JP3078697B2 - クリーンルーム，クリーンルームの空気浄化方法および基板搬送システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はクリーンルームに関し，
特に炭化水素の存在を嫌うクリーンルーム，クリーンル
ームの空気浄化方法および基板搬送システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ノートブック型のパソコンあるい
は液晶テレビの普及とともに、ＴＦＴ（薄膜トランジス
タ）を用いたアクティブマトリクス液晶ディスプレイ
（ＡＭ−ＬＣＤ）の量産技術の確立が要求されている。
ＡＭ−ＬＣＤ製造工程は、外気と隔離された空間内に清
浄空気を供給し循環させるクリーンルーム内において、
ガラス基板上にアモルファスシリコン、絶縁体、導電体
などの各種薄膜を堆積しパターン加工してＴＦＴや液晶
駆動用の表示電極や配線を形成するＴＦＴ工程、ＴＦＴ
基板とカラーフィルタ（ＣＦ）基板とを位置合わせして
重ね隙間に液晶を注入するパネル工程、パネル周辺に駆
動回路ＩＣを接続しバックライトなどを実装するモジュ
ール工程からなる。

【０００３】ところで、ＬＣＤの量産を押し進めるため
には、上記のようなクリーンルーム内における静電気対
策が、類似の製造工程を有するＬＳＩ製造の場合より
も、遥かに重要で、歩留まり確保のための最大の問題点
である。すなわち、ＬＣＤの基板材料は絶縁性のガラス
であるため、ＬＳＩの基板材料であるシリコン単結晶
（半導体）と比べて、静電気による帯電が遥かに生じや
すく、パーティクルの吸着や、堆積膜の絶縁破壊を招き
やすいからである。

【０００４】しかしながら、ＬＣＤ製造はＬＳＩ製造と
比較して、次のような固有の問題を有している。すなわ
ち、第１に、ＬＣＤの基板形状は角型で、大きく、重い
ことから、バッチ処理が困難であり、搬送など取扱いも
難しい。第２に、線幅、線間隔などのパターン加工精度
はＬＳＩに比べて１桁緩いものの、シリコン基板の数倍
に及ぶ広い面積での加工の均一性が必要である。第３
に、歩留まりの概念が相違する。すなわち、１ＭＤＲＡ
Ｍに相当する１０型クラスのＴＦＴ−ＬＣＤでは１枚の
ガラス基板上に２パネル分しか面付けできず、歩留まり
は０％、５０％、１００％の３値しか取り得えず、ＬＳ
Ｉが１枚のシリコン基板上に数百チップを配置できるの
とは対照的である。

【０００５】したがって、ＬＣＤ製造工程における静電
対策を確立するためには、上記のような固有の問題の解
決をあわせて考える必要がある。このような観点を踏ま
えた帯電物体の除電技術として、従来より、たとえば特
願平５−８８１７２号に開示されているようなコロナ放
電を利用した各種のイオナイザが知られている。あるい
は、特願平５−７６０８４号に開示されているような帯
電物体の周囲雰囲気の空気に軟Ｘ線を照射してその空気
を電離・イオン化し、帯電を中和する方法も開発されて
いる。これらの除電技術の原理は、いずれも空気を電離
して（コロナ、軟Ｘ線を問わない）発生する空気イオン
で帯電電荷を中和する方法である。

【０００６】しかしながら、上記のようなイオナイザと
軟Ｘ線のいずれの除電法も、剥離帯電とその瞬間に起こ
る素子の絶縁破壊を防止することは不可能である。そこ
で、本発明者らは、特願平５−２４０６７６号におい
て、除電対象基板との接触面が導電性または半導電性材
料からなる基板搬送装置を開示するとともに、また特願
平５−２９２６８３号において、除電対象基板との接触
面が絶縁性材料からなる基板搬送装置を開示している。
これらの発明は、いずれも基板支持部から基板が離れる
直前に基板と基板支持部の接触面の両方に対して相対湿
度の高いエアを吹きかけて、接触・剥離帯電を防止する
ものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで，上記のよう
な装置が効果を発揮するのは，クリーンルームのような
搬送雰囲気中に含まれる炭化水素に由来する基板表面の
有機物汚染の度合いが少ない場合に限られる。有機物表
面汚染の度合いが大きい場合には，基板表面の表面抵抗
率は著しく高くなり，上記のような装置により加湿空気
を吹き付けても基板表面を経由する帯電漏洩による接触
・剥離帯電の防止の効果は期待できない。本発明者らの
知見によれば，有機物表面汚染は，洗浄（多くはＵＶ／
オゾン）直後の清浄表面を炭化水素を含む雰囲気に曝す
ことによって生じるが，絶縁膜表面に炭化水素に含まれ
る有機物が付着すると，絶縁膜表面に吸着した水分子層
の被覆率が減少するため，表面抵抗率が増加するものと
考えられる。このような有機物汚染の度合いは，雰囲気
中に含まれる炭化水素の濃度と該当雰囲気への暴露時間
の積に依存して決定されるので，有機物表面汚染を防止
するためには，洗浄直後の清浄基板を搬送する際の周囲
雰囲気に含まれる炭化水素の濃度を低減し，周囲雰囲気
への暴露時間を出来るだけ短くすることが要求される。

