JP2004114020A - Pollutant gas removal material and gaseous pollutant removal method - Google Patents

Pollutant gas removal material and gaseous pollutant removal method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pollutant gas removal material and a gaseous pollutant removal method using the pollutant gas removal material for economical semiconductor manufacturing equipment with easy maintenance, capable of semipermanently removing a gaseous pollutant including ammonia or organic gas or the like in a local space of the semiconductor manufacturing equipment. <P>SOLUTION: The pollutant gas removal material having at least the basic gas adsorption capability and the photocatalysis (for example; the pollutant gas removal material containing a titanium-based compound oxide including a double oxide of titanium and silicon or the like) is used. The pollutant gas removal material is installed in the semiconductor manufacturing equipment so as to remove the gaseous pollutant. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルーム内に設置された半導体製造装置内の局所空間における汚染性ガスの除去材およびそれを用いたガス状汚染物質の除去方法に関する。半導体製造装置としては、例えば、レジスト塗布装置、露光装置、現像装置などが挙げられる。またキャリアボックス、クリーンボックス、ストッカ、搬送空間、インターフェイス等に好適に用いることができる。またクリーンルームやクリーンルーム内の局所空間(ミニエンバイロメント・マイクロエンバイロメント)に本発明のガス状汚染物質の除去方法を適用することもできる。
【0002】
【従来の技術】
半導体を製造するクリーンルームの空気清浄は、従来はHEPAフィルタ(高性能フィルタ)により空気中の微細な粒子状汚染物質を除去することが主であったが、半導体製品の高集積化が進むに連れてガス状汚染物質を除去することが重要であることが判ってきた。例えば人体からも発生するアンモニアは露光装置に影響が大きく、化学増幅型のレジストのパターン形成を阻害したり、レンズを曇らせたりするため線幅の微細化が進むに連れ更に高度に除去することが求められるようになっている。また有機性ガスはクリーンルームの構成材料である高分子部品(可塑材、離型材、酸化防止剤等)から脱ガスするため、室内のガスを循環して使用するクリーンルームでは有機性ガス濃度は徐々に外気より高くなってしまう。これら有機性ガスもウェハ基材や基板を汚染して製品の生産性(歩留り)を低下させることが確認されている。
【0003】
ガス状汚染物質には、(1)NOx 、SOx 、HFなどの酸性ガス、(2)NH 、アミンなどの塩基性ガス、(3)有機性ガス(炭化水素)があり、それらを除去するためにケミカルフィルタが使用されている。
【0004】
一般にケミカルフィルタはクリーンルームの外気導入口に配置され大気中のガス状汚染物質がクリーンルーム内に進入することが防止される。またクリーンルームの天井面に設置されているファンフィルターユニットにケミカルフィルタを設置して循環空気中のガス状汚染物質が除去される。
【0005】
ガス状汚染物質の吸着量が一定量以上になればケミカルフィルタは通常1年に1回程度の頻度で交換しなければならないが、ケミカルフィルタは高価である。特に有機性ガスは活性炭の物理吸着により除去されているが、活性炭の有機性ガスに対する吸着容量は限られており使用量を多くするか交換頻度を多くする必要があり維持管理費が非常に高くなる。また一般に酸性ガス用ケミカルフィルタはアルカリ性物質を添着した活性炭や陰イオン交換繊維が用いられ、塩基性ガス用ケミカルフィルタは酸性物質を添着した活性炭や陽イオン交換繊維が使用されている。有機性ガスと比較すると酸性ガスや塩基性ガスは化学的に除去されるため吸着容量は大きいが、イオン交換繊維や薬品を添着した活性炭は再生処理することが困難であり、廃棄処理する場合には更に費用が発生してしまう。
【0006】
今後半導体の集積度をますます緻密化し集積回路の最小線幅をサブミクロンで形成するに際して、更にガス状汚染物質の高度清浄化が必要になると予測されている。そこで製品の製造コストのアップを避けるために局所清浄化(ミニエンバイロメント、マイクロエンバイロメント)の検討が進められている。ただし局所清浄化においては、高分子材料の使用が多くなるので、これらの材料からの有機性ガスの発生が問題となる。
【0007】
そこで半導体製造装置自体にケミカルフィルタを設置することにより、効率的でより確実にガス状汚染物質の除去が可能となる。ただし製造装置にケミカルフィルタを設置する場合はユーザーのクリーンルームの管理状況によってケミカルフィルタの寿命が大きく影響されることが問題となる。すなわち、クリーンルームの管理が十分されている場合はクリーン度の高い室内空気を導入し、製造装置のケミカルフィルタで更にガス状汚染物質を高度に除去することにより超清浄空気とすることが可能である。しかしながら、クリーンルームの管理が不十分である場合は室内空気の汚染度が高く、製造装置のケミカルフィルタの負担が大きくなり頻繁に交換しなければ製品の生産性に悪影響を与える可能性がある。そこで高価なケミカルフィルタを有効的に使用するためには製造装置にケミカルフィルタの寿命を検出するための手段等の対策を別途実施しなければ高い生産性を維持しながら経済的に装置を稼動することができない。
【0008】
クリーンルームの有機性ガス等を除去する方法として光触媒を適用する方法が検討されている。クリーンルーム等の局所空間における有機性ガスによる汚染を防止する方法として、局所空間の一部を光触媒で構成して光を照射する方法が提案されており、例えば、クリーンルームの壁面や半導体製造装置の側面に光触媒を設置して蛍光灯から照射される光を利用する方法が記載されている(特許文献1参照)。またデバイス製造装置が収納された環境チャンバ内に酸化チタンを備えた不純物除去フィルタを設置して、光触媒作用によって不純物を除去する環境制御装置が提案されている(特許文献2参照)。
【0009】
上述のような光触媒を用いてガス状汚染物質を除去するに際しては光触媒反応は処理速度が遅いことが問題となる。そこで光触媒と活性炭やゼオライト等の吸着材を併用することが検討されている。例えば、クリーンルームまたは該クリーンルーム内の局所空間の気体を清浄するに際して、気体を除塵フィルタによる処理と、吸着材による処理と、光触媒による処理を実施して気体中の微粒子およびガス状の有害成分を除去するクリーンルームにおける気体清浄方法が提案されており、ここでは吸着材として活性炭やイオン交換繊維が例示されている(特許文献3参照)。
【特許文献1】
特開平9−168722号公報
【特許文献2】
特開平11−111593号公報
【特許文献3】
特開平10−296042号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
半導体の高集積化を進める中で、半導体製造装置にガス状汚染物質を除去する機能が必須となっている。例えば、露光装置はアンモニアやアミン類の塩基性ガス及び有機性ガスのガス状汚染物質に対して敏感であり、線幅を更に微細化するためにはこれらのガスを1ppb以下に低減することが必要になるとされている。
【0011】
また安定した品質の製品を得るためにクリーンルームとは別に装置内に空調手段を有しており厳しく温度や湿度をコントロールされている。これらの空調コスト低減するために装置内でガスを循環して利用しているが、装置内の高分子部品から有機性ガスが脱ガスするため循環空気の有機性ガス濃度はどんどん高くなる可能性がある。
【0012】
またレジスト塗布・現像装置においても前記露光装置同様にガス状汚染物質が除去されているが、現像工程において使用する薬液より装置内でアンモニアや有機性ガスが発生するため、これらガス状有害成分がクリーンルーム内にリークされないように対策することが求められている。
【0013】
特に汚染性物質としてはアンモニア以外に有機性ガスの処理対策が今後より求められると予測されている。アンモニアや酸性ガスは前述のようなケミカルフィルタを用いることにより対応は可能であるが、有機性ガスに関しては現状有効な除去手段がなく活性炭の物理吸着により主に除去されている。有機性ガスは高分子材料であるプラスチック等からも発生するためクリーンルーム内のあらゆるところから発生する。例えば、塗料や塗床材、シート、パネル、電源ケーブル、シーリング剤、パッキンから有機性ガスのオフガスがあることが確認されている。これら有機性ガスを効果的に除去する方法が求められている。
【0014】
本発明は、かかる事情の下になされたものであり、半導体製造装置の局所空間においてアンモニアや有機性ガス等のガス状汚染物質を半永久的に除去し、維持管理が容易で経済的な半導体製造装置の汚染性ガス除去材およびこの汚染性ガス除去材を用いたガス状汚染物質の除去方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記課題は次の発明によって達成される。
(1) 半導体製造装置内に設置してガス状汚染物質を除去するための汚染性ガス除去材であって、少なくとも塩基性ガス吸着能力と光触媒作用とを有していることを特徴とする汚染性ガス除去材。
(2) 汚染性ガス除去材がチタン及びケイ素の二元系複合酸化物、チタン及びジルコニウムの二元系複合酸化物、並びにチタン、ケイ素及びジルコニウムの三元系複合酸化物の少なくとも一つのチタン系複合酸化物を含有している上記(1)記載の汚染性ガス除去材。
(3) 上記(1)記載の汚染性ガス除去材を半導体製造装置内に設置してガス状汚染物質を除去することを特徴とするガス状汚染物質の除去方法。
(4) 汚染性ガス除去材を加熱・再生することにより繰り返し使用する上記(3)記載のガス状汚染物質の除去方法。
(5) 汚染性ガス除去材の加熱・再生を、半導体製造装置の雰囲気ガス空調用冷凍機の高温冷媒との熱交換により加熱した空気を用いて行う上記(4)記載のガス状汚染物質の除去方法。
【0016】
