DE69615753T2 - Lagerraum zum Lagern von reinen Gegenständen - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • [Gebiet der Erfindung]
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lagerraum zur Verwendung beim Lagern von sauberen Materialien und insbesondere einen örtlich und räumlich definierten sauberen Raum, der in einem sauberen Raum angeordnet ist, zum Beispiel ein sauberer Raum, wo Halbleitervorrichtungen, Flüssigkristallvorrichtungen (LCD) und andere, die ein höheres Niveau an Sauberkeit erfordern, hergestellt werden können, und der als Lagerraum zum Lagern von sauberen Materialien wie z. B. Fertig- und/oder Halbfertig-Halbleitersubstraten, LCD-Substraten und anderen dient.
  • [Beschreibung des verwandten Stands der Technik]
  • Im Allgemeinen werden im Rahmen des Verfahrens des Herstellens von Halbleitervorrichtungen, LCD-Tafeln und anderem mehrere Herstellungsschritte benötigt, bis sie kommerziell annehmbare Produkte werden, und zwar ausgehend von ihren Rohmaterialien wie z. B. unbehandelten bloßen Halbleiterscheiben und Glas. Zum Beispiel schließt eine Halbleiter-Produktionsstraße zum Herstellen von 1 M DRAM-Chips aus einer bloßen Halbleiterscheibe etwa 200 Schritte ein. Auch bei der Produktionsstraße zum Herstellen von LCD-Tafeln ist ein Verfahren von etwa 80 Schritten abzuschließen, und zwar ausgehend vom Glas-Grundmaterial, um einen TFT von 23,876 cm (9,4 Inch) fertig zu stellen. Bei diesen Herstellungsverfahren ist es im Allgemeinen schwierig, Halbfertigprodukte sequenziell von Schritt zu Schritt zu bringen, ohne eine Akkumulation von ihnen bei einem Schritt zu verursachen. Zum Beispiel würde es auf der Produktionsstraße einer TFT-LCD einmal passieren, dass Halbfertigsubstrate, die die Bildung eines vorbestimmten Schaltkreises durch die vorangegangenen Schritte abgeschlossen haben, noch mehrere Dutzend Stunden in einem in der sauberen Atmosphäre eingerichteten Lagerplatz (Speicher) ruhen müssen, bevor sie zum nächsten Schritt weitergeleitet werden, um eine erforderliche Weiterbehandlung zu erhalten.
  • Man macht häufig die Erfahrung, dass dann, wenn Halbleitersubstrate und LCD-Substrate in der gewöhnlichen sauberen Raumatmosphäre gehalten werden, manche organischen Substanzen gefunden werden, die aus einer solchen Atmosphäre entstanden sind und sich auf ihren Oberflächen abgesetzt haben. Falls beispielsweise eine Siliziumscheibe zur Verwendung in einem Halbleitersubstrat, die die organische Substanz auf ihrer Oberfläche abgesetzt aufweist, bei einer höheren Temperatur als 650°C zum Bilden eines Isolationsoxidfilms (SiO2) behandelt wird, würden Kohlenstoffkomponenten in der organischen Substanz auf die Siliziumscheibe reagieren, um SiC zu bilden, das daraufhin in den SiO2-Film aufgenommen werden und nicht nur eine bemerkenswerte Abnahme der Durchschlagsfestigkeit des Isolationsfilms, sondern auch eine Zunahme des Kriechstroms davon verursachen sollte. Ein anderes Beispiel für die abträgliche Wirkung der in der sauberen Raumatmosphäre enthaltenen organischen Substanz könnte im Fall gesehen werden, wo sie sich auf dem als LCD-Substrat verwendeten Glas abgesetzt hat. Wenn beispielsweise amorphes Silizium (a-Si) zur Verwendung bei der Bildung eines Dünnschicht-Transistors (TFT) auf einem solchen Glassubstrat, das die organische Substanz darauf abgesetzt aufweist, gebildet wird, misslingt es dem Glas und dem a-Si-Film, einen annehmbaren engeren Kontakt dazwischen herzustellen. Wie oben beschrieben führt es, wenn sich einmal die in der sauberen Raumatmosphäre enthaltene organische Substanz auf der Oberfläche des Substrats zur Verwendung in den Halbleiter- und LCD-Vorrichtungen abgesetzt hat, zu nichts außer einzig und allein dem Belassen der abträglichen Wirkung auf die elektrischen Kennzeichen davon.
  • Somit ist, um das Auftreten inakzeptabler Produkte zu reduzieren und eher ganz zu verhindern, eine zuverlässige Säuberungsmethode zum Entfernen der auf der Oberfläche abgesetzten organischen Substanz erforderlich. Allerdings könnte es im Fall des Entfernens solcher organischer Substanzen durch Einsetzen der bekannten Säuberungsmethode, die ultraviolette Strahlen, Ozongas oder anderes benutzt, mehrere Minuten erfordern, um auch nur einen Schritt zur Reinigung eines einzelnen Substrats abzuschließen, so dass es klarerweise zu einer Verringerung des Durchsatzes kommen würde, falls ein solcher Reinigungsschritt häufig wiederholt werden muss.
  • Daher ist bis dato eine Vielzahl an Ansätzen zum Schutz der Substratoberfläche vor der von der organischen Substanz verursachten Verschmutzung (im Folgenden oft bloß "organische Verschmutzung" genannt) erprobt worden, die durch Aussetzen des Substrats, und zwar der sauberen Raumatmosphäre, verursacht wird, und es sind verschiedene Arten von Lagerräumen zum Lagern von Halbfertigsubstraten darin vorgeschlagen worden, wobei keine organische Verschmutzung auf der Oberfläche davon verursacht wird oder sie in einem geringeren Ausmaß verursacht wird.
  • Zum Beispiel ist eine Methode vorgeschlagen worden, bei der ein chemischer Filter und ein Hochleistungsluftfilter wie z. B. ein Hochleistungsteilchenluft (HEPA) -Filter oder ein Ultratiefpenetrationsluft (ULPA) -Filter kombiniert werden, um nicht nur die teilchenförmige Substanz, sondern auch den gasförmigen organischen Stoff zu entfernen, wodurch ein Auftreten der organischen Verschmutzung innerhalb des Lagerraums verhindert wird. De facto scheint diese Methode indes nicht immer erfolgreich zu sein, weil bei einer Anordnung des Hochleistungsluftfilters (wie z. B. HEPA, ULPA) stromaufwärts vom chemischen Filter vom chemischen Filter per se erzeugte teilchenförmige Schmutzstoffe nicht entfernt werden könnten. Im Gegensatz dazu würde ein anderes Problem hervorgerufen werden: dass nämlich bei einer Anordnung des gewöhnlichen Hochleistungsluftfilters auf der stromabwärtigen Seite des chemischen Filters die aus den Materialien, die den Luftfilter bilden, entstandenen gasförmigen Schmutzstoffe nicht beseitigt werden könnten.
  • In der WO-A-94/12265 sind eine Methode und eine Vorrichtung zum Verhindern der Verschmutzung eines Substrats oder einer Substratoberfläche wie z. B. in der Erzeugung von Halbleitern und Flüssigkristallen, deren Grad durch den Berührungswinkel zwischen der Substratoberfläche und einem Tropfen Wasser darauf angezeigt wird, geoffenbart, wobei ein mit dem Substrat in Berührung kommendes Gas durch staubentfernende Mittel wie z. B. HEPA- oder ULPA-Filter und durch Adsorptions- und/oder Absorptionsmittel wie z. B. Aktivkohle, Silicagel und Zeolithe gereinigt wird, so dass die Konzentration an Feinteilchen im Gas unter Klasse 1000 und eine Nicht-Methan-Kohlenwasserstoffkonzentration unter 0,2 ppm liegt, da sowohl Feinteilchen als auch Kohlenwasserstoffe dazu neigen, den Berührungswinkel auf der Substratoberfläche zu vergrößern.
  • In der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 6(1994)-156622 beispielsweise wird eine Methode vorgeschlagen, wonach der Lagenaum des Substrats (oder Scheibenspeicher) mit einem inerten Gas anstelle der sauberen Luft gefüllt wird, wodurch das Substrat vor dem organischen Schmutzstoff geschützt wird. Durch ein Lagern des Substrats in einem solchen mit einem Inertgas gefüllten Lagerraum könnte die vom organischen Schmutzstoff verursachte Oberflächenverschmutzung auf etwa ein Fünftel bis die Hälfte vermindert werden, und zwar im Vergleich zum Fall, wo es im mit der sauberen Luft gefüllten sauberen Raum gelagert wird. Allerdings würde die Verwendung eines solchen mit einem Inertgas gefüllten Lagerraums (oder eines Scheibenspeichers) nicht nur mit der Frage eines Anstiegs der Herstellungskosten einhergehen, sondern auch mit der Frage der Sicherheit im Arbeitsbereich. Die Herstellungskosten würden wegen eines hohen Verbrauchs an teurem Inertgas steigen, und im schlimmsten Fall könnten die rund um den Lagerraum tätigen Arbeiter dem Risiko des Erstickens ausgesetzt sein, sollte es passieren, dass eine große Menge an inertem Gas durch einen Unfall ausströmt und den sauberen Raum besetzt.
  • In der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei 5(1993)-286567 wird eine andere Methode vorgeschlagen, wonach das Halbfertigsubstrat in einem hermetisch verschlossenen, mit Inertgas gefüllten Gefäß oder Behältnis untergebracht und gelagert wird. Ein solches Gefäß oder Behältnis könnte dafür geeignet sein, Fertig-IC-Chips und LCD-Glasplatten von einem Ort zum anderen zu bringen, wobei sie wie sie sind – hermetisch darin gehalten – gelassen werden. Es würde jedoch nicht immer zum Lagern von Halbfertigprodukten oder -materialien darin geeignet sein, weil es im Allgemeinen erforderlich ist, sie häufig aus dem Gefäß oder Behältnis herauszunehmen und wieder hineinzugeben, bevor sie zu fertigen Produkten werden.
  • [Kurzfassung der Erfindung]
  • Die vorliegende Erfindung ist angesichts der oben erwähnten Probleme im Zusammenhang mit dem herkömmlichen Lagerraum zur Verwendung beim Lagern von sauberen Materialien getätigt worden. Demgemäß besteht ihr Ziel darin, einen neuartigen und verbesserten Lagerraum zur Verfügung zu stellen, wo saubere Materialien, zum Beispiel Halbleitersubstrate, LCD-Substrate usw., gelagert werden können, ohne eine ernsthafte organische Verschmutzung auf ihnen zu verursachen, der kein Inertgas als Lageratmosphäre benutzt, womit er bei niedrigeren Betriebskosten sicher betreibbar gemacht wird, und der es des Weiteren ermöglicht, dass die sauberen Materialien sicher und wiederholt in ihn ein- und aus ihm ausgebracht werden können.
  • Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, wird gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung ein Lagerraum zur Verwendung beim Lagern des sauberen Materials bereitgestellt, enthaltend einen umgebenden sauberen Raum, der auf der Stufe einer ersten Sauberkeit gehalten wird, einen ersten lokalen sauberen Raum, der vom umgebenden sauberen Raum isoliert ist und mit einer Lagereinrichtung zum Lagern des sauberen Materials versehen ist, Vorrichtungen zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung, wobei die saubere Luft zur Lagerung geregelt wird, um solch eine zweite Sauberkeitsstufe aufzuweisen, dass sie weniger als 10 ppb Kohlenwasserstoffgruppen einschließlich Methan enthält, sowie Vorrichtungen zum Zuführen der sauberen Luft zur Lagerung zum ersten lokalen Raum. Bei Einrichtung des Lagerraums wie oben gestaltet im umgebenden sauberen Raum kann die Oberfläche des Substrats wirksam vor der von den organischen Schmutzstoffen verursachten Verschmutzung geschützt werden. In diesem Fall wird kein Inertgas verwendet, womit es ermöglicht wird, dass der Lagerraum bei niedrigen Betriebskosten sicher betrieben wird.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Lagerraum zur Verwendung beim Lagern des sauberen Materials bereitgestellt, enthaltend einen umgebenden sauberen Raum, der auf der Stufe einer ersten Sauberkeit gehalten wird, einen ersten lokalen sauberen Raum, der vom umgebenden sauberen Raum isoliert ist und mit einer Lagereinrichtung zum Lagern des sauberen Materials versehen ist, Vorrichtungen zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung, wobei die saubere Luft zur Lagerung geregelt wird, um solch eine zweite Säuberkeitsstufe aufzuweisen, dass der Kontaktwinkel eines reinen Wassertröpfchens oder der spezifische Oberflächenwiderstand zur Oberfläche des sauberen Materials auf im Wesentlichen der gleichen Höhe wie der gehalten werden kann, der unmittelbar nach einem Säubern des Materials angezeigt wird, sowie Vorrichtungen zum Zuführen der sauberen Luft zur Lagerung zum ersten lokalen Raum. Als Ergebnis des Gestaltens des Lagerraums wie den obigen ist der erste lokale saubere Raum zum Lagern des sauberen Materials mit der sauberen Luft zur Lagerung gefüllt, die geregelt wird, so dass der Kontaktwinkel eines reinen Wassertröpfchens oder der spezifische Oberflächenwiderstand zur Oberfläche des sauberen Materials auf im Wesentlichen der gleichen Höhe wie der gehalten werden kann, der unmittelbar nach einem Säubern des Materials angezeigt wird. Folgerichtig kann die Oberfläche des Substrats wirksam vor der organischen Verschmutzung geschützt werden. In diesem Fall wird kein Inertgas verwendet, womit es ermöglicht wird, dass der Lagerraum bei niedrigen Betriebskosten sicher betrieben wird.
  • Die Vorrichtungen zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung können als Vorrichtungen zum Entfernen einer Kohlenwasserstoffgruppe mit Hilfe der so genannten Verbrennungsmethode mit Katalysator gestaltet sein, die die eine solche Gruppe enthaltende Luft bei einer Temperatur von 200°C bis 450°C in Berührung kommen lässt, und zwar mit einem Edelmetallkatalysator wie z. B. Platin, Palladium usw. oder einem Oxidkatalysator wie z. B. Kupfer, Mangan, Chrom, Nickel, Eisen usw., um sie zu Kohlendioxid und Wasser abzubauen. Gemäß dieser Methode wird es auf eine leichte Art und Weise möglich gemacht, die saubere Luft zu erhalten, deren Kohlenwasserstoffgruppenkonzentration geregelt wird, um weniger als 10 ppb zu betragen, aber die kaum zu erhalten war, solange man sich auf den herkömmlichen chemischen Filter verließ.