【０００８】本発明は，上記のようなＬＳＩやＬＣＤの
製造工程のクリーンルーム，特に基板搬送システムが置
かれる清浄空間が有する問題点に鑑みてなされたもので
あり，その目的とするところは，ガス状不純物除去装置
によってクリーンルーム雰囲気中の炭化水素の濃度を低
減し，クリーンルーム内での半導体ウェハやガラス基板
などの被処理体の炭化水素による有機物汚染を低減し，
有機物汚染による表面抵抗率の上昇を抑え，特に基板搬
送中の剥離帯電を防止することが可能な新規かつ改良さ
れたクリーンルーム，クリーンルームの空気浄化方法お
よび基板搬送システムを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明に基づいて構成されたガラス基板または半導
体基板の製造工程で使用され，外気と隔離された空間内
に清浄空気を供給し循環させるクリーンルームは，クリ
ーンルームの空気循環系に，ゼオライトにより炭化水素
を除去するガス状不純物除去装置を介挿し，ガス状不純
物除去装置を経た清浄空気をクリーンルーム内に供給し
て，その清浄空気に含有される炭化水素の濃度を０．１
ｐｐｍ以下に抑えたことを特徴としている。また，本発
明の別の観点によれば，ガラス基板または半導体基板の
製造工程で使用され，外気と隔離された空間内に清浄空
気を供給し循環させるクリーンルームにおいて，クリー
ンルームの空気循環系および／または外気取入系に，吸
着剤により炭化水素を除去するガス状不純物除去装置を
介挿し，ガス状不純物除去装置の下流側に，少なくとも
調温機能と除塵機能とを有するユニット形空調機を設
け，ガス状不純物除去装置とユニット形空調機とを経た
清浄空気をクリーンルーム内に供給し，清浄空気に含有
される炭化水素の濃度を０．１ｐｐｍ以下に抑えたこと
を特徴とする，クリーンルームが提供される。

【００１０】本発明に基づいて構成されたクリーンルー
ムには，ガス状不純物除去装置の上流側には，ガス状不
純物除去装置に導かれる空気を冷却除湿するためのプレ
クーラを設けることが好ましい。

【００１１】また，本発明の別の観点によれば，ガラス
基板または半導体基板の製造工程で使用され，外気と隔
離された空間内に清浄空気を供給し循環させるクリーン
ルームの空気浄化方法であって，クリーンルーム内の循
環空気を空気循環系に介挿されたガス状不純物除去装置
に送り，ガス状不純物除去装置の吸着剤の吸着作用によ
り循環空気に含有される炭化水素の濃度を０．１ｐｐｍ
以下に抑える工程と，炭化水素が除去された循環空気を
ガス状不純物除去装置の下流側で調温および調湿する工
程と，調湿および調湿された循環空気をユニット形空調
機の下流側に設けられたフィルタに送り，循環空気に含
まれる微粒子を捕捉する工程と，微粒子が捕捉された循
環空気を前記クリーンルーム内に供給する工程と，を含
むことを特徴とするクリーンルームの空気の浄化方法が
提供される。さらに，本発明の別の観点によれば，ガラ
ス基板または半導体基板の製造工程で使用され，外気と
隔離された空間内に清浄空気を供給し循環させるクリー
ンルームの空気浄化方法であって，クリーンルーム内の
循環空気を空気循環系に介挿されたガス状不純物除去装
置に送り，ガス状不純物除去装置の吸着剤の吸着作用に
より循環空気に含有される炭化水素の濃度を０．１ｐｐ
ｍ以下に抑える工程と，炭化水素が除去された循環空気
をガス状不純物除去装置の下流側で調温および除塵する
工程と，調温および除塵された循環空気をユニット形空
調機の下流側に設けられたフィルタに送り，循環空気に
含まれる微粒子を捕捉する工程と，微粒子が捕捉された
循環空気をクリーンルーム内に供給する工程と，を含む
ことを特徴とするクリーンルームの空気の浄化方法が提
供される。

【００１２】また，本発明の別の観点によれば，新規か
つ改良された基板搬送システムが提供され，その基板搬
送システムは，少なくとも除電対象基板との接触面が接
地された基板支持部を備えた搬送機構と，少なくとも前
記基板支持部から前記基板が離れる直前に前記基板と前
記基板支持部の接触面の両方に対して搬送空間よりも相
対湿度の高いをエア吹きかけるための送気手段を備え，
さらに搬送空間内の清浄空気に含有される炭化水素の濃
度を，０．１ｐｐｍ以下に抑えたことを特徴としてい
る。さらに，本発明の別の観点によれば，少なくともガ
ラス基板との接触面が接地されたステージを備えた搬送
機構と，ステージからガラス基板を離す真空チャック
と，少なくともステージからガラス基板が離れる直前に
ガラス基板に対して搬送空間よりも相対湿度の高いエア
を吹きかけるための送気手段を備えた基板搬送システム
において，搬送空間内の清浄空気に含有される炭化水素
系ガスの濃度を，０．１ｐｐｍ以下に抑えたことを特徴
とする基板搬送システムが提供される。さらにまた，本
発明の別の観点によれば，少なくともガラス基板との接
触面が接地され，搭載されたガラス基板をカセットケー
スに収容するロボットアームを備えた搬送機構と，少な
くともロボットアームからガラス基板が離れてカセット
ケースに収納される直前にカセットケースの内部に対し
て搬送空間よりも相対湿度の高いエアを吹きかけるため
の送気手段を備えた基板搬送システムにおいて，搬送空
間内の清浄空気に含有される炭化水素系ガスの濃度を，
０．１ｐｐｍ以下に抑えたことを特徴とする基板搬送シ
ステムが提供される。

【００１３】

【作用】本発明によれば，クリーンルーム内の清浄空気
に含有される炭化水素の濃度が０．１ｐｐｍ以下に抑え
られるので，炭化水素に起因する半導体ウェハやＬＣＤ
基板などの被処理体の有機物汚染の経時的増大を効果的
に抑えることが可能である。

【００１４】またクリーンルームの外気取入系や空気循
環系にガス状不純物除去装置を設けることにより，クリ
ーンルーム内に供給および／または循環される清浄空気
中に含有される炭化水素の濃度を０．１ｐｐｍ以下に低
減することが可能となり，炭化水素に起因する半導体ウ
ェハやＬＣＤ基板などの被処理体の有機物汚染の経時的
増大を効果的に抑えることが可能である。

【００１５】なお，炭化水素に対する吸着剤の吸着性能
は空気中の水分濃度が大きくなると劣化する場合がある
ので，ガス状不純物除去装置の下流側にプレクーラを設
け冷却除湿することにより，吸着性能を保持することが
できる。

