KR100350000B1 - 다기능공기필터와이곳내에합체되는공기필터를가진공기순환청소유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명의 다기능 공기필터는 공기 도입측 개구(1)와 공기 방출측 개구(2)를 가진 필터 케이스(3)와, 이것의 원주 테두리가 어떠한 틈의 형성도 없이 필터 케이스내에 고정되는 주름형 공기필터 요소를 포함하고. 화학물 흡수 섬유로 직조된 적어도 하나의 필터 요소 직물(5)은 공기필터 요소의 주름부에 의해 형성된 공기 도입측 홈내에 정렬된다. 상기 공기필터는 컴팩트하고 점유하는 공간의 부피를 감소시킬 수 있으므로, 반도체 플랜트에서 장착의 융통성이 보장되고 화학 필터의 적용범위가 넓어진다. 또한 단지 교체가능한 펠트형 필터 요소 직물만을 부착함으로써 다기능성은 쉽게 증가된다.

Description

다기능 공기필터와 이곳내에 합체되는 공기필터를 가진 공기 순환 청소유닛{Multifunctional air filter and air-circulating clean unit with the same incorporated therein}

발명의 배경

발명의 분야

본 발명은 공기속의 화학 오염물을 반도체 산업용 처리 장치에서 사용되는 매우 낮은 레벨의 농도(concentration)로 할 수 있는 다기능(multifuctional) 공기 필터 모듈(module)과, 이곳내에 합체되는 상기 필터 모듈을 가진 공기 순환(air-circulating) 청소유닛에 관한 것이다.

종래기술의 설명

종래에는, 공기속의 화학적인 오염물 즉, 유기물, HF 와 HCl 과 같은 산화가스. NH₃와 아민(amine)과 같은 알카리성 가스, NOx, SOx 등을 제거하기 위한 공기 필터 모듈은 일반적으로 화학 (chemical) 필터로 불리고, 화학 필터 예를 들면, 화학 필터에 부착된 흡습제를 가진 활성 탄소와 이온 교환 수지를 구성하는 흡습기가 사용된다. 이러한 필터 모듈에서, 상기 압력 손실은 오염물을 제거하는 소정 레벨의 능력의 흐름비에서 낮고, 상기 필터는 경량인 것이 양호하다. 그러므로, 상기 필터 모듈은 미세 입자를 제거하기 위한 HEPA(고효율의 입자 공기; high efficiency particulate air) 필터의 구조와 동일한 구조를 가진다. 즉, 상기 필터요소는 평탄한 시트 형태로 사용되고 상기 시트가 공기 흐름에 가로질러 배치되는 곳에서, 여과 영역은 작고 상기 요소에서의 공기 잔류시간은 짧아진다. 따라서, 상기 시트는 필터 요소의 유닛 영역당 흐름비를 감소시키는 여과 영역을 증가시키기 위하여 주름(pleat)으로 접혀지므로, 상기 공기 잔류시간은 길어진다.

예를 들면, 반도체 산업용 처리 장치에 사용되는 청소 벤치(bench)는 일반적으로 HEPA 필터로만 장착되고, 상기 경우 화학 오염물을 만족스럽게 제거하고 상기 주름형(pleat type) 화학 필터는 HEPA 필터의 바람 방향의 측부상의 층에 장착된다.

상업적으로 이용가능한 통상의 주름형 화학 필터 모듈은 익스트랙션 시스템 인코포레이티드(EXTRACTION SYSTEMS INC.)가 제조한 DPCC(건조처리된 탄소 합성물; dry processed carbon composite)이고, 약 6mm 의 두께를 가지고 활성 탄소의 미세입자 또는 그곳에 부착된 흡수제를 가진 활성 탄소의 미세 입자를 가진 폴리에스터 섬유로 제조된 시트의 주름부로 구성되고, 상기 시트 그 자체가 적절한 강성을 가지기 때문에, 상기 주름부를 지지하기 위한 지지부는 필요없다. 또한 주름형 모듈은 두께가 1 내지 4mm 의 이온 교환 수지 섬유의 직조 직물 또는 활성 탄소 섬유의 직조 직물 요소로 제조되는 것으로 공지된다.

