WO1999061134A1

WO1999061134A1 - Filtre d'epuration de l'air, procede de preparation associe, et dispositif a haut niveau d'epuration

Info

Publication number: WO1999061134A1
Application number: PCT/JP1998/004262
Authority: WO
Inventors: Soichiro Sakata; Katsumi Sato; Hideto Takahashi; Takao Okada
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co., Ltd.
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 1999-12-02
Also published as: CN1150963C; US6352578B1; TW422725B; CN1270539A; KR100527978B1; JPH11333226A; KR20010021830A; JP3977514B2

Description

明細 ^: 空気浄化フィルタ及びその製造方法及び高度清浄装置技術分野

本発明は、例えばクリーンルーム、クリーンベンチや保管庫などといつた高度清浄装置において使用される、雰囲気中のガス状塩基性不純物とガス状有機不純物を除去するための空気浄化フィルタに関する。さらに本発明はこのような空気浄化フィルタの製造方法と、該空気浄化フィルタを使用した高度清浄装置に関するものである。背景技術

今日、半導体や L C Dパネル等を製造する際には、高度清浄装置が広く利用されている。例えばベアウェハから 1 Mの D R A Mチップを製造するまでに至る半導体製造ラインは約 2 0 0程度の工程を含んでおり、また無垢のガラスから 9 . 4インチの T F T型 L C Dパネルを製造する製造ラインは、約 8 0程度の工程を含んでいる。これらの製造ラインにおいて、ウェハゃガラス基板を各プロセスに常に連続的に流すことは困難である。例えば T F T— L C Dの製造ラインでは、前工程で回路が一通り形成された半製品基板は、後工程に移送されるまでに数時間〜数十時間、搬送容器（キャリア）内または保管庫（ストツ力）内で、高度清浄装置内の雰囲気に曝されながら待機させられている。

このように、半導体基板や L C D基板を通常の高度清浄装置雰囲気中に長時間放置すると、それらの表面には高度清浄装置の雰囲気に由来するガス状不純物が付着する。近年、このような高度清浄装置中にガス状で存在し、半導体製造に使用されるシリコンウェハや L C Dパネル製造に使用されるガラス基板の表面に付着した場合に半導体や L C Dパネルの特性に影響するものとして、酸性物質、塩基性物質、有機物、ドーパントなどがある。

S EMAT E C Hが 1 9 9 5年 5月 3 1 日に発表した Techno logy Tran sf er # 95052812A-TR 「Forecast of Airborne Molecular Contamination Limits for the 0.25 Micron High Performance Logic Processj によれば、これら酸性物質、塩基性物質、有機物、ドーパントを化学汚染物質と呼び、それぞれつぎのように定義している。

「酸性物質」：電子受容体のような化学的反応挙動をする腐食性物質 (フッ酸 H F、硫黄酸化物 S Ox,窒素酸化物 N Oxなど）

「塩基性物質」：電子供給体のような化学的反応挙動をする腐食性物質 (アンモニア NH ₃,ァミンなど）

「有機物」：常圧下で常温以上の沸点を有し、清浄表面に凝縮する物質 (シロキサン、フタレート、 HMD S、 B HTなど）

「ドーパント」：半導体デバイスの電気的特性を阻害するような化学元素（ボロン B、リン P )

表 1は、米国の S EMAT E C Hが 1 9 9 5年 5月 3 1 日に発表した T echno 1 ogy Transfer # 95052812A-TR 「Forecast of Airborne Molecular Contamination Limits for the 0.25 Micron High Performance Logic Process」に掲載された、 0.25 imプロセス（1998年以降）に必要な化学汚染許容濃度（PPt)の一覧である。許容濃度（ppt)の下部に示された％値は、各許容濃度の信頼度を表示したものである。ここには化学汚染の深刻な 4つの半導体製造プロセスの清浄空間の化学汚染許容濃度が示されている。ガス状不純物に対する化学汚染対策がなされていない通常のクリ一ンルーム雰囲気中に含まれる化学汚染濃度の実測例は、酸性物質が ΙΟΟρρ t〜l, 000ppt、塩基性物質が 1, 000ppt〜 10, 000ppt、有機物が 1 , OOOpp t〜 1 , 000ppt> ド一パントが 10ppt〜100ppt程度である。

したがって、これらのガス状不純物に対する化学汚染対策がなされていない通常のクリーンルーム雰囲気における化学汚染濃度と、表 1の化学汚染許容濃度を比較すると、許容濃度（PPt)の数字にアンダーラインを記した工程において厳しい制御が必要であることがわかる。つまり酸性物質では、シリサイド工程で 180ppt、配線工程で 5pptという厳しい制御が必要である。また塩基性物質については、フォトリソグラフイエ程で 1 ppbという厳しい制御が必要である。ドーパントについては、ゲート酸化膜前工程では 0. lpptという極めて厳しい制御が必要である。有機物については、ゲート酸化膜前工程では lppb、配線工程では 2ppbという厳しい制御が必要である。

半導体基板やガラス基板の製造を行うための様々な高度清浄装置、例えばクリーンルーム、クリーンベンチ、クリーンチャンバ、清浄な製品を保管するための各種ストッカなど様々な規模の高度清浄装置や、ミニエンバイロメントと称する局所的な高度清浄装置においては、表 1 に見られるような種々のガス状の酸性物質、塩基性物質、有機物、ドーパントなどの不純物が問題となる。

このうち、ドーパントは水溶性のホウ酸化合物やリン酸化合物として酸性物質と似た化学的挙動を示し、ガス状の酸性物質を吸着除去する能力のあるフィルタはこのドーパントも吸着除去できる。表 1から明らかなように、ゲート酸化膜前工程では有機物とドーパントの一括除去、配線工程では酸と有機物の一括除去がそれぞれ必要となる。

表 1 には記載されていないが、フォトリソグラフイエ程で発生するガス状汚染物質には、アンモニア以外に HMD S (へキサメチルジシラザン）およびその分解物がある。 HMD Sはリソ膜とシリコンウェハの密着性を良くするためにウェハに塗布する親油性物質で、表面（ウェハ、レンズ、ガラス e t c . ) に極めて付着しやすい。 HMD Sは 2〜 3 日の間に加水分解し、アンモニアとトリメチルシラノールにガス化する。トリメチルシラノールがレンズゃミラーに付着してそれらの表面を曇らせると露光処理の際に露光障害を起こす。線幅 0. 2 5 mサイズのデバイスでは K r Fレーザ露光（ 2 4 8 nm) を使用していたが、 2 0 0 0年頃から量産が始まると予想されている G b i t対応の線幅 0. 1 8 zmサイズのデバイスでも K r Fレーザ露光は延命利用されると考えられている。

HMD Sゃトリメチルシラノールによるレンズの曇りは致命的悪影響がある。 HMD Sやトリメチルシラノールは共にイオン化しない有機物であり、 1 9 9 7年時点のフォトリソグラフイエ程ではアンモニアほど問題になっていないが、 G b i t対応の線幅 0. 1 8 mサイズのデバイス製造のフォトリソグラフイエ程では、塩基と有機物の一括除去が必要となる。

これら 4種の化学汚染物質のうちで、酸性物質、塩基性物質、ド一パントの 3種については水溶性のものが多く、イオン交換反応、中和反応を起こし易い。したがって、これら 3種の化学汚染物質を清浄空間の空気中から除去する手段としては、従来から湿式洗浄（スクラバ洗浄）による水溶液への溶解による除去方法や、イオン交換繊維や薬品添着活性炭などのいわゆるケミカルフィルタによる化学吸着方法があった。一方、前記 4種の化学汚染物質のうちで、有機物については水に溶けにくいものが多く、清浄空間の空気中から除去する手段としては、活性炭による物理吸着方法があった。

酸性物質、塩基性物質、ドーパントのガス状無機不純物は、前記したように、これまで、湿式洗浄、イオン交換繊維、薬品添着活性炭の 3つの方法で除去されてきた。

湿式洗浄は、液滴噴霧により酸性物質、塩基性物質、ドーパントを溶解除去する方法である。

薬品添着活性炭を用いたケミカルフィル夕の最も簡素な形式としては、所定のケースなどに薬品添着粒状活性炭を詰め込んだ構成の充填筒が知られている。また、その他の形式として、薬品を添着した繊維状活性炭を低融点ポリエステルやポリエステル不織布の有機系バインダと複合してフェルト形状にした構成のケミカルフィルタや、薬品を添着した粒状活性炭をウレタンフォームゃ不織布に接着剤で強固に付着させたブロック形状およびシート形状のケミカルフィル夕も知られている。これらのケミカルフィルタは、添着薬品との中和反応によりガス状酸性物質、塩基性物質を吸着除去する。

イオン交換繊維を用いたケミカルフィルタは、空気中に含まれる酸性 · 塩基性の不純物である各種イオンを、酸性陽イオン交換繊維と塩基性陰イオン交換繊維を基材とする不織布、抄紙、フェルト等からなるフィル夕でイオン交換、除去するものである。しかしながら湿式洗浄では、噴霧装置のイニシャルコス卜が大きく、噴霧の高圧力損失によるランニングコストも無視できない。さらに、半導体素子（L S I ) や L C Dの製造時に利用される高度清浄装置は、温度が 2 3〜 2 5 °C、相対湿度が 4 0〜 5 5 %に保たれている。したがつて、高度清浄装置内の空気を湿式洗浄しながら循環する場合、液滴噴霧後の温度低下や湿度上昇に対処するため、液滴噴霧後の空気に対して再度、温湿度制御を行う必要がある。また液滴噴霧後の空気中に残存する液滴除去手段も、噴霧装置の後段側に必要となる（いわゆるキャリーォ —バの問題）。さらに、噴霧装置で循環使用される洗浄液の処理、例えばバクテリァ類の発生防止や溶解汚染物の濃縮分離といった水処理特有の問題がある。

また薬品添着活性炭やイオン交換繊維を利用したいわゆるケミカルフィル夕では、つぎのような問題がある。まず両者に共通する次の問題点が挙げられる。例えば天井面が清浄空気の吹き出し面となっているクリーンルームの場合についていえば、天井に取り付けられている粒子除去用フィル夕の上流側にケミカルフィルタを配置することが、クリーンル —ムの空気雰囲気中のガス状不純物を除去するために極めて有効な手段であるが、しかしながら活性炭は、消防法において指定された可燃物であり、イオン交換繊維も極めて着火しやすい素材からできており、火気には厳重な注意が必要である。このため、防災上の観点から、活性炭やイオン交換繊維を使用したケミカルフィル夕は天井に配置することが難しい。

さらに薬品添着活性炭を利用したケミカルフィル夕では、つぎのような問題がある。充填筒形式の従来のケミカルフィル夕は、不純物の吸着効率は高いが、圧力損失（通気抵抗）が高いという欠点がある。フェルト形状やシート形状の従来のケミカルフィル夕には優れた通気性があり吸着効率も充填筒形式のものにさほど劣らない。しかし構成材料（例えば、不織布、有機系バインダなど）や、活性炭をシートに付着させている接着剤（例えば、ネオプレン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂など）や、濾材を周囲のフレームに固着するために用いるシール材（例えばネオプレンゴムやシリコンゴム等）などから発生したガス状有機不純物が、ケミカルフィル夕通過後の空気中に含まれてしまい、半導体の製造に悪影響を与える可能性がある。

つまり、これらフェルト形状ゃシート形状の薬品添着活性炭を使用したケミカルフィル夕は、クリーンルーム雰囲気中に含まれる p p bォ一ダの、酸性または塩基性の極微量の不純物や、 p p tオーダのド一パントは除去しておきながら、ケミカルフィル夕自身から発生したガス状有機不純物を通過空気中に混入させてしまうのである。これらのケミカルフィルタの多くは、もともと居住環境の有害ガスや悪臭を除去するために開発され、そのままケミカルフィル夕に転用したものである。したがつてその性能仕様は居住環境の分野に合わせてあるため、半導体素子 ( L S I ) や L C Dの製造時の基板表面汚染の原因となる、極微量のガス状無機不純物を除去する空気浄化フィル夕として利用するためには、性能上、もともと無理があった。

薬品添着活性炭を使用したケミカルフィル夕としては、例えば特開昭 6 1 — 1 0 3 5 1 8号に示されるものがある。これは粉末活性炭とエマルジョン型接着剤と固体酸を含む水溶液を、ウレタンフォームからなる基材に含浸させた後に乾燥させたフィル夕である。しかしながらこのケミカルフィル夕では、ェマルジョン型接着剤として示される合成ゴムラテックスやその他の水分散系の有機接着剤から、また基材であるウレタンフォーム自体からもガス状有機物の脱離が生じる。

一方イオン交換繊維を利用したいわゆるケミカルフィル夕では、つぎのような問題がある。イオン交換繊維を基材とする不織布、抄紙、フエルト等を優れた通気性を有するフィルタ濾材に加工するために使用されるバインダ、接着剤や、濾材を周囲のフレームに固着するために用いるシール材などから発生したガス状有機不純物が、ケミカルフィルタ通過後の空気中に含まれてしまい、半導体の製造に悪影響を与える可能性がある。また、フィル夕濾材から塵が発生するという問題もある。

イオン交換繊維を利用したいわゆるケミカルフィル夕としては、特開平 6 - 6 3 3 3 3号ゃ特開平 6 _ 1 4 2 4 3 9 に示されるものがある。前者の空気浄化システムに用いられるイオン交換繊維を利用したいわゆるケミカルフィル夕では、ポリアクリロニトリル系繊維でカルボン酸基を有する陽イオン交換繊維や、ビニロン系繊維で 4級アンモニゥム基を有する陰イオン交換繊維などを、ガラス繊維と熱接着性繊維状バインダと混合して、ケミカルフィルタの濾材が構成されている。したがって、この構成材料の高分子繊維に含まれる種々の添加剤からはガス状有機物の脱離が生じ、またイオン交換基の一部がカルボン酸やアンモニアとして脱離することもある。

さらにまた、後者のクリーンルーム内の微量汚染空気の浄化方法に用いられるイオン交換繊維を利用したいわゆるケミカルフィル夕では、ポリエチレンやポリプロピレンの繊維不織布に、陽イオン交換基として、スルホン酸基、カルボン酸基やリン酸基を導入したり、陰イオン交換基として、強塩基性の 4級アンモニゥム基やより低級のアミンを含む弱塩基性基を導入して作製したイオン交換繊維が利用されている。したがつて、構成材料の高分子繊維不織布に含まれる種々の添加剤からガス状有機物の脱離が生じ、またイオン交換基の一部がスルホン酸、カルボン酸リン酸、アンモニアゃァミンとして脱離することもある。

さらに、フォトリソグラフイエ程のように、アンモニアのような塩基 CT/JP98/04262 性不純物と H M D Sやトリメチルシラノールのようなガス状有機不純物とを同時に含む空気を処理する場合、塩基性不純物除去用の吸着素材と有機不純物除去用の吸着素材をそれぞれ別に準備し、それら 2種類の吸着素材を混合したものを一つの吸着層に形成して使用するか、もしくは 2種類の吸着素材で別々に塩基性不純物除去用吸着層と有機不純物除去用吸着層を製作して重ね合わせて使用するという煩雑さがあった。

表 1の 4つのプロセスが行われるクリーンルーム内の雰囲気が分離されずに混じり合うような場合、例えば 1つの大きなクリーンルーム内で複数のプロセスが行われている場合には、つぎのような不都合が生じていた。例えば無機不純物に敏感なあるプロセスにおいて、従来のケミカルフィルタを使用してガス状無機不純物を除去すると、基板の品質は向上する。これはそのプロセスではケミカルフィル夕自身が発生するガス状有機不純物が基板の品質に影響を及ぼさなかったためである。しかしながら、当該ガス状有機不純物が同じ部屋にある有機不純物に敏感な別のプロセスにおいては、基板の表面汚染を引き起こし、品質の低下を招くことがある。

したがって、複数のプロセスが混在する大きいクリーンルームにおいては、ガス状無機不純物を除去する目的のケミカルフィル夕に対しては，これらのガス状無機不純物の除去性能が優れているのみならず、ケミカルフィルタ自身がガス状有機不純物を発生してはならないことが要求される。したがって、ガス状無機不純物を除去するのみならず、クリーンルーム内の雰囲気中の基板表面汚染の原因となるガス状有機不純物をも一括除去できるケミカルフィル夕の開発が強く望まれていた。

またフォトリソグラフイエ程のように、塩基性の無機不純物と有機不純物が混在して含まれる空気を処理する場合、従来、塩基性の無機不純物除去用のケミカルフィルタとは別に活性炭を利用した有機不純物除去用のケミカルフィル夕が必要となる。したがって、この点でも改善が待たれていた。

