DE19802404A1 - Vorrichtung zur Gasreinigung sowie Verfahren zur Behandlung eines zu reinigenden Gases - Google Patents
Vorrichtung zur Gasreinigung sowie Verfahren zur Behandlung eines zu reinigenden GasesInfo
- Publication number
- DE19802404A1 DE19802404A1 DE19802404A DE19802404A DE19802404A1 DE 19802404 A1 DE19802404 A1 DE 19802404A1 DE 19802404 A DE19802404 A DE 19802404A DE 19802404 A DE19802404 A DE 19802404A DE 19802404 A1 DE19802404 A1 DE 19802404A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- gas
- burner
- components
- cleaner according
- outlet pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
- B01D53/0415—Beds in cartridges
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/81—Solid phase processes
- B01D53/82—Solid phase processes with stationary reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
- B01D53/86—Catalytic processes
- B01D53/88—Handling or mounting catalysts
- B01D53/885—Devices in general for catalytic purification of waste gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
- F23G7/063—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating electric heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
- F23J15/06—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of coolers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J3/00—Removing solid residues from passages or chambers beyond the fire, e.g. from flues by soot blowers
- F23J3/02—Cleaning furnace tubes; Cleaning flues or chimneys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/102—Carbon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/104—Alumina
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
- B01D2253/112—Metals or metal compounds not provided for in B01D2253/104 or B01D2253/106
- B01D2253/1124—Metal oxides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/25—Coated, impregnated or composite adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/93—Toxic compounds not provided for in groups B01D2257/00 - B01D2257/708
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2258/00—Sources of waste gases
- B01D2258/02—Other waste gases
- B01D2258/0216—Other waste gases from CVD treatment or semi-conductor manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/414—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents
- B01D2259/4141—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed
- B01D2259/4145—Further details for adsorption processes and devices using different types of adsorbents within a single bed arranged in series
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
- B01D53/0431—Beds with radial gas flow
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
- B01D53/0438—Cooling or heating systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
- B01D53/0446—Means for feeding or distributing gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G2209/00—Specific waste
- F23G2209/14—Gaseous waste or fumes
- F23G2209/142—Halogen gases, e.g. silane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2215/00—Preventing emissions
- F23J2215/30—Halogen; Compounds thereof
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES
- F23J2219/00—Treatment devices
- F23J2219/60—Sorption with dry devices, e.g. beds
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Gasreinigung
und Verfahren zur Behandlung eines zu reinigenden Gases,
insbesondere einen Gasreiniger und Verfahren zur Behandlung
von schädlichen Komponenten von bei der Halbleiterher
stellung erzeugten Gasen sowie Gasgemischen durch eine
Prozeßfolge des Verbrennens, Kühlens und Adsorbierens der
Gase bzw. der Gemische unter Verwendung des Gasreinigers.
Im allgemeinen werden zur Herstellung von Halbleitern Gase
mit schädlichen, leicht entzündlichen bzw. brennbaren
und/oder korrosiven Eigenschaften verwendet. Beispielsweise
werden bei einem Verfahren zur Herstellung von Halbleitern,
wie der chemischen Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor
Deposition (CVD) CVD-Verfahren bei niederem Druck, Plas
ma-CVD, Plasmakorrosion und Epitaxie-CVD in geringem Umfang
Gase wie SiH4, SiH2Cl2, 4NH3, NO, AsH3, PH3, B2H6 verwendet.
Auch ein vom Halbleiter entweichendes Gas, welches die Pro
zesse ausführt, enthält einen hohen Anteil an toxischen Kom
ponenten mit schädlichen, brennbaren bzw. korrosiven Eigen
schaften. Um eine Verschmutzung der Umwelt infolge eines
Austretens von Gas bzw. Gasbestandteilen in die Atmosphäre
zu verhindern, ist es daher im allgemeinen gesetzlich vorge
schrieben, die entweichenden Gase zu reinigen, bevor die
entweichenden Gase in die Atmosphäre entlassen werden.
Es sind drei Verfahren zur Behandlung von bei der Halb
leiterherstellung erzeugten toxischen Gasen bekannt: Das
erste Verfahren ist die Behandlung bzw. Beseitigung von
brennbaren toxischen Komponenten, welche im entweichenden
Gas enthalten sind, die üblicherweise aus Wasserstoffgas
zusammengesetzt sind, durch Verbrennen der brennbaren Kompo
nenten bei hohen Temperaturen von 500°C oder 800°C in einer
Brennkammer. Das zweite Verfahren ist die Behandlung von
wasserlöslichen toxischen Komponenten, welche im ent
weichenden Gas enthalten sind, durch Verwendung des Naßver
fahrens, bei dem die wasserlöslichen toxischen Komponenten
gelöst werden, während sie durch ein Wasser enthaltendes Bad
geführt werden. Das letzte Verfahren besteht darin, die im
entweichenden Gas enthaltenen toxischen Komponenten,
welche weder verbrannt noch verflüssigt bzw. in Wasser ge
löst werden können, aus dem entweichenden Gas durch Adsorp
tion unter Verwendung von Adsorptionsmitteln zu entfernen,
wobei die toxischen Komponenten physikalisch und chemisch
zerlegt bzw. abgebaut werden, wenn sie durch die Adsorp
tionsmittel geführt werden.