만약 상기 처리 장치가 단지 하나의 특정 화학 오염물이 제거되어야만 하는 청소환경에 사용된다면, 상기 시스템은 하나의 상기 화학 필터로 제조되고 일련으로 정렬된 HEPA 필터가 수용가능하다. 그러나 만약 유기물, 산화가스, 알카리성 가스, NOx 및 SOx 와 같은 공기중의 모든 화학 오염물이 매우 낮은 레벨의 농도(이후에는 "초청정 환경(ultraclean environment)" 으로 언급함)로 제거되어야만 하는 환경에 상기 처리 장치가 사용된다면, 단지 하나의 화학 필터로만 상기 환경을 얻는 것은 불가능하다. 예를 들면, 현재 NOx 와 SOx 를 제거할 수 있는 주름형 필터로서, 그곳에 부착된 흡수제를 가진 활성 탄소의 미세 입자를 포함하는 DPCC 만이 상업적으로 이용가능한 필터이지만 이것이 산화가스를 제거할 수 있을지라도, 알카리성 가스와 소정의 유기물을 제거하기에는 능력이 약하다. 그러므로, 2 개 이상의 화학 필터 모듈이 연속적으로 정렬되는 것이 요구된다. 즉, 이런 형태의 필터 모듈은 상기 알카리성 가스 또는 유기물을 제거할 수 있는 다른 종류의 필터 모듈과 결합된다.

그러나 주름형 필터는 기본적으로 두껍고 상업적으로 이용되는 주름형 필터는 약 15 내지 30cm 의 두께를 가지기 때문에, 반도체용 청정실과 같은 천정 높이가 제한되는 곳에서는, 일련으로 정렬된 HEPA 를 포함하는 3 개 이상의 필터 모듈을 가진 청소 벤치의 높이가 너무 높게 되므로, 상기 청소 벤치는 실용적이지 못하다. 만약 3 개의 필터 모듈이 장착된다면, 화학 필터의 수명이 HEPA 필터의 수명보다 짧기 때문에, 단지 화학 필터 모듈이 첫번째로 대체되는 것이 요구되고 상기 대체는 성가시게 된다. 또한 상기 많은 주름형 화학 필터 모듈은 사용후에 산업쓰레기로 다루기에 용이하지 않다는 문제점을 가진다.

발명의 요약

그러므로, 본 발명의 목적은 단지 하나만을 사용하여 화학 오염물을 제거하며 초정정 환경을 보장하는 것이 가능하고, 교체가 용이한 주름형 화학 필터 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 필터를 사용하는 공기 순환 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명에 따라 공기를 도입하는 측면 개구와 공기를 방출하는 측면 개구를 가진 필터 케이스와, 주름형 공기필터 요소(pleated air filter element)를 포함하는 다기능 공기필터가 상기 주름형 공기필터 요소는 이것이 상기 공기 도입 측면개구로부터 상기 공기 방출 측면 개구로 흐르는 공기 흐름에 가로질러 있고, 이것의 주위 테두리가 틈이 없이 케이싱에 고정될 수 있도록 상기 필터 케이싱내에 배치되고, 상기 공기 필터 요소의 주름부에 의하여 형성된 공기 도입측 홈내에는, 화학물 흡수 섬유로 직조된 적어도 하나의 필터 요소 직물(filter element fabric)이 주위 테두리에서 상기 케이스내에 고정되어 있지 않고 교환 가능하게 설치된다.

또한 본 발명에 따라, 외부 환경으로부터 이것의 내부를 격리시키는 박스와, 공기 입구와 공기 출구를 가지며 처리 장치를 수용하기 위하여 상기 박스내에 형성된 챔버(chamber)와, 상기 공기 출구로부터 상기 공기 입구로 방출되는 공기를 재순환하기 위한 공기 통로 및, 공기 챔버에 앞서있는 공기 통로를 가로질러 정렬된 하나이상의 공기필터 모듈을 포함하는 공기 순환 청소 유닛이 제공되고, 상기 공기필터 모듈은 상술한 다기능 공기필터 모듈을 포함한다.

본 발명의 다기능 필터 모듈은 반도체 플랜트(plant)에서 공간을 점유하는 부피를 상당히 감소시킬 수 있기 때문에, 설치의 융통성이 보장되고 화학 필터 모듈의 적용범위가 넓어진다. 또한, 상기 다기능성은 단지 펠트형의(feltlike) 상기필터 요소 직물을 부착함으로써 쉽게 증가된다. 그러므로 상기 다기능 공기필터의 기능이 저하될 때 대체(교환)이 용이하고, 또한 소요시간은 몇분 밖에 걸리지 않으며 더렵혀지지 않게 된다.

