DE19511643A1

DE19511643A1 - Process and device for cleaning pollutant-containing exhaust gases by chemical conversion

Info

Publication number: DE19511643A1
Application number: DE19511643A
Authority: DE
Inventors: Horst Dr Reichardt; Lothar Dipl Ing Ritter; Guenter Dipl Ing Firkert; Lutz Dipl Phys Labs; Konrad Dipl Phys Gehmlich; Gerold Hofmann; Michael Dipl Ing Hentrich; Wido Wiesenberg
Original assignee: Das Duennschicht Anlagen Systeme GmbH
Current assignee: Das Duennschicht Anlagen Systeme GmbH
Priority date: 1995-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-10-02
Also published as: EP0735320A2; EP0735320A3; EP0735320B1; DE59605974D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Reinigung von Abgasen mit vor zugsweise fluorhaltigen Schadstoffen, insbesondere aus Anlagen zum Abscheiden und Abtragen durch Plasmaprozesse und durch chemische Dampfphasenabscheidung. Diese Abgase enthalten u. a. fluorhaltige Kohlenwasserstoffe oder andere Fluorverbindungen. Bei anderen Prozessen fallen als Schadstoffe vorwiegend Silane an. Die Abgase sind wegen des hohen Anteils an inerten Trä gergasen, wie Stickstoff oder Argon, meist selbst nicht brennbar. Die Schadstoffe oder deren Re aktionsprodukte wirken toxisch bzw. fördern aufgrund ihrer schädlichen Wirkung in der Atmos phäre die Ozonzerstörung und den Treibhauseffekt.The invention relates to a method and a device for cleaning exhaust gases with before preferably fluorine-containing pollutants, especially from plants for separation and ablation through plasma processes and chemical vapor deposition. These gases contain u. a. fluorine-containing hydrocarbons or other fluorine compounds. Fall in other processes mainly silanes as pollutants. The exhaust gases are due to the high proportion of inert gases gases, such as nitrogen or argon, mostly not themselves flammable. The pollutants or their re Promotional products have a toxic effect or promote in the atmosphere due to their harmful effects the ozone depletion and the greenhouse effect.

Zur Abgasreinigung sind eine ganze Reihe von Verfahren bekannt. Sehr häufig erfolgt die Reini gung durch Sorption der Schadgase aus dem Abgas, in dem dieses z. B. durch oxidierende, wässe rige Lösungen geführt wird (DE 33 42 816 A1). Schadstoffe, die nicht oder nur wenig effizient sorbiert werden, können durch Verfahren der chemischen Umsetzung dem Abgas entzogen werden. So lassen sich z. B. Fluorverbindungen durch Reaktion mit durch indirekte Heizung erwärmten SiO₂-Oberflächen zu leichter weiter entsorgbaren, flüchtigen Siliziumfluoriden umsetzen (D/254 723 5). Nachteilig dabei ist die geringe Effizienz der Umsetzung der Schadstoffe z. B. bewirkt durch die Kühlung der Reaktionsflächen durch das Abgas. Es ist auch vorgeschlagen worden Plasmaprozeßabgase durch das Führen über erhitzte Oberflächen zu entsorgen, in dem sie dort in feste Verbindungen umgesetzt werden (D/2 387 975). Die Wirksamkeit einer derartigen Verfahrensweise wird aber u. a. durch die Versiegelung der Oberflächen durch die sekundärenfesten Verbindungen mit der Zeit drastisch verringert.A whole series of methods are known for exhaust gas purification. Very often the cleaning takes place by sorption of the harmful gases from the exhaust gas, in which this z. B. is performed by oxidizing, aqueous solutions (DE 33 42 816 A1). Pollutants that are not sorbed or only sorely efficiently can be removed from the exhaust gas by chemical conversion processes. So z. B. Implement fluorine compounds by reaction with heated by indirect heating SiO₂ surfaces to more easily disposable, volatile silicon fluorides (D / 254 723 5). The disadvantage here is the low efficiency of the implementation of the pollutants z. B. caused by the cooling of the reaction surfaces by the exhaust gas. It has also been proposed to dispose of plasma process exhaust gases by passing them over heated surfaces by converting them into solid compounds there (D / 2 387 975). The effectiveness of such a procedure is, however, drastically reduced over time by sealing the surfaces with the secondary fixed connections.

Eine Vielzahl von Abgasreinigungsverfahren basiert auf der thermischen Zersetzung oder Oxida tion der Schadstoffe in einer Brennkammer. Sind die Schadstoffe selbst nicht brennbar oder sind sie nur Bestandteile von Abgasen mit hohem Inertgasanteil, so werden sie zur chemischen Umset zung in eine Brenngasflamme, z. B. aus einem Erdgas- oder Wasserstoff-/Sauerstoffgemisch, eingeführt (US 5 183 646). Schädliche Sekundärstoffe der Umwandlung werden anschließend, z. B. durch Sorptions- oder Waschprozesse, aus dem Abgas beseitigt (US-A 288 9002). Die Abgasreinigung ist also in der Regel ein mehrstufiger Prozeß, bei dem Teilprozesse wie thermische Zersetzung oder Oxidation, Kühlung, Sorption, Hydrolyse und Auswaschen fester Reaktionsprodukte ablaufen (034 689 3 B1). Dazu wird das Abgas nacheinander z. B. durch eine Einrichtung mit einer Brennkammer und mindestens eine weitere Einrichtung, z. B. eine solche, die nach dem Waschprinzip wirkt, geleitet. A variety of exhaust gas purification processes are based on thermal decomposition or oxida tion of the pollutants in a combustion chamber. Are the pollutants themselves non-flammable or are If they are only components of exhaust gases with a high proportion of inert gas, they become a chemical conversion into a fuel gas flame, e.g. B. from a natural gas or hydrogen / oxygen mixture, introduced (US 5 183 646). Harmful secondary substances of the conversion are then e.g. B. by sorption or washing processes, removed from the exhaust gas (US-A 288 9002). The Exhaust gas cleaning is usually a multi-stage process in which sub-processes such as thermal Decomposition or oxidation, cooling, sorption, hydrolysis and leaching more solid Reaction products expire (034 689 3 B1). For this, the exhaust gas is successively z. B. by a Device with a combustion chamber and at least one other device, e.g. B. one that works according to the washing principle.

