(57)【要約】【課題】有用性及び経済性に優れた揮発性有機物の除去システムを提供する。【解決手段】屋内にＶＯＣ吸収チャンバ１を設置すると共に、屋外にＶＯＣ放出チャンバ２を設置し、両チャンバ内にシリコーンオイル３ａ、３ｂを収容する。吸収チャンバ１に、処理対象エア供給ダクト１１と第１のオイル循環用配管１２と処理後エア供給ダクト１３を設け、処理対象エア供給ダクト１１に設けた加圧用ファン１４によって、吸収チャンバ１内を所定の加圧状態にできるように構成する。放出チャンバ２に、エア又は不活性ガス供給ダクト２１と第２のオイル循環用配管２２と処理後エア排出ダクト２３を設け、処理後エア排出ダクト２３に設けた減圧用ファン２４によって、放出チャンバ２内を所定の減圧状態にできるように構成する。シリコーンオイルが、オイル周囲の蒸気分圧が高いとＶＯＣを吸収し、低いと放出するという作用を有することを利用して、ＶＯＣの吸収・放出を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の揮発性有機物の除去処理の対象となるエアが導入される該揮発性有機物吸収チャンバと共に、該揮発性有機物を放出するための該揮発性有機物放出チャンバを設け、前記両チャンバ内に、それぞれ所定量の揮発性有機物吸収用オイルを収容し、
前記吸収チャンバには、前記処理対象エアを該吸収チャンバに導入するための処理対象エア供給ダクトと、前記吸収チャンバ内に収容された前記オイルを前記放出チャンバに供給するための第１のオイル循環用配管と、揮発性有機物が除去されたエアを所望の場所に供給するための処理後エア供給ダクトを設けると共に、前記吸収チャンバ内を所定の加圧状態にするための加圧手段を設け、
前記放出チャンバには、エア又は不活性ガスを前記放出チャンバに導入するためのエア又は不活性ガス供給ダクトと、前記放出チャンバ内に収容された前記オイルを前記吸収チャンバに供給するための第２のオイル循環用配管と、前記放出チャンバ内に供給されたエア又は不活性ガスと共に揮発性有機物を該放出チャンバの外部に排出するための処理後エア排出ダクトを設けると共に、前記放出チャンバ内を所定の減圧状態にするための減圧手段を設けたことを特徴とする揮発性有機物の除去システム。
【請求項２】
前記オイルが、該オイル液面における前記揮発性有機物の蒸気分圧が高い場合に該揮発性有機物を該オイル内に吸収し、蒸気分圧が低い場合に該揮発性有機物を該オイル外に放出するものであることを特徴とする請求項１に記載の揮発性有機物の除去システム。
【請求項３】
前記加圧手段が、前記処理対象エア供給ダクトに配設された加圧用ファンであり、前記減圧手段が、前記処理後エア排出ダクトに配設された減圧用ファンであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の揮発性有機物の除去システム。
【請求項４】
前記第１のオイル循環用配管に第１のポンプを設け、この第１のポンプによって、前記吸収チャンバに収容されたオイルを前記放出チャンバ内に散布することができるように構成すると共に、
前記第２のオイル循環用配管に第２のポンプを設け、この第２のポンプによって、前記放出チャンバに収容されたオイルを前記吸収チャンバ内に散布することができるように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の揮発性有機物の除去システム。
【請求項５】
前記処理後エア供給ダクトに、オイルミストセパレータを設置したことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の揮発性有機物の除去システム。
【請求項６】
前記オイルが、シリコーンオイルであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の揮発性有機物の除去システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機物の除去システムに係り、特に、ポーラスな空隙を持つ構造のオイルに揮発性有機物を吸収させることにより、化学反応によらず、揮発性有機物を除去することができるようにした揮発性有機物の除去システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体製造のクリーンルームでは、微量のケミカル物質による汚染がデバイスの歩留まりを低下させることが問題になっている。このような汚染物質の１つとしては、揮発性有機物（以下、ＶＯＣと記す）が挙げられる。このＶＯＣは、クリーンルームのエア中、プロセス装置内、ウェハボックス内等、至る所に存在し、これがウェハ搬送過程でシリコン表面に微量吸着することにより、多くの問題を引き起こす原因となっている。
