DE69224917T2 - Methode und vorrichtung zur verhinderung von kontamination eines substrates oder einer substratoberfläche - Google Patents
Methode und vorrichtung zur verhinderung von kontamination eines substrates oder einer substratoberflächeInfo
- Publication number
- DE69224917T2 DE69224917T2 DE69224917T DE69224917T DE69224917T2 DE 69224917 T2 DE69224917 T2 DE 69224917T2 DE 69224917 T DE69224917 T DE 69224917T DE 69224917 T DE69224917 T DE 69224917T DE 69224917 T2 DE69224917 T2 DE 69224917T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas
- filter
- concentration
- air
- adsorbent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 45
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims description 36
- 238000011109 contamination Methods 0.000 title claims description 12
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 60
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims description 44
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 claims description 40
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 34
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- -1 methane hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 22
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 21
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Natural products C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 14
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 14
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 claims description 8
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 claims description 8
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 claims description 8
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 150000002605 large molecules Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000000499 gel Substances 0.000 claims description 3
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims description 3
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 39
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 16
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 5
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 5
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000005679 Peltier effect Effects 0.000 description 3
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 230000001473 noxious effect Effects 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N chromium(6+) Chemical compound [Cr+6] JOPOVCBBYLSVDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- QLOAVXSYZAJECW-UHFFFAOYSA-N methane;molecular fluorine Chemical compound C.FF QLOAVXSYZAJECW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 2
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoroethene Chemical group FC=C(F)F MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MPCRDALPQLDDFX-UHFFFAOYSA-L Magnesium perchlorate Chemical compound [Mg+2].[O-]Cl(=O)(=O)=O.[O-]Cl(=O)(=O)=O MPCRDALPQLDDFX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- VFNGKCDDZUSWLR-UHFFFAOYSA-N disulfuric acid Chemical compound OS(=O)(=O)OS(O)(=O)=O VFNGKCDDZUSWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000840 ethylene tetrafluoroethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000075 oxide glass Substances 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B zirconium(4+);tetraphosphate Chemical compound [Zr+4].[Zr+4].[Zr+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
- B01D46/12—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces in multiple arrangements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/26—Drying gases or vapours
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F3/1411—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by absorbing or adsorbing water, e.g. using an hygroscopic desiccant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
- F24F3/167—Clean rooms, i.e. enclosed spaces in which a uniform flow of filtered air is distributed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/102—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/106—Silica or silicates
- B01D2253/108—Zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
- B01D2256/10—Nitrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/10—Single element gases other than halogens
- B01D2257/11—Noble gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/70—Organic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/602
- B01D2257/702—Hydrocarbons
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/80—Water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/0216—Other waste gases from CVD treatment or semi-conductor manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40083—Regeneration of adsorbents in processes other than pressure or temperature swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2267/00—Multiple filter elements specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D2267/40—Different types of filters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
- B01D2279/50—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for air conditioning
- B01D2279/51—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for air conditioning in clean rooms, e.g. production facilities for electronic devices, laboratories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0462—Temperature swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
- F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
- F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
- F24F2003/144—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by dehumidification only
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
- F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
- F24F8/15—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by chemical means
- F24F8/158—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by chemical means using active carbon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Drying Of Gases (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- Central Air Conditioning (AREA)
Description
- Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von sauberen Gasen bzw. Reingasen, die mit Substratoberflächen in Kontakt gebracht werden sollen. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf die Technik der Herstellung bzw. Behandlung von sauberen Gasen zur Vermeidung der Verunreinigung von Oberflächen von Substraten als Rohmaterialien, halb-fertige Produkte und fertige Produkte in Hochtechnologie bzw. Hightech-Industrien, wie die Herstellung von Halbleitern und Flüssigkristallen.
- Das Ziel der Anwendung der vorliegenden Erfindung deckt zum Beispiel folgendes ab: (1) Verunreinigungskontrolle von Wafern im Vorgang der Halbleiterherstellung; (2) Verunreinigungskontrolle von Glassubstraten im Vorgang der Flüssigkristallherstellung; und (3) Verunreinigungskontrolle von Substraten im Vorgang von Präzisionsmaschinen-Herstellung. Beispielhafte Gebiete, in denen das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung zur Herstellung von sauberen Gasen angewandt werden können, sind Räume bzw. Gebiete in Reinräumen in solchen Herstellerwerkstätten, wie sie mit Halhbleitern, Flüssigkristallen und Präzisionsmaschinen befaßt sind, und zwar dargestellt durch Sicherheitsschränke, Reinbehälter (englisch: clean boxes), Speicherräume für Wertgegenstände, Speicherräume für Wafer, abgedichtete Transporträume für Wertgegenstände, sauber abgedichtete Räume und Transporträume in der Gegenwart von verschiedenen Gasen oder unter reduziertem Druck oder im Vakuum, Räume, die Gase beinhalten, die einer Reinigungsvorrichtung bzw. Anordnung zugeführt werden und Räume, die Luft beinhalten, die zur Herstellung von Luftmessern zugeführt oder verwendet wird.
- Der Stand der Technik, wie er z. B. in JP-A-2 126 912 gezeigt ist, wird nun unter Bezugnahme auf den Fall der Reinigung der Luft in Reinräumen in Halbleiterherstellungs-Werkstätten beschrieben.
- In Reinräumen sind feine bzw. kleine Teilchen (teilchenförmige Materie bzw. Materialien) und gasförmige Substanzen, wie extrem niedrig konzentrierte typischerweise aus Fahrzeugemissionsgasen stammende Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe (HCs) in der Luft, die, von Bedeutung als Verunreinigungen. Insbesonere bewirken HCs, wenn sie in extrem niedrigen Konzentrationen in gewöhnlicher Luft (sowohl innerhalb als auch außerhalb von Räumen) vorhanden sind, Verunreinigungen als schädliche Komponenten und müssen daher entfernt werden. Verschiedene Lösungsmittel (beispielsweise Alkohole und Ketone), die die in den Reinräumen durchgeführten Arbeitsgänge begleiten, sind auch als Verunreinigungen wichtig.
- Spezieller ausgedrückt sind, wenn die zuvor erwähnten Verunreinigungen (feine teilchenförmige und gasförmige Verunreinigung) sich auf den Oberflächen von Substraten wie Wafern, halbfertigen Produkten und fertigen Produkten absetzen, die Substratoberflächen einer schädigung ausgesetzt und dies kann der Grund für eine niedrigere Herstellungsrate (Ausbeute) von Halbleiterprodukten sein; daher müssen diese Verunreinigungen entfernt werden. Sowohl feine Partikel bzw. Teilchen als auch gasförmige Substanzen erhöhen den Kontaktwinkel von Substratoberflächen, und insbesondere in Reinräumen wurde gefunden, daß HCs eine große Tendenz zur Erhöhung des Kontaktwinkels haben. Der Ausdruck "Kontaktwinkel", wie er hier benutzt wird, bezieht sich auf den Kontaktwinkel, der auf dem Befeuchten bzw. Benetzen durch Wasser beruht und den Grad der Verunreinigung einer Substratoberfläche anzeigt. Genauer ausgedrückt, wenn eine hydrophobische (ölige) Substanz auf eine Substratoberfläche gebracht wird, weist diese Oberfläche Wasser ab, und wird daher weniger gut benetzt oder befeuchtet. Dann wird sich der Kontaktwinkel zwischen der Substratoberfläche und dem Wassertropfen erhöhen. Daher bedeutet ein großer Kontaktwinkel einen hohen Verunreinigungsgrad und umgekehrt ein kleiner Kontaktwinkel bedeutet einen niedrigen Verunreinigungsgrad.
- Herkömmliche Verfahren der Reinigung von Luft in Reinräumen oder Vorrichtungen sind daher grob in zwei Kategorien unterteilt bzw. klassifiziert: (1) eine mechanische Filtermethode bzw. Filterverfahren (wie zum Beispiel ein HEPA Filter); und (2) eine Filtervorgehensweise (wie zum Beispiel HESA Filter), die feine Teilchen elektrostatisch mittels eines mit einer Hochspannung geladenem oder eines leitenden Filters einfangen. Diese beiden Verfahren zielen auf das Entfernen von feinen Teilchen und sind uneffektiv für die Entfernung von gasförmigen Verunreinigungen wie beispielsweise Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe (HCs), die den Kontaktwinkel erhöhen.
