JPH1066816A

JPH1066816A - ダストの除去装置及び除去方法

Info

Publication number: JPH1066816A
Application number: JP9091738A
Authority: JP
Inventors: Kenji Otsuka; 健二大塚; Hiroshi Waki; 弘脇; Yoshio Yamashita; 義雄山下; Chitsu Arakawa; 秩荒川; Toshiya Hatakeyama; 俊哉畠山
Original assignee: Japan Pionics Ltd
Current assignee: Japan Pionics Ltd
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1998-03-10

Abstract

(57)【要約】【課題】枚葉式ＣＶＤ装置から排出されるガス中に含
まれる固体粒子を圧力損失の上昇や圧力変動によるトラ
ブルを生じることがなく、長期間にわたり安定した濾過
ができるダスト除去装置および除去方法を開発する。【解決手段】濾過素子として、濾過素子の見かけ外表
面積に対する濾過膜１次側面積の比が１〜５であるもの
を用い、濾過素子の２次側に逆洗用ガス噴射ノズルを設
け、濾過中は逆洗をおこなわず、ウエハー処理切替え
時、または切り替えた後に逆洗を行い、一次側に堆積し
た粒子を払い落とす。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は枚葉式常圧ＣＶＤ装
置を用いる半導体製造工程から排出されるガス中に含ま
れる固体粒子を除去するための逆洗機構付ダスト除去装
置およびダストの除去方法に関し、さらに詳細には濾過
膜面に付着堆積した固体粒子を、ウエハー上の成膜工程
に悪影響を与えることなく、効率よく払い落として再生
し、濾過膜表面を初期状態に戻す逆洗機構付ダスト除去
装置およびダストの除去方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年急速に発展した半導体製造工業では
各種のガス使用されており、その中でも代表的なガスと
してシラン、ジシラン、テトラエトキシシラン、ジクロ
ロシラン、トリクロロシランなどのシラン系ガスが多量
に使用されている。これらのガスは通常希釈された状態
で使用されるが、可燃性であるとともに毒性を有する活
性ガスであるため、半導体製造工程などで使用された後
の排ガスは除害処理が必要である。半導体製造プロセス
から排出されるガス中にはこれらのシラン系ガスに加え
て分解生成物である固体粒子状シリカが多量に含まれる
ため、排ガス処理にあたっては固体粒子であるシリカの
除去を考慮しなければならない。

【０００３】シラン系ガスの除害方法としては加水分解
反応を利用した湿式除害、脱水素反応を利用した乾式除
害、酸化反応を利用した燃焼式除害などがある。しかし
いずれの方法においても排ガス中に含まれる固体粒子で
あるシリカが各種のトラブルを惹き起する要因となる。
すなわち、湿式除害においては配管系に詰まりを生じた
り、多量のスラリーが発生することなどから設備の保守
に手間がかかる。また、乾式除害においては除害剤の表
面がシリカによって被覆される結果、除害能力が低下し
充分な能力を発揮することができない。さらに、燃焼式
除害においてはシリカによる燃焼バーナーの目詰まりを
発生させるなどの問題がある。従って、これらの除害処
理に先立って排ガス中に多量に存在する固体粒子状のシ
リカを効率よく除去することが望まれている。

【０００４】気流中に多量に含まれる比較的細かな固体
粒子を除去する方法としては一般に濾過法が用いられ
る。濾過法では濾過に従って濾過膜での圧力損失が次第
に大きくなりやがては濾過できなくなる欠点がある。こ
の圧力損失は通常は濾過膜表面に堆積した固体粒子の厚
さに比例する。従って、圧力損失を小さく保つには濾過
膜の面積が大きいほどよい。しかし、平らな濾過膜で大
きな濾過面積を得るには装置が大きくなる不都合があ
る。このため濾過器の大型化を避け、同時に濾過膜の面
積を大きくするための手段として、濾過膜をプリーツ
（ひだ折り）状に加工する技術も知られている。例えば
濾過膜面積を濾過素子の外表面積で除した値が１０以上
のものなどが一般的に用いられている。