本発明の「ガス状汚染物質」とは、(1)NOx 、SOx 、HFなどの酸性ガス、(2)NH 、アミンなどの塩基性ガス、(3)塗料の溶剤やプラスチック等の高分子材料などから発生する有機性ガス(炭化水素)を意味する。
【0017】
【発明の実施の形態】
本発明の汚染性ガス除去材は、半導体製造装置に設置してガス状汚染物質を除去するものであり、少なくとも塩基性ガス吸着能力と光触媒作用とを有していることを特徴としている。
【0018】
本発明の汚染性ガス除去材は塩基性ガスに対して高い吸着容量を有しており低濃度ガスを高効率で除去することが可能であり、かつ有機性ガスを光触媒作用により除去することができるため、メンテナンスが容易であり半導体製造装置を連続的に安定した条件で稼動し維持管理費を低減することができる。
【0019】
塩基性ガスとしては、アンモニアやトリメチルアミン等のアミン類が挙げられ、特にアンモニアは人体からも発生するため、外気よりクリーンルーム内の方が高いケースもある。またクリーンルームから発生することが予測される有機性ガスとしては、トルエン、キシレン、アセトン、トリメチルベンゼン、酢酸エチル、酢酸エトキシエチル、シクロベンゼン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン等の溶剤、フタル酸ジオクチル、リン酸トリブチル、アジピン酸ジオクチル等の可塑剤、ブチルヒドロキシトルエン等の酸化防止剤、環状シロキサン等のシーリング剤等がクリーンルームの構成材料から発生する。またレジストの溶剤、表面改質剤、現像液、剥離液のプロセス薬品から酢酸ブチル、メトキシプロパノール、乳酸エチル、ヘキサメチルジシラザン、酢酸メトキシプロピル、酢酸エトキシエチル、トリメチルアンモニウムハイドライド、モノエタノールアミン、N−メチルピロリドン等が半導体生産装置から発生すると考えられる。
【0020】
前述のようにアンモニアは半導体製造装置においては、化学反応を起こしてウエハ製造プロセスを阻害したり酸性物質と反応して粒子状汚染物質を形成したりするため確実に除去する必要がある。アンモニアは光触媒で処理することも可能であるが、光触媒は反応速度が遅く高い処理効率を得ることが難しいことが問題となる。例えばクリーンルーム内ではアンモニアは数10〜数百ppb程度存在しているが、今度微細化が進めば半導体製造装置内の処理室では1ppb以下に低減することが必要となると想定されている。そこで本発明に開示するような汚染性ガス除去材が塩基性ガス吸着能力を有することにより、高効率でアンモニアを除去することができる。
【0021】
一方、有機性ガスはクリーンルーム内に数百から数千ppb存在すると考えられている。従来、有機性ガスは活性炭を用いて吸着除去されているがアンモニアと比較すると濃度が高いため活性炭を多量に使用しないと継続的に処理することができない。吸着材量の増加は圧力損失の上昇や装置の大型化を招くため好ましくない。そこで、これら有機性ガスが光触媒を用いて処理することによりコンパクトな処理部で継続的に処理することが可能となる。有機性ガスはウエハ生産に直ぐに阻害するではなく長い時間をかけて製造装置のレンズ等の処理部やウエハに付着して悪影響が出ると考えられている。そこで有機性ガスに関しては即効性は必要なく、半導体製造装置内に設置した汚染性ガス除去材の光触媒作用によって徐々に酸化分解することにより閉鎖空間の有機性ガス濃度を確実に低減させることができる。
【0022】
このように汚染性ガス除去材が少なくとも塩基性ガス吸着能力と光触媒作用とを有することにより半導体製造装置内の必要なクリーン度を維持することが可能となる。また更には汚染性ガス除去材を加熱・再生処理することにより塩基性ガス吸着能力が回復すると同時に、光触媒についた付着物等が脱離されるため半永久的に処理性能を維持することが可能となる。
【0023】
本発明の汚染性ガス除去材は、少なくとも塩基性ガス吸着能力と光触媒作用とを有しており、例えば、以下に示すようなそれぞれの機能を有した素材を混ぜ合わせて製作することができる。
【0024】
アンモニアは低分子量で物理吸着されにくいため高い比表面積を有した活性炭やゼオライト等の一般的な吸着材により吸着除去することが難しいことが知られている。塩基性ガスの吸着能力を付与する方法として、例えば活性炭に硫酸、リン酸、クエン酸等の酸を添着する方法が知られているが、これら薬品はガス状汚染物質の発生原因となるため微細化を進める次世代の半導体製造には使用しない方が好ましい。そこで塩基性ガスの吸着能力を付与するため酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化バナジウム、酸化ケイ素、シリカ−アルミナ等の固体酸性物質を汚染性ガス除去材に含有せしめることが好ましい。また酸性白土や活性白土等の無機粘土鉱物も固体酸性物質として使用することができる。これらは単独でも、あるいは2種以上混合して使用してもよい。アンモニアやアミン類の塩基性ガスはこれら固体酸性物質の酸点に選択的に吸着される。またこれら固体酸性物質に吸着した塩基性ガスは加熱することにより脱離して性能を回復させることができる。そこで定期的に加熱再生処理を施すことにより半永久的に汚染性ガス除去材を使用することができる。
【0025】
一方、汚染性ガス除去材に光触媒機能を付与するためには酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化タングステン、酸化鉄やチタン酸ストロンチウム等の光半導性物質を含有せしめればよい。特にアナターゼ型酸化チタンは光触媒性能が高く安価で化学的に安定であるため好ましい。これら光半導性物質にバンドギャップ以上のエネルギーを有した光を照射することにより光触媒作用が発現する。高い光触媒作用を得るためには光照射面積とガス接触面積のどちらも大きくする必要があり、汚染性ガス除去材はシートを複数重ねた層状形状とするかハニカム形状とすることが好ましい。
【0026】
上記のように、光触媒作用を有する素材としては、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化タングステン、酸化鉄、チタン酸ストロンチウム等などの一般に光触媒として知られている化合物を用いることができる。なかでも、アナターゼ型酸化チタンが好適に用いられる。これらは単独でも、あるいは2種以上混合して使用してもよいし、また白金、銀など光触媒作用を向上させるために一般に用いられているものと組み合わせて使用することもできる。
【0027】
上記のような塩基性ガス吸着能力を有する素材と光触媒作用を有する素材とを混合することにより、塩基性ガス吸着能力と光触媒作用とを有する汚染性ガス除去材を得ることができる。この場合の好ましい配合例は、例えば、前記塩基性ガス吸着能力を有する素材、好ましくは固体酸性物質が20〜60質量%であり、光触媒作用を有する素材(光半導性物質)が80〜40質量%である(合計100質量%)。このような組成物をハニカム状等の所定の形状に加工することにより本発明の汚染性ガス除去材を得ることができる。
【0028】
また、酸性ガスの処理能力を付与するために活性炭やゼオライト等の物理吸着材も汚染性ガス除去材に合わせて添加しても良い。また物理吸着材に炭酸ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム等のアルカリを添着したものも使用することができる。これにより、例えば、酸性ガス除去性能も付与することができる。
【0029】
上記のような酸性ガスの吸着能力を有する素材としては、活性炭、ゼオライトなどを用いることができる。これらは単独でも、あるいは2種以上混合して使用することもできる。この酸性ガス吸着能力を有する素材の配合量は、塩基性ガス吸着能力を有する素材と光触媒作用を有する素材との混合物100質量部に対し0〜50質量部である。
【0030】
本発明の汚染性ガス除去材は、塩基性ガス吸着能力を有する素材と光触媒作用を有する素材とを混合して、あるいはさらに酸性ガス吸着能力を有する素材を混合して製造することもできる。
【0031】
汚染性ガス除去材の形状はペレット状、ハニカム状、コルゲート状、シート状、プリーツ状等の形態で使用することができるが、接触面積が大きく圧力損失が低いハニカム形状とすることが好ましい。上記形状に加工する方法としては成形、ウォッシュコート、含浸、吹き付け、梳き込み等の公知の方法により上記形状に加工することができる。
【0032】
また、本発明の汚染性ガス除去材は、チタン及びケイ素の二元系複合酸化物、チタン及びジルコニウムの二元系複合酸化物、並びにチタン、ケイ素及びジルコニウムの三元系複合酸化物の少なくとも一つのチタン系複合酸化物を用い、これを所定の形状に加工することにより製造することができる。
【0033】
上記チタン系の複合酸化物は強い固体酸性を有しているため塩基性ガスの吸着能力が非常に高く、かつ優れた光触媒性能も有しており本発明に好適な素材である。ひとつの素材で両方の機能を持っているため、どちらかの機能を阻害することなく作用することができる。例えば、光触媒性能を高めるために半導性物質の添加量を多くすると光触媒性能は向上するが、塩基性ガス吸着性能は低下するというようなトレードオフの関係になることを避けることができる。
【0034】
したがって、本発明の汚染性ガス除去材のなかでも、チタン及びケイ素の二元系複合酸化物、チタン及びジルコニウムの二元系複合酸化物、並びにチタン、ケイ素及びジルコニウムの三元系複合酸化物の少なくとも一つのチタン系複合酸化物を用いて製造した汚染性ガス除去材が好適に用いられる。
【0035】
汚染性ガス除去材の塩基性ガスや酸性ガスの吸着を促進するために、これらガスの吸着剤として一般に知られている吸着剤、例えば、活性炭、アルミナ、ゼオライトなどを上記チタン系複合酸化物と組み合わせて使用してもよい。これら吸着剤の使用量は、特に制限はないが、通常、チタン系複合酸化物100質量部に対し0〜50質量部である。
【0036】
上記の様なチタン系複合酸化物は一般に知られており(例えば、特許第2089581号公報参照)、その製造に当たっては、従来から公知の方法によって製造することができる。例えば、チタンとケイ素からなる二元系複合酸化物を調製する方法としては、下記▲1▼〜▲3▼のような方法が挙げられる。
▲1▼四塩化チタンをシリカゾルと共に混合し、アンモニアを添加して沈殿を生成せしめ、この沈殿を洗浄、乾燥後に焼威する方法。
▲2▼四塩化チタンに珪酸ナトリウム水溶液(水ガラス)を添加して沈殿(共沈物)を生成させ、これを洗浄、乾燥後に焼成する方法。
▲8▼四塩化チタンの水一アルコール溶液にテトラエチルシリケートを添加して加水分解により沈殿を生成させ、これを洗浄、乾燥後に焼成する方法。
【0037】
上記各方法において、共沈物を300〜650℃で1〜10時間焼成することによって容易にチタンおよびケイ素からなる二元系複合酸化物を得ることができる。また同様にして、チタン源およびケイ素源、あるいはジルコニウム源のモル比を適宜調整することにより、二元系もしくは三元系の各複合酸化物を得ることができる。チタン源としては、塩化チタン、硫酸チタン、蓚酸チタンやテトライソプロビルチタネート等のチタン化合物が挙げられる。ケイ素源としては、コロイド状シリカ、水ガラス、四塩化ケイ素やテトラエチルシリケート等のケイ素化合物が挙げられる。またジルコニウム源としては、塩化ジルコニウム、硫酸ジルコニウムや酢酸ジルコニウム等のジルコニウム化合物が挙げられる。このようなチタン系複合酸化物はチタンの含有率が20〜95モル%のものであることが好ましく、より好ましくは50〜85モル%であることが良い。チタンの含有率が20モル%未満あるいは95モル%を超えると、固体酸性が低下するため好ましくない。このようにして得られたチタン系複合酸化物は100m/g以上の高い比表面積を有しており、かつ耐熱性も優れているので加熱再生により吸着材を繰り返し使用しても優れた塩基性ガス吸着能力と光触媒作用とを維持することができる。
