半導体　真空プロセス用　真空ポンプ＆排気配管　粉つまり解消術

技術紹介 TRAPPACK 技術内容 トラバックは半導体液晶製造装置用の排ガス反応生成物を除去する Trap である。反応生成物はおよそ 0.05 ㎛から 300 ㎛ぐら いの幅の粒子分布を持っている。このすべてを取り除くことが究極の目標になる。トラバックは開発の順に三つのタイプがあり ます。①成型エレメント型（イオン交換繊維成型）。②うず巻型（うず旋回捕集）。③コンビネーション型（成形エレメントとう ず旋回捕集）である。 ① 成型エレメント型 プラスとマイナスのイオン交換繊維を 3 次元成型加工した目の粗い当社オリジナルのエレメントである。この成型エレメント は、排ガスの流れでファイバーが活性し磁石のように微細粒子を帯電吸着作用で吸着する。ファイバーの吸引・吸着作用のおか げで成型エレメントは目の粗いポーラスな形状にもかかわらず微細粒子を吸着する。また、微細粒子を吸着する。また、微細粒 子と粗大粒子が混在する場合は、二層式すなわち外側成型体をラフにし内側成型体を密にすることで対応ができる。加えて成型 エレメントに付着しやすい粉体に対しては最外周をギザギザ加工で表面積を 2～3 倍に増やし短期間の表面閉塞に対し防御がで きる。特徴としては、成型加工したフィルターではあるが繊維充填割合が 2％から 8％程度である。すなわち、空隙率（隙間） が 98％～92％である。成型エレメント自身の圧力損失が非常に小さい。しかしながら粒子は、成型エレメントを通過する過程 で繊維自身に吸引・吸着される。この技術の確立で成型エレメントは超低圧力損失の特性を持ち、⾧時間の間、微細粒子から粗 大粒子まで大量に除去する。 （成型エレメント型 仕様と効果） ② うず巻型 ハウジングの中に複数のうず巻部を有し連続したうず巻き状流路を持ち、うず流路の外側にイオン交換繊維の布状シートを貼 る。この布状シート上のうずエレメントは、前項の成型エレメントと同じ効用を持つ。外側のうず流路の幅は広く、徐々に内側 のうず流路は狭くし、うず流路の幅に傾斜をつけている。線速度の遅い外側うずは粗大粒子を捕集し、線速度の速い。内側うず は微細粒子を捕集する。このうず巻き流路の工夫とうず巻流路の外側イオン交換繊維シートのおかげで反応生成物の粒子は流路 の外壁に付着し、外壁から内壁に向かって積層補修する。相当量の反応生成物を捕集しても内壁側の流路部は粒子捕集がなく、 排ガスは圧力損失を受けることなく⾧期間使用することができる。加えてハウジングの外周を冷却水を使った冷却クーリング水 槽を付加することで、最外側のうず流とは冷却凝集効果がプラスされ大量な反応生成物の除去ができる。うず巻型トラパックは それ自身で圧力損失を生まないため、量産ラインの真空ポンプ領域（真空ポンプ前段側）に使用できる。

（うず巻型 仕様） ③ コンビネーション型 コンビネーション型は、成型エレメント型とうず巻型を併せ持つ最強の Trap です。円筒状のハウジングで下部側面に入口、上 部上蓋中央部に出口を設け、冷却凝集効果の期待できるプロセス用には外側に冷却クーリング水層を付加する。前処理用のうず 巻は通常 3～6 巻で構成している。ハウジング内のそれぞれ占有スペースは、最適化のため 1/2～2/3 でお客様のプロセスや反 応生成物の粒子分布具合により調整している。 （コンビネーション型トラパック構造） 従前技術内容 ・水冷 Trap 水冷 Trap は、半導体・液晶製造からの反応生成物を急激な温度変化（高温→低温）により冷却凝集作用で微細粒子を粗大化さ せ、冷却器やハウジング金属部に付着させるオーソドックスな技術である。本 Trap のウィークポイントは冷却水の水温により 効果が違ってしまう点である。一般的な冷却水は、クーリングタワーにより供給され、おおよそ 20℃前後である。チラー装置 で低温化は叶うものの半導体工場のフロアースペースは高価のため、チラーを設置する余分なスペースはなくチラー装置付き冷 却 Trap は、2 段 Type に変貌し FPD 業界には 2 段式水冷とメッシュフィルターの組み合わせモデルが登場しましたが、8 イン チ半導体ラインや 4 世代 FPD ラインからは姿が完全に消えた。 左 の 写 真 は 同 社 製 の 水 冷 式 前 処 理 槽 付 き TRAPPACK の試作機。結果は NG で二重水冷 パイプによる粉体捕集量は限定的であった。

・衝撃ジャマ板 Trap 本 Trap はハウジングの中に多数の粉体衝撃用のジャマ板を設けた Trap です。粉体はジャマ板に直角に当たるとよく付着する ため、ジャマ板を多数設けハウジング下部から上部に向かってガスを直角に曲げ左右に流路を変えるものが一般である。大きな 粒子は衝突により捕集されますが、微細粒子はガス流と共に系外に出てしまう。本 Trap は粉体の粒子が大きいエッチング装置 に用途が集中する。粒子の小さい CVD 装置には普及しません。ガス総流量が大きくなった最近の大型半導体装置にはほとんど 採用されません。当社もうず旋回捕集機が完成するまでの過渡期には冷却機能付き衝突ジャマ板 Trap を開発しました。下記の 写真のモデルで FPD 業界に実機テストを試みましたが大きな成果は得られませんでした。大きな粒子は捕集ができるのですが 大部分の微細粒子はスルーしてしまう。 左の写真は同社製衝突ジャマ板 TRAP の試作機のガス流は 左から入り右に通過。結果は NG でジャマ板を増やしても 効果は変わらず衝突だけでは限定的である 本資料の商品は下記の通りです。 名称：TRAPPACK 用途：半導体 真空プロセス用パウダーTrap 問い合わせ先：大成技研株式会社