の半導体製造装置の空気浄化・空調ユニットは、ガス状汚染物質を含む空気が、上記(A)吸着部から(B)空調部を通過することによって、該ガス状汚染物質が除去されかつ温度・湿度が調節されて半導体製造装置に供給されるしくみとなっており、併せて、吸着性能の低下した吸着材の吸着性能を再生するための(C)再生部を必須構成部として有するものである。
【0064】
この様に、吸着部に充填されている吸着材を再生処理する再生部を併せて設けることによって、コンパクトサイズでかつ維持管理の大変容易な半導体製造装置の空気浄化・空調ユニットを構成することができる。
【0065】
経済面や環境面からすると、前記再生部での吸着材の再生を、前記空調部の高温冷媒の余剰熱を利用して行うようにすることが好ましく、この様に余剰熱を利用するための熱交換器等を設置することができる。また、上記余剰熱のみでは吸着材のガス状汚染物質を十分に離脱することが難しい場合には、補助加熱用設備として電気ヒータ等を併せて設置することもできる。
【0066】
本発明の空気清浄ユニットは、上記(A)〜(C)以外の構成部分を排除するものでなく、例えば送風ファンや除塵フィルタ、ケミカルフィルタ等が設置されていてもよい。
【0067】
この様な本発明の半導体製造装置の空気浄化・空調ユニットを具現化したものとして、例えば、多塔切替式または回転ロータ式で吸着材を随時再生させるものが挙げられる。
【0068】
多塔切替式は、吸着材を充填した前記吸着部(塔)と再生部(塔)が少なくとも一対併設され、吸着部での吸着材によるガス状汚染物質の吸着と再生部での加熱による吸着材の再生を交互に繰り返す切換手段を有しており、タイマーと連動させて自動弁により定期的にラインを切り替え、前記吸着と再生を交互に繰り返して行うことで、吸着材の再生時に装置を停止させることなく連続的にガス状汚染物質を吸着除去して、清浄化空気を半導体製造装置に供給することができる。
【0069】
即ち、例えば吸着部として働く塔(以下「塔A」という)のガス状汚染物質の吸着能力が低下した時点で、別の塔(以下「塔B」という)を吸着部として運転するよう切り替えることでガス状汚染物質の吸着除去を連続して行い、その一方で、吸着性能の低下した塔Aを加熱再生し、塔Bの吸着性能が低下したときに再び吸着部として働くようにすることで、清浄化空気を半導体製造装置に連続的に供給することができるのである。
【0070】
また、前記吸着と加熱再生を連続的に実施する別の方法として、本発明のユニットを回転ロータ式とすることも有用である。この回転ロータ式は、回転軸を中心に分割されている吸着部、再生部および冷却部の3つのゾーンを吸着材が逐次通過することによって、吸着材によるガス状汚染物質の吸着、吸着材の再生および再生時に高温となった吸着材の冷却を連続的に繰り返し行うことができる。
【0071】
本発明の適用できる半導体製造装置としては、例えば、半導体ウェハの表面にレジスト膜を形成するレジスト塗布装置(コータ)や、半導体ウェハの表面に塗布されたレジスト膜に所定の回路パターンを光照射により転写する露光装置(ステッパー)、露光後の半導体ウェハの表面に現像液を塗布して現像処理を行う現像装置(デベロッパ)等が挙げられる。
【0072】
その他、半導体製造に関する設備として、キャリアボックス、クリーンボックス、ストッカ、搬送空間、インターフェイス等にも本発明を好適に用いることができる。更にはクリーンルームやクリーンルーム内の局所空間(ミニエンバイロメント・マイクロエンバイロメント)に本発明を適用することもできる。
【0073】
【実施例】
以下、本発明の実施形態として下記図1〜図3を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものでなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【0074】
特に、下記実施例では、半導体製造装置で露光処理を行う場合について説明するが、半導体製造装置でレジスト塗布処理や現像処理等を行う場合についても勿論適用することができる。
【0075】
<実施例1>
図1は、本発明の方法を実現するための装置を模式的に例示したものである。半導体製造装置1は、クリーンルーム内に設置されており、クリーンルームと同様に半密閉空間を形成している。
【0076】
図1に示すとおり、ウエハ3を載せたステージ10が、搬送部11により半導体製造装置1の露光処理室2まで搬入され、露光処理後に、再び搬送部11により装置外に搬出され、それと同時に次のウエハが別の搬送部(図示せず)により露光処理室2に搬入される。
【0077】
一方、空気浄化・空調ユニット4では、露光処理室2から排出される空気や空気循環経路外から導入される空気に含まれるアンモニア等のガス状汚染物質を除去したり、空気の温度・湿度を調節するしくみとなっている。詳細には、空気浄化・空調ユニット4は、吸着部5、空調部7、吸着材再生用空気加熱部13等から構成されており、吸着部5には、加熱により再生されて繰り返し使用できる吸着材が充填されている。
【0078】
送風ファン8により空気取込口14から空気浄化・空調ユニット4内に導入された空気は、最初に吸着部5でガス状汚染物質が吸着除去される。この様にしてガス状汚染物質の除去された空気は、その後に空調部7に導入されて、温度および湿度がセンサーによりモニターされ、所定の温度となるよう加温または減温され、湿度についても加湿もしくは除湿処理されるしくみとなっている。
【0079】
ガス状汚染物質が除去され、かつ温度・湿度の調整された空気は、中性能除塵フィルタ9を通過し粒子状汚染物質が除去された後、露光処理室2に導入される。そして露光処理後には、露光処理室2の空気が循環ファン12により空気循環経路内に排出され再使用される。
【0080】
ガス状汚染物質の吸着した吸着材は、該吸着材を加熱しガス状汚染物質を吸着材から離脱することで再生される。この吸着材の再生には、次のように余剰熱を利用することができる。即ち、空調部7に内蔵されている冷凍圧縮機から吐出される高温冷媒が吸着材再生用空気加熱部13に配置された加熱伝熱管15内を流れるようになっており、吸着材再生用空気加熱部13で、空気浄化・空調ユニット4外から取り込まれた吸着材再生用空気が該高温冷媒の余剰熱で加熱され、この高温空気によって吸着材が加熱されて、ガス状汚染物質が吸着材から離脱する。
【0081】
<実施例2>
図2は、前記実施例1の空気浄化・空調ユニット4が多塔切替式である場合を模式的に例示したものであり、前記図1における吸着部5等にかわり、図2では5A及び5Bの2塔が並列して配置されている。各々の塔には吸着材6が充填されており、どちらか一方の塔に空気が導入されて、ガス状汚染物質であるアンモニアや有機性ガス等が吸着除去される。その一方で、除去性能が低下した他方の塔は再生部として働き、吸着材は加熱により再生される。即ち、絶えず、一方の塔が吸着部として作用し、他方の塔が再生部として作用し、一方の塔の吸着性能が低下した場合には、空気の流路が電磁弁等の自動弁を用いて切り替えられ、吸着性能の回復した塔に空気が流れ、連続的に空気の清浄化が行われるしくみとなっている。
【0082】
一例として示す図2は、自動弁18が開の状態を○印で示し、閉の状態を●印で示しており、塔5Bに空気が流れて塔5B内でガス状汚染物質の吸着除去が行われ、吸着性能が低下した塔5Aでは吸着材の再生処理が行われている状態を示している。
【0083】
塔5Aでの吸着材の再生処理は次の様にして行う。即ち、吸着材再生用ファン16から取り入れた空気を、吸着材再生用空気加熱部13で所定の温度にまで加熱し、吸着材再生用空気加熱部13と吸着部の間に設置された自動弁19を通じて塔5Aに導入し、該高温空気で塔5A内の吸着材6を加熱・再生する。尚、再生用空気の加熱には、空調部に内蔵されている冷凍圧縮機から吐出される高温冷媒を吸着材再生用空気加熱部13の加熱伝熱管15に通じることで得られる余剰熱を加熱源として利用する。吸着材の再生により生ずるガス状汚染物質を含む空気は、含まれるガス状汚染物質の濃度に応じて触媒(図示せず)を用いて酸化分解・無害化され、パージライン17から空気浄化・空調ユニット4外に排出される。
【0084】
<実施例3>