  • Ferner können die Vorrichtungen zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung vorzugsweise als Vorrichtungen zum Entfernen einer Kohlenwasserstoffgruppe gestaltet sein, den Aktivkohlefilter oder den Wirbelbett-Adsorptionsturm unter Verwendung des Aktivkohle-Filtermediums annehmend, um eine in der Außenluft oder der umgebenden sauberen Atmosphäre enthaltene Kohlenwasserstoffgruppe zu entfernen. Da die Aktivkohle selbst einige Teilchen (einschließlich sich selbst) erzeugen kann, ist es, wenngleich ihre Menge – wie erzeugt – so gering ist, vorzuziehen, einen oder mehrere Luftfilter (z. B. den Hochleistungsfilter, der imstande ist, Teilchen mit einer Größe von 0,3 μm mit einem Wirkungsgrad von über 99,97% zu entfernen, oder sowohl den Filter mit mittlerer Leistung, der imstande ist, Teilchen mit einer Größe von 0,3 μm oder darüber mit einem Wirkungsgrad von unter 99,97% zu entfernen, als auch den Hochleistungsfilter) auf der stromabwärtigen Seite der Vorrichtungen zum Entfernen einer Kohlenwasserstoffgruppe vorzusehen. Allerdings wird im Fall der gewöhnlichen Filter mit mittlerer und hoher Leistung (HEPA oder ULPA) im Allgemeinen ein bestimmtes Bindemittel, das die flüchtige organische Substanz enthält, zur Herstellung davon verwendet, so dass es nicht zu vermeiden ist, dass ein bestimmtes organisches Gas daraus herauskommt. Demgemäß ist es vorzuziehen, das Filtermedium zu verwenden, bei dem kein Bindemittel eingesetzt wird oder die flüchtige organische Substanz – wenngleich anfänglich benutzt – später entfernt wurde, und zwar durch eine zweckgerechte Behandlung wie z. B. Ausheizen oder dergleichen. Auch zum Befestigen des Filtermediums am Filterrahmen ist es vorzuziehen, ein Dichtungsmaterial zu wählen, das kein organisches Schmutzstoff-Gas erzeugt, und zwar als Mittel zum Befestigen des Filtermediums am Filterrahmen, oder es physikalisch unter Verwendung des Verfahrens des Druckschweißens daran zu befestigen. Auf die oben beschriebene Weise wird es möglich gemacht, die saubere Luft so geregelt zu erzeugen, dass der Kontaktwinkel eines reinen Wassertröpfchens auf der Oberfläche des sauberen Materials oder der spezifische Oberflächenwiderstand derselben auf im Wesentlichen der gleichen Höhe wie der gehalten werden kann, der unmittelbar nach einem Säubern des Materials angezeigt wird.
  • Der erste lokale saubere Raum kann mit einem Lagerplatz, in dem die Lagereinrichtung eingerichtet ist, und einem Pufferraum, der zwischen dem Lagerplatz und dem umgebenden sauberen Raum liegt, gestaltet sein. In diesem Fall ist es vorzuziehen, dass der Lagerplatz vom Pufferraum durch eine Trennwand, die geöffnet und geschlossen werden kann, isoliert ist, während der Pufferraum vom umgebenden Raum durch eine ähnliche Trennwand isoliert ist. Gemäß der oben erwähnten Ausgestaltung wird, wenn das saubere Material in den Lagerplatz gebracht wird, es zunächst in den Pufferraum gebracht, und zwar vom umgebenden sauberen Raum, nachdem der Lagerplatz vom Pufferraum isoliert wurde. Anschließend wird der Pufferraum mit der sauberen Luft zur Lagerung gefüllt, nachdem er vom umgebenden sauberen Raum isoliert wurde. Danach wird das saubere Material in den Lagerplatz gebracht. Folgerichtig ist die in der Atmosphäre des umgebenden sauberen Raums enthaltene organische Substanz wirksam davor geschützt, in den Lagerplatz einzuwandern. Auf die gleiche Art und Weise wird, um das saubere Material aus dem Lagerplatz auszubringen, das saubere Material zunächst aus dem Lagerplatz herausgenommen, nachdem der Pufferraum vom umgebenden Raum isoliert wurde. Anschließend wird das saubere Material in den umgebenden Raum mit sauberer Luft eingebracht, nachdem der Pufferraum vom Lagerplatz isoliert wurde. Als Ergebnis dieses Verfahrensgangs ist die Befürchtung ausgeschaltet, dass die in der Atmosphäre des umgebenden sauberen Raums enthaltene organische Substanz in den Lagerplatz eintreten könnte. Demgemäß wird es möglich gemacht, den Lagenaum zum Lagern der Halbfertigprodukte geeignet zu gestalten, die unvermeidlich wiederholt in den Lagerplatz ein- und aus ihm ausgebracht werden.
  • Wie im Obigen beschrieben wird es, falls der erste lokale saubere Raum aus einem Lagerplatz mit der Lagereinrichtung wie darin eingerichtet und einem Pufferraum, der zwischen dem Lagerplatz und dem umgebenden sauberen Raum liegt, besteht und falls zusätzlich dazu eine Vorrichtung zum Zuführen der sauberen Luft zur Lagerung vorgesehen ist, die die saubere Luft zur Lagerung vom Lagerplatz zum Pufferraum strömen lässt, wirksam verhindert, dass die in der umgebenden Atmosphäre verschmutzte Luft vom Pufferraum in den Lagerplatz eintritt.
  • Ferner kann im Lagerraum der zweite lokale saubere Raum vorgesehen sein, der sowohl vom ersten lokalen sauberen Raum als auch vom umgebenden sauberen Raum isoliert ist und in dem eine Gaseintragsvorrichtung zum Eintragen der sauberen Luft zur Lagerung aus dem ersten lokalen sauberen Raum und eine Prüfvorrichtung zum Bewerten der organischen Verschmutzung vorgesehen sind, die von einigen noch in der sauberen Luft zur Lagerung vorhandenen Schmutzstoffen verursacht wird. Bei Einrichtung einer solchen Prüfvorrichtung kann der Grad der organischen Verschmutzung im ersten lokalen sauberen Raum stets mit der Zeit überwacht werden, so dass eine wirksame und unmittelbare Gegenmaßnahme gegen die organische Verschmutzung gesetzt werden kann, bevor die organische Verschmutzung im ersten lokalen sauberen Raum weit entwickelt ist, wodurch das Material wie darin gelagert so verschmutzt ist, dass die Produktionsausbeute stark vermindert ist. Des Weiteren kann es aufgrund der Verwendung dieser Prüfvorrichtung eindeutig bekannt sein, wenn der Aktivkohlefilter ersetzt werden sollte. Die zeitliche Festlegung des Ersetzens des Kohlefilters war bis dato eine zu lösende Streitfrage.
  • Bei Einrichtung einer solchen Prüfvorrichtung kann die Luftzufuhrvorrichtung mit einer Mehrzahl an Luftzufuhrsystemen gestaltet sein, die voneinander unabhängig sind und von einem zum anderen umgeschaltet werden können, um die saubere Luft zur Lagerung dem ersten lokalen sauberen Raum zuzuführen, und zwar als Reaktion auf das durch die Prüfvorrichtung erhaltene Bewertungsergebnis. Da die Luftzufuhrvorrichtung eine Mehrzahl an Luftzufuhrsystemen einschließt, wird, falls die Prüfvorrichtung urteilt, dass der Grad an organischer Verschmutzung im ersten lokalen sauberen Raum schlechter wird, das gegenwärtig in Betrieb befindliche Luftzufuhrsystem unterbrochen, und zwar auf der Grundlage der Beurteilung, dass die durch dieses gegenwärtige System erzeugte Luft zur Lagerung mit Kohlenwasserstoffgruppen verschmutzt worden ist, und zum anderen Luftzufuhrsystem umgeschaltet, um dem ersten lokalen sauberen Raum die frische saubere Luft zuzuführen, die geregelt wird, so dass der Kontaktwinkel eines reinen Wassertröpfchens auf der Oberfläche des sauberen Materials oder der spezifische Oberflächenwiderstand derselben auf im Wesentlichen der gleichen Höhe wie der gehalten werden kann, der unmittelbar nach einem Säubern des Materials angezeigt wird.
  • Ferner kann der Lagerraum dahin gehend gestaltet sein, dass er eine Inertgas-Zufuhrvorrichtung zum Zuführen des inerten Gases zum ersten lokalen sauberen Raum aufweist, und die Luftzufuhrvorrichtung wird auf die Inertgas-Zufuhrvorrichtung umgeschaltet, und zwar als Reaktion auf das durch die Prüfvorrichtung erhaltene Bewertungsergebnis. Bei Einrichtung der Inertgas-Zufuhrvorrichtung wird, falls die Prüfvorrichtung urteilt, dass der Grad an organischer Verschmutzung im ersten lokalen sauberen Raum schlechter wird, das gegenwärtig betriebene Luftzufuhrsystem unterbrochen und zur Inertgas-Zufuhrvorrichtung zum Zuführen des Inertgases zum ersten lokalen sauberen Raum umgeschaltet. Während das Inertgas zugeführt wird, werden erforderliche Schritte zur Bewetterung gesetzt, zum Beispiel das Ersetzen des Aktivkohlefilters. Wenn dadurch neuerlich die saubere Luft zur Lagerung zustande gebracht worden ist, die den Kontaktwinkel eines reinen Wassertröpfchens auf der Oberfläche des sauberen Materials oder den spezifischen Oberflächenwiderstand derselben auf im Wesentlichen der gleichen Höhe wie den halten kann, der unmittelbar nach einem Säubern des Materials angezeigt wird, wird die Inertgas-Zufuhrvorrichtung wieder zum früheren Luftzufuhrsystem umgeschaltet.
  • Die Prüfvorrichtung zum Bewerten des Grads an organischer Verschmutzung kann mit einem Substrat, von dem zumindest die Oberfläche isolierend ist, einem Messinstrument für den spezifischen Oberflächenwiderstand zum Messen des elektrischen Widerstands zwischen mindestens zwei Punkten auf der Substratoberfläche, Vorrichtungen zum Eintragen eines feuchtigkeitsgeregelten Gases mit einer im Wesentlichen gleichbleibenden relativen Feuchtigkeit in den zweiten lokalen sauberen Raum und Vorrichtungen zum Bewerten des auf dem Substrat auftretenden Verschmutzungsgrads mit Blick auf den vom Messinstrument für den spezifischen Oberflächenwiderstand gemessenen spezifischen Oberflächenwiderstand und zum Erkennen (oder Überwachen) der Verschlechterung der Tauglichkeit zum Entfernen der organischen Substanz bei den Vorrichtungen zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung gestaltet sein. Es ist ein wohlbekannter Umstand, dass sich in der Atmosphäre mit einer gleichbleibenden relativen Feuchtigkeit der spezifische Oberflächenwiderstand der isolierenden Oberfläche je nach dem Grad an auf der Oberfläche auftretender organischer Verschmutzung ändert. Falls demgemäß der spezifische Oberflächenwiderstand des Substrats, das die isolierende Oberfläche aufweist und das sich im zweiten lokalen sauberen Raum befindet, in einem vorbestimmten Intervall gemessen wird, kann der Grad an auf der Oberfläche auftretender organischer Verschmutzung auf der Grundlage der Steigerungsrate des spezifischen Oberflächenwiderstands bewertet werden.
  • Alternativ dazu kann die Prüfvorrichtung zum Bewerten des Grads an organischer Verschmutzung mit einem Substrat, Vorrichtungen zum Fallenlassen eines reinen Wassertröpfchens auf die Oberfläche des Substrats, Vorrichtungen zum Messen des Kontaktwinkels des fallengelassenen Wassertröpfchens und Vorrichtungen zum Bewerten des auf dem Substrat auftretenden Verschmutzungsgrads mit Blick auf den Kontaktwinkel – so wie gemessen – und zum Erkennen (oder Überwachen) der Verschlechterung der Tauglichkeit zum Entfernen der organischen Substanzen bei den Vorrichtungen zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung gestaltet werden. Es ist ein wohlbekannter Umstand, dass sich der Kontaktwinkel des auf die Oberfläche fallengelassenen Wassertröpfchens je nach dem Grad an auf der Oberfläche auftretender organischer Verschmutzung ändert. Falls demgemäß der Kontaktwinkel des auf das Substrat, das im zweiten lokalen sauberen Raum platziert ist, fallengelassenen Wassertröpfchens in einem vorbestimmten Intervall gemessen wird, kann der Grad an auf der Oberfläche auftretender organischer Verschmutzung auf der Grundlage der Zuwachsrate des Kontaktwinkels bewertet werden.
  • Es ist vorzuziehen, dass die Qualität des die Oberfläche des Substrats bildenden Materials im Wesentlichen identisch zu der des sauberen Materials, so wie im ersten lokalen sauberen Raum gelagert, ist, und es ist auch vorzuziehen, dass ersteres im Wesentlichen für die gleiche Zeit der Atmosphäre nach deren Säubern ausgesetzt wird wie letzteres. Dies bietet eine genauere Bewertung des Grads an organischer Verschmutzung im ersten lokalen sauberen Raum und ein Erkennen (oder Überwachen) der Verschlechterung der Tauglichkeit zum Entfernen der organischen Substanzen bei den Vorrichtungen zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung.
