JPH10165744A - Gaseous organic impurity treatment system - Google Patents
Gaseous organic impurity treatment systemInfo
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- JPH10165744A JPH10165744A JP8339086A JP33908696A JPH10165744A JP H10165744 A JPH10165744 A JP H10165744A JP 8339086 A JP8339086 A JP 8339086A JP 33908696 A JP33908696 A JP 33908696A JP H10165744 A JPH10165744 A JP H10165744A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧力損失が少なくてガス状有機不純物を有効
に除去できるシステムを提供することにある。
【解決手段】 気体を透過させることにより,該気体中
に含まれるガス状有機不純物を除去して清浄空気を生成
するガス状有機不純物処理システム1において,気体を
透過させることができる高空隙率を有する多孔体の空隙
部表面に粒状の活性炭を担持した構造のケミカルフィル
タ2と,前記ケミカルフィルタ2の下流側に配された,
ガス状有機不純物を発生しない活性炭層3と,前記活性
炭層3の下流側に配された,粒子状不純物を除去するフ
ィルタ4とを備えていることを特徴とする。また,ケミ
カルフィルタ2において粒状の巨大多孔質合成重合体の
熱分解物からなる炭素質合成吸着剤を担持することでシ
ステムの長寿命化を図る。
(57) [Problem] To provide a system capable of effectively removing gaseous organic impurities with a small pressure loss. SOLUTION: In a gaseous organic impurity treatment system 1 which removes gaseous organic impurities contained in the gas to generate clean air by permeating the gas, a high porosity which allows the gas to pass through is provided. A chemical filter 2 having a structure in which granular activated carbon is supported on the surface of the voids of the porous body, and a chemical filter 2 disposed downstream of the chemical filter 2;
An activated carbon layer 3 that does not generate gaseous organic impurities and a filter 4 that is disposed downstream of the activated carbon layer 3 and that removes particulate impurities are provided. In addition, the chemical filter 2 supports a carbonaceous synthetic adsorbent composed of a thermal decomposition product of a granular macroporous synthetic polymer to extend the life of the system.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は,例えば半導体素子
(LSI)や液晶ディスプレイ(LCD)を製造するた
めのクリーンルームなどにおいて好適に使用される,気
体を清浄化するためのガス状有機不純物処理システムに
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gaseous organic impurity treatment system for purifying a gas, which is suitably used, for example, in a clean room for manufacturing a semiconductor device (LSI) or a liquid crystal display (LCD). About.
【0002】[0002]
【従来の技術】今日,半導体やLCDパネル等の製造に
クリーンルームが広く利用されている。例えばベアウェ
ハから1MDRAMチップを製造するまでに至る半導体
製造ラインは約200程度の工程を含んでおり,また,
素ガラス基板から9.4型TFTを製造するまでに至る
LCDパネル製造ラインは約80程度の工程を含んでい
る。これらの製造ラインにおいて,ウェハやガラス基板
を各プロセスに常に連続的に流すことは困難である。例
えばTFT−LCDの製造ラインでは,前工程で回路が
一通り形成された半製品基板を次の工程に移送するまで
に約数時間〜数十時間の間,搬送容器(キャリア)内や
保管庫(ストッカ)内にて,クリーンルーム雰囲気に曝
しながら待機させている。2. Description of the Related Art Today, clean rooms are widely used for manufacturing semiconductors and LCD panels. For example, a semiconductor production line from a bare wafer to the production of 1MDRAM chips includes about 200 processes.
An LCD panel production line from the production of a glass substrate to the production of a 9.4-type TFT includes about 80 steps. In these production lines, it is difficult to always continuously flow a wafer or a glass substrate through each process. For example, in a TFT-LCD manufacturing line, it takes about several hours to several tens of hours for a semi-finished substrate on which a circuit has been completely formed in a previous process to be transferred to the next process. In the (stocker), it stands by while exposing to the clean room atmosphere.
【0003】このように半導体基板やLCD基板をクリ
ーンルーム雰囲気中に長時間放置すると,それら基板の
表面にクリーンルーム雰囲気由来の有機物が付着する。
そして,半導体基板であるシリコンウェハに有機物が付
着した場合には,次のような不都合を生じる。即ち,有
機物が付着した状態でウェハ表面に絶縁酸化膜(SiO
2)を形成すると,有機物中の炭素成分が絶縁酸化膜
(SiO2)中に取り込まれることにより絶縁酸化膜の
絶縁耐圧が大幅に低下し,リーク電流も大幅に増大する
といった問題を生ずる。また,シリコンウェハ表面への
有機物の吸着により,レジスト膜の密着性が悪くなり,
露光やエッチング不良を起こし,正確なパターン形成が
できなくなる恐れがある。加えて,ウェハの表面抵抗率
が上昇してウェハの帯電が生じやすくなり,気中に浮遊
している微粒子がウェハ表面に静電吸着し易くなってよ
り絶縁破壊が起きやすくなる。更に,クリーンルーム雰
囲気中に含まれた有機不純物によって,露光装置などの
光学系レンズやミラー等に曇りによる光学効率の低下を
生じてしまう。しかも,クリーンルーム雰囲気中に含ま
れた有機不純物が光学機器の紫外線により光化学反応を
起こし,その生成物が光CVD反応表面によってウェハ
表面に付着する問題もある。また,雰囲気由来の有機物
がLCD基板であるガラス基板に付着した状態でその表
面上に薄膜トランジスタ(TFT)用のアモルファスシ
リコン(a−Si)を成膜した場合は,ガラス基板とa
−Si膜の密着不良を生じてしまう。このように,クリ
ーンルーム雰囲気由来の有機物は,半導体素子やLCD
の製造に悪影響を及ぼす。When semiconductor substrates and LCD substrates are left in a clean room atmosphere for a long time, organic substances derived from the clean room atmosphere adhere to the surfaces of the substrates.
When an organic substance adheres to a silicon wafer as a semiconductor substrate, the following inconvenience occurs. In other words, the insulating oxide film (SiO
When 2 ) is formed, the carbon component in the organic substance is taken into the insulating oxide film (SiO 2 ), causing a problem that the withstand voltage of the insulating oxide film is greatly reduced and the leak current is greatly increased. In addition, due to the adsorption of organic substances on the silicon wafer surface, the adhesiveness of the resist film deteriorates,
Exposure or etching failure may occur, making accurate pattern formation impossible. In addition, the surface resistivity of the wafer is increased, and the wafer is likely to be charged, and the fine particles floating in the air are easily electrostatically attracted to the wafer surface, so that the dielectric breakdown is more likely to occur. In addition, organic impurities contained in the clean room atmosphere cause a decrease in optical efficiency due to fogging of optical lenses and mirrors of an exposure apparatus and the like. In addition, there is also a problem that the organic impurities contained in the clean room atmosphere cause a photochemical reaction due to the ultraviolet rays of the optical equipment, and the products adhere to the wafer surface by the photo-CVD reaction surface. In the case where amorphous silicon (a-Si) for a thin film transistor (TFT) is formed on the surface of a glass substrate which is an LCD substrate while organic substances derived from the atmosphere adhere to the glass substrate, the glass substrate and a
-Poor adhesion of the Si film occurs. As described above, organic substances derived from the clean room atmosphere are used in semiconductor devices and LCDs.