以上のことを考慮すると、酸性汚染、塩基性汚染や有機物汚染を防止できるクリーンルームやクリーンベンチなどの高度清浄装置にケミカルフィルタを適用するに当たっての留意点は次の通りである。

( 1 ) ケミカルフィルタ自身がガス状不純物や粒子状不純物の汚染源とならないこと（いわゆる 2次汚染源とならないこと）。

( 2 ) ケミカルフィル夕の圧力損失が低いこと。

( 3 ) ガス状不純物の除去性能が高くかつ寿命が長いこと。

である。

従来のケミカルフィルタはこれらの留意点を満足するものとは言い難い。

従って本発明の目的は、防災の点で優れ、かつフィルタ自身からガス状有機不純物やガス状無機不純物の脱離がなく、しかも特にフォトリソグラフイエ程で問題となるガス状塩基性不純物のみならず、ガス状有機不純物も同時に除去して、ガス状塩基性不純物とガス状有機不純物による基板などの表面汚染を防止できる空気浄化フィルタと、この空気浄化フィルタを製造する方法を提供することにある。また本発明は、その空気浄化フィルタを利用した高度清浄装置を提供することにある。発明の開示

本発明の空気を浄化するフィルタは、無機物の粉末をバインダとして支持体の表面に下記の吸着剤が固着された、無機材料層を有している。この吸着剤は、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベン卜ナイト又は合成ゼオライトのうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩が添着されたものである。

本発明の空気を浄化するフィルタは、次の無機物 αの粉末をバインダ又は充填材料として支持体の表面に前記吸着剤が固着された、無機材料層を有している。この無機物 αは、タルク、カオリン鉱物、ベントナイト、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リボン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼオラィ卜のうちの少なくとも 1種からなるものである。

本発明において「充填材料」とは、吸着剤とともに無機材料層を構成する要素であって、吸着剤の粒子同士の間を埋めるが、しかし吸着剤との間に通気孔を維持し得るように配置される材料である。また前記無機物 αは、前記吸着剤と支持体、または前記吸着剤同士を固着するのに作用するが、永続的な固着を保証する程の機能はなく、固着を強固にするためには、シリカゾルゃアルミナゾルなどの無機系固着補助剤を使用することが必要になる。「バインダ」、「充填材料」の語は、前記吸着剤の固着の度合いによって使い分けられているが、物質自体は、前記の無機物 αとしての列挙によって規定されている。

本発明の空気を浄化するフィルタは、下記の第 1 の無機材料層と第 2 の無機材料層とのいずれか一方が支持体の表面に接するようにして、これら第 1の無機材料層と第 2の無機材料層とがこの支持体の表面に積層されている。この第 1の無機材料層は、前記吸着剤が、無機物の粉末をバインダとして形成された層である。第 2の無機材料層は、けいそう土シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる層である。本発明の空気を浄化するフィル夕は、前記の無機物 αの粉末をバインダ又は充填材料として、前記の吸着剤が粒状にされたペレットが、支持体の表面に固着されている。

本発明の空気を浄化するフィルタは、下記の第 1のペレットの周囲に、下記の無機物 0の粉末がコーティングされて第 2のペレットが形成され、この第 2のペレツ卜が支持体の表面に固着されている。第 1のペレットは、前記吸着剤が、無機物の粉末をバインダとして造粒されたものである。無機物 /3は、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種からなるものである。

本発明の空気を浄化するフィル夕は、前記の無機物 αの粉末をバインダ又は充填材料として前記の吸着剤が造粒されたペレット、又は無機物の粉末をバインダとして前記吸着剤を造粒した第 1のペレツ卜の周囲に、前記の無機物 ]3の粉末をコ一ティングして形成された第 2のペレツトのいずれかが、ケーシング内に充填されている。

これら本発明の空気を浄化するフィル夕において、無機酸塩が添着される前記無機物の粉末の平均細孔直径は、 1 0 0オングストローム以上である。また前記無機酸塩としては硫酸塩が好ましい。前記支持体はハ二カム構造体が好ましい。この八二カム構造体は、無機繊維を必須成分として製作するのがよい。

本発明の空気浄化フィルタを製造する方法は、下記の吸着剤と下記の無機物 αの粉末とを分散させた懸濁液に支持体を浸潰させる工程と、その後前記支持体を乾燥させて支持体の表面に無機材料層を固着させるェ程とを有している。吸着剤は、前記したけいそう土、シリカ、アルミナシリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着したものである。また無機物 αは、前記したタルク、カオリン鉱物、ベントナイト、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニゥム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リボン状構造の含水珪酸マグネシゥム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなるものである。

本発明の空気浄化フィルタを製造する方法は、前記の吸着剤とバインダとしての無機物の粉末とを分散させた懸濁液に支持体を浸漬させるェ程と、その後前記支持体を乾燥させてこの支持体の表面に第 1 の無機材料層を形成する工程と、前記第 1 の無機材料層を形成した支持体を、下記の無機物 3の粉末を分散させた懸濁液に浸漬させる工程と、その後前記支持体を乾燥させて第 1 の無機材料層の表面に第 2の無機材料層を形成するか、もしくは支持体の表面に前記第 2の無機材料層を形成した後，さらに該第 2の無機材料層の表面に前記第 1 の無機材料層を形成するェ程とを有している。無機物 J3は、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリ力とアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなるものである。

これらの空気浄化フィルタを製造する方法においては、支持体を浸漬させる前に、予め無機酸塩を懸濁液に別途溶かし込んでおく工程をさらに加えてもよい。

本発明の空気浄化フィルタを製造する方法は、下記の無機物 τの粉末に予め無機酸塩を添着して吸着剤を形成する工程と、この吸着剤の粉末と、バインダとしての前記無機物 αの粉末とを混合した懸濁液に支持体を浸漬する工程と、浸潰した後、支持体を前記懸濁液から引き上げて乾燥させる工程とを有している。無機物ァは、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなるものである。この場合、前記懸濁液に、さらに別に無機酸塩を溶解しておく工程を加えてもよい。この方法は、溶解度の小さい、つまり懸濁液中に溶け出しにくい無機寧塩を使用する場合に有効である。

本発明の空気浄化フィル夕を製造する方法は、前記の無機物 7"の粉末を、バインダとしての前記の無機物 αと混合した懸濁液に支持体を浸漬する工程と、前記懸濁液に浸潰した後、支持体を前記懸濁液から引き上げて乾燥させる工程と、乾燥後、前記支持体を無機酸塩の溶解液に浸漬する工程と、前記溶解液に浸漬した後、支持体を前記溶解液から引き上げて乾燥させる工程とを有している。この方法は、溶解度の大きい、つまり懸濁液中に溶け出しやすい無機酸塩を使用する場合に有効である。しかも無機物の粉末、つまり無機吸着材の担持工程の後乾燥させているので、吸着材は吸湿性の良好な状態にあり、無機酸塩の添着量が多い吸着剤を得ることができる。なお本発明において、無機酸塩の添着対象となる薬品の担持体のことを吸着材と称し、吸着材に無機酸塩を担持したものを吸着剤と称することにする。

本発明の空気浄化フィルタを製造する方法は、前記の無機物 τの粉末と、バインダとしての前記無機物ひとを無機酸塩の溶解液に混合した懸濁液に支持体を浸漬する工程と、前記懸濁液に浸漬した後、支持体を前記懸濁液から引き上げて乾燥させる工程とを有している。この場合には吸着材と無機酸塩を別々に添着しないため、工程数を減らすことが可能である。以上の本発明の各空気浄化フィル夕を製造する方法において、無機酸塩は硫酸塩を用いることができる。

本発明の高度清浄装置は、清浄雰囲気が要求される空間内の空気を循環させる循環経路と、前記循環経路に配置された空気浄化フィル夕と、前記循環経路における前記空間より上流側であってかつ前記空気浄化フィルタの下流側に配置された、粒子状不純物を除去するフィル夕とを有し、前記空気浄化フィルタは、無機物の粉末をバインダとして支持体の表面に次の吸着剤が固着された、無機材料層を有している。この吸着剤は、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナィト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩が添着されたものである。

本発明の高度清浄装置において使用される前記空気浄化フィルタは、次の無機物ひの粉末をバインダ又は充填材料として支持体の表面に前記吸着剤が固着された、無機材料層を有しているものを使用してもよい。この無機物 αはタルク、カオリン鉱物、ベントナイト、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなるものである。

本発明の高度清浄装置おいて使用される前記空気浄化フィル夕は、下記の第 1の無機材料層と第 2の無機材料層とのいずれか一方が支持体の表面に接するようにして、これら第 1の無機材料層と第 2の無機材料層とがこの支持体の表面に積層されているものを使用してもよい。第 1の無機材料層は、前記吸着剤が、無機物の粉末をバインダとして形成された層である。第 2の無機材料層は、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リボン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる層である。

本発明の高度清浄装置おいて使用される前記空気浄化フィルタは、前記の無機物 αの粉末をバインダ又は充填材料として、前記の吸着剤が粒状にされたペレツトが、支持体の表面に固着されているものを使用してもよい。

本発明の高度清浄装置おいて使用される前記空気浄化フィルタは、次の第 1のペレットの周囲に、次の無機物 /3の粉末がコ一ティングされて第 2のペレットが形成され、この第 2のペレットが支持体の表面に固着されているものを使用してもよい。第 1のペレットは、前記吸着剤が、無機物の粉末をバインダとして造粒されたものである。無機物 /3は、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミ二ゥム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リポン状構造の含水珪酸マグネシゥム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種からなるものである。

本発明の高度清浄装置おいて使用される前記空気浄化フィルタは、前記の無機物 αの粉末をバインダ又は充填材料として、前記の吸着剤が造粒されたペレット、又は無機物の粉末をバインダとして前記の吸着剤を造粒した第 1のペレットの周囲に、前記の無機物 βの粉末をコ一ティングして形成された第 2のペレツ卜のいずれかが、ケーシング内に充填されているものを使用できる。

以上の各高度清浄装置において、前記空気浄化フィル夕と粒子状不純物を除去するフィル夕を、前記空間の天井部に配置してもよい。

本発明の空気を浄化するフィル夕においては、無機材料層内において前記吸着剤の粉末や無機物バインダの粉末の微粒子が隣接する箇所に、通気孔となる間隙が形成されている。処理対象ガスは、この無機材料層の表面から、前記通気孔を通過するように無機材料層の内部に入り込んだり、逆に無機材料層内部から外部に出て行ったりする。このように無機材料層内を通過する際に、前記吸着剤によって空気中の塩基性のガス状不純物が吸着 · 除去される。

吸着材に無機酸塩が添着されている本発明の空気浄化フィルタは、全て無機物で構成され、活性炭のような可燃物はもちろんのこと、高温雰囲気に置いた場合や、酸性薬品と共存した場合に分解するような有機物質が含まれていない。したがって、防災の観点からも優れている。しかも無機酸塩としての酸性薬品を添着した後の高温でのベーキングが可能である。そのため清浄空間に適用する場合に問題となる不純物ガスを予め脱離できる。その結果、フィルタ内を 1 m Z s の通気速度で空気を流した場合、この空気浄化フィルタからのアウトガスの量は、 l p p b以下にすることが可能である。

従来の活性炭吸着剤と、本発明の空気浄化フィルタのような無機物の吸着剤との寿命について考察する。まず活性炭と無機物との無機酸塩の各添着量を測定した結果を表 2に示す。これは活性炭と無機物の単位重量あたりの各種無機酸塩の添着量を重量％で示したものである。活性炭と無機物の重量は、水分を含有しない乾燥時の重量である。そして 2 4 〜 2 8 %の重量濃度の各種無機酸塩の水溶液に、活性炭と無機物とを 3 0分間浸漬し、引き上げた後、 1 2 0 °Cの空気で 2時間通風乾燥し、各種無機酸塩の添着量を測定した。なお活性炭としては、武田薬品工業株式会社の「気相吸着用活性炭粒状白鷺 G x」を用いた。この活性炭の比表面積は 1 2 0 0 m ² / g、細孔容積は 0 . 8 6 c c Z gである。またシリカ、アルミナ系吸着材、合成ゼォライトなどの比表面積、細孔容積は後述の表 5 に示した通りである。

表 2

活性炭と無機物の粉末に対する無機酸塩の添着量を測定した結果 (薬品添着量（g) /活性炭または無機物重量（g) ) X 1 0 0 [ % ]

注）活性炭または無機物の重量は水分を含まない乾燥時の重: この表 2からわかるように、シリカ、アルミナ系吸着材、合成ゼオラィトなどの無機物は、無機酸塩の添着量を活性炭よりも大幅に多くできる。したがって、本発明の空気浄化フィルタのような無機系吸着剤は、活性炭吸着剤よりもガス状塩基性不純物の吸着寿命が長い。

次にアウトガスの点について考察する。無機酸塩等の薬品を添着した T/JP98/04262 繊維状の活性炭を、低融点ポリエステルやポリエステル不織布の有機系バインダと複合してフェルト形状にしたケミカルフィル夕や、薬品を添着した粒状活性炭をウレタンフォームゃ不織布に接着剤で強固に付着させたブロック形状およびシート形状のケミカルフィル夕では、有機系バインダ、ウレタンフォーム、不織布、接着剤の有機性の構成部材そのものから、有機不純物ガスのアウトガスが発生する。またこの有機性の構成部材と添着した薬品酸との反応からも、有機不純物ガスのアウトガスが発生する。

このァゥトガスの低減には、フィルタ全体を高温加熱するいわゆるべ一キングが有効である。しかしながら活性炭の発火点である 3 9 0 に至らない前のたかだか 1 0 0 °C〜 1 5 0 °Cの加熱でも、これら有機性の構成部材自体が溶解を開始してしまい、フィルタとしての使用に耐えられない。また活性炭を有するフィル夕は、無機酸塩として硫酸ジルコ二ゥムを添着した場合、硫酸ジルコニウムの分解温度である 3 8 0 °Cに近い温度では発火するため、例えば 3 5 0 °Cまで高温にすることは不可能である。

これに対し、無機素材のみで構成された本発明の空気浄化フィルタでは、無機酸塩の添着前の無機材料層が形成された支持体全体を、 3 5 0 °C以上の高温でベーキングすることが可能であり、無機材料層に混入していた不純物に起因するアウトガスを、全てこのべ一キング処理で追い出すことができた。後述の表 5に示すような本発明で使用できる粉体は、いずれも 3 5 0 °Cに加熱してもその細孔物性はさほど変化せず、フィルタとしての性能、仕様に影響を与えるものではない。

リン酸を添着した繊維状活性炭を低融点ポリエステルやポリエステル不織布の有機系バインダと複合してフェルト形状にした構成の従来のケミカルフィルタと、本発明の例えばシリカゲルからなる無機材料層が形 0 成された支持体としてのハニカム支持体全体を、各々 3 5 0 °Cの温度で 1時間加熱した後に、硫酸アルミニウム 1 4〜 1 8水（関東化学株式会社「鹿特級」）の重量濃度 2 7 %の水溶液に 3 0分間浸潰し、引き上げた後 1 2 0 °Cの風の下で 2時間乾燥させて空気浄化フィル夕を製作し、これらの各空気浄化フィル夕に対して、各々定格風量の精製空気を通気した場合に、イオンクロマトグラフィで検出される水溶性のアウトガス濃度を表 3 に示した。なお参考までに、精製空気そのものに含まれている不純物ガス濃度の測定結果もバックグラウンド値として示した。

表 3

従来と本発明の空気浄化フィルタのアウトガス濃度測定結果

(v o l p p b

この結果によれば、本発明にかかる空気浄化フィル夕によれば、フィル夕自身からのアウトガスの発生が、従来の活性炭フィル夕よりもはるかに少ないことが確認できる。なお表の中の酢酸や蟻酸は、フィル夕に含まれる有機性の構成部材が添着薬品酸と反応してできる有機酸と考えられる。また N H ₃、塩素、 N〇 ₂については、添着する薬品酸にもともと含有されていた不純物に由来すると考えられる。

次に製造方法について考察する。本発明では、無機吸着材を使用しており、脱水処理して乾燥させたまま大気圧下の雰囲気中で薬品溶液（無機酸塩溶液）に浸漬すると、その吸湿性により薬品溶液は細孔内部まで容易に浸透する。これに対し活性炭は疎水性であり、薬品溶液は細孔内部まで容易に浸透しにくい。したがって従来技術では、浸透させるにあたっては、減圧 Z加圧操作が必要となる。したがって大気圧下での浸漬による薬品添着量は、表 2 に示したように、無機吸着材の方が活性炭吸着材よりもはるかに多くなつている。

