JPH11147051A

JPH11147051A - 収納空間の清浄化方法及びその装置

Info

Publication number: JPH11147051A
Application number: JP33085597A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Fujii; 敏昭藤井; Osamu Hotta; 修堀田
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1997-11-17
Filing date: 1997-11-17
Publication date: 1999-06-02

Abstract

(57)【要約】【課題】基材や基板に対する汚染を効果的に防止する
ことができる収納空間の清浄化方法と装置を提供する。【解決手段】基材又は基板２が収納される収納空間Ｂ
と、該収納空間に清浄気体を送る紫外線５を光源として
用いる清浄化手段Ａとを有する収納空間の清浄化装置に
おいて、該収納空間内に該空間内の気体の対流による流
れを促進するための仕切り板１４と、前記清浄化手段と
して、光電子１１による粒子状物質の荷電・捕集部、光
触媒４によるガス状汚染物質の除去部、又は紫外線照射
による除電部の内の１種類以上の手段、又は、これらと
イオン交換繊維によるガス状汚染物質の除去部を組合せ
た手段とを備えることとしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、収納空間の清浄化
に係り、特に半導体、液晶、精密機械工業などの先端産
業における原料、半製品、製品の基材や基板を収納し、
該基材や基板表面の微粒子やガス状物質による汚染を防
止する収納空間の清浄化方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のクリーンルームにおける空気清浄
を、半導体製造工場における空気清浄を例に、図９を用
いて説明する。図９において、外気２１は先ずプレフィ
ルタ２２で粗粒子が除去され、次いで空調機２３で空調
され、中性能フィルタ２４で除塵される。次に、クリー
ンルーム２５の天井部に設置されたいるＨＥＰＡフィル
タ（高性能フィルタ）２６で微細な粒子が除去され、ク
リーンルーム２５はクラス１００〜１，０００が維持さ
れる（「洗浄設計」ｐ．１１〜２４、 Summer １９８
８）。２７_-1、２７_-2はファン、矢印は空気の流れを示
す。従来のクリーンルームにおける空気清浄は、微粒子
除去を目的としているので、図９のように構成されてい
た。このような構成では、微粒子除去には効果的である
が、ガス状有害成分の除去には効果がない。

【０００３】ところで、今後半導体産業では製品の高品
質化、精密化が益々進み、これに伴いガス状物質が汚染
物として関与する。即ち、従来は微粒子除去のみで十分
であったのが、今後は、ガス状物質（ガス状有害成分）
の制御が重要となってくる。そして、前記図９に示し
た、従来のクリーンルームのフィルタでは、微粒子のみ
しか除去されず、外気からのガス状有害成分は、除去さ
れずにクリーンルームに導入されてしまうので問題にな
る。即ち、クリーンルームにおいては、微粒子（粒子状
物質）や、今までの除塵フィルタ（例、ＨＥＰＡ、ＵＬ
ＰＡフィルタ）では捕集、除去されず、クリーンルーム
内に導入されてしまう自動車の排気ガス、民生品として
広く使用されている高分子樹脂製品からの脱ガスなどに
起因する炭化水素（Ｈ．Ｃ）、ＮＯｘ、ＳＯｘ、ＫＣ
ｌ、ＨＦのような酸性ガス、ＮＨ₃、アミンのような塩
基性（アルカリ性）ガスなどのガス状物質が、ガス状有
害成分として問題となる。

【０００４】この内、Ｈ．Ｃはガス状有害成分として通
常の空気（室内空気及び外気）中の極低濃度のものが汚
染をもたらすので、除去する必要がある。また、最近で
はクリーンルームの構成材や使用器具（ウェハ、キャリ
アボックス）の高分子樹脂類からの脱ガスがＨ．Ｃ発生
源として問題となっている。（（社）日本機械工業連合
会、平成６年度報告書、平成７年３月、ｐ．４１〜４
９、１９９５）。これらのガス状物質は、クリーンルー
ム内における作業で発生したものも問題となる。即ち、
該ガス状物質の起因として通常のクリーンルームでは、
外気から導入されたガス状物質（クリーンルームでのフ
ィルタでは、ガス状物質は除去できないので、外気中の
ガス状物質は導入されてしまう）に、前記のクリーンル
ーム内で発生したガス状物質が加わるので、外気に比べ
てクリーンルーム中のガス状物質は高濃度となり、ウェ
ハ基材や基板を汚染する。

【０００５】即ち、上記の汚染物質（微粒子、ガス状有
害成分）がウェハ、半製品、製品の基板表面に付着すれ
ば、微粒子は、基板表面の回路（パターン）の断線や短
絡を引き起こし欠陥を生じさせる。また、ガス状物質と
して、Ｈ．Ｃは、ウェハ（基板）表面に付着する
と、接触角の増加をもたらし、Ｈ．Ｃは基板とレジスト
との親和性（なじみ）に影響を与える。そして、親和性
が悪くなるとレジストの膜厚に悪影響を与えたり、基板
とレジストとの密着性に悪影響を与える（空気清浄、第
３３巻、第１号、ｐ．１６〜２１、１９９５）。Ｓ
Ｏｘは、酸化膜絶縁不良を引き起こす。ＮＨ₃は、
アンモニウム塩の生成などをもたらし、ウェハにくもり
（解像不良）を引き起こす（リアライス社、最新技術講
座、資料集、半導体プロセスセミナー、１９９６年１０
月２９日、ｐ．１５〜２５、１９９６）。このような原
因により、これらのガス状汚染物質は、半導体製品の生
産性（歩留り）を低下させる。

【０００６】特に、ガス状有害成分としての上記のガス
状物質は上述の発生起因により、また最近では省エネの
観点でクリーンルーム空気の循環を多くして用いるの
で、クリーンルーム中のガス状物質の濃度は濃縮され、
外気に比べかなりの高濃度となっており、基材や基板に
付着し、該表面を汚染する。この汚染の程度は、基材や
基板の接触角で表わすことができ、汚染が激しいと接触
角が大きい。接触角が大きい基材や基板は、その表面に
成膜しても膜の付着強度が弱く（なじみが悪い）、歩留
りの低下をまねく。ここで、接触角とは水によるぬれの
接触角のことであり、基板表面の汚染の程度を示すもの
である。即ち、基板表面に疎水性（油性）の汚染物質が
付着すると、その表面は水をはじき返してぬれにくくな
る。すると基板表面と水滴との接触角は大きくなる。従
って接触角が大きいと汚染度が高く、逆に接触角が小さ
いと汚染度が低い。

【０００７】特に、最近省エネの点でクリーンルームの
空気を循環使用するため、クリーンルーム内のガス状有
害成分は徐々に高まってしまい、基材や基板を汚染する
ことになる。このような背景に対し、本発明者らは下記
（１）〜（３）に例示する密閉空間において、光電子、
光触媒、イオン交換繊維を用いる清浄方法や装置を提案
してきた。（１）微粒子（粒子状物質）の汚染に対しては、光電子
を用い、微粒子を荷電し、荷電微粒子を電極材などによ
り捕集・除去する方法及び装置（例、特公平８−２１１
号、特公平７−１２１３６９号公報）。（２）ガス状物質の汚染に対しては、光触媒やイオン交
換繊維を用い、除去する方法及び装置（例、特開平９−
１６８７２２号、特開平９−２０５０４６号公報）。（３）微粒子のガス状物質の同時除去方法や装置（特開
平１−２６６８６４号、特開平７−５７９８１号、特開
平８−２６１５３６号公報）。これらの方法や装置は、適用先の種類や装置の形状、構
造、基材や基板の空間への収納方法などによっては効果
的であるが、装置の種類や基材や基板の空間への収納方
法によっては、改良の余地があった。

【０００８】次に、この改良点について、本発明者がす
でに提案した有機性ガスの防止（特開平９−１６８７２
２号公報）を例に述べる。図１０は、ウェハストッカ１
の概略構成図である。ストッカ１には、ウェハ２が収納
されている。ストッカ１には、その壁材３の一部に光触
媒４が設置され、光触媒４には、紫外線ランプ５からの
紫外線が照射されている。ストッカ１は、その構成部に
パッキン材（プラスチック）、シール材を使用している
ので、ウェハ上に付着すると接触角の増加をもたらす、
極微量の有機性ガス６が発生するが、光触媒４により処
理され、無害化ガス７に変換される。ここで、８は遮光
材であり、紫外線ランプ５からの紫外線がウェハ２（半
製品で紫外線に敏感なもの）に照射されるのを防ぐため
のものである。

