KR100485918B1

KR100485918B1 - 기체의청정화방법및장치

Info

Publication number: KR100485918B1
Application number: KR1019960046224A
Authority: KR
Inventors: 도시아끼 후지이
Original assignee: 가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1996-10-16
Publication date: 2005-09-14

Abstract

국소공간내에 설치한 기재 또는 기판표면의 오염을 방지하기 위하여 기체를 청정화하는 방법과 장치가 제공된다. 국소공간의 일부에 광촉매를 설치하고, 광촉매에 광을 조사하면서 이것에 피처리기체를 접촉시킴으로써 기체중의 유해가스가 제거된다. 또는 국소공간의 일부에 자외선원과 광촉매와 광전자방출재와 전극으로 구성되는 유닛을 설치하고, 이것에 피처리기체를 통하게 함으로써 기체중의 유해가스와 미립자가 제거된다.

Description

기체의 청정화방법 및 장치

본 발명은 국소공간 속의 기재 또는 기판표면의 오염을 방지하기 위하여 기체를 청정화하는 방법과 장치에 관한 것으로 특히 반도체제조나 액정제조 등의 첨단산업에 있어서의 원재료, 반제품, 완제품의 기재나 기판표면의 오염방지에 관한 것이다.

본 발명의 기체청정화방법과 장치의 적용개소의 예로서는 반도체제조공장, 액정제조공장, 정밀기계제조공장 등에 있어서의 클린룸내의 공간, 클린박스, 귀중품의 보관고, 웨이퍼보관고(웨이퍼수납박스), 귀중품의 밀폐반송공간, 각종 기체의 존재하 또는 감압하나 진공하에서의 깨끗한 밀폐공간, 반송공간, 세정장치로의 공급기체를 포함하는 공간, 에어나이프용 공기공급장치, 인터페이스 장치로의 주고받는 공간이 있다.

반도체제조공장에서의 클린룸에서는 미립자(입자상물질)나 자동차의 배기가스, 민생품으로서 널리 사용되고 있는 각종 수지제품으로부터의 탈가스 등에 기인하는 공기중의 메탄 이외의 지극히 낮은 농도의 탄화수소(H.C) 등의 가스상물질이 오염물질로서 문제가 된다.

특히 클린룸에 설치되어 있는 필터로는 H.C를 제거할 수 없기 때문에, 외기중의 H.C가 클린룸에 도입되나, H.C는 통상의 공기(실내공기 및 외기)중의 지극히 낮은 농도의 것이 가스상유해성분으로서 오염을 초래하기 때문에 제거할 필요가 있다. 또 최근에는 클린룸의 구성재인 고분자수지류로부터의 탈가스도 H.C의 발생원으로서 문제가 되고 있다. 즉, 현재의 큰방 방식의 클린룸의 사용에는 비용이 많이 드는 문제가 있기 때문에 앞으로의 청정화기술에 있어서는 국소공간(스케일이 축소된 제어공간)을 고청정화하는 방식이 필요하게 될 것으로 생각된다. 그러나 국소공간에서는 현재의 클린룸에 비해 플라스틱, 시일재, 접착제 등의 고분자재료의 사용비율이 증가하기 때문에 이들 고분자재료로부터의 H.C의 탈가스가 오염원으로서 문제가 된다. 또 클린룸에서의 작업에 이용하는 각종 용매(알코올, 케톤류 등)에 기인하는 H.C도 농도가 높아지면 오염물로서 문제가 된다.

즉, 클린룸에 있어서는 H.C의 발생원으로서 외기로부터 도입된 H.C에 더하여 클린룸내에서 발생한 H.C가 가해지기 때문에, 외기에 비해 클린룸 속의 H.C의 고농도가 되어 기재나 기판의 표면을 오염시킨다.

미립자(입자상물질)가 웨이퍼, 반제품, 완성품의 기판표면에 부착하면, 기판 상의 회로(패턴)의 단선이나 단락을 일으켜 결함을 발생시킨다. 한편, H.C가 기판 표면에 부착하면, 기판과 레지스트와의 친화성(친밀성)이 저하된다. 친화성이 저하하면, 레지스트의 막두께가 불균일하게 되거나 기판과 레지스트의 밀착성이 저하한다. 따라서 오염물질로서 HC는 반도체제품의 생산성(수율)을 저하시킨다. 특히 최근에는 에너지절약을 목적으로하여 클린룸내의 공기의 순환량을 많게 하기 때문에 클린룸 내의 H.C는 농축되어 외기에 비해 상당히 고농도로 되어 있어 기재나 기판에 부착하여 그 표면을 오염시킨다.

이 표면 오염의 정도는 기재나 기판의 접촉각으로 나타낼 수 있는데, 오염이 심하면 접촉각이 크다. 접촉각이 큰 기판은 그 표면에 성막하여도 막의 부착강도가 약하여 수율의 저하를 초래한다. 여기에서 말하는 "접촉각"이란 물에 의한 젖음의 접촉각을 말하며, 기판표면의 오염의 정도를 나타내는 것이다. 즉 기판표면에 소수성(疏水性)(유성)의 물질이 부착하면, 그 표면은 물을 튕겨내게 되어 젖기 어렵게 된다. 그러면, 기판표면과 물방울의 접촉각은 커진다. 따라서 접촉각이 크면, 오염도가 높고, 반대로 접촉각이 작으면 오염도가 낮다.

종래의 클린룸의 공기를 정화하는 방법으로는 크게 나누어 (1) 기계적여과방법(HEPA 필터 등), (2) 정전적으로 미립자(입자성물질)의 포집을 행하는 고전압에 의한 하전 또는 도전성필터에 의한 여과방식(HESA필터 등)이 있다. 이들 방식은 모두 미립자(입자성물질)의 제거를 목적으로 하고 있어, 메탄이외의 탄화수소(H.C)와 같은 접촉각을 증대시키는 가스상의 오염물질의 제거에 대해서는 효과가 없다.

한편, 가스상의 오염물질인 H.C의 제거법으로서는 연소분해법, O₃분해법 등이 알려져 있다. 그러나 이들 방법은 클린룸으로의 도입공기중에 존재하는 지극히 낮은 농도의 H.C의 제거에는 효과가 없다.

본 발명자들은 기재 또는 기판표면의 오염을 방지하는 방법 및 장치로서 접촉각의 증대를 방지하기 위하여 흡착제나 흡수재 등을 이용하는 방법 및 장치를 이미 제안하였다(일본국 특개평 5-157284호, 특개평 6-324호, 특개평 7-8752호 각 공보). 이들 방법 및 장치에서는 H.C의 제거에 흡착재나 흡수재를 이용하고 있기 때문에 페기물이 발생한다는 문제가 있었다. 그래서 이들에 대하여 제진수단과 광촉매에 의하여 탄화수소를 분해하는 수단을 이용하는 방법 및 장치를 제안하였다(특개평 7-57981호 공보). 이 방법 및 장치는 적용분야에 따라서는 유효하나, 클린룸에 있어서의 실용성을 더욱 증가시키기 위하여 한층 개선할 필요가 있다.

그래서 본 발명의 과제는 클린룸으로의 도입공기중에 존재하고, 또한 클린룸 내에서 발생하는 기재 및 기판표면의 접촉각을 증대시키는 H.C 를 효과적으로 또한 간편하게 제거하고, 또는 접촉각의 증대에 관여하지 않는 H.C로 변환하는 것을 가능하게 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 있어서는 제 1실시형태로서 밀폐된 국소공간내에 설치한 기재 또는 기판표면의 오염을 방지하기 위하여 기체를 청정화하는 방법으로서, 상기 공간내에 광촉매가 공간용적 1㎥당 50~50000㎠의 표면적으로 설치되고, 탄화수소를 포함하고 있는 상기 기체를 광이 조사되는 상기 광촉매와 접촉시킴으로써 비메탄 탄화수소의 농도를 0.2ppm이하로 정화한 후, 상기 기체를 상기 기재 또는 기판의 표면에 노출시키는 것을 특징으로하는 방법이 제공된다. 국소공간은 특히 클린룸이며, 그 일부가 유기물로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 조사하는 광원은 예를 들어 형광등이다. 바람직한 광촉매로서는 TiO₂, 또는 TiO₂에 Pt, Ag, Pd, RuO₂, Co₃O₄에서 선택된 일종 이상을 첨가한 것이다. 또 광촉매는 광원의 표면에 박막상으로 형성되어 있고, 양자가 일체화되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 제 2실시형태는 유해가스 및 미립자를 포함하는 기체를 청정화하는 방법으로서, 자외선원을 광촉매와 광전자방출재와 전극으로 둘러싸 일체화하여 유닛으로 한 장치를 상기 기체가 존재하는 공간속에 설치하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다음의 4가지 식견에 의거하여 이루어졌다. 즉 ;

(1) 통상의 공기(외기)중에는 가스상유해성분으로서 NOx, SOx, HCl과 같은 산성가스, 암모니아, 아민과 같은 알칼리성 가스 및 탄화수소(H.C)가 존재하고, 클린룸에 설치되어 있는 필터에 의해서는 이들 가스상 유해성분의 포집은 할 수 없기 때문에 이들 유해가스는 클린룸으로 도입된다. 이중, 통상 공기중의 농도레벨의 경우, H.C가 웨이퍼 등의 기판의 접촉각의 증대에 관여하는 정도가 가장 크다(공기 청정, 제 33권, 제 1호,p16 내지 21, 1955).

