JPH07136450A

JPH07136450A - エアーフィルタ及びエアーフィルタ装置

Info

Publication number: JPH07136450A
Application number: JP5283616A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Otsuka; 一彦大塚; Masayuki Sumioka; 將行住岡; Tsukasa Asahi; 司朝日
Original assignee: Nitta Corp
Current assignee: Nitta Corp
Priority date: 1993-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1995-05-30

Abstract

(57)【要約】【目的】空気中から粒子のみでなくガス状のホウ素を
除去するエアーフィルタを提供すること。【構成】表面に水酸基を持つ繊維から成る上流側フィ
ルタ１１と、微粒子を高い効率で捕集し且つホウ素の放
出がない下流側フィルタ１２とを組合わせて構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、気体中の粒子及びガ
ス状ホウ素を除去することが可能なエアーフィルタ及び
エアーフィルタ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣ、ＬＳＩ等の信頼性の高い電子デバ
イスを高い歩留りで生産するためには、電子デバイス製
造中の半導体基板の表面に異物の付着のないクリーンな
状態に保つことが重要になっている。半導体基板の表面
に異物を付着させないため、従来はホウ珪酸ガラス繊維
等を湿式抄紙したガラスペーパをプリーツ状に形成した
エアーフィルタが使用されている。

【０００３】この種のエアーフィルタは直径０．１μｍ
以下の微粒子を高い効率で捕集することができ、濾過さ
れた空気中には粒子状汚染物がほとんど存在しない。こ
のフィルタを使用した高度に清浄な空間はクリーンルー
ムと呼ばれ、電子デバイス製造プロセスをクリーンルー
ム内で行うことにより、半導体基板表面は粒子状汚染物
のないクリーンな状態に保たれている。

【０００４】しかしながら、電子デバイスの高集積化・
微細化に伴い、ガス状汚染物の半導体基板表面への付着
による電子デバイスの特性劣化が問題となってきてい
る。その一つとして、ホウ素による半導体基板表面の汚
染がある。このホウ素の発生源を調べるため、図３に示
す装置にて実験を行ったところ、以下に示す表１のとお
り従来のエアーフィルタのろ材に使用されているホウ珪
酸ガラス繊維からホウ素化合物が発生していることが確
認された。尚、図３中、符号６０，６２はメンブレンフ
ィルタ、符号６１は純水入りバブラ（室内空気中のホウ
素除去用）、符号６３はホウ珪酸ガラス繊維フィルタ、
符号６４は純水入りバブラ、符号６５は流量計、符号６
６はエアーポンプである。

【０００５】

【表１】

【０００６】クリーンルーム内の空気は大部分が再循環
されており、ホウ素化合物はガス状であるため従来のフ
ィルタには捕集されず、平衡状態で一定の濃度でクリー
ンルーム内の空気中に存在し、電子デバイスの特性劣化
を引き起こしている。・・・・・（問題１）上記問題を解決する一手段として、特開平５−５７１３
６号公報に開示されているように、シリコンウエハを微
小通風間隔で並べるか或いはシリコン単結晶の劈開片を
石英箱に詰めたもの（以下、シリコンフィルタという）
を、従来のエアーフィルタの上流側に設置する方法があ
る。しかしながら、この方法では下流側にある従来のエ
アーフィルタに含まれるホウ素がクリーンルーム内に放
出されてしまい、上記問題１は解決されない。

【０００７】そこで、空気流路において、従来のエアー
フィルタを上流側に、シリコンフィルタを下流側に、そ
れぞれ配置することが考えられるが、このものでは、上
記問題１は解決されるかもしれないが、ホウ素捕集率の
低下したシリコンフィルタを交換する際にクリーン領域
が汚染されるという問題が発生する。・・・・・（問題
点２）近年、空気中から粒子のみでなくガス状のホウ素を除去
するエアーフィルタ及びエアーフィルタ装置の開発が望
まれていると共に、主としてガス状ホウ素を除去するフ
ィルタを交換する際にクリーン領域が汚染されるおそれ
がないエアーフィルタ及びエアーフィルタ装置の開発が
望まれている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、この発明で
は、空気中から粒子のみでなくガス状のホウ素を除去す
るエアーフィルタ及びエアーフィルタ装置を提供するこ
とを課題とし、更に、ガス状ホウ素を除去するフィルタ
を交換する際にクリーン領域が汚染されるおそれがない
エアーフィルタ及びエアーフィルタ装置を提供すること
を課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明のエアーフィル
タは、表面に水酸基を持つ繊維又は活性炭層から成る上
流側フィルタ１１と、微粒子を高い効率で捕集し且つホ
ウ素の放出がない下流側フィルタ１２とを組合わせて構
成されている。また、この発明は、クリーンルーム内で
使用される送風機１０を有したエアーフィルタ装置であ
って、表面に水酸基を持つ繊維又は活性炭層から成る上
流側フィルタ１１を送風機１０の吸込み側に設け、微粒
子を高い効率で捕集し且つホウ素の放出がない下流側フ
ィルタ１２を前記送風機１０の吐出側に設けている。

