KR20210080568A - 능동 습식 스크러빙 여과 시스템 - Google Patents

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타일러 몰튼
제임스 브리토
토마스 르블랑
존 씨. 고드로
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엔테그리스, 아이엔씨.
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Abstract

가스 스트림의 오염 제거를 위한 능동 습식 스크러빙 여과 시스템은 다음 중 하나 이상을 포함하는 구성요소를 포함한다: a) 오염물-함유 가스를 나선형 유동으로 유도하는 와류 장치; b) 스크러빙 유체 분사를 오염물-함유 가스 스트림으로 투사하도록 구성된 초기 스크러빙 유체 분사 섹션; c) 흡수 구조체; d) 응축기; 및 e) 서로 독립적으로 결합 또는 결합 해제될 수 있는 제1 및 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템. 일부 실시예에서, 작업장은 청정실, 또는 포토리소그래피 도구나 포토리소그래피 도구 클러스터를 포함할 수 있는 하나 이상의 반도체 처리 도구를 포함한다. 일부 실시예에서, 능동 습식 스크러빙 여과 시스템은 청정실 또는 반도체 처리 도구에서 사용하기 위한 공기 또는 다른 프로세스 가스를 세정 및 재활용하는 데 유용할 수 있다.

Description

능동 습식 스크러빙 여과 시스템
본 개시내용은 청정실 또는 반도체 처리 도구에서 사용하기 위한 공기 또는 다른 프로세스 가스를 세정 및 재활용하는 데 유용할 수 있는 능동 습식 스크러빙 여과 시스템에 관한 것이다.
반도체 처리 도구에서 공기 품질은 반도체 제조 산업의 주요 관심사이다. 특히, 포토리소그래피 도구는 적절한 온도, 습도 및 청정도(미립자 및 분자 오염물 모두와 관련하여)의 공기를 필요로 한다.
공기 습도 및 온도 제어에 대한 전통적인 접근법은, 예를 들어 공기 스트림과 열을 교환하고 공기 스트림에서 수증기를 제거하거나 추가할 수 있는 공조 디바이스를 사용한다.
공기 스트림에서 오염물의 제거, 특히 분자 오염물의 제거는 전통적으로 다른 디바이스를 사용하여 수행된다. 예를 들어, 전통적인 접근법은 통상적으로 전달된 공기의 온도 및 습도를 관리하기 위해 온도 및/또는 습도 제어 공기 처리 디바이스와 함께 오염을 제어하기 위해 활성탄 필터 및/또는 흡착성 및 화학 흡수성 매체의 조합의 사용을 수반한다.
오염물 제거에 대한 전통적인 접근법은 필터 또는 일련의 필터를 사용하여 미립자 및 분자 오염물을 제거한다. 미립자는 일반적으로 크기가 약 0.1 미크론보다 큰 오염물로서 고려된다. 분자 오염물은 일반적으로 퇴적물을 형성하는 오염물(예를 들어, 유기물) 및/또는 프로세스 성능을 억제하는 오염물(예를 들어, 염기)로서 고려된다.
그러나, 필터에는 몇 가지 문제가 있다. 필터는 압력 저항을 증가시켜 처리 도구용 공기 처리 시스템에서 압력 강하를 증가시킨다. 필터는 또한 서비스 수명이 제한되어, 필터를 결국에는 제거하고 교체해야 한다. 그러한 교체는 필터 요소를 교체하기 위해 관련 반도체 처리 도구의 정지 시간을 필요로 하고 처리 도구의 전체 소유 비용에 추가될 수 있다.
또한, 많은 필터는 저분자량 유기물이 통상적으로 흡착하기 어렵기 때문에, 특히 저분자량 범위에서 광학계-손상 휘발성 유기 화합물을 완화하는 데에 제한된 성능을 갖는다. 필터의 성능 및/또는 용량을 증가시키는 것은 일반적으로 더 많은 양의 흡착 매체를 추가하는 것을 의미하며, 이는 차례로 압력 저항과 비용을 더욱 증가시킨다.
필터의 여과 매체 자체가 하류 미립자 여과를 필요로 하는 미립자 오염을 유발할 수 있다. 또한, 필터의 여과 매체 자체가 화학적 오염을 유발할 수 있다. 예를 들어, 고산성 매체의 사용을 수반하는 전통적인 여과 방법은, 황 함유 산화물, 예를 들어 SO2 등과 같은 유해한 산 음이온을 공기 스트림에 도입할 수 있다.
또한, 필터, 특히 일부 전통적인 화학 필터의 필터 매체는 공기 스트림 온도 및 습도 제어에 문제가 일으킬 수 있다. 예를 들어, 고산성 술폰화 매체(전통적으로 암모니아 및 아민과 같은 염기성 화합물의 제거에 사용됨)는 화학적 특성상 물과 가역적인 발열 반응(예를 들어, 수화 반응)을 하는 경향이 있다. 그러한 열과 습도의 상호 작용은 공기 스트림 온도와 습도의 피드백 제어를 어렵게 만든다. 공기 스트림 습도 및 온도 제어의 어려움은 특히 포토리소그래피에서 문제가 되는데, 그 통상적인 목표가 온도 및/또는 습도 변동을 매우 낮은 수준(예를 들어, 수십 밀리켈빈 미만의 온도 변동 및 수십분의 1% 미만의 상대 습도 변동)으로 관리하는 것이기 때문이다. 공기 스트림 습도 및 온도 제어의 어려움은, 예를 들어 포토리소그래피 도구의 시작 프로세스 동안 제어 안정성을 달성하는 데 필요한 시간을 실질적으로 증가시킬 수 있다. 제어 안정성을 달성하는 데 걸리는 시간의 증가는 반도체 산업의 생산 지표인 도구 가용성과 직접적인 관련이 있다.
간단하게, 본 개시내용은 가스 스트림의 오염 제거를 위한 장치 및 그 사용 방법을 제공하며, 이 장치는 a) 오염물-함유 가스 스트림을 수용하기 위한 가스 스트림 입구; b) 가스 스트림 입구로부터 오염물-함유 가스 스트림을 수용하고 오염물-함유 가스를 나선형 유동으로 유도하도록 구성된 와류 장치; c) 흡수 구조체로서, 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비하고, 오염물-함유 가스 스트림은 와류 장치에 의해 나선형 유동으로 흡수 구조체에 충돌하도록 지향되고 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 흡수 구조체; 및 d) 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 수용하고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 전달하도록 구성된 가스 스트림 출구를 포함한다. 일부 실시예에서, 와류 장치는 하나 이상의 고정 베인을 포함하는 수동 와류 장치인 반면, 다른 실시예에서 와류 장치는 하나 이상의 이동 베인을 포함하는 능동 와류 장치일 수 있다. 통상적으로, 나선형 유동은 오염물-함유 가스 스트림의 순 운동에 평행한 축 주위에 있다.
다른 양태에서, 본 개시내용은 전술한 장치의 요소를 또한 포함할 수 있는, 가스 스트림의 오염 제거를 위한 장치를 제공하며, 이 장치는, a) 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하도록 작동 가능하게 연결되고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 구성된 제1 스크러빙 유체 오염 제거 시스템; 및 b) 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하도록 작동 가능하게 연결되고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 구성된 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템을 포함하고, 제1 및 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템은 서로 독립적으로 결합 또는 결합 해제될 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 개시내용은 전술한 장치의 요소를 또한 포함할 수 있는, 가스 스트림의 오염 제거를 위한 장치를 제공하며, 이 장치는, a) 오염물-함유 가스 스트림이 흡수 구조체로 나아가기 전에 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 통과하도록 흡수 구조체 전방에 위치 설정되는 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 포함하고, 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 스크러빙 유체 분사를 오염물-함유 가스 스트림으로 투사하도록 구성된다. 와류 장치가 또한 존재하는 경우, 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은, 와류 장치에 의해 나선형 유동으로 유도된 오염물-함유 가스 스트림이 흡수 구조체로 나아가기 전에 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 통과하도록 와류 장치와 흡수 구조체 사이에 위치 설정된다. 통상적으로, 스크러빙 유체 도포 시스템 및 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 흡수 구조체의 반대쪽 단부에 위치된다.
또 다른 양태에서, 본 개시내용은 전술한 장치의 요소를 또한 포함할 수 있는, 가스 스트림의 오염 제거를 위한 장치를 제공하며, 이 장치는, a) 흡수 구조체를 빠져나가는 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림이 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 용해되거나 동반된 스크러빙 유체를 적어도 부분적으로 제거하는 응축기와 접촉하도록 구성된 응축기를 포함한다. 통상적으로, 가스 스트림의 오염 제거 장치는 또한 응축기의 작용에 의해 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 제거된 응축된 스크러빙 유체를 수집하고 응축된 스크러빙 유체를 스크러빙 유체로서 재사용하기 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 된 응축된 스크러빙 유체 재활용 장치를 포함한다.
일부 실시예에서, 오염물-함유 가스 스트림은 공기를 포함한다. 일부 실시예에서, 스크러빙 유체는 물, 탈이온(DI) 물, 또는 화학 흡수성 수용액을 포함한다. 일부 실시예에서, 작업장은 청정실, 또는 포토리소그래피 도구나 포토리소그래피 도구 클러스터를 포함할 수 있는 하나 이상의 반도체 처리 도구를 포함한다.
일부 실시예에서, 오염물-함유 가스 스트림은 작업장으로부터 흡입되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 작업장으로 복귀된다.