【０００５】しかし、このように濾過膜面積を大きくし
た濾過素子の場合であっても、濾過の進行とともに、濾
過膜の表面に堆積した固体粒子により圧力損失が増大
し、やがては濾過できなくなることから、濾過素子を清
掃するか、あるいは交換する必要がある。このような濾
過器の保守は面倒なため自動的に清掃して再生する様々
な機構が考案されている。例えば、濾過膜面に振動や衝
撃を与えて払い落とす方式、ブラシやスクレパーなどで
自動的に掻き落とす方式、バグフィルターなどの濾過素
子の内部にベンチュリー管を設け、ベンチュリー管から
圧縮気体を間欠的に噴射することによって払い落とす逆
洗方式（パルスジェット方式）などが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これらの濾過膜の再生
方式の内、濾過膜面に振動や衝撃を与える方式は鉱石の
ように嵩密度が大きくかつ乾燥した粉末の濾過では有効
な方法であるが、半導体排ガスに含まれるような比重が
小さく、かつ嵩密度が小さく、しかも粉体粒子間にブリ
ッジを生じやすい特性を持つ粉体では有効ではない。と
りわけ、半導体排ガス中に含まれるテトラエトキシシラ
ンなどの分解によって発生するシリカの場合は粒子が微
細であるとともに付着性が極めて強く、充分な効果が得
られない。また、ブラシやスクレパーなどで付着粒子を
掻き落とす方法も知られているが、装置の構造が複雑に
なるばかりでなく、前記のシリカのように固体粒子が微
細で付着性の強いものでは完全に掻き落とすことは困難
である他、濾過膜を損傷するなどの問題点がある。

【０００７】濾過素子の内部から圧縮気体を噴射するこ
とにより付着固体の脱離をはかる逆洗方式も広く用いら
れている。しかしこの方式では濾過素子の形状が複雑な
プリーツ（ひだ折り）状の濾過膜の場合にはプリーツの
折り目部分などのように濾過膜が狭い空間をもって隣接
する部分で、堆積した固体粒子の払い落としが困難とい
う問題点がある。一方濾過素子の形状が比較的単純なバ
グフィルターなどの場合は濾過膜に堆積した固体粒子
を、濾過を実施しながら数分ごとに間欠的に圧縮気体を
噴射する逆洗方式によって払い落とすことができる。し
かし、この方式においても、逆洗の周期を長くした場合
は堆積した固体粒子が圧縮されて付着性を増加するた
め、払い落としの効果が悪くなる。

【０００８】特に、多数のウエハーをバッチ式処理装置
内に挿入し、装置内で連続的に処理する枚葉式ＣＶＤ装
置などの場合は、１バッチ当たりの処理時間が非常に長
いこと、装置内の圧力変動の許容値が極めて小さいこと
から、長時間の連続的な濾過を必要とし、しかも濾過を
実施しながら圧縮気体を噴射する逆洗方式は圧力変動を
生じる不都合があるため採用することはできない。この
ため逆洗の周期を長くし、ウエハー仕込みバッチ単位で
逆洗を行った場合は、粒子がブリッジを形成し充分な払
い落としができないという問題がある。とりわけテトラ
エトキシシランなどの分解によって発生するシリカは、
本来付着性が極めて強い粒子であるため、逆洗の周期を
長くすると全く払い落としの効果が得られないなどの問
題があった。以上から、ＣＶＤ半導体製造装置から排出
される付着性の高い固体粒子をＣＶＤ装置系統に悪影響
を与えることなしに高い効率で除去し得るダストの除去
装置およびダストの除去方法の開発が望まれていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らはこれらの課
題に対処し、枚葉式常圧ＣＶＤ装置を用いた半導体製造
工程から排出されるガス中に含まれる固体粒子を効率よ
く除去すると同時に、ウエハー上の成膜工程に悪影響を
与えることなく、濾過膜に付着堆積した固体粒子を効率
よく払い落とし、濾過膜表面を初期の状態に戻すことが
できる逆洗機構付濾過器を得るべく研究を重ねた結果、
濾過素子の見かけ外表面積に対する１次側濾過膜面積の
比が１〜５であるあるとともに、内部に逆洗用のガス噴
射機構を備えた濾過素子を用い、ウエハー処理中は逆洗
は行わず、ウエハー処理後に、特定の噴射条件下で逆洗
をおこなうことにより効率よく固体粒子を除去しうるこ
とを見いだし本発明に到達した。

【００１０】即ち本発明は、枚葉式常圧ＣＶＤ装置を用
いた半導体製造工程から排出される排ガス中に含まれる
固体粒子を除去するためのダストの除去装置であって、
濾過素子と濾過素子の二次側に逆洗用ガスのパルス噴射
ノズルを備えた濾過器、ガス吸引用ブローワー、および
ガス噴射ノズルに接続されたガスタンクから構成され、
該濾過素子の見かけ外表面積（Ｓ₁）に対する濾過膜の
一次側表面積（Ｓ₂）の比（Ｓ₂／Ｓ₁）が１〜５の範
囲であり、逆洗におけるガス噴射量が１パルス当たりの
容積を噴射時間および噴射される部分の濾過膜面積で除
した値が０．０３〜０．３ｍ／ｓｅｃなる範囲で行える
構成であることを特徴とするダストの除去装置である。

