JPH1061989A - Super-high purity gas feeding equipment - Google Patents
Super-high purity gas feeding equipmentInfo
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- JPH1061989A JPH1061989A JP8217463A JP21746396A JPH1061989A JP H1061989 A JPH1061989 A JP H1061989A JP 8217463 A JP8217463 A JP 8217463A JP 21746396 A JP21746396 A JP 21746396A JP H1061989 A JPH1061989 A JP H1061989A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体産業等で広
く使用される超高純度気体供給設備に関し、より詳細に
は複数の半導体製造装置にイオン除去、及び温湿度調整
した超高純度気体を供給する超高純度気体供給設備に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrahigh-purity gas supply facility widely used in the semiconductor industry and the like, and more particularly, to an ultrahigh-purity gas whose ions have been removed and temperature and humidity adjusted in a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses. It relates to an ultra-high-purity gas supply facility for supplying.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体産業における化学汚染物の除去を
目的としたフィルタ設備は、現状では評価段階であり、
常用されるまでになっていないのが実情である。特にク
リーンルーム全体の化学汚染物質を完全に除去するに
は、物理フィルタであるＨＥＰＡフィルタに、同様のプ
リーツ型ユニットの化学フィルタを積層するか、あるい
は内調用の空気調和機の吐出側か吸入側に化学フィルタ
を設けざるを得ない。一方、化学汚染物質を除去した純
度の高い気体を供給する必要がある半導体製造装置、例
えばステッパーのサーマルチャンバーなどには、上述の
プリーツ型ユニットの化学フィルタあるいは薬品添着し
た繊維活性炭の成型品からなるコルゲート型のフィルタ
が、ＨＥＰＡフィルタを組み合わせて取り付けられてい
る。2. Description of the Related Art Filter equipment for the purpose of removing chemical contaminants in the semiconductor industry is currently under evaluation.
The fact is that it has not been used regularly. In particular, to completely remove chemical contaminants from the entire clean room, a chemical filter of a similar pleated unit is laminated on a HEPA filter, which is a physical filter, or on the discharge or suction side of an air conditioner for internal conditioning. A chemical filter must be provided. On the other hand, a semiconductor manufacturing apparatus which needs to supply a high-purity gas from which chemical contaminants have been removed, for example, a thermal chamber of a stepper or the like, is made of a chemical filter of the above-described pleated type unit or a molded article of fiber-activated carbon impregnated with a chemical. A corrugated filter is mounted in combination with a HEPA filter.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術では、クリーンルーム全体について化学汚染物
質を完全除去すること、即ち次世代に要求されるような
超高純度の気体（空気）を得ること（除去率として９
９．９％以上が必要）は不可能に近く、技術的に達成で
きる除去率は９５％程度である。つまり、上述のクリー
ンルームのＨＥＰＡフィルタに積層して化学フィルタを
配置する方法では、イオン交換繊維体の加工濾材を使用
したとしても、プリーツ型では濾布厚さに限界があるた
め、２〜４ｍｍ程度の極めて薄いものとなり除去能力が
低いので超高純度の理想気体を得ることはできない。そ
して、化学フィルタのユニットの数量が膨大な量となる
ため、設備費的にも実施不可能である。また、濾布厚さ
を厚して積層すると、同時に圧力損失の増大を招き、ク
リーンルーム循環系の膨大な風量のため、技術的にも対
応が不可能である。However, in the above-mentioned prior art, it is necessary to completely remove chemical contaminants from the entire clean room, that is, to obtain ultra-high purity gas (air) required for the next generation ( 9 as removal rate
9.9% or more) is almost impossible and the technically achievable removal rate is about 95%. In other words, in the above-described method in which the chemical filter is arranged by laminating on the HEPA filter in the clean room, even if the processed filter material of the ion-exchange fiber is used, the thickness of the filter cloth is limited in the pleated type. Therefore, it is not possible to obtain an ultra-high-purity ideal gas because of its extremely thin and low removal ability. Further, since the number of units of the chemical filter becomes enormous, it is impossible to implement it in terms of equipment cost. Further, when the filter cloth is laminated with a large thickness, the pressure loss is increased at the same time, and it is technically impossible to cope with the enormous air volume of the clean room circulation system.
【０００４】更に、プリーツ型のユニットフィルタは、
例えばイオン交換繊維材料を使用してあっても、構造的
に再生不可能なため消耗品であり、その寿命は現状のク
リーンルームの化学汚染物質の量からすると最大１ヶ年
程度であるために、取換に必要なフィルタユニット及び
取付に要する人件費から、維持管理費も膨大な金額にな
る。従って、クリーンルーム全体を次世代に要求される
ような超高純度に維持することは現実には不可能であ
る。Further, a pleated unit filter is
For example, even if ion exchange fiber material is used, it is a consumable because it cannot be structurally regenerated, and its life is up to about one year in view of the current amount of clean room chemical pollutants. The maintenance cost is also enormous due to the filter unit required for replacement and the labor cost required for installation. Therefore, it is actually impossible to maintain the entire clean room at the ultra-high purity required for the next generation.
【０００５】一方、半導体製造装置に取付られた、コル
ゲート型フィルタあるいはプリーツ型フィルタについて
も、上述と同様に限られたスペースに取付けを余儀なく
されるため、除去能力が低く除去率は最大９５％程度で
ある。仮に、化学フィルタを大型化して除去能力を高め
ようとすると、その圧損のためファン等が必要になり、
装置が大型化すると共に振動が生じ、半導体の製造に支
障をきたす。また、半導体製造装置には温湿度を厳密に
調整した気体を供給する必要があるが、個々の半導体製
造装置に専用の空気調和機を設置することは、設置スペ
ースの他、技術的にも経済的にも問題がある。さらにフ
ィルタの寿命は３ヶ月程度しかもたない場合もあり、フ
ィルタを交換する際に、半導体製造装置を停止する必要
が生じ、停止しない場合には、交換時に化学汚染物質の
高い濃度の空気が導入されることになる。上述のよう
に、現状の化学汚染物質の除去を目的とした化学フィル
タは、数多くの課題を有する反面、半導体の集積度は急
速に向上しており、気体の純度は極めて高いものが要求
される段階にある。On the other hand, the corrugated filter or the pleated filter attached to the semiconductor manufacturing apparatus is also required to be installed in a limited space as described above, so that the removing ability is low and the removing rate is about 95% at the maximum. It is. If the size of the chemical filter is increased to increase the removal capacity, a fan or the like is required due to the pressure loss.
