JP2017535768A - クリーンルームの表面粒子検出用試験フィルム - Google Patents
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Abstract
本発明は、クリーンルームで表面粒子による汚染度合を測定し、製品の不良を防止するためのクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルムに係り、所定の厚さを有して透明な合成樹脂材質からなる基板；前記基板の一側に形成されて表面粒子が採取される第１粘着層；前記第１粘着層に付着され、表面粒子を採取する際に前記第１粘着層から分離される離型フィルム；前記基板の他側に形成された第２粘着層；及び前記第２粘着層に付着されて前記基板を保護し、目盛りが表示されている保護フィルム；を含むクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルムを提供する。【選択図】図２
Description
本発明は、クリーンルームの表面粒子検出用試験フィルムに係り、より詳しくは、クリーンルームで表面粒子による汚染度合を測定して製品の不良を防止するためのクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルムに関するものである。
一般的に、産業が高度化することにつれ、事務環境だけでなく生産現場におけるほこりなどの粒子（ｐａｒｔｉｃｌｅ）制御の必要性が増加するようになり、生産現場を常に清潔な状態で維持して粒子が製品に与える悪影響を防ぐためにクリーンルーム（ｃｌｅａｎ ｒｏｏｍ）が導入された。
このようなクリーンルームは、空気浮遊粒子の濃度を明示された清浄度水準の限界以内に制御して汚染が制御される空間であって、必要に応じて温度、湿度、室内圧、照度、騷音、震動などの環境造成に対しても制御及び管理が行われる空間をいい、現在は半導体、ＬＣＤディスプレイ、航空、製薬、病院及び食品など多様な産業分野に導入されて運営中である。
特に、半導体製造工程、ＬＣＤディスプレイの製造工程など、ナノ水準の高精度工程が含まれた先端産業では、製品を製造する現場の些細な環境条件までも製品の品質に大きな影響を与える可能性があるので、クリーンルームで要求される清浄度は段々と強化されているのが実情である。例えば、半導体製造工程において、自動化装置などから発振される粒子がウエハー表面に沈着して生じるパターンの欠陷が製品収率低下の主な原因として指摘されている。
このように、製品を製造する現場に粒子が存在する場合、製造工程中に製品が伝導されて致命的な製品不良の原因になれるので、このような粒子は製品を製造する現場の天井、壁面、床、生産及び計測設備、各種用具などに累積され、作業者の衣服表面にも付着されるし、ロボット、作業者、製品の移動及び空間的な温度の不均衡によって気流の移動をもたらし、作業者や物体又は隣接部分の表面に累積されていた表面粒子が伝導されて製品を汚染させることにより、製品不良をもたらす。
普段は濾過紙フィルターで空気中に浮遊する粒子を採取する方法を利用したり、クリーンルームでのこのような粒子は大概その直径が非常に小さくて肉眼で識別できない場合もあるため、内部汚染物質の粒子を測定するための別途の粒子測定機を使用し、このような粒子測定機を利用してリアルタイムで設備内の特定チャンバーに対する粒子分布状態が測定されている。
具体的な従来技術として特許文献１には粒子を荷電させる粒子荷電手段と、清浄空気が導入される内部ガイドダクトと、前記内部ガイドダクトに長手方向に設けられた電極と、内部ガイドダクトの外側に位置して内部ガイドダクトの長さより長く、内部ガイドダクトとの間に粒子荷電手段によって荷電された粒子が流入され、下流には粒子収集部を持つ外部ガイドダクトを備える複数の粒子分離装置と、多数の粒子分離装置のそれぞれの電極に電圧差が形成されるよう、相互異なる電源を供給する電源供給手段と、粒子分離装置によって収集された粒子の個数を測定する複数の粒子計数手段からなる粒子測定装置が開示されている。
また、別の従来技術として特許文献２には、測定空間の内部に空気が吸入される吸入口と、測定空間の内部を通過した空気が排出される排出口を持つ測定チャンバーと、測定チャンバーの測定空間内部に異なる波長の光をそれぞれ照射するように備えられた複数の光源部と、複数の光源部からそれぞれ照射されて測定空間の内部を通す空気に含まれた粒子によって散乱された光を感知し、その光量によって電気的信号を発生させる複数の光検出部と、複数の光源部からそれぞれ照射され、粒子によって散乱されていない光をとり除く光除去部と、複数の光検出部によってそれぞれ検出された電気的信号の大きさと頻度から粒子の大きさの分布と、その大きさ別の粒子個数の濃度を算出する複数の演算部、及び測定チャンバーの内部で複数の光検出部各々の対向側に一つずつ配置されて散乱した光に対応する光検出部に向けて反射することができる複数のミラーを含み、複数のミラーは複数のミラーによって反射する光が互いに重ならないように配置され、複数の光源部は別の波長の光を測定空間内部に同時に照射することを特徴とする光学粒子測定装置が開示されている。