無機物であるシリカゲルの粉末を 1 2 0 °Cの空気で 1時間の間通風乾燥して水分含有量を全体重量の 1 %以下にし、そのまま乾燥保管庫で保管した場合と、

シリカゲルの粉末を水分含有重量が全体の約 3 0 %の状態で、通常の室内雰囲気（約 2 0 °C、相対湿度 5 0 % ) 中において長時間放置した場合の各々について、

2 4〜 2 8 %の重量濃度の各種無機酸塩の水溶液にこれら各々のシリカゲル粉末を 3 0分間浸漬して引き上げた後、 1 2 0 °Cの空気で 2時間の通風乾燥したときの各々の場合の各種無機酸塩の添着量を表 4に示した表 4

シリカゲルの脱水処理の有無による各種無機酸塩添着量の差異 (薬品添着量（g) Z活性炭または無機物重量（g) ) X 1 0 0 [ % ]

この表 4からわかるように、脱水処理のある方が脱水処理しない場合よりも、 2 5〜 3 3 %、各種無機酸塩の添着量を増加することができたこの理由は、脱水処理によってシリカゲル細孔内の水分が追い出されたので、薬品溶液に浸漬すると、溶液が細孔内部まで容易に浸透したからである。

吸着材への添着薬品として有機酸ではなく、無機酸塩を用いたのは次の理由からである。有機酸はカルボン酸ともいわれ、この力ルポキシル基（- C00H) のつくものの数は数千種とも数万種どもいわれている。カルボン酸は、万一ガス状物質として脱離すると有機物の汚染物質となる。さらに、有機酸を含む空気浄化フィル夕を高度清浄装置内にて長期間使用する場合、有機酸自体はそのままガス化しなくても、例えば有機酸を栄養源とする微生物が繁殖して有機酸が徐々に分解して酢酸のようなガス化しゃすい物質に変化し、ガス状分解物による新たな汚染が発生する恐れもある。また有機酸が分解してしまうと、ガス状塩基性不純物を中和して化学吸着するという有機酸の添着薬品としての当初の能力が失われてしまう。一方、無機酸塩は微生物の栄養源にはならないし、逆に無機酸塩には微生物に対する殺菌作用があることがよく知られている。したがって高度清浄装置において使用する吸着材への添着物は、有機酸よりも無機酸塩の方が好ましい。

一方無機酸は、酸性度が大きいと人体に対する危険物である場合が多い（例えば塩酸、硫酸、硝酸 e t c . ) 。さらに、酸性度の大きな無機酸を含んだ空気浄化フィル夕が廃棄物として環境中に放出されると、雨水に溶出した無機酸は水質汚染の原因となる。したがって、吸着材に添着する酸性物質としては、酸性度が小さく人体への危険性の少ない無機酸塩が適している。

ところでゼォライトには、天然ゼォライトと合成ゼォライトがあるが、工業的には純度の低い天然ゼォライトよりも合成ゼォライトの使用が一般的である。天然ゼォライトは 3〜 1 0オングストロームの大きさの細孔を有するが、合成ゼォライトでは均一の細孔のものを製造できる。 4262 本発明において、充填材料、すなわち吸着剤の個々の粒子の間を充填するための材料として合成ゼォライトを用いた場合、無機物の粉末に無機酸塩を添着した吸着剤の個々の粒子の間に、個々のゼォライト粒子が充填され、吸着剤粒子とゼォライ卜粒子の隣接箇所に通気孔となる間隙が形成される。この通気孔は、処理対象空気が、吸着材粒子に添着した無機酸塩に到達するために機能する。

さらに合成ゼォライトそのものが有する細孔は、処理対象空気が通気孔を透過する際に、その細孔の大きさよりも小さな分子径のガス状有機不純物を、吸着 ' 除去する。したがって、処理対象空気中に含まれるガス状有機不純物の種類に応じて合成ゼォライ卜の細孔径を選択すれば、ガス状有機不純物を吸着する性能が良好な空気浄化フィル夕を設計することができる。

本発明におけるシリカとしては例えばシリ力ゲルが使用できる。アルミナとしては例えばアルミナゲルが使用できる。シリカとアルミナの混合物としては例えばシリ力ゲルとアルミナゲルの混合ゲルが使用できる, 本発明において、ペレットを有するものについては、前記吸着剤の粉末や無機物バインダの粉末の微粒子が隣接する箇所には通気孔となる間隙が形成され、処理対象ガスは、ペレットの表面から該通気孔をかいくぐるように、ペレット内部に入り込んだり、逆にペレット内部から外部に出て行ったりする。そして、前記吸着剤により空気中の塩基性のガス状不純物が吸着 · 除去される。

本発明において、前記吸着剤で空気中の塩基性のガス状不純物が吸着 · 除去でき、バインダとして用いる無機粉末は、ミクロ孔域ゃメソ孔域の細孔を有する種類を適宜選択することで D O P ( d i — o c t y 1 p h t h a 1 a t e ：フタル酸ジォクチル）、 D B P ( d i - b u t y 1 p h t h a 1 a t e ：フ夕ル酸ジブチル）、 B H T ( b u t y 1 h y d r o x y t o l u e n e : ブチルヒドロキシトルエン）、シロキサン等のガス状有機物が吸着 · 除去できるので、基板の表面汚染に関与する塩基性のガス状不純物とガス状有機物が混在する雰囲気であつても、これら化学汚染物質のほとんどを捕捉できる。

本発明において、第 1の無機材料層と第 2の無機材料層を有するものについては、第 1の無機材料層を内側にした場合と、第 2のペレットを有する場合については、外側の第 2の無機材料層や第 2のペレットの外側部分のコーティング層によって、それらの下部にある第 1の無機材料層や第 1のペレツ卜に含まれる無機酸塩からの発塵を防止することができる。この場合、第 2の無機材料層や外側のコ一ティング層を構成する無機物の粉末が、基板の表面汚染に関与する D O P、 D B P、 B HT、シロキサン等のガス状有機物の物理吸着に適した細孔を有していれば、これらのガス状有機物がその細孔によって吸着除去されるという効果もある。

第 1の無機材料層を外側にした場合には、前述の発塵防止効果はなくなるが、ガス状不純物の吸着効果はあまり変わらず、空気と直接触れあう外側の第 1の無機材料層で空気中の塩基性のガス状不純物の吸着 · 除去が行われ、内側の第 2の無機材料層で空気中のガス状有機不純物の吸着 · 除去が行われる。

ここで、前記吸着剤について簡単に説明する。前記吸着剤は、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニゥム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト、合成ゼォライトの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着したものである。これらの無機物の粉末について、 5〜 3 0 0オングストロームの範囲に分布する細孔の総容積と、該無機物の細孔の比表面積について、ガス吸着法により実測した結果を表 5 ( I ) に示す。表 5

種々の粉体の細孔物性粉体試料 B E T法て測定 N ,ガス吸着法にて測定

比表面積（m /g) 細孔容積（c c /g)

5〜 3 0 0オングスト口ームけい^ · 士 2 0 0 0 . 2 5

：ノ 1 ) 力ゲリレ 4 0 0 0 . 6 1

アルミナゲル 2 5 0 0 . 6 0

珪酸アルミニウム 2 2 5 0 . 6 0 ( I ) 活性アルミナ 3 0 0 0 . 3 0

多孔質ガラス 4 0 0 0 . 1 5

活性白土 3 0 0 0 . 3 7

活性へ'ントナイト 8 7 0 . 2 3

合成セ'オライト 4 0 0〜 7 5 0 0 . 3 5〜 0 . 5 5

タルク 2 8 0 . 0 7

力オリン鉱物 2 1 0 . 0 6 ( Π ) ベン卜ナイ卜 2 3 0 . 0 3

セピオライ卜 2 9 5 0 . 3 3 ( m ) なお、シリカとしてはシリカゲルを粉体試料とした。また、アルミナとしてはアルミナゲルを粉体試料とした。 5〜 3 0 0オングストロームの範囲に分布する細孔に着目した理由は、この範囲の大きさの細孔がガス状不純物の物理吸着に優れており、処理対象空気中のガス状塩基性不純物がこれらの細孔に吸着しやすいからである。細孔表面には無機酸塩が添着されているから、物理吸着したガス状塩基性不純物は直ちに無機酸塩と中和して化学吸着され、再脱離することはない。前記無機物の粉末の比表面積が大きいほど、無機酸塩の添着される面積も大きくなり、ガス状塩基性不純物の吸着容量も大きくなる。 422 ただし表 5 ( I ) の無機物に無機酸塩を添着すると、無機酸塩が細孔空隙部に入り込むので、添着前の純粋な無機物と比較すると、比表面積や細孔容積はかなり減少する。また表 5 ( I ) の無機物はいずれも添着された無機酸塩と化学反応を起こさないから、無機酸塩のガス状塩基性不純物に対する化学吸着能力が損なわれることがない。けいそう土は含水コロイド珪酸であり、酸に侵されにくい。シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、多孔質ガラスのいずれも酸に侵されにくい。活性アルミナは水酸化アルミニウムを加熱脱水（4 5

0 °C) して得られ、酸に溶けにくい性質を有している。活性白土は酸性白土を硫酸処理して得られ、酸に溶けにくい。活性ベントナイトは C a 型ベントナイトゃ酸性白土を熱硫酸で処理してモンモリナイ卜のアルミ二ゥムゃマグネシウムを溶出させ、細孔の多い表面を有する過剰ゲイ酸を作り出す際に得られる。したがって、吸着能力 · 触媒能力はより増加し、酸に侵されにくい。合成ゼォライトも酸に侵されにくい性質を有している。

一方、タルク、カオリン鉱物、ベントナイトのようなバインダとしてよく利用される無機物は、表 5 ( I I ) に示されるように、 5〜 3 0 0 オングストロームの範囲に分布する細孔容積や比表面積が、いずれも表 5 ( I ) の無機物と比較して極めて小さい。表 5 ( I I I ) のリポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物の一種であるセピオライトは、表 5 ( I ) の無機物と同様に 5〜 3 0 0オングストロームの範囲に分布する細孔容積や比表面積が大きい。しかしながら表 5の（ 1 1 ) 、（ I

1 I ) の無機物に無機酸塩を添着すると、

タルク（Mg₃ [(OH) ₂Si₄0！。])やカオリン鉱物（Al ₄ [(OH) ₈Si ₄0 。])ゃセピオライト（Mg₈Si i ₂0₃。（0H₂) ₄ (OH) ₄ 6〜 8 H₂0)のように水酸基と無機酸塩とが中和したり、あるいはイオン交換したり、ベントナイトのように陽イオン交換能によって無機酸塩と化学反応を起こしたりするので、無機酸塩のガス状塩基性不純物に対する化学吸着能力が損なわれる。

また前記吸着剤（けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着した吸着剤）の粉末には自己結合性がないため、前記吸着剤の粉末をペレツトに成型したり、支持体の表面に層状に固着させるためには、バインダを添加しなければならない。

本発明では、前記吸着剤の粉末を、タルク、カオリン鉱物、ベントナイト、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リボン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種の無機物の粉末をバインダ又は充填材料どして用いて、支持体の表面に固着させて無機材料層を形成したり、または造粒してペレットを形成している。シリカとしては例えばシリカゲルが使用できる。アルミナとしては例えばアルミナゲルが使用できる。シリカとアルミナの混合物としては例えばシリカゲルとアルミナゲルの混合ゲルが使用できる。

本発明において、前記支持体は、ハニカム構造体であることが好ましい。また、前記八二カム構造体は、無機繊維を必須成分とする構造体であることが好ましい。このハニカム構造の吸着層は、セラミック状の硬い表面を有し、薬品添着活性炭やイオン交換繊維を利用した従来のケミカルフィル夕に比べて発塵量が極めて少ない。この支持体のみならず、前記吸着剤において無機酸塩の担持に利用する無機物粉末や、それを支持体表面に固着させるために用いるバインダについても、各々無機物の粉末とすれば、本発明の空気浄化フィルタを構成する材料からはガス状有機物の脱離がほとんどない。

本発明において、ハニカム構造体には、いわゆる蜂の巣構造の他に、断面が格子状、波形状などであって空気が構造体の要素となるセルを通過し得る構造のすべてが含まれる。本発明では支持体はハニカム構造体に特定されない。ロックウールなどの三次元網目構造体もまた支持体として好適に利用できる。この場合には後述するように、網目構造の平面方向のみならず、奥行き方向にも本発明の吸着剤の粉末を固着させるのが良い。

支持体表面への吸着剤の固着の方法には、無機物の粉末のバインダにより固着する方法や、前記吸着剤の粉末を無機物の粉末をバインダとして用いて造粒してペレツトにし、このペレツトを支持体表面に無機系固着補助剤で接着する方法がある。

本発明における空気浄化フィル夕において、前記無機物 αの粉末をバィンダ又は充填材料として前記吸着剤が造粒されたペレツト、又は無機物の粉末をバインダとして前記吸着剤を造粒した第 1のペレツ卜の周囲に前記無機物 3の粉末をコ一ティングして形成された第 2のペレットのいずれかを、ケーシング内に充填した場合には、空気流路の形状，面積、フィルタの設置条件に応じて、ケーシングの形状 ' 大きさ、ペレットの充填量を適宜選択し得るという設計上の融通性が得られる。

本発明によれば、空気流路の形状 ' 面積、フィルタの設置条件に応じて、ケーシングの形状 ' 大きさ、ペレットの充填量を適宜選択し得るという設計上の融通性が得られる。

ガス状塩基性不純物のみならずガス状有機不純物も十分に除去しょうとする場合には、前記吸着剤のバインダとして用いた無機物、無機物 α , 無機物 3は、 5〜 3 0 0オングストロームの範囲に分布する細孔の総容積が重量当たり 0 . 2 c c / g以上であるか、または細孔の比表面積が P98/04262

1 0 0 m²Z g以上であることが好ましい。いずれにせよ、前記吸着剤の粉末のバインダとして用いた無機材料層やペレツ卜に含まれるこれら無機物、無機物 α、無機物 ]3の各粉末は、前記吸着剤の粉末を支持体表面に機械的に固着させておく能力、または前記吸着剤の粉末をペレツトに造粒する際の結合剤としての能力と、前記吸着剤を構成する無機物粉末の表面に添着された無機酸塩に処理対象ガスが容易に到達し、また戻りうるための多孔性構造を併せ持つている。

前記吸着剤やバインダとして用いる無機物、無機物 α、無機物） 3の各粉末の隣接したところに形成される間隙の通気孔を通じて、処理対象空気は前記吸着剤の粉末表面に添着された無機酸塩に容易に到達できるから、ガス状塩基性不純物が除去される。その際、バインダゃ充填材料として用いた前記各無機物の粉末表面に存在する前記範囲の大きさの細孔の表面に、ガス状有機不純物が物理吸着されて除去される。本発明の主な狙いであるガス状塩基性不純物の除去の他に、バインダゃ充填材料として用いる前記各無機物粉末の細孔による副次効果として、ガス状有機不純物の一括除去までも実現できる。

表 5の（ 1 ) 、（ I I I ) のグループのバインダは（ I I ) のグループのバインダと比較して、比表面積と細孔容積はいずれもかなり大きい。したがってガス状有機不純物の物理吸着能力は、（ I ) 、（ I I I ) のバインダが（ I I ) のバインダよりもかなり優れている。（ I I ) のグループのタルク、カオリン鉱物、ベントナイト等のバインダは通気性を重視しており、隣接したバインダ微粒子同士との間の間隙部分、または隣接したバインダ微粒子と支持体に担持する吸着剤微粒子の間隙部分に形成される通気孔の主要な大きさは、 5 0 0オングストローム以上になる。つまりこの通気孔は、通気性は極めて良いにもかかわらず、物理吸着を起こしにくいマクロ孔である。またタルク、カオリン鉱物、ベントナイトといったバインダ微粒子自体の表面にも、物理吸着を起こしやすい細孔はあまり存在しない。ちなみにタルク、カオリン鉱物、ベントナイトの各粉末について、液体水銀圧入法で測定した 1 5 0〜 1 5 0， 0

0 0オングストロームの範囲の細孔容積は、各々 0. 9 2 c c Zg、 1. l l c c Zg O . A S c c Zgであった。表 5と比較しても、（ I

