(57)【要約】【課題】  空気に含まれているガス状汚染物質・分子状汚染物質の濃度を確実に低減させながら、汚染物質を付着させて除去する吸着体に光触媒を適用して吸着した汚染物質を分解除去することで、その維持管理を効率化できるケミカルフィルタを提供する。【解決手段】  本発明によるケミカルフィルタ１は、ケミカルフィルタに付属させ半導体２を加工して成る吸着体３の間隙を通気させて構成されるケミカルフィルタにおいて、吸着体３に光触媒を付在させ、光触媒に照明器具８、９から所定の間隔で光を照射させるように構成し、吸着体３が両面に光触媒を担持している板状体から構成されたり、光触媒を吸着体と混在させたりすることを特徴としている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケミカルフィルタに付属させ半導体を加工して成る吸着体の間隙を通気させて構成されるケミカルフィルタであって、該吸着体に光触媒を付在させ、該光触媒に所定の間隔で光を照射させることを特徴とするケミカルフィルタ。
【請求項２】
吸着体が、光触媒を担持していることを特徴とする請求項１に記載のケミカルフィルタ。
【請求項３】
吸着体が、板状体から成り、両面に光触媒を担持していることを特徴とする請求項１又は２に記載のケミカルフィルタ。
【請求項４】
光触媒が、吸着体と混在されることを特徴とする請求項１に記載のケミカルフィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体や液晶デバイスに付着するガス状汚染物質・分子状汚染物質を低減させるのに、その維持管理を容易にするケミカルフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体や液晶デバイスの生産・開発用クリーンルームでは、各種のガス状汚染物質の低減が望まれており、その中でも、樹脂材料から発生するシロキサン、酸化防止剤、リン酸エステル類、ＤＯＰやＤＢＰ等の可塑剤について、その低減が強く要求されている。
【０００３】
このために、半導体や液晶デバイスを製造するクリーンルーム等では、給気ファンとクリーンルームとの間にケミカルフィルタとを配置しており、ケミカルフィルタの吸着剤としては、従来から活性炭、無機酸化物、イオン交換樹脂等が汎用されている。一方、発明者等は、半導体や液晶デバイスの材料であるシリコンウエハやガラス基板、又はそれらの微細片を利用することで、上記のシロキサン、酸化防止剤、リン酸エステル類、可塑剤等のガス状物質を除去して、クリーンルームをガス状汚染物質・分子状汚染物質の低減された環境に設定している。（例えば、特許文献1を参照）
【０００４】
吸着剤の形態としては、シリコンウエハや液晶基板を板状体に加工したり、その破砕片を容器中に封じ込むことで、従来のケミカルフィルタに付属させるものであり、従来のケミカルフィルタに続けて板状体もしくは容器中の破砕片で形成される間隙に通気させることで、集積度の高度化した半導体や微細化した液晶デバイスを高精度に生産している。
【０００５】
本発明者等は、上記の状況に対応するために早くからガス状汚染物質・分子状汚染物質の低減が図れるケミカルフィルタの開発に努めてきており、ガス状汚染物質・分子状汚染物質がシリコンウエハや液晶基板に吸着し易い特質を活用することで形成したケミカルフィルタを活用して、上記特許文献1の他にも優れたクリーンルームを既に提案して来た。
【０００６】
本提案（特願２００２-２４２６４９号）は、図３に示すように外気２１が中性能フィルタ２２を介して空調機２３に吸入されて高性能フィルタ２４で清浄化されると共に、送風機２５で高性能フィルタ２６を介して浄化されながら給気側に返還されてくる循環空気２７と合流しており、しかる後に吸着剤２８、湿度調整装置２９及び高性能フィルタ３０から構成されているフィルタ３１で再度清浄化されてクリーンルーム３２に給気されている。
【０００７】
クリーンルーム３２のフィルタ３１は、半導体の破砕片から構成されており、湿度を所定値に調整された各種の有機系ガス、酸・アルカリ性ガス、金属元素等の汚染物質を吸着させることで、給気からこれらを除去してガス状汚染物質・分子状汚染物質の低減された環境に設定している。
【０００８】
本提案例におけるフィルタ３１を通過した後の空気は、図４のガスクロマトグラフ-質量分析装置での測定分析結果に示しているが、これらの各数値は、フィルタ３１を通すことなくシリコンウエハの表面に通した場合における測定分析結果と比較して、スペクトルチャートが示す空気の汚染物質を約１／１０に低減させているものであり、クリーンルーム３２に給気される空気が清浄化されることを明らかにしている。これによって、クリーンルームは、集積度の高度化した半導体や微細化した液晶デバイスを高精度の状態で生産することを可能にしている。
【０００９】
しかして、汚染物質を除去するための機構は、物理吸着及び水素結合によるのでその吸着量には限界があり、ケミカルフィルタを長期間使用する場合には、使用しながら再生することが要求されるので、フィルタの一部を別なスペースに導いて吸着した物質を加熱脱離もしくは燃焼によって除去させることが必要になる。
【００１０】
