JP4236443B2

JP4236443B2 - Clean air generator

Info

Publication number: JP4236443B2
Application number: JP2002307181A
Authority: JP
Inventors: 浩一西村; 仁稲葉; 峰彦佐藤
Original assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Current assignee: Takasago Thermal Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-10-22
Filing date: 2002-10-22
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2022-10-22
Also published as: JP2004141721A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クリーンルームに供給することができる清浄な空気を生成する装置に関し、特に、半導体や液晶素子等の電子部品、電子材料等の製品を製造するためのクリーンルームにおける汚染物質及びその前駆物質が除かれた清浄な空気を生成する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
清浄空気の生成方法及び生成装置としては、シリカゲル又は金属ケイ酸塩を有する回転自在なロータを有する乾式減湿装置を三段直列に系統接続し、一段目の乾式減湿装置で減湿処理した空気を二段目の乾式減湿装置で減湿処理し、二段目の乾式減湿装置で処理した空気をさらに三段目の乾式減湿装置で減湿処理する方法、及びこのような手段を有する装置が知られている。さらにこのような方法及び装置によれば、アンモニア、塩化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物等の無機ガス成分の汚染物質を空気中から吸着し、出口濃度で１ｐｐｂ以下まで除去することが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３８１３７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
無機ガス成分の汚染物質の測定では、インピンジャーによって前記汚染物質を捕集し、これを測定する方法が一般に行われている。この方法では、水に溶けない物質や水に溶けにくい物質は捕集されず、測定されない。このような非水溶性の物質や難水溶性の物質の中には、これらの物質同士が気相中で反応し、又はこれらの物質と水とが気相中で反応して前記汚染物質を形成する物質（前駆物質）がある。
【０００５】
一方、半導体製品や医薬品等の製造現場として利用されるクリーンルームでは、製品の種類や状態、及びクリーンルームでの作業工程等によっては、前記前駆物質が前述した気相で反応し、前記汚染物質を形成することがある。
【０００６】
本発明は、前記事項に鑑みなされたものであり、空気中の汚染物質及びその前駆物質が除かれた清浄な低露点空気を生成する装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
ガス状の無機化合物には、水に溶けやすい物質又は水と反応しやすい物質が多い。このような物質は、活性炭等の吸着剤を有するケミカルフィルタや、空気に水を噴霧するケミカルワッシャ等の公知の手段を用いて有効に除去することが可能である。しかしながら、ガス状の無機化合物には、水に溶けにくい物質もある。そして水に溶けにくい物質は、この物質同士が反応して、水に溶けやすい物質になり、この物質と水との反応により汚染物質を生成することがある。
【０００８】
例えば、窒素酸化物には、一酸化窒素のように水に溶けにくい物質がある。しかしながら、一酸化窒素は、下記化学反応式（１）に示すように、オゾンと反応して二酸化窒素を生成する。生成した二酸化窒素は、下記化学反応式（２）に示すように、水と反応して硝酸と一酸化窒素を生成する。硝酸は、クリーンルーム内における半導体製品の製造では汚染物質とされている。
【０００９】
【化１】
ＮＯ＋Ｏ₃→ＮＯ₂＋Ｏ₂ （１）
【００１０】
【化２】
３ＮＯ₂＋Ｈ₂Ｏ→２ＨＮＯ₃＋ＮＯ（２）
【００１１】
半導体製品の製造に用いられるクリーンルームでは、クリーンルーム内で行われる工程等によっては、例えば電子線の照射のように、反応を進行させるための十分なエネルギーが存在する環境が形成されることがあり、前記の化学反応がクリーンルーム内で進行することがある。したがって、前記クリーンルームにおいて製品の歩留まりを上げるためには、水及び汚染物質に加えて、一酸化窒素、二酸化窒素及びオゾンのように汚染物質を生成し得る物質も除かれた空気を供給することが重要である。
【００１２】
本発明は、クリーンルームにおいて汚染物質となり得る空気中の極性分子を吸着する吸着剤に、殆ど水分を含まない低露点空気を供給し、極性分子を含む空気からでは吸着剤に通常吸着されない前記極性分子（汚染物質）の前駆物質を吸着剤によって吸着又は除去し、クリーンルーム等の清浄空間で汚染物質が発生しにくい低露点空気を生成する装置である。
【００１３】
すなわち本発明は、汚染物質の前駆物質が除かれた低露点空気を生成する装置であって、低露点空気供給手段と、低露点空気から汚染物質の前駆物質を除去する除去手段とを有し、低露点空気供給手段は、除去手段に低露点空気を供給する手段であり、除去手段は、空気中の極性分子を吸着する吸着剤を、低露点空気供給手段から供給される低露点空気に接触する位置に有する手段である清浄空気生成装置である。
【００１４】
一般に、有機及び無機の極性分子は、低露点空気の生成時における空気中からの水分の除去に伴い除去される。したがって、前記構成によれば、低露点空気に含まれる前記前駆物質に吸着剤が作用し、吸着又は分解等の現象により前駆物質が低露点空気から除去又は無害化され、汚染物質及びその前駆物質が除かれた清浄な低露点空気を生成することが可能となる。
【００１５】
前記低露点空気供給手段は、前記除去手段に低露点空気を供給する手段である。このような低露点空気供給手段には、従来より知られている種々の手段を用いることができる。このような低露点空気供給手段としては、例えば外気等の空気から低露点空気を生成して供給する手段や、容器に収容している低露点空気を供給する手段等が用いられる。
【００１６】
前記前駆物質の低露点空気からの除去率は、低露点空気の露点温度の低さに比例して高まる傾向にある。したがって、本発明において、除去手段に供給する低露点空気の露点温度は、前記前駆物質の種類や達成したい除去率に応じて適宜設定することが可能であるが、前記低露点空気供給手段は、露点温度が−８０℃以下の低露点空気を供給する手段であることが、前記前駆物質を低露点空気から効率よく除去する上で好ましい。
【００１７】
低露点空気を生成して供給する手段としては、空気中から水分を除去することにより低露点空気を生成する公知の装置を用いることができる。このような装置としては、例えば、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮空気を減湿用吸着剤によって減湿する吸着式減湿機とを有する減湿装置や、空気を圧縮する圧縮機と、圧縮空気を中空糸膜等の分離膜によって減湿する膜式減湿機とを有する減湿装置や、前述した乾式減湿装置を三段直列に系統接続した乾式減湿システム等が挙げられる。本発明では、公知の減湿用吸着剤によって空気中の水分を吸着して除去し、低露点空気を生成する手段を用いることが、汚染物質の前駆物質を低露点空気から効率よく除去する上で好ましい。
【００１８】
容器に収容している低露点空気を供給する手段としては、例えば、低露点空気を収容するボンベ等が挙げられる。
【００１９】
前記除去手段は、汚染物質の前駆物質を低露点空気から除去する手段であり、空気中の極性分子を吸着する吸着剤を、低露点空気供給手段から供給される低露点空気に接触する位置に有する。前記除去手段は、公知のケミカルフィルタのように、処理すべき空気の通気路に固定して配置される除去手段であっても良いが、吸着と吸着剤の吸着能力の再生とを繰り返し行うことができる除去手段であることが、前記前駆物質を低露点空気から効率よく、また連続して除去する上で好ましい。
【００２０】
このような除去手段としては、特に限定されないが、例えば、通気性を有し移動自在に設けられる吸着部材と、この吸着部材を通過する空気に接触する位置にある前記吸着剤と、吸着部材に対して低露点空気を供給する低露点空気供給部と、吸着部材に対して吸着剤の吸着能力を再生するために吸着部材を加熱する加熱部とを有し、吸着部材は、低露点空気供給部と加熱部とにまたがって移動する除去手段が挙げられる。
【００２１】
前記吸着部材は、通気性を有し移動自在に設けることが可能な部材であれば、従来より知られている種々の部材を用いることができる。また前記吸着部材の材料は特に限定されない。このような吸着部材としては、例えば、セラミックペーパやシリカの焼成体で形成されているハニカム構造体、セラミックペーパやグラスクロスで形成されている無端ベルト等が挙げられる。本発明では、前記吸着部材は、円柱形に形成された吸着ロータであることが、前記前駆物質を低露点空気から効率よく、また連続して除去する上でより好ましい。