Wenn das Verbrennungsverfahren zur Behandlung der im entwei
chenden Gas enthaltenen toxischen Komponenten verwendet
wird, kann Silan bzw. Siliziumwasserstoff, welcher im ent
weichenden Gas enthalten ist, mit dem in der Luft befindli
chen Sauerstoff verbrannt werden, so daß Silikondioxid er
halten wird. Leider verursacht jedoch Silikondioxid die
folgenden Probleme: Erstens können Silikondioxid-Partikel
als Ergebnis einer Gasphasenreaktion gebildet werden, die
Gasdurchlässe im Brenner verstopfen können, und unter ge
wissen Umständen einige Probleme im Brennersystem verur
sachen können. Zweitens wird das Silikondioxid im allge
meinen mittels eines Waschverfahrens abgefangen und das im
Waschverfahren verwendete Wasser muß anschließend behandelt
werden, um die darin verbleibenden chemischen Partikel oder
andere verunreinigte Materialien vor der Entsorgung voll
ständig zu entfernen.
Andererseits kann das Naßverfahren über zwei Wege durchge
führt werden, wobei ein Weg eine chemische Naßlösung ist,
die verwendet wird, um die im entweichenden Gas enthaltenen
toxischen Komponenten, die wasserlöslich sind, zu entfernen,
und wobei der andere Weg eine chemische Trockenlösung ist,
die verwendet wird, um die Komponenten, welche wasserunlös
lich sind, chemisch lösen bzw. auflösen zu können.
Trotz der Tatsache, daß das Naßverfahren bei der Behandlung
von Gas, welches während der Herstellung von Halbleitern er
zeugt wird, wirksam ist, wurde es in geringerem Umfang be
vorzugt, da das verwendete Wasser oder die chemische Lösung
vor der Abgabe bzw. Einleitung aus einer Fabrik entsprechend
den Tendenzen der weltweit im allgemeinen strenger werdenden
Wasserverschmutzungsvorschriften gereinigt werden muß.
Ebenfalls weist das Adsorberverfahren darin ein Problem auf,
daß das Adsorptionsmittel häufig durch ein neues Adsorp
tionsmittel ersetzt werden muß, da Gasdurchlässe, welche in
den zusammenklebenden Partikeln des Adsorptionsmittel vorge
sehen sind, durch die adsorbierten, toxischen Komponenten
verstopft werden, wenn das Gas durch das Adsorptionsmittel
behandelt wird. Dies verursacht eine Verringerung der Durch
flußmenge des Gases, welches durch die Adsorptionsmittel
partikel durchströmt.
Um die oben erwähnten Probleme zu überwinden, hat die Dela
tech Inc. Napa, Kalifornien, USA, das CDO™-System, wie in
Fig. 10 dargestellt, entwickelt, welches das Verbrennungs
verfahren, das Naßverfahren und das Adsorptionsverfahren
verwendet, um Gase zu entsorgen bzw. zu behandeln, die bei
der Herstellung von Halbleitern erzeugt werden. Nachfolgend
wird eine Beschreibung gegeben, wie dieses System arbeitet.
Wenn das entweichende Gas bzw. Abgas, wie zum Beispiel Gas
und/oder Dampf, in den Oxidationsbereich 202 des CDO™-Sy
stems eintritt, in den Luft (O2) durch eine Luftzufuhrdüse
209 mit einem Druck von ungefähr 413,685 pa (60 psi) einge
führt wird, wird das Gas und/oder der Dampf mit der Druck
luft im Oxidationsbereich 202 vermischt. Dann strömt das Ge
misch aus dem im Verfahren erzeugten Abgas und der Druckluft
in den thermischen Reaktionsbereich 203, in welchem thermi
sche/Oxidationsreaktionen erfolgen. Im thermischen Reak
tionsbereich 203 wird das Gemisch aus Gas und Druckluft auf
eine Temperatur von 650°C oder 900°C durch die zylinderför
migen Heizelemente 208 erwärmt, in denen Inconel-Rohre 210
vorgesehen sind, die aus einer aus Fe, Ni und Cr bestehenden
Gußlegierung gebildet sind.
Um zu verhindern, daß sich das Gemisch aus dem verfahrens
bedingten Abgas und der Luft durch das Erwärmen entzündet,
wird N2-Gas mit einem Druck von 137,895 pa (20 psi) in den
oberen Bereich des thermischen Reaktionsbereichs 203 einge
führt, wenn aufgrund der Heizelemente 208 die Temperatur
darin 650°C erreicht.
