JPH04118121U - クリーンルーム用空気清浄フイルターユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クリーンルーム内に浮遊するガス状あるいは
ミスト状（霧状）の有害物質をも効果的に除去すること
のできるクリーンルーム用空気清浄フィルターユニット
を提供することを目的とする。 【構成】 少なくとも、金属繊維より構成された第１の
フィルター層４Ａと、活性炭素より構成された第２のフ
ィルター層４Ｂと、ＨＥＰＡフィルター等の塵埃除去を
対象とした高性能フィルターよりなる第３のフィルター
層４Ｃと、を有するものとした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はクリーンルーム用空気清浄フィルターユニットに係わり、特に、ガス 状またはミスト状として存在する汚染物質をも有効に除去することを可能とした クリーンルーム用空気清浄フィルターユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】

周知のように、半導体製品は微細な塵埃等の発生も嫌うため、清浄空気環境を 作り出すことのできるクリーンルーム、あるいはクリーンエリア内で製造される 。 このような清浄空気を得るため、上記クリーンルーム等では従来、ガラス繊維 あるいは高分子繊維等よりなるＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air） フィルターあるいはＵＬＰＡ（Ultra Low Penetration Air）フィルター等の高 性能フィルターを用いて室内循環空気を清浄化している。

【０００３】 現状のクリーンルーム規格（例えば、米国連邦規格ＦＳ２０９Ｄなど）で規格 されている室内空気清浄度のレベルは、粒径０.５μm以上の浮遊微粒子濃度を基 準としている。最近のスーパークリーンルームでは粒径０.１μmといったさらに 微小な粒子までも問題としており、濃度についても１０個／ｆｔ³（この場合、 ０.１μmクラス１０と称する）あるいは１個／ｆｔ³（０.１μmクラス１）など 、従来の規格を超える高清浄度が要求されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記ＨＥＰＡフィルターあるいはＵＬＰＡフィルターなどの高性能 フィルターにより、浮遊微粒子濃度については例えば０.１μmクラス１といった 高清浄度が実現されているものの、上記従来のフィルターにあっては最近下記の 如き不都合が指摘されてきている。

【０００５】 すなわち、クリーンルーム内の汚染物質として、微細な塵埃だけでなく、ガス 状，ミスト状（いわゆる霧状）の物質が注目されてきており、これらの汚染物質 は従来のＨＥＰＡフィルター等を用いた空気清浄設備では除去しきれないのが現 状である。特に、半導体製造工場では、製造工程で多種類の酸，アルカリ，有機 溶剤が利用されており、これらの蒸気やミストがクリーンルーム内に漏洩し、循 環空気によりクリーンルーム内が汚染されている。ＬＳＩの高集積化に伴い、こ れらのガス状，ミスト状の汚染物質も製品に悪影響を及ぼすといわれている。

【０００６】 これら、製造工程でのミスト，有害ガスを完全に除去するためには、クリーン ルーム内の換気流量を増大させることによっても可能であるが、温湿度一定な清 浄空気を大量に排気することとなり、エネルギーの大幅損失となる。

【０００７】 本考案は上記事情に鑑みてなされたもので、上記の如きガス状あるいはミスト 状の有害物質をも効果的に除去することのできるクリーンルーム用空気清浄フィ ルターユニットを提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

請求項１に係る考案は、クリーンルーム内に設けられ、空気中の汚染物質を除 去して清浄空気を送り出すように構成されたクリーンルーム用空気清浄フィルタ ーユニットであって、少なくとも、金属繊維フィルターからなる第１のフィルタ ー層と、活性炭素フィルターからなる第２のフィルター層と、ＨＥＰＡフィルタ ー等の塵埃除去を対象とした高性能フィルターからなる第３のフィルター層と、 を有してなることを特徴とするものである。 請求項２に係る考案は、上記請求項１に記載したクリーンルーム用空気清浄フ ィルターユニットにおいて、前記第１のフィルター層、第２のフィルター層、第 ３のフィルター層をそれぞれ、各フィルター層毎の着脱が自在となるよう独立さ せて構成したことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】 請求項１に係るフィルターユニットでは、クリーンルーム内で有害となる塵埃 等については従来どおりのＨＥＰＡフィルター等から構成される第３のフィルタ ーにより除去可能である。さらに、汚染物質のうちミスト状のものは主として第 １のフィルター層（金属繊維フィルター）により、またガス状のものは主として 第２のフィルター層（活性炭素フィルター）により除去される。