본 개시내용의 앞선 요약은 본 개시내용의 각각 실시예를 설명하기 위한 것이 아니다. 본 발명의 하나 이상의 실시예의 세부 사항은 또한 아래의 설명에 기재된다. 본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점은 설명 및 청구범위로부터 명백해질 것이다.
본 명세서에서 사용되는 모든 과학 및 기술 용어는 달리 명시되지 않는 한 본 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 의미를 갖는다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용될 때, 단수 형태는 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수 대상을 갖는 실시예를 포함한다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용될 때, 용어 "또는"은 일반적으로 내용이 명백하게 달리 지시하지 않는 한 "및/또는"을 포함하는 의미로 사용된다.
본 명세서에서 사용될 때, "갖는다", "갖는", "포함한다", "포함하는", "구비한다", "구비하는" 등은 개방형 의미로 사용되며, 일반적으로 "포함하지만 이에 제한되지 않는다"를 의미한다. 용어 "구성되는" 및 "본질적으로 구성되는"은 용어 "포함하는" 등에 포함된다는 것이 이해될 것이다.
도 1은 본 개시내용에 따른 능동 습식 스크러빙 여과 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 2는 본 개시내용에 따른 와류 장치의 일 실시예의 개략도이다.
도 3은 본 개시내용에 따른 능동 습식 스크러빙 여과 시스템의 개략도이고 스크러빙 타워는 와류 장치를 나타내기 위해 절취되어 있다.
도 4는 본 개시내용에 따른 능동 습식 스크러빙 여과 시스템의 개략도이고 스크러빙 타워는 와류 장치를 나타내기 위해 절취되어 있다.
도 5는 본 개시내용에 따른 능동 습식 스크러빙 여과 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
도 6은 본 개시내용에 따른 능동 습식 스크러빙 여과 시스템의 일 실시예의 개략도이다.
본 개시내용은 청정실 또는 반도체 처리 도구에서 사용하기 위한 공기 또는 다른 프로세스 가스를 세정 및 재활용하는 데 유용할 수 있는 능동 습식 스크러빙 여과 시스템을 제공한다.
본 개시내용의 시스템은 가스 스트림에서 하나 이상의 오염물의 농도를 감소시키기 위해 스크러빙 유체를 사용한다. 바람직한 스크러빙 유체는 물, 탈이온(de-ionized)(DI) 물 및 화학 흡수성 수용액을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 다른 적절한 스크러빙 유체는 물, 오일, 비극성 용매 및 예를 들어 알코올과 같은 극성 용매를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 탈이온 물을 포함하는 스크러빙 유체를 사용하는 실시예에서, 탈이온 물은 약 100,000 옴 센티미터 내지 약 18,000,000 옴 센티미터 범위의 저항률을 갖는 것이 바람직하다.
바람직한 실시예에서, 스크러빙 유체는 (예를 들어, 액적 및/또는 필름으로서) 흡수 구조체의 표면을 적시고 하나 이상의 오염물이 스크러빙 유체에서의 수착에 의해 가스 스트림으로부터 제거된다. 예를 들어, 스크러빙 유체에서 흡수, 흡착, 용해 또는 이들의 조합에 의해 하나 이상의 오염물이 가스 스트림으로부터 제거될 수 있다. 흡착은 화학 흡착 및 물리 흡착을 포함할 수 있지만 이에 제한되지는 않는다. 또한, 스크러빙 유체로, 스크러빙 유체의 표면 상으로, 또는 이 둘의 조합으로 수착에 의해 종을 제거할 수 있다.
본 개시내용의 시스템 및 방법은 반도체 처리 도구에 사용되는 다양한 가스 스트림으로부터 다양한 분자 오염물에 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 제거될 수 있는 분자 오염물은 산, 염기, 고분자량 및 저분자량 유기 화합물을 이에 제한되지 않게 포함하고, 그리고 마이크로 전자 도펀트, 분자 응축물 및 내화 화합물을 이에 제한되지 않게 포함하는 화합물 부류를 포함한다. 다양한 실시예에서, 하나 이상의 오염물의 농도는 공기 스트림, 청정 건조 공기(clean dry air)(CDA), 산소, 질소 및 하나 이상의 희가스를 포함하지만 이에 제한되지 않는 가스 스트림에서 감소될 수 있다.
고분자량 유기물은 약 6개 초과의 탄소 원자를 갖는 화합물(C 화합물)을 포함한다. 저분자량 유기물은 약 6개 이하의 탄소 원자를 갖는 화합물(C 화합물)을 포함한다. 분자 응축물은 높은 비등점(즉, 약 150℃ 초과) 유기 물질을 포함한다. 예를 들어, 분자 응축물은 광학 요소에 흡착된 후 심자외선(deep ultra violet)(DUV) 광(예를 들어, 193 nm 및 157 nm 광)에 노출됨으로써 유도된 라디칼 응축 또는 중합에 의해 포토리소그래피 도구의 광학 요소에 손상을 줄 수 있다. 내화 물질은 비휘발성 또는 비반응성 산화물을 형성하는 원자를 포함하는 화합물, 예를 들어, 인(P), 실리콘(Si), 황(S), 붕소(B), 주석(Sn), 알루미늄(Al) 등이지만, 이에 제한되지 않는다. 이들 오염물은, DUV 광에 노출될 때, 전통적인 포토리소그래피 도구 세정 접근법에 내성이 있는 내화 화합물을 형성하고 심지어는 광학 표면 상에 비가역적으로 응축될 수 있다. 내화 물질은, 예를 들어 실란, 실록산(예를 들어, 헥사메틸디실록산 등), 실라놀, 및 요오드산염과 같은 내화 유기물을 포함한다. 본 개시내용의 시스템 및 방법의 다양한 실시예에 의해 가스 스트림의 농도가 감소될 수 있는 분자 오염물의 추가 예는 표 1에 열거되어 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
본 개시내용의 시스템은 또한 반도체 처리 도구에 사용되는 가스 스트림으로부터 미립자를 제거하는 데 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 본 개시내용은 약 0.01 미크론 미만의 평균 입자 크기를 갖는 미립자 제거를 용이하게 한다. 다양한 실시예에서, 본 개시내용은 약 0.02 미크론 미만의 평균 입자 크기를 갖는 미립자의 제거를 용이하게 하고, 다양한 실시예에서, 본 개시내용은 약 0.1 미크론 미만의 평균 입자 크기를 갖는 미립자의 제거를 용이하게 한다.
스크러빙 유체는 흡수 구조체의 표면을 습윤하고 그 위를 유동하는 액체를 형성하기에 충분한 체적과 온도로 흡수 구조체에 도입된다. 스크러빙 유체는 노즐, 분사 헤드 등으로부터 에어로졸, 제트 또는 기타 유동을 포함하는 임의의 적절한 방식으로 도입될 수 있다.
흡수 구조체는 오염물-함유 가스 스트림을 스크러빙 유체와 밀접하게 접촉시키는 유체 투과성의 높은 표면적 구조체이다. 흡수 구조체는 느슨한 충전층(packed-bed) 구조체, 구조화된 충전층 구조체, 또는 둘 모두의 조합을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 흡수 구조체는, 예를 들어 Lantec, Inc.에 의해 모두 제조되는 Q-팩(Q-Pack), 란팩(Lanpack) 및/또는 누팩(Nupack), 라시히 링(Raschig ring), 폴 링(Pall ring), 버얼 새들(Berl Saddle), 이나톨렉스 새들(Inatolex saddle), 플렉스링(Flexring), 밸러스트 링(Ballast ring), 및 캐스케이드 링(Cascade ring)과 같은 느슨한 충전층 구조체이다. 구조화된 충전층 구조체의 예는 텍사스주 달라스에 소재하는 Glitsch, Inc.에 의해 제조되는 Gem packTM 카트리지 및 Glitsch EF-25A GridTM을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 흡수 구조체의 설계는 바람직하게는 배출 가스 스트림으로부터 흡수 구조체의 스크러빙 유체로 분자 오염물의 질량 전달을 허용하기에 충분한 가스 스트림의 체류 시간이 있도록 되어 있다.
본 개시내용의 시스템 및 방법은, 예를 들어 단일 반도체 도구, 도구 클러스터(예를 들어, 노광 도구와 포토레지스트 코팅/현상 도구의 포토리소그래피 클러스터 등) 또는 도구 세트(예를 들어, 현상 트랙 및 노광 도구 등)에서 사용될 수 있다. 다양한 바람직한 실시예에서, 본 발명은 종래의 흡착 여과 방법과 비교하여 오염 제어를 위한 소유 비용을 감소시키는 것을 용이하게 하는 공기 처리 및 화학 여과 시스템을 제공한다.
다양한 실시예에서, 본 개시내용은 전통적인 필터 요소를 교체하는 것과 관련된 반도체 도구 정지 시간 없이 여과 매체를 반복적으로 재생할 수 있는 화학 여과 시스템을 제공함으로써 전통적인 필터와 관련된 문제의 일부를 감소시키거나 제거한다. 본 개시내용에서, 여과 매체는 스크러빙 유체를 포함한다.
다양한 실시예에서, 본 개시내용은 전통적인 필터 요소와 연관된 것과 같은 미립자를 실질적으로 생성하지 않는 여과 매체를 이용하는 화학 여과 시스템을 제공함으로써 전통적인 필터와 관련된 문제의 일부를 감소시키거나 제거한다. 본 개시내용에서, 여과 매체는 스크러빙 유체를 포함한다.
