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≡
← 度 浄
■●▼清 高
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載゜幣
FFU：
Fan Filter Unit
FOUP：
Front Opening Unified Pod
AGV：Automated
Guided Vehicle
図6．2 ミニエンバイロメントを用いた局所清浄化方式クリーンルーム5）・6）
130
クリーンルーム全体の清浄度は、天井面に配置されたFFU（Fan Filter Unit）によっ て、クリーンルーム内の空気をどの程度循環させるかによって決支るT）清浄度クラスと 換気回数の関係はクリーンルームの状態にkって幅があるが、目安としては、表6．1のよ
うな関係にある．
1．5節で述べた
ITRSロードマッフでは、
現在から2011年までが ISOクラス6、2012年から 2018年までがISOクラス
7、それ以降はISOクラス 8というような指標が与え られている。ISOクラス8 レベルになると、一般のき れいな自然環境と同等のレ ベルである．、なお、ISOの表6．1 清浄度と換気回数の関係
クラス 換気回数
i回／時）
フィルタ
ﾝ置率
1〜3 420 全面
4 360
5 200
￨一一一w「「
6 35
＞75％
@ ＞50％
黶D一
@．・一一一
@ 10％
@ ・一．−
@ 7％
黶E一・
@ 4％7
一一
E 一・・一一・一・一・一
8
25
@ 15
￨一 〕
清浄度クラスは、1m3の空気中に0．1μm以ヒの微粒子が100）何乗個以1ぐ存在するかと いう指数の値で示されているc，現在のISOクラス6レベルの換気回数35回は、各種半導 体製造装置から発生する熱を、クリーンルームの気流循環経路に設置した冷却コイルなど によって除去するために必要な回数でもあるが、今後、製造装置の省エネルギー化推進と 相侯って、次第に25回、15回程度に低減されてゆくものと考えられる．このように、将 来はクリーンルーム全体のエリアは一般室並みに緩和される傾向にあるが、その際にはク
リーンルーム空気とミニエンバイロメント内部空気の清浄度レベル差が拡大して、ミニエ ンバイロメントの環境制御をより厳しい周囲環境下で行う必要が生じてくる
EFEMのミニエンバイロメントは、装置前面に設けられたミニクリー一ンルームであり、
その天井面にはFFUがほぼ100％の設置率で配置されている，例えば、高さL8 mのミニ エンバイロメントで、天井面のFFUから0．3m／秒の風速でダウンフtl一が形成されると、
ミニエンバイロメント内部は600回／時の換気回数となり、ISOクラス1〜2の最高レベ
ルの清浄度が容易に得られる なお、FFUに用いられるフィルタはULPA（Ultra Low
Penetration Air）などの高性能フィルタであり、その除去率は0．15μmの微粒子に対し て99．9995％と非常に高い8｝・131
ミニエンバイロメント内での微粒子汚染の原因としては、移載機などの駆動部分からの 発塵、ドソキングしたFOUP端部からの低清浄度クリーンルーム空気の吸い込みなどが考 えられる、，ミニエンバイロメント内部発塵については、発塵箇所がウェーバよりも下流側 の移載機であるために、FFUからのダウンフローによってウェーバへの汚染は防止できる
と考えられる，、この点について確認した結果は、次節で述べる。
FOUPはミニエンバイロメントに対して軽く押し当てられた状態で、そのドアをミニエ ンバイロメント内部一引き込んで開放するために、ドアの開放の瞬間にクリーンルーム空 気を微量に吸い込む可能性がある，この点については、ドアの開閉速度とクリーンルーム 清浄度を変化させながらウェーハへの微粒子付着量を検討した結果が報告されており、ク
リーンルーム環境がISOクラス6であれば、300mmウェーバへの0．1μm微粒子付着量
