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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Komponenten eines Transport- oder Entnahmesystems sowie ein Reinigungssystem.
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Derartige Entnahmesysteme dienen generell zur Entnahme von Chemikalien aus Behältern. Die Entnahme von Chemikalien aus einem Behälter erfolgt automatisiert über ein Tauchrohr, das mittels eines Entnahmekopfs an einer Behälteröffnung anschließbar ist. Ebenso kann auch eine Belüftung von Behältern mit Chemikalien erfolgen.
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Die in den Behältern gelagerten und über ein Entnahmesystem entnehmbaren Chemikalien werden insbesondere im Herstellungsprozess von Halbleiterprodukten wie Mikrochips benötigt. Mit diesen Chemikalien werden Behandlungsprozesse während der Herstellungsprozesse der Halbleiterprodukte durchgeführt. Typischerweise werden dort als Chemikalien Flusssäure, Salpetersäure, Wasserstoffperoxid, Natronlauge und Lösemittel eingesetzt. Die Behälter können generell auch Bestandteile von Transportsystemen sein.
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Bei der Herstellung von Halbleiterprodukten sind strenge Reinheitsanforderungen einzuhalten. Die Herstellung von Halbleiterprodukten erfolgt in Reinräumen. Dementsprechend gelten auch für die eingesetzten Fertigungsmittel, insbesondere die verwendeten Chemikalien sowie die Entnahmesysteme zur Entnahme der Chemikalien aus Behältern, strenge Reinheitsanforderungen.
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Ein Problem hierbei besteht darin, dass die Komponenten von Entnahmesystemen, insbesondere auch die Behälter, in denen die Chemikalien gelagert werden, Verunreinigungen aufweisen, die an die Chemikalien übertragen werden. Diese Verunreinigungen entstehen bereits bei dem Herstellungsprozess des Entnahmesystems. Die so auf die Chemikalien übertragenen Verunreinigungen beeinträchtigen die Fertigungsprozesse der Halbleiterprodukte, für die die Chemikalien eingesetzt werden.
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Daher ist es erforderlich, die Komponenten der Entnahmesysteme zu reinigen, bevor sie in den Fertigungsprozess der Halbleiterprodukte eingesetzt werden.
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Ein bekanntes Reinigungsverfahren besteht darin, die Komponenten des jeweiligen Entnahmesystems, insbesondere deren zugeordnete Behälter, vorab mit der Chemikalie zu spülen, die später im Entnahmesystem eingesetzt wird. Dies ist vorteilhaft, da damit keine Fremdchemikalien mit den Komponenten des Entnahmesystems in Kontakt kommen, sondern nur die Chemikalie, für die das Entnahmesystem später verwendet werden soll.
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Nachteilig hierbei ist, dass die zur Reinigung verwendeten Chemikalien verunreinigt sind. Diese können für die Fertigungsprozesse zur Herstellung der Halbleiterprodukte nicht mehr verwendet werden und müssen entsorgt werden. Dies stellt einen wesentlichen Kostenfaktor dar und zudem auch eine erhebliche Umweltbelastung.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rationelles, effizientes und zugleich umweltschonendes Verfahren für die Reinigung von Komponenten eines Entnahmesystems bereitzustellen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale der unabhängigen Ansprüche vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Komponenten eines Transport- oder Entnahmesystems in einem geschlossenen Raum, in welchem wenigstens eine zu reinigende Fläche wenigstens einer Komponente eingebracht wird oder vorgesehen ist. Dem geschlossenen Raum ist Ozon als alleiniges Reinigungsmittel zugeführt.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Reinigungssystem.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, Komponenten von Transport- oder Entnahmesystemen mit Ozon als alleiniges Reinigungsmittel zu reinigen.
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Der Reinigungsvorgang erfolgt vorteilhaft nach dem Herstellungsprozess der Komponenten des Transport- oder Entnahmesystems. Prinzipiell können auch bereits im Einsatz befindliche Entnahmesysteme mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gereinigt werden. Dasselbe gilt für im Einsatz befindliche Transportsysteme. Dabei können unterschiedliche Transportsysteme zum Transport von Chemikalien vorgesehen sein. Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird die Erfindung im Folgenden für Entnahmesysteme beschrieben.
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Ozon stellt ein hochwirksames Reinigungsmittel dar. Ozon gehört mit seinem Standardelektrodenpotential von +2,07 zu einem der stärksten Oxidationsmittel und oxidiert fast alle Metalle zu ihrer höchsten Oxidationsstufe.