【００１１】また本発明は、枚葉式常圧ＣＶＤ装置を用
いた半導体製造工程から排出される排ガス中に含まれる
固体粒子を除去するためのダストの除去方法であって、
濾過素子の見かけ外表面積（Ｓ₁）に対する濾過膜の一
次側表面積（Ｓ₂）の比（Ｓ₂／Ｓ₁）が１〜５の範囲
であり、該濾過素子の二次側気室内に逆洗用ガスのパル
ス噴射機構を備えた濾過器を用い、ＣＶＤ装置に仕込ま
れたウエハーの処理が終了するまで逆洗を行うことなし
に連続的に濾過を行い、ウエハー処理終了後に逆洗を行
い、該逆洗におけるガス噴射量が１パルス当たりの容積
を噴射時間および噴射される部分の濾過膜面積で除した
値が０．０３〜０．３ｍ／ｓｅｃなる範囲で行うことを
特徴とするダストの除去方法である。

【００１２】本発明は、枚葉式常圧ＣＶＤ装置を用いる
半導体製造工程から排出される排ガス中に含まれる固体
粒子を除去する方法に適用される。特に本発明は種々の
ガス中に有害なガスとともに、濾過膜に堆積した状態で
は払い落としが比較的困難な固体粒子を含むガスの濾過
に適用される。例えばシラン、ジシラン、テトラエトキ
シシラン、ジクロルシラン、トリクロルシランなどのシ
ラン系ガスとともに固体粒子としてシリカを含むような
排ガスから上流工程に圧力変動の悪影響を与えることな
くダストを除去することができる。

【００１３】さらに本発明は、ウエハー処理装置１基に
対して切替え弁を介して濾過器を並列に２系列以上設け
ることにより、何れかの系列で濾過を実施している間
に、他の系列では逆洗用ガスを濾過素子の２次側にパル
ス状に噴射し、その排気ガスを別系統のラインに排気す
るか、または濾過時に使用する系列のブロワー下流側へ
放出することにより、あるいはガス絞り弁機構を介して
濾過時使用の系列に放出することにより、逆洗時の圧力
変動による常圧ＣＶＤ装置側への悪影響を完全に防止し
ながら効率よく固体粒子の除去を行うことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に本発明を図面によって例示
し、具体的に説明する。図１に本発明のダスト除去装置
の一例を示した。また図２には濾過素子および噴射ノズ
ルの例を示した。図３には図２におけるＡ−Ａ’線断面
図を示した。図４には濾過器の例を示した。図１は、濾
過器およびこれに接続された逆洗用圧縮気体の供給系統
および排出系統、固体粒子を含む処理対象ガスの流入お
よび排出系統を有し、枚葉式常圧ＣＶＤ処理装置一基あ
たり濾過器を並列に２系列有する場合についての例であ
る。

【００１５】図１において、枚葉式常圧ＣＶＤ装置１は
排気管２および切替えバルブ７、７’を介して濾過器
４、４’に接続されている。濾過器４、４’には濾過素
子８、８’が設置されている。濾過素子８、８’の２次
側１０、１０’から切替え弁１１、１１’、入口切替え
弁１２、１２’を介して除害筒１３、１３’に接続され
ている。除害筒１３、１３’にはそれぞれ排ガス中に含
まれるシラン系ガスを処理しうる除害剤が充填されてお
り、出口切替え弁１４、１４’を介してブロワー６に接
続されている。また、排気管２には圧力センサー３が取
り付けられており、インバーター５を介してブロワー６
の回転数を制御することにより圧力センサー３部分の圧
力を一定、あるいは任意に設定することができるように
なっている。

【００１６】濾過素子８、８’の二次側１０、１０’に
は逆洗用のノズル１５、１５’が設けられており、それ
ぞれのノズルはガス供給管１６、ヘッドタンク１７、バ
ルブ群１８、１８’を介して接続され、ガスをパルス状
に噴射できるようになっている。ヘッドタンク１７は圧
縮ガスを急速に噴射しうるように設けられたものであ
る。濾過素子８、８’の二次側１０、１０’にはさらに
バルブ１９、１９’を介して排気管２０、２０’が接続
されている。

【００１７】図１に示す装置において、固体粒子除去の
操作方法の例を説明する。バルブ７、１１、１２、１４
を開とし、その他のバルブは全て閉とする。ウエハー処
理中は排ガスは排気管２を経て濾過器４側のみに流通さ
せ、排ガス中のシリカなどの固体粒子は濾過素子８によ
り捕捉される。固体粒子の除去されたガスは除害筒１３
に導かれシラン系ガスなどの有害ガスが除去される。除
害筒１３で処理されたガスは切替え弁１４を経てブロワ
ーに至り、排気ダクト２１に接続され屋外に排出され
る。

