JP2627575B2 - 半導体製造用クリーンルームの海塩粒子汚染防止方法 - Google Patents
半導体製造用クリーンルームの海塩粒子汚染防止方法Info
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- JP2627575B2 JP2627575B2 JP21427690A JP21427690A JP2627575B2 JP 2627575 B2 JP2627575 B2 JP 2627575B2 JP 21427690 A JP21427690 A JP 21427690A JP 21427690 A JP21427690 A JP 21427690A JP 2627575 B2 JP2627575 B2 JP 2627575B2
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- Japan
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- air
- sea salt
- clean room
- outside air
- corona discharger
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- Ventilation (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は，高い清浄度が要求されるクリーンルームの
海塩粒子汚染（アルカリ金属汚染）を防止する方法に関
する。
海塩粒子汚染（アルカリ金属汚染）を防止する方法に関
する。
〔発明の背景〕 最近の半導体製造では集積度の向上にともなってその
クリーンルーム内で除去すべき浮遊粒子の粒径はいまや
0.1μｍ以下まで要求される。またこれまでのクリーン
な環境とは浮遊塵埃の濃度が指標であったが，半導体の
集積度が64M以降の時代においては浮遊塵埃の制御だけ
では信頼性の高い製品は得られず，環境中のガス状不純
物や分子状不純物による障害も考えられるようになって
いる。そのなかでも，海塩粒子（一般には海兵地帯から
吹く風に乗って飛来する粒子）による汚染がクローズア
ップされるようになった。すはわちクリーンルームの空
気循環系では，排気量に見合った新たな空気を導入する
ことが必要となるが，この新鮮空気中に海塩粒子が混入
すると，特にアルカリ金属類が空気中に浮遊し，たとえ
それが微量であってもウエハに付着した場合にその絶縁
抵抗値が低下して暗電流やリーク電流の発生原因となる
ことがわかった。このような原因を排除するには，かよ
うな極微細物質の空気中濃度をppb以下に制御すること
が必要となる。
クリーンルーム内で除去すべき浮遊粒子の粒径はいまや
0.1μｍ以下まで要求される。またこれまでのクリーン
な環境とは浮遊塵埃の濃度が指標であったが，半導体の
集積度が64M以降の時代においては浮遊塵埃の制御だけ
では信頼性の高い製品は得られず，環境中のガス状不純
物や分子状不純物による障害も考えられるようになって
いる。そのなかでも，海塩粒子（一般には海兵地帯から
吹く風に乗って飛来する粒子）による汚染がクローズア
ップされるようになった。すはわちクリーンルームの空
気循環系では，排気量に見合った新たな空気を導入する
ことが必要となるが，この新鮮空気中に海塩粒子が混入
すると，特にアルカリ金属類が空気中に浮遊し，たとえ
それが微量であってもウエハに付着した場合にその絶縁
抵抗値が低下して暗電流やリーク電流の発生原因となる
ことがわかった。このような原因を排除するには，かよ
うな極微細物質の空気中濃度をppb以下に制御すること
が必要となる。
従来のクリーンルームにおいて，かような外気中の海
塩粒子の侵入，さらには内部発生金属類による汚染を完
全に防止することに成功した例は見ない。例えば乾式除
去を適用したとしてもその除去率は最大90〜93％程度で
あり,100％の除去率は達成できなかった。本発明はこれ
の達成を目的としたものである。
塩粒子の侵入，さらには内部発生金属類による汚染を完
全に防止することに成功した例は見ない。例えば乾式除
去を適用したとしてもその除去率は最大90〜93％程度で
あり,100％の除去率は達成できなかった。本発明はこれ
の達成を目的としたものである。
