JP2000300936A

JP2000300936A - 除電用の負イオン含有清浄気体の取得方法及びその装置

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Publication number: JP2000300936A
Application number: JP11115775A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Fujii; 井敏昭藤
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 2000-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】電気的に安定な清浄空間を創出でき、帯電物
を効果的に中和できる除電用の負イオン含有清浄気体の
取得方法と装置を提供する。【解決手段】紫外線及び／又は放射線の照射下の光電
子放出材上に、除塵フィルタと光触媒及び／又は吸着材
とを用いて清浄化した高清浄度の気体を通す除塵用の負
イオン含有清浄気体の取得方法としたものであり、ま
た、気体の吸入口から排出口までの流路上に、除塵フィ
ルタ−６と光触媒及び／又は吸着材５とを有する気体の
清浄化部Ｂと、光電子放出材７と該光電子放出材上に紫
外線８及び／又は放射線を照射する照射源とを有する光
電子放出部Ａとを備えた除塵用の負イオン含有清浄気体
の取得装置としたものであり、前記紫外線及び／又は放
射線の照射は、電場９下に行うのが良く、また、気体中
に水分を供給するのが良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、除電用の負イオン
含有気体の取得に係り、特に、光電子放出材に紫外線及
び／又は放射線を照射して除電用の負イオンを含有する
清浄気体を取得する方法と装置に関する。本発明による
負イオン含有気体は、（１）半導体、液晶などの電子工業、精密機械工業等に
おけるクリーンルーム、クリーンブース、クリーントン
ネル、クリーンベンチ、インターフェイス、バスボック
ス、クリーンチューブ等における空気、窒素、酸素等を
用いる除電（帯電物体の中和）用のガス流を得る方法並
びに除電（中和）装置。（２）半導体、液晶、精密機械工業、薬品工業、食品工
業のウェハやガラス基板・生体など、貴重品の保管庫、
収納ケース、クリーンボックス、搬送ラインに用いるこ
とができる。

【０００２】

【従来の技術】先端産業における清浄空間について説明
する。従来、負（陰）イオンを発生せしめる方法として
は、電極にコロナ放電によるマイナスの高電圧を印加す
る方法が知られているが、この方法は高電圧の電気を用
いるので安全性に問題があり、また、発生オゾンによる
安全性の問題、コスト高という問題があった。電子工業
では、現在ウェハやガラスなどの基板を扱う空間におい
て、微粒子やガス状汚染物質（有害ガス）などの汚染物
が除去された高清浄空間、並びに電気的に安定な空間
（正や負に片寄らず、中和した空間）が要求されてい
る。即ち、該汚染物の存在や電気的に不安定な空間では
製品の歩留まりが低下するためである。

【０００３】例えば、半導体分野では、正（陽）の静電
気の発生の恐れのない作業空聞が要求され、過剰な正イ
オンは中和されている。これは、現状の技術による作業
空間においては、正、負イオンが存在するが、作業内容
や自然現象等により正イオンが過剰となる場合が多いた
めである。即ち、（１）密閉された室内における負イオンは、正イオンに
比べて移動度が大きいので、空間中の負イオンは極端に
減少する。（２）気流によリ通常の浮遊微粒子は正に帯電する。（３）半導体工場のクリーンルームでは、高圧電源によ
る空間放電や作業場での分子摩擦等で正に帯電した微粒
子や空気分子が多い。このような正イオンが過剰の雰囲気では、ウェハ等の基
板は電位発生により粒子汚染の拡大、デバイス破壊をも
たらし、歩留まりの低下を招く。即ち、静電気による浮
遊粒子の基板表面への付着、静電気放電によるデバイス
破壊が発生する。

【０００４】また、該基板表面が炭化水素（有機物）の
ようなガス状汚染物質に汚染されると、静電気障害発生
の頻度が高くなることが明らかにされており、この点で
静電気障害の発生防止に対して、該汚染物質の除去が問
題となる。前記の問題点に対して、本発明者らは、先に
光電子を用いる負イオンの発生方法を提案した（例、特
公平８−１０６１６号、特開平７−５７６４３号公
報）。これらの方法は、利用先によっては効果的である
が、利用先によっては実用において、更なる改善の余
地、例えば、高清浄度の負イオン（ウェハやガラス基板
に、粒子やガス汚染をもたらさない負イオン含有気
体）、長時間安定して発生できる負イオンの生成があっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術に鑑み、ウェハやガラス基板に対して電気的に安定な
清浄空間を創出し、また、帯電物に対しては該帯電物を
効果的に中和（除電）できる負イオン富化の超クリーン
ガスを得ることができる負イオン含有清浄気体の取得方
法と装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【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、紫外線及び／又は放射線の照射下の光
電子放出材上に、除塵フィルタと光触媒及び／又は吸着
材とを用いて清浄化した高清浄度の気体を通すことを特
徴とする除電用の負イオン含有清浄気体の取得方法とし
たものであり、前記紫外線及び／又は放射線の照射は、
電場下に行うのがよく、また、前記高清浄度の気体に
は、さらに水分添加を行うのがよい。また、本発明で
は、気体の吸入口から排出口までの流路上に、除塵フィ
ルタと光触媒及び／又は吸着材とを有する気体の清浄化
部と、光電子放出材と、該光電子放出材上に紫外線及び
／又は放射線を照射する照射源とを有する光電子放出部
とを備えたことを特徴とする除電用の負イオン含有清浄
気体の取得装置としたものであり、前記光電子放出部に
は、さらに電場用電極を有することができ、また、前記
清浄化部又は光電子放出材には、気体中に水分を供給す
る水分供給部を設けることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、次の６つの知見に基づ
いてなされたものである。（１）光電子放出材に紫外線及び／又は放射線を照射す
ると、該光電子放出材から光電子が放出され、放出され
た光電子は負イオンに変化する。〔（ａ）特公平８−１
０６１６号公報、（ｂ）第１０回エアロゾル科学・技術
研究討論会、ｐ．１８０〜１８２、１９９３〕。該負イ
オン（負イオン富化気体）は、オゾンレスであるので、
各分野に好適に利用できる。例えば、半導体、液晶・精密機械産業における気体において
過剰な正イオンの中和（除電）ができる。正に帯電したウェハやガラス基板の中和（除電）が
できる。例えば、クリーンルームで取り扱うウェハなど
の基板は、その取扱い（作業）において正に帯電し、電
位は数１００〜数１０００Vに達するが、負イオンより
除電される。

