空气过滤器、其制造方法以及空气净化设备技术

公开一种空气过滤器与其制造方法以及采用该空气过滤器的高效空气净化设备。该空气过滤器包括载体和无机材料层，该无机材料层是采用无机物粉末作为粘结剂，将丝锌铝石矿物粉末固定到载体表面上制成的。制造该过滤器的方法，包括将载体浸渍在悬浮液中的步骤，在该悬浮液中将丝锌铝石矿物粉末和作为粘结剂的无机物质粉末分散成悬浮肢体，和干燥用该悬浮胶体浸渍过的载体的步骤，从而制成固定到载体表面上的无机材料层。丝锌铝石矿物吸附并除去空气中的气态酸性或碱性杂质，而作为无机材料层组分的无机物质；则对在空气净化设备的空间中所含的气态有机杂质起吸附剂的作用。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能安装在高效空气净化设备、空气净化装置等例如洁净室、洁净台和半成品储存装置(储料器)等中的空气过滤器，用于除去被高效空气净化设备、装置等限定的有限空间中所含的气态无机和/或有机杂质。本专利技术还涉及制造空气过滤器的方法，而且还涉及装有按照该方法制造的过滤器的高效空气净化设备和装置等。在下面的叙述中，由于“空气净化设备”和“装置”的说法似乎太一般化了，所以为了更切合实际和更清楚地理解本专利技术，则以作用与其相同的术语“洁净室”、“洁净台”和“储存装置(储料器)”等来叙述，而不会改变本专利技术的要点和范围。
技术介绍
现在，洁净室、洁净台等已被广泛用于制造大规模集成(LSI)电路、液晶显示(LCD)屏面等，所有这些都必须小心地保护，以免受普通空气中所含的特定杂质或污染物的污染。然而，就制造象这些项目的产品而言，在它们通过一些预定的加工步骤之后，被迫以半成品的形式保存在搬运容器或储料器内并不是罕见的事情。因此它们就暴露在搬运容器或储料器的空气中，直到它们被运送到下一个加工步骤。而且，这种中间储存或等待状态的时间延续达几小时至几十小时也并不少见。因此，如果洁净室等的空气没有得到充分净化，其中所含的气态杂质就会附着在LSI的半导体基片表面或LCD的玻璃基片表面上。酸性物质、碱性物质、有机物质和各种掺杂物，当它们附着在上述的基片表面上时，被认为是会对LSI或LCD的性能产生不利影响的杂质。特别是，如果洁净室的空气中含有氨气，酸性物质中硫的氧化物SOx会与其发生反应，在硅大圆片、玻璃基片、镜头、反射镜硬磁盘，磁盘等的表面上形成由硫酸铵组成的不利的薄云状物质。因此，这会对半导体元件、LCD基片和磁存储器部件的制造产生不利的影响。代表硫的氧化物的最普遍的亚硫酸气体可产生于各种来源。例如，产生于在洁净室内进行冲洗过程使用的硫酸，它也可能作为空气污染物或火山气体包含在引入净室内的户外空气中。硼B也能对薄膜晶体管(TFT)起污染物作用，它能污染TFT的沟道区，使其特性变差。根据实测普通洁净室空气中所含各种污染物的一个实例，该洁净室没有装备对气态污染物的任何化学防护措施，据报道，在这种空气中分别含有酸性物质约100ppt-1,000ppt，碱性物质约1,000ppt-10,000ppt，有机物质约1,000ppt-10,000ppt，和掺杂物约10ppt-100ppt。1995年5月31日SEMATECH(美国)公布了技术转让#95052812A-TR，在其中题为“对0.25微米高性能逻辑加工过程空气中分子污染极限的预测”的论文中，公开了对0.25μ加工过程(在98年后)所要求的化学污染物质的允许浓度(ppt)，根据该允许浓度，对各种化学污染物的浓度进行严格的限制。即对酸性物质，在硅化(Salicidation)过程中应限制其低于180ppt，在接触成形过程(Contact formation process)中应限制其低于5ppt。至于碱性物质，在照相平版印刷过程中应限制其低于1ppb。对于掺杂物，在预门(Pre-gate)氧化过程中应限制其低于0.1ppt。关于有机物质，在预门氧化过程中应限制其低于1ppb，而在接触成形过程中应限制其低于2ppb。这四种化学污染物中，几乎全部的酸性物质、碱性物质和掺杂物都是水溶性的，所以可利用湿式冲洗(涤气器)或利用使用化学过滤器的化学吸附除去它们，化学过滤器是由离子交换纤维或在其表面上浸渍了所选择的化学试剂的活性炭(指下文中“化学浸渍的活性炭”)构成的。