本発明は，半導体製造用クリーンルーム内に海塩粒子
が侵入するのを防止するにあたり，当該クリーンルーム
に取り入れる外気を相対湿度70％以下に調整し，この相
対湿度70％以下の外気をコロナ放電器に通気して海塩粒
子をイオン化し，このイオン含有外気を電気集塵器に通
気して該イオンを捕集し，このイオン捕集後の外気を当
該クリーンルームに取り入れることを特徴とする半導体
製造用クリーンルームの海塩粒子汚染防止方法を提供す
る。
が侵入するのを防止するにあたり，当該クリーンルーム
に取り入れる外気を相対湿度70％以下に調整し，この相
対湿度70％以下の外気をコロナ放電器に通気して海塩粒
子をイオン化し，このイオン含有外気を電気集塵器に通
気して該イオンを捕集し，このイオン捕集後の外気を当
該クリーンルームに取り入れることを特徴とする半導体
製造用クリーンルームの海塩粒子汚染防止方法を提供す
る。
コロナ放電器に通気することによって，空気中の不純
物は空気の基本成分である窒素や酸素に比べてイオン化
されやすい傾向にある。金属等の正イオンでは，イオン
化エネルギーの低いものほどイオン化されやすいが，ア
ルカリ金属や重金属類はイオン化エネルギーが低いので
イオン化が容易である。
物は空気の基本成分である窒素や酸素に比べてイオン化
されやすい傾向にある。金属等の正イオンでは，イオン
化エネルギーの低いものほどイオン化されやすいが，ア
ルカリ金属や重金属類はイオン化エネルギーが低いので
イオン化が容易である。
コロナ放電器のコロナ放電帯域を通過する空気は，放
電帯域から離れて通過した空気に比べて，殆んど全ての
分子に対して同じ確率でイオン化する（１次イオン
化）。この１次イオン化率は，放電帯域から離れて通過
した空気も合算して全体の率で言えば非常に低くおそら
く１％以下である。しかし，放電帯域に触れたものでは
イオン化しにくいものも一様にイオン化しているから，
この一様にイオン化した分子がイオン化していない中性
分子と衝突することによって電荷交換反応が起こり，最
終的にイオン化し易いものだけがイオンとして残る（２
次イオン化）。分子動作の衝突頻度は室温大気圧下にお
いて約107回／秒と非常に高いから,2次イオン化によっ
てほぼ平衡状態に達するには0.1〜0.01秒もあれば充分
である。
電帯域から離れて通過した空気に比べて，殆んど全ての
分子に対して同じ確率でイオン化する（１次イオン
化）。この１次イオン化率は，放電帯域から離れて通過
した空気も合算して全体の率で言えば非常に低くおそら
く１％以下である。しかし，放電帯域に触れたものでは
イオン化しにくいものも一様にイオン化しているから，
この一様にイオン化した分子がイオン化していない中性
分子と衝突することによって電荷交換反応が起こり，最
終的にイオン化し易いものだけがイオンとして残る（２
次イオン化）。分子動作の衝突頻度は室温大気圧下にお
いて約107回／秒と非常に高いから,2次イオン化によっ
てほぼ平衡状態に達するには0.1〜0.01秒もあれば充分
である。
このようにてコロナ放電器を通過したところでは，イ
オン化され易い分子や元素だけが選択的にイオン化され
た状態となる。海塩粒子はイオン化され易い分子や元素
を含むから（かようなものを含むからクリーンルームに
おいて有害に作用する），選択的にイオン化され易い。
全体的にみれば,2次イオン化反応によって最終的にイオ
ンとして残るのは，正イオンでは炭化水素イオン，ハイ
ドロニウムイオン，アルカリ金属イオン，一般金属イオ
ン等であり，負イオンでは,NOxイオン,SOxイオン,CO3イ
オン等と，一部残存した酸素イオンである。
オン化され易い分子や元素だけが選択的にイオン化され
た状態となる。海塩粒子はイオン化され易い分子や元素
を含むから（かようなものを含むからクリーンルームに
おいて有害に作用する），選択的にイオン化され易い。
全体的にみれば,2次イオン化反応によって最終的にイオ
ンとして残るのは，正イオンでは炭化水素イオン，ハイ
ドロニウムイオン，アルカリ金属イオン，一般金属イオ
ン等であり，負イオンでは,NOxイオン,SOxイオン,CO3イ
オン等と，一部残存した酸素イオンである。
このように選択的にイオン化された分子や元素は電気
集塵器を通過するさいに，その反対極性の電極に静電的
に付着して捕集される。
集塵器を通過するさいに，その反対極性の電極に静電的
に付着して捕集される。