1 ) のグループが物理吸着に関係したミクロ孔ゃメソ孔はあまり有せず、もっぱら通気性に優れたマクロ孔を有することがわかった。

表 5の（ I I ) のグループのバインダは、担持対象となる前記吸着剤の粉末を支持体表面に機械的に単に担持するために使用される。この場合、ガス状塩基性不純物の吸着能力を高めるために、前記吸着剤の粉末の担持量をできる限り多くし、他方バインダの前記吸着剤粉末に対する含有割合はできる限り少ない方がよい。しかしバインダの含有割合を少なくし過ぎると、前記吸着剤粉末の支持体表面への固着が不完全となつて剥がれや発塵の原因となる。例えば、前記吸着剤粉末にベントナイトのバインダとシリカゾルの無機系固着補助剤を混合して支持体に固着する場合、支持体表面の無機材料層中の前記吸着剤の含有割合（重量基準）が 7 5 %を上回ると、支持体表面の無機材料層の機械的強度が弱くなって実用に耐えられなくなる。つまり、（ I I ) のグループのバインダには、前記吸着剤粉末の担持能力と、担持された前記吸着剤粉末の表面に処理対象ガスが到達しやすいような優れた通気能力が要求されており、ガス状有機不純物の吸着能力は要求されていない。

これに対して、表 5 ( I ) ， ( I I I ) のグループのバインダを使用する場合には、隣接したバインダ微粒子同士、または隣接したバインダ微粒子と前記吸着剤微粒子との間の間隙部分に形成される通気孔は、（ I I ) のグループのバインダと遜色がない。ちなみに（ I ) のグループの粉末について液体水銀圧入法にて測定した 1 5 0〜 1 5 0 , 0 0 0オンダストロームの範囲の細孔容積は、 0. 8〜 1. 7 c c Z gであった。また（ I I I ) のセピオライトの前記測定法による 1 5 0〜 1 5 0， 0 0 0の範囲の細孔容積は、 1. 6 c c / gであった。したがって、前記吸着剤の粉末表面に処理対象ガスが到達しやすいように優れた通気性も有るため、前記吸着剤の粉末表面に添着された無機酸塩においてガス状塩基性不純物が除去されるという特性は、（ I I ) のグループのバインダの場合と同様に発揮される。

ガス状分子の物理吸着のしゃすさは、ミクロ孔、メソ孔、マクロ孔の順であり、マクロ孔はほとんど物理吸着に関与しないといわれている。

( I ) 、 ( I I I ) のグループのバインダでは、バインダ微粒子自体の表面に物理吸着を起こしやすい細孔、つまり孔径が 2 0オングストローム以下の大きさの細孔であるミクロ孔ゃ、孔径が 2 0オングストローム以上 5 0 0オングストローム以下の大きさの細孔であるメソ孔が存在するため、前記吸着剤単独では吸着しにくい D〇 P、 D B P、 B HTゃシロキサン等の基板表面の汚染の原因となるガス状有機不純物は、物理吸着によりバインダ微粒子自体の表面で吸着除去される。

表 5の（ 1 ) 、（ I I I ) のグループのバインダを使用する場合についても、支持体表面の無機材料層に占める前記吸着剤粉末の含有割合 (重量基準）には上限がある。例えば、前記吸着剤粉末をシリカゲルをバインダとして支持体に固着する場合、支持体表面の無機材料層中の前記吸着剤の含有割合（重量基準）が、 7 2 %を上回ると、当該無機材料層の機械的強度が弱くなって実用に耐えられなくなった。

さらに、表 5の（ 1 ) 、（ I I I ) のグループの無機物の粉末をバインダゃ充填材料として用い、前記吸着剤を支持体表面に固着させた本発明の空気浄化フィル夕や、当該粉末をバインダとして用いて前記吸着剤を造粒したペレツ卜を支持体表面に固着した本発明の空気浄化フィルタにおいては、支持体はガス状有機不純物を吸着 · 除去する無機材料層やペレットで被覆されている。したがって、仮に支持体がガス状有機不純物を脱離するような有機材料を含んでいたとしても、支持体自体が発生するガス状有機不純物は、支持体を被覆する無機材料層やペレツトで吸着 · 除去されてしまうため、処理対象空気中にまで出ていくことはない本発明の空気浄化フィルタにおいて、無機酸塩の添着対象となる無機物粉末の吸着材の平均細孔直径は、 1 0 0オングストローム以上であることが好ましい。無機酸塩は、液体中でそれぞれの溶解度に応じて溶けるが、乾燥段階で水分を失い、支持体に担持された吸着剤中に、含水率のきわめて小さな固形状の無機酸塩として残存する。この固形状の無機酸塩が吸着材の細孔の入口を塞いでしまうと、処理対象となるガス状塩基性不純物は、細孔内の空隙部に侵入できない。入口が塞がれた細孔内空隙表面に固着された無機酸塩は、ガス状塩基性不純物と中和反応を起こさず、吸着に関与しない無効成分となってしまう。そこで発明者らは無機酸塩が添着された細孔の径が異なる、種々のシリカゲルが支持体表面に担持された空気浄化フィルタのアンモニア除去率を測定したところ表 6のような結果が得られた。

表 6

無機酸塩が添着された細孔径が異なる種々のシリ力ゲルが八二カム表面に担持された空気浄化フィル夕のアンモニア除去率

この結果からわかるように、吸着材の平均細孔直径が 1 0 0オングストローム以上であれば、無機酸塩で細孔入口が塞がれにくく、除去効率が低下しない。

本発明の空気浄化フィル夕においては、前記無機材料層、第 1 の無機材料層、第 2の無機材料層、ペレット、第 1 のペレット又は第 2のペレッ卜の少なくともいずれか一つに無機系固着補助剤を混入してもよい。その場合、この無機系固着補助剤は、珪酸ソーダ、シリカ又はアルミナの少なくとも一つを含むことが好ましい。なお、シリカとしては例えばシリ力ゾルが使用できる。アルミナとしては例えばアルミナゾルが使用できる。

本発明の空気浄化フィル夕において用いる無機酸塩は、硫酸塩であることが好ましい。

無機酸塩を酸の種類によって分類し、主なものを挙げると、炭酸塩、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩がある。この中で、炭酸塩は酸性度が弱すぎてアンモニアの吸着能力に劣る。塩酸塩は塩素や塩化水素の金属腐食性のガスを発生する懸念があり、利用しづらい。硝酸塩はアンモニァと中和して硝安を生成するが、硝安は密閉状態の加熱によって爆発する危険性がある。リン酸塩は酸性度が小さく人体への危険性も少ないため、ガス状塩基性不純物除去のために活性炭を用いた従来のケミカルフィルタによく添着されているが、リンがガス状物質として脱離すると、表 1 に示されたドーパントの汚染物質になる。したがって、リン酸も高度清浄装置においては利用しにくい。以上の事情から本発明に使用する無機酸塩としては、硫酸塩であることが好ましい。

硫酸塩の沸点は 1 2 0 °Cよりも高温であることが好ましい。なぜならば、無機物の粉末に硫酸塩を添着した吸着剤を、無機物の粉末をバインダとして、支持体の表面に固着させて無機材料層を形成する際、支持体表面を加熱乾燥して、無機材料層中の水分を蒸発させて除去することが行われるが、かかる場合、水分蒸発を促進するため、加熱温度は水の沸点である 1 0 0 °C以上の 1 1 0 °C〜 1 2 0 °Cに設定されることが多い。したがってかかる点に鑑みると、前記硫酸塩の沸点は 1 2 0 °Cよりも高温でなければならない。

また、イオン交換量が l O m e q Z gを下回るような物質は、吸着剤として塩基性汚染物の吸着容量が小さいので、長寿命の空気浄化フィル夕を構成する場合には、イオン交換量が 1 O m e q Z g以上のものが望ましい。さらに常温で液体であるものは無機物の粉末に添着することが困難であるから、常温で固体である硫酸塩が好ましい。硫酸塩の中でこのような条件を全て満足する物質には、硫酸チタニル、硫酸アルミニゥム、硫酸バナジウム、硫酸ジルコニウム、硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウムなどがある。

本発明の空気浄化フィル夕の製造方法は、支持体を含浸させる懸濁液 (吸着剤を必須成分とする）に、予め別途無機酸塩を溶かし込んでおいてもよい。そうすると、浸漬した懸濁液から支持体を引き上げる際に、懸濁液に溶けた無機酸塩が前記吸着剤の粉末や無機物バインダの粉末等の微粒子の隣接する箇所の間隙部に含浸する。その後支持体を乾燥させると、該間隙部に含浸された無機酸塩から水分のみが蒸発して、該間隙部が無機材料層の通気孔に変化する。すなわち、無機酸塩の固形分が通気孔内壁表面に担持された状態になる。その結果、無機酸塩の量を増加させてフィル夕の寿命を延ばすことが可能になるのである。また懸濁液に予め溶かし込んだ無機酸塩は、吸着剤粉末から懸濁液に溶け出して失われた無機酸塩を、吸着剤にしみこんで補う効果がある。

本発明の空気浄化フィル夕の製造方法によれば、製造する空気浄化フィルタを、ガス状有機不純物を発生しない素材のみから構成することができる。また実質的にも、この空気浄化フィル夕は可燃物を含まない素材のみで構成することもできる。シリカとしては例えばシリカゲルが使用できる。またアルミナとしては例えばアルミナゲルが使用できる。シリカとアルミナの混合物としては例えばシリカゲルとアルミナゲルの混合ゲルが使用できる。前記支持体の表面に無機材料層を形成したり、さらに第 1の無機材料層と第 2の無機材料層の一方の上に他方を形成する際に、前記懸濁液にゾル状態の無機系固着補助剤を混入した場合、前記無機材料層や、前記第 1、第 2の無機材料層はそれぞれ無機系固着補助剤を含むことになる。

本発明の空気浄化フィルタの製造方法において使用する無機酸塩については、前記したように、硫酸塩であることが好ましく、そのなかでも硫酸チタニル、硫酸アルミニウム、硫酸バナジウム、硫酸ジルコニウム硫酸水素ナトリウム、硫酸水素カリウムが好適である。

そして本発明の高度清浄装置によれば、高度清浄装置内において循環している空気中のガス状塩基性不純物と、場合によってはガス状有機不純物までも除去して、この高度清浄装置内の処理空間でハンドリングされる基板表面の雰囲に起因する表面汚染を防止することができる。本発明の高度清浄装置では、可燃物である活性炭やイオン交換繊維を使用していないので、防災に優れている。したがって、前記空気浄化フィルタと粒子状不純物を除去するフィル夕を、前記空間の天井部に配置することができるようになる。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の実施の形態にかかるフィルタの概略的な分解組立図である。

図 2は、無機酸塩を添着した無機物粉末をハニカム構造体の表面に無機バインダを用いて固着させて無機材料層を形成したフィル夕の部分断面拡大図である。

図 3は、無機酸塩を添着した無機物の粉末を無機バインダを用いて造粒したペレツ卜を、ハニカム構造体の表面に固着させた構成のフィルタの部分断面拡大図である。

図 4は、本発明における無機酸塩を添着した無機物粉末を、無機バインダで支持体表面に担持した無機材料層の部分断面拡大図である。

図 5は、無機酸塩を添着した無機物粉末のペレットを二重円筒形状のケ一シング内に充填した空気浄化フィルタの横断面図と縦断面図である。図 6は、本発明の他の実施の形態にかかるフィルタの概略的な分解組立図である。

図 7は、波形シートと薄板シートを積層したハニカム構造体の表面に、無機酸塩を添着した無機物粉末を無機バインダを用いて固着して第 1の無機材料層を形成し、さらにその表面に無機吸着粉末を固着させて第 2 の無機材料層を形成した構成のフィル夕の部分断面拡大図である。

図 8は、本発明における第 1 の吸着層と第 2の吸着層からなる複合層断面の部分拡大図である。

図 9は、本発明の実施の形態にかかる高度清浄装置の構成を概略的に示した説明図である。

図 1 0は、本発明の他の実施の形態にかかる高度清浄装置の構成を概略的に示した説明図である。

図 1 1は、市販のケミカルフィルタ 2種類とイオン交換繊維を使用したケミカルフィル夕のそれぞれにより処理したクリーンルーム空気と、本発明による空気浄化フィル夕により処理したクリーンルーム空気の計 4 つの雰囲気中で、酸化膜付きシリコンウェハ表面の接触角の経時変化を測定した結果を示すグラフである。

図 1 2は、クリ一ンルーム雰囲気中に放置されたガラス基板表面を対象に、超純水滴下による接触角の測定値と、 X線光電子分光法（X P S ： X -ray Photo electron Spectroscopy) により測定した有機物表面汚染の相関関係を示すグラフである。

図 1 3は、本発明 Aの無機材料層の構造断面図である。

図 1 4は、本発明 Bの無機材料層の構造断面図である。

図 1 5は、本発明 Cの第 1 と第 2の無機材料層の透視模式図と構造断面図である。

図 1 6は、本発明 Dの第 1 と第 2の無機材料層の構造断面図である。図 1 7は、本発明 Eの第 1 と第 2の無機材料層の構造断面図である。図 1 8は、本発明 Fの第 1 と第 2の無機材料層の構造断面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、添付図面を参照しながら本発明にかかる空気浄化フィル夕及びその製造方法の好ましい実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、単に" フィルタ" と称する場合はガス状不純物除去を目的としたフィル夕を指し、粒子の除去を目的とした場合は" 粒子除去用フィルタ" と呼んで区別する。

図 1は、本発明の実施の形態にかかるフィル夕 1 の概略的な分解組立図を示している。図に示されたように、隣接する波形シート 1 0の間に凹凸のない薄板シート 1 1 を挟んで構成されているハニカム構造体 1 2 全体の表面に、タルク、カオリン鉱物、ベントナイト、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リボン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末をバインダとして用いて、粉末状の吸着剤を固着させた構成になっている。以下、バインダとして用いたこれら無機物の粉末を、単に「無機バインダ」と称する。

図 1 に示されたようにフィル夕 1は、処理空気の流通方向（図中、白抜き矢印 1 3で示す方向）対してに開口するように、アルミニウム製のパネル 1 5 a 、 1 5 b 、 1 5 c 、 1 5 dを箱形状に組み立ててなるケーシングを有している。そしてこのケ一シングの内部空間には、粉末状の前記吸着剤を無機バインダを用いて表面に固着した波形シート 1 0 と薄板シート 1 1 とが、処理空気の流通方向 1 3に略平行に交互に積層されている。フィルタ 1の外形や寸法などは、設置空間に合わせて任意に設計することができる。

ここでフィル夕 1 の製造方法の一例を説明する。まず無機繊維（例えば、セラミック繊維、ガラス繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維等）と、有機材料（例えばパルプ、溶融ビニロンの混合物）と、珪酸カルシウムの 3つの材料を、 1 : 1 : 1 の等重量で配合し、湿式抄紙法により約 0 3 m mの厚みに抄造する。なお、珪酸カルシウムの代わりに、珪酸マグネシゥムを主成分とするセピオライト、パリゴルスカイト等の繊維状結晶の粘土鉱物を使用してもよい。この抄造してできたシートを薄板形状に加工すれば薄板シ一ト 1 1が得られ、また抄造してできたシートをコルゲ一夕によって波形加工すれば波形シ一ト 1 0を得ることができる。波形シ一卜 1 0を、薄板シ一ト 1 1 に接着剤で接着し、図 1 に示すようなハニカム構造体 1 2を得る。

このハニカム構造体 1 2を、電気炉に入れて約 4 0 0 °Cで 1時間程度の熱処理を行うと、有機質成分が全て除去される。有機質成分が除去された後の Λ二カム構造体 1 2の表面には、無数のミクロンサイズの陥没穴が残り、この陥没穴を孔とする多孔性のハニカム構造体 1 2を製造することができる。後にこの陥没穴に吸着剤や無機バインダの微粒子がはまり込むことになる。

次に前記吸着剤、すなわち、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1 種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着した吸着剤の粉末と、無機バインダとを分散させた懸濁液中に、このハニカム構造体 1 2を数分間浸した後引き上げる。その後約 2 0 0 °Cで 1時間程度の熱処理で乾燥させると、図 2に示すように、ハニカム構造体 1 2の表面に前記吸着剤の粉末が無機バインダで固着された無機材料層 2 0を有する、フィル夕 1 を得ることができる。

前記懸濁液には無機系固着補助剤、例えば珪酸ソーダ又はシリ力又はアルミナの少なくとも一種を混入してもよい。シリカとしては例えばシリカゾルが使用でき、アルミナとしては例えばアルミナゾルが使用できる。シリカゾルゃアルミナゾルはハニカム構造体 1 2の表面に固着した後にそれぞれシリカゲル、アルミナゲルに変化する。無機系固着補助剤の役割は、前記吸着剤の粉末と無機バインダが、ハニカム構造体 1 2の表面（ハニカム構造体 1 2の要素となるセルの内側の表面を含む（以下同様））に強固に固着するための補助剤として機能する。