【０００８】（２）従来の負イオンの発生方法として、
コロナ放電では発生するオゾンによりマイナス効果（問
題点）があるため、オゾンレスの負イオンが実用上必要
である〔（ｃ）第１２回エアロゾル科学・技術研究討論
会、ｐ．１２０〜１２２、１９９５、（ｄ）空気調和・
衛生工学会学術講演会講演論文集、ｐ．１０６５〜１０
６８、１９９５〕。ＵＶ／光電子法による負イオンの発
生は、空気中の微粒子（粒子）濃度を予め除去し、高清
浄の空気にしておくと、効果的である〔前記（ａ）及び
（ｅ）特開平７−２９３９３９号公報〕。これは、放出
負イオンは粒子状物質が高濃度共存すると、該粒子状物
質に捕集（消費）され、減少するためと考えられる。

【０００９】（３）前記高清浄の空気として、ガス状汚
染物質（有害ガス）の除去を、微粒子除去に加えて行え
ば、実用上効果的な負イオン富化空気となる。即ち、本
負イオン富化空気は、超クリーン空気であるので、ウェ
ハやガラス基板に暴露しておくと、粒子やガス状汚染物
質から汚染防止される。これを、半導体などの先端産業
を例に説明する。即ち、本発明の対象分野である先
端産業におけるウェハなどの基板の清浄化空間は、従来
はＨＥＰＡフィルタなどで除去できる微粒子の除去で十
分であったが、今後は製品が高品質化、精密化するので
ガス状物質の影響を受けるようになる。即ち、現状のク
リーンルームは、フィルタ技術により微粒子除去による
清浄空間が得られるが、ガス状物質は該フィルタで除去
できないので、クリーンルーム内はガス状汚染物質（ガ
ス状有害成分）が処理されないまま存在している。

【００１０】通常の空気（外気）中には、ガス状有
害成分としてＮＯ_X、ＳＯ_X、ＨＣｌのような酸性ガス、
アンモニア、アミンのようなアルカリ性ガス、及び炭化
水素（Ｈ．Ｃ．）が存在し、クリーンルームに設置され
ているＨＥＰＡフィルタによっては、これらのガス状有
害成分の捕集はできないので、これらの有害ガスはクリ
ーンルームに導入されてしまう。このうち、通常の空気
中の濃度レベルの場合、Ｈ．Ｃがウェハなどの基板の接
触角の増大に関与する度合いが最も大きい〔（ｆ）空気
清浄、第３３巻、第１号、ｐ．１６−２１、１９９
５〕。即ち、基板表面の汚染の程度（汚染レベル）は、
接触角で表示でき、Ｈ．Ｃは通常のクリーンルーム内の
濃度で汚染をもたらす。

【００１１】少なくとも一部が有機物（例えば高分
子樹脂）で構成されるクリーンルームにおいては、有機
物から極く微量の有機性ガス（例えばＨ．Ｃ）が発生
し、クリーンルーム内の収容物（ウェハやガラス基板な
どの原料や半製品）を汚染する。即ち、クリーンルーム
においては、少なくともその一部に有機物（例えばプラ
スチック容器、パッキン材、シール材、接着材、壁面の
材料）を使用していて、これら有機物から極く微量の有
機性ガスが発生する。例えば、シール材からはシロキサ
ン、収納容器の材料であるプラスチックからはフタル酸
エステルなどが発生する。

【００１２】これら有機性ガスの発生量は、微量であり
少ないが、閉鎖系であるクリーンルーム内に閉じ込めら
れる。特に最近のクリーンルームにおいては省エネを目
的として空気を循環使用することが多いので、このよう
な現象が生じる。従って有機性ガスの濃度は徐々に高く
なり、クリーンルーム内の収容物である基板の上に付着
し、悪影響を与える。このように、クリーンルーム内の
Ｈ．Ｃは、外気から導入されるＨ．Ｃに内部で発生する
ガスが加わるので、多成分かつ高濃度になっていて、最
近では、クリーンルームはＨ．Ｃに関してのダーティル
ームと言われている。従って、これらのガス状汚染物質
を除去した空気は、高品質空気であり、実用上重要であ
る。

【００１３】（４）前記ガス状汚染物質の除去は、光触
媒及び／又は吸着剤を用いると効果的な除去が可能であ
る。（５）光電子放出材からの負イオンの発生に当り、予め
前記ガス状汚染物質の除去を行えば、光電子放出材の性
能が長時間安定する。即ち、該放出材の性能低下の原因
として、処理気体中のガス状汚染物質の影響が考えられ
るが、予め除去することで、該放出材の安定化を図るこ
とができる。（６）帯電物の中和においては、気体中の水分濃度（湿
度）を高めると効果的である。従って、前記の微粒子除
去とガス状汚染物質除去に加え、加湿を行うと、帯電物
の中和が効果的になることから好ましい。

