JP3346677B2

JP3346677B2 - 基材又は基板表面の汚染防止方法と装置

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Publication number: JP3346677B2
Application number: JP12744495A
Authority: JP
Inventors: 敏昭藤井; 昭司山中
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1995-04-28
Filing date: 1995-04-28
Publication date: 2002-11-18
Anticipated expiration: 2017-11-18
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Description

【発明の詳細な説明】

【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。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。

【０００２】

【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、クリーンルームの構成材、合成樹脂
（民生品）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（ＨＣ）などのガス状物質が汚染物質とし
て問題となる。特にＨＣ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。

【０００３】すなわち、上述の汚染物質（微粒子及びガ
ス状有害成分）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。基板表面の汚染の状態は複雑であ
るが、基板表面の接触角で表わすことができる。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、通常のクリーンルーム内ではＨＣが、特に接触角を
増大させる傾向が高いことがわかった。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）の汚染物質が付着すると、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。

【０００４】従来のクリーンルームの空気を浄化する方
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、高電圧により荷電あるいは導電
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（ＨＣ）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ＨＣ
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ＨＣの除去には効果
がない。

【０００５】また、ＨＣ以外のガス状の有害成分として
は、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ＨＣｌ、ＮＨ₃などがあり、これ
らの除去法としては、適宜のアルカリ性物質や酸性物質
を用いた中和反応や酸化反応を利用する方法などが知ら
れている。しかし、これらの方法は、やはり成分濃度が
クリーンルームへの導入空気中に含有するような極低濃
度の場合には、効果が少ない。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
る方法および装置を、すでに提案した（特開平５−１５
７２８４号、特開平６−３２４号各公報、特開平７−８
７５２号）。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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】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
増大させるガス状有害成分、特に非メタン炭化水素を十
分に除去する必要がある。そこで本発明の課題は、微粒
子の濃度と基材及び基板表面の接触角を増大させる非メ
タン炭化水素が効果的に除去できる基材又は基板表面の
汚染防止方法及び装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、基材又は基板表面の汚染を防止する方
法において、該基材又は基板と接触する気体を、該気体
中の微粒子濃度をクラス１０００以下に除塵処理、及び
非メタン炭化水素濃度を０．２ｐｐｍ以下に、ケイ酸
塩、アルミナ、シリカゲル、ゼオライト、炭素繊維、ガ
ラス繊維から選ばれた１種類以上の担体に保持した塩基
性物質を含む吸着材を用いて吸着処理することとしたも
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、該基材又は基板と接触する気
体を通す、微粒子をクラス１０００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０．２
ｐｐｍ以下とする塩基性物質と、ケイ酸塩、アルミナ、
シリカゲル、ゼオライト、炭素繊維、ガラス繊維から選
ばれた１種類以上の担体とからなる吸着材を充填した吸
着筒である吸着手段とを有することとしたものである。

【０００８】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
い。通常、微粒子を低濃度まで効率良く捕集する周知の
除塵フィルタが用いられる。一般に、ＨＥＰＡフィル
タ、ＵＬＰＡフィルタ、金属製フィルタ、例えばＳＵＳ
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。微粒子の除去によ
って、微粒子濃度をクラス１０００（１０００個／ｆｔ
³）以下、好ましくはクラス１００以下とする。ここ
で、クラスとは微粒子濃度の単位であり、１ｆｔ³中の
微粒子の個数を表す。

【０００９】非メタン炭化水素すなわちガス状有害成分
を効果的に除去するためには、接触角を増大させるこれ
らの成分を塩基性物質を含む吸着材により捕集除去す
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）や基板上の薄膜の種類・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０．２ｐ
ｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下まで除去すれば
効果的である。

【００１０】本発明の特徴は、接触角を増大させる非メ
タン炭化水素（ＨＣ）の捕集・除去に、少なくとも塩基
性物質を含む吸着材を用いることにある。また、塩基性
物質は、好ましくはケイ酸塩、アルミナ、シリカゲル、
ゼオライト、炭素繊維、ガラス繊維（繊維状ガラス）か
ら選択された１種類以上の担体（キャリヤ）に保持させ
て使用する。すなわち、塩基性物質は、通常粉末状であ
るので、そのまま使用すると圧力損失が高くなること、
粉末粒子の後方への飛散などの問題が生じる。そこで、
これらの対策のために、塩基性物質を前記担体に保持し
て使用するものである。このように、本発明の吸着材
は、塩基性物質が担体に保持されている。