【００２２】
前記吸着部材を移動自在に設ける手段は、吸着部材の形態に応じた適当な手段であれば特に限定されない。このような手段としては、例えば吸着部材がロータである場合は、このロータに回転運動を伝達するギアやベルト等の動力伝達手段を有するモータが挙げられ、例えば吸着部材が無端ベルトである場合は、この無端ベルトを軸支し回転駆動する駆動用プーリ等が挙げられる。このような手段を用い、かつ後述する低露点空気供給部及び加熱部の配置、又は低露点空気供給部及び加熱部に対する定着部材の配置を適当に行うことにより、低露点空気供給部と加熱部とにまたがって吸着部材を移動させることができる。
【００２３】
前記低露点空気供給部は、吸着部材に対して低露点空気を供給する部材でありこのような部材であれば特に限定されない。このような低露点空気供給部は、吸着部材の形態に応じて適宜設けることができる。このような低露点空気供給部は、例えばケーシングやチャンバ、及び必要に応じてこれらの内部を仕切る仕切り板等の部材によって構成される。
【００２４】
前記加熱部は、吸着部材に対して吸着剤の吸着能力を再生するために吸着部材を加熱する部材であり、このような部材であれば特に限定されない。このような加熱部は、吸着部材の形態に応じて適宜設けることができる。このような加熱部としては、例えば吸着部材に対して加熱された空気である再生用空気を供給する再生用空気供給部や、吸着部材を加熱するヒータ等が挙げられる。再生用空気供給部は、前述した低露点空気供給部と同様に構成することができる。
【００２５】
また、前記加熱部を有する除去手段は、加熱された吸着部材が低露点空気供給部に移動する前に、吸着部材に対して冷却用の空気を供給する冷却用空気供給部を有することが好ましい。このような構成によれば、汚染物質の前駆物質を効率よく吸着する上で好ましい。冷却用の空気には、除去手段を通過した低露点空気や、クリーンルームからの還気等の空気を用いることができる。また冷却用空気供給部は、前述した低露点空気供給部と同様に構成することができる。
【００２６】
前記吸着剤は、空気中の極性分子を吸着する吸着剤であれば特に限定されない。このような吸着剤としては、従来より知られている種々の吸着剤を用いることができる。このような吸着剤としては、例えば活性炭、シリカゲル、アルミナ、ゼオライト、及び金属ケイ酸塩等が挙げられる。本発明では、前記吸着剤は、シリカゲル、ゼオライト、及び金属ケイ酸塩の中から選択される一種又は二種以上であることが、汚染物質の前駆物質を低露点空気から除去する上で好ましい。前記吸着剤は、汚染物質の前駆物質の種類に応じて選択することが可能であり、例えば吸着剤がシリカゲル又は金属ケイ酸塩の中から選択される一種又は二種以上であると、後述する二酸化窒素、一酸化窒素及びオゾンを一括して低露点空気から除去する上で好ましく、吸着剤がゼオライトであると、オゾンを低露点空気から除去する上で好ましい。
【００２７】
本発明の清浄空気生成装置の構成要素は、前述した構成要素のみに限定されない。本発明の清浄空気生成装置は、生成する清浄空気の用途や所望の性状等の必要に応じて、さらなる構成要素を有していても良い。このような他の構成要素としては、例えば前記除去手段で前記前駆物質が除去された低露点空気の露点温度を下げるための減湿装置や、低露点空気等の空気から塵埃等の粒子状の汚染物質を除去するＨＥＰＡフィルタ等の空気浄化手段や、低露点空気等の空気の乾球温度を調整する加熱コイルや冷却コイル等の温度調整手段や、ファン等の送風手段、バタフライ弁や自動弁等の流量調整手段等が挙げられる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
＜第一の実施の形態＞
本実施の形態は、半導体製品を製造するためのクリーンルームに本発明を適用した形態である。半導体製品を製造するためのクリーンルームは、図１に示すように、パネル１０１及びファンフィルタユニット１０２によって形成される天井と、通気性を有するグレイチング床１０３によって形成される床と、パネル１０４によって形成される壁とによって形成されている。クリーンルームの天井裏には上部チャンバ１０５が形成され、クリーンルームの床下には下部チャンバ１０６が形成され、クリーンルームの壁の裏側には上部チャンバ１０５及び下部チャンバ１０６を接続するリターンチャンバ１０７が形成されている。
【００３４】
ファンフィルタユニット１０２は、上部チャンバ１０５の空気をファンによってフィルタに通し、クリーンルームに供給するユニットである。上部チャンバ１０５の空気は、ファンフィルタユニット１０２のフィルタを通ってクリーンルームに供給される。クリーンルームに供給された空気は、グレイチング床１０３を通過して下部チャンバ１０６に送られる。下部チャンバに送られた空気は、下部チャンバ１０６からリターンチャンバ１０７を通って上部チャンバ１０５に送られる。図１に示すクリーンルームは、このような空気の循環が行われる循環式のクリーンルームである。
【００３５】
前記クリーンルームには、シリコンウエハの製造装置１０８と、これに隣接するハンドリングチャンバ１０９とが設けられている。ハンドリングチャンバ１０９は、シリコンウエハの製造装置１０８からシリコンウエハを受け取るための開閉自在な第一の扉１１０と、これに対向する位置に設けられる開閉自在な第二の扉１１１と、第一の扉１１０及び第二の扉１１１を介してシリコンウエハを搬送するためのハンドリングアーム１１２と、ハンドリングチャンバ１０９内の空気を前記クリーンルームに排気するための差圧排気口１１３とを有する。
【００３６】
ハンドリングチャンバ１０９の第二の扉１１１の外側には、ウエハ搬送ボックス１１４が気密にかつ自在に接続することができる。ハンドリングアーム１１２は、シリコンウエハの製造装置１０８からウエハ搬送ボックス１１４にシリコンウエハを搬送する装置である。ウエハ搬送ボックス１１４は、このボックスを把持するアームを有する搬送車１１５によって搬送される。なお差圧排気口１１３は、例えば前記クリーンルームに対してハンドリングチャンバ１０９内が正圧である場合に開口する差圧ダンパを有し、ハンドリングチャンバ１０９内に前記クリーンルームからの空気の流入を防ぐ排気口である。
【００３７】
下部チャンバ１０６には、清浄空気生成装置１が設けられている。清浄空気生成装置１は、サプライダクト１１６を介してハンドリングチャンバ１０９に接続されている。清浄空気生成装置１は、下部チャンバ１０６から空気を取り入れることができ、この空気と別系統から供給される空気とから清浄空気を生成し、サプライダクト１１６を通じてハンドリングチャンバ１０９に清浄空気を供給する装置である。
【００３８】
清浄空気生成装置１は、図２に示すように、低露点空気供給手段２と、低露点空気から汚染物質の前駆物質を除去する除去手段３とを有する。
【００３９】
低露点空気供給手段２は、前述した乾式減湿システムと同様に構成されている。すなわち低露点空気供給手段２は、シリカゲル又は金属ケイ酸塩を有する回転自在な第一及び第二のロータ４、５と、第一及び第二のロータ４、５に処理空気を順次供給するための処理空気の通気路７と、第二のロータから第一のロータ５、４に再生用空気を順次供給するための再生用空気の通気路８と、第一から第二のロータ４、５のそれぞれのロータに冷却用空気を供給するための冷却用空気の通気路９、１０と、処理空気の通気路７において第一及び第二のロータ４、５のそれぞれのロータよりも上流側の処理空気の通気路７にクリーンルームの下部チャンバ１０６から取り入れた空気を供給する還気用の通気路１２とを有する。なお、この実施の形態では、差圧ダンパを介して低露点空気がクリーンルーム内に間接的に供給される。
【００４０】
冷却用空気の通気路９は、処理空気の通気路７において第一のロータ４よりも下流側の処理空気の通気路７から分岐し、第一のロータ４を通って、第一のロータ４よりも上流側の処理空気の通気路７に接続される通気路である。冷却用空気の通気路１０は、処理空気の通気路７において第二のロータ５よりも上流側の処理空気の通気路７から分岐し、第二のロータ５を通って、再生用空気の通気路８において第二のロータ５よりも上流側の再生用空気の通気路８に接続される通気路である。還気用の通気路１２は、三つに分岐し、処理空気の通気路７において各ロータよりも上流側の処理空気の通気路７のそれぞれ接続される通気路である。
【００４１】
処理空気の通気路７において各ロータよりも上流側の処理空気の通気路７には、処理空気を冷却するための冷却コイル（Ｃ）がそれぞれ設けられている。また、再生用空気の通気路８において各ロータよりも上流側の再生用空気の通気路８には、再生用空気を加熱するための加熱コイル（Ｈ）がそれぞれ設けられている。また、各通気路には、バルブ（Ｖ）及びファン（Ｆ）が必要に応じて適宜設けられている。
【００４２】
除去手段３は、図２及び図３に示すように、吸着ロータ１３と、吸着ロータ１３に対して低露点空気を供給する低露点空気供給部１４と、吸着ロータ１３に対して再生用空気を供給する再生用空気供給部１５とを有する。低露点空気供給部１４は、低露点空気供給手段２からの処理空気の通気路７に接続され、再生用空気供給部１５は、吸着ロータ１３よりも下流側の処理空気の通気路７から分岐した通気路である再生用空気の通気路８に接続されている。除去手段３における再生用空気の通気路８には、吸着ロータ１３を通過する前の再生用空気の通気路８中の空気を加熱するための加熱コイルＨ４が設けられている。また、除去手段３における処理空気の通気路７及び再生用空気の通気路８には、それぞれファンＦ７、Ｆ８が設けられている。