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Durch die Verwendung von Ozon als Reinigungsmittel können somit Komponenten des Entnahmesystems sehr gründlich gereinigt werden, wobei durch diesen Reinigungsprozess insbesondere die Reinheitsanforderungen für Fertigungsanlagen für Halbleiterprodukte, insbesondere Mikrochips erfüllt werden können.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein wesentlicher Vorteil des als Reinigungsmittel genutzten Ozons ausgenutzt. Ozon hat einen physikalisch und chemisch genau gekennzeichneten Isomerieverfall.
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Dieser Umstand wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgenutzt, dass das sich im geschlossenen, das heißt gasdicht gekapselten Raum befindliche Ozon zu reinem Sauerstoff zersetzt. Dabei wird vorteilhaft die Verweilzeit des Ozons im Raum so gewählt, dass sich dort das Ozon im Lauf der Zeit vollständig zersetzt.
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Die erforderliche Reinigungswirkung des Ozons setzt bereits nach einigen Minuten ein. Danach kann das Ozon im Raum verbleiben und sich zu Sauerstoff zersetzen, was die Reinigungswirkung des Ozons in keiner Weise beeinträchtigt. Sauerstoff als verbleibende Restsubstanz kann nach erfolgter Reinigung und Öffnen des Raums einfach in die Atmosphäre entweichen. Damit entstehen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aus dem Raum keinerlei schädlichen Restprodukte, die entsorgt werden müssten. Das erfindungsgemäße Verfahren gewährleistet somit nicht nur eine vollständige Reinigung von Komponenten des Entnahmesystems. Vielmehr ist das Verfahren rationell, kostengünstig und darüber hinaus umweltfreundlich durchführbar.
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Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist eine Verpackung vorgesehen, deren Innenraum den Raum bildet, wobei eine Komponente im Innenraum der Verpackung gelagert ist. Dabei ist die Verpackung gasdicht.
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Die Verpackung besteht somit aus gasdichtem Material wie zum Beispiel einem Kunststoff und weist eine Öffnung zum Einleiten von Ozon auf, die gasdicht abgeschlossen werden kann.
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Vorteilhaft ist die in einer Verpackung gelagerte Komponente eine Armatur, eine Pumpe, eine Rohrleitung, ein Schlauch, ein Verschluss oder ein Tauchrohr.
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Die Größe und Form der Verpackung ist an die jeweilige Komponente des Entnahmesystems angepasst.
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Gemäß einer zweiten Variante ist eine Komponente ein Behälter, dessen Innenraum den Raum bildet und dessen den Innenraum begrenzende Innenwand die zu reinigende Fläche der Komponente bildet.
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In diesem Fall wird Ozon als Reinigungsmittel über eine Behälteröffnung in den Behälter eingeleitet, wonach die Behälteröffnung gasdicht abgeschlossen wird. Damit kann das Ozon nicht aus dem Innenraum des Behälters entweichen.
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Die den Innenraum begrenzenden Innenwände bilden die einzigen zu reinigenden Flächen des Behälters, da nur sie in Kontakt mit der in den Behälter zu füllenden Chemikalie kommen können. Da sich das Ozon im gesamten Innenraum ausbildet, ist eine vollständige Reinigung der Innenwände des Behälters gewährleistet.
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Der Behälter kann insbesondere ein Transportbehälter sein. Generell kann der Behälter auch ein Fass, eine Flasche, ein Kanister oder ein IBC(intermediate bulk container)-Behälter sein.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
- 1: Schematische Darstellung eines Entnahmesystems.
- 2: Erste Anordnung zur Reinigung von Komponenten des Entnahmesystems gemäß 1 mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
- 3: Zweite Anordnung zur Reinigung von Komponenten des Entnahmesystems gemäß 1 mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Entnahmesystems 1. Das Entnahmesystem 1 umfasst einen Behälterverschluss 2 für einen transportablen Behälter 3, der insbesondere von einem Fass oder dergleichen gebildet wird. In dem Behälter 3 wird eine Flüssigkeit gelagert. Bei in derartigen Behältern 3 gelagerten Flüssigkeiten handelt es sich insbesondere um flüssige Spezialchemikalien. Das Entnahmesystem 1 kann insbesondere in Fabriken zur Herstellung von Halbleiterprodukten, wie zum Beispiel Mikrochips, eingesetzt werden. Bei den flüssigen Spezialchemikalien, die zur Durchführung von Fertigungsprozessen verwendet werden, kann es sich insbesondere um Flusssäure, Salpetersäure, Wasserstoffperoxid, Natronlauge oder um ein Lösungsmittel handeln.