Adversely affects the production of
【0004】一方,基板の表面に付着した有機物を,例
えば紫外線/オゾン洗浄などの洗浄技術によって除去す
ることも可能である。しかし,基板一枚当たりの洗浄時
間は数分間も要し,頻繁に洗浄することことは生産性の
低下を招く。このように,特に最近では,金属不純物や
パーティクルによる基板の汚染に加えて,クリーンルー
ム雰囲気中に存在する有機不純物が半導体製造に及ぼす
影響が問題視されている。例えば,米国のSEMATE
CHが1995年5月31日に発表したTechnol
ogy Transfer #95052812A−T
R「Forecast of Airborne Mo
lecular Contamination Lim
its for the 0.25 Micron H
ighPerformance Logic Proc
ess」には,表1に示すように,ウェハ表面の有機物
汚染制御レベル(表面汚染の許容値)が記載されてい
る。この記載によると,1998年には前工程で5×1
013炭素原子個数/cm2,後工程で1×1015炭素原
子個数/cm2の制御レベルが必要とされている。On the other hand, organic substances adhering to the surface of the substrate can be removed by a cleaning technique such as ultraviolet / ozone cleaning. However, the cleaning time per substrate requires several minutes, and frequent cleaning causes a decrease in productivity. As described above, particularly in recent years, in addition to the contamination of the substrate by metal impurities and particles, the influence of the organic impurities existing in the clean room atmosphere on the semiconductor production has been regarded as a problem. For example, SEMATE in the United States
Technology announced by CH on May 31, 1995
ogy Transfer # 95052812A-T
R "Forecast of Airborne Mo
rectangular Containment Lim
it's for the 0.25 Micron H
highPerformance Logic Proc
As shown in Table 1, "ess" describes an organic contamination control level (permissible value of surface contamination) on the wafer surface. According to this description, in 1998, 5 × 1
A control level of 0 13 carbon atoms / cm 2 and a control level of 1 × 10 15 carbon atoms / cm 2 in a later step are required.
【0005】[0005]
【表1】 [Table 1]
【0006】そこで従来より,クリーンルーム雰囲気中
に含まれるガス状有機不純物を除去するための装置とし
て,活性炭を用いてガス状の有機不純物を吸着して除去
するケミカルフィルタが使用されている。そして,活性
炭を用いたケミカルフィルタの最も簡素な形式として,
所定のケースなどに粒状活性炭を詰め込んだ構成の充填
塔が知られている。また,その他の形式として,繊維状
活性炭を低融点ポリエステルやポリエステル不織布のバ
インダと複合してフェルト形状にした構成のケミカルフ
ィルタや,粒状活性炭をウレタンフォームや不織布に接
着剤で強固に付着させたシート形状のケミカルフィルタ
も知られている。Therefore, conventionally, as a device for removing gaseous organic impurities contained in a clean room atmosphere, a chemical filter for adsorbing and removing gaseous organic impurities using activated carbon has been used. And, as the simplest form of a chemical filter using activated carbon,
BACKGROUND ART A packed tower having a structure in which granular activated carbon is packed in a predetermined case or the like is known. In addition, as other types, chemical filters composed of fibrous activated carbon combined with a binder of low-melting polyester or polyester non-woven fabric into a felt shape, or sheets in which granular activated carbon is firmly adhered to urethane foam or non-woven fabric with an adhesive Shaped chemical filters are also known.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかし,充填塔形式の
ケミカルフィルタは,有機物の吸着効率は高いが,圧力
損失(通気抵抗)が高いという欠点を有する。また,フ
ェルト形状やシート形状のケミカルフィルタは優れた通
気性があり,吸着効率も充填塔とさほど劣らないが,濾
材(例えば,不織布,バインダなど)や,活性炭をシー
トに付着させている接着剤(例えば,ネオプレン系樹
脂,ウレタン系樹脂,エポキシ系樹脂,シリコン系樹脂
など)や,濾材を周囲のフレームに固着するために用い
るシール材(例えばネオプレンゴムやシリコンゴム等)
などから発生したガス状有機不純物がケミカルフィルタ
通過後の空気中に含まれてしまい,半導体の製造に悪影
響を与える可能性がある。これらフェルト形状やシート
形状のケミカルフィルタは,クリーンルーム雰囲気中に
含まれるppbオーダの極微量有機不純物を一旦は除去
しておきながら,再びフィルタ自身から発生したガス状
有機不純物を取り出し空気中に混入させてしまう。However, the packed column type chemical filter has a drawback that the efficiency of adsorbing organic substances is high, but the pressure loss (ventilation resistance) is high. In addition, felt-type and sheet-shaped chemical filters have excellent air permeability and adsorption efficiency is not so inferior to packed towers. However, filter media (eg, nonwoven fabric, binder, etc.) and adhesives that have activated carbon adhered to the sheet (For example, neoprene-based resin, urethane-based resin, epoxy-based resin, silicon-based resin, etc.) and a sealant (for example, neoprene rubber, silicone rubber, or the like) used to fix a filter medium to a surrounding frame.
The gaseous organic impurities generated from such factors may be included in the air after passing through the chemical filter, which may adversely affect the manufacture of semiconductors. In these felt-shaped and sheet-shaped chemical filters, gaseous organic impurities generated from the filter itself are again taken out and mixed into the air while removing trace organic impurities of the order of ppb contained in the clean room atmosphere once. Would.
【0008】本発明は,上記のような従来のガス状有機
不純物処理システムが有する問題点に鑑みてなされたも
のであり,圧力損失が少なくてガス状有機不純物を有効
に除去できるシステムを提供することにある。また,本
発明によれば,ケミカルフィルタの寿命を従来よりも大
幅に延長することが可能となる。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the conventional gaseous organic impurity processing system, and provides a system capable of effectively removing gaseous organic impurities with a small pressure loss. It is in. Further, according to the present invention, it is possible to greatly extend the life of the chemical filter as compared with the related art.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に,請求項1の発明は,気体を透過させることにより,
該気体中に含まれるガス状有機不純物を除去して清浄空
気を生成するガス状有機不純物処理システムにおいて,
気体を透過させることができる高空隙率を有する多孔体
の空隙部表面に粒状の活性炭を担持した構造のケミカル
フィルタと,前記ケミカルフィルタの下流側に配され
た,ガス状有機不純物を発生しない活性炭層と,前記活
性炭層の下流側に配された,粒子状不純物を除去するフ
ィルタとを備えていることを特徴とする。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is characterized by allowing gas to permeate.
In a gaseous organic impurity treatment system for removing gaseous organic impurities contained in the gas to generate clean air,
A chemical filter having a structure in which granular activated carbon is supported on the surface of a porous body having a high porosity and capable of transmitting gas, and an activated carbon which is disposed downstream of the chemical filter and does not generate gaseous organic impurities. And a filter disposed downstream of the activated carbon layer for removing particulate impurities.
【0010】また,請求項2の発明は,気体を透過させ
ることにより,該気体中に含まれるガス状有機不純物を
除去して清浄空気を生成するガス状有機不純物処理シス
テムにおいて,気体を透過させることができる高空隙率
を有する多孔体の空隙部表面に粒状の巨大多孔質合成重
合体の熱分解物からなる炭素質合成吸着剤を担持した構
造のケミカルフィルタと,前記ケミカルフィルタの下流
側に配された,粒子状不純物を除去するフィルタとを備
えていることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, a gas is permeated in a gaseous organic impurity treatment system that removes gaseous organic impurities contained in the gas to generate clean air by permeating the gas. A chemical filter having a structure in which a carbonaceous synthetic adsorbent composed of a thermal decomposition product of a granular macroporous synthetic polymer is supported on the surface of a void portion of a porous body having a high porosity, and a downstream side of the chemical filter. And a filter arranged to remove particulate impurities.
【0011】この請求項2の発明において,更に請求項
3に記載したように,前記ケミカルフィルタと粒子状不
純物除去フィルタの間にガス状有機不純物を発生しない
活性炭層を設けても良い。In the second aspect of the present invention, an activated carbon layer which does not generate gaseous organic impurities may be provided between the chemical filter and the particulate impurity removing filter.