(2) 적어도 일부가 유기물(예를 들어 고분자수지)로 구성되는 클린룸에 있어서는, 유기물로부터 극히 미량의 유기성가스(예를 들어 H.C)가 발생하여 클린룸 내의 수용물(웨이퍼나 유리기판 등의 원료나 반제품)을 오염시킨다. 즉 클린룸에 있어서는 적어도 그 일부에 유기물(예를 들어 플라스틱용기, 패킹재, 시일재, 접착제, 벽면의 재료)을 사용하고 있어 이들 유기물로부터 극히 미량의 유기성가스가 발생한다. 예를들어 시일재로부터는 실록산, 수용용기의 재료인 플라스틱으로부터는 프탈산에스테르 등이 발생한다. 이들 유기성가스의 발생량은 극히 적으나. 폐쇄계인 클린룸내에 갇히게 된다. 특히 최근의 클린룸에서는 에너지절약을 목적으로 하여 공기를 순환사용하는 일이 많기 때문에 이와같은 일이 생긴다. 따라서 유기성가스의 농도는 서서히 높아져 클린룸내의 수용물상에 부착하여 악영향을 준다. 이와같이 클린룸내의 H.C는 외기로부터 도입되는 H.C에 내부에서 발생하는 가스가 더해지기 때문에 다성분 또한 고농도가 되어 최근에는 클린룸은 H.C와 관련하여 "더티룸"이라고 불리우며 효과적인 H.C처리법이 필요하게 되었다.

(3) 본 발명의 대상분야인 첨단산업에 있어서는 종래는 입자상물질의 제거만으로 충분하였으나, 제품이 고품질화 또한 정밀화되어 가스상물질, 특히 H.C의 영향을 받게 되어 있다.

(4) 비메탄 탄화수소는 통상의 공기(실내공기 및 외기)중의 농도로 오염을 초래한다. 또 각종 비메탄 탄화수소중 접촉각을 증대시키는 성분은 기재의 종류(웨이퍼, 유리재 등)나 기판상의 박막의 종류, 성상에 따라 다르다고 생각된다. 본 발명자는 예의 검토한 결과, 비메탄 탄화수소를 지표로하여 이것을 광촉매를 이용하여 0.2ppm이하, 바람직하게는 0.1ppm이하 까지 제거하면 효과가 있는 것을 발견하였다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

광촉매에 의한 청정화

본 발명의 제 1실시형태는 국소공간에 있어서의 유기성가스에 의한 오염을 방지하기 위하여 기체를 청정화하는 방법으로서 상기 국소공간의 일부를 광촉매로 구성하고, 상기 광촉매에 광을 조사하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1실시형태에 관한 정화장치의 주요성분을 나타내는 개략구성도이다. 도 1에 있어서, 광원(1)의 표면에 광촉매(2)가 박막상으로 형성되어 일체화되어 있다. 이 정화장치에 있어서는 광원(1)으로서 예를 들어 자외선램프를 이용하고, 또 광촉매로서는 예를 들어 TiO₂가 사용되고 있다. 광촉매(2)는 광원(1)으로부터의 광을 흡수하여 광촉매작용을 발휘한다. 이 일체화한 정화장치를 이용하는 이외에 밀폐공간내에 공간용적 1㎥당 50 내지 50000㎠의 표면적을 가지는 광촉매를 광원과 분리하여 설치하고, 광촉매에 광을 조사하여도 좋다.

광촉매는 광조사에 의해서 여기되고, 접촉각의 증대에 관여하는 유기성가스(비메탄 탄화수소)를 접촉각의 증대에 관여하지 않는 형태로 분해하거나 또는 기판 표면에 부착하여도 영향을 미치지 않는 안정된 형태로 변환하는 것이면 어느것이라도 좋다. 통상, 반도체재료가 효과적이며, 용이하게 입수할 수 있고, 가공성도 좋기 때문에 바람직하다. 효과나 경제성면에서 Se, Ge, Si, Ti, Zn, Cu, Al, Sn, Ga, In, P, As, Sb, C, Cd, S, Te, Ni, Fe, Co, Ag, Mo, Sr, W, Cr, Ba, Pb중 어느 하나, 또는 이들의 화합물, 또는 합금, 또는 산화물이 바람직하며, 이들을 단독으로 또는 2종이상을 복합하여 사용한다. 예를 들어 화합물로서는 AlP, AlAg, GaP, AlSb, GaAs, InP, GaSb, InAs, InSb, CdS, CdSe, ZnS, MoS₂, WTe₂, Cr₂Te₃, MoTe, Cu₂S, WS₂ 산화물로서는 TiO₂, Bi₂O₃, CuO, Cu₂O, ZnO, MoO₃, InO₃, Ag₂O, PbO, SrTiO₃, BaTiO₃, Co₃O₄, Fe₂O₃, NiO 등이 있다.

또 광촉매작용의 향상을 위하여 상기 재료에 Pt, Ag, Pd, RuO₂, Co₃O₄ 등을 가하여도 된다. 이들 물질을 첨가함으로써 광촉매에 의한 H.C분해작용이 촉진된다. 이들을 단독으로 또는 2종 이상을 복합하여 첨가하여도 된다. 통상,첨가량은 광촉매에 대하여 0.01 내지 10중량％이며, 첨가물질의 종류나 요구성능 등에 따라 예비실험을 행하여 농도를 적절히 선택할 수 있다. 첨가방법은 함침법, 광환원성, 스퍼터링법, 혼련법등 주지수단을 적절히 이용할 수 있다.

광촉매를 판상, 솜상, 망상, 벌집상, 막 시이트상 또는 섬유상 등의 적당한 재료에 코팅하거나 또는 싸거나 또는 끼워넣어 유닛내에 고정하여도 된다. 예를 들어 세라믹, 불소수지, 유리재에 졸-겔법, 소결법, 증착법, 스퍼터링법 등의 주지의 부가수단에 의하여 고정한다. 예를 들어 유리재나 알루미나판에 TiO₂를 졸-겔법에 의하여 고정한다.

또 광촉매와 광원을 일체화하여도 되고, 그것을 위한 고정도 졸-겔법, 소결법, 증착법, 스퍼터링법 등에 의하여 행한다. 이 경우의 광촉매의 두께는 광촉매가 광원으로부터의 광을 흡수하고, 표면(램프와 반대면)의 광촉매가 활성화할 필요가 있기 때문에 박막상으로 램프의 광이 광촉매표면에 도달하는 정도의 두께가 바람직하다.

광촉매를 밀폐공간중에 공간용적 1㎥당 10㎠이상의 표면적으로 설치하면, 공간중의 탄화수소는 광촉매에 순차 접촉하여 효과적으로 분해된다. 공간용적 1㎥당 50㎠이상의 표면적으로 설치하면 특히 효과적이다. 면적이 넓을수록 효과적이나 비용, 유지관리, 효과 등을 고려하면, 면적의 넓이에는 한계가 있다. 실용상 바람직한 면적은 50 내지 50000㎠, 더욱 바람직하게는 100 내지 10000㎠의 범위이다.

광촉매는 밀폐공간의 벽면부나 천정부의 한 곳 또는 여러 곳에 설치하면 좋다.

광원으로서는 광조사에 의하여 광촉매에 광촉매작용을 발현시키는 것이면, 어느것이라도 좋다. 광촉매작용에 의한 H.C의 분해는 광촉매의 종류에 따른 광흡수영역의(파장영역의) 광을 광촉매에 조사하면서 피처리기체를 광촉매에 접촉시킴으로써 일으킬 수 있다. 광촉매의 주된 광흡수영역을 이하에 예시한다(단위는 ㎚).

. Si :＜1100, Ge:＜1825, Se:＜590, AlAs:＜517, AlSb:＜827, GaAs:＜886, InP:＜992, InSb:＜6888, InAs:＜3757, CdS:＜520, CdSe:＜730, MoS₂:＜585, ZnS:＜335, TiO₂:＜415, ZnO:＜400, Cu₂O:＜625, PbO:＜540, Bi₂O₃:＜390.

광원으로서는 가시광선 또는 자외선, 특히 후자를 사용하는 것이 바람직하다. 자외선은 예를 들어 수은등, 수소방전관, 라이만방전관, 크세논방전관 등을 광흡수영역에 따라 사용한다. 통상, 수은등이 비용, 효과, 간편한 형상 등의 점에서 바람직하다.

접촉각을 증대시키는 유기성가스(H.C)는 통상 C₁₆ 내지 C₂₀인 고분자량의 H.C, 예를 들어 프탈산에스테르, 고급지방산 페놀유도체이다. 그와 같은 유기성가스의 작용은 기판(웨이퍼, 유리재 등)이나 기판상의 박막의 종류, 성상에 따라 다르나, 본 발명자들의 연구에 의하면, 다음과 같이 생각할 수 있다. 즉, 통상의 클린룸에 있어서의 기판표면의 접촉각을 증대시키는 유기성가스(H.C)는 고분자량의 H.C가 주된 것이고, 그 구조로서 -CO, -COO 결합(친수성을 가진다)을 가지는 것이다. 이 H.C는 이 친수부(-CO, -COO결합부)를 가지는 소수성물질(H.C의 기본구조의 -C-C- 부분)로 생각할 수 있다. 유기성가스의 -CO, -COO결합부가 웨이퍼나 유리표면의 OH기와 수소결합하고 그 상부는 소수면으로 되어 그 결과, 웨이퍼나 유리표면은 소수성이 되어 접촉각이 커지며, 그 표면에 성막한 막의 부착력은 약하다.

유기성가스가 존재하는 분위기에 광촉매를 설치하면, 먼저 광촉매의 표면의 웨이퍼나 유리표면과 마찬가지로 유기성가스가 흡착한다. 이어서 그 가스의 활성부인 -CO, -COO결합부가 광촉매로의 광의 조사에 의하여 생기는 광촉매작용에 의하여 다른 안정한 형태로 변환된다. 그결과, 유기성가스는 안정된 형태가 되어 웨이퍼나 유리기판상에 부착하지 않거나 또는 부착하여도 소수성은 나타나지 않는다. 즉 고분자량의 유기성가스는 광촉매에 의하여 저분자량의 가스로 분해된다.