前記懸濁液に前記吸着剤とは別に予め無機酸塩を溶かし込んでおけば、ハニカム構造体 1 2を該懸濁液から引き上げる際に、懸濁液に溶けた無機酸塩が、前記吸着剤の粉末や無機物バインダの粉末や無機系固着補助剤の微粒子の隣接する箇所の間隙部に含浸される。引き上げたハニカム構造体 1 2を熱処理して乾燥する際に、該間隙部に含浸された無機酸塩から水分のみが蒸発して、該間隙部は無機材料層 2 0の通気孔に変化する。つまり、無機酸塩の固形分が通気孔内壁表面に担持された状態になる。無機材料層 2 0を構成する前記吸着剤に添着された無機酸塩の量が、ガス状塩基性不純物を長時間除去するためには不十分である場合、つまり本発明の空気浄化フィル夕が、ガス状塩基性不純物を除去できる寿命が短い場合には、このように前記懸濁液に前記吸着剤とは別に予め無機酸塩を溶かし込んでおくことで、空気浄化フィル夕に含まれる無機酸塩の量を追加し、本発明の空気浄化フィル夕の寿命を延ばすことも可能となる。

また前記懸濁液に無機酸塩を溶かし込まない場合であつても、該懸濁液から引き上げて熱処理乾燥したハニカム構造体 1 2を、無機酸塩の溶解液に浸して再度熱処理乾燥すれば、本発明の空気浄化フィル夕に含まれる無機酸塩の量を追加することが可能である。

さらにまた別の製造方法として次のような例を挙げられる。まず吸着材自体を構成する無機物の粉末とバインダとしての無機物とを混合した懸濁液に、ハニカム構造体 1 2を浸潰し、その後八二カム構造体 1 2をこの懸濁液から引き上げて乾燥させる。乾燥させた後、今度は前記ハニカム構造体 1 2を無機酸塩の溶解液に浸漬する。そしてこの無機酸塩の溶解液からハニカム構造体 1 2を引き上げて乾燥させてもよい。この方法は、溶解度の大きい無機酸塩、例えば硫酸ジルコニウムを使用する場合に有効である。すなわち、八二カム構造体 1 2を前記懸濁液に浸漬した後乾燥させると、吸着材は吸湿性の良好な状態にあるので、無機酸塩溶解液に浸漬した場合、吸着材に対する無機酸塩の添着量を多くすることが可能になるのである。

またさらに、吸着材自体を構成する無機物の粉末とバインダとしての無機物とを無機酸塩の溶解液に混合した懸濁液に、前記八二カム構造体 1 2を浸漬し、その後このハニカム構造体 1 2を乾燥させてもよい。そうすれば、吸着材と無機酸塩を別々に添着せずに一度の浸漬、乾燥で済ましているため、工程数を減らすことが可能である。

こうして得られたフィル夕 1は、構成材料に可燃物を含まないし、フィル夕が熱処理される際に構成材料に含まれていた、表面汚染の原因となるガス状有機不純物成分が全て脱離 · 除去されるため、フィルタ 1 自身からガス状有機不純物を発生することもない。

前記吸着剤、すなわち、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとァルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト、又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1 種からなる無機物の粉末に、無機酸塩を添着した吸着剤そのものの製造方法の一例を説明する。

珪酸ソ一ダからイオン交換樹脂を用いてナトリウムを除去し、残ったシリカを分散剤および P H調整剤などの安定剤によつて粒子化する。これがシリカゾルであり、このシリカゾルに無機酸塩を混合 ' 溶解する。無機酸塩の溶解度が小さい場合には混合液を加熱する場合もある。シリ力ゾルと無機酸塩の混合物を乾燥して水分を蒸発 · 除去すれば、無機酸塩が添着されたシリ力ゲルの吸着剤が得られる。

フィルタ 1の別の製造方法を説明する。ハニカム構造体 1 2を製作するまでは、前述の製造方法と同じであるので省略する。この製造方法は、八二カム構造体 1 2の表面に、前記吸着剤の粉末を造粒して製造したぺレットを接着剤で付着させることを特徴としている。前記吸着剤の粉末を造粒する際には、前記吸着剤の粉末と無機バインダを、適量の水と無機系固着補助剤を混入させた状態で混合すると粘土状の粘性と可塑性を示すようになり、造粒が可能となる。無機バインダゃ無機系固着補助剤の種類は先に説明した製造方法と同様である。また、前記粉末を造粒の際に使用する適量の水に無機酸塩を溶解させておけば、ペレットに含まれる無機酸塩の量を追加することも可能である。さらに、前記吸着剤の粉末を造粒して製造したペレツトを無機酸塩の溶解液に浸して再度熱処理乾燥することによつても、ペレットに含まれる無機酸塩の量を追加することが可能である。

さらに、フィルタ 1の別の製造方法を説明する。前述の製造法と全く異なる点は、ペレットの表面の構造である。ペレットの表面には、表 5 ( I ) 、 ( I I I ) に示した無機吸着材粉末がコーティングされ、ペレッ卜の表面にはガス状有機不純物を吸着 · 除去する無機材料層が形成されている。

図 3は、無機バインダを用いて前記吸着剤の粉末を造粒したペレット 2 1 をハニカム構造体 1 2の表面に固着させた構成のフィル夕 1の断面部分拡大図である。波形のシート 1 0 と薄板シート 1 1の表面全体にくまなく、前記吸着剤の粉末を無機バインダを用いて造粒したペレット 2 1 を不燃性接着剤で固着する。この場合、処理空気は、疑似半月形の断面形状をした細い筒部 1 7を通過することになる。そして、このようにペレット 2 1 を固着したハニカム構造体 1 2を、電気炉に入れて接着剤 P T/JP98/04262 の耐熱温度以下の約 1 0 0 で 2時間程度の熱処理を行い、接着剤に含まれる表面汚染の原因となるガス状有機不純物成分を全て脱離 · 除去することにより、フィル夕 1 を製造することができる。

このようにして製造されるフィルタ 1は、構成材料に可燃物を含まないため、フィル夕 1 を天井面に取り付けた場合、可燃物である活性炭やィオン交換繊維をベースとした従来のケミカルフィルタを天井面に取り付けた場合と比較して、防災上の安全性は著しく高まる。なお、処理空気を通過させる空間の断面形状は、以上のような半月形状に限らず、任意の形状とすることができる。

図 4は、本発明における前記吸着剤の粉末を無機バインダで支持体表面に担持した無機材料層の断面の部分拡大図である。処理対象ガスは、無機材料層の表面（処理対象ガスとの接触面）から、無機酸塩を添着した吸着剤の微粒子と無機バインダの微粒子との間に形成される通気孔をかいくぐるように、無機材料層内部に入り込んだり、逆に無機材料層内部から外部に出て行ったりする。その際、前記吸着剤微粒子ではガス状塩基性不純物が除去され、無機バインダとして前記表 5の（ I ) と（ I I I ) のグループに属する粉末を採用した場合には、その表面に存在する物理吸着に適した細孔にガス状有機不純物の分子が入り込んで吸着除去される。

本発明の第 1の目的であるガス状塩基性不純物の除去と共に、第 2の目的であるガス状有機不純物の同時除去を達成するためには、前記表 5 の（ I ) と（ I I I ) のグループに属する粉末のように、主としてメソ孔領域又はミクロ孔領域の細孔を有する無機バインダを用いて、前記吸着剤の粉末をハニカム構造体 1 2に無機材料層 2 0 として固着させてフィルタ 1 を構成したり、同様の前記無機バインダによって前記吸着剤の粉末をペレツト 2 1 に成型し、このペレット 2 1 をハニカム構造体 1 2 の表面に固着させてフィルタ 1 を構成する。

さらに図 5 に A— A断面、 B— B断面を示すように、主としてメソ孔領域又はミクロ孔領域の細孔を有する無機バインダにより前記吸着剤の粉末をペレツ卜 2 1 に成型し、側面に多数の通気口 2 3 を有する二重円筒形状のケ一シング 2 2内にこのペレット 2 1 を充填してフィルタ 1 ' を構成することによつても、本発明の目的を達成できる。処理空気はケ —シング 2 2の内側円筒から流入し、ケーシング 2 2内のペレツ卜 2 1 の充填層を透過した後、ケーシング 2 2の外側円筒と外筒 2 4に挟まれた空間を通過して出ていく。処理空気の流通方向は矢印 1 3で示した。表 5の（ I I ) のグループのバインダのうち、タルクやカオリン鉱物は結晶子サイズが大きく、マクロ孔域の容積は大きいが、ミクロ孔域ゃメソ孔域の内部表面積や容積は小さく、物理吸着能力も小さい。また表 5の（ I I ) のグループのバインダのうち、ベントナイトもマクロ孔域の容積は大きいが、ミクロ孔域ゃメソ孔域の内部表面積や容積は小さく、物理吸着能力も小さい。

一方、表 5の（ I ) 、（ I I I ) のグループのバインダのうち、例えば、リポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物であるセピオライ卜の細孔は、 1 0オングストロームのミクロ孔と 2 0 0オングストロームのメソ孔から成り、ミクロ孔域ゃメソ孔域の内部表面積や容積は大きく物理吸着能力も大きい。（ I ) 、（ I I I ) のグループのバインダ、つまりけいそう土、シリカ（シリカゲル）、アルミナ（アルミナゲル），シリカとアルミナの混合物（シリカゲルとアルミナゲルの混合ゲル）、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、酸処理モンモリナイト（活性白土）、活性ベントナイト、合成ゼォライトの無機物の粉末は物理吸着能力が大きい。表 5に示したように、これらの無機物はいずれも、 5オングストローム〜 3 0 0オングストロームの範囲に分布する単位重量当たりの細孔容積が 0 . 2 c c Z g以上であるか、または比表面積が 1 0 0 m ² / g以上である。もちろん、これらの無機物の粉末は、前記無機物（第 1 の無機材料層の形成に使用されるバインダとしての無機物）の粉末を含む第 1 の無機材料層に重ねて形成する第 2の無機材料層として好適に利用できる。

メソ孔領域またはミクロ孔領域の有効細孔径を有する無機バインダを用いて、該吸着剤の粉末を造粒したペレットを支持体に固着するために用意しておく態様では、該吸着剤の粉末と該無機物の粉末の両者の粉末に例えば市水を混ぜて粘土状とし、 0 . 3〜 0 . 8 m m程度のペレットに造粒機にて造粒する。これを予め無機系かつ不燃性の接着剤を付着させた支持体に高速空気を利用して吹き付けることで、図 3に示したような本発明のフィル夕を製作できる。支持体としては必ずしもハニカム構造に限らず、ロックウール等の三次元網目構造体を例示できる。後者では被処理空気が網目構造体を横切って通過するため、空気抵抗は大きいが、該吸着剤のペレツトとの接触機会はハニカム構造体よりもむしろ多くなる。

図 6は、本発明の他の実施の形態にかかるフィルタ 3 1の概略的な分解組立図である。なお、このフィルタ 3 1 において、ハニカム構造体 1 2 自体の構成は、先に図 1で説明したフィルタ 1の構成と同様であるため、同じ構成要素については、図 6において図 1 と同じ符号を付することにより重複した詳細な説明は省略する。

このフィルタ 3 1では、図 7に示すように、波形シート 1 0 と薄板シート 1 1 を積層したハニカム構造体 1 2の表面に、無機バインダを用いて前記吸着剤の粉末を固着させて第 1の吸着層（すなわち、第 1 の無機材料層） 2 5を形成し、さらにその表面にメソ孔領域またはミクロ孔領域の有効細孔径を有する無機物の粉末を固着させて第 2の吸着層（すなわち、第 2の無機材料層） 2 6を形成した構成になっている。以下、メソ孔領域またはミクロ孔領域の有効細孔径を有する無機物の粉末を「無機吸着粉末」と称する。フィル夕 3 1の外形や寸法などは、設置空間に合わせて任意に設計することができる。なお、第 1の吸着層 2 5を形成する際に使用する無機バインダの細孔径は、第 2の吸着層 2 6を形成する際に使用する無機吸着粉末とは異なり、物理吸着に関与しないマクロ孔領域であつてもよい。

例えば、表 5の（ I I ) のグループのタルク、カオリン鉱物、ベントナイトのような粘土鉱物は物理吸着に関与する細孔をほとんど有さないが、第 1の吸着層 2 5のバインダとして利用できる。また、珪酸ソーダ、シリカ、アルミナのような無機系固着補助剤そのものであってもかまわない。なおシリカとしては例えばシリカゾル、アルミナとしては例えばアルミナゾルが使用できる。ただし、シリカゾルゃアルミナゾルは単分散のナノメータから数十ナノメ一夕の一次粒子を含む懸濁液であるが、支持体の表面に固着して乾燥した状態では、一次粒子が集合した三次元凝集体であるシリカゲルやアルミナゲルに変化し、ガス状有機不純物を吸着する能力を有するようになる。

したがって、シリカゾルゃアルミナゾルの無機系固着補助剤はそれら単独で、第 1の吸着層 2 5のガス状有機不純物を吸着するバインダとして利用するシリカゲルやアルミナゲルと全く同様に利用できるし、また第 2の吸着層 2 6のガス状有機不純物を吸着する無機物として利用するシリ力ゲルやアルミナゲルと全く同様に利用できる。つまり第 1の吸着層 2 5は雰囲気中のガス状塩基性不純物を除去するために機能し、第 2 の吸着層 2 6はガス状有機不純物を吸着除去するために機能できればよい。図 8は、本発明における第 1 の吸着層と第 2の吸着層からなる複合層断面の部分拡大図である。

図 8において、支持体が有機材料を含むことによって、支持体自体からガス状有機不純物を脱離する場合であっても、支持体を被覆する第 2 の吸着層 2 6によって支持体から脱離したガス状有機不純物は吸着 · 除去されるため、支持体から発生するガス状有機不純物が、第 2の吸着層 2 6を突き抜けて処理対象空気中に入ることはない。

ここでフィル夕 3 1の製造方法の一例を説明する。まず多孔性のハニカム構造体 1 2を製造する。無機材料層を形成する前までは先に説明した方法と同様であり省略する。つぎに前記吸着剤の粉末と、タルク、力ォリン鉱物、ベントナイトのような無機バインダを分散させた懸濁液に、ハニカム構造体 1 2を数分間浸した後、約 2 0 0 °Cで 1時間程度の熱処理で乾燥して、第 1の吸着層 2 5を形成する。

つぎにメソ孔領域またはミクロ孔領域の有効細孔径を有する無機物の粉末（無機吸着粉末）、例えばけいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リボン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト、合成ゼォライト等を分散させた懸濁液に、第 1の吸着層（すなわち、第 1の無機材料層） 2 5を形成した後のハニカム構造体 1 2を数分間浸した後、約 2 0 0 °Cで 1時間程度の熱処理で乾燥して、第 2の吸着層（すななわち、第 2の無機材料層） 2 6を形成する。なお、シリ力としては例えばシリ力ゲルが、アルミナとしては例えばアルミナゲルが使用できる。シリカとアルミナの混合物としては例えばシリカゲルとアルミナゲルの混合ゲルを使用することができる。

第 2の吸着層 2 6の形成に利用する前記リボン状構造の含水珪酸マグネシゥム質粘土鉱物としては、セピオライトやパリゴルスカイト等がある。こうして第 1の吸着層 2 5の上に第 2の吸着層 2 6をコーティングしたハニカム構造体 1 2を得ることができる。第 1の吸着層 2 5 と第 2 の吸着層 2 6を形成する際に使用される無機物の粉末には無機系固着補助剤、例えば珪酸ソーダまたはシリカまたはアルミナを少なくとも一つ混入してもよい。なお、シリカとしては例えばシリカゾルが、アルミナとしては例えばアルミナゾルが使用できる。

無機系固着補助剤の役割は、第 1の無機材料層としての第 1の吸着層 2 5を形成している前記吸着剤の粉末や無機バインダを、ハニカム構造体 1 2の孔などに強固に固着するための補助剤として機能したり、さらに第 2の無機材料層としての第 2の吸着層 2 6を形成している無機吸着粉末を、第 1の吸着層 2 5に強固に固着するための補助剤として機能する。

なお本発明の空気浄化フィル夕 3 1 に含まれる無機酸塩の量を追加する方法は前述した方法と同様である。 1つの方法として、第 1の無機材料層や第 2の無機材料層を形成するために使用する懸濁液、つまり前記吸着剤粉末、無機バインダ、無機吸着粉末、無機系固着補助剤等を混合した懸濁液に無機酸塩を溶解させる。別の方法は、第 1の無機材料層や第 2の無機材料層を形成した後に、八二カム構造体を無機酸塩の溶解液に浸して再度熱処理乾燥することである。