【０００３】
例えば、ＶＯＣは、デバイス製造工程の熱酸化膜形成前後に吸着して、熱酸化膜の信頼性を低下させる、また、ウェハを前処理後に長期保管してから化学気相成長（膜生成）を行うと、ＶＯＣの吸着により膜成長開始の遅延が生じ、膜厚のバラツキの原因となるといった問題が生じていた。
【０００４】
このようなケミカル物質による汚染対策として、近年、ワッシャー等を用いて水に微量のケミカル物質を溶解し、除去する方法が採用されているが、ＶＯＣは水に不溶性のため、この方法は適用できなかった。そこで、従来から、ＶＯＣを除去する方法として、活性炭フィルタやケミカルフィルタを用いる技術が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００４−２０１２０号公報
【特許文献２】特開２００６−１４２２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したような活性炭フィルタやケミカルフィルタを用いる方法は、頻繁にフィルタの交換が必要となるため、ランニングコストが非常に高くなるという問題点があった。
【０００６】
また、ＶＯＣは、浮遊粒子状物質や光化学オキシダントの生成の原因となる物質の一つであるため、大気汚染防止の観点から、ＶＯＣを多量に使用する印刷工場等に対してＶＯＣの排出規制が行われている。しかしながら、ＶＯＣを効率良く分離・濃縮して、除去するための安価な装置がないのが実情であった。
【０００７】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するために提案されたものであり、その目的は、フィルタの交換を不要とした、長期間にわたって使用することができる、有用性及び経済性に優れた揮発性有機物の除去システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の揮発性有機物の除去システムは、所定の揮発性有機物の除去処理の対象となるエアが導入される該揮発性有機物吸収チャンバと共に、該揮発性有機物を放出するための該揮発性有機物放出チャンバを設け、前記両チャンバ内に、それぞれ所定量の揮発性有機物吸収用オイルを収容し、前記吸収チャンバには、処理対象エアを該吸収チャンバに導入するための処理対象エア供給ダクトと、前記吸収チャンバ内に収容された前記オイルを前記放出チャンバに供給するための第１のオイル循環用配管と、揮発性有機物が除去されたエアを所望の場所に供給するための処理後エア供給ダクトを設けると共に、前記吸収チャンバ内を所定の加圧状態にするための加圧手段を設け、前記放出チャンバには、エア又は不活性ガスを前記放出チャンバに導入するためのエア又は不活性ガス供給ダクトと、前記放出チャンバ内に収容された前記オイルを前記吸収チャンバに供給するための第２のオイル循環用配管と、前記放出チャンバ内に供給されたエア又は不活性ガスと共に揮発性有機物を該放出チャンバの外部に排出するための処理後エア排出ダクトを設けると共に、前記放出チャンバ内を所定の減圧状態にするための減圧手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
上記のような構成を有する請求項１に記載の発明によれば、ポーラスな空隙を持つ構造のオイルが、化学反応を伴わずにその空隙内に揮発性有機物を取り込む（物理吸収する）性質を利用することにより、簡単な構成で、長期間にわたって使用できる、極めて有用性の高い揮発性有機物の除去システムを提供することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の揮発性有機物の除去システムにおいて、前記オイルが、該オイル液面における前記揮発性有機物の蒸気分圧が高い場合に該揮発性有機物を該オイル内に吸収し、蒸気分圧が低い場合に該揮発性有機物を該オイル外に放出するものであることを特徴とするものである。
【００１１】