다양한 실시예에서, 본 개시내용은 일부 전통적인 필터 요소에 의해 발생되는 습도 및 온도 제어의 어려움 없이 분자 오염물을 제거할 수 있는 화학 여과 시스템을 제공함으로써 전통적인 필터와 관련된 문제의 일부를 감소시키거나 제거한다. 예를 들어, 본 개시내용에 따른 여과 매체로서 스크러빙 유체를 사용함으로써, 본 개시내용의 다양한 실시예는 손상 농도의 산, 염기 또는 둘 모두를 가스 스트림으로 도입하는 것을 방지한다. 다양한 바람직한 실시예에서, 온도 및 습도 제어에 대한 본 개시내용의 접근법은 전통적인 시스템보다 상류 온도 및 습도의 장애를 더 잘 처리할 수 있다.
다양한 실시예에서, 본 개시내용은 반도체 도구를 위한 통합된 공기 처리 및 화학 여과 시스템을 제공한다. 그러한 통합된 시스템은 전통적인 공기 처리 유닛과 여과 시스템의 결합된 풋프린트보다 작은 풋프린트를 시스템에 제공하는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한, 다양한 실시예에서, 본 개시내용의 통합된 공기 처리 및 화학 여과 시스템은 하나의 장치에 2개의 별개의 가스 스트림 처리 요구(공조 및 화학 여과)를 결합함으로써 자본 및 운영 비용을 절감하고 공급망, 소유권, 지원 및 유지 보수를 단순화하는 것을 용이하게 할 수 있다.
일부 실시예에서, 본 개시내용은 표 1에 열거된 것과 같은 오염물을 포함하지만 이에 제한되지 않는, 포토리소그래피 도구의 역할을 하는 가스 스트림으로부터의 광범위한 스펙트럼의 화학 오염물을 감소시킨다. 또한, 일부 실시예에서, 본 개시내용은 매우 작은 수준의 온도 및 습도 변동으로 포토리소그래피 도구에 가스 스트림을 공급할 수 있는 시스템 및 방법을 제공한다. 예를 들어, 다양한 바람직한 실시예에서, 본 개시내용은 일정한 압력 및 유량 조건 하에서 약 10 밀리켈빈 미만의 온도 변동 및 약 0.1% 미만의 상대 습도 변동을 갖는 가스 스트림을 제공한다. 다양한 실시예에서, 본 개시내용은 일정한 압력 및 유량 조건 하에서 약 5 밀리켈빈 내지 약 20 밀리켈빈 범위의 온도 변동 및 약 0.05% 내지 약 0.5% 범위의 상대 습도 변동을 갖는 가스 스트림을 제공한다. 다양한 실시예에서, 본 개시내용은 약 10 인치 w.c.(수주) 내의 압력 및 분당 약 1 입방 피트(CFM) 내지 약 100,000 CFM 범위의 유량; 바람직하게는 분당 약 200 입방 피트(CFM) 내지 약 10,000 CFM 범위의 유량 내의 가스 스트림에 대해 온도 제어, 습도 제어 및 여과를 제공할 수 있는 결합된 공기 처리 및 여과 장치를 제공한다.
특정 실시예에서, 본 개시내용은 분자 오염물에 민감한 반도체 디바이스의 제조에 사용되는 포토리소그래피 도구 클러스터를 위한 결합된 공기 처리 및 화학 여과 장치를 제공한다. 다양한 실시예에서, 결합된 공기 처리 및 여과 시스템은 산, 염기, 고분자량 및 저분자량의 방향족 및 지방족 유기물을 포함할 수 있는 분자 오염물, 및 마이크로 전자 도펀트, 분자 응축물 및 내화 화합물을 포함하지만 이에 제한되지 않는 화합물 부류를 제거한다.
다양한 실시예에서, 시스템 및 방법은 계측 정보를 제공하는 것을 더 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 본 개시내용은 반도체 처리 도구로부터의 가스 스트림 및 본 개시내용의 시스템에 의해 반도체 처리 도구로 복귀되는 가스 중의 하나 이상의 오염물의 농도를 정성적으로, 정량적으로 또는 둘 다 측정할 수 있는 시스템을 제공한다. 일 실시예에서, 본 개시내용은 온도 제어, 상대 습도 제어, 오염물 감소, 또는 이들의 조합을 갖는 가스 스트림을 반도체 도구에 제공하기 위해 계측 정보를 사용하는 공기 처리 및 여과 방법을 제공한다. 대안적으로, 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체 중의 하나 이상의 오염물의 농도는 가스 스트림의 농도 표시로서 모니터링될 수 있다.
일부 실시예에서, 스크러빙 유체는 스크러빙 유체 오염 제거 시스템에서 세정될 수 있다. 2개의 스크러빙 유체 오염 제거 시스템이 하나의 또는 다른 하나의 스크러빙 유체 오염 제거 시스템을 선택하기 위한 적절한 밸브 및 도관과 함께 교대 사용을 위해 제공될 수 있다. 이 이중 시스템은, 능동 습식 스크러빙 여과 시스템의 작동 또는 그 시스템이 기능하는 프로세스를 중단하는 일 없이, 다른 하나가 사용 중인 동안에 하나의 스크러빙 유체 오염 제거 시스템이 현장에서 재생되거나 수리될 수 있게 한다.
스크러빙 유체 오염 제거 시스템은, 예를 들어 이온 교환 수지, 혼합층 수지 병, 유기 멤브레인 분리, 유기물 제거를 위한 액체상 탄소 흡착, 및 미립자 제거를 위한 입자 여과를 포함할 수 있는 종래의 방법을 사용하여 스크러빙 유체를 오염 제거할 수 있다. 스크러빙 유체 세정은, 예를 들어 고정된 TiO2 또는 TiO2 슬러리에 대한 광촉매 작용, 및 예를 들어 H2O2, O3, 펜톤 시약, 및 이온화 방사선을 포함하는 프로세스와 같은 고급 산화 프로세스를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, DI 물은 또한 흡수 구조체 및 시스템의 다른 습윤 섹션의 생물학적 오염을 방지하기 위해 재순환 유닛에 의해 처리된다. 생물학적 오염을 방지하기 위한 적절한 처리는 C 밴드(약 200 nm 내지 약 290 nm)의 자외선(UV) 광에 의한 DI 물의 조사, 오존화, 및 과산화를 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 일부 실시예에서, UV 광은 또한 생물학적 오염물 또는 다른 유기 화합물을 분해하는 데 사용될 수 있으며, 예를 들어 와류 장치를 포함하는 보유 탱크 또는 비드 컬럼에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 수지 처리된 탄소는 생물학적 오염물의 벽 구조체를 파괴하기 위해 시스템에 포함될 수 있다. 일부 실시예에서, 자외선 광 및 수지 처리된 탄소는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 스크러빙 액체 유로는 연속 및 재생 담수화를 위한 메커니즘을 포함할 수 있다. 바람직한 구성에서, 시스템은 개질된 형태의 멤브레인 용량성 탈이온화(membrane capacitive deionization)(MCDI)를 포함할 수 있으며, 여기서 양이온 교환 및 음이온 교환 멤브레인은 이들 사이에 충전된 혼합 이온 교환 수지와 교대로 배치된다. 이 스택은 DC 전압이 인가되는 각각의 단부에 전극을 포함하여, 멤브레인에 걸쳐 전기장을 생성한다. 이는 이온 교환 흡착층 및/또는 역삼투 시스템과 결합될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
일부 실시예에서, 스크러빙 액체는 과립 활성탄(GAC)을 포함할 수 있는 흡착층을 통과함으로써 오염 제거된다. 스크러빙 액체 흡착층은 흡착층을 통해 유동하고 열 전도 가열과 조합하여 물로 지향되는 정제된 프로세스 가스(XCDA, N2 또는 He를 포함하지만 이에 제한되지 않음)를 사용하여 현장에서 재생되어, 퇴적된 오염물의 효율적인 열 탈착을 위한 조건을 제공한다. 바람직한 구성에서, 시스템은 하나 이상의 층이 작동하는 동안 하나 이상의 층이 재생될 수 있도록 하여 연속적인 스크러빙 액체 정제를 제공하는 2개 이상의 스크러빙 액체 흡착층을 포함한다. 압력 및 초용량성 스윙 흡착을 포함하지만 이에 제한되지 않는 추가 흡착/탈착 방법이 또한 적용 가능할 수 있다.
일부 실시예에서, 스크러빙 타워로 진입하는 오염물-함유 가스 스트림은 와류 장치를 통과한다. 와류 장치는 오염물-함유 가스 스트림이 나선형 유동으로 이동하도록 유도한다. 나선형 유동은 흡수 구조체로의 가스 스트림의 순 운동에 대체로 평행한 축 주위에 있다. 또한, 가스 스트림 입력은 나선형 유동 유도에 기여하기 위해 예각으로 스크러빙 타워에 진입하도록 구성될 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 출원인은 와류 장치에 의해 유도된 나선형 유동이 흡수 구조체에서 가스 스트림의 체류 시간을 증가시켜 가스 스트림으로부터 오염물을 더 많이 제거할 수 있다고 믿는다. 와류 장치는 임의의 효과적인 구성이라도 될 수 있다. 본 명세서에서 고려되는 다양한 실시예에서, 와류 장치는 1, 2, 3, 4개 또는 그 이상의 고정 베인을 포함하는 수동 와류 장치일 수 있다. 본 명세서에서 고려되는 다양한 다른 실시예에서, 와류 장치는 모터 또는 다른 구동 메커니즘에 의해 구동될 수 있는 1, 2, 3, 4개 또는 그 이상의 이동 베인을 포함하는 능동 와류 장치일 수 있다. 일부 실시예에서, 오염물-함유 가스 스트림은 스크러빙 타워 전에, 후에, 또는 그 내부에, 또는 이들을 조합하여 위치할 수 있는 하나 이상의 펌프, 팬 또는 임펠러에 의해 와류 메커니즘으로 유도된다. 통상적으로, 스크러빙 타워의 내부 표면은 가스 스트림의 나선형 유동을 지원하고 보강하기 위해 대체로 원통형이다.