  • [Kurze Beschreibung der Zeichnung]
  • Die 1 ist eine schematische Draufsicht, die einen exemplarischen Lagerraum für das saubere Material, der die vorliegende Erfindung darstellt, zeigt,
  • die 2 ist eine Seitenansicht des Lagerraums für das saubere Material, gesehen in der Richtung eines Pfeils A wie in der 1 gezeigt,
  • die 3 ist eine Seitenansicht des Lagerraums für das saubere Material, gesehen in der Richtung eines Pfeils B wie in der 1 gezeigt,
  • die 4 ist eine schematische Draufsicht, die einen anderen exemplarischen Lagerraum für das saubere Material, der die vorliegende Erfindung darstellt, zeigt,
  • die 5 ist eine Veranschaulichung, die die Ausgestaltung eines exemplarischen Generators der sauberen Luft zur Lagerung zeigt, der in geeigneter Weise auf den Lagerraum wie in der 1 gezeigt anwendbar ist,
  • die 6 ist eine Veranschaulichung, die die Ausgestaltung eines exemplarischen Generators der sauberen Luft zur Lagerung zeigt, der in geeigneter Weise auf den Lagerraum wie in der 1 gezeigt anwendbar ist,
  • die 7 ist eine schematische Veranschaulichung, die die Komponenten eines Filters zeigt, der in geeigneter Weise auf den Generator der sauberen Luft zur Lagerung wie in der 6 gezeigt anwendbar ist,
  • die 8(a) ist eine schematische perspektivische Ansicht eines Filters nach der Montage seiner Komponenten wie in der 7 gezeigt,
  • die 8(b) ist eine schematische perspektivische Ansicht eines für einen Filter wie in der 7 gezeigt verwendeten Metallrahmens,
  • die 9 ist eine schematische Veranschaulichung, die eine andere Art eines Filters zeigt, der auf den Generator der sauberen Luft zur Lagerung wie in der 6 gezeigt anwendbar ist,
  • die 10 ist eine Veranschaulichung, die die Ausgestaltung eines exemplarischen Aktivkohlefilters zeigt, der in geeigneter Weise auf den Generator der sauberen Luft zur Lagerung wie in der 6 gezeigt anwendbar ist,
  • die 11 ist eine Veranschaulichung, die die Ausgestaltung eines anderen exemplarischen Generators der sauberen Luft zur Lagerung zeigt, der in geeigneter Weise auf den Lagerraum wie in der 1 gezeigt anwendbar ist,
  • die 12 ist eine schematische Draufsicht, die einen anderen exemplarischen Lagerraum für das saubere Material, der die vorliegende Erfindung darstellt, zeigt,
  • die 13 ist eine schematische Draufsicht, die noch einen anderen exemplarischen Lagerraum für das saubere Material, der die vorliegende Erfindung darstellt, zeigt,
  • die 14 ist eine schematische Veranschaulichung, die eine Prüfvorrichtung zeigt, die auf den Lagerraum für das saubere Material gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist,
  • die 15 ist eine Draufsicht auf eine Elektrode, die auf einem Substrat zur Verwendung bei der Bewertung durch die Prüfvorrichtung wie in der 14 gezeigt gebildet ist: (A) zeigt eine vordere Oberfläche, während (B) eine hintere Oberfläche zeigt,
  • die 16 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Menge (Verhältnis von Kohlenstoff/Silizium) der auf der Glassubstratoberfläche abgesetzten organischen Substanz und dem Steigerungsverhältnis (Rsf/Rsi) des spezifischen Oberflächenwiderstands zeigt,
  • die 17 ist eine schematische Veranschaulichung, die eine andere Prüfvorrichtung zeigt, die auf den Lagerraum für das saubere Material gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist,
  • die 18 ist eine Veranschaulichung zum Erklären der Beziehung zwischen dem auf die Substratoberfläche fallengelassenen Wassertröpfchen und einem dadurch gebildeten Kontaktwinkel,
  • die 19 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen dem Kontaktwinkel und der Menge (Verhältnis von Kohlenstoff/Silizium) der auf der Glassubstratoberfläche abgesetzten organischen Substanz zeigt,
  • die 20 ist eine schematische Veranschaulichung, die die Ausgestaltung eines Sicherheitsmechanismus zeigt, der auf den Lagenaum für das saubere Material gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, und
  • die 21 ist eine schematische Veranschaulichung, die die Ausgestaltung eines anderen Sicherheitsmechanismus zeigt, der auf den Lagerraum für das saubere Material gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
  • [Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform]
  • Ein Lagenaum zum Lagern des sauberen Materials, vorzugsweise gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt, wird nun im Folgenden ausführlich beschrieben werden, und zwar anhand der angeschlossenen Zeichnung.
  • Die 1 bis 3 zeigen einen Lagenaum 10, der als erste Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung gestaltet ist, zum Lagern des LCD-Substrats in einer geeigneten Weise. Dabei ist die 1 eine Draufsicht auf den Lagenaum 10, die 2 eine Seitenansicht desselben, gesehen in der Richtung des Pfeils A in der 1, und die 3 eine Seitenansicht desselben, gesehen in der Richtung des Pfeils B in der 1.
  • Wie in diesen Figuren gezeigt ist der Lagenaum 10 als erster lokaler sauberer Raum konstruiert, der innerhalb eines sauberen umgebenden Raums (eines sauberen Raums) 12 mit der ersten Sauberkeit, aber davon isoliert angeordnet ist. Der Lagenaum 10 ist vom sauberen Raum 12 mit Hilfe einer Trennwand 14 isoliert und schließt einen als Pufferraum dienenden vorderen Raum 16, durch den das LCD-Substrat 18 vom sauberen Raum 12 zum Lagenaum 10 oder umgekehrt übergeben wird, einen Transferraum 20 zum Transferieren des LCD-Substrats 18 und einen Lagenaum 22 zum eigentlichen Lagern des LCD-Substrats 18 ein. Beim Beispiel – so wie in der Figur gezeigt – sind der Transferraum 20 und der Lagenaum 22 so angeordnet, dass sie einen gemeinsamen Raum (Lagerplatz) haben. Allerdings können diese Räume 20, 22 mittels einer Trennwand, die geöffnet und geschlossen werden kann, voneinander getrennt werden, wodurch verhindert wird, dass der aus dem Transferraum 20 stammende Schmutzstoff in den Lagenaum 22 eintritt.
  • Im sauberen Raum 12 ist benachbart zur Trennwand 14 des vorderen Raums 16 ein Trägergestell 24 vorgesehen, auf dem ein Träger 26 angebracht ist, der in der Lage ist, eine vorbestimmte Anzahl an LCD-Substraten unterzubringen. Der vordere Raum 16 ist mit einem Transfermechanismus wie z. B. einem Transferarm 28 versehen, der in der Lage ist, den LCD-Substrate unterbringenden Träger 26 vom Trägergestell 24 zum Trägergestell 30, das im vorderen Raum 16 vorgesehen ist, zu transferieren. Der vordere Raum 16 ist ferner mit einem Luftzufuhrsystem 32 versehen, aus dem die saubere Luft zur Lagerung darin eingetragen werden kann, wobei die saubere Luft zur Lagerung durch einen Generator der sauberen Luft zur Lagerung (im Folgenden als "Lagerluftgenerator" bezeichnet) 36 erzeugt wird, d. h. einen Verbrennungsapparat unter Verwendung eines Katalysators, der später im Zusammenhang mit der 5 beschrieben werden wird, und auch durch einen anderen Lagerluftgenerator 36' erzeugt wird, d. h. eine Aktivkohlefiltereinheit, die später im Zusammenhang mit der 6 beschrieben werden wird. Der vordere Raum 16 ist auch mit einem Abzugssystem 34 versehen, durch das der vordere Raum evakuiert werden kann, falls dies erforderlich ist.
  • Des Weiteren sind der vordere Raum 16 und der Transferraum 20 voneinander mittels einer anderen Trennwand 38, die geöffnet und geschlossen werden kann, getrennt.
  • Der Transferraum 20 schließt ein bewegliches Gestell 39 ein, das sich entlang des Lagerraums 22 bewegen darf und auf dem ein Transferarm 40 installiert ist. Wenn beispielsweise das saubere Material im Lagerraum gelagert wird, wird die Trennwand 38 geöffnet, und der auf dem Trägergestell 30 im vorderen Raum 16 platzierte Träger 26 wird vom Transferarm 40 herausgenommen. Der Träger 26 – so wie herausgenommen – wird anschließend durch das bewegliche Gestell 39 bis zu einem freien Speicher, der sich im Lagerraum 22 befindet, gebracht und schließlich darin untergebracht.
  • Eine Mehrzahl an Speichern 42 ist im Lagerraum 22 angeordnet. Die 1 bis 3 zeigen zwei Speichereinheiten 44, die Seite an Seite positioniert sind, wobei jede Speicher einschließt, die jeweils 3 auf der oberen Reihe und auf der unteren Reihe angeordnet sind. Allerdings sollte bemerkt werden, dass diese Veranschaulichungen lediglich ein Beispiel sind, und es versteht sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung nicht durch diese Veranschaulichungen eingeschränkt werden soll und auf den Lagerraum 22 anwendbar sein kann, und zwar einschließlich einer beliebigen Anzahl an darin angeordneten Speichereinheiten und Speichern mit einer beliebigen Ausgestaltung. Die Speicher wie in diesen Figuren gezeigt sind dahin gehend gestaltet, dass sie den die LCD-Substrate enthaltenden Träger 26 aufnehmen. Allerdings können die Speicher dahin gehend gestaltet sein, dass sie das LCD-Substrat direkt aufnehmen.
  • Zusätzlich zur obigen Anordnung ist es, wie in der 4 gezeigt, möglich, dass der Lagerplatz 22 des Lagerraums 10' mit einem Einlasssystem 46 und einem Hochleistungsfilter 48 versehen ist. Gemäß dieser Anordnung wird es möglich, dass der Lagerplatz 22 durch den Hochleistungsfilter 48 mit der geregelten sauberen Luft versorgt wird, die durch den Lagerluftgenerator 36 (später im Zusammenhang mit der 5 beschrieben) erzeugt wird, um die zweite Sauberkeitsstufe aufzuweisen, wobei die Gesamtkonzentration an Kohlenwasserstoffgruppen darin auf weniger als 10 ppb verringert wird. Bei der vorliegenden Beschreibung wird die Sauberkeit des sauberen Raums als umgebender sauberer Raum als erste Sauberkeit bezeichnet, während die Sauberkeit des lokalen sauberen Raums als zweite Sauberkeit bezeichnet wird. Allerdings können diese beliebig definiert werden, einschließlich des Falls, wo beide gleich sind. Ferner wird – in der 4 – die zweite Sauberkeit durch die Filter 48 des Lagerraums 22 erreicht, aber es kann auch möglich sein, diese Sauberkeit im Stadium des Lagerluftgenerators 36 zu erreichen, und zwar durch zusätzliches Einsetzen zweckmäßiger Filtrationsmittel. Der Lagerraum 22 ist mit einem Abzugssystem 50 versehen, und zwar zum Evakuieren des Lagerraums 22, falls dies erforderlich ist.
  • Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 5 der Lagerluftgenerator 36 beschrieben werden, der auf den in der 4 gezeigten Lagerraum 10' angewendet wird, um die saubere Luft zur Lagerung zu erzeugen. Wie in der Figur zu sehen ist, ist der Generator 36 hauptsächlich mit einem Kompressor 52 zum Komprimieren von darin hineingenommener Luft, einem Reaktionsturm 54 zum Erwärmen von Luft und Umsetzen eines Katalysators darauf und einem Wärmetauscher 56 zum Abkühlen von Luft nach Abschluss der Behandlung davon gestaltet. Ferner schließt dieser Generator 36 einen Gasfilter 58, einen Druckmesser 60 und ein Durchflussmessgerät 62 ein, die allesamt am Luftdurchströmpfad zwischen dem Kompressor 52 und dem Reaktionsturm 54 angeordnet sind, um die Sauberkeit, den Druck und den durch den Lagerluftgenerator erzeugten Luftstrom einzustellen. Der Reaktionsturm 54 schließt einen Oxidkatalysator wie z. B. Platin oder Palladium ein, mit dessen Hilfe die in der durch den Erhitzer 64 erwärmten Luft enthaltene Kohlenwasserstoffgruppe durch die chemische Reaktion wie unten beschrieben abgebaut wird. Ein Bezugszeichen 66 in der 5 bezeichnet einen Temperaturindikator, der die Funktion des Einstellens der Temperatur sowie die Funktion des Aussendens eines Alarmsignals hat. 2CnHm + (m/2 + 2n)O2 → 2nCO2 + mH2O
  • Wie im Obigen beschrieben wird die Luft des sauberen Raums oder die Außenluft durch den Kompressor 52 zugeführt, und zwar zum Reaktionsturm 54 wie erwärmt, zum Beispiel bei einer Temperatur von 420°C, in dem die in der zugeführten Luft enthaltene Kohlenwasserstoffgruppe durch die Wechselwirkung mit dem Katalysator zu Wasser und Kohlendioxid abgebaut wird und entfernt wird. Üblicherweise enthält die Luft des sauberen Raums einen Wassergehalt von 10000 ppm bis 20000 ppm, Kohlendioxid von mehreren Hundert ppm und Kohlenwasserstoffgruppen einschließlich Methan von mehreren ppm insgesamt, so dass, wenngleich die Kohlenwasserstoffgruppe zur Gänze verbrannt und abgebaut wird, die Menge an Wassergehalt und Kohlendioxid lediglich eine leichte Zunahme im Vergleich zu denen zeigen würde, die wsprünglich in der Luft enthalten sind.
  • Die saubere Luft, aus der die Kohlenwasserstoffgruppe im Zuge des Verbrennungs- und Abbauvorgangs entfernt worden ist, wird auf die Raumtemperatur abgekühlt, während sie durch den Wärmetauscher 56 mit Kühlrippen geht, und anschließend aus einer Austrittsöffnung 68 der sauberen Luft herausgenommen.
  • Im Nachstehenden wird unter Bezugnahme auf die 6 ein anderer Lagerluftgenerator 36' erläutert werden, der auf den Lagerraum 10 wie in den 1 bis 3 gezeigt angewendet wird und die saubere Luft zur Lagerung erzeugt. Wie in der 6 gezeigt umfasst der Lagerluftgenerator 36' ein Gebläse 652 zum Zuführen der Luft in der Einheit oder zum Umwälzen der Luft durch das System, einen Vorfilter 654, um zu verhindern, dass der Aktivkohlefilter mit Stäuben und Teilchen in der Luft verstopft wird, einen Aktivkohle-Luftfilter 656 zum Absorbieren und Entfernen der Kohlenwasserstoffgruppe in der Luft und einen Teilchenluftfilter 658, der auf der stromabwärtigen Seite des Aktivkohlefilters angeordnet ist, um Kohleteilchen, die vom Aktivkohlefilter erzeugt werden könnten, einzufangen und zu entfernen. Das Gebläse 652 wird von einem Wechselrichter 660 frequenzgesteuert, so dass das von ihm zugeführte Luftvolumen nach Belieben eingestellt werden kann.