【００１１】次に、吸着材について詳細に説明する。塩
基性物質は、接触角を増加させるＨＣを吸着・捕集する
もので、担体に保持できるものであれば何れでもよい。
すなわち、担体上に保持することで後述のように、表面
積大、通気性大（圧損小）となり、実用できる形態とな
る。例示すると、塩基性物質は無機質が良く、塩基性酸
化物、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、塩基性水酸化物、例え
ばＭｇ（ＯＨ）₂、Ｃａ（ＯＨ）₂、両性酸化物、例え
ばＡｌ₂Ｏ₃、ＺｎＯ、両性水酸化物、例えばＡｌ（Ｏ
Ｈ）₃、Ｚｒ（ＯＨ）₂、塩基性塩、例えばＭｇ（Ｏ
Ｈ）₂ＭｇＣＯ₃、Ｃａ₂ＣＯ₃（ＯＨ）₆、Ｚｎ（Ｏ
Ｈ）₈（ＮＯ₃）Ｈ₂Ｏ等がある。

【００１２】塩基性塩としては、前記のように化合物中
に１種類の金属を含むものの他に、複数の金属を含む複
塩基性塩も好ましい。金属の組合せとして、ＭｇとＡ
ｌ、ＮｉとＡｌ、ＺｎとＡｌ、ＺｎとＣｒ、ＣｕとＡ
ｌ、ＮｉとＣｒ、ＣｏとＣｒ、ＣｏとＡｌ、ＮｉとＦ
ｅ、ＭｇとＦｅ、ＮｉとＭｇとＡｌ、ＭｇとＡｌとＣｒ
がある。このような例として、Ｍｇ₄Ａｌ₂（ＯＨ）₁₂
ＣＯ₃（ハイドロタルサイト）がある。この内、特に、
Ｍｇを含む塩基性物質は効果が高く、再生利用ができる
こと、肥料としての効果があるので有効利用できるこ
と、廃棄が容易なことなどから好ましい。

【００１３】担体は、前記塩基性物質を保持でき、保持
により塩基性物質によるＨＣの捕集が効果的にできるも
のであれば何れでも使用できる。層状又は繊維状のケイ
酸塩、アルミナ、シリカゲル、ゼオライト、セルロー
ス、ガラス繊維（繊維状ガラス）、有機ポリマー、活性
炭、炭素繊維、例えば活性炭素繊維などがある。これら
の内、塩基性物質との親和性、担体の分散性、後述のよ
うな塩基性物質と担体を混合してでき上がった吸着材の
加工性（表面積大で気体通気性大の形状、圧力損失が小
さい形状）などから、ケイ酸塩、アルミナ、シリカゲ
ル、ゼオライト、炭素繊維、ガラス繊維が好ましい。特
に、ケイ酸塩は層間化合物を作り、後述のように層間に
おいてもＨＣを捕集するので好ましい。ケイ酸による層
間化合物については、本発明者の研究がある（科学、Ｖ
ｏ１５２、Ｎｏ１０、Ｐ６５１〜６５７、１９８２）。

【００１４】塩基性物質の種類や、担体の種類によって
は、塩基性物質をこれらの担体に保持するに当っては、
２種類以上の塩基性物質を組合わして用いることができ
る。除去対象ＨＣ種類（対象の基材又は基板の種類）に
よっては、塩基性物質の種類（組合わせ方）によって、
ＨＣの吸着・捕集性能が効果的になることから好まし
い。この組合せには、少なくとも塩基性塩及び／又は塩
基性水酸化物を含むことが好ましい。例えば、塩基性物
質が塩基性塩であるＭｇ（ＯＨ）₂ＭｇＣＯ₃及び塩基
性酸化物であるＭｇＯで、担体が層状ケイ酸塩の場合、
ＨＣの捕集はケイ酸塩表面の固体塩基（ＭｇＯ、Ｍｇ
（ＯＨ）₂）によるものの他に、層状ケイ酸塩の間にＭ
ｇが入り、これによりＨＣの吸着・捕集がより効果的と
なる（図１の模式図）。塩基性物質を担体に保持させる
方法は、先ず塩基性物質と担体を十分に混合し、次に水
を加えて混練し、加熱処理することで行うことができ
る。

