(19)대한민국특허청(KR)

(12) 등록특허공보(B1)

(51) Int Cl7

B01D 5304

(45) 공고일자

(11) 등록번호

(24) 등록일자

2005년11월09일

10-0527978

2005년11월03일

(21) 출원번호 10-2000-7000394 (65) 공개번호 10-2001-0021830

(22) 출원일자 2000년01월14일 (43) 공개일자 2001년03월15일

번역문 제출일자 2000년01월14일

(86) 국제출원번호 PCTJP1998004262 (87) 국제공개번호 WO 199961134

국제출원일자 1998년09월22일 국제공개일자 1999년12월02일

(81) 지정국

국내특허 중국 대한민국 싱가포르 미국

EP 유럽특허 오스트리아 벨기에 스위스 사이프러스 독일 덴마크 스페인 핀란드 프랑

스 영국 그리스 아일랜드 이탈리아 룩셈부르크 모나코 네덜란드 포르투칼 스웨덴

(30) 우선권주장 98-143855 1998년05월26일 일본(JP)

(73) 특허권자 다까사고 열학공업 주식회사

일본국 도쿄도 치요다구 칸다 쓰루가다이 4쵸메 2-8

(72) 발명자 사까다소이찌로

일본국카나가와켄요코하마시아오바구카모시다쵸807-43

사토카츠미

일본국카나가와켄사가미하라시히가시린칸3쵸메19-2하이츠린칸202

다카하시히데토

일본국카나가와켄사가미하라시소부다이3쵸메16-24본누샹스에이102

오카다타카오

일본국도쿄도마찌다시쯔쿠시노3쵸메21-1

(74) 대리인 임평섭

정현영

심사관 이현송

(54) 공기정화필터와그제조방법및고도청정장치

요약

등록특허 10-0527978

- 1 -

본 발명은 공기를 정화하는 필터에 있어서 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 흡착제가 고착된 무기재료

층을 갖고 있다 여기서 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나

다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이

첨착된 것이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물을 모두를 흡착 제거할 수 있기 때문에 반

도체와 LCD를 제조할 때 매우 유효한 필터이다

대표도

도 1

색인어

무기물 분말 흡착제 무기재료층 무기산염 가스상 입자상 염기성불순물 유기불순물 공기정화장치 청정장치 불순물

필터 크린룸 크린벤치

명세서

기술분야

본 발명은 크린룸 크린벤치 보관고 등의 고도청정장치에 사용되며 분위기 중의 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불

순물을 제거하기 위한 공기정화필터에 관한 것이다 더욱이 본 발명은 공기정화필터의 제조방법과 공기정화필터를 사용한

고도청정장치에 관한 것이다

배경기술

현재 반도체와 LCD 패널 등의 제조에 고도청정장치가 널리 이용되고 있다 예를 들면 베어 웨이퍼(bear wafer)로부터

1M DRAM 칩(chip)을 제조하기까지의 반도체 제조라인은 약 200 가지 정도의 공정을 포함하고 있으며 또한 백색유리로

부터 94인치 TFT형 LCD패널을 제조하는 라인은 약 80 가지 정도의 공정을 포함하고 있다 이들 제조라인에 있어서 웨

이퍼와 유리기판을 각 프로세스(process)에 항상 연속적으로 보내는 것은 곤란하다 예를 들어 TFT-LCD의 제조라인에

서는 전공정에서 회로가 대강 형성된 반제품기판은 후공정에 이송되기까지 수 시간 내지 수십 시간 동안 반송용기(캐리어)

내 또는 보관고(스토커) 내에서 고도청정장치 내의 분위기에 노출된 상태로 대기하게 된다

이와 같이 반도체 기판과 LCD기판을 통상의 고도청정장치 분위기 중에 장시간 방치하면 이들 표면에는 고도청정장치의

분위기에 유래하는 가스상 불순물이 부착된다 최근 이와 같은 고도청정장치 중에 가스상으로 존재하여 반도체 제조에 사

용되는 실리콘웨이퍼와 LCD패널 제조에 사용되는 유리기판의 표면에 부착된 경우에 반도체와 LCD패널의 특성에 영향을

미치는 것으로써 산성물질 염기성물질 유기물 및 도펀트 등이 있다

SEMATECH이 1995년 5월 31일에 발표한 Technology Transfer 95052812A-TR

「Forecast of Airborne Molecular Contamination Limits for the 025 Micron High Performance Logic Process」

에 의하면 산성물질 염기성물질 유기물 도펀트를 화학오염물질이라 부르며 각각 다음과 같이 정의하고 있다

「산성물질」 전자수용체와 같은 화학적 반응거동을 하는 부식성물질(불산(HF) 유황산화물(SOX) 질소산화물(NOX)

등)

「염기성물질」 전자 공급체와 같은 화학적 반응거동을 하는 부식성물질(암모니아(NH3) 아민 등)

「유기물」 상압 하에서 상온 이상의 비점을 가지며 청정표면에 응축하는 물질(실록산 후터레이트 HMDS BHT 등)

「도펀트」 반도체 디바이스의 전기적 특성을 저해하는 화학원소(보론(B) 인(P))

등록특허 10-0527978

- 2 -

[표1]은 미국의 SEMATECH이 1995년 5월 31일에 발표한 Technology Transfer 95052812A-TR「Forecast of

Airborne Molecular Contamination Limits for the 025 Micron High Performance Logic Process」에 게재된 025

프로세스(1998년 이후)에 필요한 화학오염 허용농도(ppt)의 일람이다 허용농도(ppt)의 하부에 나타낸 값은 각 허용농

도의 신뢰도를 표시한 것이다

여기에는 화학오염이 심각한 4개의 반도체 제조 프로세스의 청정공간의 화학오염 허용농도가 표시되어 있다 가스상 불

순물에 대한 화학오염대책이 이루어지고 있지 않는 통상의 크린룸 분위기 중에 포함되는 화학오염농도의 실측 예는 산성

물질이 100ppt sim 1000ppt 염기성 물질이 1000ppt sim 10000ppt 유기물이 1000ppt sim 10000ppt 도펀트가 10ppt

sim 100ppt정도이다

표 1

프로세스 최대대기시간 산성물질 염기성물질 유기물 도펀트

게이트산화막 전공정 4 13000

50

13000

50

1000

75

01

90

실리사이드 1 180

50

13000

25

35000

75

1000

75

배선 24 5

50

13000

25

2000

75

10000

75

포토리소그래피 2 10000

75

1000

90

100000

50

10000

50

따라서 이들 가스상 불순물에 대한 화학오염대책이 이루어지지 않는 통상의 크린룸 분위기에서의 화학오염허용농도와

[표1]의 화학오염 허용농도를 비교하면 허용농도(ppt)의 숫자에 언더라인을 한 공정에 있어서 엄중한 제어가 필요하다는

것을 알 수 있다

결국 산성물질에서는 실리사이드공정에서 180ppt 배선공정에서 5ppt라는 신중한 제어가 필요하며 염기성물질에 대해

서는 포토리소그래피 공정에서 1ppb라는 신중한 제어가 필요하다 또한 도펀트에 대해서는 게이트산화막 전공정에서

01ppt라는 매우 신중한 제어가 필요하며 유기물에 대해서는 게이트산화막 전공정에서 1ppb 배선공정에서 2ppb라는

신중한 제어가 필요하다

반도체기판과 유리기판을 제조하기 위한 다양한 고도청정장치 예를 들면 크린룸 크린벤치 크린챔버 청정한 제품을 보

관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치와 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치에서는 [표1]에

나타낸 바와 같이 각종 가스상 산성물질 염기성물질 유기물 도펀트 등의 불순물이 문제가 된다

그 중에서 도펀트는 수용성의 보론화합물과 인산화합물로써 산성물질과 유사한 화학적 거동을 나타내며 가스상의 산성

물질을 흡착 제거하는 능력이 있는 필터는 도펀트도 흡착 제거할 수 있다 [표1]에서 알 수 있는 바와 같이 게이트산화막

전공정에서는 유기물과 도펀트의 일괄제거 배선공정에서는 산과 유기물의 일괄제거가 각각 필요하다

[표1]에는 기재되어 있지 않지만 포토리소그래피공정에서 발생하는 가스상 오염물질에는 암모니아 이외에

HMDS(hexamethyldisilazane) 및 그 분해물이 있다 HMDS는 인막과 실리콘웨이퍼의 밀착성을 좋게 하기 위해 웨이퍼에

도포하는 친유성 물질로 표면(웨이퍼 렌즈 유리 등)에 매우 부착하기 쉽다 HMDS는 2sim3일 간 가수분해하여 암모니아

와 트리메틸실라놀(trimethylsilanol)로 가스화된다 트리메틸실라놀이 렌즈와 거울에 부착하여 이들의 표면을 뿌옇게 흐

려지게 하면 노광처리 할 때에 노광장해를 일으킨다 선폭 025 사이즈의 디바이스에서는 KrF레이저 노광(248nm)을

사용하고 있었지만 2000년경부터 양산이 시작되리라 예상되는 기가비트 대응의 선폭 018 사이즈의 디바이스에서도

KrF레이저 노광은 계속 이용되리라 생각된다

HMDS와 트리메틸실라놀에 의한 렌즈의 흐려짐은 치명적 악영향을 미친다 HMDS와 트리메틸실라놀은 모두 이온화되

지 않는 유기물이며 1997년 시점의 포토리소그래피 공정에서는 암모니아 정도로 문제가 되지는 않지만 기가비트(Gbit)

대응의 선폭 018 사이즈의 디바이스 제조의 포토리소그래피 공정에서는 염기와 유기물의 일괄제거가 필요해진다

등록특허 10-0527978

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이들 4종의 화학오염물질 중에서 산성물질 염기성물질 도펀트의 3종은 수용성인 것이 많으며 이온교환반응 중화반응

을 일으키기 쉽다 따라서 이들 3종의 화학오염물질을 청정공간의 공기 중으로부터 제거하는 수단으로써는 습식세정(스

크러버세정)에 의한 수용액에 용해하는 제거방법과 이온교환섬유와 약품첨착활성탄 등의 이른바 케미컬필터에 의한 화학

흡착방법이 있다 한편 4종의 화학오염물질 중에서 유기물에 대해서는 물에 쉽게 용해되지 않는 것이 많으며 청정공간의

공기 중으로부터 제거하는 수단으로써는 활성탄에 의한 물리흡착방법이 있다

산성물질 염기성물질 도펀트의 가스상 무기불순물은 상술한 바와 같이 지금까지 습식세정 이온교환섬유 약품첨착활

성탄의 3가지 방법으로 제거되어 왔다

습식세정은 액적분무에 의해 산성물질 염기성물질 도펀트를 용해 제거하는 방법이다

약품첨착활성탄을 이용한 케미컬필터의 가장 간소한 형식으로써 소정의 케이스 등에 약품첨착입상활성탄을 채운 충진통

이 알려져 있다 또한 그 외 형식으로써 약품을 첨착한 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르부직포의 유

기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로 구성한 케미컬필터와 약품을 첨착한 입상활성탄을 우레탄 폼과 부직포에 접착제로

확고하게 부착시킨 블럭형상 및 시트형상의 케미컬필터도 알려져 있다 이들 케미컬필터는 첨착약품과의 중화반응에 의해

가스상 산성물질 염기성물질을 흡착 제거한다

이온교환섬유를 이용한 케미컬필터는 공기 중에 포함되는 산성염기성의 불순물인 각종 이온을 산성 양이온 교환섬유와

염기성 음이온 교환섬유를 기재로 하는 부직포 초지(抄紙) 펠트 등으로 이루어지는 필터로 이온교환 제거하는 것이다

그러나 습식세정에서는 분무장치의 이니셜 코스트가 크고 분무의 고압력 손실에 의한 런닝코스트도 무시할 수 없다 더

욱이 반도체소자(LSI)와 LCD의 제조 시에 이용되는 고도청정장치는 온도가 23sim35 상대습도가 40sim55로 유지되고

있다 따라서 고도청정장치 내의 공기를 습식세정하면서 순환시킬 경우 액적분무 후의 온도저하와 습도상승에 대처하기

위해 액적분무 후의 공기에 대해 다시 온도 및 습도를 제어할 필요가 있다 또한 액적분무 후의 공기 중에 잔존하는 액적

제거수단도 분무장치의 후단 측에 필요하게 된다(이른바 캐리오버 문제) 또한 분무장치에서 순환 사용되는 세정액의 처

리 예를 들면 박테리아류의 발생방지와 용해오염물의 농축분리라는 수처리 특유의 문제가 있다

또한 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이용한 이른바 케미컬필터에서는 다음과 같은 문제가 있다 우선 양자에 다음

과 같은 공통된 문제가 있다 예를 들면 천정면이 청정공기의 취출면이 되는 크린룸의 경우 천장에 취부되어 있는 입자제

거용 필터의 상류측에 케미컬필터를 배치하는 것이 크린룸의 공기분위기 중의 가스상 불순물을 제거하기 위해 매우 유효

한 수단이지만 활성탄은 소방법에 지정된 가연물이며 이온교환섬유도 매우 불이 붙기 쉬운 소재로 이루어져 있어 화기에

매우 엄중한 주위가 필요하다 따라서 방재 상의 관점에서 활성탄과 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터는 천정에 배치하

기 어렵다

또한 약품첨착활성탄을 이용한 케미컬필터에서는 다음과 같은 문제점이 있다 충진통 형식의 종래 케미컬 필터는 불순

물의 흡착효과는 높지만 압력손실(통기저항)이 높다는 결점이 있다 펠트형상과 시트형상의 종래의 케미컬필터에는 우수

한 통기성이 있으며 흡착효율도 충진통 형식에 뒤지지 않는다 그러나 구성재료(예를 들면 부직포 유기계 바인더 등)와

활성탄을 시트에 부착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 에폭시계수지 실리콘계수지 등)와

필터재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 사용하는 시일재(예를 들면 네오프렌계고무와 실리콘계고무 등)로부터 발생한

가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함되어 반도체의 제조에 악영향을 미칠 가능성이 있다

결국 이들 펠트형상과 시트형상 약품첨착활성탄을 사용한 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 산성

또는 염기성의 극미량의 불순물과 ppt오더의 도펀트는 제거하지만 케미컬필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을

통과공기 중에 혼입시켜 버리는 것이다 이들 케미컬 필터의 대부분은 원래 주거환경의 유해가스와 악취를 제거하기 위해

개발되어 그대로 케미컬필터에 전용한 것이다 따라서 그 성능 사양은 주거환경의 분야에 적합하기 때문에 반도체 소자

(LSI)와 LCD의 제조시의 기판 표면오염의 원인이 되는 극미량의 가스상 무기불순물을 제거하는 공기정화필터로써 이용

하기 위해서는 성능상 원래 무리가 있었다

예를 들면 약품첨착활성탄을 사용한 케미컬필터로써는 일본특허 공개공보 소61-103518호에 개시된 것이 있다 이것은

분말활성탄과 에멀젼형 접착제와 고체산을 포함하는 수용액을 우레탄 폼으로 이루어지는 기재에 함침시킨 후에 건조시킨

필터이다 그러나 이 케미컬필터에서는 에멀젼형 접착제로써 개시되는 합성고무라텍스와 그 외의 물분산계의 유기접착제

로부터 그리고 기재인 우레탄폼 자체로부터도 가스상 유기물의 탈리가 발생한다

등록특허 10-0527978

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한편 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 다음과 같은 문제가 있다 이온교환섬유를 기재로 하는 부직포 초지 펠

트 등을 우수한 통기성을 갖는 필터 여재로 가공하기 위해 사용되는 바인더 접착제 그리고 여재를 주위의 프레임에 고착

하기 위해 이용하는 시일재 등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함되어 반도체의

제조에 악영향을 미칠 가능성이 있다 또한 필터 여재로부터 분진이 발생하는 문제점도 있다

이온교환섬유를 이용한 케미컬필터로써 일본특허 공개공보 평6-63333호와 일본특허 공개공보 평6-142439호에 기재

된 것이 있다

전자의 공기정화시스템에 이용되는 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile)계

섬유로 카르본산기를 갖는 양이온 교환섬유와 비닐론계 섬유로 4급 암모늄기를 갖는 음이온 교환섬유 등을 유리섬유와 열

접착성 섬유상 바인더와 혼합하여 케미컬필터의 여재를 구성한다 따라서 이 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨

가제로부터는 가스상 유기물의 탈리가 발생하며 이온교환기의 일부가 카르본산의 암모니아로써 탈리하는 일도 있다

또한 후자의 크린룸 내의 미량오염공기의 정화방법에 이용되는 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 폴리에틸렌과

폴리프로필렌의 섬유부직포에 양이온 교환기로써 술폰산기 카르본산기와 인산기를 도입하거나 음이온 교환기로써 강염

기성의 4급 암모늄기와 보다 저급의 아민을 포함하는 약염기성기를 도입하여 제작한 이온교환섬유가 이용되고 있다 따라

서 구성재료의 고분자섬유부직포에 포함되는 각종 첨가제로부터 가스상 유기물의 탈리가 발생하며 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산 암모니아와 아민으로써 탈리하는 일도 있다

또한 포토리소그래피공정과 같이 암모니아와 같은 염기성불순물과 HMDS와 트리메틸실라놀과 같은 가스상 유기불순물

을 동시에 포함하는 공기를 처리하는 경우 염기성불순물제거용 흡착소재와 유기불순물제거용 흡착소재를 각각 별도로 준

비하고 이들 2종류의 흡착소재를 혼합한 것을 하나의 흡착층에 형성하여 사용하거나 혹은 2종류의 흡착소재로 별도로 염

기성불순물제거용 흡착층과 유기불순물제거용 흡착층을 제작하여 적층 사용하는 번잡함이 있었다

[표1]의 4개의 프로세스가 실행되는 크린룸 내의 분위기가 분리되지 않고 혼합되는 경우 예를 들면 1개의 큰 크린룸 내

에서 복수의 프로세스가 이루어지고 있는 경우에는 다음과 같은 문제가 발생하였다 예를 들면 무기불순물에 민감한 어떤

프로세스에 있어서 종래의 케미컬필터를 사용하여 가스상 무기불순물을 제거하면 기판의 품질은 향상된다 이것은 그 프

로세스에서는 케미컬필터 자신이 발생하는 가스상 유기불순물이 기판의 품질에 영향을 미치지 않았기 때문이다 그러나

해당 가스상 유기불순물이 같은 룸에 있는 유기불순물에 민감한 다른 프로세스에서는 기판의 표면오염을 일으켜 품질 저

하를 초래하는 일이 있다

따라서 복수의 프로세스가 혼재된 큰 크린룸에서는 가스상 무기불순물의 제거를 목적으로 하는 케미컬필터에 대해서는

이들의 가스상 무기불순물의 제거성능이 뛰어날 뿐만 아니라 케미컬필터 자신이 가스상 유기불순물을 발생해서는 안된다

따라서 가스상 무기불순물을 제거할 뿐만 아니라 크린룸 내의 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순

물도 일괄 제거할 수 있는 케미컬필터의 개발이 강력히 요망되고 있다

또한 포토리소그래피공정과 같이 염기성 무기불순물과 유기불순물이 혼재되어 포함되는 공기를 처리할 경우 종래에는

염기성 무기불순물제거용 케미컬필터와는 별도로 활성탄을 이용한 유기불순물제거용 케미컬필터가 필요하였다 따라서

이 점에서도 개선이 요구되었다

이상과 같은 점을 고려하면 산성오염 염기성오염과 유기물오염을 방지할 수 있는 크린룸과 크린벤치 등의 고도청정장치

에 케미컬필터를 적용할 때의 유의점은 다음과 같다

(1) 케미컬필터 자신이 가스상 불순물과 입자상 불순물의 오염원이 되지 않을 것 (즉 2차 오염원이 되지 않는 것)

(2) 케미컬필터의 압력손실이 낮을 것

(3) 가스상 불순물의 제거성능이 높고 수명이 길 것이다

종래의 케미컬필터는 이와 같은 유의점을 만족시키는 것이 아니었다

등록특허 10-0527978

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따라서 본 발명의 목적은 방재라는 점에서 우수하며 필터 자신으로부터 가스상 유기불순물과 가스상 무기불순물의 탈리

가 없으며 특히 포토리소그래피 공정에서 문제가 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물에 의한 기판 등의 표면

오염을 방지할 수 있는 공기정화필터와 이 공기정화필터를 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다 또한 본 발명의 다른 목

적은 그 공기정화필터를 이용한 고도청정장치를 제공하는 것에 있다

발명의 상세한 설명

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 하기의 흡착제가 고착된 무기재료층

을 갖고 있다 이 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질

유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된

것이다 또 상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 다음의 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 지지체의 표면에 상기 흡착제

가 고착된 무기재료층을 갖고 있다 이 무기물α는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루

미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성

벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 것이다 또 상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은

100Å 이상이다

본 발명에 있어서 「충진재료」라는 것은 흡착제와 함께 무기재료층을 구성하는 요소로 흡착제의 분자 사이를 메우지만

흡착제와의 사이에 통기공을 유지하도록 배치되는 재료이다 또한 상기 무기물α는 상기 흡착제와 지지체 또는 상기 흡착

제 끼리를 고착하는데 작용하지만 영속적인 고착을 보증할 정도의 기능은 없으며 고착을 확고히 하기 위해서는 실리카졸

과 알루미나졸 등의 무기계 고착보조제를 사용할 필요가 있다 「바인더」「충전재료」라는 말은 상기 흡착제의 고착정

도에 따라 분리하여 사용되고 있지만 물질자체는 상기 무기물α로써의 열거에 따라 규정되어 있다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 하기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록

하여 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 지지체의 표면에 적층되어 있다 제 1 무기재료층은 상기 흡착제가 무기물의

분말을 바인더로 하여 형성된 층이다 제 2 무기재료층은 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알

루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 층이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 상기 흡착제가 입상으로 된 펠렛

이 지지체의 표면에 고착되어 있다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 하기의 제 1 펠렛의 주위에 하기의 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며

이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있다 제 1 펠렛은 상기 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이

다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상

구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이

다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2

펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있다

이와 같은 본 발명의 공기를 정화하는 필터에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균 세공직경은

100Å 이상이다 또한 상기 무기산염으로써는 유산염이 바람직하며 상기 지지체는 벌집구조체가 바람직하다 이 벌집구

조체는 무기섬유를 필수성분으로 하여 제작하는 것이 좋다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 하기의 흡착제와 하기의 무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담

그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 지지체의 표면에 무기재료층을 고착시키는 공정을 갖는다 흡착제는 상술한

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 또한 무기물α는 상

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술한 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미

나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 흡착제와 바인더로써의 무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 그 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과 상기 제 1 무기재

료층을 형성한 지지체를 하기의 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 제 1

무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 지지체의 표면에 상기 제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기

제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

이와 같은 공기정화필터를 제조하는 방법에서는 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 현탁액에 별도로 용해시켜 두고

공정을 다시 추가해도 좋다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 하기의 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성하는 공

정과 이 흡착제의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 담근 후 지지체

를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다 무기물γ은 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어

진 것이다 이 경우 상기 현탁액에 다시 별도로 무기산염을 용해시켜 두고 공정을 추가하여도 좋다 이 방법은 용해도가

작은 즉 현탁액 속에서 잘 용해되지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말을 바인더로써의 무기물α와 혼합한 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과 건조 후 상기 지지체를 무

기산염의 용해액에 담그는 공정과 상기 용해액에 담근 후 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다

이 방법은 용해도가 큰 즉 현탁액 속에서 잘 녹지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다 더욱이 무기물의 분말

즉 무기흡착재의 담지공정 후 건조시키고 있기 때문에 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있으며 무기산염의 첨착량이 많

은 흡착제를 얻을 수 있다 본 발명에서는 무기산염의 첨착대상이 되는 약품의 담지체를 흡착재로 칭하며 흡착재에 무기

산염을 담지한 것을 흡착제로 칭한다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α을 무기산염의 용해액에

혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을

갖는다 이 경우에는 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않기 때문에 공정수를 줄일 수 있다

이상의 본 발명의 각 공기정화필터를 제조하는 방법에 있어서 무기산염은 유산염을 이용할 수 있다

본 발명의 고도청정장치는 청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와 상기 순환경로에 배치된 공

기정화필터와 상기 순환경로에서의 상기 공간 보다 상류측이고 또한 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불

순물을 제거하는 필터를 가지며 상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로써 지지체의 표면에 다음의 흡착제가 고

착된 무기재료층을 갖는다 이 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루

미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기

산염이 첨착된 것이다

본 발명의 고도청정장치에 있어서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하

여 지지체의 표면에 상기 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 사용하여도 좋다 이 무기물α는 활석 카올린광물

벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구

조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이

다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 하기의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층 중 어느 한쪽이

지지체의 표면에 접하도록 하여 이들 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 사용하

여도 좋다 제 1 무기재료층은 상기 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로써 형성된 층이다 제 2 무기재료층은 규조토 실리

카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘

질 점토공물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 층이다

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본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착

제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 제 1 펠렛의 주위에 다음의 무기물β의 분말이 코팅

되어 제 2 펠렛이 형성되며 이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다 제 1 펠렛은 상기 흡착

제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는

합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하고 상기

흡착제가 분쇄된 펠렛 또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분

말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있는 것을 사용할 수 있다

이상의 각 고도청정장치에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치하

여도 좋다

본 발명의 공기를 정화는 필터에서는 무기재료층 내에서 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 미립자가 인접하는 부분

에 통기공이 되는 간극이 형성되어 있다 처리대상가스는 이 무기재료층의 표면으로부터 상기 통기공을 통과하도록 무기

재료층의 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외부로 나오거나 한다 이와 같이 무기재료층 내를 통과할 때

에 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순물이 흡착 제거된다

흡착재에 무기산염이 첨착되어 있는 본 발명의 공기정화필터는 모두 무기물로 구성되며 활성탄과 같은 가연물은 물론

고온분위기에 놓였을 경우와 산성약품과 공존하는 경우에 분해하도록 유기물질이 포함되어 있지 않다 따라서 방재상으

로도 우수하다 더욱이 무기산염으로써의 산성약품을 첨착한 후의 고온에서의 베이킹이 가능하기 때문에 청정공간에 적

용할 경우에 문제가 되는 불순물 가스를 미리 탈리할 수 있다 그 결과 1의 통기속도로 필터 내에 공기를 통기시킨 경우

이 공기정화필터로부터의 배출가스의 양은 1ppb이하로 하는 것이 가능하다

종래의 활성탄흡착제와 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기물의 흡착제의 수명에 대해 설명한다 우선 활성탄과 무기

물의 무기산염의 각 첨착량을 측정한 결과를 [표2]에 나타낸다 이것은 활성탄과 무기물의 단위중량 당 각종 무기산염의

첨착량을 중량로 나타낸 것이다 활성탄과 무기물의 중량은 수분을 함유하지 않는 건조시의 중량이다 그리고

24sim28의 중량농도의 각종 무기산염의 수용액에 활성탄과 무기물을 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간

통풍 건조하여 각종 무기산염의 첨착량을 측정하였다 또한 활성탄으로써는 다케다약품 공업주식회사의 「기상흡착용 활

성탄 입상 백로Gx」를 이용하였다 이 활성탄의 비표면적은 1200g 세공용적은 086ccg이다 또한 실리카 알루미

나계 흡착재 합성제올라이트 등의 비표면적 세공용적은 [표5]에 나타낸 바와 같다

(표2)

활성탄과 무기물의 분말에 대한 무기산염의 첨착량을 측정한 결과

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

무기산염의 종류 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

무기산염의

수용액 농도()

24 27 28 24 24

활성탄 15 34 37 17 20

규조토 39 84 96 42 51

실리카겔 96 206 239 107 123

알루미나겔 95 200 240 105 120

실리카겔과 알루미나겔의 혼합물 90 195 235 104 120

규산알루미늄 96 203 237 106 122

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활성알루미나 47 100 116 51 60

다공질유리 24 52 57 26 30

활성백토 58 123 145 64 73

활성벤토나이트 36 76 90 40 46

합성제올라이트

(친수성)

70 150 175 78 90

주)활성탄 또는 무기물의 중량은 수분을 포함하지 않는 건조시의 중량

[표2]에서 알 수 있는 바와 같이 실리카 알루미나계 흡착재 합성제올라이트 등의 무기물은 무기산염의 첨착량을 활성

탄보다 훨씬 많게 할 수 있다 따라서 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기계 흡착제는 활성탄흡착제보다 가스상 염기성

불순물의 흡착수명이 길다

다음 배출가스에 대해 설명한다 무기산염 등의 약품을 첨착한 섬유상의 활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르

부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로 한 케미컬필터와 약품을 첨착한 입상활성탄을 우레탄폼과 부직포에 접

착제로 확고히 부착시킨 블럭형상 및 시트형상의 케미컬 필터에서는 유기계 바인더 우레탄폼 부직포 접착제의 유기성

구성부재 자체로부터 유기불순물 가스가 배출된다 또한 이 유기성 구성부재와 첨착한 약품산의 반응으로부터도 유기불

순물 가스가 배출된다

이 배출가스의 저감에는 필터 전체를 고온 가열하는 이른바 베이킹이 효과적이다 그러나 활성탄의 발화점인 390에

도달하지 않은 겨우 100sim150의 가열로도 이들 유기성 구성부재 자체가 용해를 개시하여 필터로써의 사용에 견디지

못한다 또한 활성탄을 갖는 필터는 무기산염으로써 유산지르코늄을 첨착한 경우 유산지르코늄의 분해온도인 380에

가까운 온도에서는 발화되기 때문에 예를 들면 350까지 고온으로 하는 것은 불가능하다

이것에 대해 무기소재만으로 구성된 본 발명의 공기정화필터에서는 무기산염의 첨착 전의 무기재료층이 형성된 지지체

전체를 350 이상의 고온에서 베이킹하는 것이 가능하며 무기재료층에 혼입되었던 불순물에 기인하는 배출가스를 모두

이 베이킹 처리로 추출할 수 있다 후술하는 [표5]에 나타낸 바와 같은 본 발명에서 사용할 수 있는 분말체는 모두 350

로 가열하여도 그 세공물성은 거의 변화하지 않으며 필터로써의 성능 사양에 영향을 미치지 않는다

인산을 첨착한 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로

한 구성의 종래 케미컬필터와 본 발명의 예를 들면 실리카겔로 이루어지는 무기재료층이 형성된 지지체로써의 벌집지지

체 전체를 각각 350의 온도에서 1시간 가열한 후에 유산알루미늄 14sim18수(관동화학 주식회사「록특급(鹿特級)」)의

중량 농도 27의 수용액에 30분 담갔다가 꺼낸 후 120의 열풍으로 2시간 건조시켜 공기정화필터를 제작하여 이들 각

공기정화필터에 대해 각각 정격풍량의 정제 공기를 통기한 경우에 이온 크로마토그래피로 검출되는 수용성 배출가스 농도

를 [표3]에 나타내었다 또한 참고로 정제 공기 자체에 포함되어 있는 불순물 가스 농도의 측정결과도 백그라운드 값으로

써 나타내었다

(표3)

종래와 본 발명의 공기정화필터의 배출가스 농도 측정 결과

(vol ppb)

초산 개미산 NH3 염소 SO2 NO2

종래의 활성탄사용 필터 30 18 022 007 000 002

본 발명의 공기정화필터 071 019 002 010 000 010

정제공기만의 백그라운드 002 001 001 002 000 005

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이 결과에 의하면 본 발명에 의한 공기정화필터에 의하면 필터 자신으로부터의 배출가스의 발생이 종래의 활성탄필터보

다 훨씬 적다는 것을 확인할 수 있다 또한 표 중의 초산과 개미산은 필터에 포함되는 유기성 구성부재가 첨착약품산과 반

응하여 생기는 유기산이라 생각할 수 있다 또한 NH3 염소 NO2에 대해서는 첨착하는 약품산에 원래 함유되어 있던 불

순물에 의해 발생한다고 생각할 수 있다

다음 제조방법에 대해 설명한다 본 발명에서는 무기흡착재를 사용하고 있으며 탈수 처리하여 건조시킨 상태로 대기압

하의 분위기 중에서 약품용액(무기산염용액)에 담그면 그 흡습성에 의해 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투한다 이

것에 대해 활성탄은 소수성이며 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투하기 어렵다 따라서 종래 기술에서는 침투시키

기 위해 감압가압조작이 필요하였다 따라서 대기압 하에서의 함침에 의한 약품첨착량은 [표2]에 나타낸 바와 같이 무기

흡착재 쪽이 활성탄흡착재보다 훨씬 많아진다

무기물인 실리카겔의 분말을 120의 공기에서 1시간 동안 통기 건조하여 수분함유량을 전체 중량의 1 이하로 하여

그대로 건조보관고에서 보관한 경우와 실리카겔의 분말을 수분함유 중량이 전체의 약30인 상태에서 통상의 실내 분위

기 (약 20 상대습도 50) 중에서 장시간 방치한 경우에 있어서 이들 각각의 실리카겔 분말을 대해 24sim28의 중량

농도의 각종 무기산염의 수용액에 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간 통기 건조하였을 때의 각각의 경우의

각종 무기산염의 첨착량을 [표4]에 나타내었다

(표4)

실리카겔의 탈수처리 유무에 따른 각종 무기산염 첨착량의 차이

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

실리카겔의 상태 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

탈수처리안함 96 206 239 107 123

탈수처리함 121 260 313 134 159

[표4]에서 알 수 있는 바와 같이 탈수처리를 한 경우가 탈수처리를 하지 않은 경우보다 25sim33 각종 무기산염의 첨

착량을 증가할 수 있었다 그 이유는 탈수처리에 의해 실리카겔 세공 내의 수분이 추출되었기 때문에 약품용액에 담그면

용액이 세공 내부까지 용이하게 침투하였기 때문이다

흡착재로의 첨착약품으로써 유기산이 아닌 무기산염을 이용한 것은 다음과 같은 이유 때문이다

유기산은 카르본산이라고도 하며 이 카르복실기(carboxylation)(-COOH)에 붙는 것의 수는 수 천종에서 수 만종이다

카르본산은 가스상 물질로써 탈리하면 유기물의 오염물질이 된다 또한 유기산을 포함하는 공기정화필터를 고도청정장치

내에서 장기간 사용할 경우 유기산 자체는 그대로 가스화되지 않더라도 예를 들면 유기산을 영양원으로 하는 미생물이

번식하여 유기산이 점점 분해되어 초산과 같은 가스화되기 쉬운 물질로 변화하며 가스상 분해물에 의한 새로운 오염이 발

생할 우려도 있다 또한 유기산이 분해되어 버리면 가스상 염기성 불순물을 중화하여 화학 흡착하는 유기산의 첨착약품으

로써의 당초의 능력을 잃어버린다 한편 무기산염은 미생물의 영양원은 되지 않으며 반대로 무기산염에는 미생물에 대한

살균작용이 있다고 알려져 있다 따라서 고도청정장치에서 사용하는 흡착재로의 첨착물은 유기산보다 무기산염이 바람직

하다

한편 무기산은 산성도가 크면 인체에 대해 위험물인 경우가 많다(예를 들면 유산 초산 등) 또한 산성도가 큰 무기산을

포함한 공기정화필터가 폐기물로써 환경 중에 방출되면 빗물에 용출된 무기산은 수질오염의 원인이 된다 따라서 흡착재

에 첨착하는 산성물질로써는 산성도가 작고 인체에 위험성이 적은 무기산염이 적합하다

따라서 제올라이트에는 천연제올라이트와 합성제올라이트가 있지만 공업적으로는 순도가 낮은 천연제올라이트보다 합

성제올라이트의 사용이 일반적이다 천연제올라이트는 3sim10Å 크기의 세공을 갖지만 합성제올라이트에서는 균일한 세

공의 것을 제조할 수 있다

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본 발명에서 충진소재 즉 흡착제의 각각의 입자 사이를 충진하기 위한 재료로써 합성제올라이트를 사용한 경우 무기물

의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제 각각의 입자 사이에 각각 제올라이트입자가 충진되며 흡착제 입자와 제올라이트 입

자의 인접부분에 통기공이 되는 간극이 형성된다 이 통기공은 처리대상 공기가 흡착재 입자에 첨착된 무기산염에 도달하

도록 기능한다

또한 합성제올라이트가 갖는 세공은 처리대상공기가 통기공을 투과할 때에 그 세공 크기보다 작은 분자직경의 가스상

유기불순물을 흡착 제거한다 따라서 처리대상 공기 중에 포함되는 가스상 유기불순물의 종류에 따라 합성제올라이트의

세공직경을 선택하면 가스상 유기불순물을 흡착하는 기능이 양호한 공기정화필터를 설계할 수 있다

본 발명에서의 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나

의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 펠렛을 갖는 것에 대해서는 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말의 미립자가 인접하는 부분에

는 통기공이 되는 간극이 형성되며 처리대상가스는 펠렛의 표면으로부터 상기 통기공을 재빨리 빠져나가도록 펠렛 내부

로 들어가거나 반대로 펠렛 내부로부터 외부로 나오거나 한다 그리고 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순

물이 흡착 제거된다

본 발명에 있어서 상기 흡착제로 공기 중의 염기성 가스상 불순물을 흡착 제거할 수 있으며 바인더로써 이용하는 무기

분말은 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 세공을 갖는 종류를 적당히 선택하여 DOP(dioctyl phthalate) DBP(dibutyl

phthalate) BHT(butyl hydroxytoluene) 실록산 등의 가스상 유기물을 흡착 제거할 수 있기 때문에 기판의 표면오염에

관여하는 염기성 가스상 불순물과 가스상 유기물이 혼재되는 분위기에서도 이들 화학오염물질의 대부분을 포착할 수 있

다

본 발명에 있어서 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 갖는 것에 있어서 제 1 무기재료층을 내측으로 한 경우와 제 2

펠렛을 갖는 경우에 대해서는 외측의 제 2 무기재료층과 제 2 펠렛의 외측 부분의 코팅층에 의해 이들의 하부에 있는 제 1

무기재료층과 제 1 펠렛에 포함되는 무기산염으로부터의 발진을 방지할 수 있다 이 경우 제 2 무기재료층과 외측의 코팅

층을 구성하는 무기물의 분말이 기판의 표면오염에 관여하는 DOP DBP BHT 실록산 등의 가스상 유기물의 물리흡착에

적당한 세공을 갖고 있으면 이들 가스상 유기물이 그 세공에 의해 흡착 제거되는 효과도 있다

제 1 무기재료층을 외측으로 한 경우에는 상술한 발진 방지효과는 없어지지만 가스상 불순물의 흡착효과는 그다지 변화

하지 않으며 공기와 직접 접하는 외측의 제 1 무기재료층에서 공기 중의 염기성 가스상 불순물의 흡착 제거가 이루어지

고 내측의 제 2 무기재료층에서 공기 중의 가스상 유기불순물의 흡착 제거가 이루어진다

여기서 상기 흡착제에 대해 간단히 설명한다 상기 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규

산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기

물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 이들 무기물의 분말에 대해 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적과 상기

무기물의 세공의 비표면적에 대해 가스흡착법에 의해 측정한 결과를 [표5]의 (Ⅰ)에 나타낸다

표 5

각종 분체의 세공물성

분체시료 BET법으로 측정

비표면적(g)

N2가스흡착법으로 측정

세공용적(ccg)

5sim300Å

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규조토 200 025 (Ⅰ)

실리카겔 400 061

알루미나겔 250 060

규산알루미늄 225 060

활성알루미나 300 030

다공질 유리 400 015

활성백토 300 037

활성벤토나이트 87 023

합성제올라이트 400sim750 035sim055

활석 28 007 (Ⅱ)

카올린광물 21 006

벤토나이트 23 003

세피올라이트 295 033 (Ⅲ)

또한 실리카로써는 실리카겔을 분체시료로 하고 알루미나로써는 알루미나겔을 분체시료로 하였다 5sim300Å의 범위에

분포하는 세공에 착안한 이유는 이 범위의크기의 세공이 가스상 불순물의 물리흡착이 우수하며 처리대상공기 중의 가스

상 염기성불순물이 이들 세공에 흡착되기 쉽기 때문이다 세공표면에는 무기산염이 첨착되어 있기 때문에 물리 흡착한 가

스상 염기성불순물은 곧바로 무기산염과 중화하여 화학 흡착되며 다시 탈리되는 일은 없다 상기 무기물의 분말의 비표면

적이 클수록 무기산염이 첨착되는 면적도 커지며 가스상 염기성불순물의 흡착 용량도 커진다

단 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물에 무기산염을 첨착하면 무기산염이 세공의 공간부로 들어가기 때문에 첨착 전의 순수한

무기물과 비교하면 비표면적과 세공용적은 상당히 감소한다 또한 [표5]의 (Ⅰ)의 무기물은 모두 첨착된 무기산염과 화학

반응을 일으키지 않기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착성능이 떨어지는 일이 없다 규조토는 함

수콜로이드규산이며 산에 잘 녹지 않는다 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 다공질 유리 모

두가 산에 잘 녹지 않는다 활성알루미나는 수산화알루미늄을 가열탈수(450)하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않

는 성질을 갖고 있다 활성백토는 산성백토를 유산 처리하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않는다 활성벤토나이트는

Ca형 벤토나이트와 산성백토를 열유산으로 처리하여 몬몰리로나이트의 알루미늄과 마그네슘을 용출시켜 세공이 많은 표

면을 갖는 잉여 케이산을 만들어 낼 때에 얻을 수 있다 따라서 흡착능력 촉매능력은 보다 증가하여 산에 잘 녹지 않는다

합성제올라이트도 산에 잘 녹지 않는 성질을 갖고 있다

한편 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 바인더로써 자주 이용되는 무기물은 [표5]의 그룹 (Ⅱ)에 나타낸 바와 같이

5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 모두 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 비교하여 매우 작다 [표5]의

그룹 (Ⅲ)의 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물의 일종인 세피올라이트는 [포5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 마찬

가지로 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 크다 그러나 [표5]의 그룹 (Ⅱ) (Ⅲ)의 무기물에 무기산염

을 첨착하면 활석(Mg3[(OH)2Si4O10])과 카올린광물(Al4[(OH) 8Si4O10])과 세피올라이트

(Mg8Si12O30(OH2)4(OH)46sim8H2 O)와 같이 수산기와 무기산염이 중화하거나 이온 교환하거나 벤토나이트와 같이 양이

온교환능력에 따라 무기산염과 화학반응을 일으키거나 하기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착능

력을 잃어버린다

또한 상기 흡착제(규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리

활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착

제)의 분말에는 자기결합성이 없기 때문에 상기 흡착제의 분말을 펠렛에 성형하거나 지지체의 표면에 층상으로 고착시키

기 위해서는 바인더를 첨착하지 않으면 안된다

본 발명에서는 상기 흡착제의 분말을 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이

트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종의 무기물의 분말을 바인더 또는 충전재료로 이용하여 지지체의 표면에 고착시켜

무기재료층을 형성하거나 또는 분쇄하여 펠렛을 형성하고 있다 실리카로써는 예를 들면 실리카겔이 사용되고 알루미나

로써는 알루미나겔이 사용되며 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것이 바람직하며 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 구

조체인 것이 바람직하다 이 벌집구조의 흡착층은 세라믹상의 딱딱한 표면을 가지며 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이

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용한 종래의 케미컬필터에 비해 발진량이 매우 작다 이 지지체뿐만 아니라 상기 흡착제에 있어서 무기산염의 담지에 이용

하는 무기물 분말과 이것을 지지체 표면에 고착시키기 위해 이용하는 바인더에 대해서도 각각 무기물의 분말로 하면 본 발

명의 공기정화필터를 구성하는 재료로부터는 가스상 유기물의 탈리가 전혀 없다

본 발명에 있어서 벌집구조체라는 것은 이른바 벌의 집과 같은 구조 이외에 단면이 격자형상 물결형상 등이어서 공기가

구조체의 요소가 되는 셀을 통과할 수 있는 구조를 모두 포함한다 또한 본 발명에서는 지지체는 벌집구조체에 특정되지

않으며 암면(rock wool) 등의 3차원 메시구조체도 또한 지지체로써 이용할 수 있다 이 경우에는 메시구조의 평면방향 뿐

만 아니라 안쪽방향으로도 본 발명의 흡착제의 분말을 고착시키는 것이 좋다

지지체 표면으로의 흡착제의 고착 방법에는 무기물의 분말의 바인더에 의해 고착하는 방법과 상기 흡착제의 분말을 무

기물의 분말을 바인더로써 이용하여 분쇄하여 펠렛으로 하고 이 펠렛을 지지체 표면에 무기계 고착보조제로 접착하는 방

법이 있다

본 발명에서의 공기정화필터에 있어서 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛

또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된

제 2 펠렛 중 어느 하나를 케이싱 내에 충진한 경우에는 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상

크기 펠렛의 충진량을 적당히 선택할 수 있다는 설계상의 융통성이 있다

본 발명에 의하면 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상 크키 펠렛의 충진량을 적당히 선택할

수 있다는 설계상의 융통성이 있다

가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 충분히 제거하고자 할 경우에는 상기 흡착제의 바인더로써 이용

한 무기물 무기물α 무기물β는 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적이 중량당 02ccg 이상이거나 또는 세공의 비

표면적이 100g 이상인 것이 바람직하다 어쨌든 상기 흡착제의 분말의 바인더로써 이용한 무기재료층과 펠렛에 포함되

는 이들 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말은 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 고착시켜 두는 능력 또는

상기 흡착제의 분말을 펠렛으로 분쇄할 때의 결합제로써의 능력과 상기 흡착제를 구성하는 무기물 분말의 표면에 흡착된

무기산염에 처리대상가스가 용이하게 도달하며 또한 되돌려 받기 위한 다공성 구조를 함께 가지고 있다

상기 흡착제와 바인더로써 사용하는 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말에 인접한 부위에 형성되는 간극의 통기공을 통

해 처리대상공기는 상기 흡착제의 분말 표면에 첨착된 무기산염에 용이하게 도달할 수 있기 때문에 가스상 염기성 불순물

이 제거된다 이 때 바인더와 충진재료로써 이용한 상기 각 무기물의 분말 표면에 존재하는 상기 범위 크기의 세공의 표면

에 가스상 유기불순물이 물리 흡착되어 제거된다 본 발명의 주목적인 가스상 염기성불순물의 제거 외에 바인더와 충진재

료로써 이용하는 상기 각 무기물 분말의 세공에 의한 부차적인 효과로써 가스상 유기불순물의 일괄 제거도 실현할 수 있

다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더는 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교하여 비표면적과 세공용적은 상당히 크다 따라서 가스상

유기불순물의 물리흡착능력은 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더가 그룹 (Ⅱ)의 바인더보다 상당히 우수하다 그룹 (Ⅱ)의 활석 카

올린광물 벤토나이트 등의 바인더는 통기성을 중시하고 있으며 인접한 바인더 미립자 사이의 간극부분 또는 인접한 바인

더 미립자와 지지체에 담지하는 흡착제 미립자의 간극부분에 형성되는 통기공의 주요한 크기는 500Å 이상이 된다 결국

이 통기공이 통기성은 매우 좋음에도 불구하고 물리흡착을 일으키기 어려운 마크로 구멍이다 또한 활석 카올린광물 벤

토나이트의 바인더 미립자 자체의 표면에도 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공은 그다지 존재하지 않는다 결국 활석 카올

린광물 벤토나이트의 각 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 각각 092ccg

111ccg 049ccg이었다 [표5]와 비교하여도 그룹 (Ⅱ)이 물리흡착에 관계한 미크로 구멍과 메소 구멍은 그다지 갖지

않으며 통기성이 우수한 마크로 구멍을 갖는다는 것을 알 수 있다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더는 담지대상이 되는 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 단순히 담지하기 위해

사용된다 이 경우 가스상 염기성 불순물의 흡착능력을 높이기 위해 상기 흡착제의 분말의 담지량을 가능한 많게 하며 다

른 바인더의 상기 흡착제 분말에 대한 함유비율은 가능한 작게 하는 것이 좋다 그러나 바인더의 함유비율을 너무 적게 하

면 상기 흡착제 분말의 지지체 표면으로의 고착이 불완전해져서 박리와 발진의 원인이 된다 예를 들면 상기 흡착제 분말

에 벤토나이트의 바인더와 실리카겔의 무기계고착보조제를 혼합하여 지지체에 고착할 경우 지지체 표면의 무기재료층 중

의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 75를 상회하면 지지체 표면의 무기재료층의 기계적 강도가 약해져 실제 사용

시에 견디지 못하게 된다 결국 그룹 (Ⅱ)의 바인더에는 상기 흡착제 분말의 담지능력과 담지된 상기 흡착제 분말의 표면

에 처리대상 가스가 도달하기 쉬운 우수한 통기능력이 요구되며 가스상 유기불순물의 흡착능력은 요구되지 않는다

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이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

- 30 -

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

등록특허 10-0527978

- 33 -

도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

등록특허 10-0527978

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도면14

도면15

도면16

등록특허 10-0527978

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도면17

도면18

등록특허 10-0527978

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

본 발명은 공기를 정화하는 필터에 있어서 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 흡착제가 고착된 무기재료

층을 갖고 있다 여기서 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나

다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이

첨착된 것이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물을 모두를 흡착 제거할 수 있기 때문에 반

도체와 LCD를 제조할 때 매우 유효한 필터이다

대표도

도 1

색인어

무기물 분말 흡착제 무기재료층 무기산염 가스상 입자상 염기성불순물 유기불순물 공기정화장치 청정장치 불순물

필터 크린룸 크린벤치

명세서

기술분야

본 발명은 크린룸 크린벤치 보관고 등의 고도청정장치에 사용되며 분위기 중의 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불

순물을 제거하기 위한 공기정화필터에 관한 것이다 더욱이 본 발명은 공기정화필터의 제조방법과 공기정화필터를 사용한

고도청정장치에 관한 것이다

배경기술

현재 반도체와 LCD 패널 등의 제조에 고도청정장치가 널리 이용되고 있다 예를 들면 베어 웨이퍼(bear wafer)로부터

1M DRAM 칩(chip)을 제조하기까지의 반도체 제조라인은 약 200 가지 정도의 공정을 포함하고 있으며 또한 백색유리로

부터 94인치 TFT형 LCD패널을 제조하는 라인은 약 80 가지 정도의 공정을 포함하고 있다 이들 제조라인에 있어서 웨

이퍼와 유리기판을 각 프로세스(process)에 항상 연속적으로 보내는 것은 곤란하다 예를 들어 TFT-LCD의 제조라인에

서는 전공정에서 회로가 대강 형성된 반제품기판은 후공정에 이송되기까지 수 시간 내지 수십 시간 동안 반송용기(캐리어)

내 또는 보관고(스토커) 내에서 고도청정장치 내의 분위기에 노출된 상태로 대기하게 된다

이와 같이 반도체 기판과 LCD기판을 통상의 고도청정장치 분위기 중에 장시간 방치하면 이들 표면에는 고도청정장치의

분위기에 유래하는 가스상 불순물이 부착된다 최근 이와 같은 고도청정장치 중에 가스상으로 존재하여 반도체 제조에 사

용되는 실리콘웨이퍼와 LCD패널 제조에 사용되는 유리기판의 표면에 부착된 경우에 반도체와 LCD패널의 특성에 영향을

미치는 것으로써 산성물질 염기성물질 유기물 및 도펀트 등이 있다

SEMATECH이 1995년 5월 31일에 발표한 Technology Transfer 95052812A-TR

「Forecast of Airborne Molecular Contamination Limits for the 025 Micron High Performance Logic Process」

에 의하면 산성물질 염기성물질 유기물 도펀트를 화학오염물질이라 부르며 각각 다음과 같이 정의하고 있다

「산성물질」 전자수용체와 같은 화학적 반응거동을 하는 부식성물질(불산(HF) 유황산화물(SOX) 질소산화물(NOX)

등)

「염기성물질」 전자 공급체와 같은 화학적 반응거동을 하는 부식성물질(암모니아(NH3) 아민 등)

「유기물」 상압 하에서 상온 이상의 비점을 가지며 청정표면에 응축하는 물질(실록산 후터레이트 HMDS BHT 등)

「도펀트」 반도체 디바이스의 전기적 특성을 저해하는 화학원소(보론(B) 인(P))

등록특허 10-0527978

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[표1]은 미국의 SEMATECH이 1995년 5월 31일에 발표한 Technology Transfer 95052812A-TR「Forecast of

Airborne Molecular Contamination Limits for the 025 Micron High Performance Logic Process」에 게재된 025

프로세스(1998년 이후)에 필요한 화학오염 허용농도(ppt)의 일람이다 허용농도(ppt)의 하부에 나타낸 값은 각 허용농

도의 신뢰도를 표시한 것이다

여기에는 화학오염이 심각한 4개의 반도체 제조 프로세스의 청정공간의 화학오염 허용농도가 표시되어 있다 가스상 불

순물에 대한 화학오염대책이 이루어지고 있지 않는 통상의 크린룸 분위기 중에 포함되는 화학오염농도의 실측 예는 산성

물질이 100ppt sim 1000ppt 염기성 물질이 1000ppt sim 10000ppt 유기물이 1000ppt sim 10000ppt 도펀트가 10ppt

sim 100ppt정도이다

표 1

프로세스 최대대기시간 산성물질 염기성물질 유기물 도펀트

게이트산화막 전공정 4 13000

50

13000

50

1000

75

01

90

실리사이드 1 180

50

13000

25

35000

75

1000

75

배선 24 5

50

13000

25

2000

75

10000

75

포토리소그래피 2 10000

75

1000

90

100000

50

10000

50

따라서 이들 가스상 불순물에 대한 화학오염대책이 이루어지지 않는 통상의 크린룸 분위기에서의 화학오염허용농도와

[표1]의 화학오염 허용농도를 비교하면 허용농도(ppt)의 숫자에 언더라인을 한 공정에 있어서 엄중한 제어가 필요하다는

것을 알 수 있다

결국 산성물질에서는 실리사이드공정에서 180ppt 배선공정에서 5ppt라는 신중한 제어가 필요하며 염기성물질에 대해

서는 포토리소그래피 공정에서 1ppb라는 신중한 제어가 필요하다 또한 도펀트에 대해서는 게이트산화막 전공정에서

01ppt라는 매우 신중한 제어가 필요하며 유기물에 대해서는 게이트산화막 전공정에서 1ppb 배선공정에서 2ppb라는

신중한 제어가 필요하다

반도체기판과 유리기판을 제조하기 위한 다양한 고도청정장치 예를 들면 크린룸 크린벤치 크린챔버 청정한 제품을 보

관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치와 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치에서는 [표1]에