As the size of the device increases, vibrations occur, which hinders semiconductor manufacturing. In addition, it is necessary to supply a gas whose temperature and humidity are strictly adjusted to semiconductor manufacturing equipment. However, installing a dedicated air conditioner in each semiconductor manufacturing equipment is economically economical in addition to installation space. There is also a problem. In addition, the life of the filter may be as short as about three months. When replacing the filter, it is necessary to stop the semiconductor manufacturing equipment. If the filter is not stopped, air having a high concentration of chemical contaminants is introduced at the time of replacement. Will be done. As described above, the current chemical filter for the purpose of removing chemical contaminants has many problems, but the degree of integration of semiconductors is rapidly improving, and extremely high gas purity is required. At the stage.
【０００６】従って、本発明の目的は、このような現状
に鑑み、次世代の半導体製造装置に対応すべく、温湿度
が厳格に制御された超高純度気体が技術的に安定して供
給でき、しかも安価な維持管理費にて運転可能な超高純
度気体供給設備を提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide an ultra-high-purity gas whose temperature and humidity are strictly controlled in a technically stable manner in order to cope with a next-generation semiconductor manufacturing apparatus in view of the current situation. Another object of the present invention is to provide an ultra-high-purity gas supply facility that can be operated at a low maintenance cost.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明の特徴構成は、クリーンルームに対して、その
内部の気体を導入して温湿度を調整する空気調和機と、
その空気調和機から前記クリーンルーム内へ導入される
気体を除塵する物理フィルタとを備えた微粒子除去経路
を設けてある超高純度気体供給設備において、前記微粒
子除去経路とは別に、前記クリーンルーム内の気体を導
入してその気体中のイオンを除去する化学フィルタと、
イオン除去された気体の温湿度を調整して、その気体を
前記クリーンルーム内の複数の半導体製造装置に個別に
供給する空気調和機とを備えたイオン除去経路を設けて
ある点にある。あるいは、前記微粒子除去経路とは別
に、外気を導入して除塵する物理フィルタと、その除塵
した外気の温湿度を調整する空気調和機と、前記物理フ
ィルタと前記空気調和機とによって除塵および温湿度調
整された気体をイオン除去する化学フィルタと、イオン
除去された気体の温湿度を調整して、その気体を前記ク
リーンルーム内の複数の半導体製造装置に個別に供給す
る空気調和機とを備えたイオン除去経路を設けてある点
にある。ここで、「イオン除去」とは、イオン又はイオ
ン化する物質などイオン交換体でイオン交換可能なイオ
ン性物質を除去することをいう。To achieve the above object, the present invention is characterized by an air conditioner for adjusting the temperature and humidity by introducing a gas inside the clean room,
In an ultrahigh-purity gas supply facility provided with a particulate removal path having a physical filter that removes gas introduced from the air conditioner into the clean room, apart from the particulate removal path, the gas in the clean room A chemical filter that removes ions in the gas by introducing
An ion removal path including an air conditioner that adjusts the temperature and humidity of the ion-removed gas and individually supplies the gas to a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses in the clean room is provided. Alternatively, separately from the fine particle removal path, a physical filter that introduces outside air to remove dust, an air conditioner that adjusts the temperature and humidity of the removed outside air, and dust removal and temperature and humidity by the physical filter and the air conditioner. A chemical filter that removes ions of the adjusted gas, and an air conditioner that adjusts the temperature and humidity of the ion-removed gas and supplies the gas individually to a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses in the clean room. The point is that a removal path is provided. Here, “ion removal” refers to removal of an ion-exchangeable ionic substance such as an ion or a substance to be ionized by an ion exchanger.
【０００８】上記において前記化学フィルタが、陽イオ
ン交換フィルタ及び陰イオン交換フィルタ、並びにそれ
らの後段に設けられた両イオン交換フィルタであること
が、後述の作用効果より好ましい。In the above, it is more preferable that the chemical filter is a cation exchange filter and an anion exchange filter, and both ion exchange filters provided at a stage subsequent to the cation exchange filter and the anion exchange filter.
【０００９】更に、前記陽イオン交換フィルタ及び前記
陰イオン交換フィルタが、サブシステムの切換により連
続運転可能としたイオン除去システムの塔内に各々充填
されると共に、前記イオン除去システムが、導入された
気体を前記陽イオン交換フィルタ及び前記陰イオン交換
フィルタによりイオン除去するイオン除去ラインと、前
記陽イオン交換フィルタ及び前記陰イオン交換フィルタ
を各薬液により再生する再生ラインと、再生後の陽イオ
ン交換フィルタ及び陰イオン交換フィルタを純水により
洗浄する洗浄ラインと、洗浄後の陽イオン交換フィルタ
及び陰イオン交換フィルタを除塵した気体で乾燥する乾
燥ラインとを備える複数のサブシステムよりなり、いず
れかのサブシステムでイオン除去が行われているとき
に、他のサブシステムで前記再生、前記洗浄、及び前記
乾燥が行えるよう構成されていることが、後述の作用効
果より好ましい。Further, the cation exchange filter and the anion exchange filter are respectively filled in a column of an ion removal system which can be continuously operated by switching subsystems, and the ion removal system is introduced. An ion removal line for removing gas by the cation exchange filter and the anion exchange filter, a regeneration line for regenerating the cation exchange filter and the anion exchange filter with each chemical, and a cation exchange filter after regeneration A washing line for washing the anion exchange filter with pure water, and a drying line for drying the cation exchange filter and the anion exchange filter after the washing with a dust-free gas. While the system is performing ion removal, other subsystems In the reproduction, the cleaning, and that is configured to the drying is performed, preferably from effects of the later.
