JPH0824551A

JPH0824551A - フィルタ装置

Info

Publication number: JPH0824551A
Application number: JP6161362A
Authority: JP
Inventors: Hideo Kawazu; 秀雄河津; Hideaki Sekiguchi; 英明関口; Toshihiko Yamada; 俊彦山田; Makoto Yamaguchi; 誠山口
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1994-07-13
Filing date: 1994-07-13
Publication date: 1996-01-30

Abstract

(57)【要約】【目的】ガス状の汚染物質や有機系化合物が清浄環境
内に侵入することにより発生する各種不都合を防止す
る。【構成】有機物除去用フィルタ（１２）と、ケミカル
フィルタ（１４）と、パーティクルフィルタ（１６）と
を積層して構成しており、ケミカルフィルタ（１４）は
濾材がイオン交換体で構成されており、有機物除去用フ
ィルタ（１２）はケミカルフィルタ（１４）よりも外気
又は吸気（Ｏ）側に配置され、パーティクルフィルタ
（１６）はケミカルフィルタ（１４）よりも清浄環境
（ＣＲ）側に配置して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子等を製造す
るクリーンルームの内部空間や、その内部に配置される
露光装置（所謂「ステッパ」）等の各種半導体製造設備
の内部空間の様な清浄環境に外気を導入する際に、或い
は清浄環境中の空気を循環清浄する際に使用されるフィ
ルタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】クリーンルーム等の半導体製造設備にお
いては、その内部空間（作業空間）内に粒子その他の汚
染源となり得る物質（汚染物質）が存在すると、製品
（半導体素子等）に不良が生じる。そして、前記内部空
間（清浄環境）から汚染物質が除去出来るか否かは、半
導体製品の「歩留まり」に大きな影響を及ぼすことも良
く知られている。

【０００３】ここで、前記清浄環境に汚染物質が侵入す
る経路として、換気等のため、外気が清浄環境内へ供給
される際に、外気と共に汚染物質が清浄環境内に導入さ
れてしまう事がある。また、半導体製造工程中のある工
程で使用される薬品等が清浄環境内に放出されると、他
の工程にとっては深刻な不純物となることもある。それ
等を阻止するため、外気を清浄環境中に導入する吸気系
に介装されるフィルタ装置、又は清浄環境中の空気を循
環清浄するフィルタ装置については、従来より種々の提
案（特開平２−１２６９１２号公報、特開平２−１０８
７１２号公報、特開平４−１２６５１３号公報）が為さ
れている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えば、化学的不純物
或いは不純物蒸気がクリーンルーム内に配置されたステ
ッパ内部に侵入した場合には、該不純物蒸気が光源付近
で化学反応を起こしてその他の化学物質となり、該その
他の化学物質がレンズその他の光学系の部品に付着して
しまうので、フォトマスク上の微細パターンをウエハ全
面へ正確に露光することが全く不可能となる。そのた
め、「歩留り」が非常に悪化してしまう。

【０００５】また、半導体ウエハに塗布されたレジスタ
が化学増幅型レジスト、すなわち、露光されると酸を放
出し該酸が触媒となってレジストが変化（硬化又は分
解）するタイプのレジストである場合に、不純物蒸気、
特にアミン、アンモニア等の塩基性物質、がステッパ内
に侵入すると、発生した酸は塩基性の不純物蒸気により
中和されてしまい、触媒として機能しなくなってしま
う。すなわち、特にアミン、アンモニア等の蒸気状の塩
基性物質がステッパ内に侵入すると、化学増幅型レジス
トを用いる意味が無くなってしまう。

【０００６】従来技術（特開平２−１２６９１２号公
報、特開平２−１０８７１２号公報、特開平４−１２６
５１３号公報等）では、空気清浄フィルタ（物理的な粒
子除去フィルタ）と吸着フィルタ（活性炭、ゼオライ
ト、モレキュラシーブ、金属酸化物等）を組み合わせて
行う空気清浄装置やその様な空気清浄装置を用いたクリ
ーンルームについての記述はあるが、除去すべき成分の
構成、またその多様性に関する記述は無い。

