流体浄化装置
【課題】流体浄化装置で用いられる吸着剤フィルタの吸着能力を最大限に活用して、高度に清浄な流体を長期にわたり安定して供給するのを可能にする流体浄化装置を提供すること。
【解決手段】被処理流体中の汚染物質を分解するための光触媒ユニット２と、被処理流体中の汚染物質を吸着する吸着剤フィルタユニット３とを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニット２を吸着剤フィルタユニット３の上流側に配置し、且つ更に、吸着剤フィルタユニットの下流側に配置した除塵フィルタユニット９を含むようにする。被処理流体を光触媒ユニット又は吸着剤ユニットへ選択的に導入する切り換え手段１１、１２，１３、１４を含むことにより、いっそうの効果を挙げることができる。
【解決手段】被処理流体中の汚染物質を分解するための光触媒ユニット２と、被処理流体中の汚染物質を吸着する吸着剤フィルタユニット３とを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニット２を吸着剤フィルタユニット３の上流側に配置し、且つ更に、吸着剤フィルタユニットの下流側に配置した除塵フィルタユニット９を含むようにする。被処理流体を光触媒ユニット又は吸着剤ユニットへ選択的に導入する切り換え手段１１、１２，１３、１４を含むことにより、いっそうの効果を挙げることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒と吸着剤フィルタを利用して気体又は液体中の汚染物質を高効率に分解、吸着することにより除去し、また長期にわたり清浄な流体を供給するのを可能にする、環境制御装置として好適に使用することができる、流体浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの高集積化、高品質化が進み、高性能除塵フィルタ（一般にＨＥＰＡフィルタあるいはＵＬＰＡフィルタという名称で知られる）で除去できないような微細な汚染物質、例えば気体の場合は、有機性ガス、無機性ガス、オゾンガス等の分子レベルの汚染物質が、デバイス製造上の不良原因として問題になっている。
【０００３】
これらの有機性ガス、無機性ガス、オゾンガス等の汚染物質を吸着剤で除去することが知られている。吸着剤としては、活性炭、中和反応体を添着した活性炭、あるいはイオン交換繊維等のイオン交換基などから構成される吸着剤フィルタ（通称、ケミカルフィルタ）が提供されている。
【０００４】
吸着剤フィルタによる汚染物質の除去では、例えば、有機性ガス又はオゾンガスは、粒状又は繊維状の活性炭等によって物理的吸着もしくは分解して除去される。酸性ガスは、炭酸カリウムを添着させた粒状又は繊維状活性炭等によって化学的吸着するか、又はイオン交換繊維等のイオン交換基によってイオン交換することで除去される。アルカリ性ガスは、燐酸を添着させた粒状又は繊維状活性炭等によって化学的吸着するか、又はイオン交換繊維等のイオン交換基によってイオン交換して除去される。これらの吸着剤フィルタは層状のエレメントから構成され、一層又は二層以上の組み合わせを含むユニットとして使用されるのが一般的である。
【０００５】
吸着剤フィルタの吸着効率は、汚染物質の吸着量が飽和に近づくにつれて低下していき、吸着剤フィルタが完全に飽和した場合は、吸着剤フィルタを交換する必要がある。活性炭、活性炭に添着した中和反応体、あるいはイオン交換繊維等のイオン交換基などから構成される吸着剤フィルタでは、比較的分子量の小さい有機物、すなわち低沸点の有機物は、吸着剤フィルタが飽和に近づくと吸着せずに通過するか、あるいは吸着、脱離を繰り返し、吸着能力が失われる問題がある。一方で、比較的分子量の大きい有機物、すなわち高沸点側の有機物の吸着には優れており、飽和後も脱離することなく、比較的長期間吸着を継続することができる。
【０００６】
吸着剤フィルタの交換周期は、汚染環境によっても異なるが、一般的な半導体デバイス工場では０．５年から２年程度となっており、より寿命の長い吸着剤フィルタユニットが要望されている。
【０００７】
分子レベルの汚染物質の除去に、光触媒を応用することも提案されている（例えば、特開２００１−６２２５３号公報）。光触媒を使用する場合には、汚染物質を光触媒作用により酸化分解することにより除去する。光触媒は、比較的分子量の小さい有機物、すなわち低沸点の有機物を分解するのに優れている。光触媒作用により汚染物質を除去する光触媒ユニットは、支持体表面に担持された光触媒（例えば酸化チタン等）と、光触媒を励起する紫外線を放射する励起光源を含む。
【０００８】
光触媒ユニットでは、励起光源のランプ等自身の寿命や劣化があるため、その定期的な洗浄又は交換が必要となる。また、汚染物質にさらされるガラス材料等の支持体は、しだいに汚れが付着してくるため、やはり洗浄又は交換が必要となってくる。
【０００９】
特開平１１−１２３３１６号公報には、粒子濾過層、光触媒保持層、イオン交換繊維充填層（又は活性炭素系繊維充填層、又はイオン交換繊維と活性炭素系繊維との混合充填層）の順に被処理空気を通して浄化する、超清浄空気製造装置が記載されている。この装置では、粒子濾過層が光触媒保持層及びイオン交換繊維充填層の前方（上流側）にあり、また、被処理空気を光触媒保持層又はイオン交換繊維充填層に選択的に導入することは記載されていない。
【００１０】
特開平１１−３００１５０号公報には、化学吸着剤、物理吸着剤及び光触媒を使用した、車両搭載用の脱臭機能に優れた空気清浄用フィルタが記載されている。化学吸着剤、物理吸着剤及び光触媒は個々にユニット化されておらず、実質的に一体化されている。吸着剤と光触媒に被処理空気を選択的に供給することはできない。
【００１１】
特開平１１−４７２５６号公報には、ガス吸着性フィルタと光触媒をこの順に配置した脱臭装置が記載されている。集塵フィルタを用いる場合、それはガス吸着性フィルタの更に前方に配置される。空気を吸着剤と光触媒に選択的に供給することは記載されていない。
【００１２】
特開２００１−２３２１５４号公報には、担持手段としてのフィルタに、２種類の活性炭（吸着剤）と、光触媒とを担持させた脱臭装置が記載されている。活性炭の吸着剤と光触媒とは同一のフィルタ上に担持されており、おのおのに選択的に被処理空気を導入することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−６２２５３号公報
【特許文献２】特開平１１−１２３３１６号公報
【特許文献３】特開平１１−３００１５０号公報
【特許文献４】特開平１１−４７２５６号公報
【特許文献５】特開２００１−２３２１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のとおり、吸着剤フィルタが飽和状態に近づいた後も、浄化した流体を安定して供給することができる流体浄化装置が求められている。特に、電子デバイスなどの製造に不可欠な高度の清浄度を要求されるクリーンルーム等の環境を、安定した清浄度に維持する技術が求められている。
【００１５】
本発明の目的は、そうした流体浄化装置で用いられる吸着剤フィルタの吸着能力を最大限に活用して、高度に清浄な流体を長期にわたり安定して供給するのを可能にする流体浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
一つの側面において、本発明の流体浄化装置は、主にクリーンルームなどのような密閉環境に流入する流体である被処理流体から汚染物質を除去する装置であって、被処理流体中の汚染物質を分解可能な光触媒及びこの光触媒を励起するための励起光源を有する光触媒ユニットと、被処理流体中の汚染物質を吸着し得る吸着剤フィルタユニットとを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニットを吸着剤フィルタユニットの上流側に配置し、且つ更に、吸着剤フィルタユニットの下流側に配置した除塵フィルタユニットを含むことを特徴とする。
【００１７】
もう一つの側面において、本発明の流体浄化装置は、被処理流体から汚染物質を除去する装置であって、被処理流体中の汚染物質を分解可能な光触媒及びこの光触媒を励起するための励起光源を有する光触媒ユニットと、被処理流体中の汚染物質を吸着し得る吸着剤フィルタユニットとを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニットを吸着剤フィルタユニットの上流側に配置し、且つ更に、被処理流体を光触媒ユニット又は吸着剤ユニットへ選択的に導入する切り換え手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光触媒の効率的な使用により、吸着剤フィルタを長寿命化し、且つ汚染物除去効率を高めた流体除去装置の利用が可能になり、クリーンルームをはじめとする環境制御の不可欠な空間の環境制御を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】種々のガスについて得られるガスクロマトグラムを模式的に説明する図である。
【図２】本発明の流体浄化装置で使用する光触媒ユニットと吸着剤フィルタユニットの組み合わせを模式的に示す図である。
【図３】本発明の流体浄化装置の一態様を説明する図である。
【図４】本発明の流体浄化装置の使用形態の例を示す図である。
【図５】本発明の流体浄化装置のもう一つの態様を説明する図である。
【図６】本発明の流体浄化装置の別の態様を説明する図である。
【図７】本発明の流体浄化装置の更に別の態様を説明する図である。
【図８】本発明の流体浄化装置のなおもう一つの態様を説明する図である。
【図９】本発明の流体浄化装置をクリーンブース内の環境制御のために用いた例を示す図である。
【図１０】本発明の流体浄化装置をＳＭＩＦ−ボックスの開口部の環境制御のために用いた例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の流体浄化装置においては、光触媒ユニットと吸着剤フィルタユニットの組み合わせを使用する。これらは両方とも、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタのような高性能除塵フィルタで除去できないような微細な、分子レベルの汚染物質の除去を可能にする。
【００２１】
光触媒ユニットに含まれる光触媒は、比較的分子量の小さい有機物、すなわち低沸点の有機物を分解するのに特に優れている。汚染物質を含む被処理流体を最初に光触媒ユニットで処理することにより、比較的分子量の小さい低沸点の有機物を選択的に分解して除去することができる。光触媒で分解されにくい分子量が比較的大きい高沸点の有機物は、光触媒ユニットを通過して（又はバイパスして）吸着剤フィルタユニットに至り、吸着剤フィルタに吸着されることで除去される。
【００２２】
本発明の流体浄化装置において重要な点は、被処理流体を光触媒ユニット、吸着剤フィルタユニットの順で処理し、汚染物を除去することにある。この順番を守ることによって、吸着剤フィルタユニットには分子量の大きい汚染物が選択的に流れ、吸着剤フィルタの吸着能力を長時間維持することが可能となる。この順番を逆にし、被処理流体を先に吸着剤フィルタユニットに供給すると、吸着剤フィルタは分子量の大きさにかかわらず汚染物質を吸着するため、吸着剤フィルタは分子量の小さい汚染物質で飽和されるまでそれを吸着することになり、分子量の大きい汚染物質の吸着容量がその分だけ低下してしまう。
【００２３】
本発明で使用する光触媒ユニットは、光触媒とこれを励起するための励起光源から構成される。光触媒は、一例として、ガラス材料等の透明な支持体に担持して使用される。代表的な光触媒は酸化チタン（ＴｉＯ2）であり、これは紫外線の照射により励起されて、低分子量の汚染物質、例えばアセトン、メタノール、エタノール、メチルエチルケトンなどを酸化分解する。
【００２４】
励起光源としては、光触媒の励起に有効な光を放射する紫外線ランプ又は放電による発光体を使用することができる。励起光源は、光触媒とともに同一雰囲気中に配置してもよく、あるいは光触媒の位置する雰囲気とは隔離して設置してもよい。前者の場合、励起光源は光触媒とともに被処理流体の流れにさらされ、そして光触媒に比較的隣接して配置される。後者の場合、励起光源は、例えば石英ガラスのような光透過性の隔壁を介して光触媒から隔てられ、汚染物質を含む被処理流体と直接接触することはない。
【００２５】
光触媒は、処理対象の汚染物質の種類に応じて選ばれ、それを励起するための光源は選定した光触媒の種類に応じて選ばれる。代表的光触媒の酸化チタンの場合、１５０〜４５０ｎｍの波長帯の紫外線を放射するランプ又は放電による発光体を好適に使用することができる。
【００２６】
光触媒ユニットは広く知られており、ここで更に説明するには及ばないが、一例として、特開２００１−６２２５３号公報に開示された、ガラス管の内面又は内外面に酸化チタンの薄膜を形成した光触媒を使用するものを挙げることができる。
【００２７】
吸着剤フィルタユニットは、活性炭、活性炭に添着した中和反応体、もしくはイオン交換繊維等のイオン交換基など、又はそれらの組み合わせを含む層状のエレメントから構成されるものである。吸着剤フィルタとしては、例えばケミカルフィルタという名称で供給されるものを使用することができる。例えば、粒状又は繊維状活性炭等は、物理的吸着による有機性ガスの除去又はオゾンガスの分解に適し、炭酸カリウムなどを添着させた粒状又は繊維状活性炭等は、化学的吸着による酸性ガスの除去に適している。酸性ガスは、イオン交換繊維等のイオン交換基を用いた吸着剤フィルタによるイオン交換で除去してもよい。アルカリ性ガスは、燐酸を添着した粒状又は繊維状活性炭等による化学的吸着、又はイオン交換繊維等のイオン交換基とのイオン交換で除去することができる。
【００２８】
吸着剤フィルタは、ＨＥＰＡフィルタあるいはＵＬＰＡフィルタ等の高性能除塵フィルタでも除去できないような分子レベルの汚染物質を除去できるとは言え、汚染物質の吸着が飽和に近くなると、汚染物質の分子の大きさにより、吸着性能に差が生じる。いろいろな汚染物質分子の吸着性能を表１、２に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】