【００１０】〔作用効果〕つまり、本発明のように、ク
リーンルームの微粒子除去経路とは別に化学フィルタと
空気調和機とを備えたイオン除去経路を設けることによ
り、化学フィルタを大型化（厚化）して除去能力を高め
ることができ、その圧損に応じたファン等を設けること
も可能となる。また、専用の空気調和機を設けることが
でき、これにより温湿度を厳密に調整することができ
る。更に、クリーンルーム内の半導体製造装置に個別に
直接供給することにより、クリーンルーム全体の微粒子
除去とイオン除去を行う場合に比較して、一基あたりの
気体の供給流量を大幅に減らすことができるため、化学
フィルタの大型化により圧損が大きくなって動力費が増
大しても全体の維持管理費としては安価なものとなる。
一方、半導体製造装置から独立したイオン除去経路を用
いて供給を行うため、フィルタの再生・洗浄・乾燥工程
時に別のイオン除去経路から超高純度気体を供給するこ
とが可能となり、フィルタの交換時に半導体製造装置を
特に停止する必要もない。その結果、次世代の半導体製
造装置に対応すべく、温湿度が厳格に制御された超高純
度気体が技術的に安定して供給でき、しかも安価な維持
管理費にて運転可能な超高純度気体供給設備を提供する
ことができる。なお、クリーンルームから気体を導入す
る場合、予め除塵および温湿度調整されているため、気
体導入部に物理フィルタや空気調和機を設ける必要がな
い。一方、物理フィルタや空気調和機を介して外気を導
入する場合、クリーンルーム内の気体を乾燥時に消費す
ることがなく、風量バランスを崩すことがないという特
長がある。[Effects] In other words, as in the present invention, by providing an ion removal path including a chemical filter and an air conditioner separately from the fine particle removal path in the clean room, the chemical filter is enlarged (thickened). As a result, the removal capability can be increased, and a fan or the like corresponding to the pressure loss can be provided. In addition, a dedicated air conditioner can be provided, whereby temperature and humidity can be strictly adjusted. Furthermore, by directly supplying individually to the semiconductor manufacturing equipment in the clean room, the gas supply flow rate per unit can be significantly reduced as compared with the case of removing fine particles and ions in the entire clean room, Even if the pressure loss increases due to the increase in the size of the chemical filter and the power cost increases, the overall maintenance cost becomes low.
On the other hand, since the supply is performed using an ion removal path independent of the semiconductor manufacturing equipment, it becomes possible to supply ultra-high-purity gas from another ion removal path during the regeneration, washing, and drying steps of the filter. It is not necessary to stop the semiconductor manufacturing apparatus. As a result, ultra-high-purity gas with strictly controlled temperature and humidity can be supplied in a technically stable manner in order to support the next-generation semiconductor manufacturing equipment, and can be operated at low maintenance costs. A gas supply facility can be provided. When gas is introduced from the clean room, dust removal and temperature / humidity adjustment are performed in advance, so that it is not necessary to provide a physical filter or an air conditioner in the gas introduction unit. On the other hand, when the outside air is introduced through a physical filter or an air conditioner, there is a feature that the gas in the clean room is not consumed at the time of drying and the air volume balance is not lost.
【００１１】上記において、前記化学フィルタを、陽イ
オン交換フィルタ及び陰イオン交換フィルタ、並びにそ
れらの後段に設けられた両イオン交換フィルタで構成す
る場合、陽イオン交換フィルタ及び陰イオン交換フィル
タで陽イオン性物質及び陰イオン性物質の両者を除去し
た後、それらの後段に設けられた両イオン交換フィルタ
で両方のイオン性物質を更に高度に除去することがで
き、次世代に要求されるような超高純度の気体を得るこ
とが可能になる。また、陽イオン交換フィルタ及び陰イ
オン交換フィルタによりイオン性物質が殆ど除去されて
いるため、両イオン交換フィルタで除去されるイオン性
物質の絶対量が小さくなり、両イオン交換フィルタの長
寿命化（例えば４年以上）が図れる。また、両イオン交
換フィルタの交換が必要となったとしても、陽イオン交
換フィルタ及び陰イオン交換フィルタで処理した気体の
純度は高いため、半導体製造装置を止めることなく交換
することができる。In the above, when the chemical filter is composed of a cation exchange filter and an anion exchange filter, and both ion exchange filters provided at the subsequent stage, the cation exchange filter and the anion exchange filter After removing both the ionic substance and the anionic substance, both ionic substances can be removed to a higher degree by the both ion exchange filters provided at the subsequent stage thereof, and the ultra-high-density filter required for the next generation can be removed. High-purity gas can be obtained. Further, since the ionic substance is almost completely removed by the cation exchange filter and the anion exchange filter, the absolute amount of the ionic substance removed by both ion exchange filters is reduced, and the life of both ion exchange filters is extended ( For example, four years or more). Even if both ion exchange filters need to be exchanged, the gas processed by the cation exchange filter and the anion exchange filter has a high purity, and therefore can be exchanged without stopping the semiconductor manufacturing apparatus.
【００１２】前記イオン除去システムを構成する場合、
いずれかのサブシステムでイオン除去が行われていると
きに、他のサブシステムで前記再生、前記洗浄、及び前
記乾燥が行えるため、別途再生が不要であり、連続的に
半導体製造装置に超高純度気体を供給することができ、
半導体製造装置を連続運転できる。また、イオン除去と
それ以外の処理が独立しているため、例えば乾燥時にお
ける湿度の高い気体などを半導体製造装置とは別の経路
に排出することができ、供給気体の純度を低下させるこ
ともない。When configuring the ion removal system,
When the ion removal is performed in any one of the subsystems, the regeneration, the cleaning, and the drying can be performed in another subsystem. Purity gas can be supplied,
Continuous operation of semiconductor manufacturing equipment. In addition, since ion removal and other processes are independent, for example, a gas with high humidity during drying can be discharged to a path different from the semiconductor manufacturing apparatus, and the purity of the supplied gas can be reduced. Absent.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は原料となる気体として、クリー
ンルーム内の気体を導入する第１の態様と、外気を導入
する第２の態様が存在するため、以下、両者に分けて説
明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. In the present invention, a first mode in which a gas in a clean room is introduced as a raw material gas, and a second mode in which outside air is introduced. Therefore, the description will be made separately for both.