【0012】また,これら本願の発明において,更に請
求項4に記載したように,前記活性炭層に使用される活
性炭が,粒状活性炭,繊維状活性炭およびハニカム状活
性炭の何れかもしくはそれらの任意の組合わせであって
もよい。また,請求項5に記載したように,前記ケミカ
ルフィルタを構成する多孔体は,例えばプラスチック発
泡体で構成することができる。この場合,請求項6に記
載したように,前記プラスチック発泡体は,例えばウレ
タンフォームである。なお,請求項7に記載したよう
に,前記粒子状不純物を除去するフィルタが,ガス状有
機不純物を発生しない素材のみから構成されていること
が好ましい。In the invention of the present application, the activated carbon used in the activated carbon layer may be any one of granular activated carbon, fibrous activated carbon and honeycomb activated carbon, or any combination thereof. It may be a combination. Further, as described in claim 5, the porous body constituting the chemical filter can be constituted by, for example, a plastic foam. In this case, the plastic foam is, for example, urethane foam. As described in claim 7, it is preferable that the filter for removing the particulate impurities is made of only a material that does not generate gaseous organic impurities.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】以下,添付図面を参照しながら本
発明にかかるガス状有機不純物除去システムの好ましい
実施の形態について詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a system for removing gaseous organic impurities according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
【0014】図1は,本発明の実施の形態にかかるガス
状有機不純物除去システム1の構成を概略的に示す説明
図である。このシステム1は,クリーンルーム内を流れ
る空気(クリーンルームエア)の流れの順に従って,最
も上流側にケミカルフィルタ2が配置され,その下流側
に活性炭層3が配置され,更にその下流側にフィルタ4
が配置されている。これらケミカルフィルタ2と活性炭
層3とフィルタ4は,フレーム5によって一体的に支持
されている。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a configuration of a gaseous organic impurity removing system 1 according to an embodiment of the present invention. In this system 1, a chemical filter 2 is arranged at the most upstream side, an activated carbon layer 3 is arranged at a downstream side thereof, and a filter 4 is further arranged at a downstream side thereof in accordance with the flow order of air flowing through the clean room (clean room air).
Is arranged. The chemical filter 2, the activated carbon layer 3, and the filter 4 are integrally supported by a frame 5.
【0015】図2は,ケミカルフィルタ2の構造を示す
拡大図である。図示の如く,ケミカルフィルタ2は,多
孔体10に球状の活性炭11を担持させた構造になって
いる。多孔体10には,多数の空隙12が形成されてお
り,これにより,多孔体10は気体を透過させることが
できる高空隙率を有している。この多孔体10として
は,例えばウレタンフォームの如きプラスチック発泡体
を使用することができる。活性炭11は,多孔体10に
形成された空隙12の表面に対し,接着剤13によって
担持されている。FIG. 2 is an enlarged view showing the structure of the chemical filter 2. As shown in the figure, the chemical filter 2 has a structure in which a spherical activated carbon 11 is supported on a porous body 10. A large number of voids 12 are formed in the porous body 10, whereby the porous body 10 has a high porosity that allows gas to permeate. As the porous body 10, for example, a plastic foam such as urethane foam can be used. The activated carbon 11 is carried by the adhesive 13 on the surface of the void 12 formed in the porous body 10.
【0016】図3は,活性炭層3の斜視図であり,図4
は,図3におけるA−A断面矢視図である。活性炭層3
は,自らはガス状有機不純物を発生しないようになって
おり,ケース20の内部に,粒状活性炭,繊維状活性炭
およびハニカム状活性炭の何れかの活性炭21もしくは
それら活性炭21を任意に組合わせて充填した構成にな
っている。粒状活性炭とは,石炭や木炭粉末をピッチな
どの総合剤とよく練り固め,成型後,高温で焼成するこ
とによって得ることができる。また,繊維状活性炭は,
レーヨン,ポリアクリルニトリル(PAN),ピッチな
どの炭素前駆体繊維を出発原料として高温雰囲気で不溶
化・賦活することによって得ることができる。また,ハ
ニカム状活性炭は,フェノール樹脂をハニカム形状に成
型して約800℃で焼き固めることによって得ることが
できる。FIG. 3 is a perspective view of the activated carbon layer 3, and FIG.
FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 3. Activated carbon layer 3
Is designed not to generate gaseous organic impurities by itself, and the inside of the case 20 is filled with any one of granular activated carbon, fibrous activated carbon and honeycomb activated carbon, or any combination of these activated carbons 21. Configuration. Granular activated carbon can be obtained by thoroughly kneading coal or charcoal powder with a general agent such as pitch, molding, and firing at a high temperature. In addition, fibrous activated carbon is
It can be obtained by insolubilizing and activating carbon precursor fibers such as rayon, polyacrylonitrile (PAN), and pitch in a high-temperature atmosphere as starting materials. The honeycomb activated carbon can be obtained by molding a phenol resin into a honeycomb shape and baking it at about 800 ° C.
【0017】ケース20も,例えばステンレスやアルミ
ニウムなどの如き,ガス状不純物を発生しない素材もし
くはガス状不純物を脱離させた無機系の素材によって構
成することが好ましい。また,ケース20のクリーンル
ームエア通過面(流入側および流出側)22も,脱ガス
のない素材(例えば,ステンレスやアルミニウムなどの
無機素材)からなる通気可能なメッシュや多孔板によっ
て構成する。また,特に図示はしないが,繊維状活性炭
で構成された薄いマットを,脱ガスのない素材(例え
ば,ステンレスやアルミニウムなどの無機素材)ででき
た通気可能なメッシュや多孔板などの間に挟み込むだけ
でも,「ガス状有機不純物を発生しない活性炭層」を構
成することができる。The case 20 is also preferably made of a material that does not generate gaseous impurities, such as stainless steel or aluminum, or an inorganic material from which gaseous impurities have been eliminated. Further, the clean room air passage surfaces (inflow side and outflow side) 22 of the case 20 are also formed of a gas permeable mesh or a perforated plate made of a material without degassing (for example, an inorganic material such as stainless steel or aluminum). Although not specifically shown, a thin mat made of fibrous activated carbon is sandwiched between a gas-permeable mesh or a perforated plate made of a material that does not degas (for example, an inorganic material such as stainless steel or aluminum). By itself, an “activated carbon layer that does not generate gaseous organic impurities” can be formed.
【0018】フィルタ4は,粒子状不純物を除去するも
のであり,例えば中性能フィルタやHEPAフィルタや
ULPAフィルタで構成される。このようにフィルタ4
を下流側に配置する理由は,ケミカルフィルタ2の吸着
濾材に活性炭を使用したためで,活性炭自身が破砕して
発生した粒子状の汚染物をその下流側にて捕捉するため
である。このフィルタ4も,ガス状有機不純物を発生し
ない素材のみから構成されていることが好ましい。即
ち,通常の中性能フィルタ,HEPAフィルタまたはU
LPAフィルタでは,濾材に揮発性有機物を含むバイン
ダを使用しているのでバインダからの脱ガスがある。そ
こで,そのようなバインダを使用しない濾材を用い,あ
るいはバインダを使用していても焼きだしなどの処理に
より揮発性有機物を除去した濾材を用い,さらに濾材を
フレームに固定する手段であるシール材にも脱ガスの発
生のない種類を選択したり,あるいは濾材を脱ガスのな
い素材で物理的に圧着してフレームに固定することが望
ましい。The filter 4 removes particulate impurities, and is composed of, for example, a medium-performance filter, a HEPA filter, or an ULPA filter. Thus filter 4
The reason for arranging on the downstream side is that activated carbon is used as the adsorptive filter medium of the chemical filter 2, so that particulate contaminants generated by crushing of the activated carbon itself are captured on the downstream side. This filter 4 is also preferably made of only a material that does not generate gaseous organic impurities. That is, a normal medium performance filter, HEPA filter or U
In the LPA filter, since a binder containing a volatile organic substance is used as a filter medium, degassing from the binder occurs. Therefore, use a filter medium that does not use such a binder, or use a filter medium from which volatile organic substances have been removed by baking even if a binder is used, and use a filter medium that is a means for fixing the filter medium to the frame. It is also desirable to select a type that does not generate degassing, or to fix the filter medium to the frame by physically pressing it with a material that does not degas.