Es sind auch Einrichtungen zur Reinigung von Abgas vorgeschlagen worden, bei denen das Abgas nacheinander durch eine Brennkammer zur Verbrennung der Schadstoffe und eine Waschkammer geleitet wird, die konstruktiv zu einer Einheit zusammengefaßt sind (EP 89 110 875). Ein mehr stufiger Reinigungsprozeß wurde auch in einer einzigen Reaktionskammer realisiert, in dem das verbrannte Abgas durch eine feinverteilte Flüssigkeit (Sorptions- bzw. Kühlmittel) geführt wird oder mit einem solchen Flüssigkeitsfilm an den Wandflächen der Brennkammer in Kontakt ge bracht wird (DE 43 20 044).Devices for cleaning exhaust gas have also been proposed, in which the exhaust gas successively through a combustion chamber for burning the pollutants and a washing chamber is led, which are structurally combined to form a unit (EP 89 110 875). One more stage cleaning process was also implemented in a single reaction chamber, in which the burned exhaust gas is passed through a finely divided liquid (sorbent or coolant) or in contact with such a liquid film on the wall surfaces of the combustion chamber is brought (DE 43 20 044).

Die Abgasreinigung in einer Brennkammer mit einer Brenngasflamme hat jedoch eine geringe Ef fizienz in ihrer Reinigungswirkung, wenn man sie für Abgase mit fluorierten Kohlenwasserstoffen und mit anderen Fluorverbindungen anwendet. Bei vertretbarem Verbrauch von Brenngas enthal ten die gereinigten Abgase noch kritisch hohe Anteile an Schadstoffen. Eine Kühlung der Reak torwände verringert zwar deren Korrosion, führt aber eher zur Verschlechterung der Effizienz der Reinigung. Eine Verbesserung der Effizienz der Reinigung in Richtung eines niedrigen Schadstoff gehaltes im gereinigten Abgas, kann zwar in gewissem Umfang durch Erhöhung der Brenngas menge relativ zur Menge des zugeführten Abgases erzielt werden, führt jedoch wegen der Erhö hung des Brenngasverbrauches zu einer kritischen Verschlechterung der Ökonomie der Abgasrei nigung.Exhaust gas cleaning in a combustion chamber with a fuel gas flame, however, has a low Ef efficiency in their cleaning effect when used for exhaust gases with fluorinated hydrocarbons and applied with other fluorine compounds. Contain with reasonable consumption of fuel gas the cleaned exhaust gases still critically high levels of pollutants. Cooling the reak Although gate walls reduce their corrosion, they tend to degrade the efficiency of the Cleaning. An improvement in the efficiency of cleaning towards a low pollutant content in the cleaned exhaust gas, to a certain extent by increasing the fuel gas amount can be achieved relative to the amount of exhaust gas supplied, but leads because of the increases fuel gas consumption leads to a critical deterioration in the economy of the exhaust gas series inclination.

Da in der Brenngasflamme mit Abgaszufuhr im allgemeinen mehrere Reaktionen ablaufen, deren wichtigste Ergebnisse die Verbrennung des Brenngases (z. B. Erdgas oder Wasserstoff) unter der Einwirkung des mit zugeführten Sauerstoffes zum Zwecke der thermischen Aktivierung der Schadgase und die chemische Umsetzung der Schadgase in hydrolisierbare und absorbierbare bzw. unschädliche feste und flüchtige Verbindungen sind, ist aufgrund der Reaktionskinetik nicht zu erwarten, daß die gewünschte Umsetzung der Schadgase vollständig erfolgt. Dies gilt insbeson dere auch dann, wenn alle Reaktanden (Brenngas, Sauerstoff und Schadgas) im stöchiometrischen Verhältnis zugeführt werden. Infolge des Inertgasanteiles im Schadgas wird die Reaktionskinetik ungünstig beeinflußt und damit die Umsetzung der Schadgase anteilmäßig weiter verringert.Since there are generally several reactions in the fuel gas flame with exhaust gas supply, their most important results the combustion of the fuel gas (e.g. natural gas or hydrogen) under the Action of the oxygen supplied for the purpose of thermal activation of the Harmful gases and the chemical conversion of the harmful gases into hydrolyzable and absorbable or innocuous solid and volatile compounds are not due to the reaction kinetics expect that the desired conversion of the harmful gases takes place completely. This applies in particular even if all reactants (fuel gas, oxygen and harmful gas) are in the stoichiometric Ratio are fed. As a result of the proportion of inert gas in the harmful gas, the reaction kinetics adversely affected and thus the proportionate implementation of the harmful gases further reduced.

Die Reinigung von fluorhaltigen Abgasen in einer Brennkammer mit einer Brenngasflamme erfor dert spezifische Verfahrensweise und Einrichtungsausführung, wenn sie sowohl mit hoher Effizi enz der Schadstoffumsetzung als auch mit günstiger Ökonomie erfolgen soll. Die Ergebnisse sind bei Einsatz einer Einrichtung nicht für alle Fluorverbindungen gleich befriedigend. So ist die Effizi enz der Umsetzung z. B. für Tetrafluormethan in einer Brenngasflamme ungünstig.The cleaning of fluorine-containing exhaust gases in a combustion chamber with a fuel gas flame is required changes specific procedure and facility implementation, if they both with high efficiency pollutant conversion as well as with favorable economy. The results are not satisfactory for all fluorine compounds when using a device. That's the Effizi implementation of z. B. unfavorable for tetrafluoromethane in a fuel gas flame.

Darüberhinaus ergeben sich besondere Anforderungen an die Reinigungsverfahren, da in der Praxis der Reinigung von Abgasen aus CVD- und Plasmaprozessen Abgase mit unterschiedlichen Schad stoffen anfallen, außer fluorhaltigen Verbindungen z. B. auch silanhaltige. Eine Anpassung ein und derselben Abgasreinigungseinrichtung mit einer Brennkammer an derart unterschiedliche Schad gase allein durch Einstellung der Prozeßparameter führt zu keinen befriedigenden technischen Lösungen.In addition, there are special requirements for the cleaning process, as in practice the cleaning of exhaust gases from CVD and plasma processes exhaust gases with different harmful effects substances arise, except for fluorine-containing compounds such. B. also silane-containing. An adjustment one and same exhaust gas cleaning device with a combustion chamber to such different damage gases simply by adjusting the process parameters do not lead to satisfactory technical results Solutions.

