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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 substratoberfläche

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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
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DE
Germany
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gas
filter
concentration
air
adsorbent
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DE69224917T
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Toshiaki Ebara Research Co. Ltd. Fujisawa-Shi Kanagawa 251 Fujii
Kazuhiko Urawa-Shi Saitama 338 Sakamoto
Hidetomo Ebara Research Co. Ltd. Fujisawa-Shi Kanagawa 251 Suzuki
Tsukuru Ebara Research Co. Ltd. Fujisawa-Shi Kanagawa 251 Suzuki
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Ebara Corp
Ebara Research Co Ltd
Original Assignee
Ebara Corp
Ebara Research Co Ltd
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Publication date
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Description

    Gebiet der Erfindung
  • 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.
  • Stand der Technik
  • 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.
  • Offenbarung der Erfindung
  • 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.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 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.
  • Beste Art der Durchführung der Erfindung
  • 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.
  • Beispiel 1
  • 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.
  • Testbedingungen:
  • 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 %.
  • Beispiel 2
  • 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
  • Beispiel 3
  • 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.
  • Testbedingungen:
  • 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 %.
  • Beispiel 4
  • 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.
  • Testbedingungen:
  • 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.
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