【００１４】本実施形態は、第１の態様に相当し、図１
に示すように、クリーンルーム１に対して、その内部の
気体を導入して温湿度を調整する空気調和機３１と、そ
の空気調和機３１から前記クリーンルーム１内へ導入さ
れる気体を除塵する物理フィルタ３２とを備えた微粒子
除去経路を設けてある超高純度気体供給設備であって、
前記微粒子除去経路とは別に、前記クリーンルーム１内
の気体を導入してその気体中のイオンを除去する化学フ
ィルタと、イオン除去された気体の温湿度を調整して、
その気体を前記クリーンルーム内の複数の半導体製造装
置３３に個別に供給する空気調和機２２とを備えたイオ
ン除去経路を設けてあるものである。The present embodiment corresponds to a first mode, and FIG.
As shown in FIG. 1, an air conditioner 31 for adjusting the temperature and humidity by introducing gas inside the clean room 1 and a physical filter for removing gas introduced from the air conditioner 31 into the clean room 1. 32. An ultra-high-purity gas supply facility provided with a particulate removal path comprising:
Separately from the fine particle removal path, a chemical filter for introducing gas in the clean room 1 to remove ions in the gas, and adjusting the temperature and humidity of the ion-removed gas,
There is provided an ion removal path including an air conditioner 22 that individually supplies the gas to a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses 33 in the clean room.
【００１５】ここで、前記化学フィルタは、陽イオン交
換フィルタ及び陰イオン交換フィルタ、並びにそれらの
後段に設けられたカートリッジ型の両イオン交換フィル
タにより構成され、前記陽イオン交換フィルタ及び前記
陰イオン交換フィルタは、サブシステムの切換により連
続運転可能としたイオン除去システムの塔内に各々充填
されると共に、前記イオン除去システムが、導入された
気体を前記陽イオン交換フィルタ及び前記陰イオン交換
フィルタによりイオン除去するイオン除去ラインと、前
記陽イオン交換フィルタ及び前記陰イオン交換フィルタ
を各薬液により再生する再生ラインと、再生後の陽イオ
ン交換フィルタ及び陰イオン交換フィルタを純水により
洗浄する洗浄ラインと、洗浄後の陽イオン交換フィルタ
及び陰イオン交換フィルタを除塵した気体で乾燥する乾
燥ラインとを備える複数のサブシステムよりなり、いず
れかのサブシステムでイオン除去が行われているとき
に、他のサブシステムで前記再生、前記洗浄、及び前記
乾燥が行えるよう構成されている。Here, the chemical filter comprises a cation exchange filter and an anion exchange filter, and a cartridge type ion exchange filter provided at a stage subsequent to the cation exchange filter and the anion exchange filter. The filters are respectively filled in the tower of the ion removal system which can be continuously operated by switching the subsystem, and the ion removal system ionizes the introduced gas by the cation exchange filter and the anion exchange filter. An ion removal line for removal, a regeneration line for regenerating the cation exchange filter and the anion exchange filter with each chemical solution, and a washing line for cleaning the regenerated cation exchange filter and the anion exchange filter with pure water, Cation exchange filter and anion exchange after washing And a drying line for drying the filter with a dust-removed gas. When any one of the subsystems performs ion removal, the other subsystem performs the regeneration, the cleaning, and the drying. It is configured to be able to perform.
【００１６】上記の設備により、原料空気をクリーンル
ーム１から導入し、イオン交換繊維を１００ｍｍ以上充
填した陽イオン交換塔３、陰イオン交換塔７に通し高純
度気体を得、この気体と更にカートリッジ型化学フィル
タ２１を通した後、空気調和機２２を介して気体の温
度、湿度を半導体製造装置側が要求する条件に合わせた
後、直接半導体製造装置空気としてダクトを介して分岐
導入する。前段に設けたイオン交換塔に充填したイオン
交換繊維体は、濃度０．５〜２％程度の酸、アルカリに
より一定期間ごとに再生するが、イオン交換塔再生中は
２系列設けた他の系列に通ガスすることにより連続供給
を可能ならしめる。With the above-mentioned equipment, raw air is introduced from the clean room 1 and passed through the cation exchange column 3 and the anion exchange column 7 filled with ion exchange fibers of 100 mm or more to obtain high-purity gas. After passing through the chemical filter 21, the temperature and humidity of the gas are adjusted via the air conditioner 22 to the conditions required by the semiconductor manufacturing apparatus, and then the air is directly branched into the semiconductor manufacturing apparatus via a duct. The ion-exchange fibrous body filled in the ion-exchange tower provided in the previous stage is regenerated at regular intervals with an acid or alkali having a concentration of about 0.5 to 2%. To make continuous supply possible.
【００１７】かかる実施形態について、より詳細に説明
すると以下のようになる。まず、原料気体（空気）はク
リーンルーム１において、空気調和機３１により湿度４
０〜４５％、温度２３℃にコントロールされる。この気
体がブースターファン２等により３００〜４００ｍｍＡ
ｑに加圧された後、陽イオン交換塔３に導入される。陽
イオン交換塔３は、所定内濾過風速を確保するために複
数の濾過室４に仕切られており、この濾過室４内には、
強酸性陽イオン交換繊維からなる不織布を積層した充填
層５が形成されている。ここで濾過室４の数やその充填
断面積により、処理容量が増加するが、処理気体の量に
応じて、適宜設計することができる。The embodiment will be described below in more detail. First, a raw material gas (air) is supplied to a clean room 1 by an air conditioner 31 to obtain a humidity of 4%.
