JP2001252517A

JP2001252517A - ケミカルフィルタ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2001252517A
Application number: JP2000066602A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Fujimura; 洋一藤村; Yasuhiro Asada; 康裕浅田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】自身からの汚染ガスの発生を低減するケミカ
ルフィルタや濾材及びそれらの製造方法を提供する。【解決手段】ガス吸着性濾材からケミカルフィルタを
製作し、該ケミカルフィルタにクリーンエアを通気処理
するか、又は加熱処理してケミカルフィルタから汚染ガ
スを脱ガスし、ケミカルフィルタ自身からの発ガス量を
２５μｇ／ｍ³ 以下にする。また、ガス吸着性濾材にク
リーンエアを通気処理するか、又は加熱処理してガス吸
着性濾材から汚染ガスを脱ガスし、吸着性濾材自身から
の発ガス量を２μｇ／ｇ以下にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はケミカルフィルタ及
びその製造方法、並びにケミカルフィルタ用濾材及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体や液晶の製造において、室内雰囲
気中にガス状汚染物質が存在していると、汚染ガスが半
導体や液晶を侵して不良品を発生するため、雰囲気中か
ら汚染ガスが除去されたクリーンリーム内が行われるよ
うになっている。このようなクリーンルームは、室内に
供給するエアをケミカルフィルタで処理して汚染ガスを
除去したものを供給するようにして作られ、そのケミカ
フィルタは、ガス状汚染物質を分解・吸着する機能をも
つ活性炭、イオン交換樹脂、ゼオライト等の機能性物質
をパルプ、合成繊維等の基材に混合抄紙した濾材から製
造されている。

【０００３】しかしながら、上記濾材の製造工程では、
機能性物質をパルプ等の基材に定着させるために接着剤
等が使用されている。また、この濾材からケミカルフィ
ルタを製作するときは、シート状の濾材を段ボール加工
したり、フレームに組み込んだりするため同じく接着剤
が使用されたり、さらにシール材やガスケット等が使用
されている。そのため、上記接着剤等や、またシール
材、ガスケット等が汚染ガスの発生源になり、濾材自身
から少なくとも４．０μｇ／ｇ以上、ケミカルフィルタ
自身から少なくとも５０μｇ／ｍ³ 以上の微量な汚染ガ
スが発生することは避けられないものとされていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、自身
からの汚染ガスの発生を低減したケミカルフィルタ及び
その製造方法を提供することにある。

【０００５】本発明の他の目的は、自身からの汚染ガス
の発生を低減したケミカルフィルタ用濾材及びその製造
方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前者の目的を達成する本
発明のケミカルフィルタは、ガス吸着性濾材がフレーム
に組み付けられた未使用のケミカルフィルタであって、
該フィルタ自身から発生する汚染ガスの発ガス量が２５
μｇ／ｍ³ 以下であることを特徴とし、該ケミカルフィ
ルタの製造方法は、ガス吸着性濾材をフレームに組み付
けてケミカルフィルタを製作し、該ケミカルフィルタに
クリーンエアを通気処理するか、又は該ケミカルフィル
タを加熱処理することにより該ケミカルフィルタから汚
染ガスを脱ガスし、該ケミカルフィルタ自身からの発ガ
ス量を２５μｇ／ｍ³ 以下にすることを特徴とするもの
である。

【０００７】このようにガス吸着性濾材から組み立てた
ケミカルフィルタを、使用前にクリーンエアで通気処理
したり、或いは加熱処理するすることにより、ケミカル
フィルタ自身に内包されている接着剤等に起因する汚染
ガスを排除することができ、ユーザーがクリーンルーム
等に使用する際に発生する汚染ガスの発ガス量を、半導
体等の生産に支障にならない２５μｇ／ｍ³ 以下の低レ
ベルにすることができる。

【０００８】また、後者の目的を達成する本発明のケミ
カルフィルタ用濾材は、ケミカルフィルタに組み付ける
前のガス吸着性濾材であって、該濾材自身から発生する
汚染ガスの発ガス量が２μｇ／ｇ以下であることを特徴
とし、該ケミカルフィルタ用濾材の製造方法は、ガス吸
着性濾材にクリーンエアを通気処理するか、又は該ガス
吸着性濾材を加熱処理することにより該ガス吸着性濾材
から汚染ガスを脱ガスし、該吸着性濾材自身からの発ガ
ス量を２μｇ／ｇ以下にすることを特徴とするものであ
る。