【００１６】

【００１７】さらにまた，クリーンルーム内に置かれた
ガラス基板などの基板搬送装置においては，基板の表面
抵抗率は経時的に増加するが，その際にガラス基板の周
囲雰囲気の相対湿度を増加させることにより表面抵抗率
の増加を抑えることが可能である。ただし，基板表面が
炭化水素に起因する有機物汚染を受けている場合には，
その表面抵抗率は著しく高くなるため，周囲雰囲気の相
対湿度を増加させても基板の表面抵抗率の増加を抑える
効果は期待できない。しかしながら，本発明によればク
リーンルーム内の炭化水素の濃度が０．１ｐｐｍ以下に
抑えられているので，基板の有機物汚染が生じ難いた
め，周囲雰囲気の相対湿度を増加させることにより，基
板の表面抵抗率を減少させることができる。その結果，
基板と搬送装置との剥離帯電を防止し，基板上に形成さ
れた素子の絶縁破壊などの不測の事態を回避することが
可能であり，製品の歩留まりを向上させることができ
る。

【００１８】

【実施例】以下に添付図面を参照しながら本発明に基づ
いて構成されたクリーンルーム，クリーンルームの空気
浄化方法およびそのクリーンルームを基板搬送システム
に適用した一実施例について詳細に説明する。

【００１９】本発明の詳細な説明に入る前に，まず大気
中およびクリーンルーム中に残存する炭化水素による液
晶用ガラス基板などの被処理体の汚染状況について説明
する。酒巻氏らによる国立公害研究所研究報告第５９号
（１９８４年）第３１頁〜第４８頁「真空排気型スモッ
グチャンバによる環境大気光照射実験におけるオゾン生
成の研究」によれば，茨城県土浦市内の交通量の比較的
多い道路より１０Ｍ離れた地上約７ｍの大気中の炭化水
素濃度測定結果は表１に示すようになる。この表でＲｕ
ｎ（Ｄａｔｅ）は１９８０年〜１９８１年にわたり合計
１３回測定したことを表す。また［ＮＭＯＧ］_０ ^Ｍは市
販の非メタン計で測定された非メタン有機化合物濃度，
Σ［ＨＣ］_０は組成分析より同定できた成分濃度の和と
して求めた非メタン炭化水素濃度を表す。表１からも明
らかなように，大気中にはパラフィン，オレフィン，芳
香族，アセチレンなどの炭化水素系ガスが含まれてい
る。

【００２０】

【表１】

【００２１】また表２は、厚木市の一般市街地の大気中
に含まれる炭化水素系ガス濃度を示す。このような外気
をクリーンルームに取り入れると、クリーンルーム内の
雰囲気にも同程度の炭化水素系ガスが取り込まれること
になる。図６は、液晶用ガラス基板（Ｃｏｒｎｉｎｇ
＃７０５９、１０×１０×１．１^t）を、表２に示すよ
うな厚木市の空気を外気として取り入れたクリーンルー
ム中に２０日間放置した後、そのガラス基板表面を飛行
時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）をした
結果である。（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）は、試料表面に対し
極微量の一次イオンを照射して、試料表面から二次イオ
ンを発生することができるため、試料表面に存在する微
量の有機物をある程度構造を保持した状態で質量分析す
ることができる。図６から明らかなように、アルキル基
Ｃ_nＨ_2n+1（ｎ＝１〜４、ｍ／ｚ＝１５、２９、４３、
５７）を持つ有機物とか、フタル酸の分解物（ｍ／ｚ＝
１４９）とか、Ｎを持つアミン類（ｍ／ｚ＝１３０、１
８２）などが表面に付着していることが明らかになっ
た。これらの付着物は表１に示した大気中に含まれる炭
化水素系ガスに由来するものである。

【００２２】

【表２】

【００２３】ＴＦＴ−ＬＣＤ製造工程は、ＴＦＴ基板を
制作するＴＦＴ形成工程、カラーフィルタ基板を制作す
るカラーフィルタ形成工程、ＴＦＴ基板とカラーフィル
タ基板をわずかな隙間を空けて貼り合わせその隙間に液
晶を注入する液晶パネル工程、液晶パネルの周辺にドラ
イバを実装するモジュール工程などからなり、いずれの
工程についてもクリーンルーム内においておこなわれ
る。たとえばＴＦＴ−ＬＣＤアレイ基板プロセスにおい
て、成膜から検査までを一つのユニット工程と考える
と、アレイ基板工程は、これらのユニット工程の繰り返
しで成立している。かかるユニット工程における、洗
浄、成膜、レジストコート、露光などの各要素工程で
は、基板を製造装置に入れた密閉ないしは半密閉状態で
基板の加工が行われる。たとえば、成膜工程では真空な
いしは特殊ガスを封入した密閉チャンバ内で基板表面に
膜（Ｍｅｔａｌ、ＩＴＯ、アモルファスＳｉ、ポリＳ
ｉ、ＳｉＮ、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅など）を形
成する。また露光工程では、ステッパと呼ばれる装置内
に半密閉状態で基板を入れて、紫外線を基板表面に照射
して回路パターンを形成している。このようなユニット
工程の各要素工程間の基板搬送はスループットやハンド
リングの容易性を考慮して基板表面がクリーンルーム雰
囲気に曝された状態で行われる場合が多い。

【００２４】金子氏によるエアロゾル研究，８（１），
（１９９３年），第１０頁〜第１５頁「カラーＬＣＤと
エアロゾル」によれば，大気由来の炭化水素系ガスが表
面に吸着して有機汚染膜が形成されると，層間短絡，断
線，表示ムラ，点欠陥が生じる。この表面，正確には膜
面上の有機汚染の除去は，ＴＦＴ−ＬＣＤアレイ基板プ
ロセスを例にとると，成膜工程前後の洗浄工程におい
て，通常は紫外線とオゾンガスを組み合わせたＵＶ／Ｏ
_３で行われる。各要素工程の装置内では，装置の密閉性
を良くして内部空間を真空ないしは炭化水素を含まない
精製空気ないしは不活性ガスで置換することにより，雰
囲気由来の有機物表面汚染を防止することも可能であ
る。ところが，各要素工程間の基板搬送では基板表面が
クリーンルーム雰囲気に曝された状態になるため，雰囲
気由来の有機物表面汚染が生じる。また，各要素工程間
の搬送において基板がつぎの工程に移動するまでに待機
状態にある場合，基板表面がクリーンルーム雰囲気に曝
されると，雰囲気由来の有機物表面汚染が生じる。つま
り，あるい洗浄工程からつぎの洗浄工程までに基板表面
がクリーンルーム雰囲気に曝される時間が長いほど，そ
れだけ雰囲気由来の有機物表面汚染の度合いも大きいこ
とになる。雰囲気由来の有機物表面汚染を防止するに
は，クリーンルーム中の炭化水素の濃度を低減するか，
搬送速度を上げて，基板表面がクリーンルーム雰囲気に
されられる時間を短縮するなどの方法をとる必要があ
る。

