JP2863419B2 - Method and apparatus for preventing contamination of substrate or substrate surface - Google Patents

Method and apparatus for preventing contamination of substrate or substrate surface

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JP2863419B2
JP2863419B2 JP22277593A JP22277593A JP2863419B2 JP 2863419 B2 JP2863419 B2 JP 2863419B2 JP 22277593 A JP22277593 A JP 22277593A JP 22277593 A JP22277593 A JP 22277593A JP 2863419 B2 JP2863419 B2 JP 2863419B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、空間中の基材又は基板
表面の汚染を防止する方法及び装置に係り、特に半導体
製造や液晶製造などの先端産業における原材料、半製
品、製品の基材や基板表面の汚染防止に関する。本発明
の適用分野は例えば、(1)半導体製造工程におけるウ
エハの汚染防止、(2)液晶製造工程におけるガラス基
板の汚染防止、(3)精密機械製造工程における基材の
汚染防止、である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for preventing contamination of a substrate or a substrate surface in a space, and particularly to a raw material, a semi-finished product, and a substrate of a product in advanced industries such as semiconductor production and liquid crystal production. And prevention of contamination of the substrate surface. The application fields of the present invention are, for example, (1) prevention of contamination of a wafer in a semiconductor manufacturing process, (2) prevention of contamination of a glass substrate in a liquid crystal manufacturing process, and (3) prevention of contamination of a base material in a precision machine manufacturing process.

【0002】本発明の汚染防止方法及び装置の適用箇所
の例としては、半導体製造工場、液晶製造工場、精密機
械製造工場などにおけるクリーンルーム内の空間、例え
ば全キャビネット、クリーンボックス、貴重品の保管
庫、ウエハ保管庫、貴重品の密閉搬送空間、各種気体の
存在下あるいは減圧下や真空下でのクリーンな密閉空
間、搬送空間、洗浄装置への供給気体を含む空間、エア
ーナイフ用供給空気を含む空間、がある。
Examples of locations to which the method and apparatus for preventing contamination of the present invention are applied include spaces in a clean room such as a semiconductor manufacturing plant, a liquid crystal manufacturing plant, and a precision machine manufacturing plant, for example, all cabinets, clean boxes, and storage of valuables. Includes wafer storage, sealed transfer space for valuables, clean sealed space in the presence of various gases or under reduced pressure or vacuum, transfer space, space containing gas supplied to the cleaning device, air supply for air knife There is space.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来の技術を、半導体製造工場における
クリーンルームの空気清浄を例にとり、以下説明する。
クリーンルームにおいては、微粒子(粒子状物質)や、
自動車の排気ガスなどに起因する空気中のメタン以外の
極低濃度の炭化水素(H.C)などのガス状物質が汚染
物質として問題となる。特に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、
クリーンルームにおける作業で生じる各種の溶剤(アル
コール、ケトン類など)も汚染物質として問題となる。
2. Description of the Related Art The prior art will be described below by taking air purification in a clean room in a semiconductor manufacturing plant as an example.
In a clean room, fine particles (particulate matter)
Gaseous substances such as hydrocarbons (HC) at extremely low concentrations other than methane in the air due to automobile exhaust gas and the like pose a problem as pollutants. In particular, H. C is a gaseous harmful component and must be removed because it has a very low concentration in normal air (indoor air and outside air). Also,
Various solvents (alcohols, ketones, etc.) generated in the operation in the clean room also pose a problem as pollutants.

【0004】すなわち、上述の汚染物質(微粒子及びガ
ス状汚染物質)がウエハ、半製品、製品の基板表面へ沈
着すれば基板表面が破損しやすくなり、半導体製品の生
産性(歩留り)を低下させる原因となるため、汚染物質
の除去が必要である。微粒子とガス状物質はともに基板
表面の接触角を増大させるが、特に通常のクリーンルー
ム内ではH.Cが接触角を増大させる傾向が高い。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。すなわち、基板
表面に疎水性(油性)の物質を付着すると、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。
That is, if the above-mentioned contaminants (fine particles and gaseous contaminants) deposit on the substrate surface of a wafer, semi-finished product, or product, the substrate surface is easily damaged, and the productivity (yield) of semiconductor products is reduced. It is necessary to remove contaminants because they cause this. Both the fine particles and the gaseous substance increase the contact angle on the substrate surface. C has a high tendency to increase the contact angle. Here, the contact angle is a contact angle of wetting by water, and indicates a degree of contamination of the substrate surface. That is, when a hydrophobic (oil-based) substance is attached to the surface of the substrate, the surface repels water and becomes difficult to wet. Then, the contact angle between the substrate surface and the water droplet increases. Therefore, the contamination degree is high when the contact angle is large, and low when the contact angle is small.

【0005】従来のクリーンルームの空気浄化方法ある
いはそのための装置には、大別して、(1)機械的ろ過
方法(HEPAフィルターなど)、(2)静電的に微粒
子の捕集を行う、高電圧による荷電あるいは導電性フィ
ルターによるろ過方式(HESAフィルターなど)、が
ある。これらの方法は、いずれも微粒子の除去を目的と
しており、メタン以外の炭化水素(H.C)のような、
接触角を増大させるガス状の汚染物質の除去に対しては
効果がない。一方、ガス状の汚染物質であるH.Cの除
去法としては、燃焼分解法、O3 分解法などが知られて
いる。しかし、これらの方法は、クリーンルームへの導
入空気中に含有する極低濃度のH.Cの除去には効果が
ない。
[0005] Conventional clean room air purification methods or apparatuses therefor are roughly classified into (1) a mechanical filtration method (such as a HEPA filter), (2) electrostatically collecting fine particles, and using a high voltage. There is a filtration method using a charged or conductive filter (such as a HESA filter). All of these methods are aimed at removing fine particles, such as hydrocarbons other than methane (HC).
It has no effect on the removal of gaseous pollutants which increase the contact angle. On the other hand, gaseous pollutants H. As a method for removing C, a combustion decomposition method, an O 3 decomposition method, and the like are known. However, these methods use extremely low concentrations of H.V. contained in air introduced into a clean room. There is no effect in removing C.

【0006】本発明者らは、基材又は基板表面の汚染を
防止する方法及び装置として、上記接触角の増大を防止
するために吸着材や吸収材などを用いる方法及び装置
を、すでに提案した(特願平3−341802号、特願
平4−180538号)。これらの方法及び装置では、
H.Cの除去に吸着材や吸収材を用いているので、廃棄
物がでるという問題があった。これらの方法及び装置は
適用分野によっては有効であるが、更に実用性を増すた
めに一層の改善を行う必要がある。すなわち、半導体製
品の生産性を向上させるためには粒子状物質及び接触角
を増大させるH.Cを効果的に除去する必要がある。
The present inventors have already proposed a method and an apparatus using an adsorbent or an absorbent to prevent the increase in the contact angle as a method and an apparatus for preventing contamination of the surface of the base material or the substrate. (Japanese Patent Application No. 3-341802, Japanese Patent Application No. 4-180538). In these methods and devices,
H. Since an adsorbent or an absorbent is used for removing C, there is a problem that waste is generated. While these methods and apparatus are effective in some applications, further improvements need to be made to increase their practicality. That is, in order to improve the productivity of semiconductor products, it is necessary to increase the particulate matter and the contact angle. C must be effectively removed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の課題
は、クリーンルームへの導入空気中に含有する微粒子や
基材及び基板表面の接触角を増大させるH.Cを効果的
に除去あるいは接触角増加に関与しないH.Cへ変換す
ることを可能にする方法及び装置を提供することであ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to increase the contact angle between the fine particles contained in the air introduced into the clean room, the substrate and the substrate surface. H. which effectively removes C or does not contribute to increasing the contact angle. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus which enable conversion into C.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、基材又は基板表面の汚染を防止する方法
において、基材又は基板と接触する少なくとも炭化水素
を含む気体を、除塵手段と光触媒上への光照射による炭
化水素の分解手段とにより浄化し、前記気体中の微粒子
濃度をクラス10以下、非メタン炭化水素濃度を0.2
ppm 以下となした後、前記気体を基材又は基板表面に暴
露することとしたものである。また、本発明では、基材
又は基板表面の汚染を防止する装置において、基材又は
基板と接触する気体を通す、微粒子をクラス10以下と
なるまで除去するための除塵手段と、非メタン炭化水素
を0.2ppm 以下となるまで除去するための光触媒上へ
の光照射による炭化水素の分解手段とを有することとし
たものである。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a method for preventing contamination of a substrate or a substrate surface by removing a gas containing at least hydrocarbon which comes into contact with the substrate or the substrate. Means and a means for decomposing hydrocarbons by irradiating light onto the photocatalyst, the concentration of fine particles in the gas is 10 or less, and the concentration of non-methane hydrocarbons is 0.2
After the concentration is reduced to ppm or less, the gas is exposed to the substrate or the substrate surface. Further, according to the present invention, in a device for preventing contamination of the surface of a substrate or a substrate, a dust removing means for passing a gas in contact with the substrate or the substrate, for removing fine particles to class 10 or less, and a non-methane hydrocarbon And a means for decomposing hydrocarbons by irradiating the photocatalyst with light to remove the hydrocarbons to 0.2 ppm or less.

