JPH04194527A - 空気イオン化システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、クリーンルーム内の静電気を除去する時に析
出し、更に再飛散することによってクリーンルームを汚
染する微粒子の析出防止に関するものである。

［従来の技術］ 近年、ＬＳＩ等の半導体の製造技術の進歩には目覚しい
ものがあり、複雑化され、性能が向上されている。また
、その進歩に伴い需要も急増している。この様な半導体
の製造工程では、ごく僅かでも塵が付着すると、その塵
が半導体素子のバタンの欠陥等を起し半導体の特性に影
響を及して不良品となるため、無塵に近づけた清浄度の
高いクリーンルームで製造されている。

この様なりリーンルームでは、静電気の発生し易い相対
湿度が４０％程度となる低湿度環境で生産が行われ、ま
た、電気抵抗の高いプラスチック類が多用されている。

それ故、ウェハは電気的に絶縁された状態でハンドリン
グされ、−容易に静電気により帯電される。静電気は、
ウェハ表面上に塵埃を引きつけたり、放電時にウェハ上
のＬＳＩの静電破壊を引き起こしたり、また、放電時に
発生する電磁波によって半導体素子を内蔵した精密機器
の誤作動等の種々の生産障害を引き起こして問題になっ
ている。

従来のクリーンルームでは、上述のような問題を引き起
こしている静電気を除電するために空気イオン化装置か
利用されている。この空気イオン化装置では、これに設
けられた電極に高電圧を印加して放電を起こさせ、その
時発生するイオンによって帯電体上の電荷を中和させて
除電を行っている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前記のような空気イオン化装置゛　　で
は、そのイオン発生電極から発塵することが判っている
。この原因としては、 ■電極の磨耗したものが飛散する。

■高性能フィルタで除去されなかった空気中の５ｉ０２
微粒子がイオン発生電極上に析出し、これがある程度の
大きさになると再飛散する。

ということが知られている。このうち、電極の磨耗に関
しては、電極部材の改良をすることによって、磨耗率の
低下した電極が提供されるようになっているが、ＳｉＯ
２微粒子の再飛散に関しては、その対策はまだ確立され
ていない。

本発明は、上記のような従来技術の課題を解決するため
に提案されたもので、その目的は、空気イオン化装置で
クリーンルーム内の静電気を除去した時に、そのイオン
発生電極上に５ｉ０２微粒子が析出することがなく、即
ち、５ｉ０２微粒子の再飛散による発塵が起こらない空
気イオン化システムを提供することである。

発明者は、上記のような従来技術の課題を解決するにあ
たって、次のような予備実験を行った。

即ち、発明者は、クリーンルーム内のＳｉＯ２微粒子を
含む空気を微細な気泡にして超純水中にバブリングし、
ＳｉＯ２微粒子と超純水を接触させることによってＳｉ
Ｏ２微粒子を超純水中に捕集し、空気を洗浄することを
考えた。これを実行するために、０゜１μｍクラス１０
（０，１μｍ以上の微粒子が、１ｆｔ３中に１０個以下
）のクリーンルーム内に、第２図に示すような装置を設
けた。この装置では、クリーンルーム内の空気がガス洗
浄瓶２１内の超純水２２（電気抵抗１８゜３ＭΩ・ｃｍ
、ａｔ２５’　Ｃ）内に導入され、バブリングによる洗
浄が二段階行われる。この後、洗浄された空気はシリカ
ゲル２３によって除湿され、排出量を調整するためのフ
ローメータ２４を介し、エアポンプ２５によって再度ク
リーンルーム内に排出される。

この空気洗浄の洗浄効果を測定するために、空気流量１
．　　’３１　／ｍ　ｉ　ｎ、超純水２２に導入後７０
時間（処理空気６３００１）の洗浄瓶２１内の超純水２
２中に含まれる５ｉ０２の濃度を誘導結合プラズマ（Ｉ
ＣＰ）発光分光分析による分析を行った。その結果５ｉ
ｎ２濃度は、 空気洗浄前の超純水　　３〜１０ｐｐｂ第一段目の洗浄
瓶　　　　４０７ｐｐｂ第二段目の洗浄瓶　　　　　７
１ｐｐｂと測定され、第一段目の洗浄瓶中の超純水の５
ｉ０２濃度は、空気洗浄前に比べて高濃度となり、あき
らかに洗浄瓶に導入された空気中に含まれる５ｉ０２が
捕集されたものと推測される。試算した結果、第一段目
で８３％、第二段目で９６％が除去されていることがわ
かった。