こうして得られたハニカム構造体 1 2は、構成材料に可燃物を含まないし、ハニカム構造体 1 2が熱処理される際に構成材料に含まれていた表面汚染の原因となるガス状有機不純物成分が全て脱離 · 除去されるため、ハニカム構造体 1 2 自身からガス状有機不純物を発生することがない。さらに、図 6に示された外枠 1 5の素材には、アルミニウムのようなガス状有機物を発生せずかつ可燃物を含まない素材を使用することが好ましい。八二カム構造体 1 2を外枠 1 5に固定する目的ゃハニカム構造体 1 2 と外枠 1 5 との間隙部分を塞ぐ目的に使用する接着剤やシール剤も、ガス状有機物を発生せずかつ可燃物を含まない特性を有するものであることが好ましい。この場合例えば、ハニカム構造体 1 2に外パネル 1 5を取り付けて組み立てを完了したフィル夕 3 1全体に熱処理を施して、フィル夕 3 1 の構成材料である不燃性の接着剤やシール剤から表面汚染の原因となるガス状有機不純物成分を全て脱離 · 除去してもよい。こうしてフィル夕 3 1全体を、可燃物を含まない素材のみで構成したり、ガス状有機不純物を発生しない素材のみから構成したりすることができる。

フィルタ 3 1 のさらに別の製造方法を説明する。前述の製造方法で製作されるハニカム構造体 1 2やロックウールなどの三次元網目構造体を支持体として利用する。そしてこの製造方法では、支持体の表面に、粒状の前記吸着剤を接着剤で付着させる。粒状の前記吸着剤は、前記吸着剤の粉末に無機バインダを混合し、成型してペレット形状としたものが使用される。

前記ペレットの周囲に、メソ孔領域またはミクロ孔領域の有効細孔径を有する無機物の粉末（無機吸着粉末）をコーティングして被覆層を形成した被覆層付きペレツトを予め準備しておく。このペレツトの製作の方法は、無機吸着粉末の被覆層を形成するため、コーティング用の無機吸着粉末を分散した懸濁液にペレツト形状に成型した前記吸着剤を浸した後、引き上げ · 乾燥して行われる。被覆層の機械的強度を増すため、該懸濁液にはコーティング用の無機吸着粉末とともにゾル状の無機系固着補助剤を分散させて、ペレットにコーティングされた該無機吸着粉末に無機系固着補助剤が含まれるようにしてもよい。コーティング用の該無機吸着粉末や無機系固着補助剤の種類は前述したものを使用できる。

次に本発明の実施の形態にかかる高度清浄装置について説明する。図 9は、本発明の実施の形態にかかる高度清浄装置 1 0 0の構成を概略的に示す説明図である。この高度清浄装置 1 0 0は、具体的には、例えばクリーンルームやクリーンベンチとして構成されている。高度清浄装置 1 0 0は、例えば L S Iや L C Dなどの製造を行うための処理空間 1 0 2 と、この処理空間 1 0 2の上下に位置する天井部（サプライプレナム） 1 0 3及び床下部（レターンプレナム） 1 0 4と、処理空間 1 0 2 の側方に位置するレ夕ン通路 1 0 5から構成される。

天井部 1 0 3には、ファンユニット 1 1 0 と通気性を有するガス状不純物除去用のフィルタ 1 1 1 と、粒子除去用のフィル夕 1 1 2を有するクリーンファンュニット 1 1 3が配置されている。処理空間 1 0 2には、熱発生源となる例えば半導体製造装置 1 1 4が設置されている。床下部 1 0 4は多数の孔が穿孔されたグレーティング 1 1 5で仕切られている。また、床下部 1 0 4には、半導体製造装置 1 1 4の熱負荷を処理するためのドライ冷却器（結露を生じさせないように構成された冷却器） 1 1 6が設置されている。ドライ冷却器 1 1 6は、熱交換表面に結露を生じさせない条件で空気を冷却する空気冷却器を意味する。レタン通路 1 0 5には温度センサ 1 1 7が設置されており、この温度センサ 1 1 7で検出される温度が所定の設定値となるように、ドライ冷却器 1 1 6の冷水流量調整弁 1 1 8が制御される。

そして、クリーンファンユニット 1 1 3のファンユニット 1 1 0が稼働することによって、適宜気流速度が調整されながら、高度清浄装置 1 0 0内部の空気は、天井部 1 0 3→処理空間 1 0 2—床下部 1 0 4→レ夕ン通路 1 0 5—天井部 1 0 3の順に流れて循環するように構成されている。またこの循環中に、ドライ冷却器 1 1 6によって冷却され、クリーンファンュニット 1 1 3内のガス状不純物除去用のフィル夕 1 1 1 と粒子除去用のフィル夕 1 1 2によって、空気中のガス状不純物と粒子状不純物が除去されて、適温で清浄な空気が処理空間 1 0 2内に供給される。

ガス状不純物除去用のフィル夕 1 1 1は、先に説明した本発明による無機酸塩を添着した吸着剤の粉末を含む空気浄化フィル夕であって、循環空気からガス状の塩基性不純物と、場合によってはガス状の有機不純物までも除去する。また空気浄化フィル夕 1 1 1は、可燃物を含まない素材のみで構成され、かつガス状有機不純物を発生しない素材のみで構成されている。

粒子除去用フィルタ 1 1 2は空気浄化フィル夕 1 1 1の下流側に配されており、このフィルタ 1 1 2は粒子状不純物を除去することが可能な機能を有している。また粒子除去用フィルタ 1 1 2は、ガス状有機不純物を発生しない素材のみで構成されている。

高度清浄装置 1 0 0の床下部 1 0 4内には、取り入れ外気が空気流路 1 2 0を経て適宜供給される。この空気流路 1 2 0にも、取り入れ外気からガス状不純物を除去するための本発明による空気浄化フィルタ 1 2 1が配されており、空気浄化フィルタ 1 2 1の上流側には、取り入れ外気の除塵 · 調温 · 調湿を行うユニット型空調機 1 2 2が設けられている, また、空気流路 1 2 0には湿度センサ 1 2 7が配置されており、この湿度センサ 1 2 7で検出される湿度が所定の設定値となるように、ュニット型空調機 1 2 2の調湿部の給水圧調整弁 1 2 9が制御される。一方、処理空間 1 0 2内には湿度センサ 1 2 8が設置されており、この湿度センサ 1 2 8で処理空間 1 0 2内の雰囲気の湿度が検出される。

空気流路 1 2 0から高度清浄装置 1 0 0の床下部 1 0 4に供給された取り入れ外気は、レタン通路 1 0 5及び天井部 1 0 3を経由して、処理空間 1 0 2に導入される。そして、この取り入れ外気に見合った空気量が、排気口 1 2 5から排気ガラリ 1 2 6を介して室外に排気される。本発明による空気浄化フィル夕 1 1 1は、構成材料に可燃物を含まないため、図 9のように空気浄化フィル夕 1 1 1 を天井面に取り付けた場合、可燃物である活性炭やイオン交換繊維をべ一スとした従来のケミ力ルフィル夕を天井面に取り付けた場合と比較して、防災上の安全性は著しく高まっている。なお、図 9に示した高度清浄装置 1 0 0において、取り入れ外気を処理する空気浄化フィルタ 1 2 1 も、循環空気を処理する空気浄化フィル夕 1 1 1 と同様の構成とすれば、可燃物である活性炭やイオン交換繊維をベースとした従来のケミカルフィルタを外気取り入れ口に取り付けた場合と比較して、防災上の安全性はさらに高まる。

通常の粒子除去用の中性能フィルタ、 H E P Aフィルタまたは U L P Aフィルタは、繊維濾材に揮発性有機物を含む濾材用バインダを使用したり、繊維濾材とフィルタ枠材の接着に揮発性有機物を含むシール材を使用しているので、濾材用バインダゃ接着剤からの脱ガスが発生する。したがって本発明を構成する粒子除去用フィルタ 1 1 2に関しては、揮発性有機物を含む濾材用バインダを使用しない濾材を用い、あるいは揮発性有機物を含む濾材用バインダを使用していても加熱処理などの処理によって揮発性有機物を除去した濾材を用い、さらに濾材をフレームに固定する手段であるシール材にも脱ガスの発生のない種類を選択したり，あるいは濾材を脱ガスのない素材で物理的に圧着してフレームに固定することが望ましい。

本発明の他の実施の形態にかかる高度清浄装置 1 0 0 ' を図 1 0に示した。この図 1 0に示す高度清浄装置 1 0 0 ' は、本発明による無機酸塩を添着した吸着剤の粉末を含むハニカム構造体の空気浄化フィル夕 1 1 1 を、高度清浄装置 1 0 0 ' の天井部 1 0 3全面に取り付けるのではなく、所々間隔をおいて間引いて設置している。この例では、図 9 と比較して空気浄化フィルタ 1 1 1 の設置台数は半分である。その他の点は先に図 9において説明した高度清浄装置 1 0 0 と同様の構成である。従つて、図 1 0に示す高度清浄装置 1 0 0 ' において、先に図 9で説明した高度清浄装置 1 0 0 と同じ構成要素については同じ符号を付することにより、重複した詳細な説明は省略する。

本発明の空気浄化フィルタが除去の対象とする化学汚染物質は、塩基性物質、有機物である。代表的な障害事例を説明すると、塩基性ガスはレジストの解像の障害になる。ガス状の有機物が基板表面に付着すると、絶縁酸化膜の不良、レジスト膜の密着不良、基板表面の電気抵抗値が高くなつて微粒子の静電吸着が起こりやすくなる。また、ガス状の有機物は露光装置のレンズやミラーの曇りを発生する原因となる。これらガス状不純物の発生源には、洗浄装置、作業者、クリーンルーム構成部材などの高度清浄装置内部に存在する発生源と、外部から高度清浄装置内へ進入する外気由来の汚染物がある。

したがって、空気浄化フィル夕 1 1 1の役割は、主として高度清浄装置内部で発生するガス状汚染物を循環空気中から除去し、高度清浄装置内部のこれらガス状汚染物濃度を低減することである。一方、空気流路 1 2 0に配設した空気浄化フィルタ 1 2 1の役割は、外部から高度清浄装置内へ進入する外気由来の汚染物を除去し、高度清浄装置内部のこれらガス状汚染物濃度を低減することである。空気浄化フィルタ 1 1 1および 1 2 1 を備えた高度清浄装置を稼働すると、稼働初期に高度清浄装置内部の化学汚染物質の濃度は最も高く、稼働時間の経過とともに、循環空気中からこれら化学汚染物質が漸次除去されて濃度は低下していき遂には高度清浄装置内部の発生量と平衡する濃度で安定化する。空気が 1回循環する際に除去される化学汚染物質量は、空気浄化フィル夕 1 1 1の上流側の化学汚染物の濃度が同じである場合、天井全面に取り付けた図 9の高度清浄装置 1 0 0 と、間引いた図 1 0の高度清浄装置 1 0 T/JP98/04262

0 ' を比較すると、 2 ： 1の関係がある。

つまり、稼働初期の最高濃度から、高度清浄装置内部の発生量と平衡する濃度まで達するまでの時間は、間引いた図 1 0の高度清浄装置 1 0 0 ' の場合は天井全面に取り付けた図 9の高度清浄装置 1 0 0の場合よりも相当に長くなる。また、最終的に到達する平衡濃度も、間引いた場合は天井全面に取り付けた場合よりも少し高くなる。つまり、設置台数を間引くと濃度の低減に時間がかかり、低減後の平衡濃度も間引かない場合よりも少し高くなるという短所はあるが、空気浄化フィルタ 1 1 1 のイニシャルコストや定期的交換に伴うランニングコストを安くしたいという経済的要望の観点からは、この図 1 0に示す例のように、空気浄化フィル夕 1 1 1 の設置台数を間引くことが便宜である。実施例

次に、以上に説明した本発明の実施の形態にかかるフィルタの作用効果を、実施例によって説明する。

まず、クリーンルーム中において、ガス状塩基性不純物を除去するために、薬品を添着した粒状活性炭と繊維状活性炭をそれぞれ使用した 2 種類の市販のケミカルフィルタと、ィオン交換繊維を使用したケミカルフィルタの各々によって処理したクリーンルームエアと、図 6に示した本発明によるフィルタにより処理したクリーンルームエアの計 4つの雰囲気中で、酸化膜付きシリコンウェハ表面の接触角の経時変化を測定した。その結果を図 1 1 に示した。

図 1 1 に示す接触角の値は、基板の表面に超純水を滴下して測定して得たものである。この接触角は、基板表面の有機物汚染の程度を簡便に評価する指標である。洗浄直後の有機物汚染のない酸化膜付きシリコンウェハやガラスの表面は水に馴染みやすい性質、つまり親水性であり、難 4262 したがって接触角は小さい。ところが、有機物で汚染されたそれらの表面は水をはじく性質、つまり撥水性であり、接触角は大きくなる。

例えば、クリーンルーム雰囲気中に放置されたガラス基板表面を対象に、超純水滴下による接触角の測定値と、 X線光電子分光法（X P S ： X - r a y P h o t o e l e c t r o n S p e c t r o s c o p y ) により測定した有機物表面汚染は、図 1 2に示すような相関関係があることが知られている。酸化膜付きシリコンウェハの表面についても、接触角と有機物表面汚染の間にはほぼ同様の相関関係がある。このように、基板表面における水の接触角の大きさと有機物表面汚染の間には極めて強い相関がある。

図 1 1の結果からつぎのことが分かる。イオン交換繊維は本来、水溶性無機不純物を吸着除去するためのものであるので、処理対象空気中の有機物は吸着できない。それどころか逆に、イオン交換繊維自体が新たなガス状有機物を発生する。 1 日放置すると約 1 0 ° の接触角の増加が見られる。ガス状無機不純物汚染を防止する目的の 2種類の活性炭フィル夕も、処理対象空気中の有機物は吸着できない。それどころか逆に、活性炭フィル夕自体が新たなガス状有機物を発生するため、 1 日放置すると、約 1 0 ° の接触角の増加が確認できた。図 6の本発明によるフィル夕では、ウェハ表面を 1 日放置しても接触角はほとんど増加せず、処理対象空気中の有機物は吸着除去されると共に、フィル夕自体が新たなガス状有機物を発生していないことが明らかになった。

活性炭フィル夕では、構成材料や活性炭をシートに付着している接着剤や、濾材を周囲のフレームに固着するために用いるシール材などからまたイオン交換繊維フィル夕では構成材料の高分子繊維に含まれる種々の添加剤から、各々発生したガス状有機不純物が、ケミカルフィルタ通過後の空気中に含まれてしまう。イオン交換繊維フィル夕の場合では、イオン交換基の一部がスルホン酸、カルボン酸、リン酸として脱離することもある。

つまりこれら従来のケミカルフィルタは、クリーンルーム雰囲気中に含まれる p p bオーダの塩基性の極微量不純物は除去しておきながら、ケミカルフィル夕自身から発生したガス状有機不純物を通過空気中に混入させてしまう。したがって、表 1 に記載した米国の S EMAT E CH によるガス状不純物制御の予測値に関して、これら従来のガス状塩基性不純物を除去するためのケミカルフィル夕は、ガス状塩基性不純物の濃度基準は満足できても、ガス状有機不純物の濃度基準を満足できない事態が生じていた。それどころか従来のケミカルフィル夕を使用したことによって、逆にクリーンルーム雰囲気中の基板表面汚染の原因となるガス状有機物濃度を高めてしまうこともあった。

本発明による 2種類のハニカム構造体のフィル夕 a、 bに、 NH₃、 D O P、 5量体のシロキサン（D ₅) をそれぞれ数百 p p tから数 p p b含むクリーンルームエアを通気させた。ハニカム構造体の上流側と下流側におけるそれぞれの雰囲気中の NH ₃の濃度は、イオンクロマトグラフィ

( I C ) により測定してそれぞれの除去効率を測定した。さらに、ハニカム構造体の上流側と下流側のそれぞれの雰囲気中に設置したシリコンウェハ表面の D O Pと D ₅による有機物表面汚染量を測定して比較し、有機物表面汚染の防止効果を評価した。さらに、ハニカム構造体の下流側のそれぞれの雰囲気中の浮遊微粒子濃度（ 1 f t ³の空間中に含まれる粒径 0. 1 im以上の粒子の個数）を測定した。上流側の浮遊微粒子濃度は 1 0個 t ³であった。その結果を表 7に示す。表 7