【0009】以下、本発明を、基材又は基板表面に接触
する気体が空気である場合を例にとり、詳細に説明す
る。本発明における除塵手段は、空気中の微粒子を低濃
度まで除去できるものであればどのようなものでもよ
く、周知の手段を適宜用いることができる。通常、微粒
子を低濃度まで効率良く捕集する周知の除塵フィルタ、
あるいは本発明者が既に提案した光電子を用いる微粒子
の荷電・捕集(例、特公平3−5859号、特開平1−
262954号、特開平4−171061号各公報)が
用いられる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail by taking, as an example, the case where the gas contacting the surface of the substrate or the substrate is air. As the dust removing means in the present invention, any means can be used as long as it can remove fine particles in the air to a low concentration, and a known means can be appropriately used. Generally, a well-known dust filter that efficiently collects fine particles to a low concentration,
Alternatively, charging and collection of fine particles using photoelectrons already proposed by the present inventors (eg, Japanese Patent Publication No. 3-5859,
262954, JP-A-4-171610).

【0010】フィルタを用いる方式では、一般に、HE
PAフィルタ、ULPAフィルタ、静電フィルタが簡易
でかつ効果的であることから好ましい。通常、これらの
フィルタの1種類又は複数種類を適宜に組み合わせて用
いる。次に光電子を用いる方式を説明する。この方式は
光電子放出材に紫外線照射を行い、光電子を発生させ、
該光電子により微粒子を荷電して、荷電微粒子を捕集材
を用いて捕集することにより微粒子を除去するものであ
る。
In a system using a filter, generally, HE
PA filters, ULPA filters, and electrostatic filters are preferred because they are simple and effective. Usually, one or more of these filters are used in appropriate combination. Next, a method using photoelectrons will be described. In this method, a photoelectron emitting material is irradiated with ultraviolet rays to generate photoelectrons,
The fine particles are removed by charging the fine particles with the photoelectrons and collecting the charged fine particles using a collector.

【0011】この方式の構成について夫々説明する。光
電子放出材は、紫外線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,C
a,Y,Gd,La,Ce,Nd,Th,Pr,Be,
Zr,Fe,Ni,Zn,Cu,Ag,Pt,Cd,P
b,Al,C,Mg,Au,In,Bi,Nb,Si,
Ti,Ta,U,B,Bu,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ることができ
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。
The configuration of this system will be described below. The photoelectron emitting material may be any material that emits photoelectrons by irradiating ultraviolet rays. The smaller the photoelectric work function is, the better. Ba, Sr, C
a, Y, Gd, La, Ce, Nd, Th, Pr, Be,
Zr, Fe, Ni, Zn, Cu, Ag, Pt, Cd, P
b, Al, C, Mg, Au, In, Bi, Nb, Si,
One of Ti, Ta, U, B, Bu, Sn, P, and W, or a compound or alloy or a mixture thereof is preferable, and these can be used alone or in combination of two or more. As the composite material, a physical composite material such as amalgam can be used.

【0012】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,Y2 5 ,Gd2 3 ,Nd2 3 ,ThO2 ,Z
rO2 ,Fe2 3 ,ZnO,CuO,Ag2 O,La
2 3 ,PtO,PbO,Al23 ,MgO,In2
3 ,BiO,NbO,BeOなどがあり、またほう化
物には、YB6 ,GdB6 ,LaB5 ,NdB6 ,Ce
6 ,BuB6 ,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。
For example, compounds include oxides, borides, and carbides, and oxides include BaO, SrO, and Ca.
O, Y 2 O 5 , Gd 2 O 3 , Nd 2 O 3 , ThO 2 , Z
rO 2 , Fe 2 O 3 , ZnO, CuO, Ag 2 O, La
2 O 3 , PtO, PbO, Al 2 O 3 , MgO, In 2
O 3 , BiO, NbO, BeO, etc., and borides include YB 6 , GdB 6 , LaB 5 , NdB 6 , Ce
B 6, BuB 6, PrB 6 , ZrB 2 include, as a further carbide UC, ZrC, TaC, TiC, Nb
C and WC.

【0013】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。
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。
The alloys include brass, bronze, phosphor bronze, an alloy of Ag and Mg (Mg is 2 to 20 wt%), Cu
Of Be and Al (Be is 1 to 10 wt%) and Ba and Al
An alloy of Ag and Mg, an alloy of Cu and Be, and an alloy of Ba and Al are preferable. The oxide can also be obtained by heating only the metal surface in air or oxidizing it with a chemical.
As still another method, it is possible to form an oxide layer on the surface by heating before use to obtain a stable oxide layer for a long time. As an example, an oxide film can be formed on the surface of an alloy of Mg and Ag in water vapor at a temperature of 300 to 400 ° C., and this oxide thin film is stable for a long period of time.

【0014】また、本発明者が、すでに提案したように
光電子放出材を多重構造としたものも好適に使用できる
(特願平1−155857号公報)。また、適宜の母材
上に薄膜状に光電子を放出し得る物質を付加し、使用す
ることもできる(特願平2−278123号)。この例
として、紫外線透過性物質(母材)としての石英ガラス
上に光電子を放出し得る物質として、Auを薄膜状に付
加したものがある(特願平2−295423号)。光電
子放出材を母材に付加して使用する場合は本発明者がす
でに提案しているように、導電性物質の付加を併せて行
い用いることができる。(特願平3−258718
号)。
Further, a photoelectron emitting material having a multi-layered structure as already proposed by the present inventor can also be suitably used (Japanese Patent Application No. 1-155857). Further, a substance capable of emitting photoelectrons can be added to a suitable base material in the form of a thin film and used (Japanese Patent Application No. 2-278123). As an example of this, there is a substance in which Au is added in the form of a thin film as a substance capable of emitting photoelectrons on quartz glass as an ultraviolet transmitting substance (base material) (Japanese Patent Application No. 2-295423). When a photoelectron emitting material is used by being added to a base material, as has been already proposed by the present inventors, a conductive substance can be added and used. (Japanese Patent Application No. 3-258718)
issue).

【0015】これらの材料の使用形状は、棒状、線状、
格子状、板状、プリーツ状、曲面状、円筒状、金網状等
の形状が使用でき紫外線の照射面積の大きな形状のもの
が良く、装置によっては清浄化空間部(後述)に存在す
る微粒子が微粒子捕集装置(後述)に迅速に移動できる
ものが好ましい。微粒子捕集装置のタイプによっては、
紫外線源例えば紫外線ランプの表面及び/又はその近傍
に薄膜状に光電子放出材を配して(被覆して)、一体化
したものを用いてもよい。(特願平3−22685
号)。使用形状は、後述のごとくストッカの規模や微粒
子捕集装置のタイプにより適宜に決めることができる。
The shapes of these materials used are rod-like, linear,
Lattice shape, plate shape, pleated shape, curved surface shape, cylindrical shape, wire mesh shape, etc. can be used, and a shape with a large UV irradiation area is good. Depending on the device, fine particles existing in the cleaning space (described later) may be used. What can move quickly to a fine particle collection device (later mentioned) is preferred. Depending on the type of particle collection device,
An ultraviolet light source, for example, an ultraviolet lamp, and a photoelectron emitting material may be disposed (coated) in a thin film on the surface and / or in the vicinity thereof and integrated. (Japanese Patent Application No. 3-22685
issue). The shape to be used can be appropriately determined depending on the scale of the stocker and the type of the particle collecting device as described later.