【０００９】このように濾材をケミカルフィルタに組み
付ける前に、クリーンエアで通気処理したり、或いは加
熱処理するすることにより、濾材自身に内包されている
接着剤等に起因する汚染ガスを排除し、ケミカルフィル
タに組み付けて使する際に濾材自体から発生する汚染ガ
スの発ガス量を、半導体等の生産に障害にならない２μ
ｇ／ｇ以下の低レベルにすることができる。

【００１０】なお、本発明において、ケミカルフィルタ
自身からの汚染ガスの発ガス量並びに濾材自身からの汚
染ガスの発ガス量は、それぞれ次の測定方法によって測
定される。

【００１１】ケミカルフィルタ自身からの汚染ガス
の発ガス量（μｇ／ｍ³ ）測定対象フィルタに面風速が０．５ｍ／ｓとなるように
汚染ガス濃度が１０μｇ／ｍ³ 以下のエア（ケミカルク
リーンエア）を供給し、フィルタの上流および下流にて
エアをサンプリングし、汚染ガスの濃度差（下流濃度−
上流濃度）から求める。

【００１２】汚染ガスのうち、アニオン性およびカチオ
ン性のイオン性のガスについては、超純水などの吸収液
を満たした２連のガラス製吸収瓶にサンプリングしたエ
アを通気して、イオン性ガスを吸収液に溶解させ捕集す
る。吸収液の量は約１００ｍｌ、通気させるエアは、１
〜２Ｌ／ｍｉｎの流速で約１００Ｌとする。イオン性ガ
スの定性、定量分析はイオンクロマトグラフィにて行
い、吸収液量、サンプリングガス通気量、イオン性ガス
量の測定値とからエア１ｍ³ 当たりのガス濃度を求め
る。

【００１３】また、汚染ガスのうち、有機ガスについて
は、サンプリングしたガスをガス吸着剤（ＧＬサイエン
ス（株）製“ＴＥＮＡＸＧＲ”など）に通気、捕集す
る。吸着剤の量は約３ｍＬ、通気させるエアは、１〜２
Ｌ／ｍｉｎの流速で約１００Ｌとする。有機ガスの定
性、定量分析は、吸着剤に吸着された有機ガスを熱脱着
または溶媒抽出した後、ガスクロマトグラフィ／質量分
析器（ＧＣ−ＭＳ分析）にて行い、有機ガス量の測定値
を通気エア量で除して、エア１ｍ³ 当たりのガス濃度を
求める。

【００１４】濾材自身の汚染ガスからの発ガス量
（μｇ／ｇ）測定対象濾材約１０ｇをセパラブルフラスコに秤取し、
４０℃に加熱しながら、キャリアガスとして汚染ガス濃
度が１０μｇ／ｍ³ 以下のエア（ケミカルクリーンエ
ア）を１〜２Ｌ／ｍｉｎの流速で通気し、濾材から発生
したガスを伴ったキャリアガスをサンプリングする。発
生ガス量は、上記と同様に濾材の下流での汚染ガス濃
度から上流での汚染ガス濃度を差し引いて求める。イオ
ン性ガスおよび有機ガスの濃度の定性、定量分析の手法
は、上記と同様にして行い、濾材１ｇ当たりの汚染ガ
ス濃度を求める。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明において使用されるガス吸
着性濾材とは、ガス状汚染物質を分解・吸着する機能性
物質（活性炭、イオン交換樹脂、ゼオライト等）をパル
プ、合成繊維などの基材に混合分散させるように抄紙さ
れたものである。この濾材には、機能性物質と基材或い
は基材同士の接着や定着のために、必要により接着剤等
が使用されている。

【００１６】ケミカルフィルタとは、上記ガス吸着性濾
材から多数の角筒が平行に配列した集積構造体に形成
し、この集積構造体の角筒内にエアを平行に流すように
した平行流型フィルタと、上記ガス吸着性濾材をシート
状のまま１枚乃至複数枚の積層体にし、その単一シート
又は積層体に直交するようにエアを通過させる透過型フ
ィルタとがある。このケミカルフィルタでは、前者の場
合には集積構造体の形成に接着剤等が使用されることが
あり、またフレームに組み付けるときシール材、ガスケ
ット等が使用される。

【００１７】本発明において、汚染ガスとは、上記のよ
うにガス吸着性濾材の製造やケミカルフィルタの組立時
に使用された接着剤等或いはシール材、ガスケット等か
ら発生するガス物質をいい、大気中に含まれる酸素、窒
素、水蒸気、炭酸ガス、アルゴン等の希ガス類の半導体
や液晶などに対して無害なガスは除かれる。