【０００９】９は、光触媒４への紫外線ランプ５からの
紫外線を効率良く照射するための反射面である。ここで
の有機性ガス６は、紫外線ランプ５の光触媒４への照射
により生ずる光触媒４による有機性ガス６の処理空間部
Ａの上下間のわずかな温度差により引き起こされる気流
１０_-1〜１０_-5によって、処理空間部Ａに送られ、無害
化ガスに変換される。また、一方このような構成では、
上記の気流の他にも１０_-6、１０_-7の気流が生じてしま
い、該気流は有機性ガス６の処理（移動）のためには利
用されず無駄である。従って、この様な構成による清浄
化では、該気流１０_-6、１０_-7が生じないよう改良の余
地があった。

【００１０】また、先端産業においては、製品の商品
化、精密化が年々進み、一方において効率の良い生産
（コスト低減化）が求められている。それに伴い、Ｓｉ
ウェハやガラス基板のサイズが大きくなっている。すな
わち、該基板のサイズが大きくなると、図１０のように
基板を横置きにする場合が多くなる（大型基板をたて置
きにすると操作性や悪い）ことから、前記の気流の適正
化を行ことは紫外線を用いる収納空間の清浄化を効果的
に行う上で重要である。また、今後の先端産業では、前
記のごとくコストの低減化が求められていることから、
局所清浄化（ミニエンバイロメント）が急速に広まって
いる。しかし、局所清浄化においては、高分子材料の使
用が多くなるので、これらの材料からの有機性ガスの発
生による汚染を効果的に防止する方式の出現が期待され
ていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
記した従来技術に鑑み、基材や基板に対する汚染を効果
的に防止することができる収納空間の清浄化方法と装置
を提供することを課題とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、紫外線を光源として用いる清浄化手段
を有する基材又は基板が収納される収納空間の清浄化方
法において、該収納空間内に該空間内の気体の対流によ
る流れを促進するための誘導手段を設けることを特徴と
する収納空間の清浄化方法としたものである。前記方法
において、清浄化手段は、光電子による粒子状物質の荷
電・捕集、光触媒によるガス状汚染物質の除去、又は紫
外線照射による除電の内の１種類以上であるか、又は、
これらとイオン交換繊維によるガス状汚染物質の除去を
組合せて用いることができ、また、前記誘導手段として
は仕切り板を用いることができる。また、本発明では、
基材又は基板が収納される収納空間と、該収納空間に清
浄気体を送る紫外線を光源として用いる清浄化手段とを
有する収納空間の清浄化装置において、該収納空間内に
該空間内の気体の対流による流れを促進するための仕切
り板と、前記清浄化手段として、光電子による粒子状物
質の荷電・捕集部、光触媒によるガス状汚染物質の除去
部、又は紫外線照射による除電部の内の１種類以上の手
段、又は、これらとイオン交換繊維によるガス状汚染物
質の除去部を組合せた手段とを備えることとしたもので
ある。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明は、次の５つの知見に基づ
きなされたものである。（１）紫外線を用いる基材や基板が収納される密閉空間
の清浄化は、ファンを用いずに効果的に清浄化できる長
所がある。これは従来のファンを用いる清浄化の問題
点、即ちファンからのガス状汚染物質や粒子状物質の汚
染物発生の問題が、本方式ではないために、超クリーン
な空間が効果的に得られる。この方式は紫外線照射によ
り生ずるわずかな温度差により、密閉空間内の気体が流
動し、それにより該空間中の汚染物質が順次汚染物質の
処理空間部へ送られ処理されるものである。（１）エア
ロゾル研究、第８巻、第４号、ｐ．３１５〜３２４、１
９９３、２）Proceedings of the 12th ＩＳＣＣ in Yo
kohama、ｐ．１１７〜１２２、１９９４、３）特開平９
−１６８７２２号、特開平９−２０５０４６号公報）（２）前記の清浄化では、基材や基板が密閉空間に収納
されており、生じた気流（清浄化気体の流れ）を如何に
基材や基板上に通すことができるかが、効果的に清浄化
を行う上での重要な点である。即ち、密閉空間内に基材
や基板の清浄化に役立たない流れ（バイパス）を生じさ
せないことが、効果的に清浄化を行う上での課題と言え
る。

【００１４】（３）上記の課題は、ウェハやガラス基板
は、今後該基板のサイズが大型化していくので、従来の
たて置きから、横置きになるため、一層重要となる。即
ち、従来のたて置きでは気流は上から下に流れていくの
で、自然現象に任せておけば、効果的に清浄化された。
一方横置きの場合、気流は温度差や抵抗に依存してしま
うので、横置きの気流は自然現象に任せただけでは均一
に得ることが難しい。（４）上記の課題に対して、基材や基板の収納空間に流
れを誘導するため（有効利用するため）の仕切り板（障
害板、邪魔板）を設置することにより解決できる。（５）上記密閉空間の清浄化方法として、光電子による
方法、光触媒による方法、紫外線照射により除電する方
法及び、それらとイオン交換繊維による方法を組合せて
用いることにより好適に行うことができる。

【００１５】次に、本発明の構成を詳細に説明する。気
流の誘導手段である仕切り板（障害板、邪魔板）は、清
浄化手段に用いる紫外線照射により生じた空気の流れ
を、有効利用すべく、基材や基板の汚染防止のために、
基材や基板上（その近傍）に送るためのものであり、適
宜の材料、形状のものを用いることができる。仕切り板
の形状や位置、個数は、装置の種類、形状や、基材、基
板の形状、大きさ、紫外線源の位置、要求性能等によ
り、１個所あるいは複数個所に設置を予備試験を行い決
めることができる。一般的には、清浄化空間の上部及び
／又は中央部に、気流が基材や基板上に送られるように
１個所以上に設置すれば良い。

【００１６】次に、各清浄化手段の構成について説明す
る。（１）光電子による方法光電子による方法は、粒子状物質（微粒子）の除去に効
果的である（前記１）エアロゾル研究、及び２）Procee
dings of the 12th ＩＳＣＣ in Yokohama 参照）。そ
して、該光電子による方法は、本発明者らが既に提案し
たものを適宜に用いることができる（例えば、特公平６
−７４９０９号、特公平８−２１１号、特公平７−１２
１３６９号、特公平８−２２３９３号各公報参照）。光
電子の放出に用いる光電子放出材は、紫外線の照射によ
り光電子を放出するものであれば何れでも良く、光電的
な仕事関数が小さなもの程好ましい。効果や経済性の面
から、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａ，Ｙ，Ｇｄ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎ
ｄ，Ｔｈ，Ｐｒ，Ｂｅ，Ｚｒ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃ
ｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｄ，Ｐｂ，Ａｌ，Ｃ，Ｍｇ，Ａｕ，
Ｉｎ，Ｂｉ，Ｎｂ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｕ，Ｂ，Ｅｕ，
Ｓｎ，Ｐ，Ｗのいずれか、又はこれらの化合物又は合金
又は混合物が好ましく、これらは単独で又は２種以上を
複合して用いられる。複合材としては、アマルガムの如
く物理的な複合材も用い得る。