しかし、上述した従来技術は、粒子を測定するために別途に高価な粒子測定装置を購入しなければならないので、かなりの費用が必要となるだけでなく、装備の運用が複雑で、検査に時間がかかり、装備が大きくて所定の空間を占める問題がある。
また、上述した従来技術の粒子測定装置は、クリーンルームの全体的な粒子の数、大きさや分布などを測定することはできるが、採取した試料を確認し難いし、採取した粒子がどの被測定物から発生されたのか、どこへ被測定物が多量で流入されたのか、などを判断することができないため、クリーンルームにおける粒子による汚染制御が困難であるという問題がある。
同時に、被測定物の表面をきれいな水で洗浄した後、この洗浄水を液体中で粒子数取器で計数して検査する方法もあるが、水で洗浄して検査するために、水に溶けて液体化される粒子は検出し難い問題がある。
本発明は、上述した問題を全て解決するために案出されたものであって、粘着剤を塗布した基板の粘着層塗布面に、被測定物に付着された表面粒子を採取した後、肉眼または虫眼鏡や顕微鏡などの器具を利用して表面粒子の数、大きさ、分布などを測定することで、クリーンルームの汚染可否を容易且つ早く確認することができるクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルムを提供することにその目的がある。
前記課題を解決するための本発明は、クリーンルームにある表面粒子を検出する試験フィルムであって、所定の厚さを有して透明な合成樹脂材質からなる基板；前記基板の一側に形成されて表面粒子が採取される第１粘着層；前記第１粘着層に付着されて表面粒子を採取する際に前記第１粘着層から分離される離型フィルム；前記基板の他側に形成された第２粘着層；及び前記第２粘着層に付着されて前記基板を保護し、目盛りが表示されている保護フィルム；を含む、クリーンルームの表面粒子検出用試験フィルムを提供する。
このとき、前記基板は硬質の合成樹脂からなることにもその特徴がある。
さらに、前記基板はポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチロール（ＰＳ）から選択されたいずれか一つからなることにもその特徴がある。
そのうえ、前記基板は、本体部と、前記本体部の一端部に形成された把持部と、前記本体部と把持部の間に形成された切開部を含み、前記把持部を取って前記離型フィルムを容易に分離することができることにもその特徴がある。
同時に、前記離型フィルムが分離された状態で、前記第１粘着層に表面粒子が付着して採取された後、分離された前記離型フィルムを再度前記第１粘着層に付着することにもその特徴がある。
ここで、採取された表面粒子によって前記離型フィルムに表れた気泡の数を計数したり、気泡の大きさを見て汚染可否を判定できることにもその特徴がある。
これと共に、前記保護フィルムは前記第２粘着層に脱着できるように付着され、前記保護フィルムを分離したり、前記第２粘着層に別の保護フィルムを付着して使用できることにもその特徴がある。
同時に、前記保護フィルム上にカラーがあるカラーフィルムを付着したことにもその特徴がある。
本発明によれば、粘着剤を塗布した基板の粘着層塗布面に被測定物に付着された表面粒子を採取した後、肉眼または虫眼鏡や顕微鏡などの器具を用いて表面粒子の数、大きさ、分布などを測定し、クリーンルームの汚染可否を容易且つ早く確認できる効果がある。
また、採取した試料の確認が容易で、採取した表面粒子がどの被測定物から検出されたものであるかを判断することができ、特定の被測定物で採取した表面粒子の数と分布などを測定して多量に流入された個所を検出することで、クリーンルームでの表面粒子に対する適切な汚染制御を通じて超清浄クリーンルームの状態を維持できる効果がある。
同時に、基板が撓まない材質からなって顕微鏡検査の際に正確な測定が可能であり、粘着層に離型フィルムが脱着できるように付着され、普段は粘着層の塗布面を試験対象ではなく粒子から保護し、粒子採取の際には離型フィルムを分離して使用し、粒子採取後に離型フィルムを粘着層に再付着して検査機器や検査場所に移動する際に試料の汚染を防ぐことができるだけでなく、表面に表れた気泡の数や大きさを見て汚染可否を簡単に判定できる効果がある。
そして、基板上に保護フィルムを形成して試験フィルムの印刷、移動、流通及び切断などの作業過程において、基板が汚染されたり、スクラッチなどが生じることを防止することができるし、目盛りが表示された保護フィルムを容易に分離したり、別の目盛りが表示された保護フィルムに入れ替えできる効果がある。