  • Der Aktivkohlefilter 656 wird je nach der Art der als Grundfiltermedium verwendeten Aktivkohle in einen Aktivkohlefilter des Pellet-Typs, einen Aktivkohlefilter des Faser-Typs und einen Aktivkohlefilter des Waben-Typs eingeteilt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde, um gasförmige Verunreinigungen zu vermeiden, die von der Aktivkohle stammen könnten, die Aktivkohle des Kugelpellet-Typs als Filtermedium verwendet, das hergestellt wird, ohne ein Haftmittel einzusetzen. Was den Aktivkohlefilter des Faser-Typs und des Waben-Typs betrifft, so werden sie im Allgemeinen unter Verwendung anderer organischer Fasern und einiger Haftmittel hergestellt, um eine geplante Gestalt und Beständigkeit zu erhalten, so dass solche organischen Fasern und Haftmittel dazu tauglich sind, als organische Gasquellen zu fungieren. Selbst im Fall der Aktivkohle des Pellet-Typs würde unerwünschtes organisches Gas aus einem solchen Haftmittel und einer Urethanbasis herauskommen, falls sie durch Verwenden des Haftmittels an einer Urethanbasis fixiert wird. Da ein solches organisches Gas als sekundäre Verschmutzungsquelle wirkt, würde irgendeine Gegenmaßnahme dagegen gesetzt werden müssen. Demgemäß wird bei der Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung der Weg des Füllens kugelförmiger Aktivkohlepellets in ein Gefäß gegangen, das aus einem Material gebildet ist, das kein organisches Gas erzeugt. Es würde möglich sein, als Material, das keine gasförmigen Verunreinigungen erzeugt, ein Metall wie z. B. rostfreien Stahl und Aluminium zu verwenden, die durch ein Entfettungsverfahren behandelt sind und auch korrosionshemmende Eigenschaften und eine geringere Oberflächenrauhigkeit aufweisen, oder Keramik wie z. B. Tonerde und Zirconium einzusetzen. Im Fall von rostfreiem Stahl ist es vorzuziehen, den zu verwenden, der elektrolytisch poliert worden ist, während es im Fall von Aluminium vorzuziehen ist, das einzusetzen, auf dessen Oberfläche eine Böhmitbehandlung angewendet wird.
  • Die 7 und 8 zeigen ein Beispiel für einen Filter, der aus Materialien gebildet ist, die keine gasförmigen Verunreinigungen erzeugen. Ein Filter 420 ist beispielsweise lediglich mit einem Glasfaser-Filtermedium 414 und einem Paar Metallrahmen 412a, 412b aus rostfreiem Stahl oder Aluminium gestaltet. Wie in der 8 gezeigt wird ein Filterelement gebildet, indem ein Blatt Filtermedium 414 aus Glasfasern in einer ungleichmäßigen Art und Weise wie eine rechtwinkelige Impulswellenform gefaltet wird, ohne ein Bindemittel zu verwenden (falls eines verwendet wird, werden die darin enthaltenen flüchtigen organischen Substanzen durch die Ausheizbehandlung entfernt werden). Das obere und das untere Endstück 414a des Filterelements werden zwischen ungleichmäßigen Teilen eines Paars der Metallrahmen 412a, 412b fest gehalten (d. h. der Grund- und der Deckfläche des Metallrahmens 412a, 412b wie in den 8(a) und 8(b) gezeigt). Der linke und der rechte Seitenteil 414b des Filterelements werden von den flachen Endseiten eines Paars der Metallrahmen 412a, 412b (8(a) und 8(b)) fest gehalten. Auf diese Weise kann eine Filtereinheit 420 wie in der 8(a) gezeigt zusammengesetzt werden, ohne ein Material zu verwenden, das unerwünschte gasförmige Verunreinigungen erzeugt. Die 8(a) ist eine perspektivische Ansicht der Teilchenfiltereinheit nach dem Zusammensetzen davon, während die 8(b) eine perspektivische Ansicht eines Halbteils 412a des Metallrahmenpaars ist. Die Teilchenfiltereinheit 420 wie auf diese Weise zusammengesetzt wird anschließend zur Gänze bei einer hohen Temperatur, zum Beispiel bei einer Temperatur von 300°C, ausgeheizt, um die Entfernung sämtlicher organischer Substanzen sicherzustellen. Diese Filtereinheit 420 wird daraufhin zwischen Luftdurchströmpfaden 662 (6) angebracht. In diesem Fall wird eine Dichtung aus Fluorharz zu Verschlusszwecken eingesetz, weil sie bei Raumtemperatur kein organisches Gas erzeugt.
  • Alternativ dazu ist es auch möglich, die Filtereinheit auf eine solche Art und Weise herzustellen, wie sie in der 9 gezeigt wird. Die in der 9 gezeigte Filtereinheit 420' unterscheidet sich von der in den 7 und 8 gezeigten Filtereinheit 420 im folgenden Punkt. Das heißt, ein Filterelement wird gebildet, indem ein Blatt Filtermedium 414' aus Glasfasern zickzackartig wie eine Sägezahnimpulswellenform gefaltet wird, ohne ein Bindemittel zu verwenden (falls eines verwendet wird, werden darin enthaltene flüchtige organische Substanzen durch die Ausheizbehandlung entfernt werden), und anschließend wird das Filterelement fest zwischen einem Paar der Metallrahmen 412a', 412b' gehalten, wobei jeder so gebildet ist, dass er einen Zickczack-Teil aufweist, der dem des Filterelements entspricht. Demgemäß weist die Teilchenluftfiltereinheit 420' nach 9 mit Ausnahme des Formunterschieds im Wesentlichen die gleiche Ausgestaltung wie die in den 7 und 8 gezeigte Teilchenluftfiltereinheit 420 auf, so dass auf die ausführliche Beschreibung davon verzichtet werden wird.
  • Die 10 zeigt einen anderen Weg des Anbringens des Aktivkohlefilters 656 und des Teilchenluftfilters 658 am Luftdurchströmpfad 662 (6). Wie in der Figur gezeigt ist der Aktivkohlefilter 656 gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer Mehrzahl an Filtrationseinheitsstufen gestaltet, wobei jede Einheitsstufe eine Monoschicht kugelförmiger Aktivkohle 456, angeordnet zwischen rostfre en Maschen 452, 454, und einen Raum 458, vorgesehen unter jeder Aktivkohleschicht, umfasst, einschließend auch einen Teilchenluftfilter 460, der nach der letzten Aktivkohleschicht vorgesehen ist und zum Entfernen sekundärer Teilchen ist, von denen angenommen wird, dass sie von der Aktivkohleschicht kommen. Auf die Art und Weise, wie sie oben beschrieben ist, ist ein Stapeln mehrfacher Schichten kugelförmiger. Aktivkohle durch Positionieren jeweils eines Raums dazwischen zum Erhalten einer Filterstruktur mit einem niedrigeren Druckabfall von Nutzen. Für alle Bestandteile dieses Filters werden Materialien verwendet, die keine gasförmigen Verunreinigungen erzeugen, wodurch verhindert wird, dass der Filter selbst als Verschmutzungsquelle wirkt.
  • Es wird neuerlich auf die 6 Bezug genommen und die saubere Luft nach der Entfernung organischen Gases durch den obigen Aktivkohlefilter 656 aus der Austrittsöffnung 664 der sauberen Luft herausgenommen. Des Weiteren ist es erforderlich, dass alle Bestandteile der Luftdurchströmpfade und des Lagerraums, die stromabwärts der Austrittsöffnung 664 der sauberen Luft vorhanden sind, aus Materialien gefertigt sind, die keine gasförmigen Verunreinigungen erzeugen. Ferner muss jeder gemeinsame Teil in den Luftdurchströmpfaden und dem Lagerraum, die eine strikte Abdichtung erfordern, abgedichtet werden, und zwar unter Verwendung der Fluorharz-Dichtung, die keine gasförmigen Verunreinigungen erzeugt. Im Lagerluftgenerator 36' wie in der 6 gezeigt wird der Druckabfall über dem Teilchenluftfilter 658 durch den Druckmesser 666 überwacht. Demgemäß kann unter Bezugnahme auf den überwachten Druckabfall bestimmt werden, wann der Teilchenluftfilter 658 zu ersetzen ist.
  • Beim Beispiel des Luftreinigers wie in den 6 bis 10 gezeigt wird der Aktivkohlefilter zum Adsorbieren der Kohlenwasserstoffgruppe in der Luft eingesetzt, doch sollte die vorliegende Erfindung nicht durch ein solches Beispiel eingeschränkt werden. Die vorliegende Erfindung ist auf ein System zum Verarbeiten gasförmiger Verunreinigungen 500 wie in der 11 gezeigt anwendbar, das mit einem Wirbelbett-Adsorptionsturm 550 bereitgestellt ist, wobei Aktivkohle als Filtermedium verwendet wird. Das System 500 umfasst den Wirbelbett-Adsorptionsturm 550, einen Luftfilter 522 mit mittlerer Leistung und einen Hochleistungsluftfilter 524, wobei beide Luftfilter aus Materialien gebildet sind, die keine gasförmigen Verunreinigungen erzeugen, und in dieser Reihenfolge an den Adsorptionsturm 550 auf der stromabwärtigen Seite davon seriell angeschlossen sind. Zum Zeitpunkt, wo diese Luftfilter angebracht werden, ist es vorzuziehen, dass gemeinsame Teile mit einem Verschlussglied verschlossen werden, das kein organisches Gas erzeugt, zum Beispiel einer Dichtung, die aus einem anorganischen Material oder Fluorharz gefertigt ist.
  • Grob gesprochen ist dieser Wirbelbett-Adsorptionsturm 550 in drei Teile geteilt, nämlich einen Wirbelbett-Adsorptionsteil 552, einen Verschlussteil 554 und einen adsorbierenden Transferteil 556. Der Wirbelbett-Adsorptionsteil 552 schließt eine Mehrzahl perforierter Platten 560 ein, die im Adsorptionsturm 558 mehrfach gestapelt sind. Im Wirbelbett-Adsorptionsteil 552 bildet das Adsorbens oder Adsorptionsmedium (z. B. gekörnte Aktivkohle) auf jeweiligen mehrfach gestapelten perforierten Platten 560 ein Wirbelbett 562, das eine Höhe von 10 bis 20 mm im statischen Zustand hat, während es eine Höhe von 20 bis 40 mm im dynamischen Zustand aufweist. Das Wirbelbett wandert von einer perforierten Platte zur anderen, und zwar in der Richtung seines Abwärtsströmens, wobei es sequenziell von einer zur anderen nach unten geht, und zwar durch jeweilige Abwärtsströmteile 560a davon. Während dieses Vorgangs kommt das Adsorbens einheitlich mit der zu behandelnden Luft 564 in Berührung, die durch eine Lufteinlassöffnung 563, einen Dämpfer 563b und ein Spiralgebläse 563a in den zu versorgenden Turm hin zu seinem oberen Teil hineingenommen wird, wodurch gasförmige Komponenten in der zu behandelnden Luft adsorbiert werden. Auf der anderen Seite wird die saubere Luft 566 aus dem oberen Teil 558a des Adsorptionsturms 558 ausgetragen. Nachdem das Adsorbens am Adsorptionsturmboden 558b, der den Verschlussteil 554 bildet, angekommen ist, wird es durch den adsorbierenden Transferteil 556 zurück zur oberen Stufe des Adsorptionsturms transferiert und nimmt neuerlich am Vorgang des Adsorbierens gasförmiger Verunreinigungen teil.
  • Ein Apparat zum Entfernen gasförmiger Verunreinigungen, der den Wirbelbett-Adsorptionsturm 550 benutzt, weist den Vorteil auf, dass er einen sehr geringen Zugverlust zeigt, weil die zu verarbeitende Luft die adsorbierende Schicht im fluidisierten Zustand beströmt. Wenn beispielsweise die zu verarbeitende Luft mit einer Geschwindigkeit von 1 m/s durch das Wirbelbett geht, das aus Aktivkohleteilchen mit 0,7 mm Durchmesser gebildet ist und eine statische Höhe von 1,5 cm aufweist, beträgt der Zugverlust lediglich 10 mmH2O. Um die Konzentration der gasförmigen organischen Verunreinigungen in der Größenordnung von ppm in der Luft auf weniger als 1 ppb zu verringern, würden im Höchstfall bloß 7 Wirbelbetten benötigt werden. Das heißt in Bezug auf den Zugverlust, dass es genügen würde, einen Zugverlust von 70 mmH2O in der Ausgestaltung des Apparats vorwegzunehmen. Während eines langen kontinuierlichen Betriebs adsorbiert das Adsorbens im Adsorptionsturm Verunreinigungen und nähert sich seinem Durchbruchszustand, d. h. dem Zustand, wo das Adsorbens infolge einer Sättigung an Verunreinigungen darin seine Adsorptionsfähigkeit verliert. Demgemäß ist es erforderlich, dass ein früheres Ersetzen des Adsorbens lange vor dem Auftreten eines solchen Durchbruchs vorgenommen wird. Wenn zum Beispiel die Lebensdauer 2 Jahre beträgt, bevor der Durchbruch auftritt, würde es sicher sein, das Adsorbens jedes halbe Jahr zu erneuern.
  • Als Nächstes wird im Folgenden der adsorbierende Transferteil 556 wie in der 11 gezeigt erläutert werden. Der adsorbierende Transferteil 556 ist mit einem Turbogebläse 568 versehen, durch das die verdichtete Luft 578 dem oberen Teil des Adsorptionsturms zugeführt wird, und zwar über einen Dämpfer 574, ein T-Stück 572 und eine Luftdurchströmröhre 576. Die verdichtete Luft und das von seiner Austrittsöffnung 570 kommende Adsorbens werden am T-Stück 572 gemischt. Das Adsorbens aus der Austrittsöffnung 570 kann durch zwei Wege herausgenommen werden, nämlich den ersten Weg 570a und den zweiten Weg 570b. Das über den ersten Weg 570a herausgenommene Adsorbens wird durch die verdichtete Luft 578 bis zum oberen Ende des Adsorptionsturms weggebracht. In diesem Stadium wird der zweite Weg 570b durch Schließen des Dämpfers 574a und eines Ventils 580 geschlossen.