図3は、ガス状汚染物質の吸着と吸着材の再生を連続的に実施する別の方法として、前記実施例1(図1)の空気浄化・空調ユニット4が回転ロータ式である場合を模式的に例示したものである。吸着材6の充填された円盤状の回転ロータ21は、吸着部20、再生部24および冷却部(冷却部は図示せず)の3つのゾーンを回転により順次通過するしくみとなっており、回転ロータ21は、回転用モーター23の駆動によりロータ回転軸22が駆動して回転するしくみとなっている。この様なしくみにより、回転ロータ21内に充填された吸着材6が各ゾーンを逐次通過して、ガス状汚染物質の吸着、吸着材の再生および再生直後の高温吸着材の冷却を連続的に繰り返し行うことができる。吸着部20に導入された空気は、ここで吸着材6と接触してガス状汚染物質が除去され、空調部7で温度と湿度が調節されて露光処理室に送られる。
【0085】
一方、ガス状汚染物質の吸着性能が低下した回転ロータ21内の吸着材6の再生は次のようにして行われる。即ち、吸着材再生空気用ファン16により空気浄化・空調ユニット外から取り込まれた吸着材再生用空気が、吸着材再生用空気加熱部13で所定の温度まで加熱され、この加熱された空気が吸着材再生部24に送り込まれて、吸着材6の加熱・再生が行われる。
【0086】
吸着材再生用空気の加熱には、前記実施例2と同様に、吸着材再生用空気加熱部13の加熱伝熱管15を通じて得られる空調部内蔵の冷凍圧縮機(図示せず)から吐出される高温冷媒からの余剰熱を利用している。吸着材の再生で生ずるガス状汚染物質を含む空気はパージライン17から室外に排出する。排出する空気中のガス状汚染物質の濃度が高い場合には、白金系触媒(図示せず)等を用い、加熱してガス状汚染物質を酸化分解し無害化すればよい。加熱再生された吸着材は冷却部(図示せず)で冷却してから吸着部20に移行させる。
【0087】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成されており、本発明にかかる空気の空気浄化・空調方法によれば、最も清浄度の高い雰囲気が要求される、集積回路パターン線幅が微細である高性能半導体の製造装置に、フィルタ等の頻繁な交換や半導体製造装置の設置されているクリーンルームの厳密な管理等の煩雑なメンテナンスや多大なコストをかけずに、有機性ガスやアンモニア等のガス状汚染物質が除去されかつ温度・湿度の調節された空気を連続的に安定して供給できる。特に本発明では、吸着材の吸着・離脱作用を有効に利用し、吸着材が繰り返し使用できるものであるため、メンテナンスが容易でかつ維持管理費の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の方法を実施する為に構成される装置を例示する概略説明図である。
【図2】本発明の方法を実施する為に構成される、半導体製造装置の空気浄化・空調ユニットを例示する概略説明図である。
【図3】本発明の方法を実施する為に構成される別の、半導体製造装置の空気浄化・空調ユニットを例示する概略説明図である。
【符号の説明】
1 半導体製造装置
2 ウエハ処理室(露光処理室)
3 ウエハ
4 空気浄化・空調ユニット
5 吸着部
5A、5B 吸着材充填塔
6 吸着材
7 空調部
8 送風ファン
9 中性能除塵フィルタ
10 ステージ
11 搬送部
12 循環ファン
13 吸着材再生用空気加熱部
14 空気取込口
15 加熱伝熱管
16 吸着材再生空気用ファン
17 パージライン
18 自動弁(ガス制御用)
19 自動弁(吸着材再生用)
20 吸着部
21 回転ロータ
22 ロータ回転軸
23 回転用モーター
24 (加熱)再生部
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for purifying and air-conditioning air supplied to a semiconductor manufacturing apparatus and an air-purifying and air-conditioning unit for the semiconductor manufacturing apparatus. More specifically, the present invention relates to a high-performance semiconductor product having a fine integrated circuit pattern line width. A method for continuously supplying purified air of which temperature and humidity are controlled to the semiconductor manufacturing apparatus in order to form a clean atmosphere suitable for manufacturing, and a purification / air conditioning system for realizing such a method. It is about a unit.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art As a method of purifying air in a clean room, a method of mainly removing fine particulate contaminants in air using, for example, a HEPA filter (high-performance filter) has been conventionally implemented. However, as the integration density of integrated circuits in semiconductor products has increased remarkably and the minimum line width of integrated circuits has been reduced to the submicron level, gaseous contaminants which have not been regarded as a problem until now have been integrated circuits. It has been clarified that the gaseous contaminants are not adversely affected, and it is required to establish a method for removing the gaseous pollutants.
[0003]
More specifically, in the exposure process, which is one of the semiconductor manufacturing processes, a basic gas such as ammonia or amines, or a gaseous contaminant such as another organic gas, is liable to be adversely affected by a fine circuit pattern. It is said that it is necessary to reduce the concentration of the gaseous contaminants to 1 ppb or less in order to form. In particular, ammonia generated from the human body has an adverse effect such as inhibiting pattern formation of a chemically amplified resist and fogging a lens used in an exposure process. Further, it has been confirmed that the organic gas contaminates the wafer base material and the substrate and lowers the productivity (yield) of the product.
