[发明专利]流体化颗粒状吸收床过滤器

说明书

本发明描述过滤产品及使用过滤产品的方法，其中所述过滤产品包括多个单元，每一单元在使用期间包含单独循环流体化床。

技术领域

本发明涉及过滤产品及使用过滤产品的方法，其中所述过滤产品包括多个单独单元，每一单元含有包含在单元中的颗粒状过滤介质，使得所述颗粒状过滤介质可通过气态流体流以向上方向流动通过所述单元而流体化。

背景技术

气态及液态流体流过滤是一种在现代世界中具有许多重要应用的技术领域。实例包括污染控制、有害物质过滤，及提供用于商业制造的液态及气态流体的去颗粒及去污染流。

在半导体处理及微电子工业以及其它制造业中，“无尘室”是包括经高度净化的环境(包括大气)的场所。对于用于微电子及半导体制造业的无尘室应用来说，使用过滤器连续处理无尘室大气中的空气以移除多种类型的颗粒污染物，以及呈“空气传播分子污染”(“AMC”，也称为“空气传播分子污染物”)形式的污染物。

AMC通常可被视为以分子级存在于气态流体(尤其空气)中的污染物，这意味着污染物在尺寸上为亚颗粒，即，分子。分子级污染物通常为已扩散或蒸发到气态氛围中的化学物质，其产生从例如存在于无尘室中的处理材料的物品。AMC可具有任何化学组成，例如任何无机或有机化合物、离子等。在存在于半导体处理及微电子工业中的无尘室环境中，呈空气传播分子污染物存在的典型分子包括有机或无机分子，例如：酸或碱化合物、界面活性剂、聚合物添加剂、有机金属化合物(例如，催化剂)、掺杂剂、氧化剂、例如有机溶剂的挥发性有机化合物(VOC)、以及其它分子。这些污染物的主要来源可包括在无尘室中使用的处理化学物。在用于处理微电子及半导体装置的无尘室中存在的这些类型的空气传播分子污染物的非所欲影响包括污染物与处理中的微电子装置或半导体材料的表面之间的多种非所欲反应或作用中的任一种，例如：处理中的晶片、电路板、工具或仪器等的表面的腐蚀；掺杂错误；成核误差；光刻制程相关缺陷；晶片、光学器件或透镜的雾化；及许多可造成生产中产量损失或导致对敏感生产设备造成损害的其它问题。

目前，用于从无尘室环境中移除空气传播分子污染物的一种非常普遍方法是提供含有将吸附(即吸收(adsorb))空气传播分子污染物分子的吸附剂颗粒的分子过滤器。所述吸附剂颗粒固持于过滤器的透气结构内，在过滤器中处于相对静态。使含有污染物的空气通过所述过滤器以允许空气在所述吸附剂颗粒的可用表面周围流动并通过。使含有空气传播分子污染物的空气通过过滤器允许空气中的空气传播污染物接触静态固持的吸附剂颗粒的表面，以随后吸附到颗粒的表面上。用于这些目的的最常见过滤器的结构为褶状过滤器结构，其含有在纤维材料(例如含有纤维状、多孔(例如)海绵状“蓬松(loft)”，其中所述“蓬松”材料夹在两个外部纤维层(例如，纤维稀松布)之间作为内层)中固持就位的颗粒状过滤介质(例如活性碳颗粒)。这些多层过滤器结构还包括一定量的粘合剂以使颗粒状吸附剂、蓬松及稀松布层固持就位。

尽管这些过滤器构造在商业使用上足够有效，但基于其构造，其确实呈现出某些缺点。例如，对粘合剂的需求可导致过滤效率降低到粘合剂接触吸附剂颗粒的表面的程度；如果吸附剂颗粒的表面被粘合剂覆盖，那么所述表面将不能吸附任何穿过过滤器的分子污染物。另外，褶状设计不允许气流在吸附剂颗粒上均匀分布，使褶状过滤器的褶皱处的气流减少并在吸附剂颗粒区域上产生不一致的浓度负荷。

工业、制造业及商业及消费者技术的所有领域均对改进过滤器及改进过滤方法存在持续需求。

发明内容

因此，本发明涉及新颖且创造性的过滤产品，及使用所述新颖过滤产品的方法。本发明过滤器包括多个单元，其中每一单元包含颗粒状过滤介质(在本文中有时称为“颗粒状过滤介质”、“颗粒状过滤颗粒”或简称为“颗粒”)。一定量的颗粒状过滤介质以允许所述颗粒状过滤介质在单元内自由移动(例如响应穿过所述单元的流体流)的方式自由地包含于过滤器的每一单元内。更特定来说，每一单独单元包含颗粒状过滤颗粒集合，其在流体流以向上方向通过每一单独单元时可在单独单元内流体化，向上方向意味着以包括向上(意为与重力相反)的气流速度分量的方向。