【００１８】濾材及びケミカルフィルタに使用される接
着剤、シール材、ガスケット等では、その有機溶剤が蒸
発又は揮発するため発ガス物質になる。例えば、その有
機溶剤として、アセトン、トルエン、キシレン、メチル
エチルケトン、シクロヘキサン、テトラヒドロフラン、
クロロホルム、ブチルアルコール等のアルコール類など
を例示することができる。接着剤自身が蒸発又は揮発し
て発ガス物質になる場合もある。その例としては、酢酸
ビニル系接着剤に微量に含まれる酢酸、シリコーン系接
着剤に微量に含まれる低分子量シロキサン、エポキシ系
接着剤の硬化剤に微量に含まれる低分子量アミンなどを
例示することができる。

【００１９】合成ゴム系接着剤に添加されている可塑剤
も発ガス物質になる。例えば、フタル酸ジオクチル（Ｄ
ＯＰ）、フタル酸ジブチル（ＤＢＰ）などのフタル酸エ
ステル類やリン酸トリブチル（ＴＢＰ）、リン酸トリエ
チル（ＴＥＰ）などのリン酸エステル類、さらにアジピ
ン酸ジオクチル（ＤＯＡ）などのアジピン酸エステル類
などを例示することができる。

【００２０】また、濾材に配合される添着薬剤として、
リン酸、クエン酸、炭酸カリウムなどがあり、これらが
極微量の汚染ガスとして発ガス物質になることがある。
さらに、濾材にイオン交換性を持たせるため付与した官
能基から離脱してガスを発生する場合もある。例えば、
カチオン交換性を有するスルホン基からＳＯ2 ガスが、
またアニオン交換性を有するトリメチルアンモニウム基
からトリメチルアミンが発ガスする。

【００２１】本発明のケミカルフィルタの製造方法は、
上記のようなガス吸着性濾材をフレームに組み込んでケ
ミカルフィルタを製作した後、そのケミカルフィルタを
クリーンルーム等で使用する前に、予めクリーンエアを
通気処理するとか、又は加熱処理することを特徴とす
る。このような通気処理又は加熱処理をすることによ
り、ケミカルフィルタ自身に含まれている接着剤等から
発生す汚染ガスが強制的に脱ガスされる。このような脱
ガス処理により、ケミカルフィルタ自身から最終的に発
生する発ガス量が２５μｇ／ｍ³ 以下、より好ましくは
１０μｇ／ｍ³ 以下になるようにする。

【００２２】特に、好ましくは、上記２５μｇ／ｍ³ 以
下の発ガス量中において、有機物のガス量を２０μｇ／
ｍ³ 以下にし、また上記２５μｇ／ｍ³ 以下の発ガス量
中において、イオン性のガス量を５μｇ／ｍ³ 以下にす
る。このようにケミカルフィルタ自身からの汚染ガスの
発ガス量を２５μｇ／ｍ³ 以下の低レベルに下げること
により、半導体等の生産に支障にならないようにするこ
とができる。

【００２３】図１は、ケミカルフィルタをクリーンエア
で通気処理する工程を示す。

【００２４】ケミカルフィルタ１は、平面シート状のガ
ス吸着性濾材２ａと波形に成形されたガス吸着性濾材２
ｂとが多段に積層貼り合わされて多数の平行通気路を形
成し、それがフレーム７に組み込まれることにより平行
流型フィルタに構成されている。また、図示してない
が、前後両面又は片面に除塵用不織布シートが配置され
る。

【００２５】クリーンエアの通気処理は、クリーンエア
をケミカルフィルタ１の濾過面に対して、矢印で示すよ
うに流すようにして行われる。ケミカルフィルタが透過
型フィルタの場合には、クリーンエアをフィルタ面に直
交して透過するように流すようにすればよい。

【００２６】通気処理に使用するクリーンエアとして
は、通常の一般大気を用いることもできるが、クリーン
ルーム等の清浄室内で製造される半導体ウエハ等に対し
て汚染を引き起こすガス状や粒子状の物質の含有量を低
減させたエアを用いることが好ましい。