【００１４】次に、本発明の夫々の構成を詳細に説明す
る。先ず、負イオン発生部について説明する。負イオン
発生部は、光電子放出材、該放出材への紫外線及び／又
は放射線の照射源、及び電場下で実施する場合は、電場
用電極より構成される。光電子放出材は、光電子放出材
の表面及び／又は裏面に、紫外線及び／又は放射線を照
射しながら、該光電子放出材の表面及び／又は裏面より
後述の高清浄の気体を導入して該光電子放出材の表面及
び／又は裏面に光電子（負イオン）を発生させるもので
ある。光電子放出材は、本発明者らがすでに提案したも
のを適宜に用いることができる（例、特公平６−７４９
０８号、特公平６−７４９０９号、特公平８−２１１
号、特公平７−１２１３６９号、特公平７−９３０９３
号、特公平８−２２３９３号、特許第２５９８７３０
号、特開平７−５７６４３号、特開平９−２９４９１９
号各公報）

【００１５】光電子放出材は、電場下で紫外線及び／又
は放射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，Ｇ
ｄ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｔｈ，Ｐｒ，Ｂｅ，Ｚｒ，Ｆ
ｅ，Ｎｉ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｃｄ，Ｐｂ，Ａ
ｌ，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うる。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、ＣａＯ、Ｙ₂Ｏ₃、Ｇ
ｄ₂Ｏ₃、Ｎｄ₂Ｏ₃、ＴｈＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｆｅ ₂Ｏ₃、Ｚｎ
Ｏ、ＣｕＯ、Ａｇ₂Ｏ、Ｌａ₃Ｏ₃、ＰｔＯ、ＰｂＯ、Ａ
ｌ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、Ｉｎ₂Ｏ₃、ＢｉＯ、ＮｂＯ、ＢｅＯな
どがあり、また、ほう化物には、ＹＢ ₆、ＧｄＢ₆、Ｌａ
Ｂ₆、ＮｄＢ₆、ＣｅＢ₆、ＥｕＢ₆、ＰｒＢ₆、ＺｒＢ₃な
どがあり、さらに、炭化物としては、ＵＣ、ＺｒＣ、Ｔ
ａＣ、ＴｉＣ、ＮｂＣ、ＷＣなどがある。

【００１６】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％）、Ｃ
ｕ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。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３−１０８６９８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。

【００１７】付加の方法は、紫外線及び／又は放射線の
照射により光電子が放出されれば何れでも良い。例え
ば、ガラス板上ヘ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できる。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。

【００１８】薄膜の厚さは、紫外線又は放射線の照射に
より光電子が放出される厚さであれば良く、５Ａ〜５，
０００Ａ、通常２０Ａ〜５００Ａが一般的である。光電
子放出材の使用形状は、板状、プリーツ状、筒状、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できる。ま
た、凸部の先端を先鋭状あるいは球面状とすることもで
きる（特公平６−７４９０８号公報）。形状を網状のよ
うな気体通過性とし、光電子放出材の裏面から気体を導
入して表面に負イオンを発生させる形態は電場が弱くて
良いことから、適用先、装置種類によっては好ましい
（特開平７−５７６４３号公報）。母材への薄膜の付加
は、本発明者ら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）。

【００１９】これらの最適な形状や、紫外線又は放射線
の照射により光電子を放出する材料の種類や付加法及び
薄膜の厚さは、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事が出来る。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、
前記した紫外線通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
子放出材を被膜（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）。ま
た、光触媒（例、後述ＴｉＯ₂）との一体化を行うこと
もできる（特開平９−２９４９１９号公報）。この形態
は、光触媒により光電子放出材の長時間安定化（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（装置の
種類、要求性能）によっては好ましい。

【００２０】光電子放出材への紫外線及び／又は放射線
の照射による光電子の発生は、光電子放出材と、後述の
電極間に電場（電界）を形成して行うと、光電子放出材
からの光電子放出が効果的に起こる。また、気体の流し
方の適性化、例えば光電子放出材を網状とし、光電子放
出材に直交して流す方式により効果的に起こる。したが
って、電場設定で行う場合においては、前記光電子放出
材を、ガラスやセラミックなど非金属性の母材に付加し
て用いる場合は、確実な電場の形成のために、母材上に
ＩＴＯなどの導電性物質の付加を予め行うことができる
（特許第２５９８７３０号明細書）。電場の強さは、用
途、装置種類、気体の流し方、形状、光電子放出材の種
類、要求性能により、適宜予備試験を行い決めることが
出来る。一般に、０．１Ｖ／ｃｍ〜２ｋＶ／ｃｍであ
る。

【００２１】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、光電子放出材表面の対向側あるいは裏面に設置
し、電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ぼ何れでも良い。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−Ｚｎ、
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。

【００２２】次に、紫外線の照射源について述べる。該
照射源は、前述の光電子放出材への照射により、光電子
放出材から光電子を放出するものであれば良い。一般
に、水銀灯、水素放電管、キセノン放電管、ライマン放
電管などを適宜試用出来る。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（主波長：２５４ｎｍ）が好ましい。殺菌ランプ
は、オゾンレスであり、殺菌（滅菌）作用を有するため
である。放射線の照射は、その照射により光電子放出材
が光電子を放出しうるものであれば何れでもよく、従来
周知の方法で照射できる。例えば、放射線としては、α
線、β線、γ線などが用いられ、照射手段としてコバル
ト６０、セシウム１３７、ストロンチウム９０などの放
射性同位元素、又は原子炉内で作られる放射性廃棄物及
びこれに適当な処理加工した放射性物質を線源として用
いる方法、原子炉を直接線源として用いる方法、電子線
加速器などの粒子加速器を用いる方法などを利用する。