[0004]
In the resist coating / developing process, which is another semiconductor manufacturing process, it is necessary to eliminate the influence caused by gaseous contaminants as in the exposure process. Particularly, in the developing step, gaseous contaminants such as ammonia and organic gas are generated from the chemical solution to be used. Therefore, it is necessary to prevent the contamination by such gaseous contaminants from spreading.
[0005]
In some cases, a semiconductor manufacturing apparatus is installed and used in a clean room. In such a case, an organic gas generated from a polymer material including a plastic is often used as a component of a clean room. Parts (eg, paints and floor coverings, sheets, panels, power cables, sealants, packing plastics, mold release materials, antioxidants, etc.) have the potential to be generated from everywhere in the clean room. In particular, when the gas in the clean room is circulated for use in order to reduce the cost of air conditioning, the organic gas is continuously generated from the polymer parts, but the organic gas is not discharged to the outside. There is a problem that the concentration of the reactive gas gradually becomes higher than the outside air.
[0006]
On the other hand, it is of course effective to clean the entire clean room in which the semiconductor manufacturing equipment is installed, but the cost increase cannot be neglected. For example, a facility such as a mini-environment or a micro-environment is provided to form a highly purified area. However, by performing work in this area, cost increases due to cleaning are also suppressed. However, also in these facilities, the generation of organic gas becomes a problem because the polymer material is frequently used similarly to the clean room.
[0007]
The gaseous pollutants which adversely affect the production of semiconductor products are classified as shown in the following (1) to (3), including the above-mentioned ammonia and organic gas, and these gaseous pollutants are removed. As a means for performing this, a chemical filter is installed in a fan filter unit (FFU) or the like in a clean room, or, in addition to the chemical filter, a high-pressure discharge unit is provided in a semiconductor manufacturing apparatus to convert a trace gas component into plasma by discharging, or to use a photocatalyst. In order to remove organic gas by using a gas nozzle or to install an atomizing nozzle to remove alkali components such as ammonia by a gas-liquid contact method (for example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3) And Patent Document 4).
(1) Acid gases such as NOx, SOx, and HF
(2) NH 3 , Amines and other basic gases
(3) Organic gas (hydrocarbon, etc.)
[0008]
The removal of the organic gas using the chemical filter is based on the physical adsorption of the organic gas to the activated carbon constituting the chemical filter. If the amount of gaseous pollutant adsorbed becomes more than a certain amount, the chemical filter deteriorates in adsorption performance, and therefore needs to be replaced. Usually, the filter is replaced once a year. However, since the chemical filter is expensive, an increase in the frequency of replacement and an increase in the amount of use lead to an increase in manufacturing cost, and a frequent replacement of the filter requires stopping the apparatus, which leads to a decrease in production efficiency.
[0009]
Activated carbon or anion-exchange fiber impregnated with an alkaline substance is generally used as a material for the chemical filter used for removing the acidic gas, and an acidic substance is impregnated on the chemical filter used for removing the basic gas. Activated carbon and cation exchange fibers are used as the raw material, and the acidic gas and the basic gas are chemically removed. Therefore, the adsorption capacity of the acidic gas and the alkaline gas by the chemical filter is larger than that of the organic gas. However, it is difficult to regenerate the activated carbon to which the ion-exchange fibers and chemicals are attached, and it costs more to dispose of the activated carbon.
[0010]
As described above, the chemical filter is effective for adsorbing and removing acidic gas and basic gas, but is expensive and difficult to regenerate. It is conceivable that the device is installed in a semiconductor manufacturing apparatus instead of being installed at a location such as the surface of the semiconductor device to achieve high local cleaning.
[0011]
However, when a chemical filter is installed in a semiconductor manufacturing apparatus, the life of the chemical filter greatly depends on the management situation of an external environment such as a clean room where the semiconductor manufacturing apparatus is installed. That is, when the external environment such as a clean room is sufficiently managed, air with high cleanliness can be purified by a chemical filter installed in the semiconductor manufacturing apparatus, and air with higher cleanliness can be obtained. However, if the external environment such as a clean room is not properly managed, a large amount of gaseous pollutants must be removed when passing low-clean air through the chemical filter, so the burden of removing the chemical filter is large. Become.
[0012]
Therefore, in such a case, unless the chemical filter is replaced frequently, high-purity air cannot be obtained, and quality deterioration of the semiconductor product becomes a problem. Frequent replacement naturally lowers production efficiency. Further, if new equipment or the like is provided in order to extend the life of the filter, the cost is increased accordingly, and it is difficult to manufacture high-quality products while operating the apparatus economically.
[0013]
Incidentally, in order to manufacture semiconductor products of stable quality, it is common to control the temperature and humidity of air supplied to the semiconductor manufacturing apparatus. However, if a chemical filter is installed in a semiconductor manufacturing apparatus, the temperature and humidity of air are likely to deviate from set values due to adsorption of moisture in the air, and there is a concern that the quality of a semiconductor product is adversely affected.
[0014]
As a method for operating the apparatus under stable conditions, a method in which an air conditioner is provided for a semiconductor manufacturing apparatus separately from an air conditioner in a clean room and temperature and humidity are strictly controlled may be considered. However, if air is circulated in the air circulation path connecting the semiconductor manufacturing equipment and the air conditioning equipment to reduce the air conditioning cost, organic gas generated from polymer parts in the semiconductor manufacturing equipment will accumulate over time. In addition, measures for organic gas must be taken.
[0015]
As described above, as semiconductors become more highly integrated, organic gas and ammonia can be used without the need for strict management of clean rooms in which semiconductor manufacturing equipment is installed, frequent filter replacement, and other complicated maintenance and large costs. There is an urgent need to establish a method that can continuously and stably supply air from which gaseous contaminants such as gaseous contaminants have been removed and the temperature and humidity of which have been adjusted to a semiconductor manufacturing apparatus.
[0016]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2580893 (Claims, page 1)
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3035018 (Claims, page 1)
[Patent Document 3]
JP-A-9-168722 (Claims, page 1)
[Patent Document 4]
JP-A-10-340851 (Claims, page 1)
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and in order to efficiently manufacture a high-performance semiconductor product having a fine integrated circuit pattern line width, frequent replacement of filters and the like and clean room To ensure that gaseous contaminants such as organic gas and ammonia are sufficiently removed and that air with controlled temperature and humidity is continuously and stably supplied to semiconductor manufacturing equipment without strict control of It is an object of the present invention to provide a method which can be performed, and an air purification / air conditioning unit of a semiconductor manufacturing apparatus useful for realizing such a method.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The method of purifying and air-conditioning air supplied to a semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention includes providing an adsorbing section in an air circulation path communicating with the semiconductor manufacturing apparatus, and adsorbing and removing gaseous pollutants in air at the adsorbing section. After that, in adjusting the temperature and humidity of the air using the air-conditioning means, the adsorption of the gaseous pollutant by the adsorbent in the adsorption section and the regeneration by heating the adsorbent are alternately repeated, thereby continuously. It is characterized in that gaseous pollutants in the air are adsorbed and removed. Regeneration of the adsorbent is preferable from the economical and environmental aspects, since it is not necessary to newly apply energy by using the excess heat generated by the air conditioning means.