【００１５】塩基性物質と担体の混合割合は、約１：
０．１〜３０（重量％）であり、塩基性物質の種類、組
合せ方、担体の種類、製造法、適用装置の規模と種類、
吸着筒の形状、基板の種類、要求性能などにより、適宜
予備試験を行い決めることができる。これらの材料の使
用形状は、粒状（顆粒状）、球状、ペレット状、板状な
どであり、吸着筒に充填して用いる。これら吸着材によ
る被処理空気の処理速度は、通常ＳＶ（空間速度ｈ^-1）
で１００〜１０万、一般的には数千〜数万で用いる。最
適な担体、塩基性物質の種類と濃度、組合せ、形状、充
填密度、処理速度の選択は、本装置の利用分野、基板の
種類や表面状態、接触角を増加させる有害成分の種類や
濃度、装置規模、構造、効果、再生利用の有無、経済性
などにより適宜予備試験を行い、決めることができる。

【００１６】本発明の吸着材による接触角を増加させる
ＨＣの除去機構は、例えば空気中のＨＣが数百種又は数
千種以上の成分の混合物と言われていることから詳細は
不明な点が多いが一般に次のように考えられる。接触角
の増加は、空気中ＨＣの内、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、これらの物
質が塩基性物質を含む吸着材により効果的に吸着・捕集
されることにより除去される。すなわち、多種類の空気
中のＨＣの内、接触角増加にどの成分がどの程度関与す
るか不明な点が多いが、該吸着材に通すことにより、接
触角を増加する成分が除去された気体が得られる。ま
た、接触角を増加させる有害成分は基材の種類（例え
ば、ウエハ、ガラス材等）や基板上の薄膜の種類（例え
ば、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｔａ、ＩＴＯ）やその状
態により種々であるが、本発明の汚染防止により、表面
の汚染は防止される。

【００１７】本発明者らの研究によれば、通常のクリー
ンルームにおけるガラス基板表面の接触角を増加させる
ＨＣは、Ｃ₁₆〜Ｃ₂₀の高分子量ＨＣ、例えばフタル酸エ
ステル、高級脂肪酸フェノール誘導体であり、これらの
成分に共通することは化学的構造として、−ＣＯ、−Ｃ
ＯＯ結合（親水性を有する）を持つことである。また、
これらのＨＣ成分の濃度は、通常クリーンルームではｐ
ｐｔレベル（推定）であることから、従来の周知の吸着
材では捕集できなかったが、上記した吸着材の構成によ
り、これらのＨＣが効果的に捕集・除去できるようにな
った。ガラス基板の汚染防止における本発明の吸着材に
よるこれらのＨＣの捕集の模的図を図１に示す。図１
は、吸着材が塩基性物質としてＭｇ（ＯＨ）₂ＭｇＣＯ
₃及びＭｇＯ、担体としてケイ酸塩を用いた場合の吸着
材によるＨＣ捕集の模式図を示している。

【００１８】ＨＣは、ケイ酸塩表面の固体塩基（Ｍｇ
Ｏ、Ｍｇ（ＯＨ）₂）に捕集されるとともに、ケイ酸塩
層（層間）の分極性の高いＭｇイオンに捕集されること
を示す。すなわち、ＨＣはこれらの２つの捕集メカニズ
ム（捕集原理）により捕集されることから、効果的な捕
集となる。接触角の増加原因は、（１）ＨＣ、ＳＯｘ、
ＮＯｘ、ＨＣｌ、ＮＨ₃などのようなガス状の有害成
分、（２）微粒子のような粒子状物質、（３）（１）と
（２）の中間物質の有害成分（例、ミスト、クラスタ
ー）、に大別できるが、通常の空気（通常のクリーンル
ームにおける環境大気）中の濃度に対する影響では、
（１）微粒子のような粒子状物質、（２）ＨＣのような
ガス状有害物質の関与が大きい。一般に、通常の基材や
基板に介しては、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ＨＣｌ、ＮＨ₃は、
夫々単一成分では、通常の空気中の濃度レベルでは、接
触角の増加に対し影響は少ない。（空気清浄、第３２巻
第３号、Ｐ４３〜５２、１９９４）