복수의 화학 필터 모듈이 사용되는 경우와 비교하면, 상기 다기능 공기필터 모듈은 이것을 통과하는 공기의 단지 하나의 통로후에 공기가 사용된다면 청소능력이 나빠지나, 다기능 공기필터가 공기 순환 청소유닛내에 합체되는 경우에, 초정정 환경은 쉽게 보장될 수 있다. 또한 상기 유닛이 컴팩트(compact)하게 제조될 수 있고 만약 상기 유닛이 청소 벤치형 유닛으로서 사용된다면, 상기 유닛이 높지 않기 때문에, 유닛은 어려움없이 청정실내에 장착될 수 있다.

또한 본 발명의 다기능 공기필터 모듈에서 화합물 흡수 필터요소의 직물이 기초부로서 작용하는 주름형(pleated) 필터요소의 홈내에 간단하게 배치되기 때문에, 화합물 흡수 작용이 낮아지거나 주름형 필터 요소의 직물의 수명이 만료된다면, 새로운 화학물 흡수 필터 요소의 직물을 쉽게 교환할 수 있다. 만약 해로운 화합물의 흡수가 부착제로 인한 것이라면, 상기 제거된 화합물 흡수 필터 요소의 직물은 반응 생산물을 제거하기 위하여 따뜻한 물등에 상기 섬유요소를 침지하고 상기 부착제의 새로운 측정(measure)을 부착함으로써 쉽게 재생될 수 있다. 만약 해로운 화합물의 흡수가 이온 교환 수지 섬유로 행하여진다면, 상기 흡수작용은 이온 교환 수지 재생에 관한 공지된 기술로서 재생될 수 있다.

또한 상기 화합물 흡수 필터 요소의 직물이 더이상 재생될 수 없다면, 상기 화합물 흡수 필터요소의 직물은 소각(burning)에 의해 쉽게 폐기될 수 있으므로,산업 쓰fp기에 대한 문제점을 발생시키지 않는다.

양호한 실시예의 상세한 설명

다음은, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

다기능 공기필터 모듈

제 1 도에서 본 발명의 다기능 공기필터 모듈은 공기 도입측(바람 불어오는 쪽) 개구(1)와 공기 방출측 개구(바람 불어나가는 쪽)(2)을 가진 필터 케이스(3)와, 주름형 공기필터 요소(pleated air filter element)(4) 및, 상기 필터 케이스 내에 저장된 화합물 흡수 섬유로 직조된 필터 요소 직물(filter element fabric)(5)을 포함한다. 상기 필터 케이스(3)는 전방벽(32), 후방벽(3b) 및 2 개의 측벽(3c, 3d)으로서 구성된다. 상기 전방벽(3a)은 명확한 도시를 위하여 전방벽(3a)의 일부분을 절취하여 도시한다.

상기 주름형 공기 필터 요소(4)는 주름형 공기 필터 요소(4)와 벽 사이에 아무런 틈도 없이 주위벽(3a, 3b, 3c, 3d)에 고정된다. 상기 요소(4)로서, DPCC 는 활성 탄소의 미세한 입자 또는 그곳에 부착된 흡수제를 가진 활성 탄소의 미세한 입자를 가진 폴리에스터 섬유 시트로서 제조되고, 비교적 딱딱한 주름부로 제조되는 것이 가장 양호하다. 예를 들면, 이후에 설명되는 제 1 실시예에 사용되는 익스트랙션 시스템 인코포레이티드 사에서 제조된 DPCC 1073K(상표명)은 기본적으로, NO₂, SO₂등을 산화가스 및 그곳에 부착된 KOH 등으로 전환(converting) 하고 이들입자와 산화가스를 제거하는 물질을 가진 활성 탄소를 사용한다. 또한 상기 DPC 1073 K 는 유기물과 O₃를 제거하는데 상당히 효과적으로 작용한다.

제 2 도는 본 발명의 다기능 공기필터 모듈의 다른 실시예를 도시하고, 여기에서 제 1 도의 부품에 대응하는 부품은 동일한 도면부호로 기재된다. 제 2 도의 실시예에서는, 유연한 펠트형(feltlike) 섬유요소(공기 필터 요소)(4)가 사용된다. 이러한 경우, 주름부의 형상을 유지하기 위하여, 상기 요소(4)는 주름부의 모서리가 지지되는 지붕 섹션(6)을 가진 지지체(7)에 의하여 지지된다. 상기 지지체(7)는 파형 플라스틱과 같은 파형의 비금속 재료로 제조되는 것이 양호하다.