Eine Erhöhung des Brenngasanteiles im Brenngasgemisch gegenüber dem stöchiometrischen Ver hältnis für alle zugeführten Reaktanden verbessert zwar die Schadstoffumsetzung, insbesondere bei fluorhaltigen Kohlenwasserstoffen, führt jedoch zum Ausstoß unverbrannter, auch schädlicher Brenngase aus der Reinigungsanlage. Eine Erhöhung des Sauerstoffanteils im Brenngasgemisch (EP 0347753) gegenüber dem stöchiometrischen Verhältnis bewirkt einerseits eine bessere Umset zung von z. B. silanhaltigen Schadstoffen, führt aber andererseits zu einer kritischen Verschlech terung der Schadstoffumsetzung für fluorhaltige Abgase und damit zu unvertretbar hohen Anteilen dieses Schadstoffes im gereinigten Abgas.An increase in the proportion of fuel gas in the fuel gas mixture compared to the stoichiometric Ver The ratio of all reactants supplied does improve pollutant conversion, in particular with fluorine-containing hydrocarbons, however, leads to the emission of unburned, even more harmful Fuel gases from the cleaning system. An increase in the proportion of oxygen in the fuel gas mixture (EP 0347753) compared to the stoichiometric ratio on the one hand brings about better implementation tongue of z. B. silane-containing pollutants, but on the other hand leads to a critical deterioration Lowering the pollutant conversion for fluorine-containing exhaust gases and thus to an unacceptably high proportion of this pollutant in the cleaned exhaust gas.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Reinigung von Abgasen mit Hilfe eines Verfahrens, das mit einer Brennkammer und einer Brenngasflamme arbeitet, die Effizienz der Reinigung, insbesondere bei der Reinigung fluorhaltiger Abgase, zu erhöhen. Es ist darüberhinaus durch ein und dasselbe Verfahren, eine hohe Effizienz der Reinigung für unterschiedliche toxische Bestandteile der Abgase zu sichern. Die Ökonomie des Reinigungsverfahrens ist durch Verringerung des Brenngasverbrauches und durch längere ununterbrochene Betriebszeiten zu verbessern.The invention has for its object in the cleaning of exhaust gases with the aid of a Process that works with a combustion chamber and a fuel gas flame, the efficiency of Cleaning, especially when cleaning fluorine-containing exhaust gases. It is beyond that through one and the same process, high efficiency of cleaning for different toxic Secure components of the exhaust gases. The economy of the cleaning process is through Reduction of fuel gas consumption and longer uninterrupted operating times improve.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und 2 und eine Ein richtung nach Anspruch 3, 4 und 5 gelöst.According to the invention the object is achieved by a method according to claims 1 and 2 and an Direction according to claim 3, 4 and 5 solved.

Das Verfahren geht davon aus, daß bei der Durchführung von technologischen Prozessen, insbe sondere bei CVD- und Plasmaprozessen, Abgase anfallen, insbesondere auch solche mit unterschiedlichen Schadstoffen, die in einem vorzugsweise mehrstufigen Prozeß zu reinigen sind. Die Abgase enthalten, anteilig oder zumindest in einem zeitlichen Intervall, fluorhaltige Kohlenwasserstoffe oder andere Fluorverbindungen. Die Reinigung der Abgase erfolgt in einer Einrichtung mit einer Brennkammer und einem Brenner zur Erzeugung einer Brenngasflamme, die zur Erhitzung oder/und chemischen Umsetzung von Schadstoffen dient.The method assumes that when carrying out technological processes, esp Exhaust gases occur especially in CVD and plasma processes, especially those with different pollutants, which are to be cleaned in a preferably multi-stage process. The exhaust gases contain, partially or at least in a time interval, fluorine-containing Hydrocarbons or other fluorine compounds. The exhaust gases are cleaned in one Device with a combustion chamber and a burner for generating a fuel gas flame, the for heating and / or chemical conversion of pollutants.

Erfindungsgemäß werden die inneren Oberflächen der Brennkammer oder/und zusätzlich in die Brennkammer eingebrachte Oberflächen mit einer porösen Schicht aus Siliziumdioxid bedeckt. In der Brenngasflamme erhitztes Abgas mit fluorhaltigen Schadstoffen wird entlang der, durch die Brenngasflamme ebenfalls erhitzten, besagten Oberflächen geführt, wobei die erhitzten fluorhalti gen Schadstoffe mit dem erhitzten Material der porösen Schicht reagieren. Die Abscheidung der porösen Schicht aus Siliziumdioxid erfolgt durch thermische Oxidation eines silanhaltigen Gases in der Brennkammer selbst, vorzugsweise sequentiell zu zeitlichen Reinigungsphasen von Abgasen mit fluorhaltigen Schadstoffen. Die durch chemische Reaktion mit dem heißen Siliziumdioxid entstehenden sekundären, flüchtigen Schadstoffe, insbesondere Siliziumfluoride, werden zusam men mit dem verbrannten Brenngas und anderen in der Brenngasflamme erzeugten Reaktionspro dukten der Schadgase in einem weiteren Verfahrensschritt mit einem Sorptionsmittel hydrolisiert gegebenenfalls noch zusätzlich neutralisiert.According to the invention, the inner surfaces of the combustion chamber and / or additionally in the Combustion chamber surfaces covered with a porous layer of silicon dioxide. In The flue gas heated with fluorine-containing pollutants is heated along the, through which Fuel gas flame also led heated, said surfaces, the heated fluorhalti against harmful substances react with the heated material of the porous layer. The separation of the Porous layer made of silicon dioxide takes place through thermal oxidation of a gas containing silane the combustion chamber itself, preferably sequentially at time-based cleaning phases of exhaust gases with fluorine-containing pollutants. The chemical reaction with the hot silicon dioxide secondary, volatile pollutants, in particular silicon fluorides, are formed together men with the burned fuel gas and other reaction proce generated in the fuel gas flame products of the harmful gases hydrolyzed in a further process step with a sorbent neutralized if necessary.

In der Brenngasflamme werden fluorhaltige Verbindungen (z. B. C₂F₆, CF₄, CHF₃, NF₃) bereits zum Teil thermisch zersetzt bzw. chemisch umgesetzt. Eine mögliche Reaktion ist z. B. die von C₂F₆ zu CH₄ und HF, insbesondere wenn in der Brenngasflamme ein Überschuß an reduzierenden Gasen, z. B. Wasserstoff, vorhanden ist. Wesentlicher Ausgangspunkt für das Verfahren ist, das eine solche chemische Umsetzung aus reaktionskinetischen Gründen in der Brenngasflamme nicht vollständig sein kann. Dieser Umstand wird quantitativ entscheidend, wenn thermisch schwer zersetzbare oder gegenüber Wasserstoff reaktionsträge Fluorverbindungen, wie z. B. CF₄, im Ab gas enthalten sind. Nicht in der Brenngasflamme thermisch zersetzte oder chemisch umgesetzte Fluorverbindungen werden aber in der Brenngasflamme erhitzt, also chemisch aktiviert. Ebenso ist das, durch die Wärmestrahlung und durch Konvektion der heißen Brenngase auf den besagten Oberflächen, befindliche Siliziumdioxid für eine Reaktion thermisch aktiviert. Auf den Oberflä chen reagieren die beiden aktivierten Reaktanden u. a. zu flüchtigem Siliziumfluorid. Die Fluorver bindungen des Abgases werden dabei umso vollständiger umgesetzt, je vollkommener der Kontakt des erhitzten Abgasstromes mit den inneren Oberflächen der Brennkammer oder/und den zusätz lich in die Brennkammer eingebrachten Oberflächen ist. Eine Voraussetzung dafür ist eine ausrei chende Größe, Oberflächenbeschaffenheit und die Anordnung dieser Oberflächen, eine weitere ist durch die Porösität der Siliziumdioxidschicht gegeben. Die Poren gewährleisten praktisch eine vergrößerte Reaktionsfläche für die erhitzten Schadstoffe.In the fuel gas flame, fluorine-containing compounds (e.g. C₂F₆, CF₄, CHF₃, NF₃) are already partly thermally decomposed or chemically reacted. A possible reaction is e.g. B. from C₂F₆ to CH₄ and HF, especially if an excess of reducing in the fuel gas flame Gases, e.g. B. hydrogen is present. The essential starting point for the process is that such a chemical reaction in the fuel gas flame for reaction kinetic reasons can be complete. This becomes quantitatively critical when thermally difficult decomposable or inert to hydrogen fluorine compounds such. B. CF₄, in Ab gas are included. Not thermally decomposed or chemically converted in the fuel gas flame However, fluorine compounds are heated in the fuel gas flame, i.e. chemically activated. Likewise that, through the heat radiation and by convection of the hot fuel gases on said Surfaces, located silicon dioxide thermally activated for a reaction. On the surface Chen react the two activated reactants u. a. to volatile silicon fluoride. The Fluorver The more perfect the contact, the more complete the binding of the exhaust gas will be of the heated exhaust gas flow with the inner surfaces of the combustion chamber and / or the additional surfaces introduced into the combustion chamber. A prerequisite for this is sufficient appropriate size, surface quality and the arrangement of these surfaces, is another given by the porosity of the silicon dioxide layer. The pores practically ensure one increased reaction area for the heated pollutants.