【００２３】次に、本発明の特徴である高清浄の気体
（ガス）について説明する。該高清浄の気体は、前記負
イオンの発生に当り、処理気体を高清浄にするものであ
る。高清浄化は、フィルタ方式による粒子状物質（微粒
子）除去部と、光触媒及び／又は吸着材方式によるガス
状汚染物質除去部より構成される。フィルタ方式は、粒
子状物質を含む処理気体をファンにより通気することに
より、粒子状物質の除去を行うものである。このような
フィルタは、周知のものが好適に使用でき、例えば、Ｈ
ＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、静電フィルタ（帯
電フィルタ）、エレクトレット材（フィルタ）がある。
負イオン発生部の上流に前記除塵部を設置する理由は、
粒子状物質を予め除去することにより、負イオン発生が
効果的になるためである。

【００２４】この予めの除塵により、負イオンの生成が
効果的になる理由の詳細は不明であるが、１つの理由と
して共存する微粒子濃度が多いと放出光電子が該微粒子
に消費されるためと考えられる。即ち、光電子から負イ
オンの生成は、下記反応によると考えられるが、粒子状
物質が多く共存すると発生光電子が該粒子状物質に消費
されてしまうので、有効な負イオンが生成しない（生成
効率が低くなる）。Ｏ₂＋ｅ→Ｏ₂ ^- Ｏ₂ ^-＋Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）・・・Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n-1＋Ｈ₂Ｏ→Ｏ₂ ^-（Ｈ₂Ｏ）_n

【００２５】上式は負イオンの生成は、光電子放出材に
より発生した光電子が電子親和性の大きい水分子や酸素
分子との電子付着やクラスタリングにより、Ｏ₂ ^-（Ｈ₂
Ｏ）_n、Ｏ^-（Ｈ₂Ｏ）_n、ＯＨ^-（Ｈ₂Ｏ）_nなどの負イオ
ンクラスターを作ることで生成されることを示してい
る。また、ここでガス状汚染物質の除去を行う理由は、
ガス状汚染物質の除去により、光電子放出材へ付着し、
性能低下をもたらす物質が除かれるので、後流の光電子
放出材からの負イオンの発生が長時間安定するためであ
り、実用上効果的となる。光触媒及び／又は吸着材は、
負イオンを発生させる気体からガス状汚染物質を除去す
るものであり、これらは１種類の材料、あるいは適宜要
求性能などにより、２種類以上を組合せて用いることが
できる。

【００２６】先ず、光触媒を用いる方式について説明す
る。光触媒は、気体中に含まれるガス状汚染物質（有害
ガス、臭気性ガス）を分解・除去するものであれば何れ
でも良い。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，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚ
ｎ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ，
Ｃ，Ｃｄ，Ｓ，Ｔｅ，Ｎｉ，Ｆｅ，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。例えば、元素
としてはＳｉ，Ｇｅ，Ｓｅ、化合物としてはＡｌＰ，Ａ
ｌＡｓ，ＧａＰ，ＡｌＳｂ，ＧａＡｓ，ＩｎＰ，ＧａＳ
ｂ，ＩｎＡｓ，ＩｎＳｂ，ＣｄＳ，ＣｄＳｅ，ＺｎＳ，
ＭｏＳ₂，ＷＴｅ₂，Ｃｒ₂Ｔｅ₃，ＭｏＴｅ，Ｃｕ，Ｓ，
ＷＳ₂、酸化物としてはＴｉＯ₂，Ｂｉ₂Ｏ₃，ＣｕＯ，Ｃ
ｕ₂Ｏ，ＺｎＯ，ＭｏＯ₃，ＩｎＯ₃，Ａｇ₂Ｏ，ＰｂＯ，
ＳｒＴｉＯ₃，ＢａＴｉＯ₃，Ｃｏ₃Ｏ₄，Ｆｅ₂Ｏ₃，Ｎｉ
Ｏなどがある。

【００２７】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Ｔｉ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。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−Ｚｎ、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ヘコーティングしたり、
光触蝶を板状、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。

【００２８】また、光触媒作用の向上のために、上記光
触媒にＰｔ，Ａｇ，Ｐｂ，ＲｕＯ₂，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。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。前記光触媒の設置は、前記
のように負イオン発生部の上流に加えて、前記の負イオ
ン発生部にも併せて設置でき、本発明の特徴である。

【００２９】この形態は、除塵空間において、極く微量
のガス状汚染物質の存在が問題となる場合に好適に用い
ることができる。即ち、負イオン発生部の空間には、紫
外線及び／又は放射線外線の線源が存在するので、該紫
外線及び／又は放射線が照射されている空間や壁面など
に、光触媒を設置することにより、光触媒作用が発揮さ
れ、上流の除去部で除去できずに流入したガス状汚染物
質は、この部分で更に処理される。この形態における光
触媒の設置位置は、負イオン発生部の空間や光電子放出
用の電極との一体化、光電子放出材との一体化がある。
例をあげると、気体の流れる空間中央部に光触媒を
設置、ＳＵＳ材へ網状あるいは島状に光触媒を付加
（ＳＵＳが正極）、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で挟み込む（ＳＵＳが正
極）方法がある。光触媒は、前記光触媒への光照射によ
り光触媒作用を発揮するものであり、次に光照射につい
て述べる。

