KR20210113616A - 클린 룸에서의 공기 처리를 위해 배열된 공기 처리 방법 및 시스템 - Google Patents

클린 룸에서의 공기 처리를 위해 배열된 공기 처리 방법 및 시스템 Download PDF

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토마스 로제뇌른
요나스 잉게마르
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세실리에 리츠케 카르슈텐스
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인퓨저 아이피 에이피에스
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Abstract

본 발명은, 반도체 클린 룸 안으로 들어가는 공기 유동(3)을 처리하기 위해 배열되는 공기 처리 방법 및 시스템(1a-1f)에 관한 것이다. 공기 유동(3)은 적어도 하나의 증기상 화합물을 포함하고, 그 공기 유동(3)은 처리되는 공기 유동에 있는 적어도 하나의 증기상 화합물의 농도를 미리 정해진 임계값 아래로 감소시키기 위한 적어도 하나의 제1 처리 공정을 거치며, 상기 제1 처리 공정은 공기 유동을 적어도 하나의 광산화 단계를 거치게 하는 것을 포함한다.

Description

클린 룸에서의 공기 처리를 위해 배열된 공기 처리 방법 및 시스템
본 발명은 클린 룸에서 증기상(vapour phase) 화합물을 제거 및/또는 감소시키기 위한 방법 및 시스템에 관한 것이다.
반도체는 휴대폰 및 컴퓨터 부품과 같은, 대부분의 전자 장치를 위한 필수적인 부품이다. 반도체 칩은 수천 개의 부품으로 이루어진 고도로 소형화된 집적 전자 회로이다. 모든 반도체 제조 공정은, 규소 또는 갈륨 비소로 만들어진 얇은 디스크인 원(raw) 웨이퍼로 시작한다. 웨이퍼의 직경에 따라, 최대 수백 개의 동일한 칩이 각 웨이퍼에서 만들어져, 웨이퍼 제조 공장에서 전자 회로를 층층이 구축할 수 있다.
일반적으로 웨이퍼 제조 공장은 전방 단부와 후방 단부로 분할된다(여기서 회로가 완성되고 개별적인 칩으로 절단되고 와이어 결합이 행해짐). 일반적으로, 웨이퍼를 CPU, 메모리 칩, 그래픽 프로세서 등으로 전환시키기 위해 웨이퍼를 수백 개의 개별적인 물리적 및 화학적 제조 단계를 거치게 하는 것이 필요하다.
전방 단부는, 웨이퍼가 기판으로부터 처리되어 층층이 트랜지스터 및 회로로 되는 곳이다.
전자 장치는 더 작아지고 있을 뿐만 아니라, 회로에 의해 소비되는 전력을 감소시키고자 하는 요구가 증가되고 있으며 이에 따라 반도체는 물리적으로 점점더 작아지고 있다. 오늘날 반도체 크기는, 단일 입자/분자가 제조 공정 동안에 회로를 숏컷팅하기에 충분한 정도로 감소되었다.
입자 오염물은 제조 동안에 생성되거나 공기 덕트 등을 통해 도입되는 구성 재료의 일부분일 수 있다. 퇴적된 입자들은 즉시 또는 입자가 그 근처의 고형물, 액체 또는 가스와 상호 작용한 후에 단락 또는 개회로를 야기할 수 있으며, 공기 운반되는 화학적 오염물(ACC)은 반도체의 제조 동안에 여러 가지 처리 문제를 준다는 것은 반도체 산업에서 잘 알려져 있는 문제이다.
따라서, 단일 입자/분자는 예컨대 500 미국 달러 이상에 판매될 수 있는 CPU를 망치기 때문에, 제조 설비에서 입자/분자 오염을 최소화하고자 하는 큰 요구가 제조 회사에 있다.
그러므로, 오염 위험을 줄이기 위해, 많은 제조 공정들이, 로봇 아암이 웨이퍼를 한 처리 스테이션으로부터 다른 처리 처리 스테이션으로 이동시키는 밀봉된 챔버 내부에서 일어난다. 공기 오염의 위험을 낮게 유지시키기 위해 기계 자체는 클린 룸 내부에 더 수용된다.
클린 룸 및 클린 영역에 대한 가장 빈번히 사용되는 표준은 국제 표준화 기구 ISO 14644-1(2015)인데, 이는 공기 운반되는 미립자의 레벨에 대한 공기 청결도의 표준 등급을 정하고 있다. 입자 및 ACC 오염에 대한 반도체의 민감성에 때문에, 반도체 제조 설비는 클린 룸에 대한 가장 엄격한 표준, 예컨대 등급 1에 부합해야 하며, 이에 따라 클린 룸은 만들고 유지하는 데 비용이 많이 든다.
먼지 및 입자가 클린 룸에 들어가는 것을 방지하기 위해, 공기는 매우 미세한 입자를 잡도록 설계되어 있는 고효율 미립자 공기(HEPA) 필터(약 0.3 ㎛ 이하) 및/또는 초저미립자 공기(ULPA) 필터(약 0.1 ㎛ 이하)를 통과하게 되지만, HEPA 필터 및 ULPA 필터는 기체상 화합물을 제거하지 못하기 때문에, 반도체 클린 룸 설비를 위해 화학적 필터가 HEPA 및/또는 ULPA 필터와 함께 사용된다. 이들 화학적 필터는, 예컨대 US 5626820에 개시되어 있는 바와 같이, 통상적으로 활성화되는 탄소 필터이다.
그러나, 활성 탄소 필터와 관련된 한 주된 문제는, 시간이 지남에 따라 기체화합물이 활성 탄소의 흡착 부위를 메우게 된다는 것이다. 이렇게 되면, 필터에서의 압력 강하가 증가될 뿐만 아니라, 일단 필터가 포화되면, 필터는 더 이상 화합물을 잡을 수 없게 된다. 사실, 흡착 부위에 대한 더 큰 친화성을 갖는 화학물질은 더 작은 친화성을 갖는 화학물질을 대신할 수 있고, 흡수제에 대한 주어진 화학물질의 친화도는 온도 및 상대 습도와 같은 주변 조건에 크게 영향을 받는다. 그래서, 조건이 변함에 따라, 다른 화학물질이 필터로부터 방출될 수 있다.
반도체 제조를 위한 클린 룸은 기체 화합물을 포함하는 어떤 종류의 오염물질에 대해서도 아주 민감하기 때문에, 탄소 필터는 정기적으로 유지 보수 및/또는 교환되어야 한다. 이는 시간 소비적일 뿐만 아니라 비용도 많이 든다.
따라서, 반도체 산업에서 기체상 오염물질의 여과는 긴급하게 그리고 적용에 있어 계속 커지고 있고, 현재 클린 룸에서 공기를 처리하기 위한 많은 상이한 기술들이 존재하지만, 이들 해결책 모두는 다량의 에너지를 필요로 하고, 제어하고 유지 보수하기가 매우 복잡하며 그리고 사용하기가 비싸고 또한 시간 소비적이다.
EP0931581에는 클린 룸 내부에 배열되는 밀봉된 챔버에서 공기를 정화하기 위한 정화 장치가 개시되어 있다. 이 정화 장치는 미세 입자 생성부 및 분해부를 포함한다. 미세 입자 생성부에서 공기 중의 오염물(유기 오염물 및 무기 오염물)은 예컨대 UV-램프를 통해 방사선 처리를 받아 많은 미세 입자를 형성하게 된다. 그런 다음에 상기 미세 입자는 분해부에 있는 광촉매의 표면 상에 정착되며, 거기서 광촉매가 UV 광으로 활성화되면 입자가 분해될 것이다. 그러나 그러한 2-단계 공정은 시간 소비적이고 작은 양의 공기에 대해서만 사용될 수 있다.
따라서, 상기 공기 유동으로부터 증기상 화합물의 실질적인 완전한 제거를 제공하기 위한 에너지 소비의 감소 및 제거 공정의 개시 및 제어 둘 모두에 대한 감소된 복잡성을 제공하면서, 반도체 클린 룸으로 가는 전체 공기 유동으로부터 증기상 화합물을 제거하기 위한 개선된 시스템에 대한 요구가 남아 있다.
그러므로, 본 발명의 제1 양태는, 전통적인 공기 유동 처리 시스템 및 방법과 비교하여 제거 공정을 위한 훨씬 더 적은 에너지를 사용하여 빠르고 효과적인 방식으로, 반도체 클린 룸으로 가는 공기 유동으로부터 하나 이상의 증기상 화합물을 제거하도록 배열된 공기 유동 처리 방법 및 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제2 양태는, 컴팩트한 구조를 가지며 시스템에서의 압력 강하가 감소되는 공기 유동 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제3 양태는, 화학적 첨가제, 예컨대, 산화제 또는 스크러빙 용액의 사용을 포함하지 않고 그리하여 처리 공정을 위한 비용을 줄이고 상기 화학적 화합물을 위한 저장 설비에 대한 필요성을 없애주고 그리고 유지 보수 요건을 감소시키는 공기 유동 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제4 양태는, 비교적 낮은 온도에서 공기 유동으로부터 고농도 및 저농도의 증기상 화합물을 제거하도록 배열되는 공기 유동 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제5 양태는, 스크러빙 용액, 바이오여과, 내산성 구성 재료, 활성탄 필터 등을 사용함이 없이 화합물을 효율적으로 제거하기 위한 공기 유동 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제6 양태는, 제조하기가 저렴하고 또한 사용하기가 간단하고 신뢰적인 공기 유동 처리 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따라 이들 및 추가 양태가 얻어지는 신규한 특유의 특징은, 반도체 클린 룸 안으로 들어가는 공기 유동을 처리하기 위한 공기 처리 방법을 제공하여 얻어지며, 상기 공기 유동은 적어도 하나의 증기상 화합물을 포함하고, 공기 유동은 처리된 공기 유동에 있는 적어도 하나의 증기상 화합물의 농도를 미리 정해진 임계값 아래로 감소시키기 위한 적어도 하나의 제1 처리 공정을 거치며, 상기 제1 처리 공정은 공기 유동을 적어도 하나의 광산화 단계를 거치게 하는 것을 포함한다.