【0019】図5は,本発明の他の実施の形態にかかる
ガス状有機不純物除去システム1’の構成を概略的に示
す説明図である。先に図1で説明したシステム1と同様
に,このシステム1’も,クリーンエアの流れの順に従
ってケミカルフィルタ2’,活性炭層3’およびフィル
タ4’が配置され,フレーム5’によって一体的に支持
されている。図6は,この実施の形態におけるケミカル
フィルタ2’の構造を示す拡大図である。図示の如く,
このケミカルフィルタ2’は,気体を透過させるための
多数の空隙12’が形成された多孔体10’に粒状の巨
大多孔質合成重合体の熱分解物からなる炭素質合成吸着
剤11’を接着剤13’で担持させた構造になってい
る。巨大多孔質合成重合体の熱分解物からなる炭素質合
成吸着剤とは,例えばスチレンとジビニルベンゼンの付
加共重合体を母体とし,これに必要に応じてスルホン化
などの処理を施して得られた巨大多孔質(macrop
orous)合成重合体を,非酸化性雰囲気中で熱分解
して炭化したものである。その市販品としては,代表的
なものとして,商品名アンバーソープ(米国のロームア
ンドハース社登録商標)などがあげられる。なお,多孔
体10’,活性炭層3’およびフィルタ4’の具体的な
構造は先に図1,2で説明したシステム1と同様である
ため,詳細な説明は省略する。FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a configuration of a gaseous organic impurity removing system 1 'according to another embodiment of the present invention. Similar to the system 1 described above with reference to FIG. 1, this system 1 'also includes a chemical filter 2', an activated carbon layer 3 ', and a filter 4' arranged in the order of the flow of clean air, and is integrally formed by a frame 5 '. Supported. FIG. 6 is an enlarged view showing the structure of the chemical filter 2 'in this embodiment. As shown,
The chemical filter 2 'has a carbonaceous synthetic adsorbent 11' made of a thermal decomposition product of a granular macroporous synthetic polymer bonded to a porous body 10 'in which a number of voids 12' for allowing gas to permeate are formed. It has a structure supported by the agent 13 '. A carbonaceous synthetic adsorbent consisting of a pyrolyzed product of a macroporous synthetic polymer is obtained by subjecting an addition copolymer of styrene and divinylbenzene to a matrix and subjecting it to a treatment such as sulfonation as necessary. Macroporous (macrop)
orous is obtained by pyrolyzing a synthetic polymer in a non-oxidizing atmosphere and carbonizing it. A typical example of a commercially available product is Amber Soap (trade name of Rohm and Haas Company, USA). The specific structures of the porous body 10 ′, the activated carbon layer 3 ′, and the filter 4 ′ are the same as those of the system 1 described above with reference to FIGS.
【0020】[0020]
【実施例】次に,以上に説明した本発明の実施の形態に
かかるガス状有機不純物処理システムの作用効果を,実
施例によって説明する。Next, working effects of the gaseous organic impurity treatment system according to the embodiment of the present invention described above will be described with reference to working examples.
【0021】先ず,クリーンルーム中において,粒状活
性炭と繊維状活性炭をそれぞれ使用した市販のケミカル
フィルタ2種とイオン交換繊維を使用したケミカルフィ
ルタのそれぞれにより処理したクリーンルームエアと,
液体窒素で冷却し不純物を凝縮除去した後のドライエア
の計4つの雰囲気中で,ウェハ表面の接触角の経時変化
を測定した結果を図7に示した。ここで,ウェハ表面に
超純水を滴下して測定される接触角は,ウェハ表面の有
機物汚染の程度を簡便に評価する方法である。有機物汚
染のない酸化膜付きシリコンウェハやガラスの表面は水
に馴染みやすい性質,つまり親水性であり,接触角は小
さい。ところが,有機物で汚染されたそれらの表面は水
をはじく性質,つまり疎水性であり,接触角は大きくな
る。例えば,クリーンルーム雰囲気中に放置されたガラ
ス基板表面を対象に,超純水滴下による接触角の測定値
と,X線光電子分光法(XPS:X−ray Phot
oelectron Spectroscopy)によ
り測定した有機物表面汚染は,図8に示すような相関関
係があることが知られている。このように,基板表面に
おける水の接触角の大きさと有機物表面汚染の間には極
めて強い相関がある。First, in a clean room, clean room air treated with two types of commercially available chemical filters using granular activated carbon and fibrous activated carbon, respectively, and a chemical filter using ion exchange fibers,
FIG. 7 shows the results of measuring the change over time in the contact angle of the wafer surface in a total of four atmospheres of dry air after cooling with liquid nitrogen to remove impurities by condensation. Here, the contact angle measured by dropping ultrapure water on the wafer surface is a method for easily evaluating the degree of organic contamination on the wafer surface. The surface of a silicon wafer or glass with an oxide film free of organic contamination is easily water-compatible, that is, hydrophilic, and has a small contact angle. However, those surfaces contaminated with organic matter are water-repellent, that is, hydrophobic, and have a large contact angle. For example, with respect to a glass substrate surface left in a clean room atmosphere, a measured value of a contact angle by dropping of ultrapure water and an X-ray photoelectron spectroscopy (XPS: X-ray Photo) are used.
It is known that the surface contamination of organic matter measured by electron spectroscopy has a correlation as shown in FIG. Thus, there is an extremely strong correlation between the magnitude of the contact angle of water on the substrate surface and the contamination of the organic substance surface.
【0022】図7の結果から次のことが分かる。イオン
交換繊維は本来水溶性無機不純物を吸着除去するための
ものであり,有機物を吸着できず,逆にガス状有機物を
発生する。1日放置で約10゜の接触角の増加が見られ
る。一方,ドライエア雰囲気中には,ガス状有機物はほ
とんど含まれないから接触角は増加しない。本来有機物
表面汚染を防止するはずの活性炭フィルタ2種は,1日
放置で約10゜の接触角の増加となり,表面汚染防止効
果はほとんどない結果を示した。活性炭を利用した2種
のケミカルフィルタに効果が見られない理由として,バ
インダ,接着剤,シール剤等の表面有機汚染物質がケミ
カルフィルタの構成部材に含まれるため,折角の活性炭
吸着効果が自身の構成部材脱ガスにより打ち消されてし
まったためである。なお,充填塔を使用した場合は,充
填塔の容器などを金属製などとすればこのような心配は
ないが,充填塔は圧力損失(通気抵抗)が高いという欠
点を有することは前述した通りである。The following can be understood from the results shown in FIG. The ion-exchange fiber is originally intended to adsorb and remove water-soluble inorganic impurities, cannot adsorb organic substances, and generates gaseous organic substances. An increase in the contact angle of about 10 ° after one day of standing is observed. On the other hand, the contact angle does not increase in the dry air atmosphere, since almost no gaseous organic matter is contained. The two types of activated carbon filters, which should originally prevent organic surface contamination, increased the contact angle by about 10 ° when left for one day, and showed that there was almost no effect of preventing surface contamination. The reason why the two types of chemical filters using activated carbon are not effective is that surface organic contaminants such as binders, adhesives and sealants are included in the components of the chemical filter. This is because the components were canceled by degassing. If a packed tower is used, there is no such concern if the container of the packed tower is made of metal or the like, but as mentioned above, the packed tower has the disadvantage of high pressure loss (ventilation resistance). It is.