表１は、吸着開始時の吸着剤フィルタの吸着性能を示している。この表に示した各汚染物質分子は、いずれも吸着剤フィルタにより吸着保持される。表２は、吸着が進行し、飽和に近くなったときの吸着性を示している。表の一番左側の欄の化合物は吸着剤フィルタに捕捉されず、通過し始める。これらは比較的分子量の小さい化合物である。表の左から２番目と３番目の欄の化合物は、吸着されるが後に脱離して吸着剤フィルタから漏出してくることがある。表の一番右の欄の化合物は、脱着することなしに吸着剤に吸着保持されたままとなる。これらは比較的分子量の大きい化合物である。（表１，２において、Ｄ２〜Ｄ６は基本構成単位−Ｓｉ（ＣＨ3）2Ｏ−がそれぞれ２〜６個のシリコーン化合物、ＭＥＫはメチルエチルケトン、ＩＰＡはイソプロピルアルコール、ＰＧＭＥＡはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ＰＧＭＥはプロピレングリコールモノメチルエーテル、ＮＭＰはＮ−メチルピロリドン、ＤＢＰはフタル酸ジブチル、ＤＯＰはフタル酸ジオクチル、ＴＢＰはリン酸トリブチルを表している。）
【００３２】
これらの表から明らかなとおり、比較的分子量の小さい汚染物質、すなわち低沸点の汚染物質は、吸着剤フィルタが飽和に近づくと吸着されずに通過するか、あるいは吸着、脱離を繰り返し、それにより吸着剤フィルタの吸着能力が失われやすい。これに対し、比較的分子量の大きい有機物、すなわち高沸点の汚染物質は、比較的長期間吸着を継続することができ、飽和後も脱離することが少ない。
【００３３】
例えばクリーンルーム環境を保持するための環境制御装置として用いられる流体浄化装置が取り扱う被処理流体（汚染物質を含む空気）に含まれる汚染物質は、その種類と量が経時的に変動する。被処理流体が、飽和近くなると吸着剤フィルタに捕捉されにくい比較的低分子量の汚染物質と、飽和近くなっても吸着剤フィルタに捕捉される比較的高分子量の汚染物質の両方を含む場合、被処理流体を本発明に従って光触媒ユニット、吸着剤フィルタユニットの順に流すと、被処理流体中の低分子量汚染物質は光触媒により分解除去され、そのため吸着剤フィルタユニットは高分子量汚染物質を含む被処理流体を処理することができる。これにより、光触媒ユニットがなければ吸着剤フィルタユニットにやって来る、吸着剤フィルタでの吸着除去にとって必ずしも適していない低分子量汚染物質が吸着剤フィルタユニットに至ることがなくなるので、吸着剤の吸着部位の実質的に全てを、そこでの吸着除去に適した高分子量汚染物質用に当てることが可能になる。これはまた、吸着剤フィルタの有効寿命を延ばすことにも通じる。
【００３４】
被処理流体が専ら低分子量の汚染物質を含む場合には、汚染物質は光触媒ユニットで分解除去され、吸着剤フィルタユニットは実質的に無負荷の運転となる。このような場合、被処理流体は光触媒ユニットでの処理後に、吸着剤フィルタユニットをバイパスさせることが可能である。
【００３５】
被処理流体が専ら高分子量汚染物質を含む場合には、汚染物質は実質的に処理されることなく光触媒ユニットを通過して吸着フィルタユニットに至り、そこで吸着除去される。このような場合には、被処理流体は光触媒ユニットをバイパスさせることが可能である。このバイパスは、光触媒ユニットがそこで分解除去できない汚染物質で汚染される可能性を排除する点で、有利である。
【００３６】
吸着フィルタユニットの下流には、除塵フィルタユニットを配置することができる。このユニットは、環境制御装置に導入される被処理流体中に最初から含まれていた微粒子状の汚染物質はもちろん、環境制御装置での処理中に生じる微粒子状の異物（例えば、吸着剤フィルタから処理中に微粒子状のゴミが発生することがある）も捕捉することにより、あらゆる種類の汚染物質を含まない清浄な流体の供給を可能にする。除塵フィルタとしては、クリーンルーム用の空気の浄化で広く使用されているＨＥＰＡフィルタ、あるいはＵＬＰＡフィルタ等を用いることができる。
【００３７】
本発明の流体浄化装置は、被処理流体の移送を可能にする流体移送手段を含むことができる。被処理流体が気体の場合、この手段として、ファンを使用することができる。好ましくは、このファンはユニット化して、光触媒ユニット、吸着剤フィルタユニット、そして除塵フィルタを含む場合除塵フィルタユニットと一体にされる。装置の設置条件などから、ファンはその他のユニットと分離して設置しても差し支えない。被処理流体が液の場合は、流体移送手段としてはポンプが一般に使用される。ポンプもユニット化し、そして他のユニットと一体にすることができ、あるいはそれらと分離して設置することができる。
【００３８】
本発明の流体浄化装置においてユニット化（あるいはモジュール化）した構成機器（光触媒、吸着剤フィルタ、除塵フィルタ、流体移送手段）を用いることには、その製造、組み立てや、保守・点検が容易になるという利点がある。例えば、吸着剤フィルタユニットや除塵フィルタユニットを、フィルタエレメントを引き出し式に着脱可能なように作製することにより、フィルタエレメントの交換を容易にすることができる。
【００３９】
本発明の流体浄化装置は、装置に導入する被処理流体及び装置で浄化された流体の一方又は両方の汚染物質を分析する分析器（測定モニタ）を含むこともできる。流体浄化装置への入口側に設けた分析器による分析データを使用して、先に述べた被処理流体の光触媒ユニット又は吸着剤フィルタユニットへの選択的導入のための切り換えを行うことができる。更に、流体浄化装置の出口側に設けた分析器を使用すれば、処理済みの流体中になおも汚染物質が検出された場合に流体を上流側へ戻して再処理することも可能になる。分析器としては、流体浄化装置で処理する流体に含まれることが想定される汚染物質の検出に有効な既知の分析機器を使用することができる。
【００４０】
一例として、ガスクロマトグラフィーを利用した分析を説明する。アセトン、ＭＥＫなどの低沸点の汚染物質と、ＤＢＰ、ＤＯＰなどの高沸点の汚染物質を含む気体の被処理流体を、流体浄化装置の上流側、すなわち被処理流体の入口側の試料を使ってガスクロマトグラフで分析すれば、図１（ａ）に示したような、低沸点成分のピークと高沸点成分のピークの両方を含むガスクロマトグラムが得られ、このとき被処理流体は光触媒ユニットと吸着剤フィルタユニットの両方を通して浄化される。
【００４１】
図１（ｂ）に示したように、流体浄化装置の上流側の試料中に低沸点成分が検出された場合は、被処理流体を光触媒ユニットで処理するようにし、そして光触媒ユニットから出てきた流体は、場合により吸着剤フィルタユニットを通さずにバイパスさせてもよい。一方、図１（ｃ）に示したように、流体浄化装置の上流側の試料中に高沸点成分が検出された場合には、被処理流体を光触媒ユニットをバイパスさせて直接吸着剤フィルタユニットに導入することが可能である。図１（ｄ）は、流体浄化装置の出口側で得られるガスクロマトグラムを示しており、バックグラウンドの応答のみが記録され、汚染物質に対応するピークは見られない。このガスクロマトグラムに、浄化装置からの流体に汚染物質の一部が含まれることを示すピークが観測された場合には、その流体を浄化装置の上流側へ戻すこともできる。
【００４２】
被処理流体あるいは処理済み流体の行き先の変更は、手動で行ってもよく、自動で行ってもよい。自動の場合には、分析器からの信号を処理して変更を自動的に行う信号を発生する制御ユニットを使用することができる。
【００４３】
次に、本発明の流体浄化装置を図面を参照して更に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００４４】
図２は、本発明の流体浄化装置で使用する光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の組み合わせを示す概略図である。被処理流体としては、例えば、クリーンルーム内の空気に代表される気体を用いることができ、あるいは半導体デバイス生産設備で使用した純水を用いてもよい。被処理流体は、光触媒ユニット２、吸着剤フィルタ３の順番でこの組み合わせを通過する。
【００４５】
光触媒ユニット２には、１５０〜４５０ｎｍの波長帯の紫外線ランプ、又は放電に伴う発光体４と、ガラス材料等の支持体表面上に担持したＴｉＯ2などの光触媒５が含まれており、このユニットは、例えば特開２００１−６２２５３号明細書に示されたような構造を持つものとして製作することができる。
【００４６】
吸着剤フィルタユニット３は、例えば活性炭、活性炭に添着した中和反応体、あるいはイオン交換繊維等のイオン交換基のような、被処理流体中の汚染物質の吸着除去に適した吸着フィルタを使って製作される。
【００４７】
この組み合わせを使って、無機系もしくは有機系ガス、オゾンガス等の汚染物質を除去することができる。
【００４８】
吸着剤フィルタは、通常は活性炭をベースにしており、吸着量の増大に伴い、例えばアセトン、メタノール、エタノールのような比較的分子量の小さい有機物、すなわち低沸点の有機物から捕捉能力を失っていく傾向にある。例えば中和反応体を添着したような吸着剤フィルタは、吸着量の増大に伴い、吸着剤フィルタが飽和される前に、アセトン、メタノール、エタノールのような分子量の小さい有機物を吸着することができなくなり、これらの物質は吸着剤フィルタユニットを通過してしまうようになる。それらよりやや分子量の大きい、酢酸、蟻酸、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）のような有機物は、吸着した後に脱離する可能性がある。そのため、これらの比較的分子量の小さい有機物は吸着剤フィルタで完全に除去するのにそれほど適しているとは言えない。
【００４９】
一方で光触媒ユニット２は、光触媒作用によって汚染物質を分解するものであり、例えばアセトン、メタノール、エタノールのような分子量の小さい有機物、すなわち低沸点の有機物の分解に優れているが、例えばキシレン、エチルベンゼン、のような比較的分子量の大きい有機物、すなわち高沸点の有機物の分解には、分解効率の面で問題がある。
【００５０】
そこで、被処理流体中の例えばアセトン、メタノール、エタノールのような分子量の小さい有機物、及びこれらよりもやや分子量の大きい酢酸、蟻酸、イソプロピルアルコールのような有機物を、まず光触媒ユニット２で分解、除去し、次に吸着剤フィルタユニット３で、光触媒ユニット２で分解、除去できなかった例えばキシレン、エチルベンゼン、シクロヘキサノンのような比較的分子量の大きい有機物を吸着、除去することにより、様々な汚染物質を含む被処理流体を効率よく処理して浄化することができる。また、吸着剤フィルタユニット３を比較的分子量の大きい汚染物質の吸着除去に専念させることができることから、吸着剤フィルタの吸着能力を長く維持することができる。
【００５１】
光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３を効果的に働かせる運転条件は、それらで用いる光触媒と吸着剤フィルタのタイプに依存して決定することができる。
【００５２】
図３に、図２に示した光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の組み合わせを取り入れた本発明の流体浄化装置の一態様を示す。
この態様の装置１は、光触媒ユニット２、吸着剤フィルタユニット３、流体移送手段のユニット８、及び除塵フィルタユニット９をこの順に配列し一体化して構成されており、被処理流体が光触媒ユニット２側から装置１に入り、浄化された流体が除塵フィルタユニット９から出てゆく。このような装置１は、例えば、クリーンルームの壁面又は天井面等、あるいは半導体デバイスなどの生産設備の壁面又は天井面等に設けられ、被処理流体としてのクリーンルーム内の空気を清浄にするのに使用することができる。設置場所の制約により各ユニットを一体化するのが困難な場合などには、それらを隣接せずに離して設置することも可能である。
【００５３】
図３に示した装置１において、ユニット８の流体移送手段としては、被処理流体が気体の場合はファンを、被処理流体が液体の場合はポンプを使用することができる。流体移送手段がファンの場合のユニット８は、図に示した吸着剤フィルタ３と除塵フィルタ９の間に限らず、例えば光触媒ユニット２の上流側に配置してもよく、ユニット８以外のユニット２、３、９の組み合わせと切り離した位置に配置することも可能である。この場合も、流体移送手段のユニット８は、例えば、光触媒ユニット２の上流側に接続するように、あるいは吸い込み側が吸着剤フィルタユニット３の出口側に接続し、そして吐出側が除塵フィルタの入口側に接続するようにすることが可能である。流体移送手段がポンプの場合のユニット８も、任意の位置に配置することができるが、好ましくは光触媒ユニット２の上流側に配置される。被処理流体が気体の場合も液体の場合も、流体移送手段が潜在的汚染源となるので、ユニット８は除塵フィルタユニット９の上流側に設置するのが好ましい。
【００５４】
図４（ａ）〜４（ｃ）に、本発明の流体浄化装置１を環境制御装置として使用する場合の、浄化装置１と制御しようとする環境との位置関係の代表的なものを例示する。図４（ａ）は、浄化装置１を閉鎖系製造装置又は作業ブース１１の天井部に設置した例であり、浄化装置１で浄化した空気を送り込むことにより製造装置又は作業ブース１１内の作業環境を清浄な状態に保つことができる。図４（ｂ）は、浄化装置１を閉鎖系製造装置又は作業ブース１１に隣接して設置した例であり、やはり製造装置又は作業ブース１１内の作業環境を清浄な状態に保つのに使用することができる。この例は、製造装置又は作業ブース１１の天井部に浄化装置１を設置するスペースがない場合に採用することができ、場合によっては浄化装置１を製造装置又は作業ブース１１の壁に直結して設置することも可能である。図４（ａ）と４（ｂ）の例において、製造装置又は作業ブース１１をクリーンルームに替えれば、クリーンルームの作業環境の制御が可能になる。図４（ｃ）は、クリーンルーム内の製造装置又は作業ブース１１からの排気系に浄化装置１を取り入れた例であり、製造装置又は作業ブース１１からの排気中に含まれる汚染物質を除去することでクリーンルームの二次汚染を防止するのに使用することができる。この場合には、クリーンルーム内の作業環境を清浄に制御することになり、そしてその結果として、製造装置又は作業ブース１１自体への清浄空気の供給のために図４（ａ）又は４（ｂ）に示したように設置される別の浄化装置（図示せず）の効率の向上、あるいは特に吸着剤フィルタユニットの長寿命化に寄与することができる。