【００１０】尚、通過空気への二次汚染を避けるため、
上記した下流側フィルタ１２として純水中へのホウ素溶
出量（６５℃×１２０時間）が１．５×１０^-5ｇ／ｇ・
繊維を超えず、１．５×１０^-6ｇ／ｇ・繊維以下のガラ
ス系またはポリプロピレン系の繊維層、並びに、通気性
のある延伸されたフッ素樹脂膜を使用することが好まし
い。特にガラス系繊維層を石英系ガラス繊維層とした場
合が良好である。

【００１１】また、高い効率で粒子を捕集するフィルタ
は、粒径０．３μｍの粒子を９９．９７％以上の効率で
捕集でき、粒径０．１μｍの粒子を９９．９９９％以上
捕集できることが望ましい。更に、表面に水酸基を持つ
繊維としては、アルコール系、セルロース系、及びキト
サン系の繊維、または、これらの水酸基を含む化合物を
グラフト重合により表面に共重合させた有機系繊維を採
用することができ、更には、石英系または、水酸基を含
む化合物を表面に添着させた無機系繊維を採用すること
ができる。

【００１２】

【作用】この発明は次のように作用する。この発明のエ
アーフィルタ及びエアーフィルタ装置では、空気の汚染
物中先ず上流側フィルタ１１によりガス状ホウ素が吸着
除去される。次に、下流側フィルタ１２により空気中に
存在する粒子は除去され、これの下流側へ空気は送り込
まれる。

【００１３】前記下流側フィルタ１２はホウ素の放出が
ないものであるから下流側フィルタ１２自体からの空気
への二次汚染はない。また、上流側フィルタ１１がホウ
素の飽和吸着量に達する度に定期的に交換する必要があ
るが、交換作業時に発生した粒子は下流側フィルタ１２
により除去されるためクリーンルーム内を汚染すること
がない。

【００１４】ここで、図２に示す装置によりホウ珪酸ガ
ラス繊維を充填したカラム５０中を通過させた空気を、
表面に水酸基を持つ繊維又は活性炭層から成るフィルタ
ろ材５１及びメンブレンフィルタ５２を通過させ、これ
を純水入りバブラ５３中でバブリングし、バブリング水
中のホウ素濃度をＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ発光
分光分析装置）で分析すると、表２に示すようにホウ素
が捕集されることが判った。一方、表面に水酸基を持た
ないろ材、例えば、ポリプロピレン系の繊維充填層ろ材
や通気性のある延伸されたフッ素樹脂膜では、同表の通
りホウ素は全く捕集されない。

【００１５】

【表２】

【００１６】

【実施例】以下、この発明の構成を実施例として示した
図面に従って説明する。この実施例は、図１に示すよう
に、クリーンルームＣＲ内に配置させた半導体製造装置
Ｓに、この発明のエアーフィルタ装置１を施したもので
あり、前記半導体製造装置Ｓにより優れた特性の半導体
Ｈを製造し得るようにしている。

【００１７】上記クリーンルームＣＲは、図１に示すよ
うに、天井部を多数のＨＥＰＡフィルタ２ａで構成して
あると共に床部を空気通過孔を有する床板材３ａにより
構成してある。そして、同図に示すように、前記ＨＥＰ
Ａフィルタ２ａの上方部に空気供給室２を、前記床板材
３ａの下方部に空気排出室３を、それぞれ設けると共に
前記空気供給室２と空気排出室３相互を配管接続し、ク
リーンルームＣＲ内の空気を循環すると共に空気の循環
途中において一部の循環空気を排出し且つ外気を取入れ
るようにしている。

【００１８】半導体製造装置Ｓは、図１に示すように、
上部にエアーフィルタ装置１を配置させたケーシング４
０と、このケーシング４０内に収容された装置主体４１
とから成り、前記エアーフィルタ装置１によりクリーン
ルームＣＲ内の空気をケーシング４０内に取り入れると
共に空気排出室３に排出するようにしてある。エアーフ
ィルタ装置１は、同図に示すように、送風機１０と、こ
の送風機１０の吸込み側に設けた活性炭層から成る上流
側フィルタ１１と、前記送風機の吐出側に設けた石英系
ガラス繊維（純水中へのホウ素溶出量（６５℃×１２０
時間）が１．５×１０^-5ｇ／ｇ・繊維を超えない）から
成る下流側フィルタ１２とから構成されている。