【００３０】光照射源は、光照射により光触媒が光触媒
作用を発揮するものであれば何れでも良い。該光源は、
光触媒の光吸収の波長を持つものであればよく、周知の
ものが適宜使用できる。可視光線又は紫外線が使用でき
るが、効率（処理速度）の点で紫外線が好ましい。紫外
線はたとえば水銀灯、水素放電管、ライマン放電管、キ
セノン放電管などを光吸収域等により適宜使用すること
ができる。通常、水銀灯がコスト、効果、簡易な形状な
どからより好ましい。水銀灯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
ランプがある。この内、殺菌ランプ（主波長；２５４ｎ
ｍ）が好ましい。これは、殺菌ランプは光触媒への有効
照射光量を強くできる（光触媒作用が強くなる）ためで
ある。また、殺菌ランプは、菌類などに対して殺菌作用
があることから、利用先によっては（処理気体は殺菌気
体となることから）好ましい。光触媒は、ガス状汚染物
質として、特に炭化水素（有機物）の除去に効果的であ
ることから、利用先、要求性能によっては好ましい。

【００３１】次に、吸着材を用いる方式について説明す
る。吸着材は、用途や要求性能などによって気体中に含
まれるＮＯ_X，ＳＯ_X，ＨＣｌのような酸性ガス、アンモ
ニア、アミンのようなアルカリ性ガス、メルカプタン
類、硫化水素、脂肪酸（例、吉草酸、酪酸）のような臭
気成分、クリーンルームでのウェハやガラス基板に付着
すると歩留まり低下などの悪影響を及ぼす炭化水素、例
えば、ＤＯＰ、ＤＢＰなどのフタル酸エステルを低濃度
まで（基板に悪影響を及ぼさない濃度以下）、捕集・除
去できる材料であれば良い。このような吸着材として、
シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、活性炭、イオン交
換繊維、本発明者等が先に提案したガラスとフッ素樹脂
を含有する吸着材（特許第２，５８２，７０６号明細
書）、疎水性物質と親水性物質からなる吸着材（特開平
９−７９６３７号公報）があり、この内活性炭、イオン
交換繊維、ガラスとフッ素樹脂からなる吸着材、疎水性
物質と親水性物質からなる吸着材が効果的であることか
ら好ましい。

【００３２】この内、ガラスとフッ素樹脂をフィルタ状
で用いる吸着材は、炭化水素と微粒子除去の複合機能
（ガスと粒子の同時除去）を有することから適用先、要
求性能によっては好ましい。活性炭としては、捕集成分
（対象ガスの種類）、要求性能などにより、適宜、酸や
アルカリの添着炭を用いることができる。上記吸着材の
形状は、適宜の形状で用いることができるが、一般に繊
維状、網状、ハニカム状が圧力損失が少ないことから好
ましい。イオン交換繊維は、ガス状有害成分として気体
中のＮＨ₃、アミンのような塩基性物質やＳＯ_X、Ｎ
Ｏ_X、ＨＦ、ＨＣｌのような酸性物質などのイオン性汚
染物質の捕集・除去に効果的である。

【００３３】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。また、ハニカム状母材に、イオ
ン交換体を支持させても良い。いずれにしても最終的に
イオン交換体を支持した繊維状のような圧損の少ない形
状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、合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５〜２００
μｍ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】イオン交換繊維への気体の流し方として、
フィルタ状イオン交換繊縫に直交して流すと、効果的で
ある。イオン交換繊維への気体を流す流速は、予備試験
を行い適宜に決めることができるが、該繊維は除去速度
が早いので、通常ＳＶとして、１０００〜１０万
（ｈ ^-1）程度で用いることができる。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号各公報）。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。

【００３８】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。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早く、
かつ吸着量が多い。圧力損失が少ない。

【００３９】本発明の負イオンの発生は、空気中の他に
Ｎ₂，Ａｒ，Ｏ₂など周知の気体中における負イオン発生
に用いることができる。本発明の高清浄の気体を得るた
めの除塵フィルタ、光触媒、吸着材の設置位置（順序）
は、限定されるものではない。また、気体を吸引、吐出
するためのファンの位置も限定されず、用途や要求性能
により適宜の位置に設置できる。通常は、光触媒及び／
又は吸着材は上流（前方）に設置し、その下流（後方）
に除塵部を設置するのが好ましい。これは、上流の光触
媒からのＴｉＯ₂（光触媒）や吸着材の１部の剥離や摩
耗などによる粒子状物質の流出があった場合でも、後方
に除塵部を設置することにより、信頼性の高い（長時間
運転においても性能が安定する）負イオン発生方式とな
るためである。

【００４０】気体の加湿のための水分の添加は、気体が
加湿されるように気体吸入口から気体排出口までの気体
流路上に水分供給部を設けることにより実施できる。水
分濃度は、除塵が効果的になる濃度であれば良く、相対
湿度として５０％以上、好ましくは６０％以上である。
水分の供給方法は周知の方法が適用出来、例えば超音波
による供給法、加熱水蒸気を供給する方法、ガス流への
水スプレイ法、ガス流を多孔板などを介して水に通過さ
せる方法、ガス流を水面に衝突させる方法などを適宜行
うことができる。本発明の光電子放出材からの負イオン
の発生は、水分濃度を前記のごとく高めると効果的にな
る。従って、水分の供給を負イオン発生部。あるいは、
その上流で行えば効果的となり、本発明の特徴である。

【００４１】供給水の水質は、水中の粒子状物質、ＴＯ
Ｃなどの不純物を除去した純水、超純水を用いることが
できる。通常、ＴＯＣとして１００μｇ／ｌ以下、好ま
しくは１０μｇ／ｌ以下の超純水が好適に使用できる。
水分供給を行うか否か、その方法及びその濃度は、適用
装置の種類、基板の状態、要求性能、経済性などによ
り、適宜予備試験等の事前検討を行い決めることができ
る。例えば、水分はウェハなどの基板表面の酸化膜成長
に関与することから、酸化膜成長が問題となる所では使
用しない。一方、半導体プロセスにおけるベーキング処
理後は、数ｋV以上の高い電位を有することから加湿を
行うと効果的である。ウェハやガラス基板の取扱いで
は、一般に数１００〜数１０００Vの帯電電位（例、２
５℃、湿度：４０〜４５％）を有し、種々の問題原因と
なるが、本発明の負イオンでは、これを少なくとも５０
V以下の帯電状態にすることができ、ここではこれを中
和（除電）と定義する。