또한 예를 들면, 상기 공기필터 요소(4)용으로서 HEPA 필터와 같은 미세한 입자를 제거하기 위한 유리 섬유 시트로 제조된 것이 사용된다.

제 1 도 및 제 2 도에서, 화합물 흡수 섬유로 직조된 필터 요소 직물(5)은 시트 형태로 사용되고, 상기 주름형 공기 필터요소(4)의 공기 도입측 홈내에 설치된다. 그래서 상기 직물(5)의 품질이 저하될때, 이것은 쉽게 교환될 수 있다. 상기 필터 요소 직물(5)은 제 1 도 및 제 2 도에 도시된 공기 필터요소(4)에 의하여 형성된 홈의 반쪽부내로 들어갈 수 있다. 또한, 필터 요소 직물은 홈의 저부내로 들어갈 수 있다. 실질적으로, 상기 필터 요소 직물(5)의 절단부는 상기 홈내에 내장될 수 있다. 만약 이것이 본 발명의 다기능 공기필터의 수명을 연장하는 것으로 기대된다면, 상기 절단부를 내장하는 것이 추천된다.

상기 필터 요소 직물(5)로서, 활성 탄소 섬유 직물과, KOH 와 KMnO₄과 같은화학물 오염물 흡수제가 부착되는 활성 탄소 섬유 직물과, 양이온 교환 수지 섬유 직물과, 음이온 교환 수지 섬유 직물 및, 양이온 교환 수지 섬유와 음이온 교환 수지 수지 섬유의 혼합 섬유 직물과 같은 상업적으로 이용가능한 어떠한 요소 직물이 사용될 수 있다. 이러한 직물들은 화학 오염물을 제거하기 위한 의도된 작용에 따라 단독 또는 2 개 이상의 결합으로 사용될 수 있다.

예를 들면, 상기 펠트형의 활성 탄소 섬유 직물은 NH₃와 아민, 유기물질, O₃와 같은 알카리성 가스를 효과적으로 제거한다. 상기 펠트형 음이온 교환 수지의 섬유 직물등은 산화가스를 제거하는데에 효과적이다.

일반적으로, 필터는 낮은 압력 손실을 가지고, 만약 어떤 손실이 있다면 제거성능은 매우 떨어지기 때문에, 필터 구조의 기초부인 주름형 요소는, 어떠한 누설도 허용하지 않도록 상기 주름형 공기 필터 요소(4)와 벽(3a, 3b, 3c) 사이에 어떠한 틈도 없이 상기 케이스 벽(3a, 3b, 3c, 3d)에 결합되고 고정된다. 예를 들면, DPCC 필터의 경우에 압력 손실은 평균 바람속도 0.5m/sec 에서 2.0mm H₂O 이다. 만약 상기 펠트형 활성 탄소 섬유 직물 또는 상기 홈내에 배치된 이온 교환 수지섬유 직물의 두께가 2mm 이하이라면, 압력 손실은 일반적으로 상기 값보다 더 낮다. 따라서, 제 1 도에 도시된 바와 같이 설치된 상기 필터 요소 직물(5)은 이것의 주위 테두리에서 벽에 고정되지 않기 때문에 주위 부분을 따라 떨어져 있는 상태로 있는 것이 분명하다. 그러나, 상기 필터 요소 직물(5)을 통과하지 않지만 상기 주위 부분을 통과하는 공기의 양은 매우 작고, 대부분의 공기는 상기 요소 직물(5)의 섬유를 통과한다. 그러므로, 상기 공기가 순환식으로 처리될 동안에, 상기 필터 요소 직물(5)의 섬유는 화학 오염물을 제거하기 위하여 공기내의 화학물상에 충분히 작용한다. 이것은 필터 요소 직물의 절단부가 주름부의 홈내에 매설되는 경우와 동일하다.

상기 다기능 공기필터 모듈에서, 상기 케이스(3)에 고정된 주름형 필터 요소(4)의 직물이 두께가 증가하는 곳에서, 상기 압력 손실이 매우 증가하므로 필터 요소(4)의 홈내의 요소 직물은 점차 접촉하게 되고 이것은 통과하는 공기에 작용하게 된다.