일부 실시예에서, 스크러빙 타워에 진입하는 오염물-함유 가스 스트림은 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 통과한다. 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 스크러빙 유체 분사를 오염물-함유 가스 스트림으로 투사시킴으로써, 가스 스트림으로부터 스크러빙 유체로 오염물을 제거하도록 구성된 하나 이상의 초기 분사 헤드(들)를 포함한다. 본 개시내용에 따른 능동 습식 스크러빙 여과 시스템은 와류 장치, 초기 스크러빙 유체 분사 섹션, 또는 둘 모두를 포함할 수 있다. 이론에 얽매이지 않고, 출원인은 초기 스크러빙 유체 분사 섹션이 와류 장치와 함께 사용되는 경우, 와류 장치가 초기 스크러빙 유체 분사 섹션에서 가스 스트림의 체류 시간을 증가시켜 가스 스트림으로부터 오염물을 더 많이 제거한다고 믿는다. 스크러빙 유체 도포 시스템과 초기 스크러빙 유체 분사 섹션(있는 경우)은 별개의 개별 구조체이다. 일부 구성에서, 스크러빙 유체 도포 시스템 및 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 흡수 구조체의 반대쪽 단부에 위치된다. 예를 들어, 오염물-함유 가스 스트림이 더 낮은 지점에서 스크러빙 타워에 진입하여 흡수 구조체를 통해 상향으로 나아가는 경우, 스크러빙 유체 도포 시스템은 위쪽으로부터 흡수 구조체를 습윤시켜, 중력이 흡수 구조체 전체에 걸쳐 스크러빙 유체를 분배하는 데 도움을 줄 수 있게 하고, 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 유입되는 오염물-함유 가스 스트림을 처리하기 위해 흡수 구조체 아래에 위치될 수 있다. 그러한 구성에서, 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 흡수 구조체를 크게 습윤시키지 않는다.
일부 실시예에서, 스크러빙 타워를 빠져나가는 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 사용을 위해 작업장 또는 외부 프로세스로 복귀될 수 있다. 다른 실시예에서, 스크러빙 타워를 빠져나가는 오염 제거된 가스 스트림은 응축기 섹션으로 나아간다. 응축기 섹션은 외부 냉장 유닛에 기능적으로 연결된 응축기 코일과 같은 임의의 적절한 응축기 장치를 포함할 수 있으며, 핀, 베인, 가스 투과성 구조체 등과 같이 오염 제거된 가스 스트림과의 접촉 면적을 증가시키는 구조체를 구비할 수 있다. 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림이 응축기 장치를 통과할 때, 응축기 장치는 오염 제거된 가스 스트림으로부터 용해되거나 동반된 스크러빙 유체를 적어도 부분적으로 제거한다. 일부 실시예에서, 응축된 스크러빙 유체는 응축된 스크러빙 유체 드레인에 수집되며, 이 드레인으로부터 스크러빙 유체 복귀 도관으로 나아간다. 이 방식으로, 본질적으로 모든 스크러빙 유체는 스크러빙 타워 또는 응축기 섹션으로부터 회수될 수 있다. 이 특징은 스크러빙 타워와 응축기 섹션으로부터 사용된 스크러빙 유체의 결합된 수집에서 그 농도를 측정함으로써 가스 스트림에서 제거된 오염물을 정량적으로 측정할 수 있게 한다.
대안적으로, 스크러빙 타워를 빠져나가는 오염 제거된 가스 스트림은 스크러빙 유체의 액체 방울을 제거하기 위해 응축기 이외의 수집 디바이스로 나아갈 수 있다. 그러한 일부 실시예에서, 스크러빙 유체의 액체 방울을 제거하기 위한 적절한 접근법 및 디바이스는 유착 매체에 의한 수집, 베인 분리기에 의한 수집, 충전층의 연장된 표면에 의한 수집, 흡착 매체에 의한 수집, 또는 다공성 멤브레인을 통한 가스 통과에 의한 수집을 포함할 수 있다. 추가 접근법은 액체 건조제의 사용을 포함할 수 있고, 액체 건조제 용액(통상적으로, 염화리튬)이 공기 스트림을 통해 분사되어 공기 스트림으로부터 습기를 흡수하고 시스템으로부터 에너지를 제거한다. 조건은 용액의 농도를 변경하여 변경될 수 있으며 또한 조절된 공기에 대한 살생물제로서 작용할 수 있다. 이어서, 용액은 가열에 의해 재생되는 데, 용액은 공기 스트림을 가로질러 다시 분사하기 전에 습기를 상실한다. 뜨겁고 습한 폐공기 스트림이 또한 재생기로부터 배출된다. 추가 접근법은 가열 코일 또는 가스 버너의 사용을 포함할 수 있다. 추가 접근법은 실리카겔과 같은 고체 건조제의 사용을 포함할 수 있고, 습한 공기가 건조제를 통해 흡입되고 습기가 흡수된다. 건조제가 용량에 도달하면, 재활성화 공기 스트림으로 이동될 수 있는데, 건조제는 폐열 또는 배기 스트림을 사용하여 습기를 흡수할 수 있다. 추가 접근법은 직접 유동 통과에 의해 또는 접선 유동 또는 삼투에 의한 반투과성 수분 배제 폴리머 멤브레인의 사용을 포함할 수 있다. 추가 접근법은 공기로부터 수증기를 분리하기 위해 정전기장을 이용하는 정전기 장치의 사용을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, 본 개시내용의 시스템 및 방법은 US 2004/0023419호; US 6,761,753호; 및 US 7,329,308호에 설명된 시스템 중 하나 이상과 조합될 수 있고; 그 내용은 그 전체가 본 명세서에 참조로 통합된다.
반도체 처리 도구를 위한 가스 스트림의 공기 처리 및 화학 여과를 위한 시스템 및 방법의 전술 및 기타 특징과 이점은 첨부 도면에 예시된 바와 같은 시스템의 실시예에 대한 다음의 보다 구체적인 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1 내지 도 4의 참조 번호 색인
10 능동 습식 스크러빙 여과 시스템
20 스크러빙 타워
25 스크러빙 타워 하우징
30 가스 스트림 입구
40 외부 프로세스
50 오염물-함유 가스 스트림
55 유입 덕트
60 와류 장치
62 외부 와류 베인
64 내부 와류 베인
66 지지 컬럼
68 전체 반경 와류 베인
70 나선형 유동
80 가스 스트림의 순 운동
90 흡수 구조체
100 초기 분사 헤드
110 스크러빙 유체 분사
120 흡수 구조체 분사 헤드
130 스크러빙 유체 분사
140 가스 스트림 출구
150 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림
155 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림
160 응축기 섹션
170 응축기 섹션 하우징
180 응축기 장치
190 응축기 입구
200 응축기 출구
210 스크러빙 유체 드레인
220 응축된 스크러빙 유체 드레인
230 스크러빙 유체 공급 도관
240 스크러빙 유체 공급 도관
250 스크러빙 유체 복귀 도관
260 건조되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림
265 복귀 덕트
270 밸브
271 밸브
280 스크러빙 유체 오염 제거 시스템
281 스크러빙 유체 오염 제거 시스템
290 스크러빙 유체 공급 도관
도 1을 참조하면, 본 개시내용에 따른 능동 습식 스크러빙 여과 시스템(10)의 일 실시예는 스크러빙 타워(20)를 포함한다. 스크러빙 타워(20)는 스크러빙 타워 하우징(25), 가스 스트림 입구(30), 하나 이상의 흡수 구조체 분사 헤드(들)(120)로부터의 스크러빙 유체 분사(130)로 습윤되는 흡수 구조체(90), 및 가스 스트림 출구(140)를 포함하고, 다양한 실시예에서 아래에 언급된 추가 요소를 포함한다.
가스 스트림 입구(30)는 외부 프로세스(40)로부터 유입 덕트(55)를 통해 오염물-함유 가스 스트림(50)을 수용하도록 구성된다. 외부 프로세스(40)는 기능성 가스 스트림을 오염시키는 경향이 있고 오염 제거되고 나면 기능성 가스 스트림을 재사용할 수 있는 임의의 적절한 프로세스일 수 있다. 다양한 실시예에서, 외부 프로세스(40)는 하나 이상의 반도체 처리 시스템일 수 있는 하나 이상의 작업장을 나타낼 수 있다. 다양한 실시예에서, 외부 프로세스(40)는 청정실일 수 있고, 오염물-함유 가스 스트림(50)은 청정실 내부에 존재하는 공기일 수 있거나; 또는 외부 프로세스(40)는 반도체 웨이퍼와 같은 작업편을 처리하기 위한 장치일 수 있고, 오염물-함유 가스 스트림(50)은 공기, 질소, 산소, 아르곤, 헬륨, 수소 등과 같은 프로세스 가스일 수 있다.
일부 실시예에서, 가스 스트림 입구(30)는 가스 스트림 입구(30)에 진입하는 오염물-함유 가스 스트림(50)이 와류 장치(60)를 통과하도록 구성되어, 오염물-함유 가스 스트림(50)은 나선형 유동(70)으로 이동하도록 유도된다. 나선형 유동(70)은 가스 스트림의 순 운동(80)에 대체로 평행한 축 주위에 있다. 이 실시예에 도시된 바와 같이, 가스 스트림의 순 운동(80)은 수직으로 상향이고, 가스 스트림의 나선형 유동(70)은 위에서 볼 때 반시계 방향이지만, 가스 스트림의 순 운동 또는 나선형 유동 방향의 임의의 적절한 배향이 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 가스 스트림 입구(30)는 오염물-함유 가스 스트림(50)을 나선형 유동(70)으로 유도하는 데 기여하도록 예각으로 스크러빙 타워 하우징(25)에 진입한다. 일부 실시예에서, 스크러빙 타워 하우징(25)의 내부 표면은 대체로 원통형이다.
