(57)【要約】　【解決課題】　臨界超過抽出に用いられる二酸化炭素を回収する方法及び装置を提供する。　【解決手段】　臨界超過抽出用二酸化炭素回収装置（１）において、臨界超過抽出過程（６０）から、加圧二酸化炭素、抽出プロセス廃棄物及び場合によっては少なくとも１種の共溶媒を含むプロセス流（６１）を提供し、プロセス流を臨界圧力以下に減圧し；低圧の二酸化炭素蒸気（６６）を排気し、プロセス流を冷却して２相混合物を形成させ、共溶媒を含むプロセス液体（７１）と、プロセス蒸気相流（７２）とに分離し、プロセス液体を集めて、プロセス蒸気相流（７２）を濾過して粒子状物質及び残留共溶媒を除去し、濾過したプロセス蒸気流（８１）を吸収体（８５）に通過させて痕跡量の不純物を除去して精製二酸化炭素蒸気流（９０）を形成させ、乾燥して残留水蒸気を除去する。【選択図】　図１
2004122127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
臨界超過抽出のための二酸化炭素回収方法であって、
　加圧された二酸化炭素、抽出プロセス廃棄物及び場合によっては少なくとも１種の共溶媒を含むプロセス流を臨界超過抽出過程から提供する工程と；
　該プロセス流の圧力を臨界圧力以下に減圧する工程と；
　低圧の二酸化炭素蒸気を排気する工程と；
　該プロセス流を冷却して２相混合物を形成する工程と；
　該２相混合物を、存在する場合には共溶媒を含むプロセス液体と、プロセス蒸気相流と、に分離する工程と；
　該プロセス液体を集める工程と；
　該プロセス蒸気相流を濾過して、粒子状物質及び場合によっては残留共溶媒を除去する工程と；
　濾過されたプロセス蒸気相流を吸収体に通過させて、痕跡量の不純物を除去して、精製された二酸化炭素蒸気流を形成する工程と；
　該精製された二酸化炭素蒸気流を乾燥させて、残留水蒸気を除去する工程と；
を含む方法。
【請求項２】
さらに、
　場合によっては、前記乾燥され精製された二酸化炭素蒸気流に、蒸留二酸化炭素蒸気流を補填して、供給二酸化炭素蒸気流を形成する工程と；
　該供給二酸化炭素蒸気流を濾過して、凝縮性蒸気及び粒子状物質を除去する工程と；
　濾過された供給二酸化炭素蒸気流を冷却して、中間二酸化炭素液体流を形成する工程と；
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに、
　前記中間二酸化炭素液体流を濾過する工程と；
　該中間二酸化炭素液体流を加圧する工程と；
を含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
さらに、前記加圧された二酸化炭素液体流から臨界超過流体を形成する工程と、該臨界超過流体を前記抽出過程に送る工程と、を含む請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記吸収体は、複数の吸収材床であり、
　さらに、少なくとも１の吸収材床を隔離する工程と、隔離された吸収材床を少なくとも１のコンデンサからの気化冷媒で洗い流す工程と、を含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
二酸化炭素臨界超過抽出及び回収方法であって、
　液体二酸化炭素供給源から、二酸化炭素蒸気を含む供給流を分留する工程と；
　該供給二酸化炭素蒸気流を濾過して、凝縮性蒸気及び粒子状物質を除去する工程と；
　濾過された供給二酸化炭素蒸気流を冷却して、中間二酸化炭素液体流を形成する工程と；
　該中間二酸化炭素液体流を濾過する工程と；
　該中間二酸化炭素液体流を加圧する工程と；
　該加圧された二酸化炭素液体流から臨界超過流体を形成し、該臨界超過流体及び場合によっては共溶媒を臨界超過抽出過程に送る工程と；
　該臨界超過抽出過程から、加圧された二酸化炭素、抽出プロセス廃棄物及び場合によっては少なくとも１種の共溶媒を含むプロセス流を得る工程と；
　該プロセス流の圧力を臨界圧力以下に減圧する工程と；
　低圧の二酸化炭素蒸気を排気する工程と；
　該プロセス流を冷却して、２相混合物を形成する工程と；