【0038】
なお、本発明の汚染性ガス除去材は、例えば、2層に分割して、前層を塩基性ガス吸着能力の高い固体酸性物質を主成分として構成し、また後層を光触媒作用を有する光半導性物質を主成分として構成して、前層で主として塩基性ガスを、また後層で主として有機性ガスを除去するようにしてもよい。
【0039】
次に本発明の汚染性ガス除去材を用いた半導体製造装置におけるガス状汚染物質の除去方法を以下に説明する。
【0040】
本発明が適用される半導体製造装置としては半導体ウェハの表面にレジスト膜を形成するレジスト塗布装置(コータ)、半導体ウェハの表面に塗布されたレジスト膜に所定の回路パターンを光照射により転写する露光装置(ステッパー)、および露光後の半導体ウェハの表面に現像液を塗布して現像処理を行う現像装置(デベロッパ)等が挙げられる。
【0041】
これら装置においては微細構造化が進むに連れ微量汚染ガスの存在が問題となり、装置内にも汚染性ガスを除去するためにケミカルフィルタが設置されている。しかし従来のケミカルフィルタでは汚染性ガス成分の吸着容量に限界があり、装置内に大量のケミカルフィルタを設置するか、頻繁に装置を停止してケミカルフィルタを交換しなければ高度のクリーン度を維持することができなかった。
【0042】
上記汚染性ガス除去材の設置場所としてはクリーンルーム内のガスを装置に吸引する室内ガス取り込み口に設置したり、空調したガスを装置内で循環して使用するガス循環経路内に設置することにより半導体製造装置処理室内のガスを高いクリーン度で維持することができる。また半導体製造装置によっては処理時に汚染性ガスを発生する場合があるが、上記汚染性ガス除去材を処理室出口に設置することにより、クリーンルーム内にガス状汚染性物質が拡散するのを防止することもできる。
【0043】
本発明の汚染性ガス除去材の光触媒作用によって、従来吸着によってしか処理することができなかった有機性ガスを光触媒により二酸化炭素と水に完全酸化して浄化することができる。これにより活性炭のように頻繁に交換する必要がなく半永久的に有機性ガスを処理することができる。光照射に電気エネルギーは必要となるがクリーンルーム内の数ppbの汚染性ガス除去を目的としており大きな消費電力は必要ない。光源として低圧水銀ランプ、ブラックライト、殺菌灯、ケミカルランプや蛍光灯等を用いて汚染性ガス除去材に光を照射して光触媒反応により汚染性ガスの処理を行う。また半導体製造装置が露光装置である場合は露光部の光源(高圧水銀ランプ等)の光が照射される場所に汚染性ガス除去材を設置して処理することも可能である。
【0044】
光触媒は有機性ガスだけでなくアンモニア等の無機性ガスに対しても作用するが、窒素化合物や硫黄化合物等を含有する無機性ガスは光触媒により酸化されて無機酸を生成することが問題となる。これら無機酸は光触媒表面に蓄積してガスとの接触を阻害し性能低下を招いてしまう。例えばアンモニアは光触媒により酸化されて一部硝酸となることが考えられる。また生成した硝酸とアンモニアが反応して粒子状の汚染物質である硝酸アンモニウムを容易に生成してしまう。クリーンルームや半導体製造装置に光触媒を適用することは既に検討されているが、上記反応生成物による性能低下が起こるため定期的に取り出して水洗等を実施するなどの対策が従来は必要であった。一方、本発明の汚染性ガス除去材はアンモニアを主に吸着により除去するものであり、前述のような光触媒反応による無機酸の生成を抑制することができる。
【0045】
また本発明に汚染性ガス除去材を用いるガス状汚染物質の除去方法において、該汚染性ガス除去材を加熱再生することにより繰り返し使用することができる。汚染性ガス除去材の塩基性ガス吸着能力は使用すると共に徐々に低下してくるが、定期的に加熱処理することで吸着した塩基性ガスは脱離されるため再生される。これにより汚染性ガス除去材の塩基性ガス吸着能力は性能回復するため従来のケミカルフィルタのように頻繁に交換する必要がなく経済性や維持管理性に優れている。
【0046】
汚染性ガス除去材を多塔式もしくは回転ロータ式とすることにより、塩基性ガス吸着能力を定期的に加熱再生しながら半導体製造装置を停止することなく連続的に稼動することができる。多塔式は塩基性ガス吸着能力を有した汚染性ガス除去材を充填した反応塔を2塔以上配列してタイマーと連動させて自動弁により定期的にラインを切り替えて吸着と再生を交互に繰り返す。また回転ロータ式は汚染性ガス除去材を充填した円盤状のロータを回転し吸着ゾーン、加熱ゾーン、冷却ゾーンを順次通過させて吸着と再生を連続的に実施することができる。再生ファンを半導体製造装置に設置してクリーンルーム内の室内空気を吸引して、電気ヒータ等を用いてガス温を所定の温度にまで加熱して汚染性ガス除去材に通ガスし吸着していたガス等を脱離させて汚染性ガス除去材を再生する。
【0047】
汚染性ガス除去材の再生温度としては60〜250℃であり、より好ましくは100〜200℃である。汚染性ガス除去材の加熱再生手段としては電気ヒータを用いて空気または吸着材を加熱することができる。再生温度が60℃以下である場合は汚染性ガス除去材を十分再生することができない。硝酸や硝酸アンモニウムの付着がある場合は200℃以上で再生することが好ましい。また再生温度が250℃を超える場合はガスを加熱するための熱エネルギーが多量に必要となるため好ましくない。汚染性ガス除去材に吸着していた汚染性ガスは加熱処理により脱離してくるが、処理するガス状汚染物質はppbオーダーの極低濃度であるため脱離ガス濃度が低い場合はそのまま屋外に排出させてもよい。加熱再生の昇温スピードを遅くすることにより脱離濃度を低く調整することができる。脱離してくるガス状汚染物質濃度が濃くなると予測される場合は、白金系触媒等を用いて触媒燃焼により無害化処理してもよい。
【0048】
尚、塩基性ガス吸着処理と光触媒処理を同時に実施する際は多塔式、回転ロータ式のいずれの場合も吸着工程時に汚染性ガス除去材に光を照射する構成とすればよい。これにより塩基性ガスの吸着と光触媒による有機性ガスの除去を同時に実施することができる。
【0049】
このようにして汚染性ガス除去材により塩基性ガスや有機性ガス等のガス状汚染物質を除去してから、半導体装置に付設している空調手段により温度及び湿度を制御したガスが半導体製造装置の処理室に導入される。更にガス状汚染性物質に加えて微粒子状汚染性物質を除去するために半導体製造装置の処理室の手前に除塵フィルターを設置してもよい。除塵フィルターは汚染性ガス除去材と空調手段の中間あるいは空調手段の後段に設置することができる。除塵フィルターとしては中性能除塵フィルター、HEPA フィルター、ULPAフィルター、静電フィルター等を使用することができる。
【0050】
また本発明の半導体製造装置のガス状汚染物質の除去方法において上記汚染性ガス除去材を加熱再生するに際して、前述のように半導体製造装置内に設置されている空調手段における高温冷媒の廃熱を利用することが更に好ましい。圧縮式の高温冷媒の廃熱を利用して熱交換器により空気を加熱し、この加熱された空気を用いて汚染性ガス除去材を加熱再生することができる。また前記高温冷媒の廃熱を利用すると共に、補助電気ヒータを用いて再生空気を加熱しても良い。
【0051】
以下、図面に基づいて本発明を更に詳細に説明する。図1はクリーンルーム内に設置されている半導体製造装置の露光装置を例として説明するが、レジスト塗布装置や現像装置等のデバイス製造装置に対しても同様に本発明のガス状汚染物質の除去方法を適用することができる。
【0052】
図1の半導体製造装置においてウエハ3はステージ10に上に載せられて搬送部11により半導体製造装置1の処理室2に搬入され、露光処理された後に搬送部11によって装置外に搬出されると同時に次のウエハ処理室に導入される。
【0053】
図に示すように半導体製造装置内はクリーンルームと同様に半密閉空間を形成しておりガス状汚染物質の除去や空調制御されている。クリーンルーム内の空気は室内ガス取り込み口9から送風ファン7によって半導体製造装置1内に入り汚染性ガス除去材4に導入される。紫外線ランプ5により光が照射され汚染性ガス除去材4は光触媒作用を発現する。汚染性ガス除去材4により塩基性ガスや有機性ガス等のガス状汚染物質が除去される。ガス状汚染物質が除去されたガスは空調部6に導入され、センサーにより温度湿度がモニターされて所定のガス温度になるように加温または減温され、湿度に関しても加湿もしくは除湿処理される。このようにしてガス制御処理されたガスは中性能除塵フィルタ8を介して処理室2に導入される。処理室2のガスは循環ファン12により系内にリターンされ再使用される。
【0054】
空調部6に内蔵されている冷凍機の高温冷媒を再生用ガス加熱部13に配置されているヒートパイプ14に通して廃熱を利用して汚染性ガス除去材4を再生する構造となっている。また図には示していないが加熱再生により脱離するガスは室外にパージされる。
【0055】
図2は汚染性ガス除去材4を回転ロータ式で設置した場合の詳細な構造例を示している。汚染性ガス除去材は円盤状の回転ロータ15に充填されている。回転ロータ15は反応ゾーン、加熱再生ゾーン、冷却ゾーンの3つのゾーンに分割されており、回転用モーター21の駆動によりローター回転軸20が駆動することにより回転する。これにより逐次ゾーンが切り替えられ連続的に反応と再生サイクルが繰り返される。反応ゾーン17より流入した処理ガスは汚染性ガス除去材の塩基性ガス吸着能力と光触媒作用によりアンモニアや有機性ガス等のガス状汚染物質が除去されてからガス空調部6にて温度湿度がコントロールされ処理室に送風される。図2では紫外線ランプは回転ロータ15の両面から光を照射して光触媒反応を促進させている。
【0056】
一方、再生ファン16により室内から吸引された再生用空気は再生用ガス加熱部13にて所定の温度に加熱され加熱再生ゾーン18で汚染性ガス除去材を再生する。再生用空気を加熱するに際して再生用ガス加熱部13のヒートパイプ14に空調部の圧縮冷凍機の高温冷媒の余剰熱が利用されている。図では補助ヒーター22を設置することによりガス温度を更に高くできる構造となっている。加熱再生により汚染性ガス除去材から脱離するガスはパージライン19より室外に排出される。図には記載していないが加熱再生された汚染ガス除去材は冷却ゾーンで通ガスにより冷却されてから反応ゾーンに移行する。
【0057】
【実施例】
以下実施例により本発明を説明するが本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
実施例1