【００５５】
本発明の浄化装置を、ウエハなどの搬送のために局所クリーン保管部が必要な搬送台車に設置し、そしてこの台車を、これまでボックス搬送手段が一般的であったウエハ等の搬送手段の代わりに使用することも可能である。
【００５６】
図５は、先の例で説明した光触媒ユニット２、吸着剤フィルタユニット３、ファンから構成される流体移送用のユニット８、除塵フィルタ９に加えて、被処理ガスの汚染物質濃度測定モニタ１５、被処理ガスの流動経路を切り換えるためのバルブ１１、１２、１３、１４、そして汚染物質濃度に応じてバルブを切り換えるための制御部１６で構成されている、クリーンルームの環境制御に使用することが可能な本発明の流体浄化装置１０を示している。この場合の非処理ガスは、汚染物質を含有している可能性のある空気である。
【００５７】
例えば、汚染物質濃度測定モニタ１５、１７として、クリーンルーム内での有機物による汚染の原因と考えられている、やや分子量の小さい有機物のＩＰＡと、比較的分子量の大きい有機物のシクロヘキサノンの量を測定するモニタを使用する。
【００５８】
クリーンルームに導入される被処理ガスの空気中にＩＰＡの含まれることが汚染物質濃度測定モニタ１５で検出される場合は、制御部１６からの信号によりバルブ１１が開き、バルブ１２が閉じて、光触媒ユニット２でＩＰＡを分解、除去する。光触媒ユニット２でＩＰＡを除去したガスは、やはり制御部１６からの信号によりバルブ１３を閉じ、バルブ１４を開いて吸着剤フィルタユニット３をバイパスすることができる。ＩＰＡを除去したガスは、次いで流体移送用のユニット８により除塵フィルタ９を通してクリーンルーム内へ供給される。
【００５９】
被処理ガスの空気中にＩＰＡが検出されず、シクロヘキサノンが検出される場合は、制御部１６からの信号によりバルブ１１を閉じ、バルブ１２を開いてガスを光触媒ユニット２をバイパスさせて吸着剤フィルタユニット３へ直接送り、吸着剤フィルタによりシクロヘキサノンを吸着、除去する。
【００６０】
被処理ガスの吸気中にＩＰＡとシクロヘキサノンの両方が検出される場合は、バルブ１１、１３が開き、バルブ１２、１４が閉じて、ＩＰＡを光触媒ユニット２で分解、除去した後、シクロヘキサノンを吸着剤フィルタユニット３で吸着、除去する。
【００６１】
光触媒ユニット２は、光触媒での分解、除去に適した分子量の小さい有機物が被処理ガス中に含まれている場合に、バルブ１１を開いて被処理ガスを受け取り、そうでない場合はバルブ１１を閉じて被処理ガスをバイパスさせることができるため、励起光源の紫外線ランプ又は放電に伴う発光体の長寿命化に寄与するとともに、その定期的な洗浄又は交換回数を減らすことができる。同様に、支持体に担持した光触媒の定期的な洗浄又は交換回数を減らすこともできる。
【００６２】
吸着剤フィルタユニット３は、常に分子量の小さい有機物のないガスを受け取り、またこのユニットで処理すべき分子量の大きい有機物がないガスをバイパスさせることもできるため、やはり吸着剤フィルタ３の長寿命化及び吸着剤フィルタの交換回数の減少を実現することができる。
【００６３】
汚染物質濃度測定モニタ１５の測定結果によるバルブ１１、１２、１３、１４の開閉制御は、制御部１６を使用せずに、手動で行ってもよい。
【００６４】
更に、浄化装置１の出口側に汚染物質濃度測定モニタ１７を追加して設置することも可能である。出口側の測定モニタ１７は、光触媒ユニット２又は吸着剤フィルタユニット３の寿命を確認する手段として有効であり、有機物が多く検出される場合は、検出される有機物の種類に応じて、光触媒ユニット２又は吸着剤フィルタユニット３が劣化したと判断することができる。このモニタ１７の測定結果を、バルブ１１、１２、１３、１４の制御によるガス流動経路の変更に反映することも可能である。あるいは、浄化装置１の入口側の汚染物質濃度測定モニタ１５を省き、出口側の測定モニタ１７のみを設けることも可能である。
【００６５】
オゾンガスの測定が可能な汚染物質濃度測定モニタ１７を用いることにより、浄化装置１０をオゾンを含むガスの浄化に利用することもできる。オゾンは半導体ウエハ表面を酸化してしまうため、効率よく除去する必要がある。オゾンは、吸着剤フィルタ３により酸素に還元して除去される。しかし、光触媒はどちらかと言えば酸化剤として機能するため、オゾンの発生に加担することはあっても、その除去に寄与することはできない。そこで、汚染物質濃度測定モニタ１５、１７でオゾンガスが検出された場合は、バルブ１１、１３、１４を閉じて、バルブ１２を開ける。オゾンを含むガスは光触媒ユニット２をバイパスして吸着剤フィルタユニット３に流れるため、効率よくオゾンを除去することができる。
【００６６】
汚染物質濃度測定モニタ１５、１７として、有機物の総量を測定するモニタを使用し、その測定結果に基づいてガスの流動経路を変更するようにしてもよい。これは、例えば、通常の被処理ガス中の汚染物質の種類と量が決まっていて、それ以外の汚染物質として光触媒での処理が有効な物質が被処理ガス中に時折含まれることがあるような場合に、特に有効である。
【００６７】
汚染物質濃度測定モニタ１５、１７は、被処理ガス中の汚染物質の種類と量の変動が予測されるときのような、必要時に設置するようにしてもよい。また、汚染物質濃度測定モニタ１５、１７をガスの流動経路中に設けずに他の場所に設置し、ガス流動経路から採取したサンプルを他の場所に設置した測定モニタで測定してもよい。
【００６８】
更に、バルブ１１、１２、１３、１４の代わりに、ダンパーやスリット式の開閉シャッターを用いることも可能である。また、バルブ１３、１４はなくてもよく、バルブ１１、１２の切り換えのみでも同様な効果は期待できる。
【００６９】
流体浄化装置１０を多段に設置することで、更に効率的な浄化を行うことも可能である。また、流体浄化装置１０自体を、例えばステンレスの箱に入れると、より効率的な浄化が可能になる。
【００７０】
図６は、図５を参照して説明した流体浄化装置１０に、除塵フィルタユニット９の出口側から流体浄化装置の上流側への循環経路と、この循環経路への切り換え用のバルブ１８、１９とを追加した態様の流体浄化装置１０’を示している。この浄化装置１０’を使用して種々の汚染物質を含むガスを浄化する例を、以下で説明する。
【００７１】
最初の例は、半導体デバイスの製造においてシリコンウエハの酸化の原因になる酢酸、蟻酸などの汚染物質を含む空気を被処理ガスとして使用し、汚染物質の総量（ＴＯＣ）を測定する水晶振動子型膜厚モニタを汚染物質濃度測定モニタ１５、１７として使用する。各バルブ１１、１２、１３、１４、１８、１９の切り換えは、ＴＯＣの測定結果に基づき、制御部１６からの信号により自動で行う。
【００７２】
水晶振動子型膜厚モニタ１５で被処理ガスの汚染物濃度を測定する。汚染物濃度が低いときは、バルブ１１、１４を開き、バルブ１２、１３を閉じて、光触媒ユニット２でガスを浄化する。通常、浄化装置１０’の出口側のバルブ１８は開き、循環経路のバルブ１９は閉じておく。汚染物濃度が中レベルの時は、バルブ１１を閉じ、バルブ１２を開いて、吸着剤フィルタユニット３でガスを浄化する。汚染物濃度が高いときは、バルブ１１、１３を開き、バルブ１２、１４を閉じて、光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化する。
【００７３】
水晶振動子型膜厚モニタ１７で浄化ガスの汚染物濃度を監視する。光触媒ユニット２のみでガスを浄化していてモニタ１７で汚染物質が検出されたときは、バルブ１３を開き、バルブ１４を閉じて、光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化するように浄化装置１０’の運転を切り換える。吸着剤フィルタユニット３のみでガスを浄化していて汚染物が検出されたときは、バルブ１１、１３を開き、バルブ１２、１４を閉じて、やはり光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化するように運転を切り換える。光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化していて汚染物質が検出されたときは、バルブ１８を閉じ、バルブ１９を開いてガスを循環させ、再度浄化を行う。
【００７４】
２番目の例は、被処理ガス中の汚染物質としてのＮＯx、ＳＯx、オゾンを除去する。測定モニタ１５、１７に、除去しようとするＮＯx、ＳＯx又はオゾンを測定するためのモニタを使用する。除去対象の汚染物質が２以上の場合は、各汚染物質用の測定モニタを用意する。
【００７５】
測定モニタ１５で被処理ガスの汚染物濃度を測定する。汚染物濃度が高いときは、バルブ１１を閉じ、バルブ１２を開いて、吸着剤フィルタユニット３でガスを浄化する。汚染物濃度が低いときは、バルブ１１、１４を開き、バルブ１２、１３を閉じて、光触媒ユニット２でガスを浄化する。通常、浄化装置１０’の出口側のバルブ１８は開き、バルブ１９は閉じておく。
【００７６】
測定モニタ１７で浄化ガスの汚染物濃度を監視する。光触媒ユニット２のみでガスを浄化していて測定モニタ１７で汚染物が検出されたときは、バルブ１３を開き、バルブ１４を閉じて、光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化するよう、浄化装置１０’の運転を切り換える。吸着剤フィルタユニット３のみでガスを浄化していて汚染物が検出されたときは、バルブ１１、１３を開き、バルブ１２、１４を閉じて、やはり光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化するように運転を切り換える。光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化していて汚染物が検出されたときは、バルブ１８を閉じ、バルブ１９を開いてガスを循環させ、再度浄化処理する。
【００７７】
３番目の例は、アンモニアの除去によりガスを浄化する。測定モニタ１５、１７に、アンモニア測定モニタを使用する。
【００７８】
測定モニタ１５で被処理ガスのアンモニア濃度を測定する。アンモニア濃度が高いときは、バルブ１１、１３を開き、バルブ１２、１４を閉じて、光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化する。アンモニア濃度が低いときは、バルブ１１、１４を開き、バルブ１２、１３を閉じて光触媒ユニット２でガスを浄化するか、あるいはバルブ１１、１４を閉じ、バルブ１２を開いて吸着剤フィルタユニット３で浄化する。通常、浄化装置１０’の出口側のバルブ１８は開き、バルブ１９は閉じておく。
【００７９】
測定モニタ１７で浄化ガスのアンモニア濃度を監視する。アンモニアが検出されたときは、バルブ１８を閉じ、バルブ１９を開いてガスを循環させ、ガスを再度浄化処理する。光触媒ユニット２か吸着剤フィルタユニット３のどちらかのみで浄化を行っていた場合は、ガスを循環させてもよく、あるいは運転を停止していた方のユニットも稼働するようにバルブを切り換えてもよく、あるいはガスを循環させ且つ停止していた方のユニットを稼働するようにしてもよい。
【００８０】
図７は、図６を参照して説明した流体浄化装置１０’の各バルブ１１、１２、１３、１４、１８、１９の切り換えを手動で行う例を示している。この図の流体浄化装置１０”では、測定モニタ１５、１７に、ガスの吸着管であるＴＥＮＡＸ管を使用する。吸着した有機物ガスをＴＥＮＡＸ管から脱着してガスクロマトグラフにより定性、定量分析し、その結果に基づき、各バルブを手動操作する。
【００８１】
分析の結果、分子量の小さい有機物ガスが多いときは、バルブ１１、１４を開き、バルブ１２、１３を閉じて、光触媒ユニット２のみでガスを浄化する。分子量の大きい有機物ガスが多いときは、バルブ１１を閉じ、バルブ１２を開いて、吸着剤フィルタユニット３のみでガスを浄化する。通常、浄化装置１０”の出口側のバルブ１８は開き、循環経路のバルブ１９は閉じておく。
【００８２】
測定モニタ１７で浄化ガスの有機物ガス濃度を監視する。有機物ガスが検出されたときは、バルブ１１、１３を開き、バルブ１２、１４を閉じて、光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化する。光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化していて、測定モニタ１７で分子量の小さい有機物ガスが検出されるときは、光触媒が寿命に達し、分子量の大きい有機物ガスが検出されるときは、吸着剤フィルタが寿命に達していると見なされ、寿命に達したものを交換する。この交換時には、バルブ１８を閉じ、バルブ１９を開き、正常である（交換しない）方の光触媒ユニット２又は吸着剤フィルタ３を通してガスを循環させるよう、バルブ１１〜１４を切り換える。
【００８３】
被処理ガスの流動経路を切り換えて運転する図５〜７の流体浄化装置１０、１０’、１０”において、除塵フィルタユニット９は吸着フィルタユニット３の下流側に配置されているが、これは必ずしも吸着剤フィルタユニット３の下流側に位置する必要はない。例えば、被処理ガスの流動経路切り換え用にバルブ１１、１２で分岐する前の被処理ガス流路に同様の機能の除塵フィルタが設けられている場合には、この除塵フィルタを図５〜７における除塵フィルタ９の代わりに利用してもよい。同様に、図５〜７の流体浄化装置１０、１０’、１０”では流体移送用のユニット８は吸着フィルタユニット３と除塵フィルタ９との間に配置されているが、このユニット８の位置はこれに限定されず、例えば、被処理ガスの流動経路切り換え用にバルブ１１、１２で分岐する前の被処理ガス流路に配置することも可能である。
【００８４】
既に述べたように、本発明の流体浄化装置では、分子量の小さい、低沸点の有機物の分解除去に優れた光触媒ユニットを第１段に配置し、分子量の大きい、高沸点の有機物の吸着除去に優れた吸着剤フィルタを第２段に配置している。図５〜７を参照して説明したように、本発明の流体浄化装置では被処理流体中の汚染物質の種類に応じてどちらかのユニット又は両方のユニットを使って流体の浄化を行うことができるが、被処理流体中の汚染物質の種類にかかわらず、最初は、低分子量、低沸点の有機物の吸着除去もできる吸着剤フィルタユニットにもっぱら被処理ガスを導入するようにしてもよい。浄化が進行し、吸着剤フィルタが飽和に近づくと、低分子量の有機物は吸着剤フィルタを通過し始め、浄化装置の出口側に設けられた測定モニタで検出され始める。この時点で、被処理流体の流動経路を変更して光触媒ユニットから導入するようにし、そこで低分子量の有機物を分解除去したガスを吸着剤フィルタユニットに供給することができる。こうして吸着剤フィルタユニットには分子量の大きい有機物が供給されるため、飽和に近づいた吸着剤フィルタでのガスの浄化を更に継続することが可能になる。