나타낸 바와 같이 각종 가스상 산성물질 염기성물질 유기물 도펀트 등의 불순물이 문제가 된다

그 중에서 도펀트는 수용성의 보론화합물과 인산화합물로써 산성물질과 유사한 화학적 거동을 나타내며 가스상의 산성

물질을 흡착 제거하는 능력이 있는 필터는 도펀트도 흡착 제거할 수 있다 [표1]에서 알 수 있는 바와 같이 게이트산화막

전공정에서는 유기물과 도펀트의 일괄제거 배선공정에서는 산과 유기물의 일괄제거가 각각 필요하다

[표1]에는 기재되어 있지 않지만 포토리소그래피공정에서 발생하는 가스상 오염물질에는 암모니아 이외에

HMDS(hexamethyldisilazane) 및 그 분해물이 있다 HMDS는 인막과 실리콘웨이퍼의 밀착성을 좋게 하기 위해 웨이퍼에

도포하는 친유성 물질로 표면(웨이퍼 렌즈 유리 등)에 매우 부착하기 쉽다 HMDS는 2sim3일 간 가수분해하여 암모니아

와 트리메틸실라놀(trimethylsilanol)로 가스화된다 트리메틸실라놀이 렌즈와 거울에 부착하여 이들의 표면을 뿌옇게 흐

려지게 하면 노광처리 할 때에 노광장해를 일으킨다 선폭 025 사이즈의 디바이스에서는 KrF레이저 노광(248nm)을

사용하고 있었지만 2000년경부터 양산이 시작되리라 예상되는 기가비트 대응의 선폭 018 사이즈의 디바이스에서도

KrF레이저 노광은 계속 이용되리라 생각된다

HMDS와 트리메틸실라놀에 의한 렌즈의 흐려짐은 치명적 악영향을 미친다 HMDS와 트리메틸실라놀은 모두 이온화되

지 않는 유기물이며 1997년 시점의 포토리소그래피 공정에서는 암모니아 정도로 문제가 되지는 않지만 기가비트(Gbit)

대응의 선폭 018 사이즈의 디바이스 제조의 포토리소그래피 공정에서는 염기와 유기물의 일괄제거가 필요해진다

등록특허 10-0527978

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이들 4종의 화학오염물질 중에서 산성물질 염기성물질 도펀트의 3종은 수용성인 것이 많으며 이온교환반응 중화반응

을 일으키기 쉽다 따라서 이들 3종의 화학오염물질을 청정공간의 공기 중으로부터 제거하는 수단으로써는 습식세정(스

크러버세정)에 의한 수용액에 용해하는 제거방법과 이온교환섬유와 약품첨착활성탄 등의 이른바 케미컬필터에 의한 화학

흡착방법이 있다 한편 4종의 화학오염물질 중에서 유기물에 대해서는 물에 쉽게 용해되지 않는 것이 많으며 청정공간의

공기 중으로부터 제거하는 수단으로써는 활성탄에 의한 물리흡착방법이 있다

산성물질 염기성물질 도펀트의 가스상 무기불순물은 상술한 바와 같이 지금까지 습식세정 이온교환섬유 약품첨착활

성탄의 3가지 방법으로 제거되어 왔다

습식세정은 액적분무에 의해 산성물질 염기성물질 도펀트를 용해 제거하는 방법이다

약품첨착활성탄을 이용한 케미컬필터의 가장 간소한 형식으로써 소정의 케이스 등에 약품첨착입상활성탄을 채운 충진통

이 알려져 있다 또한 그 외 형식으로써 약품을 첨착한 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르부직포의 유

기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로 구성한 케미컬필터와 약품을 첨착한 입상활성탄을 우레탄 폼과 부직포에 접착제로

확고하게 부착시킨 블럭형상 및 시트형상의 케미컬필터도 알려져 있다 이들 케미컬필터는 첨착약품과의 중화반응에 의해

가스상 산성물질 염기성물질을 흡착 제거한다

이온교환섬유를 이용한 케미컬필터는 공기 중에 포함되는 산성염기성의 불순물인 각종 이온을 산성 양이온 교환섬유와

염기성 음이온 교환섬유를 기재로 하는 부직포 초지(抄紙) 펠트 등으로 이루어지는 필터로 이온교환 제거하는 것이다

그러나 습식세정에서는 분무장치의 이니셜 코스트가 크고 분무의 고압력 손실에 의한 런닝코스트도 무시할 수 없다 더

욱이 반도체소자(LSI)와 LCD의 제조 시에 이용되는 고도청정장치는 온도가 23sim35 상대습도가 40sim55로 유지되고

있다 따라서 고도청정장치 내의 공기를 습식세정하면서 순환시킬 경우 액적분무 후의 온도저하와 습도상승에 대처하기

위해 액적분무 후의 공기에 대해 다시 온도 및 습도를 제어할 필요가 있다 또한 액적분무 후의 공기 중에 잔존하는 액적

제거수단도 분무장치의 후단 측에 필요하게 된다(이른바 캐리오버 문제) 또한 분무장치에서 순환 사용되는 세정액의 처

리 예를 들면 박테리아류의 발생방지와 용해오염물의 농축분리라는 수처리 특유의 문제가 있다

또한 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이용한 이른바 케미컬필터에서는 다음과 같은 문제가 있다 우선 양자에 다음

과 같은 공통된 문제가 있다 예를 들면 천정면이 청정공기의 취출면이 되는 크린룸의 경우 천장에 취부되어 있는 입자제

거용 필터의 상류측에 케미컬필터를 배치하는 것이 크린룸의 공기분위기 중의 가스상 불순물을 제거하기 위해 매우 유효

한 수단이지만 활성탄은 소방법에 지정된 가연물이며 이온교환섬유도 매우 불이 붙기 쉬운 소재로 이루어져 있어 화기에

매우 엄중한 주위가 필요하다 따라서 방재 상의 관점에서 활성탄과 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터는 천정에 배치하

기 어렵다

또한 약품첨착활성탄을 이용한 케미컬필터에서는 다음과 같은 문제점이 있다 충진통 형식의 종래 케미컬 필터는 불순

물의 흡착효과는 높지만 압력손실(통기저항)이 높다는 결점이 있다 펠트형상과 시트형상의 종래의 케미컬필터에는 우수

한 통기성이 있으며 흡착효율도 충진통 형식에 뒤지지 않는다 그러나 구성재료(예를 들면 부직포 유기계 바인더 등)와

활성탄을 시트에 부착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 에폭시계수지 실리콘계수지 등)와

필터재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 사용하는 시일재(예를 들면 네오프렌계고무와 실리콘계고무 등)로부터 발생한

가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함되어 반도체의 제조에 악영향을 미칠 가능성이 있다

결국 이들 펠트형상과 시트형상 약품첨착활성탄을 사용한 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 산성

또는 염기성의 극미량의 불순물과 ppt오더의 도펀트는 제거하지만 케미컬필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을

통과공기 중에 혼입시켜 버리는 것이다 이들 케미컬 필터의 대부분은 원래 주거환경의 유해가스와 악취를 제거하기 위해

개발되어 그대로 케미컬필터에 전용한 것이다 따라서 그 성능 사양은 주거환경의 분야에 적합하기 때문에 반도체 소자

(LSI)와 LCD의 제조시의 기판 표면오염의 원인이 되는 극미량의 가스상 무기불순물을 제거하는 공기정화필터로써 이용

하기 위해서는 성능상 원래 무리가 있었다

예를 들면 약품첨착활성탄을 사용한 케미컬필터로써는 일본특허 공개공보 소61-103518호에 개시된 것이 있다 이것은

분말활성탄과 에멀젼형 접착제와 고체산을 포함하는 수용액을 우레탄 폼으로 이루어지는 기재에 함침시킨 후에 건조시킨

필터이다 그러나 이 케미컬필터에서는 에멀젼형 접착제로써 개시되는 합성고무라텍스와 그 외의 물분산계의 유기접착제

로부터 그리고 기재인 우레탄폼 자체로부터도 가스상 유기물의 탈리가 발생한다

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한편 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 다음과 같은 문제가 있다 이온교환섬유를 기재로 하는 부직포 초지 펠

트 등을 우수한 통기성을 갖는 필터 여재로 가공하기 위해 사용되는 바인더 접착제 그리고 여재를 주위의 프레임에 고착

하기 위해 이용하는 시일재 등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함되어 반도체의

제조에 악영향을 미칠 가능성이 있다 또한 필터 여재로부터 분진이 발생하는 문제점도 있다

이온교환섬유를 이용한 케미컬필터로써 일본특허 공개공보 평6-63333호와 일본특허 공개공보 평6-142439호에 기재

된 것이 있다

전자의 공기정화시스템에 이용되는 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile)계

섬유로 카르본산기를 갖는 양이온 교환섬유와 비닐론계 섬유로 4급 암모늄기를 갖는 음이온 교환섬유 등을 유리섬유와 열

접착성 섬유상 바인더와 혼합하여 케미컬필터의 여재를 구성한다 따라서 이 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨

가제로부터는 가스상 유기물의 탈리가 발생하며 이온교환기의 일부가 카르본산의 암모니아로써 탈리하는 일도 있다

또한 후자의 크린룸 내의 미량오염공기의 정화방법에 이용되는 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 폴리에틸렌과

폴리프로필렌의 섬유부직포에 양이온 교환기로써 술폰산기 카르본산기와 인산기를 도입하거나 음이온 교환기로써 강염

기성의 4급 암모늄기와 보다 저급의 아민을 포함하는 약염기성기를 도입하여 제작한 이온교환섬유가 이용되고 있다 따라

서 구성재료의 고분자섬유부직포에 포함되는 각종 첨가제로부터 가스상 유기물의 탈리가 발생하며 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산 암모니아와 아민으로써 탈리하는 일도 있다

또한 포토리소그래피공정과 같이 암모니아와 같은 염기성불순물과 HMDS와 트리메틸실라놀과 같은 가스상 유기불순물

을 동시에 포함하는 공기를 처리하는 경우 염기성불순물제거용 흡착소재와 유기불순물제거용 흡착소재를 각각 별도로 준

비하고 이들 2종류의 흡착소재를 혼합한 것을 하나의 흡착층에 형성하여 사용하거나 혹은 2종류의 흡착소재로 별도로 염

기성불순물제거용 흡착층과 유기불순물제거용 흡착층을 제작하여 적층 사용하는 번잡함이 있었다

[표1]의 4개의 프로세스가 실행되는 크린룸 내의 분위기가 분리되지 않고 혼합되는 경우 예를 들면 1개의 큰 크린룸 내

에서 복수의 프로세스가 이루어지고 있는 경우에는 다음과 같은 문제가 발생하였다 예를 들면 무기불순물에 민감한 어떤

프로세스에 있어서 종래의 케미컬필터를 사용하여 가스상 무기불순물을 제거하면 기판의 품질은 향상된다 이것은 그 프

로세스에서는 케미컬필터 자신이 발생하는 가스상 유기불순물이 기판의 품질에 영향을 미치지 않았기 때문이다 그러나

해당 가스상 유기불순물이 같은 룸에 있는 유기불순물에 민감한 다른 프로세스에서는 기판의 표면오염을 일으켜 품질 저

하를 초래하는 일이 있다

따라서 복수의 프로세스가 혼재된 큰 크린룸에서는 가스상 무기불순물의 제거를 목적으로 하는 케미컬필터에 대해서는

이들의 가스상 무기불순물의 제거성능이 뛰어날 뿐만 아니라 케미컬필터 자신이 가스상 유기불순물을 발생해서는 안된다

따라서 가스상 무기불순물을 제거할 뿐만 아니라 크린룸 내의 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순

물도 일괄 제거할 수 있는 케미컬필터의 개발이 강력히 요망되고 있다

또한 포토리소그래피공정과 같이 염기성 무기불순물과 유기불순물이 혼재되어 포함되는 공기를 처리할 경우 종래에는

염기성 무기불순물제거용 케미컬필터와는 별도로 활성탄을 이용한 유기불순물제거용 케미컬필터가 필요하였다 따라서

이 점에서도 개선이 요구되었다

이상과 같은 점을 고려하면 산성오염 염기성오염과 유기물오염을 방지할 수 있는 크린룸과 크린벤치 등의 고도청정장치

에 케미컬필터를 적용할 때의 유의점은 다음과 같다

(1) 케미컬필터 자신이 가스상 불순물과 입자상 불순물의 오염원이 되지 않을 것 (즉 2차 오염원이 되지 않는 것)

(2) 케미컬필터의 압력손실이 낮을 것

(3) 가스상 불순물의 제거성능이 높고 수명이 길 것이다

종래의 케미컬필터는 이와 같은 유의점을 만족시키는 것이 아니었다

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따라서 본 발명의 목적은 방재라는 점에서 우수하며 필터 자신으로부터 가스상 유기불순물과 가스상 무기불순물의 탈리

가 없으며 특히 포토리소그래피 공정에서 문제가 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물에 의한 기판 등의 표면

오염을 방지할 수 있는 공기정화필터와 이 공기정화필터를 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다 또한 본 발명의 다른 목

적은 그 공기정화필터를 이용한 고도청정장치를 제공하는 것에 있다

발명의 상세한 설명

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 하기의 흡착제가 고착된 무기재료층

을 갖고 있다 이 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질

유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된

것이다 또 상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 다음의 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 지지체의 표면에 상기 흡착제

가 고착된 무기재료층을 갖고 있다 이 무기물α는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루

미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성

벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 것이다 또 상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은

100Å 이상이다

본 발명에 있어서 「충진재료」라는 것은 흡착제와 함께 무기재료층을 구성하는 요소로 흡착제의 분자 사이를 메우지만

흡착제와의 사이에 통기공을 유지하도록 배치되는 재료이다 또한 상기 무기물α는 상기 흡착제와 지지체 또는 상기 흡착

제 끼리를 고착하는데 작용하지만 영속적인 고착을 보증할 정도의 기능은 없으며 고착을 확고히 하기 위해서는 실리카졸

과 알루미나졸 등의 무기계 고착보조제를 사용할 필요가 있다 「바인더」「충전재료」라는 말은 상기 흡착제의 고착정

도에 따라 분리하여 사용되고 있지만 물질자체는 상기 무기물α로써의 열거에 따라 규정되어 있다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 하기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록

하여 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 지지체의 표면에 적층되어 있다 제 1 무기재료층은 상기 흡착제가 무기물의

분말을 바인더로 하여 형성된 층이다 제 2 무기재료층은 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알

루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 층이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 상기 흡착제가 입상으로 된 펠렛

이 지지체의 표면에 고착되어 있다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 하기의 제 1 펠렛의 주위에 하기의 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며

이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있다 제 1 펠렛은 상기 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이

다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상

구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이

다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2

펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있다

이와 같은 본 발명의 공기를 정화하는 필터에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균 세공직경은

100Å 이상이다 또한 상기 무기산염으로써는 유산염이 바람직하며 상기 지지체는 벌집구조체가 바람직하다 이 벌집구

조체는 무기섬유를 필수성분으로 하여 제작하는 것이 좋다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 하기의 흡착제와 하기의 무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담

그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 지지체의 표면에 무기재료층을 고착시키는 공정을 갖는다 흡착제는 상술한

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 또한 무기물α는 상

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술한 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미

나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 흡착제와 바인더로써의 무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 그 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과 상기 제 1 무기재

료층을 형성한 지지체를 하기의 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 제 1

무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 지지체의 표면에 상기 제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기

제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

이와 같은 공기정화필터를 제조하는 방법에서는 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 현탁액에 별도로 용해시켜 두고

공정을 다시 추가해도 좋다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 하기의 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성하는 공

정과 이 흡착제의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 담근 후 지지체

를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다 무기물γ은 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어

진 것이다 이 경우 상기 현탁액에 다시 별도로 무기산염을 용해시켜 두고 공정을 추가하여도 좋다 이 방법은 용해도가

작은 즉 현탁액 속에서 잘 용해되지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말을 바인더로써의 무기물α와 혼합한 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과 건조 후 상기 지지체를 무

기산염의 용해액에 담그는 공정과 상기 용해액에 담근 후 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다

이 방법은 용해도가 큰 즉 현탁액 속에서 잘 녹지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다 더욱이 무기물의 분말

즉 무기흡착재의 담지공정 후 건조시키고 있기 때문에 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있으며 무기산염의 첨착량이 많

은 흡착제를 얻을 수 있다 본 발명에서는 무기산염의 첨착대상이 되는 약품의 담지체를 흡착재로 칭하며 흡착재에 무기

산염을 담지한 것을 흡착제로 칭한다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α을 무기산염의 용해액에

혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을

갖는다 이 경우에는 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않기 때문에 공정수를 줄일 수 있다

이상의 본 발명의 각 공기정화필터를 제조하는 방법에 있어서 무기산염은 유산염을 이용할 수 있다

본 발명의 고도청정장치는 청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와 상기 순환경로에 배치된 공

기정화필터와 상기 순환경로에서의 상기 공간 보다 상류측이고 또한 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불

순물을 제거하는 필터를 가지며 상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로써 지지체의 표면에 다음의 흡착제가 고

착된 무기재료층을 갖는다 이 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루

미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기

산염이 첨착된 것이다

본 발명의 고도청정장치에 있어서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하

여 지지체의 표면에 상기 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 사용하여도 좋다 이 무기물α는 활석 카올린광물

벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구

조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이

다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 하기의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층 중 어느 한쪽이

지지체의 표면에 접하도록 하여 이들 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 사용하

여도 좋다 제 1 무기재료층은 상기 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로써 형성된 층이다 제 2 무기재료층은 규조토 실리

카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘

질 점토공물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 층이다

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본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착

제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 제 1 펠렛의 주위에 다음의 무기물β의 분말이 코팅

되어 제 2 펠렛이 형성되며 이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다 제 1 펠렛은 상기 흡착

제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는

합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하고 상기

흡착제가 분쇄된 펠렛 또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분

말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있는 것을 사용할 수 있다

이상의 각 고도청정장치에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치하

여도 좋다

본 발명의 공기를 정화는 필터에서는 무기재료층 내에서 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 미립자가 인접하는 부분

에 통기공이 되는 간극이 형성되어 있다 처리대상가스는 이 무기재료층의 표면으로부터 상기 통기공을 통과하도록 무기

재료층의 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외부로 나오거나 한다 이와 같이 무기재료층 내를 통과할 때

에 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순물이 흡착 제거된다

흡착재에 무기산염이 첨착되어 있는 본 발명의 공기정화필터는 모두 무기물로 구성되며 활성탄과 같은 가연물은 물론

고온분위기에 놓였을 경우와 산성약품과 공존하는 경우에 분해하도록 유기물질이 포함되어 있지 않다 따라서 방재상으

로도 우수하다 더욱이 무기산염으로써의 산성약품을 첨착한 후의 고온에서의 베이킹이 가능하기 때문에 청정공간에 적

용할 경우에 문제가 되는 불순물 가스를 미리 탈리할 수 있다 그 결과 1의 통기속도로 필터 내에 공기를 통기시킨 경우

이 공기정화필터로부터의 배출가스의 양은 1ppb이하로 하는 것이 가능하다

종래의 활성탄흡착제와 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기물의 흡착제의 수명에 대해 설명한다 우선 활성탄과 무기

물의 무기산염의 각 첨착량을 측정한 결과를 [표2]에 나타낸다 이것은 활성탄과 무기물의 단위중량 당 각종 무기산염의

첨착량을 중량로 나타낸 것이다 활성탄과 무기물의 중량은 수분을 함유하지 않는 건조시의 중량이다 그리고

24sim28의 중량농도의 각종 무기산염의 수용액에 활성탄과 무기물을 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간

통풍 건조하여 각종 무기산염의 첨착량을 측정하였다 또한 활성탄으로써는 다케다약품 공업주식회사의 「기상흡착용 활

성탄 입상 백로Gx」를 이용하였다 이 활성탄의 비표면적은 1200g 세공용적은 086ccg이다 또한 실리카 알루미

나계 흡착재 합성제올라이트 등의 비표면적 세공용적은 [표5]에 나타낸 바와 같다

(표2)

활성탄과 무기물의 분말에 대한 무기산염의 첨착량을 측정한 결과

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

무기산염의 종류 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

무기산염의

수용액 농도()

24 27 28 24 24

활성탄 15 34 37 17 20

규조토 39 84 96 42 51

실리카겔 96 206 239 107 123

알루미나겔 95 200 240 105 120

실리카겔과 알루미나겔의 혼합물 90 195 235 104 120

규산알루미늄 96 203 237 106 122

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활성알루미나 47 100 116 51 60

다공질유리 24 52 57 26 30

활성백토 58 123 145 64 73

활성벤토나이트 36 76 90 40 46

합성제올라이트

(친수성)

70 150 175 78 90

주)활성탄 또는 무기물의 중량은 수분을 포함하지 않는 건조시의 중량

[표2]에서 알 수 있는 바와 같이 실리카 알루미나계 흡착재 합성제올라이트 등의 무기물은 무기산염의 첨착량을 활성

탄보다 훨씬 많게 할 수 있다 따라서 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기계 흡착제는 활성탄흡착제보다 가스상 염기성

불순물의 흡착수명이 길다

다음 배출가스에 대해 설명한다 무기산염 등의 약품을 첨착한 섬유상의 활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르

부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로 한 케미컬필터와 약품을 첨착한 입상활성탄을 우레탄폼과 부직포에 접

착제로 확고히 부착시킨 블럭형상 및 시트형상의 케미컬 필터에서는 유기계 바인더 우레탄폼 부직포 접착제의 유기성

구성부재 자체로부터 유기불순물 가스가 배출된다 또한 이 유기성 구성부재와 첨착한 약품산의 반응으로부터도 유기불

순물 가스가 배출된다

이 배출가스의 저감에는 필터 전체를 고온 가열하는 이른바 베이킹이 효과적이다 그러나 활성탄의 발화점인 390에

도달하지 않은 겨우 100sim150의 가열로도 이들 유기성 구성부재 자체가 용해를 개시하여 필터로써의 사용에 견디지

못한다 또한 활성탄을 갖는 필터는 무기산염으로써 유산지르코늄을 첨착한 경우 유산지르코늄의 분해온도인 380에

가까운 온도에서는 발화되기 때문에 예를 들면 350까지 고온으로 하는 것은 불가능하다

이것에 대해 무기소재만으로 구성된 본 발명의 공기정화필터에서는 무기산염의 첨착 전의 무기재료층이 형성된 지지체

전체를 350 이상의 고온에서 베이킹하는 것이 가능하며 무기재료층에 혼입되었던 불순물에 기인하는 배출가스를 모두

이 베이킹 처리로 추출할 수 있다 후술하는 [표5]에 나타낸 바와 같은 본 발명에서 사용할 수 있는 분말체는 모두 350

로 가열하여도 그 세공물성은 거의 변화하지 않으며 필터로써의 성능 사양에 영향을 미치지 않는다

인산을 첨착한 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로

한 구성의 종래 케미컬필터와 본 발명의 예를 들면 실리카겔로 이루어지는 무기재료층이 형성된 지지체로써의 벌집지지

체 전체를 각각 350의 온도에서 1시간 가열한 후에 유산알루미늄 14sim18수(관동화학 주식회사「록특급(鹿特級)」)의

중량 농도 27의 수용액에 30분 담갔다가 꺼낸 후 120의 열풍으로 2시간 건조시켜 공기정화필터를 제작하여 이들 각

공기정화필터에 대해 각각 정격풍량의 정제 공기를 통기한 경우에 이온 크로마토그래피로 검출되는 수용성 배출가스 농도

를 [표3]에 나타내었다 또한 참고로 정제 공기 자체에 포함되어 있는 불순물 가스 농도의 측정결과도 백그라운드 값으로

써 나타내었다

(표3)

종래와 본 발명의 공기정화필터의 배출가스 농도 측정 결과

(vol ppb)

초산 개미산 NH3 염소 SO2 NO2

종래의 활성탄사용 필터 30 18 022 007 000 002

본 발명의 공기정화필터 071 019 002 010 000 010

정제공기만의 백그라운드 002 001 001 002 000 005

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이 결과에 의하면 본 발명에 의한 공기정화필터에 의하면 필터 자신으로부터의 배출가스의 발생이 종래의 활성탄필터보

다 훨씬 적다는 것을 확인할 수 있다 또한 표 중의 초산과 개미산은 필터에 포함되는 유기성 구성부재가 첨착약품산과 반

응하여 생기는 유기산이라 생각할 수 있다 또한 NH3 염소 NO2에 대해서는 첨착하는 약품산에 원래 함유되어 있던 불

순물에 의해 발생한다고 생각할 수 있다

다음 제조방법에 대해 설명한다 본 발명에서는 무기흡착재를 사용하고 있으며 탈수 처리하여 건조시킨 상태로 대기압

하의 분위기 중에서 약품용액(무기산염용액)에 담그면 그 흡습성에 의해 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투한다 이

것에 대해 활성탄은 소수성이며 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투하기 어렵다 따라서 종래 기술에서는 침투시키

기 위해 감압가압조작이 필요하였다 따라서 대기압 하에서의 함침에 의한 약품첨착량은 [표2]에 나타낸 바와 같이 무기

흡착재 쪽이 활성탄흡착재보다 훨씬 많아진다

무기물인 실리카겔의 분말을 120의 공기에서 1시간 동안 통기 건조하여 수분함유량을 전체 중량의 1 이하로 하여

그대로 건조보관고에서 보관한 경우와 실리카겔의 분말을 수분함유 중량이 전체의 약30인 상태에서 통상의 실내 분위

기 (약 20 상대습도 50) 중에서 장시간 방치한 경우에 있어서 이들 각각의 실리카겔 분말을 대해 24sim28의 중량

농도의 각종 무기산염의 수용액에 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간 통기 건조하였을 때의 각각의 경우의

각종 무기산염의 첨착량을 [표4]에 나타내었다

(표4)

실리카겔의 탈수처리 유무에 따른 각종 무기산염 첨착량의 차이

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

실리카겔의 상태 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

탈수처리안함 96 206 239 107 123

탈수처리함 121 260 313 134 159

[표4]에서 알 수 있는 바와 같이 탈수처리를 한 경우가 탈수처리를 하지 않은 경우보다 25sim33 각종 무기산염의 첨

착량을 증가할 수 있었다 그 이유는 탈수처리에 의해 실리카겔 세공 내의 수분이 추출되었기 때문에 약품용액에 담그면

용액이 세공 내부까지 용이하게 침투하였기 때문이다

흡착재로의 첨착약품으로써 유기산이 아닌 무기산염을 이용한 것은 다음과 같은 이유 때문이다

유기산은 카르본산이라고도 하며 이 카르복실기(carboxylation)(-COOH)에 붙는 것의 수는 수 천종에서 수 만종이다

카르본산은 가스상 물질로써 탈리하면 유기물의 오염물질이 된다 또한 유기산을 포함하는 공기정화필터를 고도청정장치

내에서 장기간 사용할 경우 유기산 자체는 그대로 가스화되지 않더라도 예를 들면 유기산을 영양원으로 하는 미생물이

번식하여 유기산이 점점 분해되어 초산과 같은 가스화되기 쉬운 물질로 변화하며 가스상 분해물에 의한 새로운 오염이 발

생할 우려도 있다 또한 유기산이 분해되어 버리면 가스상 염기성 불순물을 중화하여 화학 흡착하는 유기산의 첨착약품으

로써의 당초의 능력을 잃어버린다 한편 무기산염은 미생물의 영양원은 되지 않으며 반대로 무기산염에는 미생물에 대한

살균작용이 있다고 알려져 있다 따라서 고도청정장치에서 사용하는 흡착재로의 첨착물은 유기산보다 무기산염이 바람직

하다

한편 무기산은 산성도가 크면 인체에 대해 위험물인 경우가 많다(예를 들면 유산 초산 등) 또한 산성도가 큰 무기산을

포함한 공기정화필터가 폐기물로써 환경 중에 방출되면 빗물에 용출된 무기산은 수질오염의 원인이 된다 따라서 흡착재

에 첨착하는 산성물질로써는 산성도가 작고 인체에 위험성이 적은 무기산염이 적합하다

따라서 제올라이트에는 천연제올라이트와 합성제올라이트가 있지만 공업적으로는 순도가 낮은 천연제올라이트보다 합

성제올라이트의 사용이 일반적이다 천연제올라이트는 3sim10Å 크기의 세공을 갖지만 합성제올라이트에서는 균일한 세

공의 것을 제조할 수 있다

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본 발명에서 충진소재 즉 흡착제의 각각의 입자 사이를 충진하기 위한 재료로써 합성제올라이트를 사용한 경우 무기물

의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제 각각의 입자 사이에 각각 제올라이트입자가 충진되며 흡착제 입자와 제올라이트 입

자의 인접부분에 통기공이 되는 간극이 형성된다 이 통기공은 처리대상 공기가 흡착재 입자에 첨착된 무기산염에 도달하

도록 기능한다

또한 합성제올라이트가 갖는 세공은 처리대상공기가 통기공을 투과할 때에 그 세공 크기보다 작은 분자직경의 가스상

유기불순물을 흡착 제거한다 따라서 처리대상 공기 중에 포함되는 가스상 유기불순물의 종류에 따라 합성제올라이트의

세공직경을 선택하면 가스상 유기불순물을 흡착하는 기능이 양호한 공기정화필터를 설계할 수 있다

본 발명에서의 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나

의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 펠렛을 갖는 것에 대해서는 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말의 미립자가 인접하는 부분에

는 통기공이 되는 간극이 형성되며 처리대상가스는 펠렛의 표면으로부터 상기 통기공을 재빨리 빠져나가도록 펠렛 내부

로 들어가거나 반대로 펠렛 내부로부터 외부로 나오거나 한다 그리고 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순

물이 흡착 제거된다

본 발명에 있어서 상기 흡착제로 공기 중의 염기성 가스상 불순물을 흡착 제거할 수 있으며 바인더로써 이용하는 무기

분말은 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 세공을 갖는 종류를 적당히 선택하여 DOP(dioctyl phthalate) DBP(dibutyl

phthalate) BHT(butyl hydroxytoluene) 실록산 등의 가스상 유기물을 흡착 제거할 수 있기 때문에 기판의 표면오염에

관여하는 염기성 가스상 불순물과 가스상 유기물이 혼재되는 분위기에서도 이들 화학오염물질의 대부분을 포착할 수 있

다

본 발명에 있어서 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 갖는 것에 있어서 제 1 무기재료층을 내측으로 한 경우와 제 2

펠렛을 갖는 경우에 대해서는 외측의 제 2 무기재료층과 제 2 펠렛의 외측 부분의 코팅층에 의해 이들의 하부에 있는 제 1

무기재료층과 제 1 펠렛에 포함되는 무기산염으로부터의 발진을 방지할 수 있다 이 경우 제 2 무기재료층과 외측의 코팅

층을 구성하는 무기물의 분말이 기판의 표면오염에 관여하는 DOP DBP BHT 실록산 등의 가스상 유기물의 물리흡착에

적당한 세공을 갖고 있으면 이들 가스상 유기물이 그 세공에 의해 흡착 제거되는 효과도 있다

제 1 무기재료층을 외측으로 한 경우에는 상술한 발진 방지효과는 없어지지만 가스상 불순물의 흡착효과는 그다지 변화

하지 않으며 공기와 직접 접하는 외측의 제 1 무기재료층에서 공기 중의 염기성 가스상 불순물의 흡착 제거가 이루어지

고 내측의 제 2 무기재료층에서 공기 중의 가스상 유기불순물의 흡착 제거가 이루어진다

여기서 상기 흡착제에 대해 간단히 설명한다 상기 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규

산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기

물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 이들 무기물의 분말에 대해 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적과 상기

무기물의 세공의 비표면적에 대해 가스흡착법에 의해 측정한 결과를 [표5]의 (Ⅰ)에 나타낸다

표 5

각종 분체의 세공물성

분체시료 BET법으로 측정

비표면적(g)

N2가스흡착법으로 측정

세공용적(ccg)

5sim300Å

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규조토 200 025 (Ⅰ)

실리카겔 400 061

알루미나겔 250 060

규산알루미늄 225 060

활성알루미나 300 030

다공질 유리 400 015

활성백토 300 037

활성벤토나이트 87 023

합성제올라이트 400sim750 035sim055

활석 28 007 (Ⅱ)

카올린광물 21 006

벤토나이트 23 003

세피올라이트 295 033 (Ⅲ)

또한 실리카로써는 실리카겔을 분체시료로 하고 알루미나로써는 알루미나겔을 분체시료로 하였다 5sim300Å의 범위에

분포하는 세공에 착안한 이유는 이 범위의크기의 세공이 가스상 불순물의 물리흡착이 우수하며 처리대상공기 중의 가스

상 염기성불순물이 이들 세공에 흡착되기 쉽기 때문이다 세공표면에는 무기산염이 첨착되어 있기 때문에 물리 흡착한 가

스상 염기성불순물은 곧바로 무기산염과 중화하여 화학 흡착되며 다시 탈리되는 일은 없다 상기 무기물의 분말의 비표면

적이 클수록 무기산염이 첨착되는 면적도 커지며 가스상 염기성불순물의 흡착 용량도 커진다

단 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물에 무기산염을 첨착하면 무기산염이 세공의 공간부로 들어가기 때문에 첨착 전의 순수한

무기물과 비교하면 비표면적과 세공용적은 상당히 감소한다 또한 [표5]의 (Ⅰ)의 무기물은 모두 첨착된 무기산염과 화학

반응을 일으키지 않기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착성능이 떨어지는 일이 없다 규조토는 함

수콜로이드규산이며 산에 잘 녹지 않는다 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 다공질 유리 모

두가 산에 잘 녹지 않는다 활성알루미나는 수산화알루미늄을 가열탈수(450)하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않

는 성질을 갖고 있다 활성백토는 산성백토를 유산 처리하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않는다 활성벤토나이트는

Ca형 벤토나이트와 산성백토를 열유산으로 처리하여 몬몰리로나이트의 알루미늄과 마그네슘을 용출시켜 세공이 많은 표

면을 갖는 잉여 케이산을 만들어 낼 때에 얻을 수 있다 따라서 흡착능력 촉매능력은 보다 증가하여 산에 잘 녹지 않는다

합성제올라이트도 산에 잘 녹지 않는 성질을 갖고 있다

한편 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 바인더로써 자주 이용되는 무기물은 [표5]의 그룹 (Ⅱ)에 나타낸 바와 같이

5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 모두 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 비교하여 매우 작다 [표5]의

그룹 (Ⅲ)의 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물의 일종인 세피올라이트는 [포5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 마찬

가지로 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 크다 그러나 [표5]의 그룹 (Ⅱ) (Ⅲ)의 무기물에 무기산염

을 첨착하면 활석(Mg3[(OH)2Si4O10])과 카올린광물(Al4[(OH) 8Si4O10])과 세피올라이트

(Mg8Si12O30(OH2)4(OH)46sim8H2 O)와 같이 수산기와 무기산염이 중화하거나 이온 교환하거나 벤토나이트와 같이 양이

온교환능력에 따라 무기산염과 화학반응을 일으키거나 하기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착능

력을 잃어버린다

또한 상기 흡착제(규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리

활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착

제)의 분말에는 자기결합성이 없기 때문에 상기 흡착제의 분말을 펠렛에 성형하거나 지지체의 표면에 층상으로 고착시키

기 위해서는 바인더를 첨착하지 않으면 안된다

본 발명에서는 상기 흡착제의 분말을 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이

트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종의 무기물의 분말을 바인더 또는 충전재료로 이용하여 지지체의 표면에 고착시켜

무기재료층을 형성하거나 또는 분쇄하여 펠렛을 형성하고 있다 실리카로써는 예를 들면 실리카겔이 사용되고 알루미나

로써는 알루미나겔이 사용되며 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것이 바람직하며 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 구

조체인 것이 바람직하다 이 벌집구조의 흡착층은 세라믹상의 딱딱한 표면을 가지며 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이

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용한 종래의 케미컬필터에 비해 발진량이 매우 작다 이 지지체뿐만 아니라 상기 흡착제에 있어서 무기산염의 담지에 이용

하는 무기물 분말과 이것을 지지체 표면에 고착시키기 위해 이용하는 바인더에 대해서도 각각 무기물의 분말로 하면 본 발

명의 공기정화필터를 구성하는 재료로부터는 가스상 유기물의 탈리가 전혀 없다

본 발명에 있어서 벌집구조체라는 것은 이른바 벌의 집과 같은 구조 이외에 단면이 격자형상 물결형상 등이어서 공기가

구조체의 요소가 되는 셀을 통과할 수 있는 구조를 모두 포함한다 또한 본 발명에서는 지지체는 벌집구조체에 특정되지

않으며 암면(rock wool) 등의 3차원 메시구조체도 또한 지지체로써 이용할 수 있다 이 경우에는 메시구조의 평면방향 뿐

만 아니라 안쪽방향으로도 본 발명의 흡착제의 분말을 고착시키는 것이 좋다

지지체 표면으로의 흡착제의 고착 방법에는 무기물의 분말의 바인더에 의해 고착하는 방법과 상기 흡착제의 분말을 무

기물의 분말을 바인더로써 이용하여 분쇄하여 펠렛으로 하고 이 펠렛을 지지체 표면에 무기계 고착보조제로 접착하는 방

법이 있다

본 발명에서의 공기정화필터에 있어서 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛

또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된

제 2 펠렛 중 어느 하나를 케이싱 내에 충진한 경우에는 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상

크기 펠렛의 충진량을 적당히 선택할 수 있다는 설계상의 융통성이 있다

본 발명에 의하면 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상 크키 펠렛의 충진량을 적당히 선택할

수 있다는 설계상의 융통성이 있다

가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 충분히 제거하고자 할 경우에는 상기 흡착제의 바인더로써 이용

한 무기물 무기물α 무기물β는 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적이 중량당 02ccg 이상이거나 또는 세공의 비

표면적이 100g 이상인 것이 바람직하다 어쨌든 상기 흡착제의 분말의 바인더로써 이용한 무기재료층과 펠렛에 포함되

는 이들 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말은 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 고착시켜 두는 능력 또는

상기 흡착제의 분말을 펠렛으로 분쇄할 때의 결합제로써의 능력과 상기 흡착제를 구성하는 무기물 분말의 표면에 흡착된

무기산염에 처리대상가스가 용이하게 도달하며 또한 되돌려 받기 위한 다공성 구조를 함께 가지고 있다

상기 흡착제와 바인더로써 사용하는 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말에 인접한 부위에 형성되는 간극의 통기공을 통

해 처리대상공기는 상기 흡착제의 분말 표면에 첨착된 무기산염에 용이하게 도달할 수 있기 때문에 가스상 염기성 불순물

이 제거된다 이 때 바인더와 충진재료로써 이용한 상기 각 무기물의 분말 표면에 존재하는 상기 범위 크기의 세공의 표면

에 가스상 유기불순물이 물리 흡착되어 제거된다 본 발명의 주목적인 가스상 염기성불순물의 제거 외에 바인더와 충진재

료로써 이용하는 상기 각 무기물 분말의 세공에 의한 부차적인 효과로써 가스상 유기불순물의 일괄 제거도 실현할 수 있

다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더는 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교하여 비표면적과 세공용적은 상당히 크다 따라서 가스상

유기불순물의 물리흡착능력은 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더가 그룹 (Ⅱ)의 바인더보다 상당히 우수하다 그룹 (Ⅱ)의 활석 카

올린광물 벤토나이트 등의 바인더는 통기성을 중시하고 있으며 인접한 바인더 미립자 사이의 간극부분 또는 인접한 바인

더 미립자와 지지체에 담지하는 흡착제 미립자의 간극부분에 형성되는 통기공의 주요한 크기는 500Å 이상이 된다 결국

이 통기공이 통기성은 매우 좋음에도 불구하고 물리흡착을 일으키기 어려운 마크로 구멍이다 또한 활석 카올린광물 벤

토나이트의 바인더 미립자 자체의 표면에도 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공은 그다지 존재하지 않는다 결국 활석 카올

린광물 벤토나이트의 각 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 각각 092ccg

111ccg 049ccg이었다 [표5]와 비교하여도 그룹 (Ⅱ)이 물리흡착에 관계한 미크로 구멍과 메소 구멍은 그다지 갖지

않으며 통기성이 우수한 마크로 구멍을 갖는다는 것을 알 수 있다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더는 담지대상이 되는 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 단순히 담지하기 위해

사용된다 이 경우 가스상 염기성 불순물의 흡착능력을 높이기 위해 상기 흡착제의 분말의 담지량을 가능한 많게 하며 다

른 바인더의 상기 흡착제 분말에 대한 함유비율은 가능한 작게 하는 것이 좋다 그러나 바인더의 함유비율을 너무 적게 하

면 상기 흡착제 분말의 지지체 표면으로의 고착이 불완전해져서 박리와 발진의 원인이 된다 예를 들면 상기 흡착제 분말

에 벤토나이트의 바인더와 실리카겔의 무기계고착보조제를 혼합하여 지지체에 고착할 경우 지지체 표면의 무기재료층 중

의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 75를 상회하면 지지체 표면의 무기재료층의 기계적 강도가 약해져 실제 사용

시에 견디지 못하게 된다 결국 그룹 (Ⅱ)의 바인더에는 상기 흡착제 분말의 담지능력과 담지된 상기 흡착제 분말의 표면

에 처리대상 가스가 도달하기 쉬운 우수한 통기능력이 요구되며 가스상 유기불순물의 흡착능력은 요구되지 않는다

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이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

[표1]은 미국의 SEMATECH이 1995년 5월 31일에 발표한 Technology Transfer 95052812A-TR「Forecast of

Airborne Molecular Contamination Limits for the 025 Micron High Performance Logic Process」에 게재된 025

프로세스(1998년 이후)에 필요한 화학오염 허용농도(ppt)의 일람이다 허용농도(ppt)의 하부에 나타낸 값은 각 허용농

도의 신뢰도를 표시한 것이다

여기에는 화학오염이 심각한 4개의 반도체 제조 프로세스의 청정공간의 화학오염 허용농도가 표시되어 있다 가스상 불

순물에 대한 화학오염대책이 이루어지고 있지 않는 통상의 크린룸 분위기 중에 포함되는 화학오염농도의 실측 예는 산성

물질이 100ppt sim 1000ppt 염기성 물질이 1000ppt sim 10000ppt 유기물이 1000ppt sim 10000ppt 도펀트가 10ppt

sim 100ppt정도이다

표 1

프로세스 최대대기시간 산성물질 염기성물질 유기물 도펀트

게이트산화막 전공정 4 13000

50

13000

50

1000

75

01

90

실리사이드 1 180

50

13000

25

35000

75

1000

75

배선 24 5

50

13000

25

2000

75

10000

75

포토리소그래피 2 10000

75

1000

90

100000

50

10000

50

따라서 이들 가스상 불순물에 대한 화학오염대책이 이루어지지 않는 통상의 크린룸 분위기에서의 화학오염허용농도와

[표1]의 화학오염 허용농도를 비교하면 허용농도(ppt)의 숫자에 언더라인을 한 공정에 있어서 엄중한 제어가 필요하다는

것을 알 수 있다

결국 산성물질에서는 실리사이드공정에서 180ppt 배선공정에서 5ppt라는 신중한 제어가 필요하며 염기성물질에 대해

서는 포토리소그래피 공정에서 1ppb라는 신중한 제어가 필요하다 또한 도펀트에 대해서는 게이트산화막 전공정에서

01ppt라는 매우 신중한 제어가 필요하며 유기물에 대해서는 게이트산화막 전공정에서 1ppb 배선공정에서 2ppb라는

신중한 제어가 필요하다

반도체기판과 유리기판을 제조하기 위한 다양한 고도청정장치 예를 들면 크린룸 크린벤치 크린챔버 청정한 제품을 보

관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치와 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치에서는 [표1]에

나타낸 바와 같이 각종 가스상 산성물질 염기성물질 유기물 도펀트 등의 불순물이 문제가 된다

그 중에서 도펀트는 수용성의 보론화합물과 인산화합물로써 산성물질과 유사한 화학적 거동을 나타내며 가스상의 산성

물질을 흡착 제거하는 능력이 있는 필터는 도펀트도 흡착 제거할 수 있다 [표1]에서 알 수 있는 바와 같이 게이트산화막

전공정에서는 유기물과 도펀트의 일괄제거 배선공정에서는 산과 유기물의 일괄제거가 각각 필요하다

[표1]에는 기재되어 있지 않지만 포토리소그래피공정에서 발생하는 가스상 오염물질에는 암모니아 이외에

HMDS(hexamethyldisilazane) 및 그 분해물이 있다 HMDS는 인막과 실리콘웨이퍼의 밀착성을 좋게 하기 위해 웨이퍼에

도포하는 친유성 물질로 표면(웨이퍼 렌즈 유리 등)에 매우 부착하기 쉽다 HMDS는 2sim3일 간 가수분해하여 암모니아

와 트리메틸실라놀(trimethylsilanol)로 가스화된다 트리메틸실라놀이 렌즈와 거울에 부착하여 이들의 표면을 뿌옇게 흐

려지게 하면 노광처리 할 때에 노광장해를 일으킨다 선폭 025 사이즈의 디바이스에서는 KrF레이저 노광(248nm)을

사용하고 있었지만 2000년경부터 양산이 시작되리라 예상되는 기가비트 대응의 선폭 018 사이즈의 디바이스에서도

KrF레이저 노광은 계속 이용되리라 생각된다

HMDS와 트리메틸실라놀에 의한 렌즈의 흐려짐은 치명적 악영향을 미친다 HMDS와 트리메틸실라놀은 모두 이온화되

지 않는 유기물이며 1997년 시점의 포토리소그래피 공정에서는 암모니아 정도로 문제가 되지는 않지만 기가비트(Gbit)

대응의 선폭 018 사이즈의 디바이스 제조의 포토리소그래피 공정에서는 염기와 유기물의 일괄제거가 필요해진다

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이들 4종의 화학오염물질 중에서 산성물질 염기성물질 도펀트의 3종은 수용성인 것이 많으며 이온교환반응 중화반응

을 일으키기 쉽다 따라서 이들 3종의 화학오염물질을 청정공간의 공기 중으로부터 제거하는 수단으로써는 습식세정(스

크러버세정)에 의한 수용액에 용해하는 제거방법과 이온교환섬유와 약품첨착활성탄 등의 이른바 케미컬필터에 의한 화학

흡착방법이 있다 한편 4종의 화학오염물질 중에서 유기물에 대해서는 물에 쉽게 용해되지 않는 것이 많으며 청정공간의

공기 중으로부터 제거하는 수단으로써는 활성탄에 의한 물리흡착방법이 있다

산성물질 염기성물질 도펀트의 가스상 무기불순물은 상술한 바와 같이 지금까지 습식세정 이온교환섬유 약품첨착활

성탄의 3가지 방법으로 제거되어 왔다

습식세정은 액적분무에 의해 산성물질 염기성물질 도펀트를 용해 제거하는 방법이다

약품첨착활성탄을 이용한 케미컬필터의 가장 간소한 형식으로써 소정의 케이스 등에 약품첨착입상활성탄을 채운 충진통

이 알려져 있다 또한 그 외 형식으로써 약품을 첨착한 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르부직포의 유

기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로 구성한 케미컬필터와 약품을 첨착한 입상활성탄을 우레탄 폼과 부직포에 접착제로

확고하게 부착시킨 블럭형상 및 시트형상의 케미컬필터도 알려져 있다 이들 케미컬필터는 첨착약품과의 중화반응에 의해

가스상 산성물질 염기성물질을 흡착 제거한다

이온교환섬유를 이용한 케미컬필터는 공기 중에 포함되는 산성염기성의 불순물인 각종 이온을 산성 양이온 교환섬유와

염기성 음이온 교환섬유를 기재로 하는 부직포 초지(抄紙) 펠트 등으로 이루어지는 필터로 이온교환 제거하는 것이다

그러나 습식세정에서는 분무장치의 이니셜 코스트가 크고 분무의 고압력 손실에 의한 런닝코스트도 무시할 수 없다 더

욱이 반도체소자(LSI)와 LCD의 제조 시에 이용되는 고도청정장치는 온도가 23sim35 상대습도가 40sim55로 유지되고

있다 따라서 고도청정장치 내의 공기를 습식세정하면서 순환시킬 경우 액적분무 후의 온도저하와 습도상승에 대처하기

위해 액적분무 후의 공기에 대해 다시 온도 및 습도를 제어할 필요가 있다 또한 액적분무 후의 공기 중에 잔존하는 액적

제거수단도 분무장치의 후단 측에 필요하게 된다(이른바 캐리오버 문제) 또한 분무장치에서 순환 사용되는 세정액의 처

리 예를 들면 박테리아류의 발생방지와 용해오염물의 농축분리라는 수처리 특유의 문제가 있다

또한 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이용한 이른바 케미컬필터에서는 다음과 같은 문제가 있다 우선 양자에 다음

과 같은 공통된 문제가 있다 예를 들면 천정면이 청정공기의 취출면이 되는 크린룸의 경우 천장에 취부되어 있는 입자제

거용 필터의 상류측에 케미컬필터를 배치하는 것이 크린룸의 공기분위기 중의 가스상 불순물을 제거하기 위해 매우 유효

한 수단이지만 활성탄은 소방법에 지정된 가연물이며 이온교환섬유도 매우 불이 붙기 쉬운 소재로 이루어져 있어 화기에

매우 엄중한 주위가 필요하다 따라서 방재 상의 관점에서 활성탄과 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터는 천정에 배치하

기 어렵다

또한 약품첨착활성탄을 이용한 케미컬필터에서는 다음과 같은 문제점이 있다 충진통 형식의 종래 케미컬 필터는 불순

물의 흡착효과는 높지만 압력손실(통기저항)이 높다는 결점이 있다 펠트형상과 시트형상의 종래의 케미컬필터에는 우수

한 통기성이 있으며 흡착효율도 충진통 형식에 뒤지지 않는다 그러나 구성재료(예를 들면 부직포 유기계 바인더 등)와

활성탄을 시트에 부착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 에폭시계수지 실리콘계수지 등)와

필터재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 사용하는 시일재(예를 들면 네오프렌계고무와 실리콘계고무 등)로부터 발생한

가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함되어 반도체의 제조에 악영향을 미칠 가능성이 있다

결국 이들 펠트형상과 시트형상 약품첨착활성탄을 사용한 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 산성

또는 염기성의 극미량의 불순물과 ppt오더의 도펀트는 제거하지만 케미컬필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을

통과공기 중에 혼입시켜 버리는 것이다 이들 케미컬 필터의 대부분은 원래 주거환경의 유해가스와 악취를 제거하기 위해

개발되어 그대로 케미컬필터에 전용한 것이다 따라서 그 성능 사양은 주거환경의 분야에 적합하기 때문에 반도체 소자

(LSI)와 LCD의 제조시의 기판 표면오염의 원인이 되는 극미량의 가스상 무기불순물을 제거하는 공기정화필터로써 이용

하기 위해서는 성능상 원래 무리가 있었다

예를 들면 약품첨착활성탄을 사용한 케미컬필터로써는 일본특허 공개공보 소61-103518호에 개시된 것이 있다 이것은

분말활성탄과 에멀젼형 접착제와 고체산을 포함하는 수용액을 우레탄 폼으로 이루어지는 기재에 함침시킨 후에 건조시킨

필터이다 그러나 이 케미컬필터에서는 에멀젼형 접착제로써 개시되는 합성고무라텍스와 그 외의 물분산계의 유기접착제

로부터 그리고 기재인 우레탄폼 자체로부터도 가스상 유기물의 탈리가 발생한다

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한편 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 다음과 같은 문제가 있다 이온교환섬유를 기재로 하는 부직포 초지 펠

트 등을 우수한 통기성을 갖는 필터 여재로 가공하기 위해 사용되는 바인더 접착제 그리고 여재를 주위의 프레임에 고착

하기 위해 이용하는 시일재 등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함되어 반도체의

제조에 악영향을 미칠 가능성이 있다 또한 필터 여재로부터 분진이 발생하는 문제점도 있다

이온교환섬유를 이용한 케미컬필터로써 일본특허 공개공보 평6-63333호와 일본특허 공개공보 평6-142439호에 기재

된 것이 있다

전자의 공기정화시스템에 이용되는 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile)계

섬유로 카르본산기를 갖는 양이온 교환섬유와 비닐론계 섬유로 4급 암모늄기를 갖는 음이온 교환섬유 등을 유리섬유와 열

접착성 섬유상 바인더와 혼합하여 케미컬필터의 여재를 구성한다 따라서 이 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨

가제로부터는 가스상 유기물의 탈리가 발생하며 이온교환기의 일부가 카르본산의 암모니아로써 탈리하는 일도 있다

또한 후자의 크린룸 내의 미량오염공기의 정화방법에 이용되는 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 폴리에틸렌과

폴리프로필렌의 섬유부직포에 양이온 교환기로써 술폰산기 카르본산기와 인산기를 도입하거나 음이온 교환기로써 강염

기성의 4급 암모늄기와 보다 저급의 아민을 포함하는 약염기성기를 도입하여 제작한 이온교환섬유가 이용되고 있다 따라

서 구성재료의 고분자섬유부직포에 포함되는 각종 첨가제로부터 가스상 유기물의 탈리가 발생하며 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산 암모니아와 아민으로써 탈리하는 일도 있다

또한 포토리소그래피공정과 같이 암모니아와 같은 염기성불순물과 HMDS와 트리메틸실라놀과 같은 가스상 유기불순물

을 동시에 포함하는 공기를 처리하는 경우 염기성불순물제거용 흡착소재와 유기불순물제거용 흡착소재를 각각 별도로 준

비하고 이들 2종류의 흡착소재를 혼합한 것을 하나의 흡착층에 형성하여 사용하거나 혹은 2종류의 흡착소재로 별도로 염

기성불순물제거용 흡착층과 유기불순물제거용 흡착층을 제작하여 적층 사용하는 번잡함이 있었다

[표1]의 4개의 프로세스가 실행되는 크린룸 내의 분위기가 분리되지 않고 혼합되는 경우 예를 들면 1개의 큰 크린룸 내

에서 복수의 프로세스가 이루어지고 있는 경우에는 다음과 같은 문제가 발생하였다 예를 들면 무기불순물에 민감한 어떤

프로세스에 있어서 종래의 케미컬필터를 사용하여 가스상 무기불순물을 제거하면 기판의 품질은 향상된다 이것은 그 프

로세스에서는 케미컬필터 자신이 발생하는 가스상 유기불순물이 기판의 품질에 영향을 미치지 않았기 때문이다 그러나

해당 가스상 유기불순물이 같은 룸에 있는 유기불순물에 민감한 다른 프로세스에서는 기판의 표면오염을 일으켜 품질 저

하를 초래하는 일이 있다

따라서 복수의 프로세스가 혼재된 큰 크린룸에서는 가스상 무기불순물의 제거를 목적으로 하는 케미컬필터에 대해서는

이들의 가스상 무기불순물의 제거성능이 뛰어날 뿐만 아니라 케미컬필터 자신이 가스상 유기불순물을 발생해서는 안된다

따라서 가스상 무기불순물을 제거할 뿐만 아니라 크린룸 내의 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순