【００１９】したがって、上記システムを使用した場
合、作用の欄に記載した如く、半導体製造装置Ｓのケー
シング４０内には粒子及びガス状ホウ素が除去された空
気が送りこまれ、優れた特性の半導体Ｈを製造できるこ
ととなる。また、下流側フィルタ１２を、粒径０．３μ
ｍの粒子を９９．９７％以上の効率で捕集できる石英系
ガラス繊維から構成してあるから、ガス状ホウ素を除去
するフィルタ、即ち、上流側フィルタ１１を交換する際
に半導体製造装置Ｓのケーシング４０内が粒子で汚染さ
れるおそれがない。

【００２０】この発明のエアーフィルタの効果を確認す
るため、エアーフィルタ装置１における上流側フィルタ
１１及び下流側フィルタ１２をかえ、この装置１を通過
した空気中に含まれる粒子及びガス状ホウ素を測定し
た。尚、ガス状ホウ素は空気２１／分のサンプリング量
で２４時間純水中にバブリングして水中にホウ素を溶解
させ、ＩＣＰＭＡＳ（高周波誘導結合質量分析装置）に
て検出した。その結果を表３に示す。

【００２１】

【表３】

【００２２】また、図１に示すように、本測定中に半導
体製造装置Ｓのケーシング４０内の粒子濃度を、レーザ
ーパーティクルカウンタ４２（粒径感度０．１μｍ，吸
込量２８．３１／分）を使用してモニタしたが、ホウ素
濃度測定のため上流側フィルタ１１を種々交換しても検
出されず、ケーシング４０は清浄な状態に維持されてい
た。尚、ケーシング４０からレーザーパーティクルカウ
ンタ４２へのサンプルの採り入れはサンプリングチュー
ブ４１により行われるものとした。

【００２３】

【発明の効果】この発明は上記のような構成であるか
ら、次の効果を有する。作用の欄に記載したことから、
空気中から粒子のみでなくガス状のホウ素を除去するエ
アーフィルタ及びエアーフィルタ装置が提供でき、更
に、ガス状ホウ素を除去するフィルタを交換する際にク
リーン領域が汚染されるおそれがないエアーフィルタ及
びエアーフィルタ装置が提供できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例のエアーフィルタ装置を施し
た半導体基板製造装置等の概念図。

【図２】各種フィルタのホウ素捕集性能評価に使用した
装置の概念図。

【図３】ホウ珪酸ガラス繊維フィルタからのホウ素発生
量評価に使用した装置の概念図。

【符号の説明】

１エアーフィルタ装置１０送風機１１上流側フィルタ１２下流側フィルタ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ０１Ｄ 46/00 Ｚ 7446−4Ｄ 53/04 Ａ 53/34 ＺＡＢＦ２４Ｆ 7/06 Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に水酸基を持つ繊維から成る上流側
フィルタ（１１）と、微粒子を高い効率で捕集し且つホ
ウ素の放出がない下流側フィルタ（１２）とを組合わせ
て構成されていることを特徴とするエアーフィルタ。
【請求項２】活性炭層から成る上流側フィルタ（１
１）と、微粒子を高い効率で捕集し且つホウ素の放出が
ない下流側フィルタ（１２）とを組合わせて構成されて
いることを特徴とするエアーフィルタ。
【請求項３】下流側フィルタ（１２）が、純水中への
ホウ素溶出量（６５℃×１２０時間）が１．５×１０^-5
ｇ／ｇ・繊維を超えない石英系ガラス繊維層により構成
されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれか
に記載のエアーフィルタ。
【請求項４】下流側フィルタ（１２）が、純水中への
ホウ素溶出量（６５℃×１２０時間）が１．５×１０^-5
ｇ／ｇ・繊維を超えず且つ粒径０．３μｍの粒子を９
９．９７％以上捕集するガラス系またはポリプロピレン
系の繊維層、並びに通気性のある延伸されたフッ素樹脂
膜により構成されていることを特徴とする請求項１又は
２のいずれかに記載のエアーフィルタ。
【請求項５】クリーンルーム内で使用される送風機
（１０）を有したエアーフィルタ装置であって、表面に
水酸基を持つ繊維から成る上流側フィルタ（１１）を送
風機（１０）の吸込み側に設け、微粒子を高い効率で捕
集し且つホウ素の放出がない下流側フィルタ（１２）を
前記送風機（１０）の吐出側に設けたことを特徴とする
エアーフィルタ装置。
【請求項６】クリーンルーム内で使用される送風機
（１０）を有したエアーフィルタ装置であって、活性炭
層から成る上流側フィルタ（１１）を送風機（１０）の
吸込み側に設け、微粒子を高い効率で捕集し且つホウ素
の放出がない下流側フィルタ（１２）を前記送風機（１
０）の吐出側に設けたことを特徴とするエアーフィルタ
装置。