【００８５】
あるいはまた、被処理流体の流動経路の変更を行わず、被処理流体を常に光触媒ユニット、吸着剤フィルタユニットの順に浄化処理することも可能である。この場合にも、光触媒ユニットで低分子量の有機物が分解除去されたガスが吸着剤フィルタユニットに供給されるため、吸着剤フィルタの最大限の能力を有効利用することができる。
【００８６】
本発明の流体浄化装置には、図８に示したように、チラー等を利用した恒温・恒湿ユニット２２を付加することも可能である。この図に示した流体浄化装置２１は、恒温・恒湿ユニット２２を光触媒ユニット２の手前に含むことを除き、図５〜７を参照して説明した流体浄化装置１０、１０’、１０”と同様に構成することができ、図８に示した参照符号で図５〜７で用いたのと同じものはそれらに示したのと同じユニットを示している。図８の装置は、もちろんながら、図５〜７に示されていてこの図に示されていない機器（バルブ、測定モニタ、制御部）を含むこともできる。ユニットを分離して配置可能なこと、流体移送手段８の位置の変更が可能なことも、先に説明した浄化装置１０、１０’、１０”の場合と同様である。
【００８７】
恒温・恒湿ユニット２２を用いることにより、それに続く光触媒ユニット２、吸着剤フィルタユニット３でのガスの浄化に最適な条件のガスを供給することができる。
【００８８】
また、図８に示した恒温・恒湿ユニット２２を備えた流体浄化装置も、ウエハなどの搬送のために局所クリーン保管部が必要な搬送台車に設置し、この台車をこれまでボックス搬送手段が一般的であったウエハ等の搬送手段の代わりに使用することができる。
【００８９】
図９に、本発明の流体浄化装置３１をクリーンブース３０内の環境制御のために用いた例を示す。この流体浄化装置３１も、図５〜７を参照して説明した流体浄化装置１０、１０’、１０”と同様に構成することができ、図９に示した参照符号で図５〜７で用いたのと同じものはそれらに示したのと同じ構成要素を示している。図８の装置も、図５〜７に示されていてこの図に示されていない構成要素（バルブ、制御部）を含むことができる。ユニットを分離して配置可能なこと、流体移送手段８の位置の変更が可能なことも、先の浄化装置１０、１０’、１０”の場合と同様である。
【００９０】
外気を導入して浄化装置３１で処理した浄化空気をクリーンブース３０へ供給する。クリーンブース３０内の空気の浄化効率を高めるため、浄化装置３１で処理するガス量のうちの、例えば９０％を、循環流路３３によりクリーンブース３０から取り出し、浄化装置３１へ導入する外気と一緒にしてもよい。この循環により、浄化装置３１の浄化効率を上げることができる（浄化装置３１からクリーンブース３０へ供給される清浄空気と同じ空気が循環するとし、その循環量を浄化装置３１の処理ガス量の９０％とすれば、浄化装置３１の浄化効率は１０倍向上することになる）。
【００９１】
更に、浄化装置３１の手前に、図８を参照して説明したような恒温・恒湿ユニットを設けることも可能である。
【００９２】
図１０に、本発明の流体浄化装置４１をＳＭＩＦ−ボックス４２の開口部４０の環境制御のために用いた例を示す。この流体浄化装置４１も、図５〜７を参照して説明した流体浄化装置１０、１０’、１０”と同様に構成することができ、図１０に示した参照符号で図５〜７で用いたのと同じものはそれらに示したのと同じ構成要素を示している。図１０の装置も、図５〜７に示されていてこの図に示されていない構成要素（バルブ、制御部）を含むことができる。ユニットを分離して配置可能なこと、流体移送手段８の位置の変更が可能なことも、先の浄化装置１０、１０’、１０”の場合と同様である。
【００９３】
ＳＭＩＦ−ボックス４２の開口部４０は、デバイス製造過程のウエハ４８などをＳＭＩＦ−ボックス４２より自動で出し入れする部分であり、その環境浄化は、ＳＭＩＦ−ボックス４２の開閉時にのみ必要とされる。この必要時に、浄化装置４１からの浄化空気をＳＭＩＦ−ボックス開口部４０へ供給し、供給不要時には、循環流路４３により全量を浄化装置４１へ戻し、循環させる。この切り換えは、図示しないバルブで行うことができる。
【００９４】
本発明は、以上説明したとおりであるが、その特徴を種々の態様とともに付記すれば、次のとおりである。
（付記１）被処理流体から汚染物質を除去してそれを浄化する装置であって、被処理流体中の汚染物質を分解可能な光触媒及びこの光触媒を励起するための励起光源を有する光触媒ユニットと、被処理流体中の汚染物質を吸着し得る吸着剤フィルタユニットとを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニットを吸着剤フィルタユニットの上流側に配置し、且つ更に、吸着剤フィルタユニットの下流側に配置した除塵フィルタユニットを含むことを特徴とする流体浄化装置。
（付記２）前記被処理流体を前記光触媒ユニット又は前記吸着剤ユニットへ選択的に導入する切り換え手段を更に含む、付記１記載の流体浄化装置。
（付記３）被処理流体から汚染物質を除去してそれを浄化する装置であって、被処理流体中の汚染物質を分解可能な光触媒及びこの光触媒を励起するための励起光源を有する光触媒ユニットと、被処理流体中の汚染物質を吸着し得る吸着剤フィルタユニットとを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニットを吸着剤フィルタユニットの上流側に配置し、且つ更に、被処理流体を光触媒ユニット又は吸着剤ユニットへ選択的に導入する切り換え手段を含むことを特徴とする流体浄化装置。
（付記４）前記被処理流体が前記光触媒ユニットでの光触媒作用による除去に適した汚染物質を含むとき、当該被処理流体を前記光触媒ユニットに導入し、前記被処理流体が前記吸着剤ユニットでの吸着による除去に適した汚染物質を含むとき、当該被処理流体を吸着剤フィルタユニットに導入する、付記２又は３記載の流体浄化装置。
（付記５）前記被処理流体が前記光触媒ユニットでの光触媒作用による除去に適した汚染物質を含むとき、前記光触媒ユニットで処理したガスに前記吸着剤ユニットをバイパスさせる、付記４記載の流体浄化装置。
（付記６）前記被処理流体中の汚染物質の濃度が低いときはそれを選択的に前記光触媒ユニットで浄化し、前記被処理流体中の汚染物質の濃度が中レベルのときはそれを選択的に前記吸着剤フィルタユニットで浄化し、前記被処理流体中の汚染物質の濃度が高いときは前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方でそれを浄化する、付記２又は３記載の流体浄化装置。
（付記７）浄化した流体中に前記汚染物質が検出された場合において、前記被処理流体を選択的に前記光触媒ユニットで浄化していたときは前記吸着剤フィルタユニットでも当該被処理流体を浄化するよう当該流体浄化装置の運転を切り換え、前記被処理流体を選択的に前記吸着剤フィルタユニットで浄化していたときは前記光触媒ユニットでも当該被処理ガスを浄化するよう当該流体浄化装置の運転を切り換え、前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方で前記被処理流体を浄化していたときは当該流体を循環させて当該流体浄化装置において再度浄化処理する、付記６記載の流体浄化装置。
（付記８）当該流体浄化装置で除去しようとする汚染物質が１種類であり、前記被処理流体中の当該汚染物質の濃度が高いときは前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方で当該被処理流体を浄化し、当該汚染物質の濃度が低いときは前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットのどちらか一方で当該被処理流体を浄化する、付記２又は３記載の流体浄化装置。
（付記９）前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方で浄化を行っていた場合において、前記浄化を受けた被処理流体中に前記汚染物質が検出されたとき、当該被処理流体を循環させる、付記８記載の流体浄化装置。
（付記１０）前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットのどちらか一方で浄化を行っていた場合において、当該浄化を受けた被処理流体中に前記汚染物質が検出されたとき、当該被処理流体を循環させるか、浄化を行っていなかった方のユニットも浄化に使用するか、あるいは当該被処理流体を循環させて且つ浄化を行っていなかった方のユニットも浄化に使用する、付記８記載の流体浄化装置。
（付記１１）前記切り換え手段が自動式の手段である、付記２又は３記載の流体浄化装置。
（付記１２）前記切り換え手段が手動式の手段である、付記２又は３記載の流体浄化装置。
（付記１３）前記被処理流体を移送するための流体移送手段を更に含む、付記２記載の流体浄化手段。
（付記１４）前記流体移送手段が前記吸着剤フィルタユニットと前記除塵フィルタユニットとの間に位置する、付記１３記載の流体浄化装置。
（付記１５）前記被処理流体を移送するための流体移送手段を更に含む、付記３記載の流体浄化手段。
（付記１６）前記吸着剤フィルタユニットの下流側に配置した除塵フィルタユニットを更に含み、且つ、前記流体移送手段が前記吸着剤フィルタユニットと当該除塵フィルタユニットとの間に位置している、付記１５記載の流体浄化装置。
【符号の説明】
【００９５】
１、１０、１０’、１０”、２１、３１、４１ 流体浄化装置
２ 光触媒ユニット
３ 吸着剤フィルタユニット
８ 流体移送手段のユニット
９ 除塵フィルタユニット
１１、１２、１３、１４、１８、１９ バルブ
１５、１７ 汚染物質濃度測定モニタ
１６ 制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光触媒と吸着剤フィルタを利用して気体又は液体中の汚染物質を高効率に分解、吸着することにより除去し、また長期にわたり清浄な流体を供給するのを可能にする、環境制御装置として好適に使用することができる、流体浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体デバイスの高集積化、高品質化が進み、高性能除塵フィルタ（一般にＨＥＰＡフィルタあるいはＵＬＰＡフィルタという名称で知られる）で除去できないような微細な汚染物質、例えば気体の場合は、有機性ガス、無機性ガス、オゾンガス等の分子レベルの汚染物質が、デバイス製造上の不良原因として問題になっている。
【０００３】
これらの有機性ガス、無機性ガス、オゾンガス等の汚染物質を吸着剤で除去することが知られている。吸着剤としては、活性炭、中和反応体を添着した活性炭、あるいはイオン交換繊維等のイオン交換基などから構成される吸着剤フィルタ（通称、ケミカルフィルタ）が提供されている。
【０００４】
吸着剤フィルタによる汚染物質の除去では、例えば、有機性ガス又はオゾンガスは、粒状又は繊維状の活性炭等によって物理的吸着もしくは分解して除去される。酸性ガスは、炭酸カリウムを添着させた粒状又は繊維状活性炭等によって化学的吸着するか、又はイオン交換繊維等のイオン交換基によってイオン交換することで除去される。アルカリ性ガスは、燐酸を添着させた粒状又は繊維状活性炭等によって化学的吸着するか、又はイオン交換繊維等のイオン交換基によってイオン交換して除去される。これらの吸着剤フィルタは層状のエレメントから構成され、一層又は二層以上の組み合わせを含むユニットとして使用されるのが一般的である。
【０００５】
吸着剤フィルタの吸着効率は、汚染物質の吸着量が飽和に近づくにつれて低下していき、吸着剤フィルタが完全に飽和した場合は、吸着剤フィルタを交換する必要がある。活性炭、活性炭に添着した中和反応体、あるいはイオン交換繊維等のイオン交換基などから構成される吸着剤フィルタでは、比較的分子量の小さい有機物、すなわち低沸点の有機物は、吸着剤フィルタが飽和に近づくと吸着せずに通過するか、あるいは吸着、脱離を繰り返し、吸着能力が失われる問題がある。一方で、比較的分子量の大きい有機物、すなわち高沸点側の有機物の吸着には優れており、飽和後も脱離することなく、比較的長期間吸着を継続することができる。
【０００６】
吸着剤フィルタの交換周期は、汚染環境によっても異なるが、一般的な半導体デバイス工場では０．５年から２年程度となっており、より寿命の長い吸着剤フィルタユニットが要望されている。
【０００７】
分子レベルの汚染物質の除去に、光触媒を応用することも提案されている（例えば、特開２００１−６２２５３号公報）。光触媒を使用する場合には、汚染物質を光触媒作用により酸化分解することにより除去する。光触媒は、比較的分子量の小さい有機物、すなわち低沸点の有機物を分解するのに優れている。光触媒作用により汚染物質を除去する光触媒ユニットは、支持体表面に担持された光触媒（例えば酸化チタン等）と、光触媒を励起する紫外線を放射する励起光源を含む。
【０００８】
光触媒ユニットでは、励起光源のランプ等自身の寿命や劣化があるため、その定期的な洗浄又は交換が必要となる。また、汚染物質にさらされるガラス材料等の支持体は、しだいに汚れが付着してくるため、やはり洗浄又は交換が必要となってくる。
【０００９】
特開平１１−１２３３１６号公報には、粒子濾過層、光触媒保持層、イオン交換繊維充填層（又は活性炭素系繊維充填層、又はイオン交換繊維と活性炭素系繊維との混合充填層）の順に被処理空気を通して浄化する、超清浄空気製造装置が記載されている。この装置では、粒子濾過層が光触媒保持層及びイオン交換繊維充填層の前方（上流側）にあり、また、被処理空気を光触媒保持層又はイオン交換繊維充填層に選択的に導入することは記載されていない。
【００１０】
特開平１１−３００１５０号公報には、化学吸着剤、物理吸着剤及び光触媒を使用した、車両搭載用の脱臭機能に優れた空気清浄用フィルタが記載されている。化学吸着剤、物理吸着剤及び光触媒は個々にユニット化されておらず、実質的に一体化されている。吸着剤と光触媒に被処理空気を選択的に供給することはできない。