- Andererseits ist bekannt, daß HCs, welche gasförmige Verunreinigungen sind, durch Verfahren entfernbar sind, wie Verbrennungszersetzung und O&sub3;-Zersetzung. Jedoch sind diese Verfahren ineffektiv zur Entfernung von extrem niedrigen Konzentrationen von HCs, die in der Luft vorhanden sind, die in Reinräume eingeführt werden soll.
- Gasförmige, schädliche Komponenten außer den HCs umfassen SOx, NOx, HCl, NH&sub3;, usw. und es ist bekannt, daß sie entfembar sind in dein sich entweder auf Neutralisationsreaktionen unter Verwendung der geeigneten alkalischen oder acidischen bzw. sauren Substanzen oder auf Oxidationsreaktionen gestützt wird. Jedoch sind diese Verfahren ebenso weniger effektiv, wenn die Konzentrationen der interessierenden Komponenten bzw. Bestandteile extrem niedrig sind, wie es der Fall ist, wenn sie in der Luft vorhanden sind, die in Reinräume eingeführt werden soll.
- Die Erfinder der vorliegenden Erfindung schlugen bereits Verfahren und Vorrichtungen zur Vermeidung der Verunreinigung von Substratoberflächen vor, wobei Adsorptionsmittel oder Absorptionsmittel mit Hinblick auf die Vermeidung der Erhöhung des zuvor definierten Kontaktwinkels verwendet werden (japanische Patentanmeldungen JP-A-5 157 284, am 22.6.93 veröffentlicht, und JP-A-6 000 324, am 11.1.94 veröffentlicht). Diese Verfahren und Vorrichtungen sind in bestimmten Anwendungsgebieten effektiv, jedoch sind weitere Verbesserungen nötig, um ihre praktische Anwendung bzw. Durchführung zu erhöhen bzw. zu verbessern.
- Genauer ausgedrückt, müssen teilchenförmige Materie und gasförmige schädliche Komponenten, die den Kontaktwinkel erhöhen, entfernt werden, um die Herstellungsrate bzw. Ausbeute von Halbleiterprodukten zu verbessern. Daher ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzusehen, um saubere Gase bzw. Reingase herzustellen, in welchen die Konzentration von feinen Teilchen und gasförmigen Schadstoffen, die den Kontaktwinkel von Substratoberflächen erhöhen, annehmbar niedrig sind.
- Zur Erreichung dieses Ziels sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines sauberen Gases vor, das mit der Oberfläche eines Substrates in Kontakt gebracht werden soll, um dieses gegenüber Verunreinigungen zu schützen, wobei das Verfahren folgendes vorsieht: Reduzieren der Wasserkonzentration in einem zu behandelnden Gas auf 50 % relative Luftfeuchtigkeit oder darunter durch Entfeuchtungsmittel und darauf folgendes Reinigen des Gases durch Staubkontrollmittel und Adsorptions- und/oder Absorptionsmittel, um so die Konzentration feiner Teilchen im Gas auf die Klasse 10, d. h. 10 Teilchen pro Kubikfuß (1 Kubikfuß = 0,028 m³) oder darunter zu reduzieren, während die Konzentrationen von Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffen auf 0,2 ppm oder darunter reduziert werden.
- Die Erfindung sieht weiter eine Vorrichtung zur Herstellung eines reinen Gases vor, das mit der Oberfläche eines Substrats in Kontakt gebracht werden soll, um es gegenüber Verunreinigungen zu schützen, wobei die Vorrichtung ein Entfeuchtungsmittel am Eingang derselben hat, um die Wasserkonzentration in einem zu behandelnden Gas auf 50 % relative Feuchtigkeit oder darunter zu reduzieren, und ferner Staubkontrollmittel und Adsorptionsund/oder Absorptionsmitteln hat, die stromabwärts von den Entfeuchtungsmitteln derart angeordnet sind, daß die Konzentration feiner Teilchen in dem Gas, das in seiner Wasserkonzentration auf 50 % relative Feuchtigkeit oder darunter reduziert ist, auf die Klasse 10, d. h. 10 Teilchen pro Kubikfuß (1 Kubikfuß 0,028 m³) oder darunter reduziert wird, und zwar durch die Staubkontrollmittel, während die Konzentrationen von Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffen auf 0,2 ppm oder darunter durch die Adsorption- und/oder Absorptionsmittel reduziert werden.
- Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung der Erfindung, wie sie zur Reinigung von Luft angewandt wird, die zur Herstellung eines Luftmessers in einer Halbleiterherstellungs-Werkstätte zugeführt werden soll; und
- Fig. 2, 3 und 4 sind graphische Darstellungen, die die Beziehungen zwischen der Aussetzungs-Zeit eines Glassubstrates oder Wafers gegenüber Luft und den gemessenen Kontaktwinkel θ zeigen.
- Die vorliegende Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf den Fall beschrieben, in dem das Gas, das mit der Substratoberfläche in Kontakt kommt, Luft ist.
- Die Staubkontroll- oder Staubsteuermittel, die in der Erfindung verwendet werden können, können von jeglichem Typ sein, der in der Lage ist, feine Teilchen in der Luft zu entfernen, bis ihre Konzentration annehmbar niedrig ist. Typischerweise werden gut bekannte staubentfernende Filter verwendet, die in der Lage sind, feine Teilchen effizient einzufangen, bis ihre Konzentrationen annehmbar niedrig sind. Im allgemeinen wird ein HEPA-Filter, ein ULPA-Filter und ein elektrostatischer Filter bevorzugt, da sie zweckmäßig sind und dennoch effektiv. Typischerweise werden diese Filter entweder einzeln oder in geeigneten Kombinationen von zwei oder mehreren Typen verwendet. Durch ein Entfernen der feinen Teilchen wird deren Konzentration auf die Klasse 10 (10 Teilchen pro Kubikfuß) oder darunter reduziert. Der Ausdruck "Klasse" ist eine Maßeinheit für die Konzentration von feinen Teilchen und repräsentiert die Anzahl von feinen Teilchen, die in einem Kubikfuß enthalten.
- Um Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe oder gasförmige schädliche Komponenten zu entfernen, werden Materialien benutzt, die diese Komponenten, die den Kontaktwinkel erhöhen, adsorbieren oder absorbieren. Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe rufen Verunreinigungen bei Konzentrationen in gewöhnlicher Luft hervor, sowohl innerhalb als auch außerhalb von Räumen. Während es eine Vielzahl von Nicht- Methan-Kohlenwasserstoffen gibt, wird für die spezifischen Arten der Komponenten, die den Kontaktwinkel erhöhen, angenommen, daß sie nicht nur mit dem Substrattyp sich verändern bzw. variieren (wie zum Beispiel Wafer oder Glasmaterial), sondern auch mit dem Typus und den Eigenschaften des dünnen Films auf dem Substrat. Als Ergebnis der intensiven Studien, die die Erfinder der vorliegenden Erfindung durchgeführt haben, fanden sie, daß Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffe als Indikator bzw. Maßstab effektiv entfernt werden konnten, indem ihre Konzentrationen auf 0,2 ppm und darunter reduziert wurden, bevorzugterweise auf 0,1 ppm und darunter.
- Beispielhafte Adsorbents bzw. Adsorptionsmittel, die verwendet werden können, umfassen Aktivkohle, Siliciumgel, synthetisches Zeolit, Molekularsiebe, Verbindungen mit hohem Molekulargewicht (wie zum Beispiel Styrol-Polymere und Styrol-Divinylbenzol-Copolymerere), Glas, Fluorchemikalien, Metalle usw.
- Geläufige Beispiele von Glasmaterialien sind Oxidglassyteme, wie Silikatgläser und Phosphatgläser. Ein besonders bevorzugtes Silikatglas ist ein Borsilikatglas (hauptsächlich zusammengesetzt aus N&sub2;O-B&sub2;O&sub3;-SiO&sub2;), da dies leicht geformt werden kann, einen hohen Adsorptionseffekt hat und dennoch preisgünstig ist. Ein höherer Adsorptionseffekt wird erreicht, wenn die Glasoberfläche mit dünnen Filmen (Schichten) von Metallen beschichtet wird, wie Ti, Au, Al, Cr usw. .
