ケミカルフィルター
多くの工場の産業環境における腐食や臭気汚染の問題。単一の要因によって引き起こされるものではなく、単一の解決策によって解決することもできません。
ＳＥＭ１規格Ｆ２１−９５は、エアボア分子汚染（ＡＭＣ）レベルに関して超小型電子クリーンルームを分類する方法を提供する。これは気相汚染物質に関するもので、微粒子汚染に関する連邦規格 209E に類似しています。SEM 規格 F21-95 は、気相汚染物質のカテゴリーと各カテゴリーの許容濃度レベルに基づいてクリーンルームを分類しています。
気相汚染物質の 4 つのカテゴリ:
1.酸(カテゴリーA):
酸（電子受容体）として化学反応する腐食性ガス
2.塩基(カテゴリB):塩基(電子供与体)として化学反応する腐食性カセス
3. 凝縮性物質 (カテゴリ C): 沸点が通常室温より高く、ウェーハ表面で凝縮する可能性がある汚染物質。
4.ドーパント (カテゴリ D):
半導体材料の電気的特性を変化させる汚染物質。
SEM1 F21-95 分類は、文字「M」、その後にカテゴリー指定子、その後に許容汚染物質濃度 (ppt) で識別されます。たとえば、MA-10 の分類は、室内空気中のすべての酸性ガスの最大許容濃度が 10 ppt であると解釈されます。
空気中の分子状汚染物質の分類
| 材料カテゴリー |
1ppt |
10ppt |
100ppt |
1,000ppt |
10,000ppt |
| 酸 |
MA-1 |
MA-10 |
MA-100 |
MA-1000 |
MA-10,000 |
| 拠点 |
MB-1 |
MB-10 |
MB-100 |
MB-1000 |
MB-10,000 |
| 凝縮性物質 |
MC-1 |
MC-10 |
MC-100 |
MC-1000 |
MC-10,000 |
| ドーパント |
MD-1 |
MD-10 |
MD-100 |
MD-1000 |
MD-10,000 |
「SEM1F21-95:クリーン環境における空気中の分子汚染物質レベルの分類」。1 ppb=1,000 ppt、および 1 ppm=1,000,000 ppt。
許容される AMC (浮遊分子汚染物質) 濃度は、クリーンルームのクラス、使用されるプロセス、および使用される機器によって異なります。
0.25 um プロセスの予想される AMC 制限
| プロセスステップ |
最大着座時間 |
MA(ppt) |
MB (ppt) |
MC (ppt) |
MD (ppt) |
| プレゲート酸化 |
4時間 |
13,000 |
13,000 |
1,000 |
0.1 |
| サリサイド化 |
1時間 |
180 |
13,000 |
35,000 |
1,000 |
| 連絡先の形成 |
24時間 |
5 |
13,000 |
2,000 |
100,000 |
| DUVフォトリタグラフィー |
2時間 |
10,000 |
1,000 |
100,000 |
10,000 |
クリーンルーム内の一般的な汚染物質と濃度
| カテゴリ |
汚染物質 |
濃度範囲、ppt 低い 高い |
酸 |
塩酸 |
20,000 |
400,000 |
| フッ化水素酸 |
40,000 |
250,000 |
| 硝酸 |
20,000 |
250,000 |
| 硫酸 |
10,000 |
300,000 |
| リン酸 |
10,000 |
400,000 |
| 酢酸 |
10,000 |
250,000 |
| 二酸化窒素 |
30,000 |
300,000 |
| 二酸化硫黄 |
10,000 |
150,000 |
拠点 |
アンモニア |
10,000 |
200,000 |
| NMP |
20,000 |
300,000 |
凝縮性物質 |
アセトン |
20,000 |
500,000 |
| トルエン |
10,000 |
250,000 |
ドーパント |
ホウ酸 |
ND |
200,000 |
| リン |
ND |
5,000 |
| アルシン |
ND |
50,000 |
臭気およびガス汚染物質を制御するための 4 つの主要な技術:マスキング、燃焼、換気、および除去。メディアペレットは、吸着と酸化によってガス汚染物質を制御するために使用されます。ケミカルフィルターは、吸着および吸収原理によって分子汚染物質を除去できます。
微粒子物質、ガス状および蒸気状の化合物を除去して空気を浄化するための微粒子フィルターは、望ましくないガスや蒸気に対しては効果がありません。
気体または液体の分子が吸着剤の表面に到達し、化学反応を起こさずに留まる現象を物理吸着または物理吸着と呼びます。
炭素に他の化学物質を含浸させることで、未処理の炭素による吸着能力の低い特定のガスを改善することができます。これらの化学物質はガスと反応して汚染物質の濃度を低減します。
特定のガスを削除するもう 1 つの方法は、それらを捕らえて反応させることです。このプロセスは化学吸着と呼ばれます。
多くの吸着材料が利用可能であり、それぞれが特定の蒸気に対して特別な親和性を持っています。
カーボンの寸法が小さくなると表面積が増加します。たとえカーボンダストになるだけであっても、粒子サイズは非常に小さくなることがあります。また、空気蒸気中に逃げたり、密に詰めると高い圧力損失が発生したりする問題も発生します。最適なサイズは実験によって決定する必要があります。
分子汚染物質システムでは、初期汚染物質除去効率は重量、炭素粒子サイズ、炭素活性には依存しません。総表面積と表面化学は初期効率を決定するための 2 つの重要なパラメーターです。
大気汚染が非常に湿気の多い場合（雨の日など）、その水分は炭素容量に関して対象となる汚染ガスと競合して吸着される可能性がありますが、反応が化学吸着される場合、水分により反応が急速に増加する可能性があります。
温度が高くなると、温度も吸着速度に影響を与える可能性があります。温度が高くなると、汚染物質をカーボンに引き付けるのが難しくなります。