従って、ケミカルフィルタは頻繁に交換しないとしても、再生のためには加熱等のエネルギーが必要になり、その維持管理に要する費用と手間に改善の余地が残されている。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−１５３７１５号公報（段落「００１６」〜「００２５」、図１、２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記の状況に鑑みて維持管理に要する費用と手間を更に改善するために提案するものであり、空気に含まれているガス状汚染物質・分子状汚染物質の濃度を確実に低減させながら、汚染物質を付着させて除去する吸着体に光触媒を適用して吸着した汚染物質を分解除去することで、その維持管理を効率化できるケミカルフィルタを提供している。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によるケミカルフィルタは、ケミカルフィルタに付属させ半導体を加工して成る吸着体の間隙を通気させて構成されるケミカルフィルタにおいて、吸着体に光触媒を付在させ、光触媒に所定の間隔で光を照射させることを基本にし、吸着体が両面に光触媒を担持している板状体から構成したり、光触媒を吸着体と混在させたりすることを特徴としており、これによって、吸着体に吸着した汚染物質を光触媒の適用で分解除去することで吸着体の寿命を長期化して運転コストを低減すると共に、光触媒に所定の間隔で光を照射するだけでケミカルフィルタの維持管理を効率化している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によるケミカルフィルタは、ケミカルフィルタに付属させ半導体を加工して成る吸着体の間隙を通気させて構成されるケミカルフィルタにおいて、吸着体に光触媒を付在させ、光触媒に所定の間隔で光を照射させ、吸着体が両面に光触媒を担持している板状体から構成したり、光触媒を吸着体と混在させたりすることを特徴としているので、吸着体の寿命を長期化して運転コストを低減すると共に、光触媒に光を照射するだけでその維持管理を効率化する効果を発揮している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明によるケミカルフィルタは、ケミカルフィルタに付属させ半導体を加工して成る吸着体の間隙を通気させて構成されるケミカルフィルタにおいて、吸着体に光触媒を付在させ、光触媒に所定の間隔で光を照射させることを基本にして、吸着体が両面に光触媒を担持している板状体から構成したり、光触媒を吸着体と混在させたりすることを特徴としている。
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明によるケミカルフィルタの第１の実施形態を示す概要図である。
本実施の形態で示すケミカルフィルタ１は、ガス状汚染物質・分子状汚染物質がシリコンウエハや液晶基板に吸着し易い特質を活用するものであり、シリコンウエハや液晶基板の破砕片２から成る吸着体３を中に封じ込めた容器４を従来のケミカルフィルタに付属させて、汚染空気を吸着体３の間隙間に通気させることで空気の洗浄を図っている。
【００１７】
容器４は、その内部に吸着体３を封じ込めように形成した透光可能な円筒体に構成しており、後述する照明器具を装備している回転軸５によって通気管６、７の間に装備されている。従って、ガス状汚染物質・分子状汚染物質を含んでいる空気は、通気管６から容器４に供給され、容器４の下方位置に集められている吸着体３の間隙間を流通することになる。一方、吸着体３は、容器４の回転によって転動しながら攪拌されることになり、供給される空気と満遍に接触することで、所定の期間内における吸着量の増大を図っている。
【００１８】
吸着体３を構成しているシリコンウエハや液晶基板の破砕片は、吸着性能が比表面積の増加に比例するので微細にすることが必要であるが、あまりに細か過ぎる場合には空気の圧力損失が増加することになって、エネルギー負荷を大きくすることになるので、０．１ｍｍ〜３ｍｍ程度の粒径に破砕したものが適当である。
【００１９】
吸着体３に担持させる光触媒としては、アナターゼ型の二酸化チタン(ＴｉＯ2) が性能的に優れているので望ましいものである。光触媒は、これを容器４の内部で上記のシリコンウエハや液晶基板の破砕片と混在させたり、破砕片の表面に無機系等の適切なバインダーを使用して固定化させたりすることで吸着体３と一体的に付在させており、照射光を光触媒の表面に満遍なく到達させるように構成している。
【００２０】
光触媒は、紫外線や可視光線を利用することで触媒表面に接触した有機物質を分解除去することを可能にするものであるから、本実施の形態では、図示のように容器４の外部及び回転軸５に装備されている照明器具８、９によって、紫外線や可視光線が吸着体３に担持させた光触媒に照射されており、これによって、吸着体３に吸着したガス状・分子状の有機物質を分解除去している。
【００２１】
従って、本発明によるケミカルフィルタ１は、規定の間隔で照明器具８、９を点灯させることによって、クリーンルームは稼動状態にしたままで、吸着体３に吸着した有機物質を分解除去できることから、設置する設備とその維持管理は極めて簡易であると同時に消費されるエネルギーも照明器具用の電気エネルギーで充分であるので、設備費を低減させながら吸着体の寿命を長期化して運転コストも低減させており、その維持管理も照明器具の照射だけで遂行できるもので、加熱や焼却による維持管理と比較して極めて効率化されている。
【００２２】
