JP3156452B2 - クリーンエアー供給装置と供給方法 - Google Patents
クリーンエアー供給装置と供給方法Info
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Description
空気を供給する装置構成とクリーンエアー供給方法に関
する。
報処理装置の主体を構成する半導体集積回路は大容量化
が進んでLSIやVLSIが実用化されているが、更に
大容量化が進んでULSIの開発が進められている。こ
ゝで、大容量化は主として単位素子の小形化により行な
われていることから導体線路や電極などのパターン幅は
大幅に縮小してきており、例えば64MビットD−RAM
の最小線幅は0.3 μmと微細化しており、今後更に縮小
する傾向にある。
どの単体半導体或いはガリウム・砒素(GaAs)などの化合
物半導体よりなる基板(ウエハ) に薄膜形成技術,写真
蝕刻技術(フォトリソグラフィ),不純物元素注入技術
などを使用して製造されているが、パターンが微細とな
り、また回路素子の特性が外部環境に敏感に影響するこ
とから、主要な作業は清浄な空気が供給され、一定の温
度と湿度に保持されているクリーンルーム内で行なわれ
ている。
ーンルームの清浄度はクラス10以下(粒径0.3 μm の塵
埃が1立方フィート中に10個以内) で管理されている所
が多く、空気はフィルタを通して塵埃を除去した後、一
定の温度と湿度を保ってクリーンルームに供給されてい
る。
b-halfmicron) のような微細なパターンを形成している
工程においては、高い製造歩留りを確保するためにパタ
ーン・ルールの1/10以上の塵埃の存在は許されない。す
なわち、0.3 μm 幅の配線パターンを形成する場合に許
される粒子の大きさは0.03μm (300Å) 以下である。そ
のため、各種のフィルタを用いて微粒子の除去が行なわ
れている。然し、フィルタの捕集口径が小さくなるのに
比例して圧力損失が増すことから、空調用フアンの負荷
が大きくなっており、また、フィルタの交換頻度も増加
している。
を伴うような作業をしている場合は、そのまゝ全部の空
気をクリーンルーム外に排気しているのが一般である
が、多くの場合は経済的な見地からクリーンルームから
の排気の一部をフィルタを通して濾過した後、外部から
新鮮な空気を加えて再使用する場合が多い。
る各種の作業の内、写真蝕刻技術や気相成長による薄膜
形成技術(略称CVD)には各種の化学薬品を使用して
いるが、この化学薬品の蒸気や反応生成物の蒸気が排気
ダクトから完全に排気されず、一部がフィルタを通った
後、再びクリーンルームに循環している場合があり、問
題を生じている。これに対しては活性炭などの吸着剤を
使用して吸着する処理が行なわれているが、充分な効果
を上げていない。
に従ってフィルタの捕集口径(目)が細かくなり、空調
用ファンの負荷が増大してきている。また、循環するク
リーンエアーの中に有害なガスや反応生成物の蒸気が含
まれている場合があり、活性炭などの吸着材によっても
完全には除去されていないのが問題で、これらの解決が
課題である。
ーム内に清浄な空気を供給する装置が、外部より供給し
た空気流に複数のノズルから純水を噴霧してミスト
(霧,Mist)を作る手段と、このミストに複数のノズルよ
り液体空気を噴霧してミスト中に存在する水分を凍結さ
せる手段と、ミストをエリミネータを通して凍結した微
細粒の氷を除去する手段と、液体窒素が流れる冷却用配
管と加温した窒素ガスが流れる再生用配管とが微細間隔
を隔てゝ交互に複数個配列しており、随時配管中を流れ
る媒体を切り換え得る配管列に空気流を供給して残留す
る水分を除去する手段と、この空気流を所定の温湿度に
調整して後、クリーンルームに供給する手段と、を含む
クリーンエアー供給装置の使用により解決することがで
きる。
として、従来はフィルタの網の目(Mesh) を細かくする
と云う物理的な方法で塵埃を除き、また、混入してくる
蒸気圧の高い薬品や有害ガスについては吸着剤で除去す
る方法が使用されているのに対し、本発明は純水からな
るミストを加えて空気中に含まれている微細な塵埃を吸
着させると共に、蒸気圧の高い水溶性のガスを溶解させ
た後、このミストを凍結させ、微細な氷を除去する方法
をとることにより清浄な乾燥空気を得るものである。
細な塵埃や作業中の摩擦などで生ずるパーティクル(Pa
rticle)の除去のみが問題になっていたが、最近ではこ
れと共に工場環境中に含まれるガスや製造工程から混入
してくるガスの除去が問題となっている。
素(SiO2)や窒化硅素(Si3N4)の薄膜を形成するのにモ
ノシラン(SiH4)が一般的に使用されており、また、半導
体層の形成にアルシン(AsH3)やジボラン(B2H6)などが使
用されている。また、MOCVD工程においてはヘキサ
メチルジシラザン(略称HMDS),ターシャリブチルア
ルシン( 略称TBA),ターシャリブチルフォスフイン
( 略称TBP)などが一般に使用されている。
グ剤として頻繁に使用されているが、このHF蒸気は空気
に混入してフィルタを構成するガラスフィルタに当たる
と、その硼酸(B2O3)成分と反応して弗化硼素(BF3) を生
じてクリーンルーム内に放出される危険性が指摘されて
おり、また、大気中には微量ながらアンモニア(NH3)や
硫化水素(H2S)などの有害ガスが含まれている。これら
のことから、半導体集積回路を高い収率で得るためには
塵埃などのパーティクルと共に有害ガスの除去が必要と
なっている。
り捕獲され易く、また、集積回路の製造工程で有害なガ
スやCVD反応に使用されるガスは何れも水に溶け易い
ことに着目した。
の処理工程より成り立っている。 第1段階で送風機(ファン,Fan)によりクリーンル
ームに送られてきた空気に対して純水の噴霧を行なって
ミストを作り、塵埃などのパーティクルを吸着すると同
時に水溶性のガスを溶解させる。 第2段階で液体空気を噴霧してミストを氷結させ、
エリミネータ(Eliminator)で殆どの氷を取り除く。 第3の段階で液体窒素(N2) が流れている複数のパ
イプの間を通過させ、第2段階で取り除けなかったミス
トをパイプ上に凝縮させて除去し、乾燥空気とする。
すると、液体空気の沸点はー194.2℃であることから第
1段階で形成したミストは容易に氷結してエリミネータ