[0019]
It is also desirable to use a material containing a solid acidic substance as the adsorbent of the adsorbing section, particularly, because it can efficiently adsorb and remove ammonia, amines and the like. In order to efficiently adsorb and remove an organic gas in addition to ammonia and amines, a material containing activated carbon in addition to the solid acidic substance is preferably used as the adsorbent.
[0020]
The present invention also specifies an air purification / air conditioning unit of a semiconductor manufacturing apparatus for realizing such a method, and further includes an adsorbing section for removing gaseous pollutants in air with an adsorbent, It is characterized by having an air-conditioning unit for adjusting temperature and humidity and a regenerating unit for heating and regenerating the adsorbent.
[0021]
As the air purification / air conditioning unit of the semiconductor manufacturing apparatus, at least one pair of the adsorbing section and the regenerating section are provided in parallel, and the adsorbent in the adsorbing section adsorbs gaseous pollutants and the regenerative section heats the contaminant. One having switching means for alternately repeating the regeneration of the adsorbent may be mentioned. In addition, as an air purification / air conditioning unit of another semiconductor manufacturing apparatus, the adsorbing section, the regenerating section, and a cooling section for cooling the regenerated adsorbent are formed around a rotation axis, and the adsorbent sequentially passes through the respective sections. One having a rotation means to perform the rotation.
[0022]
As the air purification / air conditioning unit of these semiconductor manufacturing apparatuses, a unit provided with heat exchange means for utilizing the excess heat in the air conditioning unit for regeneration by heating the adsorbent is preferred.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Under the circumstances described above, the present inventors have achieved the best cleaning without frequent maintenance such as frequent replacement of filters and the like and strict management of the clean room in which the semiconductor manufacturing equipment is installed, and enormous costs. In a high-performance semiconductor manufacturing device with a fine line width of integrated circuit patterns that require a high degree of atmosphere, air with controlled temperature and humidity from which gaseous contaminants such as organic gas and ammonia have been removed is continuously applied. The study was conducted from various angles to establish a system that can provide stable supply. as a result,
(1) (a) An adsorbing section is provided in an air circulation path communicating with the semiconductor manufacturing apparatus,
After adsorbing and removing gaseous pollutants in the air,
(B) adjusting the temperature and humidity of the air using an air conditioner; and
(2) It has been found that the gaseous pollutant may be continuously adsorbed and removed by alternately repeating the adsorption of the gaseous pollutant by the adsorbent and the regeneration by heating the adsorbent in the adsorption section. Invented the invention.
[0024]
Hereinafter, the reasons for defining the methods (1) (a), (b) and (2) in the present invention will be described in detail.
[0025]
About (1) (a) above
First, in the method of the present invention, a gaseous pollutant in air is adsorbed and removed by an adsorbent in an adsorbing section provided in an air circulation path communicating with a semiconductor manufacturing apparatus.
[0026]
The present invention does not specify the type of adsorbent used in the adsorption section, but can remove gaseous pollutants such as basic gas such as ammonia and organic gas contained in air in the air circulation path. Any material can be used as long as it can be regenerated by heating, but in order to efficiently remove the gaseous contaminants and recover the adsorption performance, the following materials should be used as the adsorbent.
[0027]
First, the adsorbent is preferably a porous inorganic oxide having a large specific surface area. The shape of the adsorbent can be used in the form of a pellet, a honeycomb, a corrugate, a sheet, a pleat, or the like, but it is preferable that the adsorbent has a large contact area and a low pressure loss. As a method of processing into the above-mentioned shape, a known method such as molding, wash coating, impregnation, spraying, and combing can be employed.
[0028]
Since ammonia as a gaseous contaminant particularly has a large adverse effect on semiconductor production as described above, the adsorbent of the present invention preferably exhibits high adsorption performance to ammonia. Ammonia has a low molecular weight and is therefore hardly physically adsorbed. For example, activated carbon is known to have a very small ammonia adsorption capacity. In general, as a means for adsorbing and removing ammonia, a chemical filter for a basic gas containing activated carbon impregnated with an acid such as sulfuric acid, phosphoric acid, or citric acid is used. Is not preferable from the viewpoints of cost and maintenance because regeneration treatment by heating cannot be performed.
[0029]
In the present invention, it is preferable to use a solid acidic substance acting as an adsorption point for a basic gas such as ammonia as an adsorbent as a means for treating ammonia having a low molecular weight and being hardly physically adsorbed without using the above chemicals or the like. . This is because with the solid acidic substance, ammonia can be sufficiently adsorbed and removed, and the adsorption performance can be recovered by heating.
[0030]
Specific examples of the solid acidic substance include aluminum oxide, zinc oxide, titanium oxide, vanadium oxide, silicon oxide, and silica-alumina. Particularly preferred are a binary composite oxide composed of titanium and silicon, a binary composite oxide composed of titanium and zirconium, and a ternary composite oxide composed of titanium, silicon and zirconium. The individual oxides of titanium, silicon and zirconium each have a weak acidity and a small amount of acid, but the binary oxide or ternary oxide as described above exhibits a remarkable solid acidity and a basic oxide. It acts as an adsorption point for ammonia as a gas.
[0031]
The titanium-based composite oxide as described above can be produced by a conventionally known method. For example, methods for preparing a binary composite oxide composed of titanium and silicon include the following methods (i) to (iii).
[0032]
(I) A method in which titanium tetrachloride is mixed with a silica sol, ammonia is added to form a precipitate, and the precipitate is washed, dried, and fired.
[0033]
(Ii) A method in which an aqueous solution of sodium silicate (water glass) is added to titanium tetrachloride to form a precipitate (coprecipitate), which is washed, dried, and fired.
[0034]
(Iii) A method in which tetraethylsilicate is added to a water-alcohol solution of titanium tetrachloride to form a precipitate by hydrolysis, which is washed, dried, and fired.
[0035]
In each of the above methods, if the coprecipitate is fired at 300 to 650 ° C. for 1 to 10 hours, a binary composite oxide composed of titanium and silicon can be easily obtained. Similarly, binary or ternary composite oxides can be obtained by appropriately adjusting the molar ratio of the titanium source and the silicon source or the zirconium source.