【００１０】 請求項２に係るフィルターユニットでは、上記作用のほか、各フィルター層を 構成フィルターをそれぞれの寿命等に応じて簡単に交換等ができるものとなる。

【００１１】

【実施例】

以下、本考案の実施例について図面を参照して説明する。 図１は本考案の一実施例に係るフィルターユニットを示す側断面図である。 このフィルターユニット１は、該ユニット１の外枠を構成するフレーム２と、 該フレーム２の内方に設けられた４つのフィルター層４，４，…より構成されて いる。これら４つのフィルター層４，４，…のうち最上層のものを第１のフィル ター層、次層のものを第２のフィルター層、以下同様にして最下層のものを第４ のフィルター層と称することとし、それぞれを符号４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄで示 すこととする。

【００１２】 前記４つのフィルター層４，４，…のうち、前記第３のフィルター層４Ｃは、 ポリプロピレン等の高分子材料からなる繊維フィルターであり、また、前記第４ のフィルター層４Ｄは、テフロンなどの高分子材料による膜状フィルターとなっ ている。すなわち、これら第３のフィルター層４Ｃおよび第４のフィルター層４ Ｄは共に、従来よりクリーンルーム用として用いられているいわゆるＨＥＰＡフ ィルター５あるいはＵＬＰＡフィルターと称される超高性能フィルターより構成 されている。

【００１３】 前記第１のフィルター層４Ａは金属繊維フィルター７よりなる。この金属繊維 フィルター７は、例えば亜鉛，アルミニウム，鉄，ニッケル，錫，銅などの腐食 （酸化）され易く、かつ比較的軽量で延伸性に富む金属よりなる線径１０〜２０ μmの金属繊維により不織布状に形成したものである。

【００１４】 前記第２のフィルター層４Ｂは活性炭素繊維フィルター（活性炭素フィルター ）８よりなる。この活性炭素繊維フィルター８は、例えばアクリル等の合成樹脂 からなる繊維を炭化・賦活処理したものを布織布状に形成したものである。

【００１５】 次に、上記構成となるフィルターユニット１の作用について説明する。 表１は、上記フィルターユニット１において、前記第１のフィルター層４Ａを 構成する前記金属繊維フィルター７、および前記第２のフィルター層４Ｂを構成 する前記活性炭素繊維フィルター８の、Ｈ₂ＳＯ₄〔硫酸（ミスト）〕，ＮＨ₄Ｃ ｌ〔塩化アンモニウム〕，ＨＣｌ〔塩化水素（ガス）または塩酸（ミスト）〕， ＨＦ〔フッ化水素（ガス）またはフッ酸（ミスト）〕の各物質に対する除去率に ついて、ガラス繊維ＨＥＰＡフィルターおよびＰＰ繊維ＨＥＰＡフィルターと比 較して行なった実験の結果を示すものである。ここに示した物質は、何れもクリ ーンルーム内汚染物質として存在する、または存在可能性の高い物質である。 ただし、この実験においては、Ｈ₂ＳＯ₄，ＮＨ₄Ｃｌはガスおよびミストの混 在状態、ＨＣｌおよびＨＦについてはミストは含まずガスのみとなっている。

【００１６】

【表１】

【００１７】 上記表１より、Ｈ₂ＳＯ₄（ガス，ミスト混合）に対してはＨＥＰＡフィルター によっても高い除去率が得られていることが認められる。また、ＮＨ₄Ｃｌ（ガ ス，ミスト混合）については、金属繊維フィルター７によってほぼ１００％近い 除去率が得られており、さらに、これらガス，ミスト混合であるＮＨ₄Ｃｌおよ びＨ₂ＳＯ₄については、何れの場合も活性炭素繊維フィルター８よりも金属繊維 フィルター７の方が高い除去作用を有していることが解る。

【００１８】 また、ＨＦ（ガス）およびＨＣｌ（ガス）は、ＨＥＰＡフィルターによっては 全く、あるいはほとんど除去されることがなく、活性炭素繊維フィルター８若し くは金属繊維フィルター７によって除去されることが解る。また、それら活性炭 素フィルター８と金属繊維フィルター７とのそれらＨＦ（ガス）およびＨＣｌ（ ガス）に対する除去率を比較すれば、活性炭素繊維フィルター８はこれらガス状 物質を１００％近い高い率で除去し、金属繊維フィルター７よりも勝ることが認 められる。

【００１９】 さらに、前記金属繊維フィルター７については、上記４種の各物質に対して６ ８〜１００％の除去率を示しており、ミスト状，ガス状の双方の状態にある汚染 物質に対する除去作用が認められる。

【００２０】 このように、前記活性炭素繊維フィルター８は特にガス状の上記汚染物質に対 して高効率な除去作用を発揮し、一方、前記金属繊維フィルター７はミスト状お よびガス状の汚染物質に対して高い除去作用を発揮することが解る。