물도 일괄 제거할 수 있는 케미컬필터의 개발이 강력히 요망되고 있다

또한 포토리소그래피공정과 같이 염기성 무기불순물과 유기불순물이 혼재되어 포함되는 공기를 처리할 경우 종래에는

염기성 무기불순물제거용 케미컬필터와는 별도로 활성탄을 이용한 유기불순물제거용 케미컬필터가 필요하였다 따라서

이 점에서도 개선이 요구되었다

이상과 같은 점을 고려하면 산성오염 염기성오염과 유기물오염을 방지할 수 있는 크린룸과 크린벤치 등의 고도청정장치

에 케미컬필터를 적용할 때의 유의점은 다음과 같다

(1) 케미컬필터 자신이 가스상 불순물과 입자상 불순물의 오염원이 되지 않을 것 (즉 2차 오염원이 되지 않는 것)

(2) 케미컬필터의 압력손실이 낮을 것

(3) 가스상 불순물의 제거성능이 높고 수명이 길 것이다

종래의 케미컬필터는 이와 같은 유의점을 만족시키는 것이 아니었다

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따라서 본 발명의 목적은 방재라는 점에서 우수하며 필터 자신으로부터 가스상 유기불순물과 가스상 무기불순물의 탈리

가 없으며 특히 포토리소그래피 공정에서 문제가 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물에 의한 기판 등의 표면

오염을 방지할 수 있는 공기정화필터와 이 공기정화필터를 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다 또한 본 발명의 다른 목

적은 그 공기정화필터를 이용한 고도청정장치를 제공하는 것에 있다

발명의 상세한 설명

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 하기의 흡착제가 고착된 무기재료층

을 갖고 있다 이 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질

유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된

것이다 또 상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 다음의 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 지지체의 표면에 상기 흡착제

가 고착된 무기재료층을 갖고 있다 이 무기물α는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루

미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성

벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 것이다 또 상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은

100Å 이상이다

본 발명에 있어서 「충진재료」라는 것은 흡착제와 함께 무기재료층을 구성하는 요소로 흡착제의 분자 사이를 메우지만

흡착제와의 사이에 통기공을 유지하도록 배치되는 재료이다 또한 상기 무기물α는 상기 흡착제와 지지체 또는 상기 흡착

제 끼리를 고착하는데 작용하지만 영속적인 고착을 보증할 정도의 기능은 없으며 고착을 확고히 하기 위해서는 실리카졸

과 알루미나졸 등의 무기계 고착보조제를 사용할 필요가 있다 「바인더」「충전재료」라는 말은 상기 흡착제의 고착정

도에 따라 분리하여 사용되고 있지만 물질자체는 상기 무기물α로써의 열거에 따라 규정되어 있다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 하기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록

하여 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 지지체의 표면에 적층되어 있다 제 1 무기재료층은 상기 흡착제가 무기물의

분말을 바인더로 하여 형성된 층이다 제 2 무기재료층은 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알

루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 층이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 상기 흡착제가 입상으로 된 펠렛

이 지지체의 표면에 고착되어 있다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 하기의 제 1 펠렛의 주위에 하기의 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며

이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있다 제 1 펠렛은 상기 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이

다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상

구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이

다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2

펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있다

이와 같은 본 발명의 공기를 정화하는 필터에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균 세공직경은

100Å 이상이다 또한 상기 무기산염으로써는 유산염이 바람직하며 상기 지지체는 벌집구조체가 바람직하다 이 벌집구

조체는 무기섬유를 필수성분으로 하여 제작하는 것이 좋다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 하기의 흡착제와 하기의 무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담

그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 지지체의 표면에 무기재료층을 고착시키는 공정을 갖는다 흡착제는 상술한

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 또한 무기물α는 상

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술한 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미

나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 흡착제와 바인더로써의 무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 그 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과 상기 제 1 무기재

료층을 형성한 지지체를 하기의 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 제 1

무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 지지체의 표면에 상기 제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기

제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

이와 같은 공기정화필터를 제조하는 방법에서는 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 현탁액에 별도로 용해시켜 두고

공정을 다시 추가해도 좋다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 하기의 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성하는 공

정과 이 흡착제의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 담근 후 지지체

를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다 무기물γ은 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어

진 것이다 이 경우 상기 현탁액에 다시 별도로 무기산염을 용해시켜 두고 공정을 추가하여도 좋다 이 방법은 용해도가

작은 즉 현탁액 속에서 잘 용해되지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말을 바인더로써의 무기물α와 혼합한 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과 건조 후 상기 지지체를 무

기산염의 용해액에 담그는 공정과 상기 용해액에 담근 후 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다

이 방법은 용해도가 큰 즉 현탁액 속에서 잘 녹지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다 더욱이 무기물의 분말

즉 무기흡착재의 담지공정 후 건조시키고 있기 때문에 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있으며 무기산염의 첨착량이 많

은 흡착제를 얻을 수 있다 본 발명에서는 무기산염의 첨착대상이 되는 약품의 담지체를 흡착재로 칭하며 흡착재에 무기

산염을 담지한 것을 흡착제로 칭한다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α을 무기산염의 용해액에

혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을

갖는다 이 경우에는 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않기 때문에 공정수를 줄일 수 있다

이상의 본 발명의 각 공기정화필터를 제조하는 방법에 있어서 무기산염은 유산염을 이용할 수 있다

본 발명의 고도청정장치는 청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와 상기 순환경로에 배치된 공

기정화필터와 상기 순환경로에서의 상기 공간 보다 상류측이고 또한 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불

순물을 제거하는 필터를 가지며 상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로써 지지체의 표면에 다음의 흡착제가 고

착된 무기재료층을 갖는다 이 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루

미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기

산염이 첨착된 것이다

본 발명의 고도청정장치에 있어서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하

여 지지체의 표면에 상기 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 사용하여도 좋다 이 무기물α는 활석 카올린광물

벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구

조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이

다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 하기의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층 중 어느 한쪽이

지지체의 표면에 접하도록 하여 이들 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 사용하

여도 좋다 제 1 무기재료층은 상기 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로써 형성된 층이다 제 2 무기재료층은 규조토 실리

카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘

질 점토공물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 층이다

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본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착

제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 제 1 펠렛의 주위에 다음의 무기물β의 분말이 코팅

되어 제 2 펠렛이 형성되며 이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다 제 1 펠렛은 상기 흡착

제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는

합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하고 상기

흡착제가 분쇄된 펠렛 또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분

말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있는 것을 사용할 수 있다

이상의 각 고도청정장치에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치하

여도 좋다

본 발명의 공기를 정화는 필터에서는 무기재료층 내에서 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 미립자가 인접하는 부분

에 통기공이 되는 간극이 형성되어 있다 처리대상가스는 이 무기재료층의 표면으로부터 상기 통기공을 통과하도록 무기

재료층의 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외부로 나오거나 한다 이와 같이 무기재료층 내를 통과할 때

에 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순물이 흡착 제거된다

흡착재에 무기산염이 첨착되어 있는 본 발명의 공기정화필터는 모두 무기물로 구성되며 활성탄과 같은 가연물은 물론

고온분위기에 놓였을 경우와 산성약품과 공존하는 경우에 분해하도록 유기물질이 포함되어 있지 않다 따라서 방재상으

로도 우수하다 더욱이 무기산염으로써의 산성약품을 첨착한 후의 고온에서의 베이킹이 가능하기 때문에 청정공간에 적

용할 경우에 문제가 되는 불순물 가스를 미리 탈리할 수 있다 그 결과 1의 통기속도로 필터 내에 공기를 통기시킨 경우

이 공기정화필터로부터의 배출가스의 양은 1ppb이하로 하는 것이 가능하다

종래의 활성탄흡착제와 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기물의 흡착제의 수명에 대해 설명한다 우선 활성탄과 무기

물의 무기산염의 각 첨착량을 측정한 결과를 [표2]에 나타낸다 이것은 활성탄과 무기물의 단위중량 당 각종 무기산염의

첨착량을 중량로 나타낸 것이다 활성탄과 무기물의 중량은 수분을 함유하지 않는 건조시의 중량이다 그리고

24sim28의 중량농도의 각종 무기산염의 수용액에 활성탄과 무기물을 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간

통풍 건조하여 각종 무기산염의 첨착량을 측정하였다 또한 활성탄으로써는 다케다약품 공업주식회사의 「기상흡착용 활

성탄 입상 백로Gx」를 이용하였다 이 활성탄의 비표면적은 1200g 세공용적은 086ccg이다 또한 실리카 알루미

나계 흡착재 합성제올라이트 등의 비표면적 세공용적은 [표5]에 나타낸 바와 같다

(표2)

활성탄과 무기물의 분말에 대한 무기산염의 첨착량을 측정한 결과

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

무기산염의 종류 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

무기산염의

수용액 농도()

24 27 28 24 24

활성탄 15 34 37 17 20

규조토 39 84 96 42 51

실리카겔 96 206 239 107 123

알루미나겔 95 200 240 105 120

실리카겔과 알루미나겔의 혼합물 90 195 235 104 120

규산알루미늄 96 203 237 106 122

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활성알루미나 47 100 116 51 60

다공질유리 24 52 57 26 30

활성백토 58 123 145 64 73

활성벤토나이트 36 76 90 40 46

합성제올라이트

(친수성)

70 150 175 78 90

주)활성탄 또는 무기물의 중량은 수분을 포함하지 않는 건조시의 중량

[표2]에서 알 수 있는 바와 같이 실리카 알루미나계 흡착재 합성제올라이트 등의 무기물은 무기산염의 첨착량을 활성

탄보다 훨씬 많게 할 수 있다 따라서 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기계 흡착제는 활성탄흡착제보다 가스상 염기성

불순물의 흡착수명이 길다

다음 배출가스에 대해 설명한다 무기산염 등의 약품을 첨착한 섬유상의 활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르

부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로 한 케미컬필터와 약품을 첨착한 입상활성탄을 우레탄폼과 부직포에 접

착제로 확고히 부착시킨 블럭형상 및 시트형상의 케미컬 필터에서는 유기계 바인더 우레탄폼 부직포 접착제의 유기성

구성부재 자체로부터 유기불순물 가스가 배출된다 또한 이 유기성 구성부재와 첨착한 약품산의 반응으로부터도 유기불

순물 가스가 배출된다

이 배출가스의 저감에는 필터 전체를 고온 가열하는 이른바 베이킹이 효과적이다 그러나 활성탄의 발화점인 390에

도달하지 않은 겨우 100sim150의 가열로도 이들 유기성 구성부재 자체가 용해를 개시하여 필터로써의 사용에 견디지

못한다 또한 활성탄을 갖는 필터는 무기산염으로써 유산지르코늄을 첨착한 경우 유산지르코늄의 분해온도인 380에

가까운 온도에서는 발화되기 때문에 예를 들면 350까지 고온으로 하는 것은 불가능하다

이것에 대해 무기소재만으로 구성된 본 발명의 공기정화필터에서는 무기산염의 첨착 전의 무기재료층이 형성된 지지체

전체를 350 이상의 고온에서 베이킹하는 것이 가능하며 무기재료층에 혼입되었던 불순물에 기인하는 배출가스를 모두

이 베이킹 처리로 추출할 수 있다 후술하는 [표5]에 나타낸 바와 같은 본 발명에서 사용할 수 있는 분말체는 모두 350

로 가열하여도 그 세공물성은 거의 변화하지 않으며 필터로써의 성능 사양에 영향을 미치지 않는다

인산을 첨착한 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로

한 구성의 종래 케미컬필터와 본 발명의 예를 들면 실리카겔로 이루어지는 무기재료층이 형성된 지지체로써의 벌집지지

체 전체를 각각 350의 온도에서 1시간 가열한 후에 유산알루미늄 14sim18수(관동화학 주식회사「록특급(鹿特級)」)의

중량 농도 27의 수용액에 30분 담갔다가 꺼낸 후 120의 열풍으로 2시간 건조시켜 공기정화필터를 제작하여 이들 각

공기정화필터에 대해 각각 정격풍량의 정제 공기를 통기한 경우에 이온 크로마토그래피로 검출되는 수용성 배출가스 농도

를 [표3]에 나타내었다 또한 참고로 정제 공기 자체에 포함되어 있는 불순물 가스 농도의 측정결과도 백그라운드 값으로

써 나타내었다

(표3)

종래와 본 발명의 공기정화필터의 배출가스 농도 측정 결과

(vol ppb)

초산 개미산 NH3 염소 SO2 NO2

종래의 활성탄사용 필터 30 18 022 007 000 002

본 발명의 공기정화필터 071 019 002 010 000 010

정제공기만의 백그라운드 002 001 001 002 000 005

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이 결과에 의하면 본 발명에 의한 공기정화필터에 의하면 필터 자신으로부터의 배출가스의 발생이 종래의 활성탄필터보

다 훨씬 적다는 것을 확인할 수 있다 또한 표 중의 초산과 개미산은 필터에 포함되는 유기성 구성부재가 첨착약품산과 반

응하여 생기는 유기산이라 생각할 수 있다 또한 NH3 염소 NO2에 대해서는 첨착하는 약품산에 원래 함유되어 있던 불

순물에 의해 발생한다고 생각할 수 있다

다음 제조방법에 대해 설명한다 본 발명에서는 무기흡착재를 사용하고 있으며 탈수 처리하여 건조시킨 상태로 대기압

하의 분위기 중에서 약품용액(무기산염용액)에 담그면 그 흡습성에 의해 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투한다 이

것에 대해 활성탄은 소수성이며 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투하기 어렵다 따라서 종래 기술에서는 침투시키

기 위해 감압가압조작이 필요하였다 따라서 대기압 하에서의 함침에 의한 약품첨착량은 [표2]에 나타낸 바와 같이 무기

흡착재 쪽이 활성탄흡착재보다 훨씬 많아진다

무기물인 실리카겔의 분말을 120의 공기에서 1시간 동안 통기 건조하여 수분함유량을 전체 중량의 1 이하로 하여

그대로 건조보관고에서 보관한 경우와 실리카겔의 분말을 수분함유 중량이 전체의 약30인 상태에서 통상의 실내 분위

기 (약 20 상대습도 50) 중에서 장시간 방치한 경우에 있어서 이들 각각의 실리카겔 분말을 대해 24sim28의 중량

농도의 각종 무기산염의 수용액에 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간 통기 건조하였을 때의 각각의 경우의

각종 무기산염의 첨착량을 [표4]에 나타내었다

(표4)

실리카겔의 탈수처리 유무에 따른 각종 무기산염 첨착량의 차이

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

실리카겔의 상태 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

탈수처리안함 96 206 239 107 123

탈수처리함 121 260 313 134 159

[표4]에서 알 수 있는 바와 같이 탈수처리를 한 경우가 탈수처리를 하지 않은 경우보다 25sim33 각종 무기산염의 첨

착량을 증가할 수 있었다 그 이유는 탈수처리에 의해 실리카겔 세공 내의 수분이 추출되었기 때문에 약품용액에 담그면

용액이 세공 내부까지 용이하게 침투하였기 때문이다

흡착재로의 첨착약품으로써 유기산이 아닌 무기산염을 이용한 것은 다음과 같은 이유 때문이다

유기산은 카르본산이라고도 하며 이 카르복실기(carboxylation)(-COOH)에 붙는 것의 수는 수 천종에서 수 만종이다

카르본산은 가스상 물질로써 탈리하면 유기물의 오염물질이 된다 또한 유기산을 포함하는 공기정화필터를 고도청정장치

내에서 장기간 사용할 경우 유기산 자체는 그대로 가스화되지 않더라도 예를 들면 유기산을 영양원으로 하는 미생물이

번식하여 유기산이 점점 분해되어 초산과 같은 가스화되기 쉬운 물질로 변화하며 가스상 분해물에 의한 새로운 오염이 발

생할 우려도 있다 또한 유기산이 분해되어 버리면 가스상 염기성 불순물을 중화하여 화학 흡착하는 유기산의 첨착약품으

로써의 당초의 능력을 잃어버린다 한편 무기산염은 미생물의 영양원은 되지 않으며 반대로 무기산염에는 미생물에 대한

살균작용이 있다고 알려져 있다 따라서 고도청정장치에서 사용하는 흡착재로의 첨착물은 유기산보다 무기산염이 바람직

하다

한편 무기산은 산성도가 크면 인체에 대해 위험물인 경우가 많다(예를 들면 유산 초산 등) 또한 산성도가 큰 무기산을

포함한 공기정화필터가 폐기물로써 환경 중에 방출되면 빗물에 용출된 무기산은 수질오염의 원인이 된다 따라서 흡착재

에 첨착하는 산성물질로써는 산성도가 작고 인체에 위험성이 적은 무기산염이 적합하다

따라서 제올라이트에는 천연제올라이트와 합성제올라이트가 있지만 공업적으로는 순도가 낮은 천연제올라이트보다 합

성제올라이트의 사용이 일반적이다 천연제올라이트는 3sim10Å 크기의 세공을 갖지만 합성제올라이트에서는 균일한 세

공의 것을 제조할 수 있다

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본 발명에서 충진소재 즉 흡착제의 각각의 입자 사이를 충진하기 위한 재료로써 합성제올라이트를 사용한 경우 무기물

의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제 각각의 입자 사이에 각각 제올라이트입자가 충진되며 흡착제 입자와 제올라이트 입

자의 인접부분에 통기공이 되는 간극이 형성된다 이 통기공은 처리대상 공기가 흡착재 입자에 첨착된 무기산염에 도달하

도록 기능한다

또한 합성제올라이트가 갖는 세공은 처리대상공기가 통기공을 투과할 때에 그 세공 크기보다 작은 분자직경의 가스상

유기불순물을 흡착 제거한다 따라서 처리대상 공기 중에 포함되는 가스상 유기불순물의 종류에 따라 합성제올라이트의

세공직경을 선택하면 가스상 유기불순물을 흡착하는 기능이 양호한 공기정화필터를 설계할 수 있다

본 발명에서의 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나

의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 펠렛을 갖는 것에 대해서는 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말의 미립자가 인접하는 부분에

는 통기공이 되는 간극이 형성되며 처리대상가스는 펠렛의 표면으로부터 상기 통기공을 재빨리 빠져나가도록 펠렛 내부

로 들어가거나 반대로 펠렛 내부로부터 외부로 나오거나 한다 그리고 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순

물이 흡착 제거된다

본 발명에 있어서 상기 흡착제로 공기 중의 염기성 가스상 불순물을 흡착 제거할 수 있으며 바인더로써 이용하는 무기

분말은 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 세공을 갖는 종류를 적당히 선택하여 DOP(dioctyl phthalate) DBP(dibutyl

phthalate) BHT(butyl hydroxytoluene) 실록산 등의 가스상 유기물을 흡착 제거할 수 있기 때문에 기판의 표면오염에

관여하는 염기성 가스상 불순물과 가스상 유기물이 혼재되는 분위기에서도 이들 화학오염물질의 대부분을 포착할 수 있

다

본 발명에 있어서 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 갖는 것에 있어서 제 1 무기재료층을 내측으로 한 경우와 제 2

펠렛을 갖는 경우에 대해서는 외측의 제 2 무기재료층과 제 2 펠렛의 외측 부분의 코팅층에 의해 이들의 하부에 있는 제 1

무기재료층과 제 1 펠렛에 포함되는 무기산염으로부터의 발진을 방지할 수 있다 이 경우 제 2 무기재료층과 외측의 코팅

층을 구성하는 무기물의 분말이 기판의 표면오염에 관여하는 DOP DBP BHT 실록산 등의 가스상 유기물의 물리흡착에

적당한 세공을 갖고 있으면 이들 가스상 유기물이 그 세공에 의해 흡착 제거되는 효과도 있다

제 1 무기재료층을 외측으로 한 경우에는 상술한 발진 방지효과는 없어지지만 가스상 불순물의 흡착효과는 그다지 변화

하지 않으며 공기와 직접 접하는 외측의 제 1 무기재료층에서 공기 중의 염기성 가스상 불순물의 흡착 제거가 이루어지

고 내측의 제 2 무기재료층에서 공기 중의 가스상 유기불순물의 흡착 제거가 이루어진다

여기서 상기 흡착제에 대해 간단히 설명한다 상기 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규

산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기

물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 이들 무기물의 분말에 대해 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적과 상기

무기물의 세공의 비표면적에 대해 가스흡착법에 의해 측정한 결과를 [표5]의 (Ⅰ)에 나타낸다

표 5

각종 분체의 세공물성

분체시료 BET법으로 측정

비표면적(g)

N2가스흡착법으로 측정

세공용적(ccg)

5sim300Å

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규조토 200 025 (Ⅰ)

실리카겔 400 061

알루미나겔 250 060

규산알루미늄 225 060

활성알루미나 300 030

다공질 유리 400 015

활성백토 300 037

활성벤토나이트 87 023

합성제올라이트 400sim750 035sim055

활석 28 007 (Ⅱ)

카올린광물 21 006

벤토나이트 23 003

세피올라이트 295 033 (Ⅲ)

또한 실리카로써는 실리카겔을 분체시료로 하고 알루미나로써는 알루미나겔을 분체시료로 하였다 5sim300Å의 범위에

분포하는 세공에 착안한 이유는 이 범위의크기의 세공이 가스상 불순물의 물리흡착이 우수하며 처리대상공기 중의 가스

상 염기성불순물이 이들 세공에 흡착되기 쉽기 때문이다 세공표면에는 무기산염이 첨착되어 있기 때문에 물리 흡착한 가

스상 염기성불순물은 곧바로 무기산염과 중화하여 화학 흡착되며 다시 탈리되는 일은 없다 상기 무기물의 분말의 비표면

적이 클수록 무기산염이 첨착되는 면적도 커지며 가스상 염기성불순물의 흡착 용량도 커진다

단 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물에 무기산염을 첨착하면 무기산염이 세공의 공간부로 들어가기 때문에 첨착 전의 순수한

무기물과 비교하면 비표면적과 세공용적은 상당히 감소한다 또한 [표5]의 (Ⅰ)의 무기물은 모두 첨착된 무기산염과 화학

반응을 일으키지 않기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착성능이 떨어지는 일이 없다 규조토는 함

수콜로이드규산이며 산에 잘 녹지 않는다 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 다공질 유리 모

두가 산에 잘 녹지 않는다 활성알루미나는 수산화알루미늄을 가열탈수(450)하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않

는 성질을 갖고 있다 활성백토는 산성백토를 유산 처리하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않는다 활성벤토나이트는

Ca형 벤토나이트와 산성백토를 열유산으로 처리하여 몬몰리로나이트의 알루미늄과 마그네슘을 용출시켜 세공이 많은 표

면을 갖는 잉여 케이산을 만들어 낼 때에 얻을 수 있다 따라서 흡착능력 촉매능력은 보다 증가하여 산에 잘 녹지 않는다

합성제올라이트도 산에 잘 녹지 않는 성질을 갖고 있다

한편 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 바인더로써 자주 이용되는 무기물은 [표5]의 그룹 (Ⅱ)에 나타낸 바와 같이

5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 모두 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 비교하여 매우 작다 [표5]의

그룹 (Ⅲ)의 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물의 일종인 세피올라이트는 [포5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 마찬

가지로 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 크다 그러나 [표5]의 그룹 (Ⅱ) (Ⅲ)의 무기물에 무기산염

을 첨착하면 활석(Mg3[(OH)2Si4O10])과 카올린광물(Al4[(OH) 8Si4O10])과 세피올라이트

(Mg8Si12O30(OH2)4(OH)46sim8H2 O)와 같이 수산기와 무기산염이 중화하거나 이온 교환하거나 벤토나이트와 같이 양이

온교환능력에 따라 무기산염과 화학반응을 일으키거나 하기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착능

력을 잃어버린다

또한 상기 흡착제(규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리

활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착

제)의 분말에는 자기결합성이 없기 때문에 상기 흡착제의 분말을 펠렛에 성형하거나 지지체의 표면에 층상으로 고착시키

기 위해서는 바인더를 첨착하지 않으면 안된다

본 발명에서는 상기 흡착제의 분말을 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이

트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종의 무기물의 분말을 바인더 또는 충전재료로 이용하여 지지체의 표면에 고착시켜

무기재료층을 형성하거나 또는 분쇄하여 펠렛을 형성하고 있다 실리카로써는 예를 들면 실리카겔이 사용되고 알루미나

로써는 알루미나겔이 사용되며 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것이 바람직하며 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 구

조체인 것이 바람직하다 이 벌집구조의 흡착층은 세라믹상의 딱딱한 표면을 가지며 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이

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용한 종래의 케미컬필터에 비해 발진량이 매우 작다 이 지지체뿐만 아니라 상기 흡착제에 있어서 무기산염의 담지에 이용

하는 무기물 분말과 이것을 지지체 표면에 고착시키기 위해 이용하는 바인더에 대해서도 각각 무기물의 분말로 하면 본 발

명의 공기정화필터를 구성하는 재료로부터는 가스상 유기물의 탈리가 전혀 없다

본 발명에 있어서 벌집구조체라는 것은 이른바 벌의 집과 같은 구조 이외에 단면이 격자형상 물결형상 등이어서 공기가

구조체의 요소가 되는 셀을 통과할 수 있는 구조를 모두 포함한다 또한 본 발명에서는 지지체는 벌집구조체에 특정되지

않으며 암면(rock wool) 등의 3차원 메시구조체도 또한 지지체로써 이용할 수 있다 이 경우에는 메시구조의 평면방향 뿐

만 아니라 안쪽방향으로도 본 발명의 흡착제의 분말을 고착시키는 것이 좋다

지지체 표면으로의 흡착제의 고착 방법에는 무기물의 분말의 바인더에 의해 고착하는 방법과 상기 흡착제의 분말을 무

기물의 분말을 바인더로써 이용하여 분쇄하여 펠렛으로 하고 이 펠렛을 지지체 표면에 무기계 고착보조제로 접착하는 방

법이 있다

본 발명에서의 공기정화필터에 있어서 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛

또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된

제 2 펠렛 중 어느 하나를 케이싱 내에 충진한 경우에는 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상

크기 펠렛의 충진량을 적당히 선택할 수 있다는 설계상의 융통성이 있다

본 발명에 의하면 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상 크키 펠렛의 충진량을 적당히 선택할

수 있다는 설계상의 융통성이 있다

가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 충분히 제거하고자 할 경우에는 상기 흡착제의 바인더로써 이용

한 무기물 무기물α 무기물β는 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적이 중량당 02ccg 이상이거나 또는 세공의 비

표면적이 100g 이상인 것이 바람직하다 어쨌든 상기 흡착제의 분말의 바인더로써 이용한 무기재료층과 펠렛에 포함되

는 이들 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말은 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 고착시켜 두는 능력 또는

상기 흡착제의 분말을 펠렛으로 분쇄할 때의 결합제로써의 능력과 상기 흡착제를 구성하는 무기물 분말의 표면에 흡착된

무기산염에 처리대상가스가 용이하게 도달하며 또한 되돌려 받기 위한 다공성 구조를 함께 가지고 있다

상기 흡착제와 바인더로써 사용하는 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말에 인접한 부위에 형성되는 간극의 통기공을 통

해 처리대상공기는 상기 흡착제의 분말 표면에 첨착된 무기산염에 용이하게 도달할 수 있기 때문에 가스상 염기성 불순물

이 제거된다 이 때 바인더와 충진재료로써 이용한 상기 각 무기물의 분말 표면에 존재하는 상기 범위 크기의 세공의 표면

에 가스상 유기불순물이 물리 흡착되어 제거된다 본 발명의 주목적인 가스상 염기성불순물의 제거 외에 바인더와 충진재

료로써 이용하는 상기 각 무기물 분말의 세공에 의한 부차적인 효과로써 가스상 유기불순물의 일괄 제거도 실현할 수 있

다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더는 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교하여 비표면적과 세공용적은 상당히 크다 따라서 가스상

유기불순물의 물리흡착능력은 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더가 그룹 (Ⅱ)의 바인더보다 상당히 우수하다 그룹 (Ⅱ)의 활석 카

올린광물 벤토나이트 등의 바인더는 통기성을 중시하고 있으며 인접한 바인더 미립자 사이의 간극부분 또는 인접한 바인

더 미립자와 지지체에 담지하는 흡착제 미립자의 간극부분에 형성되는 통기공의 주요한 크기는 500Å 이상이 된다 결국

이 통기공이 통기성은 매우 좋음에도 불구하고 물리흡착을 일으키기 어려운 마크로 구멍이다 또한 활석 카올린광물 벤

토나이트의 바인더 미립자 자체의 표면에도 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공은 그다지 존재하지 않는다 결국 활석 카올

린광물 벤토나이트의 각 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 각각 092ccg

111ccg 049ccg이었다 [표5]와 비교하여도 그룹 (Ⅱ)이 물리흡착에 관계한 미크로 구멍과 메소 구멍은 그다지 갖지

않으며 통기성이 우수한 마크로 구멍을 갖는다는 것을 알 수 있다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더는 담지대상이 되는 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 단순히 담지하기 위해

사용된다 이 경우 가스상 염기성 불순물의 흡착능력을 높이기 위해 상기 흡착제의 분말의 담지량을 가능한 많게 하며 다

른 바인더의 상기 흡착제 분말에 대한 함유비율은 가능한 작게 하는 것이 좋다 그러나 바인더의 함유비율을 너무 적게 하

면 상기 흡착제 분말의 지지체 표면으로의 고착이 불완전해져서 박리와 발진의 원인이 된다 예를 들면 상기 흡착제 분말

에 벤토나이트의 바인더와 실리카겔의 무기계고착보조제를 혼합하여 지지체에 고착할 경우 지지체 표면의 무기재료층 중

의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 75를 상회하면 지지체 표면의 무기재료층의 기계적 강도가 약해져 실제 사용

시에 견디지 못하게 된다 결국 그룹 (Ⅱ)의 바인더에는 상기 흡착제 분말의 담지능력과 담지된 상기 흡착제 분말의 표면

에 처리대상 가스가 도달하기 쉬운 우수한 통기능력이 요구되며 가스상 유기불순물의 흡착능력은 요구되지 않는다

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이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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• • 서지사항
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  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
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    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

이들 4종의 화학오염물질 중에서 산성물질 염기성물질 도펀트의 3종은 수용성인 것이 많으며 이온교환반응 중화반응

을 일으키기 쉽다 따라서 이들 3종의 화학오염물질을 청정공간의 공기 중으로부터 제거하는 수단으로써는 습식세정(스

크러버세정)에 의한 수용액에 용해하는 제거방법과 이온교환섬유와 약품첨착활성탄 등의 이른바 케미컬필터에 의한 화학

흡착방법이 있다 한편 4종의 화학오염물질 중에서 유기물에 대해서는 물에 쉽게 용해되지 않는 것이 많으며 청정공간의

공기 중으로부터 제거하는 수단으로써는 활성탄에 의한 물리흡착방법이 있다

산성물질 염기성물질 도펀트의 가스상 무기불순물은 상술한 바와 같이 지금까지 습식세정 이온교환섬유 약품첨착활

성탄의 3가지 방법으로 제거되어 왔다

습식세정은 액적분무에 의해 산성물질 염기성물질 도펀트를 용해 제거하는 방법이다

약품첨착활성탄을 이용한 케미컬필터의 가장 간소한 형식으로써 소정의 케이스 등에 약품첨착입상활성탄을 채운 충진통

이 알려져 있다 또한 그 외 형식으로써 약품을 첨착한 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르부직포의 유

기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로 구성한 케미컬필터와 약품을 첨착한 입상활성탄을 우레탄 폼과 부직포에 접착제로

확고하게 부착시킨 블럭형상 및 시트형상의 케미컬필터도 알려져 있다 이들 케미컬필터는 첨착약품과의 중화반응에 의해

가스상 산성물질 염기성물질을 흡착 제거한다

이온교환섬유를 이용한 케미컬필터는 공기 중에 포함되는 산성염기성의 불순물인 각종 이온을 산성 양이온 교환섬유와

염기성 음이온 교환섬유를 기재로 하는 부직포 초지(抄紙) 펠트 등으로 이루어지는 필터로 이온교환 제거하는 것이다

그러나 습식세정에서는 분무장치의 이니셜 코스트가 크고 분무의 고압력 손실에 의한 런닝코스트도 무시할 수 없다 더

욱이 반도체소자(LSI)와 LCD의 제조 시에 이용되는 고도청정장치는 온도가 23sim35 상대습도가 40sim55로 유지되고

있다 따라서 고도청정장치 내의 공기를 습식세정하면서 순환시킬 경우 액적분무 후의 온도저하와 습도상승에 대처하기

위해 액적분무 후의 공기에 대해 다시 온도 및 습도를 제어할 필요가 있다 또한 액적분무 후의 공기 중에 잔존하는 액적

제거수단도 분무장치의 후단 측에 필요하게 된다(이른바 캐리오버 문제) 또한 분무장치에서 순환 사용되는 세정액의 처

리 예를 들면 박테리아류의 발생방지와 용해오염물의 농축분리라는 수처리 특유의 문제가 있다

또한 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이용한 이른바 케미컬필터에서는 다음과 같은 문제가 있다 우선 양자에 다음

과 같은 공통된 문제가 있다 예를 들면 천정면이 청정공기의 취출면이 되는 크린룸의 경우 천장에 취부되어 있는 입자제

거용 필터의 상류측에 케미컬필터를 배치하는 것이 크린룸의 공기분위기 중의 가스상 불순물을 제거하기 위해 매우 유효

한 수단이지만 활성탄은 소방법에 지정된 가연물이며 이온교환섬유도 매우 불이 붙기 쉬운 소재로 이루어져 있어 화기에

매우 엄중한 주위가 필요하다 따라서 방재 상의 관점에서 활성탄과 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터는 천정에 배치하

기 어렵다

또한 약품첨착활성탄을 이용한 케미컬필터에서는 다음과 같은 문제점이 있다 충진통 형식의 종래 케미컬 필터는 불순

물의 흡착효과는 높지만 압력손실(통기저항)이 높다는 결점이 있다 펠트형상과 시트형상의 종래의 케미컬필터에는 우수

한 통기성이 있으며 흡착효율도 충진통 형식에 뒤지지 않는다 그러나 구성재료(예를 들면 부직포 유기계 바인더 등)와

활성탄을 시트에 부착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 에폭시계수지 실리콘계수지 등)와

필터재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 사용하는 시일재(예를 들면 네오프렌계고무와 실리콘계고무 등)로부터 발생한

가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함되어 반도체의 제조에 악영향을 미칠 가능성이 있다

결국 이들 펠트형상과 시트형상 약품첨착활성탄을 사용한 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 산성

또는 염기성의 극미량의 불순물과 ppt오더의 도펀트는 제거하지만 케미컬필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을

통과공기 중에 혼입시켜 버리는 것이다 이들 케미컬 필터의 대부분은 원래 주거환경의 유해가스와 악취를 제거하기 위해

개발되어 그대로 케미컬필터에 전용한 것이다 따라서 그 성능 사양은 주거환경의 분야에 적합하기 때문에 반도체 소자

(LSI)와 LCD의 제조시의 기판 표면오염의 원인이 되는 극미량의 가스상 무기불순물을 제거하는 공기정화필터로써 이용

하기 위해서는 성능상 원래 무리가 있었다

예를 들면 약품첨착활성탄을 사용한 케미컬필터로써는 일본특허 공개공보 소61-103518호에 개시된 것이 있다 이것은

분말활성탄과 에멀젼형 접착제와 고체산을 포함하는 수용액을 우레탄 폼으로 이루어지는 기재에 함침시킨 후에 건조시킨

필터이다 그러나 이 케미컬필터에서는 에멀젼형 접착제로써 개시되는 합성고무라텍스와 그 외의 물분산계의 유기접착제

로부터 그리고 기재인 우레탄폼 자체로부터도 가스상 유기물의 탈리가 발생한다

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한편 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 다음과 같은 문제가 있다 이온교환섬유를 기재로 하는 부직포 초지 펠

트 등을 우수한 통기성을 갖는 필터 여재로 가공하기 위해 사용되는 바인더 접착제 그리고 여재를 주위의 프레임에 고착

하기 위해 이용하는 시일재 등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함되어 반도체의

제조에 악영향을 미칠 가능성이 있다 또한 필터 여재로부터 분진이 발생하는 문제점도 있다

이온교환섬유를 이용한 케미컬필터로써 일본특허 공개공보 평6-63333호와 일본특허 공개공보 평6-142439호에 기재

된 것이 있다

전자의 공기정화시스템에 이용되는 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile)계

섬유로 카르본산기를 갖는 양이온 교환섬유와 비닐론계 섬유로 4급 암모늄기를 갖는 음이온 교환섬유 등을 유리섬유와 열

접착성 섬유상 바인더와 혼합하여 케미컬필터의 여재를 구성한다 따라서 이 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨

가제로부터는 가스상 유기물의 탈리가 발생하며 이온교환기의 일부가 카르본산의 암모니아로써 탈리하는 일도 있다

또한 후자의 크린룸 내의 미량오염공기의 정화방법에 이용되는 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 폴리에틸렌과

폴리프로필렌의 섬유부직포에 양이온 교환기로써 술폰산기 카르본산기와 인산기를 도입하거나 음이온 교환기로써 강염

기성의 4급 암모늄기와 보다 저급의 아민을 포함하는 약염기성기를 도입하여 제작한 이온교환섬유가 이용되고 있다 따라

서 구성재료의 고분자섬유부직포에 포함되는 각종 첨가제로부터 가스상 유기물의 탈리가 발생하며 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산 암모니아와 아민으로써 탈리하는 일도 있다

또한 포토리소그래피공정과 같이 암모니아와 같은 염기성불순물과 HMDS와 트리메틸실라놀과 같은 가스상 유기불순물

을 동시에 포함하는 공기를 처리하는 경우 염기성불순물제거용 흡착소재와 유기불순물제거용 흡착소재를 각각 별도로 준

비하고 이들 2종류의 흡착소재를 혼합한 것을 하나의 흡착층에 형성하여 사용하거나 혹은 2종류의 흡착소재로 별도로 염

기성불순물제거용 흡착층과 유기불순물제거용 흡착층을 제작하여 적층 사용하는 번잡함이 있었다

[표1]의 4개의 프로세스가 실행되는 크린룸 내의 분위기가 분리되지 않고 혼합되는 경우 예를 들면 1개의 큰 크린룸 내

에서 복수의 프로세스가 이루어지고 있는 경우에는 다음과 같은 문제가 발생하였다 예를 들면 무기불순물에 민감한 어떤

프로세스에 있어서 종래의 케미컬필터를 사용하여 가스상 무기불순물을 제거하면 기판의 품질은 향상된다 이것은 그 프

로세스에서는 케미컬필터 자신이 발생하는 가스상 유기불순물이 기판의 품질에 영향을 미치지 않았기 때문이다 그러나

해당 가스상 유기불순물이 같은 룸에 있는 유기불순물에 민감한 다른 프로세스에서는 기판의 표면오염을 일으켜 품질 저

하를 초래하는 일이 있다

따라서 복수의 프로세스가 혼재된 큰 크린룸에서는 가스상 무기불순물의 제거를 목적으로 하는 케미컬필터에 대해서는

이들의 가스상 무기불순물의 제거성능이 뛰어날 뿐만 아니라 케미컬필터 자신이 가스상 유기불순물을 발생해서는 안된다

따라서 가스상 무기불순물을 제거할 뿐만 아니라 크린룸 내의 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순

물도 일괄 제거할 수 있는 케미컬필터의 개발이 강력히 요망되고 있다

또한 포토리소그래피공정과 같이 염기성 무기불순물과 유기불순물이 혼재되어 포함되는 공기를 처리할 경우 종래에는

염기성 무기불순물제거용 케미컬필터와는 별도로 활성탄을 이용한 유기불순물제거용 케미컬필터가 필요하였다 따라서

이 점에서도 개선이 요구되었다

이상과 같은 점을 고려하면 산성오염 염기성오염과 유기물오염을 방지할 수 있는 크린룸과 크린벤치 등의 고도청정장치

에 케미컬필터를 적용할 때의 유의점은 다음과 같다

(1) 케미컬필터 자신이 가스상 불순물과 입자상 불순물의 오염원이 되지 않을 것 (즉 2차 오염원이 되지 않는 것)

(2) 케미컬필터의 압력손실이 낮을 것

(3) 가스상 불순물의 제거성능이 높고 수명이 길 것이다

종래의 케미컬필터는 이와 같은 유의점을 만족시키는 것이 아니었다

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따라서 본 발명의 목적은 방재라는 점에서 우수하며 필터 자신으로부터 가스상 유기불순물과 가스상 무기불순물의 탈리

가 없으며 특히 포토리소그래피 공정에서 문제가 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물에 의한 기판 등의 표면

오염을 방지할 수 있는 공기정화필터와 이 공기정화필터를 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다 또한 본 발명의 다른 목

적은 그 공기정화필터를 이용한 고도청정장치를 제공하는 것에 있다

발명의 상세한 설명

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 하기의 흡착제가 고착된 무기재료층

을 갖고 있다 이 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질

유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된

것이다 또 상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 다음의 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 지지체의 표면에 상기 흡착제

가 고착된 무기재료층을 갖고 있다 이 무기물α는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루

미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성

벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 것이다 또 상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은

100Å 이상이다

본 발명에 있어서 「충진재료」라는 것은 흡착제와 함께 무기재료층을 구성하는 요소로 흡착제의 분자 사이를 메우지만

흡착제와의 사이에 통기공을 유지하도록 배치되는 재료이다 또한 상기 무기물α는 상기 흡착제와 지지체 또는 상기 흡착

제 끼리를 고착하는데 작용하지만 영속적인 고착을 보증할 정도의 기능은 없으며 고착을 확고히 하기 위해서는 실리카졸

과 알루미나졸 등의 무기계 고착보조제를 사용할 필요가 있다 「바인더」「충전재료」라는 말은 상기 흡착제의 고착정

도에 따라 분리하여 사용되고 있지만 물질자체는 상기 무기물α로써의 열거에 따라 규정되어 있다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 하기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록

하여 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 지지체의 표면에 적층되어 있다 제 1 무기재료층은 상기 흡착제가 무기물의

분말을 바인더로 하여 형성된 층이다 제 2 무기재료층은 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알

루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 층이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 상기 흡착제가 입상으로 된 펠렛

이 지지체의 표면에 고착되어 있다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 하기의 제 1 펠렛의 주위에 하기의 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며

이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있다 제 1 펠렛은 상기 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이

다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상

구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이

다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2

펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있다

이와 같은 본 발명의 공기를 정화하는 필터에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균 세공직경은

100Å 이상이다 또한 상기 무기산염으로써는 유산염이 바람직하며 상기 지지체는 벌집구조체가 바람직하다 이 벌집구

조체는 무기섬유를 필수성분으로 하여 제작하는 것이 좋다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 하기의 흡착제와 하기의 무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담

그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 지지체의 표면에 무기재료층을 고착시키는 공정을 갖는다 흡착제는 상술한

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 또한 무기물α는 상

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술한 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미

나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 흡착제와 바인더로써의 무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 그 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과 상기 제 1 무기재

료층을 형성한 지지체를 하기의 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 제 1

무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 지지체의 표면에 상기 제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기

제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

이와 같은 공기정화필터를 제조하는 방법에서는 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 현탁액에 별도로 용해시켜 두고

공정을 다시 추가해도 좋다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 하기의 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성하는 공

정과 이 흡착제의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 담근 후 지지체

를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다 무기물γ은 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어

진 것이다 이 경우 상기 현탁액에 다시 별도로 무기산염을 용해시켜 두고 공정을 추가하여도 좋다 이 방법은 용해도가

작은 즉 현탁액 속에서 잘 용해되지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말을 바인더로써의 무기물α와 혼합한 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과 건조 후 상기 지지체를 무

기산염의 용해액에 담그는 공정과 상기 용해액에 담근 후 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다

이 방법은 용해도가 큰 즉 현탁액 속에서 잘 녹지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다 더욱이 무기물의 분말

즉 무기흡착재의 담지공정 후 건조시키고 있기 때문에 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있으며 무기산염의 첨착량이 많

은 흡착제를 얻을 수 있다 본 발명에서는 무기산염의 첨착대상이 되는 약품의 담지체를 흡착재로 칭하며 흡착재에 무기

산염을 담지한 것을 흡착제로 칭한다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α을 무기산염의 용해액에

혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을

갖는다 이 경우에는 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않기 때문에 공정수를 줄일 수 있다

이상의 본 발명의 각 공기정화필터를 제조하는 방법에 있어서 무기산염은 유산염을 이용할 수 있다

본 발명의 고도청정장치는 청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와 상기 순환경로에 배치된 공

기정화필터와 상기 순환경로에서의 상기 공간 보다 상류측이고 또한 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불

순물을 제거하는 필터를 가지며 상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로써 지지체의 표면에 다음의 흡착제가 고

착된 무기재료층을 갖는다 이 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루

미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기

산염이 첨착된 것이다

본 발명의 고도청정장치에 있어서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하

여 지지체의 표면에 상기 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 사용하여도 좋다 이 무기물α는 활석 카올린광물

벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구

조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이

다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 하기의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층 중 어느 한쪽이

지지체의 표면에 접하도록 하여 이들 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 사용하

여도 좋다 제 1 무기재료층은 상기 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로써 형성된 층이다 제 2 무기재료층은 규조토 실리

카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘

질 점토공물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 층이다

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본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착

제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 제 1 펠렛의 주위에 다음의 무기물β의 분말이 코팅

되어 제 2 펠렛이 형성되며 이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다 제 1 펠렛은 상기 흡착

제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는

합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하고 상기

흡착제가 분쇄된 펠렛 또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분

말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있는 것을 사용할 수 있다

이상의 각 고도청정장치에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치하

여도 좋다

본 발명의 공기를 정화는 필터에서는 무기재료층 내에서 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 미립자가 인접하는 부분

에 통기공이 되는 간극이 형성되어 있다 처리대상가스는 이 무기재료층의 표면으로부터 상기 통기공을 통과하도록 무기

재료층의 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외부로 나오거나 한다 이와 같이 무기재료층 내를 통과할 때

에 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순물이 흡착 제거된다

흡착재에 무기산염이 첨착되어 있는 본 발명의 공기정화필터는 모두 무기물로 구성되며 활성탄과 같은 가연물은 물론

고온분위기에 놓였을 경우와 산성약품과 공존하는 경우에 분해하도록 유기물질이 포함되어 있지 않다 따라서 방재상으

로도 우수하다 더욱이 무기산염으로써의 산성약품을 첨착한 후의 고온에서의 베이킹이 가능하기 때문에 청정공간에 적

용할 경우에 문제가 되는 불순물 가스를 미리 탈리할 수 있다 그 결과 1의 통기속도로 필터 내에 공기를 통기시킨 경우

이 공기정화필터로부터의 배출가스의 양은 1ppb이하로 하는 것이 가능하다

종래의 활성탄흡착제와 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기물의 흡착제의 수명에 대해 설명한다 우선 활성탄과 무기

물의 무기산염의 각 첨착량을 측정한 결과를 [표2]에 나타낸다 이것은 활성탄과 무기물의 단위중량 당 각종 무기산염의

첨착량을 중량로 나타낸 것이다 활성탄과 무기물의 중량은 수분을 함유하지 않는 건조시의 중량이다 그리고

24sim28의 중량농도의 각종 무기산염의 수용액에 활성탄과 무기물을 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간

통풍 건조하여 각종 무기산염의 첨착량을 측정하였다 또한 활성탄으로써는 다케다약품 공업주식회사의 「기상흡착용 활

성탄 입상 백로Gx」를 이용하였다 이 활성탄의 비표면적은 1200g 세공용적은 086ccg이다 또한 실리카 알루미

나계 흡착재 합성제올라이트 등의 비표면적 세공용적은 [표5]에 나타낸 바와 같다

(표2)

활성탄과 무기물의 분말에 대한 무기산염의 첨착량을 측정한 결과

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

무기산염의 종류 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

무기산염의

수용액 농도()

24 27 28 24 24

활성탄 15 34 37 17 20

규조토 39 84 96 42 51

실리카겔 96 206 239 107 123

알루미나겔 95 200 240 105 120

실리카겔과 알루미나겔의 혼합물 90 195 235 104 120

규산알루미늄 96 203 237 106 122

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활성알루미나 47 100 116 51 60

다공질유리 24 52 57 26 30

활성백토 58 123 145 64 73

활성벤토나이트 36 76 90 40 46

합성제올라이트

(친수성)

70 150 175 78 90

주)활성탄 또는 무기물의 중량은 수분을 포함하지 않는 건조시의 중량

[표2]에서 알 수 있는 바와 같이 실리카 알루미나계 흡착재 합성제올라이트 등의 무기물은 무기산염의 첨착량을 활성

탄보다 훨씬 많게 할 수 있다 따라서 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기계 흡착제는 활성탄흡착제보다 가스상 염기성

불순물의 흡착수명이 길다

다음 배출가스에 대해 설명한다 무기산염 등의 약품을 첨착한 섬유상의 활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르

부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로 한 케미컬필터와 약품을 첨착한 입상활성탄을 우레탄폼과 부직포에 접

착제로 확고히 부착시킨 블럭형상 및 시트형상의 케미컬 필터에서는 유기계 바인더 우레탄폼 부직포 접착제의 유기성

구성부재 자체로부터 유기불순물 가스가 배출된다 또한 이 유기성 구성부재와 첨착한 약품산의 반응으로부터도 유기불

순물 가스가 배출된다

이 배출가스의 저감에는 필터 전체를 고온 가열하는 이른바 베이킹이 효과적이다 그러나 활성탄의 발화점인 390에

도달하지 않은 겨우 100sim150의 가열로도 이들 유기성 구성부재 자체가 용해를 개시하여 필터로써의 사용에 견디지

못한다 또한 활성탄을 갖는 필터는 무기산염으로써 유산지르코늄을 첨착한 경우 유산지르코늄의 분해온도인 380에

가까운 온도에서는 발화되기 때문에 예를 들면 350까지 고온으로 하는 것은 불가능하다

이것에 대해 무기소재만으로 구성된 본 발명의 공기정화필터에서는 무기산염의 첨착 전의 무기재료층이 형성된 지지체

전체를 350 이상의 고온에서 베이킹하는 것이 가능하며 무기재료층에 혼입되었던 불순물에 기인하는 배출가스를 모두

이 베이킹 처리로 추출할 수 있다 후술하는 [표5]에 나타낸 바와 같은 본 발명에서 사용할 수 있는 분말체는 모두 350

로 가열하여도 그 세공물성은 거의 변화하지 않으며 필터로써의 성능 사양에 영향을 미치지 않는다

인산을 첨착한 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로

한 구성의 종래 케미컬필터와 본 발명의 예를 들면 실리카겔로 이루어지는 무기재료층이 형성된 지지체로써의 벌집지지

체 전체를 각각 350의 온도에서 1시간 가열한 후에 유산알루미늄 14sim18수(관동화학 주식회사「록특급(鹿特級)」)의

중량 농도 27의 수용액에 30분 담갔다가 꺼낸 후 120의 열풍으로 2시간 건조시켜 공기정화필터를 제작하여 이들 각

공기정화필터에 대해 각각 정격풍량의 정제 공기를 통기한 경우에 이온 크로마토그래피로 검출되는 수용성 배출가스 농도

를 [표3]에 나타내었다 또한 참고로 정제 공기 자체에 포함되어 있는 불순물 가스 농도의 측정결과도 백그라운드 값으로

써 나타내었다

(표3)

종래와 본 발명의 공기정화필터의 배출가스 농도 측정 결과

(vol ppb)

초산 개미산 NH3 염소 SO2 NO2

종래의 활성탄사용 필터 30 18 022 007 000 002

본 발명의 공기정화필터 071 019 002 010 000 010

정제공기만의 백그라운드 002 001 001 002 000 005

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이 결과에 의하면 본 발명에 의한 공기정화필터에 의하면 필터 자신으로부터의 배출가스의 발생이 종래의 활성탄필터보

다 훨씬 적다는 것을 확인할 수 있다 또한 표 중의 초산과 개미산은 필터에 포함되는 유기성 구성부재가 첨착약품산과 반

응하여 생기는 유기산이라 생각할 수 있다 또한 NH3 염소 NO2에 대해서는 첨착하는 약품산에 원래 함유되어 있던 불

순물에 의해 발생한다고 생각할 수 있다

다음 제조방법에 대해 설명한다 본 발명에서는 무기흡착재를 사용하고 있으며 탈수 처리하여 건조시킨 상태로 대기압

하의 분위기 중에서 약품용액(무기산염용액)에 담그면 그 흡습성에 의해 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투한다 이

것에 대해 활성탄은 소수성이며 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투하기 어렵다 따라서 종래 기술에서는 침투시키

기 위해 감압가압조작이 필요하였다 따라서 대기압 하에서의 함침에 의한 약품첨착량은 [표2]에 나타낸 바와 같이 무기

흡착재 쪽이 활성탄흡착재보다 훨씬 많아진다

무기물인 실리카겔의 분말을 120의 공기에서 1시간 동안 통기 건조하여 수분함유량을 전체 중량의 1 이하로 하여

그대로 건조보관고에서 보관한 경우와 실리카겔의 분말을 수분함유 중량이 전체의 약30인 상태에서 통상의 실내 분위

기 (약 20 상대습도 50) 중에서 장시간 방치한 경우에 있어서 이들 각각의 실리카겔 분말을 대해 24sim28의 중량

농도의 각종 무기산염의 수용액에 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간 통기 건조하였을 때의 각각의 경우의

각종 무기산염의 첨착량을 [표4]에 나타내었다

(표4)

실리카겔의 탈수처리 유무에 따른 각종 무기산염 첨착량의 차이

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

실리카겔의 상태 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

탈수처리안함 96 206 239 107 123

탈수처리함 121 260 313 134 159

[표4]에서 알 수 있는 바와 같이 탈수처리를 한 경우가 탈수처리를 하지 않은 경우보다 25sim33 각종 무기산염의 첨

착량을 증가할 수 있었다 그 이유는 탈수처리에 의해 실리카겔 세공 내의 수분이 추출되었기 때문에 약품용액에 담그면

용액이 세공 내부까지 용이하게 침투하였기 때문이다

흡착재로의 첨착약품으로써 유기산이 아닌 무기산염을 이용한 것은 다음과 같은 이유 때문이다

유기산은 카르본산이라고도 하며 이 카르복실기(carboxylation)(-COOH)에 붙는 것의 수는 수 천종에서 수 만종이다

카르본산은 가스상 물질로써 탈리하면 유기물의 오염물질이 된다 또한 유기산을 포함하는 공기정화필터를 고도청정장치

내에서 장기간 사용할 경우 유기산 자체는 그대로 가스화되지 않더라도 예를 들면 유기산을 영양원으로 하는 미생물이

번식하여 유기산이 점점 분해되어 초산과 같은 가스화되기 쉬운 물질로 변화하며 가스상 분해물에 의한 새로운 오염이 발

생할 우려도 있다 또한 유기산이 분해되어 버리면 가스상 염기성 불순물을 중화하여 화학 흡착하는 유기산의 첨착약품으

로써의 당초의 능력을 잃어버린다 한편 무기산염은 미생물의 영양원은 되지 않으며 반대로 무기산염에는 미생물에 대한

살균작용이 있다고 알려져 있다 따라서 고도청정장치에서 사용하는 흡착재로의 첨착물은 유기산보다 무기산염이 바람직

하다

한편 무기산은 산성도가 크면 인체에 대해 위험물인 경우가 많다(예를 들면 유산 초산 등) 또한 산성도가 큰 무기산을

포함한 공기정화필터가 폐기물로써 환경 중에 방출되면 빗물에 용출된 무기산은 수질오염의 원인이 된다 따라서 흡착재

에 첨착하는 산성물질로써는 산성도가 작고 인체에 위험성이 적은 무기산염이 적합하다

따라서 제올라이트에는 천연제올라이트와 합성제올라이트가 있지만 공업적으로는 순도가 낮은 천연제올라이트보다 합

성제올라이트의 사용이 일반적이다 천연제올라이트는 3sim10Å 크기의 세공을 갖지만 합성제올라이트에서는 균일한 세

공의 것을 제조할 수 있다

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본 발명에서 충진소재 즉 흡착제의 각각의 입자 사이를 충진하기 위한 재료로써 합성제올라이트를 사용한 경우 무기물