상기 다기능 공기필터 모듈에 의하여 제거되는 화학 오염물 즉, 반도체 공정에서 해로운 공기중의 화학 오염물은, HF, HCl 및 H₂SO₄와 같은 산화가스의 비유기물 입자와, NH₃와 아민과 같은 알카리성 가스와, 공기의 주오염물인 NO₂와 SO₂또는 O₃와 드러난(bare) 실리콘 표면상에 흡수되기 쉬운 유기물 입자 등이다. 이들을 제거하기 위해서, 하기에 설명된 실시예에서 도시된 바와 같이 적어도 2 가지 형태의 화학 필터 요소가 요구된다.

이러한 화학 필터 요소의 제거 성능이 약 70% 이하로 낮아질지라도, 예를 들면 이들이 공기 순환식 청소유닛에 사용된다면, 오염물을 감소시키는 축적 효과는 인-유닛(in-unit) 처리 장치에 의하여 얻어지는 화학 오염물의 매우 낮은 농도 레벨을 얻기 위하여 작용한다.

공기 순환식 청소유닛

상기 공기 순환식 청소유닛을 도시하는 제 3 도 및 제 4 도에서, 상기 청소유닛은 박스(10)내에 수직으로 형성된 구획 벽(partition wall; 11)을 가진다. 상기 박스(10)의 내부를 챔버(18)로 구획하는 구획 벽(11)과 공기 재순환 통로(22)는 박스(10)의 상부벽(12) 또는 저부벽(13)에 도달하지 못하므로, 공기가 상기 구획벽(11) 아래와 위로 통과할 수 있지만, 상기 구획벽(11)은 이것의 길이를 따라 상기 2개의 측벽(14, 15)에 근접되게 고정된다. 상기 구획벽(11)과, 박스(10)의 전방벽(16) 및 2 개의 측벽(14. 15)은 처리 장치(17)를 수용하기 위하여 챔버(18)를 형성한다. 상기 전방벽(16) 부분은 폐쇄되거나 개방될 수 있는 도어(27)를 구성한다. 상기 박스(10)의 상부에서, 공기가 자유롭게 통과할 수 있는 격벽(partition; 19), 즉 그레이트(grate) 또는 래티스(lattice)가 제공된다. 챔버(18)의 하단부(공기출구)에는, 상기 처리 장치(17)가 안착될 수 있도록 공기가 자유롭게 통과할 수 있는 격벽(20)이 제공된다. 상기 구획벽(11)과, 박스(10)의 후방벽(21) 및 2 개의 측벽(14, 15)은 공기 재순환 통로(덕트)(22)를 형성한다. 상기 공기 통과 격벽(20)과 상기 저부벽(13) 사이의 공간(22a)과, 공기 통과 격벽(19)과 상부벽(12) 사이의 공간(22b) 각각은 공기 재순환 통로(22)의 부분을 구성한다, 공기필터 모듈(23, 26)을 통과하고 챔버(18)로부터 공간(22a)내로 공기통과 격벽(20)을 통과하여 방출되는 공기는 덕트(22)와, 공간(22b) 및 공기 통과 격벽(19)을 통과하여 공기필터 모듈(23, 26)내로 재순환된다. 제 4 도에서, 화살표 28 는 공기의 흐름을 도시한다. 박스(10)의 상부에는, 본 발명의 다기능 공기필터 모듈(23)이 장착된다.

챔버(18)를 수용하는 상기 처리 장치는 외부 환경으로부터 박스(10)의 벽에의해 고립되고 처리장치(17)를 수용한다. 상기 격벽(19)의 바로 하류부에 있는 박스의 상단부에서, 유닛에 있는 공기를 순환하기 위한 블로워(24)가 합체된다. 상기 블로워는 덕트(22)내에 장착될 수 있다. 또한 예를 들면, 상기 유닛내에 있는 처리 장치(17)의 청소, 유지 또는 비상시의 빠른 진공화를 위하여, 상기 유닛은 일반적으로 셔터를 가진 배기구(25)를 구비한다. 상기 배기구는 2개의 측벽(14, 15)중 하나에 제공될 수 있다. HEPA 필터 모듈(26)은 다기능 공기필터 모듈(23)의 바람이 불어가는 쪽(방출측)에 위치된다.

화학 오염물이 감소되는 블로워(24)에 의하여 필터 모듈 (23)을 통과한 공기는 HEPA 필터 모듈(26)에 의하여 먼지가 제거되고, 상기 처리 장치(17)를 수용하는 챔버(18)를 통과하며, 공기 통과 그레이트(grate)를 통하여 방출되어, 덕트(22)를 통과하며, 공기 필터 모듈(23)로 복귀된다. 상기 공기의 흐름은 반복된다.