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Der Behälterverschluss 2 umfasst einen Entnahmekopf 4 und ein Tauchrohr 5. Das Tauchrohr 5 ist in einer Behälteröffnung 6 des Behälters 3 gelagert und fest mit dem Behälter 3 verbunden. Die Komponenten des Behälterverschlusses 2 bestehen aus chemisch resistenten Kunststoffen, so dass diese von den im Behälter 3 gelagerten Spezialchemikalien nicht angegriffen werden. Der Behälterverschluss 2 dient meist auch als Verschluss des Behälters 3 während dessen Transports.
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Der Entnahmekopf 4 dient zur Entnahme von Flüssigkeiten aus dem Behälter 3. Hierzu weist der Entnahmekopf 4 an seinem oberen Ende einen Flüssigkeitsanschluss 4a auf. An diesem Flüssigkeitsanschluss 4a wird eine Leitung 7 angeschlossen, die zu einer Pumpe 8 führt.
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Die Pumpe 8 wird von einer Steuereinheit 9 gesteuert. Hierzu ist die Pumpe 8 über ein Kabel 10 an die Steuereinheit 9 angeschlossen.
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Erfindungsgemäß werden die Komponenten des Entnahmesystems 1, die mit den Spezialchemikalien in Kontakt kommen, mit Ozon 11 als einzigem Reinigungsmittel gereinigt. Prinzipiell könnte nach der Reinigung noch eine Spülung mit Wasser erfolgen. Die Reinigung kann nach der Herstellung der Komponenten und vor ihrem industriellem Einsatz erfolgen. Alternativ kann die Reinigung auch während des industriellen Einsatzes, insbesondere während vorgegebener Wartungsintervalle erfolgen.
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2 zeigt eine erste Ausführungsform für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In einer Verpackung 12 wird eine zu reinigende Komponente des Entnahmesystems 1 gelagert, wobei im vorliegenden Fall die Komponente von einer Armatur 13 gebildet ist.
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Weitere zu reinigende Komponenten können Pumpen 8, Rohrleitungen oder Teile hiervon, Schläuche, Verschlüsse, Tauchrohre 5 und dergleichen sein.
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Die Verpackung 12 besteht aus gasdichtem Material. Das Ozon 11 wird über ein Verschlussmittel 14 in den Innenraum der Verpackung 12 mittels nicht dargestellten Zuführmittel eingeleitet, wobei das Verschlussmittel 14 nach Schließen die Verpackung 12 gasdicht abschließt. Der Innenraum der Verpackung 12 bildet den Raum.
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3 zeigt den Behälter 3 des Entnahmesystems 1 als zu reinigende Komponente. Das als Reinigungsmittel dienende Ozon 11 wird über die Behälteröffnung 6 mittels nicht dargestellten Zuführmittel in den Innenraum des Behälters 3 eingeleitet. Gegebenenfalls kann der Behälter 3 eine Entlüftungsöffnung nachweisen, über die im Behälter 3 vorhandene Luft bei Einfüllen des Ozons 11 ausgeleitet wird. Dann wird der Behälter 3 mit dem Behälterverschluss 2 gasdicht verschlossen. Der Innenraum des Behälters 3 bildet dann den geschlossenen Raum. Die zu reinigenden Komponenten sind dann die Innenwände des Behälters 3 und die Innenseite des Behälterverschlusses 2.
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Bei beiden Ausführungsformen verbleibt das Ozon 11 so lange im Raum bis es sich zu Sauerstoff zersetzt hat. Die notwendige Reinigungswirkung entfaltet das Ozon 11 zum Großteil nach wenigen Minuten. Eine vollständige Reinigung der Komponenten erfolgt weit vor der Zersetzung des Ozons 11 zu Sauerstoff.
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Bezugszeichenliste
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- (1)
- Entnahmesystem
- (2)
- Behälterverschluss
- (3)
- Behälter
- (4)
- Entnahmekopf
- (4a)
- Flüssigkeitsanschluss
- (5)
- Tauchrohr
- (6)
- Behälteröffnung
- (7)
- Leitung
- (8)
- Pumpe
- (9)
- Steuereinheit
- (10)
- Kabel
- (11)
- Ozon
- (12)
- Verpackung
- (13)
- Armatur
- (14)
- Verschlussmittel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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