以下、図面を参照して本発明によるクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルムを実施するための具体的内容について実施例を中心として詳しく説明する。
１９９２年１０月、科学技術処で発行した「Ｃｌａｓｓ１超清浄クリーンルーム開発に関する研究」に関する報告書によると、一般的に、クリーンルーム内で発生する粒子と表面の付着は、クリーンルームの汚染制御の観点で最も重要なことであって、クリーンルームの空気中に浮遊する粒子は、ブラウン拡散、乱流拡散、外力などによって表面にとても近いところまで到逹し、このとき、位置エネルギーが存在して粒子はファンデルワールス力などによって被測定物の表面にとても近いところで最小限のエネルギーを有し、一般的にこのようなエネルギー（φ）の最小値が２０ｋＴより小さければ、粒子はσ（０．００１μｍ以下）の位置に付着されているものとして知られている。
このような粒子と被測定物の表面との主な付着力としては、ファンデルワールス力、静電気力、液体皮膜による表面張力があり、クリーンルームにある微細な粒子は、その体積に比べて表面積が大きいので、接触した被測定物の表面に強く付着する傾向があるものとして知られている。
ここで、図１及び図２を参照すれば、本発明によるクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルム１は、クリーンルームで表面粒子による汚染度合を測定して製品の不良を防止するためのものであって、基板１００、第１粘着層２００、離型フィルム３００、第２粘着層４００及び保護フィルム５００を含んでなるもので、粘着剤を塗布した基板１００の第１粘着層２００の塗布面に、被測定物に付着された表面粒子Ｐを採取した後、肉眼、ライトまたは虫眼鏡や顕微鏡などの器具を用いて表面粒子Ｐの数、大きさ、分布などを測定してクリーンルームの汚染可否を容易且つ簡便に確認して汚染を制御することが可能である。
このために、前記基板１００は離型フィルム３００や保護フィルム５００より大きい所定の厚さを有するようになって、あまり撓んだり曲がらないように備えられ、顕微鏡検査の際にスライドガラスのような役割をし、これによって第１粘着層２００に採取された表面粒子Ｐの数、大きさ、分布などに対する正確な測定が可能である。
このために、前記基板１００は所定の硬度を有する硬質の合成樹脂からなることが望ましいし、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチロール（ＰＳ）から選択されたいずれか一つからなってもよい。
また、前記基板１００は透光性を有する透明な合成樹脂の材質からなるもので、第１粘着層２００に付着して採取された表面粒子Ｐを肉眼、ライトまたは虫眼鏡や顕微鏡を利用して容易に観察することができる。
前記第１粘着層２００は基板１００の一側に粘着剤が塗布して形成され、第１粘着層には離型フィルム３００が脱着できるように付着されるし、離型フィルム３００の一部または全部を分離して露出された第１粘着層２００の塗布面にクリーンルームの天井、壁面、床と、生産及び計測設備、各種用具や作業者の衣服など被測定物の表面に累積されたり付着されている表面粒子を剥ぎ取って採取する。
そして、肉眼、ライトまたは虫眼鏡や顕微鏡などの器具を利用して表面粒子Ｐの数、大きさ、分布などを測定することができるし、これを通じて表面粒子Ｐの数を定量化することができるし、特定試験用としての判定基準を導入して定立することができる。
これにより、採取した試料の確認が容易であり、採取した表面粒子Ｐがどの被測定物から検出されたものなのかを判断することができ、特定の被測定物から採取した表面粒子Ｐの数と分布などを測定して多量に流入された所を判断することで、クリーンルームでの表面粒子Ｐに対する適切な汚染制御を通じてＣｌａｓｓ１の超清浄クリーンルーム状態を維持することができる。
前記離型フィルム３００は第１粘着層２００に脱着できるように付着され、被測定物から表面粒子Ｐを採取する際に第１粘着層２００から分離して使用する。
このとき、前記基板１００は、平たい形状を有する本体部１１０と、本体部１１０の一端部に形成されて離型フィルム３００の分離時に使用者の手が把持される把持部１２０と、本体部１１０と把持部１２０の間に切開して形成されて離型フィルム３００を分離しやすくする切開部１３０を含んでなる。
したがって、図３を参考すれば、使用者は手で把持部１２０を取って離型フィルム３００を容易に分離することができるだけでなく、第１粘着層２００の塗布面に被測定物の表面粒子Ｐ以外の別の異物が付着されることを防止して、検出の正確度を高めることができる。
同時に、表面粒子Ｐを採取するために離型フィルム３００の一部または全部を分離した状態で第１粘着層２００の塗布面に表面粒子Ｐを付着して採取した後、分離された離型フィルム３００を再び第１粘着層２００に付着する。