【００４２】

【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に何ら限定されない。実施例１図１は、半導体工場のクラス１，０００のクリーンルー
ムに設置された負イオン発生部（A）を備えた負イオン
富化空気（除塵とガス状汚染物質が除去された超クリー
ンな負イオン富化空気）発生装置１を示す。該装置１
は、クリーンルームの搬送装置２へ負イオン３_-1の供給
を行い（除電用）、電気的に安定な空間を創出するもの
である。該装置１は、クリーンルームのクラス１，００
０の空気３_-2の吸引と本装置１により得られた清浄化さ
れた（除塵とガス状汚染物質の除去）負イオン富化空気
３_-1の吐出を行うファン４、吸着材５、除塵フィルタ
６、より成る空気清浄部（Ｂ）と、光電子放出材７、紫
外線ランプ８、電極９より成る負イオン発生部（Ａ）よ
り構成される。ここで、吸着材５は活性炭、除塵フィル
タ６はHEPAフィルタ、光電子放出材７は光触媒（ＴｉＯ
₂）上にＡｕを付加したもの、紫外線ランプ８は殺菌ラ
ンプ、電極９は網状ＳＵＳである。

【００４３】夫々の作用について説明する。空気清浄部
（Ｂ）における吸着材５は、クリーンルーム空気３_-2中
に含まれるガス状汚染物質として炭化水素（フタル酸エ
ステル）とアンモニアを除去（捕集）するものであり、
除塵フィルタ６は、クラス１，０００のクリーンルーム
空気３_-2中の微粒子をクラス１０以下まで除去するもの
であり、これより該ガス状汚染物質と微粒子が除去され
た高清浄度の空気３_-3が得られる。前記のごとくして上
流で高清浄化された空気３_-3は、次いで負イオン発生部
（Ａ）に導入され、負イオン１０が生成される。即ち、
電場下（１０Ｖ／ｃｍ）で、光電子放出材７に、紫外線
ランプ８からの紫外線を照射することにより光電子（負
イオン）１０が得られる。１１は、紫外線ランプ８から
の紫外線を光電子放出材７に効率良く照射するための反
射面、１２は石英ガラス窓である。

【００４４】このようにして、得られた清浄化負イオン
富化空気３_-1は、搬送装置２に供給され、搬送中のガラ
ス基板１３は、除電前（Ｃの位置）では３，０００〜
３，５００Ｖの電位を有するが、除電後（Ｄの位置）で
は１０Ｖ以下まで下がる。本装置１により、正イオンが
多いクラス１，０００のクリーンルーム空気３_-2は、負
イオン濃度５，０００個／ｍｌのガス状汚染物質が除去
されたクラス１０（１ｆｔ³中粒径０．１μｍ粒子の粒
子個数）以下の超クリーンな負イオン富化空気となる。
該クリーン空気３_-1は、非メタン炭化水素が０．２ｐｐ
ｍ以下（クリーンルーム空気中の非メタン炭化水素濃
度：１．１〜１．２ｐｐｍ），アンモニア１ｐｐｂ以下
（クリーンルームのアンモニア濃度：１０〜１５ｐｐ
ｂ）で、ウェハに暴露しても接触角の増加が５度以内
（接触角の増加防止作用がある）である。即ち、本発明
で得られた空気３_-1は、ガス状汚染物質が除去された、
かつクラス１０以下まで除塵されたオゾンレスの負イオ
ン富化の高品質空気であり、本発明の特徴である。図中
矢印は、気流の方向を示している。

【００４５】実施例２図２〜９は、実施例１の図１の変形例である。夫々図１
に対する比較を説明する。図２〜９で、図１と同一符号
は同じ意味を示す。（１）図２；負イオン発生部（Ａ）における光電子放出
材７を紫外線ランプ８の上に付加したものである。紫外
線ランプを流路中に設置するので円周方向の紫外線光を
有効利用でき、かつ電場の強さを弱くできる特徴があ
る。（２）図３；負イオン発生部（Ａ）における光電子放出
材７の形状を網状としたものである。空気が光電子放出
材７を通過するので、電場の設定が不用でも良い（負イ
オンが得られる）特徴がある。

【００４６】（３）図４；空気清浄部（Ｂ）における吸
着材として、２種類タイプの異なるもの（５_-1，５_-2）
を用いたものである。吸着材５_-1はイオン交換繊維、吸
着材５_-2は、活性炭である。これによりクリーンルーム
空気中のアンモニア、アミンのような塩基性ガス（主に
イオン交換繊維で捕集）や二酸化硫黄や塩化水素、フッ
化水素のような酸性ガス（主に活性炭で捕集）が効果的
に除去される。ガス状汚染物質の除去を高効率で行う場
合に効果的である特徴がある。（４）図５；空気清浄化部（Ｂ）における吸着材５_-3と
して、本発明者らが提案したガラス繊維をフッ素樹脂を
バインダとしてフィルタ状に成型したものを用いたもの
である。本フィルタ５（６）は、接触角の増加に関与す
るフタル酸エステルのような炭化水素の捕集（除去）に
加えて、除塵作用を有する。１つのフィルタでガスと粒
子の同時除去（複合機能を有する）ができるので、本装
置はコンパクト化できる特徴である。