【００１１】
特開平１１−４７２５６号公報には、ガス吸着性フィルタと光触媒をこの順に配置した脱臭装置が記載されている。集塵フィルタを用いる場合、それはガス吸着性フィルタの更に前方に配置される。空気を吸着剤と光触媒に選択的に供給することは記載されていない。
【００１２】
特開２００１−２３２１５４号公報には、担持手段としてのフィルタに、２種類の活性炭（吸着剤）と、光触媒とを担持させた脱臭装置が記載されている。活性炭の吸着剤と光触媒とは同一のフィルタ上に担持されており、おのおのに選択的に被処理空気を導入することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−６２２５３号公報
【特許文献２】特開平１１−１２３３１６号公報
【特許文献３】特開平１１−３００１５０号公報
【特許文献４】特開平１１−４７２５６号公報
【特許文献５】特開２００１−２３２１５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述のとおり、吸着剤フィルタが飽和状態に近づいた後も、浄化した流体を安定して供給することができる流体浄化装置が求められている。特に、電子デバイスなどの製造に不可欠な高度の清浄度を要求されるクリーンルーム等の環境を、安定した清浄度に維持する技術が求められている。
【００１５】
本発明の目的は、そうした流体浄化装置で用いられる吸着剤フィルタの吸着能力を最大限に活用して、高度に清浄な流体を長期にわたり安定して供給するのを可能にする流体浄化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
一つの側面において、本発明の流体浄化装置は、主にクリーンルームなどのような密閉環境に流入する流体である被処理流体から汚染物質を除去する装置であって、被処理流体中の汚染物質を分解可能な光触媒及びこの光触媒を励起するための励起光源を有する光触媒ユニットと、被処理流体中の汚染物質を吸着し得る吸着剤フィルタユニットとを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニットを吸着剤フィルタユニットの上流側に配置し、且つ更に、吸着剤フィルタユニットの下流側に配置した除塵フィルタユニットを含むことを特徴とする。
【００１７】
もう一つの側面において、本発明の流体浄化装置は、被処理流体から汚染物質を除去する装置であって、被処理流体中の汚染物質を分解可能な光触媒及びこの光触媒を励起するための励起光源を有する光触媒ユニットと、被処理流体中の汚染物質を吸着し得る吸着剤フィルタユニットとを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニットを吸着剤フィルタユニットの上流側に配置し、且つ更に、被処理流体を光触媒ユニット又は吸着剤ユニットへ選択的に導入する切り換え手段を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光触媒の効率的な使用により、吸着剤フィルタを長寿命化し、且つ汚染物除去効率を高めた流体除去装置の利用が可能になり、クリーンルームをはじめとする環境制御の不可欠な空間の環境制御を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】種々のガスについて得られるガスクロマトグラムを模式的に説明する図である。
【図２】本発明の流体浄化装置で使用する光触媒ユニットと吸着剤フィルタユニットの組み合わせを模式的に示す図である。
【図３】本発明の流体浄化装置の一態様を説明する図である。
【図４】本発明の流体浄化装置の使用形態の例を示す図である。
【図５】本発明の流体浄化装置のもう一つの態様を説明する図である。
【図６】本発明の流体浄化装置の別の態様を説明する図である。
【図７】本発明の流体浄化装置の更に別の態様を説明する図である。
【図８】本発明の流体浄化装置のなおもう一つの態様を説明する図である。
【図９】本発明の流体浄化装置をクリーンブース内の環境制御のために用いた例を示す図である。
【図１０】本発明の流体浄化装置をＳＭＩＦ−ボックスの開口部の環境制御のために用いた例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の流体浄化装置においては、光触媒ユニットと吸着剤フィルタユニットの組み合わせを使用する。これらは両方とも、ＨＥＰＡフィルタやＵＬＰＡフィルタのような高性能除塵フィルタで除去できないような微細な、分子レベルの汚染物質の除去を可能にする。
【００２１】
光触媒ユニットに含まれる光触媒は、比較的分子量の小さい有機物、すなわち低沸点の有機物を分解するのに特に優れている。汚染物質を含む被処理流体を最初に光触媒ユニットで処理することにより、比較的分子量の小さい低沸点の有機物を選択的に分解して除去することができる。光触媒で分解されにくい分子量が比較的大きい高沸点の有機物は、光触媒ユニットを通過して（又はバイパスして）吸着剤フィルタユニットに至り、吸着剤フィルタに吸着されることで除去される。
【００２２】
本発明の流体浄化装置において重要な点は、被処理流体を光触媒ユニット、吸着剤フィルタユニットの順で処理し、汚染物を除去することにある。この順番を守ることによって、吸着剤フィルタユニットには分子量の大きい汚染物が選択的に流れ、吸着剤フィルタの吸着能力を長時間維持することが可能となる。この順番を逆にし、被処理流体を先に吸着剤フィルタユニットに供給すると、吸着剤フィルタは分子量の大きさにかかわらず汚染物質を吸着するため、吸着剤フィルタは分子量の小さい汚染物質で飽和されるまでそれを吸着することになり、分子量の大きい汚染物質の吸着容量がその分だけ低下してしまう。
【００２３】
本発明で使用する光触媒ユニットは、光触媒とこれを励起するための励起光源から構成される。光触媒は、一例として、ガラス材料等の透明な支持体に担持して使用される。代表的な光触媒は酸化チタン（ＴｉＯ2）であり、これは紫外線の照射により励起されて、低分子量の汚染物質、例えばアセトン、メタノール、エタノール、メチルエチルケトンなどを酸化分解する。
【００２４】
励起光源としては、光触媒の励起に有効な光を放射する紫外線ランプ又は放電による発光体を使用することができる。励起光源は、光触媒とともに同一雰囲気中に配置してもよく、あるいは光触媒の位置する雰囲気とは隔離して設置してもよい。前者の場合、励起光源は光触媒とともに被処理流体の流れにさらされ、そして光触媒に比較的隣接して配置される。後者の場合、励起光源は、例えば石英ガラスのような光透過性の隔壁を介して光触媒から隔てられ、汚染物質を含む被処理流体と直接接触することはない。
【００２５】
光触媒は、処理対象の汚染物質の種類に応じて選ばれ、それを励起するための光源は選定した光触媒の種類に応じて選ばれる。代表的光触媒の酸化チタンの場合、１５０〜４５０ｎｍの波長帯の紫外線を放射するランプ又は放電による発光体を好適に使用することができる。
【００２６】
光触媒ユニットは広く知られており、ここで更に説明するには及ばないが、一例として、特開２００１−６２２５３号公報に開示された、ガラス管の内面又は内外面に酸化チタンの薄膜を形成した光触媒を使用するものを挙げることができる。
【００２７】
吸着剤フィルタユニットは、活性炭、活性炭に添着した中和反応体、もしくはイオン交換繊維等のイオン交換基など、又はそれらの組み合わせを含む層状のエレメントから構成されるものである。吸着剤フィルタとしては、例えばケミカルフィルタという名称で供給されるものを使用することができる。例えば、粒状又は繊維状活性炭等は、物理的吸着による有機性ガスの除去又はオゾンガスの分解に適し、炭酸カリウムなどを添着させた粒状又は繊維状活性炭等は、化学的吸着による酸性ガスの除去に適している。酸性ガスは、イオン交換繊維等のイオン交換基を用いた吸着剤フィルタによるイオン交換で除去してもよい。アルカリ性ガスは、燐酸を添着した粒状又は繊維状活性炭等による化学的吸着、又はイオン交換繊維等のイオン交換基とのイオン交換で除去することができる。
【００２８】
吸着剤フィルタは、ＨＥＰＡフィルタあるいはＵＬＰＡフィルタ等の高性能除塵フィルタでも除去できないような分子レベルの汚染物質を除去できるとは言え、汚染物質の吸着が飽和に近くなると、汚染物質の分子の大きさにより、吸着性能に差が生じる。いろいろな汚染物質分子の吸着性能を表１、２に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】
【表２】
【００３１】
表１は、吸着開始時の吸着剤フィルタの吸着性能を示している。この表に示した各汚染物質分子は、いずれも吸着剤フィルタにより吸着保持される。表２は、吸着が進行し、飽和に近くなったときの吸着性を示している。表の一番左側の欄の化合物は吸着剤フィルタに捕捉されず、通過し始める。これらは比較的分子量の小さい化合物である。表の左から２番目と３番目の欄の化合物は、吸着されるが後に脱離して吸着剤フィルタから漏出してくることがある。表の一番右の欄の化合物は、脱着することなしに吸着剤に吸着保持されたままとなる。これらは比較的分子量の大きい化合物である。（表１，２において、Ｄ２〜Ｄ６は基本構成単位−Ｓｉ（ＣＨ3）2Ｏ−がそれぞれ２〜６個のシリコーン化合物、ＭＥＫはメチルエチルケトン、ＩＰＡはイソプロピルアルコール、ＰＧＭＥＡはプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ＰＧＭＥはプロピレングリコールモノメチルエーテル、ＮＭＰはＮ−メチルピロリドン、ＤＢＰはフタル酸ジブチル、ＤＯＰはフタル酸ジオクチル、ＴＢＰはリン酸トリブチルを表している。）
【００３２】
これらの表から明らかなとおり、比較的分子量の小さい汚染物質、すなわち低沸点の汚染物質は、吸着剤フィルタが飽和に近づくと吸着されずに通過するか、あるいは吸着、脱離を繰り返し、それにより吸着剤フィルタの吸着能力が失われやすい。これに対し、比較的分子量の大きい有機物、すなわち高沸点の汚染物質は、比較的長期間吸着を継続することができ、飽和後も脱離することが少ない。
【００３３】
例えばクリーンルーム環境を保持するための環境制御装置として用いられる流体浄化装置が取り扱う被処理流体（汚染物質を含む空気）に含まれる汚染物質は、その種類と量が経時的に変動する。被処理流体が、飽和近くなると吸着剤フィルタに捕捉されにくい比較的低分子量の汚染物質と、飽和近くなっても吸着剤フィルタに捕捉される比較的高分子量の汚染物質の両方を含む場合、被処理流体を本発明に従って光触媒ユニット、吸着剤フィルタユニットの順に流すと、被処理流体中の低分子量汚染物質は光触媒により分解除去され、そのため吸着剤フィルタユニットは高分子量汚染物質を含む被処理流体を処理することができる。これにより、光触媒ユニットがなければ吸着剤フィルタユニットにやって来る、吸着剤フィルタでの吸着除去にとって必ずしも適していない低分子量汚染物質が吸着剤フィルタユニットに至ることがなくなるので、吸着剤の吸着部位の実質的に全てを、そこでの吸着除去に適した高分子量汚染物質用に当てることが可能になる。これはまた、吸着剤フィルタの有効寿命を延ばすことにも通じる。
【００３４】
被処理流体が専ら低分子量の汚染物質を含む場合には、汚染物質は光触媒ユニットで分解除去され、吸着剤フィルタユニットは実質的に無負荷の運転となる。このような場合、被処理流体は光触媒ユニットでの処理後に、吸着剤フィルタユニットをバイパスさせることが可能である。
【００３５】
被処理流体が専ら高分子量汚染物質を含む場合には、汚染物質は実質的に処理されることなく光触媒ユニットを通過して吸着フィルタユニットに至り、そこで吸着除去される。このような場合には、被処理流体は光触媒ユニットをバイパスさせることが可能である。このバイパスは、光触媒ユニットがそこで分解除去できない汚染物質で汚染される可能性を排除する点で、有利である。
【００３６】
吸着フィルタユニットの下流には、除塵フィルタユニットを配置することができる。このユニットは、環境制御装置に導入される被処理流体中に最初から含まれていた微粒子状の汚染物質はもちろん、環境制御装置での処理中に生じる微粒子状の異物（例えば、吸着剤フィルタから処理中に微粒子状のゴミが発生することがある）も捕捉することにより、あらゆる種類の汚染物質を含まない清浄な流体の供給を可能にする。除塵フィルタとしては、クリーンルーム用の空気の浄化で広く使用されているＨＥＰＡフィルタ、あるいはＵＬＰＡフィルタ等を用いることができる。
【００３７】
本発明の流体浄化装置は、被処理流体の移送を可能にする流体移送手段を含むことができる。被処理流体が気体の場合、この手段として、ファンを使用することができる。好ましくは、このファンはユニット化して、光触媒ユニット、吸着剤フィルタユニット、そして除塵フィルタを含む場合除塵フィルタユニットと一体にされる。装置の設置条件などから、ファンはその他のユニットと分離して設置しても差し支えない。被処理流体が液の場合は、流体移送手段としてはポンプが一般に使用される。ポンプもユニット化し、そして他のユニットと一体にすることができ、あるいはそれらと分離して設置することができる。
【００３８】
本発明の流体浄化装置においてユニット化（あるいはモジュール化）した構成機器（光触媒、吸着剤フィルタ、除塵フィルタ、流体移送手段）を用いることには、その製造、組み立てや、保守・点検が容易になるという利点がある。例えば、吸着剤フィルタユニットや除塵フィルタユニットを、フィルタエレメントを引き出し式に着脱可能なように作製することにより、フィルタエレメントの交換を容易にすることができる。
【００３９】
本発明の流体浄化装置は、装置に導入する被処理流体及び装置で浄化された流体の一方又は両方の汚染物質を分析する分析器（測定モニタ）を含むこともできる。流体浄化装置への入口側に設けた分析器による分析データを使用して、先に述べた被処理流体の光触媒ユニット又は吸着剤フィルタユニットへの選択的導入のための切り換えを行うことができる。更に、流体浄化装置の出口側に設けた分析器を使用すれば、処理済みの流体中になおも汚染物質が検出された場合に流体を上流側へ戻して再処理することも可能になる。分析器としては、流体浄化装置で処理する流体に含まれることが想定される汚染物質の検出に有効な既知の分析機器を使用することができる。