반도체 클린 룸은 극히 제어된 환경이어야 하기 때문에, 즉 먼지, 공기 운반되는 미생물, 에어로졸 입자 및 화학적 증기와 같은 저레벨의 화합물을 가져야 하기 때문에, 상기 클린 룸에 도입될 공기가 신선한/새로운 공기인지 또는 반도체 클린 룸으로부터 재순환된 공기인지 상관 없이, 모든 종류의 입자/증기/화합물이 그 공기로부터 제거되는 것이 중요하다.
따라서, 미리 정해진 임계값은, 각각의 증기상 화합물(들)이 반도체의 제조 공정에 부정적인 영향을 미칠 수 없는, 즉 임계값이 국제 표준화 기구 ISO 14644-1(2015)에 따른 등급 1 클린 룸의 요건을 만족하는 정도로 적어도 하나의 증기상 화합물(들)의 농도가 감소되도록 설정된다. 전체 공기 유동이 클린 룸에 들어가는 것이 더 바람직하고, 그 공기 유동은 본 발명에 따른 공기 처리 방법을 사용하여 처리된다.
추가로 또는 대안적으로, 적어도 하나의 증기상 화합물(들)에 대한 임계값은 약 500 ppt, 예컨대 약 300 ppt, 더 바람직하게는 약 100 ppt로 설정되지만, 상기 임계값은 당해 화합물에 따라 변할 수 있다. 그러나, 반도체 클린 룸에 들어가는 공기 유동에서 적어도 하나의 증기상 화합물(들)이 검출될 수 없는, 즉 증기상 화합물(들)은 사실상 공기 흐름물로부터 완전히 제거되는 것이 바람직하다. 증기상 화합물(들)을 검출하기 위한 기술은 종래의 어떤 고민감성 검출 기술이라도 될 수 있는데, 예컨대, 가스 크로마토그래피, 질량 분광 기술, 푸리에 변환 적외선 분광(FTIR) 및/또는 화학적 이온화 질량 분광일 수 있다.
그리하여, 반도체 공정의 하나 이상의 단계에 유해한 영향을 줄 수 있는 증기상 성분이, 처리 방법을 거치는 공기 유동과 함께, 클린 룸 안으로 들어가지 않는 것을 보장하는 공정이 얻어진다.
광산화는, 적어도 하나의 증기상 화합물(예컨대, 탄화수소, 플루오로카본 등)이 이산화탄소와 물로 전화되는, 즉 탄화수소가, 반도체 클린 룸에 들어갈 수 있거나(예컨대, 이산화탄소) 아니면 하나 이상의 제2 처리 단계, 즉 응축 단계에서 공기 유동으로부터 쉽게 분리될 수 있는(예컨대, 물) 화합물로 전환될 수 있는 잘 알려져 있는 파괴 공정이다.
그러나, 적어도 하나의 증기상 성분의 분해로 인해 물과 이산화탄소 이외의 분해 생성물(부산물)이 생기면, 공기 유동이 여러 개의 연속적으로 배열되는 광산화 단계를 거치는 것이 바람직하며, 그래서 남아 있는 유일한 분해 생성물이 이산화탄소와 물이될 때까지, 제1 광산화 단계에서 발생된 분해 생성물이 다음 광산화 단계 등에서 더 분해된다. 이산화탄소는 반도체 클린 룸 안으로 안전하게 들어갈 수 있으며, 공기 유동의 물 함량이 클린 룸 요건(예컨대, ISO 14644-1(2015)의 등급 1)을 만족하기에 너무 높으면, 공기 유동이 반도체 클린 룸에 들어가기 전에 물이 제2 처리 단계, 예컨대 응축 단계에서 공기 유동으로부터 쉽게 제거될 수 있다.
당업자는, 하나 이상의 제2 처리 단계에서 물 및/또는 미립자 외의 다른 분해 생성물을 또한 제거할 수 있고 이는 복수의 광산화 단계에 대한 요건을 감소시킬 수 있기 때문임을 더 이해할 것이다. 제2 처리 단계(들)의 선택 및 제2 처리 단계의 수는, 적어도 하나의 증기상 화합물이 광산화 단계에서 분해된 후에 그리고/또는 미립자가 제거될 것이라면 제공되는 분해 화합물에 달려 있다. 이러한 제2 처리 단계(들)는 당업자에게 쉽게 이용 가능할 것이다.
그러나 본 발명의 발명자는, 유리일 실시예에서 제1 처리 공정은 적어도 하나의 촉매 영역에 공기 유동을 통과시키는 것을 더 포함하는 것을 발견하였다.
촉매 영역은 광산화 영역 앞 및/또는 뒤에 배열될 수 있다. 그러나, 상기 촉매 영역은 바람직하게는 광산화 공정에 독립적인 별도의 영역이고, 본 발명에 따른 촉매 영역 및/또는 공기 처리 방법은 광촉매를 포함하지 않는 것이 더 바람직하다.
촉매 영역이 광산화 영역 앞에 배열되면, 본 발명에 따른 방법은, 반도체 클린 룸에 들어갈 공기 유동으로부터 증기상 화합물을 완전히 제거할 수 있을 뿐만 아니라, 광산화 공정에 부정적인 영향을 줄 수 있는 증기상 화합물/성분이 촉매 영역(들)에서 제거될 수 있고, 그리하여 광산화 공정의 효율이 개선된다.
따라서 이러일 실시예는, 적어도 하나의 증기상 화합물을 포함하는 공기 유동이, 얻어진 가스 흐름물이 적어도 하나의 광산화 공정을 거치기 전에 적어도 제1 화합물의 농도를 감소시키도록(예컨대, 적어도 하나의 제1 증기상 화합물을 하나 이상의 다른 화합물, 예컨대 탄화수소로 전환/분해시킴으로써) 배열되어 있는 적어도 하나의 촉매 영역을 먼저 통과하고, 적어도 하나의 증기상 화합물 및/또는 하나 이상의 다른 화합물, 예컨대 탄화수소의 나머지 내용물이 제거/분해된다는 점에서 특유한 것이다.
따라서, 촉매 영역에서 적어도 하나의 제1 증기상 화합물은, 다음 광산화 단계에서 쉽게 제거/분해될 수 있는 하나 이상의 탄화수소, 예컨대 VOC로 부분적으로 또는 완전히 전환/분해될 수 있고, 그리고/또는 적어도 하나의 증기상 화합물의 농도가 감소될 수 있으며, 그리고 상기 증기상 화합물(들)의 나머지 농도는 광산화 단계에서 완전히 제거/분해된다. 특정 분해 경로는 각각의 증기상 화합물(들)에 달려 있을 것이다.
따라서, 촉매 영역(들)(여기서 적어도 하나의 제1 증기상 화합물의 농도가 감소/제거됨)에서 공기 유동의 "전처리"에 의해, 이어지는 광산화 공정이 최적으로 작동되는 것이 보장되며 그리고 탄화수소는 그 광산화 단계(들)에서 더 효과적으로 제거될 수 있다. 바람직일 실시예에서, 적어도 하나의 제1 증기상 화합물의 농도는 바람직하게는 상당히 감소될 수 있으며 더 바람직하게는 실질적으로 제거되는데, 예컨대 촉매 영역(들)에서 하나 이상의 탄화수소로 전환된다.
그리하여 본 발명에 따른 방법은, 반도체 클린 룸 안으로 보내지는 공기 유동으로부터 적어도 하나의 증기상 화합물을 완전히 제거하기 위한 매우 단순화된 공기 처리 방법을 제공한다.
촉매 영역이 광산화 영역 뒤에 배열되면, 상기 촉매 영역은, 적어도 하나의 증기상 화합물을 더 분해하기 위해 그리고/또는 광산화 단계에서 발생된 다른 생성물, 예컨대 광산화 단계에서 발생된 오존을 분해하기 위해 배열될 수 있다.
본 발명에 따른 방법에서 사용되는 촉매 영역은, 적어도 하나의 증기상 화합물을 하나 이상의 다른 화합물(탄화수소)로 환원/전환/분해시키기 위해 배열될 수 있고, 그 다른 화합물은 바람직하게는 하나 이상의 이어지는 광산화 공정에서 제거될 수 있다. 광산화 단계에 의해 쉽게 제거될 수 있는 탄화수소의 예는 유기산, 알코올, 알데히드, 1차, 2차 및 3차 아민과 VOC 및 BTEX 이다.
앞에서 논의된 바와 같이, 적어도 하나의 제1 증기상 성분으로부터 생기는 어떤 부산물이 공기 유동에 존재할 수 있고 그 성분은 촉매 영역 및/또는 광산화 단계에서 제거될 수 없고 또한 반도체 클린 룸 안으로 도입될 수 없다. 이러한 부산물은 앞에서 개시된 바와 같이 하나 이상의 제2 처리 공정에서 제거될 수 있다. 상기 제2 처리 단계(들)는 바람직하게는 제거될 화합물이 발생된 단계 후에 수행되는데, 예컨대, 제2 처리 단계(들)는 하나 이상의 촉매 영역(들) 및/또는 하나 이상의 광산화 단계(들) 사이에 그리고/또는 공기 유동이 클린 룸 안으로 들어가기 바로 전에 배열될 수 있다. 제2 처리 공정의 선택, 제2 처리 공정의 수 및 그의 배열는 예컨대 당해 부산물에 달려 있을 것이다. 상기 제2 처리 공정은 예컨대 흡착 유닛, 스크러빙 유닛 등에서 수행될 수 있다.
