UV/光電子法を用いたガス中浮遊微粒子の除去ならびに荷電装置の開発

UV/光电子法去除气体中悬浮颗粒及带电装置的开发

• 批准号: 09750829
• 负责人: 島田 学
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750829/
• 关键词: エアロゾル微粒子; 除塵技術; クリーン化装置; コンタミネーションコントロール; 負イオン; 光電効果; 単極荷電; 紫外光; 徐塵技術; 光電子効果; 紫外線

半導体製造などの先端産業の分野では、浮遊粒子状物質による局所空間におけるコンタミネーションの防止の必要性がますます高まっている。一方、微粒子の高精度粒径測定法である静電分級法では、高効率の微粒子荷電が望まれている。そこで本研究は、閉鎖空間内の粒子の荷電・捕集手法として提案されたUV/光電子法を、粒子の連続的な捕集装置や高効率荷電装置として実用化することを目的とした。昨年度までに、金の薄膜への紫外光の照射によって光電子を放出させることで気中に負イオンを発生させる装置を製作して、イオンの発生と微粒子の荷電・静電捕集を実験と理論の両面から検討してきた。その結果、発生するイオン濃度を明らかにし、また実験で求められた微粒子の荷電効率ならびに装置による除去効率を説明できる理論モデルが提示できた。すなわち、本手法による微粒子荷電と除去についてその有効性を基礎的に確認することができた。そこで本年度は、実際に粒子の汚染が問題となる場への本手法の適用を検討した。まず、半導体材料製造装置でしばしばみられる減圧条件や高温条件を対象として、本手法による微粒子荷電・除去を実験で検討した。約10torrから大気圧の圧力、室温から約200℃の温度の条件下で得られた実験結果から、本手法がこれらの条件下でも適用可能であることを示すことができた。また、半導体薄膜成膜用の熱CVD反応器に本手法による微粒子荷電・除去装置を小型ユニット化して設置した装置も製作し、成膜基板上に浮遊する微粒子の濃度を減少させられることも明らかにした。以上の研究により、本手法による実用的な粒子荷電・除去装置を、理論計算による設計にもとづいて開発できる指針が得られた。

在诸如半导体制造之类的尖端行业领域，由于悬浮的颗粒物而导致的局部空间污染越来越需要。另一方面，在静电分类方法中，这是一种用于测量细颗粒的高精度粒度测量方法，需要高效的粒子电荷。因此，这项研究旨在将UV/Photelectron方法放置，该方法是作为在封闭空间中充电和收集粒子的一种方法，将实际用作用作连续的粒子收集装置和高效的电荷装置。直到去年，我们制造了一种通过将紫外线照射到薄金膜上来发出光电子的设备，并一直在检查离子产生的实验和理论方面，并充电和静电收集细颗粒。结果，我们能够提供一个理论模型，该模型可以阐明产生的离子的浓度，并解释实验中获得的细颗粒的电荷效率和去除效率。换句话说，有可能在基本的基础上使用此方法确认细粒电荷的有效性和去除。因此，今年我们考虑将此方法应用于颗粒污染实际上是一个问题的区域。首先，我们研究了使用这种方法进行细节充电和去除的实验，以降低和高温条件为目标，这些降压和高温条件通常在半导体材料制造设备中看到。在大气压力到大气压和从室温到约200°C的温度下获得的实验结果证明了该技术在这些条件下也适用。还揭示了该设备是制造的，其中使用此方法安装了使用此方法的小型单元安装的细颗粒电荷/去除设备，用于沉积薄膜半导体膜，以降低薄膜沉积基板上漂浮的细颗粒的浓度。上述研究提供了基于理论计算使用此方法来开发实用粒子电荷和去除设备的准则。

项目成果

T.Seto et al.: "Sintering Polydisperse Nanometer-Sized Agglourerates" Aerosol Science and Technology. 27・3. 422-438 (1997)

T.Seto 等人：“烧结多分散纳米级聚集体”气溶胶科学与技术 27・3（1997）。

M.Shimada: "Removal of Airborne Particles by a Device Using UV/Photoelectron Method under Reduced Pressure Conditions" Journal of Aerosol Science. 30・3. 341-353 (1999)

M.Shimada：“在减压条件下使用紫外线/光电子方法去除空气中的颗粒”《气溶胶科学杂志》30・3（1999）。

K.Okuyama: "Performance Evaluation of Chuster-DMA with Integrated Electrometer and Its Application to Ion Mobility Measurements" Journal of Aerosol Science, Japan. 13・2. 83-93 (1998)

K. Okuyama：“带有集成静电计的 Chuster-DMA 的性能评估及其在离子迁移率测量中的应用”，气溶胶科学杂志，日本 13・2（1998 年）。

K.Okuyama: "Effects of Preparation Conditions on the Characteristics of Titanium Deoxide particles Produced by a CVD Method" Journal of Aerosol Science. 29・S1. S907-S908 (1998)

K.Okuyama：“制备条件对CVD法生产的二氧化钛颗粒特性的影响”气溶胶科学杂志29·S908（1998）。

M.Shimada: "Aerosol Particle Removal at Reduced Pressure by an Electrical Precipitator Using UV/Photoelectron Method" Journal of Aerosol Science. 29・S1. S1237-S1238 (1998)

M.Shimada：“使用紫外线/光电子方法的电除尘器在减压下去除气溶胶颗粒”《气溶胶科学杂志》29・S1（1998）。