일반적으로 초청정 환경을 얻기 위하여, 하나의 다기능 공기필터 모듈(23)과 하나의 HEPA 필터 모듈(26)이 일렬로 정렬된 구조가 채택된다. 그러나 HEPA 필터는 필수적인 것은 아니다. 만약 제 2 도에 도시된 구조를 가진 다기능 공기필터 모듈(23)이 사용된다면, 상기 다기능 공기필터 모듈(23)의 주름형 공기 필터 요소(4)로서, HEPA 필터용으로 사용된 유리섬유 시트가 사용되고, 상기 주름부 사이의 간극은 일반적인 간극보다 더 크게 멀어지는 즉, 요소 영역이 줄어지므로, 초청정 환경은 HEPA 필터 모듈(26)을 사용하지 않고 충분히 얻어질 수 있다.

본 발명에서, 상기 필터 요소의 직물(5)이 제 1 도에 도시된 바와 같이 안착된다면, 이것의 주위부분에는 누설이 있고 공기는 상기 필터 요소의 직물(5)을 통과하지 않고 필터 모듈을 통과한다. 따라서, 만약 공기가 단지 한번 상기 다기능 공기필터를 통과한다면, 오염물을 제거하는 수행은 만족스러운 것이 아니다. 그러나, 본 발명의 공기 순환 청소유닛에 상기 다기능 공기 필터 모듈을 합체함으로써, 이곳내에 챔버를 수용한 처리 장치는 초청정 환경을 확실하게 얻을 수 있다. 예를 들면, 상기 유닛이 처리장치에 의하여 일반적으로 얻어지는 0.5m/sec 의 바람 속도에서 작동된다면, 환기(ventilation)의 횟수는 초당 10 이상이 된다. 동일한 공기가 상기와 같은 높은 횟수로 필터 모듈을 통과하기 때문에, 상기 공기가 이것을 한번 통과할때 필터 그 자체의 제거 능률이 낮아질지라도, 특정 공기의 오염물의 양은 점차적으로 감소된다. 그러므로, 상기 유닛의 작동 시작후 짧은 시간이 지난 후에는, 청정도는 향상된다. 즉, 각각 서로 다른 화학물 흡수 섬유로 제조된 하나 이상의 필터 요소 직물(5)이 정렬될 때, 공기 필터 요소(4)의 주름부 사이의 간극이 넓어지는 것이 필요하다. 결과적으로, 먼지 제거 효과는 감소된다. 그러나 상기 다기능 공기필터 모듈이 상술된 청소유닛내에 합체되는 곳에서는, 만족스러운 먼지 제거 효과가 얻어진다.

실시예

제 1 실시예

제 1 실시예에 도시된 바와 같이, 2mm 두께를 가진 펠트형 활성 탄소 섬유직물(ADOR, 상표명)이 안착되어, 보조 공구를 사용하는 화학 필터 DPCC 1073K(상표명; 익스트랙션 시스템 인코포레이트에서 제조됨)의 주름진 요소(4)의 홈의 깊이 거의 반쪽부내로 밀려지므로, 상기 홈의 전체 폭이 덮혀질 수 있고, 제 3 도 및 제4 도에 도시된 청소유닛의 다기능 공기 필터 모듈(23)로서 합체된 다기능 공기필터 모듈을 만든다.

처리 장치(17)로서, 자외선 빛으로써 실리콘 웨이퍼를 처리하고 자외선 빛으로서 공기로부터 발생된 O₃를 처리하기 위한 건식 청소 장치가 배치된다. 석영 유리 충돌기(a quartz impinger)가 상기 장치 옆에 배치된다. 먼저 청소유닛만이 2시간 동안 작동되고, 상기 충돌기내의 초순수내로 흡입된 공기내의 비유기물 가스가 이온 크로마토그라피에 의하여 분석되고, 유기물질은 TOC(전체 유기물 탄소; total organic carbon) 측정 도구에 의하여 분석된다.

결과적으로 NO₂는 물론 HCl 과 H₂SO₄등과 같은 산화가스의 양은 각각 0.1ppb 보다 작게 된다. 또한. TOC 측정 도구에 의하여 측정된 유기물의 농도는 상기 측정 도구의 검출 한계인 0.3㎍/㎥ 보다 작게 된다.

