気中のガス状およびクラスター状汚染物質の壁面付着モニタ装置の開発と付着挙動の評価

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12650755
• 研究機関: 広島大学
• 研究代表者: 島田 学 広島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70178953)
• 研究分担者: 奥山 喜久夫 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00101197)
• キーワード: 炭化水素系汚染物質 / 付着速度 / 吸着 / 脱着 / ピエゾバランス / 実時間モニタリング / マイクロコンタミネーション

研究概要

本研究の目的は、壁面のマイクロコンタミネーションとして問題となる、ガス状およびクラスター状汚染物質の壁面付着現象に対して、気中濃度と付着速度の定量的な関係を、測定、および汚染物質の気中の輸送現象と壁表面での保持機構を考慮した化学工学的アプローチによって解明することである。本年度行った研究の内容は、以下のとおりである。
(1)前年度まで用いていた水晶振動子(基準周波数5MHz)よりも高い基準周波数を持つ水晶振動子(25MHz)を取り付けたセンサーを試作し、付着量およびその時間変化を大幅に高分解能化することができた。
(2)水晶振動子のアルミ電極に、金、銀、およびクリーンルーム中のSiウエハの表面材質(酸化シリコン)を蒸着コーティングすることにより、付着速度の壁面材質に対する依存性を実験的に明らかにした。
(3)試作したモニタリング装置を、半導体製造プロセスが稼動しているクリーンルームに複数個設置し、各装置のセンサーの位置と、汚染ガス発生源の位置との相関を明らかにすることで、モニタリング装置の空間分解能を利用したリアルタイム汚染ガス発生源推定が出来ることを示した。また、ケミカルフィルタの下流の空気のモニタも行い、フィルタの破過を迅速に検知できることも示した。
(4)α線、軟X線によりイオンクラスター化したガス状物質の微粒子への付着挙動の計測を行った。
(5)複数ガスの同時付着現象に対する理論モデルによって、複数の汚染ガスが共存するときの付着挙動データを解析した。
(6)得られた付着挙動の計測結果を整理し、付着に影響する因子を整理した。

研究成果

• [文献書誌] 島田 学: "ガス状有機汚染物質の壁面付着量の実時間計測と付着挙動の評価"空気清浄. 40・(4). 275-281 (2002)
• [文献書誌] 島田 学: "水晶振動子を用いたガス状汚染物質の付着モニタ-クリーンルーム内のガス汚染のリアルタイムモニタリングへの適用-"クリーンテクノロジー. 12・(9). 34-37 (2002)
• [文献書誌] Manabu Shimada: "Bipolar Charging of Aerosol Nanoparticles by a Soft X-ray Photoionizer"Journal of Chemical Engineering Japan. 35・(8). 786-793 (2002)
• [文献書誌] Chang Soo Kim: "Performance of a Mixing Type CNC for Nanoparticles at Low Pressure Conditions"Journal of Aerosol Science. 33・(10). 1389-1404 (2002)
• [文献書誌] Bang Woo Han: "Unipolar Charging of Nanosized Aerosol Particles Using Soft X-ray Photoionization"Aerosol Science and Technology. (in press).
• [文献書誌] 本田重夫: "クリーンルームの有機化合物発生量に対する空調温度と高濃度トルエン暴露の影響"空気調和・衛生工学会論文集. (印刷中).
• [文献書誌] Bang Woo Han: "Classification of Monodisperse Aerosol Particles Using an Adjustable Soft X-ray Charger"Powder Technology. (in press).