【００４３】
吸着ロータ１３は、通気性を有し円柱形に形成されたロータであり、例えばセラミックの焼成によって形成され、円柱形の軸方向に延びる多数の通気孔を有するハニカム構造体である。吸着ロータ１３の前記通気孔の表面には、シリカゲル、ゼオライト、金属ケイ酸塩等から選ばれる吸着剤が担持されている。吸着剤は、例えば前記吸着剤の粒子を水に分散させた分散液に、前記ハニカム構造体を浸漬した後にこれを焼成することによって吸着ロータ１３に担持される。
【００４４】
低露点空気供給部１４と再生用空気供給部１５は、図３に示すように、有底の円筒体の内側を仕切り板によって縦に二つに仕切り、仕切られたそれぞれの底部に開口部を設けたケーシング１６によって構成され、このケーシング１６を、前記円筒体の内部を吸着ロータ１３に向けて吸着ロータ１３の端面にそれぞれ配置することにより形成されている。
【００４５】
低露点空気供給手段２では、第一及び第二のロータ４、５は、それぞれ、処理空気の通気路７、再生用空気の通気路８及びそれぞれの冷却用空気の通気路にまたがって移動するように回転し、かつ処理空気の通気路７から再生用空気の通気路８を経て冷却用空気の通気路に向かう方向に回転する。低露点空気供給手段２では、処理空気は、各ロータを通過するたびに、空気中の水分及び水に溶けやすい有機化合物及び無機物質が除去され、第二のロータ５を通過した後では、露点温度が−８０℃程度の低露点空気となる。
【００４６】
除去手段３では、低露点空気供給手段２から供給される低露点空気が吸着ロータ１３を通過するときに、低露点空気中の一酸化窒素、二酸化窒素、及びオゾン等の比較的極性の低い物質に前記吸着剤が作用する。吸着剤は、これらの物質を吸着又は分解し、これらの物質を低露点空気から除去する。このように、清浄空気生成装置１によれば、前記の物質が除去された清浄な低露点空気を連続して生成することができる。
【００４７】
前述した清浄空気生成装置において、除去手段３の吸着剤として金属ケイ酸塩を用いたときの窒素酸化物濃度の変化及び除去率を表１に示す。水に溶けやすい窒素酸化物はインピンジャー法で測定し、その他の窒素酸化物は、化学発光法分析計（日本サーモエレクトロン社製、Ｍｏｄｅｌ４２Ｃ−ＴＬ、及びＭｏｄｅｌ１７Ｃ）を用いて測定した（乾式法）。
【００４８】
【表１】

【００４９】
表１からわかるように、低露点空気中に含まれる、水に溶けやすい窒素酸化物は、その他の窒素酸化物に比べてその量が非常に少なく、全体の１／１００程度である。この結果より、汚染物質を生成し得る物質の量としては、水に溶けやすい窒素酸化物に比べてその他の窒素酸化物の方がはるかに多いことがわかる。したがって、乾式法で測定されるような水に溶けにくい窒素酸化物を除去することは、窒素酸化物から生成され得る汚染物質のクリーンルームでの発生を防止する上で、非常に有効であることがわかる。
【００５０】
また前述した清浄空気生成装置において、除去手段３の吸着剤として金属ケイ酸塩を用いたときのオゾン濃度の変化及び除去率を表２に示す。表２に示すように、前記清浄空気生成装置によれば、外気の９８％以上のオゾンが除去された低露点空気を生成することができる。
【００５１】
【表２】

【００５２】
一酸化窒素や二酸化窒素等の窒素酸化物やオゾンが空気中から除去される理由としては、露点温度が−８０℃以下の低露点空気には、水や前記極性分子のように、前記吸着剤に優先的に吸着される物質がほとんど含まれていないので、前記窒素酸化物やオゾンのように、通常では吸着剤が作用しにくい物質に吸着剤が作用するためと考えられる。
【００５３】
本実施の形態では、このように窒素酸化物及びオゾンが除去された低露点空気が図１に示すハンドリングチャンバ１０９に供給される。前記化学反応式（１）に示したように、窒素酸化物、オゾン、及び水が存在する場合では、汚染物質である硝酸が生成することがあり得るが、本実施の形態では、窒素酸化物、オゾン、及び水が除去された低露点空気が生成されることから、ハンドリングチャンバ１０９内での汚染物質の発生を防止することができる。
【００５４】
また窒素酸化物及びオゾンは、強い酸化力を有することが知られているが、本実施の形態によれば、これらの物質が除去された低露点空気が生成されることから、ハンドリングチャンバ１０９内におけるこれらの物質の影響（例えばシリコンウエハでの酸化膜の生成等）をより小さくすることができる。
【００５５】
本発明の実施の形態の他の適用例を示す。
図４は、本発明の実施の形態の清浄空気生成装置を、クリーンルーム中に設けられたシリコンウエハの保管庫に適用した例を示す。図４に示すクリーンルームは、シリコンウエハの製造装置１０８及びハンドリングチャンバ１０９に代えてシリコンウエハの保管庫１１７が設けられていること、清浄空気生成装置１はサプライダクト１１６を介してシリコンウエハの保管庫１１７に清浄な低露点空気を供給すること、シリコンウエハの保管庫１１７と清浄空気生成装置１とはリターンダクト１１８で接続されていること、及び清浄空気生成装置１の還気用の通気路１２にはリターンダクト１１８からの還気が供給されること以外は、図１に示すクリーンルームと同じ構成である。
【００５６】
シリコンウエハの保管庫１１７は、前述した第二の扉１１１と同じ構造の第三の扉１１９を有する。また、シリコンウエハの保管庫１１７には、供給される空気から粒子状の汚染物質を除去するためのフィルタ（ｆ）等が必要に応じて設けられる。
【００５７】
シリコンウエハの保管庫１１７には、窒素酸化物及びオゾンが除去された清浄な低露点空気が清浄空気生成装置１から供給される。また、シリコンウエハの保管庫１１７の空気は、差圧排気口１１３及びリターンダクト１１８を介して清浄空気生成装置１に戻される。
【００５８】
前述したように、窒素酸化物及びオゾンは強い酸化力を有している。前記適用例のように、シリコンウエハがより長時間空気と接触する環境に本発明の実施の形態を適用すると、シリコンウエハでの酸化膜の生成のような、半導体製品への上記物質の悪影響を抑制する上でより一層効果的である。
【００５９】
＜参考例＞
本参考例の清浄空気生成装置は、図５に示すように、低露点空気供給手段２０と、除去手段３０と、後処理装置４０とを有する。
【００６０】
低露点空気供給手段２０は、処理すべき空気を圧縮する圧縮機２１と、圧縮された空気を収容する空気タンク２２と、圧縮された空気から水分を除去する減湿装置２３と、圧縮機２１、空気タンク２２、及び減湿装置２３を順次接続する処理空気の通気路７と、減湿装置２３を通過する再生用空気の通気路８とを有する。処理空気の通気路７には、例えば圧縮前の空気から粒子状の汚染物質を除去するためのフィルタ（ｆ２）や、空気タンク２２に収容する前の空気を冷却するための冷却コイル（Ｃ４）等が適宜設けられている。
【００６１】
減湿装置２３は、空気中の水分を吸着するゼオライト等の吸着剤が充填されている第一の吸着塔２４及び第二の吸着塔２５と、二つのバルブＶ７、Ｖ８を有し処理空気の通気路７においてこれらの吸着塔の入り口同士を接続する通気路ａと、二つのバルブＶ９、Ｖ１０を有し処理空気の通気路７においてこれらの吸着塔の出口同士を接続する通気路ｂと、バルブＶ７及びバルブＶ８よりもそれぞれの吸着塔寄りの通気路ａ同士を接続する通気路ｃと、バルブＶ９及びバルブＶ１０よりもそれぞれの吸着塔寄りの通気路ｂ同士を接続する通気路ｄとを有する。通気路ｃは二つのバルブＶ１１、Ｖ１２を有し、通気路ｄは二つのバルブＶ１３、Ｖ１４を有する。
【００６２】
減湿装置２３において、空気タンク２３側では、バルブＶ７とＶ８との間の通気路ａと処理空気の通気路７とが接続されており、バルブ１１とＶ１２との間の通気路ｃと再生用空気の通気路８とが接続されている。また、減湿装置２３において、除去手段３０側では、バルブＶ９とＶ１０との間の通気路ｂと処理空気の通気路７とが接続されており、バルブＶ１３とＶ１４との間の通気路ｄと再生用空気の通気路８とが接続されている。
【００６３】
除去手段３０は、再生用空気の通気路８において吸着ロータ１３よりも上流側で一部が分岐し吸着ロータ１３を介して吸着ロータ１３よりも下流側の再生用空気の通気路８に接続される冷却用空気の通気路３１を有すること、冷却用空気供給部（図示せず）が吸着ロータ１３のケーシングに設けられていること、及び吸着ロータ１３は低露点空気供給部から再生用空気供給部を経て冷却用空気供給部に向かう回転方向で回転すること以外は、前述した除去手段３と同様に構成されている。なお、冷却用空気供給部は、図３に示す低露点空気供給部や再生用空気供給部と同様に、仕切り板によって構成される。
【００６４】
後処理装置４０には、空気中の粒子状の物質を除去するフィルタ（ｆ３）を有する装置や、空気中に含まれる有機物質を空気中から除去するためのオイルセパレータが用いられる。
【００６５】
低露点空気供給手段２０では、圧縮機２１によって圧縮された空気は、必要に応じて冷却コイルＣ４で冷却されて空気タンク２２に収容される。空気タンク２２に収容された圧縮空気は、減湿装置２３において第一の吸着塔２４又は第二の吸着塔２５に送られる。吸着塔では、吸着塔に収容されている吸着剤によって、吸着塔に送られた圧縮空気から水分が吸着され除去される。