がドア開閉1回あたり0□個以下の問題ないレベルであることが知られている9）。したが って、微粒子汚染に関しては、FOUPとミニエンバイロメントの密着性に留意することに よって、クリーンルーム清浄度が緩和されても特に問題ないと結論づけられる。一方、分子レベルのケミカル汚染は、図6．3に示すようなケミカルフィルタによって除 去されるが1°｝m、微粒子に対するULPAフィルタのような高い除去率を得ることは困難 である。通常のケミカルフィルタの除去率は、初期に90〜98％であり、その後徐々に劣化
してゆく，，
蒋
上枠 保護材 吸収剤
（ハニカム活性炭）
タ
図6．3 ケミカルフィルタの構造例10）
132
ケミカル汚染の種類には、酸、アノレカリ、有機物、ドーハントとい・）たものがあり、そ れぞれの頭文宇をと／〉て、LばしばABCDにグルーピングされる（表6．2）12t
表6．2 ケミカル汚染の種類12）
分類
例A：酸（Acid）
a：塩基性（Basic）
b：凝縮性有機物（Condensable）
c ：ドーパント（Do ant）
F，Cl， SO、， NO、など
mH3など
Vロキサン、DOP（di−octyl phthalate）など
a，Pなど
これらのケミカル汚染は、通常、外気中よりもクリーンルームの中で多く存在寸る 建 物のコンクリート躯体や作業者からのNH3、微粒子を除去するためのブイノレタのガヲス繊 維からのB（ボロン）、内装材からの有機物など、さ丈ざまな発生原因カミあり、さらに各製 造装置で用いる薬品やガス雰囲気の漏洩もある 実際、いくつかのクリ・一ンルームにおい て、外気とクリーンルーム内のケミカル汚染を測定した例では、図6．4のLうな結果が得
られている13）．
［：コ：外気 ［＝コ：CR内
F
（A）
Cl
̲ SOx
サリサイデーション 100pptM （430ng〆m3）NOx
（B）
Aルカリ
NH3
レチクル 2500pptM （1900ng／m3）（C）
L機 HC
4000pptM （ヘフタン18000ng／m3） ●B
10pptMi5ng／m3）（D）
hーパン
PO4
10pptMi14ng／m3）1 oo 10i 102 103 104
濃度（ng／m3）
1 05 1 06
図6．4 クリーンルームの外気と内部のケミカル汚染の測定例】3）
（●印は、ITRSロードマップに示されている現在σ）要求レベルである。）
133
図ではクリーンルームにケミカルフィルタを部分的に設置してあるものも含まれている が、全般に通常のクリ…ンルームの環境はITRSで要求されるレベルkりも悪い場合が多 いといえる なお、ケミカルフィルタの設置場所は、クリールーム気流循環系のあらゆる 箇所が対象となる（図6．5）1 1）そのような場所に適宜ケミカルフィルタを設置すること によって、製造1：程ごとに問題となるケミカル汚染の除去がなされている、、
今後の最先端の大月1模クリーンルームにおいては、クリーンルームの清浄度緩和が進展 して、室内の換気川数が低減されてゆくJ「））それに伴い、クリーンルーム内部で発生した ケミカル汚染は￡すftす蓄f責しやすい状況になる そのよ1うな状況下で、ミニエンバイロ メントにケミカルソィルタを設置した場合、例えば90％の除去率であれば、クリーンルー ム内の10分の1の汚r｛ヒ量がミニエンバイロメント内部へ持込まれることになり、無視で きない汚染ぽになる1二思われる Eた、より汚染量の多いクリーンルーム空気をミニエン バイ日メントのケミカルソィルタで処理することになり、ケミカルフィルタにかかる負荷
が大きくなる二1：によって除去 ／ノ｝三能の劣化が起こりやすくなる，，
↓ λ上の検、討を総f＞ 、」 ると、クリーンルーム全体u）清浄度はISOクラス6から7、8へと 緩和すること、ミ∴エンバイロメント内部の微粒子汚染はミニエンバイロメントに設置し たULPAフィルタで対策可能であること、ケミカル汚染にっいては除去率を向上する改善
が必要であることが結論付けられる，、
〔：＝コケミカル フィルタ
外気一外
琳
ミニエン バイ［コ
メント ［＝＝
生産装置
床下