【０００７】クリーンルーム内のガス状の不純物の構成
は極めて複雑で多岐に及び、前記従来技術等に記載のあ
る様な、一段の吸着フィルタだけで顕著な効果をあげる
ことは難しい。特に、イオン交換体によって効果的に吸
着されるイオン性成分と、活性炭、合成吸着剤等で非常
に効果的に吸着される有機物成分とを、一種類の吸着剤
で効果的に除去するものは、未だに開発されていない。

【０００８】本発明は上述した様な従来技術の問題点に
鑑みて提案されたもので、非常に多岐にわたるクリーン
ルーム内の不純物成分の中で、イオン交換体によって効
果的に吸着されるイオン性成分と、活性炭、合成吸着剤
等で非常に効果的に吸着される有機物成分とを同時に除
去することで、各々単独にしか除去し得ない場合に比較
して飛躍的に高い効果を得られる様なフィルタ装置を提
供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のフィルタ装置
は、外気を清浄環境中に導入する吸気系又は清浄環境中
の空気を循環清浄する系に介装されるフィルタ装置にお
いて、有機物除去用フィルタと、ケミカルフィルタと、
パーティクルフィルタとを積層して構成しており、その
ケミカルフィルタは濾材がイオン交換体で構成されてお
り、有機物除去用フィルタは該ケミカルフィルタの吸気
側（又は外気側）に配置され且つパーティクルフィルタ
は該ケミカルフィルタの清浄環境側に配置されているこ
とを特徴としている。

【００１０】本発明の実施に際して、濾材をイオン交換
体で構成したケミカルフィルタは、例えばグラフト重合
反応で製造され、官能基がイオン交換基であるイオン交
換樹脂を繊維状にして且つ不織布形状としたものである
のが好ましい。

【００１１】また、前記ケミカルフィルタとしては商品
名「ＥＰＩＸフィルタ」（株式会社荏原製作所製）とし
て市販されているものが好適であり、パーティクルフィ
ルタとしては例えばＨＥＰＡフィルタを用いるのが好ま
しい。さらに、有機物除去用フィルタとしては、合成吸
着材を用いたタイプのフィルタが好ましい。

【００１２】

【作用】上記した様な構成を具備する本発明のフィルタ
装置によれば、濾材がイオン交換体で構成されているケ
ミカルフィルタが吸気系に介装されており、該ケミカル
フィルタは中性能程度の濾過機能に加えて、官能基によ
るイオン交換吸着が行われ、不純物の化学的な除去が為
される。そして、気相状態の化学的不純物（不純物蒸
気）が吸気系を通過する際に、ケミカルフィルタのイオ
ン交換吸着により当該不純物が吸着されて除去され、ク
リーンルーム内部空間の様な清浄環境内には侵入しな
い。これにより、気相状態の化学的不純物が光学系の部
品に付着して製品の歩留りを悪化させたり、或いは酸素
と化学反応を起こすという不都合は完全に防止される。

【００１３】ここで、ケミカルフィルタからは微細粒子
（パーティクル）が発生する可能性があるが、これがス
テッパ内に侵入すると半導体製品の歩留り悪化の原因と
なる。そのため、本発明では、吸気系のケミカルフィル
タの下流側にパーティクルフィルタを配置し、ケミカル
フィルタから発生する可能性があるパーティクルを捕獲
せしめている。これにより、ケミカルフィルタから発生
する可能性があるパーティクルが原因となって露光の精
度が劣化し、半導体製品の歩留りが低下する恐れが防止
されるのである。

【００１４】さらに、本発明によれば有機物除去用フィ
ルタが吸気系に介装されているので、空気に含まれる有
機ケイ素化合物等の有機系化合物（有機系不純物）も除
去される。

【００１５】その結果、本発明のフィルタ装置によれ
ば、有機系不純物、ガス状汚染物質、粒子状汚染物質が
効率的に除去され、半導体製造設備に適用した場合には
製品の歩留りが飛躍的に向上するのである。