도 1의 실시예에서 개략적으로 도시된 바와 같이, 와류 장치(60)는 한 쌍의 고정 베인을 포함한다. 본 명세서에서 고려되는 다양한 실시예에서, 와류 장치는 1, 2, 3, 4개 또는 그 이상의 고정 베인을 포함하는 수동 와류 장치일 수 있다. 본 명세서에서 고려되는 다양한 다른 실시예에서, 와류 장치는 모터 또는 다른 구동 메커니즘에 의해 구동될 수 있는 1, 2, 3, 4개 또는 그 이상의 이동 베인을 포함하는 능동 와류 장치일 수 있다. 일부 실시예에서, 스크러빙 타워 하우징(25)의 내부 표면은 대체로 원통형일 수 있지만, 와류 장치(60)는 스크러빙 타워 하우징(25)의 내부 원통형 표면 이외의 구조체를 포함하거나 스크러빙 타워 하우징(25)의 내부 원통형 표면에 추가된다.
도 2를 참조하면, 와류 장치(60)의 다른 실시예는 스크러빙 타워 하우징(25)의 내부 원통형 표면에 의해 지지되는 외부 와류 베인(62), 지지 컬럼(66)에 의해 지지되는 내부 와류 베인(64)을 포함할 수 있다. 다양한 실시예는 외부 와류 베인(62)만을, 내부 와류 베인(64)만을 또는 둘 모두(도시된 바와 같이)를 포함할 수 있다. 내부 와류 베인(64) 및/또는 외부 와류 베인(62)의 폭, 피치 및 각도는 특정 용례에 적합하도록 변경될 수 있다.
도 3은 본 개시내용에 따른 하나의 능동 습식 스크러빙 여과 시스템(10)의 요소를 도시한다. 스크러빙 타워(20)는, 외부 와류 베인(62), 내부 와류 베인(64), 및 지지 컬럼(66)을 포함하는 도 2의 와류 장치를 나타내도록 절취되어 있다.
도 4는 본 개시내용에 따른 다른 능동 습식 스크러빙 여과 시스템(10)의 요소를 도시한다. 스크러빙 타워(20)는, 지지 컬럼(66)으로부터 스크러빙 타워 하우징의 내부 원통형 표면까지 반경에 걸쳐있는 전체 반경 와류 베인(68)을 포함하는 와류 장치를 나타내도록 절취되어 있다.
도 1 및 이 도면에 도시된 실시예를 더 참조하면, 와류 장치(60)의 결과로서, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체(90)에 나선형 유동(70)으로 충돌하도록 유도된다.
흡수 구조체(90)에는 스크러빙 유체 도포 시스템이 장착된다. 스크러빙 유체 도포 시스템은 스크러빙 유체(130)의 유동을 흡수 구조체(90)에 도포하도록 구성된 하나 이상의 흡수 구조체 분사 헤드(들)(120)를 포함한다. 흡수 구조체 분사 헤드(들)(120)에는 스크러빙 유체 공급 도관(230)을 통해 스크러빙 유체가 공급된다. 흡수 구조체(90)는, 오염물이 가스 스트림으로부터 스크러빙 유체로 제거되도록 오염물-함유 가스 스트림을 스크러빙 유체와 밀접하게 접촉시키는 유체 투과성, 높은 표면적 구조체이다. 이론에 얽매이지 않고, 출원인은 오염물-함유 가스 스트림이 흡수 구조체(90)에 나선형 유동(70)으로 충돌하도록 하는 와류 장치(60)의 사용이 흡수 구조체(90)에서 가스 스트림의 체류 시간을 증가시켜 가스 스트림으로부터 오염물을 더 많이 제거할 수 있다고 믿는다.
도 1에 도시된 것과 같은 일부 실시예에서, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체(90)에 충돌하기 전에 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 통과한다. 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 스크러빙 유체 분사(110)를 오염물-함유 가스 스트림으로 투사시킴으로써, 가스 스트림으로부터 스크러빙 유체(110)로 오염물을 제거하도록 구성된 하나 이상의 초기 분사 헤드(들)(100)를 포함한다. 초기 분사 헤드(들)(100)에는 스크러빙 유체 공급 도관(240)을 통해 스크러빙 유체가 공급된다. 초기 스크러빙 유체 분사 섹션이 사용되는 경우, 오염물-함유 가스 스트림을 나선형 유동(70)으로 유도하는 와류 장치(60)의 사용은 초기 스크러빙 유체 분사 섹션에서 가스 스트림의 체류 시간을 증가시켜 가스 스트림으로부터 오염물을 더 많이 제거한다.
도 1에 도시된 것과 같은 일부 실시예에서, 흡수 구조체 분사 헤드(들)(120) 또는 초기 분사 헤드(들)(100) 중 하나 또는 둘 모두에 의해 스크러빙 타워(20)로 도입된 스크러빙 유체는 스크러빙 유체 드레인(210)에 중력에 의해 수집되고, 이 드레인으로부터 스크러빙 유체 복귀 도관(250)으로 나아간다. 스크러빙 유체 복귀 도관(250)은 도 1의 실시예에 도시된 바와 같이 스크러빙 유체로서 재사용하기 위해 스크러빙 유체를 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 된 스크러빙 유체 재활용 장치에 포함될 수 있고 아래에서 언급된다. 대안적으로, 스크러빙 유체 복귀 도관(250)은 오염물을 함유한 사용된 스크러빙 유체를 안전하게 폐기하거나 저장하도록 지향될 수 있다.
흡수 구조체(90)를 통과한 후, 가스 스트림은 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림(150)으로서 가스 스트림 출구(140)를 통해 스크러빙 타워(20)를 빠져나간다.
일부 실시예에서, 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림(150)은 사용을 위해 외부 프로세스(40)로 복귀될 수 있다. 도 1에 도시된 것과 같은 다른 실시예에서, 스크러빙 타워(20)를 빠져나가는 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림(150)은 이어서 응축기 섹션(160)으로 나아간다. 응축기 섹션(160)은 응축기 섹션 하우징(170), 응축기 입구(190), 응축기 출구(200), 및 응축기 장치(180)를 포함하고, 다양한 실시예에서 아래에 언급된 추가 요소를 포함한다.
응축기 입구(190)는 스크러빙 타워(20)의 가스 스트림 출구(140)로부터 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림(150)을 수용하도록 구성된다. 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림(155)은 응축기 장치(180)를 통과하고, 응축기 출구(200)를 통해 응축기 섹션(160)을 빠져나간다. 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 응축기 코일과 같은 임의의 적절한 응축기 장치(180)가 사용될 수 있다. 응축기 장치(180)는 통상적으로 냉장 유닛과 같은 외부 장치에 대한 연결을 필요로 한다. 응축기 장치(180)는 핀, 베인, 가스 투과성 구조체 등과 같이 오염 제거된 가스 스트림(155)과의 접촉 면적을 증가시키는 구조체를 구비할 수 있다. 응축기 장치(180)는 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림(155)으로부터 용해되거나 동반된 스크러빙 유체를 적어도 부분적으로 제거한다. 도 1에 도시된 것과 같은 일부 실시예에서, 응축된 스크러빙 유체는 응축된 스크러빙 유체 드레인(220)에 중력에 의해 수집되며, 이 드레인으로부터 스크러빙 유체 복귀 도관(250)으로 나아간다. 스크러빙 유체 복귀 도관(250)은 도 1의 실시예에 도시된 바와 같이 스크러빙 유체로서 재사용하기 위해 스크러빙 유체를 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 된 스크러빙 유체 재활용 장치에 포함될 수 있고 아래에서 언급된다. 대안적으로, 스크러빙 유체 복귀 도관(250)은 오염물을 함유한 사용된 스크러빙 유체를 안전하게 폐기하거나 저장하도록 지향될 수 있다.
건조되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림(260)은 복귀 덕트(265)를 통해 사용하기 위해 외부 프로세스(40)로 복귀될 수 있다.
도 1에 도시된 것과 같은 일부 실시예에서, 능동 습식 스크러빙 여과 시스템(10)은, 스크러빙 유체 드레인(210)으로부터 그리고 임의로 응축된 스크러빙 유체 드레인(220)으로부터 오염물-함유 스크러빙 유체를 수용하도록 구성된 스크러빙 유체 복귀 도관(250)을 포함하는 스크러빙 유체 재활용 장치; 적어도 하나 및 잠재적으로 2개의 스크러빙 유체 오염 제거 시스템(280, 281); 및 스크러빙 유체 공급 도관(230, 240)을 공급하도록 구성된 스크러빙 유체 공급 도관(290)을 포함한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 스크러빙 유체 재활용 장치는 밸브(270, 271)의 작동에 의해 서로 독립적으로 결합 또는 결합 해제될 수 있는 2개의 스크러빙 유체 오염 제거 시스템(280, 281)을 포함한다. 스크러빙 유체 오염 제거 시스템(280, 281) 각각은 스크러빙 유체를 여과 매체, 흡착 매체, 탈이온화 장치, 또는 오염물을 제거할 수 있는 다른 장치 중 하나 이상을 통해 통과시킴으로써 스크러빙 유체를 오염 제거하는 데 사용될 수 있다. 일부 경우에, 스크러빙 유체 오염 제거 시스템(280, 281) 중 어느 하나는, 능동 습식 스크러빙 여과 시스템(10) 또는 외부 프로세스(40)의 작동을 중단하는 일 없이 다른 하나가 사용중인 동안 현장에서 재생될 수 있다. 대안적으로, 스크러빙 유체 오염 제거 시스템(280, 281) 중 어느 하나의 여과 매체 또는 흡착 매체와 같은 오염 제거 매체는 다른 하나가 사용 중인 동안 교체될 수 있다.
