专利名称：化学过滤器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于半导体制造等系统的轴向化学过滤器。
由于半导体图案的精细化已经被进一步改进了，所以锈蚀成为下一代问题，当非常少量的气态污染物依附在半导体制造系统的暴露镜头上时会产生所述锈蚀。也就是说，随着精细图案的改进，其上具有锈蚀的暴露镜头不能在最小优化的状态下聚焦，而且衬底的光学处理不能被平滑地进行。
更详细地说，本发明的目的是提供一种能提供一种净化空气的化学过滤器，与传统的相比所述净化空气几乎不会在半导体制造系统中引起问题。
为了实现本发明的目的，采取了下述技术措施(1)本发明的化学过滤器是一种通过封装在化学过滤器单元体内的吸附剂吸附气体的化学过滤器，而且供给一种气体，其中氨和具有150℃左右或更高沸点的一种有机气体的浓度分别为1ppb(v)左右或更少。
具有150℃左右或更高沸点的有机气体易于附在硅晶片上。如果该有机气体在暴露装置的镜头上产生锈蚀或附在晶片上，这将造成门—绝缘膜破裂或耐电压氧化膜变质。而且氨还会在暴露装置的镜头或晶片表面上引起锈蚀。
对于上述过滤器，其中上述气体的浓度被特地设为1ppb(v)左右或更少，可以提供一种位于或低于会引起污染问题的水平的净化空气。例如上述净化空气可以包括氮气、氢气和空气。
(2)前述单元体可以通过一种有机溶剂和/或软化水净化，然后在100～300℃左右的温度下通过接收连续的纯净气体流烘干。
通过上述处理，在加工过程中粘附到单元体上的切削油可以被更有效地除去。作为净化方法，超声波净化较好，这是由于它有利于净化。
如果烘干温度低于100℃，那么一种有机溶剂(例如IPA)会保留在单元体内。另一方面，如果烘干温度高于300℃，那么冷却时间最好不要很长。
所述单元体最好由SUS制成，其产生较少的漏气并具有一个高的抗压强度。上述纯净气体包括纯净空气、惰性气体等。惰性气体例如包括氦气、氮气等。
(3)烘干后，单元体可以用纯净气体流进行冷却。
用上述冷却可以防止大气中的有害气体在冷却过程中再粘附到单元体中。
(4)所述单元体总设有一个打开/关闭部分，用以通过夹具替换吸附剂。而且所述单元体还可以在吸附剂的上游侧包括一个导流板元件，在其下油侧包括一个垫片。硫化碳氟橡胶用作密封部件。
由于用以替换吸附剂的打开/关闭部分用夹具固定，所以用以固定打开/关闭部分的螺栓是不必要的，且因此可以阻止漏气的产生。而且，在到达吸附剂之前，所述气体与上游导流板元件相撞并因此扩散。这容许所述气体均匀地通过整个吸附剂。而且，由于在气体吸附剂的下游侧设置了一个垫片，所以垫片形成一个空间并防止进入的气体仅通过气体吸附剂的中央区域，但容许其均匀地流过吸附剂的整个区域。最好采用二级的或更高级的碳氟橡胶的硫化产品作为密封部件，以便降低漏气的数量。
(5)本发明的化学过滤器可以被密封并包装在由铝薄板制成的真空脱氧袋中。由于这种密封和包装，本发明的化学过滤器的纯度可以被最好地保持。
通过下面结合附图
的描述可以使本发明的上述及其它目的、特点和优点变得显然，其中相同的参考标号表示相同的元件。
图8是一个流程图，表示一种用于测量有机物质去除效率的方法。
从图4中可以清楚地看到，气体吸附剂2包括沿气体流动方向分层的许多不同类型的吸附剂，且因此确保能除去各种相应种类的气体。在该图中，2a代表用于吸附碱基气体的一层吸附剂，2b代表用于吸附有机气体的一个三层吸附剂，2c代表用于吸附酸性气体的一层吸附剂。
用于替换气体吸附剂2的打开/关闭元件7设置在一个单元体10的两端(上游和下游端)，并通过相应的夹具8与单元体10固定。各个夹具8由一个六角形螺母9固定。由碳氟橡胶制成的O形圈11(商标BAITON)分别设置在上游和下游的由SUS制成的打开/关闭元件7和由SUS制成的单元体10之间。