【００１８】ウエハーの処理中は濾過素子８での固体粒
子の捕捉に従って濾過素子８での圧力損失が大となる
が、圧力センサー３の信号を基にインバータ５を介して
ブロワー６の回転数を制御することにより圧力センサー
３の取り付け部圧力が一定に保たれる。また、ＣＶＤ装
置に仕込まれたバッチ単位のウエハーの処理が完了する
までの間は、処理装置内の圧力変動を防ぐために濾過器
の切替えは行わない。また同様の理由で、濾過素子８で
の逆洗浄は行わない。

【００１９】ウエハーのバッチ処理が終了し、次のウエ
ハー処理が行われる迄の間に、ガスの流路を濾過器４’
側に切替える。即ち、バルブ７、１１、１２、１４を閉
とし、バルブ７’、１１’、１２’、１４’を開に変
え、次のウエハー処理においては濾過器４’、除害筒１
３’側で固体粒子の除去及び有害ガスの除去を行う。ウ
エハー処理中は前記と同様に濾過器の切替えは行わず、
濾過素子８’での逆洗浄は行わない。

【００２０】一方この間に、濾過器４においては、バル
ブ１９を開とし、ヘッドタンク１７に蓄えられた圧縮ガ
スをバルブ群１８を介して逆洗ノズル１５からパルス状
に噴射し、濾過素子８の１次側に堆積した固体粒子を濾
過膜から払い落とす。また、逆洗に用いられたガスはバ
ルブ２０を経てブロワー６の下流、または排気ダクト２
１に排気される。

【００２１】本発明において、濾過素子の材質としては
逆洗用パルスガスの衝撃に耐え得るものであれば特に制
限はないが、合成繊維や天然繊維および金属繊維製の濾
布、合成樹脂粉末焼結濾過体、セラミック濾過体、金属
焼結濾過体など固体粒子除去用の濾過素子として一般的
に市販されているものから適宜選択することができる。
濾過素子の形状は板状、箱状、円筒状など任意である
が、プリーツ（ひだ折り）状に加工された濾過膜など形
状が複雑なものにあっては、逆洗の効果が得にくいこと
から、ひだ折角が鈍角に成形されたものが用いられる。
一般に逆洗再生の容易な単純な形状が好ましい。

【００２２】このため濾過素子としては、通常は濾過素
子の見かけ外表面積（Ｓ₁）に対する濾過膜の１次側表
面積（Ｓ₂）の比（Ｓ₂／Ｓ₁）が１〜５の範囲のもの
が用いられる。（Ｓ₂／Ｓ₁）が１より小さいものは理
論的に存在しないが、１に近い場合は濾過素子の容積の
大きさの割りには濾過膜面積が小さいことから圧力損失
の増加が大きくなる点で不利である。また（Ｓ₂／
Ｓ₁）が大きい場合には濾過素子の形状が複雑となった
り、隣接する濾過膜の間隔が狭くなる結果、逆洗効果が
得られなくなることから、好ましくは１．５〜３の範囲
のものが用いられる。

【００２３】ここでの、濾過素子の見かけ外表面積（Ｓ
₁）とは、濾過素子の外形状に基づく濾過部外表面積を
いい、例えば濾過素子が箱状の場合はその外形上の縦、
横、高から算出される濾過部の全表面積である。また濾
過膜をプリーツ状に折たたんで円柱状にした濾過素子の
場合は円柱体の濾過部の表面積をいう。濾過膜の１次側
表面積（Ｓ₂）とは、濾過膜の幾何学的表面積をいい、
例えば布、網などで外観的に認められる表面積であっ
て、濾過膜の微細な孔内の表面積を含めたものではな
い。例えばプリーツ状に折りたたまれた濾過膜の場合は
プリーツ部分の１次側面積をいう。

【００２４】逆洗用ガスのパルス噴射機構に関しては、
噴射ノズルは濾過素子の二次側気室内に設けられる。噴
射ノズルの先端の形状は、噴射する範囲全体に均等にガ
スを供給できる構造であれば特に制限はない。濾過面に
対して垂直に噴射する場合は均等にガスを配分するため
に噴射口を多数設ける必要があるので、濾過面に平行に
噴射する方法をとり、噴射口を少なくするのが一般的で
ある。

【００２５】本発明において、連続的に濾過できる時間
は固体粒子の性質および濃度、処理ガス流量などに依存
するので一概に規定できないが、堆積する粉の厚さが厚
くなるほど固体粒子が圧縮されて付着力が増加するの
で、あまり厚くならないうちに逆洗するのが好ましい。
一般的には粉体の堆積厚さ１０ｍｍ以下で逆洗するのが
好ましい。また処理ガス中にはシリカ粒子のほかに有害
なシラン系ガスなどを含有するので、これらの処理のた
めに濾過ガスの出口側に有害ガスの除害筒や除害装置を
接続することもできる。有害ガスの除害方法として、乾
式法および湿式方式があるが特に限定されない。