- Beispielhafte Fluorchemikalien umfassen Tetrafluor-Plastikmaterialien, Tetra-Hexafluor-Plastikmaterialien, PFA- Harze, Trifluorethylenharze, Tetrafluorethylen-Ethylen- Copolymere, Vinylidenfluorid-Harze, Vinylfluorid-Harze, Graphit-fluorid, Teflon usw.
- Glas und Fluorchemikalien können in verschiedenen Formen verwendet werden, die zum Beispiel umfassen: Filter, Fasern, Netze, Kugeln, Kügelchen bzw. geschrotete Kugeln (Pellets), Gitter, Stäbe, Falten usw. . Filter sind im allgemeinen bevorzugt, da sie einen größeren Adsorptionseffekt vorsehen. Wenn sie in der Form von Filtern verwendet werden sollen, kann ein Gußverfahren durchgeführt werden, indem Harze aus Fluorchemikalien als Bindemittel verwendet werden, in denen Glasmaterialien in Faserform in eine Filterform gesetzt werden. Eine Verwendung einer solchen Filterform fügt eine Staubkontrolleigenschaft der HC-Entfernungseigenschaft zu, wodurch die Herstellung eines vereinfachten Filterdesigns gefördert wird. Daher ist das Anordnen von Adsorbens in einer solchen Konstruktion bzw. einer solchen Anordnung in der Verunreinigungs- Kontrolleinrichtung bevorzugt, was vom Anwendungsgebiet, der Größe der Anordnung und ihrer Geometrie abhängt.
- Beispielhafte Metalle umfassen Fe, Ag, Ni, cr, Ti, Au, Pt, usw., und unterschiedliche Formen, die Pulver, Platten, Schwämme, Drähte, Fasern umfassen, sowie Befestigungen an geeigneten Trägern, wie zum Beispiel Ag, getragen von einem Silizium-Aluminiumoxidgel und Ag, getragen von Zirkonphosphat, und können mit Vorteil verwendet werden.
- Unter den zuvor beschriebenen Adsorbens bzw. Adsorbatmitteln werden Silikagel, synthetisches Zeolit, Verbindungen mit hohem Molekulargewicht, Glas, Fluorchemikalien und Metalle bevorzugt, da sie höhere Adsorptionseffekte zeigen. Diese Adsorbens können entweder individuell bzw. einzeln oder in geeigneten Kombinationen von zwei oder mehr Arten verwendet werden (siehe japanische Patentanmeldungen JP-A-5 157 284 und JP-A-6 000 324). Wie in der Folge erwähnt werden wird, wird angenommen, daß eine Vielzahl von HCs für erhöhte Kontaktwinkel verantwortlich sind und daher längere Lebensdauern durch die Verwendung von zwei oder mehreren Arten von Adsorbens in einer Kombination erreicht werden. In anderen Worten, ist ein einzelner Typ eines Adsorbns gewöhnlich begrenzt in seiner Fähigkeit alle HCs, die für angestiegene Kontaktwinkel verantwortlich sind, einzufangen und daher ist es effektiv, Adsorbens mit verschiedenen Adsorptionscharakteristika in geeigneten Kombinationen auf der Basis von Experimenten zu verwenden.
- Zusätzlich, abhängig vom Typ des Glassubtrates oder seines Oberflächenzustandes, werden sich HCs in unterschiedlichen Graden auswirken und daher können vorteilhafte Adsorbens von den zuvor aufgelisteten Kandidaten ausgewählt werden, und zwar basierend auf Vorabtests, die geeignet für das spezifische Anwendungsgebiet, der Größe bzw. des Größenverhältnisses der Anordnung, seiner Form, den Verwendungsbedingungen für die Anordnung, geteilte Gase, die erforderte Leistung, Wirtschaftlichkeit usw. durchgeführt werden.
- In der vorliegenden Erfindung wird die zu behandelnde Luft einer Dehydratisierung, Entfeuchtung oder Reduzierung der Feuchtigkeit unterzogen, bevor die Luft durch das Adsorbens geleitet wird, und dies zur Verbesserung der Adsorptionsleistung des Adsorbens und erweitert seine Lebensdauer. Zu diesem Zweck kann jede gut bekannte Technik angewandt werden, wie solche, die auf Kühlung, Adsorption, Absorption, Kompression oder Membranabscheidung beruhen, und diese können sowohl einzeln als auch in geeigneten Kombinationen von zwei oder mehr Verfahren verwendet werden, und zwar basierend auf Vorabtests. die geeignet für das spezifische Anwendungsgebiet der Vorrichtung der Erfindung, ihre Größe, ihrer Form, ihrer Verwendungsbedingungen (zum Beispiel, ob sie unter atmosphärischem oder überatsmosphärischem Druck verwendet wird), durchgeführt werden. Bevorzugterweise wird eine Entfeuchtungstechnik angewandt, die die beabsichtigte Entfeuchtungsleistung konsistent über einen längeren Zeitraum beibehält, der sich typischerweise von einigen Monaten bis zu einem halben Jahr oder sogar länger erstreckt. Jene Techniken, welche sich auf Kühlen und/oder Adsorption stützen, sind besonders zweckmäßig und dennoch effektiv. Die Techniken, die auf einem Kühlen beruhen, werden bevorzugterweise entweder elektronisch zur Erreichung der Entfeuchtung betrieben oder mittels einer Kühlschlange betrieben; die Techniken, die auf Adsorption beruhen, sind bevorzugterweise von einem solchen Typ, daß eine Entfeuchtung kontinuierlich für einen ausgedehnten Zeitraum durchgeführt wird, während dem sich der Entfeuchter selbst regeneriert (wie in einem stationären oder rotierenden Typ). Beispielhafte Materialien zur Verwendung für die Entfeuchtung durch Adsorptionstechniken umfassen Silikagel, Zeolit, Aktivkohle, aktiviertes Aluminiumoxid (Alumina), Magnesiumperchlorat, Calciumchlorid usw. Unter denselben werden Silikagel und Zeolit bevorzugt, da sie die Fähigkeit des Entfernens von HCs haben, recycelbar sind und über eine ausgedehnte Zeit verwendt werden können.
- Wenn das zu behandelnde Gas bis zu einer Wasserkonzentration von 50 % (RH, oder relative Feuchtigkeit) oder darunter entfeuchtet ist, bevorzugterweise 30 % (RH) oder weniger, wird die Leistungsfähigkeit der Adsorbens bezüglich des Adsorbierens von HCs nicht nur verbessert, sondem auch konsistent über eine ausgedehnte Zeit gehalten. Eine spezifische Entfeuchtungstechnik und die kritische Wasserkonzentration können mittels Durchführung von Vorabtests bestimmt werden, wie sie geeignet für den Typ der verwendeten Vorrichtung, ihrer Maße, den Typ des zu entfernenden HC-Materials, die erforderte Leistungsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit usw. sind.
- Eine Entfeuchtung sichert, daß die Leistungsfähigkeit des Adsorbens bezüglich des Entfernens von HCs über eine ausgedehnte Zeit erhalten bleibt. Insbesondere im Fall, wo hydrophobische Substanzen, wie Silikagel oder Fluorchemikalien als Adsorbens verwendet werden, wird deren Leistungsfähigkeit deutlich durch die Entfeuchtung stabilisiert.
- Die Verwendung von Adsorbens ist in keinem Fall beschränkt auf die zuvor beschriebene Methode der Verwendung (welche durch Entfeuchtung begleitet wird); falls gewünscht, können die Adsorbens verwendt werden, während sie simultan durch PSA (pressure-swing adsorption = Druck-Schwung-Adsorption) oder TSA (thermal swing adsorption = thermische Schwung-Adsorption) regeneriert werden.
- Jede Art von HC-Absorbens können verwendet werden, so lange sie mit niedrigen Konzentrationen von HCs reagieren können, um diese zu binden. Im allgemeinen kann die Reaktion mit Cr&sup6;&spplus; in der Gegenmwart von H&sub2;SO&sub4; oder die Reaktion mit I&sub2;O&sub5; in der Gegenwart von H&sub2;S&sub2;O&sub7; verwedet werden. Der erste Reaktionstyp ist effektiv für HCs mit niedrigen Molekulargewichten und der letztere Reaktionstyp ist effektiv für HCs mit höheren Molekulargewichten. Beispielsweise werden Glasperlen oder Träger, wie Zeolit und Aluminiumoxid in geeigneten Formen (zum Beispiel Kügelchen bzw. Pellets) verwendet, während ihre Oberflächen mit sechswertigem Chrom beinhaltenden wäßrigen Salzlösungen imprägniert sind, die mittels H&sub2;SO&sub4; sauer bzw. azidisch gemacht wurden. Der Ausdruck "Absorption" bezieht sich auf reaktive Absortpion auf Grund von chemischen Reaktionen.