塩基性ガス吸着能力を有する活性白土100質量部(比表面積200m/g)と光触媒作用を有している酸化チタン(アナターゼ型、比表面積250m/g)100質量部を適当量の水に添加してニーダーで十分に混練して、均一な混合物を押し出し成形しハニカム形状とした。このようにして得られたハニカムを乾燥後に500℃で2時間空気雰囲気にて焼成して汚染性ガス除去材Aを得た(目開き2.1mm、肉厚0.4mm)。
実施例2
チタンおよびケイ素からなる二元系複合酸化物を次の方法により調製した。シリカゾル(日産化学(株)製、NSC−30)24kgに濃度25%のアンモニア水280Lと水400Lとを添加して溶液(a)を得た。次に硫酸チタニルの硫酸水溶液153L(TiO濃度:250g/L、全硫酸濃度:1100g/L)を水300Lで希釈して溶液(b)を得た。次に、溶液(a)を攪拌しながら徐々に溶液(b)に滴下して共沈ゲルを生成し、15時間静置した。得られたゲルをろ過、水洗後200℃で10時間乾燥し、550℃で6時間焼成してチタンおよびケイ素からなる二元系複合酸化物を得た。この二元系複合酸化物はTi/Si(モル比)=80/20、比表面積160m/gであった。
【0058】
このようにして得られた粉体は塩基性ガス吸着能力と光触媒作用とを有しており、この粉体を以下実施例1と同様にして押し出し成形し乾燥焼成して汚染性ガス除去材Bを得た。
比較例1
実施例1において酸化チタンの代わりに粉末活性炭(水蒸気賦活炭、比表面積1000m/g)を使用した以外は実施例1と同様にしてハニカム状に押し出し成形した。成形物を乾燥後に400℃で2時間窒素雰囲気にて焼成して汚染性ガス除去材aを得た。
比較例2
アルミナ−シリカ繊維90部、ガラス繊維10部、パルプ10部およびポリビニルアルコール5部を水に分散させた後に抄造して、得られた抄紙を段ボール加工機によって150℃で処理してコルゲート状担体を得た。実施例1で用いた酸化チタン100部、シリカゾル(固形分20%)30部、酢酸15部および水100部を湿式粉砕してスラリーを得て前述のコルゲート状担体に含浸して取り出しエアブローした後に、120℃の熱風で通風乾燥して400℃で2時間空気雰囲気で焼成して有機物を除去することにより表面に酸化チタンがコートされた汚染性ガス除去材bを得た。単位容積当たりの酸化チタン量は50g/Lであった。
試験例1
図3に示す試験装置を用いて汚染性ガス除去材の性能を確認した。試験容器23の容積は1mであり汚染性ガス除去材4、紫外線ランプ5および送風ファン7より構成されている反応器25が設置されている。汚染性ガス除去材4は縦150mm、横150mm、厚さ30mmのサイズであり、紫外線ランプ5はブラックライト6Wを2本設置し送風ファン7の風量は5m/hrとした。ガス状汚染物質としては半導体製造装置において対象として塩基性ガスのアンモニアと有機性ガスの酢酸エチルとを選定し、2成分共存系とした。試験容器内の初期ガス濃度がアンモニアが10ppmで酢酸エチルが100ppmとなるように濃度加速(約1000倍)して試験を実施した。
【0059】
実施例及び比較例で得られた汚染性ガス除去材を反応器25に設置し試験容器23を密閉してから、前記ガス濃度になるようにガスサンプリング口24より各ガスを注入した。反応器を稼働して経時的な密閉容器内のガス濃度の減衰を測定した。アンモニア及び酢酸エチルの残存率を測定した結果をそれぞれ図4及び図5に示した。
【0060】
新品性能においてはいずれもアンモニア、酢酸エチルに対して良好な性能を有していることが判る。実施例の汚染性ガス除去材は塩基性ガス吸着能力により速い速度でアンモニアを除去できている。一方、酢酸エチルは光触媒作用により除去されているため除去速度は遅いが確実に高い除去効率を達成することができている。
試験例2
繰り返し使用による影響を確認するために試験例1の操作を10回繰り返して汚染性ガス除去材の耐久性を調べた。10回目の試験におけるアンモニア及び酢酸エチルの残存率測定結果をそれぞれ図6及び図7に示した。
【0061】
繰り返し試験を実施することによりいずれも初期性能より除去速度が低下していることが判る。アンモニア性能においては比較例2の汚染性ガス除去材bの性能低下が大きい。汚染性ガス除去材bは一般に光触媒フィルターとして使用しされているものとほぼ同等の仕様であるが塩基性ガス吸着能力が不足していると考えられる。
【0062】
酢酸エチルに関しては、試験例1で良好な性能を有していた比較例1の汚染性ガス除去材aの性能低下が見られた。これは活性炭が吸着破過したことによると考えられる。また光触媒性能を有している実施例や比較例2に関しても除去速度の低下が確認された。光触媒は有機性ガスを完全酸化分解できるため半永久的に効果を持続できると思われているが、本用途では共存するアンモニアの影響(吸着や酸化生成物)によると推定される。
試験例3
実施例1の汚染性ガス除去材Aについて試験例2の繰り返し試験を実施した後に反応器から取り出して加熱再生を行った。再生温度は80℃、150℃、250℃として各2時間空気雰囲気中で実施した。各温度で再生処理したものを試験例1と同様にして性能試験を実施した結果を図8及び図9に示した。
【0063】
実施例1の汚染性ガス除去材Aは加熱再生処理を施すことによって性能が回復することが判る。半導体製造装置の空調部の廃熱を利用して汚染性ガス除去材を加熱処理することが燃料コストを低減するために好ましいが80℃の低温再生でも性能回復効果が得られることが判る。250℃で処理することによりほぼ新品に近い性能が得られることが確認された。
【0064】
【発明の効果】
本発明の汚染性ガス除去材は、ケミカルフィルタのように頻繁に交換することなく、塩基性ガスや有機性ガスを半永久的に処理することができるため半導体製造装置の維持管理費が低減されメンテナンスが容易となる。またクリーンルームの管理状態に影響されないで半導体製造装置を安定して運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の汚染性ガス除去材を半導体製造装置内に適用した一実施態様を示す半導体製造装置の構成図である。
【図2】吸着−脱離操作によりガス状汚染物質を連続的に除去する本発明の一実施態様を示した構成説明図である。
【図3】汚染性ガス除去材の性能試験装置の構成説明図である。
【図4】新品の汚染性ガス除去材を使用したときの経過時間とアンモニア残存率との関係を示すグラフである。
【図5】新品の汚染性ガス除去材を使用したときの経過時間と酢酸エチル残存率との関係を示すグラフである。
【図6】10回繰り返し使用後の汚染性ガス除去材を使用したときの経過時間とアンモニア残存率との関係を示すグラフである。
【図7】10回繰り返し使用後の汚染性ガス除去材を使用したときの経過時間と酢酸エチル残存率との関係を示すグラフである。
【図8】加熱再生した汚染性ガス除去材を使用したときの経過時間とアンモニア残存率との関係を示すグラフである。
【図9】加熱再生した汚染性ガス除去材を使用したときの経過時間と酢酸エチル残存率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 半導体製造装置
2 ウエハ処理室
3 ウエハ
4 汚染性ガス除去材
5 紫外線ランプ
6 ガス空調部
7 送風ファン
8 中性能除塵フィルタ
9 室内ガス取込口
10 ステージ
11 搬送部
12 循環ファン
13 再生用ガス加熱部
14 ヒートパイプ
15 回転ロータ
16 再生ファン
17 反応ゾーン
18 加熱再生ゾーン
19 パージライン
20 ロータ回転軸
21 回転用モーター
22 補助ヒーター
23 試験容器
24 ガスサンプリング口
25 反応器
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a contaminant gas removing material in a local space in a semiconductor manufacturing apparatus installed in a clean room and a method for removing gaseous pollutants using the same. Examples of the semiconductor manufacturing device include a resist coating device, an exposure device, a developing device, and the like. Further, it can be suitably used for a carrier box, a clean box, a stocker, a transport space, an interface, and the like. Further, the method for removing gaseous pollutants of the present invention can be applied to a clean room or a local space (mini-environment / micro-environment) in the clean room.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, air purification in a clean room for manufacturing semiconductors has mainly been carried out by removing fine particulate contaminants in the air with a HEPA filter (high-performance filter). It has been found that it is important to remove gaseous pollutants. For example, ammonia generated from the human body has a large effect on the exposure device, and it may hinder the pattern formation of a chemically amplified resist or fog the lens. It has become required. In addition, since the organic gas is degassed from the polymer parts (plasticizer, release material, antioxidant, etc.) that are the constituent materials of the clean room, the concentration of the organic gas gradually increases in the clean room where the indoor gas is circulated and used. It will be higher than the outside air. It has been confirmed that these organic gases also contaminate the wafer base material and the substrate and lower the product productivity (yield).