【0023】次に,天然物系粒状活性炭を使用したケミ
カルフィルタでは,吸着性能が使用時間の増加に伴って
低下するといった破過現象の問題がある。この破過現象
を,実験によって調べた。図9に示すように,アルミニ
ウム製の充填筒30に断面積40mm2,厚み4.5m
mの形状で直径0.5mmの天然物系球状活性炭(吸着
剤)31を0.1g充填し,面風速3.3m/sec,
即ち,8リットル/minの条件でクリーンルームエア
を処理させた。充填塔30の出口には活性炭31から発
生する微粒子を除去するための,ガス状有機不純物を発
生しないテフロンメンブレンフィルタ32を取り付た。
充填筒30の上流側と下流側にはアルミニウム製のチャ
ンバ33,34を設け,これら各チャンバ33,34内
にガラス35,36をそれぞれ置いて,処理前(活性炭
31通過前)の空気と処理後(活性炭31通過後)の空
気のそれぞれの雰囲気にガラス35,36表面を曝させ
た。こうして,処理前と処理後のチャンバ33,34内
に置かれたガラス35,36表面の接触角の経時変化を
調べてみた。まず,2枚のガラス表面を紫外線/オゾン
洗浄(UV/O3洗浄)することにより,表面の有機物
をほぼ完全に除去した。次に,これらの洗浄直後の清浄
化した2枚のガラスの接触角を測定した。測定は,先
ず,2枚のガラスを充填筒の上流側と下流側のチャンバ
内にそれぞれ1枚ずつ20時間だけ放置して20時間放
置後の接触角を測定し,さらにUV/O 3洗浄→接触角
測定→20時間対象雰囲気暴露→接触角測定の工程を繰
り返すことにより行った。Next, a chemical using natural product type granular activated carbon
In the case of a cull filter, the absorption performance increases as the operating time increases.
There is a problem of breakthrough phenomenon such as lowering. This breakthrough phenomenon
Was examined by experiment. As shown in FIG.
40 mm cross-sectionTwo4.5m thick
m shaped natural activated carbon with a diameter of 0.5 mm (adsorption
Agent) 31 was charged at a surface wind speed of 3.3 m / sec,
That is, clean room air under the condition of 8 l / min
Was processed. Activated carbon 31 starts at the outlet of the packed tower 30
Generates gaseous organic impurities to remove fine particles
A non-producing Teflon membrane filter 32 was attached.
The upstream and downstream sides of the filling cylinder 30 are made of aluminum
Provided in the chambers 33 and 34.
Glasses 35 and 36 are placed on each side before treatment (activated carbon).
Air before passing through (31) and sky after processing (after passing through activated carbon 31)
Expose the surfaces of the glasses 35 and 36 to the respective atmospheres
Was. Thus, the inside of the chambers 33 and 34 before and after the processing is performed.
Change with time of the contact angle of the glass 35, 36 placed in
I checked it. First, two glass surfaces were exposed to ultraviolet / ozone
Cleaning (UV / OThreeCleaning), the organic matter on the surface
Was almost completely removed. Next, the cleanliness immediately after cleaning
The contact angle between the two glass sheets was measured. Measurement
First, two glasses were loaded into the chamber on the upstream and downstream sides of the filling cylinder.
Leave each one for 20 hours and release for 20 hours
Measure the contact angle after installation, and ThreeCleaning → contact angle
Repeat the measurement → exposure to the target atmosphere for 20 hours → contact angle measurement
I went by returning.
【0024】この実験の測定結果を図10に示す。図1
0は,天然物系球状活性炭通過前のクリーンルーム空気
と,天然物系球状活性炭通過後のクリーンルーム空気の
それぞれに曝されたガラス表面の接触角の経時変化を比
較したものである。洗浄直後の接触角は3゜であった。
この実験により,次のことが分かった。活性炭への通気
時間の増加と共に活性炭の吸着性能は低下し,活性炭通
過後の空気中に含まれるガス状有機物の濃度も増加す
る。つまり,活性炭への通気時間の増加と共に,下流側
の処理済み空気に20時間曝されたガラス表面の接触角
も増加することになる。また,図10より,活性炭通過
後の空気に20時間曝されたガラス表面の接触角が6゜
に達するまでの活性炭使用時間は80時間であることが
わかる。ここで,クリーンルーム環境中に洗浄後20時
間放置されたガラス表面の接触角が6゜以下に保たれて
いることがガス状有機不純物汚染によるデバイスの品質
低下を防止するための必要条件であると仮定すると,図
10が処理流量と活性炭使用重量の比が(8リットル/
min)/0.1g=(80m3/min)/kgにお
ける実験結果であることを考慮すれば,1kgの天然物
系球状活性炭を使用してクリーンルームの空気を80m
3/minの割合で処理した場合,80時間通気後には
デバイスの品質低下を防止するための必要条件を満足で
きなくなることを意味する。FIG. 10 shows the measurement results of this experiment. FIG.
0 compares the change over time of the contact angle of the glass surface exposed to the clean room air before passing through the natural product type spherical activated carbon and the clean room air after passing through the natural product type spherical activated carbon. The contact angle immediately after washing was 3 °.
This experiment revealed the following. The adsorbing performance of the activated carbon decreases as the ventilation time to the activated carbon increases, and the concentration of gaseous organic substances contained in the air after the passage of the activated carbon also increases. In other words, the contact angle of the glass surface exposed to the treated air on the downstream side for 20 hours increases as the ventilation time to the activated carbon increases. FIG. 10 shows that the use time of the activated carbon until the contact angle of the glass surface exposed to the air after passing through the activated carbon for 20 hours reached 6 ° was 80 hours. Here, it is necessary that the contact angle of the glass surface left for 20 hours after cleaning in a clean room environment be kept at 6 ° or less to prevent the deterioration of the device quality due to gaseous organic impurity contamination. Assuming that FIG. 10 shows that the ratio of the treatment flow rate to the activated carbon weight (8 liters /
min) /0.1 g = (80 m 3 / min) / kg, considering that the clean room air is 80 m long using 1 kg of natural product type spherical activated carbon.
When the treatment is performed at a rate of 3 / min, it means that the necessary conditions for preventing the deterioration of the device quality cannot be satisfied after the air is aerated for 80 hours.
【0025】次に,巨大多孔質合成重合体の熱分解物か
らなる炭素質合成吸着剤通過前のクリーンルーム空気
と,同吸着剤通過後の同空気のそれぞれに曝されたガラ
ス表面の接触角の経時変化を比較した。その結果を図1
1に示す。なお,洗浄直後の接触角は3゜であった。巨
大多孔質合成重合体の熱分解物からなる炭素質合成吸着
剤を使用した場合も,活性炭を使用した場合と同様に,
通気時間の増加と共に吸着性能は低下し,吸着剤通過後
の空気中に含まれるガス状有機物の濃度も次第に増加す
る傾向を示した。つまり,吸着剤への通気時間の増加と
共に,下流側の処理済み空気に一定時間曝されたガラス
表面の接触角も増加することになる。しかし,先に図1
0で示した天然物系活性炭の例では,活性炭通過後の空
気に20時間曝されたガラス表面の接触角が6゜に達す
るまでの活性炭使用時間は80時間であったのに対し
て,図11に示した巨大多孔質合成重合体の熱分解物か
らなる炭素質合成吸着剤の例では,同吸着剤通過後の空
気に20時間曝されたガラス表面の接触角が6゜に達す
るまでの同吸着剤使用時間は500時間にも達した。図
11も図10と同様の,処理流量と吸着剤使用重量の比
が(8リットル/min)/0.1g=(80m3/m
in)/kgにおける実験結果である。従って,1kg
の巨大多孔質合成重合体の熱分解物からなる炭素質合成
吸着剤を使用してクリーンルームの空気を80m3/m
inの割合で処理した場合,500時間通気後にはデバ
イスの品質低下を防止するための必要条件を満足できな
くなることを意味する。即ち,同等の使用量と濾過条件
で寿命を比較した場合,巨大多孔質合成重合体の熱分解
物からなる炭素質合成吸着剤は天然物系活性炭の約6倍
の長さの寿命を有することになる。Next, the contact angle of the glass surface exposed to each of the clean room air before passing through the carbonaceous synthetic adsorbent composed of the pyrolyzed product of the macroporous synthetic polymer and the air after passing through the adsorbent is shown. The changes over time were compared. Figure 1 shows the results.