上記のような構成を有する請求項２に記載の発明によれば、揮発性有機物吸収用オイルは、オイル周囲の蒸気分圧が高いと揮発性有機物を吸収し、蒸気分圧が低いと揮発性有機物を放出するという作用を有するため、化学反応を伴わず、揮発性有機物の搬送媒体としてのみ機能し、さらに、吸収チャンバと放出チャンバ間を循環して用いられるため、消耗したり劣化することがない。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の揮発性有機物の除去システムにおいて、前記加圧手段が、前記処理対象エア供給ダクトに配設された加圧用ファンであり、前記減圧手段が、前記処理後エア排出ダクトに配設された減圧用ファンであることを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項３に記載の発明によれば、加圧手段及び減圧手段共に、簡単な構成とすることができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の揮発性有機物の除去システムにおいて、前記第１のオイル循環用配管に第１のポンプを設け、この第１のポンプによって、前記吸収チャンバに収容されたオイルを前記放出チャンバ内に散布することができるように構成すると共に、前記第２のオイル循環用配管に第２のポンプを設け、この第２のポンプによって、前記放出チャンバに収容されたオイルを前記吸収チャンバ内に散布することができるように構成したことを特徴とするものである。
【００１４】
上記のような構成を有する請求項４に記載の発明によれば、揮発性有機物吸収用オイルを、吸収チャンバと放出チャンバ間で循環させて用いることができるため、オイルを半永久的に使用することができる。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の揮発性有機物の除去システムにおいて、前記処理後エア供給ダクトに、オイルミストセパレータを設置したことを特徴とするものである。
上記のような構成を有する請求項５に記載の発明によれば、吸収チャンバ内で揮発性有機物が除去された後のエアに含まれるオイルミストを除去することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の揮発性有機物の除去システムにおいて、前記オイルが、シリコーンオイルであることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、本発明に用いられるオイルのなかでも、特にシリコーンオイルが適していることを規定したものであり、シリコーンオイルを用いることにより、特にトルエンの除去に有効である。また、シリコーンオイルは常温大気中ではほとんど酸化されないため、半永久的に使用することができるため、経済性にも優れている。さらに、シリコーンオイルは、無色・無臭で、毒性がないため、万一チャンバ内から漏れた場合でも、健康被害がなく安全性にも優れている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、フィルタの交換を不要とした、長期間にわたって使用することができる、有用性及び経済性に優れた揮発性有機物の除去システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る揮発性有機物の除去システムの具体的な実施の形態（以下、実施形態という）を、図面を参照して説明する。
【００２０】
（１）構成
本実施形態においては、図１に示したように、半導体製造のクリーンルーム等の屋内にＶＯＣ吸収チャンバ１が設置されると共に、屋外にはＶＯＣ放出チャンバ２が設置されている。また、これらのチャンバ内には、それぞれ所定量のシリコーンオイル３ａ、３ｂが貯留されている。
【００２１】
また、前記ＶＯＣ吸収チャンバ１には、クリーンルーム等で汚染されたＶＯＣを含むエアを前記ＶＯＣ吸収チャンバ１に導入するための処理対象エア供給ダクト１１と、ＶＯＣ吸収チャンバ１の下部に貯留されたシリコーンオイル３ａを、屋外に設置されたＶＯＣ放出チャンバ２の上部に供給するための第１のオイル循環用配管１２と、ＶＯＣが除去されたエアを再度クリーンルーム等へ戻すための処理後エア供給ダクト１３が設けられている。
【００２２】
そして、前記処理対象エア供給ダクト１１には加圧用ファン１４が設けられ、この加圧用ファン１４によって、ＶＯＣ吸収チャンバ１内を所定の加圧状態にできるように構成されている。
【００２３】
