JP3429553B2 - クリーンボックス - Google Patents

クリーンボックス

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクリーンボックス及びそ
の使用方法に係り、特に半導体ウエハあるいはガラス基
板等をきわめて清浄度の高い雰囲気下で保管又は運搬す
るのに好適なクリーンボックス及びその使用方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体ウエハ、あるいは液晶デバイス用
のガラス基板等を大気圧下で保管、運搬する場合には、
保管、運搬する空間に存在する粒子が対象物に付着する
と、いわゆる粒子汚染となり配線不良やレジスト塗布不
良等が発生し、製造歩留りの低下につながる。そのた
め、当然ながらウエハやガラス基板を保管、運搬するに
は粒子のない清浄空間を作りだし、その空間内にウエハ
やガラス基板を保管、運搬するのが一般的である。係る
清浄空間を作りだす通常の方法は、HEPAフィルタや
ULPAフィルタ等を用いてファンによって送り込まれ
る大気又は窒素ガス等の気体中の粒子を取り除き、清浄
気体を作り、清浄空間を確保する。そして、この空間に
ウエハやガラス基板を収納して、保管、運搬する方法が
一般的である。又HEPAフィルタやULPAフィルタ
を用いて、粒子を取り除いた窒素(N2 )等の不活性ガ
スで満たした容器の中に、ウエハやガラス基板を収納
し、保管、運搬するのも一般的である。ここで、HEP
A(HIGH EFFICIENCY PARTICULATE ABSOLUTE)フィルタ
では、0.5μmの塵埃が99.999%以上除去さ
れ、ULPAフィルタにおいては更に細かい粒径の塵埃
が除去される。
【0003】しかし乍ら、半導体LSIの集積度が向上
するのに従って、あるいは液晶基板等のパターンが微細
化するのに従って、いわゆる粒子汚染のみならず、分子
レベルの汚染が問題となりつつある。分子レベルの汚染
とは、例えば大気中の雰囲気において、半導体ウエハに
自然酸化膜が付着する、あるいは塩基性ガス分子の存在
により半導体ウエハにごく微量のハロゲン化物が生成す
る等の汚染である。半導体ウエハ等の洗浄工程において
使用される代表的な酸性ガスには弗化水素酸(HF)
が、塩基性ガスにはアンモニア(NH3 )が上げられ
る。酸性ガスはHEPAフィルタやULPAフィルタの
濾材であるガラス繊維を腐食させ、ガラス繊維から金属
不純物を発生し易くさせ、半導体製造の歩留り低下につ
ながる。塩基性ガスは、リソグラフィ工程におけるパタ
ーンの解像度の劣化を引き起こし、これも又半導体デバ
イス等の歩留り低下につながる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は係る上記事情
に鑑みて為されたもので、半導体ウエハあるいはガラス
基板等の高度の清浄度の要求される被処理物を、粒子汚
染及び分子汚染を受けることなく保管又は運搬が可能な
クリーンボックス及びその使用方法を提供することを目
的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明のクリーンボック
スは、運搬が可能な容器内に、粒子を除去するHEPA
フィルタ又はULPAフィルタと、酸性または塩基性
スを除去するケミカルフィルタとを備え、前記容器内
に、該容器外部から気体を導入し、前記両フィルタによ
濾過された気体を流通させ、前記濾過された気体中に
被処理物が収納されるようにしたことを特徴とする。
【0006】前記ケミカルフィルタは、イオン交換繊維
を含むことが好ましく、前記ケミカルフィルタは、イオ
ン交換繊維層と活性炭層の2層構造のフィルタであるこ
とが好ましい。
【0007】
【作用】本発明のクリーンボックスは、容器内に粒子を
除去するHEPA又はULPAフィルタを備えるため、
容器内に収納された半導体ウエハあるいはガラス基板等
の被処理物には粒子汚染が防止される。そして、容器内
に不純物ガスを除去するケミカルフィルタを備えること
から、容器内に収納された半導体ウエハあるいはガラス
基板等の被処理物には、分子レベルの汚染が防止され
る。すなわち、上記構成のクリーンボックスによれば、
粒子汚染及び分子汚染の双方が防止される。
【0008】
【実施例】以下、本発明の1実施例について添付図面を
参照しながら説明する。図1は、本発明の第1実施例の