【0016】光電子放出材からの光電子放出のための照
射源は、照射により光電子を放出するものであればいず
れでも良い。本例で述べた紫外線の他に電磁波、レー
ザ、放射線が適宜に適用分野、装置規模、形状、効果等
で選択し、使用できる。この内、効果、操作性の面で、
紫外線が通常好ましい。紫外線の種類は、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
でも良く、適用分野によっては、殺菌(滅菌)作用を併
せてもつものが好ましい。紫外線の種類は、適用分野、
作業内容、用途、経済性などにより適宜決めることがで
きる。例えば、バイオロジカル分野においては、殺菌作
用、効率の面から遠紫外線を併用するのが好ましい。
The irradiation source for emitting photoelectrons from the photoelectron emitting material may be any source that emits photoelectrons upon irradiation. In addition to the ultraviolet rays described in this example, electromagnetic waves, lasers, and radiations can be appropriately selected and used depending on the application field, the scale of the device, the shape, the effect, and the like. Of these, in terms of effects and operability,
Ultraviolet light is usually preferred. The type of the ultraviolet light may be any as long as the photoelectron emitting material can emit photoelectrons by irradiation, and depending on the application field, a material having a sterilizing (sterilizing) action is also preferable. The type of UV light depends on the field of application,
It can be appropriately determined according to the work content, application, economy, and the like. For example, in the biological field, it is preferable to use far ultraviolet rays in combination from the viewpoints of sterilization and efficiency.

【0017】該紫外線源としては、紫外線を発するもの
であれば何れも使用でき、適用分野、装置の形状、構
造、効果、経済性等により適宜選択し用いることができ
る。例えば、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できる。バイオロジカル分
野では、殺菌(滅菌)波長254nmを有する紫外線を用
いると、殺菌(滅菌)効果が併用でき好ましい。次に、
光電子放出材及び電場用電極の位置や形状について述べ
る。光電子放出材及び/又は電極は、微粒子の存在する
空間の適宜の位置の空間の1部分に、電極と光電子放出
材の間に電場が形成できるように設置され、光電子放出
材(−)と電極(+)間に電場(電界)を形成する。該
電場により光電子放出材から光電子が効率よく放出され
る。
As the ultraviolet light source, any one that emits ultraviolet light can be used, and it can be appropriately selected and used depending on the field of application, the shape, structure, effect, economy, etc. of the device. For example, a mercury lamp, a hydrogen discharge tube, a xenon discharge tube, a Lyman discharge tube and the like can be used as appropriate. In the biological field, it is preferable to use an ultraviolet ray having a sterilization (sterilization) wavelength of 254 nm because the sterilization (sterilization) effect can be used in combination. next,
The position and shape of the photoelectron emitting material and the electric field electrode will be described. The photoelectron emitting material and / or the electrode are installed in a part of a space at an appropriate position in the space where the fine particles are present so that an electric field can be formed between the electrode and the photoelectron emitting material. An electric field (electric field) is formed between (+). Photoelectrons are efficiently emitted from the photoelectron emitting material by the electric field.

【0018】光電子放出材及び電極の位置や形状は、装
置の規模や微粒子捕集装置のタイプなどにより適宜に選
択でき、電場のための印加電圧が低くできて光電子放出
材からの光電子が空間中で微粒子に効果的に荷電を与え
荷電微粒子が効果的に捕集できれば何れでもよい。微粒
子捕集装置のタイプによっては、紫外線源、例えば紫外
線ランプを光電子放出材及び電極が囲む形状のものを適
宜に用いることができる。(特願平3−261289
号)。これらの形状は、利用分野、装置規模、形状、効
果、経済性等を考慮して、適宜予備試験等により決める
ことができる。
The positions and shapes of the photo-emissive material and the electrodes can be appropriately selected depending on the scale of the apparatus and the type of the particle trapping device. Any method can be used as long as it can effectively charge the fine particles and effectively collect the charged fine particles. Depending on the type of the particle collecting device, an ultraviolet light source, for example, an ultraviolet lamp having a shape surrounded by a photoelectron emitting material and an electrode can be appropriately used. (Japanese Patent Application 3-261289
issue). These shapes can be appropriately determined by a preliminary test or the like in consideration of the application field, the scale of the device, the shape, the effect, the economy, and the like.

【0019】また、荷電微粒子の捕集材(集じん材)
は、荷電微粒子が捕集できるものであればいずれでも使
用できる。通常の荷電装置における集じん板、集じん電
極等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。上
述荷電微粒子捕集材の内、集じん板や集じん電極あるい
はスチールウール電極、タングステンウール電極のよう
なウール状電極材等の各種電極材は、電場用電極と、荷
電微粒子の捕集を兼ねてできるので好ましい。
Further, a collecting material (dust collecting material) for charged fine particles.
Can be used as long as it can collect charged fine particles. Various electrode materials such as dust collecting plates and dust collecting electrodes in ordinary charging devices and electrostatic filter systems are generally used, but a wool-like structure in which the collector itself forms an electrode such as a steel wool electrode or a tungsten wool electrode Are also valid. Electrec materials can also be suitably used. Among the above-mentioned charged particle collecting materials, various electrode materials such as a wool-shaped electrode material such as a dust collecting plate or a dust collecting electrode or a steel wool electrode or a tungsten wool electrode serve as an electric field electrode and also collect charged particles. It is preferable because it can be done.

【0020】本発明に用いる電場電圧は、0.1V/cm
〜2kV/cmである。好適な電場の強さは、利用分野、条
件、装置形状、規模、効果、経済性等で適宜予備試験や
検討を行い決めることが出来る。微粒子の除去によっ
て、微粒子濃度をクラス1000(1000個/ft3
以下、好ましくはクラス10以下とする。ここで、クラ
スと微粒子濃度の単位であり、1ft3 中の微粒子の個数
を表す。
The electric field voltage used in the present invention is 0.1 V / cm
22 kV / cm. A suitable electric field strength can be determined by appropriate preliminary tests and studies depending on the application field, conditions, apparatus shape, scale, effect, economy, and the like. By removing fine particles, the concentration of fine particles can be reduced to class 1000 (1000 particles / ft 3 )
Or less, preferably class 10 or less. Here, the class is a unit of particle concentration and represents the number of particles in 1 ft 3 .

【0021】次に、本発明で用いる光触媒上への光照射
による炭化水素の分解手段について説明する。非メタン
炭化水素(ガス状有害成分)を除去するためには、接触
角を増大させるH.C成分を分解処理する光触媒を用い
る。非メタン炭化水素は、通常の空気(室内空気及び外
気)中の濃度で汚染をもたらす。また種々の非メタン炭
化水素のうち、接触角を増大させる成分は基材の種類
(ウエハ、ガラス材など)や基材上の薄膜の種類・性状
によって異なると考えられる。本発明者は鋭意検討した
結果、非メタン炭化水素を指標として、これを0.2pp
m 以下、好ましくは0.1ppm 以下まで除去すれば効果
的であることを発見し、本発明に到ったものである。
Next, the means for decomposing hydrocarbons by light irradiation on the photocatalyst used in the present invention will be described. In order to remove non-methane hydrocarbons (gaseous harmful components), it is necessary to increase the contact angle. A photocatalyst that decomposes the C component is used. Non-methane hydrocarbons cause pollution at concentrations in normal air (room air and outside air). Further, among various non-methane hydrocarbons, the component that increases the contact angle is considered to differ depending on the type of substrate (wafer, glass material, etc.) and the type and properties of the thin film on the substrate. As a result of the inventor's intensive study, the non-methane hydrocarbon was used as an index,
The present inventors have found that it is effective to remove them to m or less, preferably to 0.1 ppm or less, and arrived at the present invention.