[0036]
Examples of titanium sources that can be used include titanium compounds such as titanium chloride, titanium sulfate, titanium oxalate, and tetraisopropyl titanate. Examples of the silicon source include colloidal silica, water glass, and silicon compounds such as silicon tetrachloride and tetraethyl silicate. Examples of the zirconium source include zirconium chloride, zirconium sulfate and zirconium acetate.
[0037]
Such a titanium-based composite oxide preferably has a titanium content of 20 to 95 mol%, more preferably 50 to 85 mol%. If the content of titanium is less than 20 mol% or more than 95 mol%, solid acidity decreases, which is not preferable.
[0038]
The titanium-based composite oxide thus obtained is 100 m 2 / G or more and high heat resistance, so that high ammonia adsorption performance is maintained even when the adsorbent is repeatedly used by heat regeneration.
[0039]
As described above, as a gaseous pollutant, a treatment measure for an organic gas other than ammonia is required more and more in the future. The basic gas such as ammonia or the acidic gas is effectively subjected to chemical adsorption, whereas the organic gas is effectively removed mainly by utilizing physical adsorption.
[0040]
As a method for adsorbing and removing organic gas, physical adsorption on activated carbon, zeolite, silica gel, etc. can be mentioned. Among them, activated carbon in particular has higher adsorption performance for various types of organic gas than zeolite. , And the organic gas adsorbed at a low temperature can be released even in the regeneration treatment. Regarding the type of activated carbon, activated coke, graphite carbon, and activated carbon fiber can be used in addition to commonly used activated carbon.
[0041]
By using activated carbon as an adsorbent in this way, it is possible to remove organic gas generated from a polymer material that is a clean room member, such as a paint, a floor covering, a sheet, a panel, a power cable, a sealing agent, and packing. it can.
[0042]
Specific examples of the organic gas that can be removed include solvents such as toluene, xylene, acetone, trimethylbenzene, ethyl acetate, ethoxyethyl acetate, cyclobenzene, cyclohexane, and methylcyclopentane; dioctyl phthalate, tributyl phosphate, and dioctyl adipate. Plasticizers such as butylhydroxytoluene as an antioxidant; and cyclic siloxane as a sealing agent. In addition, butyl acetate, methoxypropanol, ethyl lactate, hexamethyldisilazane, methoxypropyl acetate, ethoxyethyl acetate, trimethylammonium hydride, and monoethanol used as process solvents for resist solvents, surface modifiers, developers, and strippers Amines, N-methylpyrrolidone and the like.
[0043]
Preferred examples of the adsorbent include those in which a solid acidic substance is used in a range of 20 to 80% by mass and activated carbon in a range of 80 to 20% by mass, and such an adsorbent composition is formed into a honeycomb shape or the like. It should be processed.
[0044]
When the adsorbent composition is formed into a honeycomb shape, for example, the adsorbent has a two-layer structure, an adsorption layer mainly composed of a solid acidic substance is provided in a front layer, and an adsorption layer mainly composed of activated carbon is formed in a rear layer. If provided, it is possible to mainly remove ammonia in the front layer and then mainly remove organic gas in the rear layer. Alternatively, a two-layer structure in the reverse order to the above may be adopted, in which the organic gas is removed in the front layer and the ammonia is removed in the rear layer.
[0045]
In addition to the solid acidic substance and activated carbon, various inorganic oxides such as zeolite, activated clay, magnesium silicate, sepiolite, and clay mineral may be appropriately added as an adsorbent or the like.
[0046]
In the case where the adsorbing section is used by circulating air forming an atmosphere of the semiconductor manufacturing apparatus, in addition to being installed in an air circulation path capable of purifying air including gaseous pollutants discharged from the semiconductor manufacturing apparatus, It may be installed at an air intake when air is taken in from outside the air circulation path. With this arrangement, gaseous pollutants can be efficiently removed, and highly clean air can be supplied to the semiconductor manufacturing apparatus. In addition, depending on the semiconductor manufacturing equipment, gaseous pollutants may be generated during the semiconductor manufacturing process. In such a case, the above-described adsorption unit is installed at the air outlet of the semiconductor manufacturing equipment, so that the gaseous pollutants may be generated. Can be prevented from diffusing into the air circulation path.
[0047]
To remove particulate contaminants along with gaseous contaminants such as ammonia, amines, and organic gases, for example, install a dust filter such as a medium-performance dust filter, HEPA filter, ULPA filter, or electrostatic filter. This is of course also effective. The dust removal filter can be installed at an intermediate position between the adsorption unit loaded with the adsorbent and the air conditioning unit that controls the temperature and humidity of air, or can be installed at the air outlet of the air conditioning unit.
[0048]
About (1) (b) above
After the gaseous pollutants in the air are adsorbed and removed by the adsorbing section, the temperature and humidity of the air are adjusted using an air conditioner. For example, if the adsorbent absorbs moisture together with gaseous pollutants in the air and the humidity of the air changes before and after contact with the adsorbent, supplying air directly to the semiconductor manufacturing equipment may adversely affect semiconductor manufacturing. Can be considered. However, even in such a case, by providing the air-conditioning means as described above, it is possible to control the air passing through the suction section to a predetermined temperature and humidity.
[0049]
For example, in a photoresist coating step, an exposure step, and a development step in a semiconductor manufacturing process, strict adjustment is performed so that the temperature is (23 ± 0.1) ° C. and the humidity is (45 ± 3)% RH in an air conditioning unit. Is mentioned.
[0050]
About ② above
In the present invention, the air is continuously purified by alternately repeating the adsorption of the gaseous pollutant by the adsorbent in the adsorption section and the regeneration of the adsorbent by heating in the regeneration section. The regeneration of the adsorbent is based on the fact that the adsorbed gaseous contaminants are released by heating the adsorbent.
[0051]
Means for heating the adsorbent is not particularly limited, and an electric heater or the like can be used. However, it is preferable from an economical point of view and an environmental point to utilize waste heat obtained from a high-temperature refrigerant generated in an air conditioner used.
[0052]
Specifically, air is taken in from the outside of the air circulation path as air for regeneration of the adsorbent by a fan, and the air for regeneration of the adsorbent is cooled to a predetermined temperature by, for example, using a heat exchanger with the waste heat of a compression type high-temperature refrigerant. By heating and bringing the heated air into contact with the adsorbent, gaseous pollutants can be released from the adsorbent, and the adsorption performance can be restored. For the heating, waste heat of the high-temperature refrigerant and an auxiliary electric heater may be used in combination.