【００２５】本発明は，かかる技術的立脚点に立ち，液
晶ディスプレイ製造のクリーンルーム内雰囲気に含まれ
る炭化水素をガス状不純物除去装置で効率よく除去し
て，炭化水素の濃度が低減され，かつ所望の清浄度と温
湿度と気流速度に調整された清浄空間（クリーンルー
ム）を提供する。この清浄空間内では，ＵＶ／Ｏ_３洗浄
後の清浄なガラス基板表面における経時的有機物汚染の
進行速度を極めて低いレベルにまで遅らせることが可能
になる。

【００２６】図１には、本発明に基づいて構成されたク
リーンルーム１００の概略図が示されている。このクリ
ーンルーム１００は、取り入れ外気からガス状有機物を
除去するガス状不純物除去装置２００と、クリーンルー
ムの循環空気の調温・調湿・除塵を行うユニット形空調
機３００と、クリーンルーム内の気流速度を調整するた
めのクリーンファンユニット形空調装置４００と、ガラ
ス基板の搬送装置５００とを主な構成要素としている。

【００２７】クリーンルーム１００は、外気から遮蔽さ
れた閉鎖空間を形成しており、天井付近に設置された還
気口または給気口１０１より清浄空気を取り入れ、床付
近に設置された排気口１０２より排気を行うように構成
されている。このクリーンルーム１００の天井部には、
複数のクリーンファンユニット４００が配置されてい
る。各クリーンファンユニット４００は、送風機４０１
とＨＥＰＡフィルタ４０２から主に構成されており、還
気口１０１からクリーンルーム内に導入された清浄空気
をさらにＨＥＰＡフィルタにより微粒子を捕捉した後、
気流速度を調整しながら処理空間に提供するためのもの
である。またクリーンルーム１００の底部には多数の孔
が穿孔されたグレーティング床１０３が設置されてお
り、クリーンファンユニット４００から吹き出されたエ
アを回収し、排気口１０２から排気ガラリ１０４を介し
て室外に排気することが可能なように構成されている。
また排気口１０２からの排気の一部は還気用管路を介し
てユニット型空調機３００に送られ、所定の処理後、再
びクリーンルーム１００内に戻される。

【００２８】またクリーンルーム１００の還気口１０１
の上流に設置されるユニット型空調装置３００は、その
上流側から下流側に向けて、フィルタ３０１、冷却コイ
ル３０２、加熱コイル３０３、加湿器３０４、送風機３
０５から構成されており、本発明に基づいて構成された
ガス状不純物除去装置２００により処理された処理空気
の温湿度および清浄度を所望の条件にまで処理し、クリ
ーンルーム１００内に供給することが可能である。この
ようにして、ユニット型空調機３００およびクリーンフ
ァンユニット４００を介して、クリーンルーム１００の
処理空間を、たとえば温度２４℃、相対湿度４０％のク
ラス１０００の清浄空間に保持することが可能である。

【００２９】クリーンルーム１００のグレーティング床
１０３上に設置される基板搬送装置５００は、たとえば
本願と同一出願人に係る特願平５−２４０６７６号に記
載のものとほぼ同一のものであり、アルミニウム製のス
テージ５０１上に、ＴＦＴ素子を表面に形成したガラス
基板５０２が搭載されている。ステージ５０１は、駆動
装置５０３の作用でボールネジ５０４に沿ってレール５
０５を移動する。レール５０５の一端でステージ５０１
に搭載されたガラス基板５０２は、レール５０５の他端
において、真空チャック５０６によりステージ５０１か
ら離れ、つぎの工程に移動する。加湿器５０７と送風機
５０８からなる送気源５０９に接続されたジェット気流
形成用の吹出口を有した送気チャンバ５１０より、たと
えば温度２３℃、相対湿度８０％の加湿空気５１１が、
真空チャック５０６によりステージ５０１から離れる直
前のステージ５０１に搭載されたガラス基板５０２に吹
き付けられる。送気源５０９は、非メタン炭化水素濃度
が０．０５ｐｐｍ以下にまで低減されたクリーンルーム
雰囲気から空気を取り入れることが可能である。

【００３０】つぎに本発明に基づいて構成された炭化水
素の除去装置２００について図２を参照しながら説明す
る。このガス状不純物除去装置２００は，ケーシング２
０１内にハニカム状ロータエレメント２０２を回転自在
に収納し，このロータエレメント２０２にガス状有機物
の吸着剤，例えばゼオライトや活性炭を添加する構成と
なっている。ケーシング２０１は，吸着部（処理空気ゾ
ーン）２０３と再生部（再生空気ゾーン）２０４とに分
かれており，ギヤドモータ２０５によりロータエレメン
ト２０２を矢印方向に回転しながら，ロータの一部を逐
次再生する機構になっている。再生部２０４には，フィ
ルタ２０６を介して吸気された再生空気が，再生空気ヒ
ータ２０７，たとえば電気ヒータで加熱され，再生空気
送風機２０８により送られ，吸着部２０３において吸着
された炭化水素が脱離，濃縮されて再生される。再生部
２０４で離脱，濃縮されたガス状炭化水素は，そのまま
屋外に排出されるか，または燃焼部に導入され，燃焼
後，ＣＯ_２とＨ_２Ｏになり，排出空気として屋外に排出
される。かかる構成によれば，ガス状不純物除去装置２
００として，炭化水素の吸着剤を含み，その吸着剤が吸
着部において炭化水素を吸着し再生部において再生され
る乾式装置を用いたので，炭化水素を効率的に除去可能
で，しかも扱いやすく安全で運転しやすいクリーンルー
ム１００を構築することが可能となる。

