JPH11267428A - 不純物除去装置 - Google Patents

不純物除去装置

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JPH11267428A
JPH11267428A JP10076779A JP7677998A JPH11267428A JP H11267428 A JPH11267428 A JP H11267428A JP 10076779 A JP10076779 A JP 10076779A JP 7677998 A JP7677998 A JP 7677998A JP H11267428 A JPH11267428 A JP H11267428A
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JP
Japan
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air
pure water
unit
impurities
filter
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JP10076779A
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Toshio Mukai
俊男 向
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大気中では気−固解離平衡反応により温度、
湿度によっては粒子状不純物が多くなり、高性能フィル
タへ大きな負担をかけたり、空気清浄装置で除去しきれ
ない場合が発生する恐れがある。 【解決手段】 気体は通過するが、液体は通過しない材
料からなる上記空気が導入される管を一又は複数備え、
かつ該管の表面を接するように純水を循環させるととも
に、上記循環した純水に回収されている空気中の不純物
イオンを除去するイオン交換樹脂6を有する第1ユニッ
ト2aを備え、且つ、該第1ユニット2aを通過した空
気が高性能フィルタ1に導入される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、クリーンルーム、
クリーンブース、クリーンベンチ等の清浄閉空間におけ
る汚染防止するためのもの、すなわち、固体微粒子や揮
発性有機物などの気体を含む汚染物質を除去する気体の
清浄な空気を得る為の不純物除去装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】最近、電子工業分野やバイオケミカル分
野特に半導体分野では、極微量の汚染物質が影響する高
度技術が大幅に発達している。これらの高度技術は、極
めて清浄な空気の閉空間内で実施しなければならないの
で、空気の清浄化方法、閉空間の清浄度を維持する方法
やエアフィルタの性能向上、高度の清浄閉空間の形成が
大きな課題になっている。この種の清浄閉空間は、通常
循環浄化経路を設けて、内部の気体の一部を導入して汚
染物質を除去し、もとの閉空間に戻して清浄度を維持し
ている。
【0003】清浄閉空間の清浄度を高める必要が生じた
時は閉空間の気体の循環浄化回数を増やしたり、粒径が
0.3μmの粒子に対し99.97%以上の捕集率を有す
る高性能微粒子除去フィルタ(例えばHEPA(Hig
h EfficiencyParticulate A
ir)フィルタやULPA(Ultra LowPen
etration Air)フィルタ)の開発を進め、
微粒子や菌に対する捕集性能を大幅に向上させたりして
対応していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、HEPAフィ
ルタなどを使用する従来の汚染物質除去方法は、主に気
体中の固体微粒子の分離に主眼がおかれていたので、N
Ox、SOxや揮発性有機物等の気体の化学的汚染物質
の除去にはあまり効果がなかった。例えば電子工業分野
で使用するクリーンルーム内では洗浄工程、エッチング
工程及びCVD(Chemical Vapor De
position)工程等で多種類の薬品やガスを使用
する。
【0005】これらの工程で予想される化学汚染物質イ
オンは、通常各工程ではこれらの薬品やガスを取り扱う
半導体装置から排気系ダクトや配管を経由して排気され
るように設備上の対応が取られている。ところが、ウエ
ットエッチングの為のドラフトチャンバ等の正面の扉を
開けて手動でウエハキャリアを操作をする際や、或は半
導体装置のメンテナンス時、更には半導体装置や排気系
ダクトからの微量な洩れ、排気系のトラブルによる停止
時の拡散等、様々な理由から局所的に化学汚染物質イオ
ンがクリーンルーム内の循環空気中に入り込むことがあ
った。クリーンルーム内の多種化学汚染物質イオンを除
去可能な化学汚染物質イオンの除去材をHEPAフィル
タの吸込み側(上流側)に被覆する方法がある。
【0006】この場合、循環空気の積算貫流流量の増加
に伴って、該被覆部の化学汚染物質イオンの除去材に微
小粒子が付着したり、目詰まりを起こしてフィルタ全体
としての貫流空気の入側及び出側の圧力損失が増大し、
フィルタの保守交換頻度の増大、寿命の短縮を招くとい
う問題があった。更に、化学汚染物質イオンの除去材と
して活性炭等が用いられているが、これらの除去材によ
る化学汚染物質イオンの除去メカニズムが吸着反応を主
体とする表面反応を利用している。
【0007】この為、微小粒子の除去用フィルタである
HEPAフィルタ表面への付着は化学汚染物質イオンの
