移載機 排気部レール部 レターン部 上部
（2）気流循環型（リーク率20％）
図6．11 ミニエンバイロメント内部の微粒子汚染の評価16）
140
6，4 局所清浄化方式の今後の展開
局所清浄化方式は、クリーンルーム全体の省エネノレギー化や局所清浄度の一一層a）高度化 のために益々発展してゆくものと思われる 次世代に向けたクリーンルームの環境制御方 式について以下に検討を行う
次世代のクリーンルームの環境制御のための主要構成要素は、以ドの4つになると考え
る（図6．12）2）、
（1）ISOクラス7〜8レベノレの効率的省エネ型クリーンノい一ム （2）気流循環型高清浄ミニエンバイロメント
（3）メンテナンス用局所清浄化ユニソト （4）各製造装置対応精密環境制御ユニット
メンテナンス用 局所清浄化
クラス7〜8 クリーンルーム
気流循環型高清浄
ミニニエンバイロメント
↓↓↓ ↓↓↓ 製造装置製造 精密環境
装置 制御
床下
補機
図6．12 次世代クリーンルームの主要構成要素2）
クリーンルームは環境緩和された大部屋（ボールルーム）となり、FFUや空調ダクトを 適当な箇所にまばらに配置することによって、ISOクラス7〜8レベル程度の清浄度が維 持される．温湿度環境は、現状の半導体工場では、温度23±1C、湿度45±10％程度に 保たれているが2ば例えば温度は、作業者の環境として±2〜3℃程度の変動主で許容する、
リソグラフィ装置や洗浄装置の液温などの管理は厳しく行う必要があるので、それらは製 造装置個別対応の環境制御チャンバで対応する また、クリーンルームの床下には通常真 141
空ホンフや電源などの補機類が設置されるが、これらは通常の作業では操作の対象となら ないので、床トエリアは大幅な環境緩和が日了能である
．一一方、ミニエンバイロメントは、前節で述べた気流循環型方式によってクリーンルーム の空気とはほほ隔離しつつ高llll浄な環境制御を行うことになる 前節では微粒子とケミカ ル汚染について述べたが、空気中の水分も製造フロセスにとって汚染となる場合がある一 水分は各種の ノロセス材料を酸化、腐食させる作用があり、例えばSiウェーハでは、空気 中に放置される二とに｝1って水分にkる自然酸化膜が2nm程度形成されてしまう一この ような自然酸化は、空気中の水分を除去したドライ環境にすることによって防止できるこ とが報告されている25）したがって、今後はミニエンバイロメント内部の水分を低減した
ドライ環境を構築する二とも重要になる そ〔ハLうなトこノイ型ミニ
t］ 一ンバイ川メントとして、防ミ
湿パ…ターを川いた低露点空 気供給装置川を循環型ミニ エンバ（Ilメントに接続する 方式に／）いても基礎検討を行 った（図6．13）川、
シリカゲルやゼオライトを 担持しハニカム状に成形した 除湿ローターに空気を通過さ せることによ／）て、空気中の 水分を100万分の1程度まで
1威少して、露，・紅沽1∫隻として1よ
再虫用・．
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図6．13
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低露点
低ケミカル汚染
ミニエンバイロメント
， 冷
界気
低露点・低ケミカル汚染ミニエンバイロメント17）
一100Cにまで低減することがpJ能である2〔i）、除湿ローターは連続的に回転して、加熱空 気による再生を経て繰り返し除湿に用いることができる．また、ローターは、除湿と同時 にケミカルフィルタとしての役割も果たし、有機物や無機物の除去も同時に行うことがで きる2ωそのような除湿ローターを経た空気を循環型ミニエンバイロメントに導入するこ とによって、クリーンドライなミニエンバイロメントを実現できる．また、このような高 清浄環境を構築するには、通常のクリーンルーム以上にミニエンバイロメントシステムの 構成材料の汚染管理2T）を厳密に行うことも重要であるtt
142
製造フロセスに用いられる各種装置では、定期的｛、しくはトラゾルにkる非定常のメン テナンスを行う必要がある 例えばドライエッチング装置では、反応生成物が徐々にエッ チングチャンバ内に堆積するために、一一定期間使用後はエッチングチャンバを開放して、