【００３１】吸着部２０３には処理空気送気２０９によ
りフィルタ２１０を介して処理空気が導入されるが，ガ
ス状炭化水素に対する吸着剤の吸着性能は空気中の水分
濃度が大きくなると劣化する場合があるので，このよう
な場合にはプレクーラ２１１をロータの上流側に設ける
ことにより，処理空気の冷却除湿を行うことが可能であ
る。さらに，ハニカム状ロータエレメント２０２の処理
空気が流入する吸着部２０３と，同ロータエレメント２
０２の加熱された再生空気が流入する再生部２０４との
温度差があまりにも大きいと，ロータそのものや吸着剤
が熱歪により劣化する恐れがある。このような場合には
プレヒータ２１２をロータの上流側に設けることによ
り，処理空気を少し加熱して処理空気と再生空気の温度
差を小さくすることができる。さらに，ハニカム状ロー
タエレメント２０２の吸着部２０３を透過した処理済空
気は，再生部２０４の加熱やプレヒータ２１２の影響に
よりクリーンルーム内温度よりもかなり高温になる。そ
こでハニカム状ロータエレメント２０２に下流側にアフ
タークーラ２１３を設置することにより，処理済空気を
クリーンルーム内の温度に近づけることが可能となる。

【００３２】以上のような構成により、本実施例によれ
ば、クリーンルーム１の雰囲気を温度２４℃、相対湿度
４０％、クラス１０００の清浄度（１ｆｔ³中の０．１
μｍ以上の大きさの粒子が１０００個以下）に保持する
ことが可能であり、ガス状有機物に関しては、表２の外
気由来のガス状炭化水素が、図３のガス状不純物除去装
置によって非メタン炭化水素０．５ｐｐｍが９０％以上
除去され、処理済空気中の非メタン炭化水素濃度は０．
０５ｐｐｍ以下になる。同様に、クリーンルーム中の非
メタン炭化水素濃度も０．０５ｐｐｍ以下になる。な
お、外気にはメタンが１．８ｐｐｍも含まれているが、
図３のガス状不純物除去装置によっては、ほとんど除去
できなかった。ただし、メタンは極めて安定な化合物
で、ガラス基板の表面汚染にはほとんど関与しないもの
と考えられる。

【００３３】図３は、ＵＶ／Ｏ₃洗浄直後の清浄なガラ
ス基板を、図１に示す実施例のクリーンルーム１００内
（非メタン炭化水素濃度０．０５ｐｐｍ以下）に放置し
た場合と、同ガラス基板を従来のクリーンルーム内（非
メタン炭化水素濃度０．５ｐｐｍ）に放置した場合の表
面に付着する有機汚染物量の経時変化を比較したもので
ある。有機汚染物量の評価は、光電子分光法（X-ray, P
hotoelectron Spectroscopy）によって行った。図３
中、縦軸のＣ_1S／Ｓｉ_2Pは、光電子分光法で検出された
ガラス基板の組成元素であるＳｉ原子数に対する有機物
の組成元素であるＣ原子数の比であり、有機汚染物量の
指標になっている。表面有機物の量は、本実施例のクリ
ーンルーム内では、約６ケ月程度でＵＶ／Ｏ₃洗浄前と
同程度、約５時間以下の時間経過ではＵＶ／Ｏ₃洗浄前
の１０分の１以下のレベルを維持している。一方、従来
のクリーンルーム内に放置した場合には、約３週間程度
でＵＶ／Ｏ₃洗浄前と同程度、約３０分以下の時間経過
ではＵＶ／Ｏ₃洗浄前の１０分の１以下のレベルを維持
している。つまり、ＵＶ／Ｏ₃洗浄直後の清浄なガラス
基板表面が雰囲気由来のガス状炭化水素によって同じ程
度に汚れるまでの時間は、本実施例のクリーンルームが
従来のクリーンルームの約１０倍となることがわかっ
た。非メタン炭化水素濃度と表面有機物汚染の進み方は
ほぼ比例するといえる。

【００３４】以上のように本発明に基づいて炭化水素の
濃度が０．０５ｐｐｍ以下に軽減されたクリーンルーム
環境において，上述の基板搬送装置５００を駆動する場
合には，送気チャンバ５１０より，たとえば温度２３
℃，相対湿度８０％の加湿空気５１１が，真空チャック
５０６によりステージ５０１から離れる直前のステージ
５０１に搭載されたガラス基板５０２に吹き付けられ
る。なお送気源５０９は，非メタン炭化水素濃度が０．
０５ｐｐｍ以下にまで低減されたクリーンルーム雰囲気
から空気を取り入れることが可能なように構成されてい
る。このように相対湿度が高い気流を吹き付けることに
より，ステージ５０１からガラス基板５０２が離れるま
での間，気流が触れたガラス面近傍は，相対湿度７０％
以上の雰囲気に包まれ，ガラス面の帯電電荷の大部分
は，ガラス面に付着した水分子層とガラス基板支持台で
あるアルミニウム製のステージ５０１を経由して，接地
側へ漏洩し，ガラス面の帯電電荷の一部は気中へ直接漏
洩し，１／１００秒のオーダで瞬時に除電され，ＴＦＴ
素子の破壊は免れた。

【００３５】なお，ガス状不純物除去装置２００を経由
せずに直接外気を取り入れて，さらに，送気源５０９よ
りの加湿空気を止めて，従来のクリーンルーム雰囲気中
（非メタン炭化水素濃度０．５ｐｐｍ）でガラス基板の
搬送装置５００を作動させた場合，ガラス基板５０２が
真空チャック５０６によりステージ５０１から離れた瞬
間に，ガラス基板５０２には数ｋＶの帯電が生じ，ＴＦ
Ｔ素子は破壊された。すなわち，従来のクリーンルーム
では炭化水素の濃度が高いため基板表面の有機物汚染が
進展し，その結果基板表面の表面抵抗率が高くなるた
め，十分な除電効果が得られなかったものと考えられ
る。この点，本発明によれば，クリーンルーム雰囲気お
よび送気源５０９から供給される送気の炭化水素の濃度
が０．１ｐｐｍ以下，好ましくは０．０５ｐｐｍ以下，
さらに好ましくは０．０１ｐｐｍ以下に抑えられている
ので，従来のものより効果的に有機物汚染を防止し，し
たがって基板表面の表面抵抗率を低い水準抑えることが
可能なので，相対湿度の高い気流を吹き付けることによ
り十分な除電効果を得ることが可能である。