의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제 각각의 입자 사이에 각각 제올라이트입자가 충진되며 흡착제 입자와 제올라이트 입

자의 인접부분에 통기공이 되는 간극이 형성된다 이 통기공은 처리대상 공기가 흡착재 입자에 첨착된 무기산염에 도달하

도록 기능한다

또한 합성제올라이트가 갖는 세공은 처리대상공기가 통기공을 투과할 때에 그 세공 크기보다 작은 분자직경의 가스상

유기불순물을 흡착 제거한다 따라서 처리대상 공기 중에 포함되는 가스상 유기불순물의 종류에 따라 합성제올라이트의

세공직경을 선택하면 가스상 유기불순물을 흡착하는 기능이 양호한 공기정화필터를 설계할 수 있다

본 발명에서의 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나

의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 펠렛을 갖는 것에 대해서는 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말의 미립자가 인접하는 부분에

는 통기공이 되는 간극이 형성되며 처리대상가스는 펠렛의 표면으로부터 상기 통기공을 재빨리 빠져나가도록 펠렛 내부

로 들어가거나 반대로 펠렛 내부로부터 외부로 나오거나 한다 그리고 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순

물이 흡착 제거된다

본 발명에 있어서 상기 흡착제로 공기 중의 염기성 가스상 불순물을 흡착 제거할 수 있으며 바인더로써 이용하는 무기

분말은 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 세공을 갖는 종류를 적당히 선택하여 DOP(dioctyl phthalate) DBP(dibutyl

phthalate) BHT(butyl hydroxytoluene) 실록산 등의 가스상 유기물을 흡착 제거할 수 있기 때문에 기판의 표면오염에

관여하는 염기성 가스상 불순물과 가스상 유기물이 혼재되는 분위기에서도 이들 화학오염물질의 대부분을 포착할 수 있

다

본 발명에 있어서 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 갖는 것에 있어서 제 1 무기재료층을 내측으로 한 경우와 제 2

펠렛을 갖는 경우에 대해서는 외측의 제 2 무기재료층과 제 2 펠렛의 외측 부분의 코팅층에 의해 이들의 하부에 있는 제 1

무기재료층과 제 1 펠렛에 포함되는 무기산염으로부터의 발진을 방지할 수 있다 이 경우 제 2 무기재료층과 외측의 코팅

층을 구성하는 무기물의 분말이 기판의 표면오염에 관여하는 DOP DBP BHT 실록산 등의 가스상 유기물의 물리흡착에

적당한 세공을 갖고 있으면 이들 가스상 유기물이 그 세공에 의해 흡착 제거되는 효과도 있다

제 1 무기재료층을 외측으로 한 경우에는 상술한 발진 방지효과는 없어지지만 가스상 불순물의 흡착효과는 그다지 변화

하지 않으며 공기와 직접 접하는 외측의 제 1 무기재료층에서 공기 중의 염기성 가스상 불순물의 흡착 제거가 이루어지

고 내측의 제 2 무기재료층에서 공기 중의 가스상 유기불순물의 흡착 제거가 이루어진다

여기서 상기 흡착제에 대해 간단히 설명한다 상기 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규

산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기

물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 이들 무기물의 분말에 대해 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적과 상기

무기물의 세공의 비표면적에 대해 가스흡착법에 의해 측정한 결과를 [표5]의 (Ⅰ)에 나타낸다

표 5

각종 분체의 세공물성

분체시료 BET법으로 측정

비표면적(g)

N2가스흡착법으로 측정

세공용적(ccg)

5sim300Å

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규조토 200 025 (Ⅰ)

실리카겔 400 061

알루미나겔 250 060

규산알루미늄 225 060

활성알루미나 300 030

다공질 유리 400 015

활성백토 300 037

활성벤토나이트 87 023

합성제올라이트 400sim750 035sim055

활석 28 007 (Ⅱ)

카올린광물 21 006

벤토나이트 23 003

세피올라이트 295 033 (Ⅲ)

또한 실리카로써는 실리카겔을 분체시료로 하고 알루미나로써는 알루미나겔을 분체시료로 하였다 5sim300Å의 범위에

분포하는 세공에 착안한 이유는 이 범위의크기의 세공이 가스상 불순물의 물리흡착이 우수하며 처리대상공기 중의 가스

상 염기성불순물이 이들 세공에 흡착되기 쉽기 때문이다 세공표면에는 무기산염이 첨착되어 있기 때문에 물리 흡착한 가

스상 염기성불순물은 곧바로 무기산염과 중화하여 화학 흡착되며 다시 탈리되는 일은 없다 상기 무기물의 분말의 비표면

적이 클수록 무기산염이 첨착되는 면적도 커지며 가스상 염기성불순물의 흡착 용량도 커진다

단 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물에 무기산염을 첨착하면 무기산염이 세공의 공간부로 들어가기 때문에 첨착 전의 순수한

무기물과 비교하면 비표면적과 세공용적은 상당히 감소한다 또한 [표5]의 (Ⅰ)의 무기물은 모두 첨착된 무기산염과 화학

반응을 일으키지 않기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착성능이 떨어지는 일이 없다 규조토는 함

수콜로이드규산이며 산에 잘 녹지 않는다 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 다공질 유리 모

두가 산에 잘 녹지 않는다 활성알루미나는 수산화알루미늄을 가열탈수(450)하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않

는 성질을 갖고 있다 활성백토는 산성백토를 유산 처리하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않는다 활성벤토나이트는

Ca형 벤토나이트와 산성백토를 열유산으로 처리하여 몬몰리로나이트의 알루미늄과 마그네슘을 용출시켜 세공이 많은 표

면을 갖는 잉여 케이산을 만들어 낼 때에 얻을 수 있다 따라서 흡착능력 촉매능력은 보다 증가하여 산에 잘 녹지 않는다

합성제올라이트도 산에 잘 녹지 않는 성질을 갖고 있다

한편 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 바인더로써 자주 이용되는 무기물은 [표5]의 그룹 (Ⅱ)에 나타낸 바와 같이

5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 모두 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 비교하여 매우 작다 [표5]의

그룹 (Ⅲ)의 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물의 일종인 세피올라이트는 [포5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 마찬

가지로 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 크다 그러나 [표5]의 그룹 (Ⅱ) (Ⅲ)의 무기물에 무기산염

을 첨착하면 활석(Mg3[(OH)2Si4O10])과 카올린광물(Al4[(OH) 8Si4O10])과 세피올라이트

(Mg8Si12O30(OH2)4(OH)46sim8H2 O)와 같이 수산기와 무기산염이 중화하거나 이온 교환하거나 벤토나이트와 같이 양이

온교환능력에 따라 무기산염과 화학반응을 일으키거나 하기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착능

력을 잃어버린다

또한 상기 흡착제(규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리

활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착

제)의 분말에는 자기결합성이 없기 때문에 상기 흡착제의 분말을 펠렛에 성형하거나 지지체의 표면에 층상으로 고착시키

기 위해서는 바인더를 첨착하지 않으면 안된다

본 발명에서는 상기 흡착제의 분말을 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이

트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종의 무기물의 분말을 바인더 또는 충전재료로 이용하여 지지체의 표면에 고착시켜

무기재료층을 형성하거나 또는 분쇄하여 펠렛을 형성하고 있다 실리카로써는 예를 들면 실리카겔이 사용되고 알루미나

로써는 알루미나겔이 사용되며 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것이 바람직하며 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 구

조체인 것이 바람직하다 이 벌집구조의 흡착층은 세라믹상의 딱딱한 표면을 가지며 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이

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용한 종래의 케미컬필터에 비해 발진량이 매우 작다 이 지지체뿐만 아니라 상기 흡착제에 있어서 무기산염의 담지에 이용

하는 무기물 분말과 이것을 지지체 표면에 고착시키기 위해 이용하는 바인더에 대해서도 각각 무기물의 분말로 하면 본 발

명의 공기정화필터를 구성하는 재료로부터는 가스상 유기물의 탈리가 전혀 없다

본 발명에 있어서 벌집구조체라는 것은 이른바 벌의 집과 같은 구조 이외에 단면이 격자형상 물결형상 등이어서 공기가

구조체의 요소가 되는 셀을 통과할 수 있는 구조를 모두 포함한다 또한 본 발명에서는 지지체는 벌집구조체에 특정되지

않으며 암면(rock wool) 등의 3차원 메시구조체도 또한 지지체로써 이용할 수 있다 이 경우에는 메시구조의 평면방향 뿐

만 아니라 안쪽방향으로도 본 발명의 흡착제의 분말을 고착시키는 것이 좋다

지지체 표면으로의 흡착제의 고착 방법에는 무기물의 분말의 바인더에 의해 고착하는 방법과 상기 흡착제의 분말을 무

기물의 분말을 바인더로써 이용하여 분쇄하여 펠렛으로 하고 이 펠렛을 지지체 표면에 무기계 고착보조제로 접착하는 방

법이 있다

본 발명에서의 공기정화필터에 있어서 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛

또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된

제 2 펠렛 중 어느 하나를 케이싱 내에 충진한 경우에는 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상

크기 펠렛의 충진량을 적당히 선택할 수 있다는 설계상의 융통성이 있다

본 발명에 의하면 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상 크키 펠렛의 충진량을 적당히 선택할

수 있다는 설계상의 융통성이 있다

가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 충분히 제거하고자 할 경우에는 상기 흡착제의 바인더로써 이용

한 무기물 무기물α 무기물β는 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적이 중량당 02ccg 이상이거나 또는 세공의 비

표면적이 100g 이상인 것이 바람직하다 어쨌든 상기 흡착제의 분말의 바인더로써 이용한 무기재료층과 펠렛에 포함되

는 이들 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말은 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 고착시켜 두는 능력 또는

상기 흡착제의 분말을 펠렛으로 분쇄할 때의 결합제로써의 능력과 상기 흡착제를 구성하는 무기물 분말의 표면에 흡착된

무기산염에 처리대상가스가 용이하게 도달하며 또한 되돌려 받기 위한 다공성 구조를 함께 가지고 있다

상기 흡착제와 바인더로써 사용하는 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말에 인접한 부위에 형성되는 간극의 통기공을 통

해 처리대상공기는 상기 흡착제의 분말 표면에 첨착된 무기산염에 용이하게 도달할 수 있기 때문에 가스상 염기성 불순물

이 제거된다 이 때 바인더와 충진재료로써 이용한 상기 각 무기물의 분말 표면에 존재하는 상기 범위 크기의 세공의 표면

에 가스상 유기불순물이 물리 흡착되어 제거된다 본 발명의 주목적인 가스상 염기성불순물의 제거 외에 바인더와 충진재

료로써 이용하는 상기 각 무기물 분말의 세공에 의한 부차적인 효과로써 가스상 유기불순물의 일괄 제거도 실현할 수 있

다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더는 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교하여 비표면적과 세공용적은 상당히 크다 따라서 가스상

유기불순물의 물리흡착능력은 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더가 그룹 (Ⅱ)의 바인더보다 상당히 우수하다 그룹 (Ⅱ)의 활석 카

올린광물 벤토나이트 등의 바인더는 통기성을 중시하고 있으며 인접한 바인더 미립자 사이의 간극부분 또는 인접한 바인

더 미립자와 지지체에 담지하는 흡착제 미립자의 간극부분에 형성되는 통기공의 주요한 크기는 500Å 이상이 된다 결국

이 통기공이 통기성은 매우 좋음에도 불구하고 물리흡착을 일으키기 어려운 마크로 구멍이다 또한 활석 카올린광물 벤

토나이트의 바인더 미립자 자체의 표면에도 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공은 그다지 존재하지 않는다 결국 활석 카올

린광물 벤토나이트의 각 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 각각 092ccg

111ccg 049ccg이었다 [표5]와 비교하여도 그룹 (Ⅱ)이 물리흡착에 관계한 미크로 구멍과 메소 구멍은 그다지 갖지

않으며 통기성이 우수한 마크로 구멍을 갖는다는 것을 알 수 있다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더는 담지대상이 되는 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 단순히 담지하기 위해

사용된다 이 경우 가스상 염기성 불순물의 흡착능력을 높이기 위해 상기 흡착제의 분말의 담지량을 가능한 많게 하며 다

른 바인더의 상기 흡착제 분말에 대한 함유비율은 가능한 작게 하는 것이 좋다 그러나 바인더의 함유비율을 너무 적게 하

면 상기 흡착제 분말의 지지체 표면으로의 고착이 불완전해져서 박리와 발진의 원인이 된다 예를 들면 상기 흡착제 분말

에 벤토나이트의 바인더와 실리카겔의 무기계고착보조제를 혼합하여 지지체에 고착할 경우 지지체 표면의 무기재료층 중

의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 75를 상회하면 지지체 표면의 무기재료층의 기계적 강도가 약해져 실제 사용

시에 견디지 못하게 된다 결국 그룹 (Ⅱ)의 바인더에는 상기 흡착제 분말의 담지능력과 담지된 상기 흡착제 분말의 표면

에 처리대상 가스가 도달하기 쉬운 우수한 통기능력이 요구되며 가스상 유기불순물의 흡착능력은 요구되지 않는다

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이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

한편 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 다음과 같은 문제가 있다 이온교환섬유를 기재로 하는 부직포 초지 펠

트 등을 우수한 통기성을 갖는 필터 여재로 가공하기 위해 사용되는 바인더 접착제 그리고 여재를 주위의 프레임에 고착

하기 위해 이용하는 시일재 등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함되어 반도체의

제조에 악영향을 미칠 가능성이 있다 또한 필터 여재로부터 분진이 발생하는 문제점도 있다

이온교환섬유를 이용한 케미컬필터로써 일본특허 공개공보 평6-63333호와 일본특허 공개공보 평6-142439호에 기재

된 것이 있다

전자의 공기정화시스템에 이용되는 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile)계

섬유로 카르본산기를 갖는 양이온 교환섬유와 비닐론계 섬유로 4급 암모늄기를 갖는 음이온 교환섬유 등을 유리섬유와 열

접착성 섬유상 바인더와 혼합하여 케미컬필터의 여재를 구성한다 따라서 이 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨

가제로부터는 가스상 유기물의 탈리가 발생하며 이온교환기의 일부가 카르본산의 암모니아로써 탈리하는 일도 있다

또한 후자의 크린룸 내의 미량오염공기의 정화방법에 이용되는 이온교환섬유를 이용한 케미컬필터에서는 폴리에틸렌과

폴리프로필렌의 섬유부직포에 양이온 교환기로써 술폰산기 카르본산기와 인산기를 도입하거나 음이온 교환기로써 강염

기성의 4급 암모늄기와 보다 저급의 아민을 포함하는 약염기성기를 도입하여 제작한 이온교환섬유가 이용되고 있다 따라

서 구성재료의 고분자섬유부직포에 포함되는 각종 첨가제로부터 가스상 유기물의 탈리가 발생하며 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산 암모니아와 아민으로써 탈리하는 일도 있다

또한 포토리소그래피공정과 같이 암모니아와 같은 염기성불순물과 HMDS와 트리메틸실라놀과 같은 가스상 유기불순물

을 동시에 포함하는 공기를 처리하는 경우 염기성불순물제거용 흡착소재와 유기불순물제거용 흡착소재를 각각 별도로 준

비하고 이들 2종류의 흡착소재를 혼합한 것을 하나의 흡착층에 형성하여 사용하거나 혹은 2종류의 흡착소재로 별도로 염

기성불순물제거용 흡착층과 유기불순물제거용 흡착층을 제작하여 적층 사용하는 번잡함이 있었다

[표1]의 4개의 프로세스가 실행되는 크린룸 내의 분위기가 분리되지 않고 혼합되는 경우 예를 들면 1개의 큰 크린룸 내

에서 복수의 프로세스가 이루어지고 있는 경우에는 다음과 같은 문제가 발생하였다 예를 들면 무기불순물에 민감한 어떤

프로세스에 있어서 종래의 케미컬필터를 사용하여 가스상 무기불순물을 제거하면 기판의 품질은 향상된다 이것은 그 프

로세스에서는 케미컬필터 자신이 발생하는 가스상 유기불순물이 기판의 품질에 영향을 미치지 않았기 때문이다 그러나

해당 가스상 유기불순물이 같은 룸에 있는 유기불순물에 민감한 다른 프로세스에서는 기판의 표면오염을 일으켜 품질 저

하를 초래하는 일이 있다

따라서 복수의 프로세스가 혼재된 큰 크린룸에서는 가스상 무기불순물의 제거를 목적으로 하는 케미컬필터에 대해서는

이들의 가스상 무기불순물의 제거성능이 뛰어날 뿐만 아니라 케미컬필터 자신이 가스상 유기불순물을 발생해서는 안된다

따라서 가스상 무기불순물을 제거할 뿐만 아니라 크린룸 내의 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순

물도 일괄 제거할 수 있는 케미컬필터의 개발이 강력히 요망되고 있다

또한 포토리소그래피공정과 같이 염기성 무기불순물과 유기불순물이 혼재되어 포함되는 공기를 처리할 경우 종래에는

염기성 무기불순물제거용 케미컬필터와는 별도로 활성탄을 이용한 유기불순물제거용 케미컬필터가 필요하였다 따라서

이 점에서도 개선이 요구되었다

이상과 같은 점을 고려하면 산성오염 염기성오염과 유기물오염을 방지할 수 있는 크린룸과 크린벤치 등의 고도청정장치

에 케미컬필터를 적용할 때의 유의점은 다음과 같다

(1) 케미컬필터 자신이 가스상 불순물과 입자상 불순물의 오염원이 되지 않을 것 (즉 2차 오염원이 되지 않는 것)

(2) 케미컬필터의 압력손실이 낮을 것

(3) 가스상 불순물의 제거성능이 높고 수명이 길 것이다

종래의 케미컬필터는 이와 같은 유의점을 만족시키는 것이 아니었다

등록특허 10-0527978

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따라서 본 발명의 목적은 방재라는 점에서 우수하며 필터 자신으로부터 가스상 유기불순물과 가스상 무기불순물의 탈리

가 없으며 특히 포토리소그래피 공정에서 문제가 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물에 의한 기판 등의 표면

오염을 방지할 수 있는 공기정화필터와 이 공기정화필터를 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다 또한 본 발명의 다른 목

적은 그 공기정화필터를 이용한 고도청정장치를 제공하는 것에 있다

발명의 상세한 설명

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 하기의 흡착제가 고착된 무기재료층

을 갖고 있다 이 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질

유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된

것이다 또 상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 다음의 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 지지체의 표면에 상기 흡착제

가 고착된 무기재료층을 갖고 있다 이 무기물α는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루

미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성

벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 것이다 또 상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은

100Å 이상이다

본 발명에 있어서 「충진재료」라는 것은 흡착제와 함께 무기재료층을 구성하는 요소로 흡착제의 분자 사이를 메우지만

흡착제와의 사이에 통기공을 유지하도록 배치되는 재료이다 또한 상기 무기물α는 상기 흡착제와 지지체 또는 상기 흡착

제 끼리를 고착하는데 작용하지만 영속적인 고착을 보증할 정도의 기능은 없으며 고착을 확고히 하기 위해서는 실리카졸

과 알루미나졸 등의 무기계 고착보조제를 사용할 필요가 있다 「바인더」「충전재료」라는 말은 상기 흡착제의 고착정

도에 따라 분리하여 사용되고 있지만 물질자체는 상기 무기물α로써의 열거에 따라 규정되어 있다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 하기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록

하여 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 지지체의 표면에 적층되어 있다 제 1 무기재료층은 상기 흡착제가 무기물의

분말을 바인더로 하여 형성된 층이다 제 2 무기재료층은 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알

루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 층이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 상기 흡착제가 입상으로 된 펠렛

이 지지체의 표면에 고착되어 있다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 하기의 제 1 펠렛의 주위에 하기의 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며

이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있다 제 1 펠렛은 상기 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이

다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상

구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이

다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2

펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있다

이와 같은 본 발명의 공기를 정화하는 필터에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균 세공직경은

100Å 이상이다 또한 상기 무기산염으로써는 유산염이 바람직하며 상기 지지체는 벌집구조체가 바람직하다 이 벌집구

조체는 무기섬유를 필수성분으로 하여 제작하는 것이 좋다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 하기의 흡착제와 하기의 무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담

그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 지지체의 표면에 무기재료층을 고착시키는 공정을 갖는다 흡착제는 상술한

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 또한 무기물α는 상

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술한 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미

나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 흡착제와 바인더로써의 무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 그 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과 상기 제 1 무기재

료층을 형성한 지지체를 하기의 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 제 1

무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 지지체의 표면에 상기 제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기

제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

이와 같은 공기정화필터를 제조하는 방법에서는 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 현탁액에 별도로 용해시켜 두고

공정을 다시 추가해도 좋다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 하기의 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성하는 공

정과 이 흡착제의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 담근 후 지지체

를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다 무기물γ은 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어

진 것이다 이 경우 상기 현탁액에 다시 별도로 무기산염을 용해시켜 두고 공정을 추가하여도 좋다 이 방법은 용해도가

작은 즉 현탁액 속에서 잘 용해되지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말을 바인더로써의 무기물α와 혼합한 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과 건조 후 상기 지지체를 무

기산염의 용해액에 담그는 공정과 상기 용해액에 담근 후 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다

이 방법은 용해도가 큰 즉 현탁액 속에서 잘 녹지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다 더욱이 무기물의 분말

즉 무기흡착재의 담지공정 후 건조시키고 있기 때문에 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있으며 무기산염의 첨착량이 많

은 흡착제를 얻을 수 있다 본 발명에서는 무기산염의 첨착대상이 되는 약품의 담지체를 흡착재로 칭하며 흡착재에 무기

산염을 담지한 것을 흡착제로 칭한다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α을 무기산염의 용해액에

혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을

갖는다 이 경우에는 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않기 때문에 공정수를 줄일 수 있다

이상의 본 발명의 각 공기정화필터를 제조하는 방법에 있어서 무기산염은 유산염을 이용할 수 있다

본 발명의 고도청정장치는 청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와 상기 순환경로에 배치된 공

기정화필터와 상기 순환경로에서의 상기 공간 보다 상류측이고 또한 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불

순물을 제거하는 필터를 가지며 상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로써 지지체의 표면에 다음의 흡착제가 고

착된 무기재료층을 갖는다 이 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루

미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기

산염이 첨착된 것이다

본 발명의 고도청정장치에 있어서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하

여 지지체의 표면에 상기 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 사용하여도 좋다 이 무기물α는 활석 카올린광물

벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구

조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이

다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 하기의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층 중 어느 한쪽이

지지체의 표면에 접하도록 하여 이들 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 사용하

여도 좋다 제 1 무기재료층은 상기 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로써 형성된 층이다 제 2 무기재료층은 규조토 실리

카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘

질 점토공물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 층이다

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본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착

제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 제 1 펠렛의 주위에 다음의 무기물β의 분말이 코팅

되어 제 2 펠렛이 형성되며 이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다 제 1 펠렛은 상기 흡착

제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는

합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하고 상기

흡착제가 분쇄된 펠렛 또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분

말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있는 것을 사용할 수 있다

이상의 각 고도청정장치에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치하

여도 좋다

본 발명의 공기를 정화는 필터에서는 무기재료층 내에서 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 미립자가 인접하는 부분

에 통기공이 되는 간극이 형성되어 있다 처리대상가스는 이 무기재료층의 표면으로부터 상기 통기공을 통과하도록 무기

재료층의 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외부로 나오거나 한다 이와 같이 무기재료층 내를 통과할 때

에 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순물이 흡착 제거된다

흡착재에 무기산염이 첨착되어 있는 본 발명의 공기정화필터는 모두 무기물로 구성되며 활성탄과 같은 가연물은 물론

고온분위기에 놓였을 경우와 산성약품과 공존하는 경우에 분해하도록 유기물질이 포함되어 있지 않다 따라서 방재상으

로도 우수하다 더욱이 무기산염으로써의 산성약품을 첨착한 후의 고온에서의 베이킹이 가능하기 때문에 청정공간에 적

용할 경우에 문제가 되는 불순물 가스를 미리 탈리할 수 있다 그 결과 1의 통기속도로 필터 내에 공기를 통기시킨 경우

이 공기정화필터로부터의 배출가스의 양은 1ppb이하로 하는 것이 가능하다

종래의 활성탄흡착제와 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기물의 흡착제의 수명에 대해 설명한다 우선 활성탄과 무기

물의 무기산염의 각 첨착량을 측정한 결과를 [표2]에 나타낸다 이것은 활성탄과 무기물의 단위중량 당 각종 무기산염의

첨착량을 중량로 나타낸 것이다 활성탄과 무기물의 중량은 수분을 함유하지 않는 건조시의 중량이다 그리고

24sim28의 중량농도의 각종 무기산염의 수용액에 활성탄과 무기물을 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간

통풍 건조하여 각종 무기산염의 첨착량을 측정하였다 또한 활성탄으로써는 다케다약품 공업주식회사의 「기상흡착용 활

성탄 입상 백로Gx」를 이용하였다 이 활성탄의 비표면적은 1200g 세공용적은 086ccg이다 또한 실리카 알루미

나계 흡착재 합성제올라이트 등의 비표면적 세공용적은 [표5]에 나타낸 바와 같다

(표2)

활성탄과 무기물의 분말에 대한 무기산염의 첨착량을 측정한 결과

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

무기산염의 종류 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

무기산염의

수용액 농도()

24 27 28 24 24

활성탄 15 34 37 17 20

규조토 39 84 96 42 51

실리카겔 96 206 239 107 123

알루미나겔 95 200 240 105 120

실리카겔과 알루미나겔의 혼합물 90 195 235 104 120

규산알루미늄 96 203 237 106 122

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활성알루미나 47 100 116 51 60

다공질유리 24 52 57 26 30

활성백토 58 123 145 64 73

활성벤토나이트 36 76 90 40 46

합성제올라이트

(친수성)

70 150 175 78 90

주)활성탄 또는 무기물의 중량은 수분을 포함하지 않는 건조시의 중량

[표2]에서 알 수 있는 바와 같이 실리카 알루미나계 흡착재 합성제올라이트 등의 무기물은 무기산염의 첨착량을 활성

탄보다 훨씬 많게 할 수 있다 따라서 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기계 흡착제는 활성탄흡착제보다 가스상 염기성

불순물의 흡착수명이 길다

다음 배출가스에 대해 설명한다 무기산염 등의 약품을 첨착한 섬유상의 활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르

부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로 한 케미컬필터와 약품을 첨착한 입상활성탄을 우레탄폼과 부직포에 접

착제로 확고히 부착시킨 블럭형상 및 시트형상의 케미컬 필터에서는 유기계 바인더 우레탄폼 부직포 접착제의 유기성

구성부재 자체로부터 유기불순물 가스가 배출된다 또한 이 유기성 구성부재와 첨착한 약품산의 반응으로부터도 유기불

순물 가스가 배출된다

이 배출가스의 저감에는 필터 전체를 고온 가열하는 이른바 베이킹이 효과적이다 그러나 활성탄의 발화점인 390에

도달하지 않은 겨우 100sim150의 가열로도 이들 유기성 구성부재 자체가 용해를 개시하여 필터로써의 사용에 견디지

못한다 또한 활성탄을 갖는 필터는 무기산염으로써 유산지르코늄을 첨착한 경우 유산지르코늄의 분해온도인 380에

가까운 온도에서는 발화되기 때문에 예를 들면 350까지 고온으로 하는 것은 불가능하다

이것에 대해 무기소재만으로 구성된 본 발명의 공기정화필터에서는 무기산염의 첨착 전의 무기재료층이 형성된 지지체

전체를 350 이상의 고온에서 베이킹하는 것이 가능하며 무기재료층에 혼입되었던 불순물에 기인하는 배출가스를 모두

이 베이킹 처리로 추출할 수 있다 후술하는 [표5]에 나타낸 바와 같은 본 발명에서 사용할 수 있는 분말체는 모두 350

로 가열하여도 그 세공물성은 거의 변화하지 않으며 필터로써의 성능 사양에 영향을 미치지 않는다

인산을 첨착한 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로

한 구성의 종래 케미컬필터와 본 발명의 예를 들면 실리카겔로 이루어지는 무기재료층이 형성된 지지체로써의 벌집지지

체 전체를 각각 350의 온도에서 1시간 가열한 후에 유산알루미늄 14sim18수(관동화학 주식회사「록특급(鹿特級)」)의

중량 농도 27의 수용액에 30분 담갔다가 꺼낸 후 120의 열풍으로 2시간 건조시켜 공기정화필터를 제작하여 이들 각

공기정화필터에 대해 각각 정격풍량의 정제 공기를 통기한 경우에 이온 크로마토그래피로 검출되는 수용성 배출가스 농도

를 [표3]에 나타내었다 또한 참고로 정제 공기 자체에 포함되어 있는 불순물 가스 농도의 측정결과도 백그라운드 값으로

써 나타내었다

(표3)

종래와 본 발명의 공기정화필터의 배출가스 농도 측정 결과

(vol ppb)

초산 개미산 NH3 염소 SO2 NO2

종래의 활성탄사용 필터 30 18 022 007 000 002

본 발명의 공기정화필터 071 019 002 010 000 010

정제공기만의 백그라운드 002 001 001 002 000 005

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이 결과에 의하면 본 발명에 의한 공기정화필터에 의하면 필터 자신으로부터의 배출가스의 발생이 종래의 활성탄필터보

다 훨씬 적다는 것을 확인할 수 있다 또한 표 중의 초산과 개미산은 필터에 포함되는 유기성 구성부재가 첨착약품산과 반

응하여 생기는 유기산이라 생각할 수 있다 또한 NH3 염소 NO2에 대해서는 첨착하는 약품산에 원래 함유되어 있던 불

순물에 의해 발생한다고 생각할 수 있다

다음 제조방법에 대해 설명한다 본 발명에서는 무기흡착재를 사용하고 있으며 탈수 처리하여 건조시킨 상태로 대기압

하의 분위기 중에서 약품용액(무기산염용액)에 담그면 그 흡습성에 의해 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투한다 이

것에 대해 활성탄은 소수성이며 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투하기 어렵다 따라서 종래 기술에서는 침투시키

기 위해 감압가압조작이 필요하였다 따라서 대기압 하에서의 함침에 의한 약품첨착량은 [표2]에 나타낸 바와 같이 무기

흡착재 쪽이 활성탄흡착재보다 훨씬 많아진다

무기물인 실리카겔의 분말을 120의 공기에서 1시간 동안 통기 건조하여 수분함유량을 전체 중량의 1 이하로 하여

그대로 건조보관고에서 보관한 경우와 실리카겔의 분말을 수분함유 중량이 전체의 약30인 상태에서 통상의 실내 분위

기 (약 20 상대습도 50) 중에서 장시간 방치한 경우에 있어서 이들 각각의 실리카겔 분말을 대해 24sim28의 중량

농도의 각종 무기산염의 수용액에 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간 통기 건조하였을 때의 각각의 경우의

각종 무기산염의 첨착량을 [표4]에 나타내었다

(표4)

실리카겔의 탈수처리 유무에 따른 각종 무기산염 첨착량의 차이

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

실리카겔의 상태 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

탈수처리안함 96 206 239 107 123

탈수처리함 121 260 313 134 159

[표4]에서 알 수 있는 바와 같이 탈수처리를 한 경우가 탈수처리를 하지 않은 경우보다 25sim33 각종 무기산염의 첨

착량을 증가할 수 있었다 그 이유는 탈수처리에 의해 실리카겔 세공 내의 수분이 추출되었기 때문에 약품용액에 담그면

용액이 세공 내부까지 용이하게 침투하였기 때문이다

흡착재로의 첨착약품으로써 유기산이 아닌 무기산염을 이용한 것은 다음과 같은 이유 때문이다

유기산은 카르본산이라고도 하며 이 카르복실기(carboxylation)(-COOH)에 붙는 것의 수는 수 천종에서 수 만종이다

카르본산은 가스상 물질로써 탈리하면 유기물의 오염물질이 된다 또한 유기산을 포함하는 공기정화필터를 고도청정장치

내에서 장기간 사용할 경우 유기산 자체는 그대로 가스화되지 않더라도 예를 들면 유기산을 영양원으로 하는 미생물이

번식하여 유기산이 점점 분해되어 초산과 같은 가스화되기 쉬운 물질로 변화하며 가스상 분해물에 의한 새로운 오염이 발

생할 우려도 있다 또한 유기산이 분해되어 버리면 가스상 염기성 불순물을 중화하여 화학 흡착하는 유기산의 첨착약품으

로써의 당초의 능력을 잃어버린다 한편 무기산염은 미생물의 영양원은 되지 않으며 반대로 무기산염에는 미생물에 대한

살균작용이 있다고 알려져 있다 따라서 고도청정장치에서 사용하는 흡착재로의 첨착물은 유기산보다 무기산염이 바람직

하다

한편 무기산은 산성도가 크면 인체에 대해 위험물인 경우가 많다(예를 들면 유산 초산 등) 또한 산성도가 큰 무기산을

포함한 공기정화필터가 폐기물로써 환경 중에 방출되면 빗물에 용출된 무기산은 수질오염의 원인이 된다 따라서 흡착재

에 첨착하는 산성물질로써는 산성도가 작고 인체에 위험성이 적은 무기산염이 적합하다

따라서 제올라이트에는 천연제올라이트와 합성제올라이트가 있지만 공업적으로는 순도가 낮은 천연제올라이트보다 합

성제올라이트의 사용이 일반적이다 천연제올라이트는 3sim10Å 크기의 세공을 갖지만 합성제올라이트에서는 균일한 세

공의 것을 제조할 수 있다

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본 발명에서 충진소재 즉 흡착제의 각각의 입자 사이를 충진하기 위한 재료로써 합성제올라이트를 사용한 경우 무기물

의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제 각각의 입자 사이에 각각 제올라이트입자가 충진되며 흡착제 입자와 제올라이트 입

자의 인접부분에 통기공이 되는 간극이 형성된다 이 통기공은 처리대상 공기가 흡착재 입자에 첨착된 무기산염에 도달하

도록 기능한다

또한 합성제올라이트가 갖는 세공은 처리대상공기가 통기공을 투과할 때에 그 세공 크기보다 작은 분자직경의 가스상

유기불순물을 흡착 제거한다 따라서 처리대상 공기 중에 포함되는 가스상 유기불순물의 종류에 따라 합성제올라이트의

세공직경을 선택하면 가스상 유기불순물을 흡착하는 기능이 양호한 공기정화필터를 설계할 수 있다

본 발명에서의 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나

의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 펠렛을 갖는 것에 대해서는 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말의 미립자가 인접하는 부분에

는 통기공이 되는 간극이 형성되며 처리대상가스는 펠렛의 표면으로부터 상기 통기공을 재빨리 빠져나가도록 펠렛 내부

로 들어가거나 반대로 펠렛 내부로부터 외부로 나오거나 한다 그리고 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순

물이 흡착 제거된다

본 발명에 있어서 상기 흡착제로 공기 중의 염기성 가스상 불순물을 흡착 제거할 수 있으며 바인더로써 이용하는 무기

분말은 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 세공을 갖는 종류를 적당히 선택하여 DOP(dioctyl phthalate) DBP(dibutyl

phthalate) BHT(butyl hydroxytoluene) 실록산 등의 가스상 유기물을 흡착 제거할 수 있기 때문에 기판의 표면오염에

관여하는 염기성 가스상 불순물과 가스상 유기물이 혼재되는 분위기에서도 이들 화학오염물질의 대부분을 포착할 수 있

다

본 발명에 있어서 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 갖는 것에 있어서 제 1 무기재료층을 내측으로 한 경우와 제 2

펠렛을 갖는 경우에 대해서는 외측의 제 2 무기재료층과 제 2 펠렛의 외측 부분의 코팅층에 의해 이들의 하부에 있는 제 1

무기재료층과 제 1 펠렛에 포함되는 무기산염으로부터의 발진을 방지할 수 있다 이 경우 제 2 무기재료층과 외측의 코팅

층을 구성하는 무기물의 분말이 기판의 표면오염에 관여하는 DOP DBP BHT 실록산 등의 가스상 유기물의 물리흡착에

적당한 세공을 갖고 있으면 이들 가스상 유기물이 그 세공에 의해 흡착 제거되는 효과도 있다

제 1 무기재료층을 외측으로 한 경우에는 상술한 발진 방지효과는 없어지지만 가스상 불순물의 흡착효과는 그다지 변화

하지 않으며 공기와 직접 접하는 외측의 제 1 무기재료층에서 공기 중의 염기성 가스상 불순물의 흡착 제거가 이루어지

고 내측의 제 2 무기재료층에서 공기 중의 가스상 유기불순물의 흡착 제거가 이루어진다

여기서 상기 흡착제에 대해 간단히 설명한다 상기 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규

산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기

물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 이들 무기물의 분말에 대해 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적과 상기

무기물의 세공의 비표면적에 대해 가스흡착법에 의해 측정한 결과를 [표5]의 (Ⅰ)에 나타낸다

표 5

각종 분체의 세공물성

분체시료 BET법으로 측정

비표면적(g)

N2가스흡착법으로 측정

세공용적(ccg)

5sim300Å

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규조토 200 025 (Ⅰ)

실리카겔 400 061

알루미나겔 250 060

규산알루미늄 225 060

활성알루미나 300 030

다공질 유리 400 015

활성백토 300 037

활성벤토나이트 87 023

합성제올라이트 400sim750 035sim055

활석 28 007 (Ⅱ)

카올린광물 21 006

벤토나이트 23 003

세피올라이트 295 033 (Ⅲ)

또한 실리카로써는 실리카겔을 분체시료로 하고 알루미나로써는 알루미나겔을 분체시료로 하였다 5sim300Å의 범위에

분포하는 세공에 착안한 이유는 이 범위의크기의 세공이 가스상 불순물의 물리흡착이 우수하며 처리대상공기 중의 가스

상 염기성불순물이 이들 세공에 흡착되기 쉽기 때문이다 세공표면에는 무기산염이 첨착되어 있기 때문에 물리 흡착한 가

스상 염기성불순물은 곧바로 무기산염과 중화하여 화학 흡착되며 다시 탈리되는 일은 없다 상기 무기물의 분말의 비표면

적이 클수록 무기산염이 첨착되는 면적도 커지며 가스상 염기성불순물의 흡착 용량도 커진다

단 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물에 무기산염을 첨착하면 무기산염이 세공의 공간부로 들어가기 때문에 첨착 전의 순수한

무기물과 비교하면 비표면적과 세공용적은 상당히 감소한다 또한 [표5]의 (Ⅰ)의 무기물은 모두 첨착된 무기산염과 화학

반응을 일으키지 않기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착성능이 떨어지는 일이 없다 규조토는 함

수콜로이드규산이며 산에 잘 녹지 않는다 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 다공질 유리 모

두가 산에 잘 녹지 않는다 활성알루미나는 수산화알루미늄을 가열탈수(450)하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않

는 성질을 갖고 있다 활성백토는 산성백토를 유산 처리하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않는다 활성벤토나이트는

Ca형 벤토나이트와 산성백토를 열유산으로 처리하여 몬몰리로나이트의 알루미늄과 마그네슘을 용출시켜 세공이 많은 표

면을 갖는 잉여 케이산을 만들어 낼 때에 얻을 수 있다 따라서 흡착능력 촉매능력은 보다 증가하여 산에 잘 녹지 않는다

합성제올라이트도 산에 잘 녹지 않는 성질을 갖고 있다

한편 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 바인더로써 자주 이용되는 무기물은 [표5]의 그룹 (Ⅱ)에 나타낸 바와 같이

5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 모두 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 비교하여 매우 작다 [표5]의

그룹 (Ⅲ)의 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물의 일종인 세피올라이트는 [포5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 마찬

가지로 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 크다 그러나 [표5]의 그룹 (Ⅱ) (Ⅲ)의 무기물에 무기산염

을 첨착하면 활석(Mg3[(OH)2Si4O10])과 카올린광물(Al4[(OH) 8Si4O10])과 세피올라이트

(Mg8Si12O30(OH2)4(OH)46sim8H2 O)와 같이 수산기와 무기산염이 중화하거나 이온 교환하거나 벤토나이트와 같이 양이

온교환능력에 따라 무기산염과 화학반응을 일으키거나 하기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착능

력을 잃어버린다

또한 상기 흡착제(규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리

활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착

제)의 분말에는 자기결합성이 없기 때문에 상기 흡착제의 분말을 펠렛에 성형하거나 지지체의 표면에 층상으로 고착시키

기 위해서는 바인더를 첨착하지 않으면 안된다

본 발명에서는 상기 흡착제의 분말을 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이

트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종의 무기물의 분말을 바인더 또는 충전재료로 이용하여 지지체의 표면에 고착시켜

무기재료층을 형성하거나 또는 분쇄하여 펠렛을 형성하고 있다 실리카로써는 예를 들면 실리카겔이 사용되고 알루미나

로써는 알루미나겔이 사용되며 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것이 바람직하며 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 구

조체인 것이 바람직하다 이 벌집구조의 흡착층은 세라믹상의 딱딱한 표면을 가지며 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이

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용한 종래의 케미컬필터에 비해 발진량이 매우 작다 이 지지체뿐만 아니라 상기 흡착제에 있어서 무기산염의 담지에 이용

하는 무기물 분말과 이것을 지지체 표면에 고착시키기 위해 이용하는 바인더에 대해서도 각각 무기물의 분말로 하면 본 발

명의 공기정화필터를 구성하는 재료로부터는 가스상 유기물의 탈리가 전혀 없다

본 발명에 있어서 벌집구조체라는 것은 이른바 벌의 집과 같은 구조 이외에 단면이 격자형상 물결형상 등이어서 공기가

구조체의 요소가 되는 셀을 통과할 수 있는 구조를 모두 포함한다 또한 본 발명에서는 지지체는 벌집구조체에 특정되지

않으며 암면(rock wool) 등의 3차원 메시구조체도 또한 지지체로써 이용할 수 있다 이 경우에는 메시구조의 평면방향 뿐

만 아니라 안쪽방향으로도 본 발명의 흡착제의 분말을 고착시키는 것이 좋다

지지체 표면으로의 흡착제의 고착 방법에는 무기물의 분말의 바인더에 의해 고착하는 방법과 상기 흡착제의 분말을 무

기물의 분말을 바인더로써 이용하여 분쇄하여 펠렛으로 하고 이 펠렛을 지지체 표면에 무기계 고착보조제로 접착하는 방

법이 있다

본 발명에서의 공기정화필터에 있어서 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛

또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된

제 2 펠렛 중 어느 하나를 케이싱 내에 충진한 경우에는 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상

크기 펠렛의 충진량을 적당히 선택할 수 있다는 설계상의 융통성이 있다

본 발명에 의하면 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상 크키 펠렛의 충진량을 적당히 선택할

수 있다는 설계상의 융통성이 있다

가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 충분히 제거하고자 할 경우에는 상기 흡착제의 바인더로써 이용

한 무기물 무기물α 무기물β는 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적이 중량당 02ccg 이상이거나 또는 세공의 비

표면적이 100g 이상인 것이 바람직하다 어쨌든 상기 흡착제의 분말의 바인더로써 이용한 무기재료층과 펠렛에 포함되

는 이들 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말은 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 고착시켜 두는 능력 또는

상기 흡착제의 분말을 펠렛으로 분쇄할 때의 결합제로써의 능력과 상기 흡착제를 구성하는 무기물 분말의 표면에 흡착된

무기산염에 처리대상가스가 용이하게 도달하며 또한 되돌려 받기 위한 다공성 구조를 함께 가지고 있다

상기 흡착제와 바인더로써 사용하는 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말에 인접한 부위에 형성되는 간극의 통기공을 통

해 처리대상공기는 상기 흡착제의 분말 표면에 첨착된 무기산염에 용이하게 도달할 수 있기 때문에 가스상 염기성 불순물

이 제거된다 이 때 바인더와 충진재료로써 이용한 상기 각 무기물의 분말 표면에 존재하는 상기 범위 크기의 세공의 표면

에 가스상 유기불순물이 물리 흡착되어 제거된다 본 발명의 주목적인 가스상 염기성불순물의 제거 외에 바인더와 충진재

료로써 이용하는 상기 각 무기물 분말의 세공에 의한 부차적인 효과로써 가스상 유기불순물의 일괄 제거도 실현할 수 있

다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더는 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교하여 비표면적과 세공용적은 상당히 크다 따라서 가스상

유기불순물의 물리흡착능력은 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더가 그룹 (Ⅱ)의 바인더보다 상당히 우수하다 그룹 (Ⅱ)의 활석 카

올린광물 벤토나이트 등의 바인더는 통기성을 중시하고 있으며 인접한 바인더 미립자 사이의 간극부분 또는 인접한 바인

더 미립자와 지지체에 담지하는 흡착제 미립자의 간극부분에 형성되는 통기공의 주요한 크기는 500Å 이상이 된다 결국

이 통기공이 통기성은 매우 좋음에도 불구하고 물리흡착을 일으키기 어려운 마크로 구멍이다 또한 활석 카올린광물 벤

토나이트의 바인더 미립자 자체의 표면에도 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공은 그다지 존재하지 않는다 결국 활석 카올

린광물 벤토나이트의 각 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 각각 092ccg

111ccg 049ccg이었다 [표5]와 비교하여도 그룹 (Ⅱ)이 물리흡착에 관계한 미크로 구멍과 메소 구멍은 그다지 갖지

않으며 통기성이 우수한 마크로 구멍을 갖는다는 것을 알 수 있다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더는 담지대상이 되는 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 단순히 담지하기 위해

사용된다 이 경우 가스상 염기성 불순물의 흡착능력을 높이기 위해 상기 흡착제의 분말의 담지량을 가능한 많게 하며 다

른 바인더의 상기 흡착제 분말에 대한 함유비율은 가능한 작게 하는 것이 좋다 그러나 바인더의 함유비율을 너무 적게 하

면 상기 흡착제 분말의 지지체 표면으로의 고착이 불완전해져서 박리와 발진의 원인이 된다 예를 들면 상기 흡착제 분말

에 벤토나이트의 바인더와 실리카겔의 무기계고착보조제를 혼합하여 지지체에 고착할 경우 지지체 표면의 무기재료층 중

의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 75를 상회하면 지지체 표면의 무기재료층의 기계적 강도가 약해져 실제 사용

시에 견디지 못하게 된다 결국 그룹 (Ⅱ)의 바인더에는 상기 흡착제 분말의 담지능력과 담지된 상기 흡착제 분말의 표면

에 처리대상 가스가 도달하기 쉬운 우수한 통기능력이 요구되며 가스상 유기불순물의 흡착능력은 요구되지 않는다

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이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

따라서 본 발명의 목적은 방재라는 점에서 우수하며 필터 자신으로부터 가스상 유기불순물과 가스상 무기불순물의 탈리

가 없으며 특히 포토리소그래피 공정에서 문제가 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물에 의한 기판 등의 표면

오염을 방지할 수 있는 공기정화필터와 이 공기정화필터를 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다 또한 본 발명의 다른 목

적은 그 공기정화필터를 이용한 고도청정장치를 제공하는 것에 있다

발명의 상세한 설명

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 하기의 흡착제가 고착된 무기재료층

을 갖고 있다 이 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질

유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된

것이다 또 상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 다음의 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 지지체의 표면에 상기 흡착제

가 고착된 무기재료층을 갖고 있다 이 무기물α는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루

미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성

벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 것이다 또 상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은

100Å 이상이다

본 발명에 있어서 「충진재료」라는 것은 흡착제와 함께 무기재료층을 구성하는 요소로 흡착제의 분자 사이를 메우지만

흡착제와의 사이에 통기공을 유지하도록 배치되는 재료이다 또한 상기 무기물α는 상기 흡착제와 지지체 또는 상기 흡착

제 끼리를 고착하는데 작용하지만 영속적인 고착을 보증할 정도의 기능은 없으며 고착을 확고히 하기 위해서는 실리카졸

과 알루미나졸 등의 무기계 고착보조제를 사용할 필요가 있다 「바인더」「충전재료」라는 말은 상기 흡착제의 고착정

도에 따라 분리하여 사용되고 있지만 물질자체는 상기 무기물α로써의 열거에 따라 규정되어 있다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 하기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록

하여 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 지지체의 표면에 적층되어 있다 제 1 무기재료층은 상기 흡착제가 무기물의

분말을 바인더로 하여 형성된 층이다 제 2 무기재료층은 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알

루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 층이다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 상기 흡착제가 입상으로 된 펠렛

이 지지체의 표면에 고착되어 있다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 하기의 제 1 펠렛의 주위에 하기의 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며

이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있다 제 1 펠렛은 상기 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이

다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상

구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이

다

본 발명의 공기를 정화하는 필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2

펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있다

이와 같은 본 발명의 공기를 정화하는 필터에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균 세공직경은

100Å 이상이다 또한 상기 무기산염으로써는 유산염이 바람직하며 상기 지지체는 벌집구조체가 바람직하다 이 벌집구

조체는 무기섬유를 필수성분으로 하여 제작하는 것이 좋다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 하기의 흡착제와 하기의 무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담

그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 지지체의 표면에 무기재료층을 고착시키는 공정을 갖는다 흡착제는 상술한

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 또한 무기물α는 상

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술한 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미

나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 흡착제와 바인더로써의 무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 그 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과 상기 제 1 무기재

료층을 형성한 지지체를 하기의 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 제 1

무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 지지체의 표면에 상기 제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기

제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

이와 같은 공기정화필터를 제조하는 방법에서는 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 현탁액에 별도로 용해시켜 두고

공정을 다시 추가해도 좋다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 하기의 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성하는 공

정과 이 흡착제의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 담근 후 지지체

를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다 무기물γ은 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어

진 것이다 이 경우 상기 현탁액에 다시 별도로 무기산염을 용해시켜 두고 공정을 추가하여도 좋다 이 방법은 용해도가

작은 즉 현탁액 속에서 잘 용해되지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말을 바인더로써의 무기물α와 혼합한 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과 건조 후 상기 지지체를 무

기산염의 용해액에 담그는 공정과 상기 용해액에 담근 후 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다

이 방법은 용해도가 큰 즉 현탁액 속에서 잘 녹지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다 더욱이 무기물의 분말

즉 무기흡착재의 담지공정 후 건조시키고 있기 때문에 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있으며 무기산염의 첨착량이 많

은 흡착제를 얻을 수 있다 본 발명에서는 무기산염의 첨착대상이 되는 약품의 담지체를 흡착재로 칭하며 흡착재에 무기

산염을 담지한 것을 흡착제로 칭한다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α을 무기산염의 용해액에

혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을

갖는다 이 경우에는 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않기 때문에 공정수를 줄일 수 있다

이상의 본 발명의 각 공기정화필터를 제조하는 방법에 있어서 무기산염은 유산염을 이용할 수 있다

본 발명의 고도청정장치는 청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와 상기 순환경로에 배치된 공

기정화필터와 상기 순환경로에서의 상기 공간 보다 상류측이고 또한 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불

순물을 제거하는 필터를 가지며 상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로써 지지체의 표면에 다음의 흡착제가 고

착된 무기재료층을 갖는다 이 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루

미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기

산염이 첨착된 것이다

본 발명의 고도청정장치에 있어서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하

여 지지체의 표면에 상기 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 사용하여도 좋다 이 무기물α는 활석 카올린광물

벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구

조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이

다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 하기의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층 중 어느 한쪽이

지지체의 표면에 접하도록 하여 이들 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 사용하

여도 좋다 제 1 무기재료층은 상기 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로써 형성된 층이다 제 2 무기재료층은 규조토 실리

카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘

질 점토공물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 층이다

등록특허 10-0527978

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본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착

제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 제 1 펠렛의 주위에 다음의 무기물β의 분말이 코팅

되어 제 2 펠렛이 형성되며 이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다 제 1 펠렛은 상기 흡착

제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는

합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하고 상기

흡착제가 분쇄된 펠렛 또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분

말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있는 것을 사용할 수 있다

이상의 각 고도청정장치에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치하

여도 좋다

본 발명의 공기를 정화는 필터에서는 무기재료층 내에서 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 미립자가 인접하는 부분

에 통기공이 되는 간극이 형성되어 있다 처리대상가스는 이 무기재료층의 표면으로부터 상기 통기공을 통과하도록 무기

재료층의 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외부로 나오거나 한다 이와 같이 무기재료층 내를 통과할 때

에 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순물이 흡착 제거된다

흡착재에 무기산염이 첨착되어 있는 본 발명의 공기정화필터는 모두 무기물로 구성되며 활성탄과 같은 가연물은 물론

고온분위기에 놓였을 경우와 산성약품과 공존하는 경우에 분해하도록 유기물질이 포함되어 있지 않다 따라서 방재상으

로도 우수하다 더욱이 무기산염으로써의 산성약품을 첨착한 후의 고온에서의 베이킹이 가능하기 때문에 청정공간에 적

용할 경우에 문제가 되는 불순물 가스를 미리 탈리할 수 있다 그 결과 1의 통기속도로 필터 내에 공기를 통기시킨 경우

이 공기정화필터로부터의 배출가스의 양은 1ppb이하로 하는 것이 가능하다

종래의 활성탄흡착제와 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기물의 흡착제의 수명에 대해 설명한다 우선 활성탄과 무기

물의 무기산염의 각 첨착량을 측정한 결과를 [표2]에 나타낸다 이것은 활성탄과 무기물의 단위중량 당 각종 무기산염의

첨착량을 중량로 나타낸 것이다 활성탄과 무기물의 중량은 수분을 함유하지 않는 건조시의 중량이다 그리고

24sim28의 중량농도의 각종 무기산염의 수용액에 활성탄과 무기물을 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간

통풍 건조하여 각종 무기산염의 첨착량을 측정하였다 또한 활성탄으로써는 다케다약품 공업주식회사의 「기상흡착용 활

성탄 입상 백로Gx」를 이용하였다 이 활성탄의 비표면적은 1200g 세공용적은 086ccg이다 또한 실리카 알루미

나계 흡착재 합성제올라이트 등의 비표면적 세공용적은 [표5]에 나타낸 바와 같다

(표2)