そのさい，コロナ放電器に通気する外気の相対湿度が
70％を越えるような高湿度では海塩粒子のイオン化率が
低下し，また電気集塵器に捕集された粒子が再飛散し易
くなるので，外気の相対湿度を計測し，その相対湿度が
70％を越えるような場合には，コロナ放電器に通気する
前の外気の相対湿度を70％以下に調整する。この湿度調
整は外気の所要の温度まで加熱することによって行うの
が実際上便宜である。
70％を越えるような高湿度では海塩粒子のイオン化率が
低下し，また電気集塵器に捕集された粒子が再飛散し易
くなるので，外気の相対湿度を計測し，その相対湿度が
70％を越えるような場合には，コロナ放電器に通気する
前の外気の相対湿度を70％以下に調整する。この湿度調
整は外気の所要の温度まで加熱することによって行うの
が実際上便宜である。
第１図は，本発明に従うリーンルームの海塩粒子汚染
防止法を実施する設備の例を示したものであり，クリー
ンルーム１にはHEPAフイルタ２を経ることによって清浄
化された空気が供給される。図示の例ではフアンフイル
タユニット３を天井部に配置した垂直層流式クリーンル
ームを示しており，床下空間４に吸い込まれた空気はダ
クト５を経てフアンフイルタユニット３に循環される。
このようなクリーンルームの空気循環系に対して外気を
系内に導入することが行われる。
防止法を実施する設備の例を示したものであり，クリー
ンルーム１にはHEPAフイルタ２を経ることによって清浄
化された空気が供給される。図示の例ではフアンフイル
タユニット３を天井部に配置した垂直層流式クリーンル
ームを示しており，床下空間４に吸い込まれた空気はダ
クト５を経てフアンフイルタユニット３に循環される。
このようなクリーンルームの空気循環系に対して外気を
系内に導入することが行われる。
本発明ではその外気に混入する不純物（海塩粒子を含
む）静電的に除去するために，一つは，外気取入れダク
ト６にコロナ放電器７と電気集塵器８を空気流れの順に
設置する。このコロナ放電器７と電気集塵器８はユニッ
ト化されており，このユニットＵが外気取入れダクト６
内にセットされる。
む）静電的に除去するために，一つは，外気取入れダク
ト６にコロナ放電器７と電気集塵器８を空気流れの順に
設置する。このコロナ放電器７と電気集塵器８はユニッ
ト化されており，このユニットＵが外気取入れダクト６
内にセットされる。
第２図にこのユニットを図解的に示した。図示のよう
に，コロナ放電器７は針状の放電極９（エミッタ）を対
極10に対して間隔を開けて配置し，両極の間に電圧を印
加することによって，エミッタ９の先端でコロナ放電を
行わせる。対極10はグリッド状のものが使用され，空気
流れを横切るように二次元的な拡がりをもって配置され
ており，グリッドの各格子の空間中心部にエミッタ９が
位置するように，多数のエミッタ９が配置されている。
最も好ましい例では対極10とエミッタ９との間にエミッ
タ９が正極となるように直流電圧を印加する。これによ
って過度のオゾンの発生を防止できる。場合によって
は，対極10とエミッタ９との間に交流電圧を印加しても
よいし，対極10の側が正極となるように直流電圧を印加
してもよい。いずれにしてもコロナ放電を行わせること
が重要であり，針状のエミッタに代えてワイヤ状のエミ
ッタと対極を使用したワイヤ方式のコロナ放電器の使用
も可能である。
に，コロナ放電器７は針状の放電極９（エミッタ）を対
極10に対して間隔を開けて配置し，両極の間に電圧を印
加することによって，エミッタ９の先端でコロナ放電を
行わせる。対極10はグリッド状のものが使用され，空気
流れを横切るように二次元的な拡がりをもって配置され
ており，グリッドの各格子の空間中心部にエミッタ９が
位置するように，多数のエミッタ９が配置されている。
最も好ましい例では対極10とエミッタ９との間にエミッ
タ９が正極となるように直流電圧を印加する。これによ
って過度のオゾンの発生を防止できる。場合によって
は，対極10とエミッタ９との間に交流電圧を印加しても
よいし，対極10の側が正極となるように直流電圧を印加
してもよい。いずれにしてもコロナ放電を行わせること
が重要であり，針状のエミッタに代えてワイヤ状のエミ
ッタと対極を使用したワイヤ方式のコロナ放電器の使用
も可能である。
このコロナ放電器７から若干の距離を開けてその下流
側に電気集塵器８を配置するが，これは平板状の正極11