众所周知，一个装满化学浸渍的活性炭的圆筒形壳体，是采用化学浸渍活性炭的化学过滤器最简单的形式。用高锰酸钾溶液浸渍的活性炭已被用作去除硫的氧化物SOx的化学过滤器的过滤介质。也可利用其它类型的化学过滤器。例如，有些化学过滤器被制成毛毡或无纺织物的形式，它们是通过采用有机粘结剂使化学浸渍的纤维状活性炭与聚酯纤维紧密结合制造的，而其它类型的化学过滤器，是采用适宜的粘结剂，将化学浸渍的活性炭粉末粘合在可透空气的尿烷泡沫材料或无纺织物上，制成板状或片状。在公开号为61-103518的日本未决专利公开中，公开了采用化学浸渍活性炭的化学过滤器，本文将其引入作为参考。这种过滤器采用酸性阳离子交换纤维和碱性阴离子交换纤维作为其主要过滤介质，并制成无纺织物、片状或毛毡的形式。各种酸性和碱性离子可与这种过滤器发生离子交换而被除去。另一方面，有机物质一般是不溶于水的，所以它们可能基本上是靠活性炭的物理吸附作用而被除去。就湿式冲洗系统而言，喷雾器需要相当高的初始安装费用，而且为了产生高压喷雾，还需要相当高的运行费用，这些是不能忽视的。还应注意，该系统还涉及洁净室空气的湿度和温度控制。因此，在使空气通过洁净室循环的情况下，如果采用该系统冲洗，还需要控制洁净室循环空气的湿度和温度，并在用其冲洗之后立即除去其中所含的微小水滴。此外，冲洗水必须始终保持清洁、无菌和无水溶性污染物等，因此需要，例如，另行配置防止细菌滋生和/或用于凝聚及分离水溶性污染物的其它附属装置。然而，从防止灾害的观点看，那是不可取的，更确切地说，在洁净室的顶棚部分上，应当避免安装使用化学浸渍的活性炭或离子交换纤维的化学过滤器，因为它们是易燃的。现有技术的化学过滤器一般包括无纺织物、将活性炭固定到片状过滤介质上的有机粘结剂、和密封件等组成部分。然而，这些组成部分往往释放气态的有机杂质，这些杂质与已经通过化学过滤器净化过的空气迅速混合，必然会对半导体器件的制造产生不利影响。从过滤介质上飞下来的粉尘也是引起产品污染的不利因素之一。如果在一个洁净室中进行多个可能产生各种气态无机杂质的加工过程，必然要求化学过滤器对这些气态无机杂质具有极好的过滤性能。同时严格地要求化学过滤器本身永不释放任何气态的有机杂质。一般说来，为了阻挡可能从化学过滤器上飞下来的粉尘，需在化学过滤器的下游侧安装空气粒子过滤器。然而，如果这种空气粒子过滤器本身能释放某种气态的有机杂质，即使化学过滤器极好，其作用也是毫无价值的。此外，在现有技术中包括碱性化学试剂和碱性金属的化学过滤器，不能充分地除去亚硫酸气体。就使用离子交换纤维的化学过滤器而言，可能从包括在制造离子交换纤维的聚合纤维内的各种添加剂中释放一些气态的有机物质。在这种情况下，有时会发生一部分离子交换基团以磺酸气体、羧酸气体、磷酸气体、氨气或胺气的形式放出。此外，在利用使用化学浸渍的活性炭或离子交换纤维的现有技术的化学过滤器，过滤包括酸性和碱性二种无机杂质的洁净室空气的情况下，需要分别制备除去酸性无机杂质的吸附介质和除去碱性无机杂质的吸附介质。因此，本专利技术的目的是提供一种空气过滤器，从防止灾害的观点看，它是极好的，它能除去实际空气中所含的有机和无机的二种杂质。其本身既不释放气态的无机杂质，也不释放气态的有机杂质。此外，本专利技术的另一个目的是提供一种制造这类过滤器的方法，以及装有根据上述方法制造的这类过滤器的高效洁净室等。本专利技术的另一个目的是提供一种能长期运行，并能有效地除去用现有技术的化学过滤器不能充分除去的亚硫酸气体的空气过滤器。专利技术概述根据本专利技术，提供一种空气过滤器，其中包括载体和无机材料层，该无机材料层是采用无机物质粉末作为粘结剂，将丝锌铝石(fraipontit本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空气过滤器，它包括载体和无机材料层，该无机材料层是采用无机物质粉末作为粘结剂，将丝锌铝石矿物粉末固定到载体表面上制成的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：阪田聪一郎，高桥秀人，佐藤克己，
申请(专利权)人：高砂热学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]