　該２相混合物を、存在する場合には共溶媒を含むプロセス液体と、プロセス蒸気相流と、に分離する工程と；
　該プロセス液体を集める工程と；
　該プロセス蒸気相流を濾過して、粒子状物質及び場合によっては残留共溶媒を除去する工程と；
　該濾過したプロセス蒸気流を吸収体に通過させて、痕跡量の不純物を除去して、精製された二酸化炭素蒸気流を形成する工程と；
　該精製された二酸化炭素蒸気流を乾燥させて、残留水蒸気を除去する工程と；
　場合によっては、該乾燥され精製された二酸化炭素蒸気流に、追加の蒸留二酸化炭素蒸気を補填する工程と；
を含む方法。
【請求項７】
加圧された液体二酸化炭素、抽出プロセス廃棄物及び場合によっては少なくとも１種の共溶媒を含むプロセス流を製造する臨界超過抽出プロセスから二酸化炭素を回収する装置であって、液体二酸化炭素の圧力を減圧させる手段と、減圧により得られる低圧の二酸化炭素蒸気を通過させて排気する排気口と、を具備する装置において、さらに、
　該プロセス流から、存在する場合には共溶媒を含むプロセス液体と、プロセス蒸気相流と、を形成する分離機と；
　該プロセス液体を集める容器と；
　該プロセス蒸気相流から粒子状物質及び場合によっては残留共溶媒を除去するための少なくとも１のフィルタと；
　濾過されたプロセス蒸気流から痕跡量の不純物を除去して、精製された二酸化炭素蒸気流を形成する吸収体と；
　精製された二酸化炭素蒸気流から残留水蒸気を除去するための少なくとも１個の乾燥機と；
　装置の構成要素を接続する導管を有するフローネットワークと；を具備し、
　該フローネットワークの導管は、少なくとも１個の乾燥機と抽出プロセスへの二酸化炭素の供給源に付随するコンデンサとの間の連結部を含み、
　該フローネットワークは、該導管に付随していて装置の構成要素を隔離するバルブを有する
装置。
【請求項８】
前記分離機は、前記プロセス流を冷却して２相を形成する為の第２のコンデンサである、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記吸収体は、複数の吸収材床である、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも１個のコンデンサは、冷媒流との間接熱交換を介して、精製された二酸化炭素蒸気供給流を凝縮する熱交換機を有する外部冷凍回路を含む、請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
１本の導管が前記冷凍回路と前記吸収体との間に設けられていて、少なくとも１個の吸収材床が装置から隔離された際に、該少なくとも１個の吸収材床から使用済み冷媒を洗い流すようになされている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
臨界超過抽出プロセスへの二酸化炭素の供給及び回収のための装置であって、
　二酸化炭素蒸気を含む供給流から分留するためのバルク液体二酸化炭素供給タンクと；
　二酸化炭素蒸気供給流から凝縮性蒸気及び粒子状物質を除去する少なくとも１個の精製フィルタと；
　二酸化炭素蒸気供給流を中間液体二酸化炭素流へ凝縮する第１のコンデンサと；
　中間液体二酸化炭素流を収容する低圧収容容器と；
　中間液体二酸化炭素流から粒子状物質を除去する少なくとも１の粒子状物質フィルタと；
　加圧された液体二酸化炭素流を形成する中間液体二酸化炭素流加圧手段と；
　加圧された液体二酸化炭素流を受け入れる高圧収容容器と；
　加圧された液体二酸化炭素流及び場合によっては共溶媒を受け、臨界超過抽出を行い、加圧された液体二酸化炭素、抽出プロセス廃棄物及び場合によっては少なくとも１種の共溶媒を含むプロセス流を提供する臨界超過抽出装置と；
　液体二酸化炭素の圧力を減圧させる減圧手段と；
　減圧により得られる低圧の二酸化炭素蒸気を通過させて排気する排気口と；
　プロセス流から、存在する場合には共溶媒を含むプロセス液体と、プロセス蒸気相流、とを形成する分離機と；
　プロセス液体を集める容器と；
　プロセス蒸気相流から粒子状物質及び場合によっては残留共溶媒を除去する少なくとも１のフィルタと；