从图3和4中可以清楚地看到，一个导流板元件12设置在化学过滤器1的气体吸附剂2的上游，一个板条网设置在吸附剂2的下游，用作垫片13。
由于用于替换吸附剂2的打开/关闭元件7通过夹具8与单元体10固定，因此不需要使用螺栓固定打开/关闭元件7，因此化学过滤器1可以有利地抑制漏气的产生。打开/关闭元件7可以通过夹具8的简单操作卸下并易于冲洗和清洁。
一个导流板元件12设置在化学过滤器1中气体吸附剂2的上游侧。因此，进入气体与导流板元件12相撞并在到达气体吸附剂2之前扩散。结果，进入气体可以被有利地引导以均匀地通过整个吸附剂2。
一个垫片13设置在化学过滤器1中气体吸附剂2的下游侧。该垫片13形成一个空间14(见图4)。因此，通过螺塞4进入的气体被有效地防止仅通过气体吸附剂2的中央区域，但容许均匀地通过整个吸附剂2。
圆柱状化学过滤器1中的气体流速是50l/min，而压力损失约为30pa。与连接到该过滤器的管道相比，所述化学过滤器的压力损失不是很大。
下面进一步详细描述本发明的化学过滤器。[A]单元体的清洁和烘干单元体10被如下所述地清洁和烘干。
(比较例1)其上粘附有金属加工过程中的油或类似物的单元体10被如下进行表面除油和清洁首先在氢氧化钠(NaOH)溶液(70～80℃)中浸泡20分钟并用流动水冲洗，然后在氢氟酸硝酸盐中浸泡5至6小时并用流动水冲洗，然后在三氯乙烯溶液中浸泡3至5分钟并在40～85℃的温度下干燥，然后再在IPA(异丙醇)中浸泡6小时，最后自然干燥。
(比较例2)除了上面所述的比较例1的处理方法之外，单元体10还分别通过软化水(电阻值18MΩcm；相同的被应用到下述实施例中)及作为溶剂的IPA(一个特定种类相同的被应用到下述实施例中)进行超声波清洁10分钟。
然后，如图5所示，干净的单元体10被放在一个由SUS制成的壳体容器(51容量)中并在一个温度为50℃的加热炉中用5l/min的清洁空气(使压缩空气通过硅胶、一个空气过滤器或化学过滤器而得到)或惰性气体(使具有99.999％或更高纯度的氮气通过一个化学过滤器而得到)烘干30分钟。然后，使烘箱停止工作，用纯净空气流冷却所述单元体10达30分钟。
(实施例1)除了在150℃而不是50℃的温度下烘干30分钟之外，用和比较例2中相同的方法处理单元体10。
(实施例2)除了用IPA然后用软化水进行超声波清洗及在200℃下烘干30分钟之外，用和比较例2中相同的方法处理单元体10。[B]比较例1和2及实施例1和2的漏气测定漏气测定如下。
各单元体被放在一个SUS容器中并被在一个烤箱中加热直至50℃，同时供给2至300ml/min的纯净空气。所述空气用一个Tenax收集管(使用一个用于吸附气体，Tenax(商标)GR的填充器)收集。
所收集的空气通过一个热解析冷凝喷射器(由JL科学Inc.制造ModelCP4020)冷凝并通过一个气体层析质量分光镜GC-MS(Model MD800)进行分析。根据层析图的面积，所述面积被转化为甲苯量并被确定。而且被确定的甲苯量除以采样量以计算空气中漏气的浓度。结果如下所示。
(比较例1)收集的乙酸、二甘醇及癸醇(漏气)的甲苯转换值TOC为0.193μg/hr。
(比较例2)收集的IPA的甲苯转换值TOC为26.845g/hr。这看起来似乎用于在50℃温度下清洁的IPA被留下了。IPA具有82.4℃的沸点。
(实施例1)在层析图表中没有任何特定的高峰值，而且甲苯转换值TOC为0.022μg/hr。通过在150℃下加热IPA几乎没有留下而且被清洁到比较例的约1/10。
(实施例2)在层析图表中没有任何特定的高峰值，而且甲苯转换值TOC为0.023μg/hr。和在150℃下加热相同的效果通过在150℃下加热得到。[C]化学过滤器的密封部件最好使用一种能使漏气量最小的材料作为化学过滤器的密封部件。密封部件可以是由氯丁橡胶、EPT或碳氟橡胶(商标BAITON)制成的标准产品(一个初级硫人产品)的一个O形圈11。