内部のクリーニングを行う必要がある クリーンルームの清浄度が緩和された環境ドでは、
このようなメンテナンス作業時に装置内部の汚染を引き起こしてし1｛う危険性がある そのようなメンテナンス用の局所
清浄化ユニットとして、開放状態で気 流循環を行うメンテナンスユニットも 考案した（図6．14）L） 8）．メンテナン ス作業においては、完全に囲われたミ ニエンバイロメントでは作業性が悪く なるために、開放的な状態にする必要 がある，そのため、クリーンルームの 天井側からケミカルフィルタを搭載し
たFFUを吊り下げて、メンテナンス
作業域の上部から清浄空気を流すことが考えられる。ただし、単にFFUか
らの清浄気流を送気するだけでは、装 置内に堆積した汚染物をクリーンルー ム中に飛散させてしまうことになる。
図では、FFUをメンテナンス装置側か
清浄気流 の送気
エアフィルタ ケミカル フィルタ
製造装置側 からの空気 吸い込み
図6．14 気流循環型メンテナンスユニット28）
ら空気を吸い込むように通常とは上下逆の向きに設置し、ULPAとケミカルフィルタで処 理された清浄空気をFFUの周辺側から装置に向けて送気するユニットを構成している，
このような気流制御方式によって、開放型ではあるが一定の空間にほぼ気流循環型の高清 浄空間を形成することが可能になる28）、
以上のように、今後のクリーンルームにおいてはミニエンバイロメントを主体にしたシ ステムによって、効率的な製造環境の構築が可能になるものと考える21i3）L9），
143
6．5 結言
マルチステソソ法のkうに製造ll程を組み合わせて加工を行う際に特に重要となるクリ ーンルーム内の製造環境制御にっいて、ミニエンバイロメントによる高清化を中心に検討 を行い、以ドに示す結果を得た
（1）ミニエンバイHメントを用いた局所清浄化方式のクリーンルームにおいて、クリーンル ーム全体の清浄度レペルをISOクラス6以ドに緩和しても、微粒子汚染に対してはミ ニエンバイ日メン1・内部の換気回数を確保することによ／）て、ISOクラス2〜1レベル の清浄度が確保できる二とが結論づけられた2）． 13｝「
（2）ミニエンバイロメント内部のケミカル汚染に対して、気流循環型のミニエンバイロメン トによる高清浄fヒ技術を開発した1ω17［
・ ミニエンバイltメントの側面に気流循環経路を設ける構造によって、クリーンルー ム空気のミニエンバイVメント内一の吸い込み量を抑制しつつ、ミニエンバイロメ ント内部空気をケミカルフィルクに繰り返し通過させて、ケミカル汚染濃度を低減 寸るこltがでさた
・ ミニエンバイロメントからの空気リー一ク率を20％（循環率を80％）にした場合に は、有機汚染の実測値において、従来のワンハス型に比べて約1／10の汚染量に低 減できることを確認した、
・気流循環にすることにより、ミニエンバイロメントに設置したケミカルフィルタへ の汚染吸着負荷が低減でき、ケミカルフィルタ寿命を向上できることを確認した。
・ミニエンバイロメント内の移載装置などの駆動部からの発塵に対しても、気流循環 を行うことによって、クリーンルームに汚染を排出することなく、ミニエンバイロ メントに設置したULPAフィ・レタで処理できることを確認した。
（3）局所清浄化方式のクリーンルームの今後の展開として、効率的低清浄クリーンルーム、
気流循環ミニエンバイロメント、メンテナンス用局所清浄化ユニット、各製造装置対応 環境制御ユニットの4つが主要構成要素になることを示し、次世代向けのシステムを開
発した2u7）、、
・気流循環ミニエンバイロメントに除湿ローターを用いた低露点空気供給装置を接 続することによって、ミニエンバイロメント内の露点温度を一100℃レベルにする とともに、ケミカル汚染も除去するシステムが可能になることを示した．
・装置メンテナンス用に、開放型の気流循環を行うメンテナンスユニットを提案した一 144
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