本発明のフィル夕 aと bの比較

有機物表面汚染量の評価には、 4インチの ρ型シリコンウェハを用いた。洗浄後のウェハをフィル夕の上流側と下流側でそれぞれ曝露し、表面汚染を測定した。ゥェ八表面に付着した有機物の分析 · 測定には、昇温ガス脱離装置とガスクロマトグラフ質量分析装置を組み合わせて用いた。また、ガスクロマトグラフに基づいて次のようにして表面汚染防止率を求めた。

表面汚染防止率 = ( 1 - (Β/Α) ) X 1 0 0 (%)

Α ：上流側のウェハ表面から検出された汚染有機物質のピークの面積

B ：下流側のウェハ表面から検出された汚染有機物質のピークの面積

本実施例による 2種類のフィルタ aと bはいずれも、図 1や図 6に示したように、隣接する波形シート 1 0の間に凹凸のない薄板シート 1 1 を挟んだ構造を有する。フィルタの通気方向の厚みは 1 0 c m、通気風速は 0. e mZ s , フィルタに通気する処理空気が接触するフィルタ単位体積当たりのシート総表面積は 3 0 0 0 m²/m³であった。

本発明のフィルタ aは、硫酸アルミニウムを吸着剤全重量に対して 4 2 %の重量濃度で添着した平均粒径 4 x mのシリカゲルの粉末からなる吸着剤を、無機バインダとしてのカオリナイトの 3 mの粉末と混合し、無機系固着補助剤としてのシリカゾルと共に分散させたスラリーに、前述の多孔性ハニカム構造体を浸した後、乾燥して形成された第 1 の無機材料層を有する。

つぎに、有効細孔径が主として 2 0オングストローム〜 1 0 0 0オンダストロームに分布した活性白土の 3 ; mの粉末を、無機系固着補助剤としてのシリカゾルと共に分散させたスラリーに、第 1 の無機材料層が形成された前述のハニカム構造体を再度浸した後、再び乾燥して第 2の無機材料層を形成した。前記第 1 の無機材料層の厚みは 1 0 0 mであり、その重量組成比は、前記吸着剤：力オリナイト：無機系固着補助剤 = 6 5 % ： 3 1 % ： 4 %、さらに前記第 2の無機材料層の厚みは 1 O n mであり、その重量組成比は、酸処理モンモリナイト：シリカ = 8 5 % ： 1 5 %であった。フィルタ全体の密度は 2 3 5 g Zリットル、そのうち無機材料層が占める密度は 9 4 リットル（フィル夕全体の 4 0 % ) であった。

本発明のフィル夕 bは次のようにして製作されている。すなわち前述の硫酸アルミニウムを添着したシリ力ゲルの粉末に、 3 i mのカオリナィ卜の無機バインダを混合してシリカゾルを無機系固着補助剤として共に分散させたスラリーに、前述の多孔性ハニカム構造体を浸した後、乾燥して製作した。フィル夕 bに使用したカオリナイトは、大きさが 1 0 0 0オングストローム以上である通気孔以外には主要な細孔を有さないから、物理吸着の能力はほとんどない。一方、フィルタ aに使用した活性白土は、有効細孔径が主として 2 0オングストローム〜 1 0 0 0オンダストロームに分布しており、物理吸着能は活性炭と比較して遜色ない本発明のフィル夕 a と bの異なる点は、フィルタ bはフィル夕 aのように、第 2の無機材料層（活性白土の層）に相当するものを有していないという点である。表 7から明らかなことは、 N H ₃のガス状塩基性不純物の除去については、硫酸アルミニウムを添着したシリ力ゲルの粉末が入った第 1の無機材料層のみが有効なため、第 2の無機材料層の有無はそれらの除去効率にさほど影響を与えない。しかし、高度清浄装置内の基板表面から検出される有機汚染物のうちで最も量が多い種類の D O P や 5量体のシロキサン（D ₅ ) については、物理吸着能力の優れた第 2の無機材料層の有無でそれらの除去効率は大きく異なる。

つまり、第 2の無機材料層を設けたフィルタ aは、ガス状塩基性不純物のみならずガス状有機不純物をも一括除去できる。表 7の下流側浮遊微粒子濃度の測定結果で明らかなように、フィルタ aは、硫酸アルミ二ゥムを添着した吸着剤を含む第 1の無機材料層を、第 2の無機材料層 (活性白土の層）で被覆したため、第 1の無機材料層からの発塵が抑制され、下流側浮遊微粒子濃度は上流側と同じ 1 0個； f t ³となった。しかしフィルタ bは、第 1の無機材料層が空気中にそのまま剥き出しになつているため、第 1の無機材料層からの発塵により、下流側浮遊微粒子濃度は上流側の 1 0倍の、 1 0 0個/ f t ³となった。

次に、本発明に従って製造した種々のタイプのフィル夕の比較を行つた。その結果を表 8に示す。

表 8

本発明に従って製造した種々のタイプのフィルタの比較

表 8 において、本発明によるフィル夕 Aは、ハニカム構造体の表面に、硫酸アルミニウムを添着したシリカゲルの粉末からなる吸着剤に、バインダとしての力オリナイトと無機系固着補助剤であるシリカゾルを混合させて固着し、無機材料層を形成したことを特徴とする空気浄化フィル夕である。無機材料層の厚みは 1 0 0 ^ m、その重量組成比は、前記吸着剤：カオリナイト：無機系固着補助剤 = 7 0 % : 2 7 % : 3 %である _c 本発明によるフィル夕 Bは、ハニカム構造体の表面に、硫酸アルミ二ゥムを添着したシリカゲルの粉末からなる吸着剤を、無機系固着補助剤であるシリカゾルそのものをバインダとして固着し、無機材料層を形成したことを特徴とする空気浄化フィル夕である。無機系固着補助剤であるシリカゾルは単分散のナノメータから数十ナノメ一夕の一次粒子を含む懸濁液であるが、支持体の表面に固着して乾燥した状態では、一次粒子が集合した三次元凝集体であるシリ力ゲルに変化し、ガス状有機不純物を吸着する能力を有するようになる。無機材料層の厚みは 1 0 0 /x m、その重量組成比は、前記吸着剤：無機系固着補助剤 = 7 0 % : 3 0 %である。

本発明によるフィル夕 Cは、前記本発明によるフィルタ Aのフィルタ表面に、さらにシリカゾルを固着 · 乾燥して生成したシリカゲルで構成される第 2の無機材料層を形成したフィル夕である。第 2の無機材料層は 1 0 mで、その重量組成は無機系固着補助剤つまりシリ力ゲルが 1 0 0 %である。

本発明によるフィル夕 Dは、本発明によるフィルタ Bのフィル夕表面に、シリカゾルを固着 · 乾燥して生成したシリカゲルで構成される第 2 の無機材料層を形成したフィル夕である。第 2の無機材料層は 1 0 ^ m で、その重量組成はシリカゲル 1 0 0 %である。

本発明によるフィル夕 Eは、ハニカム構造体の表面に、まずシリカゾルを固着 · 乾燥して生成したシリカゲルで構成される無機材料層を形成し、さらにその上に重ねて前記吸着剤の粉末をバインダとしての力オリナイ卜と無機系固着補助剤であるシリカゾルを混合させた無機材料層を形成したフィルタである。つまり、前記本発明 Cの第 1 の無機材料層と第 2の無機材料層のハニカム構造体の表面への固着の順序を入れ換えたものである。

本発明によるフィル夕 Fは、ハニカム構造体の表面に、まずシリカゾルを固着 · 乾燥して生成したシリカゲルで構成される無機材料層を形成し、さらにその上に重ねて、前記吸着剤の粉末に無機系固着補助剤であるシリカゾルそのものをバインダとして混合させて別の無機材料層を形成したことを特徴とする空気浄化フィルタである。つまり、前記本発明によるフィルタ Dの第 1の無機材料層と第 2の無機材料層の八二カム構造体の、表面への固着の順序を入れ換えたものである。

これら各フィル夕の無機材料層の構造を図 1 3〜 1 8に拡大して断面図として示した。無機材料層の構造の理解をより容易にするため、図 1 5の場合には特に透視模式図も併せて示した。これらの図は、図 4または図 8に示した無機材料層を、無機材料層の厚みを高さとする円筒状に切り出し、その円筒内に存在する細孔について、ガス状有機不純物の物理吸着に関与する細孔であるミクロ孔ゃメソ孔の分布の様子を細い空孔で、ガス状有機不純物の物理吸着にほとんど関与しないマクロ孔の分布の様子を太い空孔で、概念的に模式図として示したものである。

本発明によるフィルタ Aにおいては、図 1 3に示すように、硫酸アルミニゥムを添着したシリ力ゲルからなる吸着剤の粉末を含む無機材料層 5 1は、大きさが 1 0 0 0オングストローム以上の通気孔以外に主要な細孔を有さないから、ガス状有機不純物の物理吸着の能力はほとんどない。

本発明によるフィルタ Bは、図 1 4に示すように、前記吸着剤の粉末を含む無機材料層 5 2を構成するシリ力ゲルの内部に 5〜 3 0 0オングストローム程度の細孔が形成されており、前記物理吸着の能力がある。本発明によるフィル夕 Cは、図 1 5に示すように、前記吸着剤の粉末を含む第 1の無機材料層 5 3は、大きさが 1 0 0 0オングストローム以上の通気孔以外に主要な細孔を有さないから、前記物理吸着の能力はほとんどないが、シリカゲルのみで構成される第 2の無機材料層 5 4には 5〜 3 0 0オングストローム程度の細孔が形成されており、前記物理吸着の能力がある。

本発明によるフィルタ Dは、図 1 6に示すように、前記吸着剤の粉末を含む第 1の無機材料層 5 5にシリ力ゲルが含まれ、しかも前記吸着剤を含まない第 2の無機材料層 5 6はシリカゲルのみで構成されているから、その両方の無機材料層に前記物理吸着の能力がある。

本発明によるフィルタ Eは、図 1 7に示すように、前記吸着剤の粉末を含まない第 1 の無機材料層 5 7はシリ力ゲルのみで構成され、前記物理吸着の能力があるが、前記吸着剤を含む第 2の無機材料層 5 8は、大きさが 1 0 0 0オングストローム以上の通気孔以外に主要な細孔を有さないから、物理吸着の能力はほとんどない。本発明によるフィルタ Fは、図 1 8に示すように、前記吸着剤の粉末を含まない第 1の無機材料層 5 9はシリ力ゲルのみで構成され、前記吸着剤の粉末を含む第 2の無機材料層 6 0にもシリカゲルの 5〜 3 0 0ォングストローム程度の細孔が形成されており、その両方の無機材料層に前記物理吸着の能力がある。

これら各フィルタについて、先と同様に表面汚染防止率を調べた結果、本発明のフィルタは、何れも N H ₃のガス状塩基性不純物の吸着に優れていた。しかし、 D O Pや 5量体のシロキサン（D ₅ ) のガス状有機不純物については、本発明によるフィルタ Aのフィル夕の吸着性能が特に劣り、それ以外の本発明のフィル夕 B〜 Fについては、吸着性能は優れていた。本発明のフィルタ Aがガス状有機不純物の吸着性能に劣る理由は、無機材料層 5 1 は、大きさが 1 0 0 0オングストローム以上の通気孔以外に主要な細孔を有さないから、ガス状有機不純物の物理吸着の能力はほとんどないためである。それ以外のフィル夕にはガス状有機不純物の物理吸着に優れた約 5〜 3 0 0オングストローム程度の細孔が形成されているため、優れた吸着性能が得られた。

本発明のフィル夕が処理の対象とするのは空気のみに限定されず、窒素やアルゴンのような不活性ガスを処理しても同様に半導体や L C Dの製造などに好適な不活性ガスを作り出すことができるのは言うまでもない。

次に、本発明の実施の形態にかかわる高度清浄装置の作用効果を、実施例によって説明する。

本発明の実施例にかかる図 9の高度清浄装置 1 0 0には、先に図 6で説明したガス状塩基性不純物のみならずガス状有機不純物をも一括除去できる、硫酸アルミニウムを添着したシリカゲルの粉末を固着させたハ二カム構造体を有する本発明の空気浄化フィルタ 1 1 1が装備されている。空気浄化フィルタ 1 1 1は、 5 0 0 0 m ³ / m i nの循環空気を処理するために装備されている。この高度清浄装置 1 0 0の処理空間 1 0 2 に、 N H ₃濃度計を設置し、処理空間 1 0 2内の N H ₃の濃度を 1力月ごとに測定した。さらに高度清浄装置 1 0 0の処理空間 1 0 2内に、洗浄直後の有機物汚染のない酸化膜付きシリコンウェハ基板を放置し、洗浄直後と 1 2時間放置後の接触角をそれぞれ測定し、 1 2時間放置による接触角の増加を求めた。 1 2時間放置による接触角の増加の測定（洗浄 →接触角測定— 1 2時間放置→接触角測定）を同じように 1力月ごとに繰り返した。なお、洗浄直後の酸化膜付きシリコンウェハ表面の接触角は 3 ° であった。 5 0 0 0 m ³ Z m i nの循環空気を処理するために使用した本発明における吸着剤である硫酸アルミニウムを添着したシリカゲルの粉末の使用量は 5 0 0 k gとした。つまり、 l m ³ / m i nの通気量当たりの吸着剤使用量は 0 . 1 k gである。

次に、本発明による空気浄化フィルタ 1 1 1を、繊維状活性炭を低融点ポリエステルやポリエステル不織布のバインダと複合してフェルト形状にした従来の構成のケミカルフィルタ、または粒状活性炭を通気性のあるウレタンフォームに接着剤で固着したシート形状の従来のケミカルフィルタ、またはイオン交換繊維を低融点ポリエステルやポリエステル不織布のバインダと複合してフェルト形状にした従来のケミカルフィル夕に交換した。本発明による空気浄化フィルタ 1 1 1 を 3種の従来の構成のケミカルフィル夕に交換したそれぞれの従来例についても、高度清浄装置内の N H ₃の濃度を 1力月ごとに測定した。

それぞれの従来のケミカルフィル夕を使用した高度清浄装置内に、洗浄直後の有機物汚染のない酸化膜付きシリコンウェハ基板を放置し、洗浄直後と 1 2時間放置後の接触角をそれぞれ測定し、 1 2時間放置による接触角の増加を求めた。 1 2時間放置による接触角の増加の測定（洗浄→接触角測定→ 1 2時間放置→接触角測定）を同じように 1力月ごとに繰り返した。各従来例で使用した従来の構成のケミカルフィルタにおける吸着素材、つまり活性炭繊維、粒状活性炭、イオン交換繊維の使用量も前述の本発明実施例と同様、 1 m³Zm i nの通気量当たり、 0. 1 k gとした。

さらに、本発明による空気浄化フィル夕 1 1 1や従来の構成によるケミカルフィルタをいずれも設けない場合にも同様に高度清浄装置内の N H₃の濃度、および接触角の測定を行った。

NH ₃の濃度を測定した結果、本発明による空気浄化フィル夕 1 1 1や従来の構成によるケミカルフィル夕をいずれも設けない高度清浄装置内の NH ₃濃度は 5 p p bから 1 O p p bの範囲であった。一方、本発明による空気浄化フィルタ 1 1 1 または従来の構成によるケミカルフィルタのいずれかを設けた高度清浄装置内の NH₃濃度は、稼働後約 1年間は 0 5 p p bから 1. O p p bの範囲にあり、 1年経過後は吸着性能の低下により、 1. O p p bを越えた。

本発明の空気浄化フィルタ 1 1 1 を設けた高度清浄装置雰囲気と、従来の構成によるケミカルフィル夕を設けた高度清浄装置雰囲気と、これらのいずれも設けない高度清浄装置雰囲気の、それぞれに曝された酸化膜付きシリコンウェハ表面の接触角の経時変化を比較した。

本発明による空気浄化フィルタ 1 1 1 を設けた高度清浄装置雰囲気に曝された酸化膜付きシリコンウェハ表面の接触角は、 1 2時間放置によつて接触角は 4 ° に変化した。洗浄直後の酸化膜付きシリコンウェハ表面の接触角は 3 ° であるから、 1 ° 増加したことになる。なお、本発明による空気浄化フィル夕 1 1 1の稼働後約 1年間は、 1ケ月毎に測定した接触角の値は約 4 ° で変化しなかった。しかし、 1年経過後は吸着性能の低下により接触角は増加し始めた。一方、従来の構成によるケミカルフィル夕を設けた高度清浄装置雰囲気に曝された酸化膜付きシリコンウェハ表面の接触角は、 1 2時間放置によって 1 0 ° 増加した。つまり、従来の構成によるガス状無機不純物を除去するケミカルフィルタには、ガス状有機不純物を除去する能力がないばかりかケミカルフィルタに含まれる濾材（例えば、不織布、バインダなど）や、活性炭をシートに付着させている接着剤（例えば、ネオプレン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂など）や、濾材を周囲のフレームに固着するために用いるシール材（例えばネオプレンゴムやシリコンゴム等）などから発生したガス状有機不純物が、ケミカルフィルタ通過後の空気中に含まれてしまい、 1 2時間放置のウェハ表面で 1 0 ° 相当の接触角の増加をもたらした。なお従来のケミカルフィル夕の稼働後約 1年間は、 1ヶ月ごとに測定した接触角の値は約 1 0 ° で変化しなかった。しかし、 1年経過後は吸着性能の低下により接触角は増加し始めた。

