CN117414601B - 一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备，包括：冷凝纯化单元，包含罐体，其一侧顶部向上连接有三氟化氯进料管，另一侧上下端部分别向外连接有尾气排出管，以及三氟化氯液料收集管；液态物料收集单元，包含连接于三氟化氯液料收集管的收集容器，收集容器的顶部向外连接有抽气管，所述三氟化氯进料管上连接有虹吸三通管，抽气管连接到虹吸三通管的虹吸段；信号获取单元，所述罐体上固定安装有隔料板，所述信号获取单元固定安装于隔料板外侧的罐体上，在信号获取单元获取到位于隔料板外侧的气体不再形成冷凝液时，将所述隔料板外侧的气体排往相应的尾气处理设备进行尾气处理。本发明能够有效提升产品的纯化效果、并降低产品损失。

Description

一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备

技术领域

本申请属于三氟化氯制备过程中的物料纯化技术领域，具体而言，涉及一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备。

背景技术

三氟化氯是新一代绿色环保型半导体新品干法原位蚀刻清洗剂，具有极高的蚀刻速率和清洗效率，主要运用于芯片制造；同时，三氟化氯还具有极强的氧化性，因此其还可运用于特殊先进材料及特种重大装备制造领域。

当三氟化氯产品的纯度较低时，其只能用于芯片沉积设备的清洗工艺，而无法使用在芯片蚀刻等核心工艺上，导致三氟化氯产品的性能，以及价值无法得到充分的应用与体现。为提升三氟化氯产品的纯度，许多厂家都投入了巨大的研究。目前，用于提升三氟化氯产品纯度的方向主要有：1）原材料纯化处理；2）合成反应设备的改进设计；3）利用各物质之间的沸点差距，通过冷凝方式对合成反应后的产品进行初步纯化；4）采用金属基氟化物吸附+反应精馏以对产品进行进一步提纯。

其中，利用各物质之间的沸点差距，通过冷凝方式对合成反应后的产品进行初步纯化的设备主要采用常规的管式冷凝器，其在对三氟化氯产品进行初步纯化处理过程中，主要存在以下缺陷：1）制冷剂进入管、制冷剂排出管一般采用分层设置方式进行安装布局，导致罐体内的不同区域内的冷凝温度存在较大差别，进而导致三氟化氯液化效率相对低；2）冷凝后的三氟化氯液态物料在排出收集的过程中，易形成气体夹带，导致产品的纯化效果大打折扣；3）排出的尾气中经常还含有部分三氟化氯气体，易导致产品产生损失。

因此，设计一款既能够有效提升罐体内的各区域的冷凝温度的均匀性，从而提升三氟化氯的液化效率；且能够提升三氟化氯液态物料的收集便捷程度，并及时将三氟化氯液态物料中所夹带的气体返回到罐体内进行再次冷凝作业，从而有效提升产品的纯化效果；以及能够有效降低排出的尾气中的三氟化氯气体的含量，从而降低产品损失的电子级三氟化氯制备用初级纯化设备是本发明的研究目的。

发明内容

针对上述现有技术存在的技术问题，本发明在于提供了一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备，该电子级三氟化氯制备用初级纯化设备能够有效解决上述现有技术存在的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备，包括：

冷凝纯化单元，包含罐体，所述罐体的一侧密封安装有第一隔板，罐体的另一侧按间隔密封安装有第二隔板，以及第三隔板；所述第一隔板、第二隔板之间密封贯穿连接有多个均匀交错设置的制冷剂进入管，以及制冷剂排出管，所述制冷剂进入管的进料端连接到所述第二隔板与第三隔板的间隔处，所述制冷剂排出管的出料端连接到所述第三隔板与罐体端部的间隔处，所述第二隔板与第三隔板之间的罐体上向外连接有制冷剂打入管，所述第三隔板外侧的罐体上向外连接有制冷剂输出管；所述罐体的一侧顶部向上连接有三氟化氯进料管，罐体的另一侧上下端部分别向外连接有尾气排出管，以及三氟化氯液料收集管，所述尾气排出管上固定安装有相应的排气阀门；所述罐体上固定安装有一组位于所述尾气排出管内侧的隔料板，所述制冷剂进入管，以及制冷剂排出管分别密封贯穿安装于所述隔料板上，所述隔料板的底部与所述罐体之间分别呈间隔设置；

液态物料收集单元，包含连接于所述三氟化氯液料收集管的出料端一侧的收集容器，所述收集容器的顶部向外连接有一相应的抽气管，所述三氟化氯进料管上连通连接有一虹吸三通管，所述抽气管连接到所述虹吸三通管的虹吸段，三氟化氯流经所述虹吸三通管进入罐体内时，通过其虹吸段对所述抽气管形成虹吸，将混合于三氟化氯液态物料中的少量气体抽排往所述罐体内进行再次冷凝除杂作业，所述收集容器的底部向外连接有一安装有排料阀门的排料管；

信号获取单元，所述信号获取单元固定安装于所述隔料板外侧的罐体上，在所述信号获取单元获取到位于所述隔料板外侧的气体不再形成冷凝液时，所述排气阀门打开，以将所述隔料板外侧的气体排往相应的尾气处理设备进行尾气处理。

所述信号获取单元包含固定安装于所述隔料板外侧的罐体外部的声音传感器，所述声音传感器的检测端抵接于所述罐体的外侧壁上，用于获取三氟化氯液态物料滴落时所产生的碰撞声音信号。

所述一组隔料板的外围之间封闭安装有相应的封板，所述隔料板与封板所形成的空间内填充安装有诸多相应的第一阻尼粒子。

所述一组隔料板外侧的罐体上固接有一呈环形状设置的密封盒体，所述密封盒体内填充有诸多相应的第二阻尼粒子。

所述第一阻尼粒子、第二阻尼粒子均采用铁基球体状颗粒。

所述密封盒体向外固接有一相应的密封罩，所述声音传感器固定安装于所述密封罩内。

所述收集容器固定安装于相应的电子秤组件上，且在所述收集容器内的三氟化氯液态物料达到设定重量值时，所述排料阀门开启，以将三氟化氯液态物料输送进入下一道纯化工序的进料端。

所述抽气管上固定安装有一相应的切换阀门，所述排料阀门开启时，所述切换阀门关闭。

本发明的优点：

1）本发明的冷凝纯化单元的制冷剂打入端设置于第二隔板与第三隔板之间，而制冷剂输出端设置于第三隔板与罐体端部的间隔处，从而能够对制冷剂进入管，以及制冷剂排出管进行均匀交错设置，使具有一定温差的制冷剂进入管，以及制冷剂排出管能够均匀分散于罐体内，从而能够有效提升罐体内的各区域的冷凝温度的均匀性，以提升三氟化氯的液化效率。

2）本发明的液态物料收集单元包含连接于三氟化氯液料收集管的出料端一侧的收集容器，收集容器的顶部向外连接有一相应的抽气管，三氟化氯进料管上连通连接有一虹吸三通管，抽气管连接到虹吸三通管的虹吸段。如此一来，在三氟化氯进料过程中，当三氟化氯流经虹吸三通管进入罐体内时，其能够对抽气管形成虹吸作用，将混合于三氟化氯液态物料中的少量气体抽排往罐体内进行再次冷凝除杂作业，从而能够提升三氟化氯液态物料的收集便捷程度，并及时将三氟化氯液态物料中所夹带的气体返回到罐体内进行再次冷凝作业，以大幅提升对三氟化氯产品的纯化效果。

3）本发明还进一步增设有信号获取单元，信号获取单元固定安装于隔料板外侧的罐体上，在信号获取单元获取到位于隔料板外侧的气体不再形成冷凝液时，排气阀门打开，以将隔料板外侧的气体排往相应的尾气处理设备进行尾气处理，从而能够有效降低排出的尾气中的三氟化氯气体的含量，以明显降低产品的损失。

4）本发明的信号获取单元包含固定安装于隔料板外侧的罐体外部的声音传感器，声音传感器的检测端抵接于罐体的外侧壁上，用于获取三氟化氯液态物料滴落时所产生的碰撞声音信号。当声音传感器在一定时长内没有检测到三氟化氯液态物料滴落时所产生的碰撞声音时，即可判断出贮存于隔料板外侧的罐体内的气体中的三氟化氯的含量已经接近全部被冷凝完成，此时，即可将隔料板外侧的气体排往相应的尾气处理设备进行尾气处理，从而有效确保本发明的实用效果。

5）通过第一阻尼粒子，以及第二阻尼粒子之间的摩擦耗能，即可有效明显形成充分的隔振、降噪，以将来自制冷剂进入管、制冷剂排出管，以及罐体本身所传递的声音大部消除，以确保声音传感器在对三氟化氯液态物料滴落时所产生的碰撞声音信号进行获取时的精度，从而进一步有效确保本发明的实用效果。

6）本发明的收集容器固定安装于相应的电子秤组件上，在收集容器内的三氟化氯液态物料达到设定重量值时，排料阀门开启，以将三氟化氯液态物料输送进入下一道纯化工序的进料端，排料阀门开启时，固定安装于抽气管上的切换阀门关闭，以确保三氟化氯液态物料在向下一道纯化工序进行输送时的顺畅、稳定性，以进一步有效确保本发明的实用效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的A部分局部放大图。

附图中：罐体101、第一隔板102、第二隔板103、第三隔板104、制冷剂进入管105、制冷剂排出管106、制冷剂打入管107、制冷剂输出管108、三氟化氯进料管2、尾气排出管3、三氟化氯液料收集管4、排气阀门5、收集容器601、抽气管602、虹吸三通管7、排料阀门8、排料管9、信号获取单元10、隔料板11、封板12、第一阻尼粒子13、密封盒体14、第二阻尼粒子15、密封罩16、电子秤组件17、切换阀门18。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，现将实施例结合附图对本发明的结构作进一步详细描述：

参考图1-2，一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备，包括：

冷凝纯化单元，包含罐体101，所述罐体101的一侧密封安装有第一隔板102，罐体101的另一侧按间隔密封安装有第二隔板103，以及第三隔板104；所述第一隔板102、第二隔板103之间密封贯穿连接有多个均匀交错设置的制冷剂进入管105，以及制冷剂排出管106，所述制冷剂进入管105的进料端连接到所述第二隔板103与第三隔板104的间隔处，所述制冷剂排出管106的出料端连接到所述第三隔板104与罐体101端部的间隔处，所述第二隔板103与第三隔板104之间的罐体101上向外连接有制冷剂打入管107，所述第三隔板104外侧的罐体101上向外连接有制冷剂输出管108；所述罐体101的一侧顶部向上连接有三氟化氯进料管2，罐体101的另一侧上下端部分别向外连接有尾气排出管3，以及三氟化氯液料收集管4，所述尾气排出管3上固定安装有相应的排气阀门5；所述罐体101上固定安装有一组位于所述尾气排出管3内侧的隔料板11，所述制冷剂进入管105，以及制冷剂排出管106分别密封贯穿安装于所述隔料板11上，所述隔料板11的底部与所述罐体101之间分别呈间隔设置；

液态物料收集单元，包含连接于所述三氟化氯液料收集管4的出料端一侧的收集容器601，所述收集容器601的顶部向外连接有一相应的抽气管602，所述三氟化氯进料管2上连通连接有一虹吸三通管7，所述抽气管602连接到所述虹吸三通管7的虹吸段，三氟化氯流经所述虹吸三通管7进入罐体101内时，通过其虹吸段对所述抽气管602形成虹吸，将混合于三氟化氯液态物料中的少量气体抽排往所述罐体101内进行再次冷凝除杂作业，所述收集容器601的底部向外连接有一安装有排料阀门8的排料管9；

信号获取单元10，所述信号获取单元10固定安装于所述隔料板11外侧的罐体101上，在所述信号获取单元10获取到位于所述隔料板11外侧的气体不再形成冷凝液时，所述排气阀门5打开，以将所述隔料板11外侧的气体排往相应的尾气处理设备进行尾气处理。

本发明的冷凝纯化单元的制冷剂打入端设置于第二隔板103与第三隔板104之间，而制冷剂输出端设置于第三隔板104与罐体101端部的间隔处，从而能够对制冷剂进入管105，以及制冷剂排出管106进行均匀交错设置，使具有一定温差的制冷剂进入管105，以及制冷剂排出管106能够均匀分散于罐体101内，从而能够有效提升罐体101内的各区域的冷凝温度的均匀性，以提升三氟化氯的液化效率。

本发明的液态物料收集单元包含连接于三氟化氯液料收集管4的出料端一侧的收集容器601，收集容器601的顶部向外连接有一相应的抽气管602，三氟化氯进料管2上连通连接有一虹吸三通管7，抽气管602连接到虹吸三通管7的虹吸段。如此一来，在三氟化氯进料过程中，当三氟化氯流经虹吸三通管7进入罐体101内时，其能够对抽气管602形成虹吸作用，从而使收集容器601处于一定的负压状态，以更加顺利将罐体101底部的三氟化氯液态物料抽排往收集容器601内进行收集，最主要的是能够将混合于三氟化氯液态物料中的少量气体抽排往罐体101内进行再次冷凝除杂作业，从而能够提升三氟化氯液态物料的收集便捷程度，并及时将三氟化氯液态物料中所夹带的气体返回到罐体内进行再次冷凝作业，以大幅提升对三氟化氯产品的纯化效果。所述虹吸三通管7为现有产品，针对其具体结构，这里不再赘述。

本发明还进一步增设有信号获取单元10，信号获取单元10固定安装于隔料板11外侧的罐体101上，在信号获取单元10获取到位于隔料板11外侧的气体不再形成冷凝液时，排气阀门5打开，以将隔料板11外侧的气体排往相应的尾气处理设备进行尾气处理，从而能够有效降低排出的尾气中的三氟化氯气体的含量，以明显降低产品的损失。

所述信号获取单元10包含固定安装于所述隔料板11外侧的罐体101外部的声音传感器，所述声音传感器的检测端抵接于所述罐体101的外侧壁上，用于获取三氟化氯液态物料滴落时所产生的碰撞声音信号。

所述一组隔料板11的外围之间封闭安装有相应的封板12，所述隔料板11与封板12所形成的空间内填充安装有诸多相应的第一阻尼粒子13。

所述一组隔料板11外侧的罐体101上固接有一呈环形状设置的密封盒体14，所述密封盒体14内填充有诸多相应的第二阻尼粒子15。

所述第一阻尼粒子13、第二阻尼粒子15均采用铁基球体状颗粒。

所述密封盒体14向外固接有一相应的密封罩16，所述声音传感器固定安装于所述密封罩16内。

当声音传感器在一定时长内没有检测到三氟化氯液态物料滴落时所产生的碰撞声音时，即可判断出贮存于隔料板11外侧的罐体101内的气体中的三氟化氯的含量已经接近全部被冷凝完成，此时，即可将隔料板11外侧的气体排往相应的尾气处理设备进行尾气处理，从而有效确保本发明的实用效果。

为降低隔料板11内侧的罐体101内的三氟化氯液态物料滴落时所产生的碰撞声音对信号检测造成影响，本发明进一步于一组隔料板11的外围之间封闭安装有相应的封板12，并于所述隔料板11与封板12所形成的空间内填充安装有诸多相应的第一阻尼粒子13；且在一组隔料板11外侧的罐体101上固接有一呈环形状设置的密封盒体14，并在密封盒体14内填充有诸多相应的第二阻尼粒子15。通过第一阻尼粒子13，以及第二阻尼粒子15之间的摩擦耗能，即可有效明显形成充分的隔振、降噪，以将来自制冷剂进入管105、制冷剂排出管106，以及罐体101本身所传递的声音大部消除，以确保声音传感器在对三氟化氯液态物料滴落时所产生的碰撞声音信号进行获取时的精度，从而进一步有效确保本发明的实用效果。

所述收集容器601固定安装于相应的电子秤组件17上，且在所述收集容器601内的三氟化氯液态物料达到设定重量值时，所述排料阀门8开启，以将三氟化氯液态物料输送进入下一道纯化工序的进料端。

所述抽气管602上固定安装有一相应的切换阀门18，所述排料阀门8开启时，所述切换阀门18关闭。

在收集容器601内的三氟化氯液态物料达到设定重量值时，排料阀门8开启，以将三氟化氯液态物料输送进入下一道纯化工序的进料端，排料阀门8开启时，固定安装于抽气管602上的切换阀门18关闭，以确保三氟化氯液态物料在向下一道纯化工序进行输送时的顺畅、稳定性，以进一步有效确保本发明的实用效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备，其特征在于：包括：

冷凝纯化单元，包含罐体（101），所述罐体（101）的一侧密封安装有第一隔板（102），罐体（101）的另一侧按间隔密封安装有第二隔板（103），以及第三隔板（104）；所述第一隔板（102）、第二隔板（103）之间密封贯穿连接有多个均匀交错设置的制冷剂进入管（105），以及制冷剂排出管（106），所述制冷剂进入管（105）的进料端连接到所述第二隔板（103）与第三隔板（104）的间隔处，所述制冷剂排出管（106）的出料端连接到所述第三隔板（104）与罐体（101）端部的间隔处，所述第二隔板（103）与第三隔板（104）之间的罐体（101）上向外连接有制冷剂打入管（107），所述第三隔板（104）外侧的罐体（101）上向外连接有制冷剂输出管（108）；所述罐体（101）的一侧顶部向上连接有三氟化氯进料管（2），罐体（101）的另一侧上下端部分别向外连接有尾气排出管（3），以及三氟化氯液料收集管（4），所述尾气排出管（3）上固定安装有相应的排气阀门（5）；所述罐体（101）上固定安装有一组位于所述尾气排出管（3）内侧的隔料板（11），所述制冷剂进入管（105），以及制冷剂排出管（106）分别密封贯穿安装于所述隔料板（11）上，所述隔料板（11）的底部与所述罐体（101）之间分别呈间隔设置；

液态物料收集单元，包含连接于所述三氟化氯液料收集管（4）的出料端一侧的收集容器（601），所述收集容器（601）的顶部向外连接有一相应的抽气管（602），所述三氟化氯进料管（2）上连通连接有一虹吸三通管（7），所述抽气管（602）连接到所述虹吸三通管（7）的虹吸段，三氟化氯流经所述虹吸三通管（7）进入罐体（101）内时，通过其虹吸段对所述抽气管（602）形成虹吸，将混合于三氟化氯液态物料中的少量气体抽排往所述罐体（101）内进行再次冷凝除杂作业，所述收集容器（601）的底部向外连接有一安装有排料阀门（8）的排料管（9）；

信号获取单元（10），所述信号获取单元（10）固定安装于所述隔料板（11）外侧的罐体（101）上，在所述信号获取单元（10）获取到位于所述隔料板（11）外侧的气体不再形成冷凝液时，所述排气阀门（5）打开，以将所述隔料板（11）外侧的气体排往相应的尾气处理设备进行尾气处理。

2.根据权利要求1所述的一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备，其特征在于：所述信号获取单元（10）包含固定安装于所述隔料板（11）外侧的罐体（101）外部的声音传感器，所述声音传感器的检测端抵接于所述罐体（101）的外侧壁上，用于获取三氟化氯液态物料滴落时所产生的碰撞声音信号。

3.根据权利要求2所述的一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备，其特征在于：所述一组隔料板（11）的外围之间封闭安装有相应的封板（12），所述隔料板（11）与封板（12）所形成的空间内填充安装有诸多相应的第一阻尼粒子（13）。

4.根据权利要求3所述的一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备，其特征在于：所述一组隔料板（11）外侧的罐体（101）上固接有一呈环形状设置的密封盒体（14），所述密封盒体（14）内填充有诸多相应的第二阻尼粒子（15）。

5.根据权利要求4所述的一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备，其特征在于：所述第一阻尼粒子（13）、第二阻尼粒子（15）均采用铁基球体状颗粒。

6.根据权利要求5所述的一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备，其特征在于：所述密封盒体（14）向外固接有一相应的密封罩（16），所述声音传感器固定安装于所述密封罩（16）内。

7.根据权利要求1所述的一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备，其特征在于：所述收集容器（601）固定安装于相应的电子秤组件（17）上，且在所述收集容器（601）内的三氟化氯液态物料达到设定重量值时，所述排料阀门（8）开启，以将三氟化氯液态物料输送进入下一道纯化工序的进料端。

8.根据权利要求7所述的一种电子级三氟化氯制备用初级纯化设备，其特征在于：所述抽气管（602）上固定安装有一相应的切换阀门（18），所述排料阀门（8）开启时，所述切换阀门（18）关闭。