The temperature is controlled at 0 to 45% and the temperature at 23 ° C. This gas is 300 to 400 mmA by booster fan 2 etc.
After being pressurized to q, it is introduced into the cation exchange column 3. The cation exchange column 3 is partitioned into a plurality of filtration chambers 4 in order to secure a predetermined internal filtration wind speed.
The filling layer 5 is formed by laminating nonwoven fabrics made of strongly acidic cation exchange fibers. Here, the processing capacity increases depending on the number of filtration chambers 4 and the filling cross-sectional area thereof, but can be appropriately designed according to the amount of processing gas.
【００１８】ブースターファン２を介して送られた空気
は、各々分岐して濾過室４の底部から導入され、充填層
５により各々濾過室４の上部に設けられた出口管６を通
って、更に陰イオン交換塔７に設けられた複数の濾過室
８に導入される。陰イオン交換塔７の濾過室８は陽イオ
ン交換塔３の濾過室４と同様の構造を取り、濾過室８内
部には強塩基性陰イオン交換繊維からなる不織布を積層
した充填層９が形成されている。各々陰イオン交換塔の
濾過室８の底部から導入され、充填層９で濾過された空
気は、濾過室８上部の出口管１０を介して処理ガス管に
集合するよう設計されている。The air sent through the booster fan 2 branches off and is introduced from the bottom of the filtration chamber 4, and passes through an outlet pipe 6 provided at the top of the filtration chamber 4 by the packed bed 5. It is introduced into a plurality of filtration chambers 8 provided in the anion exchange column 7. The filtration chamber 8 of the anion exchange tower 7 has the same structure as the filtration chamber 4 of the cation exchange tower 3, and inside the filtration chamber 8, a packed layer 9 formed by laminating a nonwoven fabric composed of strongly basic anion exchange fibers is formed. Have been. The air introduced from the bottom of the filtration chamber 8 of the anion exchange tower and filtered by the packed bed 9 is designed to collect in the processing gas pipe via the outlet pipe 10 at the top of the filtration chamber 8.
【００１９】本発明におけるイオン交換繊維不織布の積
層厚さは、目的とする除去能力により適宜決定すればよ
いが、本実施形態では陽イオン交換繊維不織布で目付量
１，０００ｇ／ｍ2を約１５枚、約１５０ｍｍの積層厚
さからなり、また陰イオン交換繊維不織布では目付量
１，０００ｇ／ｍ2を１０枚約１００ｍｍの積層厚さで
ある。また、使用したイオン交換繊維の総交換容量は、
陽イオン交換繊維２．０ｍｅｑ／ｇ、陰イオン交換繊維
は３．６ｍｅｑ／ｇである。The lamination thickness of the ion-exchange fiber nonwoven fabric in the present invention may be appropriately determined depending on the intended removal capacity. In the present embodiment, the basis weight of 1,000 g / m 2 of the cation exchange fiber nonwoven fabric is about 15 g / m 2. Each of the sheets has a lamination thickness of about 150 mm. In the case of an anion-exchange fiber nonwoven fabric, a lamination weight of 1,000 g / m 2 has a lamination thickness of about 100 mm. In addition, the total exchange capacity of the ion exchange fiber used is
Cation exchange fiber is 2.0 meq / g and anion exchange fiber is 3.6 meq / g.
【００２０】陽イオン交換塔３及び陰イオン交換塔７
は、再生、洗浄及び乾燥が行える設備を有する。すなわ
ち、陽イオン交換塔３の各濾過室４には、硫酸計量槽１
１より硫酸循環ポンプ１２を介して硫酸を循環させる循
環配管１４よりなる再生ラインが設けられており、陰イ
オン交換塔７に対しては、上述と同様に苛性ソーダ計量
槽１６、循環再生ポンプ１７、循環配管１８よりなる再
生ラインが設けられている。また各濾過室４および各濾
過室８には水洗用の純水供給配管１５が接続され、洗浄
後の水を排出する経路とともに、洗浄ラインが構成され
ている。更に、洗浄後に、原料気体を供給しつつ、空気
送りダンパー２０Ａ又は２０Ｂを閉じ、ダンパー１９Ａ
又は１９Ｂを開いて、他のクリーンルームに対する空気
導入系外調機等に送ることができる乾燥ラインを設けて
いる。この乾燥ラインにより、充填層５，９を乾燥をし
て、原空気と処理空気の湿度、温度が同一になるまで送
気することができる。このようなサブシステムを２系列
以上有し、いずれかのサブシステムでイオン除去が行わ
れているときに、他のサブシステムで前記再生、前記洗
浄、及び前記乾燥を行って、各々のサブシステムを切換
ることにより、連続運転が可能となる。なお、上記のイ
オン交換塔の再生は２０日に１回程度行えばよいが、イ
オン交換容量や原料気体の純度等により適宜調整するこ
とができる。Cation exchange tower 3 and anion exchange tower 7
Has equipment that can perform regeneration, washing and drying. That is, each filtration chamber 4 of the cation exchange tower 3 has a sulfuric acid measuring tank 1
1 is provided with a regeneration line comprising a circulation pipe 14 for circulating sulfuric acid via a sulfuric acid circulation pump 12. For the anion exchange column 7, a caustic soda measuring tank 16, a circulation regeneration pump 17, A regeneration line including a circulation pipe 18 is provided. Further, a pure water supply pipe 15 for washing is connected to each of the filtration chambers 4 and 8, and a washing line is formed together with a path for discharging water after washing. Further, after the cleaning, the air feed damper 20A or 20B is closed while supplying the raw material gas, and the damper 19A
Alternatively, a drying line is provided in which 19B is opened and can be sent to an external air conditioner for an air introduction system for another clean room. With this drying line, the packed layers 5 and 9 are dried, and air can be sent until the humidity and temperature of the raw air and the processing air become the same. When two or more such subsystems are provided and one of the subsystems is performing ion removal, the other subsystem performs the regeneration, the cleaning, and the drying, and performs each of the subsystems. , Continuous operation becomes possible. The regeneration of the ion exchange tower may be performed about once every 20 days, but can be appropriately adjusted depending on the ion exchange capacity, the purity of the raw material gas, and the like.