기판을 오염하는 이들 유기성가스의 발생원은 고분자제품의 가소제, 이형제, 산화방지제 등이다(「공기청정」제 33권, 제 1호, p16 내지 21, 1995).

본 발명은 통상의 클린룸에서의 공기중을 비롯, 각종 기체중 예를 들어 질소나 아르곤중에서도 마찬가지로 적용할 수 있다. 또 H.C이외의 가스상 유해성분, 예를 들어 NOx, NH₃, S 또는 N 을 함유하는 취기성성분이 불순물로서 허용농도이상의 높은 농도로 포함되는 경우도 그와 같은 가스상 유해성분의 제거에 대하여 본 발명을 마찬가지로 적용할 수 있다. 즉 클린룸내에 산이나 알칼리성물질이 고농도로 존재하는 경우, 그것은 예를 들어 산이나 알칼리성물질을 이용한 세정공정에 있어서 발생한 NOx 나 NH₃가 클린룸으로 유입하고 있는 경우이나, 이들 가스상의 오염 물질의 농도에 의해서는 상기한 접촉각의 증대에 관여한다. 그와 같은 경우, 가스상의 오염물도 광촉매에 의한 작용에 의하여 처리된다. 예를 들어 NOx는 산화되어 질산의 형태로 포집, 제거되어 접촉각을 증대시키지 않는 청정기체가 된다.

본 발명의 장치를 이용하는 환경에 있어서, 가스상 유해성분 뿐만아니라 미립자농도도 높은 경우는 주지의 필터방식이나 본 발명자가 이미 제안한 광전자를 이용하는 미립자제거방식(예를 들어 특공평 3-5859호, 특개평 4-171061호, 특개평 5-138070호)를 동시에 이용할 수 있다. 예를 들어 미립자농도가 높으면, 적용장치에 의해서는 광접촉의 표면에 미립자가 부착하여 성능열화를 야기하는 일이 있다. 이와같은 경우, 미립자의 제거를 동시에 행하는 것이 바람직하다.

본 발명이 적용되는 밀폐공간이란 "국소공간"이라고도 불리우며, 기본적으로 폐쇄된 공간이며, 또는 기본적으로 닫혀진 시스템이다. 이 경우, 리크 등에 의하여 외부로부터 다소의 기체의 출입이 있는 공간도 포함된다. 또 이 공간은 대기압하 이외에 가압하, 감압하, 진공하에 있어도 된다.

도 2는 클라스 10000의 반도체제조공장의 클린룸에 있어서의 클라스 10의 국소 고클린화존에 설치되어 있는 웨이퍼보관고(웨이퍼수납스태커)의 개략구성도이다. 클린룸에는 외기로부터 도입되는 H.C에 더하여 클린룸구성재로부터의 탈가스로서의 비메탄 탄화수소가 1.0 내지 1.5ppm존재한다. 따라서 클린룸에는 웨이퍼의 H.C에 의한 오염을 방지하기 위한 웨이퍼보관고(3)가 설치되어 있다. 웨이퍼보관고(3)에는 웨이퍼(4)가 수납된 웨이퍼캐리어(5)를 보관고(3)에 출입할 때마다 즉 보관고(3)의 문짝을 개폐할 때마다 클린룸으로부터 비메탄 탄화수소(H.C)(6)가 침입한다. H.C는 자외선램프(1)의 표면에 광촉매제(2)로서 TiO₂가 박막상으로 부가된(광원과 광촉매가 일체화된)장치(A)에 의하여 분해, 처리된다. 즉 보관고(3)의 개폐에 의하여 클린룸에 있어서의 1.0 내지 1.5ppm 의 H.C가 보관고(3)에 침입하나. 이 H.C를 포함하는 공기는 공기의 흐름(7-1, 7-2, 7-3)에 의하여 장치(A)에 있어서의 광촉매(2)에 접촉한다. 그리고 H.C는 0.2ppm이하, 바람직하게는 0.1 ppm이하까지 분해된다. 자외선조사된 광촉매(2)의 상하에는 약간의 온도차가 생기고 이것에 의하여 보관고(3)의 공기에 상하의 흐름(순환류)이 생기며, 공기는 광촉매에 순차 접촉하여 H.C가 효과적으로 처리된다. 8은 차광재이며, 자외선램프(1)로부터 약간의 리크자외선이 웨이퍼(4)로의 조사를 막는다. 이와같이 하여 웨이퍼(기판)가 존재하는 피청정공간부(B)는 청정화된다.

도 3은 반도체제조공장에 있어서의 클라스 1000의 클린룸에서의 에어나이프용 공급공기의 정화에 적용한 예이다. 클린룸에 있어서의 공기(9)는 초벌필터(10),H.C 를 분해하는 광촉매(2), 광촉매에 자외선조사를 행하는 자외선램프(1) 및 제진필터(11)로 이루어지는 오염방지장치(12)에 의하여 처리된다. 공기(9)는 장치(12)를 통과한 후에는 제진되고 또한 H.C성분이 분해된 청정한 공기(13)로 되어 있어 웨이퍼를 세정하기 위한 에어나이프장치(14)에 공급된다. 클린룸에는 외기로부터 도입된 H.C에 더하여 클린룸의 구성재로부터의 탈가스로서 H.C가 1.1 내지 1.3ppm존재한다. 따라서 공기(9)는 먼저 초벌필터(10)에 의하여 제진된다. 이 필터는 클린룸에서 발진이 있을 경우, 먼지(입자상물질)에 의하여 광촉매가 물리적으로 오염되어 성능열화하는 것을 방지하기 위하여 설치되어 있다. 이어서 H.C 는 봉상의 자외선램프(1)의 표면에 광촉매(2)로서 TiO₂가 박막상으로 부가된 장치(A)에 의하여 H.C를 지표로하여 0.2ppm이하, 바람직하게는 0.1ppm 이하까지 분해된다. 이로써 접촉각의 증대에 관여하는 분자량이 큰 H.C 및 활성인 H.C는 H.C의 종류에 따라 접촉각을 증대시키지 않는 분자량이 작은 H.C 또는 이산화탄소나 물로 분해된다. 제진필터(11)는 클린룸내의 클라스 1000 농도의 미립자 및 긴급시에 H.C분해부 또는 그 주변으로부터의 유출미립자를 효율좋게 포집하기 위한 것으로,(제진부)ULPA필터를 사용하고 있다. ULPA필터에 의하여 미립자가 클라스 10이하까지 제거된다. 이와같이 하여 기판의 접촉각을 증대시키지 않는 청정공기(13)가 얻어져 에어나이프장치(14)에 공급된다.

도 4에 나타내는 개략도에 의하여 클라스 10000의 반도체공장의 클린룸에 있어서의 클라스 10의 국소 고클린화영역에 설치되어 있는 웨이퍼보관고(웨이퍼수납스태커)의 공기청정화를 설명한다. 도 4중, A부는 본 발명의 광촉매에 의한 H.C분해부, B는 웨이퍼의 수납부(피청정공간부)를 나타낸다. 클린룸에는 외부로부터 도입되는 H.C에 더하여 클린룸구성재로부터 탈가스된 비메탄 탄화수소가 1.0 내지 1.5 ppm존재한다. 따라서 클린룸내에 웨이퍼로의 H.C오염을 방지하기 위하여 웨이퍼보관고(3)가 설치되어 있다. 웨이퍼보관고(3)에는 웨이퍼(4)가 수납된 웨이퍼캐리어(5)를 출입할 때마다 즉 보관고(3)의 문짝을 개폐할 때마다 클린룸으로부터 비메탄 탄화수소(H.C)(6)가 침입한다. H.C(6)는 자외선램프(1)의 조사를 받은 광촉매(2)로 분해처리되어 웨이퍼(4)가 수납된 피청정공간(B)은 청정화된다. 즉 보관고(3)의 개폐에 의하여 클린룸내의 1.0 내지 1.5 ppm의 H.C가 보관고(3)내로 침입하나, H.C를 포함하는 공기는 공기의 흐름(7-1, 7-2, 7-3)에 의하여 본 발명의 H.C분해부(A)에 있어서 광촉매(2)와 접촉하고, H.C 는 0.2ppm이하, 바람직하게는 0.1ppm이하까지 분해된다. 자외선조사된 광촉매(2)의 상하에는 약간의 온도차가 생기고, 이것에 의하여 보관고(3)내의 공기에 상하의 흐름(순환류)이 생겨 공기는 순차 광촉매(2)에 접촉하여 H.C는 효과적으로 처리된다. 이로써 접촉각의 증가에 관여하는 분자량이 큰 H.C는 접촉각이 증가하지 않는 분자량이 작은 H.C 또는 이산화탄소나 물로 분해된다. 8은 차광재로서 자외선램프(1)로부터의 약간의 리크자외선의 웨이퍼(4)로의 조사를 방지한다. 15는 반사면으로서 자외선램프(1)로부터의 방사자외선을 반사하여 효과적으로 광촉매재(2)에 조사한다. 이와같이 하여 웨이퍼(기판)(4)가 존재하는 피청정공간부(B)는 청정화된다. 본예에 있어서의 광촉매재(2)는 알루미늄판에 TiO₂를 부가한 것으로, 공간용적 1㎥당 1000㎠의 표면적으로 설치되어 있다.

도 5는 도 4에 나타내는 장치의 변형예이며 석영유리판에 TiO₂를 부가하여 광촉매재(2)를 형성한 것이다. 본예의 광촉매재(2)는 공간용적 1㎥당 2000㎠의 표면적으로 설치되어 있다.