除去性能の著しい劣化を招くという問題があった。特開
平9−206531号公報にはこの問題点を解決すべ
く、気体は通過するが液体は通過しない材料からなる空
気が導入される管を一又は複数備え、かつこの管の表面
を接するように純水を循環させる循環手段を備えた空気
清浄装置が提案されている。
【0008】この特開平9−206531号公報に開示
の技術による空気清浄装置は、気体は通過するが、液体
は通過しない材料からなる上記空気が導入される管を一
又は複数備え、かつ該管の表面を接するように純水を循
環させる循環手段を有する、上記空気が通過する第1ユ
ニットによって酸性のガス状不純物が除去された後に、
高性能フィルタに空気が導入されるので、高性能フィル
タ濾材が侵されることなく寿命も延びる。
【0009】また、高性能フィルタにより、空気中の粒
子状不純物が除去され、高性能フィルタに付着した粒子
状不純物の塩から発生するガス状汚染物も気体は通過す
るが、液体は通過しない材料からなる上記空気が導入さ
れる管を一又は複数備え、かつ該管の表面を接するよう
に純水を循環させる循環手段を有する第2ユニットに捕
集することによって、空気から除去することができる。
【0010】ところが、この不純物除去装置において循
環させている純水に不純物イオンが多くなると、捕集効
率が悪くなるため、定期的に清浄な純水と入れ替える必
要が生じる。また、大気中では気−固解離平衡反応によ
り温度、湿度によっては粒子状不純物が多くなり、高性
能フィルタへ大きな負担をかけたり、空気清浄装置で除
去しきれない場合が発生する恐れがある。
【0011】なお、図3において31はHEPAフィル
タ、32a、32bは周りを純水45で満たした多孔質
ポリテトラフルオロエチレンチューブ46を束ねた第1
及び第2ユニット、33はシリカゲル等で構成される吸
湿材、34は純水循環用ポンプ、35は配管、51はフ
ィルタ、38は2つのユニット32a、32b 内を循
環させる純水の供給ライン、39は2つのユニット32
a、32b内を循環させる純水の廃液ライン、40はク
リーンゾーン、41は排気孔を有する床部、42a、4
2b、42cは空気循環経路、43は吸引ブロワ、44
は空気供給口を示す。図4は図3におけるA−A’断面
を示す図であり、45は純水、46は多孔質ポリテトラ
フルオロエチレンチューブを示す。
【0012】本発明は、気体中のガス状汚染物を、装置
を止めて不純物除去手段を交換することなく除去できる
不純物除去装置を提供することを目的とするものであ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の本発明の
不純物除去装置は、気体は通過するが、液体は通過しな
い材料からなる空気が導入される管を一又は複数備え、
かつ該管の表面を接するように純水を循環させる循環手
段に於いて、純水に回収されている不純物イオンを除去
するイオン交換樹脂を循環手段に組み込んでいることを
特徴とする不純物除去装置である。
【0014】また、請求項2記載の本発明の不純物除去
装置は、上記循環手段における純水を加温して使用する
ことを特徴とする不純物除去装置である。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態に基づい
て本発明について説明する。
【0016】図1は本発明の一の実施の形態の不純物除
去装置を有するクリーンルームの構成を示す図であり、
図2はNH4Clの気-固解離平衡定数(Kp)の温度及
び相対湿度との関係を示す図である。
【0017】図1において、1はHEPAフィルタ、2
a、2bは周りを純水15で満たした多孔質ポリテトラ
フルオロエチレンチューブ16を束ねた第1及び第2ユ
ニット、3はシリカゲル等で構成される吸湿材、4は純
水循環用ポンプ、5は配管、6はイオン交換樹脂、7は
2つのユニット2a、2b内を循環させる純水15の加
温機、8は2つのユニット2a、2b内を循環させる純
水15の供給ライン、9は2つのユニット2a、2b内
を循環させる純水15の廃液ライン、10はクリーンゾ
ーン、11は排気孔を有する床部、12a、12b、1
2cは空気循環経路、13は吸引ブロワ、14は空気供
給口を示す。
【0018】図1に示す、本発明の不純物除去装置を用
いたクリーンゾーン10の構成は、第1ユニット2a、
高性能フィルタ1、第2ユニット2b及び吸湿材3を直
列に接続し、これらを介して空気をクリーンゾーン10
に導入し、クリーンゾーン10に設けた床部の排気孔か
ら、空気循環経路12a、12b、12cへ上記空気を
排出する。
【0019】そして、この空気は吸引ブロワ13を用い
て、再び第1ユニット2aに送られる。この際、第1ユ
ニット2a及び第2ユニット2bを流す純水を30〜4
0℃に加温しておくと、拡散係数が大きくなり、なおか
つ純水への溶解度も大きくなるので、捕集効率が向上す
る。純水は室温でも十分ガス状不純物を捕集できるが、
加温した方が解離平衡反応によるガス化も促進される
為、捕集効率が向上するので望ましい。
【0020】また、第1ユニット2a及び第2ユニット
2bを流れる純水を供給する配管5の途中にイオン交換
樹脂6を装着し配管5を流れる純水に捕集された不純物
を取り除き、不純物の除去された純水15を再び第1ユ
ニット2a及び第2ユニット2bを流し循環利用する。
このイオン交換樹脂は一定期間毎に交換する。
【0021】以下、図1を用いて、本発明の不純物除去
装置を用いた空気中の不純物除去工程を説明する。
【0022】まず、空気供給口14からの空気を吸引ブ
ロワ13で第1ユニット2aに供給する。この空気は、