【００２１】陰イオン交換塔７の出口側の空気は高純度
の脱イオン気体であるが、更に気体の純度を上げる目的
で、陽イオン及び陰イオン交換繊維不織布から構成され
るカートリッジ型のユニットフィルタ２１を設けてもよ
い。なお、処理する陰イオン交換塔出口側の空気の純度
が極めて高いために、ユニットフィルタ２１の寿命は４
年以上になり、その間交換の必要はない。また、両イオ
ン交換フィルタの交換が必要となったとしても、陽イオ
ン交換フィルタ及び陰イオン交換フィルタで処理した気
体の純度は高いため、半導体製造装置を止めることなく
交換することができる。The air on the outlet side of the anion exchange tower 7 is a high-purity deionized gas. In order to further increase the purity of the gas, a cartridge-type unit filter composed of a cation and anion-exchange fiber nonwoven fabric is used. 21 may be provided. Since the purity of the air at the outlet of the anion exchange tower to be treated is extremely high, the life of the unit filter 21 is 4 times.
Over the years, there is no need to exchange during that time. Even if both ion exchange filters need to be exchanged, the gas processed by the cation exchange filter and the anion exchange filter has a high purity, and therefore can be exchanged without stopping the semiconductor manufacturing apparatus.
【００２２】このフィルタによる処理ガスは、空気調和
機２２により、更に湿度及び温度を制御した後、クリー
ンルーム１内の半導体製造装置３３に供給すべく、ダク
トにより送気される。余分な空気は、化学的清澄化を目
的とする他のクリーンルーム内に排出するか、あるいは
ダクトによりクリーンルーム１に循環させる循環系を構
成してもよい。本発明に用いられる空気調和機２２に
は、各種フィルタが組込まれてもよく、最終フィルタと
してＨＥＰＡフィルタが組込まれたものが通常用いられ
る。ユニットフィルタ２１は空気調和機２２の内部に取
り付けてもよい。取付位置は温度及び湿度調整後のファ
ン出口とＨＥＰＡフィルタの間に組み込むことがより良
い。The processing gas from this filter is further supplied to the semiconductor manufacturing apparatus 33 in the clean room 1 after the humidity and temperature are further controlled by the air conditioner 22, and then supplied through a duct. The excess air may be discharged into another clean room for the purpose of chemical clarification, or may constitute a circulation system that circulates the clean room 1 through a duct. Various filters may be incorporated in the air conditioner 22 used in the present invention, and a filter in which a HEPA filter is incorporated as a final filter is generally used. The unit filter 21 may be mounted inside the air conditioner 22. It is better to install the mounting position between the fan outlet after the temperature and humidity adjustment and the HEPA filter.
【００２３】以上の本実施形態における作用効果は次の
通りである。従来のフィルタでは、厚濾布、低圧損型フ
ィルタでも、例えば、濾布厚さ１０ｍｍ、濾過風速０．
２ｍ／ｓｅｃにおいても処理気体中の残留イオン濃度
は、例えば陽イオンＮＨ4，Ｎａ，Ｋａ、陰イオンＦ，
Ｃｌはいずれも各々１μｇ／ｍ3程度が安定した処理形
態を保った場合の性能であった。しかしながら、本発明
において、複塔すなわち陽イオン塔及び陰イオン塔に各
々１００ｍｍ以上の層厚で、陽イオン交換繊維及び陰イ
オン交換繊維を別々に充填した塔を用いることにより、
直列に原ガスすなわち外気あるいはクリーンルーム内の
空気を導入処理した場合には、処理空気内の残留イオン
濃度は検出限界以下の１ｎｇ／ｍ3以下に確実に処理で
きる。この処理気体を更にイオン交換繊維を充填したカ
ートリッジ型フィルタにて処理すれば、更に残留イオン
は低減できるのである。当然、イオン交換繊維体の充填
厚さが厚くなることにより、圧力損失は２００ｍｍ〜５
００ｍｍＡｑと高くなり動力費はアップするが、本シス
テムでは半導体製造装置用空気を集中して製造するため
供給風量が小さくなる。このため、クリーンルーム内の
大風量を処理して、このクリーンルーム内の空気を直接
装置用に使用するか、又は装置側化学フィルタを介して
供給する方法によりも、半導体工場全体のシステム系を
考えた場合、はるかに維持管理費は安価となる。また、
本発明の設備により得られた１ｎｇ／ｍ3以下の気体を
供給した場合、半導体製造装置は化学汚染レベルとして
全く問題なく、常に安定した状態で連続運転が可能とな
り、半導体工場にあってはこのことの方が極めて重要な
要素である。The operation and effect of the above embodiment are as follows. In a conventional filter, even with a thick filter cloth and a low pressure drop type filter, for example, the filter cloth thickness is 10 mm, and the filtration air velocity is 0.1 mm.
Even at 2 m / sec, the residual ion concentration in the processing gas is, for example, cation NH 4 , Na, Ka, anion F,
Cl was about 1 μg / m 3, each of which was a performance when a stable processing form was maintained. However, in the present invention, a double column, that is, a cation column and an anion column each having a layer thickness of 100 mm or more, by using a column filled with cation exchange fibers and anion exchange fibers separately,
When the raw gas, that is, the outside air or the air in the clean room is introduced in series, the residual ion concentration in the treated air can be reliably reduced to 1 ng / m 3 or less, which is below the detection limit. If this processing gas is further processed by a cartridge type filter filled with ion exchange fibers, residual ions can be further reduced. Naturally, as the packing thickness of the ion-exchange fibrous body increases, the pressure loss becomes 200 mm to 5 mm.