또한, 다른 종류의 오염물이 반도체 클린 룸에 들어가는 것을 방지하기 위해, 제2 처리 공정은, 위의 제2 처리 단계에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 예컨대 입자 오염물 등을 제거하기 위해 배열되는 하나 이상의 제2 처리 공정/단계를 통과할 수 있다. 상기 제2 처리 단계는 (유동 방향에서 볼 때) 광산화 단계 앞 및/또는 뒤에 위치될 수 있고, 선택적으로 촉매 영역 앞 및/또는 뒤에 위치될 수 있다. 이들 상황에서, 제2 처리 공정/단계는 예컨대 정전기 석출(electrostatic precipitation), 기계적 여과(HEPA, ULPA 등), 비열적 플라즈마 공정 또는 공기 유동으로부터 미립자를 제거하기 위한 다른 통상적인 수단일 수 있다.
이와 관련하여, 반도체 제조 공정 동안에 다수의 증기상 성분이 발생되며 그리고/또는 클린 룸 내의 공기 중으로 방출된다는 것을 유의해야 하며, 공기가 반도체 클린 룸 안으로 재도입/재순환되기 전에 상기 성분들이 공기로부터 효과적으로 제거되는 것이 중요하다. 그러므로, 클린 룸에서 생기는 공기를 항상 정화/처리하고 또한 정화된/처리된 공기를 다시 클린 룸 안으로 재순환시키는 것이 적절하다. 따라서, 본 발명에 따른 방법으로 처리될 공기는 주변에서 오는 새로운/신선한 공기일 수 있지만, 바람직일 실시예에서 상기 공기는 반도체 클린 룸에서 생긴다.
상기 공기 유동이 반도체 클린 룸 안으로 도입되기 전에 그 공기 유동에 있는 적어도 하나의 증기상 성분의 농도가 미리 정해진 임계값 아래로 감소되는 것을 보장하기 위해, 반도체 제조 공정에 대해 파괴적일 수 있는 증기상 화합물의 농도가 반도체 클린 룸 안으로 도입되지 않도록, 공기 유동은 하나 보다 많은 촉매 영역 및/또는 하나 보다 많은 광산화 단계를 통과할 수 있다.
일 실시예에서, 공기 처리 방법은, 공기 유동이 광산화 단계에 들어가기 전에 그 공기 유동을 상기 하나 보다 많은 촉매 영역에 통과시키는 것을 포함하고, 그 하나 보다 많은 촉매 영역 각각은 같은/동일한 증기상 화합물 및/또는 하나 이상의 다른 증기상 화합물의 농도를 감소시키기 위해 배열된다.
따라서, 적어도 하나의 증기상 화합물의 농도가 제1 촉매 영역에서 충분히 감소되지 않으면, 즉 상기 화합물의 나머지 농도가 광산화 공정에서 완전히 제거될 수 없거나 또는 상기 화합물이 여전히 광산화 과정에 부정적인 영향을 줄 것이라면, 적어도 하나의 증기상 화합물의 농도가 허용 가능한 레벨, 즉 적어도 하나의 증기상 화합물이 완전히 제거되는, 즉 예컨대 광산화 단계(들)에서 제거될 수 있는 탄화수소와 같은 하나 이상의 다른 화합물로 전환되는 미리 정해진 임계값 아래로 감소될 때까지 그리고/또는 화합물이 다음 광산화 단계(들)에서 제거될 수 있도록 상기 화합물의 농도가 낮아질 때까지 증기상 화합물의 농도가 이어지는 예컨대 동일한 촉매 영역 등에서 더 감소될 수 있다.
대안적으로, 또는 추가로, 공기 유동이 다른 종류의 증기상 화합물을 포함하면, 상기 공기 유동은 많은 상이한 촉매 영역을 통과할 수 있고, 이들 촉매 영역 각각은 개별적인 증기상 화합물의 농도를 감소시키도록 배열된다.
대안적인 실시예에서, 공기 유동은 먼저 하나 이상의 광산화 단계를 통과하고, 그 후에 하나 이상의 촉매 영역(들)을 통과하며, 그리고 또 다른 실시예에서는 촉매 영역 및 광산화 단계는 번갈아 배열되는데, 예컨대, 제1 광산화 단계가 있고, 그런 다음에 촉매 영역이 있으며 그런 다음에 광산화 단계가 있다. 추가 단계/영역이 포함될 수 있고, 그 영역/단계는 어떤 바람직한 순서로도 배열될 수 있으며, 유일한 요건은, 공기 유동이 반도체 클린 룸 안으로 도입되기 전에 반도체 제조 공정에 대해 파괴적일 수 있는 증기상 화합물의 농도가 그 공기 유동으로부터 제거되는 것이다.
따라서, 공기 유동 처리 시스템은, 동일한 그리고/또는 상이한 그리고 이어서 배열되어 있는 촉매 영역 및/또는 광산화 영역에 공기 유동을 통과시킴으로써 여러 상이한 증기상 화합물이 제거될 수 있도록 공기 유동내의 화합물/복합물에 따라 상이한 요구 사항을 만족하도록 구성될 수 있으며, 각 영역 및/또는 단계는 하나 이상의 특정 화합물의 농도를 감소시킨다.
일 실시예에서 여러 개의 촉매 영역이 단일 영역으로 결합될 수 있는데, 즉 상기 촉매 영역은 상이한 증기상 화합물을 제거하도록 배열되는 여러 개의 촉매를 포함한다.
공기 유동이 통과하는 촉매 영역/광산화 단계의 수는 관련된 공기 유동 및 상기 영역/단계의 효율에 따라 변할 수 있지만, 필요하다면, 예컨대 2개, 3개, 4개 또는 심지어 그 보다 많은 촉매 영역 및 2개, 3개, 4개 또는 심지어 그 보다 많은 광산화 단계가 있을 수 있다. 유일한 요건은, 상기 공기 유동이 반도체 클린 룸을 훼손시킴이 없이 반도체 클린 룸 안으로 도입될 수 있도록, 즉 반도체 클린 룸에 대한 기준이 만족되도록, 제1 처리의 완료 후에 공기 유동 내의 적어도 하나의 증기상 화합물의 농도가 낮아야 한다는 것이다.
적어도 하나의 증기상 화합물은 도입될 새로운 공기 유동의 일부분이거나 또는 클린 룸에서 반도체 제조 동안에 예컨대 증발 액체에 의해 생성되는 화합물일 수 있다. 바람직일 실시예에서, 적어도 하나의 증기상 화합물은 VOC, 아민, 실란(silane), 인산염, 실록산, 유기금속 화합물, 할로카본(halocarbon) 및 과불화 화합물 중에서 선택되는 유기 화합물이다. 공기 유동은 반도체 클린 룸 안으로 도입되기 위한 것임에 따라, 특히, 반도체 클린 룸에서 문제를 야기한다고 알려져 있는 유기 화합물, 예컨대 디페닐아민, 트리크레실 인산염, 트리메틸 인산염, 비닐트리스(메틸에틸케톡심)-실란), 및 옥타메틸-시클로테트라-실록산이 관련 있으며, 본 발명에 따른 방법은, 이들 화합물을 공기 유동으로부터 완전히, 즉 미리 정해진 임계값 아래로 제거할 수 있도록 배열된다는 점에서 특유한 것이다. 더욱이, 수소 및/또는 암모니아가 반도체 제조 공정에서 사용될 수 있고, 오존이 반도체 세척 공정에서 사용될 수 있으며, 그래서 본 발명에 따른 방법과 시스템은 공기 유동이 반도체 클린 룸 안으로 재순환되기 전에 그 공기 유동으로부터 상기 화합물을 제거할 수 있는 것이 바람직하다.
당업자는, 증기상 화합물로서 유기 아민을 포함하는 공기 유동은 증기상 화합물로서 유기 금속 화합물을 포함하는 공기 유동과는 다른 촉매 영역을 필요로 함을 이해할 것인데, 하지만, 본 발명은 다른 요건을 만족하도록 쉽게 조절될 수 있다. 어떤 증기상 화합물은 동일한 촉매 영역에 의해 제거될 수 있고, 증기상 화합물의 완전한 제거를 보장하기 위해 원하는 경우 추가적인 그리고/또는 다른 촉매 영역이 제공될 수 있다.
공기 유동이 아민, 예컨대 디페닐아민, 디메틸-N-에틸아민, 디메틸-N-이소프로필아민, 디메틸-N-프로필아민 및/또는 트리에틸 아민; 암모늄; 니트로스아민 등의 형태로 된 증기상 화합물을 포함하는 경우, 촉매 영역은 바람직하게는 광산화 단계 앞에 배열되며, 대기 산소 또는 공기 유동에 존재하는 산소를 포함하는 반응(산소가 산회제임)을 촉진시키도록 배열된다. 초기 시험에 의하면, 예컨대 아민 함유 공기 유동을 촉매 영역 내의 촉매의 표면과 접촉시킴으로써, 예컨대 아민을 유기산으로 직접 산화시켜 아민은 산화 분해를 받게 되고 그리하여 아민이 공기 유동으로부터 효과적으로 제거될 것으로 나타났다. 결과적인 유기 화합물, 예컨대, 유기산 등이 나머지 탄화수소와 함께 다음 광산화 단계에서 제거될 것이다.
본 발명의 발명자는, 적어도 하나의 증기상 화합물이 하나 이상의 아민(들)일 때 deNOx-촉매와 산화 촉매의 조합이 아민이 상기 공기 유동으로부터 실질적으로 완전히 제거될 수 있는 특유한 시너지 효과(공기 유동이 상기 촉매 중의 하나만 지나갈 때에는 관찰되지 않는 효과)를 제공한다는 것을 놀랍게도 발견하였다.