【００２６】また逆洗におけるパルスガスの噴射時間
は、短すぎる場合は衝撃を与えるに充分なガス量が噴出
しないため逆洗効果が得られず、また長すぎる場合は噴
射初期に得られた以上の効果が得られにくいことから、
通常は０．０５〜２秒、好ましくは０．１〜０．３秒で
ある。パルス噴射するガス量は、少なすぎる場合は逆洗
効果が得られず、多すぎる場合は濾過膜に変形を生じる
ことから、１パルスあたりの容積を噴射時間および噴射
する部分の濾過素子面積で除した値が、好ましくは０．
０７から０．２ｍ／ｓｅｃである。また濾過素子の形状
としてはパルス噴射ガス量を上記０．０３から０．３ｍ
／ｓｅｃの範囲にできるものであれば特に構造に制限は
ない。通常はヘッドタンクに２〜１０ｋｇ／ｃｍ²Ｇに
蓄圧された圧縮ガスを電磁弁などを介して０．０５から
２秒、好ましくは０．１から０．５秒の間、弁を開とす
ることで行われる。

【００２７】濾過器の各噴射ノズルからのパルス状のガ
ス噴射は、２次側全体の圧力上昇を少なくするために、
時間差を設けて行なうことが好ましい。また本発明にお
いて、パルス噴射により導入されたガスの排気方法とし
ては、濾過素子から排気管を介してブロワーの下流また
は外部に排出される。このほか、排気管に絞り弁を介在
させて濾過を行っている側の濾過器下流部分に排出する
こともできる。なお、本発明は主として固体粒子状シリ
カを含むガスの濾過に適用されるものであるが、このほ
かシリカに限らず酸化アルミニウム粉末、酸化亜鉛粉末
などを含むガスの濾過にも適用することができる。

【００２８】

【実施例】次に本発明を実施例によりさらに具体的に示
すが、本発明はこれにより限定されるものではない。（実施例１）図１に示したと同様のフローからなるダス
ト除去装置であり、濾過素子としてはポリエステル樹脂
焼結体よりなり外形寸法が幅２２４ｍｍ、高さ５００ｍ
ｍ、奥行き４０ｍｍの箱型のものである。またこの濾過
素子は、高さ方向を軸として幅５ｍｍの山部、深さ１
１．６ｍｍで幅５ｍｍの谷部を有する１プリーツ幅が１
４ｍｍのプリーツが鋸刃状に１６折り有する濾過膜２枚
を向き合せて形成されている。そしてこの濾過素子は４
プリーツ毎に仕切られ４つの気室に分けられている。こ
の濾過素子の外表面積（Ｓ₁）は０．２８ｍ²であり、
濾過膜の１次側表面積（Ｓ₂）は約０．６０ｍ²であ
る。したがって濾過素子の外表面積に対する濾過膜１次
側表面積の比（Ｓ₂／Ｓ₁）は２．１である。

【００２９】この濾過素子４枚を用いて濾過膜面積約
２．４ｍ²を有する濾過器とした。各濾過素子の二次側
には、濾過素子１枚あたり２本の逆洗用噴射ノズルを設
けた。噴射ノズルは２０Ａ（外径２７．２ｍｍ内径２３
ｍｍ）のパイプの両端を塞ぎ側面に直径６ｍｍの噴射口
を各気室に対応する様に２個が設けられており、各噴射
口がそれぞれの気室の軸方向に噴射するように配置し
た。各噴射ノズルは個別の２０Ａの配管および電磁弁を
経由して内容積６リットルのヘッドタンクに接続した。
ヘッドタンクは圧力６ｋｇ／ｃｍ²Ｇの窒素ガス供給菅
に接続した。また、逆洗時の逆洗用窒素ガスの排気ライ
ンはブロワーの下流の排気管へ接続した。このような濾
過器２台を並列に設けることで交互に切り換えて使用で
きるようにした。

【００３０】濾過器下流にはテトラエトキシシラン用の
除害剤を充填した除害筒をそれぞれ並列に設け、こちら
も交互に切り換えて使用できるようにした。除害筒の下
流には排気用のブロワーを設置した。このブロワーは圧
力センサー、圧力指示調節計、インバーターに連動する
ように接続し、圧力センサー取り付け部の圧力が、−１
００ｍｍＨ₂Ｏの一定値となるようにブロワーの回転数
を制御した。

【００３１】濾過器、除害筒とも使用する系列の切り換
え弁を開とし、使用しない系列の切り換え弁を閉とし、
どちらの系列とも逆洗用バルブ群および逆洗ガス排気弁
は閉とした。このようにした後テトラエトキシシランを
使用する常圧ＣＶＤ装置から排出されたシリカ粒子を含
むガスの処理を実施した。濾過器は常圧ＣＶＤ装置でウ
エハーの処理を複数バッチ、延べ５０時間にわたる成膜
工程中、濾過膜の逆洗を行わず排ガスを連続的に濾過し
た。その後、ＣＶＤ装置のメンテナンス時間において濾
過器の系列を切り換え、再び延べ５０時間の成膜工程中
の処理ガスを逆洗浄を実施せず連続で濾過した。