Although the power cost is increased to 00 mmAq and the power cost is increased, in this system, since the air for the semiconductor manufacturing apparatus is manufactured in a concentrated manner, the supply air volume is reduced. For this reason, the system of the entire semiconductor factory was considered by treating the large air volume in the clean room and using the air in the clean room directly for the apparatus or supplying the air through the apparatus-side chemical filter. In that case, the maintenance costs are much lower. Also,
When a gas of 1 ng / m 3 or less obtained by the facility of the present invention is supplied, the semiconductor manufacturing apparatus can be continuously operated in a stable state without any problem as a chemical contamination level. That is a very important factor.
【００２４】次に、本発明の他の実施形態について説明
する。本実施形態は、図２に示すように、本発明の第２
の態様に相当するものであり、更に、半導体製造装置３
３と空気調和２２との間に超高純度気体の貯留室３６を
設けたものである。Next, another embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, as shown in FIG.
And the semiconductor manufacturing apparatus 3
A storage chamber 36 for an ultra-high purity gas is provided between the air conditioner 3 and the air conditioner 22.
【００２５】従って、前記の実施形態との相違部分のみ
について、以下に説明する。本実施形態では、クリーン
ルーム１から気体を導入する代わりに、外気を導入して
除塵する物理フィルタ３５と、その除塵した外気の温湿
度を調整する空気調和機３４とを設けてあり、これらに
より除塵および温湿度調整された気体をイオン除去する
化学フィルタに供給している。これにより、クリーンル
ームから除塵および温湿度調整された気体を導入するの
と同様の効果を得ているが、クリーンルーム内の気体を
乾燥時に消費することなく、風量バランスを崩さない等
の特長がある。Therefore, only the differences from the above embodiment will be described below. In the present embodiment, instead of introducing a gas from the clean room 1, a physical filter 35 for introducing outside air to remove dust and an air conditioner 34 for adjusting the temperature and humidity of the removed outside air are provided. And the gas whose temperature and humidity has been adjusted is supplied to a chemical filter that removes ions. As a result, the same effect as introducing the gas whose dust and temperature and humidity have been adjusted from the clean room is obtained. However, there are advantages such that the gas in the clean room is not consumed at the time of drying and the air volume balance is not lost.
【００２６】前記の貯留室としては、例えば密閉型クリ
ーンルームが用いられ、ＨＥＰＡフィルタ３７を介して
前記とは別の空気調和機３８により常に気体は循環させ
ている。このために前記クリーンルームは常に物理的に
も高度の清澄度（例えばクラス１以下）に保持されてお
り、この貯留室の気体を送風機を介して半導体製造装置
３３に供給する。また、貯留室内の気体の純度低下を避
けるために、化学フィルタを空気調和機に内臓させても
よく、これにより貯留室内を常に循環することにより、
純度の向上をはかると共に温度、湿度を一定に保つこと
ができる。このような貯留室を設けることにより、供給
される超高純度気体に純度の変動が生じた場合でもそれ
を緩和することができ、また、複数の超高純度気体供給
設備から供給される気体を１つの貯留室に導入して、純
度の平均化や、総合供給量の調整等を行うことができ
る。また、一部の半導体製造装置への供給量が変動して
も、貯留室で供給気体の静圧変動は緩和され、他の半導
体製造装置への影響を低減することができる。As the storage chamber, for example, a closed-type clean room is used, and gas is constantly circulated by an air conditioner 38 different from the above through a HEPA filter 37. For this reason, the clean room is always physically kept at a high degree of clarity (for example, class 1 or lower), and the gas in this storage room is supplied to the semiconductor manufacturing apparatus 33 via a blower. Further, in order to avoid a decrease in the purity of the gas in the storage chamber, a chemical filter may be incorporated in the air conditioner.
The temperature and humidity can be kept constant while improving the purity. By providing such a storage chamber, even when the purity of the supplied ultrapure gas varies, it can be mitigated, and the gas supplied from a plurality of ultrapure gas supply facilities can be reduced. It can be introduced into one storage chamber to average the purity and adjust the total supply amount. In addition, even if the supply amount to some semiconductor manufacturing apparatuses fluctuates, the static pressure fluctuation of the supply gas in the storage chamber is reduced, and the influence on other semiconductor manufacturing apparatuses can be reduced.
【図１】本発明の一実施形態を示す概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施形態を示す概略構成図FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of the present invention.