【0022】次に光触媒について説明する。光触媒材
は、光照射により励起され、接触角増加に関与する非メ
タン炭化水素を分解するものであればいずれでもよい。
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、S
e,Ge,Si,Ti,Zn,Cu,Al,Sn,G
a,In,P,As,Sb,C,Cd,S,Te,N
i,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。
Next, the photocatalyst will be described. The photocatalyst material may be any as long as it is excited by light irradiation and decomposes non-methane hydrocarbons involved in increasing the contact angle.
Generally, semiconductor materials are preferable because they are effective, easily available, and have good workability. In terms of effectiveness and economy, S
e, Ge, Si, Ti, Zn, Cu, Al, Sn, G
a, In, P, As, Sb, C, Cd, S, Te, N
i, Fe, Co, Ag, Mo, Sr, W, Cr, Ba,
Any of Pb, their compounds, alloys, or oxides is preferable, and these are used alone or in combination of two or more.

【0023】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,Cu2 S,WS2 、酸化物としては
TiO2 ,Bi2 3 ,CuO,Cu2 O,ZnO,M
oO3 ,InO3 ,Ag2 O,PbO,SrTiO3
BaTiO3 ,Co34 ,Fe2 3 ,NiO等があ
る。
For example, as elements, Si, Ge, Se,
Compounds include AlP, AlAs, GaP, AlSb,
GaAs, InP, GaSb, InAs, InSb, C
dS, CdSe, ZnS, MoS 2 , WTe 2 , Cr 2
Te 3 , MoTe, Cu 2 S, WS 2 , and oxides such as TiO 2 , Bi 2 O 3 , CuO, Cu 2 O, ZnO, M
oO 3 , InO 3 , Ag 2 O, PbO, SrTiO 3 ,
BaTiO 3 , Co 3 O 4 , Fe 2 O 3 , NiO and the like are available.

【0024】光触媒材の設置形状や位置は、気流中への
固定化、壁面への固定化があり、気流中に浮遊させて用
いることも出来る。光触媒材の固定化は、光触媒材をガ
ラスあるいはガス状物質の表面へコーティングしたり光
触媒材を板状、綿状、網状、膜あるいは繊維状等の適宜
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
よるガラス繊維布への二酸化チタンのコーティングがあ
る。光触媒は、粉体状のままで用いることが出来るが、
焼結、蒸着、スパッタリング等の周知の方法で適宜の形
状にして用いることも出来る。
The installation shape and position of the photocatalyst material are fixed in an airflow and fixed to a wall surface, and the photocatalyst material can be used by being suspended in the airflow. Immobilization of the photocatalyst material, coating the photocatalyst material on the surface of glass or gaseous substance or coating the photocatalyst material on a suitable material such as plate, cotton, net, film or fiber, or wrapping, or You may pinch and fix and use. An example is the coating of titanium dioxide on glass fiber cloth by the sol-gel method. The photocatalyst can be used in powder form,
An appropriate shape can be used by a known method such as sintering, vapor deposition, or sputtering.

【0025】これらは、装置の規模や形状、種類、光源
の種類や形状、光触媒の種類、希望する効果、経済性等
により適宜選択することが出来る。また、光触媒作用の
向上のために、上記光触媒材にPt,Ag,Pd,KO
H,RuO2 ,Co3 4 の様な物質を加えて使用する
ことも出来る。光照射のための光源としては、光触媒材
が吸収する波長を発するものであれば何れでも良く、可
視及び/又は紫外領域の光が効果的であり、紫外線ラン
プや太陽光を適宜用いることが出来る。通常、紫外線ラ
ンプが処理速度が早いこと等から好ましい。
These can be appropriately selected according to the scale and shape and type of the apparatus, the type and shape of the light source, the type of photocatalyst, the desired effect, the economic efficiency, and the like. Further, in order to improve the photocatalytic action, Pt, Ag, Pd, KO is added to the photocatalytic material.
Substances such as H, RuO 2 , and Co 3 O 4 can be added and used. As a light source for light irradiation, any light source that emits a wavelength that the photocatalyst material absorbs may be used. Light in the visible and / or ultraviolet region is effective, and an ultraviolet lamp or sunlight can be used as appropriate. . Usually, an ultraviolet lamp is preferable because of its high processing speed.

【0026】除塵手段として光電子を用いる場合の紫外
線の種類は、光触媒材に吸収される波長と用いる光電子
放出材の光電しきい値以上のエネルギを有する波長を持
つものが良く、光触媒材、光電子放出材の種類により定
まる光吸収領域の波長を放出するランプを選べば良い。
例えば光触媒材としてTiO2 を用いる場合は、光吸収
が近紫外部にあるため近紫外部の波長の光を放出するラ
ンプを使用する。光源は、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1種又は2種以上
を用いる。
When photoelectrons are used as the dust removing means, it is preferable that the type of ultraviolet light has a wavelength that is absorbed by the photocatalyst material and a wavelength that has an energy equal to or higher than the photoelectric threshold of the photoelectron emission material used. What is necessary is just to select a lamp that emits a wavelength in the light absorption region determined by the type of the material.
For example, when TiO 2 is used as a photocatalyst material, a lamp that emits light having a wavelength in the near ultraviolet region is used because light absorption is in the near ultraviolet region. As a light source, one or more of a mercury lamp, a hydrogen discharge tube, a xenon discharge tube, a Lyman discharge tube, and the like are appropriately used.

【0027】[0027]

【作用】基材又は基板表面を汚染し、接触角を増大させ
る原因となる物質は、(1)SOx、NOx、HCl、
NH3 のような有害ガス、(2)微粒子、(3)H.
C、に大別できて、本発明者が検討した結果、通常の空
気中(通常のクリーンルームにおける環境大気中)や半
導体製造工場や液晶製造工場などのクリーンルームで使
用されるN2 中では、接触角に対して、微粒子とH.C
の影響が大きい。すなわち、一般にSOx、NOx、H
Cl、NH3 は、通常の空気中の濃度レベルでは接触角
の増大に対して影響が少ない。従って除塵とH.Cの除
去によって効果が得られる。特に、H.Cは非メタン炭
化水素を指標として、これを0.2ppm 以下好ましくは
0.1ppm 以下まで除去すれば効果がある。
The substances which contaminate the substrate or the substrate surface and increase the contact angle include (1) SOx, NOx, HCl,
Hazardous gases such as NH 3 , (2) fine particles, (3) H.
C, and as a result of the study by the present inventor, it has been found that in normal air (in the ambient air in a normal clean room) or in N 2 used in a clean room such as a semiconductor manufacturing plant or a liquid crystal manufacturing plant, the contact is made. For the corner, the fine particles and H. C
The effect is large. That is, SOx, NOx, H
Cl and NH 3 have little effect on the increase of the contact angle at ordinary concentration levels in air. Therefore, dust removal and H. The effect is obtained by removing C. In particular, H. C is a non-methane hydrocarbon as an index, and it is effective to remove this to 0.2 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less.

【0028】空気中のH.C成分は数百種あるいは数千
種以上の成分の混合物と言われていて、このような多種
類のH.C成分のうち接触角の増大にどの成分がどの程
度関与するのか不明である。そのため、光触媒による接
触角の増大を防止する機構についての詳細は不明な点が
多いが、次のように考えられる。接触角の増大は、H.
C成分のうち特に分子量の大きい物質や活性の高い物質
の影響が大きいと推定され、これらが光触媒の作用によ
って効果的に分解されるものと考えられる。
H. in air The C component is said to be a mixture of hundreds or thousands or more of components. It is unknown which component of the C component is involved in increasing the contact angle and to what extent. For this reason, the details of the mechanism for preventing the contact angle from increasing due to the photocatalyst are largely unknown, but are considered as follows. The increase in contact angle is described in
It is presumed that a substance having a particularly high molecular weight or a substance having a high activity among the C components has a great influence, and it is considered that these are effectively decomposed by the action of a photocatalyst.

