[发明专利]一种气态分子污染物处理装置和处理方法

说明书

本发明提供一种气态分子污染物处理装置，包括空气加速器、加湿装置、辐射电离腔、消除静电高频高能电磁波管、冷凝室、加热室；通过将气态污染物与水蒸气混合后，在高频高能电磁波的作用下产生大的带正电的或带负电的水合离子，经过后续的离子诱导成核反应逐渐生长成为带电的纳米颗粒，纳米颗粒物通过冷凝室、加热室后成长为微米级颗粒物，该微米级颗粒物可以采用现有技术进行监测净化，为极端制造行业洁净室中气态分子污染物的监测、控制提供了一种有效的方法。

技术领域

本发明涉及环境监测、净化领域，具体涉及一种气态分子污染物处理装置和处理方法。

背景技术

气态分子污染物种类分别为分子酸、分子碱、可凝结物质和掺杂物。在洁净室的分子酸，主要是来自工艺所用的氢氟酸、盐酸、硫酸、和硝酸，另外还有来自室外大气中的二氧化硫、氮氧化物和硫化氢；分子碱主要包括氨、胺(来自交换树脂的三甲胺、来自加湿系统的吗啉、存在与光刻胶去膜剂中的胺)以及氨基化合物可凝结物质沸点一般高于150℃，会永久性吸附在产品和设备表面，主要包括硅酮、邻苯二甲酸盐、二丁基甲酚和增塑剂等；掺杂物主要是硼、磷、砷等。

在集成半导体器件、磁盘驱动器以及液晶显示器等高科技行业，随着产品工序复杂性的增加和特征尺寸的不断缩小，空气中的气态分子污染物(Airborne MolecularContaminants，简称“AMC”)常会引起产品成品率下降、性能退化及失效，例如在半导体行业，AMC会引起光阻剂的F型覆盖、腐蚀效应、非均匀的氧化层生长、晶片表面特性变化、栅氧化层完整性降低等。上述行业洁净室中大都装有高效过滤器(HEPA)或超高效过滤器(ULPA)，虽然他们对控制0.05μm以上的粒子非常有效，但是对于平均尺寸在到大小的AMC而言，却无法去除。这些高科技行业洁净室中气态分子污染物的控制成为污染控制的棘手问题。由于AMC粒子本身小，不足以产生足够强的散射光信号，因此不能被通常的激光检测到，只有凝聚长大至一定的粒径才能被普通的光学仪器检测到。基于常规检测方法无法检测到AMC,因此研究一种气态分子污染物监测、净化装置具有十分重大的意义。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种气态分子污染物处理装置，该装置包括空气加速器、加湿装置、辐射电离腔、消除静电高频高能电磁波管、冷凝室、加热室；在空气加速器的作用下，待处理的含气态分子污染物的气体依次通过加湿装置、辐射电离腔、冷凝室、加热室。

加湿装置用于提供水蒸气，与待处理的含气态分子污染物的气体形成混合气流，加湿量为100-380ml/h。进一步的，加湿装置可以是加湿器。

消除静电高频高能电磁波管用于将进入辐射电离腔内的气态污染物电离凝结成纳米颗粒，消除静电高频高能电磁波管产生高频高能电磁波，高频高能电磁波波长范围0.001-10nm，频率范围30PHz-30EHz。

进一步的，消除静电高频高能电磁波管靶材为钨或者银，作为阳极，阴极类型为钨灯丝。阳极电压为10KV；阳极电流为0.2mA，冷却方式采用强制气流；靶面角度为180度；测量范围为0-10KV。

进一步的，加湿装置与辐射电离腔之间还设置有流量控制阀，流量控制阀用于控制进入辐射电离腔内的混合气流量。

空气加速器用于推动待处理的含气态分子污染物的气体依次通过加湿装置、辐射电离腔、冷凝室和加热室，进一步的，空气加速器可以是真空泵、抽气泵或风机。

冷凝室对含有所述纳米颗粒物的气体进行凝结，使纳米颗粒物表面凝上一层液体后，形成微小液滴；所述加热室对含有所述微小液滴的气体加热使微小液滴继续凝结成微米颗粒物。