【００３２】一方、先に濾過を終了した濾過器は、切り
換え弁を閉の状態のまま、噴射ガスの排気弁を開とした
状態で逆洗用ガス噴射バルブを０．２秒間ずつ、１分間
隔で順次開けて、逆洗を実施した。この時の１パルスあ
たりの逆洗再生ガス噴射量をヘッドタンクの圧力降下量
とタンクの容積の積から求めると、噴射口１個あたり約
４リットルであった。即ち、噴射時間および噴射範囲の
濾過面積で除した値が０．１３ｍ／ｓｅｃで逆洗された
こととなる。逆洗を実施した系列は、他方の系列が濾過
を終了して次の系列切り換えとなるまで待機した。この
一連の操作を繰り返し、各濾過系列で５回ずつ濾過、逆
洗を実施したが、この間、濾過器前後の圧力差は濾過開
始時で約４０ｍｍＨ₂Ｏ、濾過終了時で約５５０ｍｍＨ
₂Ｏと一定で圧力損失の増加は認められなかった。また
逆洗終了後濾過器内部を点検したところ、濾過素子の濾
過膜地肌が完全に露出しており、優れた逆洗効果が認め
られた。

【００３３】（実施例２）実施例１に示した装置を用い
て実施例１と同じ濾過を実施した後に固体粒子状シリカ
の付着した濾過素子４枚を取り出した。この内の１枚に
対し、１５Ａ（外径２１．７内径１７．５ｍｍ）のパイ
プの両端を塞ぎ側面に直径４ｍｍの噴射口４個を設け、
１次側を大気開放の状態とした他は実施例１と同様で逆
洗再生のテストを実施した。逆洗時の１パルス当たりの
逆洗ガス噴射量はヘッドタンクの圧力降下量とタンクの
容積の積から求めると噴射口１個当たり約１．６リット
ルであった。即ち噴射時間および噴射範囲の濾過面積で
除した値が０．０５ｍ／ｓｅｃであった。濾過器内を点
検したところ、一部に粉の残存が認められるものの濾過
素子の濾過膜地肌のほとんどが露出していた。

【００３４】（実施例３）市販のフィルターを解体し、
プリーツ状濾過膜を減らして濾過素子を組み立て、外径
２００ｍｍ、高さ４００ｍｍの円柱状であり、中心部分
に９０ｍｍ径の円筒状空隙を有し、この空隙と外径間に
プリーツ状濾過膜が設けられた濾過素子を製作した。こ
の濾過素子は外表面積が０．２５１ｍ²、濾過膜面積が
０．８８ｍ²であり、濾過素子の外表面積に対する１次
側表面積の比（Ｓ₂／Ｓ₁）が３．５である。この濾過
素子の円筒状内壁を２次側面として、ここに逆洗用噴射
ノズルを設けた。

【００３５】噴射ノズルは２０Ａ（外径２７．２ｍｍ内
径２３ｍｍ）のパイプの先開放として、噴射口が円筒の
軸方向に噴射するように配置した。噴射ノズルは２０Ａ
の配管および電磁弁を経由して内容積６リットルのヘッ
ドタンクに接続した。ヘッドタンクは圧力６ｋｇ／ｃｍ
²Ｇの窒素ガス供給菅に接続した。また、逆洗時の逆洗
用窒素ガスの排気ラインはブロワーの下流の排気管へ接
続した。このような濾過素子２本を内蔵する濾過器２台
を並列に設けることで交互に切り換えて使用できるよう
にした。このように構成したのち、実施例１と同様にし
てダストの除去を行なった。

【００３６】なお、逆洗用ガス噴射は０．２秒間ずつ、
０．５分間隔で順次開けて、逆洗を実施した。この時の
１パルスあたりの逆洗再生ガス噴射量をヘッドタンクの
圧力降下量とタンクの容積の積から求めると、噴射口１
個あたり約１５リットルであった。これは噴射時間およ
び噴射範囲の濾過面積で除した値が０．０８５ｍ／ｓｅ
ｃで逆洗されたこととなる。逆洗後濾過器内を点検した
ところ、粉落ちが悪く一部に粉の残存が認められるもの
の、濾過素子は何とか繰り返し使用可能な状況であっ
た。