따라서, 일 바람직일 실시예에서, 공기 유동으로부터 유기 아민을 제거하기 위해 촉매 영역은 상기 2 개의 촉매, 즉 deNOx-촉매와 산화 촉매의 조합을 포함할 수 있고, 그리하여 각각의 공기 유동으로부터의 아민의 실질적으로 완전한 제거가 보장된다. 본 발명의 발명자는, deNOx-촉매와 산화 촉매의 조합을 사용할 때 본 발명에 따른 방법으로 아민을 함유하는 공기 유동으로부터 아민이 완전히 제거될 수 있음을 보였다. 공기 유동에 있는 아민의 초기 농도에 따라, 아민이 완전히 제거되는 것을 보장하기 위해 상기 공기 유동은 여러 개의 촉매 영역을 통과할 수 있다.
적어도 deNOx-촉매와 산화 촉매를 갖는 촉매 영역의 사용은, 공기 유동에 존재하는 탄화수소가 또한 산화될 것이고 그에 따라 적어도 어느 정도 상기 공기 유동으로부터 제거되는 이점을 더 가지고 있다. 그리하여 본 시스템은 공기 유동에 증기상 화합물이 완전히 없는 것을 보장하는 매우 단순화된 방법을 제공한다.
deNOx-촉매는 바람직하게는 선택적 촉매 환원(SCR) 촉매인데, 이 촉매는 암모니아(NH3) 또는 요소(urea)와 같은 반응 환원제를 사용하여 NOx를 질소와 물로 전환시키도록 설계되어 있다. 산화 촉매(예컨대, CO를 이산화탄소로 전환시킬 수 있음)와 SCR-촉매 둘 모두는 예컨대 연소 엔진에서 나오는 공기 유동 흐름물을 처리하기 위한 잘 알려져 있고 널리 사용되고 있는 기술임을 유의해야 한다. 그러나, 반도체 클린 룸 안으로 들어갈 공기 유동으로부터 아민 및/또는 탄화수소를 제거하기 위한 상기 촉매의 조합은 설명되거나 암시되지 않았다.
더욱이, 유기 아민의 산화 분해가 또한 촉매의 지속적인 정화를 제공한다. 따라서 아민은 오염 레벨을 크게 증가시킴이 없이 공기 유동으로부터 실질적으로 완전히 제거되는데, 이는 아민 및/또는 탄화수소, 예컨대 VOC를 공기 유동으로부터 제거하기 위해 사용되는 종래 기술과 비교할 때 별개의 이점을 구성한다.
하나 이상의 아민에 대해 전술한 바와 유사한 방식으로, 적어도 하나의 촉매 영역은, 특히, 농도를 감소시키기 위해 또는 반도체 클린 룸에서 문제를 야기하는 것으로 알려져 있는 화합물, 예컨대 트리크레실 인산염, 트리메틸 인산염, 비닐트리스(메틸에틸케톡심)-실란), 및 옥타메틸-시클로테트라-실록산을 포함하되 이에 한정되지 않는 다른 관련된 증기상 화합물 중의 하나 이상을 실질적으로 완전히 제거하기 위해 배열될 수 있다.
이와 관련된 다른 적절한 촉매로서, Carus Corporation에서 얻을 수 있는 CARULITE®200 촉매(오존을 산소 전환시키도록 되어 있음); PureSphere Co., Ltd.에서 얻을 수 있는 Purelyst MD-101®(VOC를 분해시키도록 되어 있음); 및Nikki-Universal Co., Ltd.에서 얻을 수 있는 NHC 촉매(NH3를 분해시키고 오존을 제거하도록 되어 있음)를 언급할 수 있다.
본 발명은 또한 반도체 클린 룸을 위한 공기 유동 처리 시스템에 관한 것으로, 상기 시스템은 전술한 방법을 수행하기 위해 배열된다. 상기 시스템은, 적어도 하나의 증기상 성분을 포함하는 공기 유동을 처리하기 위해 배열되는 적어도 하나의 광산화 영역을 포함하고, 공기 처리 시스템은 상기 공기 유동에 있는 적어도 하나의 증기상 화합물의 농도가 미리 정해진 임계값 아래로 감소되도록 배열된다.
적어도 하나의 증기상 성분의 분해로 인해 물과 이산화탄소 이외의 분해 생성물(부산물)이 생기면, 공기 유동은 여러 개의 연속적으로 배열되는 광산화 영역을 더 거칠 수 있으며, 그래서 남아 있는 유일한 분해 생성물이 이산화탄소와 물이될 때까지, 제1 광산화 영역에서 발생된 분해 생성물이 다음 광산화 영역 등에서 더 분해된다. 이산화탄소는 반도체 클린 룸 안으로 안전하게 들어갈 수 있으며, 공기 유동이 반도체 클린 룸에 들어가기 전에 물이 제2 처리 단계(제2 처리 영역), 예컨대 응축 영역에서 공기 유동으로부터 쉽게 제거될 수 있다.
당업자는, 제2 처리 영역에서 물 외의 다른 분해 생성물을 또한 제거할 수 있고 이는 복수의 광산화 단계에 대한 요구를 감소시킬 수 있기 때문임을 더 이해할 것이다. 제2 처리 영역(들)의 선택은, 적어도 하나의 증기상 화합물이 광산화 단계에서 분해된 후에 제공되는 분해 화합물에 달려 있다. 이러한 처리 영역(들)은 당업자에게 쉽게 이용 가능할 것이다.
그러나 본 발명의 발명자는, 유리일 실시예에서 처리 시스템은,
- 적어도 하나의 촉매 영역, 및
- 적어도 하나의 광산화 영역
을 포함하는 것을 알았다.
광산화 영역 및 촉매 영역의 순서와 수는 공기 유동으로부터 제거될 화합물에 달려 있다. 일 실시예에서, 본 시스템은, 적어도 하나의 촉매 영역 뒤에 배열되는 적어도 하나의 광산화 영역을 포함하고, 다른 실시예에서는 적어도 하나의 촉매 영역이 적어도 하나의 광산화 영역 뒤에 배열되며, 또 다른 실시예에서는 촉매 영역과 광산화 영역이 번갈아, 예컨대 제1 광산화 단계, 그런 다음에 촉매 영역 그런 다음에 광산화 단계 등이 배열된다. 추가 단계/영역이 포함될 수 있고, 그 영역/단계는 어떤 바람직한 순서로도 배열될 수 있으며, 유일한 요건은, 공기 유동이 반도체 클린 룸 안으로 도입되기 전에 반도체 제조 공정에 대해 파괴적일 수 있는 증기상 화합물의 온도가 그 공기 유동으로부터 제거되는 것이다.
한 바람직일 실시예에서, 공기 유동은 먼저 촉매 영역을 통과하고 그런 다음에 광산화 영역에서 광산화 단계를 거치게 되며, 그 후에 공기 유동에는 적어도 하나의 증기상 화합물이 완전히 없을 것인데, 이는 공기 유동이 반도체 클린 룸 안으로 안전하게 방출될 수 있음을 의미한다.
촉매 영역(들)/유닛(들)은 상이한 종류의 증기상 화합물을 제거하기 위해 개별적으로 배열될 수 있고, 예컨대, 적어도 하나의 제1 증기상 화합물이 아민을 함유하는 경우, 촉매 유닛은 바람직하게 deNOx-촉매와 산화 촉매를 포함한다.
deNOx-촉매는 바람직하게는 SCR-촉매인데, 활성 화합물인 오산화바나듐(V2O5)이 이산화티타늄(TiO2) 캐리어 시스템에 배열된다. 산화 촉매는 통상적인 CO 산화 촉매일 수 있다.
산화 촉매와 SCR 촉매 둘 모두는 바람직하게는 허니콤 또는 단일체 지지 구조체에 코팅된다. 단일체 구조체는, 바람직하게는, 큰 촉매 표면적을 제공하고 동시에 상기 촉매 유닛에서 낮은 압력 강하를 보장하기 위해 많은 수의 평행한 채널을 가질 것이다.
일 실시예에서 촉매 유닛은 개별적인 촉매 유닛/층, 예컨대 1개, 2개 또는 3개의 SCR 촉매 층 및 1개, 2개 또는 3개의 산화 촉매 층으로서 배열될 수 있지만, 촉매 유닛의 크기를 줄이고 그러면서도 최소의 압력 강하 페널티를 얻기 위해, 예컨대 요구되는 촉매 활성도를 갖는 조합 촉매를 제공하여 단일 촉매에 2개의 촉매 기능을 조합한 것이 바람직하다.
NH3/3차 아민이 NOX로 산화되는 것 및/또는 다른 바람직하지 않은 화합물의 산화(예컨대, NO의 NO2 로의 산화 및 SO2의 SO3 로의 산화)를 최소화하기 위해(이러한 화합물이 처리될 공기 유동에 존재한다면), SCR 촉매를 귀금속, 바람직하게는 팔라듐으로 도핑하는 것이 바람직하지만, 귀금속은 촉매를 비효과적으로 만들 수 있기 때문에, SCR 촉매 또는 조합 촉매 내의 귀금속 함량을 최소로 유지하는 것이 바람직하다.
아민을 제거하기 위해 본 발명에 따른 시스템에서 사용되는 촉매 재료의 한 예는 덴마크의 Haldor Topsøe에서 얻을 수 있는 DNX® GTC-802 촉매이다. 상기 촉매 시스템은 WO2016150465 A1에 기재되어 있다. 더욱이, 상기 촉매에서, 표준 SCR 티타늄 캐리어에 대한 CO 산화 반응을 위한 귀금속은, 이 귀금속(즉, 이 경우에는 팔라듐(Pd))의 농도와 분포가 매우 균일한 수준으로 제어되도록 첨가된다.
특성, 구조 및/또는 조성을 포함하여 위에서 언급된 촉매는 포괄적인 리스트로 간주되어서는 안 된다는 것을 강조해 둔다. VOC 산화촉매 앞에서 아민, 예컨대 암모니아-슬립 촉매를 제거하기 위한 다른 대안적인 촉매가 또한 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다.
본 출원에서 이미 앞에서 개시된 바와 같이, 다른 적절한 촉매가 또한 본 발명의 범위 내에서 고려된다.