Durch Oberflächenreaktion entstehen neben unschädlichen Stoffen, z. B. Kohlendioxid, sekundäre Schadstoffe, wie das beispielsweise genannte Siliziumfluorid. Diese sekundären Schadstoffe müs sen zusammen mit anderen, gegebenenfalls in der Brenngasflamme entstandenen Reaktionsproduk ten, z. B. Fluorwasserstoff, aus dem Abgas beseitigt werden. Dies erfolgt im einfachsten Fall in einem wässerigen Sorptionsmittel. In diesem wird z. B. Siliziumfluorid und Fluorwasserstoff hy drolisiert. Wird dem Sorptionsmittel ein Neutralisationsmittel, z. B. KOH oder Ca(OH)₂, zugegeben, so entstehen Salze der Flußsäure, die leicht basisch reagieren, nicht korrosiv sind und sich leicht entsorgen lassen.In addition to harmless substances, e.g. B. carbon dioxide, secondary Pollutants, such as the silicon fluoride mentioned for example. These secondary pollutants must sen together with other reaction products that may have formed in the fuel gas flame ten, e.g. B. hydrogen fluoride, are removed from the exhaust gas. In the simplest case, this is done in an aqueous sorbent. In this z. B. silicon fluoride and hydrogen fluoride hy tripled. If the sorbent is a neutralizing agent, e.g. B. KOH or Ca (OH) ₂, added, salts of hydrofluoric acid, which react slightly basic, are not corrosive and are easy to dispose of.

Im Verlaufe der Reinigung von Abgas mit fluorhaltigem Schadstoff wird der Vorrat an porösem Siliziumoxid auf besagten Oberflächen der Brennkammer verbraucht. Der Verbrauch wächst mit der Menge des zu reinigenden Abgases und mit dem prozentualem Anteil an fluorhaltigen Schad stoffen. Entsprechend diesem Verbrauch an Siliziumoxid muß die Schicht regeneriert werden. Dazu wird Silan oder ein silanhaltiges Gas in einer Regenerationsphase in den Brenner eingeführt. Das Silan oder silanhaltige Gas wird in der heißen, sauerstoffhaltigen Brenngasflamme in einer Volumenreaktion in Siliziumdioxid und Wasserdampf umgesetzt. Das entstehende Siliziumdioxid scheidet sich auf den besagten Oberflächen der Brennkammer als poröse Schicht ab. Die Regene ration der Oberflächen erfolgt also durch diese Verfahrensweise in der Gasreinigungseinrichtung selbst. Es wird lediglich anstelle des fluorhaltigen Abgases in dieser Phase ein silanhaltiges Gas zugeführt. Gegebenenfalls wird zusätzlich die Zusammensetzung oder/und die Menge des Brenn gasgemisches an die beiden sequentiell ablaufenden Verfahrensweisen angepaßt. So wird z. B. der Sauerstoffanteil bei der Siliziumdioxidabscheidung größer als bei der Erhitzung des fluorhaltigen Abgases eingestellt.In the course of cleaning exhaust gas with a fluorine-containing pollutant, the supply of porous Silicon oxide on said combustion chamber surfaces consumed. Consumption grows with you the amount of exhaust gas to be cleaned and the percentage of fluorine-containing damage fabrics. The layer must be regenerated in accordance with this consumption of silicon oxide. For this purpose, silane or a gas containing silane is introduced into the burner in a regeneration phase. The silane or silane-containing gas is in the hot, oxygen-containing combustion gas flame in one Volume reaction implemented in silicon dioxide and water vapor. The resulting silicon dioxide deposits on the surfaces of the combustion chamber as a porous layer. The rain ration of the surfaces is done by this procedure in the gas cleaning device itself. Instead of the fluorine-containing exhaust gas, it becomes a silane-containing gas in this phase fed. If necessary, the composition and / or the amount of the distillate gas mixture adapted to the two sequential procedures. So z. B. the The proportion of oxygen in the silicon dioxide deposition is greater than in the heating of the fluorine-containing one Exhaust gas set.

Im einfachsten Fall kann in der Regenerationsphase durch Umschalten von Ventilen anstelle von fluorhaltigem Abgas ein silanhaltiges Gas oder direkt Silan zugeführt werden.In the simplest case, in the regeneration phase by switching valves instead of fluorine-containing exhaust gas, a silane-containing gas or directly silane can be supplied.

Erfindungsgemäß erfolgt insbesondere die Regeneration der Oberflächen in der Brennkammer, in dem die Reinigung von Abgasen mit fluorhaltigen Schadstoffen und die sequentielle Abscheidung von porösem Siliziumoxid auf besagten Oberflächen der Brennkammer durch die Einleitung von Abgasen unterschiedlicher Zusammensetzung erfolgt, die bei unterschiedlichen CVD- oder Plas maprozessen der Halbleitertechnologie anfallen.According to the invention, the regeneration of the surfaces in the combustion chamber, in which is the cleaning of exhaust gases with fluorine-containing pollutants and the sequential separation of porous silicon oxide on said surfaces of the combustion chamber by the introduction of Exhaust gases of different compositions occur with different CVD or Plas Map processes of semiconductor technology occur.