【００２１】 したがって、図１に示したフィルターユニット１によれば、クリーンルーム内 の微細塵埃等の固体微粒子は勿論、半導体製造において悪影響を及ぼすガス状汚 染物質およびミスト状汚染物質についても効果的に除去できるものとなる。

【００２２】 なお、上記実施例では、活性炭素フィルターとして活性炭素繊維フィルターを 用いたものとして説明したが、本考案において、活性炭素フィルターとしては上 記活性炭素繊維フィルターのほか、粒状活性炭を不織布等で覆った構成のもので あってもよい。

【００２３】 図２ないし図５はそれぞれ、上記実施例に示したフィルターユニット１の実際 のクリーンルーム内での使用形態の例を示したものである。 これらの図において、符号２０がクリーンルームを、また、２１は該クリーン ルーム２０の床部を構成するグレーティングを、２２は該クリーンルーム２０内 の空気を前記グレーティング２１の下方より吸い出して、前記フィルターユニッ ト１等の後方にその吸入空気を排出するための空気循環装置を、２３は半導体の 製造ラインを示している。

【００２４】 図２に示すものは、クリーンルーム２０の全体にわたり該クリーンルーム２０ の天井部に前記フィルターユニット１，１，…を設けたものである。 この構成のものでは、クリーンルーム２０の天井部を全て前記フィルターユニ ット１で構成したので、クリーンルーム２０の全域にわたり、上記フィルターユ ニット１によって浄化された清浄空気、すなわち固体微粒子のほかガス状および ミスト状の汚染物質をも有効除去された超清浄空気が供給される。 なお、クリーンルーム２０の還気口２５に前記フィルターユニット１を多数取 り付けても同様の効果が得られる。

【００２５】 図３に示すものは、クリーンルーム２０の天井部はＨＥＰＡフィルター５のみ を有してなる従来のフィルターユニットより構成し、製造ライン２３の上方に前 記フィルターユニット１を設けた構成となっている。 この構成のものでは、製造ライン２３に対しては上記フィルターユニット１に より浄化された化学的汚染物質をも含まない超清浄空気を供給でき、しかも、広 範囲な天井部のフィルターを従来構成のものとすることによりクリーンルーム２ ０の建造コストの低減化を図れる。

【００２６】 また、図４に示すものは、クリーンルーム２０の天井部において、その大半は 従来のフィルター、すなわちＨＥＰＡフィルター５等の高性能フィルターを設け 、製造ライン２３の上方に位置する部分のみに局所的に上記フィルターユニット １を設けた構成である。 この構成のものでも、上記図３に示したものと同様、製造ライン２３に対して は、上記フィルターユニット１により浄化された超清浄空気を供給することがで きる。

【００２７】 さらに、図５に示すものは、クリーンルーム２０のプロセス領域２０ａとメン テナンス領域２０ｂにおいて、プロセス領域２０ａの天井部にはＨＥＰＡフィル ター５のみからなる従来のフィルターユニットを設け、メンテナンス領域２０ｂ における処理装置２４の上方に前記フィルターユニット１を設置したものである 。ここで、フィルターユニット１に係る空気循環装置２２′は該フィルターユニ ット１を介して空気を下方より吸引するものとなっている。また、この場合、フ ィルターユニット１は、最下部のフィルター層が金属繊維フィルター７より構成 される第１のフィルター層４Ａ、その上層が活性炭素繊維フィルター（活性炭素 フィルター）８より構成される第２のフィルター層４Ｂ、最上のフィルター層が ＨＥＰＡフィルター５より構成される第４のフィルター層４Ｄとなっている。 この構成のものでは、メンテナンス領域２０ｂにおいて製品の処理中に発生す るガス状またはミスト状の汚染物質を有効に除去することができる。 また、この図４に示す構成において、プロセス領域２０ａの天井部も上記フィ ルターユニット１により構成するようにしても勿論よい。

【００２８】 なお、上記実施例においては、前記金属繊維フィルター７を構成する金属繊維 は、その線径が１０〜２０μmのものとして説明したが、さらに線径の小さい金 属繊維により該金属繊維フィルター７を構成すれば、さらに除去率の向上が望め る。 また、上記実施例において前記金属繊維フィルター７は、繊維自体を金属によ り構成したものとしたが、該金属繊維フィルター７を構成する金属繊維としては 、金属以外の材質よりなる繊維状の支持体に金属を蒸着したものなどであっても よい。 また、本考案のクレームおよび上記実施例において、金属繊維フィルター７よ り構成されるフィルター層を第１のフィルター層、あるいは活性炭素繊維フィル ター８より構成されるフィルター層を第２のフィルター層などと称したが、これ ら各フィルター層に付した”第１”，”第２”等の語は、これらフィルター層の 構成順序を限定するものではない。すなわち、例えば図１に示したフィルターユ ニット１において、第１のフィルター層４Ａと第２のフィルター層４Ｂとの構成 順番を変えても構わない。