작업 시스템은 작동이 본 기술 분야에서 일방적으로 이해되는, 도 1에 도시되지 않은 요소를 추가로 포함할 수 있으며, 그러한 요소는, 스크러빙 유체를 위한 저장조, 펌프, 밸브, 필터, 탈이온화 유닛, 이온 교환 유닛, 또는 온도 제어 유닛; 가스 스트림을 위한 펌프, 팬, 임펠러, 배플, 필터, UV 처리 유닛, 미스트 제거기, 열 교환기, 또는 온도 제어 유닛; 분석 장치; 시스템 모니터링 장치; 가동 부품 자동화 장치; 또는 스크러빙 유체에 대한 보충 스크러빙 유체의 첨가 또는 화학 첨가제의 첨가를 위한 장치를 포함할 수 있다.
도 5의 참조 번호 색인
1100 프로세스 가스
1101 스크러빙된 가스 유동
1102 오염된 액체 출구
1103 응축된 액체 출구
1104 외부 물/액체 공급부
1105 세정된 첨가제/용매 혼합물 유입부
1106 액체 폐기물 출구
1110 스크러빙 타워(충전층 및 사이클론 분사 섹션을 구비)
1120 외부 프로세스
1130 구동 팬
1131 입구 AMC 프리필터(응축성 유기물)
1132 전처리 시스템(예를 들어, 광촉매가 있는 UV)
1140 미스트 제거기
1141 열전 냉각 시스템
1142 비응축 열 교환기
1143 온도 및 습도 제어 유닛
1144 스크러빙 후 AMC 폴리싱 필터 뱅크
1145 재활용 열(열전 냉각기 및 열 교환 유닛)
1146 정제된 재가습 공급부
1150 액체 저장 탱크
1151 액체 펌프
1152 액체 UV 정제/산화 시스템
1153 전해 탈이온화 시스템
1154 역삼투(RO) 멤브레인 시스템
1155a 고온 로터리 선택 밸브 1
1155b 고온 로터리 선택 밸브 2
1156 인라인 가스 히터(>400℃)
1157a 흡착층 1(GAC)
1157b 흡착층 2(GAC)
1158 정제된 재생 가스 유입부
1159 폐가스
1160 액체 온도 제어 시스템
1170 화학 첨가제 분배기
1171a 혼합 밸브 1
1171b 혼합 밸브 2
도 5는 본 개시내용에 따른 능동 습식 스크러빙 여과 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시하고 그러한 시스템의 추가 구성요소의 위치 및 사용을 예시한다. 외부 프로세스(1120)로부터의 프로세스 가스(1100)는 응축성 유기물의 초기 제거를 위해 구동 팬(1130)에 의해 입구 AMC(airborne molecular contamination)(공중 분자 오염물) 프리필터(1131)로 유도된다. 가스 스트림은 비응축 열 교환기(1142)를 통과한다. 그 후, 가스 스트림은 전처리 시스템(1132)을 통과한다. 전처리 시스템(1132)은 임의로 광촉매를 사용하는 멸균을 위한 UV 처리를 포함할 수 있다. 이어서, 가스 스트림은 와류 섹션 및 초기 스크러빙 유체 분사 섹션 및 흡수 구조체를 포함하는 와류 분사 섹션을 포함하는 스크러빙 타워(1110)로 나아간다. 스크러빙된 가스 유동(1101)은 외부 프로세스(1120)로 복귀되기 전에 미스트 제거기(1140), 열전 냉각 시스템(1141), 비응축 열 교환기(1142), 온도 및 습도 제어 유닛(1143), 및 스크러빙 후 AMC 폴리싱 필터 뱅크(1144)를 순서대로 통과한다. 온도 및 습도 제어 유닛(1143)은 정제된 재가습 공급부(1146)에 의해 공급된다.
액체 저장 탱크(1150)는 오염된 액체 출구(1102)를 통해 스크러빙 타워(1110)로부터 사용된 스크러빙 유체를 수집하고, 응축된 액체 출구(1103)를 통해 미스트 제거기(1140)로부터 응축된 스크러빙 유체를 수집한다. 스크러빙 유체는 다음과 같이 세정 및 재활용된다. 액체 저장 탱크(1150)로부터의 액체는 액체 펌프(1151) 및 액체 UV 정제/산화 시스템(1152)을 통해 전해 탈이온화 시스템(1153)으로 전달된다. 전해 탈이온화 시스템(1153)으로부터의 액체는 외부 물/액체 공급부(1104) 및 액체 폐기물 출구(1106)에 의해 제공되는 역삼투(RO) 멤브레인 시스템(1154)을 통해 액체 저장 탱크(1150)로 다시 순환될 수 있다. 스크러빙 타워(1110)로 재순환될 전해 탈이온화 시스템(1153)으로부터의 액체는 흡착층 1(GAC)(1157a) 또는 흡착층 2(GAC)(1157b) 중 하나에서 처리된다. 흡착층은 입상 활성탄(GAC)을 포함할 수 있다. 2개의 흡착층 중 하나의 선택은 고온 로터리 선택 밸브 1(1155a) 및 고온 로터리 선택 밸브 2(1155b)의 작동에 의해 달성된다. 사용 중이지 않는 흡착층은 재생될 수 있다. 작동을 위해 선택되지 않은 흡착층은 고온 로터리 선택 밸브 1(1155a) 및 고온 로터리 선택 밸브 2(1155b)를 통해 정제된 재생 가스 유입부(1158)에 연결되며, 이 유입부는 정제된 재생 가스를 인라인 가스 히터(1156)(통상적으로 400℃ 초과에서 작동)를 통해 재생될 흡착층으로 그리고 사용된 재생 가스를 운반해 가는 폐가스(1159)로 전달한다.
액체가 흡착층 1(GAC)(1157a) 또는 흡착층 2(GAC)(1157b) 중 하나에서 처리되면, 정제된 재가습 공급부(1146)를 통해 공급 온도 및 습도 제어 유닛(1143)으로 전달될 수 있다. 스크러빙 타워(1110)에서 재사용하기 위한 청정 액체는 액체 온도 제어 시스템(1160)을 통과한다. 화학 첨가제는 화학 첨가제 분배기(1170)로부터 액체에 첨가될 수 있다. 혼합 밸브 1(1171a) 및 혼합 밸브 2(1171b)는 액체 온도 제어 시스템(1160) 전후에 액체에 첨가되는 첨가제의 양을 선택하도록 사용된다. 세정된 첨가제/용매 혼합물 유입부(1105)는 세정된 유체 및 첨가제 혼합물을 스크러빙 타워(1110)에 전달한다.
도 6의 참조 번호 색인
1200 구동 팬
1210 전처리 시스템
1220 입구 AMC 프리필터
1230 와류 분사 섹션
1235 초기 분사 헤드
1240 흡수 구조체
1245 스크러빙 유체 분사
1250 응축기 섹션
1260 스크러빙 후 AMC 폴리싱 필터 뱅크
1270 온도 및 습도 제어 유닛
1280 액체 저장 탱크
1290 미스트 제거기
도 6은 본 개시내용에 따른 능동 습식 스크러빙 여과 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시하고 그러한 시스템의 추가 구성요소의 위치 및 사용을 예시한다. 가스 스트림은 전처리 시스템(1210)을 통해 가스 스트림을 추진하는 구동 팬(1200)에서 시스템에 진입한다. 전처리 시스템(1210)은 임의로 광촉매를 사용하는 멸균을 위한 UV 처리를 포함할 수 있다. 그 다음, 가스 스트림은 응축성 유기물의 초기 제거를 위해 입구 AMC 프리필터(1220)로 나아간다. 이어서, 가스 스트림은 와류 분사 섹션(1230)으로 나아가며, 와류 분사 섹션은 와류 섹션(도시되지 않음) 및 초기 분사 헤드(1235)를 포함하는 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 포함한다. 와류 섹션에 의해 나선형 유동으로 유도되면, 가스 스트림은 스크러빙 유체 분사(1245)에 의해 습윤된 흡수 구조체(1240)에 진입한다. 그 후, 가스 스트림은 미스트 제거기(1290)를 통과하여 응축기 섹션(1250)으로 나아간다. 이어서, 가스 스트림은 스크러빙 후 AMC 폴리싱 필터 뱅크(1260)를 통과하여 온도 및 습도 제어 유닛(1270)으로 나아가고, 그 후 능동 습식 스크러빙 여과 시스템을 빠져나간다. 사용 후, 스크러빙 유체는 중력에 의해 액체 저장 탱크(1280)에 수집된다.
선택된 실시예
문자 및 숫자로 지정된 다음의 실시예는 본 개시내용을 추가로 예시하기 위한 것이지만 본 개시내용을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
V1. 가스 스트림의 오염 제거 장치로서,
a) 오염물-함유 가스 스트림을 수용하기 위한 가스 스트림 입구;
b) 가스 스트림 입구로부터 오염물-함유 가스 스트림을 수용하고 오염물-함유 가스를 나선형 유동으로 유도하도록 구성된 와류 장치;
c) 흡수 구조체로서, 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비하고, 오염물-함유 가스 스트림은 와류 장치에 의해 나선형 유동으로 흡수 구조체에 충돌하도록 지향되고 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 흡수 구조체; 및
d) 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 수용하고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 전달하도록 구성된 가스 스트림 출구를 포함하는, 장치.