　濾過されたプロセス蒸気相流から痕跡量の不純物を除去して、精製された二酸化炭素蒸気流を形成する吸収体と；
　精製された二酸化炭素蒸気流から、残留水蒸気を除去する少なくとも１個の乾燥機と；
　装置の構成要素を接続する導管を有するフローネットワークと；を具備し、
　該フローネットワークの導管は、中間液体二酸化炭素流の低圧収容容器への導入を促進する低圧収容容器からコンデンサに至る蒸気排気ラインを含み；
　該フローネットワークの導管は、第１のコンデンサからの上流に、少なくとも１個の乾燥機と少なくとも１の精製フィルタとの間の連結部を含み；
　該フローネットワークは、該導管に付随して装置の構成要素を隔離するバルブを有する、
ことを特徴とする装置。
【請求項１３】
前記分離機は、プロセス流を冷却して２相を形成させる第２のコンデンサである、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記吸収体は、複数の吸収材床である、請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
少なくとも１個のコンデンサは、冷媒流との間接熱交換を介して、蒸気供給流を凝縮する熱交換機を有する外部冷凍回路を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
１本の導管は、前記冷凍回路及び前記吸収体の間に設けられていて、少なくとも１個の吸収材床が装置から隔離された際に、該少なくとも１個の吸収材から使用済み冷媒を洗い流すようになされている、請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、半導体ウェハ洗浄等の工業プロセスにおいて、臨界超過抽出に用いられる二酸化炭素を回収する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　高純度ＣＯ2及び有機共溶媒、例えばエタノールの臨界超過混合物は、半導体ウェハの製造に用いられる。これは、ポストエッチング洗浄、残留物除去、金属及び誘電体デポジッションを含む。商業的プロセスにとって、ＣＯ2フローは大きく、ＣＯ2はエッチングウェハ製造工程の後で再循環されることが必要である。半導体に要求されるＣＯ2の再循環は、共溶媒及び溶解している不純物が再循環流から実質的に除去されている場合にのみ、行うことができる。
【０００３】
　大規模な化学製造システムにとって、産出されるＣＯ2／共溶媒廃棄物の量は多量である。プロセスをより経済的にするために、共溶媒（及び他の不純物）がＣＯ2から分離され得る限りにおいて、ＣＯ2を再循環させることができる。これを達成するために、先行技術文献は、ＣＯ2及び共溶媒を分離する蒸留塔の使用を開示する。このシステムは、システム内にただ２種類の主要成分、すなわちＣＯ2及び共溶媒が存在する限りにおいて、機能する。痕跡量の他の成分が存在する場合には、このプロセスは、追加の設備、設計変更及び支出追加により実質的に変更しなければならない。未だに、公知の装置によっては、総ての測定可能な痕跡量の成分の分離は常に可能であるわけではない。
【０００４】
　これまでの半導体ウェハ製造などの工業プロセスにおいて再利用するための二酸化炭素の回収方法は、多量のエネルギを必要とするボイラやコンデンサなどの溶媒廃棄物流を蒸留して凝縮するアクセサリ設備を必要とする。
【０００５】
　米国特許U. S. Patent No. 4,349,415は、抽出物が臨界超過状態にて用いられる、溶媒混合物から有機液体溶質を分離する方法を開示する。
【特許文献１】米国特許U. S. Patent No. 4,349,415明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