It is shown in FIG. The contact angle immediately after washing was 3 °. In the case of using a carbonaceous synthetic adsorbent consisting of a pyrolysate of a macroporous synthetic polymer, as in the case of using activated carbon,
The adsorption performance decreased with the increase of the aeration time, and the concentration of gaseous organic matter contained in the air after passing through the adsorbent showed a tendency to gradually increase. That is, the contact angle of the glass surface exposed to the treated air on the downstream side for a certain period of time increases with the increase of the ventilation time to the adsorbent. But first, Figure 1
In the case of the natural product type activated carbon shown as 0, the activated carbon usage time was 80 hours until the contact angle of the glass surface exposed to the air after passing through the activated carbon for 20 hours reached 6 °. In the example of the carbonaceous synthetic adsorbent composed of the pyrolyzed product of the macroporous synthetic polymer shown in FIG. 11, the glass surface exposed to air after passing through the adsorbent for 20 hours until the contact angle of the glass surface reaches 6 °. The use time of the adsorbent reached 500 hours. In FIG. 11, the ratio of the processing flow rate to the weight of the adsorbent used is (8 liters / min) /0.1 g = (80 m 3 / m).
(in) / kg. Therefore, 1kg
80m 3 / m of air in a clean room using a carbonaceous synthetic adsorbent consisting of a thermal decomposition product of the macroporous synthetic polymer of
When the treatment is performed at the rate of "in", it means that the necessary condition for preventing the deterioration of the device quality cannot be satisfied after 500 hours of ventilation. In other words, when comparing the service life under the same amount of use and filtration conditions, the carbonaceous synthetic adsorbent composed of the pyrolyzed product of the macroporous synthetic polymer has a lifespan that is about 6 times longer than that of the natural activated carbon. become.
【0026】次に,先に図1で説明したシステムを実際
に製作し,その効果を調べた。システムAについては,
厚み60mmの活性炭担持ポリウレタンフォームによっ
て構成したケミカルフィルタの下流側にピッチを出発原
料とする活性炭繊維で構成した厚み2〜3mmのマット
を設け,さらにその下流側にHEPAフィルタまたはU
LPAフィルタを設けた。ケミカルフィルタは,高空隙
率構造のポリウレタンフォームに直径約0.5mmの球
状の活性炭を担持させた構造である。活性炭の担持には
ポリウレタン系接着剤を使用した。活性炭使用量はポリ
ウレタンフォームの容量1リットル当たり200gであ
った。また,システムBについては,システムAのHE
PAフィルタやULPAフィルタの代わりにガス状不純
物を発生しない素材のみで構成した粒子状不純物除去フ
ィルタを用いた点以外は全てシステムAと同様の構成を
有する。これらシステムA,Bについて,表面汚染防止
効果の経時変化を比較した。Next, the system described above with reference to FIG. 1 was actually manufactured and its effects were examined. For system A,
A mat having a thickness of 2 to 3 mm made of activated carbon fiber starting from a pitch is provided on the downstream side of the chemical filter formed of the activated carbon-supported polyurethane foam having a thickness of 60 mm, and a HEPA filter or U
An LPA filter was provided. The chemical filter has a structure in which a spherical activated carbon having a diameter of about 0.5 mm is supported on a polyurethane foam having a high porosity structure. A polyurethane adhesive was used to carry the activated carbon. The amount of activated carbon used was 200 g per liter of polyurethane foam. For system B, the HE of system A
All have the same configuration as the system A except that a particulate impurity removal filter made of only a material that does not generate gaseous impurities is used instead of the PA filter or the ULPA filter. For these systems A and B, the change over time in the effect of preventing surface contamination was compared.
【0027】これらシステムA,Bに対して面風速0.
5m/sでクリーンルームエアを通気したところ,ポリ
ウレタンフォームとマットを合わせた圧力損失は約5m
mAq,粒子状不純物除去フィルタの圧力損失は12m
mAqであった。For these systems A and B, a surface wind speed of 0.
When the clean room air was ventilated at 5m / s, the pressure loss of the polyurethane foam and mat together was about 5m.
mAq, pressure loss of particulate impurity removal filter is 12m
mAq.
【0028】また,本発明と対比するために,図12に
示す如き従来技術に従うシステム40を構成した。この
システム40は,厚みが60mmの活性炭担持ポリウレ
タンフォーム41の下流側にHEPAまたはULPAの
フィルタ42を直接設置した二層構造である。Further, for comparison with the present invention, a system 40 according to the prior art was constructed as shown in FIG. The system 40 has a two-layer structure in which a HEPA or ULPA filter 42 is directly installed on the downstream side of a 60 mm-thick activated carbon-carrying polyurethane foam 41.
【0029】本発明に従うシステムA,Bと従来技術に
従うシステム40による表面汚染防止効果を,図13に
比較して示した。なお,何れの場合も,面風速0.5m
/sの条件で,各システムA,B,40のそれぞれの下
流側に放置した洗浄直後の酸化膜を有するシリコンウェ
ハに関する接触角の経時変化を測定した。従来のシステ
ム40では,活性炭をポリウレタンフォームに担持する
ために使用したポリウレタン系接着剤やポリウレタンフ
ォーム自身からの脱ガスがそのまま素通りしてしまい,
下流側に放置されたシリコンウェハの表面を汚染してい
ることが分かる。3日間放置後のウェハ表面の接触角は
2.0゜→12.1゜にまで増加した。一方,本発明の
システムA,Bにおいては,ポリウレタン系接着剤やポ
リウレタンフォーム自身からの脱ガスは活性炭繊維のマ
ットに吸着除去されるため,下流側に放置されたシリコ
ンウェハの表面はほとんど汚染されない。3日間放置後
のウェハ表面の接触角はシステムAでは2.0゜→3.
5゜程度のわずかな増加が見られたが,システムBでは
2.0゜→2.1゜とほとんど増加しなかった。なお,
参考までに,処理を全く施さないクリーンルーム空気中
(システムの上流側)に放置されたシリコンウェハの接
触角の経時変化も図13中に示した。未処理のクリーン
ルーム空気中に3日間放置されたウェハ表面の接触角は
2.0゜→32.1゜にまで増加した。クリーンルーム
雰囲気中に含まれる表面汚染の原因となる有機物は従来
のシステム40によっても大部分が除去できるはずであ
る。システム40によって3日間でウェハ表面の接触角
が2.0゜→12.1゜にまで増加するのは,システム
40にて使用されている接着剤とポリウレタンフォーム
からの脱ガスが寄与しているものと考えられる。The effect of preventing surface contamination by the systems A and B according to the present invention and the system 40 according to the prior art is shown in comparison with FIG. In each case, the surface wind speed was 0.5 m.
Under the condition of / s, the change over time of the contact angle of a silicon wafer having an oxide film immediately after cleaning, which was left downstream of each of the systems A, B, and 40, was measured. In the conventional system 40, the polyurethane adhesive used for supporting activated carbon on the polyurethane foam and degassing from the polyurethane foam itself pass through as they are,
It can be seen that the surface of the silicon wafer left downstream is contaminated. After standing for 3 days, the contact angle on the wafer surface increased from 2.0 ° to 12.1 °. On the other hand, in the systems A and B of the present invention, since the degassing from the polyurethane adhesive or the polyurethane foam itself is adsorbed and removed by the activated carbon fiber mat, the surface of the silicon wafer left downstream is hardly contaminated. . The contact angle on the wafer surface after standing for 3 days is 2.0 ° → 3.
Although a slight increase of about 5% was observed, in System B, the increase hardly increased from 2.0% to 2.1%. In addition,
For reference, FIG. 13 also shows the change over time of the contact angle of a silicon wafer left in the clean room air (upstream of the system) where no processing is performed. The contact angle of the wafer surface left for three days in untreated clean room air increased from 2.0 ° to 32.1 °. Most of the organic matter in the clean room atmosphere that causes surface contamination should be removed by the conventional system 40. The increase in the contact angle of the wafer surface from 2.0 ° to 12.1 ° in three days by the system 40 is due to the adhesive used in the system 40 and degassing from the polyurethane foam. It is considered something.
