TW200537062A - An apparatus for purifying gas - Google Patents

Description

200537062 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於空氣清淨裝置，更詳細而言，係關於用以 獲得供給無塵室清淨空氣之空氣清淨裝置者。 【先前技術】 對LCD基板或半導體晶圓等基板進行液處理或熱處理 時，係在從空氣清淨裝置回流清淨空氣之無塵室内進行。 空氣清淨裝置一般具備化學過濾器。化學過濾器隨著使 用時間的增加，所吸附的污染物質（例如氨成分）會蓄積於 内。卩，使除去能力降低。因此，必須交換化學過濾器，以 致營運成本提高。此外，於交換化學過濾器時，由於系統 整體必須停止，會使得生產性降低。 特開平2001-230196號公報中，揭示了一種空氣清淨裝 置，其經由設於雜質除去元件内之多數多孔質膜使氣體與 液體接觸，而於液體（例如純水）中分離除去氣體中之污^ 雜質。 μ 【發明内容】 但疋，於上述空氣清淨裝置中所使用之液體，必須重複 蓄積於雜質除去元件内之清淨工序及從該元件排出之非清 斤工序’或邊於^件内循環液體，邊以離子交換樹脂除去 /谷解於液體中之污染物質，以防止液體劣化。任一種情形 皆須暫時停止清淨裝置的運轉，而導致生產性降低。月^ 此外璧十雜貝除去元件重複液體的蓄積、排出時，即使 兀件内部殘留著液體，只要液體不存在於多孔質膜的附 101436.doc 200537062 進而影響生產效 近’即無法有效地進行污染物質的除去 率 〇 另外’為了謀求污染物質除去率之提升或風量之提升， :可配置多段的元件。但是，由於液體係獨立猶環於各元 *，因此液體中之溶解污染物質之濃度低，尚可利用之液 體被丟棄而浪費掉，產生經濟上的問題。