【００６６】
減湿装置２３において、第一の吸着塔２４によって前記圧縮空気から水分を除去する場合では、バルブＶ７及びＶ９を開き、バルブＶ８、Ｖ１１、Ｖ１３、及びＶ１０を閉じる。また第一の吸着塔２４を運転しながら第二の吸着塔２５の吸着能力を再生する場合では、バルブＶ１４及びＶ１２を開き、第二の吸着塔２５に再生用空気の通気路８の空気を通し、第二の吸着塔２５に収容された吸着剤の吸着能力を再生する。なお、再生用空気の再生力を高めるために、除去手段３０と通気路ｄとの間の再生用空気の通気路８に加熱コイル等の空気の加熱手段を設けても良い。
【００６７】
同様に、第二の吸着塔２５によって前記圧縮空気から水分を除去する場合では、バルブＶ８及びＶ１０を開き、バルブＶ７、Ｖ１２、Ｖ１４、及びＶ９を閉じる。また第二の吸着塔２５を運転しながら第一の吸着塔２４の吸着能力を再生する場合では、バルブＶ１３及びＶ１１を開き、第一の吸着塔２４に収容された吸着剤の吸着能力を再生する。このように、空気タンク２２に収容された圧縮空気を第一の吸着塔２４又は第二の吸着塔２５に通すことによって、露点温度が−８０℃程度の低露点空気が生成する。
【００６８】
低露点空気供給手段２０で生成した低露点空気は、必要に応じて冷却コイルＣ５によって冷却され、低露点空気供給部に供給され、吸着ロータ１３を通る。前記低露点空気は、吸着ロータ１３を通過することによって、低露点空気中に含まれる一酸化窒素及び二酸化窒素等の窒素酸化物、及びオゾンが低露点空気から除去され、これらの物質が除かれた清浄な低露点空気となる。
【００６９】
吸着ロータ１３を通過した低露点空気は、一部は後処理装置４０に送られ、一部は再生用空気の通気路８に送られる。後処理装置４０に送られた低露点空気は、さらに前記ハンドリングチャンバや前記シリコンウエハの保管庫等の供給先に供給される。
【００７０】
再生用空気の通気路８に送られた低露点空気は、一部は加熱コイルＨ４に送られ、一部は冷却用空気の通気路３１に送られる。加熱コイルＨ４に送られた低露点空気は、加熱され、再生用空気供給部に供給され、吸着ロータ１３を通過する。これにより、吸着ロータ１３の吸着剤に吸着された物質が吸着剤から放出され、又は吸着剤表面で分解され、前記吸着剤の吸着能力が再生する。
【００７１】
再生用空気供給部で加熱された吸着ロータ１３の一部分が吸着ロータ１３の回転によって冷却用空気供給部に移動しており、冷却用空気の通気路３１に送られた低露点空気は、この部分を通過する。これにより、加熱された吸着ロータ１３が冷却され、低露点空気供給部における吸着剤の吸着効率がより一層向上する。吸着ロータ１３を通過した冷却用の低露点空気は、冷却後に、ヒータＨ４で加熱され吸着ロータ１３を再生した後の再生用の低露点空気と合流する。合流した低露点空気は、前述したように、第一の吸着塔２４又は第二の吸着塔２５に送られ、吸着塔に収容されている吸着剤の吸着能力を再生する。
【００７２】
本実施の形態によれば、圧縮空気から水分を除去するための二つの吸着塔を有し、これらの吸着塔のそれぞれに対して、処理すべき空気の供給と再生用空気の供給とを自在に切り替えられる低露点空気供給手段２０を用いることから、低露点の圧縮空気を連続して生成することができ、かつこの低露点の圧縮空気から、一酸化窒素や二酸化窒素等の窒素酸化物やオゾン等の汚染物質の前駆物質を連続して除去することができるので、前記前駆物質が除去された清浄な低露点空気を連続して生成することができる。
【００７３】
また、本参考例では、吸着剤の吸着能力の再生時に加熱された吸着ロータ１３を冷却した後に、前記前駆物質の除去に再び用いることから、前記前駆物質の除去効率を向上させる上でより一層効果的である。
【００７４】
＜第二の実施の形態＞
本実施の形態の清浄空気生成装置は、図６に示すように、減湿装置２３に代えて膜式減湿装置５１を用いる以外は、参考例と同様に構成されている。
【００７５】
膜式減湿装置５１は、例えば、円筒形の容器と、この容器に収容される中空糸膜の束と、前記容器に収容された中空糸膜の中空部分に圧縮空気を供給するための圧縮空気の通気口と、前記容器と前記中空糸膜との隙間に再生用空気を供給するための再生用空気の通気口とを有する。前記圧縮空気の通気口には、処理空気の通気路７が接続されており、前記再生用空気の通気口には、再生用空気の通気路８が、処理空気の通気路７の外周を取り巻くように接続されている。なお、処理空気の通気路７と再生用空気の通気路８は、前記中空部分における圧縮空気の流れ方向と前記容器内における再生用空気の流れ方向が逆方向になるように接続されている。
【００７６】
前記圧縮空気の通気口から、空気タンク２２からの圧縮空気を前記中空糸膜に通すと、高分子材料で形成されている中空糸膜は水蒸気を透過させやすく空気を透過させにくい性質を有することから、圧縮空気の水分は中空糸膜の外側に透過する。中空糸膜を透過した水分は、吸着ロータ１３における吸着剤の再生に用いられた低露点空気に吸収され、前記容器から排出される。このように、前記中空糸膜に圧縮空気を通すことによって、露点温度が−８０℃程度の低露点空気が連続して生成される。
【００７７】
なお、前記中空糸膜による水分の透過の効率をより向上させるために、吸着ロータ１３と膜式減湿装置５１との間の再生用空気の通気路８に冷却コイル等の空気の冷却手段を設けても良い。
【００７８】
本実施の形態によれば、膜式減湿装置５１を用いて圧縮空気から水分を除去することから、簡単な構成で低露点の圧縮空気を連続して生成することができ、かつこの低露点の圧縮空気から、一酸化窒素や二酸化窒素等の窒素酸化物やオゾン等の汚染物質の前駆物質を連続して除去することができるので、前記前駆物質が除去された清浄な低露点空気を簡単な構成で連続して生成することができる。
【００７９】
また、本実施の形態では、吸着剤の吸着能力の再生時に加熱された吸着ロータ１３を冷却した後に、前記前駆物質の除去に再び用いることから、前記前駆物質の除去効率を向上させる上でより一層効果的である。
【００８０】
【発明の効果】
本発明の清浄空気生成装置は、汚染物質の前駆物質が除かれた低露点空気を生成する装置であって、低露点空気供給手段と、低露点空気から汚染物質の前駆物質を除去する除去手段とを有し、低露点空気供給手段は、除去手段に低露点空気を供給する手段であり、除去手段は、空気中の極性分子を吸着する吸着剤を、低露点空気供給手段から供給される低露点空気に接触する位置に有する手段であることから、空気中の汚染物質及びその前駆物質が除かれた清浄な低露点空気を生成することができる。
【００８１】
また、本発明では、低露点空気供給手段は、露点温度が−８０℃以下の低露点空気を供給する手段であると、前記前駆物質を低露点空気から効率よく除去する上でより一層効果的である。
【００８２】
また、本発明では、除去手段は、通気性を有し移動自在に設けられる吸着部材と、この吸着部材を通過する空気に接触する位置にある吸着剤と、吸着部材に対して低露点空気を供給する低露点空気供給部と、吸着部材に対して吸着剤の吸着能力を再生するために吸着部材を加熱する加熱部とを有し、吸着部材は、低露点空気供給部と加熱部とにまたがって移動すると、前記前駆物質を低露点空気から効率よく、かつ連続して除去する上でより一層効果的であり、吸着部材は円柱形に形成された吸着ロータであるとさらに一層効果的である。
【００８３】
また、本発明では、吸着剤は、シリカゲル、ゼオライト、及び金属ケイ酸塩の中から選択される一種又は二種以上であると、汚染物質及びその前駆物質が除去された清浄な低露点空気を生成する上でより一層効果的である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の清浄空気生成装置を、シリコンウエハを製造するためのクリーンルームに適用したときの構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態の清浄空気生成装置の構成を示す図である。
【図３】図２に示す清浄空気生成装置の吸着手段３の構成の要部を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態の清浄空気生成装置を、シリコンウエハを製造するためのクリーンルームに適用したときの他の構成を示す図である。
【図５】参考例の清浄空気生成装置の構成を示す図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の清浄空気生成装置の構成を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a device for producing clean air that can be supplied to a clean room. In place In particular, a device that generates clean air from which contaminants and their precursors are removed in a clean room for manufacturing electronic parts such as semiconductors and liquid crystal elements, and products such as electronic materials. In place Related.