  • Auf der einen Seite wird zum Ersetzen des Adsorbens das Spiralgebläse 563a zunächst angehalten, und der erste Weg 570a wird durch Schließen des Dämpfers 574 geschlossen. Im Gegensatz dazu wird der zweite Weg 570b geöffnet, und die durch den Dämpfer 574a gehende verdichtete Luft 578a wird mit dem Adsorbens gemischt, das am T-Stück 572a aus der Austrittsöffnung 570 herausgenommen wurde. Dieses Adsorbens wird durch die verdichtete Luft über das Ventil 580 weggebracht, und zwar zu einem Adsorbensspeicher 582 zum Speichern des verwendeten oder gesättigten Adsorbens. Die zum Tragen des verwendeten Adsorbens eingesetzte verdichtete Luft 578a wird aus einer am Speicher 582 vorgesehenen Austragöffnung 582a ausgetragen.
  • Nachdem das verwendete Adsorbens im Adsorptionsturm 558 zur Gänze zum Speicher 582 transferiert worden ist, wird das verwendete Adsorbens aus dem Speicher herausgenommen, indem ein Ventil 583 geöffnet wird, das am unteren Teil des Speichers vorgesehen ist. Auf der anderen Seite wird das frische Adsorbens durch die Adsorbens-Zufuhröffnung 584a einem anderen Speicher 584 zugeführt. Anschließend wird das frische Adsorbens über ein Ventil 586 und eine Aufnahmeöffnung 588 für frisches Adsorbens dem Adsorptionsturm 558 zugeführt.
  • Im Wirbelbett-Adsorptionsturm 550 wie oben beschrieben könnte es möglicherweise vorkommen, dass das fließende Adsorbens an sich als eine Art Teilchenerzeugungsquelle dient, falls nichts unternommen wird. Bei der obigen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind jedoch der Luftfilter 522 mit mittlerer Leistung und der Hochleistungsluftfilter 524, die beide keine gasförmigen Verunreinigungen erzeugen, auf der stromabwärtigen Seite des Wirbelbett-Adsorptionsturms 550 vorgesehen, so dass es möglich ist, die saubere Luft, die weder gasförmige Verunreinigungen noch Teilchen einschließt, der stromabwärtigen Seite zuzuführen. Diese Luftfilter mit mittlerer und hoher Leistung werden später ausführlich beschrieben werden. In der 11 sind die Luftfilter 522, 524 mit mittlerer und hoher Leistung in dieser Reihen Folge an den Adsorptionsturm seriell angeschlossen, aber es kann möglich sein, lediglich den Hochleistungsluftfilter 524 einzurichten. Allerdings reibt im Wirbelbett-Adsorptionsturm 550 das Adsorptionsmedium im fließenden Zustand stark aneinander, so dass Teilchen in der Größenordnung von Mikrons daraus erzeugt werden würden. Wenn folglich diese Teilchen unter Verwendung lediglich des HEPA-Filters oder des ULPA-Filters filtriert werden, würden sie bald durch solche Teilchen verstopft oder materiell verschlossen sein. Falls beispielsweise ein solcher Hochleistungsluftfilter gegen eine Luft mit einer Teilchenkonzentration von 1 mg pro Kubikmeter und einer Fließgeschwindigkeit von 0,3 m/s eingesetzt wird, würde er innerhalb von etwa 2 Monaten verstopft sein. Demgemäß ist es, wie es bei der oben erwähnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung getan wird, vorzuziehen, zunächst die Teilchen in der Mikron-Größe, sich aus dem gegenseitigen Reiben des Adsorptionsmediums ergebend, durch den Luftfilter 522 mit mittlerer Leistung zu beseitigen und daraufhin schlussendlich die Teilchen in der Submikron-Größe, die durch den Luftfilter 522 mit mittlerer Leistung durchgedrungen sind, durch den Hochleistungsluftfilter 524 zu entfernen. Es wäre möglich, den Luftfilter 522 mit mittlerer Leistung mit einem solchen Mittel zum Rückgewinnen der Filtrationseffizienz zu versehen, wie es im Allgemeinen bei einem Sackfilter eingesetzt wird, wodurch seine Lebensdauer verlängert wird. Im Fall, dass diese Luftfilter mit mittlerer und hoher Leistung am System angebracht werden, ist es vorzuziehen, ein Verschlussglied zu verwenden, das kein organisches Gas erzeugt, zum Beispiel eine Dichtung, die aus einem anorganischen Material oder Fluorharz gefertigt ist.
  • Im Nachstehenden wird der Betrieb des Lagerraums wie im Obigen ausgestaltet unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben werden.
  • Es wird zuerst beschrieben, wie saubere Materialien in den Lagerraum gebracht werden. Der Träger 26, der eine Mehrzahl an zu lagernden LCD-Substraten 18 enthält, wird auf dem Trägergestell 24 im sauberen Raum 12 montiert. Anschließend wird die Trennwand 14, die den vorderen Raum 16 vom sauberen Raum 12 trennt, geöffnet, und der Träger 26 wird mit Hilfe des Transferarms 28 in den vorderen Raum 16 gebracht und auf dem Trägergestell 30 platziert, das im vorderen Raum 16 vorgesehen ist. Danach wird die Trennwand 14 geschlossen, um den vorderen Raum 16 vom sauberen Raum 12 zu trennen. Anschließend beginnt der Lagerluftgenerator 36 (36') mit dem Zuführen der sauberen Luft in den vorderen Raum 16 durch das Luftzufuhrsystem 32. In diesem Stadium ist die dem vorderen Raum 16 zugeführte saubere Luft bereits verarbeitet und geregelt worden, so dass sie weder gefährliche Teilchen noch Kohlenwasserstoffgruppen einschließlich Methan in einer Menge von mehr als 10 ppb insgesamt einschließt oder der Kontaktwinkel eines reinen Wassertröpfchens, fallengelassen auf die Materialoberfläche, oder der spezifische Oberflächenwiderstand derselben auf im Wesentlichen der gleichen Höhe wie der gehalten wird, der unmittelbar nach einem Spülen des Materials angezeigt wird. Zu diesem Zeitpunkt bildet der vordere Raum 16 einen von den benachbarten Räumen isolierten Raum (d. h., die Trennwand 38 ist geschlossen, um den vorderen Raum 16 vom Transferraum 20 zu trennen), so dass das gleiche Volumen der Luft wie dazu zugeführt durch das Abzugssystem 34 abgezogen wird. Nachdem die Atmosphäre im vorderen Raum 16 hinreichend durch die saubere Luft ersetzt worden ist, wird die Trennwand 38 zwischen dem vorderen Raum 16 und dem Transferraum 20 geöffnet, und der Träger 26 wird herausgenommen und mit Hilfe des Transferarms 40 des Transfermechanismus vom vorderen Raum 16 in den Transferraum 20 gebracht. Danach bringt das bewegliche Gestell 39 den Träger 26 bis zur Stellung eines freien Speichers 42 im Lagenaum 22 und gibt ihn dann hinein. Die saubere Luft wird dem Speicher 42 durch das Luftzufuhrsystem 46 zugeführt. Auf diese Weise wird ein Luftstrom wie durch einen Pfeil in der 3 gezeigt gebildet, der über den Träger 26 und den Transferraum 20 in den Raum 51 unter dem Speicher 42 eintritt. Zu diesem Zeitpunkt sind der Lagerraum 22 und der Transferraum 20 vom benachbarten Raum isoliert (d. h., die Trennwand 38 zwischen dem Transferraum 20 und dem vorderen Raum 16 ist geschlossen), so dass das gleiche Volumen der Luft wie dazu zugeführt durch das Abzugssystem 50 abgezogen wird.
  • Als Nächstes wird erläutert werden, wie der Träger 26 aus dem Speicher 42 ausgebracht wird, nachdem er dort während eines vorbestimmten Zeitraums bleibt. Das bewegliche Gestell 39 bewegt sich hin zum Speicher 42, in dem der Träger 26 ruht, und hält dann den Träger 26 und nimmt ihn aus dem Speicher 42 heraus, indem es den Transferarm 40 einsetzt. Anschließend bewegt sich das bewegliche Gestell 39 zurück zum vorderen Raum 16. In diesem Stadium wird der vordere Raum 16 luftdicht gemacht, und sein Inneres wird in der Atmosphäre der sauberen Luft gehalten. Nachdem die Trennwand 38 geöffnet worden ist, entlädt der Transferarm 40 den Träger 26, und zwar vom beweglichen Gestell zum Trägergestell 30 im vorderen Raum 16. Danach wird die Trennwand 38 zwischen dem Transferraum 20 und dem vorderen Raum 16 geschlossen, während die Trennwand 14 zwischen dem vorderen Raum 16 und dem sauberen Raum 12 geöffnet wird. Dann wird der Träger 26 auf dem Trägergestell 30 schlussendlich zum Trägergestell 24 im sauberen Raum 12 transferiert, indem der Transferarm 28 eingesetzt wird.
  • Bei der Ausführungsform wie in den 1 bis 4 gezeigt wird die Luftzufuhr zum vorderen Raum 16 durch das Luftzufuhrsystem 32 durchgeführt. Wie in der 12 gezeigt kann es jedoch möglich sein, einen Lagerraum zu gestalten, bei dem das Luftzufuhrsystem 32 entfernt ist. Stattdessen kann ein Öffnungsteil 37 vorgesehen sein, der durch die Trennwand 38 geht, die den vorderen Raum 16 vom Transferraum 20 (Lagerplatz) trennt, wodurch es ermöglicht wird, dass ein Teil der dem Lagerraum 22 zugeführten sauberen Luft durch den Transferraum 20 in den vorderen Raum 16 strömt. Gemäß dieser Ausgestaltung wird stets bewirkt, dass die saubere Luft über den Transferraum 20 vom Lagerraum 22 zum vorderen Raum 16 strömt, so dass der Schmutzstoff wirksam blockiert werden kann, um nicht in den Lagenaum 22 einzutreten, selbst wenn er im vorderen Raum 16 und auch im Transferraum 20 erzeugt wird. In diesem Fall ist es, um die Teilchen zu entfernen, die möglicherweise auf dem Weg vom Luftzufuhrsystem 46 zum Lagerraum 22 erzeugt werden, auch möglich, den Teilchenluftfilter 48 vorzusehen, der aus Materialien gebildet ist, die keine gasförmigen Verunreinigungen erzeugen.
  • Die 13 zeigt eine andere Ausführungsform des Lagerraums nach der vorliegenden Erfindung. Gemäß dieser Ausführungsform schließt der Lagerraum wie unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben ferner eine Vorrichtung 100 (200) zum Durchführen der Bewertung des Grads an Verschmutzung ein, die von der organischen Substanz im Lagerplatz 22 (oder im Transferraum 20, im vorderen Raum 16) verursacht wurde. In der vorliegenden Beschreibung sind die Bestandteile der vorliegenden Erfindung, die die gleiche Funktion aufweisen, durch die gesamte angeschlossene Zeichnung hindurch mit den gleichen Bezugszeichen versehen, und ihre Erklärung wird nicht wiederholt werden.
  • Wie in der 13 gezeigt ist diese Prüfvorrichtung 100(200) mit einer Kammer 102 (202) versehen, die den zweiten örtlich definierten Raum wie in den 14 und 17 gezeigt bildet, der vom sauberen umgebenden Raum (sauberer Raum) 12 sowie vom Lagerplatz (erster lokaler sauberer Raum), der aus dem vorderen Raum 16, dem Transferraum 20 und dem Lagerraum 22 besteht, räumlich isoliert ist. Allerdings ist eine Rohrleitung 70 vorgesehen, um es zu ermöglichen, dass die saubere Luft zur Lagerung im Lagerraum 22 dieser Kammer 102(202) zugeführt wird. Das durch die Prüfvorrichtung 100 (200) erhaltene Ergebnis wird an eine Regeleinrichtung 72 übertragen, die den Lagerluftgenerator 36(36') zum Beispiel anweisen kann, die Luftzufuhr zu unterbrechen, und zwar in Abhängigkeit vom Bewertungsergebnis. Im Fall, dass eine Sicherheitseinrichtung, die in den 20 und 21 gezeigt ist und später beschrieben werden wird, eingesetzt wird, kann diese Regeleinrichtung 72 auch einen vorbestimmten Befehl an die Sicherheitseinrichtung senden. Bei der Ausführungsform wie in der 13 gezeigt ist die Rohrleitung 70, die zum Eintragen der zu bewertenden Atmosphäre in die Prüfvorrichtung 100 (200) verwendet wird, als vom Abzugssystem 50 abzweigende Rohrleitung gestaltet. Allerdings ist es möglich, dass eine Rohrleitung 71 vorgesehen ist, um vom Luftzufuhrsystem 46 des Lagerluftgenerators 36(36') wie in den 20 und 21 gezeigt abzuzweigen.
  • Die Prüfvorrichtung kann jede beliebige Bewertungsmethode verwenden, wenn sie den Grad an organischer Verschmutzung im Lagerplatz (d. h. vorderer Raum, Transferraum und Lagerraum) 16, 20, 22 bewerten kann. Es ist zum Beispiel möglich, eine Vorrichtung einzusetzen, die die Menge der auf der Substratoberfläche abgesetzten organischen Substanz durch die Methode der Photoelektronenspektroskopie mit Röntgenstrahlanregung (im Folgenden kurz XPS-Methode genannt) messen kann. Gemäß dieser XPS-Methode kann ein auf einer Probesubstratoberfläche vorhandenes Element qualitativ und/oder quantitativ analysiert und bestimmt werden, und zwar durch die Schritte des Bestrahlens der Probenoberfläche mit weichen Röntgenstrahlen im Hochvakuum-Zustand und des Messens der Energie und der Anzahl der aus der Probenoberfläche herausgetriebenen Elektronen unter Verwendung eines Spektrometers. Bei der Bewertung einer äußerst niedrigen Oberflächenverschmutzung durch die organische Substanz gemäß dieser XPS-Methode wird die Verschmutzungsmenge durch ein Verhältnis der Anzahl an Kohlenstoffen zur Anzahl sämtlicher Elemente, die in einer Region vorhanden sind, die sich bis zu einer Tiefe von mehreren Dutzend Angström von der Oberfläche aus erstreckt, oder ein Verhältnis der Anzahl an Kohlenstoffen zur Anzahl eines bekannten Elements, das in der Region vorhanden ist, dargestellt. Die Messung durch die XPS-Methode wird durch die nachstehenden Schritte vorgenommen, d. h. Einsetzen eines Substrats mit einer isolierenden Oberfläche in die Kammer, um es der Atmosphäre im Lagerplatz auszusetzen, Evakuieren der Kammer in einem gleichbleibenden Intervall und Bewerten der Verschmutzungsmenge der Substratoberfläche. Durch ein Wiederholen dieser Schritte kann der Verschmutzungsgrad der Atmosphäre im Lagerplatz bestimmt werden, indem die Änderung der Verschmutzungsmenge mit der Zeit überwacht wird. Ferner wird es mit der Verwendung eines solchen Bewertungsapparats möglich, die Frage der zeitlichen Festlegung des Ersetzens des Aktivkohlefilters zu lösen, die bis dato strittig war, aber ungeklärt gelassen wurde, und die Verschlechterung des Aktivkohlefilters explizit zu kennen.