　本発明によれば、臨界超過抽出のための二酸化炭素回収方法が提供される。本方法は、臨界超過抽出過程から、加圧された二酸化炭素、抽出プロセス廃棄物及び場合によっては少なくとも１種の共溶媒を含むプロセス流を提供する工程と；該プロセス流の圧力を臨界圧力以下に減圧させる工程と；低圧の二酸化炭素蒸気を排気する工程と；該プロセス流を冷却して、２相混合物を形成する工程と；該２相混合物を、存在する場合には共溶媒を含むプロセス液体と、プロセス蒸気相流と、に分離する工程と；該プロセス液体を集める工程と；該プロセス蒸気相流を濾過して、粒子状物質及び場合によっては残留共溶媒を除去する工程と；濾過されたプロセス蒸気流を吸収体に通過させて、痕跡量の不純物を除去して、精製された二酸化炭素蒸気流を形成する工程と；精製された二酸化炭素蒸気流を乾燥させて、残留水蒸気を除去する工程と；を含む。
【０００７】
　本方法は、さらに、場合によっては乾燥精製された二酸化炭素蒸気流に、蒸留二酸化炭素蒸気流を補填して、供給二酸化炭素蒸気流を形成する工程と；供給二酸化炭素蒸気流を濾過して、凝縮性蒸気及び粒子状物質を除去する工程と；濾過された供給二酸化炭素蒸気流を冷却して、中間二酸化炭素液体流を形成する工程と；を含むこともできる。
【０００８】
　本方法は、さらにまた、中間二酸化炭素液体流を濾過する工程と；中間二酸化炭素液体流を加圧する工程と、を含むこともできる。臨界超過流体は、加圧された二酸化炭素液体流から形成され、抽出過程に送られてもよい。
【０００９】
　一実施形態において、吸収体は複数の吸収材床であり、本方法はさらに、少なくとも１個の吸収材床を隔離して、隔離された吸収材床を少なくとも１個のコンデンサからの気化冷媒によって洗い流す工程を含むこともできる。
【００１０】
　別の実施形態において、二酸化炭素臨界超過抽出及び回収方法が提供される。本方法は、液体二酸化炭素供給源から、二酸化炭素蒸気を含む供給流を分留する工程と；供給二酸化炭素蒸気流を濾過して、凝縮性蒸気及び粒子状物質を除去する工程と；濾過された供給二酸化炭素流を冷却して、中間二酸化炭素液体流を形成する工程と；中間二酸化炭素液体流を濾過する工程と；中間二酸化炭素液体流を加圧する工程と；加圧された二酸化炭素液体流から臨界超過流体を形成し、臨界超過流体及び場合によっては共溶媒を臨界超過抽出過程に送る工程と；臨界超過抽出過程から、加圧された二酸化炭素、抽出プロセス廃棄物及び場合によっては少なくとも１週の共溶媒を含むプロセス流を得る工程と；プロセス流を臨界圧力以下に減圧する工程と；低圧の二酸化炭素蒸気を排気する工程と；プロセス流を冷却して、２相混合物を形成する工程と；２相混合物を、存在する場合には共溶媒を含むプロセス液体と、プロセス蒸気相流と、に分離する工程と；プロセス液体を集める工程と；プロセス蒸気相流を濾過して、粒子状物質及び場合によっては残留共溶媒を除去する工程と；濾過されたプロセス蒸気流を吸収体に通過させて、痕跡量の不純物を除去して、精製された二酸化炭素蒸気流を形成する工程と；精製された二酸化炭素蒸気流を乾燥させて、残留水蒸気を除去する工程と；場合によっては、乾燥精製された二酸化炭素蒸気流に、追加の蒸留二酸化炭素蒸気を補填する工程と；を含む。
【００１１】
　本発明によれば、加圧された液体二酸化炭素、抽出プロセス廃棄物及び場合によっては少なくとも１種の共溶媒を含むプロセス流を製造する臨界超過抽出プロセスから二酸化炭素を回収する装置が提供される。本装置は、液体二酸化炭素の圧力を減圧させる手段と；減圧により得られる低圧の二酸化炭素蒸気を通過させて排気する排気口とを具備し、さらに、プロセス流から、存在する場合には共溶媒を含むプロセス液体と、プロセス蒸気相流と、を形成する分離機と：プロセス液体を集める容器と；プロセス蒸気相流から粒子状物質及び場合によっては残留共溶媒を除去する少なくとも１のフィルタと；濾過されたプロセス蒸気流から痕跡量の不純物を除去して、精製された二酸化炭素蒸気流を形成する吸収体と；精製された二酸化炭素蒸気流から、残留水蒸気を除去する少なくとも１個の乾燥機と；装置の構成要素を接続する導管を有するフローネットワークと；を具備し、該フローネットワークの導管は、少なくとも１個の乾燥機と、抽出プロセスへの二酸化炭素の供給源に付随するコンデンサと、との間の連結部を含み、該フローネットワークは、該導管に付随して装置の構成要素を隔離させるバルブを有する、ことを特徴とする。