【００１７】例えば、化合物としては酸化物、ほう化
物、炭化物があり、酸化物にはＢａＯ，ＳｒＯ，Ｃａ
Ｏ，Ｙ₂Ｏ₅，Ｇｄ₂Ｏ₃，Ｎｄ₂Ｏ₃，ＴｈＯ₂，Ｚ
ｒＯ₂，Ｆｅ₂Ｏ₃，ＺｎＯ，ＣｕＯ，Ａｇ₂Ｏ，Ｌａ
₂Ｏ₃，ＰｔＯ，ＰｂＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，ＭｇＯ，Ｉｎ₂
Ｏ₃，ＢｉＯ，ＮｂＯ，ＢｅＯなどがあり、またほう化
物には、ＹＢ₆，ＧｄＢ₆，ＬａＢ₅，ＮｄＢ₆，Ｃｅ
Ｂ₆，ＥｕＢ₆，ＰｒＢ₆，ＺｒＢ₂などがあり、さら
に炭化物としてはＵＣ，ＺｒＣ，ＴａＣ，ＴｉＣ，Ｎｂ
Ｃ，ＷＣなどがある。また、合金としては黄銅、青銅、
リン青銅、ＡｇとＭｇとの合金（Ｍｇが２〜２０ｗｔ
％）、ＣｕとＢｅとの合金（Ｂｅが１〜１０ｗｔ％）及
びＢａとＡｌとの合金を用いることができ、上記Ａｇと
Ｍｇとの合金、ＣｕとＢｅとの合金及びＢａとＡｌとの
合金が好ましい。酸化物は金属表面のみを空気中で加熱
したり、或いは薬品で酸化することによっても得ること
ができる。

【００１８】さらに他の方法としては、使用前に加熱
し、表面に酸化層を形成して長期にわたって安定な酸化
層を得ることもできる。この例としては、ＭｇとＡｇと
の合金を水蒸気中で３００〜４００℃の温度の条件下
で、その表面に酸化膜を形成させることができ、この酸
化薄膜は長期間にわたって安定なものである。これらの
物質は、バルク状（固体状、板状）で、また適宜の母材
（支持体）へ付加して使用できる（特開平３−１０８６
９８号公報）。例えば、紫外線透過性物質の表面又は該
表面近傍に付加する（特公平７−９３０９８号公報）こ
ともできる。付加の方法は、紫外線の照射により光電子
が放出されれば何れでも良い。例えば、ガラス板上へコ
ーティングして使用する方法、他の例として板状物質表
面近傍へ埋込んで使用する方法や、板状物質上に付加し
更にその上に別の材料をコーティングして使用する方
法、紫外線透過性物質と光電子を放出する物質を混合し
て用いる方法等がある。また、付加は、薄膜状に付加す
る方法、網状、線状、粒状、島状、帯状に付加する方法
等適宜用いることが出来る。

【００１９】光電子を放出する材料の付加の方法は、適
宜の材料の表面に周知の方法でコーティング、あるいは
付着させて作ることができる。例えば、イオンプレーテ
ィング法、スパッタリング法、蒸着法、ＣＶＤ法、メッ
キによる方法、塗布による方法、スタンプ印刷による方
法、スクリーン印刷による方法を適宜用いることができ
る。薄膜の厚さは、紫外線又は放射線照射により光電子
が放出される厚さであれば良く、５Å〜５，０００Å、
通常２０Å〜５００Åが一般的である。母材の使用形状
は、板状、プリーツ状、円筒状、棒状、線状、網状、繊
維状、ハニカム状等があり、表面の形状を適宜凹凸状と
し使用することが出来る。また、凸部の先端を先鋭状あ
るいは球面状とすることも出来る（特公平６−７４９０
８号公報）。

【００２０】母材への薄膜の付加は、本発明者が既に提
案したように、１種類又は２種類以上の材料を１層又は
多層重ねて用いることができる。即ち、薄膜を適宜複数
（複合）で使用し、２重構造あるいはそれ以上の多重構
造とすることができる（特開平４−１５２２９６号公
報）。これらの最適な形状や、紫外線の照射により光電
子を放出する材料の種類や付加法、薄膜厚は、装置の種
類、規模、形状、光電子放出材の種類、母材の種類、後
述電場の強さ、かけ方、効果、経済性等で適宜予備試験
を行い決めることが出来る。前記光電子放出材を母材に
付加して使用する場合の母材は、前記した紫外線透過性
物質の他にセラミック、粘土、周知の金属材がある。ま
た、後述の光源の表面に上記光電子放出材を被覆（光源
と光電子放出材を一体化）して行うこともできる（特開
平４−２４３５４０号公報）。

【００２１】後述光触媒との一体化を行うこともできる
（特願平８−１３２５６３号）。この形態は、光触媒に
より、光電子放出材の長期安定化（光電子放出材への影
響物質があっても除去できる）、や共存するガス状汚染
物質の除去ができるので、利用先（装置、種類）によっ
ては好ましい。光電子放出材への紫外線の照射による光
電子の発生は、光電子放出材（負極）と、後述の電極
（正極）間に電場（電界）を形成して行うと、光電子放
出材からの光電子が効果的に起こる。電場の形成方法
（構造）としては、荷電部の形状、構造、適用分野、装
置の種類或いは期待する効果（精度）等によって適宜選
択することが出来る。電場の強さは、光電子放出材や母
材への付加の種類等で適宜決めることが出来、このこと
については本発明者の別の発明がある。電場の強さは、
一般に０．１Ｖ／ｃｍ〜２ｋＶ／ｃｍである。

【００２２】次に、紫外線の照射のための照射源につい
て述べる。紫外線源は、通常、水銀灯、水素放電管、キ
セノン放電管、ライマン放電管などを適宜使用出来る。
光源の例としては、殺菌ランプ、ブラックライト、蛍光
ケミカルランプ、ＵＶ−Ｂ紫外線ランプ、キセノンラン
プがある。この内、殺菌ランプ（波長：２５４ｎｍ）
は、粒子状物質に共存する浮遊菌類、微生物類などに殺
菌（滅菌）作用があることから好ましい。即ち、紫外線
源として殺菌ランプを用いることにより、粒子状物質の
捕集・除去と同時に、殺菌作用を付加できるので、利用
先（装置種類）によっては好ましい。

【００２３】次に、電極について説明する。電極は、前
記の光電子放出材から光電子の発生を効果的に起こすた
めに、光電子放出材（負極）の対向側に設置し、電極
（正極）との間に電場を形成する。電極材やその形状
は、該電場を形成できるものであれば何れでも良い。材
質は、不純物などの発生がなく、導電性の材料であれば
何れでも用いることができ、例えば、ＳＵＳ、Ｃｕ−Ｚ
ｎ、Ｗがある。形状は、板状、プリーツ状、円筒状、棒
状、線状、繊維状、網状、ハニカム状があり、装置や光
電子放出材の種類や形状、規模により、適宜予備試験を
行い決めることができる。

【００２４】次に、荷電粒子状物質を捕集する捕集材
（集じん材）について説明する。該捕集材は、その前方
の粒子状物質の荷電部で荷電された、荷電粒子状物質の
捕集・除去を行う目的で用いる。該捕集材は、荷電粒子
状物質を確実に捕集するものであれば良く、周知の荷電
微粒子捕集材であれば何れでも使用できる。通常の荷電
装置における集じん板、集じん電極各種電極材や静電フ
ィルター方式が一般的であるが、スチールウール電極、
タングステンウール電極のような捕集部自体が電極を構
成するウール状構造のものも有効である。エレクトレッ
ク材も好適に使用できる。また、本発明者がすでに提案
したイオン交換フィルタ（又は繊維）を用いて捕集する
方法も有効である（特公平５−９１２３号、特公平６−
８７９９７号各公報）。光電子による方法においては、
その構成材である紫外線ランプ、光電子放出材、電極材
を一体化（ユニット化）し、被清浄空間へ設置して行う
こともできる（特公平８−２２３９３号）。

【００２５】（２）光触媒による方法光触媒は、ガス状汚染物質として酸性ガス、アルカリ性
ガス、有機性ガス（炭化水素）、特に有機性ガスの除去
に効果的である（第１５回空気清浄とコンタミネーショ
ンコントロール研究大会予稿集、ｐ．３０９−３１４、
１９９７）。光触媒による方法は、本発明者がすでに提
案したものを適宜に用いることができる（例、特開平９
−１６８７２２号、特開平９−２０５０４６号各公
報）。光触媒は、下記光触媒材料が紫外線照射により、
光触媒作用を発揮するものである。光触媒は、通常、半
導体材料が効果的であり、容易に入手出来、加工性も良
いことから好ましい。効果や経済性の面から、Ｓｅ，Ｇ
ｅ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｉ
ｎ，Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｃ，Ｃｄ，Ｓ，Ｔｅ，Ｎｉ，Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ａｇ，Ｍｏ，Ｓｒ，Ｗ，Ｃｒ，Ｂａ，Ｐｂの
いずれか、又はこれらの化合物、又は合金、又は酸化物
が好ましく、これらは単独で、また２種類以上を複合し
て用いる。