【００１９】しかし、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ＨＣｌ、ＮＨ₃
などの濃度が高い場合や、これら成分が比較的高濃度で
複数共存する場合、また基材や基板が敏感な場合や特殊
な場合（例えば、基材表面に特殊な薄膜を被覆した場
合）、通常では影響しない有害成分や濃度でも影響を受
ける場合がある。あるいは、クリーンルームにおいて、
ＨＣ、ＳＯｘ、ＮＯｘ、ＨＣｌ、ＮＨ₃のような有害ガ
スの発生があり、これら成分の気体中の濃度が高い場
合、あるいは基材や基板が特殊な処理をされ敏感な状態
で取扱う場合は、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、有害ガスを微粒子
化し、該微粒子を捕集する方法（装置）（特開平４−２
４３５１７号公報）を適宜に組合せて用いることができ
る。

【００２０】また、このような場合は別の周知の有害ガ
ス除去材例えば活性炭、イオン交換繊維などを適宜組合
せて用いることができる。活性炭は、酸やアルカリなど
を添着したり、適宜の周知の方法により改質したものを
用いることができる。ＨＣの除去においては、本発明者
がすでに提案した紫外線照射及び／又は放射線照射によ
りＨＣを微粒子化して捕集する方法（特開平５−９６１
２５号公報）を併せて用いることができる。また、本発
明者が接触角の増加防止のためにすでに提案した別の発
明（特開平５−１５７２８４号、特開平６−３２４号各
公報、特願平５−１４５０７３号）を適宜組合せて用い
ることができる。

【００２１】特に適用分野によっては本発明の吸着材
（塩基性物質を含む吸着材）に、フッ素樹脂をバインダ
とした繊維状ガラスフィルタ（特開平６−３２４号）を
組合せて用いると、有害成分の捕集性能の向上に微粒子
除去性能が加わるので好ましい。すなわち、このような
組合せの場合、前述除塵フィルタが不要となる。基板の
接触角を増加させるＨＣは、前記のように基材の種類や
基板上の薄膜の種類やその状態でＨＣ種類によりその関
与の度合いが異なると考えられる。このような場合、特
性の異なる数種のＨＣ捕集材（吸着材）を組合せて用い
ることにより、幅広い性質（構造）のＨＣを捕集できる
ようになるので利用分野によっては好ましい。

【００２２】有害成分の除去方式の選択は、上記のよう
に、接触角に影響を及ぼす物質は多岐にわたってい
ること、また接触角の増加の防止を行いたい現場の
立地条件（環境により存在する物質の種類や濃度、更に
はクリーンルームの条件）が夫々に異なることから、夫
々の現場に好適な方法、即ち、利用するクリーンルーム
について、汚染物（微粒子、ＨＣ、他の有害成分）の濃
度、種類、適用装置の種類、構造、規模、要求性能・効
率、経済性などで適宜に予備試験を行い決めることがで
きる。媒体が空気の場合に限らず、窒素やアルゴンなど
他の気体に不純物として微粒子状やガス状あるいはミス
ト状の有害物質が含まれる場合も同様に実施できること
は言うまでもない。

【００２３】

【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されない。実施例１本発明の基材又は基板表面の接触角の増加防止方法を、
半導体工場におけるエアーナイフ用の供給空気に適用し
た例を図２に示す。図２において、１はクラス１０，０
００のクリーンルームであり、クリーンルーム１ではク
リーンルーム内空気２が主に除塵フィルタ３−１，３−
２及び吸着材４より成る接触角の増加を防止する装置５
にて処理される。該装置後の空気６は、除塵され、かつ
接触角を増加させるガス状有害成分が除去された清浄化
空気となり、ウエハ洗浄におけるエアーナイフ装置７へ
供給される。

【００２４】クリーンルーム１内の空気２は、外気８を
先ず粗フィルタ９や空気調和器１０で処理を行い、次い
で、ＨＥＰＡフィルタ１１により除塵され、クラス１
０，０００が保持されているが、外気８中の接触角を増
加させるガス状有害成分は、上記粗フィルタ９、空気調
和器１０、ＨＥＰＡフィルタ１１では除去できないた
め、クリーンルーム１内に導入されてしまう。ここでの
接触角を増加させる主たる有害成分は、ＨＣである。次
に接触角の増加を防止する装置５について詳しく述べ
る。微粒子と極低濃度の接触角を増加させる有害成分を
含むクリーンルーム１内の空気２は、先ず粗フィルタ３
−１にて微粒子が除去される。次いで、本発明のケイ酸
塩層に保持された塩基性物質より成る吸着材４により極
低濃度のガス状有害成分が効率良く除去される。