- Die spezifischen Bedingungen für die Verwendung der Adsorbens und/oder Absorbens kann durch die Durchführung eines Vorabtests bestimmt werden, wie er geeignet für das Anwendungsgebiet der Vorrichtung der Erfindung, ihrer Maße, ihrer Form, der erforderlichen Leistungsfähigkeit usw. ist. Die Raumgeschwindigkeit (engl.: space velocity; SV) der zu behandelnden Luft in der Vorrichtung ist typischerweise zwischen 100 und 20 000 h&supmin;¹ gesetzt, bevorzugterweise zwischen 100 und 5000 h&supmin;¹.
- Die vorangegangene Beschreibung betrifft ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie es zum Entfernen von extrem niedrigen Konzentrationen von HCs in gewöhnlicher Luft angewandt wird. Im allgemeinen werden die verursachenden Substanzen, die die Substratoberflächen verunreinigen, wodurch der Kontaktwinkel erhöht wird, grob in (1) Schadgase, wie SOx, NOx, HCl und NH&sub3;, (2) feine Teilchen und (3) HCs unterteilt. Ein Ergebnis der Prüfung durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung ist, daß feine Teilchen und HCs beträchtlich den Kontaktwinkel in gewöhnlicher Luft (Umgebungsatmosphäre in gewöhnlichen Reinräumen) oder in N&sub2;, was in Reinräumen in Halbleiter- oder Flüssigkristall-Herstellungswerkstätten verwendet wird, beeinflußen. Mit anderen Worten sind SOx, NOx, HCl und NH&sub3;, sobald sie in gewöhnlichen Konzentrationspegeln in der Luft vorliegen, im allgemeinen weniger beeinflußend im Erhöhen des Kontaktwinkels. Daher wird der beabsichtigte Effekt durch Staubkontrolle und das Entfernen von HCs erreicht. Jedoch, wenn Schadgase wie SOx in einem Reinraum oder in nahe gelegenen Gebieten erzeugt werden und ihre Konzentrationen hoch sind, wird der Kontaktwinkel durch diese gasförmigen Komponenten beeinflußt; auch wenn ihre Konzentrationen so niedrig sind, daß normalerweise nicht erwartet wird, daß sie einen ernstlichen Effekt oder Auswirkung hervorrufen, kann der Kontaktwinkel potentiell beeinflußt werden, wenn das Substrat sensitiv bzw. empfindlich oder seine Oberfläche in einem besonderen Zustand ist (wie wenn die Substratoberfläche mit einem besonderen dünnen Film beschichtet ist). In solchen Fällen wird das Verfahren oder die Vorrichtung der Erfindung bevorzugterweise in einer geeigneten Kombination mit einem verfahren (und einer Vorrichtung) verwendet, wie sie bereits durch die Erfinder vorgeschlagen wurden (in der japanischen Patentanineldung JP-A-4 243 517), und welche gekennzeichnet sind durch das Bestrahlen eines Schadgases mit UV-Licht und/oder Strahlung, um das Gas auffeine Teilchen zu reduzieren und dann diese feinen Teilchen einzufangen. In diesem Fall können andere gut bekannte Materialien zur Entfernung von Schadgasen, wie Aktivkohle und Ionenaustauschharze, in geeigneten Kombinationen mit dem Verfahren oder der Vorrichtung der Erfindung verwendet werden. Aktivkohle kann filmbeschichtet mit Säuren oder Laugen (Alkalis) sein oder geeignet abgewandelt bzw. modifiziert durch gut bekannte Verfahren sein.
- Zusätzlich wird das Ziel des Entfernens von HCs durch ein Verfahren erreicht, das schon von den Erfindern vorgeschlagen wurde (in der japanischen Patentanmeldung JP-A-5 096 125, am 20.4.93 veröffentlicht) und welches durch die Reduzierung von HCs auf feine Teilchen unter Einstrahlung von UV-Licht und/oder Bestrahlung und anschließendes Einfangen dieser feiner Teilchen charakterisiert ist.
- Fig. 1 zeigt das Verfahren der Erfindung, wie es zum Reinigen von Luft angewandt wird, die zur Herstellung eines Luftmessers in einer Halbleiter-Herstellungswerkstatt zugeführt bzw. verwendet wird. Bezugnehmend auf Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Reinraum mit Klasse 10 000 und Luft 2 wird im Reinraum 1 mittels einer Gas- Vorbereitungsvorrichtung 6 behandelt, welche einen Entfeuchter 3, eine Adsorbentvorrichtung (ein Adsorbent) 4 zum Adsorbieren von gasförmigen Verschmutzungskomponenten (hauptsächlich HC im betrachteten Fall), welches den Kontaktwinkel vergrößern wird, und einen Staubentfernungsfilter 5 aufweist. Luft 7, die aus der Vorrichtung 6 austritt, ist Reinluft bzw. saubere Luft, welche nicht nur von Staub befreit ist, sondern auch von den gasförmigen Schadkomponenten, und sie wird in der Folge einer Luftmesser-Anordnung 8 zum Reinigen von Wafern (Substraten) zugeführt.
- Der Fall wird nun detaillierter beschrieben. Außenluft 9 wird vor dem Eintritt in den Reinraum 1 mit einem Vorfilter 10 und einem Klimatisierer (Airconditioner) 11 behandelt. Der Luft werden dann Staubteilchen mittels HEPA- Filtern 12 entzogen, wenn sie in den Reinraum 1 eintritt, wodurch Luft 13 mit einer Klasse 10 000 Konzentration hergestellt wird, welche auch extrem niedrige Konzentrationen von HCs enthilt. Daher werden die extrem niedrigen Konzentrationen von HCs, welche hauptsächlich von Kraftfahrzeugen herrühren, nicht mittels des Vorfilters 10, Luftklimatisierers 11 oder HEPA-Filters 12 entfernt, sondern sie werden einfach in den Reinraum 1 eingeführt. Die Konzentrationen von HCs in der Luft 13 erstrecken sich von 0,5 bis 0,8 ppm bezüglich von Nicht-Methan- Kohlenwasserstoffen (non-methan HCs).
- Luft 2 im Reinraum 1, welche Wasser (RH von 40 - 60 %), feine Teilchen (der Klasse 10 000) und extrem niedrige Konzentrationen von HCs enthält, wird erst mittels eines Entfeuchters (Entfeuchtungsvorrichtung) 3 entfeuchtet, so daß der Wassergehalt unterhalb der spezifizierten Konzentration ist. Der im betrachteten Fall verwendete Entfeuchter wird elektronisch betrieben, so daß die oben genannte Feuchtigkeit (RH von 40- 60 %) im Reinraum 1 auf 30 % oder darunter reduziert wird.
- Die entfeuchtete Luft wird dann mit dem HC-Adsorbens oder der Gasadsorptions/Entfernungsvorrichtung 4 behandelt, wodurch extrem niedrige Konzentrationen von HCs entfernt werden. Das HC-Adsorbens kann von jeglichem Typ sein, welcher in der Lage ist, extrem niedrige Konzentrationen von HCs in gewöhnlicher atmosphärischer Luft zu entfernen. Im betrachteten Fall wird Silikagel als Adsorbens 4 benutzt, wobei die nicht-methanischen HCs in der Luft entfernt werden, so daß ihre Konzentrationen 0,1 ppm sind. Wenn die eingeführte Luft 2 einen hohen Wassergehalt hat, wird Silikagel Wasser adsorbieren und seine Leistungsfähigkeit verschlechtert sich; daher wird der Wassergehalt der Luft vorab mittels des Entfeuchters 3 auf eine zuvor beschriebenes Art und Weise entfernt.