に付着して目詰まりを生ずる。これを防ぐためエリミネ
ータとしてはヒータを内蔵してあるものを使用して付着
した氷は液化するようにし、また、エリミネータの下に
はヒータを内蔵する排水皿(Drain-pan) を設けておき、
滴下してきた水を排水することが必要である。
イプの上には第2の段階で取りきれなかったミストが氷
結するので、これを除去する必要があり、そのため、二
組のパイプ列を準備し、必要に応じて液体N2の流れるパ
イプを変えるようにしておくと氷の成長により空気の流
路が閉塞するのを防ぐことができる。次に、このように
して形成した高純の乾燥空気を温湿度調節器を通して必
要とする温度と湿度とを与えて後、クリーンルームに供
給するものである。
って、第1の送風機1により取り込んだ空気はフィルタ
2により塵埃を除き、クリーンエアー供給装置3に送入
した。こゝで、クリーンエアー供給装置3は純水噴霧部
4,第1段冷却部5,第2段冷却部9の三つの領域から
成り立っており、空気は順次に各領域を通過するよう構
成されている。
イプより純水を噴霧するよう構成されており、この領域
で発生するミストにより塵埃は吸着され、また、水溶性
のガスは溶解する。次に、第1段冷却部は液体空気の噴
霧部6とエリミネータ7と液化した水を溜めて排水する
排水皿(Drain-pan)8とから構成されており、液体空気
の噴霧部6から噴霧する液体空気によってミストは直ち
に凍結して微細な霧氷となり浮遊した後、エリミネータ
7に析出する。
んだ銅(Cu) 製の網で形成してあり、加熱により液化し
た水は排水皿8で受け、そのまゝ装置外に排出される。
次に、第2段冷却部9は冷却用配管11と再生用配管12と
が交互に複数個配列して随時に切り換え得るよう構成さ
れており、この下に排水皿13を置く、そして、当初冷却
用配管11には液体N2を、また、再生用配管12には40℃に
加熱したN2ガスを流しておき、第1段冷却部5のエリミ
ネータ7で捕獲できなかった霧氷を冷却用配管11で捕獲
するが、この配管11の表面に氷が蓄積して空気流路が狭
まるとパイプの切り換えを行い、再生用配管12に液体N2
を流し、冷却用配管11にN2ガスを流すことにより液化さ
せ、排水皿13で受けて装置外に除く。
燥空気を得ることができたが、この空気は次に温湿度調
節器15に送り、この例の場合は24℃, 40%RHにし、高性
能フィルタ(HEPAフィルタ)18を通してクリーンル
ーム16に供給する。なお、クリーンルーム16から排出さ
れた空気の一部は第2の送風機17で加圧し、クリーンエ
アー供給装置3へ再循環させる。
同時に除くことが可能となった。また、半導体集積回路
の品質を向上することができ、捕集口径の小さなフィル
タを使用する場合に較べて送風機の圧力損失が減るため
省電力化でき、また、フィルタの交換回数を減らすこと
ができた。
図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 クリーンルーム内に清浄な空気を供給す
る装置が、外部より供給した空気流に複数のノズルから
純水を噴霧してミストを作る手段と、該ミストに複数の
ノズルより液体空気を噴霧して前記ミスト中に存在する
水分を凍結させる手段と、該ミストをエリミネータを通
して凍結した微細粒の氷を除去する手段と、液体窒素が
流れる冷却用配管と加温した窒素ガスが流れる再生用配
管とが微細間隔を隔てゝ交互に複数個配列しており、随
時配管中を流れる媒体を切り換え得る配管列に前記空気
流を供給して残留する水分を除去する手段と、該空気流
を所定の温湿度に調整してクリーンルームに供給する手
段と、を含むことを特徴とするクリーンエアー供給装
置。 - 【請求項2】 外部からクリーンルームに取り入れた空
気流に純水を噴霧してミストを作り、次いで該ミストに
液体空気を噴霧して凍結させ、次いで、微細な氷を含む
空気流をエリミネータおよび冷却配管の間隙中を通過さ
せることにより氷を除去して乾燥空気とし、次いで、該
乾燥空気に温湿度調節を行なってクリーンルームに供給
することを特徴とするクリーンエアー供給方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP18053593A JP3156452B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | クリーンエアー供給装置と供給方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP18053593A JP3156452B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | クリーンエアー供給装置と供給方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH0735368A JPH0735368A (ja) | 1995-02-07 |
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Family
ID=16084969
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP18053593A Expired - Lifetime JP3156452B2 (ja) | 1993-07-22 | 1993-07-22 | クリーンエアー供給装置と供給方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3156452B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20140048131A (ko) * | 2011-05-11 | 2014-04-23 | 가와사키 쥬코교 가부시키가이샤 | 습식 배기 가스 정화 장치 |
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-
1993
- 1993-07-22 JP JP18053593A patent/JP3156452B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
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