以上の様な実験結果より、発明者は本発明の空気イオン
化システムを発明した。

［課題を解決するための手段］ 本発明の空気イオン化システムは、クリーンルーム内に
、空気中に存在する微粒子を洗浄によって除去するため
の空気洗浄装置と、前記空気洗浄装置によって微粒子の
除去された空気をイオン化するための空気イオン化装置
とを備えたことを特徴とする。

［作用］ 以上のような構成を有する本発明の作用は次の通りであ
る。

即ち、クリーンルーム中の空気を超純水で洗浄すること
によって、空気中に存在する５ｉ０２微粒子が超純水に
捕集される。この空気を空気イオン化装置に供給しイオ
ン化することによって、空気イオン化装置のイオン発生
電極上に５ｉ０２微粒子の析出を防止することができる
。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明す
る。

即ち、第１図に示すように、高性能フィルタであるＵＬ
ＰＡフィルタ１によって空気が清浄化されたクリーンル
ームに、空気洗浄装置と空気イオン化装置を連続して設
ける。空気洗浄装置には、エアポンプ２を介してクリー
ンルーム内の空気が流入される気泡塔３が多段式に設け
られている。

これらの気泡塔３内部には不純物の除去された超□　　
純水４が入れられている。クリーンルーム内の空気を送
る通気管は、第１気泡塔３ａの底面近傍まで配設され、
その先端には、多数の細孔の形成されたセラミック多孔
体５が設けられている。第１゛　気泡塔３ａの上部の気
層からは、第２気泡塔３ｂの底面近傍まで通気管が配設
され、第１気泡塔３ａと同様にその先端にはセラミ・ツ
ク多孔体５が設けられている。この第２気泡塔３ｂの上
部気層からは、除湿のために冷却コイル６ａで冷却され
る繊維層６ｂの設けられたミストセパレータ６の下部ま
で通気管が配設されている。更に、ミストセパレータ６
の上部から設けられた通気管は、一部にヒータ７が巻き
付けられ、フローメータ８を介して、クリーンルーム内
のＵＬＰＡフィルタ１面に設けられた空気イオン化装置
９まで配設されている。この空気イオン化装置９は、高
圧電源１０とこれに接続される針状電極１１を備え、針
状電極１１の高圧電源１０側は、空気洗浄装置から送ら
れる空気を供給するためのサプライチャンバ１２と仕切
られている。また、電極１１の先端側は、サプライチャ
ンバ１２と一体に形成されたイオン化空気排出口の備え
たノズル１３によって保護されている。

ところで、気泡塔３に入れられている超純水は、制御盤
１４によって容量や循環等が制御され、図示しない超純
水装置によって供給や回収が行われている。

以上のような構成を有する本実施例の作用は、以下の通
りである。

すなわち、ＵＬＰＡフィルタ１によって清浄化されたク
リーンルーム内の空気は、エアポンプ２を介して第１気
泡塔３ａに送られ、気泡塔３ａ底面３近傍の超純水４中
に配設されたセラミック多孔体５の各細孔から排出され
る。この空気は細かい気泡状となって、超純水上部の気
層まで上昇する。この時、第１気泡塔３ａ内部の圧力を
一定とするために、第１気泡塔３ａに送られたと同容量
の空気が第２気泡塔３ｂに排出される。この空気は、第
１気泡塔３ａと同様に、第２気泡塔３ｂの超純水中）細
かい気泡状となって上部の気層まで上昇する。更に、第
２気泡塔３ｂ内部の圧力を一定とするために、第２気泡
塔３ａに送られたと同容量の空気がミストセパレータ６
に排出される。