【００４７】（５）図６；空気清浄部（Ｂ）におけるガ
ス状物質の除去を光触媒１４を用いて行うものである。
該清浄部（Ｂ）では、光触媒１４に紫外線ランプ８_-1か
らの紫外線を照射することにより光触媒は光触媒作用を
発揮し、吸引処理空気３_-2中の炭化水素やアンモニアは
分解・除去される。本例の光触媒１４は網状ＴｉＯ₂、
光触媒へ照射紫外線の紫外線ランプ８は殺菌ランプであ
る。本光触媒の使用では、ウェハなど基板の接触角増加
に関与するフタル酸エステルなどの炭化水素の除去が効
果的（分解作用のため、長時間性能が安定した）に行え
る特徴がある。（６）図７；図６における負イオン発生部Ａの気体の流
れる空間に、光触媒１４を設置したものである。負イオ
ン発生部Ａへの光触媒１４の設置により、図６における
炭化水素、アンモニアなどガス状汚染物質の除去が更に
効果的（高効率）に実施される特徴がある。

【００４８】（７）図８；図１における負イオン発生部
Ａの気体の流れる空間に、光触媒１４を設置したもので
ある。負イオン発生部への光触媒１４の設置により、図
１におけるガス状汚染物質の除去が更に効果的（高効
率）に実施される特徴がある。（８）図９；図１における負イオン発生部Ａの入口部と
水分供給部１５を設置したものである。水分供給部１５
による水分供給により空気中水分濃度が６０〜６５％
（相対湿度）を維持される。これにより、ガラス基板
（帯電物）の除電が迅速、かつ確実に実施され、また、
負イオン発生部における光電子放出材７が性能向上し、
また、長時間安定化する特徴がある。

【００４９】実施例３図１に示した負イオン富化空気発生装置に、下記条件
で、下記クリーンルーム空気を導入し、図１のごとく高
清浄度の負イオン富化空気を発生させ、該負イオン富化
空気による除電性能、接触角増加防止効果（ウェハ基板
表面に対する汚染防止効果）等について調べた。（１）除電性能は、該装置出口に予め帯電させた試料を
置き、放出イオンを暴露させ、該試料の電位を調べるこ
とにより行った。（２）接触角増加防止効果は、同様に該装置出口にウェ
ハを置き、放出される高清浄度の負イオン富化空気を暴
露させ、ウェハ表面の接触角を調べることにより行っ
た。また、該装置１で得られる負イオン富化空気中の負
イオン濃度、微粒子濃度、炭化水素（非メタン炭化水
素）濃度についても調べた。

【００５０】条件（１）除電用負イオン富化空気発生装置の大きさ；２５
×２５×４５ｃｍ、空気量；１リットル／ｍｉｎ（２）空気清浄部吸着材；繊維状活性炭除塵フィルター；ＨＥＰＡフィルター（３）負イオン発生部光電子放出材；ＴｉＯ₂上にＡｕを付加した材料電極；目のあらい網状ＳＵＳ，１０Ｖ／ｃｍ紫外線ランプ；殺菌ランプ（２５４ｎｍ）紫外線の反射面；研磨Ａｌ材

【００５１】（４）クリーンルーム空気クラス；１，０００（半導体工場の空気）非メタン炭化水素濃度；０．７〜０．９ｐｐｍ（５）測定器試験片の電位の測定；表面電位計ウェハ表面の接触角；水滴接触角計負イオン濃度；イオンテスタ（０．４ｃｍ²／Ｖ・
Ｓ以上の電気移動度を持つ負イオン）微粒子濃度；パーティクルカウンター非メタン炭化水素濃度；ＧＣウェハを用いる試験におけるウェハは、試験直前にＵＶ
／Ｏ₃洗浄により前処理を行った。

【００５２】結果（１）除電性能予め銅製のローラで摩擦して帯電させたアクリル樹脂を
用いた結果を表１に示す。

【表１】表１には、比較として紫外線の点灯と電場の印加無しの
場合も示している。（２）接触角増加防止効果結果を図１０に示す。図１０中、―○―が本発明のもの
である。図１０には比較として、クリーンルーム空気に
暴露したもの（―●―）、本装置から吸着材を外したも
の（空気清浄部が除塵フィルタのみ）（―△―）を示
す。

【００５３】（３）本装置出口の負イオン濃度、微粒子
濃度、非メタン炭化水素濃度結果を表２に示す。

【表２】本装置を６ヶ月間連続運転を行い、発生負イオン濃度を
測定した所、６ヶ月後の負イオン濃度は、４，８００〜
５，０００個／ｍｌであった。これに対して、本装置の
活性炭無しの場合、約１０日後から発生負イオン濃度は
徐々に減少し、２ヶ月後では２，０００〜３，０００個
／ｍｌ、６ヶ月後は約１，０００〜２，０００個／ｍｌ
であった。

【００５４】実施例４図６に示した負イオン富化空気発生装置を用い、実施例
３と同様に試験を行い、除電性能、接触角増加防止効果
について調べた。実施例３と異なる条件のみを次に示
す。空気清浄部；光触媒：網状ＴｉＯ₂，照射紫外線は、殺菌ランプ

【００５５】結果（１）除電性能表３に示す。

【表３】（２）接触角増加防止効果図１１に示す。図１１中、―○―が本発明のもの、―●
―、―△―、は比較用の夫々クリーンルーム空気暴露、
本装置から光触媒部を外したものを示す。