도 6은 도 4에 나타내는 장치의 변형예로서 불소수지시이트에 TiO₂를 부가하여 광촉매재(2)를 형성하고, 자외선램프(1)를 보관고(3)내에 설치한 것이다. 본예의 광촉매재(2)는 공간용적 1㎥당 4000㎠의 표면적으로 설치되어 있다.

도 7은 도 6에 나타낸 장치 변형예이고, 광촉매재(2)를 복수의 벽면에 설치한 것이다. 본예의 광촉매재(2)는 공간용적 1㎥당 10000㎠의 표면적으로 설치되어 있다. 도 8은 클라스 100000의 클린룸(고청정으로 하지 않는 클린룸)내에서의 반도체제조에 있어서의 웨이퍼반송공정을 나타내는 개략도이다. 웨이퍼는 A공정에서 B공정으로 장치(30)에 의하여 반송되어 A공정과 B공정의 도중에 웨이퍼보관고(3)를 구비하고 있다.

도 9는 반송장치(30)의 단면도이다. 도 9에 있어서, 광촉매(2)로서 TiO₂가 국소공간인 반송장치(30)의 벽면의 유리판상에 피복되어 있다. 반송장치(30)는 웨이퍼(4)의 반송을 행하기 위한 구동장치(22), 광촉매(2), 자외선램프(1), 자외선의 반사면(15), 벽재(18)로 구성되어 있다. 반송장치(30)내에 있어서의 접촉각을 증가시키는 유기성가스(19)는 자외선램프(1)에 의하여 조사되고, 광촉매(2)에 의하여 접촉각을 증가시키지 않는 저분자량의 가스(20)로 변환된다. 광촉매(2)에 자외선을 조사하면, 광촉매(2)의 상부와 하부에는 약간의 온도차가 생긴다. 그것에 의하여 반송장치(30)내의 공기에 상하의 흐름(순환류)이 생기고, 공기는 순차 광촉매에 접촉하여 처리된다. 도 9중 화살표는 공기의 흐름을 나타낸다. 또한 접촉각을 증가시키는 유기성가스는 클린룸의 구성재나 기구류에 있어서의 실리콘시일재나 플라스틱류 및 반송장치의 시일재와 패킹재로부터 생긴 프탈산에스테르와 고급지방산이라고 추정된다.

도 10은 도 9에 나타내는 장치의 변형예이다. 자외선램프(1)로부터의 자외선이 웨이퍼에 조사되는 것을 방지하기 위하여 차광재(8)가 설치되어 있다.

도 11은 도 8에 있어서의 웨이퍼보관고(3)를 나타낸다. 보관고(3)에 있어서 웨이퍼캐리어(5)에 웨이퍼(4)가 수납되어 있다. 벽재(18)의 일부에 광촉매(2)가 설치되고, 광촉매(2)에는 자외선램프(1)로부터 자외선이 조사되어 있다. 보관고(3)에 있어서는 그 구성부에 패킹재(플라스틱)와 시일재를 사용하고 있기 때문에 웨이퍼상에 부착하면, 접촉각의 증가를 초래하는 극히 미량의 유기성가스(19)가 발생하나, 광촉매(2)에 의하여 처리되어 무해화된다. 또 조작조건에 따라서는 접촉각을 증가시키는 비메탄 탄화수소를 포함하는 클린룸의 공기가 보관고(3)내로 침입하나, 마찬가지로 처리되어 무해화된다.

도 12는 클라스 100000의 클린룸내에서 성막장치의 속을 이동하는 웨이퍼카세트를 나타낸다. 웨이퍼카세트(웨이퍼수납박스)(40)에 웨이퍼(4)를 수납하여 복수의 성막장치속을 순차 이동시켜 성막을 행한다. 웨이퍼카세트(40)의 벽재(18)의 일부에 광촉매(2)가 설치되고, 광촉매(2)에는 자외선램프(1)로부터 자외선이 조사되고 있다. 광촉매(2)로서 TiO₂가 유리판에 피복되어 있다. 웨이퍼카세트는 플라스틱질이기 때문에 극히 미량의 유기성가스(19)가 발생하나, 광촉매(2)에 의하여 처리되어 무해화가스(20)로 변환된다.

도 13은 도 12에 나타내는 장치의 변형예이다. 자외선램프(1)로부터의 자외선이 웨이퍼(4)에 조사되는 것을 방지하기 위하여 차광재(8)가 설치되어 있다.

도 14는 본 발명의 오염방지장치를 설치한 클린룸의 개략구성도이다. 클라스 100의 전면수직층류방식에 의하여 반도체를 제조하는 클린룸(50)에 있어서, 클린룸의 벽면(31) 및 반도체제조장치(36)의 측면(32)의 각각에 광촉매를 설치하고, 형광등(37)에 의하여 광촉매에 광을 조사하고, 클린룸내의 공기중의 유기성가스(H.C)의 처리를 행한다. 클린룸(50)내에 있어서 주로 팬필터유닛(33)의 ULPA필터(35)에 의하여 미립자가 제거되고, 클라스 100이 유지된다. 제조장치(36)에 의하여 웨이퍼의 성막이 실시된다. 클린룸(50)내에서는 클린룸의 구성재(예를 들어 ULPA필터의 시일재, 클린룸의 시일재, 접착제, 합성수지 등)나 제조장치를 구성하고 있는 고분자재료(예를 들어 웨이퍼카세트)로부터 극히 미량의 H.C가 발생한다. 이 발생한 H.C 는 ULPA필터(35)로는 포집, 제거할 수 없기 때문에 광촉매를 설치하고 있지 않는 경우는 클린룸(50)내의 H.C농도는 서서히 높아진다. 즉 클린룸(50)내의 공기는 에너지절약을 목적으로 하여 공조기와 순환팬(34)에 의하여 순환사용되기 때문에 클린룸(50) 내에서의 H.C농도는 높아진다. 광촉매는 클린룸의 벽면(31)과 제조장치(36)의 측면(32)에 설치된다. 광촉매에 의한 형광등(37)으로부터 광이 조사되고, 이로써 광촉매작용을 발휘하여 H.C는 접촉각의 증가에 관여하지 않는 저분자량의 가스로 변환된다. 본 예에서는 광촉매는 클린룸의 벽면과 장치의 측면에 고정되어 있으나, 클린룸의 구조에 따라서는 형광등(37)에 직접 피복할 수도 있다. 여기에서 이용한 광촉매는 TiO₂이며, Al₂O₃상에 TiO₂를 부가하였다. 도면중 화살표는 기류의 방향을 나타낸다.

도 15는 반도체를 제조하기 위한 터널방식의 클린룸(50)을 나타낸다. 클린룸의 벽면(31)과 제조장치의 측면(32)의 각각에 광촉매를 설치하고, 클린룸내 공기중의 유기성가스(H.C)의 처리를 행한다.

A는 장치영역, B는 작업영역이며, 양자가 구분되어 있어 작업영역(B)에서는 클라스 1000, 장치영역(A)에서는 클라스 10이 유지되어 고청정한 환경에서 제품이 제조된다. 클린룸(50)은 주로 장치영역(A)용의 팬필터유닛(33), 작업영역(B)용의 팬필터유닛(38), 공조기와 순환팬(34)으로 구성되어 있으며, 팬필터유닛(33)의 ULPA필터(35), 팬필터유닛(38)의 HEPA필터(39)에 의하여 미립자(입자성물질)가 제거된다. 한편 유기성가스는 도 14의 클린룸과 같은 원인에 의하여 발생하고 있으나, ULPA와 HEPA 필터에 의해서는 유기성가스는 제거할 수 없다. 또 클린룸(50)내의 공기는 에너지절약을 목적으로 하여 공조기와 순환팬(34)에 의하여 클린룸(50)내에서 순환사용되기 때문에 본 발명의 광촉매의 설치가 없는 경우는 클린룸(50)내의 공기중의 H.C농도는 서서히 높아진다. 광촉매는 클린룸의 벽면(31)과 제조장치(36)의 측면(32)에 설치되고, 광촉매에는 형광등(37)으로부터의 광이 조사되어 이로써 광촉매작용을 발휘하고, H.C 는 접촉각의 증가에 관여하지 않는 저분자량의 가스로 변환된다. 본예의 광촉매는 주로 TiO₂이며, Al₂O₃상에 TiO₂와 2wt％의 Pt를 부가한 것이다.

도 16은 도 14에 나타내는 장치의 변형예이다. 광촉매에의 광의 조사를 형광등(37)에 더하여 전용의 자외선램프(저압수은등)(1)를 이용하여 행하고 있다. 15는 자외선램프(16)로부터의 자외선을 광촉매에 효율좋게 조사하기 위한 반사면을 나타낸다.

실시예 1

도 2에 나타내는 구성의 웨이퍼보관고에 하기 시료가스를 넣고 광촉매에 자외선조사를 행하여 보관고에 수납한 웨이퍼상의 접촉각 및 웨이퍼에 성막한 Cr막의 웨이퍼와의 친밀성(부착력)을 측정하였다. 또 보관고내의 웨이퍼에 흡착한 탄화수소를 동정하고 보관고중의 비메탄 탄화수소의 농도를 조사하였다. 또 비교로써 광촉매재가 없는 경우도 똑같이 조사하였다.

보관고의 크기 ; 80리터

광원 ; 케미컬램프 6W(360㎚에 피크)

광촉매재 ; TiO₂

광원에의 광촉매재의 부가 ; 케미컬램프의 표면에 TiO₂를 졸-겔법으로 100㎚의 두께로 피복하였다.