V2. 실시예 V1에 있어서, 와류 장치는 하나 이상의 고정 베인을 포함하는 수동 와류 장치인, 장치.
V3. 실시예 V1에 있어서, 와류 장치는 하나 이상의 이동 베인을 포함하는 능동 와류 장치인, 장치.
V4. 실시예 V1 내지 V3 중 어느 하나에 있어서, 나선형 유동은 오염물-함유 가스 스트림의 순 운동에 대체로 평행한 축 주위에 있는, 장치.
V5. 실시예 V1 내지 V4 중 어느 하나에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 작업장으로부터 흡입되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 작업장으로 복귀되는, 장치.
D1. 가스 스트림의 오염 제거 장치로서,
a) 오염물-함유 가스 스트림을 수용하기 위한 가스 스트림 입구;
b) 흡수 구조체로서, 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비하고, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 흡수 구조체; 및
c) 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 수용하고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 전달하도록 구성된 가스 스트림 출구;
d) 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며, 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 작동 가능하게 연결된 제1 스크러빙 유체 오염 제거 시스템;
e) 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며, 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 작동 가능하게 연결된 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템을 포함하고;
제1 및 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템은 서로 독립적으로 결합 또는 결합 해제될 수 있는, 장치.
D2. 실시예 D1에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 작업장으로부터 흡입되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 작업장으로 복귀되는, 장치.
D3. 실시예 V1 내지 V5 중 어느 하나에 있어서,
e) 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며, 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 작동 가능하게 연결된 제1 스크러빙 유체 오염 제거 시스템;
f) 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며, 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 작동 가능하게 연결된 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템을 더 포함하고;
제1 및 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템은 서로 독립적으로 결합 또는 결합 해제될 수 있는, 장치.
S1. 가스 스트림의 오염 제거 장치로서,
a) 오염물-함유 가스 스트림을 수용하기 위한 가스 스트림 입구;
b) 스크러빙 유체 분사를 오염물-함유 가스 스트림으로 투사하도록 구성된 초기 스크러빙 유체 분사 섹션;
c) 흡수 구조체로서, 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비하고, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 흡수 구조체; 및
d) 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 수용하고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 전달하도록 구성된 가스 스트림 출구를 포함하고;
스크러빙 유체 도포 시스템과 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 별개의 개별 구조체인, 장치.
S2. 실시예 S1에 있어서, 스크러빙 유체 도포 시스템 및 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 흡수 구조체의 반대쪽 단부에 위치되는, 장치.
S3. 실시예 S1 또는 S2에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 작업장으로부터 흡입되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 작업장으로 복귀되는, 장치.
S4. 실시예 D1 또는 D2에 있어서,
f) 가스 스트림 입구에서 진입하는 오염물-함유 가스 스트림이 흡수 구조체로 나아가기 전에 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 통과하도록 구성된 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 더 포함하고; 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 스크러빙 유체 분사를 오염물-함유 가스 스트림으로 투사하도록 구성되는, 장치.
S5. 실시예 V1 내지 V5 또는 D3 중 어느 하나에 있어서,
g) 와류 장치에 의해 나선형 유동으로 유도된 오염물-함유 가스 스트림이 흡수 구조체로 나아가기 전에 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 통과하도록 구성된 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 더 포함하고; 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 스크러빙 유체 분사를 오염물-함유 가스 스트림으로 투사하도록 구성되는, 장치.
S6. 실시예 S4 또는 S5에 있어서, 스크러빙 유체 도포 시스템 및 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 흡수 구조체의 반대쪽 단부에 위치되는, 장치.
C1. 가스 스트림의 오염 제거 장치로서,
a) 오염물-함유 가스 스트림을 수용하기 위한 가스 스트림 입구;
b) 흡수 구조체로서, 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비하고, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 흡수 구조체;
e) 응축기로서, 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 용해되거나 동반된 스크러빙 유체를 적어도 부분적으로 제거하는 응축기와 접촉하는 것인, 응축기; 및
d) 건조되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 수용하며 건조되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 전달하도록 구성된 응축기 출구를 포함하는, 장치.
C2. 실시예 C1에 있어서, 응축기의 작용에 의해 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 제거된 응축된 스크러빙 유체를 수집하고 응축된 스크러빙 유체를 스크러빙 유체로서 재사용하기 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 된 응축된 스크러빙 유체 재활용 장치를 더 포함하는, 장치.
C3. 실시예 C1 또는 C2에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 작업장으로부터 흡입되고 건조되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 작업장으로 복귀되는, 장치.
C4. 실시예 V1 내지 V5, D1 내지 D3, 또는 S1 내지 S6 중 어느 하나에 있어서,
h) 응축기로서, 가스 스트림 출구를 빠져나가는 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림이 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 용해되거나 동반된 스크러빙 유체를 적어도 부분적으로 제거하는 응축기와 접촉하도록 구성되는, 응축기; 및
i) 건조되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 수용하며 건조되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 전달하도록 구성된 응축기 출구를 더 포함하는, 장치.
C5. 실시예 C4에 있어서, 응축기의 작용에 의해 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 제거된 응축된 스크러빙 유체를 수집하고 응축된 스크러빙 유체를 스크러빙 유체로서 재사용하기 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 된 응축된 스크러빙 유체 재활용 장치를 더 포함하는, 장치.
C6. 실시예 C4 또는 C5에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 작업장으로부터 흡입되고 건조되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 작업장으로 복귀되는, 장치.
A1. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 공기를 포함하는, 장치.
A2. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 스크러빙 유체는 물을 포함하는, 장치.
A3. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 스크러빙 유체는 탈이온(DI) 물을 포함하는, 장치.
A4. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 스크러빙 유체는 화학 흡수성 수용액을 포함하는, 장치.
A5. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 작업장은 청정실을 포함하는, 장치.
A6. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 작업장은 반도체 처리 도구를 포함하는, 장치.
A7. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 작업장은 포토리소그래피 도구 또는 포토리소그래피 도구 클러스터를 포함하는, 장치.
MV1. 가스 스트림의 오염 제거 방법으로서,
a) 오염물-함유 가스를 나선형 유동으로 유도하도록 구성된 와류 장치를 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계;
b) 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비한 흡수 구조체를 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계로서, 오염물-함유 가스 스트림은 와류 장치에 의해 나선형 유동으로 흡수 구조체에 충돌하도록 지향되고 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 단계를 포함하는, 방법.
MV2. 실시예 MV1에 있어서, 와류 장치는 하나 이상의 고정 베인을 포함하는 수동 와류 장치인, 방법.
MV3. 실시예 MV1에 있어서, 와류 장치는 하나 이상의 이동 베인을 포함하는 능동 와류 장치인, 방법.
MV4. 실시예 MV1 내지 MV3 중 어느 하나에 있어서, 나선형 유동은 오염물-함유 가스 스트림의 순 운동에 대체로 평행한 축 주위에 있는, 방법.
MV5. 실시예 MV1 내지 MV4 중 어느 하나에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 작업장으로부터 흡입되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 작업장으로 복귀되는, 방법.
MD1. 가스 스트림의 오염 제거 방법으로서,
a) 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비한 흡수 구조체를 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계로서, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 단계;
b) 스크러빙 유체를, 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며, 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 작동 가능하게 연결된 제1 스크러빙 유체 오염 제거 시스템; 및 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며, 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 작동 가능하게 연결된 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템 중 하나 또는 둘 모두를 통해 통과시키는 단계를 더 포함하고; 제1 및 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템은 서로 독립적으로 결합 또는 결합 해제될 수 있는, 방법.
MD2. 실시예 MD1에 따른 방법에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 작업장으로부터 흡입되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 작업장으로 복귀되는, 방법.
MD3. 실시예 MV1 내지 MV5 중 어느 하나에 있어서,
c) 스크러빙 유체를, 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며, 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 작동 가능하게 연결된 제1 스크러빙 유체 오염 제거 시스템; 및 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며, 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 작동 가능하게 연결된 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템 중 하나 또는 둘 모두를 통해 통과시키는 단계를 더 포함하고; 제1 및 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템은 서로 독립적으로 결합 또는 결합 해제될 수 있는, 방법.
MS1. 가스 스트림의 오염 제거 방법으로서,
a) 스크러빙 유체 분사를 오염물-함유 가스 스트림으로 투사하도록 구성된 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계;
b) 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비한 흡수 구조체를 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계로서, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 단계를 포함하고;
스크러빙 유체 도포 시스템과 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 별개의 개별 구조체인, 방법.
MS2. 실시예 MS1에 있어서, 스크러빙 유체 도포 시스템 및 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 흡수 구조체의 반대쪽 단부에 위치되는, 방법.
MS3. 실시예 MS1 또는 MS2에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 작업장으로부터 흡입되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 작업장으로 복귀되는, 방법.
MS4. 실시예 MD1 내지 MD2 중 어느 하나에 있어서,
c) 스크러빙 유체 분사를 오염물-함유 가스 스트림으로 투사하도록 구성된 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
MS5. 실시예 MV1 내지 MV5 또는 MD3 중 어느 하나에 있어서,
d) 스크러빙 유체 분사를 오염물-함유 가스 스트림으로 투사하도록 구성된 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
MS6. 실시예 MS4 또는 MS5에 있어서, 스크러빙 유체 도포 시스템 및 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 흡수 구조체의 반대쪽 단부에 위치되는, 방법.