촉매 영역(들) 및/또는 촉매 유닛(들)의 개별적인 배열에 무관하게, 본 발명의 발명자는, 상기 촉매 영역(들)/유닛(들)은 바람직하게는 클린 룸 내의 공기와 동일한 온도, 예컨대 15 ∼ 25℃, 바람직하게는 대략 20 ∼ 22℃에서 작동되며, 그래서, 공기 유동은 가열되거나 냉각될 필요가 없고, 그리하여 아주 에너지 효과적인 시스템과 방법이 제공된다는 것을 알았다.
그러나, 어떤 실시예에서, 촉매 영역/유닛이 광산화 영역 뒤에 배열되는 경우, 촉매 영역은 80 ∼ 225℃, 바람직하게는 125℃ ∼ 200℃의 온도에서 작동되는 것이 바람직할 수 있고, 그리하여 적어도 하나의 증기상 화합물, 예컨대 아민의 매우 효과적인 제거가 제공된다. 온도가 225℃ 보다 높은 온도, 예컨대 약 250℃로 상승되면, 촉매 영역의 효율이 상당히 감소될 것인데, 이는 다음 광산화 공정을 부정적으로 저해시킬 것이다.
바람직일 실시예에서, 본 발명에 따른 시스템은 공기 유동을 촉매 영역의 최적 온도로 가열하기 위해 배열되는 온도 조절 영역을 포함한다. 따라서 상기 조절 영역은 촉매 영역 앞에 배열된다. 상기 온도 조절 영역은 예컨대 공기 유동을 80℃와 225℃ 사이의 온도로 가열할 수 있다. 공기 유동은 촉매 영역(들)을 통과하기 전에 예컨대 회복 열교환기에서 가열될 수 있고, 이 열교환기 다음에는 필요하다면 버너로부터의 추가 입력이 있다. 그러나, 공기 유동의 가열은 어떤 통상적인 방법으로도 이루어질 수 있다. 공기 유동을 250℃ 이상으로 가열하는 것은 바람직하지 않은데, 이는 촉매 영역의 에너지 효율에 부정적인 영향을 줄 수 있기 때문이다.
위의 촉매 재료는 알려져 있지만 그 모두는 연소 엔진에서 나오는 화합물, 예컨대 NOX 및 CO를 제거하기 위해 배열되고 따라서 촉매 영역을 위해 본 발명에 사용되는 온도 범위 보다 훨씬 더 높은 온도에서 작동한다는 것이 강조되어야 한다. 예컨대, 표준 재생 촉매 산화제(RCO)는 400와 500℃ 사이의 온도에서 작동하며, 그래서 본 발명에 따른 시스템은, 적어도 하나의 증기상 화합물, 예컨대 유기 아민 및/또는 유기 실록산을 공기 유동으로부터 제거하기 위해 필요한 에너지를 감소시키기 위한 매우 간단하고 효과적인 수단을 제공한다.
촉매 영역에서 나가는 공기 유동의 온도가 비교적 높은 경우에는, 공기 유동이 반도체 클린 룸 안으로 들어가기 전에 상기 공기 유동을 냉각시키는 것이 바람직하다. 이와 관련하여, 제2 처리된 가스 흐름물이 상기 반도체 클린 룸에 전달되기 전에 예컨대 열교환 영역 내의 열교환기에 잉여의 열을 전달하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 공기 유동 처리 시스템은 광산화 영역 앞에 배열되는 하나 보다 많은 촉매 영역을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 상기 촉매 영역들은 실질적으로 동일하고 동일한 증기상 화합물을 제거하도록 배열된다. 이 실시예는, 적어도 하나의 증기상 화합물의 농도가 제1 촉매 영역에서 충분히 감소되지 않으면, 즉, 상기 화합물의 나머지 농도가 여전히 광산화 공정에 부정적인 영향을 줄 것이라면, 적어도 하나의 제1 증기상 화합물의 농도가 허용 가능한 레벨, 즉 화합물의 나머지 농도가 광산화 영역에서 제거될 수 있는 정도로, 또는 상기 화합물의 임계값 아래로 감소될 때까지, 다음 촉매 영역에서 더 감소될 수 있다는 이점을 갖는다.
대안적으로, 공기 유동이 상이한 종류의 증기상 화합물을 포함하면, 공기 유동 처리 시스템은 또한 하나 보다 많은 촉매 영역을 포함할 수 있고, 각 촉매 영역은 개별 증기상 화합물의 농도를 감소시키도록 배열되며, 즉 촉매 영역 중의 적어도 일부는 서로 다를 것이다. 따라서, 공기 유동 처리 시스템은, 상이한 그리고 그리고 이어서 배열되어 있는 촉매 영역들에 공기 유동을 통과시킴으로써 여러 상이한 증기상 화합물이 제거될 수 있도록 공기 유동내의 화합물/화합물에 따라 상이한 요구 사항을 만족하도록 구성될 수 있으며, 각 촉매 영역은 하나 이상의 특정한 화합물을 제거하여 제1 처리된 가스 흐름물을 제공하며, 이 가스 흐름물은 광산화 공정을 거치게 된다. 이 실시예는, 처리될 공기 유동이 다음 촉매 영역에서의 처리에 부정적인 영향을 줄 수 있는 특정한 증기상 화합물을 포함하면, 상기 화합물은 앞의 촉매 영역에서 제거될 수 있고 그리하여 처리 공정을 최적화한다는 추가 이점을 갖는다. 그러나 촉매 영역은 또한 단일 영역으로 결합될 수 있는데, 즉 촉매 영역은 상이한 증기상 화합물을 제거하도록 배열되는 여러 개의 촉매를 포함한다.
가능한 촉매 영역의 수는 관련된 공기 유동 및 상기 촉매 영역의 효율에 따라 변할 수 있지만, 필요하다면, 예컨대, 2개, 3개, 4개 또는 심지어 그 보다 많은 수의 촉매 영역이 있을 수 있다.
본 발명에 따른 공기 유동 처리 시스템은 또일 실질적으로 동일한 촉매 영역과 상이한 촉매 영역, 예컨대, 동일한 제1 증기상 화합물, 예컨대 아민을 제거하도록 배열되는 2개의 촉매 영역, 및 예컨대 각기 2개의 추가 증기상 화합물을 제거하도록 배열되는 2개의 촉매 영역을 포함할 수 있다.
촉매 영역/유닛은 바람직하게는 공기 유동에 존재하는 산소를 산화제로서 사용하도록 배열되지만, 공기 유동에 존재하는 산소의 양이 증기상 화합물, VOC 등의 요구되는 산화를 제공하기에 충분하지 않으면, 추가적인 산소가 촉매 유닛에, 예컨대 이차 공기 흐름물에 추가될 수 있다.
산소 및/또는 공기에 대한 대안으로서, 오존이 촉매 영역/유닛에 추가/주입될 수 있다. 오존은 높은 산화 포텐셜(2.07V)을 가지고 있어 촉매 영역에서의 보유 시간을 단축시킬 수 있고 그리고/또는 상기 영역에서 더 작은 촉매를 사용할 수 있게 해주는 이점을 가지고 있다. 다시 말해, 오존이 추가적인 산화제로서 사용되면 투자 비용이 상당히 감소될 수 있다.
상기 이차 공기/산소 흐름물은 대안적으로 촉매 영역 바로 앞에서 공기 유동 라인/파이프에 연결되는 제2 가스 라인에 제공될 수 있다.
많은 상이한 탄화수소 제거 기술이 알려져 있고 제1 처리된 가스 흐름물을 더 처리하기 위해 사용될 수 있지만, 본 발명에 따른 방법과 시스템에서 UV-O3 광산화 공정을 사용하는 것이 바람직한데, 즉 제1 처리된 가스 흐름물은 바람직하게는 동시에 UV 와 오존(O3)의 조합을 받게 된다.
광산화의 이점은 많다. 먼저, 광산화는, 결과적인 생성물이 이산화탄소, 물 및 불활성 염이 되는 파괴 공정이다. 따라서, 공기 유동(광산화 단계에서 생김)이 쉽게 처리될 수 있어, 상기 공기 유동은 반도체 클린 룸 안으로 직접 그리고 안전하게 도입될 수 있다.
자연적인 산소와 조합하여, UV 광은 고반응성 라디칼 및 오존을 생성하며, 이는 산화 공정에서 탄화수소, 예컨대 VOC(악취, 용매 등과 같은 화합물을 포함함)를 산화시키고 없앤다.
둘째, UV-광은, 에너지를 절감하고 환경 친화적인 해결책이고, 자외선은 많은 공유 결합을 깨기에 충분히 강력하다. 이는 단독으로 PCB, 다이옥신, 다환방향족 화합물, 및 BTEX를 분해시킬 수 있다.
마지막으로, 공정에서 산화제로 사용되는 오존은 강력한 산화제이며, 오존은 현장에서 발생될 수 있고(UV-램프를 사용하여) 즉시 사용될 수 있기 때문에, 산화제를 위한 저장 영역이 필요치 않다. 따라서, 제1 처리된 공기 흐름물은 하나 이상의 UV-램프가 설치되어 있는 광산화 영역을 통과하는 것이 바람직하다. 오존은 오존 발생기에서 생성될 수 있고 광산화에 직접 추가될 수 있기 때문에, UV-램프 중의 적어도 일부분은 오존을 생성하는 UV-스펙트럼, 즉 242 nm 미만의 UV-스펙트럼에서 작동하도록 배열되는 것이 바람직하다. 더욱이, UV-램프 중의 적어도 일부분은, O2 및 H2O의 존재 하에서 하이드록실(OH) 라디칼을 발생시키도록 배열되는 UV-스펙트럼, 즉 305 nm 미만의 UV-스펙트럼에서 작동하는 것이 바람직하다.