【００２５】除塵フィルタ３−１，３−２は、これらの
フィルタによりクラス１０，０００のクリーンルームに
おける微粒子を効率良く捕集できるものであれば何れで
も良い。通常、粗フィルタ３−１は、ガラス繊維又はテ
フロン繊維フィルタ、また後方の除塵フィルタ３−２は
通常、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタが用いられ
る。後方の除塵フィルタ３−２は、吸着材４からの緊急
時の粒子状物質の流出に対応できるよう設置されてい
る。このようにして、クリーンルーム１中の微量の微粒
子と接触角を増加させる有害成分が接触角の増加を防止
する装置５にて除去され、清浄空気６となりエアーナイ
フ装置７へ供給される。

【００２６】実施例２図３に実施例１のクリーンルームにおいて、ガラス基
板、金属／ガラス基板用接触角増加防止用ストッカ１３
に適用した例を示す。図３において、１４はガラス基
板、金属／ガラス基板の接触角増加防止のために収納す
る空間（収納空間）、５は本発明の除塵フィルタ３−
１，３−２、吸着材４より成る接触角の増加を防止する
装置である。収納空間１４には、該基板を収納空間１４
に出し入れする際に、クリーンルーム１内のクラス１０
０００の微粒子や接触角を増加させるガス状有害成分を
含む空気２が入る。ストッカ１３では、該基板の出し入
れ時の収納空間１４の扉の開閉直後、及び基板の出し入
れがない場合でも２時間毎に、循環ファン１５により、
収納空間１４の空気が本発明の接触角の増加を防止する
装置５に通気されることにより処理される。

【００２７】これにより、収納空間１４の空気は除塵さ
れ、かつ接触角を増加させるガス状有害成分が除去され
た清浄化空気となる。基板の出し入れが無い場合でも一
定時間毎、本例では２時間毎に自動的に収納空間の空気
の処理を行う理由は、ストッカへ（わずかな隙間から）
外の有害成分を含む空気が浸入しても収納空間の清浄度
を絶えず高清浄度に維持するためである。すなわち、該
基板は一度汚染されてしまうと、再び清浄化するには煩
雑な清浄工程による洗浄処理を行う必要があるためであ
る。このようにして、ストッカ１３の収納空間１４は接
触角が増加しない清浄空気（雰囲気）が長時間安定して
維持される。

【００２８】実施例３実施例２のストッカ１３の清浄化における本発明の接触
角の増加を防止する装置５において、除塵フィルタ３−
２が、本発明者らがすでに提案したフッ素樹脂をバイン
ダとした繊維状ガラスフィルタ（特開平６−３２４号）
である場合を図４に示す。図４における符号で、図３と
同一のものは同じ意味を示す。

【００２９】実施例４図３に示した接触角の増加を防止する装置が設置された
ストッカにおいて、該装置により収納空間の空気中の微
粒子及び有害成分の除去を行い、収納空間中の空気にガ
ラス基板を暴露し、接触角の増加について調べた。クリーンルーム；クラス１０，０００除塵フィルタ；入口部、出口部いずれもＨＥ
ＰＡフィルタ有害成分除去吸着材；Ｍｇ（ＯＨ）₂ＭｇＣＯ₃及
びＭｇＯをケイ酸塩に保持させたもの。

【００３０】吸着材の製造方法；３ＭｇＣＯ₃・
Ｍｇ（ＯＨ）₂、ＭｇＯ、ケイ酸塩を５：１：１の割合
（重量比）で混ぜ、水を加えて十分に混合する。次い
で、３００℃で１２時間加熱処理することにより板状吸
着材を作る。これを顆粒状に切断する。吸着材のＳＶ；３，０００（ｈ^-1）クリーンルーム内の非メタン炭化水素濃度；０．８
〜１．０１ｐｐｍ接触角の測定；接触角計ガラス基盤の前処理；洗剤とアルコールで洗浄後、
Ｏ₃発生下で紫外線照射（ＵＶ／Ｏ₃処理）。