これにより、前記第１粘着層２００に離型フィルム３００が脱着できるように付着されて、普段は第１粘着層２００の塗布面が汚染することを防止し、表面粒子Ｐを採取するときは離型フィルム３００を分離して使用し、被測定物から表面粒子Ｐを剥ぎ取って採取した後は、離型フィルム３００を第１粘着層２００に再付着して試験フィルム１を検査装置や検査場所に移動する際に試料が汚染することを防止して正確な測定結果を得ることができる。
さらに、図４を参考すれば、前記離型フィルム３００を分離して前記第１粘着層２００の塗布面に表面粒子Ｐを採取した後で前記離型フィルム３００を前記第１粘着層２００に再付着すると、採取された表面粒子Ｐが付着された部分には離型フィルム３３０の内側に気泡Ａが発生し、このように肉眼で離型フィルム３００に表れた気泡Ａの数を計数したり、気泡Ａの大きさを見て汚染可否や汚染度合を容易に判定することができる。
前記第２粘着層４００は前記基板１００の他側に粘着剤を塗布して形成され、第２粘着層４００には保護フィルム５００を脱着できるように付着して前記基板１００を保護し、前記保護フィルム５００には目盛り５１０が表示されている。
したがって、表面粒子Ｐの汚染可否を全体的に確認する必要がある場合には、前記第２粘着層４００から前記保護フィルム５００を分離して使うことができるし、前記第２粘着層４００に多様な大きさの目盛り５１０を有する保護フィルム５００に入れ替えて付着して使うこともできる。
このとき、前記基板１００は、平たい形状を有する本体部１１０と、本体部１１０の他端部に形成されて離型フィルム３００を分離する際に使用者の手が把持される把持部１２０'と、本体部１１０と把持部１２０'の間に切開して形成され、離型フィルム３００を分離しやすくする切開部１３０'を含んでなる。
したがって、図５を参考すれば、使用者は手で前記本体部１１０の他端部に形成された把持部１２０'を取って保護フィルム５００を容易に分離することができる。
このように、前記基板１００上に保護フィルム５００を形成し、試験フィルム１の印刷、移動、流通及び切断などの作業過程において、基板１００が汚染されたり、スクラッチなどが生じることを防止することができるし、目盛り５１０が表示された保護フィルム５００を容易に分離して使用したり、別の目盛りが表示された保護フィルム５００に入れ替えることができる効果がある。
同時に、図６を参考すれば、前記保護フィルム５００上に所定のカラーを持つカラーフィルム６００を付着して使うことができるし、例えば、青色や黒色のカラーフィルム６００を付着して、採取された表面粒子Ｐを光学器具や反射光でより容易に確認することができる。
実施例として図７ａないし７ｇは、本発明の実施例による試験フィルムを利用して表面粒子を検出した写真である。
これを具体的に説明すれば、図７ａは目盛りの間隔が２ｍｍと表示された試験フィルムを利用してマウスパッドの表面から採取した表面粒子に対する顕微鏡検出写真を撮影したもので、図７ｂは目盛りの間隔が１ｍｍと表示された試験フィルムを利用してマウスパッドの表面から採取した表面粒子に対する顕微鏡検出写真を撮影したもので、図７ｃは目盛りの間隔が０．５ｍｍと表示された試験フィルムを利用してヒトの顔の肌から採取した表面粒子に対する顕微鏡検出写真を撮影したものであるが、表面粒子の大きさは小さくても表面粒子の数が多いため、単位面積当たりの分布が密集されていて清浄度が低いことを確認することができる。
また、図７ｄは目盛りの間隔が１ｍｍと表示された試験フィルムを利用してクリーンルームで使用する品物の表面から採取した表面粒子に対する顕微鏡検出写真を撮影したもので、図７ｅはクリーンルームで生産されたワイパーを目盛りの間隔が１ｍｍと表示された試験フィルムの第１粘着面上に載せた後、ワイパーを叩いて採取した表面粒子に対する顕微鏡検出写真を撮影したものであり、図７ｆは目盛りの間隔が１ｍｍと表示された試験フィルムを利用してクリーンルーム内の作業者が着ていたガウンから剥ぎ取った表面粒子に対する顕微鏡検出写真を撮影したことだが、清浄室であるクリーンルーム内部で採取したので、図７ａないし図７ｃの場合よりは表面粒子の数が少なくて、単位面積当たりの分布が散在されているため清浄度が高いことを確認することができるが、超清浄クリーンルームの状態には及べないので厳格な汚染制御が必要である。
図７ｇは目盛りの間隔が１ｍｍと表示された試験フィルムを利用してクリーンルームで生産されたワイパーを洗浄した後、表面から採取した表面粒子に対する顕微鏡検出写真を撮影したもので、上述した図７ａないし図７ｆの場合に比べて非常に良好な清浄度を示すことを確認することができるが、検出された１ｍｍの大きさほどの表面粒子がウエハー表面に沈着して製品欠陷の可能性があるため、表面粒子が発生した被測定物を探し出し、適切な汚染制御が必要である。