【0029】すなわち、光触媒により、分子量の大きい
物質や活性の高い物質が効果的にH.C種類によって分
子量の小さいH.Cや二酸化炭素及び水に分解される。
分子量の小さいH.Cや二酸化炭素及び水は、接触角増
加に関与しないので、このような空気を基材又は基板表
面に暴露しておくと、該基材又は基板表面の接触角増加
防止の効果をもたらす。
That is, a substance having a large molecular weight or a substance having a high activity can be effectively converted into H.O. H. small in molecular weight depending on C type. Decomposed into C, carbon dioxide and water.
H. small in molecular weight. Since C, carbon dioxide, and water do not contribute to the increase in the contact angle, exposing such air to the surface of the substrate or the substrate has the effect of preventing the surface of the substrate or the substrate from increasing the contact angle.

【0030】一方、SOx等有害ガスがクリーンルーム
内又はその周辺で発生してこれらの濃度が高い場合はこ
れらガス成分の影響を受けるし、これらの濃度が通常で
は影響しない程度に低い場合であっても、基材や基板が
敏感な場合や表面が特殊な状態になっている場合(例え
ば基板表面に特殊な薄膜を被覆した場合)には影響を受
ける可能性がある。このような場合、本発明者がすでに
提案した、紫外線及び/又は放射線を有害ガスに照射し
てガスを微粒子化し、この微粒子を捕集する方法(装
置)(特願平3−22686号)を適宜組み合わせて用
いるのが好ましい。またこのような場合、別の周知の有
害ガス除去材、例えば活性炭、イオン交換樹脂などを適
宜組み合わせて用いてもよい。活性炭は、酸やアルカリ
などを添着したり、周知の方法によって適宜改質したも
のを用いることができる。
On the other hand, when harmful gases such as SOx are generated in or around the clean room and their concentrations are high, they are affected by these gas components, and these concentrations are low to such an extent that they are not normally affected. This may also be affected when the substrate or substrate is sensitive or when the surface is in a special state (for example, when the substrate surface is coated with a special thin film). In such a case, a method (apparatus) for collecting fine particles by irradiating harmful gas with ultraviolet rays and / or radiation (Japanese Patent Application No. 3-22686) has already been proposed by the present inventors. It is preferable to use them in an appropriate combination. In such a case, another well-known harmful gas removing material, for example, activated carbon, ion exchange resin or the like may be used in appropriate combination. As the activated carbon, an activated carbon to which an acid, an alkali, or the like is impregnated, or which is appropriately modified by a known method can be used.

【0031】さらに、H.Cを除去する目的に対して
も、本発明者がすでに提案した、紫外線及び/又は放射
線照射によりH.Cを微粒子化して捕集する方法(特願
平3−105092号)、吸着材や吸収材を用いて捕集
する方法(特願平3−341802号、特願平4−18
0538号、PCT/JP92/01579)を利用分
野、装置種類、規模、処理空気中のH.Cの濃度、共存
成分、要求性能などにより適宜に組み合わせて利用する
ことができる。
Further, H. Also for the purpose of removing C.C., irradiation of ultraviolet and / or radiation, which has already been proposed by the present inventor, results in H.C. A method of trapping fine particles of C (Japanese Patent Application No. 3-105092), a method of collecting using an adsorbent or an absorbent (Japanese Patent Application Nos. 3-341802 and 4-18).
0538, PCT / JP92 / 01579) in the field of application, device type, scale, H.O. It can be used in an appropriate combination depending on the concentration of C, coexisting components, required performance and the like.

【0032】[0032]

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 図1は、本発明の方法を半導体製造工場におけるエアー
ナイフ用の供給空気の浄化に適用した例である。図1に
おいて、1はクラス10000のクリーンルームであ
り、空気2が、粗フィルタ3、接触角を増大させるH.
Cを分解する光触媒4、光触媒に紫外線照射を行う紫外
線ランプ5及び除塵フィルタ6よりなる汚染防止装置7
によって、クリーンルーム1内で処理される。空気2は
装置7を通過した後には、除塵されてかつH.C成分が
分解された清浄な空気8となっていて、ウエハ(基板)
を洗浄するためのエアーナイフ装置9へ供給される。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. Embodiment 1 FIG. 1 shows an example in which the method of the present invention is applied to purification of supply air for an air knife in a semiconductor manufacturing plant. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a clean room of class 10000, in which air 2 contains coarse filter 3, H.264 which increases the contact angle.
A pollution control device 7 comprising a photocatalyst 4 for decomposing C, an ultraviolet lamp 5 for irradiating the photocatalyst with ultraviolet light, and a dust filter 6.
Is processed in the clean room 1. After passing through the device 7, the air 2 is dedusted and It is clean air 8 in which C component is decomposed, and the wafer (substrate)
Is supplied to an air knife device 9 for cleaning the water.

【0033】以下、本例を詳細に説明する。クリーンル
ーム1内に入る前の外気10は、まず粗フィルタ11と
空気調和器12で処理される。次いで空気はクリーンル
ーム1に入る際にHEPAフィルタ13によって除塵さ
れて、極低濃度のH.Cが共存するクラス10000の
濃度の空気14となる。すなわち、主に自動車から発生
する極低濃度のH.Cは粗フィルタ11、空気調和器1
2、及びHEPAフィルタ13では除去されないため、
クリーンルーム1内に導入されてしまう。空気14及び
2中のH.Cの濃度は非メタンH.Cで0.5〜0.8
ppm である。
Hereinafter, this example will be described in detail. The outside air 10 before entering the clean room 1 is first processed by the coarse filter 11 and the air conditioner 12. Next, when the air enters the clean room 1, the dust is removed by the HEPA filter 13, and the H.P. Air 14 having a concentration of class 10000 in which C coexists. That is, the extremely low concentration of H. mainly generated from automobiles. C is the coarse filter 11, the air conditioner 1
2 and the HEPA filter 13 are not removed,
It is introduced into the clean room 1. H. in air 14 and 2 The concentration of C is non-methane. 0.5 to 0.8 at C
ppm.

【0034】空気2は、先ず粗フィルタ3により除塵さ
れる。このフィルタは、クリーンルーム内1で発塵があ
った場合、該塵(粒子状物質)により光触媒が物理的に
汚染され性能劣化することを防ぐために設置されてい
る。次いで、該H.Cを含む空気は光触媒(二酸化チタ
ンをガラス繊維上にコーティングしたもの)4と紫外線
ランプ(高圧ランプ)5によって構成されるH.C分解
部に導入され、ここでH.Cが非メタンH.Cを指標と
して0.2ppm 以下、好ましくは0.1ppm 以下にまで
分解される。
The air 2 is firstly removed by the coarse filter 3. This filter is installed in order to prevent the photocatalyst from being physically contaminated by the dust (particulate matter) and deteriorating the performance when dust is generated in the clean room 1. Then, the H. The air containing C is composed of a photocatalyst (titanium dioxide coated on glass fiber) 4 and an ultraviolet lamp (high pressure lamp) 5. C is introduced into the C. C is non-methane H. It is decomposed to 0.2 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less, using C as an index.

【0035】これににより、接触角増加に関与する分子
量の大きいH.C及び活性なH.CはH.Cの種類によ
って接触角が増加しない分子量の小さいH.Cもしくは
二酸化炭素や水に分解される。除塵フィルタ6は、クリ
ーンルーム内のクラス10000の濃度の微粒子及び緊
急時にH.C分解部もしくはその周辺からの流出微粒子
を効率良く捕集するものであり(除塵部)、ULPAフ
ィルタを用いている。ULPAフィルタにより微粒子が
クラス10以下まで除去される。光触媒によるH.C分
解部とフィルタによる除塵部の位置は、本例ではH.C
分解部が前方、除塵部が後方であるが何ら限定されるも
のでなく、基材又は基板表面への暴露気体中微粒子濃度
がクラス10以下、非メタン炭化水素濃度が0.2ppm
以下となすものであればどの様な位置や構成でも良い。
Accordingly, H.V. having a large molecular weight involved in increasing the contact angle is used. C and active H. C is H. C. The molecular weight of H.I. Decomposed into C or carbon dioxide or water. The dust filter 6 is provided with fine particles having a concentration of class 10000 in the clean room and H.E. It efficiently collects fine particles flowing out from the C decomposition section or its surroundings (dust removing section), and uses an ULPA filter. The ULPA filter removes particulates to class 10 or less. H. photocatalysis. In this example, the position of the dust removal unit by the C disassembly unit and the filter is H.264. C
The decomposition part is the front, and the dust removal part is the back, but there is no particular limitation. The concentration of fine particles in the gas exposed to the substrate or substrate surface is class 10 or less, and the concentration of non-methane hydrocarbon is 0.2 ppm.
Any position or configuration may be used as long as the following is achieved.