【００３１】結果１８０時間暴露した接触角（θ、度）を図５に示す。図
５において、本発明のものは−〇−で示し、また、比較
として、クリーンルームの空気にそのまま暴露したもの
（−●−）、除塵フィルタのみ通した空気（−□−）、
を示す。尚、用いた接触角計の接触角を検出し得る度数
（検出下限の接触角、θ、度）は、３〜４度であり、↓
印は検出限界値を示す。本発明の除塵フィルタと有害成
分除去吸着材を同時に用いたものは、１８０時間後でも
５度程度であった。収納空間の空気中微粒子濃度は、ク
ラス１０以下（測定器：光散乱式パーティクルカウン
タ）で、非メタン炭化水素の濃度は０．１ｐｐｍ以下
（測定器：ガスクロマトグラフ）であった。

【００３２】実施例５実施例４において、除塵フィルタ（出口部）としてフッ
素樹脂バインダのガラス繊維フィルタを用い、同様に試
験し、接触角の増加について調べた。（実施例４におい
て、除塵フィルタ３−２がフッ素樹脂バインダのガラス
繊維フィルタであるもの）

【００３３】結果１８０時間暴露した接触角を図６に示す。図６におい
て、本発明のものは−〇−で示し、また、比較としてク
リーンルームの空気にそのまま暴露したもの（−●−）
を示す。収納空間の空気中微粒子濃度は、クラス１０以
下（測定器：光散乱式パーティクルカウンタ）で、非メ
タン炭化水素の濃度は０．１ｐｐｍ以下（測定器：ガス
クロマトグラフ）であった。除塵フィルタ３−２として
ＨＥＰＡを用いた前述実施例４では、暴露時間が約１５
時間まで接触角が不検出（３〜４度以下）であるのに対
して、本発明の吸着材に、除塵フィルタ３−２としてフ
ッ素樹脂バインダのガラス繊維フィルタを組合せて用い
ると、接触角の不検出となる暴露時間が約８５時間とな
った。これは、本発明の吸着材に本発明者らがすでに提
案した別のタイプの吸着材を組合せると効果が高まるた
めと考えられる。

【００３４】実施例６実施例４における接触角の増加を防止する装置の前に
「酸性ガス吸着材が充填された吸着材充填部」を設置
し、酸洗浄しているクリーンルームで用い、クリーンル
ーム内空気に暴露したガラス基板の接触角と、ストッカ
内で該装置で清浄化した空気に暴露したガラス基板の接
触角を比較した。クリーンルーム；クラス１０，０００除塵フィルタ；入口部、出口部いずれもＨＥ
ＰＡフィルタ有害成分除去吸着材とＳＶ；実施例４と同じ

【００３５】酸性ガス吸着材の充填部の吸着材；活
性炭（添着炭）及びイオン交換繊維（１：１）活性炭部のＳＶ；１，５００（ｈ^-1）イオン交換繊維のＳＶ；１０，０００（ｈ^-1）クリーンルームにおける酸処理；硝酸と硫酸を使用クリーンルームにおいて、クリーンルーム空気をガラス
基板に暴露した空気中、ＮＯｘ、ＳＯｘ、ＮＨ₃濃度
；１０〜２０ｐｐｍ接触角の測定及びガラス基板の前処理は実施例４と同
じ。

【００３６】結果１８０時間暴露した接触角を図７に示す。図７におい
て、本発明のものは−〇−で示す。このとき、収納空間
の空気中微粒子濃度は、クラス１０以下（測定器：光散
乱式パーティクルカウンタ）で、非メタン炭化水素の濃
度は０．１ｐｐｍ以下（測定器：ガスクロマトグラフ）
であった。また、比較としてクリーンルームの空気にそ
のまま暴露したもの（−●−）、また除塵フィルタ及び
有害成分除去吸着材のみのもの（−■−）を示す。

【００３７】実施例７実施例４において、有害成分除去吸着材として下記２種
類の吸着材を用いて、同様に接触角の増加について調べ
た。（１）有害成分除去吸着材−１；Ｍｇ（ＯＨ）₂をケ
イ酸塩に保持させたもの。吸着材の製造方法：Ｍｇ（ＯＨ）₂、ケイ酸塩を
５：１の割合（重量比）で混ぜ、水を加えて十分に混合
する。次いで、３００℃で１２時間加熱処理することに
あり、板状吸着材を作る。これを顆粒状に切断する。