활성탄과 무기물의 분말에 대한 무기산염의 첨착량을 측정한 결과

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

무기산염의 종류 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

무기산염의

수용액 농도()

24 27 28 24 24

활성탄 15 34 37 17 20

규조토 39 84 96 42 51

실리카겔 96 206 239 107 123

알루미나겔 95 200 240 105 120

실리카겔과 알루미나겔의 혼합물 90 195 235 104 120

규산알루미늄 96 203 237 106 122

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활성알루미나 47 100 116 51 60

다공질유리 24 52 57 26 30

활성백토 58 123 145 64 73

활성벤토나이트 36 76 90 40 46

합성제올라이트

(친수성)

70 150 175 78 90

주)활성탄 또는 무기물의 중량은 수분을 포함하지 않는 건조시의 중량

[표2]에서 알 수 있는 바와 같이 실리카 알루미나계 흡착재 합성제올라이트 등의 무기물은 무기산염의 첨착량을 활성

탄보다 훨씬 많게 할 수 있다 따라서 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기계 흡착제는 활성탄흡착제보다 가스상 염기성

불순물의 흡착수명이 길다

다음 배출가스에 대해 설명한다 무기산염 등의 약품을 첨착한 섬유상의 활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르

부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로 한 케미컬필터와 약품을 첨착한 입상활성탄을 우레탄폼과 부직포에 접

착제로 확고히 부착시킨 블럭형상 및 시트형상의 케미컬 필터에서는 유기계 바인더 우레탄폼 부직포 접착제의 유기성

구성부재 자체로부터 유기불순물 가스가 배출된다 또한 이 유기성 구성부재와 첨착한 약품산의 반응으로부터도 유기불

순물 가스가 배출된다

이 배출가스의 저감에는 필터 전체를 고온 가열하는 이른바 베이킹이 효과적이다 그러나 활성탄의 발화점인 390에

도달하지 않은 겨우 100sim150의 가열로도 이들 유기성 구성부재 자체가 용해를 개시하여 필터로써의 사용에 견디지

못한다 또한 활성탄을 갖는 필터는 무기산염으로써 유산지르코늄을 첨착한 경우 유산지르코늄의 분해온도인 380에

가까운 온도에서는 발화되기 때문에 예를 들면 350까지 고온으로 하는 것은 불가능하다

이것에 대해 무기소재만으로 구성된 본 발명의 공기정화필터에서는 무기산염의 첨착 전의 무기재료층이 형성된 지지체

전체를 350 이상의 고온에서 베이킹하는 것이 가능하며 무기재료층에 혼입되었던 불순물에 기인하는 배출가스를 모두

이 베이킹 처리로 추출할 수 있다 후술하는 [표5]에 나타낸 바와 같은 본 발명에서 사용할 수 있는 분말체는 모두 350

로 가열하여도 그 세공물성은 거의 변화하지 않으며 필터로써의 성능 사양에 영향을 미치지 않는다

인산을 첨착한 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로

한 구성의 종래 케미컬필터와 본 발명의 예를 들면 실리카겔로 이루어지는 무기재료층이 형성된 지지체로써의 벌집지지

체 전체를 각각 350의 온도에서 1시간 가열한 후에 유산알루미늄 14sim18수(관동화학 주식회사「록특급(鹿特級)」)의

중량 농도 27의 수용액에 30분 담갔다가 꺼낸 후 120의 열풍으로 2시간 건조시켜 공기정화필터를 제작하여 이들 각

공기정화필터에 대해 각각 정격풍량의 정제 공기를 통기한 경우에 이온 크로마토그래피로 검출되는 수용성 배출가스 농도

를 [표3]에 나타내었다 또한 참고로 정제 공기 자체에 포함되어 있는 불순물 가스 농도의 측정결과도 백그라운드 값으로

써 나타내었다

(표3)

종래와 본 발명의 공기정화필터의 배출가스 농도 측정 결과

(vol ppb)

초산 개미산 NH3 염소 SO2 NO2

종래의 활성탄사용 필터 30 18 022 007 000 002

본 발명의 공기정화필터 071 019 002 010 000 010

정제공기만의 백그라운드 002 001 001 002 000 005

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이 결과에 의하면 본 발명에 의한 공기정화필터에 의하면 필터 자신으로부터의 배출가스의 발생이 종래의 활성탄필터보

다 훨씬 적다는 것을 확인할 수 있다 또한 표 중의 초산과 개미산은 필터에 포함되는 유기성 구성부재가 첨착약품산과 반

응하여 생기는 유기산이라 생각할 수 있다 또한 NH3 염소 NO2에 대해서는 첨착하는 약품산에 원래 함유되어 있던 불

순물에 의해 발생한다고 생각할 수 있다

다음 제조방법에 대해 설명한다 본 발명에서는 무기흡착재를 사용하고 있으며 탈수 처리하여 건조시킨 상태로 대기압

하의 분위기 중에서 약품용액(무기산염용액)에 담그면 그 흡습성에 의해 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투한다 이

것에 대해 활성탄은 소수성이며 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투하기 어렵다 따라서 종래 기술에서는 침투시키

기 위해 감압가압조작이 필요하였다 따라서 대기압 하에서의 함침에 의한 약품첨착량은 [표2]에 나타낸 바와 같이 무기

흡착재 쪽이 활성탄흡착재보다 훨씬 많아진다

무기물인 실리카겔의 분말을 120의 공기에서 1시간 동안 통기 건조하여 수분함유량을 전체 중량의 1 이하로 하여

그대로 건조보관고에서 보관한 경우와 실리카겔의 분말을 수분함유 중량이 전체의 약30인 상태에서 통상의 실내 분위

기 (약 20 상대습도 50) 중에서 장시간 방치한 경우에 있어서 이들 각각의 실리카겔 분말을 대해 24sim28의 중량

농도의 각종 무기산염의 수용액에 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간 통기 건조하였을 때의 각각의 경우의

각종 무기산염의 첨착량을 [표4]에 나타내었다

(표4)

실리카겔의 탈수처리 유무에 따른 각종 무기산염 첨착량의 차이

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

실리카겔의 상태 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

탈수처리안함 96 206 239 107 123

탈수처리함 121 260 313 134 159

[표4]에서 알 수 있는 바와 같이 탈수처리를 한 경우가 탈수처리를 하지 않은 경우보다 25sim33 각종 무기산염의 첨

착량을 증가할 수 있었다 그 이유는 탈수처리에 의해 실리카겔 세공 내의 수분이 추출되었기 때문에 약품용액에 담그면

용액이 세공 내부까지 용이하게 침투하였기 때문이다

흡착재로의 첨착약품으로써 유기산이 아닌 무기산염을 이용한 것은 다음과 같은 이유 때문이다

유기산은 카르본산이라고도 하며 이 카르복실기(carboxylation)(-COOH)에 붙는 것의 수는 수 천종에서 수 만종이다

카르본산은 가스상 물질로써 탈리하면 유기물의 오염물질이 된다 또한 유기산을 포함하는 공기정화필터를 고도청정장치

내에서 장기간 사용할 경우 유기산 자체는 그대로 가스화되지 않더라도 예를 들면 유기산을 영양원으로 하는 미생물이

번식하여 유기산이 점점 분해되어 초산과 같은 가스화되기 쉬운 물질로 변화하며 가스상 분해물에 의한 새로운 오염이 발

생할 우려도 있다 또한 유기산이 분해되어 버리면 가스상 염기성 불순물을 중화하여 화학 흡착하는 유기산의 첨착약품으

로써의 당초의 능력을 잃어버린다 한편 무기산염은 미생물의 영양원은 되지 않으며 반대로 무기산염에는 미생물에 대한

살균작용이 있다고 알려져 있다 따라서 고도청정장치에서 사용하는 흡착재로의 첨착물은 유기산보다 무기산염이 바람직

하다

한편 무기산은 산성도가 크면 인체에 대해 위험물인 경우가 많다(예를 들면 유산 초산 등) 또한 산성도가 큰 무기산을

포함한 공기정화필터가 폐기물로써 환경 중에 방출되면 빗물에 용출된 무기산은 수질오염의 원인이 된다 따라서 흡착재

에 첨착하는 산성물질로써는 산성도가 작고 인체에 위험성이 적은 무기산염이 적합하다

따라서 제올라이트에는 천연제올라이트와 합성제올라이트가 있지만 공업적으로는 순도가 낮은 천연제올라이트보다 합

성제올라이트의 사용이 일반적이다 천연제올라이트는 3sim10Å 크기의 세공을 갖지만 합성제올라이트에서는 균일한 세

공의 것을 제조할 수 있다

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본 발명에서 충진소재 즉 흡착제의 각각의 입자 사이를 충진하기 위한 재료로써 합성제올라이트를 사용한 경우 무기물

의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제 각각의 입자 사이에 각각 제올라이트입자가 충진되며 흡착제 입자와 제올라이트 입

자의 인접부분에 통기공이 되는 간극이 형성된다 이 통기공은 처리대상 공기가 흡착재 입자에 첨착된 무기산염에 도달하

도록 기능한다

또한 합성제올라이트가 갖는 세공은 처리대상공기가 통기공을 투과할 때에 그 세공 크기보다 작은 분자직경의 가스상

유기불순물을 흡착 제거한다 따라서 처리대상 공기 중에 포함되는 가스상 유기불순물의 종류에 따라 합성제올라이트의

세공직경을 선택하면 가스상 유기불순물을 흡착하는 기능이 양호한 공기정화필터를 설계할 수 있다

본 발명에서의 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나

의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 펠렛을 갖는 것에 대해서는 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말의 미립자가 인접하는 부분에

는 통기공이 되는 간극이 형성되며 처리대상가스는 펠렛의 표면으로부터 상기 통기공을 재빨리 빠져나가도록 펠렛 내부

로 들어가거나 반대로 펠렛 내부로부터 외부로 나오거나 한다 그리고 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순

물이 흡착 제거된다

본 발명에 있어서 상기 흡착제로 공기 중의 염기성 가스상 불순물을 흡착 제거할 수 있으며 바인더로써 이용하는 무기

분말은 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 세공을 갖는 종류를 적당히 선택하여 DOP(dioctyl phthalate) DBP(dibutyl

phthalate) BHT(butyl hydroxytoluene) 실록산 등의 가스상 유기물을 흡착 제거할 수 있기 때문에 기판의 표면오염에

관여하는 염기성 가스상 불순물과 가스상 유기물이 혼재되는 분위기에서도 이들 화학오염물질의 대부분을 포착할 수 있

다

본 발명에 있어서 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 갖는 것에 있어서 제 1 무기재료층을 내측으로 한 경우와 제 2

펠렛을 갖는 경우에 대해서는 외측의 제 2 무기재료층과 제 2 펠렛의 외측 부분의 코팅층에 의해 이들의 하부에 있는 제 1

무기재료층과 제 1 펠렛에 포함되는 무기산염으로부터의 발진을 방지할 수 있다 이 경우 제 2 무기재료층과 외측의 코팅

층을 구성하는 무기물의 분말이 기판의 표면오염에 관여하는 DOP DBP BHT 실록산 등의 가스상 유기물의 물리흡착에

적당한 세공을 갖고 있으면 이들 가스상 유기물이 그 세공에 의해 흡착 제거되는 효과도 있다

제 1 무기재료층을 외측으로 한 경우에는 상술한 발진 방지효과는 없어지지만 가스상 불순물의 흡착효과는 그다지 변화

하지 않으며 공기와 직접 접하는 외측의 제 1 무기재료층에서 공기 중의 염기성 가스상 불순물의 흡착 제거가 이루어지

고 내측의 제 2 무기재료층에서 공기 중의 가스상 유기불순물의 흡착 제거가 이루어진다

여기서 상기 흡착제에 대해 간단히 설명한다 상기 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규

산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기

물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 이들 무기물의 분말에 대해 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적과 상기

무기물의 세공의 비표면적에 대해 가스흡착법에 의해 측정한 결과를 [표5]의 (Ⅰ)에 나타낸다

표 5

각종 분체의 세공물성

분체시료 BET법으로 측정

비표면적(g)

N2가스흡착법으로 측정

세공용적(ccg)

5sim300Å

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규조토 200 025 (Ⅰ)

실리카겔 400 061

알루미나겔 250 060

규산알루미늄 225 060

활성알루미나 300 030

다공질 유리 400 015

활성백토 300 037

활성벤토나이트 87 023

합성제올라이트 400sim750 035sim055

활석 28 007 (Ⅱ)

카올린광물 21 006

벤토나이트 23 003

세피올라이트 295 033 (Ⅲ)

또한 실리카로써는 실리카겔을 분체시료로 하고 알루미나로써는 알루미나겔을 분체시료로 하였다 5sim300Å의 범위에

분포하는 세공에 착안한 이유는 이 범위의크기의 세공이 가스상 불순물의 물리흡착이 우수하며 처리대상공기 중의 가스

상 염기성불순물이 이들 세공에 흡착되기 쉽기 때문이다 세공표면에는 무기산염이 첨착되어 있기 때문에 물리 흡착한 가

스상 염기성불순물은 곧바로 무기산염과 중화하여 화학 흡착되며 다시 탈리되는 일은 없다 상기 무기물의 분말의 비표면

적이 클수록 무기산염이 첨착되는 면적도 커지며 가스상 염기성불순물의 흡착 용량도 커진다

단 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물에 무기산염을 첨착하면 무기산염이 세공의 공간부로 들어가기 때문에 첨착 전의 순수한

무기물과 비교하면 비표면적과 세공용적은 상당히 감소한다 또한 [표5]의 (Ⅰ)의 무기물은 모두 첨착된 무기산염과 화학

반응을 일으키지 않기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착성능이 떨어지는 일이 없다 규조토는 함

수콜로이드규산이며 산에 잘 녹지 않는다 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 다공질 유리 모

두가 산에 잘 녹지 않는다 활성알루미나는 수산화알루미늄을 가열탈수(450)하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않

는 성질을 갖고 있다 활성백토는 산성백토를 유산 처리하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않는다 활성벤토나이트는

Ca형 벤토나이트와 산성백토를 열유산으로 처리하여 몬몰리로나이트의 알루미늄과 마그네슘을 용출시켜 세공이 많은 표

면을 갖는 잉여 케이산을 만들어 낼 때에 얻을 수 있다 따라서 흡착능력 촉매능력은 보다 증가하여 산에 잘 녹지 않는다

합성제올라이트도 산에 잘 녹지 않는 성질을 갖고 있다

한편 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 바인더로써 자주 이용되는 무기물은 [표5]의 그룹 (Ⅱ)에 나타낸 바와 같이

5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 모두 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 비교하여 매우 작다 [표5]의

그룹 (Ⅲ)의 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물의 일종인 세피올라이트는 [포5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 마찬

가지로 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 크다 그러나 [표5]의 그룹 (Ⅱ) (Ⅲ)의 무기물에 무기산염

을 첨착하면 활석(Mg3[(OH)2Si4O10])과 카올린광물(Al4[(OH) 8Si4O10])과 세피올라이트

(Mg8Si12O30(OH2)4(OH)46sim8H2 O)와 같이 수산기와 무기산염이 중화하거나 이온 교환하거나 벤토나이트와 같이 양이

온교환능력에 따라 무기산염과 화학반응을 일으키거나 하기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착능

력을 잃어버린다

또한 상기 흡착제(규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리

활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착

제)의 분말에는 자기결합성이 없기 때문에 상기 흡착제의 분말을 펠렛에 성형하거나 지지체의 표면에 층상으로 고착시키

기 위해서는 바인더를 첨착하지 않으면 안된다

본 발명에서는 상기 흡착제의 분말을 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이

트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종의 무기물의 분말을 바인더 또는 충전재료로 이용하여 지지체의 표면에 고착시켜

무기재료층을 형성하거나 또는 분쇄하여 펠렛을 형성하고 있다 실리카로써는 예를 들면 실리카겔이 사용되고 알루미나

로써는 알루미나겔이 사용되며 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것이 바람직하며 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 구

조체인 것이 바람직하다 이 벌집구조의 흡착층은 세라믹상의 딱딱한 표면을 가지며 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이

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용한 종래의 케미컬필터에 비해 발진량이 매우 작다 이 지지체뿐만 아니라 상기 흡착제에 있어서 무기산염의 담지에 이용

하는 무기물 분말과 이것을 지지체 표면에 고착시키기 위해 이용하는 바인더에 대해서도 각각 무기물의 분말로 하면 본 발

명의 공기정화필터를 구성하는 재료로부터는 가스상 유기물의 탈리가 전혀 없다

본 발명에 있어서 벌집구조체라는 것은 이른바 벌의 집과 같은 구조 이외에 단면이 격자형상 물결형상 등이어서 공기가

구조체의 요소가 되는 셀을 통과할 수 있는 구조를 모두 포함한다 또한 본 발명에서는 지지체는 벌집구조체에 특정되지

않으며 암면(rock wool) 등의 3차원 메시구조체도 또한 지지체로써 이용할 수 있다 이 경우에는 메시구조의 평면방향 뿐

만 아니라 안쪽방향으로도 본 발명의 흡착제의 분말을 고착시키는 것이 좋다

지지체 표면으로의 흡착제의 고착 방법에는 무기물의 분말의 바인더에 의해 고착하는 방법과 상기 흡착제의 분말을 무

기물의 분말을 바인더로써 이용하여 분쇄하여 펠렛으로 하고 이 펠렛을 지지체 표면에 무기계 고착보조제로 접착하는 방

법이 있다

본 발명에서의 공기정화필터에 있어서 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛

또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된

제 2 펠렛 중 어느 하나를 케이싱 내에 충진한 경우에는 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상

크기 펠렛의 충진량을 적당히 선택할 수 있다는 설계상의 융통성이 있다

본 발명에 의하면 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상 크키 펠렛의 충진량을 적당히 선택할

수 있다는 설계상의 융통성이 있다

가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 충분히 제거하고자 할 경우에는 상기 흡착제의 바인더로써 이용

한 무기물 무기물α 무기물β는 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적이 중량당 02ccg 이상이거나 또는 세공의 비

표면적이 100g 이상인 것이 바람직하다 어쨌든 상기 흡착제의 분말의 바인더로써 이용한 무기재료층과 펠렛에 포함되

는 이들 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말은 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 고착시켜 두는 능력 또는

상기 흡착제의 분말을 펠렛으로 분쇄할 때의 결합제로써의 능력과 상기 흡착제를 구성하는 무기물 분말의 표면에 흡착된

무기산염에 처리대상가스가 용이하게 도달하며 또한 되돌려 받기 위한 다공성 구조를 함께 가지고 있다

상기 흡착제와 바인더로써 사용하는 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말에 인접한 부위에 형성되는 간극의 통기공을 통

해 처리대상공기는 상기 흡착제의 분말 표면에 첨착된 무기산염에 용이하게 도달할 수 있기 때문에 가스상 염기성 불순물

이 제거된다 이 때 바인더와 충진재료로써 이용한 상기 각 무기물의 분말 표면에 존재하는 상기 범위 크기의 세공의 표면

에 가스상 유기불순물이 물리 흡착되어 제거된다 본 발명의 주목적인 가스상 염기성불순물의 제거 외에 바인더와 충진재

료로써 이용하는 상기 각 무기물 분말의 세공에 의한 부차적인 효과로써 가스상 유기불순물의 일괄 제거도 실현할 수 있

다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더는 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교하여 비표면적과 세공용적은 상당히 크다 따라서 가스상

유기불순물의 물리흡착능력은 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더가 그룹 (Ⅱ)의 바인더보다 상당히 우수하다 그룹 (Ⅱ)의 활석 카

올린광물 벤토나이트 등의 바인더는 통기성을 중시하고 있으며 인접한 바인더 미립자 사이의 간극부분 또는 인접한 바인

더 미립자와 지지체에 담지하는 흡착제 미립자의 간극부분에 형성되는 통기공의 주요한 크기는 500Å 이상이 된다 결국

이 통기공이 통기성은 매우 좋음에도 불구하고 물리흡착을 일으키기 어려운 마크로 구멍이다 또한 활석 카올린광물 벤

토나이트의 바인더 미립자 자체의 표면에도 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공은 그다지 존재하지 않는다 결국 활석 카올

린광물 벤토나이트의 각 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 각각 092ccg

111ccg 049ccg이었다 [표5]와 비교하여도 그룹 (Ⅱ)이 물리흡착에 관계한 미크로 구멍과 메소 구멍은 그다지 갖지

않으며 통기성이 우수한 마크로 구멍을 갖는다는 것을 알 수 있다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더는 담지대상이 되는 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 단순히 담지하기 위해

사용된다 이 경우 가스상 염기성 불순물의 흡착능력을 높이기 위해 상기 흡착제의 분말의 담지량을 가능한 많게 하며 다

른 바인더의 상기 흡착제 분말에 대한 함유비율은 가능한 작게 하는 것이 좋다 그러나 바인더의 함유비율을 너무 적게 하

면 상기 흡착제 분말의 지지체 표면으로의 고착이 불완전해져서 박리와 발진의 원인이 된다 예를 들면 상기 흡착제 분말

에 벤토나이트의 바인더와 실리카겔의 무기계고착보조제를 혼합하여 지지체에 고착할 경우 지지체 표면의 무기재료층 중

의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 75를 상회하면 지지체 표면의 무기재료층의 기계적 강도가 약해져 실제 사용

시에 견디지 못하게 된다 결국 그룹 (Ⅱ)의 바인더에는 상기 흡착제 분말의 담지능력과 담지된 상기 흡착제 분말의 표면

에 처리대상 가스가 도달하기 쉬운 우수한 통기능력이 요구되며 가스상 유기불순물의 흡착능력은 요구되지 않는다

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이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

술한 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미

나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 흡착제와 바인더로써의 무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 그 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과 상기 제 1 무기재

료층을 형성한 지지체를 하기의 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과 그 후 상기 지지체를 건조시켜 제 1

무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 지지체의 표면에 상기 제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기

제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

이와 같은 공기정화필터를 제조하는 방법에서는 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 현탁액에 별도로 용해시켜 두고

공정을 다시 추가해도 좋다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 하기의 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성하는 공

정과 이 흡착제의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 담근 후 지지체

를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다 무기물γ은 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어

진 것이다 이 경우 상기 현탁액에 다시 별도로 무기산염을 용해시켜 두고 공정을 추가하여도 좋다 이 방법은 용해도가

작은 즉 현탁액 속에서 잘 용해되지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말을 바인더로써의 무기물α와 혼합한 현탁액에 지지체를

담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과 건조 후 상기 지지체를 무

기산염의 용해액에 담그는 공정과 상기 용해액에 담근 후 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는다

이 방법은 용해도가 큰 즉 현탁액 속에서 잘 녹지 않는 무기산염을 사용하는 경우에 효과적이다 더욱이 무기물의 분말

즉 무기흡착재의 담지공정 후 건조시키고 있기 때문에 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있으며 무기산염의 첨착량이 많

은 흡착제를 얻을 수 있다 본 발명에서는 무기산염의 첨착대상이 되는 약품의 담지체를 흡착재로 칭하며 흡착재에 무기

산염을 담지한 것을 흡착제로 칭한다

본 발명의 공기정화필터를 제조하는 방법은 상기 무기물γ의 분말과 바인더로써의 상기 무기물α을 무기산염의 용해액에

혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과 상기 현탁액에 담근 후 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을

갖는다 이 경우에는 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않기 때문에 공정수를 줄일 수 있다

이상의 본 발명의 각 공기정화필터를 제조하는 방법에 있어서 무기산염은 유산염을 이용할 수 있다

본 발명의 고도청정장치는 청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와 상기 순환경로에 배치된 공

기정화필터와 상기 순환경로에서의 상기 공간 보다 상류측이고 또한 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불

순물을 제거하는 필터를 가지며 상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로써 지지체의 표면에 다음의 흡착제가 고

착된 무기재료층을 갖는다 이 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루

미나 다공질유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기

산염이 첨착된 것이다

본 발명의 고도청정장치에 있어서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하

여 지지체의 표면에 상기 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 사용하여도 좋다 이 무기물α는 활석 카올린광물

벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구

조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이

다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 하기의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층 중 어느 한쪽이

지지체의 표면에 접하도록 하여 이들 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 사용하

여도 좋다 제 1 무기재료층은 상기 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로써 형성된 층이다 제 2 무기재료층은 규조토 실리

카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘

질 점토공물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 층이다

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본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착

제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 제 1 펠렛의 주위에 다음의 무기물β의 분말이 코팅

되어 제 2 펠렛이 형성되며 이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다 제 1 펠렛은 상기 흡착

제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는

합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하고 상기

흡착제가 분쇄된 펠렛 또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분

말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있는 것을 사용할 수 있다

이상의 각 고도청정장치에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치하

여도 좋다

본 발명의 공기를 정화는 필터에서는 무기재료층 내에서 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 미립자가 인접하는 부분

에 통기공이 되는 간극이 형성되어 있다 처리대상가스는 이 무기재료층의 표면으로부터 상기 통기공을 통과하도록 무기

재료층의 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외부로 나오거나 한다 이와 같이 무기재료층 내를 통과할 때

에 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순물이 흡착 제거된다

흡착재에 무기산염이 첨착되어 있는 본 발명의 공기정화필터는 모두 무기물로 구성되며 활성탄과 같은 가연물은 물론

고온분위기에 놓였을 경우와 산성약품과 공존하는 경우에 분해하도록 유기물질이 포함되어 있지 않다 따라서 방재상으

로도 우수하다 더욱이 무기산염으로써의 산성약품을 첨착한 후의 고온에서의 베이킹이 가능하기 때문에 청정공간에 적

용할 경우에 문제가 되는 불순물 가스를 미리 탈리할 수 있다 그 결과 1의 통기속도로 필터 내에 공기를 통기시킨 경우

이 공기정화필터로부터의 배출가스의 양은 1ppb이하로 하는 것이 가능하다

종래의 활성탄흡착제와 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기물의 흡착제의 수명에 대해 설명한다 우선 활성탄과 무기

물의 무기산염의 각 첨착량을 측정한 결과를 [표2]에 나타낸다 이것은 활성탄과 무기물의 단위중량 당 각종 무기산염의

첨착량을 중량로 나타낸 것이다 활성탄과 무기물의 중량은 수분을 함유하지 않는 건조시의 중량이다 그리고

24sim28의 중량농도의 각종 무기산염의 수용액에 활성탄과 무기물을 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간

통풍 건조하여 각종 무기산염의 첨착량을 측정하였다 또한 활성탄으로써는 다케다약품 공업주식회사의 「기상흡착용 활

성탄 입상 백로Gx」를 이용하였다 이 활성탄의 비표면적은 1200g 세공용적은 086ccg이다 또한 실리카 알루미

나계 흡착재 합성제올라이트 등의 비표면적 세공용적은 [표5]에 나타낸 바와 같다

(표2)

활성탄과 무기물의 분말에 대한 무기산염의 첨착량을 측정한 결과

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

무기산염의 종류 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

무기산염의

수용액 농도()

24 27 28 24 24

활성탄 15 34 37 17 20

규조토 39 84 96 42 51

실리카겔 96 206 239 107 123

알루미나겔 95 200 240 105 120

실리카겔과 알루미나겔의 혼합물 90 195 235 104 120

규산알루미늄 96 203 237 106 122

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활성알루미나 47 100 116 51 60

다공질유리 24 52 57 26 30

활성백토 58 123 145 64 73

활성벤토나이트 36 76 90 40 46

합성제올라이트

(친수성)

70 150 175 78 90

주)활성탄 또는 무기물의 중량은 수분을 포함하지 않는 건조시의 중량

[표2]에서 알 수 있는 바와 같이 실리카 알루미나계 흡착재 합성제올라이트 등의 무기물은 무기산염의 첨착량을 활성

탄보다 훨씬 많게 할 수 있다 따라서 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기계 흡착제는 활성탄흡착제보다 가스상 염기성

불순물의 흡착수명이 길다

다음 배출가스에 대해 설명한다 무기산염 등의 약품을 첨착한 섬유상의 활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르

부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로 한 케미컬필터와 약품을 첨착한 입상활성탄을 우레탄폼과 부직포에 접

착제로 확고히 부착시킨 블럭형상 및 시트형상의 케미컬 필터에서는 유기계 바인더 우레탄폼 부직포 접착제의 유기성

구성부재 자체로부터 유기불순물 가스가 배출된다 또한 이 유기성 구성부재와 첨착한 약품산의 반응으로부터도 유기불

순물 가스가 배출된다

이 배출가스의 저감에는 필터 전체를 고온 가열하는 이른바 베이킹이 효과적이다 그러나 활성탄의 발화점인 390에

도달하지 않은 겨우 100sim150의 가열로도 이들 유기성 구성부재 자체가 용해를 개시하여 필터로써의 사용에 견디지

못한다 또한 활성탄을 갖는 필터는 무기산염으로써 유산지르코늄을 첨착한 경우 유산지르코늄의 분해온도인 380에

가까운 온도에서는 발화되기 때문에 예를 들면 350까지 고온으로 하는 것은 불가능하다

이것에 대해 무기소재만으로 구성된 본 발명의 공기정화필터에서는 무기산염의 첨착 전의 무기재료층이 형성된 지지체

전체를 350 이상의 고온에서 베이킹하는 것이 가능하며 무기재료층에 혼입되었던 불순물에 기인하는 배출가스를 모두

이 베이킹 처리로 추출할 수 있다 후술하는 [표5]에 나타낸 바와 같은 본 발명에서 사용할 수 있는 분말체는 모두 350

로 가열하여도 그 세공물성은 거의 변화하지 않으며 필터로써의 성능 사양에 영향을 미치지 않는다

인산을 첨착한 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로

한 구성의 종래 케미컬필터와 본 발명의 예를 들면 실리카겔로 이루어지는 무기재료층이 형성된 지지체로써의 벌집지지

체 전체를 각각 350의 온도에서 1시간 가열한 후에 유산알루미늄 14sim18수(관동화학 주식회사「록특급(鹿特級)」)의

중량 농도 27의 수용액에 30분 담갔다가 꺼낸 후 120의 열풍으로 2시간 건조시켜 공기정화필터를 제작하여 이들 각

공기정화필터에 대해 각각 정격풍량의 정제 공기를 통기한 경우에 이온 크로마토그래피로 검출되는 수용성 배출가스 농도

를 [표3]에 나타내었다 또한 참고로 정제 공기 자체에 포함되어 있는 불순물 가스 농도의 측정결과도 백그라운드 값으로

써 나타내었다

(표3)

종래와 본 발명의 공기정화필터의 배출가스 농도 측정 결과

(vol ppb)

초산 개미산 NH3 염소 SO2 NO2

종래의 활성탄사용 필터 30 18 022 007 000 002

본 발명의 공기정화필터 071 019 002 010 000 010

정제공기만의 백그라운드 002 001 001 002 000 005

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이 결과에 의하면 본 발명에 의한 공기정화필터에 의하면 필터 자신으로부터의 배출가스의 발생이 종래의 활성탄필터보

다 훨씬 적다는 것을 확인할 수 있다 또한 표 중의 초산과 개미산은 필터에 포함되는 유기성 구성부재가 첨착약품산과 반

응하여 생기는 유기산이라 생각할 수 있다 또한 NH3 염소 NO2에 대해서는 첨착하는 약품산에 원래 함유되어 있던 불

순물에 의해 발생한다고 생각할 수 있다

다음 제조방법에 대해 설명한다 본 발명에서는 무기흡착재를 사용하고 있으며 탈수 처리하여 건조시킨 상태로 대기압

하의 분위기 중에서 약품용액(무기산염용액)에 담그면 그 흡습성에 의해 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투한다 이

것에 대해 활성탄은 소수성이며 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투하기 어렵다 따라서 종래 기술에서는 침투시키

기 위해 감압가압조작이 필요하였다 따라서 대기압 하에서의 함침에 의한 약품첨착량은 [표2]에 나타낸 바와 같이 무기

흡착재 쪽이 활성탄흡착재보다 훨씬 많아진다

무기물인 실리카겔의 분말을 120의 공기에서 1시간 동안 통기 건조하여 수분함유량을 전체 중량의 1 이하로 하여

그대로 건조보관고에서 보관한 경우와 실리카겔의 분말을 수분함유 중량이 전체의 약30인 상태에서 통상의 실내 분위

기 (약 20 상대습도 50) 중에서 장시간 방치한 경우에 있어서 이들 각각의 실리카겔 분말을 대해 24sim28의 중량

농도의 각종 무기산염의 수용액에 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간 통기 건조하였을 때의 각각의 경우의

각종 무기산염의 첨착량을 [표4]에 나타내었다

(표4)

실리카겔의 탈수처리 유무에 따른 각종 무기산염 첨착량의 차이

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

실리카겔의 상태 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

탈수처리안함 96 206 239 107 123

탈수처리함 121 260 313 134 159

[표4]에서 알 수 있는 바와 같이 탈수처리를 한 경우가 탈수처리를 하지 않은 경우보다 25sim33 각종 무기산염의 첨

착량을 증가할 수 있었다 그 이유는 탈수처리에 의해 실리카겔 세공 내의 수분이 추출되었기 때문에 약품용액에 담그면

용액이 세공 내부까지 용이하게 침투하였기 때문이다

흡착재로의 첨착약품으로써 유기산이 아닌 무기산염을 이용한 것은 다음과 같은 이유 때문이다

유기산은 카르본산이라고도 하며 이 카르복실기(carboxylation)(-COOH)에 붙는 것의 수는 수 천종에서 수 만종이다

카르본산은 가스상 물질로써 탈리하면 유기물의 오염물질이 된다 또한 유기산을 포함하는 공기정화필터를 고도청정장치

내에서 장기간 사용할 경우 유기산 자체는 그대로 가스화되지 않더라도 예를 들면 유기산을 영양원으로 하는 미생물이

번식하여 유기산이 점점 분해되어 초산과 같은 가스화되기 쉬운 물질로 변화하며 가스상 분해물에 의한 새로운 오염이 발

생할 우려도 있다 또한 유기산이 분해되어 버리면 가스상 염기성 불순물을 중화하여 화학 흡착하는 유기산의 첨착약품으

로써의 당초의 능력을 잃어버린다 한편 무기산염은 미생물의 영양원은 되지 않으며 반대로 무기산염에는 미생물에 대한

살균작용이 있다고 알려져 있다 따라서 고도청정장치에서 사용하는 흡착재로의 첨착물은 유기산보다 무기산염이 바람직

하다

한편 무기산은 산성도가 크면 인체에 대해 위험물인 경우가 많다(예를 들면 유산 초산 등) 또한 산성도가 큰 무기산을

포함한 공기정화필터가 폐기물로써 환경 중에 방출되면 빗물에 용출된 무기산은 수질오염의 원인이 된다 따라서 흡착재

에 첨착하는 산성물질로써는 산성도가 작고 인체에 위험성이 적은 무기산염이 적합하다

따라서 제올라이트에는 천연제올라이트와 합성제올라이트가 있지만 공업적으로는 순도가 낮은 천연제올라이트보다 합

성제올라이트의 사용이 일반적이다 천연제올라이트는 3sim10Å 크기의 세공을 갖지만 합성제올라이트에서는 균일한 세

공의 것을 제조할 수 있다

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본 발명에서 충진소재 즉 흡착제의 각각의 입자 사이를 충진하기 위한 재료로써 합성제올라이트를 사용한 경우 무기물

의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제 각각의 입자 사이에 각각 제올라이트입자가 충진되며 흡착제 입자와 제올라이트 입

자의 인접부분에 통기공이 되는 간극이 형성된다 이 통기공은 처리대상 공기가 흡착재 입자에 첨착된 무기산염에 도달하

도록 기능한다

또한 합성제올라이트가 갖는 세공은 처리대상공기가 통기공을 투과할 때에 그 세공 크기보다 작은 분자직경의 가스상

유기불순물을 흡착 제거한다 따라서 처리대상 공기 중에 포함되는 가스상 유기불순물의 종류에 따라 합성제올라이트의

세공직경을 선택하면 가스상 유기불순물을 흡착하는 기능이 양호한 공기정화필터를 설계할 수 있다

본 발명에서의 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나

의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 펠렛을 갖는 것에 대해서는 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말의 미립자가 인접하는 부분에

는 통기공이 되는 간극이 형성되며 처리대상가스는 펠렛의 표면으로부터 상기 통기공을 재빨리 빠져나가도록 펠렛 내부

로 들어가거나 반대로 펠렛 내부로부터 외부로 나오거나 한다 그리고 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순

물이 흡착 제거된다

본 발명에 있어서 상기 흡착제로 공기 중의 염기성 가스상 불순물을 흡착 제거할 수 있으며 바인더로써 이용하는 무기

분말은 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 세공을 갖는 종류를 적당히 선택하여 DOP(dioctyl phthalate) DBP(dibutyl

phthalate) BHT(butyl hydroxytoluene) 실록산 등의 가스상 유기물을 흡착 제거할 수 있기 때문에 기판의 표면오염에

관여하는 염기성 가스상 불순물과 가스상 유기물이 혼재되는 분위기에서도 이들 화학오염물질의 대부분을 포착할 수 있

다

본 발명에 있어서 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 갖는 것에 있어서 제 1 무기재료층을 내측으로 한 경우와 제 2

펠렛을 갖는 경우에 대해서는 외측의 제 2 무기재료층과 제 2 펠렛의 외측 부분의 코팅층에 의해 이들의 하부에 있는 제 1

무기재료층과 제 1 펠렛에 포함되는 무기산염으로부터의 발진을 방지할 수 있다 이 경우 제 2 무기재료층과 외측의 코팅

층을 구성하는 무기물의 분말이 기판의 표면오염에 관여하는 DOP DBP BHT 실록산 등의 가스상 유기물의 물리흡착에

적당한 세공을 갖고 있으면 이들 가스상 유기물이 그 세공에 의해 흡착 제거되는 효과도 있다

제 1 무기재료층을 외측으로 한 경우에는 상술한 발진 방지효과는 없어지지만 가스상 불순물의 흡착효과는 그다지 변화

하지 않으며 공기와 직접 접하는 외측의 제 1 무기재료층에서 공기 중의 염기성 가스상 불순물의 흡착 제거가 이루어지

고 내측의 제 2 무기재료층에서 공기 중의 가스상 유기불순물의 흡착 제거가 이루어진다

여기서 상기 흡착제에 대해 간단히 설명한다 상기 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규

산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기

물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 이들 무기물의 분말에 대해 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적과 상기

무기물의 세공의 비표면적에 대해 가스흡착법에 의해 측정한 결과를 [표5]의 (Ⅰ)에 나타낸다

표 5

각종 분체의 세공물성

분체시료 BET법으로 측정

비표면적(g)

N2가스흡착법으로 측정

세공용적(ccg)

5sim300Å

등록특허 10-0527978

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규조토 200 025 (Ⅰ)

실리카겔 400 061

알루미나겔 250 060

규산알루미늄 225 060

활성알루미나 300 030

다공질 유리 400 015

활성백토 300 037

활성벤토나이트 87 023

합성제올라이트 400sim750 035sim055

활석 28 007 (Ⅱ)

카올린광물 21 006

벤토나이트 23 003

세피올라이트 295 033 (Ⅲ)

또한 실리카로써는 실리카겔을 분체시료로 하고 알루미나로써는 알루미나겔을 분체시료로 하였다 5sim300Å의 범위에

분포하는 세공에 착안한 이유는 이 범위의크기의 세공이 가스상 불순물의 물리흡착이 우수하며 처리대상공기 중의 가스

상 염기성불순물이 이들 세공에 흡착되기 쉽기 때문이다 세공표면에는 무기산염이 첨착되어 있기 때문에 물리 흡착한 가

스상 염기성불순물은 곧바로 무기산염과 중화하여 화학 흡착되며 다시 탈리되는 일은 없다 상기 무기물의 분말의 비표면

적이 클수록 무기산염이 첨착되는 면적도 커지며 가스상 염기성불순물의 흡착 용량도 커진다

단 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물에 무기산염을 첨착하면 무기산염이 세공의 공간부로 들어가기 때문에 첨착 전의 순수한

무기물과 비교하면 비표면적과 세공용적은 상당히 감소한다 또한 [표5]의 (Ⅰ)의 무기물은 모두 첨착된 무기산염과 화학

반응을 일으키지 않기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착성능이 떨어지는 일이 없다 규조토는 함

수콜로이드규산이며 산에 잘 녹지 않는다 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 다공질 유리 모

두가 산에 잘 녹지 않는다 활성알루미나는 수산화알루미늄을 가열탈수(450)하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않

는 성질을 갖고 있다 활성백토는 산성백토를 유산 처리하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않는다 활성벤토나이트는

Ca형 벤토나이트와 산성백토를 열유산으로 처리하여 몬몰리로나이트의 알루미늄과 마그네슘을 용출시켜 세공이 많은 표

면을 갖는 잉여 케이산을 만들어 낼 때에 얻을 수 있다 따라서 흡착능력 촉매능력은 보다 증가하여 산에 잘 녹지 않는다

합성제올라이트도 산에 잘 녹지 않는 성질을 갖고 있다

한편 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 바인더로써 자주 이용되는 무기물은 [표5]의 그룹 (Ⅱ)에 나타낸 바와 같이

5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 모두 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 비교하여 매우 작다 [표5]의

그룹 (Ⅲ)의 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물의 일종인 세피올라이트는 [포5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 마찬

가지로 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 크다 그러나 [표5]의 그룹 (Ⅱ) (Ⅲ)의 무기물에 무기산염

을 첨착하면 활석(Mg3[(OH)2Si4O10])과 카올린광물(Al4[(OH) 8Si4O10])과 세피올라이트

(Mg8Si12O30(OH2)4(OH)46sim8H2 O)와 같이 수산기와 무기산염이 중화하거나 이온 교환하거나 벤토나이트와 같이 양이

온교환능력에 따라 무기산염과 화학반응을 일으키거나 하기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착능

력을 잃어버린다

또한 상기 흡착제(규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리

활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착

제)의 분말에는 자기결합성이 없기 때문에 상기 흡착제의 분말을 펠렛에 성형하거나 지지체의 표면에 층상으로 고착시키

기 위해서는 바인더를 첨착하지 않으면 안된다

본 발명에서는 상기 흡착제의 분말을 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이

트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종의 무기물의 분말을 바인더 또는 충전재료로 이용하여 지지체의 표면에 고착시켜

무기재료층을 형성하거나 또는 분쇄하여 펠렛을 형성하고 있다 실리카로써는 예를 들면 실리카겔이 사용되고 알루미나

로써는 알루미나겔이 사용되며 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것이 바람직하며 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 구

조체인 것이 바람직하다 이 벌집구조의 흡착층은 세라믹상의 딱딱한 표면을 가지며 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이

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용한 종래의 케미컬필터에 비해 발진량이 매우 작다 이 지지체뿐만 아니라 상기 흡착제에 있어서 무기산염의 담지에 이용

하는 무기물 분말과 이것을 지지체 표면에 고착시키기 위해 이용하는 바인더에 대해서도 각각 무기물의 분말로 하면 본 발

명의 공기정화필터를 구성하는 재료로부터는 가스상 유기물의 탈리가 전혀 없다

본 발명에 있어서 벌집구조체라는 것은 이른바 벌의 집과 같은 구조 이외에 단면이 격자형상 물결형상 등이어서 공기가

구조체의 요소가 되는 셀을 통과할 수 있는 구조를 모두 포함한다 또한 본 발명에서는 지지체는 벌집구조체에 특정되지

않으며 암면(rock wool) 등의 3차원 메시구조체도 또한 지지체로써 이용할 수 있다 이 경우에는 메시구조의 평면방향 뿐

만 아니라 안쪽방향으로도 본 발명의 흡착제의 분말을 고착시키는 것이 좋다

지지체 표면으로의 흡착제의 고착 방법에는 무기물의 분말의 바인더에 의해 고착하는 방법과 상기 흡착제의 분말을 무

기물의 분말을 바인더로써 이용하여 분쇄하여 펠렛으로 하고 이 펠렛을 지지체 표면에 무기계 고착보조제로 접착하는 방

법이 있다

본 발명에서의 공기정화필터에 있어서 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛

또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된

제 2 펠렛 중 어느 하나를 케이싱 내에 충진한 경우에는 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상

크기 펠렛의 충진량을 적당히 선택할 수 있다는 설계상의 융통성이 있다

본 발명에 의하면 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상 크키 펠렛의 충진량을 적당히 선택할

수 있다는 설계상의 융통성이 있다

가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 충분히 제거하고자 할 경우에는 상기 흡착제의 바인더로써 이용

한 무기물 무기물α 무기물β는 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적이 중량당 02ccg 이상이거나 또는 세공의 비

표면적이 100g 이상인 것이 바람직하다 어쨌든 상기 흡착제의 분말의 바인더로써 이용한 무기재료층과 펠렛에 포함되

는 이들 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말은 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 고착시켜 두는 능력 또는

상기 흡착제의 분말을 펠렛으로 분쇄할 때의 결합제로써의 능력과 상기 흡착제를 구성하는 무기물 분말의 표면에 흡착된

무기산염에 처리대상가스가 용이하게 도달하며 또한 되돌려 받기 위한 다공성 구조를 함께 가지고 있다

상기 흡착제와 바인더로써 사용하는 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말에 인접한 부위에 형성되는 간극의 통기공을 통

해 처리대상공기는 상기 흡착제의 분말 표면에 첨착된 무기산염에 용이하게 도달할 수 있기 때문에 가스상 염기성 불순물

이 제거된다 이 때 바인더와 충진재료로써 이용한 상기 각 무기물의 분말 표면에 존재하는 상기 범위 크기의 세공의 표면

에 가스상 유기불순물이 물리 흡착되어 제거된다 본 발명의 주목적인 가스상 염기성불순물의 제거 외에 바인더와 충진재

료로써 이용하는 상기 각 무기물 분말의 세공에 의한 부차적인 효과로써 가스상 유기불순물의 일괄 제거도 실현할 수 있

다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더는 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교하여 비표면적과 세공용적은 상당히 크다 따라서 가스상

유기불순물의 물리흡착능력은 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더가 그룹 (Ⅱ)의 바인더보다 상당히 우수하다 그룹 (Ⅱ)의 활석 카

올린광물 벤토나이트 등의 바인더는 통기성을 중시하고 있으며 인접한 바인더 미립자 사이의 간극부분 또는 인접한 바인

더 미립자와 지지체에 담지하는 흡착제 미립자의 간극부분에 형성되는 통기공의 주요한 크기는 500Å 이상이 된다 결국

이 통기공이 통기성은 매우 좋음에도 불구하고 물리흡착을 일으키기 어려운 마크로 구멍이다 또한 활석 카올린광물 벤

토나이트의 바인더 미립자 자체의 표면에도 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공은 그다지 존재하지 않는다 결국 활석 카올

린광물 벤토나이트의 각 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 각각 092ccg

111ccg 049ccg이었다 [표5]와 비교하여도 그룹 (Ⅱ)이 물리흡착에 관계한 미크로 구멍과 메소 구멍은 그다지 갖지

않으며 통기성이 우수한 마크로 구멍을 갖는다는 것을 알 수 있다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더는 담지대상이 되는 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 단순히 담지하기 위해

사용된다 이 경우 가스상 염기성 불순물의 흡착능력을 높이기 위해 상기 흡착제의 분말의 담지량을 가능한 많게 하며 다

른 바인더의 상기 흡착제 분말에 대한 함유비율은 가능한 작게 하는 것이 좋다 그러나 바인더의 함유비율을 너무 적게 하

면 상기 흡착제 분말의 지지체 표면으로의 고착이 불완전해져서 박리와 발진의 원인이 된다 예를 들면 상기 흡착제 분말

에 벤토나이트의 바인더와 실리카겔의 무기계고착보조제를 혼합하여 지지체에 고착할 경우 지지체 표면의 무기재료층 중

의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 75를 상회하면 지지체 표면의 무기재료층의 기계적 강도가 약해져 실제 사용

시에 견디지 못하게 된다 결국 그룹 (Ⅱ)의 바인더에는 상기 흡착제 분말의 담지능력과 담지된 상기 흡착제 분말의 표면

에 처리대상 가스가 도달하기 쉬운 우수한 통기능력이 요구되며 가스상 유기불순물의 흡착능력은 요구되지 않는다

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이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착

제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 다음의 제 1 펠렛의 주위에 다음의 무기물β의 분말이 코팅

되어 제 2 펠렛이 형성되며 이 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 사용하여도 좋다 제 1 펠렛은 상기 흡착

제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 것이다 무기물β는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는

합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어진 것이다

본 발명의 고도청정장치에서 사용되는 상기 공기정화필터는 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하고 상기

흡착제가 분쇄된 펠렛 또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분

말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되어 있는 것을 사용할 수 있다

이상의 각 고도청정장치에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치하

여도 좋다

본 발명의 공기를 정화는 필터에서는 무기재료층 내에서 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 미립자가 인접하는 부분

에 통기공이 되는 간극이 형성되어 있다 처리대상가스는 이 무기재료층의 표면으로부터 상기 통기공을 통과하도록 무기

재료층의 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외부로 나오거나 한다 이와 같이 무기재료층 내를 통과할 때

에 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순물이 흡착 제거된다

흡착재에 무기산염이 첨착되어 있는 본 발명의 공기정화필터는 모두 무기물로 구성되며 활성탄과 같은 가연물은 물론

고온분위기에 놓였을 경우와 산성약품과 공존하는 경우에 분해하도록 유기물질이 포함되어 있지 않다 따라서 방재상으

로도 우수하다 더욱이 무기산염으로써의 산성약품을 첨착한 후의 고온에서의 베이킹이 가능하기 때문에 청정공간에 적

용할 경우에 문제가 되는 불순물 가스를 미리 탈리할 수 있다 그 결과 1의 통기속도로 필터 내에 공기를 통기시킨 경우

이 공기정화필터로부터의 배출가스의 양은 1ppb이하로 하는 것이 가능하다

종래의 활성탄흡착제와 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기물의 흡착제의 수명에 대해 설명한다 우선 활성탄과 무기

물의 무기산염의 각 첨착량을 측정한 결과를 [표2]에 나타낸다 이것은 활성탄과 무기물의 단위중량 당 각종 무기산염의

첨착량을 중량로 나타낸 것이다 활성탄과 무기물의 중량은 수분을 함유하지 않는 건조시의 중량이다 그리고

24sim28의 중량농도의 각종 무기산염의 수용액에 활성탄과 무기물을 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간

통풍 건조하여 각종 무기산염의 첨착량을 측정하였다 또한 활성탄으로써는 다케다약품 공업주식회사의 「기상흡착용 활

성탄 입상 백로Gx」를 이용하였다 이 활성탄의 비표면적은 1200g 세공용적은 086ccg이다 또한 실리카 알루미

나계 흡착재 합성제올라이트 등의 비표면적 세공용적은 [표5]에 나타낸 바와 같다

(표2)

활성탄과 무기물의 분말에 대한 무기산염의 첨착량을 측정한 결과

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

무기산염의 종류 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

무기산염의

수용액 농도()

24 27 28 24 24

활성탄 15 34 37 17 20

규조토 39 84 96 42 51

실리카겔 96 206 239 107 123

알루미나겔 95 200 240 105 120

실리카겔과 알루미나겔의 혼합물 90 195 235 104 120

규산알루미늄 96 203 237 106 122

등록특허 10-0527978

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활성알루미나 47 100 116 51 60

다공질유리 24 52 57 26 30

활성백토 58 123 145 64 73

활성벤토나이트 36 76 90 40 46

합성제올라이트

(친수성)

70 150 175 78 90

주)활성탄 또는 무기물의 중량은 수분을 포함하지 않는 건조시의 중량

[표2]에서 알 수 있는 바와 같이 실리카 알루미나계 흡착재 합성제올라이트 등의 무기물은 무기산염의 첨착량을 활성

탄보다 훨씬 많게 할 수 있다 따라서 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기계 흡착제는 활성탄흡착제보다 가스상 염기성

불순물의 흡착수명이 길다

다음 배출가스에 대해 설명한다 무기산염 등의 약품을 첨착한 섬유상의 활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르

부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로 한 케미컬필터와 약품을 첨착한 입상활성탄을 우레탄폼과 부직포에 접

착제로 확고히 부착시킨 블럭형상 및 시트형상의 케미컬 필터에서는 유기계 바인더 우레탄폼 부직포 접착제의 유기성

구성부재 자체로부터 유기불순물 가스가 배출된다 또한 이 유기성 구성부재와 첨착한 약품산의 반응으로부터도 유기불

순물 가스가 배출된다

이 배출가스의 저감에는 필터 전체를 고온 가열하는 이른바 베이킹이 효과적이다 그러나 활성탄의 발화점인 390에

도달하지 않은 겨우 100sim150의 가열로도 이들 유기성 구성부재 자체가 용해를 개시하여 필터로써의 사용에 견디지

못한다 또한 활성탄을 갖는 필터는 무기산염으로써 유산지르코늄을 첨착한 경우 유산지르코늄의 분해온도인 380에

가까운 온도에서는 발화되기 때문에 예를 들면 350까지 고온으로 하는 것은 불가능하다

이것에 대해 무기소재만으로 구성된 본 발명의 공기정화필터에서는 무기산염의 첨착 전의 무기재료층이 형성된 지지체

전체를 350 이상의 고온에서 베이킹하는 것이 가능하며 무기재료층에 혼입되었던 불순물에 기인하는 배출가스를 모두

이 베이킹 처리로 추출할 수 있다 후술하는 [표5]에 나타낸 바와 같은 본 발명에서 사용할 수 있는 분말체는 모두 350

로 가열하여도 그 세공물성은 거의 변화하지 않으며 필터로써의 성능 사양에 영향을 미치지 않는다

인산을 첨착한 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로

한 구성의 종래 케미컬필터와 본 발명의 예를 들면 실리카겔로 이루어지는 무기재료층이 형성된 지지체로써의 벌집지지

체 전체를 각각 350의 온도에서 1시간 가열한 후에 유산알루미늄 14sim18수(관동화학 주식회사「록특급(鹿特級)」)의

중량 농도 27의 수용액에 30분 담갔다가 꺼낸 후 120의 열풍으로 2시간 건조시켜 공기정화필터를 제작하여 이들 각

공기정화필터에 대해 각각 정격풍량의 정제 공기를 통기한 경우에 이온 크로마토그래피로 검출되는 수용성 배출가스 농도

를 [표3]에 나타내었다 또한 참고로 정제 공기 자체에 포함되어 있는 불순물 가스 농도의 측정결과도 백그라운드 값으로

써 나타내었다

(표3)

종래와 본 발명의 공기정화필터의 배출가스 농도 측정 결과

(vol ppb)

초산 개미산 NH3 염소 SO2 NO2

종래의 활성탄사용 필터 30 18 022 007 000 002

본 발명의 공기정화필터 071 019 002 010 000 010

정제공기만의 백그라운드 002 001 001 002 000 005

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이 결과에 의하면 본 발명에 의한 공기정화필터에 의하면 필터 자신으로부터의 배출가스의 발생이 종래의 활성탄필터보