[0002]
[Prior art]
As a method and an apparatus for generating clean air, dry dehumidifiers having a rotatable rotor having silica gel or metal silicate were connected in series in three stages, and dehumidified by the first dry dehumidifier. A method of dehumidifying the air with the second-stage dry dehumidifier, and further dehumidifying the air treated with the second-stage dry dehumidifier with the third-stage dry dehumidifier, and such means Devices having the following are known: Further, according to such a method and apparatus, it is known that pollutants of inorganic gas components such as ammonia, hydrogen chloride, nitrogen oxides, sulfur oxides are adsorbed from the air and removed at an outlet concentration of 1 ppb or less. (For example, refer to Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2001-38137 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the measurement of contaminants of inorganic gas components, a method is generally used in which the contaminants are collected by an impinger and measured. In this method, substances that are not soluble in water and substances that are difficult to dissolve in water are not collected and measured. Among such water-insoluble substances and poorly water-soluble substances, these substances react with each other in the gas phase, or these substances and water react with each other in the gas phase, thereby removing the contaminants. There are substances to form (precursors).
[0005]
On the other hand, in a clean room used as a manufacturing site for semiconductor products, pharmaceuticals, etc., depending on the type and state of the product and the work process in the clean room, the precursor reacts in the aforementioned gas phase to form the pollutant. There are things to do.
[0006]
The present invention has been made in view of the above matters, and is a device that generates clean low dew point air from which contaminants in air and precursors thereof are removed. Place The issue is to provide.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Many gaseous inorganic compounds are easily dissolved in water or react easily with water. Such a substance can be effectively removed using a known means such as a chemical filter having an adsorbent such as activated carbon or a chemical washer that sprays water on the air. However, some gaseous inorganic compounds are difficult to dissolve in water. A substance that is hardly soluble in water reacts with each other to become a substance that is easily soluble in water, and the reaction between this substance and water may generate a contaminant.
[0008]
For example, nitrogen oxides include substances that are difficult to dissolve in water, such as nitric oxide. However, nitric oxide reacts with ozone to generate nitrogen dioxide as shown in chemical reaction formula (1) below. The generated nitrogen dioxide reacts with water to generate nitric acid and nitric oxide as shown in chemical reaction formula (2) below. Nitric acid is regarded as a contaminant in the manufacture of semiconductor products in a clean room.
[0009]
[Chemical 1]
NO + O _Three → NO ₂ + O ₂ (1)
[0010]
[Chemical formula 2]
3NO ₂ + H ₂ O → 2HNO _Three + NO (2)
[0011]
In a clean room used for the manufacture of semiconductor products, depending on the processes performed in the clean room, an environment where there is sufficient energy to advance the reaction, such as electron beam irradiation, may be formed, The chemical reaction may proceed in a clean room. Therefore, in order to increase the yield of products in the clean room, in addition to water and pollutants, air that is free of substances that can generate pollutants such as nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, and ozone is supplied. is important.
[0012]
The present invention supplies low dew point air containing almost no moisture to an adsorbent that adsorbs polar molecules in the air that can become pollutants in a clean room, and the polar molecules that are not normally adsorbed by the adsorbent from air containing polar molecules. A device that adsorbs or removes (pollutant) precursors with an adsorbent and generates low dew point air that is unlikely to generate pollutants in a clean space such as a clean room. In place is there.
[0013]
That is, the present invention is an apparatus for generating low dew point air from which contaminant precursors have been removed, and includes low dew point air supply means and removal means for removing contaminant precursors from low dew point air. The low dew point air supply means is a means for supplying low dew point air to the removal means, and the removal means supplies the adsorbent that adsorbs polar molecules in the air to the low dew point air supply means from the low dew point air supply means. It is the clean air production | generation apparatus which is a means to have in the position which contacts.
[0014]
Generally, organic and inorganic polar molecules are removed along with the removal of moisture from the air during the generation of low dew point air. Therefore, according to the above configuration, the adsorbent acts on the precursor contained in the low dew point air, and the precursor is removed or detoxified from the low dew point air by a phenomenon such as adsorption or decomposition. It is possible to generate clean low dew point air from which air is removed.
[0015]
The low dew point air supply means is means for supplying low dew point air to the removal means. As such low dew point air supply means, various conventionally known means can be used. As such low dew point air supply means, for example, means for generating and supplying low dew point air from air such as outside air, means for supplying low dew point air accommodated in a container, and the like are used.
[0016]
The removal rate of the precursor from the low dew point air tends to increase in proportion to the low dew point temperature of the low dew point air. Therefore, in the present invention, the dew point temperature of the low dew point air supplied to the removing means can be appropriately set according to the type of the precursor and the removal rate to be achieved, but the low dew point air supplying means A means for supplying low dew point air having a dew point temperature of −80 ° C. or lower is preferable for efficiently removing the precursor from the low dew point air.
[0017]
As a means for generating and supplying low dew point air, a known device that generates low dew point air by removing moisture from the air can be used. As such a device, for example, a dehumidifying device having a compressor that compresses air and an adsorption-type dehumidifier that dehumidifies compressed air with a dehumidifying adsorbent, a compressor that compresses air, Examples thereof include a dehumidifying device having a membrane type dehumidifier that dehumidifies compressed air by a separation membrane such as a hollow fiber membrane, and a dry dehumidifying system in which the above-described dry dehumidifying devices are connected in series in three stages. In the present invention, it is possible to efficiently remove the contaminant precursor from the low dew point air by using a means for adsorbing and removing moisture in the air by a known dehumidifying adsorbent and generating low dew point air. Is preferable.
[0018]
Examples of means for supplying the low dew point air accommodated in the container include a cylinder for accommodating the low dew point air.
[0019]
The removing means is a means for removing the contaminant precursor from the low dew point air, and the adsorbent that adsorbs polar molecules in the air is brought into contact with the low dew point air supplied from the low dew point air supply means. Have. The removing means may be a removing means that is fixedly disposed in the air passage to be treated, as in a known chemical filter, but repeatedly performs adsorption and regeneration of the adsorption capacity of the adsorbent. It is preferable to remove the precursor from the low dew point air efficiently and continuously.
[0020]
Such a removing means is not particularly limited, but for example, an adsorbing member that is air permeable and movably provided, the adsorbent that is in contact with the air passing through the adsorbing member, and the adsorbing member A low dew point air supply unit that supplies low dew point air and a heating unit that heats the adsorption member to regenerate the adsorption capacity of the adsorbent with respect to the adsorption member. Removal means that moves across the heating section and the heating section.
[0021]
As the adsorbing member, various members conventionally known can be used as long as the adsorbing member has air permeability and can be provided movably. The material of the adsorption member is not particularly limited. Examples of such an adsorbing member include a honeycomb structure formed of ceramic paper or a fired body of silica, an endless belt formed of ceramic paper or glass cloth, and the like. In the present invention, it is more preferable that the adsorbing member is an adsorbing rotor formed in a cylindrical shape in order to efficiently and continuously remove the precursor from low dew point air.
[0022]
The means for movably providing the adsorption member is not particularly limited as long as it is an appropriate means according to the form of the adsorption member. As such means, for example, when the suction member is a rotor, a motor having power transmission means such as a gear and a belt that transmits rotational motion to the rotor can be cited. For example, when the suction member is an endless belt And a driving pulley that pivotally supports the endless belt. By using such means and appropriately arranging the low dew point air supply unit and the heating unit, which will be described later, or arranging the fixing member with respect to the low dew point air supply unit and the heating unit, the low dew point air supply unit and the heating unit are arranged. The adsorption member can be moved across the two.
[0023]
The said low dew point air supply part is a member which supplies low dew point air with respect to an adsorption member, If it is such a member, it will not specifically limit. Such a low dew point air supply part can be appropriately provided according to the form of the adsorbing member. Such a low dew point air supply part is comprised by members, such as a partition plate which partitions off these inside, for example as needed, such as a casing and a chamber.
[0024]
The heating unit is a member that heats the adsorption member in order to regenerate the adsorption capability of the adsorbent with respect to the adsorption member, and is not particularly limited as long as it is such a member. Such a heating unit can be appropriately provided according to the form of the adsorption member. Examples of such a heating unit include a regeneration air supply unit that supplies regeneration air that is air heated to the adsorption member, and a heater that heats the adsorption member. The regeneration air supply unit can be configured in the same manner as the low dew point air supply unit described above.