- Darauffolgend werden feine Teilchen in der Luft mittels eines Staubentfernungsfilters (Staubkontrollvorrichtung) 5 entfernt. Der Staubentfernungsfilter 5 kann entweder stromaufwärts von dem HC-Adsorbens 4 oder, wie im betrachteten Fall, stromabwärts von dem HC-Adsorbens 4 oder an beiden Orten positioniert bzw. gelegen sein. Jedoch, um Sicherheit in einem angenommenen Fall zu gewährleisten, wo feine Teilchen aus dem Adsorbens 4 strömen könnten, wird gewöhnlicherweise bevorzugt, wenigstens einen Staubentfernungsfilter stromabwärts vom HC-Adsorbens 4 wie im betrachteten Fall zu haben. Der Staubentfernungsfilter 5 kann von jeglichem Typ sein, der in der Lage ist, effektiv feine Teilchen einzufangen, die mit einer Konzentration der Klasse 10 000 in dem Reinraum 1 vorliegen, und solche feinen Teilchen einzufangen, welche aus dem Adsorbens strömen. Ein ULPA-Filter wird im betrachteten Fall verwendet. Der ULPA-Filter wird feine Teilchen entfernen, bis eine Konzentration der Klasse 10 oder darunter errreicht ist.
- Im betrachteten Fall werden HCs mittels dem Adsorber entfernt, aber dieser kann durch einen Absorber (oder Absorptionsmittel; ein Reagens, das mit extrem niedrigen Konzentrationen von HCs reagiert) ersetzt werden. Falls gewünscht, können sowohl der Adsorber (Adsorbens) als auch der Absorber (Absorptionsmittel) benutzt werden.
- Die Verfahren (und Vorrichtungen), die bereits von den Erfindern vorgeschlagen wurden und weiter oben beschrieben wurden, können geeignet mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung kombiniert werden; zusätzlich können Materialien zur Entfernung von Schadgasen anders als HCs benutzt oder kombiniert mit sich selbst werden, und zwar basierend auf einer richtigen Auswahl. Es soll auch erwähnt werden, daß die Bedingungen zur Verwendung des Staubentfernungsfilters, als auch des Adsorbers und/oder Absorbers geeignet bestimmt werden können; es können nämlich solche Bedingungen durch einen Vorabtest bestimmt werden, der geeignet für die Konzentrationen der Verunreinigungen (feine Teilchesn, HCs und andere Schadgase) innerhalb des zu verwendenden Reinraums, ihrer Art, des Typs der anwendbaren Anordnung, ihres Aufbaus, Maße, der erforderten Leistungsfähigkeit, Effizienz, Wirtschaftlichkeit usw. durchgeführt wird.
- Obwohl ein Beispiel der Erfindung zuvor mit besonderer Bezugnahme auf den Fall, wo das Medium Luft ist, beschrieben wurde, muß nicht erwähnt werden, daß die Erfindung gleich anwendbar auf den Fall ist, wo feine Teilchen und gasförmige Verschmutzungssubstanzen in anderen Gasen beinhaltet sind, wie z. B. in Stickstoff und Argon.
- Der Raum, in dem die Erfindung anwendbar ist, deckt nicht nur den atmosphärischen Raum, wie er zuvor beschrieben wurde, ab, sondern auch superatmosphärische bzw. überatmosphärische, subatmosphärische bzw. unteratmosphärische und Vakuumräume ab, und die Erfindung ist gleichwertig in diesen Räumen anwendbar.
- Es wird angenommen, daß die HC-Komponenten in Luft Mixturen von mehr als einigen hundert oder einigen tausend Spezien bzw. Arten sind, und es ist nicht klar, welche von diesen vielen Arten der HC-Komponenten in welchem Grad für den Anstieg des Kontaktwinkels verantwortlich sind. In diesem Fall bleiben Details des Mechanismus, mit welchem der Adsorbers und/oder Absorbers den Anstieg des Kontaktwinkels verhindert, bezüglich vieler Punkte unklar, jedoch kann die folgende Erklärung postuliert werden: Unter den vielen HC-Komponenten wird von solchen Substanzen mit hohem Mokekulargewicht oder hoch-aktiven Substanzen angenommen, daß sie einen besonders großen Effekt bzw. eine besonders große Auswirkung auf den Anstieg des Kontaktwinkels haben, und diese Substanzen werden effektiv adsorbiert und eingefangen mittels des Adsorbers und des Absorbers.
- Wasser, feine Teilchen und HCs wurden von Luft innerhalb eines Reinraums mittels einer Vorrichtung mit dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau entfernt. Ein Glassubstrat wurde dann der so erhaltenen sauberen Luft ausgesetzt und der Kontaktwinkel wurde gemessen. Die Konzentration von feinen Teilchen und die Konzentrationen von nicht-methanischen HCs wurde am Ausgang der Gasvorbereitungs- bzw. Gasherstellungsvorrichtung gemessen. Die Konzentration von Wasser wurde auch am Ausgang des Entfeuchters gemessen. Messungen des Kontaktwinkels wurden an der in Fig. 1 gezeigten Apparatur durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der Entfeuchter ausgebaut war, sowohl der Entfeuchter und der HC-Adsorbers ausgebaut waren (in anderen Worten es wurde nur der Staubentfernungsfilter betrieben) und sowohl der Entfeuchter und der Staubentfernungsfilter ausgebaut waren (in anderen Worten war nur der HC-Adsorbens betrieben). Zusätzlich wurden Messungen des Kontaktwinkels für den Fall durchgeführt, wo Glassubstrate der unbehandelten Luft im Reinraum ausgesestzt waren.
- Wasserkonzentration im Reinraum vor der Behandlung: 40 - 60 %
- Konzentration feiner Teilchen im Reinraum vor der Behandlung: Klasse 10 000
- Konzentration von nichtmethanischen HCs im Reinraum vor der Behandlung: 0,51 ppm
- Entfeuchter: elektronischer Entfeuchter (be - trieben mittels des Peltierefffekts) (Produkt von Shinei Sangyo K.K.)
- Staubentfernungsfilter: ULPA (Gasreinfilter SGLF 6101 von Nihon Pall Ltd.)
- HC-Adsorbers: Silikagel (mittelgroße Teilchen; SV, 1000 h&supmin;¹) (Produkt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
- Kontaktwinkel-Messer: Modell CA-D Kontaktwinkel-Messer von Kyowa Interface Science Co., Ltd.
- Wassergehalt-Messer: Elektronischer Feuchtigkeitssensor
- Vorbehandlung des Glassubstrates: Waschen mit Reinigungsmittel und Alkohol, gefolgt durch Bestrahlung mit UV-Licht unter O&sub3;-Erzeugung.
- Die Beziehungen zwischen den Zeiten, denen die Glassubstrate der Luft ausgesetzt waren, und den gemessenen Kontaktwinkel 0 sind in Fig. 2 gezeigt, in welcher: Die Beziehung für ein System der vorliegenden Erfindung (A) (welche den Entfeuchter, Staubentfernungsfilter und Silikagel verwendete) durch ein -0- angezeigt ist; und die Beziehung für einen Vergleich (B), wobei der Entfeuchter aus dem System der Erfindung (A) ausgebaut war, durch einen - - angezeigt ist. Fig. 2 zeigt auch die Beziehungen für drei Vergleiche: (C) der Fall des Aussetzens gegen unbehandelte Luft im Reinraum (- -); (D) der Fall des Aussetzens gegen Luft, welche nur durch den Staubentfernungsfilter geleitet wurde (- -); und (E) der Fall des Aussetzens gegen Luft, die nur durch den HC-0Adsorbens geleitet wurde (- -).
- Der Winkelgrad, unterhalb dem der Kontaktwinkel nicht mehr mit den verwendeten Kontaktwinkel-Messer gemessen werden konnte (die untere Detektions- bzw. Meßgrenze des Kontaktwinkels) war 3 bis 4 Grad und, im Fall der Erfindung, wobei der Entfeuchter, der Staubentfernungsfilter und das Silikagel zusammen benutzt wurden, zeigte der Kontaktwinkel-Messer die Detektionsgrenze (O) im Anfangsstadium. Die Konzentration der feinen Teilchen am Ausgang der Vorrichtung der Erfindung (A) war Klasse 10 und darunter (wie mit einem Lichtstreuungs-Teilchenzähler gemessen), und die Konzentrationen von nicht-methanischen HCs war 0,1 ppm und darunter (wie mit einem Gaschromatograph gemessen). Die Wasserkonzentration am Ausgang des Entfeuchters war 25 - 30 %.