[0053]
In order to desorb the gaseous pollutant adsorbed on the adsorbent, it is necessary to heat the adsorbent at a temperature of 60 to 100 ° C, more preferably 70 to 90 ° C, depending on the kind of the gaseous pollutant adsorbed. Good. If the heating temperature is lower than 60 ° C., the adsorbed gaseous pollutants will not be sufficiently released, and the recovery of the adsorption performance will be insufficient. In addition, when the adsorbent is heated only with the waste heat, if the heating temperature exceeds 100 ° C., the waste heat of the high-temperature refrigerant alone is not sufficient to heat, and eventually energy needs to be added and the cost is increased, which is not preferable.
[0054]
As described above, the gaseous contaminants adsorbed on the adsorbent are gradually released by the heat treatment. When the concentration of the gaseous pollutant is extremely low, on the order of ppb, and the concentration ratio is low, the concentration of the gaseous pollutant is substantially the same as that of the outside air. The air containing the contaminants may be discharged outside as it is.
[0055]
Here, the concentration ratio is
(Amount of air introduced into the air circulation path) / (Amount of air exhausted out of the air circulation path during regeneration of the adsorbent)
When the concentration ratio is low, the case where the amount of air exhausted outside the room after the regeneration of the adsorbent is larger than the amount of air introduced into the air circulation path.
[0056]
If the concentration ratio is extremely low, the amount of air discharged outside the air circulation path becomes large.For example, when a semiconductor manufacturing apparatus is installed in a clean room, the temperature and humidity of the clean room are liable to change. This leads to higher costs. Accordingly, in order to suppress an increase in the cost of air conditioning in a clean room, the concentration ratio is preferably 10 times or more, and more preferably 30 times or more.
[0057]
In addition, when the concentration ratio is high (that is, when the amount of air exhausted to the outside of the air circulation path during regeneration of the adsorbent is smaller than the amount of air introduced into the air circulation path), the gas in the discharged air When the concentration of the gaseous pollutant is high, the air containing the gaseous pollutant can be heated to 100 to 350 ° C. using a platinum-based catalyst or the like to oxidize and decompose the gaseous pollutant to make it harmless. .
[0058]
For example, when using a rotary rotor type air purification / air conditioning unit to be described later, when the adsorption of gaseous pollutants in the adsorption section and the regeneration of the adsorbent in the regeneration section are repeatedly and continuously performed, the enrichment ratio is adjusted. It can be set to about 10 to 100 times.
[0059]
However, in the case of the rotary rotor type, if the operation is performed at a high concentration ratio exceeding about 100 times, the regeneration of the adsorbent becomes insufficient. Is preferred.
[0060]
In a multi-tower switching air purifying / air-conditioning unit, the enrichment ratio can be easily increased by extending the period in which a later-described tower is used as an adsorber, and the enrichment ratio is set within a range of about 30 to 300 times. can do. For example, if the switching frequency of the adsorption section / regeneration section of the tower is set to about once a month, the concentration ratio can be controlled within the above range. At this time, it is necessary to fill the column with an amount of adsorbent capable of maintaining the adsorption performance for one month or more. After filling, the column can be operated semi-permanently by switching operation of the adsorption unit / regeneration unit. It is believed that the cost and effort can be significantly reduced as compared to the need to replace the chemical filter about once a year.
[0061]
The present invention also specifies an air purification / air conditioning unit of a semiconductor manufacturing apparatus for realizing such a method.
[0062]
The air purification / air conditioning unit of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention includes:
(A) an adsorbing section for removing gaseous pollutants in the air with an adsorbent;
(B) an air conditioner for adjusting the temperature and humidity of the air;
(C) a regenerating unit that heats the adsorbent and separates and regenerates gaseous pollutants adsorbed on the adsorbent;
Is characterized by having the following.
[0063]
In the air purification / air conditioning unit of the semiconductor manufacturing apparatus according to the present invention, the air containing the gaseous pollutant passes through the air conditioning section from the (A) adsorption section to remove the gaseous pollutant, and A system in which temperature and humidity are adjusted and supplied to a semiconductor manufacturing apparatus, and, in addition, a (C) regenerating unit for regenerating the adsorption performance of the adsorbent having reduced adsorption performance is an essential component. It is.
[0064]
As described above, by additionally providing the regenerating section for regenerating the adsorbent filled in the adsorbing section, it is possible to configure an air purification / air conditioning unit of a semiconductor manufacturing apparatus which is compact and very easy to maintain. it can.
[0065]
From the viewpoint of economy and environment, it is preferable that the regeneration of the adsorbent in the regeneration unit is performed by using the excess heat of the high-temperature refrigerant in the air conditioning unit. A heat exchanger or the like can be installed. When it is difficult to sufficiently remove the gaseous pollutant from the adsorbent only by the excess heat, an electric heater or the like may be additionally provided as auxiliary heating equipment.
[0066]
The air purifying unit of the present invention does not exclude components other than the above (A) to (C). For example, a blower fan, a dust filter, a chemical filter, or the like may be provided.
[0067]
As an embodiment of such an air purification / air conditioning unit of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, for example, a multi-tower switching type or a rotary rotor type in which an adsorbent is regenerated at any time is cited.
[0068]
In the multi-tower switching type, at least one pair of the adsorbing section (tower) and the regenerating section (tower) filled with adsorbent are provided. Adsorption of gaseous pollutants by the adsorbing material in the adsorbing section and adsorption by heating in the regenerating section. It has switching means to alternately repeat the regeneration of the material, and periodically switches the line by an automatic valve in conjunction with a timer, and alternately repeats the adsorption and the regeneration, so that the apparatus can be used at the time of regeneration of the adsorbent. The gaseous pollutants can be continuously adsorbed and removed without stopping, and the purified air can be supplied to the semiconductor manufacturing apparatus.
[0069]
That is, for example, when the adsorption capacity of a tower (hereinafter, referred to as “tower A”) serving as an adsorption unit for gaseous pollutants is reduced, another tower (hereinafter, referred to as “tower B”) is switched to operate as an adsorption unit. By continuously adsorbing and removing gaseous pollutants at the same time, on the other hand, heating and regenerating the tower A with reduced adsorption performance, so that when the adsorption performance of the tower B decreases, the tower A again works as an adsorption section. In addition, the cleaning air can be continuously supplied to the semiconductor manufacturing apparatus.
[0070]
As another method for continuously performing the adsorption and the heat regeneration, it is also useful to make the unit of the present invention a rotary rotor type. In this rotary rotor type, the adsorbent sequentially passes through three zones of an adsorbing section, a regenerating section, and a cooling section, which are divided around a rotation axis, so that the adsorbent adsorbs gaseous pollutants and removes the adsorbent. Regeneration and cooling of the adsorbent, which has become high during regeneration, can be continuously and repeatedly performed.