다 훨씬 적다는 것을 확인할 수 있다 또한 표 중의 초산과 개미산은 필터에 포함되는 유기성 구성부재가 첨착약품산과 반

응하여 생기는 유기산이라 생각할 수 있다 또한 NH3 염소 NO2에 대해서는 첨착하는 약품산에 원래 함유되어 있던 불

순물에 의해 발생한다고 생각할 수 있다

다음 제조방법에 대해 설명한다 본 발명에서는 무기흡착재를 사용하고 있으며 탈수 처리하여 건조시킨 상태로 대기압

하의 분위기 중에서 약품용액(무기산염용액)에 담그면 그 흡습성에 의해 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투한다 이

것에 대해 활성탄은 소수성이며 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투하기 어렵다 따라서 종래 기술에서는 침투시키

기 위해 감압가압조작이 필요하였다 따라서 대기압 하에서의 함침에 의한 약품첨착량은 [표2]에 나타낸 바와 같이 무기

흡착재 쪽이 활성탄흡착재보다 훨씬 많아진다

무기물인 실리카겔의 분말을 120의 공기에서 1시간 동안 통기 건조하여 수분함유량을 전체 중량의 1 이하로 하여

그대로 건조보관고에서 보관한 경우와 실리카겔의 분말을 수분함유 중량이 전체의 약30인 상태에서 통상의 실내 분위

기 (약 20 상대습도 50) 중에서 장시간 방치한 경우에 있어서 이들 각각의 실리카겔 분말을 대해 24sim28의 중량

농도의 각종 무기산염의 수용액에 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간 통기 건조하였을 때의 각각의 경우의

각종 무기산염의 첨착량을 [표4]에 나타내었다

(표4)

실리카겔의 탈수처리 유무에 따른 각종 무기산염 첨착량의 차이

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

실리카겔의 상태 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

탈수처리안함 96 206 239 107 123

탈수처리함 121 260 313 134 159

[표4]에서 알 수 있는 바와 같이 탈수처리를 한 경우가 탈수처리를 하지 않은 경우보다 25sim33 각종 무기산염의 첨

착량을 증가할 수 있었다 그 이유는 탈수처리에 의해 실리카겔 세공 내의 수분이 추출되었기 때문에 약품용액에 담그면

용액이 세공 내부까지 용이하게 침투하였기 때문이다

흡착재로의 첨착약품으로써 유기산이 아닌 무기산염을 이용한 것은 다음과 같은 이유 때문이다

유기산은 카르본산이라고도 하며 이 카르복실기(carboxylation)(-COOH)에 붙는 것의 수는 수 천종에서 수 만종이다

카르본산은 가스상 물질로써 탈리하면 유기물의 오염물질이 된다 또한 유기산을 포함하는 공기정화필터를 고도청정장치

내에서 장기간 사용할 경우 유기산 자체는 그대로 가스화되지 않더라도 예를 들면 유기산을 영양원으로 하는 미생물이

번식하여 유기산이 점점 분해되어 초산과 같은 가스화되기 쉬운 물질로 변화하며 가스상 분해물에 의한 새로운 오염이 발

생할 우려도 있다 또한 유기산이 분해되어 버리면 가스상 염기성 불순물을 중화하여 화학 흡착하는 유기산의 첨착약품으

로써의 당초의 능력을 잃어버린다 한편 무기산염은 미생물의 영양원은 되지 않으며 반대로 무기산염에는 미생물에 대한

살균작용이 있다고 알려져 있다 따라서 고도청정장치에서 사용하는 흡착재로의 첨착물은 유기산보다 무기산염이 바람직

하다

한편 무기산은 산성도가 크면 인체에 대해 위험물인 경우가 많다(예를 들면 유산 초산 등) 또한 산성도가 큰 무기산을

포함한 공기정화필터가 폐기물로써 환경 중에 방출되면 빗물에 용출된 무기산은 수질오염의 원인이 된다 따라서 흡착재

에 첨착하는 산성물질로써는 산성도가 작고 인체에 위험성이 적은 무기산염이 적합하다

따라서 제올라이트에는 천연제올라이트와 합성제올라이트가 있지만 공업적으로는 순도가 낮은 천연제올라이트보다 합

성제올라이트의 사용이 일반적이다 천연제올라이트는 3sim10Å 크기의 세공을 갖지만 합성제올라이트에서는 균일한 세

공의 것을 제조할 수 있다

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본 발명에서 충진소재 즉 흡착제의 각각의 입자 사이를 충진하기 위한 재료로써 합성제올라이트를 사용한 경우 무기물

의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제 각각의 입자 사이에 각각 제올라이트입자가 충진되며 흡착제 입자와 제올라이트 입

자의 인접부분에 통기공이 되는 간극이 형성된다 이 통기공은 처리대상 공기가 흡착재 입자에 첨착된 무기산염에 도달하

도록 기능한다

또한 합성제올라이트가 갖는 세공은 처리대상공기가 통기공을 투과할 때에 그 세공 크기보다 작은 분자직경의 가스상

유기불순물을 흡착 제거한다 따라서 처리대상 공기 중에 포함되는 가스상 유기불순물의 종류에 따라 합성제올라이트의

세공직경을 선택하면 가스상 유기불순물을 흡착하는 기능이 양호한 공기정화필터를 설계할 수 있다

본 발명에서의 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나

의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 펠렛을 갖는 것에 대해서는 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말의 미립자가 인접하는 부분에

는 통기공이 되는 간극이 형성되며 처리대상가스는 펠렛의 표면으로부터 상기 통기공을 재빨리 빠져나가도록 펠렛 내부

로 들어가거나 반대로 펠렛 내부로부터 외부로 나오거나 한다 그리고 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순

물이 흡착 제거된다

본 발명에 있어서 상기 흡착제로 공기 중의 염기성 가스상 불순물을 흡착 제거할 수 있으며 바인더로써 이용하는 무기

분말은 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 세공을 갖는 종류를 적당히 선택하여 DOP(dioctyl phthalate) DBP(dibutyl

phthalate) BHT(butyl hydroxytoluene) 실록산 등의 가스상 유기물을 흡착 제거할 수 있기 때문에 기판의 표면오염에

관여하는 염기성 가스상 불순물과 가스상 유기물이 혼재되는 분위기에서도 이들 화학오염물질의 대부분을 포착할 수 있

다

본 발명에 있어서 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 갖는 것에 있어서 제 1 무기재료층을 내측으로 한 경우와 제 2

펠렛을 갖는 경우에 대해서는 외측의 제 2 무기재료층과 제 2 펠렛의 외측 부분의 코팅층에 의해 이들의 하부에 있는 제 1

무기재료층과 제 1 펠렛에 포함되는 무기산염으로부터의 발진을 방지할 수 있다 이 경우 제 2 무기재료층과 외측의 코팅

층을 구성하는 무기물의 분말이 기판의 표면오염에 관여하는 DOP DBP BHT 실록산 등의 가스상 유기물의 물리흡착에

적당한 세공을 갖고 있으면 이들 가스상 유기물이 그 세공에 의해 흡착 제거되는 효과도 있다

제 1 무기재료층을 외측으로 한 경우에는 상술한 발진 방지효과는 없어지지만 가스상 불순물의 흡착효과는 그다지 변화

하지 않으며 공기와 직접 접하는 외측의 제 1 무기재료층에서 공기 중의 염기성 가스상 불순물의 흡착 제거가 이루어지

고 내측의 제 2 무기재료층에서 공기 중의 가스상 유기불순물의 흡착 제거가 이루어진다

여기서 상기 흡착제에 대해 간단히 설명한다 상기 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규

산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기

물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 이들 무기물의 분말에 대해 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적과 상기

무기물의 세공의 비표면적에 대해 가스흡착법에 의해 측정한 결과를 [표5]의 (Ⅰ)에 나타낸다

표 5

각종 분체의 세공물성

분체시료 BET법으로 측정

비표면적(g)

N2가스흡착법으로 측정

세공용적(ccg)

5sim300Å

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규조토 200 025 (Ⅰ)

실리카겔 400 061

알루미나겔 250 060

규산알루미늄 225 060

활성알루미나 300 030

다공질 유리 400 015

활성백토 300 037

활성벤토나이트 87 023

합성제올라이트 400sim750 035sim055

활석 28 007 (Ⅱ)

카올린광물 21 006

벤토나이트 23 003

세피올라이트 295 033 (Ⅲ)

또한 실리카로써는 실리카겔을 분체시료로 하고 알루미나로써는 알루미나겔을 분체시료로 하였다 5sim300Å의 범위에

분포하는 세공에 착안한 이유는 이 범위의크기의 세공이 가스상 불순물의 물리흡착이 우수하며 처리대상공기 중의 가스

상 염기성불순물이 이들 세공에 흡착되기 쉽기 때문이다 세공표면에는 무기산염이 첨착되어 있기 때문에 물리 흡착한 가

스상 염기성불순물은 곧바로 무기산염과 중화하여 화학 흡착되며 다시 탈리되는 일은 없다 상기 무기물의 분말의 비표면

적이 클수록 무기산염이 첨착되는 면적도 커지며 가스상 염기성불순물의 흡착 용량도 커진다

단 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물에 무기산염을 첨착하면 무기산염이 세공의 공간부로 들어가기 때문에 첨착 전의 순수한

무기물과 비교하면 비표면적과 세공용적은 상당히 감소한다 또한 [표5]의 (Ⅰ)의 무기물은 모두 첨착된 무기산염과 화학

반응을 일으키지 않기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착성능이 떨어지는 일이 없다 규조토는 함

수콜로이드규산이며 산에 잘 녹지 않는다 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 다공질 유리 모

두가 산에 잘 녹지 않는다 활성알루미나는 수산화알루미늄을 가열탈수(450)하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않

는 성질을 갖고 있다 활성백토는 산성백토를 유산 처리하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않는다 활성벤토나이트는

Ca형 벤토나이트와 산성백토를 열유산으로 처리하여 몬몰리로나이트의 알루미늄과 마그네슘을 용출시켜 세공이 많은 표

면을 갖는 잉여 케이산을 만들어 낼 때에 얻을 수 있다 따라서 흡착능력 촉매능력은 보다 증가하여 산에 잘 녹지 않는다

합성제올라이트도 산에 잘 녹지 않는 성질을 갖고 있다

한편 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 바인더로써 자주 이용되는 무기물은 [표5]의 그룹 (Ⅱ)에 나타낸 바와 같이

5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 모두 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 비교하여 매우 작다 [표5]의

그룹 (Ⅲ)의 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물의 일종인 세피올라이트는 [포5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 마찬

가지로 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 크다 그러나 [표5]의 그룹 (Ⅱ) (Ⅲ)의 무기물에 무기산염

을 첨착하면 활석(Mg3[(OH)2Si4O10])과 카올린광물(Al4[(OH) 8Si4O10])과 세피올라이트

(Mg8Si12O30(OH2)4(OH)46sim8H2 O)와 같이 수산기와 무기산염이 중화하거나 이온 교환하거나 벤토나이트와 같이 양이

온교환능력에 따라 무기산염과 화학반응을 일으키거나 하기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착능

력을 잃어버린다

또한 상기 흡착제(규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리

활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착

제)의 분말에는 자기결합성이 없기 때문에 상기 흡착제의 분말을 펠렛에 성형하거나 지지체의 표면에 층상으로 고착시키

기 위해서는 바인더를 첨착하지 않으면 안된다

본 발명에서는 상기 흡착제의 분말을 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이

트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종의 무기물의 분말을 바인더 또는 충전재료로 이용하여 지지체의 표면에 고착시켜

무기재료층을 형성하거나 또는 분쇄하여 펠렛을 형성하고 있다 실리카로써는 예를 들면 실리카겔이 사용되고 알루미나

로써는 알루미나겔이 사용되며 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것이 바람직하며 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 구

조체인 것이 바람직하다 이 벌집구조의 흡착층은 세라믹상의 딱딱한 표면을 가지며 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이

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용한 종래의 케미컬필터에 비해 발진량이 매우 작다 이 지지체뿐만 아니라 상기 흡착제에 있어서 무기산염의 담지에 이용

하는 무기물 분말과 이것을 지지체 표면에 고착시키기 위해 이용하는 바인더에 대해서도 각각 무기물의 분말로 하면 본 발

명의 공기정화필터를 구성하는 재료로부터는 가스상 유기물의 탈리가 전혀 없다

본 발명에 있어서 벌집구조체라는 것은 이른바 벌의 집과 같은 구조 이외에 단면이 격자형상 물결형상 등이어서 공기가

구조체의 요소가 되는 셀을 통과할 수 있는 구조를 모두 포함한다 또한 본 발명에서는 지지체는 벌집구조체에 특정되지

않으며 암면(rock wool) 등의 3차원 메시구조체도 또한 지지체로써 이용할 수 있다 이 경우에는 메시구조의 평면방향 뿐

만 아니라 안쪽방향으로도 본 발명의 흡착제의 분말을 고착시키는 것이 좋다

지지체 표면으로의 흡착제의 고착 방법에는 무기물의 분말의 바인더에 의해 고착하는 방법과 상기 흡착제의 분말을 무

기물의 분말을 바인더로써 이용하여 분쇄하여 펠렛으로 하고 이 펠렛을 지지체 표면에 무기계 고착보조제로 접착하는 방

법이 있다

본 발명에서의 공기정화필터에 있어서 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛

또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된

제 2 펠렛 중 어느 하나를 케이싱 내에 충진한 경우에는 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상

크기 펠렛의 충진량을 적당히 선택할 수 있다는 설계상의 융통성이 있다

본 발명에 의하면 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상 크키 펠렛의 충진량을 적당히 선택할

수 있다는 설계상의 융통성이 있다

가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 충분히 제거하고자 할 경우에는 상기 흡착제의 바인더로써 이용

한 무기물 무기물α 무기물β는 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적이 중량당 02ccg 이상이거나 또는 세공의 비

표면적이 100g 이상인 것이 바람직하다 어쨌든 상기 흡착제의 분말의 바인더로써 이용한 무기재료층과 펠렛에 포함되

는 이들 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말은 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 고착시켜 두는 능력 또는

상기 흡착제의 분말을 펠렛으로 분쇄할 때의 결합제로써의 능력과 상기 흡착제를 구성하는 무기물 분말의 표면에 흡착된

무기산염에 처리대상가스가 용이하게 도달하며 또한 되돌려 받기 위한 다공성 구조를 함께 가지고 있다

상기 흡착제와 바인더로써 사용하는 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말에 인접한 부위에 형성되는 간극의 통기공을 통

해 처리대상공기는 상기 흡착제의 분말 표면에 첨착된 무기산염에 용이하게 도달할 수 있기 때문에 가스상 염기성 불순물

이 제거된다 이 때 바인더와 충진재료로써 이용한 상기 각 무기물의 분말 표면에 존재하는 상기 범위 크기의 세공의 표면

에 가스상 유기불순물이 물리 흡착되어 제거된다 본 발명의 주목적인 가스상 염기성불순물의 제거 외에 바인더와 충진재

료로써 이용하는 상기 각 무기물 분말의 세공에 의한 부차적인 효과로써 가스상 유기불순물의 일괄 제거도 실현할 수 있

다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더는 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교하여 비표면적과 세공용적은 상당히 크다 따라서 가스상

유기불순물의 물리흡착능력은 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더가 그룹 (Ⅱ)의 바인더보다 상당히 우수하다 그룹 (Ⅱ)의 활석 카

올린광물 벤토나이트 등의 바인더는 통기성을 중시하고 있으며 인접한 바인더 미립자 사이의 간극부분 또는 인접한 바인

더 미립자와 지지체에 담지하는 흡착제 미립자의 간극부분에 형성되는 통기공의 주요한 크기는 500Å 이상이 된다 결국

이 통기공이 통기성은 매우 좋음에도 불구하고 물리흡착을 일으키기 어려운 마크로 구멍이다 또한 활석 카올린광물 벤

토나이트의 바인더 미립자 자체의 표면에도 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공은 그다지 존재하지 않는다 결국 활석 카올

린광물 벤토나이트의 각 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 각각 092ccg

111ccg 049ccg이었다 [표5]와 비교하여도 그룹 (Ⅱ)이 물리흡착에 관계한 미크로 구멍과 메소 구멍은 그다지 갖지

않으며 통기성이 우수한 마크로 구멍을 갖는다는 것을 알 수 있다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더는 담지대상이 되는 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 단순히 담지하기 위해

사용된다 이 경우 가스상 염기성 불순물의 흡착능력을 높이기 위해 상기 흡착제의 분말의 담지량을 가능한 많게 하며 다

른 바인더의 상기 흡착제 분말에 대한 함유비율은 가능한 작게 하는 것이 좋다 그러나 바인더의 함유비율을 너무 적게 하

면 상기 흡착제 분말의 지지체 표면으로의 고착이 불완전해져서 박리와 발진의 원인이 된다 예를 들면 상기 흡착제 분말

에 벤토나이트의 바인더와 실리카겔의 무기계고착보조제를 혼합하여 지지체에 고착할 경우 지지체 표면의 무기재료층 중

의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 75를 상회하면 지지체 표면의 무기재료층의 기계적 강도가 약해져 실제 사용

시에 견디지 못하게 된다 결국 그룹 (Ⅱ)의 바인더에는 상기 흡착제 분말의 담지능력과 담지된 상기 흡착제 분말의 표면

에 처리대상 가스가 도달하기 쉬운 우수한 통기능력이 요구되며 가스상 유기불순물의 흡착능력은 요구되지 않는다

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이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

- 29 -

청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

등록특허 10-0527978

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도면2

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- 34 -

도면3

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도면4

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도면5

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도면6

등록특허 10-0527978

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도면7

등록특허 10-0527978

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도면8

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도면9

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도면10

등록특허 10-0527978

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도면11

등록특허 10-0527978

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도면12

도면13

등록특허 10-0527978

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도면14

도면15

도면16

등록특허 10-0527978

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도면17

도면18

등록특허 10-0527978

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
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    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

활성알루미나 47 100 116 51 60

다공질유리 24 52 57 26 30

활성백토 58 123 145 64 73

활성벤토나이트 36 76 90 40 46

합성제올라이트

(친수성)

70 150 175 78 90

주)활성탄 또는 무기물의 중량은 수분을 포함하지 않는 건조시의 중량

[표2]에서 알 수 있는 바와 같이 실리카 알루미나계 흡착재 합성제올라이트 등의 무기물은 무기산염의 첨착량을 활성

탄보다 훨씬 많게 할 수 있다 따라서 본 발명의 공기정화필터와 같은 무기계 흡착제는 활성탄흡착제보다 가스상 염기성

불순물의 흡착수명이 길다

다음 배출가스에 대해 설명한다 무기산염 등의 약품을 첨착한 섬유상의 활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르

부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로 한 케미컬필터와 약품을 첨착한 입상활성탄을 우레탄폼과 부직포에 접

착제로 확고히 부착시킨 블럭형상 및 시트형상의 케미컬 필터에서는 유기계 바인더 우레탄폼 부직포 접착제의 유기성

구성부재 자체로부터 유기불순물 가스가 배출된다 또한 이 유기성 구성부재와 첨착한 약품산의 반응으로부터도 유기불

순물 가스가 배출된다

이 배출가스의 저감에는 필터 전체를 고온 가열하는 이른바 베이킹이 효과적이다 그러나 활성탄의 발화점인 390에

도달하지 않은 겨우 100sim150의 가열로도 이들 유기성 구성부재 자체가 용해를 개시하여 필터로써의 사용에 견디지

못한다 또한 활성탄을 갖는 필터는 무기산염으로써 유산지르코늄을 첨착한 경우 유산지르코늄의 분해온도인 380에

가까운 온도에서는 발화되기 때문에 예를 들면 350까지 고온으로 하는 것은 불가능하다

이것에 대해 무기소재만으로 구성된 본 발명의 공기정화필터에서는 무기산염의 첨착 전의 무기재료층이 형성된 지지체

전체를 350 이상의 고온에서 베이킹하는 것이 가능하며 무기재료층에 혼입되었던 불순물에 기인하는 배출가스를 모두

이 베이킹 처리로 추출할 수 있다 후술하는 [표5]에 나타낸 바와 같은 본 발명에서 사용할 수 있는 분말체는 모두 350

로 가열하여도 그 세공물성은 거의 변화하지 않으며 필터로써의 성능 사양에 영향을 미치지 않는다

인산을 첨착한 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 유기계 바인더와 복합하여 펠트형상으로

한 구성의 종래 케미컬필터와 본 발명의 예를 들면 실리카겔로 이루어지는 무기재료층이 형성된 지지체로써의 벌집지지

체 전체를 각각 350의 온도에서 1시간 가열한 후에 유산알루미늄 14sim18수(관동화학 주식회사「록특급(鹿特級)」)의

중량 농도 27의 수용액에 30분 담갔다가 꺼낸 후 120의 열풍으로 2시간 건조시켜 공기정화필터를 제작하여 이들 각

공기정화필터에 대해 각각 정격풍량의 정제 공기를 통기한 경우에 이온 크로마토그래피로 검출되는 수용성 배출가스 농도

를 [표3]에 나타내었다 또한 참고로 정제 공기 자체에 포함되어 있는 불순물 가스 농도의 측정결과도 백그라운드 값으로

써 나타내었다

(표3)

종래와 본 발명의 공기정화필터의 배출가스 농도 측정 결과

(vol ppb)

초산 개미산 NH3 염소 SO2 NO2

종래의 활성탄사용 필터 30 18 022 007 000 002

본 발명의 공기정화필터 071 019 002 010 000 010

정제공기만의 백그라운드 002 001 001 002 000 005

등록특허 10-0527978

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이 결과에 의하면 본 발명에 의한 공기정화필터에 의하면 필터 자신으로부터의 배출가스의 발생이 종래의 활성탄필터보

다 훨씬 적다는 것을 확인할 수 있다 또한 표 중의 초산과 개미산은 필터에 포함되는 유기성 구성부재가 첨착약품산과 반

응하여 생기는 유기산이라 생각할 수 있다 또한 NH3 염소 NO2에 대해서는 첨착하는 약품산에 원래 함유되어 있던 불

순물에 의해 발생한다고 생각할 수 있다

다음 제조방법에 대해 설명한다 본 발명에서는 무기흡착재를 사용하고 있으며 탈수 처리하여 건조시킨 상태로 대기압

하의 분위기 중에서 약품용액(무기산염용액)에 담그면 그 흡습성에 의해 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투한다 이

것에 대해 활성탄은 소수성이며 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투하기 어렵다 따라서 종래 기술에서는 침투시키

기 위해 감압가압조작이 필요하였다 따라서 대기압 하에서의 함침에 의한 약품첨착량은 [표2]에 나타낸 바와 같이 무기

흡착재 쪽이 활성탄흡착재보다 훨씬 많아진다

무기물인 실리카겔의 분말을 120의 공기에서 1시간 동안 통기 건조하여 수분함유량을 전체 중량의 1 이하로 하여

그대로 건조보관고에서 보관한 경우와 실리카겔의 분말을 수분함유 중량이 전체의 약30인 상태에서 통상의 실내 분위

기 (약 20 상대습도 50) 중에서 장시간 방치한 경우에 있어서 이들 각각의 실리카겔 분말을 대해 24sim28의 중량

농도의 각종 무기산염의 수용액에 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간 통기 건조하였을 때의 각각의 경우의

각종 무기산염의 첨착량을 [표4]에 나타내었다

(표4)

실리카겔의 탈수처리 유무에 따른 각종 무기산염 첨착량의 차이

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

실리카겔의 상태 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

탈수처리안함 96 206 239 107 123

탈수처리함 121 260 313 134 159

[표4]에서 알 수 있는 바와 같이 탈수처리를 한 경우가 탈수처리를 하지 않은 경우보다 25sim33 각종 무기산염의 첨

착량을 증가할 수 있었다 그 이유는 탈수처리에 의해 실리카겔 세공 내의 수분이 추출되었기 때문에 약품용액에 담그면

용액이 세공 내부까지 용이하게 침투하였기 때문이다

흡착재로의 첨착약품으로써 유기산이 아닌 무기산염을 이용한 것은 다음과 같은 이유 때문이다

유기산은 카르본산이라고도 하며 이 카르복실기(carboxylation)(-COOH)에 붙는 것의 수는 수 천종에서 수 만종이다

카르본산은 가스상 물질로써 탈리하면 유기물의 오염물질이 된다 또한 유기산을 포함하는 공기정화필터를 고도청정장치

내에서 장기간 사용할 경우 유기산 자체는 그대로 가스화되지 않더라도 예를 들면 유기산을 영양원으로 하는 미생물이

번식하여 유기산이 점점 분해되어 초산과 같은 가스화되기 쉬운 물질로 변화하며 가스상 분해물에 의한 새로운 오염이 발

생할 우려도 있다 또한 유기산이 분해되어 버리면 가스상 염기성 불순물을 중화하여 화학 흡착하는 유기산의 첨착약품으

로써의 당초의 능력을 잃어버린다 한편 무기산염은 미생물의 영양원은 되지 않으며 반대로 무기산염에는 미생물에 대한

살균작용이 있다고 알려져 있다 따라서 고도청정장치에서 사용하는 흡착재로의 첨착물은 유기산보다 무기산염이 바람직

하다

한편 무기산은 산성도가 크면 인체에 대해 위험물인 경우가 많다(예를 들면 유산 초산 등) 또한 산성도가 큰 무기산을

포함한 공기정화필터가 폐기물로써 환경 중에 방출되면 빗물에 용출된 무기산은 수질오염의 원인이 된다 따라서 흡착재

에 첨착하는 산성물질로써는 산성도가 작고 인체에 위험성이 적은 무기산염이 적합하다

따라서 제올라이트에는 천연제올라이트와 합성제올라이트가 있지만 공업적으로는 순도가 낮은 천연제올라이트보다 합

성제올라이트의 사용이 일반적이다 천연제올라이트는 3sim10Å 크기의 세공을 갖지만 합성제올라이트에서는 균일한 세

공의 것을 제조할 수 있다

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본 발명에서 충진소재 즉 흡착제의 각각의 입자 사이를 충진하기 위한 재료로써 합성제올라이트를 사용한 경우 무기물

의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제 각각의 입자 사이에 각각 제올라이트입자가 충진되며 흡착제 입자와 제올라이트 입

자의 인접부분에 통기공이 되는 간극이 형성된다 이 통기공은 처리대상 공기가 흡착재 입자에 첨착된 무기산염에 도달하

도록 기능한다

또한 합성제올라이트가 갖는 세공은 처리대상공기가 통기공을 투과할 때에 그 세공 크기보다 작은 분자직경의 가스상

유기불순물을 흡착 제거한다 따라서 처리대상 공기 중에 포함되는 가스상 유기불순물의 종류에 따라 합성제올라이트의

세공직경을 선택하면 가스상 유기불순물을 흡착하는 기능이 양호한 공기정화필터를 설계할 수 있다

본 발명에서의 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나

의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 펠렛을 갖는 것에 대해서는 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말의 미립자가 인접하는 부분에

는 통기공이 되는 간극이 형성되며 처리대상가스는 펠렛의 표면으로부터 상기 통기공을 재빨리 빠져나가도록 펠렛 내부

로 들어가거나 반대로 펠렛 내부로부터 외부로 나오거나 한다 그리고 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순

물이 흡착 제거된다

본 발명에 있어서 상기 흡착제로 공기 중의 염기성 가스상 불순물을 흡착 제거할 수 있으며 바인더로써 이용하는 무기

분말은 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 세공을 갖는 종류를 적당히 선택하여 DOP(dioctyl phthalate) DBP(dibutyl

phthalate) BHT(butyl hydroxytoluene) 실록산 등의 가스상 유기물을 흡착 제거할 수 있기 때문에 기판의 표면오염에

관여하는 염기성 가스상 불순물과 가스상 유기물이 혼재되는 분위기에서도 이들 화학오염물질의 대부분을 포착할 수 있

다

본 발명에 있어서 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 갖는 것에 있어서 제 1 무기재료층을 내측으로 한 경우와 제 2

펠렛을 갖는 경우에 대해서는 외측의 제 2 무기재료층과 제 2 펠렛의 외측 부분의 코팅층에 의해 이들의 하부에 있는 제 1

무기재료층과 제 1 펠렛에 포함되는 무기산염으로부터의 발진을 방지할 수 있다 이 경우 제 2 무기재료층과 외측의 코팅

층을 구성하는 무기물의 분말이 기판의 표면오염에 관여하는 DOP DBP BHT 실록산 등의 가스상 유기물의 물리흡착에

적당한 세공을 갖고 있으면 이들 가스상 유기물이 그 세공에 의해 흡착 제거되는 효과도 있다

제 1 무기재료층을 외측으로 한 경우에는 상술한 발진 방지효과는 없어지지만 가스상 불순물의 흡착효과는 그다지 변화

하지 않으며 공기와 직접 접하는 외측의 제 1 무기재료층에서 공기 중의 염기성 가스상 불순물의 흡착 제거가 이루어지

고 내측의 제 2 무기재료층에서 공기 중의 가스상 유기불순물의 흡착 제거가 이루어진다

여기서 상기 흡착제에 대해 간단히 설명한다 상기 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규

산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기

물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 이들 무기물의 분말에 대해 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적과 상기

무기물의 세공의 비표면적에 대해 가스흡착법에 의해 측정한 결과를 [표5]의 (Ⅰ)에 나타낸다

표 5

각종 분체의 세공물성

분체시료 BET법으로 측정

비표면적(g)

N2가스흡착법으로 측정

세공용적(ccg)

5sim300Å

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규조토 200 025 (Ⅰ)

실리카겔 400 061

알루미나겔 250 060

규산알루미늄 225 060

활성알루미나 300 030

다공질 유리 400 015

활성백토 300 037

활성벤토나이트 87 023

합성제올라이트 400sim750 035sim055

활석 28 007 (Ⅱ)

카올린광물 21 006

벤토나이트 23 003

세피올라이트 295 033 (Ⅲ)

또한 실리카로써는 실리카겔을 분체시료로 하고 알루미나로써는 알루미나겔을 분체시료로 하였다 5sim300Å의 범위에

분포하는 세공에 착안한 이유는 이 범위의크기의 세공이 가스상 불순물의 물리흡착이 우수하며 처리대상공기 중의 가스

상 염기성불순물이 이들 세공에 흡착되기 쉽기 때문이다 세공표면에는 무기산염이 첨착되어 있기 때문에 물리 흡착한 가

스상 염기성불순물은 곧바로 무기산염과 중화하여 화학 흡착되며 다시 탈리되는 일은 없다 상기 무기물의 분말의 비표면

적이 클수록 무기산염이 첨착되는 면적도 커지며 가스상 염기성불순물의 흡착 용량도 커진다

단 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물에 무기산염을 첨착하면 무기산염이 세공의 공간부로 들어가기 때문에 첨착 전의 순수한

무기물과 비교하면 비표면적과 세공용적은 상당히 감소한다 또한 [표5]의 (Ⅰ)의 무기물은 모두 첨착된 무기산염과 화학

반응을 일으키지 않기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착성능이 떨어지는 일이 없다 규조토는 함

수콜로이드규산이며 산에 잘 녹지 않는다 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 다공질 유리 모

두가 산에 잘 녹지 않는다 활성알루미나는 수산화알루미늄을 가열탈수(450)하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않

는 성질을 갖고 있다 활성백토는 산성백토를 유산 처리하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않는다 활성벤토나이트는

Ca형 벤토나이트와 산성백토를 열유산으로 처리하여 몬몰리로나이트의 알루미늄과 마그네슘을 용출시켜 세공이 많은 표

면을 갖는 잉여 케이산을 만들어 낼 때에 얻을 수 있다 따라서 흡착능력 촉매능력은 보다 증가하여 산에 잘 녹지 않는다

합성제올라이트도 산에 잘 녹지 않는 성질을 갖고 있다

한편 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 바인더로써 자주 이용되는 무기물은 [표5]의 그룹 (Ⅱ)에 나타낸 바와 같이

5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 모두 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 비교하여 매우 작다 [표5]의

그룹 (Ⅲ)의 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물의 일종인 세피올라이트는 [포5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 마찬

가지로 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 크다 그러나 [표5]의 그룹 (Ⅱ) (Ⅲ)의 무기물에 무기산염

을 첨착하면 활석(Mg3[(OH)2Si4O10])과 카올린광물(Al4[(OH) 8Si4O10])과 세피올라이트

(Mg8Si12O30(OH2)4(OH)46sim8H2 O)와 같이 수산기와 무기산염이 중화하거나 이온 교환하거나 벤토나이트와 같이 양이

온교환능력에 따라 무기산염과 화학반응을 일으키거나 하기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착능

력을 잃어버린다

또한 상기 흡착제(규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리

활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착

제)의 분말에는 자기결합성이 없기 때문에 상기 흡착제의 분말을 펠렛에 성형하거나 지지체의 표면에 층상으로 고착시키

기 위해서는 바인더를 첨착하지 않으면 안된다

본 발명에서는 상기 흡착제의 분말을 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이

트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종의 무기물의 분말을 바인더 또는 충전재료로 이용하여 지지체의 표면에 고착시켜

무기재료층을 형성하거나 또는 분쇄하여 펠렛을 형성하고 있다 실리카로써는 예를 들면 실리카겔이 사용되고 알루미나

로써는 알루미나겔이 사용되며 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것이 바람직하며 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 구

조체인 것이 바람직하다 이 벌집구조의 흡착층은 세라믹상의 딱딱한 표면을 가지며 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이

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용한 종래의 케미컬필터에 비해 발진량이 매우 작다 이 지지체뿐만 아니라 상기 흡착제에 있어서 무기산염의 담지에 이용

하는 무기물 분말과 이것을 지지체 표면에 고착시키기 위해 이용하는 바인더에 대해서도 각각 무기물의 분말로 하면 본 발

명의 공기정화필터를 구성하는 재료로부터는 가스상 유기물의 탈리가 전혀 없다

본 발명에 있어서 벌집구조체라는 것은 이른바 벌의 집과 같은 구조 이외에 단면이 격자형상 물결형상 등이어서 공기가

구조체의 요소가 되는 셀을 통과할 수 있는 구조를 모두 포함한다 또한 본 발명에서는 지지체는 벌집구조체에 특정되지

않으며 암면(rock wool) 등의 3차원 메시구조체도 또한 지지체로써 이용할 수 있다 이 경우에는 메시구조의 평면방향 뿐

만 아니라 안쪽방향으로도 본 발명의 흡착제의 분말을 고착시키는 것이 좋다

지지체 표면으로의 흡착제의 고착 방법에는 무기물의 분말의 바인더에 의해 고착하는 방법과 상기 흡착제의 분말을 무

기물의 분말을 바인더로써 이용하여 분쇄하여 펠렛으로 하고 이 펠렛을 지지체 표면에 무기계 고착보조제로 접착하는 방

법이 있다

본 발명에서의 공기정화필터에 있어서 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛

또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된

제 2 펠렛 중 어느 하나를 케이싱 내에 충진한 경우에는 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상

크기 펠렛의 충진량을 적당히 선택할 수 있다는 설계상의 융통성이 있다

본 발명에 의하면 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상 크키 펠렛의 충진량을 적당히 선택할

수 있다는 설계상의 융통성이 있다

가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 충분히 제거하고자 할 경우에는 상기 흡착제의 바인더로써 이용

한 무기물 무기물α 무기물β는 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적이 중량당 02ccg 이상이거나 또는 세공의 비

표면적이 100g 이상인 것이 바람직하다 어쨌든 상기 흡착제의 분말의 바인더로써 이용한 무기재료층과 펠렛에 포함되

는 이들 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말은 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 고착시켜 두는 능력 또는

상기 흡착제의 분말을 펠렛으로 분쇄할 때의 결합제로써의 능력과 상기 흡착제를 구성하는 무기물 분말의 표면에 흡착된

무기산염에 처리대상가스가 용이하게 도달하며 또한 되돌려 받기 위한 다공성 구조를 함께 가지고 있다

상기 흡착제와 바인더로써 사용하는 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말에 인접한 부위에 형성되는 간극의 통기공을 통

해 처리대상공기는 상기 흡착제의 분말 표면에 첨착된 무기산염에 용이하게 도달할 수 있기 때문에 가스상 염기성 불순물

이 제거된다 이 때 바인더와 충진재료로써 이용한 상기 각 무기물의 분말 표면에 존재하는 상기 범위 크기의 세공의 표면

에 가스상 유기불순물이 물리 흡착되어 제거된다 본 발명의 주목적인 가스상 염기성불순물의 제거 외에 바인더와 충진재

료로써 이용하는 상기 각 무기물 분말의 세공에 의한 부차적인 효과로써 가스상 유기불순물의 일괄 제거도 실현할 수 있

다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더는 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교하여 비표면적과 세공용적은 상당히 크다 따라서 가스상

유기불순물의 물리흡착능력은 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더가 그룹 (Ⅱ)의 바인더보다 상당히 우수하다 그룹 (Ⅱ)의 활석 카

올린광물 벤토나이트 등의 바인더는 통기성을 중시하고 있으며 인접한 바인더 미립자 사이의 간극부분 또는 인접한 바인

더 미립자와 지지체에 담지하는 흡착제 미립자의 간극부분에 형성되는 통기공의 주요한 크기는 500Å 이상이 된다 결국

이 통기공이 통기성은 매우 좋음에도 불구하고 물리흡착을 일으키기 어려운 마크로 구멍이다 또한 활석 카올린광물 벤

토나이트의 바인더 미립자 자체의 표면에도 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공은 그다지 존재하지 않는다 결국 활석 카올

린광물 벤토나이트의 각 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 각각 092ccg

111ccg 049ccg이었다 [표5]와 비교하여도 그룹 (Ⅱ)이 물리흡착에 관계한 미크로 구멍과 메소 구멍은 그다지 갖지

않으며 통기성이 우수한 마크로 구멍을 갖는다는 것을 알 수 있다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더는 담지대상이 되는 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 단순히 담지하기 위해

사용된다 이 경우 가스상 염기성 불순물의 흡착능력을 높이기 위해 상기 흡착제의 분말의 담지량을 가능한 많게 하며 다

른 바인더의 상기 흡착제 분말에 대한 함유비율은 가능한 작게 하는 것이 좋다 그러나 바인더의 함유비율을 너무 적게 하

면 상기 흡착제 분말의 지지체 표면으로의 고착이 불완전해져서 박리와 발진의 원인이 된다 예를 들면 상기 흡착제 분말

에 벤토나이트의 바인더와 실리카겔의 무기계고착보조제를 혼합하여 지지체에 고착할 경우 지지체 표면의 무기재료층 중

의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 75를 상회하면 지지체 표면의 무기재료층의 기계적 강도가 약해져 실제 사용

시에 견디지 못하게 된다 결국 그룹 (Ⅱ)의 바인더에는 상기 흡착제 분말의 담지능력과 담지된 상기 흡착제 분말의 표면

에 처리대상 가스가 도달하기 쉬운 우수한 통기능력이 요구되며 가스상 유기불순물의 흡착능력은 요구되지 않는다

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이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

등록특허 10-0527978

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

이 결과에 의하면 본 발명에 의한 공기정화필터에 의하면 필터 자신으로부터의 배출가스의 발생이 종래의 활성탄필터보

다 훨씬 적다는 것을 확인할 수 있다 또한 표 중의 초산과 개미산은 필터에 포함되는 유기성 구성부재가 첨착약품산과 반

응하여 생기는 유기산이라 생각할 수 있다 또한 NH3 염소 NO2에 대해서는 첨착하는 약품산에 원래 함유되어 있던 불

순물에 의해 발생한다고 생각할 수 있다

다음 제조방법에 대해 설명한다 본 발명에서는 무기흡착재를 사용하고 있으며 탈수 처리하여 건조시킨 상태로 대기압

하의 분위기 중에서 약품용액(무기산염용액)에 담그면 그 흡습성에 의해 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투한다 이

것에 대해 활성탄은 소수성이며 약품용액은 세공 내부까지 용이하게 침투하기 어렵다 따라서 종래 기술에서는 침투시키

기 위해 감압가압조작이 필요하였다 따라서 대기압 하에서의 함침에 의한 약품첨착량은 [표2]에 나타낸 바와 같이 무기

흡착재 쪽이 활성탄흡착재보다 훨씬 많아진다

무기물인 실리카겔의 분말을 120의 공기에서 1시간 동안 통기 건조하여 수분함유량을 전체 중량의 1 이하로 하여

그대로 건조보관고에서 보관한 경우와 실리카겔의 분말을 수분함유 중량이 전체의 약30인 상태에서 통상의 실내 분위

기 (약 20 상대습도 50) 중에서 장시간 방치한 경우에 있어서 이들 각각의 실리카겔 분말을 대해 24sim28의 중량

농도의 각종 무기산염의 수용액에 30분간 담갔다 꺼낸 후 120의 공기에서 2시간 통기 건조하였을 때의 각각의 경우의

각종 무기산염의 첨착량을 [표4]에 나타내었다

(표4)

실리카겔의 탈수처리 유무에 따른 각종 무기산염 첨착량의 차이

(약품첨착량(g)활성탄 또는 무기물중량(g))times100[]

실리카겔의 상태 유산

티타닐

유산

알루미늄

유산

지르코늄

유산수소

나트륨

유산수소

칼륨

탈수처리안함 96 206 239 107 123

탈수처리함 121 260 313 134 159

[표4]에서 알 수 있는 바와 같이 탈수처리를 한 경우가 탈수처리를 하지 않은 경우보다 25sim33 각종 무기산염의 첨

착량을 증가할 수 있었다 그 이유는 탈수처리에 의해 실리카겔 세공 내의 수분이 추출되었기 때문에 약품용액에 담그면

용액이 세공 내부까지 용이하게 침투하였기 때문이다

흡착재로의 첨착약품으로써 유기산이 아닌 무기산염을 이용한 것은 다음과 같은 이유 때문이다

유기산은 카르본산이라고도 하며 이 카르복실기(carboxylation)(-COOH)에 붙는 것의 수는 수 천종에서 수 만종이다

카르본산은 가스상 물질로써 탈리하면 유기물의 오염물질이 된다 또한 유기산을 포함하는 공기정화필터를 고도청정장치

내에서 장기간 사용할 경우 유기산 자체는 그대로 가스화되지 않더라도 예를 들면 유기산을 영양원으로 하는 미생물이

번식하여 유기산이 점점 분해되어 초산과 같은 가스화되기 쉬운 물질로 변화하며 가스상 분해물에 의한 새로운 오염이 발

생할 우려도 있다 또한 유기산이 분해되어 버리면 가스상 염기성 불순물을 중화하여 화학 흡착하는 유기산의 첨착약품으

로써의 당초의 능력을 잃어버린다 한편 무기산염은 미생물의 영양원은 되지 않으며 반대로 무기산염에는 미생물에 대한

살균작용이 있다고 알려져 있다 따라서 고도청정장치에서 사용하는 흡착재로의 첨착물은 유기산보다 무기산염이 바람직

하다

한편 무기산은 산성도가 크면 인체에 대해 위험물인 경우가 많다(예를 들면 유산 초산 등) 또한 산성도가 큰 무기산을

포함한 공기정화필터가 폐기물로써 환경 중에 방출되면 빗물에 용출된 무기산은 수질오염의 원인이 된다 따라서 흡착재

에 첨착하는 산성물질로써는 산성도가 작고 인체에 위험성이 적은 무기산염이 적합하다

따라서 제올라이트에는 천연제올라이트와 합성제올라이트가 있지만 공업적으로는 순도가 낮은 천연제올라이트보다 합

성제올라이트의 사용이 일반적이다 천연제올라이트는 3sim10Å 크기의 세공을 갖지만 합성제올라이트에서는 균일한 세

공의 것을 제조할 수 있다

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본 발명에서 충진소재 즉 흡착제의 각각의 입자 사이를 충진하기 위한 재료로써 합성제올라이트를 사용한 경우 무기물

의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제 각각의 입자 사이에 각각 제올라이트입자가 충진되며 흡착제 입자와 제올라이트 입

자의 인접부분에 통기공이 되는 간극이 형성된다 이 통기공은 처리대상 공기가 흡착재 입자에 첨착된 무기산염에 도달하

도록 기능한다

또한 합성제올라이트가 갖는 세공은 처리대상공기가 통기공을 투과할 때에 그 세공 크기보다 작은 분자직경의 가스상

유기불순물을 흡착 제거한다 따라서 처리대상 공기 중에 포함되는 가스상 유기불순물의 종류에 따라 합성제올라이트의

세공직경을 선택하면 가스상 유기불순물을 흡착하는 기능이 양호한 공기정화필터를 설계할 수 있다

본 발명에서의 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나

의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 펠렛을 갖는 것에 대해서는 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말의 미립자가 인접하는 부분에

는 통기공이 되는 간극이 형성되며 처리대상가스는 펠렛의 표면으로부터 상기 통기공을 재빨리 빠져나가도록 펠렛 내부

로 들어가거나 반대로 펠렛 내부로부터 외부로 나오거나 한다 그리고 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순

물이 흡착 제거된다

본 발명에 있어서 상기 흡착제로 공기 중의 염기성 가스상 불순물을 흡착 제거할 수 있으며 바인더로써 이용하는 무기

분말은 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 세공을 갖는 종류를 적당히 선택하여 DOP(dioctyl phthalate) DBP(dibutyl

phthalate) BHT(butyl hydroxytoluene) 실록산 등의 가스상 유기물을 흡착 제거할 수 있기 때문에 기판의 표면오염에

관여하는 염기성 가스상 불순물과 가스상 유기물이 혼재되는 분위기에서도 이들 화학오염물질의 대부분을 포착할 수 있

다

본 발명에 있어서 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 갖는 것에 있어서 제 1 무기재료층을 내측으로 한 경우와 제 2

펠렛을 갖는 경우에 대해서는 외측의 제 2 무기재료층과 제 2 펠렛의 외측 부분의 코팅층에 의해 이들의 하부에 있는 제 1

무기재료층과 제 1 펠렛에 포함되는 무기산염으로부터의 발진을 방지할 수 있다 이 경우 제 2 무기재료층과 외측의 코팅

층을 구성하는 무기물의 분말이 기판의 표면오염에 관여하는 DOP DBP BHT 실록산 등의 가스상 유기물의 물리흡착에

적당한 세공을 갖고 있으면 이들 가스상 유기물이 그 세공에 의해 흡착 제거되는 효과도 있다

제 1 무기재료층을 외측으로 한 경우에는 상술한 발진 방지효과는 없어지지만 가스상 불순물의 흡착효과는 그다지 변화

하지 않으며 공기와 직접 접하는 외측의 제 1 무기재료층에서 공기 중의 염기성 가스상 불순물의 흡착 제거가 이루어지

고 내측의 제 2 무기재료층에서 공기 중의 가스상 유기불순물의 흡착 제거가 이루어진다

여기서 상기 흡착제에 대해 간단히 설명한다 상기 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규

산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기

물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 이들 무기물의 분말에 대해 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적과 상기

무기물의 세공의 비표면적에 대해 가스흡착법에 의해 측정한 결과를 [표5]의 (Ⅰ)에 나타낸다

표 5

각종 분체의 세공물성

분체시료 BET법으로 측정

비표면적(g)

N2가스흡착법으로 측정

세공용적(ccg)

5sim300Å

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규조토 200 025 (Ⅰ)

실리카겔 400 061

알루미나겔 250 060

규산알루미늄 225 060

활성알루미나 300 030

다공질 유리 400 015

활성백토 300 037

활성벤토나이트 87 023

합성제올라이트 400sim750 035sim055

활석 28 007 (Ⅱ)

카올린광물 21 006

벤토나이트 23 003

세피올라이트 295 033 (Ⅲ)

또한 실리카로써는 실리카겔을 분체시료로 하고 알루미나로써는 알루미나겔을 분체시료로 하였다 5sim300Å의 범위에

분포하는 세공에 착안한 이유는 이 범위의크기의 세공이 가스상 불순물의 물리흡착이 우수하며 처리대상공기 중의 가스

상 염기성불순물이 이들 세공에 흡착되기 쉽기 때문이다 세공표면에는 무기산염이 첨착되어 있기 때문에 물리 흡착한 가

스상 염기성불순물은 곧바로 무기산염과 중화하여 화학 흡착되며 다시 탈리되는 일은 없다 상기 무기물의 분말의 비표면

적이 클수록 무기산염이 첨착되는 면적도 커지며 가스상 염기성불순물의 흡착 용량도 커진다

단 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물에 무기산염을 첨착하면 무기산염이 세공의 공간부로 들어가기 때문에 첨착 전의 순수한

무기물과 비교하면 비표면적과 세공용적은 상당히 감소한다 또한 [표5]의 (Ⅰ)의 무기물은 모두 첨착된 무기산염과 화학

반응을 일으키지 않기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착성능이 떨어지는 일이 없다 규조토는 함

수콜로이드규산이며 산에 잘 녹지 않는다 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 다공질 유리 모

두가 산에 잘 녹지 않는다 활성알루미나는 수산화알루미늄을 가열탈수(450)하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않

는 성질을 갖고 있다 활성백토는 산성백토를 유산 처리하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않는다 활성벤토나이트는

Ca형 벤토나이트와 산성백토를 열유산으로 처리하여 몬몰리로나이트의 알루미늄과 마그네슘을 용출시켜 세공이 많은 표

면을 갖는 잉여 케이산을 만들어 낼 때에 얻을 수 있다 따라서 흡착능력 촉매능력은 보다 증가하여 산에 잘 녹지 않는다

합성제올라이트도 산에 잘 녹지 않는 성질을 갖고 있다

한편 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 바인더로써 자주 이용되는 무기물은 [표5]의 그룹 (Ⅱ)에 나타낸 바와 같이

5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 모두 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 비교하여 매우 작다 [표5]의

그룹 (Ⅲ)의 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물의 일종인 세피올라이트는 [포5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 마찬

가지로 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 크다 그러나 [표5]의 그룹 (Ⅱ) (Ⅲ)의 무기물에 무기산염

을 첨착하면 활석(Mg3[(OH)2Si4O10])과 카올린광물(Al4[(OH) 8Si4O10])과 세피올라이트

(Mg8Si12O30(OH2)4(OH)46sim8H2 O)와 같이 수산기와 무기산염이 중화하거나 이온 교환하거나 벤토나이트와 같이 양이

온교환능력에 따라 무기산염과 화학반응을 일으키거나 하기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착능

력을 잃어버린다

또한 상기 흡착제(규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리

활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착

제)의 분말에는 자기결합성이 없기 때문에 상기 흡착제의 분말을 펠렛에 성형하거나 지지체의 표면에 층상으로 고착시키

기 위해서는 바인더를 첨착하지 않으면 안된다

본 발명에서는 상기 흡착제의 분말을 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이

트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종의 무기물의 분말을 바인더 또는 충전재료로 이용하여 지지체의 표면에 고착시켜

무기재료층을 형성하거나 또는 분쇄하여 펠렛을 형성하고 있다 실리카로써는 예를 들면 실리카겔이 사용되고 알루미나

로써는 알루미나겔이 사용되며 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것이 바람직하며 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 구

조체인 것이 바람직하다 이 벌집구조의 흡착층은 세라믹상의 딱딱한 표면을 가지며 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이

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용한 종래의 케미컬필터에 비해 발진량이 매우 작다 이 지지체뿐만 아니라 상기 흡착제에 있어서 무기산염의 담지에 이용

하는 무기물 분말과 이것을 지지체 표면에 고착시키기 위해 이용하는 바인더에 대해서도 각각 무기물의 분말로 하면 본 발

명의 공기정화필터를 구성하는 재료로부터는 가스상 유기물의 탈리가 전혀 없다

본 발명에 있어서 벌집구조체라는 것은 이른바 벌의 집과 같은 구조 이외에 단면이 격자형상 물결형상 등이어서 공기가

구조체의 요소가 되는 셀을 통과할 수 있는 구조를 모두 포함한다 또한 본 발명에서는 지지체는 벌집구조체에 특정되지

않으며 암면(rock wool) 등의 3차원 메시구조체도 또한 지지체로써 이용할 수 있다 이 경우에는 메시구조의 평면방향 뿐

만 아니라 안쪽방향으로도 본 발명의 흡착제의 분말을 고착시키는 것이 좋다

지지체 표면으로의 흡착제의 고착 방법에는 무기물의 분말의 바인더에 의해 고착하는 방법과 상기 흡착제의 분말을 무

기물의 분말을 바인더로써 이용하여 분쇄하여 펠렛으로 하고 이 펠렛을 지지체 표면에 무기계 고착보조제로 접착하는 방

법이 있다

본 발명에서의 공기정화필터에 있어서 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛

또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된

제 2 펠렛 중 어느 하나를 케이싱 내에 충진한 경우에는 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상

크기 펠렛의 충진량을 적당히 선택할 수 있다는 설계상의 융통성이 있다

본 발명에 의하면 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상 크키 펠렛의 충진량을 적당히 선택할

수 있다는 설계상의 융통성이 있다

가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 충분히 제거하고자 할 경우에는 상기 흡착제의 바인더로써 이용

한 무기물 무기물α 무기물β는 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적이 중량당 02ccg 이상이거나 또는 세공의 비

표면적이 100g 이상인 것이 바람직하다 어쨌든 상기 흡착제의 분말의 바인더로써 이용한 무기재료층과 펠렛에 포함되

는 이들 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말은 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 고착시켜 두는 능력 또는

상기 흡착제의 분말을 펠렛으로 분쇄할 때의 결합제로써의 능력과 상기 흡착제를 구성하는 무기물 분말의 표면에 흡착된

무기산염에 처리대상가스가 용이하게 도달하며 또한 되돌려 받기 위한 다공성 구조를 함께 가지고 있다

상기 흡착제와 바인더로써 사용하는 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말에 인접한 부위에 형성되는 간극의 통기공을 통

해 처리대상공기는 상기 흡착제의 분말 표면에 첨착된 무기산염에 용이하게 도달할 수 있기 때문에 가스상 염기성 불순물

이 제거된다 이 때 바인더와 충진재료로써 이용한 상기 각 무기물의 분말 표면에 존재하는 상기 범위 크기의 세공의 표면

에 가스상 유기불순물이 물리 흡착되어 제거된다 본 발명의 주목적인 가스상 염기성불순물의 제거 외에 바인더와 충진재

료로써 이용하는 상기 각 무기물 분말의 세공에 의한 부차적인 효과로써 가스상 유기불순물의 일괄 제거도 실현할 수 있

다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더는 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교하여 비표면적과 세공용적은 상당히 크다 따라서 가스상

유기불순물의 물리흡착능력은 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더가 그룹 (Ⅱ)의 바인더보다 상당히 우수하다 그룹 (Ⅱ)의 활석 카

올린광물 벤토나이트 등의 바인더는 통기성을 중시하고 있으며 인접한 바인더 미립자 사이의 간극부분 또는 인접한 바인

더 미립자와 지지체에 담지하는 흡착제 미립자의 간극부분에 형성되는 통기공의 주요한 크기는 500Å 이상이 된다 결국

이 통기공이 통기성은 매우 좋음에도 불구하고 물리흡착을 일으키기 어려운 마크로 구멍이다 또한 활석 카올린광물 벤

토나이트의 바인더 미립자 자체의 표면에도 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공은 그다지 존재하지 않는다 결국 활석 카올