[0025]
Moreover, it is preferable that the removal means which has the said heating part has a cooling air supply part which supplies the air for cooling with respect to an adsorption member, before the heated adsorption member moves to a low dew point air supply part. . Such a configuration is preferable for efficiently adsorbing the contaminant precursor. As the cooling air, low dew point air that has passed through the removing means or air such as return air from a clean room can be used. The cooling air supply unit can be configured in the same manner as the low dew point air supply unit described above.
[0026]
The adsorbent is not particularly limited as long as it is an adsorbent that adsorbs polar molecules in the air. As such an adsorbent, conventionally known various adsorbents can be used. Examples of such an adsorbent include activated carbon, silica gel, alumina, zeolite, and metal silicate. In the present invention, the adsorbent is preferably one or more selected from silica gel, zeolite, and metal silicate in order to remove the pollutant precursor from the low dew point air. The adsorbent can be selected according to the type of contaminant precursor. For example, it will be described later that the adsorbent is one or more selected from silica gel or metal silicate. Nitrogen dioxide, nitric oxide and ozone are preferably removed from the low dew point air at once, and the adsorbent is preferably zeolite from the viewpoint of removing ozone from the low dew point air.
[0027]
The components of the clean air generator of the present invention are not limited to the components described above. The clean air generating apparatus of the present invention may have additional components as required for the purpose of use of the clean air to be generated and desired properties. Such other components include, for example, a dehumidifying device for lowering the dew point temperature of the low dew point air from which the precursor has been removed by the removing means, and particulates such as dust from air such as the low dew point air. Air purification means such as HEPA filters that remove pollutants, temperature adjustment means such as heating and cooling coils that adjust the dry bulb temperature of air such as low dew point air, air blowing means such as fans, butterfly valves and automatic valves And a flow rate adjusting means such as
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First embodiment>
In the present embodiment, the present invention is applied to a clean room for manufacturing semiconductor products. As shown in FIG. 1, a clean room for manufacturing a semiconductor product is formed by a ceiling formed by a panel 101 and a fan filter unit 102, a floor formed by a grating floor 103 having air permeability, and a panel 104. Is formed by the wall. An upper chamber 105 is formed behind the clean room ceiling, a lower chamber 106 is formed below the floor of the clean room, and a return chamber 107 connecting the upper chamber 105 and the lower chamber 106 is formed on the back side of the clean room wall. .
[0034]
The fan filter unit 102 is a unit that passes the air in the upper chamber 105 through a filter by a fan and supplies the air to the clean room. The air in the upper chamber 105 is supplied to the clean room through the filter of the fan filter unit 102. The air supplied to the clean room passes through the grating floor 103 and is sent to the lower chamber 106. The air sent to the lower chamber is sent from the lower chamber 106 to the upper chamber 105 through the return chamber 107. The clean room shown in FIG. 1 is a circulation type clean room in which such air circulation is performed.
[0035]
The clean room is provided with a silicon wafer manufacturing apparatus 108 and a handling chamber 109 adjacent thereto. The handling chamber 109 includes a first openable / closable door 110 for receiving a silicon wafer from the silicon wafer manufacturing apparatus 108, a second openable / closable door 111 provided at a position facing the first door 110, and a first door. A handling arm 112 for transporting the silicon wafer via the 110 and the second door 111, and a differential pressure exhaust port 113 for exhausting the air in the handling chamber 109 to the clean room.
[0036]
A wafer transfer box 114 can be connected to the outside of the second door 111 of the handling chamber 109 in an airtight and free manner. The handling arm 112 is a device for transferring a silicon wafer from the silicon wafer manufacturing apparatus 108 to the wafer transfer box 114. The wafer transfer box 114 is transferred by a transfer vehicle 115 having an arm for holding the box. The differential pressure exhaust port 113 has, for example, a differential pressure damper that opens when the inside of the handling chamber 109 has a positive pressure with respect to the clean room, and the exhaust port prevents air from flowing into the handling chamber 109 from the clean room. It is.
[0037]
The lower chamber 106 is provided with the clean air generator 1. The clean air generator 1 is connected to the handling chamber 109 via a supply duct 116. The clean air generator 1 can take in air from the lower chamber 106, generates clean air from this air and air supplied from another system, and supplies the clean air to the handling chamber 109 through the supply duct 116. It is.
[0038]
As shown in FIG. 2, the clean air generating apparatus 1 includes a low dew point air supply unit 2 and a removing unit 3 that removes a contaminant precursor from the low dew point air.
[0039]
The low dew point air supply means 2 is configured similarly to the dry dehumidification system described above. That is, the low dew point air supply means 2 sequentially supplies process air to the rotatable first and second rotors 4 and 5 having silica gel or metal silicate and to the first and second rotors 4 and 5. Process air ventilation path 7, regeneration air ventilation path 8 for sequentially supplying regeneration air from the second rotor to the first rotors 5, 4, and first to second rotors 4, 5. The cooling air ventilation paths 9 and 10 for supplying cooling air to the respective rotors of the first and second rotors 4 and 5 in the processing air ventilation path 7 are located upstream of the rotors of the first and second rotors 4 and 5. A return air passage 12 for supplying the air taken from the lower chamber 106 of the clean room to the treatment air passage 7 is provided. In this embodiment, low dew point air is indirectly supplied into the clean room via the differential pressure damper.
[0040]
The cooling air ventilation path 9 branches from the processing air ventilation path 7 downstream of the first rotor 4 in the processing air ventilation path 7, passes through the first rotor 4, and passes through the first rotor 4. It is a ventilation path connected to the ventilation path 7 of the processing air upstream. The cooling air ventilation path 10 branches from the processing air ventilation path 7 upstream of the second rotor 5 in the processing air ventilation path 7, and passes through the second rotor 5 to vent the regeneration air. This is a ventilation path connected to the regeneration air ventilation path 8 upstream of the second rotor 5 in the path 8. The return air ventilation path 12 is a ventilation path branched into three and connected to the processing air ventilation path 7 upstream of each rotor in the processing air ventilation path 7.
[0041]
A cooling coil (C) for cooling the processing air is provided in the processing air ventilation path 7 upstream of each rotor in the processing air ventilation path 7. Further, the regeneration air ventilation path 8 upstream of each rotor in the regeneration air ventilation path 8 is provided with heating coils (H) for heating the regeneration air. Further, a valve (V) and a fan (F) are appropriately provided in each air passage as necessary.
[0042]
As shown in FIGS. 2 and 3, the removing unit 3 includes an adsorption rotor 13, a low dew point air supply unit 14 that supplies low dew point air to the adsorption rotor 13, and regeneration air to the adsorption rotor 13. A regeneration air supply unit 15 for supplying the regeneration air; The low dew point air supply unit 14 is connected to the processing air ventilation path 7 from the low dew point air supply unit 2, and the regeneration air supply unit 15 branches from the processing air ventilation path 7 downstream of the adsorption rotor 13. It is connected to a ventilation air passage 8 for regeneration air. The regeneration air ventilation path 8 in the removing means 3 is provided with a heating coil H4 for heating the air in the regeneration air ventilation path 8 before passing through the adsorption rotor 13. Further, the processing air ventilation path 7 and the regeneration air ventilation path 8 in the removing means 3 are respectively provided with fans F7 and F8.
[0043]
The adsorption rotor 13 is a rotor having a gas permeability and formed in a cylindrical shape, and is a honeycomb structure formed by firing ceramics and having a large number of air holes extending in the axial direction of the cylindrical shape. An adsorbent selected from silica gel, zeolite, metal silicate, and the like is supported on the surface of the vent hole of the adsorption rotor 13. The adsorbent is supported on the adsorption rotor 13 by, for example, immersing the honeycomb structure in a dispersion obtained by dispersing the adsorbent particles in water and then firing the honeycomb structure.
[0044]
As shown in FIG. 3, the low dew point air supply unit 14 and the regeneration air supply unit 15 divide the inner side of the bottomed cylindrical body into two vertically by a partition plate, and provide an opening at each partitioned bottom. The casing 16 is formed by disposing the casing 16 on the end face of the suction rotor 13 with the inside of the cylindrical body facing the suction rotor 13.
[0045]
In the low dew point air supply means 2, the first and second rotors 4, 5 move across the processing air ventilation path 7, the regeneration air ventilation path 8, and the respective cooling air ventilation paths. And rotated in a direction from the processing air ventilation path 7 through the regeneration air ventilation path 8 toward the cooling air ventilation path. In the low dew point air supply means 2, every time the process air passes through each rotor, moisture in the air and organic compounds and inorganic substances that are easily soluble in water are removed, and after passing through the second rotor 5, the dew point is removed. The temperature is low dew point air of about −80 ° C.
[0046]
In the removing means 3, when the low dew point air supplied from the low dew point air supply means 2 passes through the adsorption rotor 13, a relatively low polarity substance such as nitrogen monoxide, nitrogen dioxide, and ozone in the low dew point air. The adsorbent acts on. The adsorbent adsorbs or decomposes these materials and removes these materials from the low dew point air. Thus, according to the clean air production | generation apparatus 1, the clean low dew point air from which the said substance was removed can be produced | generated continuously.