クリーンボックスを示す。このクリーンボックスは、容
器のボックス1に上蓋2を備え、ボックス1と上蓋2間
はOリング等のシール材3によって密閉される。ボック
ス1の一端部には空気供給口5を備え、ボックス1の他
端部には空気出口6を備える。空気出口6にはチェッキ
弁7を備える。チェッキ弁7は、容器内部の気体の圧力
が高くなると、容器内部の気体は外に流れ出るが、外部
の気体は逆流しないので、容器内の圧力を適当な陽圧に
調整することができる。さらに、容器内には、ファン8
を備え、空気供給口5から供給される清浄空気をボック
ス下流部に送風する。そして、容器内にはケミカルフィ
ルタ10及びHEPAフィルタ又はULPAフィルタ1
1の2台のフィルタを重ねて備える。そして、HEPA
フィルタ又はULPAフィルタ11で囲まれた空間が半
導体ウエハあるいはガラス基板等の被処理物4が収納さ
れる清浄な空間である。
【0009】このクリーンボックスに用いるケミカルフ
ィルタ10としては、イオン交換繊維を用いたもの、活
性炭又は活性炭素繊維フィルタを用いたものが好適であ
る。大気中に含まれる不純物ガスは、以下の反応により
イオン交換し取り除かれる。 Poly-R1 -・H++NH3 → Poly-R1 -・NH4 + (1) Poly-R2・HNO3 → Poly-R2・HNO3 (2) 但し、 Poly :基材ポリマー R1・H+:強酸性カチオン交換基(H型) R2 :弱塩基性アニオン交換基(遊離塩基性) この繊維を用いたフィルタの空隙率は80%であり、圧
力損失はほとんどない。ケミカルフィルタに用いる活性
炭又は活性炭素繊維は、周知のように、HF、NH3
COガス等を吸着させる働きがある。
【0010】すなわち、図1に示すクリーンボックス
は、クリーンルームの空気をボックス1に取り付けたフ
ァン8により取り入れる。取り入れられた空気に含まれ
る不純物ガスはケミカルフィルタ10によりHF、NH
3 、HCl、SOX ガス等が取り除かれる。更に、空気
中の不純物ガスを取り除かれた空気は、次のHEPAフ
ィルタ又はULPAフィルタ11により粒子が除去され
る。クリーンルーム内の空気を取り入れるとすれば、含
まれる粒子数は少なくクリーンボックスに取り付けたH
EPAフィルタ又はULPAフィルタ11によりほとん
どの粒子が取り除かれることがわかる。不純物ガス及び
粒子を取り除いた空気は、保管、運搬されるべきウエハ
又はガラス基板等の被処理物が保管される空間に導入さ
れる。ファン8により空気をクリーンボックス内に導入
し続けると、当然ながらボックス内の圧力が高くなる
が、この圧力調整にチェッキ弁を用い、絶えずボックス
内には清浄な空気が流入し続けるようにして、気流が常
に流れ続けるようにする。又Oリング等のシール3は、
外の汚れた空気が逆流しないようにするためのものであ
る。
【0011】図2は、本発明の第2実施例のクリーンボ
ックスを示す。図2に示すクリーンボックスは、窒素
(N2 )ガス等の不活性ガスを流し続ける構造にしたも
のである。不活性ガスボンベ等を供給口13に取付け、
バルブ14,15を開きクリーンボックス内にガスを流
し続ける装置である。ボックス内に、ケミカルフィルタ
10及びHEPAフィルタ又はULPAフィルタ11を
備えることは第1の実施例と同様である。本実施例にお
いても、第1の実施例と同様にケミカルフィルタ10に
おいて分子汚染物が取り除かれ、HEPAフィルタ又は
ULPAフィルタ11により粒子汚染物が取り除かれ
る。
【0012】図1に示す第1実施例の装置は、大気中の
空気を取り込むタイプの装置であるので、クリーンボッ
クス以外の装置としては何もなくてもよい。そして、ク
リーンボックスごと運搬が可能であり、半導体ウエハあ
るいはガラス基板等を清浄雰囲気下に保持したまま移送
することができる。しかし乍ら、大気中の空気を取り込
むタイプの装置であるので、保管運搬中のウエハあるい
はガラス基板に自然酸化膜の付着が危惧される。
【0013】第2実施例のクリーンボックスは、窒素ガ
ス等の不活性ガスを用いるためウエハに自然酸化膜が付
着するという問題はない。しかし乍ら、外部より不活性
ガスを常に導入しなくてはならないので、クリーンボッ
クス以外に不活性ガスのボンベあるいは不活性ガスの供
給源を必要とする。このように第1実施例及び第2実施
例のクリーンボックスにはそれぞれ一長一短があり、使
用目的に合わせ使い分ければよい。