【００５６】（３）本装置出口の負イオン濃度、微粒子
濃度、非メタン炭化水素濃度結果を表４に示す。

【表４】

【００５７】接触角増加防止効果の試験（図１１）にお
いて、３ヶ月後のウェハを取り出し、加熱によりウェハ
上に付着した炭化水素を脱離させ、ＧＣ／ＭＳ法により
測定したところ、本発明の空気暴露のウェハはフタル酸
エステル（ＤＯＰ）は、未検出（採出限界以下０．２ｍ
ｇ／ｃｍ以下）であった。これに対して、比較用のクリ
ーンルーム空気暴露、及び光触媒部を取り外した条件の
ものはいずれもフタル酸エステルを検出した。また、本
装置を６ヶ月間連続運転を行い、発生負イオン濃度を測
定した所、６ヶ月後の負イオン濃度は、４，８００〜
５，１００個／ｍｌであった。これに対して、本装置の
光触媒部無しの場合、約１０日後から発生負イオン濃度
は徐々に減少し、６ヶ月後では、１，０００〜２，００
０個／ｍｌであった。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果を奏
することができた。（１）光電子放出材に紫外線及び／又は放射線を照射す
ることによる負イオンの発生において、除塵フィルタと
光触媒及び／又は吸着材を用いた粒子とガス状汚染物質
除去の高清浄度の気体を用いて負イオン発生を行ったこ
とにより、また、用途により適宜加湿を更に加えること
により、粒子状物質除去とガス状汚染物質除去により、負イ
オン発生が効果的（長時間安定した性能が得られた）と
なった。これは、粒子状物質共存による光電子の消費が
無くなったため、及びガス状汚染物質による光電子放出
材表面への汚染物付着などによる性能低下が改善された
ものと考えられる。また、水分の添加（加湿）では、光
電子放出材からの負イオン発生が長時間安定した。

【００５９】粒子状物質とガス状汚染物質が除去さ
れた超クリーンな負イオン富化気体が得られた。前記負イオン富化気体を、帯電物に暴露すると、帯
電物は中和（除塵）された。電気的に安定な（作業）空間が効果的にできた。作業環境における過剰な正イオンを中和できた。前記負イオン富化気体をウェハやガラス基板に暴露
しておくと除電効果に加えて、粒子やガス状汚染物質か
らの汚染が防止された。

【００６０】（２）前記により、超クリーンな除電作用
がある負イオン富化気体が得られたので利用先（用途、
適用装置）が広がった。（３）前記より、ガス状汚染物質、特に炭化水素の除去
により、基板の静電気障害発生頻度の減少効果が生じ
た。即ち、本発明の負イオンは汚染物質フリーであるの
で、基板に対して、従来よりも静電気障害の発生頻度が
少なくでき、また、負イオン放出により除電されるの
で、より確実な（実用上効果的な）除電（中和）方式と
なった。（４）前記により、光電子放出材による負イオンを利用
した電気的に安定な空間を作る分野の実用性が向上し
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の一例を半導体工業のクリーンル
ームに設置した断面構成図。

【図２】本発明の装置の他の例を半導体工業のクリーン
ルームに設置した断面構成図。

【図３】本発明の装置の他の例を半導体工業のクリーン
ルームに設置した断面構成図。

【図４】本発明の装置の他の例を半導体工業のクリーン
ルームに設置した断面構成図。

【図５】本発明の装置の他の例を半導体工業のクリーン
ルームに設置した断面構成図。

【図６】本発明の装置の他の例を半導体工業のクリーン
ルームに設置した断面構成図。

【図７】本発明の装置の他の例を半導体工業のクリーン
ルームに設置した断面構成図。

【図８】本発明の装置の他の例を半導体工業のクリーン
ルームに設置した断面構成図。

【図９】本発明の装置の他の例を半導体工業のクリーン
ルームに設置した断面構成図。

【図１０】経過時間（日）による接触角（度）の変化を
示すグラフ。

【図１１】経過時間（日）による接触角（度）の変化を
示すグラフ。

【符号の説明】

１：負イオン富化空気発生装置、２：搬送装置、３_-1：
負イオン含有空気、３ _-2：クリーンルーム空気、３_-3：
高清浄化空気、４：ファン、５：吸着材、５_-1：イオン
交換繊維、５_-2：活性炭、５_-3：ガラス繊維とフッ素樹
脂フィルタ、６：除塵フィルタ、７：光電子放出材、
８：紫外線ランプ、９：電極、１０：光電子（負イオ
ン）、１１：反射面、１２：石英ガラス、１３：ガラス
基板、１４：光触媒、１５：水分供給部、Ａ：負イオン
発生部、Ｂ：空気清浄部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4D012 CA10 CD10 CG01 CH01 CH05 4D048 AA02 AA06 AA08 AA11 AA17 AA21 BA07X BA13X BA34X BA41X CC38 CD05 CD10 EA01 EA04 4D058 JA01 SA04 TA01 TA02 TA06 TA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紫外線及び／又は放射線の照射下の光電
子放出材上に、除塵フィルタと光触媒及び／又は吸着材
とを用いて清浄化した高清浄度の気体を通すことを特徴
とする除電用の負イオン含有清浄気体の取得方法。
【請求項２】前記紫外線及び／又は放射線の照射は、
電場下に行うことを特徴とする請求項１に記載の除電用
の負イオン含有清浄気体の取得方法。
【請求項３】前記高清浄度の気体には、さらに水分添
加を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の除電用
の負イオン含有清浄気体の取得方法。
【請求項４】気体の吸入口から排出口までの流路上
に、除塵フィルタと光触媒及び／又は吸着材とを有する
気体の清浄化部と、光電子放出材と該光電子放出材上に
紫外線及び／又は放射線を照射する照射源とを有する光
電子放出部とを備えたことを特徴とする除電用の負イオ
ン含有清浄気体の取得装置。
【請求項５】前記光電子放出材には、さらに電場用電
極を有することを特徴する請求項４記載の除電用の負イ
オン含有清浄気体の取得装置。
【請求項６】前記清浄化部又は光電子放出部には、気
体中に水分を供給する水分供給部を設けたことを特徴と
する請求項４又は５記載の除電用の負イオン含有清浄気
体の取得方法。