本U之目的’在於提供—種具有經濟性且生產效率 之空氣清淨裝置。 ° 為達成上述目的’本發明之空氣清淨裝置，係將經由多 孔質膜進行氣液接觸而將非清淨空氣中之污染物質分離除 去於液體中之多數個元件’從空氣流之上游側向著下游側 多段配置’且於各元件巾㈣設置供給料㈣之液體供 :給系統路徑’及於元件内使液體循環之液體循環系統路 禮’亚且設置回流手段，使從位於空氣流下游侧之元件所 排出之液體’回流至位於空氣流上游側之元件中之液體循 環系統路徑。 於上述構成中，於多段配置之元件中，非清淨空氣中之 污染物質依序地被分離除去於經由多孔質膜所接觸之液體 中，而成為清淨空氣。現在，藉由與包含低濃度污染物質 之非清淨空氣接觸而溶解除去污染物質，無法發揮溶解低 濃度污染物質之能力而從下游側之元件排出之液體，會藉 由回流手段而回流至上游側之元件。回流至上游側之元件 之液體會與包含高濃度污染物質之非清淨空氣w，進行氣液 接觸，而溶解污染物質。因此，可有效利用先前被排出之 101436.doc 200537062 液體，減少對與包含;^、、普#a & 否Ν /辰度〉可染物質之非清淨空氣接觸之 上游側之元件之純水補給量。此外，空氣清淨裝置可連續 運轉，保證基板等之高生產性。此外，藉由多段配置元 件，亦可使空氣中之污染物質除去率或風量之提升。 根據本發明之另-型態，從位於空氣流最上游之元件所 排出之液to at過逆浸透膜模組，而分離成濃縮了溶解污 染物質之液體，及除去了污染物質之清淨液體。其中，被 籲肖染之液體被排出於系統路徑外，清淨的液體則可回流至 元件任一者之液體循環系統路徑中。此時，從位於空氣流 取上游之兀件所排出之包含高濃度溶解污染物質之液體， 可使其通過逆浸透膜模組，而做為污染物質除去用之液體 加以利用。藉此，可減少對元件之純水補給量。 於本發明之其他型態中’亦可於^件中之液體循環系 統路徑之適當處’分別設置照射紫外線之旧燈。於此構 成，藉由從UV燈照射紫外線，可防止水中產生細菌，且 • 溶解於水中之氣體成分（例如氨）可被分解。因此從uv燈照 射的紫外線，對液體的再生非常有貢獻。 【實施方式】 以下’參照圖式’具體說明本發明之較佳實施方式。 如圖i所示，空氣清淨裝置Z係附設於半導體晶圓之洗淨 裝置X。非清淨空氣W，係從洗淨裝置x經由導管〇1而排出 於空氣清淨裝置Z。非清淨空氣w，於空氣清淨裝置z清淨 化，並作為再生空氣w而經由導管〇2再度到達洗淨裝置 X，藉由風扇過濾單元F送至洗淨裝置X之主作用部分。 101436.doc 200537062 空氣清淨裝置z包含四段之雜質除去元件。各元件中， 可容許氣體通過並阻止液體通過之多孔質膜係配置成0 乳流通方向垂直。符號c係將清淨空氣w往洗淨裝置χ壓送 至風扇。 如圖2所示，各元件係積層包含多孔質膜（例如KEF多孔 艇）之版元们而成’經由這些膜元们，純水與非清淨空 氣w，=行氣液接觸。各膜元件1係包含以樹脂材料一體形 成之缚長矩形之支持框2 ’及張設於形成於該支持框2中央 部之開口部3之多孔質膜4。膜單元_由一對膜元件卜； 構成。膜單元U之膜元件Η間，形成有純水通路5，並於 與夕孔質膜4正交之方向上形成有非清淨空氣％,流通之空 氣通路。此外，上述膜單元u、u間張設有多孔質膜4之部 分’藉由墊片6保持間隔而形成空間7。符號8係純水的流 通口，9係純水入口，1〇係純水出口。 從元件下方之入口9導入之純水，係由下向上而於純水 通路W隸流動，並從上方之ώσ1㈣出。此過程 中，流通於空氣通路之非清淨空氣W'經由臈元件磉觸， 非清淨空氣W’之污染物質會分離除去於純水中。此時，純 水通路5之路徑變長，故隨著純水的流動，其流動狀態逐 漸地變亂而成為亂流狀態，相對於僅有通路5之中央部份 之流動水量減少’多孔質膜4附近之流動水量增加。結 果，若假設每單位流量之循環水量相同’則純水盘多孔質 膜4接觸之面積會增加。藉此，可促進非清淨空氣W,中之 污染物質對水之溶解作用，提升污染物f之除去效率。 101436.doc 200537062 此外％件並不限定為上述平膜式者，亦可採用其他形 式者。 接著，參照圖3說明空氣清淨裝置2中純水向著元件的流 動：空氣流係由下向上。此外’圖中右側係當作空氣流之 上游’左側則當作空氣流之下游。 成各兀件上設有供給新，鮮液體之供水系統路徑L及純水循 衣系、’先路裎La。供水系統路徑Li係將新鮮的純水供給至設 於各7G件之緩衝槽U。其包含主配管12及從主配管^分歧 通到緩衝槽n之分歧配f 13。各分歧配f 13上配置有需要 供水時會打開之電磁閥14。此外，於主配管12上配置有需 要供水時須以手動打開之手動閥15。 — 方面各純水循環糸統路控L2係係於各元件a與緩 衝槽11間使純水循環。純水循環系統路徑L2係連接緩衝槽 /、元件之入口 9，且包含配置有幫浦丨8、手動閥丨9及流 量計20之入口側配管b，及連接元件之出口 10與緩衝槽11 之出口側配管1 7。 於本實施型恶中，附設有回流手段L3，其係將從位於空 氣流下游之元件A所排出之水，回流至位於上游之元件A 之純水循壞系統路徑La。回流手段係由除了位於最上游 之π件A外之3個元件A之出口側配管17分歧出到達上游側 之緩衝槽11之回流配管21所構成。各回流配管21上配置有 必須回流時’藉由手動打開之手動閥22及流量計23。 k位於最上游之元件A所排出之水，會通過逆浸透膜模 組25，而分離成濃縮有溶解污染物質之污染水，及除去污 101436.doc 200537062

^ 貝之純水。純水再生手段L4係連接於最下游之元件A 之純水循環系統路徑L2，污染水被排出於系統路徑外，純 夂貝丨回/;,L至最下游之元件A。該純水再生手段L4係包含回 -笞24 ’其係從最上游之元件a之出口側配管1 7分歧， 而連接於最下側之緩衝槽11。回流配管24上配置有必須回 ^藉由手動打開之手動閥26、流量計27、幫浦28及逆 2透膜模組25。浸透膜模組25中戶斤得到之濃縮有溶解污