【００３６】図４には、本発明に基づいて構成されたク
リーンルームのさらに別の実施例の概略図である。この
クリーンルーム１００’の基本的構成は図１に示したク
リーンルーム１００と実質的に同一であり、したがっ
て、クリーンルーム１００’の各構成部のうち図１に示
したクリーンルーム１００と実質的に同一の機能を有す
るものについては、同一の番号を付することにより詳細
な説明は省略するものとする。ただし、図４に示すクリ
ーンルーム１００’においては、クリーンルームエアの
循環系にもガス状不純物除去装置２００を設け、クリー
ンルーム内には図１に示したものとさらに別の構成の基
板搬送アーム５００’が設置されている。

【００３７】たとえば湿式洗浄のように溶剤を使用する
工程では、溶剤の揮発成分がガス状有機物としてクリー
ンエアに混入してしまうが、図１に示す実施例のクリー
ンルーム１００の構成では、ガス状不純物除去装置２０
０は取り入れ外気中のガス状有機物の除去には有効であ
ったが、クリーンルーム内部で発生するガス状有機物の
除去には全く効果がない。そこで、溶剤を使用する工程
がクリーンルーム内に含まれる場合には、図４に示す実
施例のように、排気口１０２の下流側に三方弁１１０を
設け、還気の一部をガス状不純物除去装置２００に戻す
構成を採用し、循環エア中のガス状有機物を除去するこ
とができる。なお図示の例では、給気ガラリ１０５から
取り入れた空気と還気とを同一のガス状不純物除去装置
２００にて処理しているが、ガス状不純物除去装置を複
数設置し、取り入れ空気と還気とをそれぞれ別個に処理
する構成を採用することも可能である。

【００３８】図４に示すクリーンルーム１００’に設置
されたガラス基板搬送アーム５００’は、アルミニウム
製のロボットアーム５２０を備え、このロボットアーム
５２０上に、ＴＦＴ素子を表面に形成したガラス基板５
２１が搭載されている。ロボットアーム５２０は駆動装
置５２２により駆動されて、カセットケース５２３の入
り口まで移動し、ロボットアーム５２０上に搭載された
ガラス基板５２１をカセットケース５２３に収納した
後、ロボットアーム５２０はガラス基板５２１から離れ
るように動作する。加湿器５０７と送風機５０８からな
る送気源５０９に接続されたカーテン気流形成用の吹き
出し口を有した送気チャンバ５１０より、温度２３℃、
相対湿度８０％の加湿空気が、ロボットアーム５２０か
ら離れてカセットケース５２３に収納される直前にカセ
ットケース５２３の内部に吹き込まれる。送気源５０９
は、本発明に基づいてガス状不純物除去装置２００によ
り非メタン炭化水素濃度が０．０５ｐｐｍ以下にまで低
減されたクリーンルーム雰囲気から空気を取り入れて送
気することが可能である。そのため、ガラス基板５２１
の表面には有機物汚染が生じ難く、したがって表面抵抗
率の上昇がさけられるので、ロボットアーム５２０から
ガラス基板５２１が離れるまでの間、気流が触れたガラ
ス面近傍を、相対湿度７０％以上の雰囲気に包むことに
より、ガラス面の帯電電荷の大部分は、ガラス面に付着
した水分子層とガラス基板支持台であるロボットアーム
５２０を経由して、接地側へ漏洩し、ガラス面の帯電電
荷の一部は、気中へ直接漏洩し、瞬時に除電される。

【００３９】なお、送気源５０９よりの加湿空気を止め
て、上記ガラス基板の搬送装置５００’を作動させた場
合、ガラス基板５２１がロボットアーム５２０から離れ
た瞬間に、ガラス基板５２１には数ｋＶの帯電が生じ、
ＴＦＴ素子は破壊された。

【００４０】図５には、本発明に基づいて構成されたさ
らに別のクリーンルーム１００”に関する実施例の概略
が示されている。このクリーンルーム１００”の基本的
構成も図１および図４に関連してクリーンルーム１０
０、１００’と実質的に同一であり、したがって、クリ
ーンルーム１００”の各構成部のうち図１および図４に
示したクリーンルーム１００、１００’と実質的に同一
の機能を有するものについては、同一の番号を付するこ
とにより詳細な説明は省略するものとする。ただし、図
５に示すクリーンルーム１００”においては、図４と同
様に、クリーンルームエアの循環系にもガス状不純物除
去装置２００を設け、クリーンルーム内には液晶ディス
プレイプロセス６００全体が設置されている。

【００４１】図５に示すクリーンルーム１００”のクリ
ーンエア循環系はほぼ図４に示すものと同様のものであ
るが、排気口１０２からの排気をユニット型空調機３０
０に直接戻すことが可能なダンパａ１および排気を排気
ガラリ１０４側に送ることが可能なダンパａ２、排気ガ
ラリ１０４側に送られた排気を給気ガラリ１０５側に戻
すことが可能なダンパｂ１およびその排気を排気ガラリ
１０４に送ることが可能なダンパｂ２、さらに給気ガラ
リ１０５側に送られた排気（還気）をガス状不純物除去
装置２００に送ることが可能なダンパｃ１および給気ガ
ラリ１０５から取り込まれた処理空気をガス状不純物除
去装置２００に送ることが可能なダンパｃ２とを備えて
おり、さまざまなクリーンルームの条件に対応すること
ができるように構成されている。