第1ユニット2a内の多孔質ポリテトラフルオロエチレ
ンチューブ16を通り、HEPAフィルタ1を介して第
2ユニット2bに達する。この多孔質ポリテトラフルオ
ロエチレンチューブ16を空気が通過する際、空気中に
含まれるガス状不純物のみが純水15に吸収され、空気
中から除去される。そして、HEPAフィルタ1を通過
する際、空気中に含まれている粒子状不純物が空気中か
ら除去される。
【0023】次に、第2ユニット2bに達した空気は、
更に空気中に含まれているガス状不純物が除去され、第
2ユニット2bの後段に接続されたシリカゲル等で構成
される吸湿材3を介してクリーンゾーン10に送られ
る。この吸湿材3により、清浄空気の水分含有量が増加
するのを防いでいる。
【0024】次に、クリーンゾーン10の空気は、床部
11に設けられた排気孔を通して、空気循環経路12
a、12b、12cに送られ、再び、吸引ブロワ13に
より、第1ユニット2aに送られる。
【0025】一方、空気中に含まれているガス状不純物
は第1ユニット2a、第2ユニット2bにおいて、多孔
質ポリテトラフルオロエチレンチューブ16を透過し純
水15に捕集され、ガス状不純物は純水15中でイオン
性不純物となり純水15と共に配管5によりイオン交換
樹脂ユニット6に達する。このイオン交換樹脂ユニット
6で純水15中の不純物は除去され、清浄な純水15が
それぞれ第1ユニット2a、第2ユニット2bに循環さ
れる。
【0026】ここで、気−固解離平衡について説明す
る。
【0027】大気中において、硫酸塩は揮発性がそれほ
ど高くないので、粒子として安定と考えられているが、
NH4ClやNH4NO3は蒸気圧が高く昇華性であり、
再びガスへと解離する可能性が高い。これらのガスと粒
子の間には式(1)、(2)で表される気−固解離平衡
が大気中において成立していると考えられ、気温が高く
なるほどガスの生成側に平衡が傾き、気温が低くなるほ
ど逆に流し生成側へと平衡が移動する。
【0028】 NH4Cl (s) = NH3(g)+HCl (g) (1) NH4NO3(s) = NH3(g)+HNO3(g) (2) 図2にNH4Clの気-固解離平衡定数(Kp)の温度及
び相対湿度との関係を示す。
【0029】温度が高くなると平衡はガス側に傾くこと
が図2からも明らかである。このことを考えると上記第
1ユニット2aと第2ユニット2bの温度は高い方が望
ましいので、第1ユニット2aと第2ユニット2bの循
環手段の純水を加温することで捕集雰囲気のガス比率を
高め、捕集効率を上げることを目的としている。
【0030】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明を
用いることにより、循環させて純水でガス状不純物を除
去し、捕集した純水中の不純物はイオン交換樹脂で除去
するので、高い除去能力が維持され、装置を停止して不
純物除去手段を交換することなく、除去工程時間が短縮
できる。
【0031】また、請求項2に記載の本発明を用いるこ
とにより、ガス状不純物の捕集効率を向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一の実施の形態の空気中不純物除去装
置を有するクリーンルームの構成図である。
【図2】NH4Clの気-固解離平衡定数(Kp)の温度
及び相対湿度との関係を示す図である。
【図3】従来の不純物除去装置の構成図である。
【図4】図3におけるA−A断面図である。
【符号の説明】
1 高性能フィルタ 2a、2b ユニット 3 吸湿材 4 純水循環用ポンプ 5 配管 6 イオン交換樹脂 7 加温機 8 純水供給ライン 9 純水廃液ライン

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒径が0.3μmの粒子に対し、99.7
    %以上の捕集率を有する高性能フィルタを備えた、空気
    中の不純物を除去する不純物除去装置において、 気体は通過するが、液体は通過しない材料からなる上記
    空気が導入される管を一又は複数備え、かつ該管の表面
    を接するように純水を循環させるとともに、上記循環し
    た純水に回収されている空気中の不純物イオンを除去す
    るイオン交換樹脂を有する第1ユニットを備え、且つ、
    該第1ユニットを通過する上記空気が上記高性能フィル
    タに導入されることを特徴とする不純物除去装置。
  2. 【請求項2】 上記循環させる純水を加温する手段を有
    する第1ユニットを備えた請求項1に記載の不純物除去
    装置。
JP10076779A 1998-03-25 1998-03-25 不純物除去装置 Pending JPH11267428A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1364698A1 (en) * 2002-05-14 2003-11-26 M.A.T. Co., Ltd. Ion exchange scrubber
JP2006142233A (ja) * 2004-11-22 2006-06-08 Daikin Ind Ltd 気体浄化装置
JP2006212553A (ja) * 2005-02-04 2006-08-17 Daikin Ind Ltd 気体浄化装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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