【００１２】
　幾つかの実施形態において、分離機は、プロセス流を冷却して、２相を形成する第２のコンデンサである。幾つかの実施形態において、吸収体は、複数の吸収材床である。幾つかの実施形態において、少なくとも１個のコンデンサは、冷媒流との間接熱交換を介して、精製された二酸化炭素蒸気供給流を凝縮する熱交換機を有する外部冷凍回路を含む。これらの実施形態のいくつかにおいて、１本の導管は、冷凍回路と吸収体との間に設けられていて、少なくとも１個の吸収材床が装置から隔離される場合に、該少なくとも１個の吸収材床から使用済み冷媒を洗い流すようになされている。
【００１３】
　別の実施形態において、臨界超過抽出プロセス用の二酸化炭素の供給及び回収装置が提供される。本装置は、二酸化炭素蒸気を含む供給流から分留するためのバルク液体二酸化炭素供給タンクと；二酸化炭素蒸気供給流から凝縮性蒸気及び粒子状物質を除去する少なくとも１個の精製フィルタと；二酸化炭素蒸気供給流を中間液体二酸化炭素流に凝縮するための第１のコンデンサと；中間液体二酸化炭素流を収容する低圧収容容器と；中間液体二酸化炭素流から粒子状物質を除去する少なくとも１個の粒子状物質フィルタと；加圧された液体二酸化炭素流を形成するため、中間液体二酸化炭素流を加圧する手段と；加圧された液体二酸化炭素流を受け入れる高圧収容容器と；加圧された液体二酸化炭素流及び場合によっては共溶媒を受け、臨界超過抽出を行い、加圧された液体二酸化炭素、抽出プロセス廃棄物及び場合によっては少なくとも１種の共溶媒を含むプロセス流を提供する、臨界超過抽出装置と；液体二酸化炭素の圧力を減圧させる手段と；減圧により得られる低圧の二酸化炭素蒸気を排気する排気口と；プロセス流から、存在する場合には共溶媒を含むプロセス液体と、プロセス蒸気相流と、を形成する分離機と；プロセス液体を集める容器と；プロセス蒸気相流から粒子状物質及び場合によっては残留共溶媒を除去する少なくとも１のフィルタと；濾過されたプロセス蒸気流から痕跡量の不純物を除去して、精製された二酸化炭素蒸気流を形成する吸収体と；精製された二酸化炭素蒸気流から残留水蒸気を除去する少なくとも１個の乾燥機と；装置の構成要素を接続する導管を含むフローネットワークと；を具備し、該フローネットワークの導管は、低圧収容容器への中間液体二酸化炭素の導入を促進するため、低圧収容容器からコンデンサに至る蒸気排気ラインを含み、該フローネットワークの導管は、第１のコンデンサの上流に、少なくとも１個の乾燥機と少なくとも１の精製フィルタとの間の連結部を含み、該フローネットワークは、該導管に付随して装置の構成要素を隔離させるバルブを有する。
［実施形態］
　本発明の装置及び方法は、製造中又は製造後に洗浄しなければならない工業製品を製造する多くのプロセスに適用可能であるが、簡便のために、半導体ウェハ処理に関連した使用を例にして、本装置及び本方法を説明する。臨界超過二酸化炭素（ＳＣＣＯ2）及び共溶媒で半導体ウェハなどの工業製品を洗浄し、再循環のために二酸化炭素（ＣＯ2）を回収するプロセスによれば、例えば気相精製を行う精製フィルタに、二酸化炭素を含む供給流を導入する工程と；例えば機械的冷凍又は極低温冷媒を用いるなどして、精製されたＣＯ2流を凝縮する工程と；精製されたＣＯ2を圧縮し加熱して、臨界超過状態を達成する工程と；を含む装置及び方法が提供される。
【００１４】
　高純度臨界超過ＣＯ2流がウェハ製造プロセスに進んだ後、臨界超過廃棄物流（共溶媒及びウェハから除去された不純物を含むものでもよい）を減圧し、機械的冷凍又は極低温冷媒を用いるなどして、不純物の大部分が液相に含まれる２相混合物を形成する。相分離により、主としてＣＯ2を含み、痕跡量の不純物を伴う蒸気相が得られる。蒸気相を吸収装置に通過させて、痕跡量の不純物を除去する。今や、精製されたＣＯ2流は、ＣＯ2が全体的に凝縮されるような温度まで冷却され、精製された液体ＣＯ2は貯蔵タンク又は低圧収容容器に戻される。
【００１５】