[0003]
The gaseous pollutants include (1) acid gas such as NOx, SOx, and HF, and (2) NH 3 And (3) organic gases (hydrocarbons), and a chemical filter is used to remove them.
[0004]
Generally, the chemical filter is arranged at an outside air inlet of a clean room to prevent gaseous pollutants in the atmosphere from entering the clean room. A chemical filter is installed in a fan filter unit installed on the ceiling of a clean room to remove gaseous pollutants in circulating air.
[0005]
If the amount of adsorption of the gaseous pollutant exceeds a certain amount, the chemical filter must be replaced usually once a year, but the chemical filter is expensive. In particular, organic gas is removed by physical adsorption of activated carbon.However, the adsorption capacity of activated carbon for organic gas is limited, and it is necessary to increase the amount of use or the frequency of replacement. Become. Generally, activated carbon or anion exchange fiber impregnated with an alkaline substance is used for the chemical filter for acidic gas, and activated carbon or cation exchange fiber impregnated with the acidic substance is used for the chemical filter for basic gas. Compared to organic gas, acidic gas and basic gas are chemically removed, so the adsorption capacity is large, but activated carbon with ion exchange fiber and chemicals is difficult to regenerate. Costs more.
[0006]
It is expected that further refinement of gaseous pollutants will be required in order to further increase the integration density of semiconductors and to form the minimum line width of integrated circuits in submicron. Therefore, local cleaning (mini-environment, micro-environment) is being studied in order to avoid an increase in product manufacturing costs. However, in local cleaning, the use of polymer materials is increased, and the generation of organic gas from these materials poses a problem.
[0007]
Therefore, by installing a chemical filter in the semiconductor manufacturing apparatus itself, it is possible to efficiently and more reliably remove gaseous pollutants. However, when the chemical filter is installed in the manufacturing apparatus, there is a problem that the life of the chemical filter is greatly affected by the management status of the clean room by the user. That is, when clean room management is sufficient, it is possible to introduce ultra-clean indoor air by introducing highly clean indoor air and further removing gaseous pollutants with a chemical filter of the manufacturing apparatus. . However, if the management of the clean room is insufficient, the degree of contamination of the indoor air is high, and the load on the chemical filter of the manufacturing apparatus increases, and if the filter is not replaced frequently, the productivity of the product may be adversely affected. Therefore, in order to use expensive chemical filters effectively, unless the countermeasures such as means for detecting the life of the chemical filters are separately implemented in the manufacturing apparatus, the apparatus can be operated economically while maintaining high productivity. I can't.
[0008]
As a method for removing an organic gas or the like in a clean room, a method using a photocatalyst has been studied. As a method of preventing contamination by an organic gas in a local space such as a clean room, a method of irradiating light by configuring a part of the local space with a photocatalyst has been proposed. A method is described in which a photocatalyst is installed in a light source and light emitted from a fluorescent lamp is used (see Patent Document 1). Further, an environment control device has been proposed in which an impurity removal filter including titanium oxide is installed in an environment chamber in which a device manufacturing apparatus is housed, and impurities are removed by photocatalysis (see Patent Document 2).
[0009]
When removing gaseous pollutants using the above-described photocatalyst, the photocatalytic reaction has a problem that the processing speed is slow. Therefore, the use of a photocatalyst together with an adsorbent such as activated carbon or zeolite has been studied. For example, when purifying gas in a clean room or a local space in the clean room, the gas is treated with a dust filter, treated with an adsorbent, and treated with a photocatalyst to remove fine particles and gaseous harmful components in the gas. A gas cleaning method in a clean room is proposed, in which activated carbon or ion exchange fiber is exemplified as an adsorbent (see Patent Document 3).
[Patent Document 1]
JP-A-9-168722
[Patent Document 2]
JP-A-11-111593
[Patent Document 3]
JP-A-10-296042
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As semiconductors become more highly integrated, a function of removing gaseous pollutants has become essential for semiconductor manufacturing equipment. For example, an exposure apparatus is sensitive to gaseous contaminants such as basic gases such as ammonia and amines and organic gases, and it is necessary to reduce these gases to 1 ppb or less in order to further reduce the line width. It is required.
[0011]
In addition, in order to obtain products of stable quality, an air conditioner is provided in the apparatus separately from the clean room, and the temperature and humidity are strictly controlled. Although gas is circulated and used in the equipment to reduce these air conditioning costs, the organic gas concentration in the circulating air may increase steadily because organic gas is degassed from polymer parts in the equipment. There is.
[0012]
Gaseous contaminants are also removed in the resist coating / developing apparatus as in the case of the above-described exposure apparatus, but ammonia and organic gas are generated in the apparatus from the chemical solution used in the developing process. It is required to take measures to prevent leakage in the clean room.
[0013]
In particular, it is expected that measures to treat organic gases other than ammonia as pollutants will be required in the future. Ammonia and acidic gas can be dealt with by using the above-mentioned chemical filter, but organic gas is mainly removed by physical adsorption of activated carbon without an effective removing means at present. Organic gas is also generated from plastics, which are polymer materials, and is generated from everywhere in a clean room. For example, it has been confirmed that organic gas off-gas is present from paints, floor coverings, sheets, panels, power cables, sealants, and packings. There is a need for a method of effectively removing these organic gases.
[0014]
The present invention has been made under such circumstances, and semi-permanently removes gaseous contaminants such as ammonia and organic gas in a local space of a semiconductor manufacturing apparatus, and is easy to maintain and manage. It is an object of the present invention to provide a contaminant gas removing material for an apparatus and a method for removing gaseous pollutants using the contaminant gas removing material.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the following invention.
(1) A pollutant gas removing material for removing gaseous pollutants by being installed in a semiconductor manufacturing apparatus, which has at least a basic gas adsorption ability and a photocatalytic action. Gas remover.
(2) The pollutant gas removing material is at least one of a binary composite oxide of titanium and silicon, a binary composite oxide of titanium and zirconium, and a ternary composite oxide of titanium, silicon and zirconium. The pollutant gas removing material according to the above (1), comprising a composite oxide.
(3) A method for removing gaseous pollutants, comprising installing the pollutant gas removing material according to (1) above in a semiconductor manufacturing apparatus to remove gaseous pollutants.
(4) The method for removing gaseous pollutants according to (3), wherein the pollutant gas removing material is repeatedly used by heating and regenerating.
(5) The heating and regeneration of the pollutant gas removing material is performed by using air heated by heat exchange with a high-temperature refrigerant of an atmospheric gas air-conditioning refrigerator in a semiconductor manufacturing apparatus. Removal method.
[0016]
The “gaseous pollutants” of the present invention include (1) acid gases such as NOx, SOx, and HF; 3 , Basic gases such as amines, and (3) organic gases (hydrocarbons) generated from polymer solvents such as paint solvents and plastics.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The contaminant gas removing material of the present invention is installed in a semiconductor manufacturing apparatus to remove gaseous pollutants, and is characterized by having at least a basic gas adsorption ability and a photocatalytic action.
[0018]
The contaminant gas removing material of the present invention has a high adsorption capacity for basic gas, can remove low-concentration gas with high efficiency, and can remove organic gas by photocatalysis. Therefore, maintenance is easy, and the semiconductor manufacturing apparatus can be continuously operated under stable conditions to reduce the maintenance cost.
[0019]
Examples of the basic gas include amines such as ammonia and trimethylamine. In particular, since ammonia is also generated from the human body, there are cases where ammonia is higher in a clean room than in outside air. Organic gases expected to be generated from the clean room include solvents such as toluene, xylene, acetone, trimethylbenzene, ethyl acetate, ethoxyethyl acetate, cyclobenzene, cyclohexane, methylcyclopentane, dioctyl phthalate, and phosphoric acid. Plasticizers such as tributyl and dioctyl adipate, antioxidants such as butylhydroxytoluene, sealing agents such as cyclic siloxane, etc. are generated from the constituent materials of the clean room. In addition, butyl acetate, methoxypropanol, ethyl lactate, hexamethyldisilazane, methoxypropyl acetate, ethoxyethyl acetate, trimethylammonium hydride, monoethanolamine, N -It is considered that methylpyrrolidone and the like are generated from the semiconductor production equipment.
[0020]
As described above, in a semiconductor manufacturing apparatus, ammonia needs to be reliably removed because it causes a chemical reaction to hinder a wafer manufacturing process or reacts with an acidic substance to form particulate contaminants. Ammonia can be treated with a photocatalyst, but the photocatalyst has a problem that the reaction speed is slow and it is difficult to obtain high treatment efficiency. For example, in a clean room, ammonia is present in the order of several tens to several hundreds of ppb, but it is assumed that it is necessary to reduce it to 1 ppb or less in a processing room in a semiconductor manufacturing apparatus if miniaturization advances. Therefore, the contaminant gas removing material as disclosed in the present invention has a basic gas adsorption ability, so that ammonia can be removed with high efficiency.