[0071]
As a semiconductor manufacturing apparatus to which the present invention can be applied, for example, a resist coating apparatus (coater) for forming a resist film on the surface of a semiconductor wafer, or a predetermined circuit pattern on a resist film applied on the surface of a semiconductor wafer by light irradiation An exposure device (stepper) for transferring, a developing device (developer) for applying a developing solution to the surface of the semiconductor wafer after exposure and performing a developing process, and the like are exemplified.
[0072]
In addition, the present invention can be suitably used for a carrier box, a clean box, a stocker, a transfer space, an interface, and the like as facilities related to semiconductor manufacturing. Further, the present invention can be applied to a clean room or a local space (mini-environment / micro-environment) in the clean room.
[0073]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 1 to 3 below as embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to the following examples and conforms to the above and following points. It is also possible to carry out the present invention with appropriate modifications within a possible range, and all of them are included in the technical scope of the present invention.
[0074]
In particular, in the following embodiments, a case where an exposure process is performed in a semiconductor manufacturing apparatus will be described. However, it is needless to say that the present invention can be applied to a case where a resist coating process, a developing process, and the like are performed in a semiconductor manufacturing device.
[0075]
<Example 1>
FIG. 1 schematically illustrates an apparatus for realizing the method of the present invention. The semiconductor manufacturing apparatus 1 is installed in a clean room, and forms a semi-enclosed space like the clean room.
[0076]
As shown in FIG. 1, the stage 10 on which the wafer 3 is mounted is carried into the exposure processing chamber 2 of the semiconductor manufacturing apparatus 1 by the transfer unit 11, and after the exposure processing, is again carried out of the apparatus by the transfer unit 11, and at the same time, Is carried into the exposure processing chamber 2 by another transfer section (not shown).
[0077]
On the other hand, the air purification / air conditioning unit 4 removes gaseous contaminants such as ammonia contained in the air discharged from the exposure processing chamber 2 and the air introduced from outside the air circulation path, and reduces the temperature and humidity of the air. It is a mechanism to adjust. Specifically, the air purification / air conditioning unit 4 includes an adsorbing section 5, an air conditioning section 7, an adsorbent regeneration air heating section 13, and the like. Material is filled.
[0078]
The air introduced into the air purification / air conditioning unit 4 from the air intake 14 by the blower fan 8 is first adsorbed and removed by the adsorbing section 5 of the gaseous pollutant. The air from which the gaseous pollutants have been removed in this way is then introduced into the air conditioning unit 7, where the temperature and humidity are monitored by sensors, and the air is heated or reduced to a predetermined temperature. Humidification or dehumidification is a mechanism.
[0079]
The air from which the gaseous contaminants have been removed and whose temperature and humidity have been adjusted passes through the medium-performance dust filter 9 to remove the particulate contaminants, and is then introduced into the exposure processing chamber 2. After the exposure processing, the air in the exposure processing chamber 2 is discharged into the air circulation path by the circulation fan 12 and reused.
[0080]
The adsorbent to which the gaseous pollutant has been adsorbed is regenerated by heating the adsorbent and releasing the gaseous pollutant from the adsorbent. Excess heat can be used for the regeneration of the adsorbent as follows. That is, the high-temperature refrigerant discharged from the refrigerating compressor incorporated in the air conditioner 7 flows through the heating heat transfer tube 15 disposed in the adsorbent regeneration air heater 13, and the adsorbent regeneration air In the heating unit 13, the adsorbent regeneration air taken in from outside the air purification / air conditioning unit 4 is heated by the excess heat of the high-temperature refrigerant, and the high-temperature air heats the adsorbent, thereby removing gaseous pollutants from the adsorbent. Break away from
[0081]
<Example 2>
FIG. 2 schematically illustrates a case in which the air purification / air conditioning unit 4 of the first embodiment is a multi-tower switching type. Instead of the adsorption unit 5 in FIG. 1 and the like, FIG. Are arranged in parallel. Each tower is filled with an adsorbent 6, and air is introduced into one of the towers to adsorb and remove gaseous pollutants such as ammonia and organic gas. On the other hand, the other column with reduced removal performance functions as a regeneration unit, and the adsorbent is regenerated by heating. That is, if one tower constantly acts as an adsorbing section and the other tower acts as a regenerating section and the adsorbing performance of one tower decreases, the air flow path uses an automatic valve such as a solenoid valve. The air is passed through the tower whose adsorption performance has been restored, and the air is continuously purified.
[0082]
FIG. 2 shows an example in which the open state of the automatic valve 18 is indicated by a circle and the closed state is indicated by a circle. Air flows into the tower 5B, and the adsorption and removal of gaseous pollutants is performed in the tower 5B. This shows a state in which the adsorbent is being regenerated in the tower 5A in which the adsorption performance has been reduced.
[0083]
The regeneration treatment of the adsorbent in the tower 5A is performed as follows. That is, the air taken in from the adsorbent regeneration fan 16 is heated to a predetermined temperature by the adsorbent regeneration air heating unit 13, and an automatic valve installed between the adsorbent regeneration air heating unit 13 and the adsorption unit. 19, the adsorbent 6 in the tower 5A is heated and regenerated by the high-temperature air. The heating of the regeneration air is performed by heating the excess heat obtained by passing the high-temperature refrigerant discharged from the refrigerating compressor incorporated in the air conditioning unit to the heating heat transfer tube 15 of the adsorbent regeneration air heating unit 13. Use as a source. Air containing gaseous pollutants generated by regeneration of the adsorbent is oxidized and detoxified and detoxified using a catalyst (not shown) in accordance with the concentration of the gaseous pollutants contained, and air is purified and air-conditioned from the purge line 17. It is discharged out of the unit 4.
[0084]
<Example 3>
FIG. 3 is a schematic diagram showing another method of continuously performing adsorption of a gaseous pollutant and regeneration of an adsorbent, in which the air purification / air conditioning unit 4 of the first embodiment (FIG. 1) is a rotary rotor type. This is a typical example. The disk-shaped rotary rotor 21 filled with the adsorbent 6 is configured to sequentially pass through three zones of an adsorbing section 20, a regenerating section 24, and a cooling section (a cooling section is not shown) by rotation. The rotor 21 is configured to rotate by driving a rotor rotation shaft 22 by driving a rotation motor 23. With such a structure, the adsorbent 6 filled in the rotary rotor 21 sequentially passes through each zone, and continuously absorbs gaseous pollutants, regenerates the adsorbent, and cools the high-temperature adsorbent immediately after the regeneration. Can be repeated. The air introduced into the adsorption unit 20 comes into contact with the adsorbent 6 to remove gaseous contaminants, and the temperature and humidity are adjusted by the air conditioning unit 7 and sent to the exposure processing chamber.