So können z. B. nacheinander Abgase einer CVD- Einrichtung zur Abscheidung von Silizium auf Halbleiterscheiben bei der als Schadstoff u. a. Silan anfällt und einer Plasmaätzeinrichtung zum Ätzen von Halbleiterscheiben, bei der als Schadstoff ein Fluorkohlenwasserstoff anfällt, der Ab gasreinigungseinrichtung nacheinander zugeführt werden.So z. B. successively exhaust gases from a CVD device for the deposition of silicon Semiconductor wafers in the case of pollutants and. a. Silane is obtained and a plasma etching device for Etching of semiconductor wafers in which a fluorocarbon is obtained as a pollutant, the Ab gas cleaning device can be supplied in succession.

Während einer Reinigungsphase von Abgas mit fluorhaltigen Schadstoffen, insbesondere Fluor kohlenwasserstoffe, verbraucht sich bei deren chemischer Umsetzung Material der porösen Silizi umdioxidschicht. Während der anschließenden Reinigungsphase von Abgas mit Silanen als haupt sächlichen Schadstoffen wird dieses Abgas nicht nur gereinigt, sondern diese Phase dient in diesem Fall gleichzeitig zur Regeneration der Siliziumoxidschicht an den Oberflächen der Brennkammer.During a cleaning phase of exhaust gas with fluorine-containing pollutants, especially fluorine hydrocarbons, their chemical conversion consumes porous silicon material dioxide layer. During the subsequent cleaning phase of exhaust gas with silanes as the main This pollutant is not only cleaned of other harmful substances, but this phase serves in this Fall simultaneously with the regeneration of the silicon oxide layer on the surfaces of the combustion chamber.

Ein wichtiger Anwendungsfall für das erfindungsgemäße Verfahren ist die Abgasreinigung von CVD- oder Plasma- Beschichtungsanlagen, in denen nach Beschichtungsprozessen die inneren Flächen dieser Anlagen mit Hilfe von Plasmaätzprozessen gereinigt werden. Hierbei fallen in einer Anlage zur technologischen Herstellung von Halbleiterschaltungen in natürlicher Folge Abgase mit fluorhaltigen Schadstoffen und mit silanhaltigen Schadstoffen an, für deren Reinigung lediglich Prozeßparameter der Abgasreinigungseinrichtung anzupassen sind. Dies ist z. B. eine erhöhte Zu fuhr von Brenngasgemisch in den Brenner der Abgasreinigungseinrichtung während der Abschei dung von Silizium auf die Halbleiterscheiben in der Beschichtungsanlage.An important application for the method according to the invention is the exhaust gas purification of CVD or plasma coating systems, in which the inner Areas of these systems are cleaned with the help of plasma etching processes. Here fall in one Plant for the technological production of semiconductor circuits in natural succession with exhaust gases fluorine-containing pollutants and with silane-containing pollutants, for their purification only Process parameters of the exhaust gas cleaning device are to be adjusted. This is e.g. B. an increased to drove of fuel gas mixture into the burner of the exhaust gas cleaning device during the separation formation of silicon on the semiconductor wafers in the coating system.

Reichen die Mengen der silanhaltigen Abgase, die bei den Beschichtungsprozessen in den CVD- oder Plasmabeschichtungsanlagen anfallen, nicht aus, um bei deren Reinigung und chemischer Umsetzung den Vorrat an Siliziumdioxid auf den Oberflächen der Brennkammer zu schaffen, der notwendig ist, um die Menge der, bei den Plasmaätzprozessen anfallenden fluorhaltigen Abgase, in der nachfolgenden Phase zu reinigen, so läßt sich dieses Defizit leicht durch Einspeisung einer zusätzlichen Menge von Silan in das Abgas ausgleichen.Are the quantities of silane-containing exhaust gases that are used in the coating processes in the CVD or plasma coating systems do not occur to help with their cleaning and chemical Implementation to create the supply of silicon dioxide on the surfaces of the combustion chamber is necessary to determine the amount of the fluorine-containing exhaust gases resulting from the plasma etching processes, to clean in the subsequent phase, this deficit can be easily by feeding a equalize additional amount of silane in the exhaust gas.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch anwenden, wenn im Abgas fluorhaltige und silan haltige Schadstoffe gemeinsam anfallen. Die Silane werden nämlich im Volumen der Brenngas flamme chemisch umgesetzt, die Fluorverbindungen vorzugsweise an den heißen Oberflächen der Brennkammer. An diesen Oberflächen erfolgt in diesem Fall der Verbrauch von Siliziumdioxid und die Abscheidung, d. h. die Regeneration, simultan.The method according to the invention can also be used when fluorine-containing and silane in the exhaust gas containing pollutants accumulate together. The silanes are namely in the volume of the fuel gas chemically implemented flame, the fluorine compounds preferably on the hot surfaces of the Combustion chamber. In this case, the consumption of silicon dioxide and the deposition, d. H. regeneration, simultaneous.

Das Verfahren wird mit einer Einrichtung ausgeführt, die im wesentlichen aus einer vorzugsweisen rotationssymmetrischen Brennkammer mit einem an einer Seite der Brennkammer angeordneten Brenner, zweckmäßiger Weise einem Ringbrenner, besteht. Die Anordnung der Achse der Brennkammer im Raum ist für die Wirksamkeit des Verfahrens ohne Belang. Dem Ringbrenner wird ein Brenngas und Sauerstoff oder ein Brenngasgemisch z. B.: Erdgas/Sauerstoff oder Wasserstoff/Sauerstoff). Am Brenner bildet sich eine Brenngasflamme aus. Durch eine Zufuhr, vorzugsweise im Zentrum des Ringbrenners, werden die Abgase, mit insbesondere fluorhaltigen und hydridhaltigen Schadstoffen, zugeführt. Durch eine zentrale Zufuhr ist das Abgas allseitig von der Brenngasflamme umschlossen, eine wichtige Voraussetzung für effektive Abgaserhitzung im Interesse der chemischen Zersetzung oder/und der chemischen Umsetzung von Bestandteilen der zugeführten Schadstoffe. Die Wände der Brennkammer sind gegenüber den äußeren Begrenzungen bzw. Verkleidungen thermisch isoliert, infolge dessen werden die Wandflächen der Brennkammer erhitzt. Sie heizen sich auf hohe Temperaturen auf.The method is carried out with a device which consists essentially of a preferred rotationally symmetrical combustion chamber with one arranged on one side of the combustion chamber Burner, expediently a ring burner. The arrangement of the axis of the Combustion chamber in the room is irrelevant to the effectiveness of the process. The ring burner a fuel gas and oxygen or a fuel gas mixture z. E.g .: natural gas / oxygen or Hydrogen / oxygen). A fuel gas flame forms on the burner. By a feed, preferably in the center of the ring burner, the exhaust gases, especially those containing fluorine and hydride-containing pollutants. Thanks to a central supply, the exhaust gas is on all sides the fuel gas flame, an important prerequisite for effective exhaust gas heating in the Interest in the chemical decomposition and / or the chemical conversion of components of the supplied pollutants. The walls of the combustion chamber are opposite the outer ones Limits or cladding thermally insulated, as a result, the wall surfaces of the Combustion chamber heated. They heat up to high temperatures.