【００４０】
一例として、ガスクロマトグラフィーを利用した分析を説明する。アセトン、ＭＥＫなどの低沸点の汚染物質と、ＤＢＰ、ＤＯＰなどの高沸点の汚染物質を含む気体の被処理流体を、流体浄化装置の上流側、すなわち被処理流体の入口側の試料を使ってガスクロマトグラフで分析すれば、図１（ａ）に示したような、低沸点成分のピークと高沸点成分のピークの両方を含むガスクロマトグラムが得られ、このとき被処理流体は光触媒ユニットと吸着剤フィルタユニットの両方を通して浄化される。
【００４１】
図１（ｂ）に示したように、流体浄化装置の上流側の試料中に低沸点成分が検出された場合は、被処理流体を光触媒ユニットで処理するようにし、そして光触媒ユニットから出てきた流体は、場合により吸着剤フィルタユニットを通さずにバイパスさせてもよい。一方、図１（ｃ）に示したように、流体浄化装置の上流側の試料中に高沸点成分が検出された場合には、被処理流体を光触媒ユニットをバイパスさせて直接吸着剤フィルタユニットに導入することが可能である。図１（ｄ）は、流体浄化装置の出口側で得られるガスクロマトグラムを示しており、バックグラウンドの応答のみが記録され、汚染物質に対応するピークは見られない。このガスクロマトグラムに、浄化装置からの流体に汚染物質の一部が含まれることを示すピークが観測された場合には、その流体を浄化装置の上流側へ戻すこともできる。
【００４２】
被処理流体あるいは処理済み流体の行き先の変更は、手動で行ってもよく、自動で行ってもよい。自動の場合には、分析器からの信号を処理して変更を自動的に行う信号を発生する制御ユニットを使用することができる。
【００４３】
次に、本発明の流体浄化装置を図面を参照して更に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００４４】
図２は、本発明の流体浄化装置で使用する光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の組み合わせを示す概略図である。被処理流体としては、例えば、クリーンルーム内の空気に代表される気体を用いることができ、あるいは半導体デバイス生産設備で使用した純水を用いてもよい。被処理流体は、光触媒ユニット２、吸着剤フィルタ３の順番でこの組み合わせを通過する。
【００４５】
光触媒ユニット２には、１５０〜４５０ｎｍの波長帯の紫外線ランプ、又は放電に伴う発光体４と、ガラス材料等の支持体表面上に担持したＴｉＯ2などの光触媒５が含まれており、このユニットは、例えば特開２００１−６２２５３号明細書に示されたような構造を持つものとして製作することができる。
【００４６】
吸着剤フィルタユニット３は、例えば活性炭、活性炭に添着した中和反応体、あるいはイオン交換繊維等のイオン交換基のような、被処理流体中の汚染物質の吸着除去に適した吸着フィルタを使って製作される。
【００４７】
この組み合わせを使って、無機系もしくは有機系ガス、オゾンガス等の汚染物質を除去することができる。
【００４８】
吸着剤フィルタは、通常は活性炭をベースにしており、吸着量の増大に伴い、例えばアセトン、メタノール、エタノールのような比較的分子量の小さい有機物、すなわち低沸点の有機物から捕捉能力を失っていく傾向にある。例えば中和反応体を添着したような吸着剤フィルタは、吸着量の増大に伴い、吸着剤フィルタが飽和される前に、アセトン、メタノール、エタノールのような分子量の小さい有機物を吸着することができなくなり、これらの物質は吸着剤フィルタユニットを通過してしまうようになる。それらよりやや分子量の大きい、酢酸、蟻酸、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）のような有機物は、吸着した後に脱離する可能性がある。そのため、これらの比較的分子量の小さい有機物は吸着剤フィルタで完全に除去するのにそれほど適しているとは言えない。
【００４９】
一方で光触媒ユニット２は、光触媒作用によって汚染物質を分解するものであり、例えばアセトン、メタノール、エタノールのような分子量の小さい有機物、すなわち低沸点の有機物の分解に優れているが、例えばキシレン、エチルベンゼン、のような比較的分子量の大きい有機物、すなわち高沸点の有機物の分解には、分解効率の面で問題がある。
【００５０】
そこで、被処理流体中の例えばアセトン、メタノール、エタノールのような分子量の小さい有機物、及びこれらよりもやや分子量の大きい酢酸、蟻酸、イソプロピルアルコールのような有機物を、まず光触媒ユニット２で分解、除去し、次に吸着剤フィルタユニット３で、光触媒ユニット２で分解、除去できなかった例えばキシレン、エチルベンゼン、シクロヘキサノンのような比較的分子量の大きい有機物を吸着、除去することにより、様々な汚染物質を含む被処理流体を効率よく処理して浄化することができる。また、吸着剤フィルタユニット３を比較的分子量の大きい汚染物質の吸着除去に専念させることができることから、吸着剤フィルタの吸着能力を長く維持することができる。
【００５１】
光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３を効果的に働かせる運転条件は、それらで用いる光触媒と吸着剤フィルタのタイプに依存して決定することができる。
【００５２】
図３に、図２に示した光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の組み合わせを取り入れた本発明の流体浄化装置の一態様を示す。
この態様の装置１は、光触媒ユニット２、吸着剤フィルタユニット３、流体移送手段のユニット８、及び除塵フィルタユニット９をこの順に配列し一体化して構成されており、被処理流体が光触媒ユニット２側から装置１に入り、浄化された流体が除塵フィルタユニット９から出てゆく。このような装置１は、例えば、クリーンルームの壁面又は天井面等、あるいは半導体デバイスなどの生産設備の壁面又は天井面等に設けられ、被処理流体としてのクリーンルーム内の空気を清浄にするのに使用することができる。設置場所の制約により各ユニットを一体化するのが困難な場合などには、それらを隣接せずに離して設置することも可能である。
【００５３】
図３に示した装置１において、ユニット８の流体移送手段としては、被処理流体が気体の場合はファンを、被処理流体が液体の場合はポンプを使用することができる。流体移送手段がファンの場合のユニット８は、図に示した吸着剤フィルタ３と除塵フィルタ９の間に限らず、例えば光触媒ユニット２の上流側に配置してもよく、ユニット８以外のユニット２、３、９の組み合わせと切り離した位置に配置することも可能である。この場合も、流体移送手段のユニット８は、例えば、光触媒ユニット２の上流側に接続するように、あるいは吸い込み側が吸着剤フィルタユニット３の出口側に接続し、そして吐出側が除塵フィルタの入口側に接続するようにすることが可能である。流体移送手段がポンプの場合のユニット８も、任意の位置に配置することができるが、好ましくは光触媒ユニット２の上流側に配置される。被処理流体が気体の場合も液体の場合も、流体移送手段が潜在的汚染源となるので、ユニット８は除塵フィルタユニット９の上流側に設置するのが好ましい。
【００５４】
図４（ａ）〜４（ｃ）に、本発明の流体浄化装置１を環境制御装置として使用する場合の、浄化装置１と制御しようとする環境との位置関係の代表的なものを例示する。図４（ａ）は、浄化装置１を閉鎖系製造装置又は作業ブース１１の天井部に設置した例であり、浄化装置１で浄化した空気を送り込むことにより製造装置又は作業ブース１１内の作業環境を清浄な状態に保つことができる。図４（ｂ）は、浄化装置１を閉鎖系製造装置又は作業ブース１１に隣接して設置した例であり、やはり製造装置又は作業ブース１１内の作業環境を清浄な状態に保つのに使用することができる。この例は、製造装置又は作業ブース１１の天井部に浄化装置１を設置するスペースがない場合に採用することができ、場合によっては浄化装置１を製造装置又は作業ブース１１の壁に直結して設置することも可能である。図４（ａ）と４（ｂ）の例において、製造装置又は作業ブース１１をクリーンルームに替えれば、クリーンルームの作業環境の制御が可能になる。図４（ｃ）は、クリーンルーム内の製造装置又は作業ブース１１からの排気系に浄化装置１を取り入れた例であり、製造装置又は作業ブース１１からの排気中に含まれる汚染物質を除去することでクリーンルームの二次汚染を防止するのに使用することができる。この場合には、クリーンルーム内の作業環境を清浄に制御することになり、そしてその結果として、製造装置又は作業ブース１１自体への清浄空気の供給のために図４（ａ）又は４（ｂ）に示したように設置される別の浄化装置（図示せず）の効率の向上、あるいは特に吸着剤フィルタユニットの長寿命化に寄与することができる。
【００５５】
本発明の浄化装置を、ウエハなどの搬送のために局所クリーン保管部が必要な搬送台車に設置し、そしてこの台車を、これまでボックス搬送手段が一般的であったウエハ等の搬送手段の代わりに使用することも可能である。
【００５６】
図５は、先の例で説明した光触媒ユニット２、吸着剤フィルタユニット３、ファンから構成される流体移送用のユニット８、除塵フィルタ９に加えて、被処理ガスの汚染物質濃度測定モニタ１５、被処理ガスの流動経路を切り換えるためのバルブ１１、１２、１３、１４、そして汚染物質濃度に応じてバルブを切り換えるための制御部１６で構成されている、クリーンルームの環境制御に使用することが可能な本発明の流体浄化装置１０を示している。この場合の非処理ガスは、汚染物質を含有している可能性のある空気である。
【００５７】
例えば、汚染物質濃度測定モニタ１５、１７として、クリーンルーム内での有機物による汚染の原因と考えられている、やや分子量の小さい有機物のＩＰＡと、比較的分子量の大きい有機物のシクロヘキサノンの量を測定するモニタを使用する。
【００５８】
クリーンルームに導入される被処理ガスの空気中にＩＰＡの含まれることが汚染物質濃度測定モニタ１５で検出される場合は、制御部１６からの信号によりバルブ１１が開き、バルブ１２が閉じて、光触媒ユニット２でＩＰＡを分解、除去する。光触媒ユニット２でＩＰＡを除去したガスは、やはり制御部１６からの信号によりバルブ１３を閉じ、バルブ１４を開いて吸着剤フィルタユニット３をバイパスすることができる。ＩＰＡを除去したガスは、次いで流体移送用のユニット８により除塵フィルタ９を通してクリーンルーム内へ供給される。
【００５９】
被処理ガスの空気中にＩＰＡが検出されず、シクロヘキサノンが検出される場合は、制御部１６からの信号によりバルブ１１を閉じ、バルブ１２を開いてガスを光触媒ユニット２をバイパスさせて吸着剤フィルタユニット３へ直接送り、吸着剤フィルタによりシクロヘキサノンを吸着、除去する。
【００６０】
被処理ガスの吸気中にＩＰＡとシクロヘキサノンの両方が検出される場合は、バルブ１１、１３が開き、バルブ１２、１４が閉じて、ＩＰＡを光触媒ユニット２で分解、除去した後、シクロヘキサノンを吸着剤フィルタユニット３で吸着、除去する。
【００６１】
光触媒ユニット２は、光触媒での分解、除去に適した分子量の小さい有機物が被処理ガス中に含まれている場合に、バルブ１１を開いて被処理ガスを受け取り、そうでない場合はバルブ１１を閉じて被処理ガスをバイパスさせることができるため、励起光源の紫外線ランプ又は放電に伴う発光体の長寿命化に寄与するとともに、その定期的な洗浄又は交換回数を減らすことができる。同様に、支持体に担持した光触媒の定期的な洗浄又は交換回数を減らすこともできる。
【００６２】
吸着剤フィルタユニット３は、常に分子量の小さい有機物のないガスを受け取り、またこのユニットで処理すべき分子量の大きい有機物がないガスをバイパスさせることもできるため、やはり吸着剤フィルタ３の長寿命化及び吸着剤フィルタの交換回数の減少を実現することができる。
【００６３】
汚染物質濃度測定モニタ１５の測定結果によるバルブ１１、１２、１３、１４の開閉制御は、制御部１６を使用せずに、手動で行ってもよい。
【００６４】
更に、浄化装置１の出口側に汚染物質濃度測定モニタ１７を追加して設置することも可能である。出口側の測定モニタ１７は、光触媒ユニット２又は吸着剤フィルタユニット３の寿命を確認する手段として有効であり、有機物が多く検出される場合は、検出される有機物の種類に応じて、光触媒ユニット２又は吸着剤フィルタユニット３が劣化したと判断することができる。このモニタ１７の測定結果を、バルブ１１、１２、１３、１４の制御によるガス流動経路の変更に反映することも可能である。あるいは、浄化装置１の入口側の汚染物質濃度測定モニタ１５を省き、出口側の測定モニタ１７のみを設けることも可能である。
【００６５】
オゾンガスの測定が可能な汚染物質濃度測定モニタ１７を用いることにより、浄化装置１０をオゾンを含むガスの浄化に利用することもできる。オゾンは半導体ウエハ表面を酸化してしまうため、効率よく除去する必要がある。オゾンは、吸着剤フィルタ３により酸素に還元して除去される。しかし、光触媒はどちらかと言えば酸化剤として機能するため、オゾンの発生に加担することはあっても、その除去に寄与することはできない。そこで、汚染物質濃度測定モニタ１５、１７でオゾンガスが検出された場合は、バルブ１１、１３、１４を閉じて、バルブ１２を開ける。オゾンを含むガスは光触媒ユニット２をバイパスして吸着剤フィルタユニット３に流れるため、効率よくオゾンを除去することができる。
【００６６】
汚染物質濃度測定モニタ１５、１７として、有機物の総量を測定するモニタを使用し、その測定結果に基づいてガスの流動経路を変更するようにしてもよい。これは、例えば、通常の被処理ガス中の汚染物質の種類と量が決まっていて、それ以外の汚染物質として光触媒での処理が有効な物質が被処理ガス中に時折含まれることがあるような場合に、特に有効である。
【００６７】
汚染物質濃度測定モニタ１５、１７は、被処理ガス中の汚染物質の種類と量の変動が予測されるときのような、必要時に設置するようにしてもよい。また、汚染物質濃度測定モニタ１５、１７をガスの流動経路中に設けずに他の場所に設置し、ガス流動経路から採取したサンプルを他の場所に設置した測定モニタで測定してもよい。
【００６８】
更に、バルブ１１、１２、１３、１４の代わりに、ダンパーやスリット式の開閉シャッターを用いることも可能である。また、バルブ１３、１４はなくてもよく、バルブ１１、１２の切り換えのみでも同様な効果は期待できる。
