CN218485498U - 水洗塔及废气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及半导体生产技术领域，尤其涉及一种水洗塔及废气处理系统，水洗塔包括塔体、第一水洗组件和第二水洗组件，第一水洗组件与第二水洗组件沿塔体的进口至出口方向依次设置于塔体内部，第二水洗组件包括第一布气部件和第一喷淋部件，第一布气部件在塔体的横截面上延伸布置，第一喷淋部件设置于塔体的出口与第一布气部件之间。在塔体的出口处安装第二水洗组件，可定期对该处粉末进行水洗清洁，避免该处发生堵塞，保证水洗塔排气负压正常。

Description

水洗塔及废气处理系统

技术领域

本实用新型涉及半导体生产技术领域，尤其涉及一种水洗塔及废气处理系统。

背景技术

半导体工艺是较为复杂的集成电路制造工艺，其中主要包括：光刻、炉管、蚀刻、化学气相沉积、离子注入、物理气相沉积、化学机械研磨、高温退火等工艺，在化学气相沉淀工艺中使用的特殊气体，如化学气相沉积中使用的硅烷和磷烷，在燃烧处理后产生大量的二氧化硅粉末和五氧化二磷粉末，在设备排气口处堆积。现在的半导体废气处理装置，工艺废气燃烧处理产生的粉末，在上水洗塔排气口处堆积，导致厂务酸排堵塞，从而降低了整个装置的负压排气系统，增加设备宕机的风险。

实用新型内容

本实用新型提供一种水洗塔及废气处理系统，用以解决现有技术中半导体废气处理装置处理工艺废气燃烧产生的粉末时，由于粉末良多水洗不完全容易造成水洗塔排气口处堆积，降低了整个装置的负压排气系统，增加设备宕机风险的缺陷，实现在塔体的出口处安装第二水洗组件，可定期对该处粉末进行水洗清洁，避免该处发生堵塞，保证水洗塔排气负压正常的效果。

本实用新型提供一种水洗塔，包括塔体、第一水洗组件和第二水洗组件，所述第一水洗组件与所述第二水洗组件沿所述塔体的进口至出口方向依次设置于所述塔体内部，所述第二水洗组件包括第一布气部件和第一喷淋部件，所述第一布气部件在所述塔体的横截面上延伸布置，所述第一喷淋部件设置于所述塔体的出口与所述第一布气部件之间。

根据本实用新型提供的一种水洗塔，所述第一水洗组件包括第二布气部件和第二喷淋部件，所述第二布气部件在所述塔体的横截面上延伸布置，所述第二喷淋部件设置于所述第一布气部件与所述第二布气部件之间。

根据本实用新型提供的一种水洗塔，所述第二喷淋部件包括循环水喷头和第一新水喷头，所述新水喷头设置于所述循环水喷头与所述第一布气部件之间。

根据本实用新型提供的一种水洗塔，所述第一布气部件的高度小于或等于所述第一布气部件的底面至所述塔体的出口的垂直距离的一半；所述第二布气部件的顶面至所述第一布气部件的底面的垂直距离大于或等于所述第一布气部件的底面至所述塔体的进口的垂直距离的一半。

根据本实用新型提供的一种水洗塔，所述第一喷淋部件包括第二新水喷头，所述第二新水喷头的形状为“十”字形。

根据本实用新型提供的一种水洗塔，还包括检测组件，所述检测组件设置于所述塔体上，并与所述塔体的出口连通，所述检测组件包括湿度传感器、温度传感器和负压传感器。

本实用新型还提供一种废气处理系统，包括反应装置、瀑流筒、水箱和如上述的水洗塔，所述反应装置的出口通过所述瀑流筒与所述水箱的进口连通，所述水箱的出口与所述塔体的进口连通，所述瀑流筒内设有第三喷淋部件。

根据本实用新型提供的一种废气处理系统，所述反应装置包括反应腔和冷却组件，所述反应腔包括内腔和外腔，所述内腔设置于所述外腔内部，且所述内腔与所述外腔之间围设呈冷却区，所述冷却组件与所述冷却区连通，所述内腔的进口与进气管连通，所述内腔的出口与所述瀑流筒连通。