린광물 벤토나이트의 각 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 각각 092ccg

111ccg 049ccg이었다 [표5]와 비교하여도 그룹 (Ⅱ)이 물리흡착에 관계한 미크로 구멍과 메소 구멍은 그다지 갖지

않으며 통기성이 우수한 마크로 구멍을 갖는다는 것을 알 수 있다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더는 담지대상이 되는 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 단순히 담지하기 위해

사용된다 이 경우 가스상 염기성 불순물의 흡착능력을 높이기 위해 상기 흡착제의 분말의 담지량을 가능한 많게 하며 다

른 바인더의 상기 흡착제 분말에 대한 함유비율은 가능한 작게 하는 것이 좋다 그러나 바인더의 함유비율을 너무 적게 하

면 상기 흡착제 분말의 지지체 표면으로의 고착이 불완전해져서 박리와 발진의 원인이 된다 예를 들면 상기 흡착제 분말

에 벤토나이트의 바인더와 실리카겔의 무기계고착보조제를 혼합하여 지지체에 고착할 경우 지지체 표면의 무기재료층 중

의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 75를 상회하면 지지체 표면의 무기재료층의 기계적 강도가 약해져 실제 사용

시에 견디지 못하게 된다 결국 그룹 (Ⅱ)의 바인더에는 상기 흡착제 분말의 담지능력과 담지된 상기 흡착제 분말의 표면

에 처리대상 가스가 도달하기 쉬운 우수한 통기능력이 요구되며 가스상 유기불순물의 흡착능력은 요구되지 않는다

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이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

등록특허 10-0527978

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도면11

등록특허 10-0527978

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

등록특허 10-0527978

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

본 발명에서 충진소재 즉 흡착제의 각각의 입자 사이를 충진하기 위한 재료로써 합성제올라이트를 사용한 경우 무기물

의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제 각각의 입자 사이에 각각 제올라이트입자가 충진되며 흡착제 입자와 제올라이트 입

자의 인접부분에 통기공이 되는 간극이 형성된다 이 통기공은 처리대상 공기가 흡착재 입자에 첨착된 무기산염에 도달하

도록 기능한다

또한 합성제올라이트가 갖는 세공은 처리대상공기가 통기공을 투과할 때에 그 세공 크기보다 작은 분자직경의 가스상

유기불순물을 흡착 제거한다 따라서 처리대상 공기 중에 포함되는 가스상 유기불순물의 종류에 따라 합성제올라이트의

세공직경을 선택하면 가스상 유기불순물을 흡착하는 기능이 양호한 공기정화필터를 설계할 수 있다

본 발명에서의 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나

의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 펠렛을 갖는 것에 대해서는 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말의 미립자가 인접하는 부분에

는 통기공이 되는 간극이 형성되며 처리대상가스는 펠렛의 표면으로부터 상기 통기공을 재빨리 빠져나가도록 펠렛 내부

로 들어가거나 반대로 펠렛 내부로부터 외부로 나오거나 한다 그리고 상기 흡착제에 의해 공기 중의 염기성 가스상 불순

물이 흡착 제거된다

본 발명에 있어서 상기 흡착제로 공기 중의 염기성 가스상 불순물을 흡착 제거할 수 있으며 바인더로써 이용하는 무기

분말은 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 세공을 갖는 종류를 적당히 선택하여 DOP(dioctyl phthalate) DBP(dibutyl

phthalate) BHT(butyl hydroxytoluene) 실록산 등의 가스상 유기물을 흡착 제거할 수 있기 때문에 기판의 표면오염에

관여하는 염기성 가스상 불순물과 가스상 유기물이 혼재되는 분위기에서도 이들 화학오염물질의 대부분을 포착할 수 있

다

본 발명에 있어서 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 갖는 것에 있어서 제 1 무기재료층을 내측으로 한 경우와 제 2

펠렛을 갖는 경우에 대해서는 외측의 제 2 무기재료층과 제 2 펠렛의 외측 부분의 코팅층에 의해 이들의 하부에 있는 제 1

무기재료층과 제 1 펠렛에 포함되는 무기산염으로부터의 발진을 방지할 수 있다 이 경우 제 2 무기재료층과 외측의 코팅

층을 구성하는 무기물의 분말이 기판의 표면오염에 관여하는 DOP DBP BHT 실록산 등의 가스상 유기물의 물리흡착에

적당한 세공을 갖고 있으면 이들 가스상 유기물이 그 세공에 의해 흡착 제거되는 효과도 있다

제 1 무기재료층을 외측으로 한 경우에는 상술한 발진 방지효과는 없어지지만 가스상 불순물의 흡착효과는 그다지 변화

하지 않으며 공기와 직접 접하는 외측의 제 1 무기재료층에서 공기 중의 염기성 가스상 불순물의 흡착 제거가 이루어지

고 내측의 제 2 무기재료층에서 공기 중의 가스상 유기불순물의 흡착 제거가 이루어진다

여기서 상기 흡착제에 대해 간단히 설명한다 상기 흡착제는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규

산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기

물의 분말에 무기산염을 첨착한 것이다 이들 무기물의 분말에 대해 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적과 상기

무기물의 세공의 비표면적에 대해 가스흡착법에 의해 측정한 결과를 [표5]의 (Ⅰ)에 나타낸다

표 5

각종 분체의 세공물성

분체시료 BET법으로 측정

비표면적(g)

N2가스흡착법으로 측정

세공용적(ccg)

5sim300Å

등록특허 10-0527978

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규조토 200 025 (Ⅰ)

실리카겔 400 061

알루미나겔 250 060

규산알루미늄 225 060

활성알루미나 300 030

다공질 유리 400 015

활성백토 300 037

활성벤토나이트 87 023

합성제올라이트 400sim750 035sim055

활석 28 007 (Ⅱ)

카올린광물 21 006

벤토나이트 23 003

세피올라이트 295 033 (Ⅲ)

또한 실리카로써는 실리카겔을 분체시료로 하고 알루미나로써는 알루미나겔을 분체시료로 하였다 5sim300Å의 범위에

분포하는 세공에 착안한 이유는 이 범위의크기의 세공이 가스상 불순물의 물리흡착이 우수하며 처리대상공기 중의 가스

상 염기성불순물이 이들 세공에 흡착되기 쉽기 때문이다 세공표면에는 무기산염이 첨착되어 있기 때문에 물리 흡착한 가

스상 염기성불순물은 곧바로 무기산염과 중화하여 화학 흡착되며 다시 탈리되는 일은 없다 상기 무기물의 분말의 비표면

적이 클수록 무기산염이 첨착되는 면적도 커지며 가스상 염기성불순물의 흡착 용량도 커진다

단 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물에 무기산염을 첨착하면 무기산염이 세공의 공간부로 들어가기 때문에 첨착 전의 순수한

무기물과 비교하면 비표면적과 세공용적은 상당히 감소한다 또한 [표5]의 (Ⅰ)의 무기물은 모두 첨착된 무기산염과 화학

반응을 일으키지 않기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착성능이 떨어지는 일이 없다 규조토는 함

수콜로이드규산이며 산에 잘 녹지 않는다 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 다공질 유리 모

두가 산에 잘 녹지 않는다 활성알루미나는 수산화알루미늄을 가열탈수(450)하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않

는 성질을 갖고 있다 활성백토는 산성백토를 유산 처리하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않는다 활성벤토나이트는

Ca형 벤토나이트와 산성백토를 열유산으로 처리하여 몬몰리로나이트의 알루미늄과 마그네슘을 용출시켜 세공이 많은 표

면을 갖는 잉여 케이산을 만들어 낼 때에 얻을 수 있다 따라서 흡착능력 촉매능력은 보다 증가하여 산에 잘 녹지 않는다

합성제올라이트도 산에 잘 녹지 않는 성질을 갖고 있다

한편 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 바인더로써 자주 이용되는 무기물은 [표5]의 그룹 (Ⅱ)에 나타낸 바와 같이

5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 모두 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 비교하여 매우 작다 [표5]의

그룹 (Ⅲ)의 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물의 일종인 세피올라이트는 [포5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 마찬

가지로 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 크다 그러나 [표5]의 그룹 (Ⅱ) (Ⅲ)의 무기물에 무기산염

을 첨착하면 활석(Mg3[(OH)2Si4O10])과 카올린광물(Al4[(OH) 8Si4O10])과 세피올라이트

(Mg8Si12O30(OH2)4(OH)46sim8H2 O)와 같이 수산기와 무기산염이 중화하거나 이온 교환하거나 벤토나이트와 같이 양이

온교환능력에 따라 무기산염과 화학반응을 일으키거나 하기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착능

력을 잃어버린다

또한 상기 흡착제(규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리

활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착

제)의 분말에는 자기결합성이 없기 때문에 상기 흡착제의 분말을 펠렛에 성형하거나 지지체의 표면에 층상으로 고착시키

기 위해서는 바인더를 첨착하지 않으면 안된다

본 발명에서는 상기 흡착제의 분말을 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이

트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종의 무기물의 분말을 바인더 또는 충전재료로 이용하여 지지체의 표면에 고착시켜

무기재료층을 형성하거나 또는 분쇄하여 펠렛을 형성하고 있다 실리카로써는 예를 들면 실리카겔이 사용되고 알루미나

로써는 알루미나겔이 사용되며 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것이 바람직하며 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 구

조체인 것이 바람직하다 이 벌집구조의 흡착층은 세라믹상의 딱딱한 표면을 가지며 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이

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용한 종래의 케미컬필터에 비해 발진량이 매우 작다 이 지지체뿐만 아니라 상기 흡착제에 있어서 무기산염의 담지에 이용

하는 무기물 분말과 이것을 지지체 표면에 고착시키기 위해 이용하는 바인더에 대해서도 각각 무기물의 분말로 하면 본 발

명의 공기정화필터를 구성하는 재료로부터는 가스상 유기물의 탈리가 전혀 없다

본 발명에 있어서 벌집구조체라는 것은 이른바 벌의 집과 같은 구조 이외에 단면이 격자형상 물결형상 등이어서 공기가

구조체의 요소가 되는 셀을 통과할 수 있는 구조를 모두 포함한다 또한 본 발명에서는 지지체는 벌집구조체에 특정되지

않으며 암면(rock wool) 등의 3차원 메시구조체도 또한 지지체로써 이용할 수 있다 이 경우에는 메시구조의 평면방향 뿐

만 아니라 안쪽방향으로도 본 발명의 흡착제의 분말을 고착시키는 것이 좋다

지지체 표면으로의 흡착제의 고착 방법에는 무기물의 분말의 바인더에 의해 고착하는 방법과 상기 흡착제의 분말을 무

기물의 분말을 바인더로써 이용하여 분쇄하여 펠렛으로 하고 이 펠렛을 지지체 표면에 무기계 고착보조제로 접착하는 방

법이 있다

본 발명에서의 공기정화필터에 있어서 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛

또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된

제 2 펠렛 중 어느 하나를 케이싱 내에 충진한 경우에는 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상

크기 펠렛의 충진량을 적당히 선택할 수 있다는 설계상의 융통성이 있다

본 발명에 의하면 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상 크키 펠렛의 충진량을 적당히 선택할

수 있다는 설계상의 융통성이 있다

가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 충분히 제거하고자 할 경우에는 상기 흡착제의 바인더로써 이용

한 무기물 무기물α 무기물β는 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적이 중량당 02ccg 이상이거나 또는 세공의 비

표면적이 100g 이상인 것이 바람직하다 어쨌든 상기 흡착제의 분말의 바인더로써 이용한 무기재료층과 펠렛에 포함되

는 이들 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말은 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 고착시켜 두는 능력 또는

상기 흡착제의 분말을 펠렛으로 분쇄할 때의 결합제로써의 능력과 상기 흡착제를 구성하는 무기물 분말의 표면에 흡착된

무기산염에 처리대상가스가 용이하게 도달하며 또한 되돌려 받기 위한 다공성 구조를 함께 가지고 있다

상기 흡착제와 바인더로써 사용하는 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말에 인접한 부위에 형성되는 간극의 통기공을 통

해 처리대상공기는 상기 흡착제의 분말 표면에 첨착된 무기산염에 용이하게 도달할 수 있기 때문에 가스상 염기성 불순물

이 제거된다 이 때 바인더와 충진재료로써 이용한 상기 각 무기물의 분말 표면에 존재하는 상기 범위 크기의 세공의 표면

에 가스상 유기불순물이 물리 흡착되어 제거된다 본 발명의 주목적인 가스상 염기성불순물의 제거 외에 바인더와 충진재

료로써 이용하는 상기 각 무기물 분말의 세공에 의한 부차적인 효과로써 가스상 유기불순물의 일괄 제거도 실현할 수 있

다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더는 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교하여 비표면적과 세공용적은 상당히 크다 따라서 가스상

유기불순물의 물리흡착능력은 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더가 그룹 (Ⅱ)의 바인더보다 상당히 우수하다 그룹 (Ⅱ)의 활석 카

올린광물 벤토나이트 등의 바인더는 통기성을 중시하고 있으며 인접한 바인더 미립자 사이의 간극부분 또는 인접한 바인

더 미립자와 지지체에 담지하는 흡착제 미립자의 간극부분에 형성되는 통기공의 주요한 크기는 500Å 이상이 된다 결국

이 통기공이 통기성은 매우 좋음에도 불구하고 물리흡착을 일으키기 어려운 마크로 구멍이다 또한 활석 카올린광물 벤

토나이트의 바인더 미립자 자체의 표면에도 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공은 그다지 존재하지 않는다 결국 활석 카올

린광물 벤토나이트의 각 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 각각 092ccg

111ccg 049ccg이었다 [표5]와 비교하여도 그룹 (Ⅱ)이 물리흡착에 관계한 미크로 구멍과 메소 구멍은 그다지 갖지

않으며 통기성이 우수한 마크로 구멍을 갖는다는 것을 알 수 있다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더는 담지대상이 되는 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 단순히 담지하기 위해

사용된다 이 경우 가스상 염기성 불순물의 흡착능력을 높이기 위해 상기 흡착제의 분말의 담지량을 가능한 많게 하며 다

른 바인더의 상기 흡착제 분말에 대한 함유비율은 가능한 작게 하는 것이 좋다 그러나 바인더의 함유비율을 너무 적게 하

면 상기 흡착제 분말의 지지체 표면으로의 고착이 불완전해져서 박리와 발진의 원인이 된다 예를 들면 상기 흡착제 분말

에 벤토나이트의 바인더와 실리카겔의 무기계고착보조제를 혼합하여 지지체에 고착할 경우 지지체 표면의 무기재료층 중

의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 75를 상회하면 지지체 표면의 무기재료층의 기계적 강도가 약해져 실제 사용

시에 견디지 못하게 된다 결국 그룹 (Ⅱ)의 바인더에는 상기 흡착제 분말의 담지능력과 담지된 상기 흡착제 분말의 표면

에 처리대상 가스가 도달하기 쉬운 우수한 통기능력이 요구되며 가스상 유기불순물의 흡착능력은 요구되지 않는다

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이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

규조토 200 025 (Ⅰ)

실리카겔 400 061

알루미나겔 250 060

규산알루미늄 225 060

활성알루미나 300 030

다공질 유리 400 015

활성백토 300 037

활성벤토나이트 87 023

합성제올라이트 400sim750 035sim055

활석 28 007 (Ⅱ)

카올린광물 21 006

벤토나이트 23 003

세피올라이트 295 033 (Ⅲ)

또한 실리카로써는 실리카겔을 분체시료로 하고 알루미나로써는 알루미나겔을 분체시료로 하였다 5sim300Å의 범위에

분포하는 세공에 착안한 이유는 이 범위의크기의 세공이 가스상 불순물의 물리흡착이 우수하며 처리대상공기 중의 가스

상 염기성불순물이 이들 세공에 흡착되기 쉽기 때문이다 세공표면에는 무기산염이 첨착되어 있기 때문에 물리 흡착한 가

스상 염기성불순물은 곧바로 무기산염과 중화하여 화학 흡착되며 다시 탈리되는 일은 없다 상기 무기물의 분말의 비표면

적이 클수록 무기산염이 첨착되는 면적도 커지며 가스상 염기성불순물의 흡착 용량도 커진다

단 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물에 무기산염을 첨착하면 무기산염이 세공의 공간부로 들어가기 때문에 첨착 전의 순수한

무기물과 비교하면 비표면적과 세공용적은 상당히 감소한다 또한 [표5]의 (Ⅰ)의 무기물은 모두 첨착된 무기산염과 화학

반응을 일으키지 않기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착성능이 떨어지는 일이 없다 규조토는 함

수콜로이드규산이며 산에 잘 녹지 않는다 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 다공질 유리 모

두가 산에 잘 녹지 않는다 활성알루미나는 수산화알루미늄을 가열탈수(450)하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않

는 성질을 갖고 있다 활성백토는 산성백토를 유산 처리하여 얻을 수 있으며 산에 잘 용해되지 않는다 활성벤토나이트는

Ca형 벤토나이트와 산성백토를 열유산으로 처리하여 몬몰리로나이트의 알루미늄과 마그네슘을 용출시켜 세공이 많은 표

면을 갖는 잉여 케이산을 만들어 낼 때에 얻을 수 있다 따라서 흡착능력 촉매능력은 보다 증가하여 산에 잘 녹지 않는다

합성제올라이트도 산에 잘 녹지 않는 성질을 갖고 있다

한편 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 바인더로써 자주 이용되는 무기물은 [표5]의 그룹 (Ⅱ)에 나타낸 바와 같이

5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 모두 [표5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 비교하여 매우 작다 [표5]의

그룹 (Ⅲ)의 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물의 일종인 세피올라이트는 [포5]의 그룹 (Ⅰ)의 무기물과 마찬

가지로 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공용적과 비표면적이 크다 그러나 [표5]의 그룹 (Ⅱ) (Ⅲ)의 무기물에 무기산염

을 첨착하면 활석(Mg3[(OH)2Si4O10])과 카올린광물(Al4[(OH) 8Si4O10])과 세피올라이트

(Mg8Si12O30(OH2)4(OH)46sim8H2 O)와 같이 수산기와 무기산염이 중화하거나 이온 교환하거나 벤토나이트와 같이 양이

온교환능력에 따라 무기산염과 화학반응을 일으키거나 하기 때문에 무기산염의 가스상 염기성불순물에 대한 화학흡착능

력을 잃어버린다

또한 상기 흡착제(규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리

활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착

제)의 분말에는 자기결합성이 없기 때문에 상기 흡착제의 분말을 펠렛에 성형하거나 지지체의 표면에 층상으로 고착시키

기 위해서는 바인더를 첨착하지 않으면 안된다

본 발명에서는 상기 흡착제의 분말을 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이

트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종의 무기물의 분말을 바인더 또는 충전재료로 이용하여 지지체의 표면에 고착시켜

무기재료층을 형성하거나 또는 분쇄하여 펠렛을 형성하고 있다 실리카로써는 예를 들면 실리카겔이 사용되고 알루미나

로써는 알루미나겔이 사용되며 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

본 발명에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것이 바람직하며 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 구

조체인 것이 바람직하다 이 벌집구조의 흡착층은 세라믹상의 딱딱한 표면을 가지며 약품첨착활성탄과 이온교환섬유를 이

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용한 종래의 케미컬필터에 비해 발진량이 매우 작다 이 지지체뿐만 아니라 상기 흡착제에 있어서 무기산염의 담지에 이용

하는 무기물 분말과 이것을 지지체 표면에 고착시키기 위해 이용하는 바인더에 대해서도 각각 무기물의 분말로 하면 본 발

명의 공기정화필터를 구성하는 재료로부터는 가스상 유기물의 탈리가 전혀 없다

본 발명에 있어서 벌집구조체라는 것은 이른바 벌의 집과 같은 구조 이외에 단면이 격자형상 물결형상 등이어서 공기가

구조체의 요소가 되는 셀을 통과할 수 있는 구조를 모두 포함한다 또한 본 발명에서는 지지체는 벌집구조체에 특정되지

않으며 암면(rock wool) 등의 3차원 메시구조체도 또한 지지체로써 이용할 수 있다 이 경우에는 메시구조의 평면방향 뿐

만 아니라 안쪽방향으로도 본 발명의 흡착제의 분말을 고착시키는 것이 좋다

지지체 표면으로의 흡착제의 고착 방법에는 무기물의 분말의 바인더에 의해 고착하는 방법과 상기 흡착제의 분말을 무

기물의 분말을 바인더로써 이용하여 분쇄하여 펠렛으로 하고 이 펠렛을 지지체 표면에 무기계 고착보조제로 접착하는 방

법이 있다

본 발명에서의 공기정화필터에 있어서 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛

또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된

제 2 펠렛 중 어느 하나를 케이싱 내에 충진한 경우에는 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상

크기 펠렛의 충진량을 적당히 선택할 수 있다는 설계상의 융통성이 있다

본 발명에 의하면 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상 크키 펠렛의 충진량을 적당히 선택할

수 있다는 설계상의 융통성이 있다

가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 충분히 제거하고자 할 경우에는 상기 흡착제의 바인더로써 이용

한 무기물 무기물α 무기물β는 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적이 중량당 02ccg 이상이거나 또는 세공의 비

표면적이 100g 이상인 것이 바람직하다 어쨌든 상기 흡착제의 분말의 바인더로써 이용한 무기재료층과 펠렛에 포함되

는 이들 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말은 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 고착시켜 두는 능력 또는

상기 흡착제의 분말을 펠렛으로 분쇄할 때의 결합제로써의 능력과 상기 흡착제를 구성하는 무기물 분말의 표면에 흡착된

무기산염에 처리대상가스가 용이하게 도달하며 또한 되돌려 받기 위한 다공성 구조를 함께 가지고 있다

상기 흡착제와 바인더로써 사용하는 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말에 인접한 부위에 형성되는 간극의 통기공을 통

해 처리대상공기는 상기 흡착제의 분말 표면에 첨착된 무기산염에 용이하게 도달할 수 있기 때문에 가스상 염기성 불순물

이 제거된다 이 때 바인더와 충진재료로써 이용한 상기 각 무기물의 분말 표면에 존재하는 상기 범위 크기의 세공의 표면

에 가스상 유기불순물이 물리 흡착되어 제거된다 본 발명의 주목적인 가스상 염기성불순물의 제거 외에 바인더와 충진재

료로써 이용하는 상기 각 무기물 분말의 세공에 의한 부차적인 효과로써 가스상 유기불순물의 일괄 제거도 실현할 수 있

다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더는 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교하여 비표면적과 세공용적은 상당히 크다 따라서 가스상

유기불순물의 물리흡착능력은 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더가 그룹 (Ⅱ)의 바인더보다 상당히 우수하다 그룹 (Ⅱ)의 활석 카

올린광물 벤토나이트 등의 바인더는 통기성을 중시하고 있으며 인접한 바인더 미립자 사이의 간극부분 또는 인접한 바인

더 미립자와 지지체에 담지하는 흡착제 미립자의 간극부분에 형성되는 통기공의 주요한 크기는 500Å 이상이 된다 결국

이 통기공이 통기성은 매우 좋음에도 불구하고 물리흡착을 일으키기 어려운 마크로 구멍이다 또한 활석 카올린광물 벤

토나이트의 바인더 미립자 자체의 표면에도 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공은 그다지 존재하지 않는다 결국 활석 카올

린광물 벤토나이트의 각 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 각각 092ccg

111ccg 049ccg이었다 [표5]와 비교하여도 그룹 (Ⅱ)이 물리흡착에 관계한 미크로 구멍과 메소 구멍은 그다지 갖지

않으며 통기성이 우수한 마크로 구멍을 갖는다는 것을 알 수 있다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더는 담지대상이 되는 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 단순히 담지하기 위해

사용된다 이 경우 가스상 염기성 불순물의 흡착능력을 높이기 위해 상기 흡착제의 분말의 담지량을 가능한 많게 하며 다

른 바인더의 상기 흡착제 분말에 대한 함유비율은 가능한 작게 하는 것이 좋다 그러나 바인더의 함유비율을 너무 적게 하

면 상기 흡착제 분말의 지지체 표면으로의 고착이 불완전해져서 박리와 발진의 원인이 된다 예를 들면 상기 흡착제 분말

에 벤토나이트의 바인더와 실리카겔의 무기계고착보조제를 혼합하여 지지체에 고착할 경우 지지체 표면의 무기재료층 중

의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 75를 상회하면 지지체 표면의 무기재료층의 기계적 강도가 약해져 실제 사용

시에 견디지 못하게 된다 결국 그룹 (Ⅱ)의 바인더에는 상기 흡착제 분말의 담지능력과 담지된 상기 흡착제 분말의 표면

에 처리대상 가스가 도달하기 쉬운 우수한 통기능력이 요구되며 가스상 유기불순물의 흡착능력은 요구되지 않는다

등록특허 10-0527978

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이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

등록특허 10-0527978

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

등록특허 10-0527978

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

등록특허 10-0527978

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

용한 종래의 케미컬필터에 비해 발진량이 매우 작다 이 지지체뿐만 아니라 상기 흡착제에 있어서 무기산염의 담지에 이용

하는 무기물 분말과 이것을 지지체 표면에 고착시키기 위해 이용하는 바인더에 대해서도 각각 무기물의 분말로 하면 본 발

명의 공기정화필터를 구성하는 재료로부터는 가스상 유기물의 탈리가 전혀 없다

본 발명에 있어서 벌집구조체라는 것은 이른바 벌의 집과 같은 구조 이외에 단면이 격자형상 물결형상 등이어서 공기가

구조체의 요소가 되는 셀을 통과할 수 있는 구조를 모두 포함한다 또한 본 발명에서는 지지체는 벌집구조체에 특정되지

않으며 암면(rock wool) 등의 3차원 메시구조체도 또한 지지체로써 이용할 수 있다 이 경우에는 메시구조의 평면방향 뿐

만 아니라 안쪽방향으로도 본 발명의 흡착제의 분말을 고착시키는 것이 좋다

지지체 표면으로의 흡착제의 고착 방법에는 무기물의 분말의 바인더에 의해 고착하는 방법과 상기 흡착제의 분말을 무

기물의 분말을 바인더로써 이용하여 분쇄하여 펠렛으로 하고 이 펠렛을 지지체 표면에 무기계 고착보조제로 접착하는 방

법이 있다

본 발명에서의 공기정화필터에 있어서 상기 무기물α의 분말을 바인더 또는 충전재료로 하여 상기 흡착제가 분쇄된 펠렛

또는 무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 상기 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된

제 2 펠렛 중 어느 하나를 케이싱 내에 충진한 경우에는 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상

크기 펠렛의 충진량을 적당히 선택할 수 있다는 설계상의 융통성이 있다

본 발명에 의하면 공기 유로의 형상 면적 필터의 설치조건에 따라 케이싱의 형상 크키 펠렛의 충진량을 적당히 선택할

수 있다는 설계상의 융통성이 있다

가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 충분히 제거하고자 할 경우에는 상기 흡착제의 바인더로써 이용

한 무기물 무기물α 무기물β는 5sim300Å의 범위에 분포하는 세공의 총용적이 중량당 02ccg 이상이거나 또는 세공의 비

표면적이 100g 이상인 것이 바람직하다 어쨌든 상기 흡착제의 분말의 바인더로써 이용한 무기재료층과 펠렛에 포함되

는 이들 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말은 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 고착시켜 두는 능력 또는

상기 흡착제의 분말을 펠렛으로 분쇄할 때의 결합제로써의 능력과 상기 흡착제를 구성하는 무기물 분말의 표면에 흡착된

무기산염에 처리대상가스가 용이하게 도달하며 또한 되돌려 받기 위한 다공성 구조를 함께 가지고 있다

상기 흡착제와 바인더로써 사용하는 무기물 무기물α 무기물β의 각 분말에 인접한 부위에 형성되는 간극의 통기공을 통

해 처리대상공기는 상기 흡착제의 분말 표면에 첨착된 무기산염에 용이하게 도달할 수 있기 때문에 가스상 염기성 불순물

이 제거된다 이 때 바인더와 충진재료로써 이용한 상기 각 무기물의 분말 표면에 존재하는 상기 범위 크기의 세공의 표면

에 가스상 유기불순물이 물리 흡착되어 제거된다 본 발명의 주목적인 가스상 염기성불순물의 제거 외에 바인더와 충진재

료로써 이용하는 상기 각 무기물 분말의 세공에 의한 부차적인 효과로써 가스상 유기불순물의 일괄 제거도 실현할 수 있

다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더는 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교하여 비표면적과 세공용적은 상당히 크다 따라서 가스상

유기불순물의 물리흡착능력은 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더가 그룹 (Ⅱ)의 바인더보다 상당히 우수하다 그룹 (Ⅱ)의 활석 카

올린광물 벤토나이트 등의 바인더는 통기성을 중시하고 있으며 인접한 바인더 미립자 사이의 간극부분 또는 인접한 바인

더 미립자와 지지체에 담지하는 흡착제 미립자의 간극부분에 형성되는 통기공의 주요한 크기는 500Å 이상이 된다 결국

이 통기공이 통기성은 매우 좋음에도 불구하고 물리흡착을 일으키기 어려운 마크로 구멍이다 또한 활석 카올린광물 벤

토나이트의 바인더 미립자 자체의 표면에도 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공은 그다지 존재하지 않는다 결국 활석 카올

린광물 벤토나이트의 각 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 각각 092ccg

111ccg 049ccg이었다 [표5]와 비교하여도 그룹 (Ⅱ)이 물리흡착에 관계한 미크로 구멍과 메소 구멍은 그다지 갖지

않으며 통기성이 우수한 마크로 구멍을 갖는다는 것을 알 수 있다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더는 담지대상이 되는 상기 흡착제의 분말을 지지체 표면에 기계적으로 단순히 담지하기 위해

사용된다 이 경우 가스상 염기성 불순물의 흡착능력을 높이기 위해 상기 흡착제의 분말의 담지량을 가능한 많게 하며 다

른 바인더의 상기 흡착제 분말에 대한 함유비율은 가능한 작게 하는 것이 좋다 그러나 바인더의 함유비율을 너무 적게 하

면 상기 흡착제 분말의 지지체 표면으로의 고착이 불완전해져서 박리와 발진의 원인이 된다 예를 들면 상기 흡착제 분말

에 벤토나이트의 바인더와 실리카겔의 무기계고착보조제를 혼합하여 지지체에 고착할 경우 지지체 표면의 무기재료층 중

의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 75를 상회하면 지지체 표면의 무기재료층의 기계적 강도가 약해져 실제 사용

시에 견디지 못하게 된다 결국 그룹 (Ⅱ)의 바인더에는 상기 흡착제 분말의 담지능력과 담지된 상기 흡착제 분말의 표면

에 처리대상 가스가 도달하기 쉬운 우수한 통기능력이 요구되며 가스상 유기불순물의 흡착능력은 요구되지 않는다

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이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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          • 도면3
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          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

이것에 대해 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에는 인접한 바인더 미립자끼리 또는 인접한 바인더 미립자

와 상기 흡착제 미립자 사이의 간극 부분에 형성되는 통기공은 그룹 (Ⅱ)의 바인더와 비교해도 손색이 없다 더욱이 그룹

(Ⅰ)의 분말에 대해 액체수은압입법으로 측정한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 08sim17ccg였다 또한 그룹 (Ⅲ)

의 세피올라이트의 상기 측정법에 의한 150sim150000Å 범위의 세공용적은 16ccg였다 따라서 상기 흡착제의 분말표

면에 처리대상가스가 도달하기 쉽도록 우수한 통기성도 갖기 때문에 그룹 (Ⅱ)의 바인더의 경우와 마찬가지로 상기 흡착제

의 분말표면에 첨착된 무기산염에 있어서 가스상 염기성불순물이 제거된다는 특성은 발휘된다

가스상 분자의 물리흡착이 잘 되는 순서는 미크로구멍 메소구멍 마크로구멍 순이며 마크로구멍은 전혀 물리흡착에 관

여하지 않는다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더에서는 바인더 미립자 자체의 표면에 물리흡착을 일으키기 쉬운 세공 즉 구멍 직

경이 20Å 이하 크기의 세공인 미크로구멍과 구멍 직경이 20Å 이상 500Å이하 크기의 세공인 메소구멍이 존재하기 때문

에 상기 흡착제 단독으로는 흡착하기 어려운 DOP DBP BHT와 실록산 등의 기판표면의 오염의 원인이 되는 가스상 유기

불순물은 물리흡착에 의해 바인더 미립자 자체의 표면에서 흡착 제거된다

[표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더를 사용할 경우에 대해서도 지지체 표면의 무기재료층에 차지하는 상기 흡착제 분말의

함유비율(중량기준)에는 상한이 있다 예를 들면 상기 흡착제 분말을 실리카겔을 바인더로 하여 지지체에 고착할 경우 지

지체 표면의 무기재료층 중의 상기 흡착제의 함유비율(중량기준)이 72를 상회하면 해당 무기재료층의 기계적 강도가 약

해져 실제 사용 시에 견디지 못하게 되었다

또한 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 무기물의 분말을 바인더와 충진재료로써 이용하여 상기 흡착제를 지지체 표면에 고착시

킨 본 발명의 공기정화필터와 상기 분말을 바인더로써 이용하여 상기 흡착제를 분쇄한 펠렛을 지지체 표면에 고착한 본

발명의 공기정화필터에 있어서는 지지체는 가스상 유기불순물을 흡착제거하는 무기재료층과 펠렛으로 피복되어 있다

따라서 지지체가 가스상 유기불순물을 탈리하는 유기재료를 포함하고 있더라도 지지체 본체가 발생하는 가스상 유기불순

물은 지지체를 피복하는 무기재료층과 펠렛으로 흡착제거되기 때문에 처리대상 공기 중에까지 나가는 일은 없다

본 발명의 공기정화필터에 있어서 무기산염의 첨착대상이 되는 무기물 분말의 흡착재의 평균세공직경은 100Å 이상인

것이 바람직하다 무기산염은 액체 중에서 각각의 용해도에 따라 용해되지만 건조단계에서 수분을 뺏겨 지지체에 담지된

흡착제 중에 함수율이 더욱 작은 고체형상의 무기산염으로써 존재한다 고체형상의 무기산염이 흡착재의 세공 입구를 막

으면 처리대상이 되는 가스상 염기성불순물은 세공 내의 공극부에 침입할 수 없다 입구가 막힌 세공 내의 공간 표면에 고

착된 무기산염은 가스상 염기성불순물과 중화반응을 일으키지 않고 흡착에 관여하지 않는 무효성분이 된다 따라서 무기

산염이 첨착된 세공의 직경이 다른 각종 실리카겔이 지지체 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율을 측정하여

[표6]과 같은 결과를 얻었다

표 6

무기산염이 첨착된 세공직경이 상이한 각종 실리카겔이 벌집 표면에 담지된 공기정화필터의 암모니아 제거율

평균세공직경(Å) 29 44 80 133 183 209 300 420

세공용적(mlg) 045 06 09 11 16 157 20 252

비표면적(g) 620 550 450 330 360 300 270 240

암모니아 제거율()

유산알루미늄실리카겔

03gg

55 60 90 95 100 100 100 100

암모니아 제거율()

유산티타닐실리카겔

03gg

55 60 95 100 100 100 100 100

이 결과에서 알 수 있는 바와 같이 흡착재의 평균세공직경이 100Å 이상이면 무기산염으로 세공 입구가 잘 막히지 않고

제거효율이 저하되지 않는다

본 발명의 공기정화필터에서는 상기 무기재료층 제 1 무기재료층 제 2 무기재료층 펠렛 제 1 펠렛 또는 제 2 펠렛 중

적어도 어느 하나의 무기계 고착보조제를 혼입하여도 좋다 이 경우 이 무기계 고착보조제는 규산소다 실리카 또는 알루

미나 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다 또한 실리카로써는 실리카졸을 사용할 수 있고 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

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본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면16

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도면18

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

본 발명의 공기정화필터에서 이용하는 무기산염은 유산염인 것이 바람직하다 무기산염을 산의 종류에 따라 분류하면 탄

산염 염산염 유산염 초산염 인산염 등이 있다 그 중에서 탄산염은 산성도가 너무 약해서 암모니아의 흡착성능에 떨어

진다 염산염은 염소와 염화수소의 금속부식성의 가스를 발생할 우려가 있으며 이용이 어렵다 초산염은 암모니아와 중화

하여 초산암모늄(ammonium nitrate)을 생성하지만 초산암모늄은 밀폐상태의 가열에 의해 폭발할 위험성이 있다 인산염

은 산성도가 작고 인체에 위험성도 적기 때문에 가스상 염기성불순물 제거를 위해 활성탄을 이용한 종래의 케미컬필터에

종종 첨착되고 있지만 인이 가스상 물질로써 탈리하면 [표1]에 나타낸 도펀트의 오염물질로 된다 따라서 인산도 고도청

정장치에서 이용하기 어렵다 이상의 사정에 의해 본 발명에 사용하는 무기산염으로써는 유산염인 것이 바람직하다

유산염의 용융점은 120 보다 고온인 것이 바람직하다 그 이유는 무기물의 분말에 유산염을 첨착한 흡착제를 무기물의

분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 고착시켜 무기재료층을 형성할 때 지지체 표면을 가열 건조하여 무기재료층 중의

수분을 증발시켜 제거하지만 이와 같은 경우 수분증발을 촉발하기 위해 가열온도는 물의 용융점인 100 이상의

110sim120로 설정되는 일이 많다 따라서 이와 같은 점에 착안하면 상기 유산염의 용융점은 120보다 고온으로 하

지 않으면 안된다

또한 이온 교환량이 10meqg을 밑도는 물질은 흡착제로써 염기성 오염물의 흡착용량이 작기 때문에 긴 수명의 공기정

화필터를 구성할 경우에는 이온교환량이 10meqg이상인 것이 바람직하다 또한 상온에서 액체인 것은 무기물의 분말에

첨착하는 것이 곤란하기 때문에 상온에서 고체인 유산염이 바람직하다 유산염 중에서 이와 같은 조건을 모두 만족하는 물

질에는 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨 등이 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법은 지지체를 함침시키는 현탁액(흡착제를 필수성분으로 한다)에 미리 별도의 무기산

염을 녹여두어도 좋다 이와 같이 하면 함침한 현탁액으로부터 지지체를 꺼낼 때 현탁액에 용해된 무기산염이 상기 흡착제

의 분말과 무기물 바인더의 분말 등의 미분자가 인접하는 부분의 간극부에 함침된다 그 후 지지체를 건조시키면 상기 간

극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이 증발하여 상기 간극부가 무기재료층의 통기공으로 변화한다 즉 무기산염의

고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된 상태가 된다 그 결과 무기산염의 양을 증가시켜 필터의 수명을 연장시키는 것이 가

능해지는 것이다 또한 현탁액에 미리 용해되어 있던 무기산염은 흡착제 분말로부터 현탁액에 용해되어 잃어버렸던 무기

산염을 흡착제에 배어들게 하여 보충하는 효과가 있다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에 의하면 제조할 공기정화필터를 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로

구성할 수 있다 또한 실질적으로도 이 공기정화필터는 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성할 수도 있다 실리카로

써는 예를 들면 실리카겔을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나겔 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔

과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 형성하거나 제 1 무기재료층과 제 2 무기

재료층 중 어느 한 쪽 위에 다른 쪽을 형성할 때에 상기 현탁액에 졸형태의 무기계 고착보조제를 혼입한 경우 상기 무기재

료층과 상기 제 1 제 2 무기재료층은 각각 무기계 고착보조제를 포함하게 된다

본 발명의 공기정화필터의 제조방법에서 사용하는 무기산염에 대해서는 상술한 바와 같이 유산염인 것이 바람직하며 그

중에서도 유산티타닐 유산알루미늄 유산바나듐 유산지르코늄 유산수소나트륨 유산수소칼륨이 가장 적합하다

그리고 본 발명의 고도청정장치에 의하면 고도청정장치 내에서 순환하고 있는 공기중의 가스상 염기성불순물과 경우에

따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거하여 이 고도청정장치 내의 처리공간에서 핸들링되는 기판 표면의 분위기에 기인

하는 표면 오염을 제거할 수 있다 본 발명의 고도청정장치에서는 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 사용하지 않기 때문

에 방재가 우수하다 따라서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터를 상기 공간의 천정부에 배치할 수 있

다

도면의 간단한 설명

도 1 은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 2 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 벌집구조체의 표면에 무기바인더를 이용하여 고착시켜 무기재료층을 형성한

필터의 부분 단면 확대도

도 3 은 무기산염을 첨착한 무기물의 분말을 무기바인더를 이용하여 분쇄한 펠렛을 벌집구조체의 표면에 고착시켜 구성

한 필터의 부분 단면 확대도

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도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

등록특허 10-0527978

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도면3

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도면4

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
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          • 도면9
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          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

도 4 는 본 발명에서의 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지 한 무기재료층의 부분 단면

확대도

도 5 는 무기산염을 첨착한 무기물 분말의 펠렛을 이중원통형상의 케이싱 내에 충진한 공기정화필터의 종단면도와 횡단

면도

도 6 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터의 개략적인 분해조립도

도 7 은 파형시트와 박판시트를 적층한 벌집구조체의 표면에 무기산염을 첨착한 무기물 분말을 무기바인더를 이용하여

고착하여 제 1 무기재료층을 형성하고 그 표면에 무기흡착분말을 고착시켜 제 2 무기재료층을 형성하여 구성된 필터의

부분 단면 확대도

도 8 은 본 발명에서의 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층 단면의 부분확대도

도 9 는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 10 은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 고도청정장치의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도

도 11 은 시판되는 케미컬필터 2 종류와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 의해 처리한 크린룸 공기와 본 발

명에 의한 공기정화필터에 의해 처리한 크린룸 공기 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각의 경시변화를 측정한 결과를 나타낸 그래프

도 12 는 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정치와 X선 광전

자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염의 상관 관계를 나타내는 그래프

도 13 은 본 발명 A의 무기재료층의 구조단면도

도 14 는 본 발명 B의 무기재료층의 구조단면도

도 15 는 본 발명 C의 제 1 과 제 2 무기재료층의 투시모식도와 구조단면도

도 16 은 본 발명 D의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 17 은 본 발명 E의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도

도 18 은 본 발명 F의 제 1 과 제 2 무기재료층의 구조단면도이다

[제 1 실시예]

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명에 관한 공기정화필터 및 그 제조방법의 바람직한 실시형태에 대해 상세히 설명한다

또한 이하 설명에 있어서 단순히 필터라고 칭할 경우는 가스상 불순물 제거를 목적으로 한 필터를 나타내며 입자의 제

거를 목적으로 한 경우는 입자제거용 필터라 칭한다

도 1은 본 발명의 실시 형태에 관한 필터(1)의 개략적인 분해조립도를 나타낸다 도시되는 바와 같이 인접하는 파형시트

(10)의 사이에 요철이 없는 박판시트(11)를 끼워 구성되어 있는 벌집구조체(12) 표면 전체에 활석 카올린광물 벤토나이

트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함

수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성벤토나이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분

말을 바인더로 이용하여 분말상의 흡착제를 고착시킨 구성으로 되어 있다 이하 바인더로써 이용한 이들 무기물의 분말을

무기바인더라 칭한다

도 1에 나타낸 바와 같이 필터(1)는 처리공기의 유통방향(도면 중 흰색 화살표(13)로 나타낸 방향)에 대해 개구하도록

알루미늄제의 패널 (15a)(15b)(15c)

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(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

등록특허 10-0527978

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• 문서
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  • 색인어
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      • • 청구의 범위
        • 도면
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          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

(15d) 을 상자형상으로 조립하여 이루어지는 케이싱을 갖고 있다 그리고 이 케이싱의 내부 공간에는 분말상의 상기 흡

착제를 무기바인더를 이용하여 표면에 고착한 파형시트(10)와 박판시트(11)가 처리공기의 유통방향(13)에 거의 평행하도

록 상호 적층되어 있다 필터(1)의 외형과 치수 등은 설치공간에 맞춰 임의로 설계할 수 있다

여기서 필터(1)의 제조방법의 일 예를 설명한다 우선 무기섬유(예를 들면 세라믹섬유 유리섬유 실리카섬유 알루미

나섬유 등)와 유기재료(예를 들면 펄프 용융비닐론의 혼합물)와 규산칼슘의 3개의 재료를 111의 동일한 중량으로 배합

하여 습식초지법에 의해 약 03의 두께로 초조(抄造)한다 또한 규산칼슘 대신 규산마그네슘을 주성분으로 하는 세피올

라이트(sepiolite) 팔리고스카이트

(palygorskite) 등의 섬유상 결정의 점토광물을 사용하여도 좋다 이 초조하여 만들어낸 시트를 박판형상으로 가공하면

박판시트(11)를 얻을 수 있으며 또한 초조하여 만들어낸 시트를 코루게이터(corrugator)에 의해 파형 가공하면 파형시트

(10)를 얻을 수 있다 파형시트(10)를 박판시트(11)에 접착제로 접착하여 도 1에 도시된 바와 같은 벌집구조체(12)를 얻는

다

이 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 약 400에서 1시간 정도 열처리하면 유기질 성분이 모두 제거된다 유기질 성분이

제거된 후의 벌집구조체(12)의 표면에는 무수한 미크론 사이즈의 함몰구멍이 남으며 이 함몰구멍을 구멍으로 하는 다공

성의 벌집구조체(12)를 제조할 수 있다 후에 이 함몰구멍에 흡착제와 무기물바인더의 미립자가 끼어 들어가게 된다

다음 상기 흡착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유

리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한

흡착제의 분말과 무기바인더를 분산시킨 현탁액 중에 이 벌집구조체(12)를 수분간 담갔다 꺼낸다 그 후 약 200에서 1

시간 정도 열처리로 건조시키면 도 2에 도시된 바와 같이 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말이 무기바인더로

고착된 무기재료층(20)을 갖는 필터(1)를 얻을 수 있다

상기 현탁액에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 실리카 또는 알루미나 중 적어도 1종을 혼입하여도 좋다 실리

카로써는 예를 들면 실리카졸을 사용할 수 있으며 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 실리카졸과 알루미나졸

은 벌집구조체(12)의 표면에 고착한 후에 각각 실리카겔 알루미나겔로 변화한다 무기계 고착보조제의 역할은 상기 흡착

제의 분말과 무기바인더가 벌집구조체(12)의 표면(벌집구조체(12)의 요소가 되는 셀 내측의 표면을 포함(이하 동일))에 견

고하게 고착되기 때문에 보조제로써 기능한다

상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 두면 벌집구조체(12)를 상기 현탁액으로부터 꺼낼 때

현탁액에 녹았던 무기산염이 상기 흡착제의 분말과 무기물 바인더의 분말과 무기계 고착보조제의 미립자가 인접하는 부분

의 간극부에 함침된다 꺼낸 벌집구조체(12)를 열처리하여 건조할 때 상기 간극부에 함침된 무기산염으로부터 수분만이

증발하여 상기 간극부는 무기재료층(20)의 통기공으로 변화한다 결국 무기산염의 고형분이 통기공 내벽 표면에 담지된

상태가 된다 무기재료층(20)을 구성하는 상기 흡착제에 첨착된 무기산염의 양이 가스상 염기성불순물을 장시간 제거하기

위해서 불충분할 경우 즉 본 발명의 공기정화필터가 가스상 염기성불순물을 제거할 수 있는 수명이 짧을 경우에는 이와

같이 상기 현탁액에 상기 흡착제와는 별도로 미리 무기산염을 용해시켜 둠으로써 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양

을 추가하여 본 발명의 공기정화필터의 수명을 연장시킬 수 있게 된다

또한 상기 현탁액에 무기산염을 용해시켜 두지 않을 경우에도 상기 현탁액으로부터 꺼내 열처리 건조한 벌집구조체(12)

를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하면 본 발명의 공기정화필터에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 다른 제조방법으로 다음과 같은 예를 들 수 있다 우선 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무

기물을 혼합한 현탁액에 벌집구조체(12)를 함침하고 그 후 벌집구조체(12)를 이 현탁액으로부터 꺼내 건조시킨다 건조

시킨 후 이번에는 상기 벌집구조체(12)를 무기산염의 용해액에 담근다 그리고 이 무기산염의 용해액으로부터 벌집구조

체(12)를 꺼내 건조시켜도 좋다 이 방법은 용해도가 큰 무기산염 예를 들면 유산지르코늄을 사용할 경우에 효과적이다

즉 벌집구조체(12)를 상기 현탁액에 담갔다 건조시키면 흡착재는 흡습성이 양호한 상태에 있기 때문에 무기산염 용해액

에 담근 경우 흡착재에 대한 무기산염의 첨착량을 증가시킬 수 있다

또한 흡착재 자체를 구성하는 무기물의 분말과 바인더로써의 무기물을 무기산염의 용해액에 혼합한 현탁액에 상기 벌집

구조체(12)를 담갔다 꺼내 건조시켜도 좋다 이와 같이 하면 흡착재와 무기산염을 별도로 첨착하지 않고 한번에 함침 건

조하기 때문에 공정 수를 줄일 수 있다

등록특허 10-0527978

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이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
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      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
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          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

이와 같이 하여 얻어진 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 필터가 열처리될 때에 구성재료에 포함되어 있

던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리제거되기 때문에 필터(1) 자신으로부터 가스상 유기불순

물을 발생하지 않는다

상기 접착제 즉 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활

성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제

의 제조방법의 일례를 설명한다

규산소다로부터 이온교환수지를 이용하여 나트륨을 제거하고 남은 실리카를 분산제 및 pH조정제 등의 안정제에 의해 입

자화한다 이것이 실리카졸이며 이 실리카졸에 무기산염을 혼합 용해한다 무기산염의 용해도가 작은 경우에는 혼합액을

가열하는 경우도 있다 실리카졸과 무기산염의 혼합물을 건조하여 수분을 증발 제거하면 무기산염이 첨착된 실리카겔의

흡착제를 얻을 수 있다

필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 벌집구조체(12)를 제조하기까지는 상술한 제조방법과 같기 때문에 생략한다

이 제조방법은 벌집구조체(12)의 표면에 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 접착제로 부착시키는 것을 특징으

로 한다 상기 흡착제의 분말을 분쇄할 때에는 상기 흡착제의 분말과 무기바인더를 적당량의 물과 무기계 고착보조제를 혼

입시킨 상태로 혼합하면 점토상의 점성과 가소성을 나타내게 되며 분쇄가 가능해진다 무기바인더와 무기계 고착보조제의

종류는 상술한 제조방법에서와 마찬가지이다 또한 상기 분말을 분쇄할 때에 사용하는 적당량의 물에 무기산염을 용해시

켜 두면 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다 또한 상기 흡착제의 분말을 분쇄하여 제조한 펠렛을 무기산염

의 용해액에 담가 다시 열처리 건조해서도 펠렛에 포함되는 무기산염의 양을 추가할 수 있다

또한 필터(1)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조법과 완전히 다른 점은 펠렛의 표면구조이다 펠렛의 표면

에는 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 나타낸 무기흡착재 분말이 코팅되며 펠렛의 표면에는 가스상 유기불순물을 흡착 제거하

는 무기재료층이 형성되어 있다

도 3은 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시킨 구성의 필터

(1)의 단면부분 확대도이다 파형의 시트(10)와 박판시트(11)의 표면 전체에 빠짐없이 상기 흡착제의 분말을 무기바인더

를 이용하여 분쇄한 펠렛(21)을 불연성접착제로 고착한다 이 경우 처리공기는 반달형과 비슷한 단면형상을 한 가는 통부

(17)를 통과하게 된다 그리고 이와 같이 펠렛(21)을 고착한 벌집구조체(12)를 전기로에 넣어 접착제의 내열온도 이하인

약 100에서 2시간 정도 열처리를 하여 접착제에 포함되는 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리

제거함으로써 필터(1)를 제조할 수 있다

이와 같이 하여 제조되는 필터(1)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 필터(1)를 천정면에 부착한 경우 가연물

인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안정성은 현저

히 높아진다 또한 처리공기를 통과시키는 공간의 단면형상은 이상과 같은 반달형상에 한정되지 않고 임의의 형상으로 할

수 있다

도 4는 본 발명에서 상기 흡착제의 분말을 무기바인더로 지지체 표면에 담지한 무기재료층의 단면의 부분확대도이다 처

리대상가스는 무기재료층의 표면(처리대상가스와 접촉면)으로부터 무기산염을 첨착한 흡착제의 미립자와 무기바인더의

미립자 사이에 형성되는 통기공을 재빨리 빠져나가도록 무기재료층 내부로 들어가거나 반대로 무기재료층 내부로부터 외

부로 빠져나간다 그 때 상기 흡착제 미립자에서는 가스상 염기성불순물이 제거되며 무기바인더로써 상기 [표5]의 그룹

(Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말을 채용한 경우에는 그 표면에 존재하는 물리흡착에 적당한 세공에 가스상 유기불순물의 분자가

들어가 흡착 제거된다

본 발명의 제 1 목적인 가스상 염기성불순물의 제거와 동시에 제 2 목적인 가스상 유기불순물의 동시제거를 달성하기 위

해서는 상기 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)에 속하는 분말과 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 세공을 갖는 무기

바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 벌집구조체(12)에 무기재료층(20)으로 고착시켜 필터(1)를 구성하거나 마찬가

지로 상기 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)에 성형하여 이 펠렛(21)을 벌집구조체(12)의 표면에 고착시

켜 필터(1)를 구성한다

또한 도 5에 A-A선을 따라 절단한 단면 B-B를 따라 절단한 단면을 나타낸 바와 같이 주로 메소 구멍영역 또는 미크로

구멍영역의 세공을 갖는 무기바인더에 의해 상기 흡착제의 분말을 펠렛(21)으로 성형하고 측면에 다수의 통기구(23)를

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갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

갖는 2중원통 형상의 케이싱(22) 내에 이 펠렛(21)을 충진하여 필터(1)를 구성함으로써도 본 발명의 목적을 달성할 수 있

다 처리공기는 케이싱(22)의 내측 원통으로부터 유입되어 케이싱(22) 내의 펠렛(21)의 충진층을 투과한 후 케이싱(22)의

외측원통과 외통(24) 사이에 끼인 공간을 통과하여 나간다 처리공기의 유통방향은 화살표 13으로 나타내었다

[표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 활석과 카올린광물은 결정자 사이즈가 크고 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로

구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력도 작다 또한 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 바인더 중 벤토

나이트도 마크로 구멍영역의 용적은 크지만 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용적은 작고 물리흡착능력

도 작다

한편 [표5]의 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 중 예를 들면 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물인 세피올라이트의

세공은 10Å의 미크로 구멍과 200Å의 메소 구멍으로 이루어지며 미크로 구멍영역과 메소 구멍영역의 내부 표면적과 용

적은 크고 물리흡착능력도 크다 그룹 (Ⅰ) (Ⅲ)의 바인더 즉 규조토 실리카(실리카겔) 알루미나(알루미나겔) 실리카와

알루미나의 혼합물(실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔) 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산