【００６９】
流体浄化装置１０を多段に設置することで、更に効率的な浄化を行うことも可能である。また、流体浄化装置１０自体を、例えばステンレスの箱に入れると、より効率的な浄化が可能になる。
【００７０】
図６は、図５を参照して説明した流体浄化装置１０に、除塵フィルタユニット９の出口側から流体浄化装置の上流側への循環経路と、この循環経路への切り換え用のバルブ１８、１９とを追加した態様の流体浄化装置１０’を示している。この浄化装置１０’を使用して種々の汚染物質を含むガスを浄化する例を、以下で説明する。
【００７１】
最初の例は、半導体デバイスの製造においてシリコンウエハの酸化の原因になる酢酸、蟻酸などの汚染物質を含む空気を被処理ガスとして使用し、汚染物質の総量（ＴＯＣ）を測定する水晶振動子型膜厚モニタを汚染物質濃度測定モニタ１５、１７として使用する。各バルブ１１、１２、１３、１４、１８、１９の切り換えは、ＴＯＣの測定結果に基づき、制御部１６からの信号により自動で行う。
【００７２】
水晶振動子型膜厚モニタ１５で被処理ガスの汚染物濃度を測定する。汚染物濃度が低いときは、バルブ１１、１４を開き、バルブ１２、１３を閉じて、光触媒ユニット２でガスを浄化する。通常、浄化装置１０’の出口側のバルブ１８は開き、循環経路のバルブ１９は閉じておく。汚染物濃度が中レベルの時は、バルブ１１を閉じ、バルブ１２を開いて、吸着剤フィルタユニット３でガスを浄化する。汚染物濃度が高いときは、バルブ１１、１３を開き、バルブ１２、１４を閉じて、光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化する。
【００７３】
水晶振動子型膜厚モニタ１７で浄化ガスの汚染物濃度を監視する。光触媒ユニット２のみでガスを浄化していてモニタ１７で汚染物質が検出されたときは、バルブ１３を開き、バルブ１４を閉じて、光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化するように浄化装置１０’の運転を切り換える。吸着剤フィルタユニット３のみでガスを浄化していて汚染物が検出されたときは、バルブ１１、１３を開き、バルブ１２、１４を閉じて、やはり光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化するように運転を切り換える。光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化していて汚染物質が検出されたときは、バルブ１８を閉じ、バルブ１９を開いてガスを循環させ、再度浄化を行う。
【００７４】
２番目の例は、被処理ガス中の汚染物質としてのＮＯx、ＳＯx、オゾンを除去する。測定モニタ１５、１７に、除去しようとするＮＯx、ＳＯx又はオゾンを測定するためのモニタを使用する。除去対象の汚染物質が２以上の場合は、各汚染物質用の測定モニタを用意する。
【００７５】
測定モニタ１５で被処理ガスの汚染物濃度を測定する。汚染物濃度が高いときは、バルブ１１を閉じ、バルブ１２を開いて、吸着剤フィルタユニット３でガスを浄化する。汚染物濃度が低いときは、バルブ１１、１４を開き、バルブ１２、１３を閉じて、光触媒ユニット２でガスを浄化する。通常、浄化装置１０’の出口側のバルブ１８は開き、バルブ１９は閉じておく。
【００７６】
測定モニタ１７で浄化ガスの汚染物濃度を監視する。光触媒ユニット２のみでガスを浄化していて測定モニタ１７で汚染物が検出されたときは、バルブ１３を開き、バルブ１４を閉じて、光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化するよう、浄化装置１０’の運転を切り換える。吸着剤フィルタユニット３のみでガスを浄化していて汚染物が検出されたときは、バルブ１１、１３を開き、バルブ１２、１４を閉じて、やはり光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化するように運転を切り換える。光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化していて汚染物が検出されたときは、バルブ１８を閉じ、バルブ１９を開いてガスを循環させ、再度浄化処理する。
【００７７】
３番目の例は、アンモニアの除去によりガスを浄化する。測定モニタ１５、１７に、アンモニア測定モニタを使用する。
【００７８】
測定モニタ１５で被処理ガスのアンモニア濃度を測定する。アンモニア濃度が高いときは、バルブ１１、１３を開き、バルブ１２、１４を閉じて、光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化する。アンモニア濃度が低いときは、バルブ１１、１４を開き、バルブ１２、１３を閉じて光触媒ユニット２でガスを浄化するか、あるいはバルブ１１、１４を閉じ、バルブ１２を開いて吸着剤フィルタユニット３で浄化する。通常、浄化装置１０’の出口側のバルブ１８は開き、バルブ１９は閉じておく。
【００７９】
測定モニタ１７で浄化ガスのアンモニア濃度を監視する。アンモニアが検出されたときは、バルブ１８を閉じ、バルブ１９を開いてガスを循環させ、ガスを再度浄化処理する。光触媒ユニット２か吸着剤フィルタユニット３のどちらかのみで浄化を行っていた場合は、ガスを循環させてもよく、あるいは運転を停止していた方のユニットも稼働するようにバルブを切り換えてもよく、あるいはガスを循環させ且つ停止していた方のユニットを稼働するようにしてもよい。
【００８０】
図７は、図６を参照して説明した流体浄化装置１０’の各バルブ１１、１２、１３、１４、１８、１９の切り換えを手動で行う例を示している。この図の流体浄化装置１０”では、測定モニタ１５、１７に、ガスの吸着管であるＴＥＮＡＸ管を使用する。吸着した有機物ガスをＴＥＮＡＸ管から脱着してガスクロマトグラフにより定性、定量分析し、その結果に基づき、各バルブを手動操作する。
【００８１】
分析の結果、分子量の小さい有機物ガスが多いときは、バルブ１１、１４を開き、バルブ１２、１３を閉じて、光触媒ユニット２のみでガスを浄化する。分子量の大きい有機物ガスが多いときは、バルブ１１を閉じ、バルブ１２を開いて、吸着剤フィルタユニット３のみでガスを浄化する。通常、浄化装置１０”の出口側のバルブ１８は開き、循環経路のバルブ１９は閉じておく。
【００８２】
測定モニタ１７で浄化ガスの有機物ガス濃度を監視する。有機物ガスが検出されたときは、バルブ１１、１３を開き、バルブ１２、１４を閉じて、光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化する。光触媒ユニット２と吸着剤フィルタユニット３の両方でガスを浄化していて、測定モニタ１７で分子量の小さい有機物ガスが検出されるときは、光触媒が寿命に達し、分子量の大きい有機物ガスが検出されるときは、吸着剤フィルタが寿命に達していると見なされ、寿命に達したものを交換する。この交換時には、バルブ１８を閉じ、バルブ１９を開き、正常である（交換しない）方の光触媒ユニット２又は吸着剤フィルタ３を通してガスを循環させるよう、バルブ１１〜１４を切り換える。
【００８３】
被処理ガスの流動経路を切り換えて運転する図５〜７の流体浄化装置１０、１０’、１０”において、除塵フィルタユニット９は吸着フィルタユニット３の下流側に配置されているが、これは必ずしも吸着剤フィルタユニット３の下流側に位置する必要はない。例えば、被処理ガスの流動経路切り換え用にバルブ１１、１２で分岐する前の被処理ガス流路に同様の機能の除塵フィルタが設けられている場合には、この除塵フィルタを図５〜７における除塵フィルタ９の代わりに利用してもよい。同様に、図５〜７の流体浄化装置１０、１０’、１０”では流体移送用のユニット８は吸着フィルタユニット３と除塵フィルタ９との間に配置されているが、このユニット８の位置はこれに限定されず、例えば、被処理ガスの流動経路切り換え用にバルブ１１、１２で分岐する前の被処理ガス流路に配置することも可能である。
【００８４】
既に述べたように、本発明の流体浄化装置では、分子量の小さい、低沸点の有機物の分解除去に優れた光触媒ユニットを第１段に配置し、分子量の大きい、高沸点の有機物の吸着除去に優れた吸着剤フィルタを第２段に配置している。図５〜７を参照して説明したように、本発明の流体浄化装置では被処理流体中の汚染物質の種類に応じてどちらかのユニット又は両方のユニットを使って流体の浄化を行うことができるが、被処理流体中の汚染物質の種類にかかわらず、最初は、低分子量、低沸点の有機物の吸着除去もできる吸着剤フィルタユニットにもっぱら被処理ガスを導入するようにしてもよい。浄化が進行し、吸着剤フィルタが飽和に近づくと、低分子量の有機物は吸着剤フィルタを通過し始め、浄化装置の出口側に設けられた測定モニタで検出され始める。この時点で、被処理流体の流動経路を変更して光触媒ユニットから導入するようにし、そこで低分子量の有機物を分解除去したガスを吸着剤フィルタユニットに供給することができる。こうして吸着剤フィルタユニットには分子量の大きい有機物が供給されるため、飽和に近づいた吸着剤フィルタでのガスの浄化を更に継続することが可能になる。
【００８５】
あるいはまた、被処理流体の流動経路の変更を行わず、被処理流体を常に光触媒ユニット、吸着剤フィルタユニットの順に浄化処理することも可能である。この場合にも、光触媒ユニットで低分子量の有機物が分解除去されたガスが吸着剤フィルタユニットに供給されるため、吸着剤フィルタの最大限の能力を有効利用することができる。
【００８６】
本発明の流体浄化装置には、図８に示したように、チラー等を利用した恒温・恒湿ユニット２２を付加することも可能である。この図に示した流体浄化装置２１は、恒温・恒湿ユニット２２を光触媒ユニット２の手前に含むことを除き、図５〜７を参照して説明した流体浄化装置１０、１０’、１０”と同様に構成することができ、図８に示した参照符号で図５〜７で用いたのと同じものはそれらに示したのと同じユニットを示している。図８の装置は、もちろんながら、図５〜７に示されていてこの図に示されていない機器（バルブ、測定モニタ、制御部）を含むこともできる。ユニットを分離して配置可能なこと、流体移送手段８の位置の変更が可能なことも、先に説明した浄化装置１０、１０’、１０”の場合と同様である。
【００８７】
恒温・恒湿ユニット２２を用いることにより、それに続く光触媒ユニット２、吸着剤フィルタユニット３でのガスの浄化に最適な条件のガスを供給することができる。
【００８８】
また、図８に示した恒温・恒湿ユニット２２を備えた流体浄化装置も、ウエハなどの搬送のために局所クリーン保管部が必要な搬送台車に設置し、この台車をこれまでボックス搬送手段が一般的であったウエハ等の搬送手段の代わりに使用することができる。
【００８９】
図９に、本発明の流体浄化装置３１をクリーンブース３０内の環境制御のために用いた例を示す。この流体浄化装置３１も、図５〜７を参照して説明した流体浄化装置１０、１０’、１０”と同様に構成することができ、図９に示した参照符号で図５〜７で用いたのと同じものはそれらに示したのと同じ構成要素を示している。図８の装置も、図５〜７に示されていてこの図に示されていない構成要素（バルブ、制御部）を含むことができる。ユニットを分離して配置可能なこと、流体移送手段８の位置の変更が可能なことも、先の浄化装置１０、１０’、１０”の場合と同様である。
【００９０】
外気を導入して浄化装置３１で処理した浄化空気をクリーンブース３０へ供給する。クリーンブース３０内の空気の浄化効率を高めるため、浄化装置３１で処理するガス量のうちの、例えば９０％を、循環流路３３によりクリーンブース３０から取り出し、浄化装置３１へ導入する外気と一緒にしてもよい。この循環により、浄化装置３１の浄化効率を上げることができる（浄化装置３１からクリーンブース３０へ供給される清浄空気と同じ空気が循環するとし、その循環量を浄化装置３１の処理ガス量の９０％とすれば、浄化装置３１の浄化効率は１０倍向上することになる）。
【００９１】
更に、浄化装置３１の手前に、図８を参照して説明したような恒温・恒湿ユニットを設けることも可能である。
【００９２】
図１０に、本発明の流体浄化装置４１をＳＭＩＦ−ボックス４２の開口部４０の環境制御のために用いた例を示す。この流体浄化装置４１も、図５〜７を参照して説明した流体浄化装置１０、１０’、１０”と同様に構成することができ、図１０に示した参照符号で図５〜７で用いたのと同じものはそれらに示したのと同じ構成要素を示している。図１０の装置も、図５〜７に示されていてこの図に示されていない構成要素（バルブ、制御部）を含むことができる。ユニットを分離して配置可能なこと、流体移送手段８の位置の変更が可能なことも、先の浄化装置１０、１０’、１０”の場合と同様である。
【００９３】
ＳＭＩＦ−ボックス４２の開口部４０は、デバイス製造過程のウエハ４８などをＳＭＩＦ−ボックス４２より自動で出し入れする部分であり、その環境浄化は、ＳＭＩＦ−ボックス４２の開閉時にのみ必要とされる。この必要時に、浄化装置４１からの浄化空気をＳＭＩＦ−ボックス開口部４０へ供給し、供給不要時には、循環流路４３により全量を浄化装置４１へ戻し、循環させる。この切り換えは、図示しないバルブで行うことができる。
【００９４】
本発明は、以上説明したとおりであるが、その特徴を種々の態様とともに付記すれば、次のとおりである。
（付記１）被処理流体から汚染物質を除去してそれを浄化する装置であって、被処理流体中の汚染物質を分解可能な光触媒及びこの光触媒を励起するための励起光源を有する光触媒ユニットと、被処理流体中の汚染物質を吸着し得る吸着剤フィルタユニットとを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニットを吸着剤フィルタユニットの上流側に配置し、且つ更に、吸着剤フィルタユニットの下流側に配置した除塵フィルタユニットを含むことを特徴とする流体浄化装置。
（付記２）前記被処理流体を前記光触媒ユニット又は前記吸着剤ユニットへ選択的に導入する切り換え手段を更に含む、付記１記載の流体浄化装置。
（付記３）被処理流体から汚染物質を除去してそれを浄化する装置であって、被処理流体中の汚染物質を分解可能な光触媒及びこの光触媒を励起するための励起光源を有する光触媒ユニットと、被処理流体中の汚染物質を吸着し得る吸着剤フィルタユニットとを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニットを吸着剤フィルタユニットの上流側に配置し、且つ更に、被処理流体を光触媒ユニット又は吸着剤ユニットへ選択的に導入する切り換え手段を含むことを特徴とする流体浄化装置。