- Synthetisches Zeolit, Verbindungen mit hohem Molekulargewicht (Styrol-Polymere), ein Fluor-Pulver und Graphit- Fluorid wurden als Adsorber bzw. Adsorptionsmittel verwendet. Die anderen Prozeßbedingungen waren dieselben wie im System der Erfindung (A) in Beispiel 1, und der Kontaktwinkel wurde nach 15, 40 und 100 h gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
- Wasser, feine Teilchen und HCs wurden von der Luft im Reinraum mittels einer Vorrichtung mit dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau entfernt. Im Reinraum wurde eine Säurereinigung durchgeführt, wobei eine Stickstoffsäure (nitric acid) und eine Schwefelsäure (sulfuric acid) verwendet wurde, und die Luft im Reinraum enthielt 10 - 50 ppm von NOx und SOx. Wafers wurden der so erhaltenen sauberen Luft ausgesetzt und der Kontaktwinkel wurde gemessen. Die Konzentration der feinen Teilchen und die Konzentrationen der nicht-methanischen HCs wurden am Ausgang der Gasherstellungsvorrichtung der Erfindung gemessen. Die Wasserkonzentration wurde auch am Ausgang des Entfeuchters gemessen. Zusätzlich wurden Kontaktwinkelmessungen an vergleichbaren Vorrichtungen und für den Fall, daß Wafer der unbehandelten Luft im Reinraum ausgesetzt wurden, durchgeführt.
- Wasserkonzentration im Reinraum vor der Behandlung: 40 - 60 %
- Konzentration feiner Teilchen im Reinraum vor der Behandlung: Klasse 10 000
- Konzentration von nicht-methanischen HCs im Reinraum vor der Behandlung: 40,82 ppm
- Entfeuchter: elektronischer Entfeuchter (betrieben mittels des Peltier- Effekts) (Produkt Shinei Sangyo K.K.)
- Staubentfernungsfilter: ULPA (Gasreinfilter SGLF 6101 vonNihon Pall Ld.)
- Adsorber: (1) Silikagel (mittlere Teilchengröße; SV, 1000 h&supmin;¹) (Produkt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (2) Aktivkohle filmbeschichtet mit Laugen bzw. Alkali (für die Adsorption von NOx und SOx; SV, 1000 h&supmin;¹) (Produkt von Tsurumi Coal K.K) stromabwärts von Silikagel (1) angebracht
- Kontaktwinkelmesser: Modell CA-D Kontaktwinkel-Messer von Kyowa Interface Science Co., Ltd.
- Wassergehalt-Messer: Elektronischer Feuchtigkeitssensor
- Die Beziehungen zwischen den Zeiten, denen die Wafer der Luft ausgesetzt war, und den gemessenen Kontaktwinkeln θ sind in Fig. 3 gezeigt, in welcher: die Beziehung für ein System der vorliegenden Erfindung (F) [welche einen Entfeuchter, einen Staubentfernungsfilter und einen Adsorber (2) verwendete] wird durch -0- angezeigt; die Beziehung für einen Vergleich (G), wobei der Entfeuchter aus dem System der Erfindung (F) entfernt wurde, ist durch ein - - angezeigt und die Beziehung für ein anderes System der Erfindung (H) [welches einen Entfeuchter, Staubentfernungsfilter und Adsorber (1) verwendete] ist durch - -angezeigt. Die Beziehung für einen weiteren Vergleich (I), oder der Fall des Aussetzens gegen unbehandelte Luft im Reinraum, ist durch - -in Fig. 3 angezeigt.
- Die Konzentrationen feiner Teilchen am Ausgang der Vorrichtung der Erfindung (F) und (H) waren Klasse 10 und darunter, und die Konzentrationen von nicht-methanischen HCs waren 0,1 ppm und darunter. Die Wasserkonzentration am Ausgang des Entfeuchters war 30 - 35 %.
- Wasser, feine Teilchen und HCs wurden von der Luft in einein Reinraum mittels einer Vorrichtung mit demselben Aufbau wie in Fig. 1 gezeigt, entfernt (mit der Ausnahme, daß der Staubentfernungsfilter und der Adsorber gegen die Materialien, wie sie weiter unten aufgeführt sind, ausgetauscht wurden). Glassubstrate wurden der so erhaltenen sauberen Luft ausgesetzt und der Kontaktwinkel wurde gemessen. Die Konzentration feiner Teilchen und die Konzentrationen von nicht-methanischen HCs wurden am Ausgang der Gasherstellungsvorrichtung der Erfindung gemessen. Die Wasserkonzentration wurde auch am Ausgang des Entfeuchters gemessen. Kontaktwinkelmessungen wurden auch an der Vorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, durchgeführt, mit der Ausnahme, daß der Entfeuchter ausgebaut wurde, wie auch für den Fall, wo das Glassubstrat der unbehandelten Luft im Reinraum ausgesetzt war.
- Wasserkonzentration im Reinraum vor der Behandlung: 40 - 60 %
- Konzentration feiner Teilchen im Reinraum vor der Behandlung: Klasse 10 000
- Konzentration von nichtmethanischen HCs im Reinraum vor der Behandlung: 0,64 ppm
- Entfeuchter: Elektronischer Entfeuchter (betrieben gemäß dem Peltier Effekt) (Produkt von Shinei Sangyo K.K.)
- HC-Adsorber: Silikagel (mittel große Teilchen SV, 1000 h&supmin;¹) (Produkt von Wako Pure Chemicals Industries, Ltd.) und faserförmiges Borsilikatglas, das in eine Filterform eingegossen wurde, wobei ein Tetrafluoro- Plastik-Bindemittel verwendet wurde, und welches stromabwärts des Silikagels angebracht war; SV des Filters war 10 000 h&supmin;¹.
- Staubentfernungsfilter: Diese Funktion wurde vom faserförmigen Borsilikatglas erfüllt, welches in eine Filterform gegossen wurde, und zwar nach einer Art und Weise wie gerade weiter oben beschrieben.
- Kontaktwinkel-Messer: Modell CA-D Kontaktwinkel-Messer von Kyowa Interface Science Co. Ltd.
- Wasseranteil-Messer: Elektronischer Feuchtigkeitssensor
- Vorbehandlung des Glassubstrates: Waschen mit Reinigungsmittel und Alkohol gefolgt von Bestrahlung mit UV-Licht unter O&sub3; Erzeugung.
- Die Beziehungen zwischen den Zeiten, denen die Glassubstrate der Luft ausgesetzt waren und den gemessenen Kontaktwinkeln θ sind in Fig. 4 gezeigt, in welcher: die Beziehung für ein System der vorliegenden Erfindung (J) (welche einen Entfeuchter, einen Staubentfernungsfilter und HC-Adsorber verwendete) mit -0- angezeigt ist; und die Beziehung für einen Vergleich (K), wobei der Entfeuchter aus dem System der Erfindung (J) ausgebaut wurde, durch - - angezeigt ist. Die Beziehung für einen weiteren Vergleich (L), oder im Fall der Aussetzung gegen unbehandelte Luft im Reinraum, ist durch - - in Fig. 4 angezeigt.
- Die Konzentration der feinen Teilchen am Ausgang der Vorrichtung der Erfindung (J) war Klasse 10 und darunter, und die Konzentrationen für nicht-methanische HCs war 0,1 ppm und darunter. Die Wasserkonzentrationen am Ausgang des Entfeuchters war 25 - 30 %.
- Die vorliegende Erfrindung bietet folgende Vorteile.
- Gemäß dem Verfahren der Erfindung werden feine Teilchen in einem Gas, dem das Interesse gilt, entfernt, während zur selben Zeit Kohlenwasserstoffe adsorbiert und/oder absorbiert werden, wodurch ein sauberes Gas hergestellt wird. Wenn Substrate für Halbleiter und Flüssigkristalle dem sauberen Gas ausgesetzt werden, sind ihre Oberflächen gegen Verunreinigungen geschützt.
- Wenn das zu behandelnde Gas NOx, SOx oder andere gasförmige Schadstoffkomponenten in hohen Konzentrationen beinhaltet, wird eine passende Methode und ein passendes Verfahren zur Entfernung dieser Schadstoffkomponenten (wie eine bereits von den Erfindern vorgeschlagene Methode) ausgewählt und mit den Kohlernwasserstoffadsorbers und/oder Absorbens kombiniert, die in der vorliegenden Erfindung spezifiziert sind; als Ergebnis wird eine effektivere Verunreinigungskontrolle erreicht.