접촉각의 측정 ; 물방울접촉각법[(주식회사)교와가이맨가가꾸 제품, CA-DT형]

웨이퍼상의 성막; Cr 300㎚두께, 스퍼터링법

성막한 Cr의 부착력측정법 ; 스크래치시험(RHESCA제 CSRO2 형)

보관고중의 비메탄 탄화수소의 농도측정법 ; 가스크로마토그래피(GC)

웨이퍼상에 흡착한 탄화수소의 동정법 ; GC / MS법

시료가스중의 오염물질의 농도 ; 미립자농도 : 클라스 10(1ft³중의 0.1㎛이상의 미립자개수)

비메탄 탄화수소농도 : 1.1ppm

보관고내의 웨이퍼 ; 5인치웨이퍼를 1㎝× 8㎝로 절단하여 하기 전처리후 보관고에 설치.

웨이퍼의 전처리 ; 세제와 알콜로 세정후, O₃발생하에서 자외선조사(UV / O₃세정.).

결과

도 17은 경과시간에 대한 접촉각의 크기와 Cr막의 부착력의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 17에 있어서, 접촉각에 관해서는 광촉매가 있는 경우를 -○ -, 없는 경우를 -● -로 나타내고, 또 Cr막의 부착력에 관해서는 광촉매가 있는 경우를 -△-, 없는 경우를 -▲ -로 나타낸다. 이와같이 광촉매를 설치한 경우는 시간의 경과에 의해서도 변화가 없었다. 또 광촉매가 없을 때 50시간후에 웨이퍼를 인출하여 가열로 웨이퍼상에 부착한 탄화수소를 탈리시키고 GC / MS법으로 측정하였는데 프탈산에스테르를 검출하였다. 광촉매를 설치한 경우는 검출되지 않았다. 또 보관고내의 비메탄 탄화수소의 농도는 광촉매가 있는 경우 2시간, 20시간, 50시간, 98시간 경과후, 모두 0.1ppm이하였다. 광촉매가 없는 경우 2시간, 20시간, 50시간, 98시간경과후, 모두 0.9 내지 1.1ppm 이었다.

실시예 2

도 6 및 도 7에 나타내는 웨이퍼보관고에 하기의 클린룸공기(시료가스)를 넣고 표면적을 변화시킨 광촉매재에 자외선조사를 행하여 보관고내에 수납한 웨이퍼상의 접촉각 및 웨이퍼상에 형성한 Cr막의 웨이퍼와의 친밀성(부착력)을 측정하였다. 또 보관고내의 웨이퍼에 흡착한 탄화수소를 동정하고, 보관고내의 비메탄 탄화수소의 농도를 조사하였다. 또 비교로써 광촉매가 없는 경우에 대해서도 같이 조사하였다.

보관고의 크기 ; 100리터

광원 ; 케미컬램프 6W(360㎚에 피크)

광촉매재; 알루미나판에 졸-겔법으로 TiO₂ 를 부가하고,이것을 차광재의 면과 보관고의 벽면에 고정

광촉매재의 사용면적; 보관고의 공간용적 100리터에 광촉매를 1 내지 5000㎠의 면적으로 설치(광촉매의 설치면적의 확대에 따라 램프의 설치개수를 증가시켰다).

웨이퍼상의 성막; Cr 300㎚두께, 스퍼터링법

성막한 Cr의 부착력측정법 ; 스크래치시험(RHESCA제 CSRO2 형)

웨이퍼상에 흡착한 탄화수소의 동정 ; GC / MS법

시료가스 ; 미립자농도 : 클라스 10

비메탄 탄화수소농도 : 1.1ppm

웨이퍼의 전처리 ; 세제와 알콜로 세정후, O₃발생하에서 자외선조사(UV / O₃세정). 결과

도 18에 3일 보관후의 접촉각의 값(-○ -), 도 19에 3일 보관후의 웨이퍼에 성막한 막의 부착력의 값(-○ -)을 나타낸다. 또한 광촉매가 없는 경우(-● -)는 각각 35도, 22mN이다. 또 3일 보관후에 웨이퍼를 인출하고, 가열하여 웨이퍼상에 부착한 탄화수소를 탈리시키고 GC / MS법으로 측정하였데, 광촉매를 1㎠를 설치한 경우와 설치하지 않은 경우에 프탈산에스테르를 검출하였다. 광촉매를 100㎠ 및 1000㎠설치한 경우는 검출하지 않았다. 3일후의 보관고내의 비메탄 탄화수소의 농도는 광촉매를 100㎠ 및 1000㎠설치한 경우, 모두 0.1ppm이하였다. 한편 광촉매를 1㎠설치한 경우와 설치하지 않은 경우 모두 0.9ppm이였다.

또 광촉매재를 100㎠설치한 경우, 보관고의 개폐를 1일 5회 행하는 장시간 운전을 행하고 3000시간후의 접촉각과 Cr막부착력을 똑같이 조사하였다. 그 결과, 접촉각의 증가는 5도이내, Cr막부착력의 저하는 3mN이내이며 웨이퍼의 초기 성능이 유지되어 있었다.

실시예 3

도 12에 나타내는 장치에 있어서, 웨이퍼기판상의 접촉각의 측정 및 웨이퍼기판상에 성막한 Cr막의 웨이퍼기판과의 친밀성(부착력)의 측정을 행하였다. 또 웨이퍼에 흡착한 유기성가스의 동정을 행하였다. 광촉매를 설치하지 않는 경우에 관해서도 마찬가지로 측정하였다.

웨이퍼카세트 ; 플라스틱제(폴리에스테르), 수납웨이퍼 10매

광촉매 ; 유리판에 TiO₂ 를 졸-겔법으로 피복하고, 웨이퍼카세트 벽재의 일부에 고정하였다.

· 자외선램프 ; 저압수은등(살균램프) 10W

웨이퍼상의 성막; Cr 300㎚두께, 스퍼터링법

성막한 Cr의 부착력측정법 ; 스크래치시험(RHESCA제 CSRO2 형)

유기가스의 동정 ; GC / MS법

결과

도 20에 경과시간에 대한 웨이퍼기판상의 접촉각의 값(광촉매있음 -○ -, 없음 -● -) 및 Cr막의 부착력(광촉매있음 -△-, 없음-▲ -)의 변화를 나타낸다. 이와 같이 광촉매를 설치한 것은 시간의 경과에 의해서도 변화가 없었다. 또 광촉매를 이용하지 않고 웨이퍼를 웨이퍼카세트내에 수납하고, 20시간후에 웨이퍼를 인출하여 가열하여 웨이퍼상에 부착한 유기성가스를 탈리시키고 GC / MS 법으로 측정하였는데 프탈산에스테르를 검출하였다. 광촉매를 설치한 경우는 검출되지 않았다.

실시예 4

도 14에 나타내는 장치에 있어서 클린룸(50)내의 제조장치(36)의 근방(제조 장치로부터 20㎝떨어지고 높이 50㎝인 곳)에 설치한 웨이퍼기판상의 접촉각을 측정한 웨이퍼기판상에 성막한 Cr막의 웨이퍼기판과의 친밀성(부착력)을 측정하였다. 또 웨이퍼상에 흡착한 유기성가스의 동정을 행하였다. 광촉매를 설치하지 않은 경우에 관해서도 마찬가지로 측정하였다.

클린룸 ; 30㎥크기, 클라스 10000

광촉매 ; Al₂O₃판에 TiO₂를 졸-겔법으로 피복하고, 클린룸의 벽 및 제조장치의 측면에 설치하였다.

광원 ; 형광등

접촉각의 측정 ; 물방울접촉각법[(주식회사)교와가이맨가가꾸제, CA-DT형]

웨이퍼상의 성막; Cr 300㎚두께, 스퍼터링법

성막한 Cr의 부착력측정법 ; 스크래치시험(RHESCA제 CSRO2 형)

유기가스의 동정 ; GC / MS법

결과

도 21에 웨이퍼기판상의 접촉각의 값(광촉매있음 -○ -, 없음 -● -) 및 Cr막의 부착력(광촉매있음 -△-, 없음-▲-)의 변화를 나타낸다. 이와같이 광촉매를 설치하면, 접촉각의 증가방지, 부착력유지에 효과가 있었다. 또 광촉매를 이용하지 않고 웨이퍼를 클린룸내의 공기에 노출시켜 20시간후에 웨이퍼를 인출하고 가열하여 웨이퍼상에 부착한 H.C를 탈리시키고 GC / MS 법으로 측정하였는데 프탈산에스테르를 검출하였다. 광촉매를 설치한 경우는 광촉매를 설치하지 않은 경우에 비하여 1/100(99％감소)로 감소하였다.

실시예 5

도 14에 나타내는 장치에 있어서 TiO₂에 Pt, Ag, Pd, RuO₂, Co₃O₄를 각각 첨가하여 광촉매로 하고, 실시예 4와 같은 시험을 행하였다. TiO₂만의 경우도 마찬가지로 행하였다.

광촉매의 조정법;

(1)Pt/TiO₂/Al₂O₃;1 wt％ H₂PtCl₆· 6H₂O수용액 380m1에 아세트산 15g을 가하였다. 이어서 TiO₂-clay 100g을 물 15리터에 분산한 것에 상기 수용액을 가하고, 크세논램프를 조사하였다. 이와같이 하여 광환원법으로 TiO₂입자에 Pt를 담지시켰다. 얻어진 Pt/TiO₂를 Al₂O₃상에 고정하였다.

(2)Ag/TiO₂/Al₂O_3;실시예 4에서 얻은 TiO₂/Al₂O₃에 Ag를 스퍼터링증착에 의하여 Ag가 5wt％가 되도록 첨가하였다.

(3)Pd/TiO₂/Al₂O_3;(2)와 마찬가지로 Pd를 스퍼터링증착하였다(Pd;5 wt％).

(4)RuO₂/TiO₂/Al₂O₃;(2)와 마찬가지로 RuO₂를 스퍼터링증착하였다(RuO₂,5wt％).