그다음, RCA 세정 후에 희석된(dilute) HF 처리로 가공된 6"-웨이퍼는 O₃발생용 챔버(18)를 수용하는 장치로 부터 직접 공기를 사용하여 상기 건식 청소 장치에 의하여 건식으로 청소된다. 세척된 웨이퍼의 표면상에 흡수된 물질은 초순수의 50ml 내로 용해되고, 상기와 동일한 분석이 수행된다. TOC 를 기초로한 산화 이온의 농도와 유기물의 농도는 일반적으로 RCA 세정후에 검출의 한계를 항상 넘게 검출되고, 이 결과는 상기 농도가 검출 한계보다 더 낮다는 것을 보여준다.

상기 발생된 O₃가 유닛을 통하여 직접 흐르게 될지라도, 도어(9)는 상기 처리의 종결후에 1 분내에 개방될 때에는, O₃가 전혀 없게 된다.

제 2 실시예

화학 필터 DPCC 1073K 의 주름진 요소가 사용되는 곳에서, HCl 과 HF 와 같은 산화가스가 공기중에 NO₂, SO₂등에 거의 반응이 없다면, 때때로 KOH는 NO₂. SO₂등에 우선적으로 작용하고 산화가스의 제거 능률을 나쁘게 한다. 상기의 같은 염려가 있다면, 3 가지 형태의 화학 필터 요소가 상기 실시예에서와 같이 이것에 맞도록 사용된다.

상기 주름형 공기 필터 요소(4)로서, HEPA 필터에서 사용된 유리섬유 시트가 사용되고, 주름부 사이의 간극이 제 2 도에 도시된 구조를 가진 다기능 공기 필터 모듈을 만들기 위하여 통상의 간극보다 더 크게 증가된다. 상기 필터 요소(4)의 바람이 불어오는 쪽상의 홈내에 안착된 펠트형의 화합물 흡수 섬유로 직조된 필터 요소 직물(5)로서, 3 개의 섬유 직물이 사용되는데, 즉 활성 탄소 섬유 직물과, 양이온 교환 수지/음이온 교환 수지 섬유의 혼합 섬유 직물 및, KOH 와 NO₂, SO₂등을 그곳내에 부착된 산화가스로 전환할 수 있는 물질을 가진 활성 탄소 섬유 직물이 일정 순서로 서로 중첩되게 배치된다. 상기 펠트형의 활성 탄소 섬유 직물은 유기물과 O₃를 제거하고; 다음으로 펠트형의 양이온 교환 수지 섬유 직물/음이온 교환 수지 섬유 직물의 혼합 섬유 직물은 산성 및 알카리성 가스를 제거하며; 마지막으로 펠트형의 활성 탄소 섬유 직물은 주로 NO₂, SO₂등을 주로 제거한다.

다기능 공기필터 모듈이 제 3 도에 도시된 필터 모듈 (23)로서 사용되고, HEPA 필터 모듈(26)이 생략된 것을 제외하고는, 공기 순환식 청소유닛은 제 1 실시예와 동일한 방법으로 제조된다.

상기 유닛은 5 분동안 작동되고, 챔버(18)를 수용하는 장치내에서의 먼지 측정이 이루어지는데, 이것은 ASTM(American Society of Testing Materials)에 규정된 10 등급(class) 이하로 나타난다. 그 다음, 제 1 실시예와 같은 청정 평가 실험이 수행되고, 그래서 얻어진 결과로 제 1 실시예와 동일하다.

제 3 실시예

제 5 도에 도시된 바와 같이 상기 청소유닛을 작동하기 위하여, KOH 가 1.5mg/㎠ 의 양으로 부착되고 2mm 의 두께를 가진 펠트형 활성 탄소 섬유 직물(ADDR, 상표명)으로 제조된 직경이 4cm의 디스크형 화학 필터 요소(31,32)는 홀더(35)내의 환형홈(34)내에 간극없이 견고하게 유지되는 디스크형 DPCC 1073K 요소(33)상의 층에 위치된다. 상기 필터 요소(31, 32)는 원주부 주위에 아주 작은 간극을 가진다. 등위원소³⁶Cl 로 표시하는 HCl 100ppb 를 함유한 공기가 ㎠당 100 내지 200 ml/min 의 흐름비에서 화살표 36 으로 도시된 ADOR의 측부로부터 필터 요소를 통하여 흐르고, 이것은 청정실 또는 청정 벤치에 일반적으로 채택되는 것이다.