【００３７】（比較例１）実施例１と同じ濾過器の２次
側に、濾過素子１枚あたり１個の逆洗再生用噴射ノズル
を設けた。噴射ノズルは１５Ａ（外径２１．７ｍｍ内径
１７．５ｍｍ）のパイプの両端を塞ぎ側面に直径４ｍｍ
の噴射口４個を設けたものであり、各噴射口は４つの気
室に１ケづつとなるように配置し、濾過素子の濾過面に
平行に噴射するように配置したこと、および各噴射ノズ
ルは別個の８Ａ（外径１３．８ｍｍ内径１０．５ｍｍ）
の配管および電磁弁を経由して内容積１．４リットルの
ヘッドタンクに接続した他は、実施例１と同様にして濾
過実験を行った。逆洗時の１パルスあたりの逆洗用ガス
の噴射量はヘッドタンクの圧力降下量とタンクの容積か
ら求めると、噴射口１個当たり０．４２リットルであっ
た。即ち噴射時間および噴射範囲の濾過面積で除した値
が０．０１４ｍ／ｓｅｃで逆洗を実施したこととなる。

【００３８】各濾過系列とも１回目の濾過は実施例１と
同様に濾過開始時で約４０ｍｍＨ₂Ｏ、濾過終了時で約
５５０ｍｍＨ₂Ｏと順調に実施できた。また、２回目で
は濾過開始時の差圧は約４０ｍｍＨ₂Ｏと変わらないも
のの、濾過終了時では約８５０ｍｍＨ₂Ｏとなった。３
回目では、濾過開始時の差圧は約４０ｍｍＨ₂Ｏと変わ
らないものの、濾過途中において濾過器部分での圧力損
失が大となり圧力センサー取り付け部の圧力を−１００
ｍｍＨ₂Ｏに保持することができなくなったため、濾過
を中断した。この時点で逆洗を実施して内部を点検した
結果、シリカの払い落としが不充分で濾過膜の地肌が完
全に覆われているのを確認した。

【００３９】（比較例２）逆洗時の噴射窒素ガスの排気
ラインを濾過中の系列の濾過器出口側切り換え弁と除害
筒入り口側切り換え弁の間へ接続した他は、実施例１と
同様として一連の操作を開始した。その結果、逆洗再生
を実施すると圧力センサー取り付け部の圧力が変動し、
ＣＶＤ装置での成膜を中断せざるを得なくなった。

【００４０】（比較例３）濾過素子として外径２００ｍ
ｍ、内径９０ｍｍ、長さ４００ｍｍであり、ポリエステ
ル製の濾過膜をプリーツ状に加工した濾過面積２．５ｍ
²の円筒状のものを用いて逆洗機構のない２系列の濾過
器を組み立て、実施例１と同様な構成の装置とした。こ
の濾過素子の見かけ上の外表面積（Ｓ₁）に対する濾過
膜の一次側表面積（Ｓ₂）の比（Ｓ₂／Ｓ₁）は９．９
であった。

【００４１】この装置を用い、約９０時間の濾過を実施
して濾過器前後の圧力差が９５０ｍｍＨ₂Ｏとなったと
ころで濾過素子を取り出し、濾過素子円筒内部（二次側
気室）に先端を開放した２５Ａ（外径３４ｍｍ内径２
８．４ｍｍ）のパイプを取り付けて一次側は大気開放状
態として濾過素子円筒の軸線方向に逆洗再生用ガスを噴
射するように配置した。噴射ノズルは２５Ａのパイプお
よび電磁弁を介して内容積３０Ｌのヘッドタンクへ接続
して、１パルス当たりの噴射時間０．１３秒間、パルス
噴射間隔を０．５秒として数回逆洗用ガスの噴射を行な
った。その時の逆洗再生時の１パルスあたりの逆洗再生
ガス噴射量をヘッドタンクの圧力降下量とタンクの容積
の積から求めると７５リットルであった。これは噴射時
間および噴射範囲の濾過面積で除した値が０．２４ｍ／
ｓｅｃで逆洗再生を実施したこととなるが、シリカの払
い落としが不充分で濾過素子の地肌は一部しか露出せ
ず、プリーツの間に入った粉は取り除けなかった。

【００４２】（比較例４）実施例１に示した装置を用い
て実施例１と同じ濾過を実施した後に固体粒状シリカの
付着した濾過素子４枚を取り出した。この内の１枚に対
し、２０Ａ（外径２７．２ｍｍ、内径２３ｍｍ）のパイ
プの両端を塞ぎ側面に直径８ｍｍの噴射孔２個を有する
逆洗用噴射ノズル２本を準備し、各気室の軸方向に噴射
できるように配置した。各噴射ノズルは噴射ノズルの側
面より２０Ａの配管および電磁弁を介して圧力６ｋｇ／
ｃｍ²、内容積３０リットルのヘッドタンクに接続し
た。１次側を大気開放状態として０．２秒のパルスで逆
洗再生テストを実施したところ、シリカの剥離は良好な
ものの、ガス噴射時に濾過素子に大きな歪みの発生を認
め、耐久性において問題の生じることが明らかとなっ
た。この時の１パルス当たりの逆洗ガス噴射量はヘッド
タンクの圧力降下量とタンクの容積の積から求めて噴射
孔１個当たり７．５リットルであった。即ち噴射時間、
噴射範囲の濾過面積で除した値は０．３５ｍ／ｓｅｃで
あった。