【００２６】例えば、元素としてはＳｉ，Ｇｅ，Ｓｅ、
化合物としてはＡｌＰ，ＡｌＡｓ，ＧａＰ，ＡｌＳｂ，
ＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＧａＳｂ，ＩｎＡｓ，ＩｎＳｂ，Ｃ
ｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＳ，ＭｏＳ₂，ＷＴｅ₂，Ｃｒ₂
Ｔｅ₃，ＭｏＴｅ，Ｃｕ₂Ｓ，ＷＳ₂、酸化物としては
ＴｉＯ₂，Ｂｉ₂Ｏ₃，ＣｕＯ，Ｃｕ₂Ｏ，ＺｎＯ，Ｍ
ｏＯ₃，ＩｎＯ₃，Ａｇ₂Ｏ，ＰｂＯ，ＳｒＴｉＯ₃，
ＢａＴｉＯ₃，Ｃｏ₃Ｏ₄，Ｆｅ₂Ｏ₃，ＮｉＯなどが
ある。光触媒の固定化は、適宜の材料（母材）に蒸着
法、スパッタリング法、焼結法、ゾル−ゲル法、塗布に
よる方法、焼付け塗装による方法など、周知の付加方法
を適宜に用いることができる。付加の形状は、薄膜状、
線状、網状、帯状、くし状、粒状、島状などを後述母材
などにより適宜に選択し、用いることができる。上記Ｔ
ｉやＺｎは、例えば板状Ｔｉを酸化することにより、光
触媒とすることができるので、装置の種類によっては好
適に使用できる。

【００２７】光触媒の固定化の例として、光触媒を母材
として、公知の導電性材料、例えばＳＵＳ、Ｃｕ−Ｚ
ｎ、Ａｌ、又はセラミック、フッ素樹脂、ガラスあるい
はガラス状物質の表面へコーティングしたり、光触媒を
板状、粒状、島状、線状、網状、膜あるいは繊維状など
の適宜の材料にコーティングしたり、あるいは包み、又
は挟み込んで固定して用いてもよい。例として、ゾルゲ
ル法によるガラス板への二酸化チタンのコーティングが
ある。光触媒は、粉体状のままでも用いることが出来る
が、焼結、蒸着、スパッタリングなどの周知の方法で適
宜の形状にして用いることができる。また、光触媒作用
の向上のために、上記光触媒にＰｔ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｒｕ
Ｏ₂，Ｃｏ₃Ｏ₄の様な物質を加えて使用することも出
来る。該物質の添加は、光触媒作用が促進されるので好
ましい。これらは、１種類又は複数組合せて用いること
ができる。通常、添加量は、光触媒に対して、０．０１
〜１０重量％であり、適宜添加物質の種類や要求性能な
どにより、予備試験を行い適正濃度を選択することがで
きる。

【００２８】添加の方法は、含浸法、光還元法、スパッ
タ蒸着法、混練法など周知手段を適宜用いることができ
る。光触媒の清浄化装置への設置は、紫外線源からの紫
外線が効果的に照射される位置、設置方法であれば何れ
でも良い。例えば、（１）前記光電子放出材との一体化
（特願平８−１３２５６３号）があり、例を挙げると、
前記母材上への光電子を放出する物質と光触媒とを付加
する方法、光電子を放出する物質上へ光触媒を付加する
方法、光触媒上へ光電子を放出する物質を付加する方法
がある。他の例として、（２）前記電場用電極材との一
体化（特願平８−２３１２９０号）があり、例を挙げる
と、ＳＵＳ材へ網状あるいは島状に光触媒を付加（ＳＵ
Ｓが正極）する方法、セラミックへ膜状に光触媒を付加
し、目のあらい網状のＳＵＳ材で挟み込む（ＳＵＳが正
極）方法、（３）空気の流れる空間中への光触媒の設置
方法、（４）紫外線ランプ上へ被覆する方法（特願平８
−３１２３１号）等があり、利用先、装置のタイプ、処
理空気の条件（濃度）、要求性能等により、適宜予備試
験を行い、決めることができる。

【００２９】紫外線源は、前記光電子放出用のものを同
様に使用できる。また、本発明者がすでに提案したよう
に、光電子による方法と光触媒による方法を一体化して
行うと、簡易な構成により粒子状物質とガス状汚染物質
の同時除去ができることから利用先（装置の種類）によ
っては好ましい（１）第１４回空気清浄とコンタミネー
ションコントロール研究大会予稿集、ｐ．２０１−２０
４、１９９６、２）第１５回予稿集、ｐ．３０９−３１
４、１９９７、３）特開平１−２６６８６４号、特願平
８−３５２３８２号）。

【００３０】（３）紫外線照射による中和による方法空間への紫外線照射は、帯電粒子状物質（帯電微粒子）
や空間内に収納した電位が高い基材や基板の除電（電位
を失くする）に効果的である。紫外線照射による中和
は、既に本発明者らが提案したものを適宜に利用できる
（特公平６−４５０９２号）。該中和法は、帯電微粒子
が存在する気体を、紫外線を照射することによる陽イオ
ン化と、光電子放出材に紫外線を照射することによる光
電子発生とにより処理することとしたもの、また密閉空
間内に収納した電位が高い基材や基板を中和することと
したものにおいて、紫外線源及び該紫外線の照射により
光電子を放出する光電子放出材と、気体中に陽イオンを
発生させる紫外線源とを処理空間中に備えたこととした
ものである。

【００３１】上記において、光電子（陰イオン）の放出
量を調整するために処理空間中に電場を発生させるため
の電場用電極を設けるのがよい。そして、電場による光
電子放出量と、紫外線の波長及び／又は強度による陽イ
オン発生量とを同時に又は別個に制御して、中和工程で
のイオンバランスを調整することができる。また、紫外
線源は、直接イオン化用と光電子放出用を別々に設けて
も良いが、低波長ＵＶと適当な光電子放出材を選定すれ
ば兼用しても良い。直接イオン化工程と光電子処理工程
を同一の処理容器で行っても、別々に行っても、両工程
のいずれが先でも後でも良い。

【００３２】中和状態は、入口微粒子や入口気体の正・
負の電荷量に対する光電子放出量（陰イオン）と、紫外
線の波長・強さによる陽イオン発生量のバランスにより
決めることができる。すなわち、前者（光電子放出量）
が相対的に多い程負に傾き、逆に後者（陽イオン発生
量）が相対的に多い程正に傾く。これらのバランス、即
ち光電子放出量と陽イオン発生量のバランスは、入口微
粒子や気体の電荷状態及び希望する中和の程度により、
適宜予備試験等を行って決めることができる。例えば、
陰イオンの相対割合を多くしたい場合は、一般的には電
場を強くするか、あるいは電場を強くし、更に波長の長
い紫外線を用いると効果的である。一方、陽イオンを多
くしたい場合は、上記の電場を弱くするか、あるいは電
場を弱くし、更に波長の短い紫外線を用いるか、又は媒
体ガスをイオン化が容易なガス、例えばＮ₂、Ａｒ等に
変更すると効果的である。ここで用いる光電子放出材、
電場用電極材は、前記「光電子による方法」におけるそ
れぞれの材料を用いることができる。