$、負之水，會經由排水管29排出於系統路徑外。此外， 回流配管24亦可不連接於最下游之緩衝槽"，而連接於其 他緩衝槽11。 卜各、、爰衝槽11上設有照射紫外線之UV燈30。UV燈 3—〇藉由照射紫外線’不僅可防止水中產生細菌，且可分解 /合解於水中之氣體成分（例如氨）。此外，UV燈30可配置於 包含緩衝槽11之純水循環系統路徑L2之適當處。 此外’各緩衝槽丨丨上，設有檢測緩衝槽η内之水位（最 高水位及最低水位)之漂浮開關31、32。藉由漂浮開關 31、32可決定對緩衝槽w純水補充時期。此外，各緩衝 槽11上設有溢流防止管33,該溢流防止管33連接於上述排 如此多段地配置之元件Α中，非清淨空氣W，中之污毕物 質會經由多孔質膜，依序地分離除去於其進行氣液接觸之 純水中，而成為清淨空氣w。 溶解水之污染物質（例如氨氣），係由亨利定律（Henrys Law)之氣體濃度與水之氣體溶解濃度關係所決定。亦即， 101436.doc 200537062 伙下游側元件所排出的水’ 了利疋律，雖不具有溶解 低/辰度之軋租之能力，但具有 於太〜…4 i合解…辰度之氣體之能力。 方；本貫把型悲中’藉由與低濃 〜^ , 、低，辰度巧木物質進行氣液接觸 而浴解除去污染物質，無法 早木物貝之溶解除去能力 …之元件排出之水，會經由回流手段l3而回流至上 游的元件，並藉由與包含高濃度污染物質之非清淨空氣w’ ==染物質之溶解除去。因此，先前中當成排出 排出之水會被有效地利用，減少對與包含高濃度 污染物質之非清淨空氣评 又 巩履接觸之上游側元件之純 水補給Ϊ。此外，進行έφ皮 、、尺補、日守不品停止清淨機的運 轉，可進行清淨機的連續運轉。 曰〆丄也 ^褥此外，所需補充之純水 里，係相¥於因純水之义^卜 ^ 一 1水之泌化而排出於系統路徑外之量，及 兀件Α中用以加濕空氣所消費之量。 Γ外’藉由多段配置元件A，可謀求污染物質除去率及 風量的提升。 此外，並可藉由通過逆浸透膜模組25此一簡單的手段， 將：含：位於空氣流最上游之元件所排出的高濃度之溶解 巧染物質之水’做為污染物質除去用之純水而再利用。藉 ，、’可減少對與包含高濃度污染物質之非清淨空氣W，進行 氣液接觸之上游元件之純水補給量。 此，，藉由崎30所照射之紫外線，可防止流通於純 水循環糸統路徑L 9之;^ φ $ 4。# 2之水中產生細囷，及分解氨，對於純水 的再生有彳艮大的貢獻。 此外於本貫施型態中，係對採用逆浸透膜模組與心 101436.doc 12 200537062 燈雙方者作了說明，但不限於此，亦可僅採用其中 此外，於本實施型態中，於元件中係採用 者。 ; #尺做為裹、為 接觸的液體，但亦可採用純水以外的液體。 '、夜 於上述各實施型態中，係以洗淨裝置做為附設於空氣、主 >尹裝置z之裝置x。但裝置又不限於洗淨裝置， 月 主布頌影裝置等之基板處理裝置或微環境（efem)等。 【圖式簡單說明】 參 圖1係顯示本發明之空氣清淨裝置之構成之概略圖。 圖2係顯示本發明之空氣清淨裝置中之元件之部份剖面 圖。 圖3係顯不本發明之空氣清淨裝置之純水配管系統路徑 之迴路圖。 【主要元件符號說明】 1 膜元件 2 支持框 3 開口部 4 多孔質膜 5 純水通路 6 墊片 7 空間 8 符號 9 入口 10 出口 11 緩衝槽 101436.doc -13- 200537062

12 主配管 13 分歧配管 14 電磁閥 15 手動閥 16 入口側配管 17 出口側配管 18 幫浦 19 手動閥 20 流量計 21 回流配管 22 手動閥 23 流量計 24 回流配管 25 逆浸透膜模組 26 手動閥 27 流量計 28 幫浦 29 排水管 30 UV燈 31，32 漂浮開關 33 溢流防止管 W， 非清淨空氣 L! 供水系統路徑 U 純水循環系統路徑 101436.doc -14- 200537062 13 回流手段 14 純水再生手段

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Claims (1)

1. 200537062 十、申請專利範圍·· 1. -種空氣清淨裝置，其係將經由多孔質料行氣液接觸 而將非清淨空氣（w，）中之污染物質分離除去於液體中之 夕數個雜質除去元件⑷，從空氣流之上游側向著下游側 夕#又配置，且於各元件（A)中分別設置供給新鮮液體之液 體供給系統路徑（Ll)及液體循環系統路徑（l2)，並且設置 回/;,L手#又（乙3) ’其使從位於空氣流下游側之元件（A)所排 出之液體，回流至位於空氣流上游側之元件（A)中之液體 循環系統路徑（L2)。 2·如請求項1之空氣清淨裝置，其中藉由使從位於空氣流 最上游側之元件（A)所排出之液體通過逆浸透膜模組 (25) ’而分離成其中濃縮有溶解污染物質之液體，及除 去了污染物質之液體，並且將濃縮了溶解污染物質之液 體排出於系統路徑外，另一方面，使除去了污染物質之 液體回流至上述元件（A)中之任一者之液體循環系統路徑 (L2)中。 3·如請求項1或2之空氣清淨裝置，其中於各元件（A)中之液 體循環系統路徑（L2)之適當處，分別設置照射紫外線之 UV燈（3〇) 〇 101436.doc