と平板状の負極12を交互に平行に間隔をあけて配置した
ものであり，各電極間に一様な電解がかけられる。電解
強度，電極板の間隔および電極の気流方向の長さは，コ
ロナ放電器７で生成したイオン粒子をここで捕捉できる
ように処理エアの通過風速に応じて適切に選定される。
この電気集塵器８は，このユニット内にカセット式に納
められるようにしておくことにより，電極表面への付着
量が多くなったときに，簡単に取替ができる。
側に電気集塵器８を配置するが，これは平板状の正極11
と平板状の負極12を交互に平行に間隔をあけて配置した
ものであり，各電極間に一様な電解がかけられる。電解
強度，電極板の間隔および電極の気流方向の長さは，コ
ロナ放電器７で生成したイオン粒子をここで捕捉できる
ように処理エアの通過風速に応じて適切に選定される。
この電気集塵器８は，このユニット内にカセット式に納
められるようにしておくことにより，電極表面への付着
量が多くなったときに，簡単に取替ができる。
第１図のダクト６内には，コロナ放電器７と電気集塵
器８とがユニット化された状態で設置されるが，このユ
ニットＵの上流側には,1次フイルタ14,空気加熱器15,二
次フイルタ16が空気流れの順に設置される。１次フイル
タ14は粗大塵埃を除去する粗フイルタであり，二次フイ
ルタ16は微粒子を捕捉する高性能フイルタである。これ
らの間に配置される空気加熱器15は，電気ヒータ若しく
は温水または冷媒が通液する熱交換コイルからなり，こ
こを通過する空気の相対湿度を60〜70％以下に制御する
ものである。この湿度制御の実施によって，コロナ放電
器での不純物粒子のイオン化率を高め，併せて二次フイ
ルタ16で捕集された海塩粒子が再飛散，さらには電気集
塵器の電極に捕集された粒子の再飛散を低減させること
ができる。
器８とがユニット化された状態で設置されるが，このユ
ニットＵの上流側には,1次フイルタ14,空気加熱器15,二
次フイルタ16が空気流れの順に設置される。１次フイル
タ14は粗大塵埃を除去する粗フイルタであり，二次フイ
ルタ16は微粒子を捕捉する高性能フイルタである。これ
らの間に配置される空気加熱器15は，電気ヒータ若しく
は温水または冷媒が通液する熱交換コイルからなり，こ
こを通過する空気の相対湿度を60〜70％以下に制御する
ものである。この湿度制御の実施によって，コロナ放電
器での不純物粒子のイオン化率を高め，併せて二次フイ
ルタ16で捕集された海塩粒子が再飛散，さらには電気集
塵器の電極に捕集された粒子の再飛散を低減させること
ができる。
すなわち，相対湿度が高いとコロナ放電器でハイドロ
ニウムイオンＨ（H2O）n +の発生量が多くなって微量不
純物粒子のイオン化率が低下すると共に，このハイドロ
ニウムイオンが電気集塵器の電極表面に多く付着すると
電極が濡れた状態となり，捕集された不純物粒子が溶出
して電極から再飛散するような現象が生ずる。このた
め，相対湿度が高い空気状態のときに，空気加熱器15に
よって相対湿度を低くして，これを防止する。また，相
対湿度が高いと二次フイルタ16でもここで捕集された微
細不純物が溶出して再飛散することもある。したがっ
て，空気加熱器15は高性能フイルタである二次フイルタ
16の上流側に配置するのがよい。この二次フイルタ16を
設けると，海塩粒子以外の一般浮遊塵埃もここで捕集で
きるので，集塵器８で捕集される一般浮遊塵埃の付着量
が相対的に減少し，したがって，集塵器８の交換頻度を
低くすることができる。なお，集塵器８の交換または洗
浄を確実に行なえる場合には，必ずしも二次フイルタ16
設置しなくても，本発明の目的を達成することができ
る。
ニウムイオンＨ（H2O）n +の発生量が多くなって微量不
純物粒子のイオン化率が低下すると共に，このハイドロ
ニウムイオンが電気集塵器の電極表面に多く付着すると
電極が濡れた状態となり，捕集された不純物粒子が溶出
して電極から再飛散するような現象が生ずる。このた
め，相対湿度が高い空気状態のときに，空気加熱器15に
よって相対湿度を低くして，これを防止する。また，相
対湿度が高いと二次フイルタ16でもここで捕集された微
細不純物が溶出して再飛散することもある。したがっ
て，空気加熱器15は高性能フイルタである二次フイルタ
16の上流側に配置するのがよい。この二次フイルタ16を
設けると，海塩粒子以外の一般浮遊塵埃もここで捕集で