Am Ausgang der Brennkammer wird durch Öffnungen oder Spalte gewährleistet, daß die verbrannten Brenngase und Zersetzungs- bzw. Reaktionsprodukte der Schadgase direkt oder über eine Absaugung weiteren, nichtthermischen Teilprozessen der Abgasreinigung zugeführt werden. Im einfachsten Fall ist dies eine Waschstrecke mit z. B. einem wässerigen Sorptionsmittel, gegebenenfalls zusätzlich mit einem Neutralisationsmittel. Der so weiter gereinigte Gasstrom gelangt dann in die Entlüftungsanlage oder ins Freie.At the exit of the combustion chamber, openings or gaps ensure that the burned fuel gases and decomposition or reaction products of the harmful gases directly or via suction further non-thermal sub-processes of the exhaust gas cleaning are supplied. In the simplest case, this is a washing section with e.g. B. an aqueous sorbent, optionally with a neutralizing agent. The gas stream cleaned in this way then gets into the ventilation system or into the open.

Erfindungsgemäß werden die inneren Oberflächen der Brennkammer durch mechanische, chemi sche oder elektrochemische Bearbeitung in ihrer effektiv wirksamen Oberfläche gegenüber der, die sich aus den makroskopischen Abmessungen der Brennkammerteile ergibt, vergrößert. Um die Bedingungen für die Reaktion zwischen aktivierten fluorhaltigen Schadstoffen und mit Siliziumdi oxid bedeckten Oberflächen weiter zu verbessern, werden an den Wänden oder/und im Raum der Brennkammer zusätzliche Teile in den heißen Gasstrom über der Brenngasflamme angeordnet. Die Oberflächen dieser zusätzlichen Teile erhöhen die Gesamtfläche, die für die Abscheidung von Siliziumdioxid und damit als Reaktionsfläche für die aktivierten fluorhaltigen Schadgase zur Ver fügung steht. Eine weitere Vergrößerung der effektiven Reaktionsoberflächen wird ereicht, wenn auch die Oberflächen der zusätzlich angeordneten Teile in besagten Weise bearbeitet werden.According to the inner surfaces of the combustion chamber by mechanical, chemi chemical or electrochemical processing in their effective surface compared to that results from the macroscopic dimensions of the combustion chamber parts, enlarged. To the Conditions for the reaction between activated fluorine-containing pollutants and with silicon di surfaces covered with oxide continue to improve on the walls and / or in the room Combustion chamber arranged additional parts in the hot gas stream above the fuel gas flame. The Surfaces of these additional parts increase the total area required for the deposition of Silicon dioxide and thus as a reaction surface for the activated fluorine-containing harmful gases for ver is standing. A further increase in the effective reaction surfaces is achieved if the surfaces of the additionally arranged parts can also be processed in said manner.

Die Vergrößerung der effektiven Oberfläche der Brennkammer bzw. in ihr angeordneter Teile kann durch eine eine Vielzahl von Bearbeitungsweisen erfolgen. Im einfachsten Fall wird eine solche vergrößerte Oberfläche bereits durch ein Grobdrehen erzielt, wodurch Rillen in den Ober flächen der Teile entstehen. Durch chemisches oder elektrochemisches Ätzen wird die mikrosko pisch wirksame Oberfläche durch sich ausbildende Poren vergrößert. Es können aber mit dem besag ten Ziel auch porige, siebartige oder maschenartige Überzüge oder Geflecht auf den Oberflächen der Brennkammer oder/und den zusätzlichen Teile aufgebracht sein. Als Materialien sind hitze- und korrosionsbeständige Metalle oder Keramiken geeignet. Derartige Überzüge verbessern auch die Haftfestigkeit der, auf diesen Flächen abzuscheidenden Siliziumdioxidschichten.The increase in the effective surface of the combustion chamber or parts arranged in it can be done through a variety of processing methods. In the simplest case, one Such an enlarged surface is already achieved by rough turning, which causes grooves in the upper surfaces of the parts are created. Chemical or electrochemical etching turns the mikrosko pisch effective surface increased by forming pores. But it can with the said The goal is also porous, sieve-like or mesh-like coatings or mesh on the surfaces the combustion chamber and / or the additional parts. The materials used are and corrosion-resistant metals or ceramics. Such coatings also improve the adhesive strength of the silicon dioxide layers to be deposited on these surfaces.

Durch die angeführten Anleitungen zur Gestaltung der Einrichtung wird erreicht, daß zwischen den Gasmolekülen der erhitzten Schadstoffe und den erhitzten Oberflächen der Brennkammer und zusätzlich angeordneter Teile eine höhere Zahl von Stößen zustande kommt. Dies ist eine Voraus setzung dafür, daß es mit hoher Sicherheit zur chemischen Reaktion zwischen den aktivierten Schadstoffmolekülen und dem aktivierten Siliziumdioxid auf besagten Oberflächen kommt.The instructions given for the design of the facility ensures that between the gas molecules of the heated pollutants and the heated surfaces of the combustion chamber and additionally arranged parts there is a higher number of impacts. This is an advance setting that there is a high degree of chemical reaction between the activated Pollutant molecules and the activated silicon dioxide comes on said surfaces.

Eine höhere Zahl von Stößen zwischen den Gasmolekülen erhitzter Schadstoffe und den erhitzten Siliziumdioxidoberflächen kann auch dadurch erreicht werden, daß die zusätzlich in der Brenn kammer angeordneten Teile in ihrer geometrischen Form derart ausgeführt sind, daß der heiße Gasstrom oder Anteile desselben auf dem Weg von der Brenngasflamme zur Waschstrecke ge zwungen wird, mehrfach seine Richtung zu ändern. Dies läßt sich zum Beispiel mit konzentrischen Ringen erreichen, deren mantelflächen relativ zur Achse der Brennkammer mehrfach zick-zack förmig abgewinkelt sind. In den so entstehenden Ringkanälen für die heißen Gase, wird ein mehr faches Auftreffen der überwiegenden Zahl der Gasmoleküle auf die Wandflächen nur erreicht, wenn die Strömung der heißen Gase turbulent gestaltet wird. Bekannte Wege dazu sind: eine ausreichende Durchflußmenge, genügend enge Ringkanälen, hohe Brenngastemperatur und aufge rauhte Oberflächen. Letzteres wurde bereits im Interesse der Schaffung großer Kontaktflächen für die Reaktion gefordert.A higher number of collisions between the gas molecules of heated pollutants and the heated ones Silicon dioxide surfaces can also be achieved in that the additional in the Brenn Chamber arranged parts are designed in their geometric shape such that the hot Gas flow or portions thereof on the way from the fuel gas flame to the washing section is forced to change direction several times. This can be done with concentric, for example Reach rings, the surface of which several times zigzag relative to the axis of the combustion chamber are angled in shape. In the resulting ring channels for the hot gases, one more only the majority of the gas molecules hit the wall surfaces, if the flow of hot gases is made turbulent. Known ways to do this are: one sufficient flow rate, sufficiently narrow ring channels, high combustion gas temperature and open rough surfaces. The latter was already in the interest of creating large contact areas for called for the reaction.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Verfahrensbeispiels und anhand der Zeichnung Fig. 1 einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung näher erläutert. Die Fig. 1 zeigt die Einrichtung in einem schematischen Längsschnitt.The invention is explained in more detail below with the aid of a method example and with reference to the drawing Fig. 1 of a preferred embodiment of the device. Fig. 1 shows the device in a schematic longitudinal section.

Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht im wesentlichen aus einer zylindrischen Brennkam mer (1) aus rostfreiem Stahl. Sie hat 18 cm Durchmesser und ist 90 cm lang. Diese Brennkammer ist mit Hilfe von Halterungen (2, 3, 4, 5) in einer äußeren Umhüllung (6) thermisch isoliert aufge stellt. Im Bereich der Stirnfläche (7) der Brennkammer (1) ist ein Ringbrenner (8) angeordnet, dem das Brenngasgemisch aus Wasserstoff und Sauerstoff über eine Zufuhr (9) zugeführt wird. Der Ringbrenner (8) hat einen Durchmesser von 25 mm. Am Ringkanal (10) bildet sich die Brenn gasflamme (11) aus. Das Abgas mit den fluorhaltigen und silanhaltigen Schadstoffen wird dem Brenner (8) über die zentrale Zufuhr (12) zugeführt. Es tritt durch die Bohrung (13) zentral in die Brenngasflamme (11) ein.The device according to the invention consists essentially of a cylindrical Brennkam mer ( 1 ) made of stainless steel. It is 18 cm in diameter and 90 cm long. This combustion chamber is thermally insulated with the help of brackets ( 2 , 3 , 4 , 5 ) in an outer envelope ( 6 ). In the area of the end face ( 7 ) of the combustion chamber ( 1 ) there is an annular burner ( 8 ) to which the fuel gas mixture of hydrogen and oxygen is fed via a feed ( 9 ). The ring burner ( 8 ) has a diameter of 25 mm. On the ring channel ( 10 ), the combustion gas flame ( 11 ) forms. The exhaust gas with the fluorine-containing and silane-containing pollutants is fed to the burner ( 8 ) via the central feed ( 12 ). It enters the fuel gas flame ( 11 ) centrally through the bore ( 13 ).

In die innere Wand der Brennkammer wird aus hitzebeständigem, korrosionsfestem Blech ein zylindrischer Körper (14) eingesetzt, der 4 wellenförmige Rippen mit einer axialen Wellenlänge von 40 mm bei einer radialen Wellenhöhe von 20 mm hat. Zwei ähnlich aufgebaute zylindrische Körper (15) und (16) werden an Halterungen (17), (18), (19) und (20) im Raum der Brennkammer zwischen Brenngasflamme (11) und Deckel (21) der Brennkammer eingesetzt. Der Strom heißer Gase wird auf diese Weise im Bereich der zusätzlich angeordneten Flächen in zwei zylindrische Strömungskanäle aufgeteilt, deren radiale Breite je ca. 25 mm ist. Der Gasstrom wird im Bereich der Körper viermal in seiner Richtung (Pfeile 22, 23, 24, 25) umgelenkt.In the inner wall of the combustion chamber, a cylindrical body ( 14 ) made of heat-resistant, corrosion-resistant sheet metal is inserted, which has 4 wavy ribs with an axial wavelength of 40 mm and a radial shaft height of 20 mm. Two similarly constructed cylindrical bodies ( 15 ) and ( 16 ) are used on brackets ( 17 ), ( 18 ), ( 19 ) and ( 20 ) in the space of the combustion chamber between the combustion gas flame ( 11 ) and cover ( 21 ) of the combustion chamber. In this way, the flow of hot gases is divided into two cylindrical flow channels in the area of the additionally arranged surfaces, the radial width of each of which is approximately 25 mm. The gas flow is deflected four times in the direction of the body (arrows 22 , 23 , 24 , 25 ).

Auf den zylindrischen Körpern sind feinmaschige Siebe mit einer Drahtstärke von 0,5 mm aus hitzebeständigem Stahl befestigt, um die effektive Oberfläche zu vergrößern.There are fine-meshed sieves with a wire thickness of 0.5 mm on the cylindrical bodies heat-resistant steel attached to increase the effective surface.

Zwischen dem zylindrischen Mantel der Brennkammer (1) und ihrer, dem Brenner abgewandten Stirnfläche (21) ist ein 30 mm breiter, ringförmiger Spalt (26) für den Austritt der verbrannten heißen Gase aus der Brennkammer in einen Raum (27). Im Bereich des Raumes (27) ist ein rohrförmiger Anschluß für die Absaugung (28 ), durch den die Verbrennungsgase in eine Wascheinrichtung zur Durchführung weiterer Teilprozesse der mehrstufigen Abgasreinigung überführt werden.Between the cylindrical jacket of the combustion chamber ( 1 ) and its end face ( 21 ) facing away from the burner is a 30 mm wide, annular gap ( 26 ) for the exit of the burned hot gases from the combustion chamber into a space ( 27 ). In the area of the room ( 27 ) there is a tubular connection for the suction ( 28 ) through which the combustion gases are transferred to a washing device for carrying out further sub-processes of multi-stage exhaust gas cleaning.

Example of the procedure

In einer Plasma-CVD-Beschichtungsanlage fällt im ersten Teil eines technologischen Zyklus zur Abscheidung von Siliziumdioxid auf Siliziumscheiben 60 l/min Abgas an. Das Abgas besteht aus 57 l/min Stickstoff und 3 l/min Silan als vorwiegendem Schadstoff. Im zweiten Teil des technologi schen Zyklus werden die inneren Bauteile der Plasma-CVD-Beschichtungsanlage mit Hilfe einer geänderten Prozeßführung von kontaminierenden Siliziumschichten durch einen Plasmaätzprozeß gesäubert. Dieser Prozeß wird mit CF₄ und Sauerstoff als Prozeßgas durchgeführt. Das dabei entstehende Abgas besteht außer aus 48 l/min Argon vorwiegend aus 2 l/min CF₄ und aus Silizi umtetrafluorid als Schadstoffen.In a plasma CVD coating system, the first part of a technological cycle occurs Separation of silicon dioxide on silicon wafers at 60 l / min exhaust gas. The exhaust gas consists of 57 l / min nitrogen and 3 l / min silane as the main pollutant. In the second part of the technologi internal cycle of the plasma CVD coating system with the help of a changed process control of contaminating silicon layers by a plasma etching process cleaned. This process is carried out with CF₄ and oxygen as the process gas. That included The resulting exhaust gas consists not only of 48 l / min argon, but mainly of 2 l / min CFiz and silicon umtetrafluoride as pollutants.

In einer ersten Reinigungsphase für die während der Beschichtung anfallenden Abgase (57 l/min Stickstoff und 3 l/min Silan) wird dieses über die Zufuhr (12) in die Brenngasflamme eingeleitet, die durch Einlassen von 24 l/min Wasserstoff und 18 l/min Sauerstoff in die Zufuhr (9) aufrechter halten wird. Als toxischer Schadstoff wird vorwiegend Silan verbrannt. Siliziumdioxid scheidet sich dabei auf besagten Oberflächen der Brennkammer ab.In a first cleaning phase for the exhaust gases generated during the coating (57 l / min nitrogen and 3 l / min silane), this is introduced via the feed ( 12 ) into the fuel gas flame, which by admitting 24 l / min hydrogen and 18 l / min oxygen is maintained in the feed ( 9 ). Silane is primarily burned as a toxic pollutant. Silicon dioxide is deposited on said surfaces of the combustion chamber.

Im zweiten Teil des technologischen Zyklus fällt beim Reinigen der Beschichtungsanlage sequen tiell das Abgas mit fluorhaltigen Verbindungen an. In der dazu gehörigen sequentiellen Abgasrei nigungsphase wird in die Abgasflamme, die durch Einspeisen von l/min Wasserstoff und l/min Sauerstoff aufrechterhalten wird, durch die Zufuhr (12) das Abgas (48 l/min Argon und 2 l/min CH₄ und in geringerer Menge andere Schadstoffe) eingelassen. Das Abgas, insbesondere auch die Fluorverbindungen, werden in der Brenngasflamme auf ca. 1400°C erhitzt. Es zieht (in Fig. 1 in Pfeilrichtung 22 bis 25) durch die besagten erhitzten Teile der Brennkammer und kommt mit deren Oberflächen in innigen Kontakt. Im Ergebnis einer Oberflächenreaktion mit dem Siliziumdioxid auf den Flächen wird CF₄ zu flüchtigem Fluorwasserstoff umgesetzt.In the second part of the technological cycle, the exhaust gas with fluorine-containing compounds is generated sequentially when cleaning the coating system. In the corresponding sequential Abgasrei nigungsphase is in the exhaust-gas flame, which is maintained by feeding l / min of hydrogen and l / min of oxygen, through the feed (12) the exhaust gas (48 l / min argon and 2 l / min CH₄ and other pollutants). The exhaust gas, especially the fluorine compounds, are heated to approx. 1400 ° C in the fuel gas flame. It pulls (in Fig. 1 in the direction of arrow 22 to 25 ) through said heated parts of the combustion chamber and comes into intimate contact with their surfaces. As a result of a surface reaction with the silicon dioxide on the surfaces, CF₄ is converted to volatile hydrogen fluoride.

Die heißen Brenngase mit den sekundären Reaktionsprodukten aus den beiden sequentiell ablau fenden Abgasreinigungsphasen, für vorwiegend silanhaltige und vorwiegend fluorhaltige Abgase, treten durch den Spalt (26) in den Raum (27) über der Brennkammer ein, werden dort gesammelt und über die Absaugung (28) einer Wascheinrichtung zugeführt. In der Wascheinrichtung ist ein wässeriges Sorptionsmittel wirksam. Die heißen Abgase werden auf etwa 50°C abgekühlt. Der Fluorwasserstoff wird entweder mit Wasser oder einer basischen Lösung (KOH, K₂CO₃ u. a.) absorbiert.The hot fuel gases with the secondary reaction products from the two sequentially expiring exhaust gas purification phases, for predominantly silane-containing and predominantly fluorine-containing exhaust gases, enter the space ( 27 ) above the combustion chamber through the gap ( 26 ), are collected there and are extracted via the suction ( 28 ) fed to a washing device. An aqueous sorbent is effective in the washing device. The hot exhaust gases are cooled to around 50 ° C. The hydrogen fluoride is absorbed either with water or a basic solution (KOH, K₂CO₃, etc.).

In der vorherigen Beschreibung ist das Verhalten jeweils nur für die prozeßtypischen, hauptsächlich anfallenden Stoffe beschrieben.In the previous description, the behavior is only for the process-typical, mainly resulting substances described.

Das Verfahren hat für sich chemisch sehr unterschiedlich verhaltende Schadstoffe eine hohe Rei nigungswirkung. Insbesondere wird der Schadstoffgehalt an fluorhaltigen Verbindungen in der Abluft der Abgasreinigungseinrichtung auf weniger als 10 ppm verringert.The process has a high level of toxicity for pollutants with very different chemical behavior cleaning effect. In particular, the pollutant content of fluorine-containing compounds in the Exhaust air from the emission control device reduced to less than 10 ppm.

Claims

1. Process for the purification of exhaust gases with fluorine-containing pollutants, in particular from CVD and plasma processes, in a combustion chamber with a burner for generating a combustion gas flame which serves to heat and / or chemically convert the pollutants, characterized in that the surfaces of the Combustion chamber and / or surfaces additionally introduced into the combustion chamber are covered with a porous layer of silicon, that the exhaust gas is heated with fluorine-containing pollutants in the combustion gas flame and is guided along said surfaces, that the deposition of the porous silicon dioxide layer by thermal oxidation of silane or a another silicon compound-containing gas is carried out sequentially in the combustion chamber at time-based cleaning phases of exhaust gases with fluorine-containing pollutants, and in particular the secondary, volatile pollutants formed by chemical reaction of the fluorine-containing pollutants with the hot silicon dioxide silicon fluorides, are hydrolyzed with the aid of a sorbent and, if necessary, additionally neutralized.

2. The method according to claim 1, characterized in that the cleaning of exhaust gases with fluorine containing pollutants and the sequential deposition of porous silicon dioxide on said Surfaces of the combustion chamber through the introduction of exhaust gases of different compositions This occurs in different CVD or plasma processes in semiconductor technology attack.

3. Device for performing the method according to claim 1 and 2 and with a burning chamber, the walls of which are thermally insulated from an outer casing, thereby characterized in that the internal surfaces of the combustion chamber by mechanical, chemical or electrochemical processing in their effective surface compared to that results from the macroscopic dimensions of the combustion chamber parts are enlarged.

4. Device for performing the method according to claim 1 and 2, characterized in that on the walls and / or in the space of the combustion chamber additional parts in the hot gas current are arranged above the fuel gas flame.

5. Device for performing the method according to claim 1 and 2, characterized in that the parts additionally arranged in the combustion chamber have such a geometric shape are carried out that they the hot gas stream or portions thereof on the way from the Forcing the fuel gas flame to the washing section to change direction several times.