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クリーンルームでの管理と運用 株式会社オジックテクノロジーズ 取締役技術本部長
園田 信夫 [元・三菱電機(株)パワーデバイス製作所] クリーンルームでの発塵源は図のように大きく5つに分けられる。
まず人からの発塵は、人体からのフケ、垢、汗の分泌物のほか、呼気や唾液も影響する場合がある。また、化粧品は剥がれ易いので好ましくはない。化粧品の成分は多価アルコール類などの有機物と顔料(pigment)として用いる Ca・Ti・Mg などの無機酸化物からなっている。これらの物質は半導体製品とって良くはない。また、汗は結構 NaCl を含 んでおりAl配線の腐食の原因とされることもある。また、唾液には個人差があるが KCl または NaCl に加えて S系を含んでいることが分かっている。これらの分泌物は生理的に不可避である。従って人体分泌物はよく観察される原因物質である。
また、無塵服や無塵靴、無塵手袋からの発塵も少なからずあるが、むしろ無塵服の下に着用した、セーター・シャツなどからの発塵、並びに抜け毛なども結構飛散している場合が多い。いくら無塵服を着用しても、主に顔面周りの開口部から無塵服の下の繊維や皮膚などの発塵物がポンピング(Pumping)作用により飛散する場合が多い。ポンピング作用とは、無塵服とその下の衣服の気体空間があたかもポンプで排出される現象を指し、衣服の繊維や皮膚などが、それによって放出 されることを言う。一方、作業動作や歩行方法は、クリーンルームに存在するパーティクルが人の動きによって飛散することを意味している。その意味で前者が人体からの発塵、後者が人体による発塵として区別される。
材料による発塵はさまざまである。プロセス材料のうち薬品類はELグレード(Electric grade)としてあらかじめフィルターでパーティクルを除去している。その他、ウェーハのキャリアカセット、ケースは開閉時の発塵や母材からの脱ガス(degassing)による汚染が問題となる。搬送台車は移動時の床との発塵およびコロ部のグリース、潤滑油や摩耗粉の飛散が問題となる。その他、器具備品、帳票類なども発塵源となる。
クリーンルーム内では、建築内装材のプラスチック類・塗装・シール材および装置ケーブルが有機物汚染源として位置付けるが、特に古くなったり破損したりした場合は、発塵源となる。その他、気流設計や室圧の不備、フィルターの管理などに注意が必要となる。
装置は、装置内での発塵、装置からの発塵があるが、稼動している限り発塵は避けられない。ユーティリティについては、配管材料からの溶出やチッピングが問題となるが、特にバルブ開閉時・リークの有無・ウオー ターハンマー現象などに注意を要する。また、純水中のバクテリアについては特別な注意が必要となる。
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