この空気は、冷却されたミストセパレータ６によって十
分に除湿され、更に、ヒータ７で室温に戻され、調湿さ
れて、フローメータ８によって一定の流量で空気イオン
化装置９に送られる。空気イオン化装置９では、正負の
各高圧電源１０ａ、１０ｂから針状電極１１の両極間に
高電圧を印加して放電を起こさせ、空気洗浄装置より送
られた空気のイオン化が行なわれる。

以上のような空気イオン化システムでは、クリーンルー
ムの空気が空気洗浄装置の超純水中で細かい気泡となっ
て上昇していくことより、超純水と接する空気の表面積
を大きくすることができ、また、空気が超純水と充分に
接することができる。

従って、５ｉ０２微粒子は超純水に捕集され、空気中残
存率が激減される。この空気が空気イオン化装置に供給
されることによって、静電気除去のために電極に高電圧
を印加して放電を起こさせても、ＳｉＯ２微粒子が電極
に析出してくることが無くなる。これによって、５ｉ０
２微粒子の再飛散によるクリーンルームの汚染は皆無と
なる。

しかも、５ｉＱ２以外の微粒子も超純水に捕集され、ま
た、空気中に存在する親水性のガスも超純水に溶解され
るので、クリーンルーム内の空気の清浄化を更に高める
ことにもなる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、具体的な各部材の形状、或いは各々の取付は位置及
び方法は適宜変更可能である。

例えば、超純水の入れられた気泡塔は２個に限定されず
、複数個設けることによって、空気中の微粒子や親水性
ガスの残存率を限りなく零に近い数値とすることができ
る。

また、ミストセパレータの除湿用部材は繊維層に限定さ
れず、それ自体から発塵することのないものであれば、
他の除湿用部材でも問題ない。

更に、ミストセパレータから空気イオン化装置へ空気を
送る通気管で、ヒータ７の後に例えば０゜１μｍのメン
ブレンフィルタを設けることも可能である。即ち、気泡
塔３ａ、３ｂで除去されなかった極僅かな５ｉ０２微粒
子が、ミストセパレータ６に設けられた繊維層６ｂ上に
水滴の核となって析出し、長い間に濃縮されて大きなＳ
ｉＯ□微粒子となって再飛散する場合に、メンブレンフ
ィルタによってこれらの再飛散する微粒子を除去するこ
とかできる。

また、一つの空気洗浄装置に対して複数の空気イオン化
装置を連結することもできる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明の空気イオン化システムによ
れば、５ｉｎ２微粒子の存在しない空気をイオン化装置
に供給することによって、空気をイオン化した時にイオ
ン化装置の電極表面に５ｉ０２微粒子が析出することが
ない。即ち、イオン化装置によってクリーンルーム内の
静電気除去を行っても、従来起こっていた電極表面から
の８１０２微粒子の再飛散が起こらない。従って、クリ
ーンルームを汚染することのない空気イオン化システム
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクリーンルーム内に設けられた空気イ
オン化システムを示す側面図、第２図は本発明の原理を
示す空気洗浄装置の側面図である。 １・・・ＵＬＰＡフィルタ、２・・・エアポンプ、３・
・・気泡塔、４・・・超純水、５・・・セラミック多孔
体、６・・・ミストセパレータ、７・・・ヒータ、８・
・・フローメータ、９・・・空気イオン化装置、１０・
・・高圧電源、１１・・・針状電極、１２・・・サプラ
イチャンバ、１３・・・ノズル、１４・・・制御盤。 ２１・・・ガス洗浄瓶、２２・・・超純水、２３・・・
シリカゲル、２４・・・フローメータ、２５・・・エア
ポンプ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 クリーンルーム内の静電気を除去するための空気イオン
   化システムにおいて、 クリーンルーム内に、空気中に存在する微粒子を洗浄に
   よって除去するための超純水による空気洗浄装置と、 前記空気洗浄装置によって微粒子の除去された空気をイ
   オン化するための空気イオン化装置と、を備えたことを
   特徴とする空気イオン化システム。