根据本实用新型提供的一种废气处理系统，所述水箱的出口与所述塔体的进口连通的管道内设有第四喷淋部件。

根据本实用新型提供的一种废气处理系统，所述水箱上还设有泵体，所述泵体与所述第二喷淋部件、所述第三喷淋部件和所述第四喷淋部件连通。

本实用新型提供的水洗塔，在塔体内设置第一水洗组件和第二水洗组件，废气反应后生成的气体和粉末通过塔体的进口进入塔体内，先经过第一水洗组件对粉末进行清洁和水洗处理，而后经过第二水洗组件的第一布气部件，余留的气体与粉末在第一布气部件中均匀分布且减缓流速，第一喷淋部件再对经过第一布气部件的气体和粉末进行喷淋，对剩余粉尘进行再一次的清洁和水洗，剩余粉尘留在塔内，气体由塔体的出口排出。以此在保证湿度允许的范围内对临近塔体出口的粉末进行清洁、水洗处理，防止塔体出口的堵塞，保持设备排气系统正常，从而提高设备的运行稳定性，进一步提高水洗塔对废气燃烧处理后所产生粉末的洗涤效果。

在塔体的出口处安装第二水洗组件，可定期对该处粉末进行水洗清洁，避免该处发生堵塞，保证水洗塔排气负压正常。通过不同的多粉末工艺要求或不同的工艺气体流量来自由设置第一喷淋组件的洒水时间和间隔时间，在保证排气压力、排气温度、排气湿度正常范围内，维护水洗塔运行稳定，且满足工艺废气的排放标准。

除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本实用新型的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型提供的废气处理系统的结构示意图；

附图标记：

100、塔体；

200、第一水洗组件；210、第二布气部件；220、第二喷淋部件；221、循环水喷头；222、第一新水喷头；

300、第二水洗组件；310、第一布气部件；320、第一喷淋部件；330：阀门；

400、检测组件；410、湿度传感器；420、温度传感器；430、负压传感器；

500、反应装置；510、反应腔；520、进气管；511、内腔；512、外腔；513、冷却区；

600、瀑流筒；610、第三喷淋部件；

700、水箱；710、第四喷淋部件；720、泵体。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1所示，本实用新型实施例提供的水洗塔，包括塔体100、第一水洗组件200和第二水洗组件300，第一水洗组件200与第二水洗组件300沿塔体100的进口至出口方向依次设置于塔体100内部，第二水洗组件300包括第一布气部件310和第一喷淋部件320，第一布气部件310在塔体100的横截面上延伸布置，第一喷淋部件320设置于塔体100的出口与第一布气部件310之间。

本实用新型实施例的水洗塔，在塔体100内设置第一水洗组件200和第二水洗组件300，废气反应后生成的气体和粉末通过塔体100的进口进入塔体100内，先经过第一水洗组件200对粉末进行清洁和水洗处理，而后经过第二水洗组件300的第一布气部件310，余留的气体与粉末在第一布气部件310中均匀分布且减缓流速，第一喷淋部件320再对经过第一布气部件310的气体和粉末进行喷淋，对剩余粉尘进行再一次的清洁和水洗，剩余粉尘留在塔内，气体由塔体100的出口排出。以此在保证湿度允许的范围内对临近塔体100出口的粉末进行清洁、水洗处理，防止塔体100出口的堵塞，保持设备排气系统正常，从而提高设备的运行稳定性，进一步提高水洗塔对废气燃烧处理后所产生粉末的洗涤效果。

在塔体100的出口处安装第二水洗组件300，可定期对该处粉末进行水洗清洁，避免该处发生堵塞，保证水洗塔排气负压正常。通过不同的多粉末工艺要求或不同的工艺气体流量来自由设置第一喷淋组件的洒水时间和间隔时间，在保证排气压力、排气温度、排气湿度正常范围内，维护水洗塔运行稳定，且满足工艺废气的排放标准。

本实施例中，第一喷淋部件320可采用间歇式自动喷淋装置，该装置喷淋通过阀门330进行开关控制，为了保证水洗处理能力和排气湿度，自动喷淋装置也可在触摸屏设置适当的间隔时间和喷淋时间，如间隔X分钟喷淋Y分钟，既可以对该处附着的粉末进行水洗清洁，防止塔体100的出口堵塞，又可以控制塔体100的出口处的水汽湿度，水洗塔运行更稳定。

不限定上述阀门330是截止阀、电动阀、电磁阀或其他形式可通断的阀类。

根据本实用新型提供的一个实施例，第一水洗组件200包括第二布气部件210和第二喷淋部件220，第二布气部件210在塔体100的横截面上延伸布置，第二喷淋部件220设置于第一布气部件310与第二布气部件210之间。本实施例中，塔体100竖直设置，塔体100的底部设置进口，顶部设置出口，塔体100内部自下而上依次为第二布气部件210、第二喷淋部件220、第一布气部件310和第一喷淋部件320，废气燃烧反应后形成的气体和粉末通过塔体100的进口后，先经过第二布气部件210，实现气体均布、降温和减缓流速，延长其在塔体100内的停留时间，同时第二喷淋部件220对粉末进行水洗清洁，而后再向上经过第一布气部件310和第一喷淋部件320，以此提高水洗效果。

根据本实用新型提供的一个实施例，第二喷淋部件220包括循环水喷头221和第一新水喷头222，新水喷头设置于循环水喷头221与第一布气部件310之间。本实施例中，塔体100内部自下而上依次为第二布气部件210、循环水喷头221、第一新水喷头222、第一布气部件310和第一喷淋部件320，设备开始启动时，第一新水喷头222将新水源喷入塔体100内部，对粉尘进行水洗清洁，即为塔体100内的粉尘水洗提供最先的水源，新水源清洗粉尘后成为循环水源，再将循环水源通过循环水喷头221喷淋入塔内。

根据本实用新型提供的一个实施例，第一布气部件310的高度小于或等于第一布气部件310的底面至塔体100的出口的垂直距离的一半；第二布气部件210的顶面至第一布气部件310的底面的垂直距离大于或等于第一布气部件310的底面至塔体100的进口的垂直距离的一半。本实施例中，塔体100的底部装有约1/2高度的第二布气部件210，减缓工艺废气的流速，在不影响负压系统的情况下，尽可能延长工艺废气或粉末在塔体100内部处理的时间，增大循环水水洗的横截面积，充分与制程废气或粉末接触，提高水洗的处理效率和高温气体的降温效率；第二布气部件210上部空间依次设置第二喷淋部件220、第一布气部件310和第一喷淋部件320，第一布气部件310约占第一布气部件310和第一喷淋部件320总高度的1/2，尽量避免超出该高度，使第一喷淋部件320喷淋时，粉尘落在第一布气部件310上后不会飞溅到塔体100的内壁上，以及飞溅器的水汽对塔体100出口处的环境湿度造成不利影响，保证最佳水淋效果。

根据本实用新型提供的一个实施例，第一喷淋部件320包括第二新水喷头，第二新水喷头的形状为“十”字形。本实施例中，第一喷淋部件320为第一新水喷头222，第一新水喷头222呈“十字”形状，喷淋洒水方向朝下，能够实现自动喷淋，水流从“十字”形状喷头的四个方向全方位同时对临近塔体100的出口处的粉末进行喷淋水洗处理，确保喷淋效果，能够更加完全的避免粉尘在塔体100的出口处的堆积阻塞。

根据本实用新型提供的一个实施例，本实用新型实施例的水洗塔还包括检测组件400，检测组件400设置于塔体100上，并与塔体100的出口连通，检测组件400包括湿度传感器410、温度传感器420和负压传感器430。本实施例中，塔体100的出口外还设置检测组件400，对塔体100出口处的温度、湿度和排气压力进行实时检测，通过检测组件400、反馈控制系统对处理的排气压力、排气湿度和排气温度进行严格控制，将相关参数达到废气排放标准。本实施例中，检测废气湿度通过湿度传感器410、检测排气温度通过温度传感器420、检测排气压力通过负压传感器430。一旦参数出现异常，如出现排气异常、温度异常、湿度异常，低于过高于设定值，会把信号反馈放到PLC，机台发出warning信号或alarm信号。

如图1所示，本实用新型实施例还提供一种废气处理系统，包括反应装置500、瀑流筒600、水箱700和如上述实施例的水洗塔，反应装置500的出口通过瀑流筒600与水箱700的进口连通，水箱700的出口与塔体100的进口连通，瀑流筒600内设有第三喷淋部件610。

本实用新型实施例的废气处理系统，工艺废气进入反应装置500，并在反应装置500内进行燃烧反应，燃烧处理后的粉末随着微量废气在厂务负压动力的作用下，进入瀑流筒600，瀑流筒600内的第三喷淋部件610对烟尘和气体进行喷淋，对高温的气体和粉末进行初步降温，同时部分粉末和微量废气能够溶于水，流入水箱700中，未溶于水的气体和粉末再通过水箱700进入水洗塔，在水洗塔内继续进行充分水洗和降低温度，工艺废气或粉末通过废气处理系统充分燃烧水洗后，进入到厂务负压动力端。

本实施例中，化学气相沉积工艺的制程特气SiH₄和PH₃，通过反应装置500的进气口进入反应装置500内燃烧处理，生成生二氧化硅和五氧化二磷白色粉末。

化学方程式：SiH₄+2O₂＝SiO₂+2H₂O；2PH₃+4O₂＝P₂O₅+3H₂O；P₂O₅+3H₂O＝2H₃PO₄。

本实施例中，第三喷淋组件可采用循环水喷头221。

根据本实用新型提供的一个实施例，反应装置500包括反应腔510和冷却组件，反应腔510包括内腔511和外腔512，内腔511设置于外腔512内部，且内腔511与外腔512之间围设呈冷却区513，冷却组件与冷却区513连通，内腔511的进口与进气管520连通，内腔511的出口与瀑流筒600连通。本实施例中，反应装置500的反应腔510为内外两层，废气由进气口进入内腔511，并在内腔511中进行燃烧反应，内腔511与外腔512之间的空间围设出冷却区513，外部的冷却水系统向冷却区513循环供应冷却水，废气在内腔511中燃烧反应时产生高温，通过冷却水对反应腔510的外壁进行降温。

根据本实用新型提供的一个实施例，水箱700的出口与塔体100的进口连通的管道内设有第四喷淋部件710。本实施例中，粉末与少量废气在瀑流筒600内通过第三喷淋部件610喷淋清洗降温后，未溶于水的粉末和废气通过水箱700进入塔体100，在进入塔体100前再经过第四喷淋部件710的进一步清洗和降温，确保进入塔体100的粉末与废气维持低温状态。

本实施例中，第四喷淋部件710采用循环水喷头221。

根据本实用新型提供的一个实施例，水箱700上还设有泵体720，泵体720与第二喷淋部件220、第三喷淋部件610和第四喷淋部件710连通。本实施例中，第二喷淋部件220、第三喷淋部件610和第四喷淋部件710均为循环水喷头221，第二喷淋部件220的新水喷头喷洒的水，在清洗粉末后落入水箱700，为整个废气处理系统提供循环水，泵体720将水箱700内的循环水泵入各个循环水喷头221，水箱700与瀑流筒600和水洗塔连通，瀑流筒600与水洗塔中喷淋的循环水均会回到水箱700，以此形成水的循环利用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种水洗塔，其特征在于：包括塔体、第一水洗组件和第二水洗组件，所述第一水洗组件与所述第二水洗组件沿所述塔体的进口至出口方向依次设置于所述塔体内部，所述第二水洗组件包括第一布气部件和第一喷淋部件，所述第一布气部件在所述塔体的横截面上延伸布置，所述第一喷淋部件设置于所述塔体的出口与所述第一布气部件之间。

2.根据权利要求1所述的水洗塔，其特征在于：所述第一水洗组件包括第二布气部件和第二喷淋部件，所述第二布气部件在所述塔体的横截面上延伸布置，所述第二喷淋部件设置于所述第一布气部件与所述第二布气部件之间。

3.根据权利要求2所述的水洗塔，其特征在于：所述第二喷淋部件包括循环水喷头和第一新水喷头，所述新水喷头设置于所述循环水喷头与所述第一布气部件之间。

4.根据权利要求2所述的水洗塔，其特征在于：所述第一布气部件的高度小于或等于所述第一布气部件的底面至所述塔体的出口的垂直距离的一半；所述第二布气部件的顶面至所述第一布气部件的底面的垂直距离大于或等于所述第一布气部件的底面至所述塔体的进口的垂直距离的一半。

5.根据权利要求2所述的水洗塔，其特征在于：所述第一喷淋部件包括第二新水喷头，所述第二新水喷头的形状为“十”字形。

6.根据权利要求2至5任意一项所述的水洗塔，其特征在于：还包括检测组件，所述检测组件设置于所述塔体上，并与所述塔体的出口连通，所述检测组件包括湿度传感器、温度传感器和负压传感器。

7.一种废气处理系统，其特征在于：包括反应装置、瀑流筒、水箱和如权利要求2至6任意一项所述的水洗塔，所述反应装置的出口通过所述瀑流筒与所述水箱的进口连通，所述水箱的出口与所述塔体的进口连通，所述瀑流筒内设有第三喷淋部件。

8.根据权利要求7所述的废气处理系统，其特征在于：所述反应装置包括反应腔和冷却组件，所述反应腔包括内腔和外腔，所述内腔设置于所述外腔内部，且所述内腔与所述外腔之间围设呈冷却区，所述冷却组件与所述冷却区连通，所述内腔的进口与进气管连通，所述内腔的出口与所述瀑流筒连通。

9.根据权利要求8所述的废气处理系统，其特征在于：所述水箱的出口与所述塔体的进口连通的管道内设有第四喷淋部件。

10.根据权利要求9所述的废气处理系统，其特征在于：所述水箱上还设有泵体，所述泵体与所述第二喷淋部件、所述第三喷淋部件和所述第四喷淋部件连通。

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