また、前記第１のオイル循環用配管１２には第１のポンプ１５が設けられ、この第１のポンプ１５によって、ＶＯＣ吸収チャンバ１の下部に貯留されたシリコーンオイル３ａを、ＶＯＣ放出チャンバ２の上部に散布することができるように構成されている。
【００２４】
さらに、前記処理後エア供給ダクト１３にはオイルミストセパレータ１６が設置され、ＶＯＣ吸収チャンバ１内でＶＯＣが除去されたエアに含まれるオイルミストを除去することができるように構成されている。
【００２５】
一方、前記ＶＯＣ放出チャンバ２には、エア又は不活性ガスを前記ＶＯＣ放出チャンバ２に導入するためのエア又は不活性ガス供給ダクト２１と、ＶＯＣ放出チャンバ２の下部に貯留されたシリコーンオイル３ｂを、屋内に設置されたＶＯＣ吸収チャンバ１の上部に供給するための第２のオイル循環用配管２２と、ＶＯＣ放出チャンバ２内で放出されたＶＯＣを含むエア又は不活性ガスを、熱触媒燃焼装置等のＶＯＣ分解装置へ送るための処理後エア排出ダクト２３が設けられている。
【００２６】
そして、前記処理後エア排出ダクト２３には減圧用ファン２４が設けられ、この減圧用ファン２４によって、ＶＯＣ放出チャンバ２内を所定の減圧状態にできるように構成されている。
【００２７】
また、前記第２のオイル循環用配管２２には第２のポンプ２５が設けられ、この第２のポンプ２５によって、ＶＯＣ放出チャンバ２の下部に貯留されたシリコーンオイル３ｂを、ＶＯＣ吸収チャンバ１の上部に散布することができるように構成されている。
【００２８】
なお、オイルとしてジメチルシリコーンオイルを用いた場合には、主として、トルエン、ベンゼン、キシレン、シクロヘキサン等のＶＯＣを吸収（溶解）することができるが、なかでもトルエンの除去に適している。
【００２９】
（２）動作原理
ここで、本発明に係る揮発性有機物の除去システムの動作原理を、図２に基づいて説明する。なお、図２は、シリコーンオイルによるＶＯＣ吸収及び放出機能を検証するための実験装置を示したものである。
【００３０】
すなわち、図２に示した実験装置は、ガラス製フラスコ３０内にシリコーンオイル（ジメチルシリコーン）３１を約１５０ｍｌ入れ、フラスコ３０の開口部３２を、内径Φ１ｍｍの金属パイプ３３と内径Φ４ｍｍのガラス管３４を貫通させたシリコーン栓３５で密封したものである。
【００３１】
また、前記ガラス管３４の先端には、内径Φ３ｍｍのビニールチューブ３６が取り付けてあり、トルエン濃度を測定する時には、そのビニールチューブ３６にトルエン用検知管３７（測定範囲：１０〜３００ｐｐｍ）と圧力計３８を接続し（図１（Ａ）（Ｃ）参照）、トルエンをフラスコ３０内に供給する時には、２００ｍｌの注射器３９を接続するように構成されている（図１（Ｂ）参照）。
【００３２】
実験は次の手順で行った。
まず、図１（Ａ）に示すように、未使用のシリコーンオイル（ジメチルシリコーン）約１５０ｍｌをフラスコ３０に入れた後、クリーンエアを、金属パイプ３３とガラス管３４を介して、検知管用の気体採取器（図示せず）によりフラスコ３０内に導き、トルエン用検知管３７によってクリーンエア中のトルエン濃度を測定した。この時、圧力計３８の値は−８ｍｍＡｑであり、また、トルエンは検出されなかった。なお、気体採取器としては、ガステック製  ＧＶ−１００Ｓを用いた。
【００３３】
続いて、ビニールチューブ３６からトルエン用検知管３７を外した後、図１（Ｂ）に示すように、このビニールチューブ３６を、トルエン（液）０．５ｍｌを入れた注射器３９に接続して、トルエンを気化させながら、トルエン（ガス）をフラスコ３０内に加圧供給した。
【００３４】
次に、ビニールチューブ３６から注射器３９を外して、フラスコ３０内をクリーンエアでパージした。その後、図１（Ｃ）に示すように、ビニールチューブ３６にトルエン用検知管３７を取り付け、気体採取器（図示せず）によりフラスコ３０内のエアを吸引してフラスコ３０内を減圧し、トルエン用検知管３７によってクリーンエア中のトルエン濃度を測定した。この時、圧力計３８の値は−８ｍｍＡｑであり、また、トルエンの濃度は約２０ｐｐｍであった。同様にして数回気体採取を行ったが、トルエン濃度はほぼ同じ値となった。
【００３５】
上記の手順で実験を行った結果、シリコーンオイルは、オイル液面のトルエン（ガス）の蒸気分圧が高い場合には（加圧時、図１（Ｂ）参照）、トルエンを吸収し、蒸気分圧が低い場合には（減圧時、図１（Ｃ）参照）、トルエンを放出することが確認された。
