特許ウォッチ

公開番号2024164561
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-27
出願番号2023080139
出願日2023-05-15
発明の名称空気中の水分除去装置
出願人ケンブリッジフィルターコーポレーション株式会社
代理人弁理士法人山崎国際特許事務所,個人,個人,個人,個人
主分類B01D 53/26 20060101AFI20241120BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】露点の管理レベルが-60℃以下というような乾燥した環境に向けて、乾燥空気または窒素ガス中の水分を除去する装置および方法を提供すること。
【解決手段】
乾燥空気または窒素ガスGが流れる空気流路10と、空気流路10を流れる乾燥空気または窒素ガスG中の水分子Wをイオン化させる水分子イオン化装置20と、空気流路10に配置され、水分子Wがイオン化された乾燥空気または窒素ガスGが接触する電気分解用電極32、34と、電気分解用電極32、34に直流電圧を印加する電源装置36とを備える、空気中の水分除去装置1。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
乾燥空気または窒素ガスが流れる空気流路と；
前記空気流路を流れる乾燥空気または窒素ガス中の水分子をイオン化させる水分子イオン化装置と；
前記空気流路に配置され、前記水分子がイオン化された乾燥空気または窒素ガスが接触する電気分解用電極と；
前記電気分解用電極に直流電圧を印加する電源装置とを備える；
空気中の水分除去装置。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記水分子イオン化装置は、前記空気流路を流れる乾燥空気または窒素ガスにＸ線を照射するＸ線照射装置である；
請求項１に記載の空気中の水分除去装置。
【請求項３】
前記水分子イオン化装置は、前記空気流路を流れる乾燥空気または窒素ガスに遠紫外線を照射する遠紫外線照射装置である；
請求項１に記載の空気中の水分除去装置。
【請求項４】
前記電気分解用電極は、前記空気流路を流れる空気の流れ方向に交互に配置された陽電極と陰電極の金属メッシュである；
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の空気中の水分除去装置。
【請求項５】
前記電気分解用電極は、前記空気流路を流れる空気の流れ方向に平行に交互に配置された陽電極と陰電極の金属多孔板である；
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の空気中の水分除去装置。
【請求項６】
前記電源装置により前記電気分解用電極に１０Ｖ－３００Ｖの直流電圧を印加する；
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の空気中の水分除去装置。
【請求項７】
空気流路内に乾燥空気または窒素ガスを流す工程と；
前記空気流路を流れる乾燥空気または窒素ガス中の水分子をイオン化させる工程と；
前記空気流路内の電気分解用電極に直流電圧を印加する工程とを備える；
空気中の水分除去方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、乾燥空気または窒素ガス中の水分を除去する装置および方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスにおいて、半導体ウエハに刻まれる半導体回路が微細化され、デザインルールが５ｎｍ～２ｎｍになってきた。かかる微細な半導体回路を製造する半導体製造装置では、環境の水分から半導体回路に水分子が入り込むと、除去が難しく製品の性能不良の原因となる。
【０００３】
従来から、水分除去の対策として、製造工程環境を露点―６０℃以下程度とするために半導体装置内に窒素ガスを充填し、循環している。しかし、かかる対策を施しても、装置故障等でメンテナンスのために装置を開放すると外気空気が侵入し露点が上がり、窒素ガスを流すことにより、例えば露点―４０℃というようなある程度の乾燥環境が得られても、もとの露点に戻すのに数日の時間を要することになる。よって、局所的に短期間で環境の露点を下げる方法および装置が必要となっている。なお本書では、上記のようにある程度の乾燥された空気または窒素ガスを「乾燥空気または窒素ガス」と称する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
乾燥空気または窒素ガス中の水分を除去する方法には、乾燥剤により水分子を吸着除去する方法がある。この方法では吸着量に限界があり、乾燥剤の交換が必要になる。露点の管理レベルが－６０℃以下というような乾燥した環境では、乾燥剤の交換時に水分の侵入による露点上昇等のトラブルが発生する。
【０００５】
そこで、本発明は、露点の管理レベルが－６０℃以下というような乾燥した環境に向けて、乾燥空気または窒素ガス中の水分を除去する装置および方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る空気中の水分除去装置１は、例えば図１に示すように、乾燥空気または窒素ガスＧが流れる空気流路１０と、空気流路１０を流れる乾燥空気または窒素ガスＧ中の水分子Ｗをイオン化させる水分子イオン化装置２０と、空気流路１０に配置され、水分子Ｗがイオン化された乾燥空気または窒素ガスＧが接触する電気分解用電極３２、３４と、電気分解用電極３２、３４に直流電圧を印加する電源装置３６とを備える。
【０００７】
このように構成すると、乾燥空気または窒素ガス中の水分子の一部がイオン化され、そのイオンに水分子が結合して水和物イオンとなって電気分解用電極に引き寄せられ、そこで、水分子が電気分解用電極の触媒作用の下で電気分解されて酸素ガスおよび水素ガスとなる。すなわち、乾燥空気または窒素ガス中の水分子が除去される。
【０００８】
本発明の第２の態様に係る空気中の水分除去装置１では、例えば図１に示すように、水分子イオン化装置２０は、空気流路１０を流れる乾燥空気または窒素ガスＧに軟Ｘ線を照射する軟Ｘ線照射装置であってもよい。このように構成すると、軟Ｘ線照射装置より軟Ｘ線を水分子に照射するので、水分子を効率よくイオン化することができる。
【０００９】
本発明の第３の態様に係る空気中の水分除去装置１では、例えば図１に示すように、水分子イオン化装置２０は、空気流路１０を流れる乾燥空気または窒素ガスＧに遠紫外線を照射する遠紫外線照射装置であってもよい。このように構成すると、遠紫外線照射装置より遠紫外線を水分子に照射するので、より安全性高く水分子をイオン化することができる。
【００１０】
本発明の第４の態様に係る空気中の水分除去装置１では、例えば図３に示すように、電気分解用電極３２、３４は、空気流路１０を流れる乾燥空気または窒素ガスＧの流れ方向に交互に配置された陽電極と陰電極の金属メッシュ４２、４４であってもよい。このように構成すると、電気分解用電極が金属メッシュであるので、水和物イオンを引き寄せやすく、水分子の電気分解が行われやすい。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許