きるので，集塵器８で捕集される一般浮遊塵埃の付着量
が相対的に減少し，したがって，集塵器８の交換頻度を
低くすることができる。なお，集塵器８の交換または洗
浄を確実に行なえる場合には，必ずしも二次フイルタ16
設置しなくても，本発明の目的を達成することができ
る。
以上の例では，外気取入れダクト６で汚染エアを浄化
する例について示したが，外気処理用の外調機，更には
外気と環気を処理する空調機において同様の処理を行な
うことができる。第１図において,18はこのような空調
機を示している。この空調機18は外気と共にクリーンル
ーム１の循環空気の一部を環気ダクト19を経て取入れ，
熱交換器20,21で空調処理するものである。なお，外気
処理を特に行なう空調機であれば外調機となる。本発明
ではかような空調機18において，器内に先に説明したよ
うなコロナ放電器７と電気集塵器８からなるユニットＵ
を収納させる。１次フイルタ14,空気加熱器15,二次フイ
ルタ16を備えることも先と同様である。これによって，
外気中の海塩粒子もユニットＵで除去されると共に，環
気を取入れる場合にはクリーンルーム１内で発生した
（殆んどが人体が発生源），または循環空気中に残存し
ていたアルカリ金属系の粒子などもユニットＵで併せて
除去することができる。
する例について示したが，外気処理用の外調機，更には
外気と環気を処理する空調機において同様の処理を行な
うことができる。第１図において,18はこのような空調
機を示している。この空調機18は外気と共にクリーンル
ーム１の循環空気の一部を環気ダクト19を経て取入れ，
熱交換器20,21で空調処理するものである。なお，外気
処理を特に行なう空調機であれば外調機となる。本発明
ではかような空調機18において，器内に先に説明したよ
うなコロナ放電器７と電気集塵器８からなるユニットＵ
を収納させる。１次フイルタ14,空気加熱器15,二次フイ
ルタ16を備えることも先と同様である。これによって，
外気中の海塩粒子もユニットＵで除去されると共に，環
気を取入れる場合にはクリーンルーム１内で発生した
（殆んどが人体が発生源），または循環空気中に残存し
ていたアルカリ金属系の粒子などもユニットＵで併せて
除去することができる。
以上のようにして本発明によれば，半導体製造工程に
おける高集積指向への障害問題，特にアルカリ金属系超
微細粒子による障害が，外気中の海塩粒子の除去処理に
よって取り除かれる。また海塩粒子のみならず,HEPAフ
イルタやULPAフイルタによって除去しきれない超微細粉
塵も静電的に除去され，クリーンルームの超清浄化に大
きく寄与する。なお，電気集塵器で吸着捕集された付着
物はカセット式に簡単に取替ができると共に，付着物は
水スプレー等の洗浄によって簡単に再生ができる。
おける高集積指向への障害問題，特にアルカリ金属系超
微細粒子による障害が，外気中の海塩粒子の除去処理に
よって取り除かれる。また海塩粒子のみならず,HEPAフ
イルタやULPAフイルタによって除去しきれない超微細粉
塵も静電的に除去され，クリーンルームの超清浄化に大
きく寄与する。なお，電気集塵器で吸着捕集された付着
物はカセット式に簡単に取替ができると共に，付着物は
水スプレー等の洗浄によって簡単に再生ができる。
第１図は本発明に従う海塩粒子の除去を行なうための設
備を示した略断面系統図，第２図はコロナ放電器と電気
集塵器のユニットの例を示す略透視図である。 １……クリーンルーム,2……HEPAフイルタ， ３……フアンフイルタ,4……排気プレナム， ５……排気ダクト,6……外気ダクト， ７……コロナ放電器,8……電気集塵器， ９……針状放電極,10……グリッド状対極， 11……集塵陽極,12……集塵陰極， 14……１次フイルタ,15……空気加熱器， 16……二次フイルタ,U……除去ユニット。
備を示した略断面系統図，第２図はコロナ放電器と電気
集塵器のユニットの例を示す略透視図である。 １……クリーンルーム,2……HEPAフイルタ， ３……フアンフイルタ,4……排気プレナム， ５……排気ダクト,6……外気ダクト， ７……コロナ放電器,8……電気集塵器， ９……針状放電極,10……グリッド状対極， 11……集塵陽極,12……集塵陰極， 14……１次フイルタ,15……空気加熱器， 16……二次フイルタ,U……除去ユニット。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体製造用クリーンルーム内に海塩粒子