OH-라디칼을 발생시키기 위해 배열되는 UV-램프가 최고의 효율로 작동하는 것을 보장하기 위해, 수증기 전달 시스템이 상기 광산화 영역에 설치되어, 제1 처리된 가스 흐름물 또는 조합된 가스 흐름물의 상대 습도 및/또는 절대 물 함량을 적어도 90% 이상으로 증가시킬 수 있다. 대안적으로, 제1 처리된 가스 흐름물 또는 조합된 가스 흐름물의 상대 습도는, 그 가스 흐름물이 상기 광산화 영역에 들어가기 전에 적어도 90% 이상으로 증가될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 광산화 영역에 있는 UV-램프 중의 적어도 일부, 바람직하게는 모든 UV-램프가 엑시머 램프이며, 광산화 영역은, 제1 처리된 공기 흐름물의 적어도 90%가 엑시머 램프로부터 방출되는 광자에 노출되도록 배열된다.
엑시머 램프는 자외선(UV) 및 진공 자외선(VUV) 스펙트럼 영역에서 넓은 범위 파장에 걸쳐 이용 가능한 준(quasi) 단색 광원이다. 엑시머 램프의 작동은 여기된 이합체(excited dimer)(엑시머)의 형성에 기반한다. 이들 엑시머 형성은 불안정하고 나노초 내에 분해되어 특성 파장에서 광자(방사선) 형태의 여기 (결합) 에너지를 내줄 것이다.
발생된 방사선(UV 및 VUV 범위에서 방출되는 광자)은 예컨대 공기 중의 유기 화합물과 접촉하고 광분해 과정을 통해 상기 성분을 분해시킬 것이며, 광분해는 상이한 유기 화합물을 제거하는 데에 아주 효과적이다. 방출된 방사선의 추가 이점은, 오존 및/또는 여기된 산소 종(예컨대 OH, O1D, O3P)과 같은 산화제가 공기에 존재하는 산소로부터 발생되게 할 수 있다는 것이며, 이 산화제는 또한 공기에 존재하는 유기 성분을 산화시킬 것이다.
본 발명에 따른 바람직일 실시예에서, 엑시머는 희가스, 즉 He2, Ne2, Ar2, Kr2 및 Xe2, 또는 희가스 할로겐화물(예컨대, ArF, KrF, XeCL 및 XeF)을 사용하여 생성된다. 그러나, 할로겐 및 수은 할로겐 혼합물(예컨대, HgCl, HGBr 또는 HgI)이 또한 본 발명의 범위 내에서 고려된다.
엑시머는 본 발명에 따라, 엑시머를 생성하기 위한 적절한 가스, 예컨대 크세논이 두 동심 석영 관 사이의 틈에 배열되는 무성 전기 방전(silent electrical discharge)에 의해 생성될 수 있다. 이 기술은 잘 알려져 있고 본 출원에서 더 상세히 논의되지 않을 것이지만, 본 발명에 사용되는 한 바람직한 엑시머 램프는 USHIO America Inc.에서 얻어지는 크세논 램프일 수 있다.
방출되는 광자의 파장은 엑시머를 제공하기 위해 사용되는 가스에 달려 있다. 이는 관심 대상의 가스를 갖는 엑시머 램프를 선택함으로써 상이한 파장의 광자가 얻어질 수 있음을 의미한다. 예컨대, 크세논 엑시머 램프는 172 nm의 파장을 갖는 방사선을 발생시킬 것이며, 아르곤 엑시머 램프는 129 nm의 파장을 제공할 것이고, 불화크립톤 엑시머 램프는 222 nm의 파장을 제공할 것이다. 적절한 파장의 전체 리스트는 문헌에서 찾을 수 있다.
엑시머 램프의 사용은 많은 이점을 주는데, 정해진 파장에서의 높은 밀도, 비자기(no-self) 흡수, 및 본 발명에 따른 공기 처리 시스템의 구성시의 유연성을 준다.
단일의 가스만이 각 엑시머 램프에 사용되기 때문에, 엑시머 램프에 의해 출력되는 방사선은 좁은 UV 파장 범위에 제한된다. 이는 제1 처리된 공기 유동으로부터 제거될 화합물의 흡수 스펙트럼과의 완벽한 일치를 허용하는데, 즉 본 발명에 따른 공기 처리 시스템에 있는 엑시머 램프는 제1 처리된 공기 흐름물에 있는 화합물의 흡수 스펙트럼과 일치하도록 선택될 수 있다.
더욱이, 엑시머 램프는 단지 적은 열을 발생시키며, 처리된 공기가 상기 클린 룸 안으로 들어가기 전에 냉각이 필요치 않을 수 있음에 따라, 엑시머 램프는 반도체 클린 룸 안으로 도입될 공기 유동에 아주 적절하다.
추가로, 엑시머 램프는 긴 수명을 갖는데, 왜냐하면 전극이 방전 가스와 직접 접촉하지 않고 그래서 방전 과정 동안에 부식을 피할 수 있으며 또한 엑시머 가스의 오염이 없기 때문이며, 종래의 UV-수은 램프에서는 그러한 상황이 종종 나타나서 작동 수명을 짧게 한다. 마지막으로, 무독성 재료가 엑시머 램프에 사용되고, 그래서 본래 환경 문제가 없다.
본 발명에서 사용되는 엑시머 램프는 126 nm와 240 nm 사이의 파장을 갖는 광자를 방출하는 것이 바람직하다. 이 범위에서 방출되는 광자는 성분의 실질적으로 완전한 제거를 보장할 뿐만 아니라, NOX와 같은 추가 화합물의 발생이 방지되기 때문이다.
한 유리일 실시예에서, 엑시머 램프는 약 172 nm의 파장을 방출한다. 본 발명의 발명자는, 이 파장은 매우 에너지 효율적인 방식으로 광분해로 실질적으로 모든 유기 화합물, 예컨대 VOC를 제거할 수 있는 것을 보였다. 더욱이, 상기 파장은 산화제 오존을 또한 생성할 것이며, 이 오존은 공기에 존재하는 유기 오염물을 산화시킬 것이다.
그러나, 다른 파장도 본 발명의 범위 내에서 바람직하다. 일 예로서, 185 nm 부근의 파장이 오존을 발생시킬 것이며, 또한 222 nm 부근의 파장이 이중 결합, 예컨대 C=C 및 C=O을 파괴하는 데에 효과적인 것으로 입증되는 것을 언급될 수 있다. KrI 엑시머 램프가 185 nm의 파장을 갖는 광자를 제공할 것이고, KrCl 엑시머 램프가 222 nm에서 방사선 피크를 갖는 광자를 방출할 것이다. 처리될 공기에 습도가 존재한다면, 222 nm 부근의 방사선 피크가 또한 과산화수소(H2O2)의 광유도 생성을제공한다. 과산화수소는 (오존 처럼) 강한 산화제이기 때문에, 이는 유기 오염물의 효과적인 제거를 더 보장할 것이다.
UV-램프가 종래의 UV-램프 및/또는 엑시머 램프인지에 상관 없이, 광산화 과정은 화학물질과 높은 온도를 요구하지 않으며, 처리될 공기 유동으로부터 다양한 증기상 성분이 효과적으로 또한 완전하게 제거될 수 있다.
본 발명에 따른 바람직일 실시예에서, 본 발명에 따른 공기 유동 처리 시스템은 기존의 반도체 클린 룸 여과 시스템에 개장(retrofitting)되도록 배열되어 새로운 장비의 값비싼 설치에 대한 비용을 줄여 준다.
이하, 본 발명을 더 상세히 설명할 것이며, 첨부 도면을 참조하여 공기 유동 처리 시스템 및 방법의 단지 예시적인 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기 유동 처리 시스템의 제1 실시예를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 공기 유동 처리 시스템의 제2 실시예를 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명에 따른 공기 유동 처리 시스템의 제3 실시예를 개략적으로 나타낸다.
도 4는 본 발명에 따른 공기 유동 처리 시스템의 제4 실시예를 개략적으로 나타낸다.
도 5는 본 발명에 따른 공기 유동 처리 시스템의 제5 실시예를 개략적으로 나타낸다.
도 6은 본 발명에 따른 공기 유동 처리 시스템의 제5 실시예를 개략적으로 나타낸다.
이하, 적어도 하나의 증기상 성분, 예컨대 디페닐아민을 포함하는 공기 유동이 반도체 클린 룸으로부터 수집되고 또한 그 공기 유동은 상기 클린 룸에 재도입되기 전에 처리되어야 한다는 가정하에서 본 발명을 설명할 것이다. 그러나, 공기 유동의 근원은 본 발명의 방법과 시스템에 중요하지 않다.
도 1은 본 발명에 따른 공기 유동 처리 시스템(1a)의 제1 단순화된 실시예를 나타낸다. 상기 시스템은 단일 광산화 영역(2)으로 이루어진다. 처리될 공기 유동(3)은 하나 이상의 증기상 성분을 포함하고, 상기 공기 유동이 광산화 영역(2)을 통과할 때 공기 유동은 광산화 단계를 거칠 것이며, 이 단계에서 적어도 하나의 증기상 화합물이 이산하탄소와 물로 전환/분해되는데, 즉 광산화 영역(2)은, 증기상 화합물의 농도가 미리 정해진 임계값 아래로 감소되도록 배열된다.
광산화 영역에는 다수의 UV-램프(4)가 설치된다. 상기 램프는 예컨대 오존을 생성하는 UV-스펙트럼에서 작동하도록 배열되며 그리고/또는 OH-라디칼을 생성하도록 배열될 수 있다. 그러나 상기 UV-램프(4)는, 대안적으로(또는 추가적으로), 약 172 nm의 파장을 방출하도록 배열되는 엑시머 레이저일 수 있는데, 상기 파장이 광분해로 실질적으로 모든 유기 화합물, 예컨대 VOC를 제거할 수 있기 때문이다. 더욱이, 상기 파장은 또한 산화제 오존을 생성할 것인데, 이 오존은 공기 중에 존재하는 유기 오염물을 산화시킬 것이다.