[0021]
On the other hand, it is considered that hundreds to thousands ppb of organic gas exist in the clean room. Conventionally, organic gas has been adsorbed and removed using activated carbon, but since it has a higher concentration than ammonia, it cannot be continuously processed unless a large amount of activated carbon is used. An increase in the amount of adsorbent is not preferable because it causes an increase in pressure loss and an increase in the size of the apparatus. Therefore, by processing these organic gases using a photocatalyst, it is possible to continuously process the organic gas in a compact processing unit. It is considered that the organic gas does not immediately hinder wafer production but adheres to a processing section such as a lens of a manufacturing apparatus or a wafer over a long period of time, and adversely affects the wafer. Therefore, immediate effect is not required for organic gas, and the concentration of organic gas in the enclosed space can be reliably reduced by gradually oxidizing and decomposing by the photocatalytic action of the pollutant gas removing material installed in the semiconductor manufacturing apparatus. .
[0022]
Since the contaminant gas removing material has at least the basic gas adsorbing ability and the photocatalytic action as described above, it is possible to maintain the necessary cleanliness in the semiconductor manufacturing apparatus. Furthermore, by heating and regenerating the contaminant gas removing material, the basic gas adsorption ability is restored, and at the same time, the attached matter attached to the photocatalyst is desorbed, so that the processing performance can be maintained semipermanently. .
[0023]
The contaminant gas removing material of the present invention has at least a basic gas adsorbing ability and a photocatalytic action, and can be produced, for example, by mixing materials having the following functions.
[0024]
It is known that ammonia is difficult to be physically adsorbed at a low molecular weight and is difficult to adsorb and remove with a general adsorbent such as activated carbon or zeolite having a high specific surface area. As a method of imparting basic gas adsorption ability, for example, a method of impregnating activated carbon with an acid such as sulfuric acid, phosphoric acid, or citric acid has been known. It is preferable not to use it for the next-generation semiconductor manufacturing that is being advanced. Therefore, it is preferable to include a solid acidic substance such as aluminum oxide, zinc oxide, titanium oxide, vanadium oxide, silicon oxide, or silica-alumina in the contaminant gas removing material in order to impart basic gas adsorption ability. Inorganic clay minerals such as acid clay and activated clay can also be used as the solid acidic substance. These may be used alone or in combination of two or more. Basic gases such as ammonia and amines are selectively adsorbed to the acid sites of these solid acidic substances. The basic gas adsorbed on these solid acidic substances can be desorbed by heating to recover the performance. Therefore, the contaminant gas removing material can be used semi-permanently by periodically performing the heat regeneration treatment.
[0025]
On the other hand, in order to impart a photocatalytic function to the contaminant gas removing material, a photoconductive substance such as titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, tungsten oxide, iron oxide, or strontium titanate may be contained. In particular, anatase type titanium oxide is preferable because it has high photocatalytic performance, is inexpensive, and is chemically stable. By irradiating light having energy equal to or greater than the band gap to these photoconductive materials, a photocatalytic action is exhibited. In order to obtain a high photocatalytic action, it is necessary to increase both the light irradiation area and the gas contact area, and it is preferable that the contaminant gas removing material has a layered shape in which a plurality of sheets are stacked or a honeycomb shape.
[0026]
As described above, as a material having a photocatalytic action, a compound generally known as a photocatalyst, such as titanium oxide, zinc oxide, tin oxide, tungsten oxide, iron oxide, and strontium titanate can be used. Among them, anatase type titanium oxide is preferably used. These may be used alone or as a mixture of two or more kinds, or may be used in combination with those generally used for improving photocatalysis such as platinum and silver.
[0027]
By mixing a material having the basic gas adsorption ability and a material having a photocatalytic action as described above, a contaminant gas removing material having a basic gas adsorption ability and a photocatalytic action can be obtained. In this case, a preferable compounding example is, for example, a material having the basic gas adsorption ability, preferably 20 to 60% by mass of a solid acidic substance, and a material (photosemiconductor) having a photocatalytic action of 80 to 40%. % By mass (total 100% by mass). By processing such a composition into a predetermined shape such as a honeycomb shape, the contaminant gas removing material of the present invention can be obtained.
[0028]
In addition, a physical adsorbent such as activated carbon or zeolite may be added in accordance with the contaminant gas removing material in order to provide the acid gas treating ability. Further, a physical adsorbent to which an alkali such as sodium carbonate, potassium hydroxide, potassium carbonate or the like is impregnated can also be used. Thereby, for example, acid gas removal performance can also be provided.
[0029]
Activated carbon, zeolite, and the like can be used as the material having the above-described acidic gas adsorption ability. These can be used alone or in combination of two or more. The amount of the material having the acidic gas adsorbing ability is 0 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the mixture of the material having the basic gas adsorbing ability and the material having the photocatalytic action.
[0030]
The contaminant gas removing material of the present invention can be produced by mixing a material having a basic gas adsorbing ability and a material having a photocatalytic action, or by further mixing a material having an acidic gas adsorbing ability.
[0031]
The contaminant gas removing material can be used in the form of a pellet, a honeycomb, a corrugate, a sheet, a pleat, or the like, but it is preferable to use a honeycomb having a large contact area and a low pressure loss. As a method of processing into the above-mentioned shape, it can be processed into the above-mentioned shape by a known method such as molding, wash coating, impregnation, spraying, and combing.
[0032]
Further, the pollutant gas removing material of the present invention comprises at least one of a binary composite oxide of titanium and silicon, a binary composite oxide of titanium and zirconium, and a ternary composite oxide of titanium, silicon and zirconium. It can be manufactured by using two titanium-based composite oxides and processing them into a predetermined shape.
[0033]
Since the titanium-based composite oxide has strong solid acidity, it has a very high basic gas adsorption ability and also has excellent photocatalytic performance, and is a material suitable for the present invention. Since one material has both functions, it can work without disturbing either function. For example, when the addition amount of the semiconductive substance is increased in order to enhance the photocatalytic performance, the photocatalytic performance is improved, but a trade-off relationship such that the basic gas adsorption performance is reduced can be avoided.
[0034]
Therefore, among the pollutant gas removing materials of the present invention, binary composite oxides of titanium and silicon, binary composite oxides of titanium and zirconium, and ternary composite oxides of titanium, silicon and zirconium. A pollutant gas removing material manufactured using at least one titanium-based composite oxide is preferably used.
[0035]
In order to promote the adsorption of the basic gas and the acidic gas of the pollutant gas removing material, an adsorbent generally known as an adsorbent of these gases, for example, activated carbon, alumina, zeolite and the like and the titanium-based composite oxide They may be used in combination. The use amount of these adsorbents is not particularly limited, but is usually 0 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the titanium-based composite oxide.
[0036]
The titanium-based composite oxide as described above is generally known (for example, see Japanese Patent No. 2089581), and can be manufactured by a conventionally known method. For example, methods for preparing a binary composite oxide composed of titanium and silicon include the following methods (1) to (3).
{Circle around (1)} A method in which titanium tetrachloride is mixed with silica sol, ammonia is added to form a precipitate, and the precipitate is washed, dried and then burned.
(2) A method in which an aqueous solution of sodium silicate (water glass) is added to titanium tetrachloride to form a precipitate (coprecipitate), which is washed, dried, and fired.
{Circle around (8)} A method in which tetraethyl silicate is added to a water-alcohol solution of titanium tetrachloride to form a precipitate by hydrolysis, which is washed, dried and fired.
[0037]
In each of the above methods, a binary composite oxide composed of titanium and silicon can be easily obtained by firing the coprecipitate at 300 to 650 ° C. for 1 to 10 hours. Similarly, binary or ternary composite oxides can be obtained by appropriately adjusting the molar ratio of the titanium source and the silicon source or the zirconium source. Examples of the titanium source include titanium compounds such as titanium chloride, titanium sulfate, titanium oxalate, and tetraisopropyl titanate. Examples of the silicon source include colloidal silica, water glass, and silicon compounds such as silicon tetrachloride and tetraethyl silicate. Examples of the zirconium source include zirconium chloride, zirconium sulfate and zirconium acetate. Such a titanium-based composite oxide preferably has a titanium content of 20 to 95 mol%, and more preferably 50 to 85 mol%. If the content of titanium is less than 20 mol% or more than 95 mol%, solid acidity decreases, which is not preferable. The titanium-based composite oxide thus obtained is 100 m 2 / G and a high specific surface area and excellent heat resistance, so that even if the adsorbent is repeatedly used by heat regeneration, excellent basic gas adsorption ability and photocatalytic action can be maintained.
[0038]
The contaminant gas removing material of the present invention is, for example, divided into two layers, the former layer is composed mainly of a solid acidic substance having a high basic gas adsorption ability, and the latter layer is a photocatalytic substance having a photocatalytic action. The semiconductor layer may be composed mainly of a semiconductive substance, and the basic layer may be mainly used for removing the basic gas and the rear layer may be used mainly for removing the organic gas.
[0039]
Next, a method for removing gaseous pollutants in a semiconductor manufacturing apparatus using the pollutant gas removing material of the present invention will be described below.
[0040]
A semiconductor manufacturing apparatus to which the present invention is applied includes a resist coating apparatus (coater) for forming a resist film on the surface of a semiconductor wafer, and an exposure for transferring a predetermined circuit pattern to the resist film applied on the surface of the semiconductor wafer by light irradiation. Examples include an apparatus (stepper) and a developing apparatus (developer) that applies a developing solution to the surface of the semiconductor wafer after exposure and performs a developing process.
[0041]
In these devices, the presence of a trace amount of contaminant gas becomes a problem as the microstructure is advanced, and a chemical filter is also installed in the device to remove the contaminant gas. However, conventional chemical filters have a limited adsorption capacity for contaminant gas components, and a high degree of cleanliness is maintained unless a large amount of chemical filters are installed in the equipment or the equipment is frequently shut down and replaced. I couldn't.