【００４３】

【発明の効果】本発明により、枚葉式ＣＶＤ装置から排
出されるガス中に含まれる付着性の高い固体粒子状シリ
カを、ＣＶＤ装置に圧力変動を与えることがなく、濾過
器での圧力損失の上昇などのトラブルを生じることがな
く長期間にわたり安定して除去することができるように
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明におけるダストの除去装置の例である。

【図２】本発明における濾過素子および噴射ノズルの例
である。

【図３】図２のＡ−Ａ’線断面図である。

【図４】本発明における濾過器の例である。

【符号の説明】

１枚葉式常圧ＣＶＤ装置２排気菅３圧力センサー４濾過器５インバータ６ブロワー７、７’濾過器入り口切り替え弁８、８’濾過素子９、９’濾過素子１次側１０、１０’濾過素子２次側１１、１１’濾過器出口切り替え弁１２、１２’除害筒入り口切り替え弁１３、１３’除害筒１４、１４’除害筒出口切り替え弁１５、１５’噴射ノズル１６圧縮ガスライン１７ヘッドタンク１８、１８’逆洗用バルブ郡１９、１９’噴射ガス排気弁２０、２０’排気管２１排出管２２濾過膜２３濾過素子の上部開口部２４濾過器本体２５濾過器上部フランジ２６濾過器ガス入口２７濾過器ガス出口２８濾過素子保持用内部フランジ部２９噴射ノズル孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒川秩神奈川県平塚市田村5181番地日本パイオニクス株式会社平塚研究所内 (72)発明者畠山俊哉神奈川県平塚市田村5181番地日本パイオニクス株式会社平塚工場内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】枚葉式常圧ＣＶＤ装置を用いた半導体製
造工程から排出される排ガス中に含まれる固体粒子を除
去するためのダスト除去装置であって、濾過素子と濾過
素子の二次側に逆洗用ガスのパルス噴射ノズルを備えた
濾過器、ガス吸引用ブロワー、およびガス噴射ノズルに
接続されたガスタンクから構成され、該濾過素子の見か
け外表面積（Ｓ₁）に対する濾過膜の一次側表面積（Ｓ
₂）の比（Ｓ₂／Ｓ₁）が１〜５の範囲であり、逆洗に
おけるガス噴射量が１パルス当たりの容積を噴射時間お
よび噴射される部分の濾過膜面積で除した値が０．０３
〜０．３ｍ／ｓｅｃなる範囲で行える構成であることを
特徴とするダストの除去装置。
【請求項２】枚葉式常圧ＣＶＤ装置の一系列当たり切
替え弁を介して濾過器を並列に２系列以上設け、何れか
の系列が濾過を行っている間に、他系列の濾過器におい
て逆洗用ガスをパルス噴射するとともに該濾過器からの
排出ガスを別系統のライン、またはブロワー下流側へ流
す構成とされた請求項１に記載のダストの除去装置。
【請求項３】濾過器の濾過ガス出口側にシラン系ガス
の除害筒が接続された請求項１に記載のダストの除去装
置。
【請求項４】枚葉式常圧ＣＶＤ装置を用いた半導体製
造工程から排出される排ガス中に含まれる固体粒子を除
去するためのダストの除去方法であって、濾過素子の見
かけ外表面積（Ｓ₁）に対する濾過膜の一次側表面積
（Ｓ₂）の比（Ｓ₂／Ｓ₁）が１〜５の範囲であり、該
濾過素子の二次側気室内に逆洗用ガスのパルス噴射機構
を備えた濾過器を用い、ＣＶＤ装置に仕込まれたウエハ
ーの処理が終了するまで逆洗を行うことなしに連続的に
濾過を行い、ウエハー処理終了後に逆洗を行い、該逆洗
におけるガス噴射量が１パルス当たりの容積を噴射時間
および噴射される部分の濾過膜面積で除した値が０．０
３〜０．３ｍ／ｓｅｃなる範囲で行うことを特徴とする
ダストの除去方法。
【請求項５】枚葉式常圧ＣＶＤ装置の一系列当たり切
替え弁を介して濾過器を並列に２系列以上設け、何れか
の系列が濾過を行っている間に、他の濾過器において逆
洗用ガスをパルス噴射するとともに逆洗中の濾過器から
の排出ガスを別系統のライン、または濾過を行っている
ラインのブロワー下流側へ放出する請求項４に記載のダ
ストの除去方法。
【請求項６】濾過器の濾過ガス出口側にシラン系ガス
の除害筒が接続された請求項４に記載のダストの除去方
法