【００３３】（４）イオン交換繊維による方法イオン交換繊維は、ガス状汚染物質として、ＳＯ₂、Ｎ
Ｏｘのような酸性ガス、ＮＨ₃、アミン類のようなアル
カリ性ガスの除去に効果的である。このようなイオン交
換繊維について説明すると、これは天然繊維もしくは合
成繊維又は、これらの混合体等の支持体表面に陽イオン
交換体もしくは陰イオン交換体、又は陽イオン交換基と
陰イオン交換基を併有するイオン交換体を支持させたも
のであり、その方法としては繊維状の支持体に直接支持
させてもよく、織物状、編物状又は植毛状の形態にした
のち、これに支持させることもできる。いずれにしても
最終的にイオン交換体を支持した繊維となっていればよ
い。本発明に用いる、イオン交換繊維の製法として、グ
ラフト重合特に放射線グラフト重合法を利用して製造し
たイオン交換繊維が好適である。種々の材質及び形状の
素材を利用することができるからである。さて、前記天
然繊維としては羊毛、絹等が適用でき、合成繊維として
は炭化水素系重合体を素材とするもの、含フッ素系重合
体を素材とするもの、あるいはポリビニルアルコール、
ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、セ
ルロース、酢酸セルロースなどが適用できる。

【００３４】前記炭化水素系重合体としては、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリブテン等の
脂肪族系重合体、ポリスチレン、ポリα−メチルスチレ
ン等の芳香族系重合体、ポリビニルシクロヘキサン等の
脂環式系重合体あるいはこれらの共重合体が用いられ
る。また、前記含フッ素系重合体としては、ポリ四フッ
化エチレン、ポリフッ化ビニリデン、エチレン−四フッ
化エチレン共重合体、四フッ化エチレン−六フッ化プロ
ピレン共重合体、フッ化ビニリデン−六フッ化プロピレ
ン共重合体等が用いられる。いずれにしても、前記支持
体としてはガス流との接触面積が大きく、抵抗が小さい
形状で、容易にグラフト化が行え、機械的強度が大で、
繊維くずの脱落、発生や熱の影響が少ない材料であれば
良く、使用用途、経済性、効果等を考慮して適宜に選択
出来るが通常、ポリエチレンが一般的でありポリエチレ
ンやポリエチレンとポリプロピレンとの複合体が特に好
ましい。

【００３５】次に、前記イオン交換体としては、特に限
定されることなく種々の陽イオン交換体又は陰イオン交
換体が使用できる。例えば、カチオン交換の場合を例に
とると、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基、フ
ェノール性水酸基などの陽イオン交換基含有体、第一級
〜第三級アミノ基、第四アンモニウム基などの陰イオン
交換基含有体、あるいは上記陽及び陰両者のイオン交換
基を併有するイオン交換体が挙げられる。具体的には、
前記繊維上に例えばアクリル酸、メタクリル酸、ビニル
ベンゼンスルホン酸、スチレン、ハロメチルスチレン、
アシルオキシスチレン、ヒドロキシスチレン、アミノス
チレン等のスチレン化合物、ビニルピリジン、２−メチ
ル−５−ビニルピリジン、２−メチル−５−ビニルイミ
ダゾール、アクリロニトリルをグラフト重合させた後、
必要に応じ硫酸、クロルスルホン酸、スルホン酸などを
反応させることにより陽又は陰イオン交換基を有する繊
維状陰イオン交換体が得られる。

【００３６】また、これらのモノマーはジビニルベンゼ
ン、トリビニルベンゼン、ブタジエン、エチレングリコ
ール、ジビニルエーテル、エチレングリコールジメタク
リレート、などの２個以上の２重結合を有するモノマー
の共存下に繊維上にグラフト重合させてもよい。この様
にして、イオン交換繊維が製造される。イオン交換繊維
の直径は、１〜１０００μｍ、好ましくは５〜２００μ
ｍであり、繊維の種類、用途等で適宜決めることが出来
る。これらのイオン交換繊維の内、陽イオン交換基と陰
イオン交換基の用い方は、対象処理気体中の被除去成分
の種類や濃度によって決めることができる。例えば被除
去成分を予め測定・評価し、それに見合うイオン交換繊
維の種類と量を用いれば良い。アルカリ性ガスを除去し
たい場合は、陽イオン交換基（カチオン交換体）を有す
るもの、また、酸性ガスを除去したい場合は陰イオン交
換基（アニオン交換体）を有するもの、また両者の混合
ガスでは陽と陰の両方の交換基を有する繊維を用いるこ
とができる。

【００３７】イオン交換繊維は本発明者らが先に提案し
たように、放射線グラフト重合で製造したものを用いる
と、特に効果が高いので好ましく、適宜用いることがで
きる（特公平５−９１２３号、特公平５−６７３２５
号、特公平５−４３４２２号、特公平６−２４６２６号
公報）。イオン交換繊維は、イオン性物質（成分）の捕
集に効果的であり、本発明の対象とする酸性ガスやアル
カリ性ガスはイオン性物質と考えられることから、これ
らの物質を効率良く捕集・除去できる。特に、放射線グ
ラフト重合により製造されたイオン交換フィルタ（繊
維）は、前記支持体への照射が奥部まで均一になされる
ため、イオン交換体（アニオン及び／又はカチオン交換
体）が広い面積（高密度に付加）に、しっかり（強固）
と付加されるので、交換容量が大きくなり、かつ低濃度
のイオン性物質が早い速度で高効率に除去できる効果が
あり、実用的に有効である。また、放射線グラフト重合
による製造は、製品に近い形状でできること、室温でで
きること、気相でできること、グラフト率大にできるこ
と、不純物の少ない吸着フィルタができることなどの利
点がある。このため、次のような特徴を有する。

【００３８】放射線照射によるグラフト重合で製造
したイオン交換繊維には、イオン交換体（吸着機能の部
分）が均一に多く付加（付加密度が高い）するので吸着
速度が速く、かつ吸着量が多い。圧力損失が少ない。本法は、それ自体で清浄化空間
部における気体も流動化できないので、密閉空間の一部
に前記した紫外線源（紫外線ランプ）の設置を行う方法
と併用するのが良い。前記の（１）光電子による方法、
（２）光触媒による方法、（３）紫外線照射による中和
方法、及び（４）イオン交換繊維による方法は、夫々単
独であるいは２つ以上を組合せて用いることができる。
即ち、装置種類、形状、要求性能により、適宜予備試験
を行い組合せて用いることができるが、（４）のイオン
交換繊維による方法は紫外線を光源として用いないの
で、他の（１）〜（３）の方法と組合せて用いるのが良
い。

【００３９】例えば、（１）微粒子とガス状汚染物質、
特にガスが有機性物質であるガスと粒子の同時除去は、
光電子による方法と光触媒による方法の組合せ、（２）
微粒子とガス状汚染物質、特にガスが塩基性ガス（ＮＨ
₃、アミン）であるガスと粒子の同時除去は、光電子に
よる方法とイオン交換繊維による方法の組合せ、（３）
微粒子とガス状汚染物質（有機性ガスと塩基性ガス）の
ガスと粒子の同時除去は、光電子による方法、光触媒に
よる方法及びイオン交換繊維の組合せ、（４）ガス状汚
染物質のみで、有機性ガス、塩基性ガス及び酸性ガス
（ＮＯｘ、ＳＯｘ等）の同時除去は、光触媒による方法
とイオン交換繊維による方法の組合せ、（５）前記
（１）〜（４）において、さらに除電を行う場合は、夫
々に紫外線照射により中和する方法を組合せることによ
り、達成される。

【００４０】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
る。実施例１本発明の収納空間の清浄化装置の一つを半導体工場にお
けるウェハキャリアボックスに備えた概略構成図を図１
に示す。本工場のウェハは表面が活性であるので、微粒
子はもとより、ガス状汚染物質の影響を大きく受けるの
で、それらからの汚染防止のために、キャリアボックス
が使用されている。図１において、キャリアボックス１
は、キャリアボックス中の微粒子とガス状汚染物質とし
て、主に有機性ガス（炭化水素、Ｈ．Ｃ）の処理（除
去）を行う処理空間部Ａ（清浄化手段）、該処理空間部
Ａにより清浄化されるウェハ２が収納される収納空間部
Ｂより成る。清浄化手段が設置される処理空間部Ａは、
微粒子の荷電・捕集を行うための、紫外線ランプ５、該
ランプ表面に被覆された光電子放出材１１、光電子放出
用の電場用電極材１２、荷電微粒子捕集用の電極材１３
と、ガス状汚染物質の除去を行う光触媒４より構成され
る。