[0042]
By installing the above contaminant gas removing material at the indoor gas intake that sucks gas in the clean room into the device, or by installing it in the gas circulation path that circulates and uses air-conditioned gas in the device Gas in the processing chamber of the semiconductor manufacturing apparatus can be maintained at a high degree of cleanliness. Further, depending on the semiconductor manufacturing apparatus, a pollutant gas may be generated during processing. By installing the pollutant gas removing material at the outlet of the processing chamber, the gaseous pollutant is prevented from diffusing into the clean room. You can also.
[0043]
By the photocatalytic action of the pollutant gas removing material of the present invention, an organic gas which can be treated only by conventional adsorption can be completely oxidized and purified into carbon dioxide and water by a photocatalyst. As a result, the organic gas can be semi-permanently processed without the need for frequent replacement like activated carbon. Electric energy is required for light irradiation, but the purpose is to remove a few ppb of contaminant gas in a clean room, and large power consumption is not required. A low-pressure mercury lamp, a black light, a germicidal lamp, a chemical lamp, a fluorescent lamp, or the like is used as a light source to irradiate the pollutant gas removing material with light, thereby treating the pollutant gas by a photocatalytic reaction. Further, when the semiconductor manufacturing apparatus is an exposure apparatus, it is also possible to install a contaminant gas removing material at a place where light from a light source (a high-pressure mercury lamp or the like) of the exposure section is irradiated to perform processing.
[0044]
The photocatalyst acts not only on organic gases but also on inorganic gases such as ammonia, but the problem is that inorganic gases containing nitrogen compounds and sulfur compounds are oxidized by the photocatalyst to produce inorganic acids. . These inorganic acids accumulate on the surface of the photocatalyst and hinder contact with the gas, leading to a reduction in performance. For example, it is conceivable that ammonia is oxidized by a photocatalyst to partially become nitric acid. Further, the generated nitric acid and ammonia react with each other to easily generate ammonium nitrate, which is a particulate contaminant. Although the application of a photocatalyst to a clean room or a semiconductor manufacturing apparatus has already been considered, measures such as periodically taking out and washing with water or the like have been conventionally required due to the performance degradation caused by the reaction product. On the other hand, the contaminant gas removing material of the present invention mainly removes ammonia by adsorption, and can suppress the generation of inorganic acids due to the photocatalytic reaction as described above.
[0045]
In the method for removing gaseous pollutants using the pollutant gas removing material according to the present invention, the pollutant gas removing material can be repeatedly used by heating and regenerating. Although the basic gas adsorption capacity of the contaminant gas removing material gradually decreases with use, the basic gas adsorbed by regular heat treatment is desorbed and thus regenerated. As a result, the basic gas adsorption capacity of the contaminant gas removing material recovers its performance, so that it does not need to be replaced frequently like a conventional chemical filter, and is excellent in economy and maintenance.
[0046]
By using a multi-tower or rotary rotor type contaminant gas removing material, the semiconductor manufacturing apparatus can be continuously operated without stopping while periodically heating and regenerating the basic gas adsorption capacity. The multi-tower system has two or more reaction towers filled with a contaminant gas removing material with basic gas adsorption capacity, and alternates between adsorption and regeneration by automatically switching the line with an automatic valve in conjunction with a timer. repeat. In the rotary rotor type, adsorption and regeneration can be continuously performed by rotating a disk-shaped rotor filled with a pollutant gas removing material and sequentially passing through an adsorption zone, a heating zone, and a cooling zone. A regenerative fan was installed in the semiconductor manufacturing equipment to suck indoor air in the clean room, heat the gas temperature to a predetermined temperature using an electric heater or the like, pass through the contaminant gas removing material, and adsorb the gas. The contaminant gas removing material is regenerated by desorbing gas and the like.
[0047]
The regenerating temperature of the contaminant gas removing material is from 60 to 250 ° C, more preferably from 100 to 200 ° C. As the means for heating and regenerating the contaminant gas removing material, an electric heater can be used to heat the air or the adsorbent. When the regeneration temperature is 60 ° C. or lower, the contaminant gas removing material cannot be sufficiently regenerated. When nitric acid or ammonium nitrate adheres, it is preferable to regenerate at 200 ° C. or higher. When the regeneration temperature exceeds 250 ° C., a large amount of heat energy is required for heating the gas, which is not preferable. The contaminant gas adsorbed on the contaminant gas removal material is desorbed by the heat treatment, but the gaseous contaminants to be treated are extremely low on the order of ppb. It may be discharged. The desorption concentration can be adjusted to a low value by slowing the heating speed of the heat regeneration. When the concentration of the desorbed gaseous pollutants is expected to be high, the detoxification treatment may be performed by catalytic combustion using a platinum-based catalyst or the like.
[0048]
When the basic gas adsorption treatment and the photocatalyst treatment are simultaneously performed, in any of the multi-tower type and the rotary rotor type, the contaminant gas removing material may be irradiated with light during the adsorption step. Thereby, the adsorption of the basic gas and the removal of the organic gas by the photocatalyst can be performed simultaneously.
[0049]
After removing gaseous contaminants such as basic gas and organic gas by the contaminant gas removing material in this manner, a gas whose temperature and humidity are controlled by an air conditioner attached to the semiconductor device becomes a semiconductor manufacturing device. Is introduced into the processing room. Further, a dust filter may be provided in front of the processing chamber of the semiconductor manufacturing apparatus in order to remove particulate contaminants in addition to gaseous contaminants. The dust filter can be provided between the contaminant gas removing material and the air conditioning means or at a stage subsequent to the air conditioning means. As the dust filter, a medium-performance dust filter, a HEPA filter, a ULPA filter, an electrostatic filter, or the like can be used.
[0050]
Further, in the method for removing gaseous pollutants of the semiconductor manufacturing apparatus of the present invention, when the contaminant gas removing material is heated and regenerated, the waste heat of the high-temperature refrigerant in the air conditioning means installed in the semiconductor manufacturing apparatus as described above is used. It is more preferred to utilize. Air can be heated by a heat exchanger using waste heat of a compression-type high-temperature refrigerant, and the contaminated gas removing material can be heated and regenerated using the heated air. In addition to using the waste heat of the high-temperature refrigerant, the regeneration air may be heated using an auxiliary electric heater.
[0051]
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 illustrates an example of an exposure apparatus of a semiconductor manufacturing apparatus installed in a clean room. However, the method of removing gaseous contaminants of the present invention is similarly applied to a device manufacturing apparatus such as a resist coating apparatus and a developing apparatus. Can be applied.
[0052]
In the semiconductor manufacturing apparatus shown in FIG. 1, when the wafer 3 is placed on the stage 10 and is carried into the processing chamber 2 of the semiconductor manufacturing apparatus 1 by the transfer unit 11, and after being subjected to exposure processing, is carried out of the apparatus by the transfer unit 11. At the same time, it is introduced into the next wafer processing chamber.
[0053]
As shown in the figure, a semi-enclosed space is formed in the semiconductor manufacturing apparatus similarly to a clean room, and removal of gaseous pollutants and air conditioning control are performed. The air in the clean room enters the semiconductor manufacturing apparatus 1 from the indoor gas inlet 9 by the blower fan 7 and is introduced into the contaminant gas removing material 4. Light is irradiated by the ultraviolet lamp 5 and the pollutant gas removing material 4 exhibits a photocatalytic action. The pollutant gas removing material 4 removes gaseous pollutants such as basic gas and organic gas. The gas from which the gaseous pollutants have been removed is introduced into the air conditioner 6, where the temperature and humidity are monitored by a sensor, and the temperature is increased or decreased to a predetermined gas temperature, and the humidity is also humidified or dehumidified. The gas subjected to the gas control processing in this manner is introduced into the processing chamber 2 via the medium-performance dust filter 8. The gas in the processing chamber 2 is returned to the system by the circulation fan 12 and reused.
[0054]
The structure is such that the high-temperature refrigerant of the refrigerator built in the air conditioner 6 is passed through the heat pipe 14 arranged in the regeneration gas heating unit 13 to regenerate the pollutant gas removing material 4 using waste heat. I have. Although not shown in the figure, gas desorbed by heating and regeneration is purged to the outside of the room.
[0055]
FIG. 2 shows a detailed structural example when the contaminant gas removing material 4 is installed by a rotary rotor type. The contaminant gas removing material is filled in a disk-shaped rotating rotor 15. The rotating rotor 15 is divided into three zones, a reaction zone, a heating / regenerating zone, and a cooling zone, and is rotated by driving a rotor rotating shaft 20 by driving a rotating motor 21. As a result, the zones are sequentially switched, and the reaction and regeneration cycle are continuously repeated. The temperature and humidity of the process gas flowing from the reaction zone 17 are controlled by the gas air conditioning unit 6 after the gaseous pollutants such as ammonia and organic gas are removed by the basic gas adsorption ability of the pollutant gas removing material and the photocatalytic action. And sent to the processing chamber. In FIG. 2, the ultraviolet lamp irradiates light from both sides of the rotating rotor 15 to promote a photocatalytic reaction.
[0056]
On the other hand, the regeneration air sucked from the room by the regeneration fan 16 is heated to a predetermined temperature by the regeneration gas heating unit 13 and regenerates the contaminant gas removing material in the heating regeneration zone 18. When heating the regeneration air, the excess heat of the high-temperature refrigerant of the compression refrigerator of the air conditioning unit is used for the heat pipe 14 of the regeneration gas heating unit 13. In the figure, the gas temperature can be further increased by installing the auxiliary heater 22. The gas desorbed from the contaminant gas removing material by the heat regeneration is discharged from the purge line 19 to the outside of the room. Although not shown in the figure, the contaminated gas removing material that has been heated and regenerated is cooled by the passing gas in the cooling zone before moving to the reaction zone.
[0057]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to only these examples.