  • Der die XPS-Methode benutzende Bewertungsapparat kann eine exakte Messung der Menge der organischen Substanz vornehmen, so dass er ein sehr wirksames Mittel zum Bewerten der Atmosphäre ist, die die organische Verschmutzung auf der im Lagerraum gelagerten Glassubstratoberfläche verursachen würde. Es ist jedoch unumgänglich, dass der Apparat mit einem Hochvakuum-System und einem Spektrometer ausgestattet ist, die sehr teuer sind. Gleichzeitig ist diese XPS-Methode nicht immer geeignet, wenn es gewünscht wird, dass die Probenahme und die Analyse der Atmosphäre am gleichen Ort durchgeführt werden können – mit anderen Worten, wenn eine so genannte In-line-Analyse sehr gewünscht oder absolut erforderlich ist. Wie in dieser Beschreibung jedoch beschrieben werden wird, können kostengünstigere Prüfvorrichtungen vorgesehen werden, die eine genaue Messung und In-line-Analyse erlauben, wovon die eine eine Prüfvorrichtung 100 wie in den 14 bis 16 gezeigt ist, die Gewissheit gibt über die Änderung des spezifischen Oberflächenwiderstands einer isolierenden Substratoberfläche, verursacht durch ein Aussetzen, und zwar der gewissen Atmosphäre, und die andere die Prüfvorrichtung 200 wie in den 17 bis 19 gezeigt ist, die die Änderung des Kontaktwinkels eines Wassertröpfchens benutzt, das auf die Oberfläche der leitenden oder isolierenden Substratoberfläche fallengelassen wird, sich ergebend aus einem Aussetzen, und zwar der gewissen Atmosphäre.
  • Die Prüfvorrichtung 100 wird zuerst unter Bezugnahme auf die 14 bis 16 beschrieben werden.
  • Wie in der 14 gezeigt ist die Vorrichtung 100 mit einem isolierten Raum 102 versehen, der vom ersten lokalen Raum und vom umgebenden sauberen Raum ebenso isoliert ist. Dieser isolierte Raum 102 kann als Kammer konstruiert werden, die vom umgebenden Raum durch Trennwände beispielsweise aus Aluminium isoliert ist. Innerhalb dieses isolierten Raums 102 ist ein Glassubstrat mit einer sauberen Oberfläche 104a platziert, von der die organische Substanz entfernt wurde. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Glassubstrat 18 im Lagerraum 22 gelagert, so dass das Glassubstrat als objektive zu bewertende Probe verwendet wird. Falls allerdings Siliziumscheiben im Lagerraum 22 gelagert werden, sollte die Siliziumscheibe als objektive zu bewertende Probe angenommen werden. So kann die genaue Bewertung in die Tat umgesetzt werden, indem das Substrat, das die Oberfläche aus dem gleichen Material wie die, die im Lagerraum gelagert werden, aufweist, als objektive zu bewertende Probe verwendet wird. Des Weiteren ist es vorzuziehen, dass das nach einem Säubern zu bewertende oder zu überwachende Substrat für die gleiche Zeit der Atmosphäre ausgesetzt wird wie das nach einem Säubern im Lagerplatz zu lagernde Substrat. Bei der vorliegenden Ausführungsform muss die Substratoberfläche isolierend sein, so dass es im Fall der Siliziumscheiben so ist, dass sie mit einem Oxidfilm oder einer Oxidschicht auf ihrer Oberfläche versehen sein sollten.
  • Das Glassubstrat 104 ist mit einer Metallelektrode 106 versehen, die durch Aufdampfen auf der Substratoberfläche gebildet wird, und zwar zur Verwendung beim Messen des spezifischen Oberflächenwiderstands. Die 15(A), (B) sind eine schematische Veranschaulichung der Metallelektrode 106. Wie in den Figuren gezeigt besteht die Metallelektrode 106 aus der ersten Elektrode 106a, die durch Aufdampfen etwa in der Mitte der Oberfläche 104a des Substrats 104 gebildet wird, mit einer etwa kreisförmigen Gestalt mit einem Durchmesser D1, der ringförmigen zweiten Elektrode 106b mit einem Innendurchmesser D2, die koaxial zur ersten Elektrode 106a angeordnet ist, und einer Bodenelektrode 106c mit einer etwa kreisförmigen Gestalt, die auf der hinteren Oberfläche 104b des Glassubstrats 104 durch Aufdampfen gebildet wird. Diese Elektroden 106a, b, c können gebildet werden, indem ein leitendes Material direkt auf den Oberflächen 104a, b des Glassubstrats 104 abgesetzt wird. Alternativ dazu können diese Elektroden 106a, b, c gebildet werden, indem zunächst ein Isolationsfilm unter Verwendung der Plasma-CVD-Methode hergestellt und daraufhin ein leitendes Material durch Verwenden des Zerstäubungssystems abgesetzt wird. Eine Stromquelle 108 und ein Amperemeter 110 werden zwischen der ersten und der zweiten Elektrode 106a, 106b in Serie geschaltet, wodurch ein Messer 112 des spezifischen Oberflächenwiderstands eingerichtet wird. Beim Beispiel wie in der Figur veranschaulicht ist zum leichten Verständnis der Messer 112 des spezifischen Oberflächenwiderstands dahin gehend gestaltet, dass er einen Teil des isolierten Raums 102 einschließt. Allerdings sollte dies die Erfindung nicht einschränken, und der Messer 112 des spezifischen Oberflächenwiderstands kann durch jede beliebige Vorrichtung ersetzt werden, die imstande ist, den elektrischen Widerstand zumindest zwischen zwei Punkten auf der Oberfläche eines Probensubstrats 104 zu messen, womit verschiedene Arten der Messer des spezifischen Oberflächenwiderstands einsetzbar sind. Des Weiteren wird bei der vorliegenden Ausführungsform ein Glassubstrat als Probensubstrat 104 angenommen, und zwar lediglich als Beispiel. Demgemäß ist es je nach dem zu messenden Objekt auch möglich, ein unterschiedliches Probensubstrat zu verwenden. Beispielsweise kann zur Messung des spezifischen Oberflächenwiderstands eine Siliziumscheibe verwendet werden, die mit einem Isolationsfilm überzogen ist und die Messelektrode 106 darauf gebildet aufweist.
  • Der isolierte Raum 102 ist über ein Einlassventil V1 mit einem regelbaren Befeuchter 114 verbunden, der mit der druckbeaufschlagten gereinigten Luft mit geregelter Feuchtigkeit zu versorgen ist. Er ist des Weiteren über ein anderes Einlassventil V2 mit einem Sauerstoffzylinder 116 zum Eintragen von Sauerstoff darin verbunden. Er ist ferner mit einem anderen Einlassventil V3 zum Eintragen der zu bewertenden Atmosphäre verbunden. Der isolierte Raum 102 ist jeweils mit Auslassventilen V4, VS und V6 verbunden, wobei das Ventil V4 mit einem Feuchtigkeitssensor 118, das Ventil VS mit einer Abzugspumpe 120 und das Ventil V6 mit einer Luftpumpe 122 in Verbindung steht. Die vom Feuchtigkeitssensor 118 detektierte relative Feuchtigkeit wird in einem vorbestimmten Intervall an eine Regeleinrichtung 124 übertragen, die wiederum diese Information an den Befeuchter 114 weiterleitet, um ihn zu regeln. Der isolierte Raum 102 schließt eine UV-Lampe 126 ein, die am oberen Teil davon angebracht ist und zum Bestrahlen der Oberfläche 104a des Substrats 104 verwendet wird.
  • Zum Messen des spezifischen Oberflächenwiderstands des Glassubstrats unmittelbar nach dem Abschluss des Säuberns desselben werden die Ventile V2, V5, V3 und V6 jeweils geschlossen, während die Ventile V1 und V4 geöffnet werden, wodurch das druckbeaufschlagte Gas wie geregelt, um eine vorbestimmte relative Feuchtigkeit aufzuweisen, in den isolierten Raum 102 eingetragen wird. Dieses druckbeaufschlagte Gas mit einer geregelten relativen Feuchtigkeit kann erhalten werden, indem die druckbeaufschlagte Luft dem Befeuchter 114 zugeführt wird, d. h. durch die so genannte Durchflussverteilungsmethode. Um die konstante relative Feuchtigkeit im isolierten Raum 102 aufrechtzuerhalten, empfängt die Verteilungsmenge an den Befeuchter 114 die Rückführregelung durch den Feuchtigkeitssensor 118 und die Regeleinrichtung 124, die beide auf der Auslassseite des feuchtigkeitsgeregelten Gases vorgesehen sind. Hat die relative Feuchtigkeit im isolierten Raum 102 einen vorbestimmten Pegel erreicht, wird die Spannung an die Messelektrode 106 angelegt, um einen anfänglichen spezifischen Oberflächenwiderstand (Rsi) des sauberen Glassubstrats zu messen, und zwar mit dem Messer 112 des spezifischen Oberflächenwiderstands.
  • Nach diesem Messverfahren werden die Ventile V1 und V4 geschlossen, während die Ventile V3 und V6 geöffnet werden, um die zu bewertende Atmosphäre durch die Luftpumpe 122 in den isolierten Raum 102 zu führen und die Oberfläche 104a des Glassubstrats 104 während eines vorbestimmten Zeitraums der Atmosphäre auszusetzen. Ist die Aussetzzeit verstrichen, werden die Ventile V3 und V6 geschlossen, während die Ventile V1 und V4 geöffnet werden, wodurch die vorbestimmte relative Feuchtigkeit (im Wesentlichen die gleiche wie die, die zum Messen des anfänglichen spezifischen Oberflächenwiderstands herangezogen wird) im isolierten Raum 102 durch die Regeleinrichtung 124 rückgewonnen wird. Ist die vorbestimmte relative Feuchtigkeit rückgewonnen worden, wird der spezifische Oberflächenwiderstand (Rsf) mit dem Messer 112 des spezifischen Oberflächenwiderstands gemessen. Auf diese Weise kann die Änderung mit der Zeit der Menge des organischen Schmutzstoffs verfolgt werden, indem die Messung des spezifischen Oberflächenwiderstands (Rsf) in einem gleichbleibenden Intervall wiederholt wird.
  • Wie im Obigen beschrieben ist der isolierte Raum 102 mit der UV-Lampe 126 versehen. Daher wird, wenn ein Durchgang der Messung des spezifischen Oberflächenwiderstands vorüber ist, das druckbeaufschlagte Sauerstoffgas in den isolierten Raum 102 eingetragen, indem die Ventile V1, V4, V3 und V6 geschlossen und die Ventile V2 und VS geöffnet werden, und gleichzeitig wird die Oberfläche 104a des Glassubstrats 104 durch ein so genanntes UV/Ozon-Säubern gesäubert, bei dem die UV-Lampe die Oberfläche 104a bestrahlt, um die darauf abgesetzte organische Substanz abzubauen. Nach dem UV/Ozon-Säubern wird das Ventil V2 geschlossen, während das Ventil V1 geöffnet wird, wobei das Ventil V5 offen gelassen wird, und anschließend wird das während des UV/Ozon-Säuberungsverfahrens erzeugte Ozongas mittels der Abzugspumpe 120 abgezogen, um das Innere des isolierten Raums 102 durch die gereinigte Luft zu ersetzen. Auf diese Weise wird der isolierte Raum für die nächste Messung der Änderung mit der Zeit des spezifischen Oberflächenwiderstands vorbereitet.
  • Durch die obige Messung wurde gefunden, dass eine Korrelation wie in der 16 gezeigt zwischen der Menge (Kohlenstoff/Silizium-Verhältnis) der auf dem Glas abgesetzten organischen Substanz, gemessen durch die XPS-Methode, und dem Steigerungsverhältnis (Rsf/Rsi) beim spezifischen Oberflächenwiderstand, gemessen in der Atmosphäre mit einer vorbestimmten relativen Feuchtigkeit, existiert. Wie durch den Graphen gezeigt nimmt der spezifische Oberflächenwiderstand zusammen mit der Zunahme der Menge der abgesetzten organischen Substanzen zu, so dass das Steigerungsverhältnis des spezifischen Oberflächenwiderstands durch Benutzung dieser Korrelation in die Menge der abgesetzten organischen Substanzen umgewandelt werden kann. Beispielsweise würde es möglich werden, aus den unterschiedlichen Steigerungsverhältnissen des spezifischen Oberflächenwiderstands, die erhalten werden, indem das Glassubstrat während eines konstanten Zeitraums verschiedenen Arten von Atmosphären ausgesetzt wird, im Vergleich zu erfahren, wie groß der abträgliche Einfluss sein würde, den sie als Verschmutzungsquelle ausüben würden. Auch würde es, falls der spezifische Oberflächenwiderstand des gleichen Substrats, das in einer bestimmten Atmosphäre platziert ist, wiederholt in einem gleichbleibenden Intervall gemessen wird, möglich werden, kontinuierlich zu überwachen, ob die Menge der auf dem Glassubstrat aus der bestimmten Atmosphäre abgesetzten organischen Substanz unter dem zulässigen Niveau liegt oder nicht.
  • Als Nächstes wird die Prüfvorrichtung 200 unter Bezugnahme auf die 17 bis 19 erklärt werden. Diese Vorrichtung benutzt den Kontaktwinkel zwischen der Substratoberfläche und dem Wassertröpfchen wie darauf fallengelassen.