【0014】以上の説明はケミカルフィルタとして、イ
オン交換繊維又は活性炭又は活性炭素繊維のみを示した
が、その他の種類のケミカルフィルタを用いてもよい。
又、ケミカルフィルタとしてイオン交換繊維と活性炭又
は活性炭素繊維のような異種フィルタを組み合わせて用
いても良い。ケミカルフィルタとしては、異種フィルタ
を2種以上組み合わせた方が、取り除く不純物の種類が
増え有利であると考えられる。
【0015】本発明の趣旨は上記実施例に限定されるも
のでなく、例えばHEPAフィルタに変えて、HEPA
フィルタとULPAフィルタとを2層構造としたフィル
タを用いても良い。このように、本発明の趣旨を逸脱す
ることなく種々の変形実施例が可能である。
【0016】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、クリーンボックス内の被処理物を粒子汚染のみなら
ず分子汚染からも保護することができ、被処理物を高清
浄度の環境下で保管あるいは運搬することができる。こ
のため、半導体ウエハやガラス基板等の製造歩留りの向
上、品質の向上に寄与するものである。尚、本発明のク
リーンボックスの被処理物としては、半導体ウエハある
いはガラス基板に限られず、医薬、食品等の高清浄度の
要求される産業に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例のクリーンボックスの構造
を示す断面図。
【図2】本発明の第2実施例のクリーンボックスの構造
を示す断面図。
【符号の説明】
1 ボックス 2 上蓋 3 シール 4 被処理物 5 空気供給口 6 空気出口 7 チェッキ弁 10 ケミカルフィルタ 11 HEPAフィルタ又はULPAフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 則行 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株式会社 荏原総合研究所内 (72)発明者 関口 英明 東京都大田区羽田旭町11番1号 株式会 社 荏原製作所内 (56)参考文献 特開 平5−228378(JP,A) 特開 平6−47232(JP,A) 特開 平5−103946(JP,A) 特開 平4−309736(JP,A) 特開 平4−309735(JP,A) 特開 平4−247207(JP,A) 特開 平4−214137(JP,A) 特開 昭63−32950(JP,A) 特開 昭62−269334(JP,A) 特開 昭59−39019(JP,A) 実開 平4−118121(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/02 B01D 46/00 B01D 53/00

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 運搬が可能な容器内に、粒子を除去する
    HEPAフィルタ又はULPAフィルタと、酸性または
    塩基性ガスを除去するケミカルフィルタとを備え、前記
    容器内に、該容器外部から気体を導入し、前記両フィル
    タにより濾過された気体を流通させ、前記濾過された気
    体中に被処理物が収納されるようにしたことを特徴とす
    るクリーンボックス。
  2. 【請求項2】 前記容器内に流通する気体は、不活性ガ
    スであることを特徴とする請求項1記載のクリーンボッ
    クス。
  3. 【請求項3】 前記容器の気体出口に弁を備えたことを
    特徴とする請求項1又は2記載のクリーンボックス。
  4. 【請求項4】 前記容器内が陽圧に保持されることを特
    徴とする請求項3記載のクリーンボックス。
  5. 【請求項5】 前記容器内の気体出口側に更に少なくと
    も粒子を除去するフィルタを備えたことを特徴とする請
    求項1乃至4のいずれか1項に記載のクリーンボック
    ス。
  6. 【請求項6】 前記ケミカルフィルタは、イオン交換繊
    維を含むことを特徴とする請求項1記載のクリーンボッ
    クス。
  7. 【請求項7】 前記ケミカルフィルタは、イオン交換繊
    と活性炭層の2層構造のフィルタであることを特徴
    とする請求項記載のクリーンボックス。
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