【００４２】またクリーンルーム１００”内に設置され
る液晶ディスプレイ・プロセス６００は、図５に模式的
に示すように、ＴＦＴ基板を制作するＴＦＴアレイ基板
形成工程６０１、カラーフィルタ基板を制作するカラー
フィルタ形成工程６０２、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ
基板をわずかな隙間を空けて貼り合わせその隙間に液晶
を注入するセル・アセンブリ工程６０３、液晶パネルの
周辺にドライバを実装するモジュール工程６０４などか
らなり、それぞれの工程のための製造装置がクリーンル
ーム内に設置されている。

【００４３】このように構成されたクリーンルーム１０
０”は、以下に述べるように、さまざまな条件に応じて
運転することが可能である。

【００４４】（１）液晶プロセス全体を包含する大規模
クリーンルームであり、ガス状不純物除去装置の処理可
能風量が、クリーンルームの循環空気量よりもかなり小
さい場合には次のように動作することができる。

【００４５】大気中のみならずクリーンルーム内におい
ても炭化水素が発生する場合には，ダンパａ１，ａ２，
ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２を全て開放し，ガス状不純物除
去装置２００により，給気ガラリ１０５からの取り入れ
空気の全量と，排気口１０２からダンパａ２，ｂ１，ｃ
１を介して戻された循環空気の一部とを処理する必要が
ある。

【００４６】これに対してクリーンルーム内において炭
化水素が発生するおそれがない場合には，ダンパａ２，
ｂ２，ｃ２を解放するとともにダンパａ１，ｂ１，ｃ１
を閉止し，ガス状不純物除去装置２００は給気ガラリ１
０５からの取り入れ空気全量のみを処理することにな
る。またこの場合には，排気が炭化水素を含んでいない
ので，ダンパａ１を開放し，排気の一部を直接ユニット
型空調機３００に戻し，ダンパｂ２の排気およびダンパ
ｃ２の換気をガス状不純物除去装置２００により全量処
理する構成とすることもできる。

【００４７】（２）液晶プロセスの一部を包含する小規
模クリーンルームまたはクリーンベンチであり、ガス状
不純物除去装置の処理可能風量が、クリーンルームまた
はクリーンベンチの循環空気量よりも大きい場合には次
のように動作することができる。

【００４８】大気中のみならずクリーンルーム内または
クリーンベンチ内においても炭化水素が発生する場合に
は，ダンパａ２，ｂ１，ｂ２，ｃ１，ｃ２を開放し，ダ
ンパａ１を閉止することにより，ガス状不純物除去装置
２００により，給気ガラリ１０５からの取り入れ空気の
全量と，排気口１０２からダンパａ２，ｂ１，ｃ１を介
して戻された循環空気の全量とを処理することが可能で
ある。

【００４９】これに対してクリーンルーム内において炭
化水素が発生するおそれがない場合には，ダンパａ２，
ｂ２，ｃ２を解放するとともにダンパａ１，ｂ１，ｃ１
を閉止し，ガス状不純物除去装置２００は給気ガラリ１
０５からの取り入れ空気全量のみを処理することにな
る。

【００５０】以上，本発明の好適な実施例について，基
板搬送装置または基板搬送アーム，液晶ディスプレイ・
プロセス用クリーンルームまたはクリーンベンチに関し
て説明したが，本発明はかかる実施例に限定されない。
本発明は，半導体製造プロセス全般に使用されるクリー
ンルームに適用することが可能であり，本発明に基づい
てガス状不純物除去装置により炭化水素がクリーンルー
ム内に混入するのを防止し，クリーンルーム内の炭化水
素の濃度を０．１ｐｐｍ以下，好ましくは０．０５ｐｐ
ｍ以下，さらに好ましくは０．０１ｐｐｍ以下に抑える
ことにより，被処理体の有機物汚染を防止し，被処理体
の表面抵抗率の上昇を抑えることが可能である。なお本
発明に関しては，クリーンルームの規模，ガス状不純物
除去装置の処理可能風量，循環空気量と外気取り入れ空
気量の割合，クリーンルーム内の溶剤使用による炭化水
素の発生の有無などの処理環境に応じてさまざまな実施
例が考えられるが，これら全ての変形例および修正例
は，特許請求の範囲に規定する本発明の技術的思想の範
疇に包含されるものと了解される。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように，本発明によれば，
クリーンルームの外気取入系や空気循環系にガス状不純
物除去装置を設けることにより，クリーンルーム内の清
浄空気に含有される炭化水素の濃度が０．１ｐｐｍ以下
に抑えられるので，炭化水素に起因する半導体ウェハや
ＬＣＤ基板などの被処理体の有機物汚染の経時的増大を
効果的に抑えることが可能である。その結果，被処理体
の表面抵抗率の増大を抑えることが可能となり，帯電に
よるパーティクルの吸着や，形成された素子の絶縁破壊
などの不測の事態を防止することが可能であり，製品の
歩留まりを向上させることができる。

【００５２】また本発明の別の観点によれば，特にガラ
ス基板などの基板搬送装置が載置されるクリーンルーム
内の炭化水素の濃度を０．１ｐｐｍ以下に抑えることに
より，基板表面の有機物汚染を防止して基板の表面抵抗
率の上昇を抑え，さらに基板の周囲雰囲気の相対湿度を
増加させて，基板表面の表面抵抗率を下げることができ
るので，接地側からあるいは気中に帯電電荷を漏洩させ
る効果を促進させ，基板と搬送装置との剥離帯電を防止
し，基板上に形成された素子の絶縁破壊などの不測の事
態を回避することが可能であり，製品の歩留まりを向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づいて構成された、外気取入口にガ
ス状不純物除去装置を設け、基板搬送装置が内装された
クリーンルームに適用した一実施例を示す概略的な説明
図である。

【図２】本発明に適用可能なガス状不純物除去装置の一
実施例を示す概略的な分解組立図である。

【図３】ガラス基板表面に付着する有機物汚染物量の経
時変化を示すグラフである。

【図４】本発明に基づいて構成された、循環系にガス状
不純物除去装置を設け、基板搬送アームが内装されたク
リーンルームに適用した一実施例を示す概略的な説明図
である。