[0047]
Table 1 shows changes in nitrogen oxide concentration and removal rate when metal silicate is used as the adsorbent of the removing means 3 in the above-described clean air generating apparatus. Nitrogen oxides easily soluble in water were measured by the impinger method, and other nitrogen oxides were measured using a chemiluminescence analyzer (manufactured by Nippon Thermo Electron, Model 42C-TL and Model 17C) Law).
[0048]
[Table 1]

[0049]
As can be seen from Table 1, the amount of nitrogen oxides contained in the low dew point air that is soluble in water is very small compared to other nitrogen oxides, which is about 1/100 of the total. From this result, it can be seen that the amount of substances that can generate pollutants is much larger in other nitrogen oxides than in nitrogen oxides that are easily soluble in water. Therefore, removing nitrogen oxides that are hardly soluble in water as measured by the dry method is very effective in preventing the generation of contaminants that can be generated from nitrogen oxides in a clean room. Recognize.
[0050]
Table 2 shows the change in ozone concentration and the removal rate when metal silicate is used as the adsorbent of the removing means 3 in the above-described clean air generating apparatus. As shown in Table 2, according to the clean air generator, low dew point air from which 98% or more of ozone from the outside air has been removed can be generated.
[0051]
[Table 2]

[0052]
The reason why nitrogen oxides such as nitrogen monoxide and nitrogen dioxide and ozone are removed from the air is that, in low dew point air with a dew point temperature of −80 ° C. or lower, the adsorbent, like water or the polar molecule, This is presumably because the adsorbent acts on substances that are difficult to act on normally, such as nitrogen oxides and ozone.
[0053]
In this embodiment, the low dew point air from which nitrogen oxides and ozone have been removed is supplied to the handling chamber 109 shown in FIG. As shown in the chemical reaction formula (1), in the case where nitrogen oxide, ozone, and water are present, nitric acid that is a contaminant may be generated. In this embodiment, nitrogen oxide is generated. Since low dew point air from which ozone and water are removed is generated, the generation of contaminants in the handling chamber 109 can be prevented.
[0054]
Nitrogen oxides and ozone are known to have a strong oxidizing power. However, according to the present embodiment, low dew point air from which these substances are removed is generated. The influence (for example, the production | generation of the oxide film in a silicon wafer) of these substances in can be made smaller.
[0055]
Another application example of the embodiment of the present invention will be described.
FIG. 4 shows an example in which the clean air generation apparatus according to the embodiment of the present invention is applied to a silicon wafer storage provided in a clean room. In the clean room shown in FIG. 4, a silicon wafer storage 117 is provided in place of the silicon wafer manufacturing apparatus 108 and the handling chamber 109, and the clean air generation apparatus 1 is connected to the silicon wafer storage via the supply duct 116. The clean low dew point air is supplied to 117, the silicon wafer storage 117 and the clean air generating device 1 are connected by a return duct 118, and the return air passage 12 of the clean air generating device 1. 1 has the same configuration as the clean room shown in FIG. 1 except that the return air from the return duct 118 is supplied.
[0056]
The silicon wafer storage 117 has a third door 119 having the same structure as the second door 111 described above. Further, the silicon wafer storage 117 is provided with a filter (f) or the like for removing particulate contaminants from the supplied air as required.
[0057]
A clean low dew point air from which nitrogen oxides and ozone are removed is supplied from the clean air generator 1 to the silicon wafer storage 117. The air in the silicon wafer storage 117 is returned to the clean air generator 1 through the differential pressure exhaust port 113 and the return duct 118.
[0058]
As described above, nitrogen oxides and ozone have a strong oxidizing power. When the embodiment of the present invention is applied to an environment in which a silicon wafer is in contact with air for a longer time as in the above application example, the adverse effect of the substance on the semiconductor product, such as formation of an oxide film on the silicon wafer, is reduced. It is more effective in suppressing.
[0059]
< Reference example >
Book Reference example As shown in FIG. 5, the clean air generation apparatus includes a low dew point air supply means 20, a removal means 30, and a post-processing apparatus 40.
[0060]
The low dew point air supply means 20 includes a compressor 21 that compresses air to be processed, an air tank 22 that stores the compressed air, a dehumidifier 23 that removes moisture from the compressed air, and a compressor 21. The air tank 22 and the dehumidifying device 23 are sequentially connected to each other, and the process air vent 7 and the regeneration air vent 8 passing through the dehumidifier 23 are provided. In the air passage 7 for the processing air, for example, a filter (f2) for removing particulate contaminants from the air before compression, and a cooling coil (C4) for cooling the air before being stored in the air tank 22 Etc. are provided as appropriate.
[0061]
The dehumidifier 23 includes a first adsorption tower 24 and a second adsorption tower 25 filled with an adsorbent such as zeolite that adsorbs moisture in the air, and two valves V7 and V8. An aeration path a that connects the inlets of these adsorption towers in the aeration path 7, and an aeration path b that has two valves V9 and V10 and connects the outlets of these adsorption towers in the treatment air ventilation path 7; An air passage c that connects the air passages a closer to the respective adsorption towers than the valves V7 and V8, and an air passage d that connects the air passages b closer to the respective adsorption towers than the valves V9 and V10. Have. The air passage c has two valves V11 and V12, and the air passage d has two valves V13 and V14.
[0062]
In the dehumidifier 23, on the air tank 23 side, the air passage a between the valves V7 and V8 and the air passage 7 for the processing air are connected, and the air passage c between the valve 11 and V12 is regenerated. A working air ventilation path 8 is connected. Further, in the dehumidifying device 23, on the removing means 30 side, the air passage b between the valves V9 and V10 and the air passage 7 for the processing air are connected, and the air passage d between the valves V13 and V14. And an air passage 8 for the regeneration air.
[0063]
The removing means 30 is partially branched upstream of the adsorption rotor 13 in the regeneration air ventilation path 8 and is connected to the regeneration air ventilation path 8 downstream of the adsorption rotor 13 via the adsorption rotor 13. A cooling air ventilation path 31 is provided, a cooling air supply unit (not shown) is provided in the casing of the adsorption rotor 13, and the adsorption rotor 13 is supplied with regeneration air from the low dew point air supply unit. Except for rotating in the direction of rotation toward the cooling air supply section through the section, it is configured in the same manner as the removing means 3 described above. The cooling air supply unit is configured by a partition plate, similar to the low dew point air supply unit and the regeneration air supply unit shown in FIG.
[0064]
As the post-processing device 40, a device having a filter (f3) for removing particulate substances in the air or an oil separator for removing organic substances contained in the air from the air is used.
[0065]
In the low dew point air supply means 20, the air compressed by the compressor 21 is cooled by the cooling coil C <b> 4 as necessary and stored in the air tank 22. The compressed air stored in the air tank 22 is sent to the first adsorption tower 24 or the second adsorption tower 25 in the dehumidifier 23. In the adsorption tower, moisture is adsorbed and removed from the compressed air sent to the adsorption tower by the adsorbent accommodated in the adsorption tower.
[0066]
In the dehumidifier 23, when moisture is removed from the compressed air by the first adsorption tower 24, the valves V7 and V9 are opened, and the valves V8, V11, V13, and V10 are closed. Further, when the adsorption capacity of the second adsorption tower 25 is regenerated while the first adsorption tower 24 is operated, the valves V14 and V12 are opened, and the air in the ventilation air passage 8 for regeneration air is supplied to the second adsorption tower 25. Then, the adsorption capacity of the adsorbent accommodated in the second adsorption tower 25 is regenerated. In order to increase the regeneration power of the regeneration air, an air heating means such as a heating coil may be provided in the regeneration air ventilation path 8 between the removing means 30 and the ventilation path d.
[0067]
Similarly, when moisture is removed from the compressed air by the second adsorption tower 25, the valves V8 and V10 are opened, and the valves V7, V12, V14, and V9 are closed. When the adsorption capacity of the first adsorption tower 24 is regenerated while operating the second adsorption tower 25, the valves V13 and V11 are opened to regenerate the adsorption capacity of the adsorbent accommodated in the first adsorption tower 24. To do. Thus, by passing the compressed air stored in the air tank 22 through the first adsorption tower 24 or the second adsorption tower 25, low dew point air having a dew point temperature of about −80 ° C. is generated.
[0068]
The low dew point air generated by the low dew point air supply means 20 is cooled by the cooling coil C5 as necessary, supplied to the low dew point air supply unit, and passes through the adsorption rotor 13. By passing the low dew point air through the adsorption rotor 13, nitrogen oxides such as nitrogen monoxide and nitrogen dioxide and ozone contained in the low dew point air are removed from the low dew point air, and these substances are removed. It becomes clean and low dew point air.