【0030】このように,従来のシステム40は,クリ
ーンルーム雰囲気中に含まれる表面汚染の原因となる有
機物の大部分を除去できるが,ケミカルフィルタにはポ
リウレタンフォームと接着剤が使用され,微量の脱ガス
がある。このポリウレタンフォームと接着剤からの脱ガ
ス濃度は,クリーンルーム雰囲気中に含まれる表面汚染
の原因となる有機物濃度と比較すると極めて小さい。例
えば,クリーンルーム雰囲気中に含まれる前記有機物濃
度を数十ppbとすると,前記脱ガス濃度はそれよりも
2桁小さい数百pptである。しかし,この脱ガスの影
響によって,先に表1に示したウェハ表面の有機物汚染
制御レベルを今後満足することは困難になると予想され
る。As described above, the conventional system 40 can remove most of the organic substances that cause surface contamination contained in the clean room atmosphere, but the chemical filter uses polyurethane foam and an adhesive, and a very small amount of debris is removed. There is gas. The degassing concentration from the polyurethane foam and the adhesive is extremely low as compared with the concentration of organic substances contained in the clean room atmosphere and causing surface contamination. For example, assuming that the concentration of the organic substance contained in the clean room atmosphere is several tens of ppb, the degassing concentration is several hundred ppt, which is two orders of magnitude lower. However, it is expected that the effect of the degassing will make it difficult to satisfy the control level of the organic contamination on the wafer surface shown in Table 1 in the future.
【0031】本発明に従うシステムA,Bでは,クリー
ンルーム雰囲気中に含まれる表面汚染の原因となる有機
物は,上流側に設けたケミカルフィルタによって吸着除
去し,ポリウレタンフォームや接着剤由来の微量の脱ガ
スは下流側に設けた厚みがわずか数mmのガス状有機不
純物を発生しない活性炭層で吸着除去することができ
る。上流側の厚み60mmのケミカルフィルタと下流側
の厚み数mmの活性炭層のそれぞれで吸着除去されるべ
き気中有機物濃度の比は,前者が後者に比べて非常に多
いはずであり,例えば100:1程度であると仮定する
と,下流側の活性炭層の寿命は上流側のケミカルフィル
タの寿命よりもかなり長くなる。従って,システム全体
の寿命も長くなるものと考えられる。In the systems A and B according to the present invention, organic substances contained in the clean room atmosphere that cause surface contamination are adsorbed and removed by a chemical filter provided on the upstream side, and a very small amount of degassing derived from a polyurethane foam or an adhesive. Can be adsorbed and removed by an activated carbon layer provided on the downstream side and having a thickness of only a few mm and not generating gaseous organic impurities. The ratio of the concentration of organic matter in the air to be adsorbed and removed by the chemical filter having a thickness of 60 mm on the upstream side and the activated carbon layer having a thickness of several mm on the downstream side should be much higher in the former than in the latter, for example, 100: Assuming that it is about 1, the life of the activated carbon layer on the downstream side is much longer than the life of the chemical filter on the upstream side. Therefore, it is considered that the life of the entire system is prolonged.
【0032】また,下流側にはガス状不純物を発生しな
い素材のみから構成される粒子状不純物除去フィルタを
用いたシステムBの表面汚染防止効果を見ると,3日間
放置後のウェハ表面の接触角は2.0゜→2.1゜とほ
とんど増加しなかった。これは,システムAにおいて
は,ポリウレタン系接着剤からの脱ガスは活性炭繊維の
マット3により吸着除去されるが,その下流側に配置さ
れたHEPAフィルタまたはULPAフィルタからの脱
ガスの影響で3日間放置後のウェハ表面の接触角は2.
0゜→3.5゜とわずかではあるが増加した。一方,シ
ステムBでは最下流に設けられた粒子状不純物除去フィ
ルタはガス状不純物を発生しない素材のみから構成され
るため,3日間放置後の接触角変化は2.0゜→2.1
゜と変化しなかった。つまり,表面汚染はほとんど観察
されなかった。Further, the effect of preventing the surface contamination of the system B using the particulate impurity removal filter composed of only a material that does not generate gaseous impurities on the downstream side shows that the contact angle of the wafer surface after standing for 3 days. Increased little from 2.0 ゜ to 2.1 ゜. This is because, in system A, degassing from the polyurethane-based adhesive is adsorbed and removed by the activated carbon fiber mat 3, but due to degassing from the HEPA filter or ULPA filter disposed downstream of the mat, the gas is removed for three days. The contact angle of the wafer surface after standing is 2.
It increased slightly, from 0 ゜ to 3.5 ゜. On the other hand, in the system B, since the particulate impurity removal filter provided at the most downstream is made of only a material that does not generate gaseous impurities, the contact angle change after leaving for 3 days is 2.0 ° → 2.1.
゜ did not change. That is, almost no surface contamination was observed.
【0033】また,先に図5で説明したシステムについ
ては,先に図10,11で比較して示したように,同等
の使用量と濾過条件で寿命を比較した場合,巨大多孔質
合成重合体の熱分解物からなる炭素質合成吸着剤は天然
物系活性炭の約6倍の長さの寿命を有することになる。
先に説明したシステムA,Bと同様に,厚みが60mm
の活性炭担持ポリウレタンフォームの下流側に,ピッチ
を出発原料とする活性炭繊維の厚み2〜3mmのマット
3を設け,さらにその下流側にガス状不純物を発生しな
い素材のみから構成される粒子状不純物除去フィルタを
設けて構成したシステムについて,表面汚染防止効果の
経時変化を調べ,システムA,Bと比較した。ポリウレ
タンフォームには,活性炭の代わりに巨大多孔質合成重
合体の熱分解物からなる炭素質合成吸着剤を担持した。
その他の点は,先に説明したシステムA,Bと同じであ
る。面風速は0.5m/sとした。In the system described above with reference to FIG. 5, as shown in FIGS. 10 and 11, when the service life is compared under the same amount of use and filtration conditions, a huge porous synthetic weight is obtained. The carbonaceous synthetic adsorbent composed of the coalesced pyrolysate has a service life that is about six times as long as that of activated carbon based on natural products.
As in the systems A and B described above, the thickness is 60 mm.
At the downstream side of the activated carbon-carrying polyurethane foam, a mat 3 having a thickness of 2 to 3 mm of activated carbon fiber starting from a pitch is provided, and further, at the downstream side, particulate impurities composed only of a material that does not generate gaseous impurities are removed. With respect to the system provided with the filter, a change with time of the surface contamination preventing effect was examined and compared with the systems A and B. Instead of activated carbon, a carbonaceous synthetic adsorbent consisting of a pyrolyzed macroporous synthetic polymer was carried on the polyurethane foam.
Other points are the same as those of the systems A and B described above. The surface wind speed was 0.5 m / s.
【0034】このシステムの下流側に放置した洗浄直後
の酸化膜を有するシリコンウェハに関する接触角の経時
変化を20時間ごとに測定した。洗浄直後の接触角は3
゜であった。下流側の空気に20時間曝されたウェハ表
面の接触角が6゜に達するまでの使用時間を寿命と仮定
すると,天然物系活性炭を使用したシステムA,Bの寿
命は約2,500時間=3.5ヶ月であったのに対し
て,巨大多孔質合成重合体の熱分解物からなる炭素質合
成吸着剤を使用したこのシステムの寿命は約16,00
0時間=22ヶ月となった。The time-dependent change of the contact angle with respect to the silicon wafer having an oxide film immediately after cleaning, which was left downstream of the system, was measured every 20 hours. Contact angle immediately after cleaning is 3
Was ゜. Assuming that the service time until the contact angle of the wafer surface exposed to the downstream air for 20 hours reaches 6 ° is the life, the life of the systems A and B using the natural activated carbon is about 2,500 hours = The life of this system using a carbonaceous synthetic adsorbent consisting of a pyrolysate of a macroporous synthetic polymer is about 16,000 versus 3.5 months.
0 hours = 22 months.