１ クリーンルーム ３ 陽イオン交換塔 ７ 陰イオン交換塔 ２１ カートリッジフィルタ（化学フィルタ） ２２ 空気調和機 ３１ 空気調和機 ３２ 物理フィルタ ３３ 半導体製造装置 1 Clean Room 3 Cation Exchange Tower 7 Anion Exchange Tower 21 Cartridge Filter (Chemical Filter) 22 Air Conditioner 31 Air Conditioner 32 Physical Filter 33 Semiconductor Manufacturing Equipment
フロントページの続き (72)発明者 徳永 慎吾 熊本県熊本市八幡１丁目１番１号 九州日 本電気株式会社内 (72)発明者 末永 利徳 熊本県熊本市八幡１丁目１番１号 九州日 本電気株式会社内 (72)発明者 秀徳 進 熊本県熊本市八幡１丁目１番１号 九州日 本電気株式会社内 (72)発明者 藤原 護朗 大阪府大阪市北区堂島浜１丁目３番23号 株式会社タクマ内 (72)発明者 服部 進司 大阪府大阪市北区堂島浜１丁目３番23号 株式会社タクマ内 (72)発明者 入江 直樹 大阪府大阪市北区堂島浜１丁目３番23号 株式会社タクマ内Continuing from the front page (72) Inventor Shingo Tokunaga 1-1-1, Yawata, Kumamoto-shi, Kumamoto Kyushu Nippon Electric Co., Ltd. (72) Inventor Toshinori Suenaga 1-1-1, Yawata, Kumamoto-shi, Kumamoto Kyushu Nippon Inside Electric Co., Ltd. (72) Inventor Susumu Hidetoku 1-1-1, Yawata, Kumamoto City, Kumamoto Prefecture Kyushu Nippon Electric Co., Ltd. (72) Inventor Goro Fujiwara 1-3-3, Dojimahama, Kita-ku, Osaka-shi, Osaka Takumauchi Co., Ltd. (72) Inventor Shinji Hattori 1-3-3, Dojimahama, Kita-ku, Osaka-shi, Osaka Takuma-uchi (72) Inventor Naoki Irie 1-3-3-23, Dojimahama, Kita-ku, Osaka-shi, Osaka In Takuma
Claims (4)
体を導入して温湿度を調整する空気調和機と、その空気
調和機から前記クリーンルーム内へ導入される気体を除
塵する物理フィルタとを備えた微粒子除去経路を設けて
ある超高純度気体供給設備であって、 前記微粒子除去経路とは別に、前記クリーンルーム内の
気体を導入してその気体中のイオンを除去する化学フィ
ルタと、イオン除去された気体の温湿度を調整して、そ
の気体を前記クリーンルーム内の複数の半導体製造装置
に個別に供給する空気調和機とを備えたイオン除去経路
を設けてある超高純度気体供給設備。1. An air conditioner for adjusting temperature and humidity by introducing gas inside the clean room and a physical filter for removing dust introduced from the air conditioner into the clean room. An ultra-high-purity gas supply facility provided with a particulate removal path, wherein, apart from the particulate removal path, a chemical filter that introduces gas in the clean room and removes ions in the gas, An ultra-high-purity gas supply facility provided with an ion removal path including an air conditioner that adjusts the temperature and humidity of a gas and individually supplies the gas to a plurality of semiconductor manufacturing apparatuses in the clean room.
体を導入して温湿度を調整する空気調和機と、その空気
調和機から前記クリーンルーム内へ導入される気体を除
塵する物理フィルタとを備えた微粒子除去経路を設けて
ある超高純度気体供給設備であって、 前記微粒子除去経路とは別に、外気を導入して除塵する
物理フィルタと、その除塵した外気の温湿度を調整する
空気調和機と、前記物理フィルタと前記空気調和機とに
よって除塵および温湿度調整された気体をイオン除去す
る化学フィルタと、イオン除去された気体の温湿度を調
整して、その気体を前記クリーンルーム内の複数の半導
体製造装置に個別に供給する空気調和機とを備えたイオ
ン除去経路を設けてある超高純度気体供給設備。2. An air conditioner that adjusts temperature and humidity by introducing gas inside the clean room and a physical filter that removes dust introduced from the air conditioner into the clean room. An ultrahigh-purity gas supply facility provided with a particulate removal path, which is separate from the particulate removal path, a physical filter that introduces outside air and removes dust, and an air conditioner that adjusts the temperature and humidity of the removed outside air. A chemical filter for ion-removing gas whose dust and temperature and humidity have been adjusted by the physical filter and the air conditioner, and adjusting the temperature and humidity of the ion-removed gas to remove the gas from the plurality of semiconductors in the clean room. An ultra-high-purity gas supply facility provided with an ion removal path provided with an air conditioner that individually supplies the production equipment.
ルタ及び陰イオン交換フィルタ、並びにそれらの後段に
設けられた両イオン交換フィルタである請求項１又は２
記載の超高純度気体供給設備。3. The chemical filter according to claim 1, wherein the chemical filter is a cation exchange filter, an anion exchange filter, and both ion exchange filters provided at a stage subsequent thereto.
Ultra high purity gas supply equipment as described.
オン交換フィルタが、サブシステムの切換により連続運
転可能としたイオン除去システムの塔内に各々充填され
ると共に前記イオン除去システムが、導入された気体を
前記陽イオン交換フィルタ及び前記陰イオン交換フィル
タによりイオン除去するイオン除去ラインと、前記陽イ
オン交換フィルタ及び前記陰イオン交換フィルタを各薬
液により再生する再生ラインと、再生後の陽イオン交換
フィルタ及び陰イオン交換フィルタを純水により洗浄す
る洗浄ラインと、洗浄後の陽イオン交換フィルタ及び陰
イオン交換フィルタを除塵した気体で乾燥する乾燥ライ
ンとを備える複数のサブシステムよりなり、 いずれかのサブシステムでイオン除去が行われていると
きに、他のサブシステムで前記再生、前記洗浄、及び前
記乾燥が行えるよう構成されている請求項３記載の超高
純度気体供給設備。4. A method according to claim 1, wherein said cation exchange filter and said anion exchange filter are filled in a column of an ion removal system which can be continuously operated by switching subsystems. An ion removal line for removing ions by the cation exchange filter and the anion exchange filter, a regeneration line for regenerating the cation exchange filter and the anion exchange filter with each chemical, a cation exchange filter after regeneration, A plurality of subsystems including a cleaning line for cleaning the anion exchange filter with pure water, and a drying line for drying the cation exchange filter and the anion exchange filter after the cleaning with dust-free gas; While other systems are performing ion removal, Reproduction, the washing, and the drying is Configured claim 3, wherein to enable ultra-high purity gas supply installation.
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|---|---|---|---|
| JP21746396A JP3744614B2 (en) | 1996-08-19 | 1996-08-19 | Ultra high purity gas supply equipment |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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ID=16704634
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| JP (1) | JP3744614B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012501828A (en) * | 2008-09-05 | 2012-01-26 | エムティーティー テクノロジーズ リミテッド | Filter assembly |
| US10933620B2 (en) | 2014-11-21 | 2021-03-02 | Renishaw Plc | Additive manufacturing apparatus and methods |
-
1996
- 1996-08-19 JP JP21746396A patent/JP3744614B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012501828A (en) * | 2008-09-05 | 2012-01-26 | エムティーティー テクノロジーズ リミテッド | Filter assembly |
| US10974184B2 (en) | 2008-09-05 | 2021-04-13 | Renishaw Plc | Filter assembly |
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