【0036】実施例2 クラス10000のクリーンルームの半導体工場におけ
るウエハ保管庫(ウエハ収納ストッカ)の空気清浄を、
図2に示した本発明の基本構成図を用いて説明する。ウ
エハ保管庫21の空気清浄として、先ず微粒子除去を説
明する。微粒子除去は、ウエハ保管庫21の片側に設置
された紫外線ランプ22、紫外線の反射面23、光電子
放出材24、電場設置のための電極25及び荷電微粒子
の捕集材25(微粒子捕集装置)にて実施される。な
お、本構成では、電極が捕集材を兼用して実施される。
Example 2 Air cleaning of a wafer storage (wafer storage stocker) in a semiconductor factory of a class 10000 clean room was performed.
This will be described with reference to the basic configuration diagram of the present invention shown in FIG. As the air cleaning of the wafer storage 21, the removal of fine particles will be described first. Particle removal is performed by an ultraviolet lamp 22, an ultraviolet reflection surface 23, a photoelectron emission material 24, an electrode 25 for setting an electric field, and a charged particle collection material 25 (particle collection device) installed on one side of the wafer storage 21. It is implemented in. In addition, in this structure, an electrode is implemented also as a collector.

【0037】すなわち、ウエハ保管庫21中の微粒子
(微粒子状物質)26は、紫外線ランプ(殺菌ランプ)
からの紫外線が照射された光電子放出材24から放出さ
れる光電子27により荷電され、荷電微粒子28とな
り、該荷電微粒子28は荷電微粒子の捕集材25に捕集
され(微粒子捕集装置B)、ウエハの存在する被処理空
間部(清浄化空間部、A)は高清浄化される。32a,
32b,32cは、保管庫内の空気の流れを示す。すな
わち微粒子の荷電・捕集部(B)に移動した空気は、紫
外線ランプの照射により加温されるため、上昇気流が生
じ保管庫21内を矢印、32a,32b,32cの様に
動く。この空気の動きにより、保管庫内の微粒子26
は、微粒子の荷電・捕集装置Bに効果的に移動するた
め、保管庫21内は迅速に清浄化される。
That is, the fine particles (particulate matter) 26 in the wafer storage 21 are supplied from an ultraviolet lamp (sterilizing lamp).
Is charged by the photoelectrons 27 emitted from the photoelectron emitting material 24 irradiated with the ultraviolet rays, and becomes charged fine particles 28. The charged fine particles 28 are collected by the charged fine particle collecting material 25 (fine particle collecting device B). The processing target space portion (cleaning space portion, A) where the wafer exists is highly purified. 32a,
32b and 32c show the flow of air in the storage. That is, since the air that has moved to the charging / collecting section (B) of the fine particles is heated by irradiation of the ultraviolet lamp, an ascending air current is generated and moves in the storage 21 as indicated by arrows 32a, 32b, and 32c. Due to the movement of the air, the fine particles 26 in the storage are
Is effectively moved to the device B for charging and collecting fine particles, so that the inside of the storage 21 is quickly cleaned.

【0038】ここで、遮光材29は被処理空間部Aと微
粒子捕集部Bの間に設置されており、紫外線ランプ22
からの紫外線がウエハキャリヤ30中のウエハ31に直
接照射されるのを防いでいる。ここでの光電子放出材2
4は、ガラス材表面にAuを薄膜状に付加したものであ
り、このような構成の光電子放出材については、本発明
者の別の発明がある(特願平2−295423号)。こ
のようにして、ウエハ保管庫21中の微粒子(粒子状物
質)26は捕集・除去される。
Here, the light shielding material 29 is provided between the space A to be processed and the particle collecting part B,
UV light from the wafer carrier 30 in the wafer carrier 30 is prevented from being directly irradiated. Photoemission material 2 here
Reference numeral 4 denotes a glass material surface in which Au is added in the form of a thin film. A photoelectron emitting material having such a structure is disclosed by another inventor of the present invention (Japanese Patent Application No. 2-295423). In this way, the fine particles (particulate matter) 26 in the wafer storage 21 are collected and removed.

【0039】上記において、光電子放出材への紫外線の
照射は、曲面状の反射面23を用い、紫外線ランプ22
から紫外線を板状の光電子放出材24に効率よく照射し
ている。電極25は、光電子放出材24からの光電子放
出を電場で行うために設置している。すなわち、光電子
放出材24と電極25の間に電場を形成している(光電
子放出部)。微粒子の荷電は、電場において光電子放出
材24に紫外線照射することにより発生する光電子27
により効率よく実施される。ここでの電場の電圧は、5
0V/cmである。また、荷電粒子の捕集は、電極25を
用いて行っている。電極材は金網状のCu−Zn材を金
メッキして用い、光電子放出材より1cmの位置(全長A
+Bの距離1に対し0.03の位置)に設置している。
In the above description, the irradiation of the photoelectron emitting material with ultraviolet rays uses the curved reflecting surface 23 and the ultraviolet lamp 22.
UV light is efficiently radiated to the plate-shaped photoelectron emitting material 24. The electrode 25 is provided to emit photoelectrons from the photoelectron emitting material 24 in an electric field. That is, an electric field is formed between the photoelectron emission material 24 and the electrode 25 (photoelectron emission portion). The fine particles are charged by photoelectrons 27 generated by irradiating the photoelectron emission material 24 with ultraviolet light in an electric field.
Is implemented more efficiently. The electric field voltage here is 5
0 V / cm. The collection of charged particles is performed using the electrode 25. The electrode material is a metal mesh Cu—Zn material plated with gold, and is used at a position 1 cm away from the photoelectron emission material (total length A).
(Position of 0.03 with respect to distance 1 of + B).

【0040】次に、H.C除去について説明する。H.
C除去は、紫外線ランプ(殺菌ランプ)22の照射を受
けた光触媒(二酸化チタンをガラス繊維上にコーティン
グしたもの)33にて実施される。ウエハ保管庫21に
は、保管庫21の開閉により保管庫21が設置されたク
ラス10000のクリーンルーム内空気が入る。この空
気には、H.Cが非メタン炭化水素として0.8〜1.
5ppm 含有する。該H.Cを含む空気は、空気の流れ3
3a,33b,33cにより光触媒33に接触し、分子
量の大きいH.C及び活性なH.Cが効果的にH.Cの
種類によって活性が低い分子量の小さいH.C、もしく
は二酸化炭素や水に分解される。H.Cは、非メタン炭
化水素を指標として、0.1ppm 以下となるまで分解さ
れる。
Next, H. The C removal will be described. H.
The C removal is performed by a photocatalyst (a coating of titanium dioxide on glass fibers) 33 irradiated with an ultraviolet lamp (germicidal lamp) 22. The air in the class 10000 clean room where the storage 21 is installed enters the wafer storage 21 by opening and closing the storage 21. This air contains H.I. C is 0.8 to 1. as a non-methane hydrocarbon.
Contains 5ppm. The H. The air containing C is the air flow 3
3a, 33b, and 33c, which come into contact with the photocatalyst 33 and have a large molecular weight. C and active H. C is effectively H. Depending on the type of C, H.V. Decomposed into C or carbon dioxide or water. H. C is decomposed by using non-methane hydrocarbons as an index until it becomes 0.1 ppm or less.