마그네슘질 점토광물 산처리몬몰리로나이트(활성백토) 활성벤토나이트 합성제올라이트의 무기물의 분말은 물리흡착능

력이 크다

[표5]에 나타낸 바와 같이 이들 무기물은 모두 5Åsim300Å 범위에 분포하는 단위 중량당 세공용적이 02ccg 이상이거

나 또는 비표면적이 100g 이상이다 물론 이들 무기물 분말은 상기 무기물(제 1 무기재료층의 형성에 사용되는 바인더

로써의 무기물)의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층에 겹쳐 형성하는 제 2 무기재료층으로써 적당하게 이용할 수 있다

메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기바인더를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 분쇄한 펠렛

을 지지체에 고착하기 위해 준비해 둔 상태에서는 상기 흡착제의 분말과 상기 무기물의 분말의 양측의 분말에 예를 들면

시수를 섞어 점토상으로 하고 03sim08정도의 펠렛에 분쇄기로 분쇄한다 이것을 미리 무기계 또는 불연성 접착제를 부

착시킨 지지체에 고속공기를 이용하여 불어넣어 도 3에 도시된 바와 같은 본 발명의 필터를 제작할 수 있다 지지체로써

는 반드시 벌집구조에 한정되지 않으며 암면 등의 3차원 메시구조체를 예시할 수 있다 후자에서는 피처리공기가 메시구

조체를 가로질러 통과하기 때문에 공기저항은 크지만 상기 흡착제의 펠렛과의 접촉기회는 벌집구조체보다 오히려 많아진

다

도 6은 본 발명의 다른 실시 형태에 관한 필터(31)의 개략적인 분해조립도이다 또한 이 필터(31)에 있어서 벌집구조체

(12) 자체의 구성은 도 1에서 설명한 필터(1)의 구성과 마찬가지이기 때문에 동일한 구성요소에 대해서는 도 6에 있어서

도 1과 같은 부호를 부여함으로써 중복된 설명은 생략한다

이 필터(31)는 도 7에 나타낸 바와 같이 파형시트(10)와 박판시트(11)를 적층한 벌집구조체(12)의 표면에 무기바인더

를 이용하여 상기 흡착제의 분말을 고착시켜 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료층)(25)을 형성하며 그 표면에 메소 구멍영역

또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을 고착시켜 제 2 흡착층(즉 제 2 무기재료층)(26)을 형성한

구성으로 되어 있다 이하 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말을「무기흡착분

말」이라 칭한다 또한 제 1 흡착층(25)을 형성할 때에 사용하는 무기바인더의 세공직경은 제 2 흡착층(26)을 형성할 때

에 사용하는 무기흡착분말과는 달리 물리흡착에 관여하지 않는 마크로 구멍영역이어도 좋다

예를 들면 [표5]의 그룹 (Ⅱ)의 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 점토광물은 물리흡착에 관여하는 세공을 전혀 갖

지 않지만 제 1 흡착층(25)의 바인더로써 이용할 수 있다 또한 규산소다 실리카 알루미나와 같은 무기계 고착보조제이

어도 상관없다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸 알루미나로써는 알루미나졸을 사용할 수 있다 단 실리카졸과

알루미나졸은 단분산의 나노메타로부터 수십 나노메타의 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착하여

건조한 상태에서는 1차 입자가 집합된 3차원 응집체인 실리카겔과 알루미나겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는

능력을 갖게 된다

따라서 실리카졸과 알루미나졸의 무기계 고착보조제는 이들 단독으로 제 1 흡착층(25)의 가스상 유기불순물을 흡착하

는 바인더로써 이용하는 실리카겔과 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있으며 또한 제 2 흡착층(26)의 가스상 유기불

순물을 흡착하는 무기물로써 이용하는 실리카겔 알루미나겔과 마찬가지로 이용할 수 있다 결국 제 1 흡착층(25)은 분위

기 중의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 기능하며 제 2 흡착층(26)은 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위해 기

능할 수 있으면 좋다 도 8은 본 발명에서 제 1 흡착층과 제 2 흡착층으로 이루어지는 복합층단면의 부분확대도이다

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도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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- 34 -

도면3

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도면4

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도면5

등록특허 10-0527978

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

등록특허 10-0527978

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

도 8에 있어서 지지체가 유기재료를 포함함으로써 지지체 자체로부터 가스상 유기불순물을 탈리할 경우에도 지지체를

피복하는 제 2 흡착층(26)에 의해 지지체로부터 탈리한 가스상 유기불순물은 흡착 제거되기 때문에 지지체로부터 발생하

는 가스상 불순물이 제 2 흡착층(26)을 빠져나가 처리대상 공기 중으로 들어가는 일이 없다

여기서 필터(31)의 제조방법의 일 예에 대해 설명한다 우선 다공성의 벌집구조체(12)를 제조한다 무기재료층을 형성

하기 전까지는 상술한 방법과 동일하므로 생략한다 다음 상기 흡착제의 분말과 활석 카올린광물 벤토나이트와 같은 무

기바인더를 분산시킨 현탁액에 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 1 흡착

층(25)을 형성한다

다음 메모 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말) 예를 들면 규조토 실

리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네

슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 등을 분산시킨 현탁액에 제 1 흡착층(즉 제 1 무기재료

층)(25)을 형성한 후의 벌집구조체(12)를 수분간 담근 후 약 200에서 1시간 정도 열처리로 건조하여 제 2 흡착층(즉

제 2 무기재료층)(26)을 형성한다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카겔을 알루미나로써는 알루미나겔을 사용할 수

있다 실리카와 알루미나의 혼합물로써는 실리카겔과 알루미나겔의 혼합겔을 사용할 수 있다

제 2 흡착층(26)의 형성에 이용하는 상기 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물로써는 세피올라이트와 팔리고스

카이트 등이 있다 이와 같이 하여 제 1 흡착층(25) 상에 제 2 흡착층(26)을 코팅한 벌집구조체(12)를 얻을 수 있다 제 1

흡착층(25)과 제 2 흡착층(26)을 형성할 때에 사용되는 무기물의 분말에는 무기계 고착보조제 예를 들면 규산소다 또는

실리카 또는 알루미나를 적어도 1개 혼입하여도 좋다 또한 실리카로써는 예를 들면 실리카졸을 알루미나로써는 알루미

나졸을 사용할 수 있다

무기계 고착보조제의 역할은 제 1 무기재료층으로써의 제 1 흡착층(25)을 형성하고 있는 상기 흡착제의 분말과 무기바인

더를 벌집구조체(12)의 구멍 등에 견고하게 고착하기 위한 보조제로써 기능하거나 제 2 무기재료층으로써의 제 2 흡착층

(26)을 형성하고 있는 무기흡착분말을 제 1 흡착층(25)에 견고히 고착하기 위한 보조제로써 기능한다

또한 본 발명의 공기정화필터(31)에 포함되는 무기산염의 양을 추가하는 방법은 상술한 방법과 동일하다 하나의 방법

으로써 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층을 형성하기 위해 사용하는 현탁액 즉 상기 흡착제분말 무기바인더 무기흡

착분말 무기계 고착보조제 등을 혼합한 현탁액에 무기산염을 용해시킨다 다른 방법은 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료

층을 형성한 후에 벌집구조체를 무기산염의 용해액에 담가 다시 열처리 건조하는 것이 있다

이와 같이 하여 얻어진 벌집구조체(12)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않으며 벌집구조체(12)가 열처리될 때에 구성

재료에 포함되어 있던 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분이 모두 탈리 제거되기 때문에 벌집구조체(12) 자

신으로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 또한 도 6에 도시된 외측프레임(outer frame)(15)의 소재로는 알루미

늄과 같은 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가연물을 포함하지 않는 소재를 사용하는 것이 바람직하다

벌집구조체(12)를 외측프레임(15)에 고정하고 벌집구조체(12)와 외측프레임 (15)의 간극부분을 막기 위해 사용하는 접

착제와 시일(seal)제도 가스상 유기물을 발생하지 않으며 가열물을 포함하지 않는 특성을 갖는 것이 바람직하다 이 경우

예를 들면 벌집구조체(12)에 외측프레임(15)을 부착하여 조립을 완료한 필터(31) 전체에 열처리를 하여 필터(31)의 구성

재료인 불연성 접착제와 시일제로부터 표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물 성분을 모두 탈리 제거하여도 좋다 이

와 같이 하여 필터(31) 전체를 가연물을 포함하지 않는 소재만으로 구성하거나 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재

만으로 구성할 수 있다

필터(31)의 다른 제조방법에 대해 설명한다 상술한 제조방법으로 제작되는 벌집구조체(12)와 암면 등의 3차원 망상구조

체를 지지체로 이용한다 그리고 이 제조방법에서는 지지체의 표면에 입상의 상기 흡착제를 접착제로 부착시킨다 입상의

상기 흡착제는 상기 흡착제의 분말에 무기바인더를 혼합하여 성형하여 펠렛 형상으로 한 것이 사용된다

상기 펠렛의 주위에 메소 구멍영역 또는 미크로 구멍영역의 유효세공직경을 갖는 무기물의 분말(무기흡착분말)을 코팅하

여 피복층을 형성한 피복층이 부착된 펠렛을 미리 준비해 둔다 이 펠렛의 제작방법은 무기흡착분말의 피복층을 형성하기

위해 코팅용의 무기흡착분말을 분산한 현탁액에 펠렛 형상으로 성형한 상기 흡착제를 담갔다 꺼내 건조하여 이루어진다

피복층의 기계적 강도를 증가시키기 위해 상기 현탁액에는 코팅용 무기흡착분말과 함께 졸형상의 무기계 고착보조제를 분

산시켜 펠렛에 코팅된 상기 무기흡착분말에 무기계 고착보조제가 포함되도록 하여도 좋다 코팅용의 상기 무기흡착분말과

무기계 고착보조제의 종류는 상술한 것을 사용할 수 있다

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다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

등록특허 10-0527978

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

등록특허 10-0527978

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도면3

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도면4

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  • 대표도
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          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

다음 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치에 대해 설명한다 도 9는 본 발명의 실시 형태에 관한 고도청정장치

(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 설명도이다 이 고도청정장치(100)는 구체적으로는 예를 들면 크린룸과 크린벤치로

구성되어 있다 고도청정장치(100)는 예를 들면 LSI와 LCD 등을 제조하기 위한 처리공간(102)과 이 처리공간(102)의

상하에 위치하는 천정부(103) 및 바닥부(104)와 처리공간(102)의 측부에 위치하는 리턴통로(105)로 구성된다

천정부(103)에는 팬유니트(110)와 통기성을 갖는 가스상 불순물제거용 필터 (111)와 입자제거용 필터(112)를 갖는 크

린팬유니트(113)가 배치된다 처리공간 (102)에는 열발생원이 되는 예를 들면 반도체 제조장치(114)가 설치된다 바닥

부(104)는 다수의 구멍이 천공된 격자세공(115)으로 구획되어 있다 또한 바닥부 (104)에는 반도체 제조장치(114)의 열

부하를 처리하기 위한 건조냉각기(결로를 발생하지 않도록 구성된 냉각기)(116)가 설치되어 있다 건조냉각기(116)는 열

교환 표면에 결로를 발생시키기 않는 조건에서 공기를 냉각하는 공기냉각기를 의미한다 리턴통로(105)에는 온도센서

(117)가 설치되며 이 온도센서(117)로 검출되는 온도가 소정의 설정 값이 되도록 건조냉각기(116)의 냉수유량 조절밸브

(118)가 제어된다

그리고 크린팬유니트(113)의 팬유니트(110)가 가동함으로써 적당한 기류속도가 조절되면서 고도청정장치(100) 내부의

공기는 천정부(103)rarr처리공간(102)rarr바닥부(104)rarr리턴통로(105)rarr천정부(103)의 순으로 흘러 순환하도록 구성된다

또한 이 순환 중에 건조냉각기(116)에 의해 냉각되어 크린팬유니트(113) 내의 가스상 불순물제거용필터(111)와 입자제

거용 필터(112)에 의해 공기 중의 가스상 불순물과 입자상불순물이 제거되어 적당한 온도로 청정한 공기가 처리공간(102)

내로 공급된다

가스상 불순물제거용 필터(111)는 상술한 본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 공기정화필터에

있어서 순환공기로부터 가스상 염기성 불순물과 경우에 따라서는 가스상 유기불순물까지도 제거한다 또한 가스상 불순

물제거용 필터(111)는 가연물을 포함하지 않고 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성되어 있다

입자제거용 필터(112)는 불순물제거용 필터(111)의 하류측에 배치되어 있으며 이 필터(112)는 입자상 불순물을 제거할

수 있는 기능을 갖고 있다 또한 입자제거용 필터(112)는 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된다

고도청정장치(100)의 바닥부(104) 내에는 취입외기가 공기유로(120)를 경유해 적당히 공급된다 이 공기유로(120)에도

취입외기로부터 가스상 불순물을 제거하기 위한 본 발명에 의한 공기정화필터(121)가 배치되어 있으며 공기정화필터

(121)의 상류측에는 취입외기의 분진제거 온도조절 습도조절을 실행하는 유니트형 공조기(122)가 설치되어 있다 또한

공기유로(120)에는 습도센서(127)가 배치되어 있으며 이 습도센서(127)로 검출되는 습도가 소정의 설정 값이 되도록 유

니트형 공조기(122)의 습도조절부의 급수압 조정밸브(129)가 제어된다 한편 처리공간(102) 내에는 습도센서(128)가 설

치되어 있으며 이 습도센서(128)로 처리공간 (102) 내의 분위기의 습도가 검출된다

공기유로(120)로부터 고도청정장치(100)의 바닥부(104)로 공급된 취입외기는 리턴통로(105) 및 천정부(103)를 경유하

여 처리공간(102)으로 도입된다 그리고 이 취입외기에 상응한 공기량이 배기구(125)로부터 배기창(126)을 통해 실외로

배기된다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)는 구성재료에 가연물을 포함하지 않기 때문에 도 9와 같이 공기정화필터(111)를 천

정면에 부착한 경우 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로 한 종래의 케미컬필터를 천정면에 부착한 경우와 비교

하여 방재상의 안전성은 현저히 높다 또한 도 9에 나타낸 고도청정장치(100)에 있어서 취입외기를 처리하는 공기정화필

터(121)도 순환공기를 처리하는 공기정화필터(111)와 마찬가지로 구성하면 가연물인 활성탄과 이온교환섬유를 베이스로

한 종래의 케미컬필터를 외기취입구에 부착한 경우와 비교하여 방재상의 안전성은 더욱 높다

통상의 입자제거용의 중성능필터 HEPA필터 또는 ULPA필터는 섬유여재에 휘발성유기물을 포함하는 여재용바인더를

사용하거나 섬유여재와 필터틀재의 접착에 휘발성유기물을 포함하는 시일재를 사용하고 있기 때문에 여재용바인더와 접

착제로부터 가스가 발생한다 따라서 본 발명을 구성하는 입자제거용 필터(112)에 관해서는 휘발성유기물을 포함하는 여

재용바인더를 사용하지 않는 여재를 이용하거나 혹은 휘발성유기물을 포함하는 여재용바이더를 사용하더라도 가열처리

등의 처리에 따라 휘발성유기물을 제거한 여재를 이용하며 또한 여재를 프레임에 고정하는 수단인 시일재에도 가스가 발

생하지 않는 종류를 선택하거나 혹은 여재를 가스가 발생하지 않는 소재로 물리적으로 압착하여 프레임에 고정하는 것이

바람직하다

본 발명의 다른 실시 형태에 의한 고도청정장치(100)를 도 10에 나타내었다 이 도 10에 나타낸 고도청정장치(100)는

본 발명에 의한 무기산염을 첨착한 흡착제의 분말을 포함하는 벌집구조체의 공기정화필터(111)를 고도청정장치(100)의

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천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

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활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

- 30 -

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

등록특허 10-0527978

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

등록특허 10-0527978

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도면11

등록특허 10-0527978

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

등록특허 10-0527978

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도면17

도면18

등록특허 10-0527978

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

천장부(103) 전면에 부착하는 것이 아니라 각각 간격을 두고 설치한다 이 예에서는 도 9와 비교하여 공기정화필터(111)

의 설치대수는 반이다 그 외의 점은 상술한 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 동일한 구조이다 따라서 도 10에 나

타낸 고도청정장치(100)에 있어서 도 9에서 설명한 고도청정장치(100)와 같은 구성요소에 대해서는 같은 부호를 부여하

며 중복설명은 생략한다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 화학오염물질은 염기성물질 유기물이다 대표적인 장해사례를 설명하

면 염기성 가스는 레지스트의 해상에 장해가 된다 가스상 유기물이 기판 표면에 부착되면 절연산화막의 불량 레지스트

막의 밀착불량 기판 표면의 전기저항 값이 높아져 미립자의 정전흡착이 발생하기 쉽다 이들 가스상 불순물의 발생원에는

세정장치 작업자 크린룸 구성부재 등의 고도청정장치 내부에 존재하는 발생원과 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하

는 외기에 의한 오염물이 있다

따라서 공기정화필터(111)의 역할은 주로 공기정화장치 내에서 발생하는 가스상 오염물을 순환공기 중으로부터 제거하

여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오염물 농도를 저감하는 것이다 한편 공기유로(120)에 배설한 공기정화필터(121)

의 역할은 외부로부터 고도청정장치 내로 진입하는 외기에 의한 오염물을 제거하여 고도청정장치 내부의 이들 가스상 오

염물 농도를 저감하는 것이다 공기정화필터 (111) 및 (121)을 구비한 고도청정장치를 가동하면 가동초기에 고도청정장치

내부의 화학오염물질의 농도는 가장 높고 가동 시간이 경과함에 따라 순환공기 중으로부터 이들 화학오염물질이 점차 제

거되어 농도는 저하되어 결국 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도로 안정화된다 공기가 1회 순환할 때에 제거

되는 화학오염물질량은 공기정화필터(111)의 상류측의 화학오염물질의 농도가 같을 경우 천정 전체에 부착된 도 9의 고

도청정장치(100)와 도 10의 고도청정장치(100)를 비교하면 21의 관계가 있다

결국 가동초기의 최고농도로부터 고도청정장치 내부의 발생량과 평형하는 농도까지 도달하기까지의 시간은 도 10의 고

도청정장치(100)의 경우는 천장 전면에 부착한 도 9의 고도청정장치(100)의 경우보다 상당히 길어진다 또한 최종적으

로 도달하는 평형농도도 도 10의 경우는 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높아진다 결국 설치대수를 도 10과 같이 설

치하면 농도의 저감에 시간이 걸리며 저감 후의 평형농도도 천정 전면에 부착한 경우보다 조금 높게 된다는 단점이 있지

만 공기정화필터(111)의 이니셜코스트와 정기적 교환에 따른 런닝코스트를 저감하고자 하는 경제적 요망의 관점에서는

도 10에 나타낸 예와 같이 공기정화필터(111)의 설치대수를 설치하는 것이 편리하다

다음 이상과 같이 설명한 본 발명의 실시 형태에 관한 필터의 작용효과에 대해 실시예를 참조하여 설명한다

우선 크린룸 중에서 가스상 염기성불순물을 제거하기 위해 약품을 첨착한 입자상활성탄과 섬유활성탄을 각각 사용한 2

종류의 시판 중인 케미컬필터와 이온교환섬유를 사용한 케미컬필터의 각각에 따라 처리한 크린룸에어와 도 6에 나타낸

본 발명에 의한 필터에 의해 처리한 크린룸에어의 총 4개의 분위기 중에서 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각

의 경시변화를 측정하였다 그 결과를 도 11에 나타내었다

도 11에 나타낸 접촉각의 값은 기판의 표면에 초순수를 떨어뜨려 측정하여 얻은 것이다 이 접촉각은 기판표면의 유기오

염물의 정도를 간편하게 평가하는 지표이다 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼와 유리의 표면

은 물에 쉽게 융합되는 물질 즉 친수성 물질이기 때문에 접촉각은 작다 하지만 유기물로 오염된 이들 표면은 물을 겉돌

게 하는 물질 즉 발수성이기 때문에 접촉각은 커진다

예를 들면 크린룸 분위기 중에 방치된 유리기판 표면을 대상으로 초순수를 떨어뜨렸을 때의 접촉각의 측정값과 X선 광

전자분광법(XPS X-ray Photo electron Spectroscopy)에 의해 측정한 유기물 표면오염은 도 12에 나타낸 바와 같은 상

관관계가 있다 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼의 표면에 대해서도 접촉각과 유기물 표면오염 사이에는 거의 동일한 상관

관계가 있다 이와 같이 기판표면에서의 물의 접촉각의 크기와 유기물 표면오염 사이에는 매우 강한 상관관계가 있다

도 11의 결과로부터 다음을 알 수 있다 이온교환섬유는 본래 수용성 무기불순물을 흡착 제거하기 위한 것이기 때문에 처

리대상공기 중의 유기물은 흡착할 수 없다 그러나 반대로 이온교환섬유 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생한다 1일 방

치하면 약 10deg의 접촉각의 증가를 보인다 가스상 무기불순물 오염을 방지하기 위한 2종류의 활성탄필터도 처리대상 공기

중의 유기물은 흡착할 수 없다 반대로 활성탄필터 자체가 새로운 가스상 유기물을 발생하기 때문에 1일 방치하면 약 10deg

의 접촉각의 증가를 확인할 수 있었다 도 6의 본 발명에 의한 필터에서는 웨이퍼표면을 1일 방치하여도 접촉각은 전혀 증

가하지 않고 처리대상공기 중의 유기물은 흡착 제거됨과 동시에 필터 자체가 새로운 가스상 유기불순물을 발생하지 않았

다

등록특허 10-0527978

- 22 -

활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

등록특허 10-0527978

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

활성탄필터에서는 구성재료와 활성탄을 시트에 부착하고 있는 접착제와 여재를 주위의 프레임에 고착하기 위해 이용하

는 시일재 등으로부터 또는 이온교환섬유필터에서는 구성재료의 고분자섬유에 포함되는 각종 첨가제로부터 각각 발생

한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통과 후의 공기 중에 포함된다 이온교환섬유필터의 경우에는 이온교환기의 일부가

술폰산 카르본산 인산으로써 탈리하는 일도 있다

결국 이들 종래의 케미컬필터는 크린룸 분위기 중에 포함되는 ppb오더의 염기성의 극미량 불순물은 제거하면서 케미컬

필터 자신으로부터 발생한 가스상 유기불순물을 통과 공기 중에 혼입시킨다 따라서 [표1]에 기재한 미국의 SEMATECH

에 의한 가스상 불순물제어의 예측 값에 관해 이들 종래의 가스상 염기성불순물을 제거하기 위한 케미컬필터는 가스상 염

기성불순물의 농도 기준은 만족할 수 있지만 가스상 유기불순물의 농도 기준은 만족할 수 없는 상태가 발생한다 그렇지만

종래의 케미컬필터를 사용함으로써 반대로 크린룸 분위기 중의 기판표면오염의 원인이 되는 가스상 유기불순물을 높이는

일도 있다

본 발명에 의한 2종류의 벌집구조체의 필터 a b에 NH3 DOP 5량체의 실록산(D5)을 각각 수백 ppt에서 수 ppb를 포함

하는 크린룸 에어를 통기시켰다 벌집구조체의 상류측과 하류측에서의 각각의 분위기 중의 NH3의 농도는 이온크로마토그

래피(IC)에 의해 측정하여 각각의 제거효율을 측정하였다 또한 벌집구조체의 상류측과 하류측의 각각의 분위기 중에 설

치한 실리콘웨이퍼 표면의 DOP와 D5에 의한 유기물 표면 오염량을 측정하여 비교해 유기물표면오염의 방지효과를 평가

하였다 또한 벌집구조체의 하류측의 각각의 분위기 중의 부유미립자 농도(1ft3의 공간 중에 포함되는 입자직경 01이

상의 입자의 개수)를 측정하였다 상류측의 부유미립자 농도는 10개ft3 이였다 그 결과를 [표7]에 나타낸다

표 7

본 발명의 필터 a와 필터 b의 비교

오염물의 종류 본 발명의 필터a 본 발명의 필터b

제거율 NH3 95 97

DOP 99 이상 75

D5 92 45

하류측 부유미립자 농도

직경 01 이상10개ft3 100개ft3

유기물 표면오염량의 평가에는 4인치의 p형 실리콘웨이퍼를 이용하였다 세정 후의 웨이퍼를 필터의 상류측과 하류측에

서 각각 노출하여 표면오염을 측정하였다 웨이퍼 표면에 부착된 유기물의 분석과 측정에는 승온가스 탈리장치와 가스크

로마토그래피 질량분석장치를 조합하여 이용하였다 또한 가스크로마토그래피에 기초하여 다음과 같이 표면오염 방지율

을 구하였다

표면오염 방지율=(1-(BA))times100 ()

A 상류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

B 하류측 웨이퍼 표면으로부터 검출된 오염유기물질의 피크 면적

본 실시예에 의한 2종류의 필터 a와 b는 모두 도 1과 도 6에 나타낸 바와 같이 인접하는 파형시트(10) 사이에 요철이 없

는 박형시트(11)를 끼운 구조를 갖는다 필터의 통기방향의 두께는 10 통기풍속은 06ms 필터에 통기하는 처리공기

가 접촉하는 필터 단위체적당 시트총 표면적은 3000 이였다

본 발명의 필터 a는 유산알루미늄을 흡착제 전체 중량에 대해 42의 중량 농도로 첨착한 평균입경 4의 실리카겔의 분

말로 이루어지는 흡착제를 무기바인더로써의 카올린광물의 3의 분말과 혼합하여 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과

함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를 담근 후 꺼내 건조하여 형성된 제 1 무기재료층을 갖는다

다음 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분포한 활성백토 3 분말을 무기계 고착보조제로써의 실리카졸과 함께 분

산시킨 현탁액에 제 1 무기재료층이 형성된 상술한 벌집구조체를 다시 담근 후 건조하여 제 2 무기재료층을 형성하였다

등록특허 10-0527978

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제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

등록특허 10-0527978

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

제 1 무기재료층의 두께는 100이며 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고착보조제 = 65 31

4 또한 상기 제 2 무기제료층의 두께는 10이며 그 중량조성비는 산처리몬몰리로나이트 실리카 = 85 15였다

필터 전체의 밀도는 235gℓ 그 중 무기재료층이 차지하는 밀도는 94gℓ(필터 전체의 40) 이였다

본 발명의 필터 b는 다음과 같이 하여 제작하였다 즉 상술한 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말에 3의 카올린나

이트의 무기바인더를 혼합하여 실리카겔을 무기계 고착보조제로써 함께 분산시킨 현탁액에 상술한 다공성 벌집구조체를

담근 후 건조하여 제작하였다 필터 b에 사용한 카올린나이트는 크기가 1000Å 이상인 통기공 이외에는 주로 세공을 갖

지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없다 한편 필터 a에 사용한 활성백토는 유효세공직경이 주로 20Å~1000Å에 분

포하고 있으며 물리흡착능력은 활성탄과 비교하여 손색이 없다

본 발명의 필터 a와 필터 b의 차이점은 필터 b는 필터 a와 같이 제 2 무기재료층(활성백토층)에 해당하는 것을 가지고 있

지 않다는 점이다 [표7]에 나타낸 바와 같이 NH3의 가스상 염기성불순물의 제거에 대해서는 유산알루미늄을 첨착한 실

리카겔의 분말이 들어간 제 1 무기재료층만이 유효하기 때문에 제 2 무기재료층의 유무는 이들 제거효울에 그다지 영향을

미치지 않는다 그러나 고도청정장치 내의 기판 표면으로부터 검출되는 유기오염물 중에서 가장 양이 많은 종류인 DOP와

5량체의 실록산(D5)에 대해서는 물리흡착능력이 우수한 제 2 무기재료층의 유무로 이들의 제거효율은 크게 다르다

결국 제 2 무기재료층을 설치한 필터 a는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있다

[표7]의 하류측 부유미립자 농도의 측정결과로부터 알 수 있듯이 필터 a는 유산알루미늄을 첨착한 흡착제를 포함하는 제

1 무기재료층을 제 2 무기재료층(활성백토층)으로 피복하였기 때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진이 억제되어 하류

측 부유미립자 농도는 상류측과 같이 10개ft3이 되었다 그러나 필터 b는 제 1 무기재료층이 공기 중에 그대로 노출되기

때문에 제 1 무기재료층으로부터의 발진에 의해 하류측 부유미립자 농도는 상류측의 10배인 100개ft3이 되었다

다음 본 발명에 따라 제조한 각종 타입의 필터를 비교하였다 그 결과를 [표 8]에 나타낸다

표 8

본 발명에 의해 제조한 각종 타입의 필터의 비교

가스상불순물의 종류 A B C D E F

NH3 95 95 92 90 95 95

DOP 90 99 이상 98 99 이상 98 99 이상

D5 50 90 87 91 85 90

[표 8]에 있어서 본 발명에 의한 필터 A는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는

흡착제에 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시켜 고착하여 무기재료층을 형성한 것을

특징으로 하는 공기정화필터이다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 카올린나이트 무기계 고

착보조제 = 70 27 3이다

본 발명에 의한 필터 B는 벌집구조체의 표면에 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말로 이루어지는 흡착제를 무기계

고착보조제인 실리카졸을 바인더로 하여 고착하여 무기재료층을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 무기계 고

착보조제인 실리카졸은 단분산인 나노메타 sim 수십나노메타인 1차 입자를 포함하는 현탁액이지만 지지체의 표면에 고착

하여 건조한 상태에서는 1차 입자가 집합한 3차원 응고체인 실리카겔로 변화하여 가스상 유기불순물을 흡착하는 능력을

갖게 된다 무기재료층의 두께는 100 그 중량조성비는 상기 흡착제 무기계 고착보조제 = 70 30이다

본 발명에 의한 필터 C는 본 발명에 의한 필터 A의 필터 표면에 다시 실리카졸을 고착 건조하여 생성한 실리카겔로 구성

되는 제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 무기계 고착보조제 즉 실리카겔

이 100이다

본 발명에 의한 필터 D는 본 발명에 의한 필터 B의 필터 표면에 실리카졸을 고착건조하여 발생한 실리카겔로 구성되는

제 2 무기재료층을 형성한 필터이다 제 2 무기재료층은 10이고 그 중량조성은 실리카겔 100이다

등록특허 10-0527978

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본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면4

등록특허 10-0527978

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도면5

등록특허 10-0527978

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

등록특허 10-0527978

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도면12

도면13

등록특허 10-0527978

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도면14

도면15

도면16

등록특허 10-0527978

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도면17

도면18

등록특허 10-0527978

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

본 발명에 의한 필터 E는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 발생된 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말을 바인더로써의 카올린나이트와 무기계 고착보조제인 실리카졸을 혼합시

킨 무기재료층을 형성한 필터이다 결국 본 발명 C의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌집구조체의 표면으로의 고

착 순서를 바꿔 실시한 것이다

본 발명에 의한 필터 F는 벌집구조체의 표면에 우선 실리카졸을 고착건조하여 생성한 실리카겔로 구성되는 무기재료층

을 형성하고 다시 그 위에 상기 흡착제의 분말에 무기계 고착보조제인 알루미나졸을 바인더로 혼합시켜 다른 무기재료층

을 형성한 것을 특징으로 하는 공기정화필터이다 결국 본 발명에 의한 필터 D의 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층의 벌

집구조체의 표면으로의 고착 순서를 바꿔 실시한 것이다

이들 각 필터의 무기재료층의 구조를 도 13 sim 18에 확대하여 단면도로써 나타내었다 무기재료층의 구조에 대한 이해를

보다 용이하게 하기 위해 도 15의 경우에는 특별히 투시모식도도 함께 나타내었다 이들 도면은 도 4 또는 도 8에 나타낸

무기재료층을 무기재료층의 두께를 높이로 하는 원통형상으로 잘라내어 그 원통 내에 존재하는 세공에 대해 가스상 유기

불순물의 물리흡착에 관여하는 세공인 미크로구멍과 메소구멍의 분포 모양을 가는 구멍으로 가스상 유기불순물의 물리흡

착에 전혀 관여하지 않는 마크로구멍의 분포의 모양을 두꺼운 구멍으로 개념적으로 모식도로 나타낸 것이다

본 발명에 의한 필터 A는 도 13에 나타낸 바와 같이 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔로 이루어지는 흡착제의 분말을 포

함하는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상인 통기구멍 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의

물리흡착 능력은 거의 없다

본 발명에 의한 필터 B는 도 14에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 무기재료층(52)을 구성하는 실리카

겔의 내부에 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 C는 도 15에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(53)은 크기가

1000Å 이상인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 물리흡착 능력은 거의 없지만 실리카겔만으로 구성되는

제 2 무기재료층(54)에는 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있으며 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 D는 도 16에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 1 무기재료층(55)에 실리카겔이

포함되며 상기 흡착제를 포함하지 않는 제 2 무기재료층(56)은 실리카겔만으로 구성되어 있기 때문에 양측의 무기재료층

에 모두에 물리흡착 능력이 있다

본 발명에 의한 필터 E는 도 17에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(57)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 물리흡착의 능력이 있지만 상기 흡착제를 포함하는 제 2 무기재료층(58)은 크기가 1000Å 이상

인 통기공 이외에 주요한 세공을 갖고 있지 않기 때문에 물리흡착 능력이 전혀 없다

본 발명에 의한 필터 F는 도 18에 나타낸 바와 같이 상기 흡착제의 분말을 포함하지 않는 제 1 무기재료층(59)은 실리카

겔만으로 구성되며 상기 흡착제의 분말을 포함하는 제 2 무기재료층(60)에도 실리카겔 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되

어 있으며 그 양쪽 모두의 무기재료층에 물리흡착 능력이 있다

이들 각 필터에 대해서 앞서 상술한 바와 마찬가지로 표면 오염 방지율을 조사한 결과 본 발명의 필터는 모두 NH3의 가

스상 무기불순물의 흡착이 우수하였다 그러나 DOP와 5량체 실록산(D5)의 가스상 유기불순물에 대해서는 본 발명에 의

한 필터 A의 필터의 흡착 성능이 특히 떨어졌으며 그 이외의 본 발명의 필터 B sim F에 대한 흡착성능은 우수하였다 본 발

명의 필터 A가 가스상 유기불순물의 흡착능력이 떨어지는 이유는 무기재료층(51)은 크기가 1000Å 이상의 통기공 이외

에 주요한 세공을 갖지 않기 때문에 가스상 유기불순물의 물리흡착 능력은 전혀 없기 때문이다 그 이외의 필터에는 가스

상 유기불순물의 물리흡착이 우수한 5 sim 300Å 정도의 세공이 형성되어 있기 때문에 우수한 흡착성능을 얻을 수 있었다

본 발명의 필터가 처리 대상으로 하는 것은 공기에 한정되지 않으며 질소 아르곤과 같은 불활성 가스를 처리하여도 마

찬가지로 반도체와 LCD의 제조 등에 적합한 불활성 가스를 만들어 낼 수 있다는 것은 말할 필요도 없다

다음 본 발명의 실시 형태에 의한 고도청정장치의 작용효과를 실시예에 의해 설명한다

등록특허 10-0527978

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본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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  • 대표도
  • 색인어
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      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

본 발명의 실시예에 의한 도 9의 고도청정장치(100)에는 상술한 도 6에서 설명한 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스

상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있는 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔의 분말을 고착시킨 벌집구조체를 갖는 본 발명의

공기정화필터(111)가 장치되어 있다 공기정화필터(111)는 5000min의 순환공기를 처리하기 위해 장치되어 있다 이

고도청정장치(100)의 처리공간(102)에 NH3 농도계를 설치하고 처리공간(102) 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였

다 또한 고도청정장치(100)의 처리공간(102) 내에 세정직후의 유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판

을 방치하고 세정직후와 12시간 방치후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 12시

간 방치에 따른 접촉각의 증가 측정(세정rarr접촉각 측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복하였

다 또한 세정직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이었다 5000min의 순환공기를 처리하기 위

해 사용한 본 발명에 의한 흡착제인 유산알루미늄을 첨착한 실리카겔 분말의 사용량은 500으로 하였다 결국 1min

의 통기량당 흡착제 사용량은 01이다

다음 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 섬유상활성탄을 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복

합하여 펠트형상으로 한 종래 구성의 케미컬필터 또는 입상활성탄을 통기성이 있는 우레탄폼에 접착제로 고착한 시트형

상의 종래 케미컬필터 또는 이온교환섬유를 저융점폴리에스테르와 폴리에스테르 부직포의 바인더와 복합하여 펠트형상

으로 한 종래 케미컬필터로 교환하였다 본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 3종의 종래 구성의 케미컬필터로 교환한 각

각의 종래예에 대해서도 고도청정장치 내의 NH3의 농도를 1개월마다 측정하였다

종래의 케미컬필터를 사용한 각각의 고도청정장치 내에 세정직후의 유기물오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼

기판을 방치하고 세정직후와 12시간 방치 후의 접촉각을 각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다

12시간 방치에 따른 접촉각의 증가의 측정(세정rarr접촉각측정rarr12시간 방치rarr접촉각 측정)을 마찬가지로 1개월마다 반복

하였다 각 종래 예에서 사용한 종래 구조의 케미컬필터에서의 흡착소재 즉 활성탄섬유 입상활성탄 이온교환섬유의 사

용량도 상술한 본 발명의 실시예와 마찬가지로 1min의 통기량당 01으로 하였다

또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 경우에도 마찬가지로 고

도청정장치 내의 NH3의 농도 및 접촉각을 측정하였다

NH3의 농도를 측정한 결과 본 발명에 의한 공기정화필터(111)와 종래 구성에 의한 케미컬필터를 모두 설치하지 않은 고

도청정장치 내의 NH3 농도는 5ppb sim 10ppb의 범위였다 한편 본 발명에 의한 공기정화필터(111) 또는 종래 구성에 의

한 케미컬필터 중 어느 하나를 설치한 고도청정장치 내의 NH3 농도는 가동 후 약 1시간은 05ppb sim 10ppb의 범위에 있

으며 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 10ppb를 초과하였다

본 발명의 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기와 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치

분위기와 이들 중 아무것도 설치하지 않은 고도청정장치 분위기의 각각에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의

접촉각의 경시변화를 비교하였다

본 발명에 의한 공기정화필터(111)를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉

각은 12시간 방치하여 4deg로 변화하였다 세정 직후의 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은 3deg이기 때문에 1deg가

증가한 것이 된다 또한 본 발명에 의한 공기정화필터(111)의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 4deg

로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의 저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

한편 종래의 구성에 의한 케미컬필터를 설치한 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접

촉각은 12시간 방치하여 10deg증가하였다 결국 종래 구성에 의한 가스상 무기불순물을 제거하는 케미컬필터에는 가스상

유기불순물을 제거하는 능력이 없지만 케미컬필터에 포함되는 여재(예를 들면 부직포 바인더 등)와 활성탄을 시트에 부

착시키고 있는 접착제(예를 들면 네오프렌계수지 우레탄계수지 실리콘계수지 등)와 여재를 주위의 프레임에 고착하기

위해 이용하는 시일재(예를 들면 네오프렌고무와 실리콘고무 등)등으로부터 발생한 가스상 유기불순물이 케미컬필터 통

과 후의 공기 중에 포함되어 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 10deg정도의 접촉각의 증가를 초래하였다 또한 종래의 케미컬

필터의 가동 후 약 1년간은 1개월마다 측정한 접촉각의 값은 약 10deg로 변화하지 않았다 그러나 1년경과 후는 흡착성능의

저하에 의해 접촉각은 증가하기 시작하였다

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따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

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청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

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도면2

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면7

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도면8

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도면9

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도면10

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도면11

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도면12

도면13

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도면14

도면15

도면16

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도면17

도면18

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

따라서 본 발명의 공기정화필터(111)에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기물불순물도 일괄 제거할 수

있으며 앞서 제조방법의 일례를 간단히 설명한 바와 같이 구성재료에 유기물질을 포함하지 않기 때문에 구성재료 자신으

로부터 가스상 유기불순물을 발생하지 않는다 따라서 12시간 방치한 웨이퍼 표면에서 겨우 1deg의 접촉각의 증가에 머물

렀던 것이다

또한 상술한 필터를 전혀 설치하지 않은 고도청정장치 분위기에 노출된 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 표면의 접촉각은

12시간 방치하여 7deg로 변화하였다 결국 4deg증가하였다 이 접촉각 증가의 크기는 가스상 유기물이 제거되지 않았기 때문

이다

이상 본 발명에 의한 공기정화필터와 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 NH3에 대한 흡착수명과 흡착성능에 거의 차

이가 없으며 본 발명에 의한 공기정화필터는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라 가스상 유기불순물도 일괄 제거할 수 있으

며 그 자신도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 한편 종래 구성에 의한 케미컬필터에서는 가스상 염기성불순물은 제

거할 수 있지만 가스상 유기불순물은 제거할 수 없으며 더욱이 그 자신이 새로운 유기물 오염원이 되는 결점이 있다 또

한 본 발명에 의한 공기정화필터는 불연물인 것에 대해 종래 구성에 의한 케미컬필터는 가연물이라는 결점이 있다

다음 본 발명의 실시예에 관한 도 9의 고도청정장치의 공기정화필터(111)의 하류측에 가스상 유기불순물을 발생하지 않

는 소재만으로 구성된 입자상불순물을 제거하는 필터를 설치한 경우와 필터 구성부재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는

종래의 입자상 불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우를 비교하였다 고도청정장치 (100)의 처리공간 내에 세정 직후의

유기물 오염이 없는 산화막이 부착된 실리콘웨이퍼 기판을 방치하였다 그리고 세정 직후와 12시간 방치 후의 접촉각을

각각 측정하여 12시간 방치에 따른 접촉각의 증가를 구하였다 가스상 유기불순물을 발생하지 않는 소재만으로 구성된 입

자상불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우는 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면의 접촉각은 1deg만 증가하였다 즉 접촉각 증

가는 매우 작다

이것은 다음과 같은 이유 때문이다 상술한 바와 같이 본 발명의 공기정화필터에서는 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유

기불순물이 제거되며 그 자체도 새로운 유기물 오염원이 되지 않는다 또한 그 하류측에 배치된 입자상 불순물을 제거하

는 필터도 가스상 유기불순물을 발생하지 않게 된다 한편 필터 구성재로부터 가스상 유기물의 발생이 있는 종래 입자상

불순물을 제거하는 필터를 부착한 경우에는 필터 구성재로부터 발생하는 가스의 영향으로 12시간 방치 후의 웨이퍼 표면

의 접촉각은 3deg나 증가하였다 3deg의 증가 중 1deg증가는 공기정화필터(111)로 제거되지 않은 가스상 유기물에 의한 것이지

만 나머지 2deg는 입자제거용 필터의 구성재로부터 발생하는 가스에 의한 것이다

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 반도체와 LCD의 제조 프로세스 전반의 고도청정장치(크린룸)에 관해 설명하였

지만 본 발명에 관한 실시예에 한정되지 않는다 미니엔바이로먼트라는 국소적인 고도청정장치와 크린벤치와 크린챔버

청정한 제품을 보관하기 위한 각종 스토커 등 다양한 규모의 고도청정장치도 당연히 본 발명의 범주에 속하며 공기정화필

터의 처리가능풍량 순환풍량과 취입외기량의 비율 고도청정장치 내부로부터의 가스상 불순물의 발생 유무 등의 처리환

경에 따라 본 발명의 다양한 실시예를 생각할 수 있다

예를 들면 300 직경 실리콘웨이퍼를 사용하여 256Mbit DRAM과 1Gbit DRAM의 반도체 디바이스의 제조가 1999년

경부터 시작되려 하고 있다 이와 같은 반도체 제조장치에서는 웨이퍼를 상기 장치 내의 챔버에 도입한 후 반응 프로세스

를 개시하기까지의 사이에 불활성가스 공급장치로부터 질소와 아르곤의 불활성가스를 공급하여 상기 챔버 내를 가득 채운

다 이 불활성가스는 매우 고순도의 사양이며 불활성가스 자체가 웨이퍼의 표면오염을 일으키는 일은 없다

그러나 불활성가스의 공급을 온오프하기 위해 불활성가스 공급장치와 챔버 사이에는 밸브가 설치되며 이 밸브의 구성

재료로부터 웨이퍼 표면 오염의 원인이 되는 각종 화학오염물질이 발생한다 본 발명에 의한 공기정화필터를 밸브와 챔버

사이의 가스유로에 설치함으로써 상기 공기정화필터는 자신으로부터의 가스상 오염물을 발생하지 않으며 밸브로부터 발

생하는 각종 가스상 염기성불순물과 가스상유기불순물을 제거함으로써 웨이퍼 표면오염의 방지와 품질향상에 도움이 된

다

산업상 이용 가능성

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다 고도청정장치에서 취급하는 기판표면의 오염을 방지함으로써 분위기 중에

포함되는 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 염기성불순물과 가스상 유기불순물 모두 흡착제거할 수 있기 때문에 반도

등록특허 10-0527978

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체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

등록특허 10-0527978

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활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

- 29 -

청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

등록특허 10-0527978

- 33 -

도면2

등록특허 10-0527978

- 34 -

도면3

등록특허 10-0527978

- 35 -

도면4

등록특허 10-0527978

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도면5

등록특허 10-0527978

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도면6

등록특허 10-0527978

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도면7

등록특허 10-0527978

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도면8

등록특허 10-0527978

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도면9

등록특허 10-0527978

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도면10

등록특허 10-0527978

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도면11

등록특허 10-0527978

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도면12

도면13

등록특허 10-0527978

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도면14

도면15

도면16

등록특허 10-0527978

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도면17

도면18

등록특허 10-0527978

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
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  • 색인어
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      • • 청구의 범위
        • 도면
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          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

체와 LCD의 제조 등에 적합한 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 불순물이 제거된 청정공기를 만들어 낼 수 있다 또

한 이와 같이 하여 만들어낸 청정공기를 반도체와 LCD의 제조에 있어서 기판 표면이 노출되는 고도청정장치의 분위기로

써 이용함으로써 기판 표면의 오염을 방지할 수 있다

또한 가스상 염기성불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미나 활성알루미나 다공질 유리 황성백토 활성벤토나이트 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무

기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제를 이용하여 가스상 유기불순물을 흡착제거하기 위한 흡착제로써 각종 무기물

분말을 적당히 선택하여 조합함으로써 구성재료에 가연물을 포함하지 않는 공기정화필터를 제공할 수 있다

그리고 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄 흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이

용하여 구축된 고도청정장치에 비해 방재 상 우수하다 기판 표면 오염의 원인이 되는 가스상 유기물을 발생하지 않는 소

재만으로 구성되는 공기정화필터를 제공할 수 있으며 이 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치는 종래 활성탄

흡착제와 이온교환섬유의 공기정화필터를 이용하여 구축된 고도청정장치에 비해 기판 표면의 유기물 오염을 보다 완전히

방지할 수 있다

본 발명의 공기정화필터가 제거의 대상으로 하는 주요한 불순물은 가스상 염기성불순물이지만 본 발명의 공기정화필터

는 가스상 유기불순물의 제거에 대해서도 효과가 있다 본 발명의 공기정화필터에서는 가스상 염기성불순물 뿐만 아니라

유기불순물까지도 일괄 제거할 수 있기 때문에 흡착층 체적의 저감 압력손실의 저감 흡착층 제조 코스트의 저감 등의 이

점이 더욱 커진다

(57) 청구의 범위

청구항 1

무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미

늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의

분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 2

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더로 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와

알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도

1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 가지며

상기 무기물의 분말의 평균 세공 직경은 100Å 이상인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 3

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제

2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 4

등록특허 10-0527978

- 28 -

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

- 29 -

청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

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상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

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상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

등록특허 10-0527978

- 33 -

도면2

등록특허 10-0527978

- 34 -

도면3

등록특허 10-0527978

- 35 -

도면4

등록특허 10-0527978

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도면5

등록특허 10-0527978

- 37 -

도면6

등록특허 10-0527978

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도면7

등록특허 10-0527978

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도면8

등록특허 10-0527978

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도면9

등록특허 10-0527978

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도면10

등록특허 10-0527978

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도면11

등록특허 10-0527978

- 43 -

도면12

도면13

등록특허 10-0527978

- 44 -

도면14

도면15

도면16

등록특허 10-0527978

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도면17

도면18

등록특허 10-0527978

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는

공기정화필터

청구항 5

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말

을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성

알루미나 다공질 유리 리본상구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되

어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 6

활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다

공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종

으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물

규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지

는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 상기 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나

의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케

이싱 내에 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 7

제 3 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 무기산염이 첨착되는 상기 무기물의 분말의 평균세공직경은 100Å 이상인

것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 8

제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 9

제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 지지체는 벌집구조체인 것을 특징으로 하는 공기정화필터

청구항 10

제 9 항에 있어서 상기 벌집구조체는 무기섬유를 필수성분으로 하는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

등록특허 10-0527978

- 29 -

청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

- 30 -

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

- 31 -

상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

등록특허 10-0527978

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도면2

등록특허 10-0527978

- 34 -

도면3

등록특허 10-0527978

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도면4

등록특허 10-0527978

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도면5

등록특허 10-0527978

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도면6

등록특허 10-0527978

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도면7

등록특허 10-0527978

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도면8

등록특허 10-0527978

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도면9

등록특허 10-0527978

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도면10

등록특허 10-0527978

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도면11

등록특허 10-0527978

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도면12

도면13

등록특허 10-0527978

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도면14

도면15

도면16

등록특허 10-0527978

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도면17

도면18

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

청구항 11

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 도는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 활석 카올린광

물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본

상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는

무기물α의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 무기재료층을 고정시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터

의 제조방법

청구항 12

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제와 바인더로써의

무기물의 분말을 분산시킨 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 지지체의 표면에 제 1 무기재료층을 형성하는 공정과

상기 제 1 무기재료층을 형성한 지지체를 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중

적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 분산시킨 현탁액에 담그는 공정과

상기 지지체를 건조시켜 상기 제 1 무기재료층의 표면에 제 2 무기재료층을 형성하거나 또는 상기 지지체의 표면에 상기

제 2 무기재료층을 형성한 후 다시 상기 제 2 무기재료층의 표면에 상기 제 1 무기재료층을 형성하는 공정을 갖는 것을 특

징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 13

제 11 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 14

제 12 항에 있어서 상기 지지체를 담그기 전에 미리 무기산염을 상기 현탁액에 별도로 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것

을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 15

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말에 미리 무기산염을 첨착하여 흡착제를 형성

하는 공정과

상기 흡착제의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합

물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

등록특허 10-0527978

- 30 -

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

- 31 -

상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

- 32 -

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

등록특허 10-0527978

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도면2

등록특허 10-0527978

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도면3

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도면4

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도면5

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도면6

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도면8

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도면9

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도면11

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도면12

도면13

등록특허 10-0527978

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도면14

도면15

도면16

등록특허 10-0527978

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도면17

도면18

등록특허 10-0527978

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• 문서
• • 서지사항
  • 요약
  • 대표도
  • 색인어
  • 명세서
  • • 도면의 간단한 설명
    • • 발명의 목적
      • • 청구의 범위
        • 도면
        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
          • 도면15
          • 도면16
          • 도면17
          • 도면18
          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 16

제 15 항에 있어서 상기 현탁액에 별도로 무기산염을 용해시켜 두는 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의

제조방법

청구항 17

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 혼합

한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정과

건조 후 상기 지지체를 무기산염의 용해액에 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 용해액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 18

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토

나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물γ의 분말과 바인더로써 활석 카올린광물 벤토나이트

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규

산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α를 무기산염

의 용해액에 혼합한 현탁액에 지지체를 담그는 공정과

상기 지지체를 상기 현탁액으로부터 꺼내 건조시키는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방법

청구항 19

제 12 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 무기산염은 유산염인 것을 특징으로 하는 공기정화필터의 제조방

법

청구항 20

청정분위기가 요구되는 공간 내의 공기를 순환시키는 순환경로와

상기 순환경로에 배치된 공기정화필터와

상기 순환경로에서의 상기 공간보다 상류측이고 동시에 상기 공기정화필터의 하류측에 배치되어 입자상 불순물을 제거

하는 필터를 가지며

등록특허 10-0527978

- 31 -

상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

도면1

등록특허 10-0527978

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도면2

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        • • 도면1
          • 도면2
          • 도면3
          • 도면4
          • 도면5
          • 도면6
          • 도면7
          • 도면8
          • 도면9
          • 도면10
          • 도면11
          • 도면12
          • 도면13
          • 도면14
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          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

상기 공기정화필터는 무기물의 분말을 바인더로 하여 지지체의 표면에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이

루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장

치

청구항 21

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 지지체의 표면에 규조

토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트

또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염이 첨착된 흡착제가 고착된 무기재료층을

갖는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 22

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 형성된 제 1 무기재료층과

규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수

규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 제 2 무기재료

층 중 어느 한 쪽이 지지체의 표면에 접하도록 하여 상기 제 1 무기재료층과 제 2 무기재료층이 상기 지지체의 표면에 적

층되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 23

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 입상으로 된 펠렛이 지지체의 표

면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 24

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알

루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무

기산염을 첨착한 흡착제가 무기물의 분말을 바인더로 하여 분쇄된 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카

와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백

토 활성벤토나이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말이 코팅되어 제 2 펠렛이 형성되

며 상기 제 2 펠렛이 지지체의 표면에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 25

등록특허 10-0527978

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제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

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도면1

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          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

제 20 항에 있어서 상기 공기정화필터는 활석 카올린광물 벤토나이트 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의

혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나

이트 또는 합성제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물α의 분말을 바인더 또는 충진재료로 하여 규조토 실리카

알루미나 실리카와 알루미나의 혼합물 규산알루미늄 활성알루미나 다공질 유리 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성

제올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물의 분말에 무기산염을 첨착한 흡착제가 분쇄된 펠렛 또는

무기물의 분말을 바인더로 하여 흡착제를 분쇄한 제 1 펠렛의 주위에 규조토 실리카 알루미나 실리카와 알루미나의 혼

합물 규산알루미늄 다공질 유리 리본상 구조의 함수규산 마그네슘질 점토광물 활성백토 활성벤토나이트 또는 합성제

올라이트 중 적어도 1종으로 이루어지는 무기물β의 분말을 코팅하여 형성된 제 2 펠렛 중 어느 하나가 케이싱 내에 충진되

어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

청구항 26

제 20 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서 상기 공기정화필터와 입자상 불순물을 제거하는 필터가 상기 공간의 천

정부에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 고도청정장치

도면

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          • 문서서지사항 1요약 1대표도 2색인어 2명세서 2 도면의 간단한 설명 15 발명의 목적 19청구의 범위 28도면 33 도면1 33 도면2 34 도면3 35 도면4 36 도면5 37 도면6 38 도면7 39 도면8 40 도면9 41 도면10 42 도면11 43 도면12 44 도면13 44 도면14 45 도면15 45 도면16 45 도면17 46 도면18 46

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