【００４１】１４は本発明の誘導手段である仕切り板で
ある。該仕切り板により処理空間部Ａにより清浄化され
た空気１０_-1はウェハ２の表面近傍に流れ（気流１
０_-3、１０_-6、１０_-7）、これにより、ウェハ２は汚染
防止される。すなわち、キャリアボックス１には、キャ
リアボックスの開閉（ウェハの出し入れ）及びボックス
材料やウェハからの発ガス（ウェハ被覆材料からの発ガ
ス）により、ウェハに付着するとウェハの接触角を増加
させる有害ガス（ガス状汚染物質）としての炭化水素
（Ｈ．Ｃ）６及びウェハに付着すると断線や短絡を起こ
すことから欠陥を生じ、歩留まりの低下をもたらす微粒
子１５が存在する。該Ｈ．Ｃ６は、紫外線ランプ５から
の紫外線が照射された光触媒４による光触媒作用により
分解され、接触角を増加させない形態に変換される。ま
た、微粒子（粒子状物質）１５は、図１の紫外線ランプ
５が照射された光電子放出材１１から放出される光電子
により荷電され、荷電微粒子となり、該荷電微粒子は荷
電微粒子の捕集材として電極１３に捕集され、ウェハの
存在する収納空間部Ｂは超清浄化される。

【００４２】キャリアボックス１中のＨ．Ｃ６及び微粒
子１５の処理空間部Ａへの移動は、該処理空間部Ａ中の
紫外線ランプ５の照射により生ずる該処理空間部Ａの上
下のわずかな温度差で引き起こされる気体の流れ（図１
中、１０_-1〜１０_-7）による。ここでは、ガス状汚染物
質としてのＮＨ₃も光触媒により同様に除去される。こ
のようにして、キャリアボックス内の空気中のウェハに
とって有害なガス状汚染物質及び微粒子は処理され、キ
ャリアボックス内空気は、ウェハなど基板を収納してお
くと、接触角が増加しない（Ｈ．Ｃ濃度：０．０１ｐｐ
ｍ以下、ＮＨ₃濃度：１ｐｐｂ以下）、かつ、クラス１
よりも超清浄な空間が保持される。ウェハなどの基板
は、接触角が増加しないので、該基板表面に成膜した場
合、付着力が強く成膜できる効果がある（空気清浄、第
３３巻、第１号、ｐ．１６〜２１、１９９５）。

【００４３】実施例１では、有害なガス及び微粒子の処
理のための処理空間部Ａを、被清浄空間に一個所設置し
た場合であるが、適用先、被清浄空間の大きさ、形状、
要求性能などによっては、複数個所設置して実施できる
ことは言うまでもない。また、図１中、８は遮光材であ
り、紫外線ランプ５からの紫外線がウェハ２に直接照射
されるのを防ぐためのものである。ここで紫外線ランプ
は、殺菌ランプ、光電子放出用の電場は５０Ｖ／ｃｍ、
荷電粒子捕集用の電場は７００Ｖ／ｃｍ、光触媒はＴｉ
Ｏ₂であり、Ｔｉ材にＴｉＯ₂を被覆したものである。

【００４４】実施例２図２は、実施例１において、本発明の仕切り板１４を、
収納空間部Ｂの中央部に設置したものである。図２にお
いて、実施例１の図１と同一符号は、同じ意味を示し、
同様に処理空間部Ａにより清浄化された空気１０_-1は、
ウェハ２の表面近傍に流れ（気流１０_-6、１０_-3、１０
_-7）、これによりウェハ２は汚染防止される。

【００４５】実施例３半導体工場において、本発明の別の収納空間の清浄化装
置を備えたウェハキャリアボックス（以後、キャリアボ
ックス）１を、図３に示す。本ウェハは、微粒子の付着
が特に問題となるので、微粒子に対する汚染防止のため
に、キャリアボックス１が使用されている。キャリアボ
ックス１の空気清浄は、キャリアボックス１の片側に設
置された紫外線ランプ５、光電子放出材１１、光電子放
出用の電場用電極材１２、荷電微粒子捕集用の電極材１
３より成る処理空間部Ａより実施される。１４は、本発
明の仕切り板である。該仕切り板により、処理空間部Ａ
により清浄化された空気１０_-1は、ウェハ２の表面近傍
に流れ（気流１０_-3、１０_-6、１０_-7）、これによりウ
ェハ２は汚染防止される。

【００４６】すなわち、キャリアボックス１には、キャ
リアボックスの周囲（ウェハの出し入れ）によるクリー
ンルーム空気の導入により、微粒子１５が存在する。該
微粒子１５は、紫外線ランプ５から紫外線が照射された
光電子放出材１１から放出される光電子により荷電さ
れ、荷電微粒子となり、該荷電微粒子は荷電微粒子の捕
集材としての電極材１３に捕集され、ウェハ２の存在す
る収納空間部Ｂは超清浄化される。キャリアボックス中
の微粒子１５の処理空間部Ａへの移動は、該処理空間部
Ａ中の紫外線ランプ５の照射により生ずる該処理部Ａの
上下のわずかな温度差により引き起こされる気体の流れ
（図３中１０_-1〜１０_-7）による。このようにして、キ
ャリアボックス内の微粒子は除去され、クラス１よりも
超清浄な空間が保持される。図３において、実施例１の
図１の符号と同じものは同じ意味を示す。

【００４７】実施例４図４は、実施例３の図３において、本発明の仕切り板１
４を、清浄化空間部Ｂの中央部に設置したものである。
図４において、実施例３の図３と同一符号は、同じ意味
を示し、同様に処理空間部Ａにより清浄化された空気１
０_-1は、ウェハ２の表面近傍に流れ（気流１０_-6、１０
_-3、１０_-7）、これによりウェハ２は汚染防止される。

【００４８】実施例５半導体工場において、本発明の他の収納空間の清浄化装
置を備えたウェハキャリアボックス（以後、キャリアボ
ックス）１を図５に示す。本半導体工場では、クラス１
のスーパークリーンルーム（スーパークリーンゾーン）
を用いているため、微粒子については大きな問題はな
く、ウェハはガス状汚染物質、特にＨ．Ｃが問題とな
る。このため、該ガス状汚染物質によるウェハの汚染防
止のためキャリアボックス１が使用される。キャリアボ
ックス１の空気清浄は、キャリアボックス１の片側に設
置された紫外線ランプ５、光触媒４より成る処理空間部
Ａより実施される。１４は、本発明の仕切り板である。
該仕切り板により、処理空間部Ａにより清浄化された空
気１０_-1は、ウェハ２の表面近傍に流れ（気流１０_-3、
１０_-6、１０_-7）、これによりウェハ２は汚染防止され
る。

【００４９】すなわち、キャリアボックス１には、キャ
リアボックスの周囲（ウェハの出し入れ）及びキャリア
ボックスの材料（高分子材料）やウェハからの発ガス
（ウェハ被覆材料からの発ガス）によるガス状汚染物質
６としてＨ．ＣやＮＨ₃が存在する。該ガス状汚染物質
６は、紫外線ランプ５から紫外線が照射された光触媒４
により、分解・除去され、ウェハ２の存在する収納空間
部Ｂは超清浄化される。キャリアボックス１中のガス状
汚染物質６の処理空間部Ａへの移動は、該処理空間部Ａ
中の紫外線ランプ５の照射により生ずる該処理部Ａの上
下のわずかな温度差により引き起こされる気体の流れ
（図５中１０_-1〜１０_-7）による。このようにして、キ
ャリアボックス内のガス状汚染物質は除去され、Ｈ．Ｃ
は０．０１ｐｐｍ以下、ＮＨ₃は１ｐｐｂ以下の超清浄
空間となる。図５において、実施例１の図１の符号と同
じものは同じ意味を示す。

【００５０】実施例６図６は、実施例５の図５において、本発明の仕切り板１
４を、清浄化空間部Ｂの中央部に設置したものである。
図６において、実施例５の図５と同一符号は、同じ意味
を示し、同様に処理空間部Ａにより清浄化された空気１
０_-1は、ウェハ２の表面近傍に流れ（気流１０_-6、１０
_-3、１０_-7）、これによりウェハ２は汚染防止される。