- Zusätzlich geht der Entfernung der Kohlenwasserstoffe eine Entfeuchtung der zu behandelnden Luft voraus, so daß der Wasseranteil unterhalb einer bestimmten Konzentration erniedrigt wird, wobei die Leistungsfähigkeit des Adsorbens bezüglich des Entfernens von Kohlenwasserstoffen konsistent über einen ausgedehnten Zeitraum erhalten bleibt. Als Ergebnis ist die Frequenz bzw. Häufigkeit des Austauschens des Adsorber erniedrigt bzw. reduziert und seine praktische Einsetzbarkeit bzw. Durchführbarkeit verbessert.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung eines sauberen Gases, das
mit der Oberfläche eines Substrats in Kontakt
gebracht werden soll, um dieses gegenüber
Verunreinigung zu schützen, wobei das Verfahren folgendes
vorsieht:
Reduzieren der Wasserkonzentration in einem zu
behandelndem Gas auf 50 % relative Feuchtigkeit oder
darunter durch Entfeuchtungsmittel und darauf
folgendes Reinigen des Gases durch Staubkontrollmittel
und Adsorptions- und/oder Absorptionsmittel, um so
die Konzentration feiner Teilchen im Gas auf die
Klasse 10, d. h. 10 Teilchen pro Kubikfuß (1
Kubikfuß = 0,028 m³) oder darunter zu reduzieren, während
die Konzentrationen von
Nicht-Methankohlenwasserstoffen auf 0,2 ppm oder darunter reduziert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Konzentration
des Wassers im Gas auf 30 % relative
Luftfeuchtigkeit oder darunter durch die Entfeuchtungsmittel
reduziert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als
Entfeuchtungsmittel ein Entfeuchter verwendet wird, der auf der
Basis von Kühlen und/oder Adsorption arbeitet.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als die
Staubsteuer- oder Kontrollmittel ein unter den folgenden
Filtern ausgewählter Filter ist: HEPA Filter, ULPA
Filter und elektrostatischer Filter.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als das
Adsorptionsmittel ein Adsorbens ausgewählt aus folgendem
verwendet wird: Aktivkohle, Siliziumgel,
synthetischer Zeolit, Molekularsiebe, Verbindungen mit
hohem Molekulargewicht, Glas, Fluorchemikalien und
Metalle.
6. Vorrichtung (6) zur Herstellung eines reinen Gases,
das mit der Oberfläche eines Substrats in Kontakt
gebracht werden soll, um gegenüber Verunreinigungen
zu schützen, wobei die Vorrichtung ein
Entfeuchtungsmittel (3) am Eingang davon aufweist zum
Reduzieren der Wasserkonzentration in einem zu
behandelnden Gas auf 50 % relative Feuchtigkeit oder
darunter, und ferner mit Staubkontrollmitteln (5) und
Adsorptions- und/oder Absorptionsmitteln (4), die
stromabwärts von den Entfeuchtungsmitteln derart
angeordnet sind, daß die Konzentration feiner Teilchen
in dem Gas, das in seiner Wasserkonzentration auf 50
% relative Feuchtigkeit oder darunter reduziert ist,
auf die Klasse 10, d. h. 10 Teilchen pro Kubikfuß (1
Kubikfuß = 0,028 m³) oder darunter reduziert wird,
und zwar durch die Staubkontrollmittel, während die
Konzentrationen von Nicht-Methankohlenwasserstoffen
auf 0,2 ppm oder darunter durch die
Adsorptionsund/oder Absorptionsmittel reduziert werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei mindestens eines
der Staubkontrollmittel (5) stromabwärts von den
Adsorptionsmitteln angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei ferner vor den
Entfeuchtungsmitteln vorläufige Staubkontrollmittel
vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die
Entfeuchtungsmittel (3) ein Entfeuchter ist, der auf der
Basis des Kühlens und/oder der Adsorption arbeitet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die
Staubkontrollmittel (5) ein Filter sind, und zwar ausgewählt
aus den folgenden: HEPA Filter, ULPA Filter und
elektrostatischer Filter.
11. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die
Adsorptionsmittel ein Adsorbens sind, und zwar ausgewählt aus
folgendem: Aktivkohle, Siliziumgel, synthetischer
Zeolit, Molekularsiebe, Verbindungen mit hohem
Molekulargewicht, Glas, Fluorchemikalien und Metalle.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP1992/001579 WO1994012265A1 (en) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | Method and apparatus for preventing contamination of substrate or substrate surface |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE69224917D1 DE69224917D1 (de) | 1998-04-30 |
DE69224917T2 true DE69224917T2 (de) | 1998-10-22 |
Family
ID=14042686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE69224917T Expired - Fee Related DE69224917T2 (de) | 1992-12-02 | 1992-12-02 | Methode und vorrichtung zur verhinderung von kontamination eines substrates oder einer substratoberfläche |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US6733570B2 (de) |
EP (1) | EP0672445B1 (de) |
JP (1) | JP3320730B2 (de) |
DE (1) | DE69224917T2 (de) |
WO (1) | WO1994012265A1 (de) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69224917T2 (de) * | 1992-12-02 | 1998-10-22 | Ebara Corp., Tokio/Tokyo | Methode und vorrichtung zur verhinderung von kontamination eines substrates oder einer substratoberfläche |
JP3519212B2 (ja) * | 1995-06-13 | 2004-04-12 | 高砂熱学工業株式会社 | 清浄な資材用保管庫 |
US6620385B2 (en) * | 1996-08-20 | 2003-09-16 | Ebara Corporation | Method and apparatus for purifying a gas containing contaminants |
US7361206B1 (en) * | 2004-09-07 | 2008-04-22 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Apparatus and method for water vapor removal in an ion mobility spectrometer |
JP3879762B2 (ja) * | 2005-03-29 | 2007-02-14 | ダイキン工業株式会社 | 調湿装置 |
JP4753102B2 (ja) * | 2008-11-12 | 2011-08-24 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 小型デシカント空調装置 |
US8783099B2 (en) * | 2011-07-01 | 2014-07-22 | Baker Hughes Incorporated | Downhole sensors impregnated with hydrophobic material, tools including same, and related methods |
CN106794441B (zh) * | 2014-10-17 | 2022-06-21 | 香港科技大学 | 用于从空气中湿气去除和水富集的材料 |
CN105381694B (zh) * | 2015-12-07 | 2018-01-12 | 兴边富民(北京)清洁能源技术有限公司 | 一种煤矿乏风及抽放瓦斯的掺混处理系统 |
US10835854B2 (en) | 2016-10-07 | 2020-11-17 | Haldor Topsoe A/S | Process for low temperature gas cleaning with ozone and a catalytic bag filter for use in the process |
KR102539338B1 (ko) * | 2017-09-14 | 2023-06-02 | 가부시키가이샤 세이부 기켄 | 가스 치환용 드라이룸 |
CN113967393A (zh) * | 2020-07-24 | 2022-01-25 | 惠亚科技(东台)有限公司 | 改良型隔离病房结构 |
Family Cites Families (40)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4000990A (en) | 1975-04-16 | 1977-01-04 | Nrg Nufuel Company | Adsorption process |
US4153429A (en) | 1975-05-21 | 1979-05-08 | Union Carbide Corporation | Selective adsorption of NOx from gas streams |
US4164901A (en) * | 1978-01-16 | 1979-08-21 | American Air Filter Company, Inc. | Indoor gun firing range enclosure having a ventilation system |
JPS5524525A (en) * | 1978-08-08 | 1980-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fabrication of filter |
JPS5524561A (en) * | 1978-08-09 | 1980-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Fabrication of filter |
DE3103137A1 (de) | 1981-01-30 | 1982-08-26 | Bayer Ag, 5090 Leverkusen | Verfahren zur herstellung aliphatischer cyclischer kohlensaeureester |