【００１６】これに加えて、クリーンルーム内の不純物
成分の中で、イオン交換体によって効果的に吸着される
イオン性成分と、活性炭、合成吸着剤等で非常に効果的
に吸着される有機物成分とは、単独に生産される半導体
に対して影響を与えるのみならず、不純物物成分同士が
反応して除去することがより一層困難な不純物成分や、
汚染の影響がより大きい不純物成分を生成することがあ
る。しかし、本発明では除去機能の異なる吸着フィルタ
を複数用いているので、この様な複合汚染物質の生成を
効果的に防止することが出来、半導体製造プロセスにお
ける歩留りの向上に、大きな影響（良好な影響）を及ぼ
すことが出来るのである。

【００１７】

【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施例
を説明する。

【００１８】図１において、清浄環境として、例えばク
リームルームＣＲが図示されている。このクリーンルー
ムＣＲは吸気系Ｉを介して外気Ｏを導入している。そし
て、排気は排気系Ｅを介して行われる。ここで、空気の
循環は循環系Ｒと循環用ファンＲＦとを介して行われ
る。

【００１９】クリーンルームＣＲ内に外気Ｏを導入する
に際して、空気取入口８を介してファンＦにより吸引さ
れた外気Ｏは、そのままの状態では各種不純物或いは汚
染物質（有機系不純物、ガス状汚染物質、粒子汚染物
質：以下、「不純物」という）を含有している。そのた
め、外気処理装置ＯＡＨ内に設置された本発明のフィル
タ装置１０により、当該不純物を除去するのである。な
お、図１において符号Ｈはクリーンルーム内部ＣＲＩに
設けられた複数のＨＥＰＡフィルタ、符号Ｇはグレーチ
ング床を示している。

【００２０】図２においても、清浄環境としてクリーム
ルームＣＲが示されている。このクリーンルームＣＲに
おいても、吸気系Ｉを介して外気Ｏを導入しており、排
気系Ｅを介して排気が行われる。そして、循環系Ｒと循
環用ファンＲＦとを介して空気の循環が行われる。この
実施例においても外気Ｏに含有される不純物を除去する
ため本発明のフィルタ装置１０を設けているが、図１の
場合とは異なり、図２においてフィルタ装置１０はクリ
ーンルームＣＲ内に設けられている。

【００２１】図３において、清浄環境としてクリームル
ームＣＲが示されている点、吸気系Ｉを介して外気Ｏを
導入している点、排気系Ｅを介して排気が行われる点、
外気Ｏに含有される不純物を除去するため本発明のフィ
ルタ装置１０を用いる点は、図１、図２の実施例と同様
である。但し、この実施例において、本発明のフィルタ
装置１０は外気処理装置ＯＡＨ内に設置されると共に、
クリーンルームＣＲ内にも設けられている。すなわち、
図３の実施例においては、外気Ｏに含有される不純物は
外気処理装置ＯＡＨ及びクリーンルーム内部ＣＲＩの双
方に設けられた本発明のフィルタ装置により除去される
のである。

【００２２】図４は、本発明のフィルタ装置１０の構造
を示している。このフィルタ装置１０は、有機物除去用
フィルタ１２と、ケミカルフィルタ１４と、パーティク
ルフィルタ１６とを積層した積層構造として構成され
る。そして、有機物除去用フィルタ１２はケミカルフィ
ルタ１４よりも吸気側すなわち外気Ｏ側（図４において
右側）に配置されており、パーティクルフィルタ１６は
ケミカルフィルタ１４よりもクリーンルームＣＲ側（清
浄環境側：図４では左側）に配置されている。

【００２３】ここで、前述した様に、ケミカルフィルタ
１４は濾材がイオン交換体で構成されており、そのイオ
ン交換体は例えばグラフト重合反応で製造され、官能基
がイオン交換基であるイオン交換樹脂を繊維状にして且
つ不織布形状としたものである。なお、図示の実施例に
おいては、ケミカルフィルタ１４として、株式会社荏原
製作所より商品名「ＥＰＩＸフィルタ」として市販され
ているものが採用されている。また、パーティクルフィ
ルタ１６としてはＨＥＰＡフィルタ又はＵＬＰＡフィル
タ等が用いられている。

【００２４】有機物除去用フィルタ１２は、有機ケイ素
化合物の様な有機系化合物を除去する機能を有してお
り、活性炭や合成吸着材等の様に、吸着作用を奏する材
料で構成されている。そして、フィルタ装置１０におい
て最も外気Ｏに近い側に位置している。すなわち、空気
取入口８、吸い込みファンＦを介して吸気系Ｉを通過す
る外気Ｏが含有する不純物の内、有機系化合物は、この
有機物除去用フィルタ１２により、最初に除去されるの
である。

【００２５】有機物除去用フィルタ１２で濾過された吸
気は、次にケミカルフィルタ１４を通過する。このケミ
カルフィルタ１４は、中性能程度の濾過機能と、官能基
のイオン交換吸着による化学的な除去機能とを併せ持
つ。従って、有機物除去用フィルタ１２で除去出来なか
った不純物の内、ガス状汚染物質はケミカルフィルタ１
４により除去されるのである。

【００２６】ここで、ケミカルフィルタ１４は微細粒子
を発生する可能性があることが知られている。しかし、
ケミカルフィルタ１４を通過した吸気はパーティクルフ
ィルタ１６で濾過され、このパーティクルフィルタ１
６、例えばＨＥＰＡフィルタは、ケミカルフィルタ１４
で捕獲し切れなかった微細粒子及びケミカルフィルタ１
４から発生した微細粒子を除去する。

【００２７】その結果、クリーンルームＣＲに導入され
る吸気（複数の矢印Ａで示される）は、微細粒子を含ま
ず、ガス状汚染物質も含有せず、しかも有機系化合物も
含んでいない、極めて清浄な気体となる。そして、微細
粒子の付着による歩留りの悪化が防止されると共に、化
学的不純物や有機系化合物が反応して別の物質となり、
当該別の物質がクリーンルーム内の各種機器（レンズ、
ミラー、その他の光学機器、フィルタ、その他）に付着
して悪影響を及ぼすことが防止される。

【００２８】なお、図示の実施例はあくまでも例示であ
り、本発明の技術的範囲を限定する趣旨のものではない
ことを付記する。例えば、図示の実施例ではクリーンル
ームへの給気のみが述べられているが、本発明のフィル
タ装置は、各種精密機器、光学機器等、微細粒子、化学
的不純物、有機系化合物による悪影響が懸念される環境
への空気導入に関して幅広く適用可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
清浄環境に導入される外気又は清浄環境中の空気を循環
清浄する系内の空気に含有されている有機系化合物は、
有機物除去用フィルタで除去され、ガス状汚染物質はケ
ミカルフィルタのイオン交換吸着により除去され、外気
又は吸気に含有されている微細粒子及びケミカルフィル
タから発生する可能性がある微細粒子は、パーティクル
フィルタにより捕獲される。その結果、清浄環境に導入
される気体は、有機系化合物、ガス状汚染物質、微細粒
子は含有されない極めて清浄なものとなる。

【００３０】また、３種類のフィルタを積層して構成し
ているので、別種のフィルタを吸気系の異なる位置にそ
れぞれ配置する場合に比較して、介装が容易であり、交
換、清掃等の各種作業に費やされる労力が軽減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示すブロック図。

【図２】本発明の他の実施例を示すブロック図。

【図３】本発明のさらに別の実施例を示すブロック図。

【図４】本発明のフィルタ装置の構造を示す部分拡大断
面図。

【符号の説明】

ＣＲ・・・クリーンルームＩ・・・吸気系Ｏ・・・外気Ｅ・・・排気系Ｒ・・・循環系Ｇ・・・グレーチング床Ｈ・・・ＨＥＰＡフィルタユニットＲＦ・・・循環用ファンＯＡＨ・・・外気処理装置８・・・空気取入口Ｆ・・・ファン１０・・・フィルタ装置１２・・・有機物除去用フィルタ１４・・・ケミカルフィルタ１６・・・パーティクルフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山口誠東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機物除去用フィルタと、ケミカルフィ
ルタと、パーティクルフィルタとを積層して構成してお
り、ケミカルフィルタは濾材がイオン交換体で構成され
ており、有機物除去用フィルタはケミカルフィルタより
も吸気側に配置され、パーティクルフィルタはケミカル
フィルタよりも清浄環境側に配置されていることを特徴
とするフィルタ装置。