【００２９】 次に図６は、本考案の第二実施例を示すものである。この図において上記実施 例のものと同じ構成要素には同一符号を付してその説明を省略する。 本実施例によるフィルターユニット１′は、前記フィルターユニット１におい て、前記金属繊維フィルター７と、活性炭素フィルター８と、２つのＨＥＰＡフ ィルター５，５とをそれぞれ分離可能に構成したものである。すなわち、このフ ィルターユニット１′では、金属繊維フィルター７により本考案の第１のフィル ター層４Ａが、活性炭素フィルター８により第２のフィルター層４Ｂが、また２ 段のＨＥＰＡフィルター５，５により第３のフィルター層４Ｃが構成されたもの となっている。これら第１のフィルター層４Ａ、第２のフィルター層４Ｂ、第３ のフィルター層４Ｃは、それぞれ独立したフレーム２ａ，２ｂ，２ｃに構成され ている。ただし、これら独立したフレーム２ａ，２ｂ，２ｃは例えば嵌め込み構 造として一体的に組み合わせることが可能である。

【００３０】 上記構成のフィルターユニット１′によれば、金属繊維フィルター７，活性炭 素繊維８，およびＨＥＰＡフィルター５をそれぞれ個別的に着脱することが可能 である。 すなわち、これら各フィルター５，７，８は、除去対象物質，除去物質濃度， 処理流量，使用頻度などによってそれぞれ寿命が異なるが、各フィルター５，７ ，８をそれぞれの寿命に応じて個別に交換したり、メンテナンスをすることが可 能であり、より効率的で低コストの運用が望める。

【００３１】 なお、本考案に係る上記フィルターユニット１，１′は、クリーンルームのみ ならず、例えば外気処理空調機等に適用してもよく、その場合にも上記同様の作 用・効果を期待できるものである。

【００３２】

【考案の効果】

以上説明したとおり本考案に係るクリーンルーム用空気清浄フィルターユニッ トによれば、クリーンルーム内の微細塵埃等の固体微粒子は勿論、半導体製造に おいて悪影響を及ぼすおそれのあるガス状汚染物質およびミスト状汚染物質につ いても高効率な除去が可能となる。したがって、クリーンルームの空気清浄度を 一層高めることができ、特に、高集積化の一層進む半導体の製造を行なうスーパ ークリーンルームに適用して効果的である。

【００３３】 さらに、上記フィルターユニットを請求項２に記載した構成とすれば、各フィ ルター層を構成するフィルターをそれぞれの寿命に応じて個別に交換したり、メ ンテナンスをすることが可能となり、より効率的で低コストの運用が望める。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第一実施例によるフィルターユニット
を示す側断面図である。

【図２】本考案に係るフィルターユニットの設置された
クリーンルームの一構成例を示す立断面図である。

【図３】本考案に係るフィルターユニットの設置された
クリーンルームの他の構成例を示す立断面図である。

【図４】本考案に係るフィルターユニットの設置された
クリーンルームの他の構成例を示す立断面図である。

【図５】本考案に係るフィルターユニットの設置された
クリーンルームの他の構成例を示す立断面図である。

【図６】本考案の第二実施例によるフィルターユニット
を示す側断面図である。

【符号の説明】

１，１′ フィルターユニット ４Ａ 第１のフィルター層 ４Ｂ 第２のフィルター層 ４Ｃ 第３のフィルター層 ５ ＨＥＰＡフィルター ７ 金属繊維フィルター ８ 活性炭素繊維フィルター（活性炭素フィルター） ２０ クリーンルーム

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 クリーンルーム内に設けられ、空気中の
   汚染物質を除去して清浄空気を送り出すように構成され
   たクリーンルーム用空気清浄フィルターユニットであっ
   て、少なくとも、金属繊維フィルターからなる第１のフ
   ィルター層と、活性炭素フィルターからなる第２のフィ
   ルター層と、ＨＥＰＡフィルター等の塵埃除去を対象と
   した高性能フィルターからなる第３のフィルター層と、
   を有してなることを特徴とするクリーンルーム用空気清
   浄フィルターユニット。
2. 【請求項２】 前記第１のフィルター層、第２のフィル
   ター層、第３のフィルター層はそれぞれ、各フィルター
   層毎の着脱が自在となるよう独立して構成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載のクリーンルーム用空気清
   浄フィルターユニット。