(5)CO₃O₄/TiO₂/Al₂O₃;(2)와 마찬가지로 Co₃O₄를 스퍼터링증착하였다(Co₃O₄;5wt％).

결과

도 22에 경과시간에 대한 접촉각의 변화를 나타낸다. 도면중 광촉매없는 경우를 -● -, TiO₂만의 경우를 -△-, (4)의 경우를 -□ -, (1)(2)(3)(5)의 경우를 -○ -으로 나타낸다. (1)(2)(3)(5)의 경우, Cr막의 부착력은 초기는 36mN, 37시간후와 47시간후는 36mN이고 초기의 부착력을 유지하였다. 또 광촉매를 이용하지 않고 웨이퍼를 클린룸공기에 노출하여 42시간후 웨이퍼를 인출하고 가열하여 웨이퍼상에 부착한 유기성가스를 탈리시켜 GC/Ms으로 측정하였는데, 프탈산에스테르를 검출하였다. Pt, Ag, Pd, RuO₂, Co₃O₄를 첨가한 광촉매를 이용한 경우는 검출하지 않았다.

자외선원, 광촉매, 광전자방출재 및 전극의 유닛

본 발명의 제 2실시형태는 유해가스 및 미립자를 포함하는 기체를 청정화하는 방법으로서 자외선원을 광촉매와 광전자방출재와 전극으로 둘러싸 일체화하여 유닛으로 한 장치를 상기 기체가 존재하는 공간속에 설치하는 것을 특징으로 한다.

도 23은 본 발명의 유닛장치의 일예를 나타내는 개략구성도이다. 이 장치는 자외선원으로서의 봉상의 자외선램프(1), 램프(1)를 둘러싸는 통상의 유리모재(43)상의 광촉매(2) 및 광전자방출재(45), 광촉매(2)와 광전자방출재(45)를 둘러싸는 통상의 전극(51)으로 이루어진다. 광촉매(2)는 자외선투과성물질은 석영유리(43)의 표면에 박막상으로 부가되어 있고, 자외선램프(1)로부터의 자외선조사에 의하여 활성화되어 광촉매로서 작용한다. 이로써 유입기체(6-1)중의 유해가스가 처리된다(유해가스제거부). 또 광전자방출재(45)도 석영유리(43)의 표면에 박막상으로 부가되어 있고, 자외선램프(1)로부터의 자외선조사에 의하여 광전자를 원주방향으로 방사상으로 방출한다. 광전자방출재(45)(-극)와 전극(51)(+극)간에 전장이 형성되어 있다(광전자방출부). 전극(51)은 전장의 형성과 함께 하전미립자의 포집재로서의 역할을 한다. 즉 광전자방출재(45)로부터 방출된 광전자에 의하여 유입기체(6-1)중의 부유미립자는 하전되고, 하전미립자가 되어 전극(51)에 포집된다(미립자제거부). 광전자에 의한 미립자의 하전, 포집에 관해서는 본 발명자들이 이미 보고하고 있다(예;에어로졸연구, 제 7권, 제 3호 제245-247, 1992;동 제 8권, 제 3호, p239-248, 1993). 6-1은 입구에서의 피처리기체의 흐름, 6-2는 출구에서의 흐름을 나타낸다.

도 24는 본 발명의 유닛장치의 다른 예를 나타내는 개략구성도이다. 이 장치에 있어서는 자외선램프(1)의 표면에 광촉매(2)와 광전자방출재(45)가 부가되어 있어 램프(1)를 둘러싸는 통상의 전극(51)이 설치되어 있다.

도 25는 본 발명의 유닛장치의 또다른 예를 나타내는 개략구성도이다. 이 장치는 자외선램프(1)주위의 망상전극(51), 자외선램프(1)를 둘러싸는 세라믹재(47)상에 부가된 광촉매(2)와 광전자방출재(45)로 이루어진다.

도 26에는 도 23에 나타내는 유닛장치에 있어서 광전자방출재(45)의 대향면만에 전극(51)을 설치한 장치의 개략구성도를 나타낸다. 도 24와 도 25의 장치에 있어서도 같은 구성으로 할 수 있다. 또한 도 26에서의 부호 47은 외통(전극이 아님)을 나타낸다.

도 23 내지 도 26에 있어서, 상류측에 광촉매(2), 하류측에 광전자방출재(45)를 설치하고 있으나, 이 위치는 한정되는 것은 아니고 적절하게 한편을 상류, 다른쪽을 하류로, 또는 이들을 교대로 설치하여 이용할 수 있다.

도 27 및 도 28은 본 발명의 유닛장치의 또 다른 예를 나타내는 개략구성도이다. 도 27에 있어서는 자외선램프(1)의 표면에 광전자방출재(45)가 박막상으로 부가되어 있고, 이것을 둘러싸서 원통상의 세라믹재(47)가 설치되어 있다. 또한 세라믹재(47)의 내주면에는 광촉매(2)가 박막상으로 부가되어 있고 이것은 전극(51)을 겸하고 있다. 도 28에 있어서는 자외선램프(1)의 표면에 광촉매(2)가 박막상으로 부가되어 있고 이것은 전극(51)을 겸하고 있다. 또한 램프(1)를 둘러싸서 원통상의 세라믹재(47)가 설치되어 있어 그 내주면에는 광전자방출재(45)가 박막상으로 부가되어 있다.

도 29에는 도 23에 나타내는 유닛장치의 출구에 하전미립자의 포집을 확실하게 행하기 위한 추가전극(53)을 설치한 장치의 개략구성도를 나타낸다. 도 24 내지 도 28의 장치에 있어서도 마찬가지로 하여 추가전극(53)을 설치할 수 있다.

본 발명의 유해가스 및 미립자를 포함하는 기체를 청정화하는 기체청정유닛장치는 주로 광촉매에 의한 유해가스제거부와, 광전자에 의한 미립자제거부로 구성되어 있다. 각각의 구성부의 작용에 관하여 설명한다.

먼저 유해가스제거부에서의 광촉매의 작용에 관하여 설명한다. 광촉매는 자외선으로부터의 광조사에 의하여 여기되고, 접촉각의 증대에 관여하는 유기성가스(비메탄 탄화수소)를 접촉각의 증대에 관여하지 않는 형태로 분해 또는 기판상에 부착하여도 영향을 미치지 않는 안정된 형태로 변환한다. 광촉매로서는 상기한 반도체원소, 화합물, 합금, 또는 산화물을 마찬가지로 이용할 수 있다.

광촉매를 광전자방출재와 일체화하여 설치하여도 또는 광전자방출재와 개별로 설치하여도 좋다. 도 24와 같이 자외선램프에 부가하든지 도 23과 같이 자외선원을 유리상물질로 둘러싸 유리상물질의 표면에 부가하든지 도 25와 같이 자외선원에 대향하는 원주방향의 벽면에 부가하든지 또는 광촉매를 판상, 면상, 망상, 벌집상, 막 또는 섬유상 등의 적절한 재료에 코딩하거나 또는 싸거나 또는 끼워넣어 유닛내에 고정하여 이용하여도 된다. 예를 들어 졸-겔법에 의하여 유리판에 이산화티탄을 코팅한다. 광촉매는 분체상인채로 이용할 수 있으나, 소결, 증착, 스퍼터링 등의 주지의 방법으로 적절한 형상으로 하여 이용할 수 있다. 이들 구성은 용도, 피청정공간의 크기, 청정유닛장치의 규막이나 형상, 종류, 광원의 종류나 형상, 광촉매의 종류, 희망하는 효과, 경제성 등에 의하여 적절히 선택한다.

예를 들어 도 23 및 도 24와 같이 광촉매를 유리재료의 표면에 부가하는 경우, 광촉매작용을 가지게 하기 위하여 광촉매재료의 표면(근방)까지 광을 도달시킬 필요가 있기 때문에 광촉매는 박막상으로 설치한다. 또 도 25와 같이 광촉매를 램프(1)에 대한 대향면에 설치할 경우에는 그 표면에 직접 조사되기 때문에 박막상이 아니어도 된다.

본 발명에 있어서는 통상, 광전자방출재 뿐만 아니라 광촉매도 전계하에서 사용하는 것이 바람직하다. 전계하에서 광촉매를 사용하면, 그 광촉매로서의 작용이 높아지기 때문이다. 전계하에서 광촉매를 이용하면, 효과가 높아지는 상세한 이유는 불분명하나, 전계의 형성에 의하여 광촉매 중의 전위구배가 증대하여 포토 캐리어의 재결합이 억제되기 때문이라고 생각된다.

광조사를 위한 광원으로서는 후기하는 광전자방출재로의 조사에 의하여 광전자를 방출시키고 또한 광촉매재가 흡수하는 파장을 발하는 것이면 어느것이라도 좋고, 가시 및/또는 자외영역의 광이 효과적이다. 주지의 광원을 적절히 이용할 수 있으며, 예를 들어 수은등을 이용한다. 또 광원을 복수설치하여 광전자방출재로의 조사와 광촉매로의 조사를 각각 따로따로 행할 수도 있다.