尚、フィルタの形態としては、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、ＨＥＰＡ、ＵＬＰＡや粗塵・中性能フィルタ等に、シリコンウエハ・液晶ガラス基板と光触媒とから構成される複合体を適当なバインダーで付着させることで構成し、これに空気を流通させて使用することも可能である。しかして、従来の活性炭型ケミカルフィルタのように、何らかの容器に充填して使用したり、活性炭と一緒に混合して使用したりすることも効果的である。そして、シリコンウエハや液晶基板破砕物と光触媒に対する照射は、均一にすることを確立するだけで充分であり、照明器具としても、ＵＶや可視光の蛍光灯やランプ、さらには放電型であっても採用できるものである。
【００２３】
又、本発明によるケミカルフィルタは、他の実施の形態として、シリコンウエハや液晶基板を板状体に形成した上でその両面に光触媒を担持させることで吸着体を構成し、その吸着体に所定の間隔で光を照射させることによって吸着したガス状・分子状の有機物質を分解除去することもできるものである。
以下に、本発明の他の実施形態を図面に基づいて説明する。
【実施例２】
【００２４】
図２は、本発明によるケミカルフィルタの第２の実施形態を示す概要図である。
本実施の形態で示すケミカルフィルタ１０は、シリコンウエハや液晶基板を板状に切り出して吸着体１１を形成すると共にその両面に光触媒を担持させており、吸着体１１をルーバー状の整流板方式に配置することで空気の流通に要するエネルギー負荷を大きくする圧力損失を低減している。
【００２５】
図２（ａ）は、本実施の形態におけるケミカルフィルタ１０の側断面図であり、光触媒を担持している吸着体１１は、ルーバー状の整流板１２，１２’及び平行板１３として容器１４の内部に配置されている。従って、ガス状汚染物質・分子状汚染物質を含有している空気は、整流板１２，１２’及び平行板１３を構成している各吸着体１１の両面に沿って流動しながら、ガス状汚染物質・分子状汚染物質を吸着体１１に吸着させており、清浄化された後の空気は、クリーンルームに供給されている。
【００２６】
ガス状汚染物質・分子状汚染物質を吸着している吸着体１１には、図２（ｂ）の平面図が示すように、容器１４の周辺に配置されている複数の照明器具１５から規定の間隔の下に紫外線や可視光線を照射している。照明器具１５は、その光線が吸着体１１によって相互の表面に影を生じさせずに出来るだけ均一に照射できるように配置されるものであり、吸着体１１に吸着されているガス状汚染物質・分子状汚染物質を照射光線で分解除去している。
【００２７】
そして、本実施の形態の場合には、ガス状汚染物質・分子状汚染物質の除去性能を上げるために、板状のシリコンウエハや液晶基板を多段に組み合わせることもできるものであり、ケミカルフィルタの性能調整を容易にしている。
【００２８】
以上のように、本発明によるケミカルフィルタは、シリコンウエハもしくは液晶基盤等から成る半導体の吸着体に光触媒を付在させて構成しており、光触媒を坦持させた吸着体の間隙を通気させることで、各種の有機系ガス、酸・アルカリ性ガス、金属元素等のガス状・分子状汚染物質を半導体の破砕片に付着させて除去すると同時に、光触媒によって吸着したガス状・分子状の有機物質を分解除去することで、ケミカルフィルタの寿命を延ばすと共に維持管理を効率化することで管理コストを低減している。
以上、本発明を各実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明によるケミカルフィルタは、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、発明の趣旨に反しない範囲において、各種の変更が可能であることは当然である。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明によるケミカルフィルタは、シリコンウエハもしくは液晶基盤等から成る半導体の吸着体に光触媒を付在させて構成しているから、ＨＥＰＡ、ＵＬＰＡや粗塵・中性能フィルタ等に適用することで、各種の有機系ガス、酸・アルカリ性ガス、金属元素等のガス状・分子状汚染物質を半導体の破砕片に付着させて除去すると同時に、光触媒によって吸着したガス状・分子状の有機物質を分解除去しているので、ケミカルフィルタの寿命を延ばすと共に維持管理を効率化することで管理コストを低減できる優位性を発揮することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明によるケミカルフィルタの第１の実施形態図
【図２】本発明によるケミカルフィルタの第２の実施形態図
【図３】従来のクリーンルーム概要図
【図４】従来のケミカルフィルタの性能を示すガス状汚染物質・分子状汚染物質等の分析図
【符号の説明】
【００３１】
１  ケミカルフィルタ、  ２  破砕片、  ３  吸着体、  ４  容器、
５  回転軸、  ６、７  通気管、  ８、９    照明器具、
１０  ケミカルフィルタ、  １１  吸着体、  １２、１２’  整流板
１３  平行板、  １４  容器、  １５  照明器具、  ２１  外気、
２２  中性能フィルタ、  ２３  空調機、
２４、２６、３０  高性能フィルタ、  ２５  送風機、  ２７  循環空気、
２８  吸着剤、  ２９  湿度調整装置、  ３１  フィルタ、
３２  クリーンルーム、
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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