但是，考虑漏气的减少，碳氟橡胶(商标BAITON)的一种二级硫化产品最好被用于密封部件。
也就是说，如图6所示，均由碳氟橡胶(商标BAITON)制成的一个初级硫化产品的O形圈11和一个二级硫化产品的O形圈11分别被放在SUS腔中，在50℃下加热1小时。其中漏气被分别采样的Tenax(商标)管被安装到一个TCT上以通过GC-MS定性并定量地测量漏气。
结果，由碳氟橡胶(商标BAITON)制成的O形圈11的初级硫化产品的漏气为0.165μg/g·hr，而二级硫化产品的漏气为0.002μg/g·hr。[D]除氨效率除氨效率通过化学过滤器1测量，该过滤器使用实施例2的单元体10。
如图7所示，空气被供给化学过滤器1。上游和下游侧的空气通过沸腾的软化水采样以通过一种离子层析测量水中氨的浓度。由NIPPON DAIONEKUSU Co.，ltd制造的离子层析Model DX-100被用作分析仪。
结果，上游侧处化学过滤器中氨的浓度显示为3.75μg/m3，而下游侧处的浓度减小至0.26μg/m3，去除效率显示为93％。[E]有机物质去除效率有机物质去除效率通过化学过滤器1测量，该过滤器使用实施例2的单元体10。
如图8中所示，通过将空气供给化学过滤器1并通过Tenax(商标)管在上游和下游侧采样空气可以对有机物质浓度进行测量。供给化学过滤器1的空气流速被设定为50l/min。
化学过滤器1上游侧的TOC浓度显示为357.8μg/m3，而下游侧处的浓度减小至1.22μg/m3，去除效率显示为99.7％。
而且，在化学过滤器1上游侧从二甲苯向下的浓度显示为296.3μg/m3，而下游侧处的浓度减小至0.01μg/m3，而且去除效率显示为99.99％或更高。
上述测量结果证明从单元体排出的漏气量可以通过清洁单元体而减小。而且由于是漏气通过化学过滤器，所以可以供给一种气体，其中具有150℃或更高沸点的有机物质气体和氨的浓度分别为1ppb(v)或更少。
如上所述，本发明可以提供一种净化气体，其具有比引起污染麻烦的级低的级。因此，可以提供一种化学过滤器，其能减少半导体制造系统的传统过滤器中遇到的问题。
权利要求
1.一种化学过滤器，包括单元体和装在所述单元体中的吸附剂，所述吸附剂用于吸附气体，其特征在于所述化学过滤器供给一种气体，其中氨和具有150℃或更高沸点的一种有机气体的浓度分别为1ppb(v)左右或更小。
2.根据权利要求1所述的化学过滤器，其特征在于所述单元体由有机溶剂和软化水中的至少一种清洁并处理，然后通过接收一种纯净气体的连续流在100～300℃左右的温度下被烘干。
3.根据权利要求2所述的化学过滤器，其特征在于所述单元体被烘干后用纯净空气流进行冷却。
4.根据权利要求1所述的化学过滤器，其特征在于所述单元体设有一个打开/关闭部分，用以替换通过一个夹具固定的吸附剂；一个位于所述吸附剂上游侧的导流板元件及位于吸附剂下游侧的一个垫片，以及使用硫化的碳氟橡胶的密封部件。
5.根据权利要求1所述的化学过滤器，其特征在于所述化学过滤器被密封并包装在一个由铝薄板制成的真空脱氧袋中。
全文摘要
一种化学过滤器包括单元体和装在所述单元体中的吸附剂。所述吸附利用于吸附气体。采用这种化学过滤器,可以提供一种净化气体,其中氨和具有150℃或更高沸点的一种有机气体的浓度分别为1ppb(v)或更少。这种净化气体被用于半导体制造系统,而不引起麻烦。
文档编号H01L21/205GK1357403SQ0113032
公开日2002年7月10日 申请日期2001年10月3日 优先权日2000年10月3日
发明者东野伸幸, 山本宗弘, 住冈将行, 荒牧大 申请人:新田株式会社