　ウェハ洗浄の目的は、粒子状物質、有機物、金属及び天然の酸化物などの表面汚染物質又は残留物を総て除去することである。ある種のウェハ製造プロセス全体を通して、個々のウェハの表面は１００回洗浄されると見積もられる。ウェハは、洗浄、溶媒又はフォトレジスト樹脂剥離、脱水若しくはウェハ又はウェハ上の構造体の他の処理のため、臨界超過流体で処理される。
【００１６】
　処理されるべき又は洗浄されるべき半導体ウェハは、目的物である残留物が臨界超過ＣＯ2（ＳＣＣＯ2）中又はＳＣＣＯ2及び共溶媒中に溶解するように、処理チャンバ内で臨界超過ＣＯ2（ＳＣＣＯ2）と直接接触する。約２wt%〜約５０wt%の間のエタノール、メタノール等の有機物共溶媒がしばしばＳＣＣＯ2中に溶解して、ＳＣＣＯ2中の残留物の溶解性を増加させる。この溶解は、１００barを越える圧力及び約４０℃〜２００℃の間の温度で行われてもよい。
【００１７】
　溶解した混合物は、圧力及び温度が減少している別の容器に送られて、残留物質及び共溶媒を廃棄物流として凝縮させる。共溶媒物質は、標準的な蒸留法を用いて回収されてもよい。ＣＯ2可溶性共溶媒混合物は、排気流として排気される。
【００１８】
　図１を参照すると、二酸化炭素回収及び供給装置は、概して１にて示されている。液体二酸化炭素のバルク供給源１０から、二酸化炭素蒸気を含む供給流１１が第１の精製ステージにて蒸留され、第２ステージ精製のために、精製フィルタ１３及び粒子状物質フィルタ１４に導入される。これらのフィルタは、公知の市販されているフィルタの任意のものでよい。第１のフィルタ１３は、凝縮性炭化水素類を除去する凝集フィルタでもよい。活性炭、アルミナ、及びカーボンモレキュラーシーブ物質を含む単一の吸収材床が、追加量の炭化水素不純物を除去してもよい。
【００１９】
　バルブ１２は、バルクＣＯ2供給源１０を隔離するために設けられる。バルク供給源１０は、約３００ｐｓｉｇ（２．１ＭＰａ）及び約０゜F（−１８℃）に維持されている液体ＣＯ2のタンクであってもよい。二酸化炭素がバルク供給タンクから抜き出される際に、バルクタンク内の液体二酸化炭素の一部は、導管１６を通って抜き出され、電気式又は蒸気式気化装置などの圧力増強装置１７に導入されて、二酸化炭素蒸気が除去されてもバルク供給タンク内の圧力を比較的一定に維持する。気化装置は、液体ＣＯ2を供給タンクから採取して、液相から気相へとＣＯ2を変換するために熱を用いる。得られるＣＯ2ガスは、供給タンクのヘッドスペースに戻される。
【００２０】
　第２ステージで精製された後の供給流１１は、二酸化炭素蒸気を液体１９に凝縮する熱交換機２１を具備するコンデンサ１８に導入される。このような凝縮は、好ましくはシェル設計又はチューブ設計での熱交換機を通る冷凍流を循環させる外部冷凍ユニット２２により効果的になされる。冷凍ユニット２２及びその冷媒供給ライン２６を隔離して、ライン２７に戻すために、隔離バルブ２８及び２９が設けられてもよい。
【００２１】
　液体二酸化炭素は、受け容器３０、すなわち低圧収容容器に一時的に貯蔵される。低圧収容受け容器３０内の液体のレベルは、コントローラ（図示せず、プログラム可能な論理コンピュータなど）を介して、液体二酸化炭素のレベルをモニタするレベルセンサ５３（レベル差圧トランスデューサーなど）及び受け容器３０内の圧力をモニタする圧力センサ５４（圧力トランスデューサーなど）によって制御される。
【００２２】
　高純度ＣＯ2液体１９を含む中間液体流は、さらなる精製及び加圧の後、受け容器３０から高圧収容容器５０に導入される。受け容器３０からの中間液体二酸化炭素は、出口導管３２を通って移動して、２個の粒子状物質フィルタ４１及び４２の一方によって、さらなる精製ステージにて再び精製される。粒子状物質フィルタ４１及び４２は、バルブ３５、３６及び３７、３８によって、それぞれ隔離されてもよく、一方のフィルタが運転中に、他方のフィルタをそれぞれのバルブを閉じることによって導管から隔離して、洗浄又は交換してもよい。低圧の精製された中間液体二酸化炭素流３９は、コンプレッサ４５によるなどして加圧する最終濾過ステージから出て、上述のように所望のプロセスにて用いられるまで、高圧収容容器５０に保存される。