【0035】[0035]
【発明の効果】本発明によれば,圧力損失が少なく,か
つ,今後のウェハ表面の有機物汚染制御レベルを満足で
きるようにガス状有機不純物を有効に除去できるシステ
ムを提供できる。特に,本発明によれば,巨大多孔質合
成重合体の熱分解物からなる炭素質合成吸着剤を用いる
ことによって,システムの寿命を大幅に延長することが
可能となる。このような本発明によれば,クリーンルー
ム内で半導体製造過程等で生ずる半製品基板を,その表
面に雰囲気由来の有機物汚染を起こすことなく待機させ
ることができ,待機後の半製品基板を,洗浄することな
く,又は洗浄時間を大幅に短縮して,次工程に送り込む
ことが可能になる。従って,本発明のガス状有機物処理
システムは,これらの製造時間を短縮させ,生産性を向
上させることができる。According to the present invention, it is possible to provide a system capable of effectively removing gaseous organic impurities so that the pressure loss is small and the future level of controlling the organic contamination on the wafer surface can be satisfied. In particular, according to the present invention, by using a carbonaceous synthetic adsorbent composed of a pyrolyzed product of a macroporous synthetic polymer, it is possible to greatly extend the life of the system. According to the present invention, a semi-finished substrate generated in a semiconductor manufacturing process or the like in a clean room can be kept on standby without causing organic contamination due to an atmosphere on the surface thereof. It is possible to send to the next step without performing or greatly shortening the cleaning time. Therefore, the gaseous organic matter processing system of the present invention can shorten the production time and improve the productivity.
【図1】本発明の実施の形態にかかるガス状有機不純物
除去システムの構成を概略的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a configuration of a gaseous organic impurity removal system according to an embodiment of the present invention.
【図2】ケミカルフィルタの構造を示す拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view showing a structure of a chemical filter.
【図3】活性炭層の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of an activated carbon layer.
【図4】図3におけるA−A断面矢視図である。FIG. 4 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 3;
【図5】本発明の他の実施の形態にかかるガス状有機不
純物除去システムの構成を概略的に示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view schematically showing a configuration of a system for removing gaseous organic impurities according to another embodiment of the present invention.
【図6】本発明の他の実施の形態におけるケミカルフィ
ルタの構造を示す拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view showing a structure of a chemical filter according to another embodiment of the present invention.
【図7】各種ケミカルフィルを使用した場合のウェハ表
面の接触角の経時変化を測定した結果を示すグラフであ
る。FIG. 7 is a graph showing the results of measuring the change over time in the contact angle of the wafer surface when various chemical fills are used.
【図8】ガラス基板表面における接触角と有機物表面汚
染の相関関係を示すグラフである。FIG. 8 is a graph showing a correlation between a contact angle on a glass substrate surface and organic substance surface contamination.
【図9】天然物系粒状活性炭を使用したケミカルフィル
タの破過現象を調べた実験設備の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of an experimental facility for examining a breakthrough phenomenon of a chemical filter using natural product type granular activated carbon.
【図10】ケミカルフィルタの破過現象を調べた実験の
測定結果を示すグラフである。FIG. 10 is a graph showing a measurement result of an experiment for examining a breakthrough phenomenon of a chemical filter.
【図11】巨大多孔質合成重合体の熱分解物からなる炭
素質合成吸着剤通過前のクリーンルーム空気と,同吸着
剤通過後の同空気のそれぞれに曝されたガラス表面の接
触角の経時変化を示すグラフである。FIG. 11: Change over time in contact angle of a glass surface exposed to clean room air before passing through a carbonaceous synthetic adsorbent composed of a pyrolyzate of a macroporous synthetic polymer and air after passing through the adsorbent. FIG.
【図12】従来技術に従うシステムの構成を概略的に示
す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram schematically showing a configuration of a system according to the related art.
【図13】本発明に従うシステムと従来技術に従うシス
テムによる表面汚染防止効果を比較して示すグラフであ
る。FIG. 13 is a graph comparing the effect of preventing surface contamination by the system according to the present invention and the system according to the prior art.
1 ガス状有機不純物処理システム 2 ケミカルフィルタ 3 活性炭層 4 フィルタ Reference Signs List 1 gaseous organic impurity treatment system 2 chemical filter 3 activated carbon layer 4 filter
Claims (7)
に含まれるガス状有機不純物を除去して清浄空気を生成
するガス状有機不純物処理システムにおいて,気体を透
過させることができる高空隙率を有する多孔体の空隙部
表面に粒状の活性炭を担持した構造のケミカルフィルタ
と,前記ケミカルフィルタの下流側に配された,ガス状
有機不純物を発生しない活性炭層と,前記活性炭層の下
流側に配された,粒子状不純物を除去するフィルタとを
備えていることを特徴とするガス状有機不純物処理シス
テム。In a gaseous organic impurity treatment system for removing gaseous organic impurities contained in a gas to generate clean air by permeating the gas, a high porosity capable of allowing the gas to pass therethrough is provided. A chemical filter having a structure in which granular activated carbon is supported on the surface of the void portion of the porous body, an activated carbon layer which is disposed downstream of the chemical filter and does not generate gaseous organic impurities, and which is disposed downstream of the activated carbon layer. And a filter for removing particulate impurities.
に含まれるガス状有機不純物を除去して清浄空気を生成
するガス状有機不純物処理システムにおいて,気体を透
過させることができる高空隙率を有する多孔体の空隙部
表面に粒状の巨大多孔質合成重合体の熱分解物からなる
炭素質合成吸着剤を担持した構造のケミカルフィルタ
と,前記ケミカルフィルタの下流側に配された,粒子状
不純物を除去するフィルタとを備えていることを特徴と
するガス状有機不純物処理システム。2. In a gaseous organic impurity treatment system that removes gaseous organic impurities contained in the gas by permeating the gas to generate clean air, a high porosity that allows the gas to permeate is provided. A chemical filter having a structure in which a carbonaceous synthetic adsorbent composed of a thermal decomposition product of a granular macroporous synthetic polymer is supported on the surface of the voids of the porous body, and particulate impurities disposed downstream of the chemical filter And a filter for removing gas.
去フィルタの間にガス状有機不純物を発生しない活性炭
層を設けた請求項2に記載のガス状有機不純物処理シス
テム。3. The gaseous organic impurity treatment system according to claim 2, wherein an activated carbon layer that does not generate gaseous organic impurities is provided between the chemical filter and the particulate impurity removal filter.
状活性炭,繊維状活性炭およびハニカム状活性炭の何れ
かもしくはそれらの任意の組合わせである請求項1また
は3に記載のガス状有機不純物処理システム。4. The gaseous organic impurity treatment according to claim 1, wherein the activated carbon used in the activated carbon layer is any one of granular activated carbon, fibrous activated carbon, and honeycomb activated carbon, or any combination thereof. system.
が,プラスチック発泡体である請求項1,2,3または
4の何れかに記載のガス状有機不純物処理システム。5. The gaseous organic impurity treatment system according to claim 1, wherein the porous body constituting the chemical filter is a plastic foam.
ォームである請求項5に記載のガス状有機不純物処理シ
ステム。6. The gaseous organic impurity treatment system according to claim 5, wherein said plastic foam is urethane foam.
が,ガス状有機不純物を発生しない素材のみから構成さ
れる請求項1,2,3,4,5または6の何れかに記載
のガス状有機不純物処理システム。7. The gaseous organic substance according to claim 1, wherein said filter for removing particulate impurities is composed of only a material which does not generate gaseous organic impurities. Impurity treatment system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8339086A JPH10165744A (en) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | Gaseous organic impurity treatment system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8339086A JPH10165744A (en) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | Gaseous organic impurity treatment system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10165744A true JPH10165744A (en) | 1998-06-23 |
Family
ID=18324132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8339086A Pending JPH10165744A (en) | 1996-12-04 | 1996-12-04 | Gaseous organic impurity treatment system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10165744A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002523207A (en) * | 1998-08-20 | 2002-07-30 | エクストラクシヨン・システムズ・インコーポレーテツド | Filter using porous strongly acidic polymer |
-
1996
- 1996-12-04 JP JP8339086A patent/JPH10165744A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002523207A (en) * | 1998-08-20 | 2002-07-30 | エクストラクシヨン・システムズ・インコーポレーテツド | Filter using porous strongly acidic polymer |
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