【図５】本発明に基づいて構成された、クリーンルーム
を液晶ディスプレイ・プロセスに適用した一実施例を示
す概略的な説明図である。

【図６】クリーンルーム雰囲気中の有機物汚染の状況を
示すＴＯＦ−ＳＩＭＳ分析結果を示す説明図である。

【符号の説明】

１００ クリーンルーム ２００ ガス状不純物除去装置 ２０２ ロータエレメント ２０３ 処理空気ゾーン ２０４ 再生空気ゾーン ２１１ プレクーラ ２１２ プレヒータ ２１３ アフタークーラ ３００ ユニット型空調機 ４００ クリーンファンユニット ５００ 基板搬送装置 ５０１ ステージ ５０２ ガラス基板 ５０７ 加湿器 ５０８ 送風機 ５０９ 送気源 ５１０ 送気チャンバ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−57981（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−92157（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−96125（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−203137（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−317633（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−170743（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−8752（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−157284（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−123924（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H05F 3/00 - 3/04 B01D 53/02 - 53/12 F24F 7/06 H01L 21/02

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス基板または半導体基板の製造工程
   で使用され，外気と隔離された空間内に清浄空気を供給
   し循環させるクリーンルームにおいて： 前記クリーンルームの空気循環系に，ゼオライトにより
   炭化水素を除去するガス状不純物除去装置を介挿し； 前記ガス状不純物除去装置を経た前記清浄空気を前記ク
   リーンルーム内に供給し； 前記 清浄空気に含有される炭化水素の濃度を０．１ｐｐ
   ｍ以下に抑えたこと；を特徴とする，クリーンルーム。
2. 【請求項２】 ガラス基板または半導体基板の製造工程
   で使用され，外気と隔離された空間内に清浄空気を供給
   し循環させるクリーンルームにおいて： 前記クリーンルームの空気循環系および／または外気取
   入系に，吸着剤により炭化水素を除去するガス状不純物
   除去装置を介挿し； 前記ガス状不純物除去装置の下流側に，少なくとも調温
   機能と除塵機能とを有するユニット形空調機を設け； 前記ガス状不純物除去装置と前記ユニット形空調機とを
   経た前記清浄空気を前記クリーンルーム内に供給し； 前記 清浄空気に含有される炭化水素の濃度を０．１ｐｐ
   ｍ以下に抑えたこと；を特徴とする，クリーンルーム。
3. 【請求項３】 前記ガス状不純物除去装置の上流側に
   は，前記ガス状不純物除去装置に導かれる空気を冷却除
   湿するプレクーラが設けられることを特徴とする，請求
   項２に記載のクリーンルーム。
4. 【請求項４】 ガラス基板または半導体基板の製造工程
   で使用され，外気と隔離された空間内に清浄空気を供給
   し循環させるクリーンルームの空気浄化方法であって： 前記クリーンルーム内の循環空気を空気循環系に介挿さ
   れたガス状不純物除去装置に送り，前記ガス状不純物除
   去装置の吸着剤の吸着作用により前記循環空気に含有さ
   れる炭化水素の濃度を０．１ｐｐｍ以下に抑える工程
   と； 前記炭化水素が除去された前記循環空気を前記ガス状不
   純物除去装置の下流側 で調温および調湿する工程と； 前記調湿および調湿された前記循環空気を前記ユニット
   形空調機の下流側に設けられたフィルタに送り，前記循
   環空気に含まれる微粒子を捕捉する工程と； 前記微粒子が捕捉された前記循環空気を前記クリーンル
   ーム内に供給する工程と； を含む ことを特徴とする，クリーンルームの空気の浄化
   方法。
5. 【請求項５】 ガラス基板または半導体基板の製造工程
   で使用され，外気と隔離された空間内に清浄空気を供給
   し循環させるクリーンルームの空気浄化方法であって： 前記クリーンルーム内の循環空気を空気循環系に介挿さ
   れたガス状不純物除去装置に送り，前記ガス状不純物除
   去装置の吸着剤の吸着作用により前記循環空気に含有さ
   れる炭化水素の濃度を０．１ｐｐｍ以下に抑える工程
   と； 前記炭化水素が除去された前記循環空気を前記ガス状不
   純物除去装置の下流側で調温および除塵する工程と； 前記調温および除塵された前記循環空気を前記ユニット
   形空調機の下流側に設けられたフィルタに送り，前記循
   環空気に含まれる微粒子を捕捉する工程と； 前記微粒子が捕捉された前記循環空気を前記クリーンル
   ーム内に供給する工程と； を含む ことを特徴とする，クリーンルームの空気の浄化
   方法。
6. 【請求項６】 少なくとも除電対象基板との接触面が接
   地された基板支持部を備えた搬送機構と，少なくとも前
   記基板支持部から前記基板が離れる直前に前記基板と前
   記基板支持部の接触面の両方に対して搬送空間よりも相
   対湿度の高いエアを吹きかけるための送気手段を備えた
   基板搬送システムにおいて，前記 搬送空間内の清浄空気に含有される炭化水素の濃度
   を，０．１ｐｐｍ以下に抑えたことを特徴とする，基板
   搬送システム。
7. 【請求項７】 少なくともガラス基板との接触面が接地
   されたステージを備えた搬送機構と，前記ステージから
   前記ガラス基板を離す真空チャックと，少なくとも前記
   ステージから前記ガラス基板が離れる直前に前記ガラス
   基板に対して搬送空間よりも相対湿度の高いエアを吹き
   かけるための送気手段を備えた基板搬送システムにおい
   て，前記 搬送空間内の清浄空気に含有される炭化水素系ガス
   の濃度を，０．１ｐｐｍ以下に抑えたことを特徴とす
   る，基板搬送システム。
8. 【請求項８】 少なくともガラス基板との接触面が接地
   され，搭載された前記ガラス基板をカセットケースに収
   容するロボットアームを備えた搬送機構と，少なくとも
   前記ロボットアームから前記ガラス基板が離れて前記カ
   セットケースに収納される直前に前記カセットケースの
   内部に対して搬送空間よりも相対湿度の高いエアを吹き
   かけるための送気手段を備えた基板搬送システムにおい
   て，前記 搬送空間内の清浄空気に含有される炭化水素系ガス
   の濃度を，０．１ｐｐｍ以下に抑えたことを特徴とす
   る，基板搬送システム。