  • Wie in der 17 gezeigt ist die Prüfvorrichtung 200 mit einem isolierten Raum 202 versehen, der vom ersten lokalen Raum und von der umgebenden Atmosphäre ebenso isoliert ist. Dieser isolierte Raum 202 kann beispielsweise als Kammer konstruiert werden, die von der Umgebung durch Trennwände beispielsweise aus Aluminium isoliert ist. Wie in der 18 gezeigt ist innerhalb des isolierten Raums 202 ein Träger 204 vorgesehen, auf dem ein Glassubstrat 206 montiert ist. Die Oberfläche 206a dieses Substrats 206 wird von der organischen Substanz durch Säubern im Voraus freigemacht. Über dem Glassubstrat 206 befindet sich eine Spritze 208, die zum Fallenlassen eines hochreinen Wassertröpfchens auf die Glassubstratoberfläche 206a verwendet wird. Wie in der 17 gezeigt ist der Träger 204 auf einem Mechanismus (nicht gezeigt) angebracht, der den Träger 204 in einer waagrechten Ebene waagrecht und/oder rotierend bewegen kann, so dass das Platzieren des von der Spritze 208 fallengelassenen Wassertröpfchens 207 frei geändert werden kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird das Glassubstrat 18 im Lagerraum 22 gelagert, so dass das Glassubstrat als objektive zu bewertende Probe verwendet wird. Falls allerdings Siliziumscheiben im Lagerraum 22 gelagert werden, sollte vorzugsweise die Siliziumscheibe als objektive zu bewertende Probe angenommen werden. So kann die genaue Bewertung zustande gebracht werden, indem das Substrat, das das gleiche Oberflächenmaterial wie die, die im Lagerraum gelagert werden, aufweist, als objektive zu bewertende Probe verwendet wird. Auch ist es bei der vorliegenden Ausführungsform im Unterschied zum Fall wie in der 14 gezeigt nicht erforderlich, dass die Substratoberfläche isolierend ist, so dass das Siliziumsubstrat so verwendet werden kann, wie es ist, ohne irgendeine Vorbehandlung wie z. B. Bildung des Oxidfilms.
  • Des Weiteren schließen die einander gegenüberliegenden Seitenwände des isolierten Raums 202 jeweils eines der Beobachtungsfenster 210a und 210b ein. Außerhalb des Fensters 210a ist eine Lichtquelle 212 angeordnet, und zwar zum Beleuchten des auf das Substrat 206 fallengelassenen Wassertröpfchens 207, während ein Mittel zum Vergrößern eines Bilds 214 wie z. B. ein Mikroskop oder ein Vergrößerungsglas außerhalb des Fensters 210b angeordnet ist, und zwar zum Beobachten des Wassertröpfchens 207 darunter. Somit kann, wie in der 18 gezeigt, das Wassertröpfchen 207 wie auf das Glassubstrat 206 fallengelassen unter dem Licht von der Lichtquelle 212 beobachtet werden, und zwar mit Hilfe des Vergrößerungsglases 214. Die Bewertung des Grads der organischen Verschmutzung auf der Grundlage der Änderung des Kontaktwinkels α wird nach dem folgenden Prinzip vorgenommen. Die Oberfläche des Substrats mit keinem organischen Schmutzstoff, zum Beispiel ein sauberes Siliziumsubstrat mit einem Oxidfilm oder ein sauberes Glassubstrat, wird gut mit Wasser befeuchtet, d. h. von Hydrophilie, so dass der Kontaktwinkel kleiner wird. Auf der anderen Seite ändert sich, wenn die organische Verschmutzung einmal auf der Substratoberfläche auftritt, die Oberflächennatur von Hydrophilie zu Hydrophobie, wodurch es dazu kommt, dass Wasser gut abgegeben wird, und demgemäß der Kontaktwinkel größer wird. Daher kann der Grad der organischen Verschmutzung bewertet werden, indem die Änderung mit der Zeit des Kontaktwinkels mit Hilfe der Vorrichtung wie in der 17 gezeigt beobachtet wird.
  • Der isolierte Raum 202 kann aus einem Zylinder 213 durch ein Einlassventil V11 mit einem Reinigungsgas, das zumindest Sauerstoff einschließt, und durch ein anderes Einlassventil V12 auch mit dem zu bewertenden Gas versorgt werden. Der isolierte Raum 202 ist des Weiteren durch ein Auslassventil V13 mit einer Ansaug-/Abzugspumpe 216 verbunden, um das Reinigungsgas abzuziehen, und ist ferner durch ein anderes Auslassventil 14 mit einer Luftpumpe 218 verbunden, um das zu bewertende Gas abzuziehen. Am oberen Teil des isolierten Raums 202 ist eine W-Lampe 220 angebracht, und zwar zur Verwendung beim Bestrahlen der Oberfläche 206a des Substrats 206 zum Säubern desselben.
  • Im Folgenden wird nun beschrieben werden, wie der Grad der auf der Substratoberfläche auftretenden organischen Verschmutzung unter Verwendung der oben erwähnten Prüfvorrichtung bewertet wird. Zunächst wird der Kontaktwinkel durch das Vergrößerungsglas 214 gemessen, und zwar im Verhältnis zum Substrat unmittelbar nach dem Säubern desselben. Danach werden die Ventile V11 und V13 geschlossen, während die Ventile V12 und V14 geöffnet werden, um durch ein Betreiben der Luftpumpe 218 die objektive zu bewertende Atmosphäre zum isolierten Raum 202 zuzuführen. Nachdem die Oberfläche 206a des Substrats 206 während eines vorbestimmten Zeitraums der objektiven Atmosphäre ausgesetzt wurde, wird der Träger 204 angetrieben, um das Substrat 206 in der waagrechten Ebene innerhalb des isolierten Raums 202 zu bewegen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Vorrichtung so gestaltet, dass der Träger 204 angetrieben wird, aber es kann möglich sein, sie so zu gestalten, dass die Spritze 208 angetrieben wird, während das Substrat 206 (d. h. der Träger 204) unbeweglich bleibt. Mit anderen Worten, der Träger 204 oder die Spritze 208 wird bei jedem Abschluss der Kontaktwinkelmessung gedreht oder waagrecht bewegt, und ein weiteres Wassertröpfchen wird auf die Substratoberfläche fallengelassen, die bisher zu keinem Zeitpunkt ein Wassertröpfchen für eine weitere Kontaktwinkelmessung erfahren hat. Auf diese Weise kann die Änderung mit der Zeit der Menge der organischen Verschmutzung verfolgt werden, indem die oben erwähnte Messung in einem gleichbleibenden Intervall wiederholt wird.
  • Ist eine Serie der Kontaktwinkelmessungen vorüber, werden die beiden Ventile V12 und V14 geschlossen, während die beiden Ventile V11 und V13 geöffnet werden, um das Reinigungsgas, das zumindest Sauerstoff einschließt, aus dem Zylinder 213 dem isolierten Raum 202 zuzuführen, und gleichzeitig wird die Oberfläche 206a des Glassubstrats 206 durch das so genannte UV/Ozon-Säubern gesäubert, bei dem die UV-Lampe die Oberfläche 206a bestrahlt, um die darauf abgesetzte organische Substanz abzubauen. Nach dem UV/Ozon-Säubern wird das Ventil V11 geschlossen, während das Ventil V13 geöffnet wird, wobei das Ventil V12 offen gelassen wird, und anschließend wird das während des UV/Ozon-Reinigungsverfahrens erzeugte Ozongas mittels der Abzugspumpe 216 abgezogen, um das Innere des isolierten Raums 202 durch die objektive zu bewertende Atmosphäre zu ersetzen. Auf diese Weise wird der isolierte Raum für die nächste Messung der Änderung mit der Zeit des Kontaktwinkels vorbereitet.
  • Die 19 ist ein Graph, der die Korrelation zwischen der Menge (Kohlenstoff/ Silizium-Verhältnis) der abgesetzten organischen Substanzen und dem Kontaktwinkel zeigt. Wie in der Figur gezeigt nimmt der Kontaktwinkel entsprechend der Zunahme der Menge (Kohlenstoff/Silizium-Verhältnis) der abgesetzten organischen Substanzen zu, so dass der Messwert des Kontaktwinkels durch Benutzung der Korrelation wie im Graphen angegeben in die Menge der abgesetzten organischen Substanz umgewandelt werden kann. Beispielsweise würde es möglich werden, auf der Grundlage der unterschiedlichen Steigerungsverhältnisse des Kontaktwinkels, die erhalten werden, wenn das Glassubstrat während eines konstanten Zeitraums verschiedenen Arten von Atmosphären ausgesetzt wird, im Vergleich zu erfahren, wie groß der abträgliche Einfluss sein würde, den sie als Verschmutzungsquelle ausüben würden. Auch würde es, falls der Kontaktwinkel mit Blick auf das gleiche Substrat, das in einer bestimmten Atmosphäre platziert ist, wiederholt in einem gleichbleibenden Intervall gemessen wird, möglich werden, kontinuierlich zu überwachen, ob die Menge der auf dem Glassubstrat aus der bestimmten Atmosphäre abgesetzten organischen Substanz unter dem zulässigen Niveau gehalten wird oder nicht.
  • Im Lagenaum 10(10') wie in den 1 bis 4 gezeigt, und zwar so weit, wie der Lagerluftgenerator 36 unter Verwendung der Verbrennungsmethode mit Katalysator normalerweise arbeitet oder die Adsorptionsleistung des Aktivkohlefilters wie im Lagerluftgenerator 36' verwendet noch innerhalb des verwendbaren Bereichs funktioniert, sollte die Zunahme des spezifischen Oberflächenwiderstands wie von der Vorrichtung 100 wie in der 14 gezeigt gemessen mehrere Hundertteile pro Tag betragen, während die Zunahme des Kontaktwinkels, gemessen von der Vorrichtung 200 wie in der 17 gezeigt, mehrere Grad pro Tag betragen sollte. Falls allerdings das Steigerungsverhältnis des spezifischen Oberflächenwiderstands und des Kontaktwinkels wie jeweils von den Vorrichtungen 100 und 200 gemessen den oben erwähnten Bereich übersteigt (zum Beispiel mehrere Dutzend Hundertteile pro Tag beim spezifischen Oberflächenwiderstand, mehrere Dutzend Grad pro Tag beim Kontaktwinkel), sollte geurteilt werden, dass einige anormale Stoffe im Lagerluftgenerator 36 auftauchen und/oder der Durchbruch im Aktivkohlefilter des Lagerluftgenerators 36' auftritt, wodurch die organische Substanz in der objektiven zu säubernden Atmosphäre unzureichend entfernt werden kann, und/oder die organische Verschmutzung im Lagerplatz entstanden ist. Bei einem solchen Ereignis müssen alle sauberen Materialien wie gelagert neuerlich gereinigt und wieder gelagert werden. Die Regeleinrichtung 72 wie in der 13 gezeigt würde einen Befehl ausgeben, wonach der Lagerluftgenerator 36(36') das Zuführen der Luft einzustellen hat, damit der Lagerluftgenerator 36(36') zu reparieren und/oder der Aktivkohlefilter zu ersetzen ist. Alternativ dazu würde, falls ein Sicherheitsmechanismus wie in den 20 und 21 gezeigt vorgesehen ist, die Regeleinrichtung 72 dazu imstande sein, den in Betrieb befindlichen Lagerluftgenerator auf den Sicherheitsmechanismus umzuschalten.
  • Es ist möglich, einen in der 20 gezeigten Mechanismus 302 als Sicherheitsmechanismus zu verwenden. Bei diesem Sicherheitsmechanismus 302 ist der Lagerluftgenerator 36 mit 2 Systemen gestaltet, d. h. dem ersten Lagerluftgenerator 36a und dem zweiten Lagerluftgenerator 36b, die getrennt regelbar sind. Die dem Lagerraum 10 zugeführte saubere Luft wird zum Teil über eine Rohrleitung 71, die von einem Luftzufuhrsystem 46 abzweigt, der Prüfvorrichtung 100(200) zugeführt, wo der Grad der organischen Verschmutzung mit der Zeit überwacht wird. Ist beispielsweise die saubere Luft zur Lagerung vom ersten Lagerluftgenerator 36a zugeführt worden (Ventil 78: offen, Ventil 80: geschlossen) und hat die Vorrichtung 100(200) das Auftreten der organischen Verschmutzung bestätigt, kann die Regeleinrichtung 72 dahin gehend arbeiten, dass sie das Ventil 78 schließt und das Ventil 80 öffnet, um die Zufuhrquelle der sauberen Luft auf den zweiten Lagerluftgenerator 36b umzuschalten. In diesem Stadium könnte der Aktivkohlefilter wie im ersten Lagerluftgenerator 36a verwendet ersetzt werden, falls er wirklich eine Ursache für den anormalen Zustand ist.
  • In der 21 wird eine andere Ausführungsform des Sicherheitsmechanismus gezeigt. Bei diesem Sicherheitsmechanismus 304 ist eine Quelle für eine Inertgas-Zufuhrquelle 82 statt mit dem zweiten Lagerluftgenerator 36b wie in der 20 gezeigt mit dem Luftzufuhrsystem 46 verbunden. Folglich arbeitet, wenn die Vorrichtung 100 (200) das Auftreten des anormalen Zustands bestätigt hat, die Regeleinrichtung 72 dahin gehend, dass sie das mit dem Lagerluftgenerator 36 verbundene Ventil 84 schließt und das mit der Inertgas-Zufuhrquelle 82 verbundene Ventil 86 öffnet. Folglich wird als provisorische Gegenmaßnahme das Inertgas dem Lagenaum 10 zugeführt, bis die Reparatur des Lagerluftgenerators abgeschlossen ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen, die für den Lagenaum zur Verwendung beim Lagern des LCD-Substrats geeignet sind, ausführlich erläutert worden. Selbstredend sollte die vorliegende Erfindung aber nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt sein, und ein Fachmann wird verstehen, dass verschiedene Abänderungen und Modifikationen innerhalb der Kategorie technischer Konzepte wie in den Patentansprüchen angeführt vorgenommen werden können und in den technischen Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen können.
  • Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf den Lagenaum zum Lagern des LCD-Substrats, sondern auch auf den Lagenaum zum Lagern des Halbleitersubstrats anwendbar. Auch ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf die Lagerung des Substrats auf seiner Trägerbasis, sondern auch auf die direkte Lagerung auf der Basis des einzelnen Substrats anwendbar. Des Weiteren ist gemäß der vorliegenden Erfindung der Lagerluftgenerator nicht auf den beschränkt, der die Verbrennungsmethode mit Katalysator wie in der 5 gezeigt einsetzt. Es kann jeder beliebige Apparat sein, falls er die saubere Luft erzeugen kann, die die erzeugte Luft regelt, so dass sie weniger als 10 ppb Kohlenwasserstoffgruppen einschließlich Methan enthält. Ferner ist die vorliegende Erfindung weder auf den Lagerluftgenerator, der den Aktivkohlefilter wie in den 6 bis 10 gezeigt verwendet, noch auf den, der den Wirbelbett-Adsorptionsturm wie in der 11 gezeigt, der Aktivkohle als Filtermedium einsetzt, verwendet, beschränkt. Jeder beliebige Apparat kann verwendet werden, wenn er eine solche saubere Luft erzeugt, dass der Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des sauberen Materials und einem reinen Wassertröpfchen oder der spezifische Oberflächenwiderstand des sauberen Materials auf im Wesentlichen der gleichen Höhe wie der gehalten werden kann, der unmittelbar nach dem Säubern des Materials erzielt und beobachtet wird.
  • Die vorliegende Erfindung verwendet die Vorrichtung zum direkten Bewerten des Grads der organischen Verschmutzung auf der Oberfläche des im Lagerplatz gelagerten Substrats, gezeigt in der 14 sowie in der 17. Sie ist jedoch nicht durch eine solche Vorrichtung eingeschränkt. Die vorliegende Erfindung lässt verschiedene Arten von Sensoren zu, die imstande sind, die auf der Substratoberfläche auftretende organische Verschmutzung indirekt zu bewerten. Zum Beispiel kann die Prüfvorrichtung gestaltet werden, indem ein Sensor eingesetzt wird, der die Menge der organischen Schmutzstoffe auf der Substratoberfläche indirekt schätzen kann. Des Weiteren ist bei den Ausführungsformen wie in der Zeichnung veranschaulicht der Lagerraum innerhalb des sauberen Raums konstruiert. Allerdings besteht die Anforderung darin, dass der Lagerraum so konstruiert ist, dass er von der umgebenden sauberen Atmosphäre isoliert ist, womit es möglich ist, ihn außerhalb des sauberen Raums zu konstruieren.
  • Wie im Obigen beschrieben wurde, ist der erste isolierte saubere Raum mit der sauberen Luft gefüllt, die geregelt wird, um weniger als 10 ppb Kohlenwasserstoffgruppen einschließlich Methan zu enthalten, womit es ermöglicht wird, dass die Substratoberfläche wirksam vor dem organischen Schmutzstoff geschützt wird. In diesem Fall kann, da kein Inertgas benutzt wird, der Lagerraum bei niedrigeren Betriebskosten sicher betrieben werden. Darüber hinaus ist der erste isolierte saubere Raum zum Lagern des sauberen Materials mit der sauberen Luft zur Lagerung gefüllt, die durch den Katalysatorreaktionsturm, die Kohlefiltereinheit oder den Adsorptionsturm des Wirbelbett-Typs erzeugt wird und in der der Kontaktwinkel zwischen der Substratoberfläche und dem darauf fallengelassenen reinen Wassertröpfchen oder der spezifische Oberflächenwiderstand der Substratoberfläche im Wesentlichen unverändert gehalten wird, d. h., der Kontaktwinkel oder der spezifische Oberflächenwiderstand wird auf im Wesentlichen der gleichen Höhe wie der gehalten, der unmittelbar nach dem Säubern des Materials gemessen wird. Folglich kann die Substratoberfläche wirksam vor den organischen Schmutzstoffen geschützt werden. Da kein Inertgas angenommen wird, ist die Sicherheit im Lagerraum bei seinem Betrieb gewährleistet, und die anfänglichen Kosten für die Ausgestaltung des Lagerraums und die Betriebskosten würden stark verringert werden. Da stromabwärts vom Katalysatorreaktionsturm, von der Aktivkohlefiltereinheit oder vom Adsorptionsturm des Wirbelbett-Typs ein Mittel zum Entfernen von Teilchen vorgesehen werden kann, das aus den Materialien hergestellt ist, die selbst kein verunreinigendes Gas erzeugen, wird die Menge der Teilchen verringert und in der gereinigten Luft enthaltenes verunreinigendes Gas nicht vermehrt.
  • Ferner ist der erste isolierte Raum in den Lagerplatz zum Lagern des sauberen Materials und den Pufferraum geteilt, so dass verhindert wird, dass die in der Atmosphäre des umgebenden sauberen Raums enthaltene organische Substanz in die damit zu vermischende Atmosphäre im Lagerplatz eintritt, während die Materialien weg vom oder hin zum Lagerraum transferiert werden. Demgemäß ist es möglich, den Lagerraum auf eine geeignete Weise und vorzugsweise so zu konstruieren, dass die Halbfertigprodukte gelagert werden, die üblicherweise ein "Ein- und Ausbringen" in den bzw. aus dem Lagerraum sehr häufig wiederholen müssen.
  • Falls der Grad der organischen Verschmutzung der Oberfläche, die durch die saubere Luft des ersten lokalen sauberen Raums gegen die darin gelagerten sauberen Materialien verursacht wird, stets im zweiten lokalen sauberen Raum durch die Prüfvorrichtung mit der Zeit überwacht wird, kann eine wirksame und unmittelbare Gegenmaßnahme gesetzt werden, und zwar lange bevor die organische Verschmutzung im ersten lokalen sauberen Raum ernsthaft entwickelt wird, wodurch die Materialien wie darin gelagert so verschmutzt werden, dass die Produktionsausbeute stark vermindert wird.

Claims (15)

  1. Lagerraum (10) zur Verwendung beim Lagern von sauberen Materialien, enthaltend einen umgebenden sauberen Raum (12), der auf der Stufe einer ersten Sauberkeit gehalten wird, und einen ersten lokalen sauberen Raum, der vom umgebenden sauberen Raum (12) isoliert ist und mit einer Lagereinrichtung (42) zum Lagern der sauberen Materialien versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Vorrichtungen (36, 36') zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung ausgestattet ist, wobei die saubere Luft geregelt wird, um solch eine zweite Sauberkeitsstufe aufzuweisen, dass sie weniger als 10 ppb Kohlenwasserstoffgruppen einschließlich Methan enthält, sowie mit Vorrichtungen (32, 46) zum Zuführen der sauberen Luft zur Lagerung zum ersten lokalen Raum.
  2. Lagerraum (10) zur Verwendung beim Lagern von sauberen Materialien, enthaltend einen umgebenden sauberen Raum (12), der auf der Stufe einer ersten Sauberkeit gehalten wird, und einen ersten lokalen sauberen Raum, der vom umgebenden sauberen Raum (12) isoliert ist und mit einer Lagereinrichtung (42) zum Lagern der sauberen Materialien versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass er mit Vorrichtungen (36, 36') zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung ausgestattet ist, wobei die saubere Luft geregelt wird, um solch eine zweite Sauberkeitsstufe aufzuweisen, dass der Kontaktwinkel (α) eines reinen Wassertröpfchens (207) oder der spezifische Oberflächenwiderstand zur Oberfläche (104a, b ) des sauberen Materials auf im Wesentlichen der gleichen Höhe wie der gehalten werden kann, der unmittelbar nach einem Säubern des Materials (206, 104) angezeigt wird, sowie mit Vorrichtungen (32, 46) zum Zuführen der sauberen Luft zur Lagerung zum ersten lokalen Raum.
  3. Lagerraum (10) wie in Anspruch 1 oder 2 beansprucht, wobei die Vorrichtungen (36, 36') zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung mit Vorrichtungen (54) zum Entfernen der Kohlenwasserstoffgruppen, die in der Außenluft oder der Luft im umgebenden sauberen Raum (12) enthalten sind, durch Abbauen der Kohlenwasserstoffgruppen unter Verwendung eines Verbrennungsverfahrens mit Katalysator ausgestattet sind.
  4. Lagerraum (10) wie in Anspruch 2 beansprucht, wobei die Vorrichtungen (36, 36') zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung mit Vorrichtungen zum Entfernen der Kohlenwasserstoffgruppen, die in der Außenluft oder der Luft im umgebenden sauberen Raum (12) enthalten sind, durch einen Aktivkohlefilter (656), der sie adsorbieren kann, ausgestattet sind.
  5. Lagerraum (10) wie in Anspruch 2 beansprucht, wobei die Vorrichtungen (36, 36') zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerang mit Vorrichtungen (500) zum Entfernen der Kohlenwasserstoffgruppen, die in der Außenluft oder der Luft im umgebenden sauberen Raum (12) enthalten sind, durch Verwenden eines Wirbelbett-Adsorptionsturms (550), der Aktivkohle einsetzt, ausgestattet sind.
  6. Lagerraum (10) wie in einem der Ansprüche 3 bis 5 beansprucht, wobei die Vorrichtungen (36, 36') zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung auf der Stromabwärtsseite der Vorrichtungen (54, 500) zum Entfernen der Kohlenwasserstoffgruppe mit einem Hochleistungsfilter (524) versehen sind, der Teilchen mit einer Größe von 0,3 μm bei einem Wirkungsgrad von 99,97% oder höher entfernen kann und nur aus Materialien gefertigt ist, die keine gasförmigen Verunreinigungen erzeugen.
  7. Lagerraum (10) wie in Anspruch 5 beansprucht, wobei die Vorrichtungen (36, 36') zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung auf der Stromabwärtsseite der Vorrichtungen (54, 500) zum Entfernen der Kohlenwasserstoffgruppen mit einem Filter (522) mit mittlerer Leistung versehen sind, der Teilchen mit einer Größe von 0,3 μm oder mehr bei einem Wirkungsgrad von unter 99,97% entfernen kann und nur aus Materialien gefertigt ist, die keine gasförmigen Verunreinigungen erzeugen, sowie mit einem Hochleistungsfilter (524), der Teilchen mit einer Größe von 0,3 μm bei einem Wirkungsgrad von 99,97% oder höher entfernen kann und nur aus Materialien gefertigt ist, die keine gasförmigen Verunreinigungen erzeugen.
  8. Lagerraum (10) wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 beansprucht, wobei der erste lokale saubere Raum einen Lagerplatz (20, 22) umfasst, in dem die Lagereinrichtung (42) eingerichtet ist, sowie einen Pufferraum (16) zwischen dem Lagerplatz (20, 22) und dem umgebenden sauberen Raum (12), wobei der Lagerplatz (20, 22) vom Pufferraum (16) durch eine Trennwand (38), die geöffnet und geschlossen werden kann, isoliert ist und auch der Pufferraum (16) vom umgebenden Raum (12) durch eine ähnliche Trennwand (14) isoliert ist.
  9. Lagerraum (10) wie in Anspruch 8 beansprucht, wobei die Luftzufuhrvorrichtung (37) die saubere Luft zur Lagerung vom Lagerplatz (20, 22) dem Pufferraum (16) zuführt.
  10. Lagerraum (10) wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 beansprucht, wobei ferner ein zweiter lokaler sauberer Raum (102, 202), der vom ersten lokalen sauberen Raum und auch vom umgebenden sauberen Raum (12) isoliert ist, eine Gaseintragsvorrichtung (70) zum Eintragen der sauberen Luft zur Lagerung aus dem ersten lokalen sauberen Raum in den zweiten lokalen sauberen Raum (102, 202) und eine Prüfvorrichtung (100, 200) zum Bewerten der von der sauberen Luft zur Lagerung noch verursachten organischen Verschmutzung vorgesehen sind.
  11. Lagerraum (10) wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei die Luftzufuhrvorrichtung (32, 46) eine Mehrzahl an Luftzufuhrsystemen (36a, 36b) einschließt, die voneinander unabhängig sind und von einem zum anderen umgeschaltet werden können, um die saubere Luft zur Lagerung dem ersten lokalen sauberen Raum zuzuführen, und zwar als Reaktion auf das durch die Prüfvorrichtung (100, 200) erhaltene Bewertungsergebnis.
  12. Lagerraum (10) wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei ferner eine Inertgas-Zufuhrvorrichtung (82) zum Zuführen eines inerten Gases zum ersten lokalen sauberen Raum vorgesehen ist und die Luftzufuhrvorrichtung (32, 46) auf die Inertgas-Zufuhrvorrichtung (82) umgeschaltet wird, und zwar als Reaktion auf das durch die Prüfvorrichtung (100, 200) erhaltene Bewertungsergebnis.
  13. Lagerraum (10) wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei die Prüfvorrichtung (100) ein Substrat (104), von dem zumindest die Oberfläche (104a, b) isoliert ist, ein Messinstrument (112) für den spezifischen Oberflächenwiderstand zum Messen des elektrischen Widerstands zwischen mindestens zwei Punkten auf dem Substrat (104), Vorrichtungen zum Eintragen eines feuchtigkeitsgeregelten Gases mit einer im Wesentlichen gleichbleibenden relativen Feuchtigkeit in den zweiten lokalen sauberen Luftraum (102) und Vorrichtungen zum Bewerten der auf dem Substrat (104) auftretenden Verschmutzung mit Blick auf den vom Messinstrument (112) für den spezifischen Oberflächenwiderstand gemessenen spezifischen Oberflächenwiderstand und zum Erkennen der Verschlechterung der Tauglichkeit zum Entfernen der organischen Substanzen bei den Vorrichtungen (36, 36') zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung einschließt.
  14. Lagerraum (10) wie in Anspruch 10 beansprucht, wobei die Prüfvorrichtung (200) ein Substrat (206), Vorrichtungen (208) zum Fallenlassen eines reinen Wassertröpfchens (207) auf die Oberfläche (206a) des Substrats (206), Vorrichtungen zum Messen des Kontaktwinkels (α) des fallengelassenen Wassertröpfchens (207) und Vorrichtungen zum Bewerten der auf dem Substrat (206) auftretenden Verschmutzung mit Blick auf den Kontaktwinkel (α) – so wie gemessen – und zum Erkennen der Verschlechterung der Tauglichkeit zum Entfernen der organischen Substanzen bei den Vorrichtungen (36, 36') zum Erzeugen der sauberen Luft zur Lagerung einschließt.
  15. Lagerraum (10) wie in Anspruch 13 oder 14 beansprucht, wobei die Qualität des die Oberfläche (104a, b, 206a) des Substrats (104, 206) bildenden Materials im Wesentlichen identisch zu der des Materials, so wie im ersten lokalen sauberen Raum gelagert, ist und ersteres nach einem Säubern im Wesentlichen für die gleiche Zeit der Atmosphäre ausgesetzt wird wie letzteres.
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