【００５１】実施例７図７は、実施例５の本発明のキャリアボックス１の別の
形態であり、図５のキャリアボックス１におけるガス状
汚染物質６の除去を、イオン交換繊維１６を更に加えて
行うものである。イオン交換繊維１６は、イオン性物質
を効率良く捕集することから、ガス状汚染物質として、
ＮＨ₃、アミン、ＮＯｘ、ＳＯｘ、ＨＦ、ＨＣｌなどが
問題となる場合に本形態は効果的である。また、図７の
ように前方でイオン交換繊維による捕集、後方で光触媒
を用いる形態は、光触媒が長期間安定して使用できるこ
とから、適用先（処理ガス条件、要求性能）によっては
好ましい。これは、長期間運転において生ずる問題とし
て、前記のようなイオン性物質が多い（高濃度）と、特
に、ＮＯｘ、ＳＯｘは光触媒のみの場合、光触媒により
酸化され生成した酸化物が光触媒表面に付着し、その結
果光触媒の有効表面積（光触媒としての有効表面積）が
減少して性能低下をもたらす場合があるためである。即
ち、このように光触媒により酸化され、光触媒表面上に
付着する生成物ができる物質を含む場合に、本形態は特
に効果的である。

【００５２】実施例８液晶工場において、本発明の別の収納空間の清浄化装置
を備えたストッカ１を図８に示す。本液晶工場では、ク
ラス１のスーパークリーンルーム（スーパークリーンゾ
ーン）を用いているため、微粒子除去は問題となってい
ない。そのため、ストッカ１では除電が行われる。すな
わち、収納ガラス基板２を、電気的に中和し、汚染物の
影響を防ぐ。除電は、ストッカの処理空間部Ａに設置さ
れた紫外線ランプ５、光電子放出材１１、該光電子放出
材から光電子放出を効果的に行うための電極１２により
行われる。１４は、本発明の仕切り板である。該仕切り
板により、処理空間部Ａにおいて正イオン、あるいは負
イオンを富化された空気１０_-1は、ガラス基板２の表面
近傍に流れ（気流１０_-3、１０_-6、１０_-7）、これによ
り該基板２は除電（電位が±０Ｖ）される。

【００５３】すなわち、ストッカ１におけるガラス基板
２は、ストッカの開閉による該基板の出し入れにより、
ガラス基板２は電位（２，０００Ｖ）を有してしまう。
ここで、ストッカ１中にはストッカ１の開閉による侵入
やストッカの構成材、ガラス基板自体からの極微量の微
粒子やガス状汚染物質の発生に起因して汚染物質６、１
５が存在する。電位が高いガラス基板は、該極微量の微
粒子１５やガス状汚染物質６が引き寄せられ汚染が生ず
る（ガラス基板の汚染が加速される）と考えられるの
で、本例では、除電を行い基板の汚染防止を図ってい
る。ここでの除電は、紫外線ランプ５からの紫外線の処
理空間部Ａにおける空気への照射による正イオンの発生
と、光電子放出材１１への紫外線ランプ５からの紫外線
照射による負イオンの発生を行うことで行われる。負イ
オンの発生は、前記の光電子による方法により発生させ
た光電子が近傍のＯ₂やＨ₂Ｏに作用し発生する（エア
ロゾル研究、第８巻、第３号、ｐ．２３９〜２４８、１
９９３）。

【００５４】ここで、処理空間部Ａにおける発生正イオ
ン、発生負イオンの濃度やその比率は、ストッカ１に収
納される基板の種類やその履歴、要求性能などにより適
宜予備試験を行い、決めることができる。一般に正イオ
ンの発生は紫外線ランプ５の照射強度、負イオンの発生
は光電子放出材１１と電極１２間の電場の強さで制御で
きる。このようにして、収納空間部Ｂに収納されたガラ
ス基板２は除電（±０Ｖ）され、ストッカ１中に極微量
存在する微粒子１５、ガス状汚染物質６からの汚染が防
止される。８は、遮光材であり、紫外線ランプ５からの
紫外線がガラス基板に直接照射されるのを防ぐためのも
のである。矢印（１０_-1〜１０_-7）は、紫外線ランプ５
の処理空間部Ａにおける照射により生ずる該空間部Ａの
上下のわずかな温度差により引き起こされる気体の流れ
である。

【００５５】実施例９図１に示したウェハキャリアボックスをクラス１，００
０の半導体工場に設置し、ウェハを収納した。該キャリ
アボックスは、内部に図１に示したごとく本発明の仕切
り板（図１中１４）、空気清浄化手段として光電子によ
る微粒子除去部、光触媒によるガス状汚染物質の除去部
を放置しており、下記試料ガスを導入して紫外線照射を
行い、キャリアボックス内の微粒子濃度、非メタン炭化
水素濃度を測定した。ウェハキャリアボックス；大きさ：３０リットル、収納ウェハ：３０ｃｍ、２５枚、仕切り板；Ａｌ板、紫外線源；殺菌ランプ、４Ｗ、光電子放出材；上記殺菌ランプ上にＡｕを１０ｎｍ被覆、

【００５６】電極；光電子放出用：線状ＳＵＳ、２０Ｖ／ｃｍ、荷電微粒子捕集用：板状ＳＵＳ、７５０Ｖ／ｃｍ、光触媒；Ｔｉ板上にＴｉＯ₂をゾル−ゲル法で被覆、試料ガス；クラス１０００の半導体工場のクリーンルームの空気、微粒子濃度：クラス１，０００非メタン炭化水素濃度：１．５ｐｐｍ、ＮＨ₃濃度：５０ｐｐｂ、微粒子濃度の測定；光散乱式パーティクルカウンター、非メタン炭化水素濃度の測定；ガスクロマトグラフ、ＮＨ₃濃度の測定；化学発光法、尚、微粒子濃度（クラス）は、１ｆｔ³中に含まれる
０．１μｍ以上の微粒子の総個数を示す。

【００５７】結果キャリアボックス内の微粒子濃度、非メタン炭化水素濃
度、ＮＨ₃濃度を仕切り板の有・無について、次に示
す。（１）微粒子濃度収納時間（本発明の清浄化の作動時間）に対する微粒子
濃度の関係を図１１に示す。図１１において、本発明の
ものを−〇−印、比較として仕切り板を除き、同様に清
浄化したものを−△−印、紫外線照射、電圧の印加なし
のもの（ブランク）を−●−印で示す。図１１中↓印は
不検出（１以下）を示す。（２）非メタン炭化水素濃度、ＮＨ₃濃度収納時間（本発明の清浄化の作動時間）に対する非メタ
ン炭化水素濃度、ＮＨ₃濃度の関係を夫々図１２、図１
３に示す。図１２、１３における−〇−、−△−、−●
−印は、前記図１１と同じである。また↓印は不検出
（図１２：０．０１ｐｐｍ以下、図１３：１ｐｐｂ以
下）を示す。また、本キャリアボックスにおける前記非
メタン炭化水素の除去効果を確認するために、キャリア
ボックス収納３０分、９０分後のウェハ上接触角を測定
した（測定法：水滴式接触角計）。

【００５８】結果は、いずれも４度であり、初期の値と
同じであった。これに対し、クリーンルーム空気に夫々
同時間暴露したウェハの接触角は１０度であり、本キャ
リアボックスによる接触角増加防止効果を認めた。更
に、非メタン炭化水素の除去を確認するために、クリー
ンルーム空気暴露のウェハ、本発明の前記清浄化を行わ
ない単なるボックスに収納したウェハ、そして本発明の
ボックスに収納したウェハ上のフタル酸エステル（ＤＯ
Ｐ、ＤＢＰ）を調べた。測定法；前記の実験条件の空気
に暴露１日後、３日後、５日後のウェハを加熱によりウ
ェハ上の付着物を脱離させ、ＧＣ／ＭＳ法によりフタル
酸エステルを測定した。その結果、クリーンルーム空気
暴露のウェハと、本発明の清浄化を行わない単なるボッ
クスに収納したウェハにおいて、いずれもフタル酸エス
テルを検出した。これに対し、本発明のキャリアボック
ス（清浄化の作動有り）収納のウェハは、いずれもフタ
ル酸エステルは不検出であった。