【0041】以上のようにして、微粒子除去(除塵)と
H.Cの分解により、清浄化空間部Aは清浄化され保管
庫内は超清浄空気となる。これにより、該超清浄空気を
ウエハ表面に暴露しておくことにより、ウエハ表面の汚
染は防止される。この結果、ウエハ上の接触角の増加が
防止される。上述の本発明者がすでに提案した方法(装
置)と本発明の方法との組み合わせや、H.C以外の有
害ガスを除去する材料の使用や組み合わせは、適宜選択
して用いることができる。また、除塵フィルタや光触媒
の使用条件は、適宜に決めることができる。すなわち、
これらは、使用するクリーンルーム内の汚染物質(微粒
子、H.C、その他の有害ガス)の濃度、種類、適用装
置の種類、構造、規模、要求性能、効率、経済性などに
よって、適宜に予備試験を行って決めることができる。
As described above, removal of fine particles (dust removal) and H. By the decomposition of C, the cleaning space A is cleaned and the inside of the storage becomes ultra-clean air. Thus, contamination of the wafer surface is prevented by exposing the ultra-clean air to the wafer surface. As a result, an increase in the contact angle on the wafer is prevented. The combination of the method (apparatus) already proposed by the inventor described above with the method of the present invention, and The use and combination of materials for removing harmful gases other than C can be appropriately selected and used. The conditions for using the dust filter and the photocatalyst can be appropriately determined. That is,
Preliminary tests are conducted as appropriate depending on the concentration and type of contaminants (fine particles, HC, and other harmful gases) in the clean room used, the type of application equipment, structure, scale, required performance, efficiency, economy, etc. Can be decided.

【0042】本実施例では媒体が空気の場合について説
明したが、窒素やアルゴンなど他の気体中に微粒子やガ
ス状有害物質が不純物として含まれる場合も、本発明を
同様に実施できることは言うまでもない。本発明を適用
し得る空間とは、上述の大気圧下の他に、加圧下、減圧
下、真空下を指し、同様に実施できる。
In the present embodiment, the case where the medium is air has been described. However, it is needless to say that the present invention can be similarly carried out when fine particles or gaseous harmful substances are contained as impurities in another gas such as nitrogen or argon. . The space to which the present invention can be applied refers to, besides the above-mentioned atmospheric pressure, a pressurized state, a depressurized state, and a vacuum state, and can be similarly implemented.

【0043】実施例3 図1に示した装置によって、クリーンルーム内の空気か
ら微粒子除去とH.Cの分解を行った。これによって得
られた清浄化空気にガラス基板を暴露し、接触角を測定
した。また汚染防止装置の出口で微粒子濃度と非メタン
H.Cの濃度を測定した。また図1に示した装置から紫
外線ランプ及び光触媒を外したもの(すなわち除塵フィ
ルタのみ使用)、除塵フィルタを外したもの(すなわち
光触媒のみ使用)についても同様の測定を行い、さらに
クリーンルーム内の処理前の空気にガラス基板を暴露し
た場合についても同様の測定を行った。
Example 3 The apparatus shown in FIG. C was decomposed. The glass substrate was exposed to the clean air thus obtained, and the contact angle was measured. At the outlet of the pollution control device, the concentration of fine particles and non-methane H. The concentration of C was measured. The same measurement was performed on the apparatus shown in FIG. 1 from which the ultraviolet lamp and the photocatalyst were removed (that is, only the dust filter was used) and the apparatus from which the dust filter was removed (that is, only the photocatalyst was used). The same measurement was performed when the glass substrate was exposed to the air.

【0044】試験条件 処理前のクリーンルーム内での微粒子濃度: クラス1
0000 処理前のクリーンルーム内での非メタンH.Cの濃度:
0.8〜1.0ppm 除塵フィルタ: ULPA(日本ポール(株)製、ガス
クリーンフィルタ SGLF6101) 光触媒: 二酸化チタンをガラス繊維上にコーティング
したもので、ゾルゲル法で製造。 光 源: 高圧ランプ 接触角測定器: 協和界面科学(株)製、CA−D型接
触角計 ガラス基板の前処理: 洗剤とアルコールで洗浄後、O
3 発生下で紫外線照射
Fine particle concentration in clean room before test condition treatment: Class 1
000 in a clean room before treatment Concentration of C:
0.8 to 1.0 ppm Dust removal filter: ULPA (Nippon Pall Co., Ltd., Gas Clean Filter SGLF6101) Photocatalyst: Titanium dioxide coated on glass fiber, manufactured by sol-gel method. Light source: High pressure lamp Contact angle measuring instrument: CA-D type contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. Pretreatment of glass substrate: After cleaning with detergent and alcohol, O
3 UV irradiation when generated

【0045】結 果 空気へのガラス基板の暴露時間と測定された接触角θと
の関係を図3に示す。図3において、本発明のものA
(粗フィルタ,光触媒,除塵フィルタを使用)は−○−
で示す。比較として、本発明のもの(A)から、紫外線
ランプ及び光触媒を外したもの(B)を−□−、除塵フ
ィルタのみを外したもの(C)を−△−、またクリーン
ルーム内の処理前の空気に暴露したもの(D)を−●−
で示す。用いた接触角計の接触角を検出し得る度数(接
触角の検出下限)は3〜4度であり、粗フィルタ、光触
媒、除塵フィルタを同時使用した本発明の場合、初期に
おいて検出限界(↓)を示した。装置の出口での微粒子
濃度はクラス10以下(測定器:光散乱式パーティクル
カウンター)で、非メタンH.Cの濃度は0.1ppm 以
下(測定器:ガスクロマトグラフ)であった。
[0045] The relationship between the contact angle exposure is time and the measurement of the glass substrate θ to result air is shown in FIG. In FIG. 3, the present invention A
(Use coarse filter, photocatalyst, dust filter)
Indicated by As a comparison, the sample (A) of the present invention from which the ultraviolet lamp and the photocatalyst were removed (B) was-□-, the sample from which only the dust filter was removed (C) was-△-, and the sample before treatment in a clean room was obtained. Exposure to air (D)
Indicated by The frequency at which the contact angle of the used contact angle meter can be detected (detection lower limit of the contact angle) is 3 to 4 degrees. In the case of the present invention using the coarse filter, the photocatalyst, and the dust filter at the same time, the detection limit is initially (↓ )showed that. The concentration of fine particles at the outlet of the device is class 10 or less (measuring device: light scattering type particle counter). The concentration of C was 0.1 ppm or less (measuring device: gas chromatograph).

【0046】実施例4 図2に示した構成の保管庫に下記試料ガスを入れ、電場
用電圧の印加及び紫外線照射を行い、微粒子測定器(パ
ーティクルカウンター)を用い、保管庫内の微粒子濃度
及び接触角測定器を用いて保管庫内に収納したウエハ上
の接触角を調べた。また、保管庫内の非メタン炭化水素
濃度を測定した。また、比較として紫外線ランプ点灯及
び電場用電圧の印加を行わない場合も同様に行った。
Example 4 The following sample gas was put into a storage having the structure shown in FIG. 2, and an electric field voltage was applied and ultraviolet irradiation was performed. The particle concentration and particle concentration in the storage were measured using a particle counter (particle counter). The contact angle on the wafer stored in the storage was examined using a contact angle measuring device. In addition, the concentration of non-methane hydrocarbons in the storage was measured. As a comparison, the same operation was performed when the ultraviolet lamp was not turned on and the electric field voltage was not applied.

【0047】試験条件 保管庫大きさ; 30リットル 光電子放出材; 石英ガラスに薄膜状にAuを付加した
もの 電極材; 金網状Cu−Znを光電子放出材から1cmの
位置(光電子放出材と対向する壁面までの全長距離1対
し0.03の位置)に設置 荷電微粒子捕集材; 電極材で兼用 紫外線ランプ; 殺菌灯 電場電圧; 50V/cm 試料ガス(入口ガス); 媒体ガス・・・空気 濃度(クラス)・・・10,000(クラス;1ft3
の0.1μm以上の微粒子の個数)
Test conditions Storage size: 30 liters Photoelectron emission material; Quartz glass with thin film Au added Electrode material: Wire mesh Cu-Zn 1 cm from photoelectron emission material (opposed to photoelectron emission material) Installed at a position of 0.03 with respect to the total distance to the wall surface 1) Charged particulate collection material; Also used as electrode material Ultraviolet lamp; Sterilization lamp Electric field voltage; 50V / cm Sample gas (inlet gas); Medium gas ... Air concentration (class) ... 10,000 (class: the number of 0.1μm or more particles of 1ft 3)