【００２３】
　バルブネットワークは、装置内のフローを制御する。これに関して、充填制御バルブ２５は、コンデンサ１８から受け容器３０への中間液体流のフローを制御する。出口導管３２を通る低圧の中間液体二酸化炭素流のフローの制御は、製造物制御バルブ３４により効果的になされる。ドレインバルブ３３は、必要に応じてサンプリング又は排気するために、出口導管３２に接続されている。排気ライン（導管）３１を介してのコンデンサ１８への低圧収容受け容器３０の排気は、排気制御バルブ２４により制御される。
【００２４】
　ポリウレタン又は等価物で形成されているような断熱ジャケット２０をコンデンサ１８、液体ＣＯ2１９を運ぶための導管、受け容器３０、出口導管３２及び液体ＣＯ2の所望の温度を維持するための関連するバルブに配置してもよい。
【００２５】
　高圧収容容器５０内の液体ＣＯ2は、３００bar（３０ＭＰａ）の圧力及び８０℃のオーダーで、すなわち二酸化炭素に対する臨界圧力（７．３８ＭＰａ）及び臨界温度（３１．３℃）よりも高い圧力及び温度にて貯蔵されてもよい。需要に応じて、半導体ウェハなどの工業部品に対して、ウェハから除去されるべき残留物用の少なくとも１種の共溶媒と一緒に、高純度臨界超過二酸化炭素５１を洗浄チャンバ６０に分配する。
【００２６】
　高純度臨界超過ＣＯ2流がウェハ製造又は洗浄プロセスに進んだ後、臨界超過廃棄物流６１は、減圧されて、余剰バルブ６２、６３を通過して、約２５bar（２．５ＭＰａ）の圧力及び５０℃のオーダーで、ＣＯ2／共溶媒流６５を形成する。低圧のＣＯ2蒸気６６は、バルブ６４を介して、スクラバーに送られてもよい。ＣＯ2／共溶媒流６５は、バルブ６８を通過して、コンデンサ７０内で機械的冷凍又は極低温冷媒を用いて冷却され、不純物の大半が主として共溶媒の液相７１にある２相混合物を形成する。液相７１はレシーバ７５に集められる。蒸気冷却及び相分離のために、慣用の冷却器、コンデンサ及び相分離機を用いてもよい。
【００２７】
　相分離後、主としてＣＯ2であり痕跡量の不純物を伴う蒸気相流７２（今や、約２５bar（２．５ＭＰａ）圧力及び５℃のオーダーである）は、バルブ７３、７４を通過して、所定圧力にてＣＯ2の飽和温度に近い温度で運転する温度制御された充填塔を用いるフィルタ８０に至る。目的とする半導体ウェハなどの工業部品から洗い流された残留共溶媒（エタノールなど）及び固体廃棄物質（すなわち、半導体ウェハの製造において用いられるフォトマスク、エッチング化学物質など）は、二酸化炭素蒸気相流から除去される。
【００２８】
　精製された蒸気相８１は、吸収材床システム８５を通過して、痕跡量の不純物が除去される。吸収材床は、活性炭、アルミナ、又はカーボンモレキュラーシーブ物質を含むものでもよい。痕跡量の不純物の分離のために、循環態様で運転される２床吸収材システム８５を用いることもできる。各吸収材床８２、８３は、複数層の吸収剤を有し、総ての痕跡量の不純物を実質的に除去するようになされている。精製されたＣＯ2流９０は、高圧生成物に転化すべく、回収される。１個の吸収材床８２が痕跡量の不純物で飽和すると、バルブ８６及び８７を閉じて、バルブ８８及び８９を開いて、ＣＯ2流を清浄な吸収材床８３へと切り替える。一実施形態において、窒素又は別の廃棄可能な冷媒などのコンデンサからの気化冷媒の一部を、低圧での汚れた吸収材床の再生用のパージとして用いてもよい。共溶媒などの吸収材床からのパージされた不純物は、所望により、個別に回収されてもよい。
【００２９】
　精製されたＣＯ2流９０は、２床乾燥剤乾燥機９５を通過するなどして、乾燥されて残留水蒸気が除去される。精製された流は、バルブ９２及び１２の作動により、バルク供給源からの第１ステージ純粋ＣＯ2流１１で補填されてもあるいは置換されてもよい。精製されたＣＯ2蒸気は、上述のようにフィルタ１３及び１４を通過して、ＣＯ2が全体的に凝縮される温度までコンデンサ１８内で冷却されて、低圧収容容器３０に戻される。
【実施例】
【００３０】