[0085]
On the other hand, the regeneration of the adsorbent 6 in the rotary rotor 21 in which the adsorption performance of the gaseous pollutants has been reduced is performed as follows. That is, the adsorbent regeneration air taken in from the outside of the air purification / air conditioning unit by the adsorbent regeneration air fan 16 is heated to a predetermined temperature by the adsorbent regeneration air heater 13, and the heated air is adsorbed. The adsorbent 6 is sent to the material regenerating section 24, where the adsorbent 6 is heated and regenerated.
[0086]
In the heating of the adsorbent regeneration air, similarly to the second embodiment, the air is discharged from a refrigeration compressor (not shown) built in the air conditioner obtained through the heating heat transfer tube 15 of the adsorbent regeneration air heater 13. Utilizes surplus heat from high-temperature refrigerant. Air containing gaseous pollutants generated by regeneration of the adsorbent is discharged from the purge line 17 to the outside of the room. When the concentration of the gaseous pollutant in the discharged air is high, the gaseous pollutant may be oxidized, decomposed and made harmless by heating using a platinum-based catalyst (not shown) or the like. The heat-regenerated adsorbent is cooled by a cooling unit (not shown) and then transferred to the adsorption unit 20.
[0087]
【The invention's effect】
The present invention is configured as described above, and according to the air purification / air conditioning method of the present invention, a high performance semiconductor that requires an atmosphere with the highest cleanliness and has a fine integrated circuit pattern line width. Gaseous contaminants such as organic gas and ammonia without the need for complicated maintenance and enormous costs, such as frequent replacement of filters and strict management of the clean room where semiconductor manufacturing equipment is installed. Is removed and air with controlled temperature and humidity can be continuously and stably supplied. In particular, in the present invention, since the adsorbent can be used repeatedly by effectively utilizing the adsorption / desorption action of the adsorbent, maintenance can be facilitated and the maintenance cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic illustration illustrating an apparatus configured to carry out the method of the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory view illustrating an air purification / air conditioning unit of a semiconductor manufacturing apparatus configured to carry out the method of the present invention.
FIG. 3 is a schematic explanatory view illustrating another air purification / air conditioning unit of a semiconductor manufacturing apparatus configured to carry out the method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Semiconductor manufacturing equipment
2 Wafer processing chamber (exposure processing chamber)
3 wafer
4 Air purification / air conditioning unit
5 Suction unit
5A, 5B adsorbent packed tower
6 Adsorbent
7 Air conditioning unit
8 blower fan
9 Medium performance dust filter
10 stages
11 Transport unit
12 Circulation fan
13 Air heating unit for adsorbent regeneration
14 Air intake
15 Heat transfer tube
16 Adsorbent regeneration air fan
17 Purge line
18 Automatic valve (for gas control)
19. Automatic valve (for adsorbent regeneration)
20 Suction section
21 Rotating rotor
22 Rotor shaft
23 Rotation motor
24 (heating) regeneration unit

Claims (8)

半導体製造装置に連通した空気循環経路内に吸着部を設け、該吸着部で空気中のガス状汚染物質を吸着除去した後、空調手段を用いて空気の温度および湿度の調節を行うにあたり、
吸着部での吸着材によるガス状汚染物質の吸着と、吸着材の加熱による再生を交互に繰り返すことによって、連続的に空気中のガス状汚染物質を吸着除去することを特徴とする半導体製造装置に供給する空気の浄化・空調方法。
Providing an adsorption unit in the air circulation path communicating with the semiconductor manufacturing equipment, and after adsorbing and removing gaseous pollutants in the air at the adsorption unit, in adjusting the temperature and humidity of the air using air conditioning means,
A semiconductor manufacturing apparatus for continuously adsorbing and removing gaseous pollutants in air by alternately repeating adsorption of gaseous pollutants by an adsorbent in an adsorption section and regeneration by heating of the adsorbent. Purification and air conditioning method for supplying air to the air.
前記吸着材の加熱による再生を、前記空調手段で生じた余剰熱を利用して行う請求項1に記載の半導体製造装置に供給する空気の浄化・空調方法。The method for purifying and air-conditioning air supplied to a semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the regeneration by heating the adsorbent is performed using excess heat generated by the air-conditioning unit. 前記吸着材として固体酸性物質を含むものを用いる請求項1または2に記載の半導体製造装置に供給する空気の浄化・空調方法。3. The method for purifying and air-conditioning air supplied to a semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a material containing a solid acidic substance is used as the adsorbent. 前記吸着材として固体酸性物質および活性炭を含むものを用いる請求項1または2に記載の半導体製造装置に供給する空気の浄化・空調方法。3. The method for purifying and air-conditioning air supplied to a semiconductor manufacturing apparatus according to claim 1, wherein a material containing a solid acidic substance and activated carbon is used as the adsorbent. 空気中のガス状汚染物質を吸着材で除去する吸着部と、空気の温度および湿度を調節する空調部と、吸着材を加熱して再生する再生部を有していることを特徴とする半導体製造装置の空気浄化・空調ユニット。A semiconductor comprising: an adsorbing section for removing gaseous pollutants in air with an adsorbent; an air conditioning section for adjusting the temperature and humidity of air; and a regenerating section for heating and regenerating the adsorbent. Air purification and air conditioning unit for manufacturing equipment. 前記吸着部と再生部が少なくとも一対併設されており、かつ吸着部での吸着材によるガス状汚染物質の吸着と再生部での加熱による該吸着材の再生を交互に繰り返す切換手段を有している請求項5に記載の半導体製造装置の空気浄化・空調ユニット。At least one pair of the adsorbing section and the regenerating section is provided, and a switching means for alternately repeating the adsorption of the gaseous pollutant by the adsorbent in the adsorbing section and the regeneration of the adsorbent by heating in the regenerating section is provided. An air purification / air conditioning unit for a semiconductor manufacturing apparatus according to claim 5. 回転軸を中心に前記吸着部、前記再生部および再生後の吸着材を冷却する冷却部が形成され、前記吸着材が各部を逐次通過するよう回転手段を有している請求項5に記載の半導体製造装置の空気浄化・空調ユニット。6. The cooling unit according to claim 5, wherein a cooling unit for cooling the adsorbing unit, the regenerating unit, and the regenerated adsorbent is formed around a rotation axis, and a rotating unit is provided to allow the adsorbent to sequentially pass through the respective units. Air purification and air conditioning unit for semiconductor manufacturing equipment. 前記空調部での余剰熱を前記吸着材の加熱による再生に利用するための熱交換手段を備えた請求項5〜7のいずれかに記載の半導体製造装置の空気浄化・空調ユニット。The air purification / air conditioning unit of a semiconductor manufacturing apparatus according to any one of claims 5 to 7, further comprising heat exchange means for utilizing surplus heat in the air conditioning unit for regeneration by heating the adsorbent.
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