JPS5939019A (ja) * | 1982-08-27 | 1984-03-03 | Hitachi Ltd | クリ−ン保管箱 |
IT1179369B (it) | 1984-05-15 | 1987-09-16 | Ital Idee Srl | Gruppo filtrante multiplo, particolarmente per impianti di aerazione e condizionamento per autoveicoli e ambienti chiusi, munito di mezzi di controllo dell'efficienza |
CH663906A5 (de) * | 1984-08-13 | 1988-01-29 | Sulzer Ag | Adsorptionsvorrichtung zum reinigen von gasen. |
GB8422444D0 (en) | 1984-09-05 | 1984-10-10 | Dowty Fuel Syst Ltd | Pure-air generator |
DE3511320C1 (de) | 1985-03-28 | 1986-10-09 | Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V., 3400 Göttingen | Vorrichtung zur Reinigung der Gasatmosphaeren mehrerer Arbeitsraeume |
JPH0622654B2 (ja) | 1985-12-06 | 1994-03-30 | 東洋紡績株式会社 | ハロゲン化炭化水素系ガスの吸着除去方法 |
JPS6312315A (ja) | 1986-07-01 | 1988-01-19 | Ebara Res Co Ltd | 気体浄化装置用フイルタ |
JPS6397246A (ja) * | 1986-10-15 | 1988-04-27 | Ebara Res Co Ltd | 気体の清浄方法及びその装置 |
DE3703137A1 (de) | 1987-02-03 | 1988-08-18 | Hoelter Heinz | Mehrfach aktiver bakterizider-fungizider chemisorptionsfilter zur behandlung von atemluft insbesondere fuer allergiekranke menschen |
US5743940A (en) | 1988-04-07 | 1998-04-28 | Japan Atomic Energy Research Institute | Process for producing gas adsorbent |
JPH01262953A (ja) * | 1988-04-13 | 1989-10-19 | Ebara Res Co Ltd | 空気中の微生物を殺菌除去する方法及びその装置 |
JPH0257844A (ja) | 1988-08-22 | 1990-02-27 | Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd | クリーンルームの湿度制御方法 |
US4881953A (en) * | 1988-09-15 | 1989-11-21 | Union Carbide Corporation | Prevention of membrane degradation |
JPH0526423Y2 (de) * | 1988-09-27 | 1993-07-05 | ||
JP2640513B2 (ja) * | 1988-10-31 | 1997-08-13 | 日本パイオニクス株式会社 | 不活性ガスの精製装置 |
JP2736662B2 (ja) | 1988-11-04 | 1998-04-02 | 東芝セラミックス株式会社 | 半導体ウェーハの曇防止装置 |
JPH02126912A (ja) | 1988-11-04 | 1990-05-15 | Shimizu Corp | 空気清浄装置及びこれを用いたクリーンルーム |
DE3916511A1 (de) * | 1989-05-20 | 1990-12-13 | Seitz Filter Werke | Membranfiltervorrichtung zur mikro- und ultrafiltration von fluiden im crossflow-verfahren |
GB8916510D0 (en) * | 1989-07-19 | 1989-09-06 | Boc Group Plc | Separation of gas mixtures |
US5069692A (en) * | 1989-12-11 | 1991-12-03 | Sundstrand Corporation | Fully integrated inert gas and oxidizer replenishment system |
JP2536564Y2 (ja) * | 1990-02-13 | 1997-05-21 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
US5042997A (en) | 1990-07-27 | 1991-08-27 | Rhodes James A | Air control system providing healthful enclosed environment |
US5080699A (en) | 1990-11-20 | 1992-01-14 | Trion, Inc. | Filter apparatus |
JP2930702B2 (ja) | 1990-11-28 | 1999-08-03 | 株式会社テクノ菱和 | 空気イオン化システム |
US5221520A (en) | 1991-09-27 | 1993-06-22 | North Carolina Center For Scientific Research, Inc. | Apparatus for treating indoor air |
US6340381B1 (en) * | 1991-12-02 | 2002-01-22 | Ebara Research Co., Ltd. | Method and apparatus for the preparation of clean gases |
JPH06410A (ja) * | 1992-02-12 | 1994-01-11 | Takeda Chem Ind Ltd | ガス処理装置 |
US5922105A (en) * | 1992-12-02 | 1999-07-13 | Ebara Research Co., Ltd. | Method and apparatus for the preparation of clean gases |
DE69224917T2 (de) * | 1992-12-02 | 1998-10-22 | Ebara Corp., Tokio/Tokyo | Methode und vorrichtung zur verhinderung von kontamination eines substrates oder einer substratoberfläche |
US5700436A (en) * | 1993-01-21 | 1997-12-23 | Calgon Carbon Corporation | Purification of air in enclosed spaces |
US5350443B2 (en) * | 1993-04-19 | 1999-08-10 | Von Hasso Bluecher | Filter sheet material for passenger cabins in motor vehicles |
US5399319A (en) | 1993-08-02 | 1995-03-21 | Vector Technologies Ltd. | Apparatus for filtering air and for creating a positive/negative pressure |
US5451249A (en) * | 1994-06-14 | 1995-09-19 | International Fuel Cells | Landfill gas treatment system |
FR2730790B1 (fr) * | 1995-02-17 | 1997-05-23 | Air Liquide | Procede d'introduction d'un gaz de remplissage dans une enceinte et installation de mise en oeuvre |
-
1992
- 1992-12-02 DE DE69224917T patent/DE69224917T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-02 JP JP51296194A patent/JP3320730B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1992-12-02 US US08/424,545 patent/US6733570B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-12-02 WO PCT/JP1992/001579 patent/WO1994012265A1/ja active IP Right Grant
- 1992-12-02 EP EP92924872A patent/EP0672445B1/de not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-12-29 US US10/746,278 patent/US6911064B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2005
- 2005-03-15 US US11/079,252 patent/US7029518B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69224917D1 (de) | 1998-04-30 |
US20030089231A1 (en) | 2003-05-15 |
US6911064B2 (en) | 2005-06-28 |
EP0672445A4 (de) | 1996-09-11 |
WO1994012265A1 (en) | 1994-06-09 |
JP3320730B2 (ja) | 2002-09-03 |
EP0672445A1 (de) | 1995-09-20 |
US7029518B2 (en) | 2006-04-18 |
US6733570B2 (en) | 2004-05-11 |
US20040149128A1 (en) | 2004-08-05 |
EP0672445B1 (de) | 1998-03-25 |
US20050178267A1 (en) | 2005-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69613690T2 (de) | Mehrfachfiltereinheit | |
US5922105A (en) | Method and apparatus for the preparation of clean gases | |
DE69511823T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von funktionalisierten Fasern zur Trennung und daraus hergestellte Ionenaustauschfasern | |
DE69311877T2 (de) | Reinigung sehr schwach kontaminierter Luft innerhalb eines Reinraumes | |
DE60114637T2 (de) | System und verfahren zur kohlendioxidabsorption | |
DE69224917T2 (de) | Methode und vorrichtung zur verhinderung von kontamination eines substrates oder einer substratoberfläche | |
DE60022722T2 (de) | Luftbehandlungsystem | |
DE2255868B2 (de) | Raumluftreinigungsgerät | |
DE69513000T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Luft medizinischer Qualität | |
DE112004002078B4 (de) | Messeinrichtung zur Analyse von Abgasen einer Brennkraftmaschine | |
DE4429644A1 (de) | Iodadsorptionsmittel | |
JPH0824534A (ja) | 再生可能な空気清浄用イオン交換フィルタユニット及びそれを用いる空気清浄方法 | |
DE60022102T2 (de) | Verfahren zur entfernung schädlicher verunreinigungen aus der luft und dafür geeignete vorrichtung | |
EP1261412B1 (de) | Verfahren zur rückgewinnung und/oder abtrennung von schwefeloxifluoriden aus gasgemischen | |
DE202007019288U1 (de) | System für Fluidreinigung | |
US6340381B1 (en) | Method and apparatus for the preparation of clean gases | |
JPH10230117A (ja) | ケミカルフィルタ装置及びその制御方法 | |
JP3981386B2 (ja) | 基材又は基板表面の汚染を防止する方法及び装置 | |
JP3759062B2 (ja) | 清浄気体の調整装置 | |
JP3141341B2 (ja) | 密閉空間における基材又は基板表面の接触角増加防止方法と装置 | |
JP3346677B2 (ja) | 基材又は基板表面の汚染防止方法と装置 | |
DE3620666C2 (de) | ||
US20240238753A1 (en) | Adsorbent that contains potassium hydroxide and potassium carbonate, and related methods and devices | |
JP3711376B2 (ja) | 気体清浄化方法および気体清浄化装置 | |
EP3693077A1 (de) | Zweistufiges verfahren der rückgewinnung von halogenierten kohlenwasserstoffen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |