CN109530381A - 有毒气体柜及包括其的有毒气体处理系统 - Google Patents

有毒气体柜及包括其的有毒气体处理系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种有毒气体柜，包括：柜体以及柜门，所述柜门连接到所述柜体，所述柜门与所述柜体限定容纳空间；其中，所述柜体包括内壁、外壁以及由所述内壁和所述外壁限定的中空腔室，所述内壁的内侧上设有至少一个连接所述容纳空间和所述中空腔室的抽气阀门。本发明还提供一种有毒气体处理系统，包括有毒气体柜、真空泵以及干式吸附尾气处理装置。

Description

有毒气体柜及包括其的有毒气体处理系统
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种有毒气体柜。本发明还涉及一种包括所述有毒气体柜的有毒气体处理系统。
背景技术
在半导体制造过程中，经常需要使用大量有毒气体，如SiH4、B2H6、Si2H6、GeH4、PH3、CH3Br、H2S、H2Se、AsH3等，这些有毒气体易燃、易爆、有毒，对人身及环境有危害性。通常，这些有毒气体采用高压存储在气体钢瓶中，然后放置在半导体设备的有毒气体柜内。在有毒气体柜内部布置大量的气体管道，一旦气体管道出现泄漏点，有毒气体会泄漏出来，造成环境污染。因此，迫切需要一种能够完全处理有毒气体柜内残余有毒气体的有效处理手段。
发明内容
本发明要解决的技术问题是在有毒气体柜内管道发生毒性气体泄漏时，有效地处理残余有毒气体，避免造成环境污染问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种有毒气体柜，包括：
柜体；
以及柜门，其连接到所述柜体，所述柜门与所述柜体限定容纳空间；
其中，所述柜体包括内壁、外壁以及由所述内壁和所述外壁限定的中空腔室，所述内壁的内侧上设有至少一个连接所述容纳空间和所述中空腔室的抽气阀门。
可选地，所述内壁包括多个侧壁和连接多个侧壁的底壁，所述底壁和每个侧壁上分别设有至少一个所述抽气阀门。
可选地，所述有毒气体柜还包括酸排管路，所述酸排管路的一端与所述容纳空间连通，另一端与厂务尾气净化处理器连通，所述酸排管路与所述容纳空间之间设有隔离阀门。
可选地，所述柜门包括由透明材料制成的观察窗。
可选地，所述容纳空间内设有排放管道，所述排放管道设有多个分支管道，每个分支管道与存放气体的气瓶相连通，所述分支管道设有一个或多个气动开关阀。
可选地，所述分支管道设有用于实时显示所述分支管道中气体压力读数的仪表和/或用于检测所述分支管道中气体压力的过压传感器和/或用于控制所述分支管道中气体流量的质量流量控制器。
可选地，所述有毒气体柜内设有有毒气体泄漏检测装置。
可选地，所述有毒气体泄漏检测装置包括探测器和报警器，所述探测器在探测到有毒气体泄漏时发送指令到所述报警器，所述报警器接收到指令发出报警信号。
可选地，所述内壁和所述外壁之间的中空腔室的厚度为8～12cm。
本发明还提供一种有毒气体处理系统，包括：
前述的有毒气体柜，其中所述有毒气体柜的外壁设有抽气口；
真空泵，其连接到所述外壁的抽气口以对有毒气体柜的柜体的中空腔室进行抽真空；以及干式吸附尾气处理装置，其连接到所述真空泵；
其中，当通过所述真空泵经由所述抽气口对所述中空腔室进行抽真空时，抽气阀门打开，容纳空间和所述中空腔室之间连通；当不进行抽真空时，所述抽气阀门关闭，所述容纳空间和所述中空腔室之间不连通。
与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
根据本发明的实施例的有毒气体柜的柜体具有由内壁和外壁限定的中空腔室，该中空腔室与有毒气体柜的容纳空间通过抽气阀门连通。
当发生有毒气体泄漏时，打开所有抽气阀门，通过真空泵对中空腔室进行抽真空，将有毒气体柜内部残余有毒气体抽出，经过真空泵接入专门的干式吸附尾气处理装置，对有毒气体进行彻底处理。
附图说明
本发明的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的可选实施方式更好地理解，附图中相同的标记表示相同或相似的部件，其中：
图1示出了常规的有毒气体柜的结构示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施例的有毒气体柜的结构示意图；
图3示出了根据本发明的一个实施例的有毒气体柜的立体示意图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的有毒气体柜的使用方法的流程图。
具体实施方式
下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本发明的特定方式，而非限制本发明的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。
图1示出了常规的有毒气体柜的结构示意图。该有毒气体柜1包括柜体2和柜门(图未示)，柜门的一侧通过例如铰链连接到柜体2，柜体和柜门限定了容纳空间，用来放置储存有毒气体的气瓶。有毒气体柜1中还设有排放管道3，排放管道3设有多个分支管道4，每个分支管道4与一个气瓶5连通。排放管道3将气瓶5中储存的有毒气体排放到用以对半导体进行加工的反应腔中。有毒气体柜1还包括酸排管路6和与酸排管路6连通的厂务尾气净化处理器7，用来对排放出来的废气进行处理。
通常，有毒气体柜1内部保持在<1ATM的负压状态。一旦有毒气体柜内发生有毒气体泄漏，有毒气体侦测器立即被触发，所有管道中的阀门关闭，泄漏出来的残余有毒气体通过酸排管路6进入厂务尾气净化处理器7。但是，厂务尾气净化处理器7只能处理酸性排放气体，而不能处理例如碱性等其它有毒气体，所以厂务尾气净化处理器7并不能完全处理泄漏的有毒气体。
如果将图1中的酸排管路6直接连接到专门的干式吸附尾气处理装置，当发生有毒气体泄漏时，需要通过真空泵将有毒气体柜内泄漏的有毒气体抽出来，再排放到专门的干式吸附尾气处理装置进行处理，这也是可以实施的。但是，在实际应用中，考虑到操作人员需要打开柜门对有毒气体柜进行检测和维修，这样设置会使得有毒气体柜内的气压处于低压状态，即低于一个大气压，导致不能打开柜门。
图2-图3示出了根据本发明的优选实施例的有毒气体柜的结构示意图。在图中所示的实施例中，根据本发明的有毒气体柜10包括柜体11和柜门12，柜门12的一侧例如通过铰链连接到柜体11，柜体11和柜门12限定容纳空间13，用来放置储存有毒气体的气瓶。为了提供容纳空间13的密封性能，可以在柜门12的内侧设置密封结构，例如密封垫等。柜体11包括内壁111、外壁112以及由内壁111和外壁112限定的中空腔室113，内壁111的内侧上设有至少一个抽气阀门14，用以连接容纳空间13和中空腔室113。当抽气阀门14打开时，容纳空间13和中空腔室113之间连通；当抽气阀门14关闭时，容纳空间13和中空腔室113之间不连通。在通常状态下，抽气阀门14是关闭的，在发生有毒气体泄漏时打开。
在一些实施例中，还设有真空泵15和干式吸附尾气处理装置16，真空泵15的一端例如通过进气管与中空腔室113连通，另一端例如通过排气管与干式吸附尾气处理装置16连通。真空泵15可以选用涡旋真空泵，通过真空泵15对中空腔室113进行抽真空，容纳空间13内泄漏的有毒气体会流入中空腔室113，经过真空泵15排放到干式吸附尾气处理装置16。干式吸附尾气处理装置16能够处理半导体设备中的大量有毒气体，包括但不限于，SiH4、B2H6、Si2H6、GeH4、PH3、CH3Br、H2S、H2Se、AsH3等。干式吸附尾气处理装置16的结构和功能对于本领域技术人员来说是已知的，所以这里不再进行详细描述。
在一些实施例中，内壁111包括多个侧壁和连接多个侧壁的底壁，底壁和每个侧壁上分别设有至少一个连通容纳空间13和中空腔室113的抽气阀门14。在图2-3所示的实施例中，内壁111包括四个侧壁和连接四个侧壁的底壁，底壁和每个侧壁上分别设有两个连通容纳空间13和中空腔室113的抽气阀门14。该抽气阀门14可以选用半导体行业中常用的阀门结构，例如电动阀门，抽气阀门14的数目和位置可以是任意的，本领域技术人员在实际应用中可以根据工作要求进行改变，因此本发明对此不作限制。
在一些实施例中，有毒气体柜10还包括酸排管路17和厂务尾气净化处理器18。酸排管路17位于有毒气体柜10的上方，一端与有毒气体柜10内部的容纳空间13连通，另一端与厂务尾气净化处理器18连通，酸排管路17与容纳空间13之间设有隔离阀门19。在一些实施例中，在有毒气体柜10的顶部设置管路接口，将酸排管路17连接到管路接口中，隔离阀门19可以设置在管路接口中。当隔离阀门19打开时，酸排管路17与有毒气体柜10内部的容纳空间13之间连通；当隔离阀门19关闭时，酸排管路17与有毒气体柜10内部的容纳空间13之间不连通。在常规状态下，隔离阀门19是打开的，通过酸排管路17将酸性废气排放到厂务尾气净化处理器18进行处理。
在一些实施例中，柜门12包括由透明材料制成的观察窗121。例如，观察窗121位于柜门12的正中间部分，可以采用玻璃或者本领域已知的其它透明材料制成。操作人员可以通过观察窗121观察有毒气体柜10内的情况。
在一些实施例中，容纳空间13内设有排放管道20，排放管道20设有多个分支管道21，每个分支管道21与存放气体的气瓶22相连通。分支管道21可以设有一个或多个气动开关阀23。在附图所示的实施例中，设有4个存储有毒气体的气瓶22以及4个分支管道21。优选地，每个分支管道21还沿着气体的输送方向依次设有用于实时显示分支管道21中气体压力读数的仪表24、用于检测分支管道21中气体压力的过压传感器25以及用于控制分支管道21中气体流量的质量流量控制器26。
在一些实施例中，在邻近气瓶22、过压传感器25以及质量流量控制器26的分支管道中分别设有一个气动开关阀23。气动开关阀23仅具有开关功能，当气动开关阀23打开时，气体能够在分支管道21中流动；当气动开关阀23关闭时，气体不能够在分支管道21中流动。气动开关阀23可以选用本领域已知的气动阀门，例如通过氮气等压缩空气驱动的阀门。
在进行气体输送时，仪表24可以实时显示分支管道21中气体压力读数，当分支管道21中气体压力过高时，会触发过压传感器25，然后通过质量流量控制器26控制分支管道21中气体的流量。仪表24、过压传感器25和质量流量控制器26的结构对于本领域技术人员来说是已知的，因此这里不再进行详细描述。
在一些实施例中，有毒气体柜内还设有有毒气体泄漏检测装置，该有毒气体泄漏检测装置可以通过本领域已知的方式固定到有毒气体柜内，包括但不限于机械连接件、粘合剂等。在一些实施例中，该有毒气体泄漏检测装置包括探测器和报警器，探测器在探测到有毒气体泄漏时发送指令到报警器，报警器接收到指令发出报警信号。
在一些实施例中，内壁111和外壁112之间的中空腔室113的厚度，即内壁111和外壁112之间的距离为8～12cm。优选地，内壁111和外壁112之间的中空腔室113的厚度为10cm。这样设置的目的是为了保证在通过真空泵对中空腔室抽真空的时候不会过多地降低有毒气体柜的容纳空间内的气体压力，从而导致柜门不能打开的情形。
在一些实施例中，可以先制作两个不同尺寸的有毒气体柜的柜体，然后将较大尺寸的柜体套设在较小尺寸的柜体上，这样就相当于形成了根据本发明的具有外壁、内壁以及外壁和内壁之间的中空腔室的柜体。然后，将外壁和内壁之间的开口封闭起来，或者利用柜门封闭。
图4示出了根据本发明的优选实施例的有毒气体柜的使用方法的流程图。该使用方法包括步骤：
S11：开启有毒气体泄漏检测装置；
S13：关闭管道所有气动开关阀并关闭隔离阀门；
S15：打开所有抽气阀门；
S17：通过真空泵抽取残余有毒气体；
S19：通过干式吸附尾气处理装置处理有毒气体。
在上面的步骤中，当有毒气体泄漏检测装置的探测器探测到有毒气体柜内发生有毒气体泄漏时，探测器发出指令到报警器，报警器接收到指令发出报警信号，然后通过控制器来关闭或打开阀门。当然，也可以采用手动方式来打开或关闭阀门。
本发明还提供一种有毒气体处理系统，包括：有毒气体柜10、真空泵15和干式吸附尾气处理装置16。其中，有毒气体柜10的外壁112设有抽气口114；真空泵15连接到外壁112的抽气口114以对有毒气体柜10的柜体11的中空腔室113进行抽真空；干式吸附尾气处理装置16连接到真空泵15。
其中，当通过所述真空泵15经由所述抽气口114对中空腔室113进行抽真空时，抽气阀门14打开，容纳空间13和中空腔室113之间连通；当不进行抽真空时，抽气阀门14关闭，容纳空间13和中空腔室113之间不连通。
根据本发明的实施例的有毒气体柜的柜体具有由内壁和外壁限定的中空腔室，该中空腔室与有毒气体柜的容纳空间通过至少一个抽气阀门连通。当发生有毒气体泄漏时，打开所有抽气阀门，通过真空泵对中空腔室进行抽真空，将有毒气体柜内部残余有毒气体抽出，经过真空泵接入专门的干式吸附尾气处理装置，对有毒气体进行彻底处理。
根据本发明的实施例的有毒气体柜能够有效地处理有毒气体柜内泄漏的有毒气体，而且能够维持容纳空间中的常压状态，方便在完全处理有毒气体后及时打开有毒气体柜进行检测和维修。
以上已揭示本发明的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本发明的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本发明的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本发明的保护范围由权利要求所确定。

Claims (10)

1.一种有毒气体柜(10)，包括：
柜体(11)；以及
柜门(12)，其连接到所述柜体(11)，所述柜门(12)与所述柜体(11)限定容纳空间(13)；
其特征在于，
所述柜体(11)包括内壁(111)、外壁(112)以及由所述内壁(111)和所述外壁(112)限定的中空腔室(113)，所述内壁(111)的内侧上设有至少一个连接所述容纳空间(13)和所述中空腔室(113)的抽气阀门(14)。
2.如权利要求1所述的有毒气体柜(10)，其特征在于，所述内壁(111)包括多个侧壁和连接多个侧壁的底壁，所述底壁和每个侧壁上分别设有至少一个所述抽气阀门(14)。
3.如权利要求1所述的有毒气体柜(10)，其特征在于，所述有毒气体柜(10)还包括酸排管路(17)，所述酸排管路(17)的一端与所述容纳空间(13)连通，另一端与厂务尾气净化处理器(18)连通，所述酸排管路(17)与所述容纳空间(13)之间设有隔离阀门(19)。
4.如权利要求1到3中任一项所述的有毒气体柜(10)，其特征在于，所述柜门(12)包括由透明材料制成的观察窗(121)。
5.如权利要求1到3中任一项所述的有毒气体柜(10)，其特征在于，所述容纳空间(13)内设有排放管道(20)，所述排放管道(20)设有多个分支管道(21)，每个分支管道(21)与存放气体的气瓶(22)相连通，所述分支管道(21)设有一个或多个气动开关阀(23)。
6.如权利要求5所述的有毒气体柜(10)，其特征在于，所述分支管道(21)设有用于实时显示所述分支管道(21)中气体压力读数的仪表(24)和/或用于检测所述分支管道(21)中气体压力的过压传感器(25)和/或用于控制所述分支管道(21)中气体流量的质量流量控制器(26)。
7.如权利要求1到3中任一项所述的有毒气体柜(10)，其特征在于，所述有毒气体柜(10)内设有有毒气体泄漏检测装置。
8.如权利要求7所述的有毒气体柜(10)，其特征在于，所述有毒气体泄漏检测装置包括探测器和报警器，所述探测器在探测到有毒气体泄漏时发送指令到所述报警器，所述报警器接收到指令发出报警信号。
9.如权利要求1到3中任一项所述的有毒气体柜(10)，其特征在于，所述内壁(111)和所述外壁(112)之间的中空腔室(113)的厚度为8～12cm。
10.一种有毒气体处理系统，其特征在于，包括：
如权利要求1到9中任一项所述的有毒气体柜(10)，其中所述有毒气体柜(10)的外壁(112)设有抽气口(114)；
真空泵(15)，其连接到所述外壁(112)的抽气口(114)以对有毒气体柜(10)的柜体(11)的中空腔室(113)进行抽真空；以及
干式吸附尾气处理装置(16)，其连接到所述真空泵(15)；
其中，当通过所述真空泵(15)经由所述抽气口(114)对所述中空腔室(113)进行抽真空时，抽气阀门(14)打开，容纳空间(13)和所述中空腔室(113)之间连通；当不进行抽真空时，所述抽气阀门(14)关闭，所述容纳空间(13)和所述中空腔室(113)之间不连通。
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Application publication date: 20190329

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