다음에 광전자에 의한 미립자의 제거부의 구성과 작용에 관하여 설명한다. 자외선원을 광전자방출재와 전극으로 둘러싸 일체화한 유닛에 관해서는 본 발명자들이 이미 제안하고 있다(특개평 5-68910호, 특개평 6-29373호 공보). 광전자방출재는 자외선의 조사에 의하여 광전자를 방출하는 것이면 어느것이라도 좋고, 광전적인 일함수가 작은 것일수록 바람직하다. 효과나 경제성의 면에서 Ba, Sr, Ca, Y, Gd, La, Ce, Nd, Th, Pr, Be, Zr, Fe, Ni, Zn, Cu, Ag, Pt, Cd, Pb, Al, C, Mg, Au, In, Bi, Nb, Si, Ti, Ta, U, B, Eu, Sn, P, W중 어느하나, 또는 이들 화합물 또는 합금 또는 혼합물이 바람직하며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상을 복합하여 이용한다. 복합재로서는 아말감과 같은 물리적인 복합재도 이용할 수 있다. 예를 들어 화합물로서는 산화물, 붕화물, 탄화물이 있고, 산화물에는 BaO, SrO, CaO, Y₂O₅, Gd₂O₃, Nd₂O₃, ThO₂, ZrO₂, Fe₂O₃, ZnO, CuO, Ag₂O, La₂O₃, PtO, PbO, Al₂O₃, MgO, In₂O₃, BiO, NbO, BeO등이 있으며, 또 붕화물에는 YB₆, GdB₆, LaB₅, NdB₆, CeB₆, EuB₆, PrB₆, ZrB₂등이 있고, 또한 탄화물로서는 UC, ZrC, TaC, TiC, NbC, WC등이 있다. 또 합금으로서는 황동, 청동, 인청동, Ag 와 Mg의 합금(Mg:2내지 20 wt％), Cu와 Be의 합금(Be:1 내지 10wt％) 및 Ba 와 Al의 합금을 이용할 수 있으며, 특히 Ag와 Mg의 합금, Cu와 Be의 합금 및 Ba와 Al의 합금이 바람직하다.

산화물은 금속표면만을 공기중에서 가열하거나 또는 약품으로 산화함으로써 얻을 수 있다. 또는 사용전에 가열하여 표면에 산화층을 형성하면, 장기에 걸쳐 안정된 산화층을 얻을 수 있다. 이 예로서는 Mg와 Ag의 합금을 수증기 속에서 300 내지 400℃의 온도하에서 그 표면에 산화막을 형성시킬 수 있고, 이 산화박막은 장기간에 걸쳐 안정한 것이다.

또 광전자를 방출하는 물질을 다른 물질에 부가하여 사용할 수 있다. 예를 들어 자외선투과성물질에 광전자를 방출할 수 있는 물질을 부가한 것이 있다. 도 23의 예에서는 자외선투과성물질(모재)로서의 석영유리상에 광전자를 방출할 수 있는 물질로서 Au를 박막상으로 부가한 것이다(특원평 2-295423호). 도 24의 예에서는 자외선램프의 표면에 Au를 박막상으로 부가한 것이다. 광전자방출재의 형상이나 구조는 장치(유닛)의 형상, 구조 또는 희망하는 효과 등에 의하여 달리 적절히 결정할 수 있다.

광전자방출재로부터 광전자를 방출시키기 위한 조사원으로서는 자외선 외에 전자파, 레이저, 방사선 등을 사용할 수 있다. 효과와 조작 용이성의 면에서 자외선이 통상 바람직하다. 자외선의 종류는 적용분야에 의해서는 살균(멸균)작용을 겸하는 것이 바람직하다. 예를 들어 생물학적 분야에 있어서는 살균작용, 효율면에서 원자외선을 겸용하는 것이 바람직하다. 자외선원으로서는 예를 들어 수은등, 수소방전관, 크세논방전관, 라이만방전관 등을 사용할 수 있다. 생물학적 분야에서는 살균(멸균)파장 254㎚을 가지는 자외선을 이용하면, 살균(멸균)효과를 겸용할 수 있어 바람직하다.

다음에 광전자방출재와 전극의 위치나 형상에 관하여 설명한다. 이들은 광촉매와 함께 자외선을 둘러싸 배치되고, 유해가스와 미립자를 포함하는 기체의 청정화장치(유닛)로서 일체화되어 있다. 광전자방출재의 위치나 형상은 자외선원으로부터 방출되는 자외선원을 둘러싸 조사면적이 넓어지는 바와같은 상태로 한다. 통상, 자외선은 원주방향으로 방사상으로 방출되기 때문에 이 자외선을 둘러싸도록 원주방향으로 설치할 수 있는 것이면 된다. 전극의 위치와 형상은 광전자방출재간에 전장(전계)이 형성되는 것이면 어느것이든 사용할 수 있다. 전극재료와 그 구조는 주지의 하전장치에 있어서 사용되고 있는 것이면 된다. 전극재료는 도체이면 어느것이든 사용할 수 있으며, 예를 들어 선상, 봉상, 판상의 텅스텐, SUS재, 놋그릇이 있다. 이들 한종류 또는 두종류 이상을 조합시켜 광전자방출재의 근방에 전장을 형성할 수 있도록 설치한다.

도 23과 도 24와 같이 광전자방출재를 전극보다도 내측에 설치하거나 도 25와 같이 전극의 외측에 설치하여도 좋고, 각종 조건에 따라 적절히 결정할 수 있다. 광전자방출재의 설치형태는 본 발명자가 이미 제안한 바와 같이 판상의 것, 플리트상의 것, 철망형상의 것(특개소 61-178050호), 모재상에 보호막을 부가한 것(특원평 1-155857호), 박막상의 것(특원평 2-278123호), 자외선투과성물질에 부가한 것(특원평 2-295423호)등이 있다. 특히 본 발명에 적합한 설치형태는 적어도 일부분이 철망형상의 것(특개소 61-178050호), 자외선투과성물질 예를 들어 유리재상에 광전자를 방출할 수 있는 물질을 박막상으로 부가한 것(특원평 2-295423호), 판 또는 곡면상의 것을 한종 또는 두종이상 적절히 조합시켜 광전자방출부에 설치한 것이 있다. 자외선원으로서는 봉상 또는 원통상의 자외선램프를 이용하는 경우는 자외선이 원주방향으로 방사상으로 방출되기 때문에 이 방사상의 자외선을 광전자방출재에 되도록 많이 조사할수록 광전자방출량이 많아진다.

전장의 강도는 공존수분농도나 광전자방출재의 종류등으로 결정한다. 바람직한 전장의 강도는 일반적으로 0.1V/㎝∼2KV/㎝이다. 광전자방출재와 전극간의 거리는 가까울수록 인가전압이 낮아지기 때문에 바람직하다. 일반적으로 20㎝이내, 바람직하게는 5㎝이내이다.

도 30에 반도체공장의 웨이퍼보관고에 도 23에 나타낸 유닛장치를 설치한 개략구성도를 나타낸다. 밀폐공간인 웨이퍼보관고의 공기청정은 웨이퍼보관고의 내부에 설치된 자외선램프(도 23), 램프를 둘러싸는 원통상의 유리모재(43)상의 광촉매(2), 광전자방출재(45), 광촉매(2)와 광전자방출재(45)를 둘러싸는 원통상의 전극(51)으로 이루어지는 유닛장치(A)로 실시된다. 웨이퍼보관고내에는 웨이퍼(4)의 표면에 부착하면 접촉각을 증대시키는 유해가스로서의 탄화수소(H.C)(9) 및 웨이퍼에 부착하면, 단선이나 단락 등의 결함을 일으켜 수율의 저하를 초래하는 미립자(10)가 존재한다. H.C(9)는 자외선이 조사된 광촉매(2)에 의한 촉매작용에 의하여 분해되어 접촉각을 증대시키지 않는 상태로 변환된다. 또 미립자(입자상물질)(10)는 자외선이 조사된 광전자방출재(45)로부터 방출되는 광전자에 의하여 하전되어 하전미립자로 되고, 하전미립자는 전극(51)에 포집되고, 웨이퍼가 존재하는 청정화공간부(B)는 초청정화된다. 보관고 속의 H.C(9) 및 미립자(10)의 유닛장치(A)로의 이동은 유닛 속의 자외선램프(1)의 조사에 의하여 생기는 유닛장치내 상하의 약간의 온도차로 야기되는 기체의 흐름(도 23중 6-1, 6-2)에 의한다. 이와 같이 하여 웨이퍼보관고내의 공기중의 유해가스와 미립자는 처리되고, 보관고 내의 공기는 웨이퍼 등의 기판을 수납하여 두어도 접촉각이 증가하지 않는다. 또한 클라스 1미만의 초청정한 상태가 유지된다. 웨이퍼 등의 기판의 표면에서는 접촉각이 증대하지 않기 때문에 기판표면에 성막한 경우, 부착력이 강한 막을 형성할 수 있다. 보관고내의 일부에 기류의 교반을 행하면, 미립자제거속도가 빨라진다. 온도차를 만들기 위한 가열 및 교반과 같은 다양한 방법을 채택할 수 있으며, 그것들을 적절히 사용할 수 있다.

도 30에 나타내는 예에 있어서는 유해가스 및 미립자의 처리를 위해 기체청정유닛장치를 피청정공간에 한 대 설치하였으나, 사용부, 피청정공간의 크기, 형상, 요구성능 등에 따라서는 물론 복수대 설치하여 실시할 수는 있다. 즉 도 23 내지 도 29에 나타내는 유닛장치를 도 1 내지 도 16에 나타내는 예와 마찬가지로 국소공간 즉 웨이퍼보관고, 웨이퍼반송장치 또는 클린룸의 벽면이나 천정의 한 개소 또는 수개소에 설치하여 이용할 수 있다.

실시예 6

도 30에 나타내는 웨이퍼보관고를 클라스 1000의 반도체공장에 설치하고, 보관고의 내부에 도 23에 나타내는 청정화유닛장치를 설치하였다. 보관고내에 하기 시료가스를 넣고, 자외선조사를 행하여 보관고내에 수납한 웨이퍼상의 접촉각 및 보관고내의 미립자농도, 비메탄 탄화수소 농도를 측정하였다.