MC1. 가스 스트림의 오염 제거 방법으로서,
a) 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비한 흡수 구조체를 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계로서, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 단계;
b) 응축기를 통해 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 통과시키는 단계를 포함하고; 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 용해되거나 동반된 스크러빙 유체를 적어도 부분적으로 제거하는 응축기와 접촉하는, 방법.
MC2. MC1 실시예에 있어서,
c) 응축기의 작용에 의해 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 제거된 응축된 스크러빙 유체를 수집하고 응축된 스크러빙 유체를 스크러빙 유체로서 재사용하기 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
MC3. 실시예 MC1 또는 MC2에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 작업장으로부터 흡입되고 건조되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 작업장으로 복귀되는, 방법.
MC4. 실시예 MV1 내지 MV5, MD1 내지 MD3, 또는 MS1 내지 MS6 중 어느 하나에 있어서,
e) 응축기를 통해 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 통과시키는 단계를 더 포함하고; 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 용해되거나 동반된 스크러빙 유체를 적어도 부분적으로 제거하는 응축기와 접촉하는, 방법.
MC5. 실시예 MC4에 있어서,
f) 응축기의 작용에 의해 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 제거된 응축된 스크러빙 유체를 수집하고 응축된 스크러빙 유체를 스크러빙 유체로서 재사용하기 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키는 단계를 더 포함하는, 방법.
MC6. 실시예 MC4 또는 MC5에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 작업장으로부터 흡입되고 건조되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 작업장으로 복귀되는, 방법.
MA1. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 공기를 포함하는, 방법.
MA2. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 스크러빙 유체는 물을 포함하는, 방법.
MA3. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 스크러빙 유체는 탈이온(DI) 물을 포함하는, 방법.
MA4. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 스크러빙 유체는 화학 흡수성 수용액을 포함하는, 방법.
MA5. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 작업장은 청정실을 포함하는, 방법.
MA6. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 작업장은 반도체 처리 도구를 포함하는, 방법.
MA7. 이전 실시예들 중 어느 하나에 있어서, 작업장은 포토리소그래피 도구 또는 포토리소그래피 도구 클러스터를 포함하는, 방법.
본 개시내용의 다양한 수정 및 변경은 본 개시내용의 범위 및 원리로부터 벗어나지 않고 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이며, 본 개시내용이 상기에 기재된 예시적인 실시예로 부당하게 제한되어서는 안된다는 것을 이해해야 한다.

Claims (22)

  1. 가스 스트림의 오염 제거 장치로서,
    a) 오염물-함유 가스 스트림을 수용하기 위한 가스 스트림 입구;
    b) 가스 스트림 입구로부터 오염물-함유 가스 스트림을 수용하고 오염물-함유 가스를 나선형 유동으로 유도하도록 구성된 와류 장치;
    c) 흡수 구조체로서, 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비하고, 오염물-함유 가스 스트림은 와류 장치에 의해 나선형 유동으로 흡수 구조체에 충돌하도록 지향되고 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 흡수 구조체; 및
    d) 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 수용하고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 전달하도록 구성된 가스 스트림 출구를 포함하는, 장치.
  2. 제1항에 있어서, 와류 장치는 하나 이상의 고정 베인을 포함하는 수동 와류 장치인, 장치.
  3. 제1항에 있어서, 와류 장치는 하나 이상의 이동 베인을 포함하는 능동 와류 장치인, 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 나선형 유동은 오염물-함유 가스 스트림의 순 운동에 평행한 축 주위에 있는, 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 작업장으로부터 흡입되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 작업장으로 복귀되는, 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    e) 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하도록 작동 가능하게 연결되고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 구성된 제1 스크러빙 유체 오염 제거 시스템; 및
    f) 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하도록 작동 가능하게 연결되고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 구성된 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템을 더 포함하고,
    제1 및 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템은 서로 독립적으로 결합 또는 결합 해제될 수 있는, 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    g) 와류 장치에 의해 나선형 유동으로 유도된 오염물-함유 가스 스트림이 흡수 구조체로 나아가기 전에 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 통과하도록 와류 장치와 흡수 구조체 사이에 위치 설정된 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 더 포함하고, 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 스크러빙 유체 분사를 오염물-함유 가스 스트림으로 투사하도록 구성되는, 장치.
  8. 제7항에 있어서, 스크러빙 유체 도포 시스템 및 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 흡수 구조체의 반대쪽 단부에 위치되는, 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    h) 응축기를 더 포함하고, 응축기는 가스 스트림 출구를 빠져나가는 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림이 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 용해되거나 동반된 스크러빙 유체를 적어도 부분적으로 제거하는 응축기와 접촉하도록 구성되는, 장치.
  10. 제9항에 있어서, 응축기의 작용에 의해 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 제거된 응축된 스크러빙 유체를 수집하고 응축된 스크러빙 유체를 스크러빙 유체로서 재사용하기 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 된 응축된 스크러빙 유체 재활용 장치를 더 포함하는, 장치.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 작업장으로부터 흡입되고 건조되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 작업장으로 복귀되는, 장치.
  12. 가스 스트림의 오염 제거 장치로서,
    a) 오염물-함유 가스 스트림을 수용하기 위한 가스 스트림 입구;
    b) 흡수 구조체로서, 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비하고, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 흡수 구조체; 및
    c) 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 수용하고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 전달하도록 구성된 가스 스트림 출구;
    d) 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며, 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 작동 가능하게 연결된 제1 스크러빙 유체 오염 제거 시스템;
    e) 흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며, 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 작동 가능하게 연결된 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템을 포함하고;
    제1 및 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템은 서로 독립적으로 결합 또는 결합 해제될 수 있는, 장치.
  13. 가스 스트림의 오염 제거 장치로서,
    a) 오염물-함유 가스 스트림을 수용하기 위한 가스 스트림 입구;
    b) 스크러빙 유체 분사를 오염물-함유 가스 스트림으로 투사하도록 구성된 초기 스크러빙 유체 분사 섹션;
    c) 흡수 구조체로서, 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비하고, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 흡수 구조체; 및
    d) 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 수용하고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 전달하도록 구성된 가스 스트림 출구를 포함하고;
    스크러빙 유체 도포 시스템과 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 별개의 개별 구조체인, 장치.
  14. 가스 스트림의 오염 제거 장치로서,
    a) 오염물-함유 가스 스트림을 수용하기 위한 가스 스트림 입구;
    b) 흡수 구조체로서, 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비하고, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 흡수 구조체;
    c) 응축기로서, 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 용해되거나 동반된 스크러빙 유체를 적어도 부분적으로 제거하는 응축기와 접촉하는 것인, 응축기; 및
    d) 건조되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 수용하며 건조되고 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 전달하도록 구성된 응축기 출구를 포함하는, 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 오염물-함유 가스 스트림은 공기를 포함하는, 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 스크러빙 유체는 물을 포함하는, 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 스크러빙 유체는 탈이온(DI) 물을 포함하는, 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 스크러빙 유체는 화학 흡수성 수용액을 포함하는, 장치.
  19. 가스 스트림의 오염 제거 방법으로서,
    a) 오염물-함유 가스를 나선형 유동으로 유도하도록 구성된 와류 장치를 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계; 및
    b) 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비한 흡수 구조체를 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계로서, 오염물-함유 가스 스트림은 와류 장치에 의해 나선형 유동으로 흡수 구조체에 충돌하도록 지향되고 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 단계를 포함하는, 방법.
  20. 가스 스트림의 오염 제거 방법으로서,
    a) 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비한 흡수 구조체를 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계로서, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 단계; 및
    b) 스크러빙 유체를:
    흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며, 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 작동 가능하게 연결된 제1 스크러빙 유체 오염 제거 시스템; 및
    흡수 구조체를 빠져나가는 스크러빙 유체를 수용하고, 스크러빙 유체를 오염 제거하며, 스크러빙 유체를 재사용을 위해 스크러빙 유체 도포 시스템으로 복귀시키도록 작동 가능하게 연결된 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템
    중 하나 또는 둘 모두를 통해 통과시키는 단계를 포함하고; 제1 및 제2 스크러빙 유체 오염 제거 시스템은 서로 독립적으로 결합 또는 결합 해제될 수 있는, 방법.
  21. 가스 스트림의 오염 제거 방법으로서,
    a) 스크러빙 유체 분사를 오염물-함유 가스 스트림으로 투사하도록 구성된 초기 스크러빙 유체 분사 섹션을 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계; 및
    b) 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비한 흡수 구조체를 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계로서, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 단계를 포함하고;
    스크러빙 유체 도포 시스템과 초기 스크러빙 유체 분사 섹션은 별개의 개별 구조체인, 방법.
  22. 가스 스트림의 오염 제거 방법으로서,
    a) 스크러빙 유체 유동을 흡수 구조체에 도포하기 위한 스크러빙 유체 도포 시스템을 구비한 흡수 구조체를 통해 오염물-함유 가스 스트림을 통과시키는 단계로서, 오염물-함유 가스 스트림은 흡수 구조체를 통과함으로써 가스 스트림으로부터 오염물을 적어도 부분적으로 제거하는 스크러빙 유체와 접촉하여 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 형성하는 것인, 단계; 및
    b) 응축기를 통해 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림을 통과시키는 단계를 포함하고; 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림은 적어도 부분적으로 오염 제거된 가스 스트림으로부터 용해되거나 동반된 스크러빙 유체를 적어도 부분적으로 제거하는 응축기와 접촉하는, 방법.
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