（付記４）前記被処理流体が前記光触媒ユニットでの光触媒作用による除去に適した汚染物質を含むとき、当該被処理流体を前記光触媒ユニットに導入し、前記被処理流体が前記吸着剤ユニットでの吸着による除去に適した汚染物質を含むとき、当該被処理流体を吸着剤フィルタユニットに導入する、付記２又は３記載の流体浄化装置。
（付記５）前記被処理流体が前記光触媒ユニットでの光触媒作用による除去に適した汚染物質を含むとき、前記光触媒ユニットで処理したガスに前記吸着剤ユニットをバイパスさせる、付記４記載の流体浄化装置。
（付記６）前記被処理流体中の汚染物質の濃度が低いときはそれを選択的に前記光触媒ユニットで浄化し、前記被処理流体中の汚染物質の濃度が中レベルのときはそれを選択的に前記吸着剤フィルタユニットで浄化し、前記被処理流体中の汚染物質の濃度が高いときは前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方でそれを浄化する、付記２又は３記載の流体浄化装置。
（付記７）浄化した流体中に前記汚染物質が検出された場合において、前記被処理流体を選択的に前記光触媒ユニットで浄化していたときは前記吸着剤フィルタユニットでも当該被処理流体を浄化するよう当該流体浄化装置の運転を切り換え、前記被処理流体を選択的に前記吸着剤フィルタユニットで浄化していたときは前記光触媒ユニットでも当該被処理ガスを浄化するよう当該流体浄化装置の運転を切り換え、前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方で前記被処理流体を浄化していたときは当該流体を循環させて当該流体浄化装置において再度浄化処理する、付記６記載の流体浄化装置。
（付記８）当該流体浄化装置で除去しようとする汚染物質が１種類であり、前記被処理流体中の当該汚染物質の濃度が高いときは前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方で当該被処理流体を浄化し、当該汚染物質の濃度が低いときは前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットのどちらか一方で当該被処理流体を浄化する、付記２又は３記載の流体浄化装置。
（付記９）前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方で浄化を行っていた場合において、前記浄化を受けた被処理流体中に前記汚染物質が検出されたとき、当該被処理流体を循環させる、付記８記載の流体浄化装置。
（付記１０）前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットのどちらか一方で浄化を行っていた場合において、当該浄化を受けた被処理流体中に前記汚染物質が検出されたとき、当該被処理流体を循環させるか、浄化を行っていなかった方のユニットも浄化に使用するか、あるいは当該被処理流体を循環させて且つ浄化を行っていなかった方のユニットも浄化に使用する、付記８記載の流体浄化装置。
（付記１１）前記切り換え手段が自動式の手段である、付記２又は３記載の流体浄化装置。
（付記１２）前記切り換え手段が手動式の手段である、付記２又は３記載の流体浄化装置。
（付記１３）前記被処理流体を移送するための流体移送手段を更に含む、付記２記載の流体浄化手段。
（付記１４）前記流体移送手段が前記吸着剤フィルタユニットと前記除塵フィルタユニットとの間に位置する、付記１３記載の流体浄化装置。
（付記１５）前記被処理流体を移送するための流体移送手段を更に含む、付記３記載の流体浄化手段。
（付記１６）前記吸着剤フィルタユニットの下流側に配置した除塵フィルタユニットを更に含み、且つ、前記流体移送手段が前記吸着剤フィルタユニットと当該除塵フィルタユニットとの間に位置している、付記１５記載の流体浄化装置。
【符号の説明】
【００９５】
１、１０、１０’、１０”、２１、３１、４１ 流体浄化装置
２ 光触媒ユニット
３ 吸着剤フィルタユニット
８ 流体移送手段のユニット
９ 除塵フィルタユニット
１１、１２、１３、１４、１８、１９ バルブ
１５、１７ 汚染物質濃度測定モニタ
１６ 制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理流体から汚染物質を除去してそれを浄化する装置であって、被処理流体中の汚染物質を分解可能な光触媒及びこの光触媒を励起するための励起光源を有する光触媒ユニットと、被処理流体中の汚染物質を吸着し得る吸着剤フィルタユニットとを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニットを吸着剤フィルタユニットの上流側に配置し、且つ更に、吸着剤フィルタユニットの下流側に配置した除塵フィルタユニットを含むことを特徴とする流体浄化装置。
【請求項２】
前記被処理流体を前記光触媒ユニット又は前記吸着剤ユニットへ選択的に導入する切り換え手段を更に含む、請求項１記載の流体浄化装置。
【請求項３】
被処理流体から汚染物質を除去してそれを浄化する装置であって、被処理流体中の汚染物質を分解可能な光触媒及びこの光触媒を励起するための励起光源を有する光触媒ユニットと、被処理流体中の汚染物質を吸着し得る吸着剤フィルタユニットとを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニットを吸着剤フィルタユニットの上流側に配置し、且つ更に、被処理流体を光触媒ユニット又は吸着剤ユニットへ選択的に導入する切り換え手段を含むことを特徴とする流体浄化装置。
【請求項４】
前記被処理流体が前記光触媒ユニットでの光触媒作用による除去に適した汚染物質を含むとき、当該被処理流体を前記光触媒ユニットに導入し、前記被処理流体が前記吸着剤ユニットでの吸着による除去に適した汚染物質を含むとき、当該被処理流体を吸着剤フィルタユニットに導入する、請求項２又は３記載の流体浄化装置。
【請求項５】
前記被処理流体が前記光触媒ユニットでの光触媒作用による除去に適した汚染物質を含むとき、前記光触媒ユニットで処理したガスに前記吸着剤ユニットをバイパスさせる、請求項４記載の流体浄化装置。
【請求項６】
前記被処理流体中の汚染物質の濃度が低いときはそれを選択的に前記光触媒ユニットで浄化し、前記被処理流体中の汚染物質の濃度が中レベルのときはそれを選択的に前記吸着剤フィルタユニットで浄化し、前記被処理流体中の汚染物質の濃度が高いときは前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方でそれを浄化する、請求項２又は３記載の流体浄化装置。
【請求項７】
浄化した流体中に前記汚染物質が検出された場合において、前記被処理流体を選択的に前記光触媒ユニットで浄化していたときは前記吸着剤フィルタユニットでも当該被処理流体を浄化するよう当該流体浄化装置の運転を切り換え、前記被処理流体を選択的に前記吸着剤フィルタユニットで浄化していたときは前記光触媒ユニットでも当該被処理ガスを浄化するよう当該流体浄化装置の運転を切り換え、前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方で前記被処理流体を浄化していたときは当該流体を循環させて当該流体浄化装置において再度浄化処理する、請求項６記載の流体浄化装置。
【請求項８】
当該流体浄化装置で除去しようとする汚染物質が１種類であり、前記被処理流体中の当該汚染物質の濃度が高いときは前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方で当該被処理流体を浄化し、当該汚染物質の濃度が低いときは前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットのどちらか一方で当該被処理流体を浄化する、請求項２又は３記載の流体浄化装置。
【請求項９】
前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方で浄化を行っていた場合において、前記浄化を受けた被処理流体中に前記汚染物質が検出されたとき、当該被処理流体を循環させる、請求項８記載の流体浄化装置。
【請求項１０】
前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットのどちらか一方で浄化を行っていた場合において、当該浄化を受けた被処理流体中に前記汚染物質が検出されたとき、当該被処理流体を循環させるか、浄化を行っていなかった方のユニットも浄化に使用するか、あるいは当該被処理流体を循環させて且つ浄化を行っていなかった方のユニットも浄化に使用する、請求項８記載の流体浄化装置。
【請求項１】
被処理流体から汚染物質を除去してそれを浄化する装置であって、被処理流体中の汚染物質を分解可能な光触媒及びこの光触媒を励起するための励起光源を有する光触媒ユニットと、被処理流体中の汚染物質を吸着し得る吸着剤フィルタユニットとを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニットを吸着剤フィルタユニットの上流側に配置し、且つ更に、吸着剤フィルタユニットの下流側に配置した除塵フィルタユニットを含むことを特徴とする流体浄化装置。
【請求項２】
前記被処理流体を前記光触媒ユニット又は前記吸着剤ユニットへ選択的に導入する切り換え手段を更に含む、請求項１記載の流体浄化装置。
【請求項３】
被処理流体から汚染物質を除去してそれを浄化する装置であって、被処理流体中の汚染物質を分解可能な光触媒及びこの光触媒を励起するための励起光源を有する光触媒ユニットと、被処理流体中の汚染物質を吸着し得る吸着剤フィルタユニットとを含み、被処理流体の流動方向に対し光触媒ユニットを吸着剤フィルタユニットの上流側に配置し、且つ更に、被処理流体を光触媒ユニット又は吸着剤ユニットへ選択的に導入する切り換え手段を含むことを特徴とする流体浄化装置。
【請求項４】
前記被処理流体が前記光触媒ユニットでの光触媒作用による除去に適した汚染物質を含むとき、当該被処理流体を前記光触媒ユニットに導入し、前記被処理流体が前記吸着剤ユニットでの吸着による除去に適した汚染物質を含むとき、当該被処理流体を吸着剤フィルタユニットに導入する、請求項２又は３記載の流体浄化装置。
【請求項５】
前記被処理流体が前記光触媒ユニットでの光触媒作用による除去に適した汚染物質を含むとき、前記光触媒ユニットで処理したガスに前記吸着剤ユニットをバイパスさせる、請求項４記載の流体浄化装置。
【請求項６】
前記被処理流体中の汚染物質の濃度が低いときはそれを選択的に前記光触媒ユニットで浄化し、前記被処理流体中の汚染物質の濃度が中レベルのときはそれを選択的に前記吸着剤フィルタユニットで浄化し、前記被処理流体中の汚染物質の濃度が高いときは前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方でそれを浄化する、請求項２又は３記載の流体浄化装置。
【請求項７】
浄化した流体中に前記汚染物質が検出された場合において、前記被処理流体を選択的に前記光触媒ユニットで浄化していたときは前記吸着剤フィルタユニットでも当該被処理流体を浄化するよう当該流体浄化装置の運転を切り換え、前記被処理流体を選択的に前記吸着剤フィルタユニットで浄化していたときは前記光触媒ユニットでも当該被処理ガスを浄化するよう当該流体浄化装置の運転を切り換え、前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方で前記被処理流体を浄化していたときは当該流体を循環させて当該流体浄化装置において再度浄化処理する、請求項６記載の流体浄化装置。
【請求項８】
当該流体浄化装置で除去しようとする汚染物質が１種類であり、前記被処理流体中の当該汚染物質の濃度が高いときは前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方で当該被処理流体を浄化し、当該汚染物質の濃度が低いときは前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットのどちらか一方で当該被処理流体を浄化する、請求項２又は３記載の流体浄化装置。
【請求項９】
前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットの両方で浄化を行っていた場合において、前記浄化を受けた被処理流体中に前記汚染物質が検出されたとき、当該被処理流体を循環させる、請求項８記載の流体浄化装置。
【請求項１０】
前記光触媒ユニットと前記吸着剤フィルタユニットのどちらか一方で浄化を行っていた場合において、当該浄化を受けた被処理流体中に前記汚染物質が検出されたとき、当該被処理流体を循環させるか、浄化を行っていなかった方のユニットも浄化に使用するか、あるいは当該被処理流体を循環させて且つ浄化を行っていなかった方のユニットも浄化に使用する、請求項８記載の流体浄化装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１７７１３（Ｐ２０１０−１７７１３Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３７４１２（Ｐ２００９−２３７４１２）
【出願日】平成２１年１０月１４日（２００９．１０．１４）
【分割の表示】特願２００２−３５６７９６（Ｐ２００２−３５６７９６）の分割
【原出願日】平成１４年１２月９日（２００２．１２．９）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月１４日（２００９．１０．１４）
【分割の表示】特願２００２−３５６７９６（Ｐ２００２−３５６７９６）の分割
【原出願日】平成１４年１２月９日（２００２．１２．９）
【出願人】（３０８０１４３４１）富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 (2,507)
【Ｆターム（参考）】
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