したがって、本発明の空気浄化フィルタ 1 1 1では、ガス状塩基性不純物のみならずガス状有機不純物をも一括除去できるし、先に製造方法の一例を簡単に述べたように、構成材料に有機物質を含まないから、構成材料自身からガス状有機不純物を発生しない。したがって、 1 2時間放置のウェハ表面でわずか 1 ° の接触角の増加に留まったのである。

さらに前記したいずれのフィルタを設けない高度清浄装置雰囲気に曝された酸化膜付きシリコンウェハ表面の接触角は、 1 2時間放置によつて接触角は 7 ° に変化した。つまり、 4 ° 増加した。この接触角増加の大きさはガス状有機物が除去されないことによる。

以上をまとめると、本発明による空気浄化フィル夕と従来の構成によるケミカルフィル夕では、 N H ₃に対する吸着寿命や吸着性能にさほど差はないものの、本発明による空気浄化フィル夕はガス状塩基性不純物のみならずガス状有機不純物をも一括除去でき、それ自身も新たな有機物汚染源とならない。一方、従来の構成によるケミカルフィルタでは、ガス状塩基性不純物は除去できるが、ガス状有機不純物は除去できず、しかもそれ自身が新たな有機物汚染源となるという欠点がある。また、本発明による空気浄化フィル夕は不燃物であるのに対して、従来の構成によるケミカルフィルタは可燃物であるという欠点がある。

つぎに、本発明の実施例にかかる図 9の高度清浄装置の空気浄化フィル夕 1 1 1の下流側に、ガス状有機不純物を発生しない素材のみから構成された粒子状不純物を除去するフィル夕を取り付けた場合と、フィル夕構成材からガス状有機物の発生のある従来の粒子状不純物を除去するフィル夕を取り付けた場合を比較した。高度清浄装置 1 0 0の処理空間内に洗浄直後の有機物汚染のない酸化膜付きシリコンウェハ基板を放置した。そして洗浄直後と 1 2時間放置後の接触角をそれぞれ測定し、 1 2時間放置による接触角の増加を求めた。ガス状有機不純物を発生しない素材のみから構成された粒子状不純物を除去するフィル夕を取り付けた場合は、 1 2時間放置後のウェハ表面の接触角は 1 ° だけ増加した。すなわち接触角増加は極めて小さい。

これは、つぎのような理由による。前述したように本発明の空気浄化フィルタにおいては表面汚染の原因となるガス状有機不純物が除去され. それ自身も新たな有機物汚染源とならない。しかもその下流側に配置された粒子状不純物を除去するフィルタもガス状有機不純物を発生しないことによる。一方、フィル夕構成材からガス状有機物の発生のある従来の粒子状不純物を除去するフィル夕を取り付けた場合には、フィル夕構成材からの脱ガスの影響で 1 2時間放置後のウェハ表面の接触角は 3 も増加した。 3 ° の増加のうち、 1 ° の増加は空気浄化フィル夕 1 1 1 で除去しきれなかったガス状有機物に由来するが、残りの 2 ° は粒子除去用フィル夕の構成材からの脱ガスに由来する。

以上、本発明の好適な実施例について、半導体や L C Dの製造プロセス全般の高度清浄装置（いわゆるクリーンルーム）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。ミニエンバイロメン卜と称する局所的な高度清浄装置やクリーンベンチやクリーンチャンバや、清浄な製品を保管するための各種ストッカなど様々な規模の高度清浄装置も当然に本発明の範疇であり、さらに空気浄化フィルタの処理可能風量、循環風量と取り入れ外気量の割合、高度清浄装置内部からのガス状不純物の発生の有無などの処理環境に応じて、本発明の多様な実施例が考えられる。

例えば、 3 0 O m m直径シリコンウェハを使用して 2 5 6 M b i t D R A Mや 1 G b i t D R A Mの半導体デバイスの製造が 1 9 9 9年頃から始まろうとしている。このような半導体製造装置では、ウェハを該装置内のチャンバに導入した後、反応プロセスを開始するまでの間、不活性ガス供給装置から窒素やアルゴンの不活性ガスを送気して該チャンバ内に充満させることが行われる。この不活性ガスは極めて高純度の仕様であり、不活性ガス自体がウェハの表面汚染を起こすことはない。

しかし、不活性ガスの供給をオンオフするために、不活性ガス供給装置とチヤンバの間にはバルブが設けられ、このバルブの構成素材からゥェハ表面汚染の原因となる種々の化学汚染物質が発生する。本発明による空気浄化フィルタをバルブとチヤンバの間のガス流路に設けることによって、該空気浄化フィルタは自身からのガス状汚染物を発生することなく、バルブから発生する種々のガス状塩基性不純物やガス状有機不純物を除去することで、ウェハの表面汚染の防止と品質向上に役立つ。本発明によれば、以下のような効果を奏する。高度清浄装置で取り扱う基板表面の汚染を防止するにあたり、雰囲気中に含まれる基板表面汚染の原因となるガス状塩基性不純物とガス状有機不純物の両方を吸着 · 除去できるので、半導体や L C Dの製造などに好適な基板表面の汚染の原因となるガス状不純物が除去された清浄空気を作り出すことができる。またこうして作り出した清浄空気を、半導体や L C Dの製造において、基板表面が曝露される高度清浄装置の雰囲気として利用することで、基板表面の汚染を防止することができる。

さらにガス状塩基性不純物を吸着 · 除去するための吸着剤として、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミ二ゥム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト、合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着した吸着剤を用い、ガス状有機不純物を吸着 · 除去するための吸着剤として各種無機物の粉末を適宜に選択して、組み合わせることによって、構成材料に可燃物を含まない空気浄化フィル夕を提供することができる。

そしてこの空気浄化フィルタを用いて構築された高度清浄装置は、従来の活性炭吸着剤やイオン交換繊維の空気浄化フィル夕を用いて構築された高度清浄装置に比べ、防災上、優れている。基板表面汚染の原因となるガス状有機物を発生しない素材のみから構成される空気浄化フィルタを提供することができ、この空気浄化フィルタを用いて構築された高度清浄装置は、従来の活性炭吸着剤やイオン交換繊維の空気浄化フィル夕を用いて構築された高度清浄装置に比べて、基板表面の有機物汚染をより完全に防止することができる。

本発明の空気浄化フィルタが除去の対象とする主要な不純物は、ガス状塩基性不純物であるが、本発明の空気浄化フィルタは、ガス状有機不純物の除去についても効果がある。本発明の空気浄化フィルタでは、ガス状塩基性不純物のみならず、有機不純物までをも一括して除去できるので、吸着層体積の低減、圧力損失の低減、吸着層製造コストの低減等の利点がさらに大きくなる。

Claims

請求の範囲

1 . 空気を浄化するフィル夕であって、

無機物の粉末をバインダとして支持体の表面に下記の吸着剤が固着された、無機材料層を有している。

吸着剤：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物，珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩が添着されたものである。

2 . 空気を浄化するフィルタであって、

下記の無機物 αの粉末をバインダ又は充填材料として支持体の表面に下記の吸着剤が固着された、無機材料層を有している。

吸着剤：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩が添着されたものである。

無機物ひ：タルク、カオリン鉱物、ベントナイト、けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1 種からなるものである。

3 . 空気を浄化するフィル夕であって、

下記の第 1 の無機材料層と第 2の無機材料層とのいずれか一方が支持体の表面に接するようにして、これら第 1 の無機材料層と第 2の無機材料層とがこの支持体の表面に積層されている。

第 1 の無機材料層：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着した吸着剤が、無機物の粉末をバインダとして形成された層である。

第 2の無機材料層：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リボン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種からなる層である。

4 . 空気を浄化するフィル夕であって、

下記の無機物 αの粉末をバインダ又は充填材料として、下記の吸着剤が粒状にされたペレツ卜が、支持体の表面に固着されている。

無機物 α : タルク、カオリン鉱物、ベントナイト、けいそう土、シリ力、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性ァルミナ、多孔質ガラス、リポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなるものである。

吸着剤：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物, 珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着したものである。

5 . 空気を浄化するフィル夕であって、

下記の第 1 のペレツトの周囲に、下記の無機物 i3の粉末がコーティングされて第 2のペレツ卜が形成され、この第 2のペレツ卜が支持体の表面に固着されている。

第 1 のペレット：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着した吸着剤が、無機物の粉末をバインダとして造粒されたものである。

無機物 ]3 ：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リボン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種からなるものである。

6 . 空気を浄化するフィル夕であって、

下記の無機物 αの粉末をバインダ又は充填材料として、下記の吸着剤が造粒されたペレット、

又は無機物の粉末をバインダとして下記の吸着剤を造粒した第 1 のペレットの周囲に、下記の無機物 /3の粉末をコーティングして形成された第

2のペレツトのいずれかが、

ケーシング内に充填されている。

無機物 α : タルク、カオリン鉱物、ベントナイト、けいそう土、シリ力、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性ァルミナ、多孔質ガラス、リボン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなるものである。

吸着剤：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着したものである。

無機物 /3 : けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リボン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種からなるものである。

7 . 請求項 1 、 2 、 3 、 4 、 5又は 6 の空気を浄化するフィル夕において、

無機酸塩が添着される前記無機物の粉末の平均細孔直径は、 1 0 0ォングス卜ローム以上である。

8 . 請求項 1 、 2 、 3 、 4 、 5又は 6 の空気を浄化するフィル夕において、

前記無機酸塩は硫酸塩である。

9 . 請求項 1 、 2 、 3 、 4又は 5 の空気を浄化するフィル夕において、前記支持体はハニカム構造体である。

1 0 . 請求項 9の空気を浄化するフィルタにおいて、

前記ハニカム構造体は、無機繊維を必須成分としている。

1 1 . 空気浄化フィルタを製造する方法であって、

下記の吸着剤と下記の無機物 αの粉末とを分散させた懸濁液に支持体を浸漬させる工程と、

その後前記支持体を乾燥させて支持体の表面に無機材料層を固着させる工程とを有している。

吸着剤：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物. 珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着したものである。

1 2 . 空気浄化フィル夕を製造する方法であって、

下記の吸着剤と、バインダとしての無機物の粉末とを分散させた懸濁液に、支持体を浸漬させる工程と、

その後前記支持体を乾燥させてこの支持体の表面に第 1 の無機材料層を形成する工程と、

' 前記第 1 の無機材料層を形成した支持体を、下記の無機物 0の粉末を分散させた懸濁液に浸潰させる工程と、

その後前記支持体を乾燥させて第 1の無機材料層の表面に第 2の無機材料層を形成するか、もしくは支持体の表面に前記第 2の無機材料層を形成した後、さらに該第 2の無機材料層の表面に前記第 1 の無機材料層を形成する工程とを有してい吸着剤：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着したものである。無機物） 3 : けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなるものである。

1 3 . 請求項 1 1 の空気浄化フィルタを製造する方法において、支持体を浸漬させる前に、予め無機酸塩を懸濁液に別途溶かし込んでおく工程をさらに有している。

1 4 . 請求項 1 2の空気浄化フィル夕を製造する方法において、支持体を浸漬させる前に、予め無機酸塩を懸濁液に別途溶かし込んでおく工程をさらに有している。

1 5 . 空気浄化フィルタを製造する方法であって、

下記の無機物ァの粉末に予め無機酸塩を添着して吸着剤を形成する工程と、

前記吸着剤の粉末と、バインダとしての下記の無機物 αの粉末とを混合した懸濁液に支持体を浸漬する工程と、

浸潰した後、支持体を前記懸濁液から引き上げて乾燥させる工程とを有している。

無機物ァ：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなるものである。

1 6 . 請求項 1 5の空気浄化フィル夕を製造する方法において、前記懸濁液に、さらに別途無機酸塩を溶解しておく工程を有する。

1 7 . 空気浄化フィルタを製造する方法であって、

下記の無機物 Τの粉末と、バインダとしての下記の無機物ひと混合した懸濁液に支持体を浸漬する工程と、

前記懸濁液に浸漬した後、支持体を前記懸濁液から引き上げて乾燥させる工程と、

乾燥後、前記支持体を無機酸塩の溶解液に浸漬する工程と、

前記溶解液に浸潰した後、支持体を前記溶解液から引き上げて乾燥させる工程とを有する。

無機物ァ：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種からなるものである。

1 8 . 空気浄化フィル夕を製造する方法であって、

下記の無機物 Τの粉末と、バインダとしての下記の無機物 αとを無機酸塩の溶解液に混合した懸濁液に支持体を浸漬する工程と、

前記懸濁液に浸潰した後、支持体を前記懸濁液から引き上げて乾燥させる工程とを有する。

無機物ひ：タルク、カオリン鉱物、ベントナイト、けいそう土、シリ力、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性ァルミナ、多孔質ガラス、リボン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなるものである。

1 9 . 請求項 1 2 、 1 3 、 1 4 、 1 5 、 1 6 、 1 7、又は 1 8の空気浄化フィル夕を製造する方法において、

前記無機酸塩は硫酸塩である。

2 0 . 高度清浄装置であって、

清浄雰囲気が要求される空間内の空気を循環させる循環経路と、前記循環経路に配置された空気浄化フィルタと、

前記循環経路における前記空間より上流側であってかつ前記空気浄化フィルタの下流側に配置された、粒子状不純物を除去するフィルタとを有し、

前記空気浄化フィル夕は、

吸着剤：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物, 珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩が添着されたものである。

2 1 . 請求項 2 0の高度清浄装置において、

前記空気浄化フィルタは、下記の無機物 αの粉末をバインダ又は充填材料として支持体の表面に吸着剤が固着された、無機材料層を有している, 吸着剤：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩が添着されたものである。

無機物 α : タルク、カオリン鉱物、ベントナイト、けいそう土、シリカ , アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1 種からなるものである。

2 2 . 請求項 2 0の高度清浄装置において、

前記空気浄化フィルタは、下記の第 1 の無機材料層と第 2の無機材料層とのいずれか一方が支持体の表面に接するようにして、これら第 1 の無機材料層と第 2の無機材料層とがこの支持体の表面に積層されている。第 1 の無機材料層：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着した吸着剤が、無機物の粉末をバインダとして形成された層である。

第 2の無機材料層：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライトのうちの少なくとも 1種からなる層である。

2 3 . 請求項 2 0の高度清浄装置において、

前記空気浄化フィルタは、下記の無機物 αの粉末をバインダ又は充填材料として、下記の吸着剤が粒状にされたペレットが、支持体の表面に固着されている。

2 4 . 請求項 2 0の高度清浄装置において、

前記空気浄化フィルタは、下記の第 1 のペレットの周囲に、下記の無機物 ]3の粉末がコ一ティングされて第 2のペレットが形成され、この第 2 のペレツトが支持体の表面に固着されている。

第 1 のペレット：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着した吸着剤が、無機物の粉末をバインダとして造粒されたものである。

無機物）3 : けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種からなるものである。

2 5 . 請求項 2 0の高度清浄装置において、

前記空気浄化フィルタは、下記の無機物 αの粉末をバインダ又は充填材料として、下記の吸着剤が造粒されたペレット、

又は無機物の粉末をバインダとして下記の吸着剤を造粒した第 1 のペレットの周囲に、下記の無機物 /3の粉末をコ一ティングして形成された第 2のペレツトのいずれかが、ケ一シング内に充填されている。

吸着剤：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、活性白土、活性ベントナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種からなる無機物の粉末に無機酸塩を添着したものである。

無機物 /3 ：けいそう土、シリカ、アルミナ、シリカとアルミナの混合物、珪酸アルミニウム、活性アルミナ、多孔質ガラス、リポン状構造の含水珪酸マグネシウム質粘土鉱物、活性白土、活性ベン卜ナイト又は合成ゼォライ卜のうちの少なくとも 1種からなるものである。

2 6. 請求項 2 0、 2 1、 2 2、 2 3、 2 4又は 2 5に記載の高度清浄装置において、

前記空気浄化フィル夕と粒子状不純物を除去するフィル夕が、前記空間の天井部に配置されている。