【００２７】これは、例えば汚染ガスの濃度が５０μｇ
／ｍ³以下であるエアを用いることが好ましく、さらに
好ましくは、アンモニアやＮ−メチル−２−ピロリドン
（ＮＭＰ）、フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）、シロキサ
ン等のガス状汚染物質の濃度が、それぞれエアに対する
体積比で１×１０^-9（１ｐｐｂ：part per billion )以
下、かつ粒径が０．１μｍ以上である塵埃の濃度が３５
個／ｍ³（１個／ｃｆ：cubic foot (１foot＝０．３０
４８ｍ）以下であるエアであればよい。このようなエア
は、例えばガス状汚染物質に関しては、活性炭を含有す
る濾材に接触させて吸着させることにより、また粒子状
汚染物質に関しては、ガラス製濾材にエアを通過させる
ことにより得ることができる。

【００２８】クリーンエアの温度は常温であってもよい
が、例えば４０℃〜８０℃等の範囲に加熱したクリーン
エアを使用してもよい。この加熱クリーンエアの使用に
より脱ガス処理を効率化することができる。

【００２９】加熱処理としては、上記加熱クリーンガス
の通気処理によるもののほか、ケミカルフィルタを加熱
室の中に収納し、その加熱室内を、例えば４０℃〜８０
℃の温度で１〜５時間の時間をかけて加熱するようにし
てもよい。この場合の加熱室内の加熱空気は、加熱室か
ら積極的に脱気しながら処理するとよい。

【００３０】また、その他に、フィルタ濾材やフィルタ
を減圧雰囲気中に暴露して、ガス発生を促し、発ガス量
を低減させることもできる。

【００３１】また、本発明において、ケミカルフィルタ
に組み付ける前の濾材の製造方法は、上記ケミカルフィ
ルタに対するのと同様にガス吸着性濾材にクリーンエア
を通気処理するか、又は該ガス吸着性濾材を加熱処理す
ることを特徴とする。このような通気処理又は加熱処理
によりガス吸着性濾材自身に内包されている接着剤等に
起因する汚染ガスを脱ガスすることができ、濾材自身か
ら発生する発ガス量を２μｇ／ｇ以下、より好ましくは
１μｇ／ｇ以下に低減させる。

【００３２】特に、好ましくは、上記２μｇ／ｇ以下の
発ガス量中において、有機物のガス量を１μｇ／ｇ以下
にし、また上記２μｇ／ｇ以下の発ガス量中において、
イオン性のガス量を１μｇ／ｇ以下にするのである。こ
のように濾材自身からの汚染ガスの発ガス量を２μｇ／
ｇ以下にすることにより、半導体等の生産に支障になら
ないようにすることができる。

【００３３】図２は、ガス吸着性濾材をクリーンエアで
通気処理する場合を例示する。

【００３４】未処理のガス吸着性濾材２はロール３に巻
かれている。シート状の濾材２はロール３から連続的に
一定速度で解舒されながらロール４に巻き取られるよう
になっている。この移動途中にクリーンエアの噴射ノズ
ル５が設けられ、その噴射ノズル５からクリーンエアが
濾材２の表面に吹きつけられ、その濾材２に直交するよ
うにクリーンエアを強制通気させる。噴射ノズル５は１
段だけに限定されず、移送方向に沿って複数段にわたり
配置してもよい。このようなクリーンエアの強制通気に
より、濾材２中の接着剤などに起因する汚染ガスが脱気
され、濾材自身から発生する汚染ガスの発ガス量が低減
するようになる。

【００３５】図３は、ガス吸着性濾材を加熱処理する場
合を例示する。

【００３６】この加熱処理工程では、図２における噴射
ノズル５に代えて、ヒータ６を設置するようにしてい
る。ロール３からロール４へ移動するガス吸着性濾材２
は、移動途中においてヒータ６によって加熱処理される
ことにより、濾材内部の汚染ガスが脱気されるようにな
る。

【００３７】また、図４は、ガス吸着性濾材を加熱処理
する場合の他の例を示す。

【００３８】この加熱処理工程では、ヒータ６の下流側
に、図２の工程で使用したクリーンエアの噴射ノズル５
を配置するようにしている。濾材２はヒータ６で加熱処
理された後、噴射ノズル５により冷却を兼ねて脱気処理
されるようになっている。

【００３９】上述した本発明のケミカルフィルタ用濾材
やケミカルフィルタは、クリーンルームやクリーンベン
チなど、清浄度が要求される空間に好適に適用できるば
かりでなく、例えばクリーンルーム内に設置されるレジ
スト塗布装置やレジスト現像装置、露光装置（スキャ
ナ）、成膜装置などの半導体製造装置に装着することに
より、これれら装置内のエアの汚染ガス濃度をさらに低
減させ、半導体の不良品の発生率を低く抑えることがで
きる。