100 시간이 지난후, 필터요소에 걸린³⁶Cl 의 양은 영상판(an imaging plate)을 사용하여 측정된다. 상기 3 개의 필터요소에 의해 걸린 전체양을 기초로 하여 공기 흡입측에서 ADOR 필터요소에 걸린 양은 71% 이고, 제 2 의 ADOR 필터 요소에 의해 걸린 양은 14% 이며, DPCC 1073K 필터 요소에 의해 걸린 양은 15% 이다.

상기 결과로부터, 공기 흡입측에서의 제 1 펠트형 요소 직물은 제거될 대부분의 가스를 흡수한다. 만약 공기가 필터 요소의 적층된 층을 통하여 순환되고 통과된다면, 오염물은 초청정 공기를 생산하기 위하여 점진적으로 감소될 것이다. 상기 제 1 펠트형 요소 직물의 수명이 만료될 때, 단지 상기 펠트형 요소 직물을 새로운 것으로 교체함으로써, 염산을 제거하는 필터의 기능은 재생된다.

제 1 도는 전방벽(3a) 부분을 절취하여 다기능(multi fuctional) 공기필터 모듈의 실시예를 도시하는 사시도.

제 2 도는 전방벽(32) 부분을 절취하여 다기능 공기필터 모듈의 다른 실시예를 도시하는 사시도.

제 3 도는 상기 다기능 공기필터 모듈을 사용하는 공기 순환식 (air-circulating) 청소유닛의 구조를 개략적으로 도시하는 전방 수직 단면도.

제 4 도는 제 3 도의 청소유닛의 A-A 선을 따라 취한 측부 수직 단면도.

제 5 도는 본 발명의 공기필터 모듈을 동시에 작동하기 위하여 3 개의 필터 요소가 제공된 튜브의 수직단면도.

♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣

1 : 공기 도입측 개구 2 : 공기 방출측 개구

3 : 필터 케이스 4 : 주름형 공기필터 요소

5 : 필터 요소의 직물 11 : 구획벽

14,15 : 2 개의 측벽 17 : 처리 장치

18 : 챔버 19 : 격벽

Claims (6)

1. 공기 도입측 개구와 공기 방출측 개구를 가진 필터 케이스와, 주름형 공기필터 요소(pleated air filter element)가 상기 공기 도입측 개구로 부터 공기 방출측 개구로 흐르는 공기 흐름에 가로질러 있도록 필터 케이스내에 있는 주름형 공기필터요소를 포함하고, 상기 주름형 공기필터 요소의 주위 테두리는 틈이 없이 상기 케이싱에 고정되는 다기능 공기필터 모듈에 있어서,

   상기 공기 필터 요소의 주름부에 의하여 형성된 공기 도입측 홈내에는, 화학물 흡수 섬유로 직조된 하나 이상의 필터 요소 직물(filter element fabric)이 그 주위 테두리에서 상기 케이스내에 고정되어 있지 않고 교환가능하게 설치되어 있는 다기능 공기필터 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주름형 공기필터 요소의 형상을 유지하기 위하여 지붕섹션(roof section)을 가진 복수의 지지체는 상기 필터 케이스내에 제공되는 다기능 공기필터 모듈.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 주름형 공기필터 요소는 미세입자를 제거하기 위한 필터인 다기능 공기 필터 모듈.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 홈에 정렬된 필터요소 직물은 단일 시트이며, 상기 시트는 굽혀져서 홈내에 들어가는 다기능 공기필터 모듈.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 홈내에 위치된 상기 필터요소 직물은 절단부 형상이고, 상기 절단부는 홈내에 매입되어 있는 다기능 공기필터 모듈.
6. 외부 환경으로부터 내부를 격리시키는 박스와, 처리 장치를 수용하기 위하여 상기 박스내에 형성되고 공기 입구 및 공기 출구를 갖는 챔버 및, 공기 출구로부터 공기 입구로 방출되는 공기를 재순환하기 위한 공기 통로 및, 상기 챔버에 앞서 있는 공기 통로를 가로질러 정렬된 하나 이상의 공기필터 모듈을 포함하는 공기순환 청소유닛에 있어서,

   상기 공기필터 모듈은 제 1 항에 청구된 다기능 공기필터 모듈을 포함하는 공기순한 청소유닛.