【００３６】
（３）作用
上記のような構成を有する本実施形態の揮発性有機物の除去システムは、以下のように作用する。
【００３７】
すなわち、図１に示すように、屋内に設置されたＶＯＣ吸収チャンバ１内が所定の加圧状態となるように加圧用ファン１４を作動させ、前記処理対象エア供給ダクト１１を介して、ＶＯＣを含むエアをＶＯＣ吸収チャンバ１内に供給すると共に、前記第２のオイル循環用配管２２を介して、ＶＯＣ吸収チャンバ１内にシリコーンオイルを散布する。そして、ＶＯＣを含むエアとシリコーンオイルとを接触させることにより、シリコーンオイルにＶＯＣを吸収させる。
【００３８】
その後、ＶＯＣを吸収したシリコーンオイル３ａを、第１のポンプ１５を備えた第１のオイル循環用配管１２を介して、屋外に設置されたＶＯＣ放出チャンバ２に搬送して、このＶＯＣ放出チャンバ２内に散布する。
【００３９】
この時、前記処理後エア排出ダクト２３に設けられた減圧用ファン２４を作動させることにより、ＶＯＣ放出チャンバ２内が減圧され、シリコーンオイルの蒸気分圧が低くなると、シリコーンオイル中に吸収されていたＶＯＣが放出される。放出されたＶＯＣは、熱触媒燃焼装置等のＶＯＣ分解装置に送られ処理される。または、そのまま大気中に放出される。
【００４０】
このように、シリコーンオイルは、屋内に設置されたＶＯＣ吸収チャンバ１と屋外に設置されたＶＯＣ放出チャンバ２の間を循環して、屋内のＶＯＣを濃縮して屋外に汲み出す働きをする。
【００４１】
（４）効果
上述したように、本実施形態の揮発性有機物の除去システムによれば、シリコーンオイルのようなポーラスな空隙を持つ構造のオイルが、化学反応を伴わずにその空隙内にＶＯＣを取り込む（物理吸収する）性質を利用することにより、簡単な構成で、長期間にわたって使用できる、極めて有用性の高い揮発性有機物の除去システムを提供することができる。
【００４２】
また、本実施形態の揮発性有機物の除去システムで用いられるシリコーンオイルは、オイル周囲の蒸気分圧が高いとＶＯＣを吸収し、低いと放出するという作用を有し、化学反応を伴わず、ＶＯＣの搬送媒体としてのみ機能するため、劣化することがない。
【００４３】
また、シリコーンオイルは常温大気中ではほとんど酸化されないため、半永久的に使用することができるため、経済性にも優れている。さらに、シリコーンオイルは、無色・無臭で、毒性がないため、万一チャンバ内から漏れた場合でも、健康被害がなく安全性にも優れている。
【００４４】
（５）他の実施形態
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、具体的な各部材の形状、あるいは取付け位置及び方法は適宜変更可能である。例えば、上記の実施形態においては、ＶＯＣ吸収チャンバ１を屋内に、ＶＯＣ放出チャンバ２を屋外に設置したが、両者共、屋内あるいは屋外に設置しても良い。
【００４５】
また、ＶＯＣの吸収・放出に用いるオイルとしては、ポーラスな空隙を持つ構造のオイルであって、化学反応を伴わずにその空隙内にＶＯＣを取り込む（物理吸収する）性質を有するものであれば良く、上記の実施形態に示したシリコーンオイルの他に、パラフィンオイル、植物油等を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る揮発性有機物の除去システムの構成を示す図である。
【図２】シリコーンオイルのＶＯＣ吸収及び放出機能を検証するための実験装置を示す図であり、（Ａ）は初期状態、（Ｂ）は加圧状態、（Ｃ）は減圧状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…ＶＯＣ吸収チャンバ
２…ＶＯＣ放出チャンバ
３…シリコーンオイル
１１…処理対象エア供給ダクト
１２…第１のオイル循環用配管
１３…処理後エア供給ダクト
１４…加圧用ファン
１５…第１のポンプ
１６…オイルミストセパレータ
２１…エア又は不活性ガス供給ダクト
２２…第２のオイル循環用配管
２３…処理後エア排出ダクト
２４…減圧用ファン
２５…第２のポンプ
３０…フラスコ
３１…シリコーンオイル
３２…フラスコの開口部
３３…金属パイプ
３４…ガラス管
３５…シリコーン栓
３６…ビニールチューブ
３７…トルエン用検知管
３８…圧力計
３９…注射器
【図１】
2008229472.tif 000003
【図２】
2008229472.tif 000004