보관고의 크기 ; 200리터

자외선원 ; 살균램프 6W

광촉매재 ; 원통상의 석영유리표면에 박막상으로 TiO₂를 졸-겔법으로 부가한 것

광전자방출재 ; 원통상의 석영유리표면에 박막상으로(50Å) Au를 부가한 것

전극재 ; 광촉매와 광전자방출재의 표면보다도 직경이 3㎝큰 원통상(SUS재)

하전미립자의 포집재 ; 전극재로 겸용

전장전압 ; 80V/㎝

유해가스 및 미립자처리를 위한 청정유닛장치 ; 도 23와 같이, 자외선램프(1)를 원통상의 유리모재(43)로 둘러싸고, 유리모재 위에 광촉매(2) 및 광전자방출재(45)를 부가하고, 이것들을 둘러싸 통상의 전극(5)을 배치한 것

시료가스(입구가스); 표 1과 같음

또한 미립자농도(클라스)는 1ft³중에 포함되는 0.1㎛이상의 미립자의 총개수를 나타낸다.

결과

보관고에 수납한 웨이퍼상의 접촉각과 보관시간의 관계를 도 31에 나타낸다. 도 31에서 본 발명의 장치를 이용하여 매체가스를 공기로 한 경우를 -○ -표로, 질소의 경우를 -△-표로 나타낸다. 또 자외선조사를 하지 않은 경우를 -● -표(공기) 및 -▲ -표(질소)로 나타낸다. 보관고 속의 비메탄 탄화수소의 농도는 운전 30분후 및 30시간후에 매체가스가 공기, 질소의 경우 모두 0.1ppm 이하였다. 또 자외선조사를 하지 않은 경우는 30분 후 및 30시간후의 비메탄 탄화수소의 농도는 공기에서 0.9 내지 1.2ppm, 질소에서 0.6 내지 0.7ppm이였다. 30분후, 30시간후 및 180시간 후의 보관고내의 미립자농도(클라스)를 표 2에 나타낸다. 또 자외선조사를 하지 않은 경우는 공기, 질소의 경우 모두 초기농도의 80％이상이 검출되었다.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 의하면, 클린룸 등의 국소공간내에서 발생하거나 또는 외기로부터 도입되는 미립자나 유기성가스가 효과적으로 제거되고, 또는 기판이나 기재에 대하여 무해화된다. 그로 인하여 고품질의 반도체제품이나 액정제품을 저렴하게 제조할 수 있다.

도 1은 본 발명에 있어서의 광촉매를 광원의 표면에 형성한 구성체를 나타내는 개략도,

도 2는 본 발명의 장치를 설치한 웨이퍼보관고의 개략도,

도 3은 클린룸에서의 에어나이프용 공급공기를 본 발명의 장치로 청정화하는 공정을 나타내는 개략도,

도 4 내지 도 7은 본 발명의 장치를 설치한 웨이퍼보관고의 개략도,

도 8은 클린룸에서의 웨이퍼반송공정을 나타내는 개략도,

도 9 내지 도 10은 본 발명의 장치를 설치한 웨이퍼반송장치의 개략도,

도 11은 본 발명의 장치를 설치한 웨이퍼보관고의 개략도,

도 12 내지 도 13은 본 발명의 장치를 설치한 웨이퍼카세트의 개략도,

도 14 내지 도 16은 본 발명의 장치를 설치한 클린룸의 개략도,

도 17은 경과시간에 대한 기판상의 접촉각의 크기와 기판에 부착된 Cr막의 부착력의 변화를 나타내는 그래프,

도 18은 광촉매의 표면적에 대한 기판상의 접촉각의 크기의 변화를 나타내는 그래프,

도 19는 광촉매의 표면적에 대한 기판상의 Cr막의 부착력의 변화를 나타내는 그래프,

도 20은 경과시간에 대한 기판상의 접촉각의 크기와 기판상에 부착된 Cr막의 부착력의 변화를 나타내는 그래프,

도 21은 경과시간에 대한 기판상의 접촉각의 크기와 기판상에 부착된 Cr막의 부착력의 변화를 나타내는 그래프,

도 22는 경과시간에 대한 기판상의 접촉각의 크기의 변화를 나타내는 그래프,

도 23 내지 도 29는 본 발명의 유닛장치의 개략도,

도 30은 본 발명의 유닛장치를 설치한 웨이퍼보관고의 개략도,

도 31는 보관시간에 대한 기판상의 접촉각의 크기의 변화를 나타내는 그래프이다.

Claims

밀폐된 국소공간내에 설치한 기재 또는 기판표면의 오염을 방지하기 위하여 기체를 청정화하는 방법에 있어서,

상기 공간내에 광촉매가 공간용적 1㎥당 50 내지 50000㎠의 표면적으로 설치되어 있어 탄화수소를 포함하고 있는 상기 기체를 광이 조사되어 있는 상기 광촉매와 접촉시킴으로써 비메탄 탄화수소의 농도를 0.2ppm이하로 정화한 후, 상기 기체를 상기 기재 또는 기판의 표면에 노출시키는 것을 특징으로 하는 기체의 청정화방법.
제 1항에 있어서,

상기 광촉매가 광원의 표면에 박막상으로 형성되어 있어 양자가 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 기체의 청정화방법.
제 1항 또는 2항에 있어서,

상기 국소공간은 일부가 유기물로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기체의 청정화방법.
제 1항 또는 2항에 있어서,

상기 국소공간이 클린룸이고, 조사하는 광원이 형광등인 것을 특징으로 기체의 청정화방법.
제 1항 또는 2항에 있어서,

상기 광촉매가 TiO₂인 것을 특징으로 하는 기체의 청정화방법.
제 1항 또는 2항에 있어서,

상기 광촉매가 TiO₂에 Pt, Ag, Pd, RuO₂, Co₃O₄에서 선택된 1종이상을 첨가한 것을 특징으로 하는 기체의 청정화방법.
밀폐된 국소공간내에 설치한 기재 또는 기판표면의 오염을 방지하기 위하여 기체를 청정화하는 장치에 있어서,

상기 공간내에 광촉매가 공간용적 1㎥당 50 내지 50000㎠의 표면적으로 설치되어 있고, 상기 공간내에 있는 상기 기체는 탄화수소를 포함하고 있으며, 상기 광촉매에 광을 조사함으로써 비메탄 탄화수소의 농도가 0.2ppm이하로 정화된 상기 기체를 상기 기재 또는 기판표면에 노출시키는 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 기체의 청정화장치.
제 7항에 있어서,

상기 광촉매가 상기 국소공간의 벽면 및/또는 천정부의 한 곳 또는 여러 곳에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기체의 청정화장치.
제 7항 또는 8항중 어느 한 항에 있어서,

상기 광촉매가 상기 광조사수단의 표면에 박막상으로 형성되어 있어 양자가 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 기체의 청정화장치.
유해가스 및 미립자를 포함하는 기체를 청정화하는 장치에 있어서,

자외선원, 광촉매, 광전자방출재 및 전극을 유닛으로 한 장치를 포함하여 이루어지고, 상기 자외선원은 광촉매, 광전자방출재 및 전극으로 둘러싸이며, 상기 전극은 상기 광전자방출재 주위에 배치된 것으로, 상기 기체가 존재하는 공간은 밀폐된 국소공간이며, 상기 광촉매가 상기 공간내에 공간용적 1㎥당 50 내지 50000㎠의 표면적으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기체의 청정화장치.
제 10 항에 있어서,

상기 유닛장치를 상기 기체가 존재하는 공간속에 설치한 것을 특징으로 하는 기체의 청정화장치.
제 10항 또는 11항에 있어서,

상기 유닛장치가 상기 국소공간의 벽면 및/또는 천정부의 한 곳 또는 여러 곳에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기체의 청정화장치.
제 10항 또는 11항에 있어서,

상기 기체를 상기 유닛장치로 통하게 함으로써 상기 기체중의 비메탄 탄화수소의 농도가 0.2ppm이하로 정화되는 것을 특징으로 하는 기체의 청정화장치.
제 10항 또는 11항에 있어서,

상기 광촉매가 상기 자외선원의 표면에 박막상으로 형성되어 있고, 양자가 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 기체의 청정화장치.
제 10항 또는 11항에 있어서,

상기 유닛장치에 있어서의 상기 기체의 출구에 하전미립자를 포집하기 위한 추가 전극이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 기체의 청정화장치.
제10항에 있어서,

상기 자외선원은 봉상의 자외선램프이고, 상기 광촉매와 상기 광전자방출재는 상기 램프 주위에 배치되는 통상 형태이고, 상기 전극은 상기 광전자방출재 주위에 배치되는 통상 형태인 것을 특징으로 하는 기체의 청정화장치.
유해가스 및 미립자를 포함하는 기체를 청정화하는 장치에 있어서,

자외선원, 광촉매, 광전자방출재 및 전극을 유닛으로 한 장치를 포함하여 이루어지고, 상기 자외선원은 상기 전극으로 둘러싸이고, 상기 광촉매와 상기 광전자방출재는 상기 전극 주위에 배치되며, 상기 광촉매는 기체공급 흐름의 상류에 제공되고, 상기 광전자방출재는 상기 흐름의 하류에 제공되는 것을 특징으로 하는 기체의 청정화장치.
제10항 또는 제16항에 있어서,

상기 광촉매는 기체공급 흐름의 상류에 제공되고, 상기 광전자방출재는 상기 흐름의 하류에 제공되는 것을 특징으로 하는 기체의 청정화장치.
제10항에 있어서,

상기 광촉매와 상기 광전자방출재는 상기 자외선원 주위에 배치되고 서로 마주보고 배치되어 상기 광촉매와 상기 광전자방출재 사이의 기체공급 흐름로를 형성하는 것을 특징으로 하는 기체의 청정화장치.