【００５９】実施例１０実施例９において、光触媒の設置を行わない場合、又は
光電子放出材と電極の設置を行わない場合について、同
様に調べた。結果（１）光触媒の設置を行わない場合（光電子による方法
のみの場合）微粒子濃度は、図１１と同様の結果が得られた。非メタン炭化水素濃度は、９０分後で０．７〜０．
９ｐｐｍであり、ほとんど効果を認められなかった。（２）光電子放出材と電極の設置を行わない場合（光触
媒による方法のみの場合）微粒子濃度は、９０分後で５００〜６００個／ｆｔ
³であり、自然沈降（衝突や沈着による減少）による減
少と考えられる。非メタン炭化水素濃度は、図１２と同様の結果が得
られた。

【００６０】実施例１１図７に示したキャリアボックスを、下記試料ガスの雰囲
気で長期間の連続使用を行い、収納基板であるＴａ被覆
／ガラスへの汚染防止効果について該基板の接触角を測
定することにより調べた。ウェハキャリアボックス；大きさ：８０リットル、仕切り板；Ａｌ板、紫外線源；殺菌ランプ、光触媒；ガラス板上にＴｉＯ₂をゾル−ゲル法で被
覆、イオン交換繊維；（アニオン型、カチオン型）

【００６１】イオン交換繊維の製造法：アニオン交換繊維：繊維状のポリプロピレンに窒
素中で電子線２０Ｍｒａｄを照射し、次いでヒドロキシ
スチレンモノマーとイソプレンを夫々６０％及び４０％
含む溶液に浸漬し、３５℃の温度に加熱してグラフト重
合反応を行った。反応後、四級アミノ化を行い、アニオ
ン交換繊維を得た。カチオン交換繊維：繊維状のポリプロピレンに窒
素中で電子線２０Ｍｒａｄを照射し、次いでアクリル酸
４５％を含む水溶液に浸漬し、３５℃の温度に加熱して
グラフト重合反応を行った。反応後、水酸化ナトリウム
溶液で処理し、カチオン交換繊維を得た。

【００６２】キャリアボックスの開閉；２４回／日、試料ガス；非メタン炭化水素濃度：１．５ｐｐｍ（平均）、ＮＨ₃濃度：５００〜７００ｐｐｂ、ＳＯ₂濃度：６００〜８００ｐｐｂ、ＮＯｘ濃度：５００〜６００ｐｐｂ、基板上接触角の測定；水滴式接触角計、結果連続運転の日数に対するＴａ／ガラス基板の接触角の関
係を図１４に示す。図１４において、本発明の形態（光
触媒の前にイオン交換繊維を備えたもの）を−〇−印、
比較として光触媒のみのものを−△−印、ブランクとし
て試料ガスにそのまま暴露したものを−●−印で示す。

【００６３】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果を奏
することができる。１）紫外線を用いる基材又は基板が収納される収納空間
の清浄化方法において、収納空間内に被処理気体の対流
による流れを促進（有効利用）するための仕切り板を設
置したことにより、（１）紫外線照射により生じた気体
の流れが、収納空間の汚染物質の移動及び収納空間内に
収納された基材や基板の汚染防止のための清浄化された
気体の移動に対して効果的となった。即ち、収納空間内
の収納基材や基板の汚染防止効果がより迅速で、かつ効
果的となった。２）前記１）における清浄化手段として、光電子に
よる粒子状物質の荷電・捕集、光触媒によるガス状
汚染物質の除去、紫外線照射による除電、イオン
交換繊維によるガス状汚染物質の除去のいずれか１種類
以上を用いることにより、（１）用途（装置の仕様）や
要求性能により、適宜１種類あるいは複数組み合わせて
用いることができるので、実際の現場のニーズに対応し
た収納空間の清浄方式となった。

【００６４】３）前記より、（１）今後、先端産業では局所清浄化（ミニコンバイロ
メント）が急速に広まるので、高分子材料（プラスチッ
クなどの有機物）の使用に伴う有機性ガスなどのガス状
汚染物質の発生に対する対応（対策技術）が求められる
が、本発明では、前記のようにガス状汚染物質は効果的
に除去されるので、今後の技術の方向と期待されている
局所清浄化に好適に使用できた。（２）今後、先端産業における基材や基板は、大型化
し、それに伴い基材や基板は横にして取扱う方向（横に
してプロセスにおける操作が行われる）にあるが、本発
明の仕切り板を有する装置を用いることにより、紫外線
を用いる清浄化が効果的にできた。４）前記より、本発
明により清浄化された局所空間では、製品プロセスにお
ける低コスト化ができたので、適用範囲が広がり、実用
性が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の収納空間の清浄化装置の一つを適用し
たウェハキャリアボックスの概略構成図。

【図２】本発明の収納空間の清浄化装置の他の一つを適
用したウェハキャリアボックスの概略構成図。

【図３】本発明の収納空間の清浄化装置の他の一つを適
用したウェハキャリアボックスの概略構成図。

【図４】本発明の収納空間の清浄化装置の他の一つを適
用したウェハキャリアボックスの概略構成図。

【図５】本発明の収納空間の清浄化装置の他の一つを適
用したウェハキャリアボックスの概略構成図。

【図６】本発明の収納空間の清浄化装置の他の一つを適
用したウェハキャリアボックスの概略構成図。

【図７】本発明の収納空間の清浄化装置の他の一つを適
用したウェハキャリアボックスの概略構成図。

【図８】本発明の収納空間の清浄化装置の別の一つを適
用したストッカの概略構成図。

【図９】従来のクリーンルームにおける空気清浄装置の
概略構成図。

【図１０】従来のウェハストッカの概略構成図。

【図１１】作動時間（ｍｉｎ）による微粒子濃度（個／
ｆｔ³）の変化を示すグラフ。

【図１２】作動時間（ｍｉｎ）による被メタン炭化水素
濃度（ｐｐｂ）の変化を示すグラフ。

【図１３】作動時間（ｍｉｎ）によるＮＨ₃濃度（ｐｐ
ｂ）の変化を示すグラフ。

【図１４】運転時間の合計（ｈｒ）による接触角（度）
の変化を示すグラフ。

【符号の説明】

１：ウェハキャリアボックス、２：ウェハ、３：壁材、
４：光触媒、５：紫外線ランプ、６：有機性ガス、７：
無害化ガス、８：遮光材、１０_1-7：気流、１１：光電
子放出材、１２：光電子放出用電場電極材、１３：捕集
用電極材、１４：仕切り板、１５：微粒子、１６：イオ
ン交換繊維

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紫外線を光源として用いる清浄化手段を
有する基材又は基板が収納される収納空間の清浄化方法
において、該収納空間内に該空間内の気体の対流による
流れを促進するための誘導手段を設けることを特徴とす
る収納空間の清浄化方法。
【請求項２】前記清浄化手段が、光電子による粒子状
物質の荷電・捕集、光触媒によるガス状汚染物質の除
去、又は紫外線照射による除電の内の１種類以上である
か、又は、これらとイオン交換繊維によるガス状汚染物
質の除去を組合せて用いることを特徴とする請求項１記
載の収納空間の清浄化方法。
【請求項３】前記誘導手段が、仕切り板であることを
特徴とする請求項１又は２記載の収納空間の清浄化方
法。
【請求項４】基材又は基板が収納される収納空間と、
該収納空間に清浄気体を送る紫外線を光源として用いる
清浄化手段とを有する収納空間の清浄化装置において、
該収納空間内に該空間内の気体の対流による流れを促進
するための仕切り板と、前記清浄化手段として、光電子
による粒子状物質の荷電・捕集部、光触媒によるガス状
汚染物質の除去部、又は紫外線照射による除電部の内の
１種類以上の手段、又は、これらとイオン交換繊維によ
るガス状汚染物質の除去部を組合せた手段とを備えるこ
とを特徴とする収納空間の清浄化装置。