【００３８】（２）有害成分除去吸着材−２；Ｍｇ₄
Ａｌ₂（ＯＨ）₁₂ＣＯ₃・ｎＨ₂Ｏ（ハイドロタルサイ
ト）、ＭｇＯを、ケイ酸塩に保持させたもの。吸着材の製造方法：Ｍｇ₄Ａｌ₂（ＯＨ）₁₂ＣＯ₃
・ｎＨ₂Ｏ、ＭｇＯ、ケイ酸塩を５：１：１の割合（重
量比）で混ぜ、水を加えて十分に混合する。次いで、３
００℃で１２時間加熱処理することにより、板状吸着材
を作る。これを顆粒状に切断する。吸着材のＳＶ；３，０００（ｈ^-1）クリーンルーム内の非メタン炭化水素濃度；０．８
〜１．０ｐｐｍ

【００３９】結果１００時間暴露した接触角（θ、度）を図８に示す。図
８において、吸着材−１は−△−、吸着材−２は−〇−
で示し、また比較として、クリーンルーム空気にそのま
ま暴露したもの（−●−）を示す。収納空間の空気中微
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）で、非メタン炭化水素の濃度は０．１
ｐｐｍ以下（測定器：ガスクロマトグラフ）であった。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば以下のような効果を奏す
る。（１）本発明の方法により気体中の微粒子を除去すると
ともに炭化水素を塩基性物質を含む吸着材で捕集するこ
とによって、清浄な気体が得られる。この清浄化気体を
半導体や液晶などの基材や基板上に暴露しておくと基材
や基板の表面の汚染が防止される。（２）前記において、塩基性物質を担体に保持すること
により、圧力損失が小、処理気体の通気性大、表面積大
の吸着材ができた。これにより実用上効果的な接触角を
増加させる炭化水素の捕集・除去ができた。（３）前記において、塩基性物質をケイ酸塩に保持する
ことにより、炭化水素の捕集がケイ酸塩表面の固体塩基
によるものの他にケイ酸塩の層間においても行えるよう
になったので、炭化水素の捕集除去が一層効果的となっ
た。

【００４１】（４）処理気体中に炭化水素以外に、ＮＯ
ｘ、ＳＯｘ、ＨＦ、ＨＣｌ、ＮＨ₃、アミンなどの有害
成分が、高濃度で含まれる場合は、これら高濃度の有害
成分の除去法（例えば、本発明者が先に提案しているイ
オン交換繊維や活性炭を用いる方法、あるいは紫外線及
び／又は放射線照射を用いる方法）を適宜選択し、それ
を本発明の方法と組合せて行うことによって、汚染物が
幅広く効果的に捕集・除去できた。（５）前記（４）により、本方法の適用分野、適用装置
が広がった。（６）前記により、真に接触角を増加させる有害成分、
濃度に対応した好適な捕集・除去を行うことができた。
それにより実用性が向上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】吸着材による非メタン炭化水素の捕集の模式
図。

【図２】本発明の汚染防止装置を適用したエアーナイフ
装置の概略構成図。

【図３】本発明の汚染防止装置を設置したストッカの概
略構成図。

【図４】本発明の他の汚染防止装置を設置したストッカ
の概略構成図。

【図５】実施例４の暴露時間と接触角の関係を示すグラ
フ。

【図６】実施例５の暴露時間と接触角の関係を示すグラ
フ。

【図７】実施例６の暴露時間と接触角の関係を示すグラ
フ。

【図８】実施例７の暴露時間と接触角の関係を示すグラ
フ。

【符号の説明】

１：クリーンルーム、２：室内空気、３−１，３−２：
除塵フィルタ、４：吸着材、５：汚染防止装置、６：処
理空気、７：エアーナイフ装置、８：外気、９：粗フィ
ルタ、１０：空気調和器、１１：ＨＥＰＡフィルタ、１
２：導入空気、１３：ストッカ、１４：空間、１５：ポ
ンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平７−8752（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 7/04 - 7/06

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【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、該基材又は基板と接触する気体を、該気体中
の微粒子濃度をクラス１０００以下に除塵処理、及び非
メタン炭化水素濃度を０．２ｐｐｍ以下に、ケイ酸塩、
アルミナ、シリカゲル、ゼオライト、炭素繊維、ガラス
繊維から選ばれた１種類以上の担体に保持した塩基性物
質を含む吸着材を用いて吸着処理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。
【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、該基材又は基板と接触する気体を通す、微粒
子をクラス１０００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以下とす
る塩基性物質と、ケイ酸塩、アルミナ、シリカゲル、ゼ
オライト、炭素繊維、ガラス繊維から選ばれた１種類以
上の担体とからなる吸着材を充填した吸着筒である吸着
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。