Example 1
100 parts by mass of activated clay with basic gas adsorption capacity (specific surface area 200 m 2 / G) and titanium oxide having photocatalytic action (anatase type, specific surface area 250 m 2 / G) 100 parts by mass were added to an appropriate amount of water, kneaded sufficiently with a kneader, and a uniform mixture was extruded and formed into a honeycomb shape. The thus obtained honeycomb was dried and fired in an air atmosphere at 500 ° C. for 2 hours to obtain a contaminant gas removing material A (aperture 2.1 mm, wall thickness 0.4 mm).
Example 2
A binary composite oxide composed of titanium and silicon was prepared by the following method. A solution (a) was obtained by adding 280 L of 25% ammonia water and 400 L of water to 24 kg of silica sol (NSC-30, manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.). Next, 153 L of an aqueous solution of titanyl sulfate in sulfuric acid (TiO 2) 2 (Concentration: 250 g / L, total sulfuric acid concentration: 1100 g / L) was diluted with 300 L of water to obtain a solution (b). Next, the solution (a) was gradually dropped into the solution (b) while stirring to form a coprecipitated gel, and the solution was allowed to stand for 15 hours. The obtained gel was filtered, washed with water, dried at 200 ° C. for 10 hours, and calcined at 550 ° C. for 6 hours to obtain a binary composite oxide composed of titanium and silicon. This binary composite oxide has a Ti / Si (molar ratio) of 80/20 and a specific surface area of 160 m. 2 / G.
[0058]
The powder thus obtained has a basic gas adsorption capacity and a photocatalytic action. The powder is extruded and dried and fired in the same manner as in Example 1 to obtain a contaminant gas removing material B. Got.
Comparative Example 1
In Example 1, powdered activated carbon (steam activated carbon, specific surface area 1000 m) was used instead of titanium oxide. 2 / G) was extruded into a honeycomb shape in the same manner as in Example 1 except for using / g). After drying, the molded product was fired at 400 ° C. for 2 hours in a nitrogen atmosphere to obtain a pollutant gas removing material a.
Comparative Example 2
90 parts of alumina-silica fiber, 10 parts of glass fiber, 10 parts of pulp and 5 parts of polyvinyl alcohol are dispersed in water and then made into a paper. Obtained. 100 parts of titanium oxide, 30 parts of silica sol (20% solid content), 15 parts of acetic acid and 100 parts of water used in Example 1 were wet-pulverized to obtain a slurry. Then, it was dried by ventilation with hot air at 120 ° C., and calcined in an air atmosphere at 400 ° C. for 2 hours to remove organic substances, thereby obtaining a contaminant gas removing material b having a surface coated with titanium oxide. The amount of titanium oxide per unit volume was 50 g / L.
Test example 1
The performance of the contaminant gas removing material was confirmed using the test device shown in FIG. The volume of the test container 23 is 1 m 3 A reactor 25 comprising a contaminant gas removing material 4, an ultraviolet lamp 5, and a blowing fan 7 is provided. The pollutant gas removing material 4 has a size of 150 mm in length, 150 mm in width, and 30 mm in thickness. The ultraviolet lamp 5 is provided with two black lights 6 W, and the air volume of the blowing fan 7 is 5 m. 3 / Hr. As the gaseous pollutants, ammonia as a basic gas and ethyl acetate as an organic gas were selected as targets in a semiconductor manufacturing apparatus, and a two-component coexisting system was used. The test was carried out by accelerating the concentration (about 1000 times) so that the initial gas concentration in the test container was 10 ppm for ammonia and 100 ppm for ethyl acetate.
[0059]
The contaminant gas removing materials obtained in the examples and comparative examples were placed in the reactor 25 and the test container 23 was sealed, and then each gas was injected from the gas sampling port 24 so as to have the above gas concentration. The reactor was operated to measure the decay of gas concentration in the closed vessel over time. The results of measuring the residual ratio of ammonia and ethyl acetate are shown in FIGS. 4 and 5, respectively.
[0060]
It can be seen that both of the new performances have good performance with respect to ammonia and ethyl acetate. The contaminant gas removing material of the embodiment can remove ammonia at a high speed due to the basic gas adsorption ability. On the other hand, since ethyl acetate is removed by photocatalysis, the removal rate is low, but high removal efficiency can be surely achieved.
Test example 2
The operation of Test Example 1 was repeated 10 times to check the durability of the contaminant gas removing material in order to confirm the effect of repeated use. The measurement results of the residual ratio of ammonia and ethyl acetate in the tenth test are shown in FIGS. 6 and 7, respectively.
[0061]
It can be seen that the removal rate is lower than the initial performance in any of the repeated tests. In the ammonia performance, the performance of the contaminant gas removing material b of Comparative Example 2 is greatly reduced. The contaminant gas removing material b has almost the same specifications as those generally used as a photocatalytic filter, but it is considered that the basic gas adsorbing ability is insufficient.
[0062]
Regarding ethyl acetate, the performance of the contaminant gas removing material a of Comparative Example 1, which had good performance in Test Example 1, was reduced. This is thought to be due to adsorption breakthrough of activated carbon. Also, in Examples having the photocatalytic performance and Comparative Example 2, a decrease in the removal rate was confirmed. The photocatalyst is considered to be able to maintain the effect semipermanently because it can completely oxidatively decompose the organic gas. However, in this application, it is presumed that the effect is caused by the coexisting ammonia (adsorption and oxidation products).
Test example 3
After the repetitive test of Test Example 2 was performed on the contaminant gas removing material A of Example 1, the contaminant gas removing material A was taken out of the reactor and subjected to heat regeneration. The regeneration was performed at 80 ° C., 150 ° C., and 250 ° C. for 2 hours in an air atmosphere. The results of performing a performance test in the same manner as in Test Example 1 for those subjected to the regeneration treatment at each temperature are shown in FIGS. 8 and 9.
[0063]
It can be seen that the contaminant gas removing material A of Example 1 recovers its performance by performing the heat regeneration treatment. It is preferable to heat-treat the pollutant gas removing material using the waste heat of the air conditioning unit of the semiconductor manufacturing apparatus in order to reduce the fuel cost. However, it can be seen that the performance recovery effect can be obtained even at a low temperature of 80 ° C. It was confirmed that by performing the treatment at 250 ° C., a performance almost similar to that of a new product was obtained.
[0064]
【The invention's effect】
The contaminant gas removing material of the present invention can semi-permanently process a basic gas or an organic gas without frequently changing it like a chemical filter, so that the maintenance cost of the semiconductor manufacturing equipment is reduced and the maintenance is reduced. Becomes easier. Further, the semiconductor manufacturing apparatus can be stably operated without being affected by the management state of the clean room.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram of a semiconductor manufacturing apparatus showing one embodiment in which a pollutant gas removing material of the present invention is applied to a semiconductor manufacturing apparatus.
FIG. 2 is a configuration explanatory view showing one embodiment of the present invention for continuously removing gaseous pollutants by an adsorption-desorption operation.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a configuration of a performance test device for a pollutant gas removing material.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an elapsed time and a residual ammonia rate when a new contaminant gas removing material is used.
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the elapsed time and the residual ratio of ethyl acetate when a new contaminant gas removing material is used.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the elapsed time and the residual ammonia ratio when the contaminant gas removing material after repeated use 10 times is used.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the elapsed time and the residual ratio of ethyl acetate when the contaminant gas removing material after repeated use 10 times is used.
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the elapsed time and the residual ammonia rate when a heat-regenerated contaminant gas removing material is used.
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the elapsed time and the residual ratio of ethyl acetate when a heat-regenerated contaminant gas removing material is used.
[Explanation of symbols]
1 Semiconductor manufacturing equipment
2 Wafer processing chamber
3 wafer
4 Pollutant gas removal material
5 UV lamp
6 gas air conditioning unit
7 blower fan
8 Medium performance dust filter
9 Indoor gas intake
10 stages
11 Transport unit
12 Circulation fan
13 Regeneration gas heating unit
14 Heat pipe
15 Rotating rotor
16 Reproduction fans
17 Reaction zone
18 Heating regeneration zone
19 Purge line
20 Rotor shaft
21 Rotation motor
22 Auxiliary heater
23 Test container
24 Gas sampling port
25 reactor

Claims (5)

半導体製造装置内に設置してガス状汚染物質を除去するための汚染性ガス除去材であって、少なくとも塩基性ガス吸着能力と光触媒作用とを有していることを特徴とする汚染性ガス除去材。A pollutant gas remover for removing gaseous pollutants installed in a semiconductor manufacturing apparatus, wherein the pollutant gas remover has at least a basic gas adsorption ability and a photocatalytic action. Wood. 汚染性ガス除去材がチタン及びケイ素の二元系複合酸化物、チタン及びジルコニウムの二元系複合酸化物、並びにチタン、ケイ素及びジルコニウムの三元系複合酸化物の少なくとも一つのチタン系複合酸化物を含有している請求項1記載の汚染性ガス除去材。Titanium and silicon binary oxides, titanium and zirconium binary oxides, and at least one titanium, silicon and zirconium ternary composite oxide as a pollutant gas removing material The contaminant gas removing material according to claim 1, comprising: 請求項1記載の汚染性ガス除去材を半導体製造装置内に設置してガス状汚染物質を除去することを特徴とするガス状汚染物質の除去方法。A method for removing gaseous pollutants, comprising: installing the pollutant gas removing material according to claim 1 in a semiconductor manufacturing apparatus to remove gaseous pollutants. 汚染性ガス除去材を加熱・再生することにより繰り返し使用する請求項3記載のガス状汚染物質の除去方法。The method for removing gaseous pollutants according to claim 3, wherein the pollutant gas removing material is repeatedly used by heating and regenerating. 汚染性ガス除去材の加熱・再生を、半導体製造装置の雰囲気ガス空調用冷凍機の高温冷媒との熱交換により加熱した空気を用いて行う請求項4記載の汚染性ガスの除去方法。5. The method for removing a pollutant gas according to claim 4, wherein the heating and the regeneration of the pollutant gas removing material are performed using air heated by heat exchange with a high-temperature refrigerant of an atmospheric gas air-conditioning refrigerator of a semiconductor manufacturing apparatus.
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