結局、本発明によるクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルム１は、粘着剤を塗布した基板の粘着層塗布面に被測定物に付着された表面粒子を採取した後、肉眼または虫眼鏡や顕微鏡などの器具を利用して表面粒子の数、大きさ、分布などを測定してクリーンルームの汚染可否を容易且つ早く確認することができるし、また採取した試料の確認が容易で、採取した表面粒子がどの被測定物から検出されたものであるかを判断することができ、特定の被測定物から採取された表面粒子の数と分布などを測定して多量に流入された所を検出することにより、クリーンルームでの表面粒子に対する適切な汚染制御を通じて超清浄クリーンルーム状態を維持することができ、同時に基板がよく撓まない材質からなったため、顕微鏡検査の際に正確な測定が可能であり、粘着層に離型フィルムが脱着できるように付着され、普段は粘着層塗布面を試験対象ではなく粒子から保護し、粒子を採取する際には離型フィルムを分離して使用し、粒子を採取した後で離型フィルムを粘着層に再付着して検査機器や検査場所に移動する際に試料の汚染を防止できるだけでなく、表面に表れた気泡の数や大きさを見て汚染可否を簡単に判定することができ、基板上に保護フィルムを形成して試験フィルムの印刷、移動、流通及び切断などの作業過程で基板が汚染されたり、スクラッチなどが生じることを防止することができるし、目盛りが表示された保護フィルムを容易に分離したり、別の目盛りが表示された保護フィルムに入れ替えることができる。
本発明において、前記実施形態は一つの例示であって、本発明がこれに限定されることはない。本発明の特許請求範囲に記載した技術的思想と実質的に同じ構成を有して同じ作用効果を成すことは、如何なるものであっても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明によるクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルムは、粘着剤を塗布した基板の粘着層塗布面に、被測定物に付着された表面粒子を採取した後、肉眼または虫眼鏡や顕微鏡などの器具を利用して表面粒子の数、大きさ、分布などを測定してクリーンルームの汚染可否を容易且つ早く確認することができるので、産業上の利用可能性がある。
Claims (8)
- クリーンルームにある表面粒子を検出する試験フィルムであって、
所定の厚さを有して透明な合成樹脂の材質からなる基板；
前記基板の一側に形成されて表面粒子が採取される第１粘着層；
前記第１粘着層に付着され、表面粒子を採取する際に前記第１粘着層から分離される離型フィルム；
前記基板の他側に形成された第２粘着層；および、
前記第２粘着層に付着されて前記基板を保護し、目盛りが表示されている保護フィルム；を含む、クリーンルームの表面粒子検出用試験フィルム。 - 前記基板は硬質の合成樹脂からなることを特徴とする、請求項１に記載のクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルム。
- 前記基板は、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリスチロール（ＰＳ）から選択されたいずれか一つからなることを特徴とする、請求項２に記載のクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルム。
- 前記基板は、本体部、前記本体部の一端部に形成された把持部、および、前記本体部と把持部の間に形成された切開部を含み、
前記把持部を取って前記離型フィルムを容易に分離することができることを特徴とする、請求項１に記載のクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルム。 - 前記離型フィルムが分離された状態で前記第１粘着層に表面粒子が付着して採取された後、分離された前記離型フィルムを再び前記第１粘着層に付着することを特徴とする、請求項１に記載のクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルム。
- 採取された表面粒子によって前記離型フィルムに表れた気泡の数を計数し、気泡の大きさを見て汚染可否を判定できることを特徴とする、請求項５に記載のクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルム。
- 前記保護フィルムは、前記第２粘着層に脱着できるように付着され、前記保護フィルムを分離したり、前記第２粘着層に別の保護フィルムを付着して使用できることを特徴とする、請求項１に記載のクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルム。
- 前記保護フィルム上にカラーを有するカラーフィルムを付着したことを特徴とする、請求項１に記載のクリーンルームの表面粒子検出用試験フィルム。
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