따라서, 이 제1 실시예에서, 광산화 영역(2)은 처리된 공기 유동(5)으로부터 적어도 하나의 증기상 화합물을 제거하며, 그래서, 처리된 공기 유동(5)은 반도체 클린 룸 안으로 안전하게 도입될 수 있다.
그러나, 광산화 영역에서 적어도 하나의 증기상 성분이 분해됨으로 인해 물과 이산화탄소 이외의 생성물(부산물)이 분해되면, 도 2에 나타나 있는 제2 실시예(1b)에서 공기 유동(3)은 여러 개의 연속으로 배열되는 광산화 단계(2, 2',2'')를 거칠 수 있으며, 그래서, 남아 있는 유일한 분해 생성물이 이산화탄소와 물이될 때까지, 제1 광산화 영역(2)에서 발생된 분해 생성물이 다음 광산화 영역(2') 등에서 더 분해된다.
이산화탄소는 안전하게 반도체 클린 룸 안으로 들여 보내질 수 있음을 유의해야 하고, 공기의 습도가 반도체 클린 룸을 위한 임계값을 초과하면, 예컨대, 마지막 광산화 영역(2'') 뒤에 위치되어 있는 제2 처리 단계/영역(7), 예컨대 응축 영역에서, 즉 처리된 공기 유동(5)이 반도체 클린 룸에 들어가기 직전에 물이 공기 유동으로부터 쉽게 제거될 수 있다. 이러한 선택적인 제2 처리 영역이 도 2에서 점선으로 나타나 있다.
도 3에 나타나 있는 제3 실시예(1c)에서, 본 발명에 따른 시스템은 촉매 영역(9)을 더 포함하는데, 이 촉매 영역에서 공기 유동(3)은 먼저 deNOx-촉매와 산화 촉매를 포함하는 촉매 유닛(10) 위를 지나가게 된다. 촉매 영역(9)에서 나가는 공기 유동(11)은 그런 다음에 촉매 영역(9) 뒤에 배열되어 있는 광산화 영역(2)을 통과하며, 제1 처리된 공기 흐름물(11)은 도 1 및 2와 관련하여 이미 논의된 바와 같은 광산화 단계를 거치게 된다. 광산화 영역(2)에서 나온 처리된 공기 유동(5)은 그런 다음에 클린 룸 안으로 보내질 수 있다.
도 3에 나타나 있는 시스템과 방법은, 공기 유동(3)이 촉매 영역(9) 위를 지나갈 때 상기 공기 유동에 존재하는 아민이 실질적으로 완전히 제거된다는 점에서 특유한 것이다. 따라서, 촉매 영역(9)에서, 아민은 부분적으로 또는 완전히 하나 이상의 탄화수소, 예컨대 VOC로 전환/분해될 수 있으며, 이는 다음 광산화 영역(2)에서 쉽게 제거/분해될 수 있다. 대안적으로, 아민의 농도가 감소될 수 있고, 상기 아민의 나머지 농도는 광산화 영역(2)에서 완전히 제거/분해된다.
촉매 영역은 100와 225℃ 사이, 바람직하게는 125℃와 200℃ 사이의 온도에서 작동되며, 그리하여 매우 효과적인 아민 제거가 제공된다. 온도가 250℃ 보다 높게 상승되면, 촉매 영역(9)의 효율이 상당히 감소될 것이며, 아민이 공기 유동(11)에 남아 있는 위험이 있게 된다.
촉매 유닛(10)은 deNOx-촉매 및 산화 촉매를 포함하기 때문에, 공기 유동(3) 중의 VOC의 상당한 부분이 또한 촉매 영역(9)에서 제거될 것이다. 그러나, 아민이 제거되는 촉매 영역(9)에서 공기 유동의 "전처리"는, 다음 광산화 공정이 최적으로 작동하는 것을 보장해 준다.
그리하여 본 발명에 따른 방법과 시스템은 매우 단순화된 공기 유동 처리 방법과 시스템을 제공한다. 이 시스템은 컴팩트한 구조를 가지며, 기존의 작업장에 쉽게 추가될 수 있다. 본 시스템과 방법은, 시스템에서의 압력 강하가 작고 또한 상기 시스템은 전통적인 아민/VOC 제거 시스템 및 방법과 비교하여 제거 공정을 위한 훨씬 더 적은 에너지를 사용하는 이점을 더 가지고 있다.
도 4는 발명에 따른 시스템의 제4 실시예(1d)를 나타낸다. 이 실시예는 도 1, 2 및 3에 나타나 있는 실시예에 추가 상세를 더하며, 유사한 부분에 대해서는 동일한 참조 번호가 사용된다.
이 실시예에서, 공기 유동(3)은 촉매 영역(9)에 들어가기 전에 온도 조절 영역(12)을 통과한다. 상기 조절 영역(12)은 조절된 공기 유동(13), 즉, 80℃와 225℃ 사이, 바람직하게는 125℃와 200℃ 사이의 온도를 갖는 공기 유동을 제공하기 위해 배열되며, 그래서 공기 유동(13)이 촉매 영역(9)에 들어갈 때, 산화 및 따라서 아민과 VOC 제거를 위한 조건이 최적으로 된다.
충분한 산화제가 촉매 유닛(10)에 존재하는 것을 보장하기 위해, 추가 산화제(14)가 촉매 영역(9)에 선택적으로 추가될 수 있다. 상기 산화제는 보조 공기 또는 산소일 수 있다. 그러나, 상기 산화제는 오존인 것이 바람직한데, 왜냐하면 오존의 강한 산화 능력으로 인해 촉매 영역(9)에서의 보유(retention) 시간을 단축시킬 수 있으며 그리고/또는 더 작은 촉매 유닛(10)을 사용할 수 있기 때문이다.
상기 추가 산화제(14)는 또한 촉매 영역(9) 바로 전에서 공기 유동(13)에 추가될 수 있는데, 예컨대 공기 유동 라인/관에 연결되어 있는 제2 가스 라인에 제공될 수 있다.
UV-램프가 최고의 효율로 작동하는 것을 보장하기 위해, 물 분무 시스템(나타나 있지 않음)이 광산화 영역(2)에 설치되어, 제1 처리된 가스 흐름물의 상대 습도 및/또는 절대 물 함량을 적어도 90% 이상으로 증가시킬 수 있다.
광산화 공정에서 생기는 잔류물은 주로 이산화탄소와 물로 이루어지지만, 어떤 상황에서는, 공기 유동 내의 합성물/화합물에 따라, 광산화 공정에서 나가는 공기 유동을 예컨대 입자 오염물 및/또는 하나 이상의 부산물을 제거하기 위해 배열되는 제2 처리 영역(15)을 거치게 하는 것이 유리할 수 있다. 따라서 제2 처리 영역은 응축 영역 및/또는 스크러버(scrubber), 및/또는 정전기 석출(electrostatic precipitation), 기계적 여과(HEPA, ULPA 등), 비열적 플라즈마 공정 또는 공기 유동으로부터 미립자를 제거하기 위한 다른 통상적인 수단일 수 있다. 당업자는, 하나 보다 많은 제2 처리 영역이 있을 수 있음을 이해할 것이다. 제2 처리 영역은 도 4에서 광산화 영역 뒤에 위치되어 있지만, 공기 유동으로부터 예컨대 미립자를 제거하기 위한 상기 수단은 촉매 영역 앞에 또는 앞과 뒤 모두에 배열될 수도 있다.
광산화는 파괴 공정이고, 결과적인 부산물의 일부, 예컨대 물과 불활성 염(salt)은 반도체 클린 룸 안으로 방출될 수 없다. 대안적인 실시예에서, 제2 처리 영역(15)은 제1 및/또는 제2 처리된 공기 흐름물로부터 상기 부산물을 제거하도록 배열될 수 있다. 당업자는 예컨대 미립자 및/또는 부산물을 제거하기 위한 여러 종류의 추가 처리 영역이 제공될 수 있음을 이해할 것이다.
상기 공기 유동이 반도체 클린 룸 안으로 도입되기 전에 아민이 그 공기 유동(3)으로부터 완전히 제거되는 것을 보장하기 위해, 공기 유동은 광산화 영역(2)에 들어가기 전에 하나 보다 많은 촉매 영역(9)을 통과할 수 있으며 그리고/또는 아민의 잔류물이 반도체 클린 룸 안으로 도입되지 않는 것을 보장하기 위해 공기 유동(3)은 하나 보다 많은 광산화 영역(2)을 통과할 수 있다.
도 5에 나타나 있는 실시예에서, 공기 처리 시스템(1e)은 3개의 촉매 영역(9a, 9b, 9c)을 포함하고, 공기 유동(3)은 광산화 영역(2)에 들어가기 전에 모든 3개의 촉매 영역을 통과한다. 따라서, 아민의 농도가 제1 촉매 영역(9a)에서 충분히 감소되지 않는다면, 즉 상기 화합물의 나머지 농도가 광산화 공정에서 완전히 제거될 수 없거나 상기 화합물이 여전히 광산화 과정에 부정적인 영향을 줄 것이라면, 공기 유동(3', 3'')에 있는 아민의 농도는 다음의 두 촉매 영역(9b, 9c)에서 각각 더 감소될 수 있다. 이 단계에서, 아민의 농도는 허용 가능한 레벨, 즉 아민이 완전히 제거되는, 즉 하나 이상의 탄화수소로 전환되는 미리 결정된 임계값 아래로 감소되며, 그리고/또는 상기 아민의 농도가 낮아서 아민이 다음 광산화 단계(들)에서 제거될 수 있다.
3개의 촉매 영역은 동일하며, 즉 동일한 증기상 성분(예컨대, 디페닐아민)의 농도를 감소시키도록 배열되며, 그리고/또는 3개의 촉매 영역은 서로 다를 수 있는데, 즉 3개의 서로 다른 화합물(예컨대, 디페닐아민; 트리크레실 인산염 및 비닐트리스(메틸에틸케톡심)-실란)의 농도를 감소시키도록 배열될 수 있다.