【００４０】上述のようにして発ガス量が低減されたケ
ミカルフィルタ用濾材やそれを用いたケミカルフィルタ
は、クリーンルームや半導体製造装置に装着され使用さ
れるまでの間、それらが用いられる環境と同じ雰囲気中
に保存しておくことが好ましい。このような処置によ
り、新たなガスの吸着を抑えることができる。この処置
は、そのような環境に制御された部屋に保存しておくこ
とであってもよいし、そのような清浄気体を金属箔や樹
脂フィルム、紙などの包装袋の中に、ケミカルフィルタ
用濾材やそれを用いたケミカルフィルタと共に封入して
おくことによって行うようにしてもよい。

【００４１】

【発明の効果】上述したように、本発明のケミカルフィ
ルタの製造方法によれば、ガス吸着性濾材から組み立て
たケミカルフィルタを、使用前にクリーンエアで通気処
理したり、或いは加熱処理するすることにより、ケミカ
ルフィルタ自身に内包されている接着剤等に起因する汚
染ガスを排除することができ、ユーザーがクリーンルー
ム等に使用する際に発生する汚染ガスの発ガス量を、半
導体等の生産に支障にならない２５μｇ／ｍ³ 以下の低
レベルにすることができる。

【００４２】また、本発明のケミカルフィルタ用濾材の
製造方法によれば、ガス吸着性濾材をケミカルフィルタ
に組み付ける前に、クリーンエアで通気処理したり、或
いは加熱処理するすることにより、濾材自身に内包され
ている接着剤等に起因する汚染ガスを排除し、ケミカル
フィルタに組み付けて使する際に濾材自体から発生する
汚染ガスの発ガス量を、半導体等の生産に障害にならな
い２μｇ／ｇ以下の低レベルにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるケミカルフィルタの製造方法の一
例を示す工程図である。

【図２】本発明によるケミカルフィルタ用濾材の製造方
法の一例を示す工程図である。

【図３】本発明によるケミカルフィルタ用濾材の製造方
法の他の実施例を示す工程図である。

【図４】本発明によるケミカルフィルタ用濾材の製造方
法の更に他の実施例を示す工程図である。

【符号の説明】

１ケミカルフィルタ２ガス吸着性濾材３，４ロール５（クリーンガスの）噴射ノズル６ヒータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス吸着性濾材をフレームに組み付けて
ケミカルフィルタを製作し、該ケミカルフィルタにクリ
ーンエアを通気処理するか、又は該ケミカルフィルタを
加熱処理することにより該ケミカルフィルタから汚染ガ
スを脱ガスし、該ケミカルフィルタ自身からの発ガス量
を２５μｇ／ｍ³ 以下にするケミカルフィルタの製造方
法。
【請求項２】前記発ガス量中の有機物のガス量を２０
μｇ／ｍ³ 以下にする請求項１に記載のケミカルフィル
タの製造方法。
【請求項３】前記発ガス量中のイオン性のガス量を５
μｇ／ｍ³ 以下にする請求項１に記載のケミカルフィル
タの製造方法。
【請求項４】ガス吸着性濾材がフレームに組み付けら
れた未使用のケミカルフィルタであって、該フィルタ自
身から発生する汚染ガスの発ガス量が２５μｇ／ｍ³ 以
下であるケミカルフィルタ。
【請求項５】ガス吸着性濾材にクリーンエアを通気処
理するか、又は該ガス吸着性濾材を加熱処理することに
より該ガス吸着性濾材から汚染ガスを脱ガスし、該吸着
性濾材自身からの発ガス量を２μｇ／ｇ以下にするケミ
カルフィルタ用濾材の製造方法。
【請求項６】前記発ガス量中の有機物のガス量を１μ
ｇ／ｇ以下にする請求項５に記載のケミカルフィルタ用
濾材の製造方法。
【請求項７】前記発ガス量中のイオン性のガス量を１
μｇ／ｇ以下にする請求項５に記載のケミカルフィルタ
用濾材の製造方法。
【請求項８】ケミカルフィルタに組み付ける前のガス
吸着性濾材であって、該濾材自身から発生する汚染ガス
の発ガス量が２μｇ／ｇ以下であるケミカルフィルタ用
濾材。