が侵入するのを防止するにあたり，当該クリーンルーム
に取り入れる外気を相対湿度70％以下に調整し，この相
対湿度70％以下の外気をコロナ放電器に通気して海塩粒
子をイオン化し，このイオン含有外気を電気集塵器に通
気して該イオンを捕集し，このイオン捕集後の外気を当
該クリーンルームに取り入れることを特徴とする半導体
製造用クリーンルームの海塩粒子汚染防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21427690A JP2627575B2 (ja) | 1990-08-15 | 1990-08-15 | 半導体製造用クリーンルームの海塩粒子汚染防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21427690A JP2627575B2 (ja) | 1990-08-15 | 1990-08-15 | 半導体製造用クリーンルームの海塩粒子汚染防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0498034A JPH0498034A (ja) | 1992-03-30 |
| JP2627575B2 true JP2627575B2 (ja) | 1997-07-09 |
Family
ID=16653056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21427690A Expired - Lifetime JP2627575B2 (ja) | 1990-08-15 | 1990-08-15 | 半導体製造用クリーンルームの海塩粒子汚染防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2627575B2 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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| JP3287468B2 (ja) | 1999-11-15 | 2002-06-04 | 株式会社オーデン | 電気集塵ユニット |
| JP2008018340A (ja) * | 2006-07-13 | 2008-01-31 | Trinc:Kk | 浮遊物捕捉装置および浮遊物反発装置 |
| JP5081527B2 (ja) | 2007-07-26 | 2012-11-28 | 東京エレクトロン株式会社 | 気体清浄化装置及び気体清浄化方法 |
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| JPS6332648U (ja) * | 1986-08-18 | 1988-03-02 |
-
1990
- 1990-08-15 JP JP21427690A patent/JP2627575B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPS6220651B2 (ja) * | 1974-11-15 | 1987-05-08 | Hitachi Ltd | |
| JPS6332648B2 (ja) * | 1984-05-07 | 1988-06-30 | Honda Motor Co Ltd |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020216359A1 (zh) * | 2019-04-25 | 2020-10-29 | 上海必修福企业管理有限公司 | 一种用于半导体制造的洁净室系统及其电场除尘方法 |
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| Publication number | Publication date |
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| JPH0498034A (ja) | 1992-03-30 |
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