　臨界超過ＣＯ2及び１０％有機物共溶媒の混合物を用いて、半導体ウェハを処理する。ガスの圧力を約３００bar（３０ＭＰａ）から約２５〜約３０bar（２．５〜３ＭＰａ）に減少させると、ウェハから除去された残留物が沈殿する。このステージにおけるガスの温度は、約３０℃〜約６０℃の間である。このＣＯ2ガス（有機物共溶媒を５wt%含む）を約−１０℃〜−５℃の間の温度まで冷却する。有機物共溶媒及び他の不純物の大部分が液相に存在する蒸気−液体相系が形成される。蒸気相は、約３００〜１０００ppmの有機物共溶媒物質を含む。液相は、沈殿チャンバ内で重力分離されて、蒸気相は、有機極性モレキュラーシーブ吸収剤を含む吸収材床に送られる。この分離にとって、活性アルミナが適切である。
【００３１】
　活性炭及びモレキュラーシーブなどの追加の吸収剤も存在していて、他の痕跡量の有機不純物を吸収してもよい。約２０bar（２ＭＰａ）の圧力で回収された清浄なＣＯ2は、次いで、約−２０℃まで冷却されて、液化される。液化ＣＯ2は、ＣＯ2収容タンクに戻される。ＣＯ2の約９０％がこのプロセスで回収される。追加の１０％の要求は、上述のようにバルクＣＯ2供給源から得ることができる。
【００３２】
　本装置及び本方法は、必要となるＣＯ2／共溶媒（エタノールなど）混合物の蒸留と比較した場合に、吸収剤を変更することによって、運転手順の大幅な変更なしに痕跡量の汚染物質を除去することができるので、従来のシステムを凌駕する利点を提供する。循環式運転を採用するので、運転のために連続した供給流が必要ではない。さらに、ボイラやコンデンサなどのアクセサリ設備が不要なので、より経済的な設計及び運転を提供することができる。
【００３３】
　プロセス全体は、プログラム可能なコントローラにより制御されてもよく、プロセスからの記録データは、データを遠隔的に検索する為に用いることができるコンピュータに送られてもよい。本装置及び本方法は、装置の運転を連続的に監視し、欠陥の検出、圧力制御及びバルブシーケンスを提供し、清浄装置の信頼性を高め、介在するオペレータを最小化する、完全に自動化されたマイロプロセッサコントローラを含むものでもよい。
【００３４】
　例として、制限するものではないが、フロー制御バルブ１２、２４、２５、３４及び９２又はセーフティ解放バルブ５５及び５６に指示を与えるために、レベルセンサ５３、圧力センサ５４及び温度センサは、コントローラに対する情報を提供することができる。隔離バイパスバルブ６９及び７６は、自動的又は手動的に制御されてもよい。装置内のバルブは、バルブ９３におけるなどＣＯ２蒸気導管のタップを引き抜くことにより、バルブ作動用のガスを供給する空気式で作動されてもよい。
【００３５】
　本装置は、温度又は圧力の暴走などの潜在的な危険性を検出して、装置の完全性を確保するシステムアラームを含むものでもよい。アラーム及び警告条件は、オペレータインターフェースに表示されてもよく、アラーム警告音により達成されてもよい。
【００３６】
　本明細書に記載された実施形態は、単に例示目的であり、本発明の技術的範囲を逸脱しない限りにおいて、当業者が多くの変形例、変更例を為し得ることは、理解されるであろう。このような変形例、変更例の総ては、本発明の範囲に含まれるべきことを意図する。本明細書に記載された任意の実施形態を変更するだけでなく、組み合わせてもよいことも理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、臨界超過抽出及び回収プロセスを実施するための装置の概略図である。
【符号の説明】
【００３８】
１：二酸化炭素回収装置
６０：臨界超過抽出過程
６１：プロセス流
６６：低圧の二酸化炭素蒸気
７１：プロセス液体
７２：プロセス蒸気相流
８１：濾過したプロセス蒸気流
８５：吸収体
９０：精製された二酸化炭素蒸気流
【図１】
2004122127.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月17日(2003.10.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004122127.tif 000004