【0048】 照射時間; 30分,1時間,16時間 処理前のクリーンルーム内での微粒子濃度: クラス1
0000 処理前のクリーンルーム内での非メタンH.Cの濃度:
0.8〜1.0ppm 除塵フィルタ: ULPA(日本ポール(株)製、ガス
クリーンフィルタ SGLF6101) 光触媒: 二酸化チタンをガラス繊維上にコーティング
したもので、ゾルゲル法で製造。 光 源: 高圧ランプ 接触角測定器: 協和界面科学(株)製、CA−D型接
触角計 ウエハ; 5インチウエハを1cm×8cmに切断し、保管
庫内に設置。 ウエハの前処理; 洗剤とアルコールで洗浄後、O3
生下で紫外線照射
Irradiation time: 30 minutes, 1 hour, 16 hours Particle concentration in clean room before treatment: Class 1
000 in a clean room before treatment Concentration of C:
0.8 to 1.0 ppm Dust removal filter: ULPA (Nippon Pall Co., Ltd., Gas Clean Filter SGLF6101) Photocatalyst: Titanium dioxide coated on glass fiber, manufactured by sol-gel method. Light source: High pressure lamp Contact angle measuring device: CA-D type contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. Wafer: A 5-inch wafer is cut into 1 cm x 8 cm and placed in a storage. Pretreatment of wafer; after cleaning with detergent and alcohol, UV irradiation under O 3 generation

【0049】結 果 0.1μm以上の微粒子濃度を測定器で測定した。結果
をft3 中の微粒子の個数(クラス)で表1に示す。
[0049] it was measured particle concentrations above results 0.1μm in the instrument. The results are shown in Table 1 by the number of fine particles in ft 3 (class).

【表1】 [Table 1]

【0050】ウエハ上の接触角を表2に示す。Table 2 shows the contact angles on the wafer.

【表2】 [Table 2]

【0051】比較として、光触媒の点灯及び電圧の印加
を行なわない場合の保管庫内の微粒子濃度及びウエハ上
接触角を表3に示す。
For comparison, Table 3 shows the concentration of fine particles in the storage and the contact angle on the wafer when the lighting of the photocatalyst and the application of the voltage were not performed.

【表3】 用いた接触角計の接触角を検出し得る度数(接触角の検
出下限)は3〜4度である。また、保管庫内の非メタン
H.Cの濃度は0.1ppm 以下(測定器:ガスクロマト
グラフ)であった。
[Table 3] The frequency at which the contact angle of the used contact angle meter can be detected (the lower limit of detection of the contact angle) is 3 to 4 degrees. In addition, non-methane H. in the storage room. The concentration of C was 0.1 ppm or less (measuring device: gas chromatograph).

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
ることができた。 (1)除塵手段と光触媒によるH.C分解手段を設けた
ことにより、 光触媒により、通常の空気や気体等に存在する極低
濃度レベルのH.Cが分子量の小さいH.C及び/又は
二酸化炭素、水に変換された。 上記(1)に除塵を加えることにより、接触角の増
加が防止される気体あるいは雰囲気(環境)が得られ
た。 上記(2)で得られた気体(あるいは雰囲気)を半
導体ウエハや液晶ガラスなどの基材や基板(原料,半製
品,製品)に暴露しておくと、該基材や基板表面の汚染
が防止される。 光触媒材はH.Cの吸着材や吸収材に比べて長時間
安定した性能を維持するので、実用性が向上した。
According to the present invention, the following effects can be obtained. (1) H. by dust removing means and photocatalyst With the provision of the C decomposition means, the extremely low concentration of H.O. C is H.H. C and / or carbon dioxide, converted to water. By adding dust to (1) above, a gas or atmosphere (environment) in which an increase in the contact angle was prevented was obtained. If the gas (or atmosphere) obtained in the above (2) is exposed to a substrate or substrate (raw material, semi-finished product, product) such as a semiconductor wafer or liquid crystal glass, contamination of the substrate or substrate surface is prevented. Is done. The photocatalyst material is H.I. Since the performance is stable for a long time as compared with the adsorbent and the absorbent of C, the practicability is improved.

【0053】(2)除塵手段として本発明者がすでに提
案した光電子を用いる場合においては、光源が共通して
使用できること、光電子を用いる除塵装置と一体化が容
易にできることなどから、適用分野が広がり実用性が向
上した。 (3)被処理気体中での炭化水素以外のNOx、SOx
などのガス状有害成分の濃度が高い場合、これらの有害
成分の除去法(例えば本発明者がすでに提案した方法)
を適宜選択し、それを本発明に係る炭化水素の除去法を
組合せることにより、本発明の利用分野が広がり、汚染
が一層効果的に防止された。
(2) In the case of using photoelectrons already proposed by the present inventor as the dust removing means, the field of application is expanded because the light source can be used in common and the dust removing device using photoelectrons can be easily integrated. Practicality improved. (3) NOx and SOx other than hydrocarbons in the gas to be treated
When the concentration of gaseous harmful components such as is high, the removal method of these harmful components (for example, the method already proposed by the present inventors)
Is appropriately selected and combined with the method for removing hydrocarbons according to the present invention, so that the field of use of the present invention is broadened and pollution is more effectively prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の汚染防止装置を設置したクリーンルー
ムの概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a clean room in which a pollution control device of the present invention is installed.

【図2】本発明の汚染防止装置を設置したウエハ保管庫
の概略構成図。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a wafer storage provided with the contamination prevention device of the present invention.

【図3】暴露時間と接触角との関係を示すグラフ。FIG. 3 is a graph showing a relationship between an exposure time and a contact angle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:クリーンルーム、2、14:空気、3:粗フィル
タ、4、33:光触媒、5、22:紫外線ランプ、6:
除塵フィルタ、7:汚染防止装置、8:清浄空気、9:
エアーナイフ装置、10:外気、11:粗フィルタ、1
2:空気調和機、13:HEPAフィルタ、21:ウエ
ハ保管庫、23:反射面、24:光電子放出材、25:
電極、26:微粒子、27:光電子、28:荷電微粒
子、29:遮光板、30:ウエハキャリヤ、31:ウエ
ハ、32:空気の流れ
1: clean room, 2, 14: air, 3: coarse filter, 4, 33: photocatalyst, 5, 22: ultraviolet lamp, 6:
Dust filter, 7: pollution control device, 8: clean air, 9:
Air knife device, 10: outside air, 11: coarse filter, 1
2: air conditioner, 13: HEPA filter, 21: wafer storage, 23: reflection surface, 24: photoelectron emission material, 25:
Electrodes, 26: fine particles, 27: photoelectrons, 28: charged fine particles, 29: light shielding plate, 30: wafer carrier, 31: wafer, 32: air flow

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基材又は基板表面の汚染を防止する方法
において、基材又は基板と接触する少なくとも炭化水素
を含む気体を、除塵手段と光触媒上への光照射による炭
化水素の分解手段とにより浄化し、前記気体中の微粒子
濃度をクラス10以下、非メタン炭化水素濃度を0.2
ppm 以下となした後、前記気体を基材又は基板表面に暴
露することを特徴とする基材又は基板表面の汚染防止方
法。
In a method for preventing contamination of the surface of a substrate or a substrate, a gas containing at least hydrocarbon, which comes into contact with the substrate or the substrate, is removed by dust removing means and means for decomposing hydrocarbons by irradiating light onto a photocatalyst. Purify, the concentration of fine particles in the gas is less than class 10 and the concentration of non-methane hydrocarbon is 0.2
A method for preventing contamination of the surface of a substrate or a substrate, which comprises exposing the gas to the surface of the substrate or the substrate after reducing the concentration to less than ppm.
【請求項2】 基材又は基板表面の汚染を防止する装置
において、基材又は基板と接触する気体を通す、微粒子
をクラス10以下となるまで除去するための除塵手段
と、非メタン炭化水素濃度を0.2ppm 以下となるまで
除去するための光触媒上への光照射による炭化水素の分
解手段とを有することを特徴とする基材又は基板表面の
汚染防止装置。
2. An apparatus for preventing contamination of the surface of a substrate or a substrate, wherein a dust removing means for passing gas in contact with the substrate or the substrate to remove fine particles to a class 10 or less, and a non-methane hydrocarbon concentration. And a means for decomposing hydrocarbons by irradiating light onto a photocatalyst to remove methane to 0.2 ppm or less.
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