[0069]
Part of the low dew point air that has passed through the adsorption rotor 13 is sent to the post-processing device 40, and part of it is sent to the ventilation air passage 8 for regeneration air. The low dew point air sent to the post-processing device 40 is further supplied to a supply destination such as the handling chamber or the storage of the silicon wafer.
[0070]
A part of the low dew point air sent to the regeneration air ventilation path 8 is sent to the heating coil H4 and a part is sent to the cooling air ventilation path 31. The low dew point air sent to the heating coil H <b> 4 is heated, supplied to the regeneration air supply unit, and passes through the adsorption rotor 13. Thereby, the substance adsorbed by the adsorbent of the adsorption rotor 13 is released from the adsorbent or decomposed on the adsorbent surface, and the adsorption capability of the adsorbent is regenerated.
[0071]
A part of the adsorption rotor 13 heated by the regeneration air supply unit is moved to the cooling air supply unit by the rotation of the adsorption rotor 13, and the low dew point air sent to the cooling air ventilation path 31 is this part. Pass through. Thereby, the heated adsorption | suction rotor 13 is cooled and the adsorption | suction efficiency of the adsorption agent in a low dew point air supply part improves further. The low dew point air for cooling that has passed through the adsorption rotor 13 joins with the low dew point air for regeneration after being heated by the heater H4 and regenerating the adsorption rotor 13 after cooling. As described above, the combined low dew point air is sent to the first adsorption tower 24 or the second adsorption tower 25 to regenerate the adsorption capacity of the adsorbent accommodated in the adsorption tower.
[0072]
According to the present embodiment, there are two adsorption towers for removing moisture from the compressed air, and the supply of air to be treated and the supply of regeneration air can be freely performed for each of these adsorption towers. The low dew point air supply means 20 can be used to continuously generate low dew point compressed air, and from this low dew point compressed air, nitrogen oxides such as nitrogen monoxide and nitrogen dioxide, Since contaminant precursors such as ozone can be continuously removed, clean low dew point air from which the precursors have been removed can be continuously generated.
[0073]
Also book Reference example Then, after the adsorption rotor 13 heated at the time of regeneration of the adsorption capacity of the adsorbent is cooled, it is used again for removing the precursor, which is more effective in improving the efficiency of removing the precursor.
[0074]
<No. two Embodiment>
As shown in FIG. 6, the clean air generation device of the present embodiment is configured by using a membrane dehumidifier 51 instead of the dehumidifier 23. Reference example It is configured in the same way.
[0075]
The membrane type dehumidifying device 51 includes, for example, a cylindrical container, a bundle of hollow fiber membranes accommodated in the container, and a compression for supplying compressed air to the hollow portion of the hollow fiber membrane accommodated in the container. An air vent, and a regeneration air vent for supplying regeneration air to a gap between the container and the hollow fiber membrane. A processing air vent path 7 is connected to the compressed air vent, and a regeneration air vent path 8 surrounds the outer periphery of the processing air vent path 7 to the regeneration air vent. So connected. The processing air ventilation path 7 and the regeneration air ventilation path 8 are connected such that the flow direction of the compressed air in the hollow portion and the flow direction of the regeneration air in the container are opposite to each other.
[0076]
When compressed air from the air tank 22 is passed through the hollow fiber membrane from the compressed air vent, the hollow fiber membrane formed of a polymer material has a property of easily allowing water vapor to pass through and preventing air from passing through. Therefore, the moisture of the compressed air permeates to the outside of the hollow fiber membrane. Moisture that has permeated through the hollow fiber membrane is absorbed by the low dew point air used for regeneration of the adsorbent in the adsorption rotor 13 and is discharged from the container. Thus, by passing compressed air through the hollow fiber membrane, low dew point air having a dew point temperature of about −80 ° C. is continuously generated.
[0077]
In order to further improve the efficiency of moisture permeation through the hollow fiber membrane, an air cooling means such as a cooling coil is provided in the air passage 8 for regeneration air between the adsorption rotor 13 and the membrane dehumidifier 51. It may be provided.
[0078]
According to the present embodiment, the moisture is removed from the compressed air using the membrane type dehumidifying device 51. Therefore, the compressed air having a low dew point can be continuously generated with a simple configuration, and the low dew point can be generated. It is possible to continuously remove nitrogen oxides such as nitrogen monoxide and nitrogen dioxide and pollutant precursors such as ozone from the compressed air, so clean low dew point air from which the precursors have been removed can be easily removed. Can be continuously generated with a simple configuration.
[0079]
Further, in the present embodiment, after the adsorption rotor 13 heated at the time of regeneration of the adsorption capacity of the adsorbent is cooled, it is used again for the removal of the precursor, so that it is more effective in improving the removal efficiency of the precursor. More effective.
[0080]
【The invention's effect】
The clean air generating apparatus of the present invention is an apparatus for generating low dew point air from which contaminant precursors have been removed, including low dew point air supply means and removal means for removing contaminant precursors from the low dew point air. The low dew point air supply means is means for supplying low dew point air to the removal means, and the removal means is supplied with an adsorbent that adsorbs polar molecules in the air from the low dew point air supply means. Since it is a means having a position in contact with the low dew point air, it is possible to generate clean low dew point air from which contaminants and precursors in the air are removed.
[0081]
In the present invention, when the low dew point air supply means is a means for supplying low dew point air having a dew point temperature of −80 ° C. or lower, it is more effective in efficiently removing the precursor from the low dew point air. It is.
[0082]
Further, in the present invention, the removing means has a breathable adsorption member provided so as to be movable, an adsorbent located in contact with the air passing through the adsorption member, and low dew point air to the adsorption member. A low dew point air supply unit to supply, and a heating unit for heating the adsorption member to regenerate the adsorption capacity of the adsorbent to the adsorption member. The adsorption member is divided into a low dew point air supply unit and a heating unit. When moved across, it is more effective in removing the precursor from the low dew point air efficiently and continuously, and it is even more effective if the adsorption member is an adsorption rotor formed in a cylindrical shape. is there.
[0083]
In the present invention, when the adsorbent is one or more selected from silica gel, zeolite, and metal silicate, clean low dew point air from which contaminants and precursors thereof are removed is used. It is much more effective in producing.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration when a clean air generation apparatus according to an embodiment of the present invention is applied to a clean room for manufacturing a silicon wafer.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a clean air generation apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a main part of the configuration of the adsorbing means 3 of the clean air generating device shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing another configuration when the clean air generating apparatus of one embodiment of the present invention is applied to a clean room for manufacturing a silicon wafer.
[Figure 5] Reference example It is a figure which shows the structure of a clean air production | generation apparatus.
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a clean air generation device according to another embodiment of the present invention.

Claims

An apparatus for generating low dew point air from which contaminant precursors have been removed and supplying the air to a clean space, comprising low dew point air supply means and removal means for removing contaminant precursors from low dew point air. And
The low dew point air supply means is means for supplying low dew point air having a dew point temperature of −80 ° C. or less as a raw material to the removing means,
The removing means is a means having an adsorbent that adsorbs polar molecules in the air at a position in contact with the low dew point air supplied from the low dew point air supply means,
The low dew point air supply means includes: a compressor that compresses air to be processed; an air tank that stores the compressed air; a membrane dehumidifier that removes moisture from the compressed air; and the compressor, An air passage for processing air that sequentially connects the air tank and the membrane type dehumidifying device, and an air passage for regeneration air that passes through the membrane type dehumidifying device,
The membrane type dehumidifier includes a cylindrical container, a bundle of hollow fiber membranes accommodated in the container, and compressed air for supplying compressed air to a hollow portion of the hollow fiber membrane accommodated in the container. A ventilation hole, and a regeneration air ventilation hole for supplying regeneration air to the gap between the container and the hollow fiber membrane,
The low dew point air discharged from the removing means is supplied to a supply destination such as a handling chamber or a silicon wafer storage, and is indirectly supplied into the clean room via a differential pressure damper. .

An apparatus for generating low dew point air from which contaminant precursors have been removed and supplying the air to a clean space, comprising low dew point air supply means and removal means for removing contaminant precursors from low dew point air. And
The low dew point air supply means is means for supplying low dew point air having a dew point temperature of −80 ° C. or less as a raw material to the removing means,
The removing means is a means having an adsorbent that adsorbs polar molecules in the air at a position in contact with the low dew point air supplied from the low dew point air supply means,
The low dew point air supply means includes: a compressor that compresses air to be processed; an air tank that stores the compressed air; a membrane dehumidifier that removes moisture from the compressed air; and the compressor, An air passage for processing air that sequentially connects the air tank and the membrane type dehumidifying device, and an air passage for regeneration air that passes through the membrane type dehumidifying device,
The membrane type dehumidifier includes a cylindrical container, a bundle of hollow fiber membranes accommodated in the container, and compressed air for supplying compressed air to a hollow portion of the hollow fiber membrane accommodated in the container. A ventilation hole, and a regeneration air ventilation hole for supplying regeneration air to a gap between the container and the hollow fiber membrane,
Clean air generator.