공기 유동(3)이 통과하는 촉매 영역(9a, 9b, 9c)의 수는 관련된 공기 유동의 내용물 및 상기 촉매 영역의 효율에 따라 변할 수 있지만, 필요하다면, 예컨대 2개, 3개, 4개 또는 심지어 그 보다 많은 촉매 영역이 있을 수 있고, 유일한 요건은, 처리된 공기 흐름물(5)이 반도체 클린 룸을 훼손시킴이 없이 반도체 클린 룸 안으로 도입될 수 있도록, 즉 반도체 클린 룸에 대한 기준이 만족되도록 그 처리된 공기 흐름물(5)에 있는 적어도 하나의 증기상 화합물의 농도가 낮아야 한다는 것이다.
본 발명에 따른 추가 실시예(1f)가 도 6에 나타나 있는데, 여기서 광산화 영역(2)은 촉매 영역(9) 앞에 배열되어 있다. 상기 촉매 영역은 예컨대 광산화 단계에서 발생된 오존을 제거하기 위해 배열될 수 있다. 촉매 영역(9)은 바람직하게는 클린 룸 내의 공기와 동일한 온도, 예컨대 15 - 25℃, 바람직하게는 대략 20 - 22℃에서 작동되며, 그래서, 공기 유동(3)은 가열되거나 냉각될 필요가 없고, 그리하여 본 발명에 따른 아주 에너지 효과적인 시스템 및 방법이 제공된다.
광산화 영역(2)과 촉매 영역(9)의 수는 변할 수 있으며, 어떤 적절한 순서로도, 예컨대 번갈아 배치될 수 있고, 다수의 연속적인 광산화 영역 및/또는 다수의 촉매 영역(9)을 가지며, 유일한 요건은, 적어도 하나의 증기상 화합물의 농도가 미리 정해진 임계값 아래로 감소되어야 한다는 것이며, 그래서 처리된 공기 유동이 반도체 클린 룸 안으로 보내질 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 공기 유동 처리 시스템은, 다수의 동일한 그리고/또는 상이한 그리고 예컨대 이어서 배열되어 있는 촉매 영역 및/또는 광산화 영역에 공기 유동을 통과시킴으로써 여러 상이한 증기상 화합물이 제거될 수 있도록 공기 유동내의 화합물/복합물에 따라 상이한 요구 사항을 만족하도록 구성될 수 있다.
위의 원리 및 설계에 대한 수정과 조합이 본 발명의 범위 내에서 가능하다.

Claims (27)

  1. 반도체 클린 룸 안으로 들어가는 공기 유동(3)을 처리하기 위해 배열된, 공기 처리 방법으로서,
    상기 공기 유동은 적어도 하나의 증기상 화합물을 포함하고, 공기 유동은 처리되는 공기 유동에 있는 적어도 하나의 증기상 화합물의 농도를 미리 정해진 임계값 아래로 감소시키기 위한 적어도 하나의 제1 처리 공정을 거치며, 제1 처리 공정은 공기 유동을 적어도 하나의 광산화 단계를 거치게 하는 것을 포함하는,
    공기 처리 방법.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 공기 유동에 있는 적어도 하나의 증기상 화합물에 대한 임계값은 500 ppt 미만, 바람직하게는 300 ppt 미만, 더 바람직하게는 100 ppt 미만인,
    공기 처리 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 증기상 화합물의 분해는 하나 이상의 분해 화합물을 제공하고, 처리 공정은 여러 개의 연속적으로 배열되는 광산화 단계를 포함하며, 그래서, 공기 유동에 남아 있는 유일한 분해 생성물이 이산화탄소와 물이 될 때까지, 제1 광산화 단계에서 발생된 분해 생성물은 하나 이상의 다음 광산화 단계에서 더 분해되는,
    공기 처리 방법.
  4. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 처리 공정은, 상기 공기 유동이 반도체 클린 룸에 들어가기 전에 그 공기 유동으로부터 하나 이상의 분해 화합물, 예컨대 물을 제거하기 위해 배열되는 하나 이상의 제2 처리 공정을 포함하는,
    공기 처리 방법.
  5. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 처리 공정은,
    공기 유동(3)을 적어도 하나의 촉매 영역(2)에 통과시키는 단계, 및
    상기 공기 유동을 적어도 하나의 광산화 단계를 거치게 하는 단계를 포함하는,
    공기 처리 방법.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 공기 유동(3)은 적어도 하나의 광산화 단계에 들어가기 전에 적어도 하나의 촉매 영역(2)을 통과하는,
    공기 처리 방법.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 공기 유동(3)은 상기 적어도 하나의 촉매 영역(2)을 통과하기 전에 적어도 하나의 광산화 단계를 거치는,
    공기 처리 방법.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 제1 증기상 화합물은 VOC, 아민, 실란(silane), 인산염, 실록산, 할로카본(halocarbon) 및 유기금속 화합물 중에서 선택되는 유기 화합물인,
    공기 처리 방법.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 증기상 화합물은 아민이고 촉매 영역(2)은 deNOx-촉매와 산화 촉매를 포함하는,
    공기 처리 방법.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광산화 단계는 UV-03 광산화 공정을 포함하는,
    공기 처리 방법.
  11. 반도체 클린 룸을 위한, 공기 처리 시스템(1a-1f)으로서,
    상기 시스템은 적어도 하나의 광산화 영역(6)을 포함하고, 그리고 공기 처리 시스템은 공기 유동에 있는 적어도 하나의 증기상 화합물의 농도가 미리 정해진 임계값 아래로 감소되도록 배열되는,
    공기 처리 시스템(1a-1f).
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 공기 유동에 있는 적어도 하나의 증기상 화합물의 미리 정해진 임계값은 500 ppt 미만, 바람직하게는 300 ppt 미만, 더 바람직하게는 100 ppt 미만인,
    공기 처리 시스템(1a-1f).
  13. 제11 항 또는 제12 항에 있어서,
    상기 시스템은 여러 개의 연속적으로 배열되는 광산화 영역을 포함하는,
    공기 처리 시스템(1a-1f).
  14. 제11 항 내지 제13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은, 공기 유동이 반도체 클린 룸에 들어가기 전에 상기 공기 유동으로부터 하나 이상의 부산물 및/또는 입자 오염물을 제거하도록 배열되는 하나 이상의 제2 처리 영역을 포함하는,
    공기 처리 시스템(1a-1f).
  15. 제11 항 내지 제14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 시스템은 적어도 하나의 촉매 영역(2)을 더 포함하는,
    공기 처리 시스템(1c-1f).
  16. 제15 항에 있어서,
    적어도 하나의 촉매 영역(2)이 유동 방향에서 볼 때 상기 적어도 하나의 광산화 영역(6) 뒤에 배열되는,
    공기 처리 시스템(1c-1f).
  17. 제15 항 또는 제16 항에 있어서,
    적어도 하나의 촉매 영역(2)이 유동 방향에서 볼 때 상기 적어도 하나의 광산화 영역(6) 앞에 배열되는,
    공기 처리 시스템(1c-1f).
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 공기 유동(3)은 적어도 하나의 아민을 포함하고, 촉매 영역(2)은 deNOx-촉매와 산화 촉매를 포함하는,
    공기 처리 시스템(1c-1f).
  19. 제17 항 또는 제18 항에 있어서,
    상기 촉매 영역(2)은 80℃와 225℃ 사이의 온도에서 작동되는,
    공기 처리 시스템(1c-1f).
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 시스템은 촉매 영역(2) 앞에 배열되는 조절 영역을 더 포함하고, 그 조절 영역은, 공기 유동(3)을 80℃와 225℃ 사이의 온도로 가열하고 그리고/또는 공기 유동(3)을 그 온도로 유지시키도록 배열되는 가열 유닛을 포함하는,
    공기 처리 시스템(1d).
  21. 제16 항에 있어서,
    상기 촉매 영역(2)은 15℃와 25℃ 사이의 온도에서 작동되는,
    공기 처리 시스템(1f).
  22. 제11 항 내지 제21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 광산화 영역(6)은, 오존을 발생시키기 위해 배열되고 UV-스펙트럼에서 작동하는 적어도 하나의 UV-램프, 및 하이드록실라디칼(hydroxylradical)을 발생시키기 위해 배열되고 UV-스펙트럼에서 작동하는 적어도 하나의 UV-램프를 포함하는,
    공기 처리 시스템(1a-1f).
  23. 제11 항 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광산화 영역(6)은 126 nm와 240 nm 사이의, 바람직하게는 약 172 nm의 파장을 방출하기 위해 배열되는 적어도 하나의 엑시머 램프를 포함하는,
    공기 처리 시스템(1a-1f).
  24. 제23 항에 있어서,
    상기 광산화 영역(6)은, 공기 유동(5)의 적어도 90%가 상기 광산화 영역(6)에서의 조사(irradiation)에 노출되도록 배열되어 있는,
    공기 처리 시스템(1a-1f).
  25. 반도체 클린 룸 안으로 들어갈 공기 유동(3)으로부터 적어도 하나의 증기상 화합물을 제거하기 위한, 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 따른 방법 또는 제11 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 따른 시스템(1a-1f)의 용도.
  26. 반도체 클린 룸에 사용하기 위한, 공기 여과 시스템으로서,
    상기 공기 여과 시스템은, 제11 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 따른 공기 처리 시스템(1a-1f) 및 상기 공기 유동(3)으로부터 입자 오염물을 제거하고 그리고/또는 공기 유동(3)으로부터 부산물을 제거하기 위해 배열되는 제2 처리 유닛(12)을 포함하는,
    공기 여과 시스템.
  27. 제11 항 내지 제24 항 중 어느 한 항에 따른 공기 처리 시스템(1a-1f) 및/또는 제26 항에 따른 공기 여과 시스템을 포함하는, 반도체 클린 룸.
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