Beispielsweise werden im thermischen Reaktionsbereich 203
die Komponenten von Gasen wie SiH4, SiH2Cl2, 4NH3, AsH3,
PH3, B2H6 und WF6, welche im Abgas enthalten sind, durch die
folgenden thermischen Reaktionen gereinigt
SiH4 + 2O2 → SiO2 + 2H2O
SiH2Cl2 + 3/2O2 → SiO2 + H2O + Cl2
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 3H2O
AsH3 + 3O2 → As2O3 + 3H2O
4PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
B2H6 + 3O2 → B2O3 + 3H2O
WF6 + 3/2O2 → WO3 + 3F2
SiH2Cl2 + 3/2O2 → SiO2 + H2O + Cl2
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 3H2O
AsH3 + 3O2 → As2O3 + 3H2O
4PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
B2H6 + 3O2 → B2O3 + 3H2O
WF6 + 3/2O2 → WO3 + 3F2
Die im thermischen Reaktionsbereich 203 vorgesehene Oxida
tionsdüsenanordnung ist so gestaltet, daß sie die Druckluft,
welche von der am Eingang des thermischen Reaktionsbereichs
203 angeordneten Luftzufuhrdüse 209 eingeblasen wird, mit
dem Abgas mischt. Durch diese Gestaltung wird der Ort bzw.
die Stelle bestimmt, an der die thermische Reaktion beginnt,
Partikel, die sich an der Luftzufuhrdüse 209 bilden, werden
verringert und/oder eliminiert und die Lebensdauer der Luft
zufuhrdüse 209 erhöht. Die überwachte Sauerstoffumgebung
wird auf einem hohen Temperaturbereich gehalten und ver
bessert die Wärmereaktion, während ein wirksames Reaktions
gemisch erzeugt wird. Diese Maßnahmen erhöhen die Wahr
scheinlichkeit, daß brennbare und toxische Gase und Dämpfe
in einer eingeschlossenen, überwachten bzw. gesteuerten Art
und Weise vollständig reagieren.
Der oben beschriebene thermische Reaktionsbereich 203 wird
durch Hochtemperaturwärmeelemente 208 gebildet, welche vom
reaktionsfähigen Gasgemisch durch die Inconel-Rohre 210
isoliert sind. Die Heizelemente 208 sind ein Thermopaar bzw.
Thermoelement, welches gesteuert wird, um eine Minimaltempe
ratur des thermischen Reaktionsbereichs 203 aufrechtzuerhal
ten.
Das oben beschriebene Reaktionsgas strömt dann in erste und
zweite Kühlungs- und Reinigungsbereiche 204, 205, in die je
weils Wasser von Wassersprühdüsen 206, 207 eingesprüht wird.
Im ersten Kühlungs- und Reinigungsbereich 204 werden Parti
kel, wasserlösliche Komponenten und Dampf aus dem Abgas ent
fernt, während das Gas bei einer niederen Temperatur gekühlt
wird, und mit Wasser gemischt wird, um wasserlösliche Ele
mente aufzulösen. Verbleibende, wasserunlösliche toxische
Komponenten des Abgases werden durch das Adsorptionsmittel
211 entfernt, welches im zweiten Kühlungs- und Reinigungs
bereich 205 vorgesehen ist, während das Gas durch den zwei
ten Kühlungs- und Reinigungsbereich 205 durchströmt.
Das Wasser, welches die wasserlöslichen und die adsorbierten
Komponenten enthält, wird durch eine Entwässerungsöffnung
212 abgelassen, welche sich am Boden des zweiten Kühlungs- und
Reinigungsbereichs 205 befindet. Der Entwässerungsdurch
flußsensor 213, welcher an der Entwässerungsöffnung 212 vor
gesehen ist, erfaßt ein Wasserniveau, das infolge eines
durch das Wassergemisch verursachten Blockierens der Entwäs
serungsöffnung 212 einen bestimmten Punkt erreicht, und
schließt dann durch Öffnen eines elektrischen Kreises die
Wassersprühdüsen 206, 207.
Da jedoch im CDO™-System in einem Grenzbereich zwischen dem
thermischen Reaktionsbereich 203 und dem ersten Kühlungs- und
Reinigungsbereich 204 Feuchtigkeit existiert und die vom
thermischen Reaktionsbereich 203 zugeführten Partikel mit
dieser Feuchtigkeit gemischt werden, wird eine Partikel
agglomeration gebildet. Diese Partikelagglomeration führt zu
einer Blockade des Durchgangs im Grenzbereich zwischen dem
thermischen Reaktionsbereich 203 und dem ersten Kühlungs- und
Reinigungsbereich 204, was zu Störungen der Gasströmung
vom thermischen Reaktionsbereich 203 zum ersten Kühlungs- und
Reinigungsbereich 204 führt. Dies verursacht einen Aus
fall des Systems und verkürzt somit die Lebensdauer des
Systems.
Des weiteren sind infolge der Komplexität des Systems die
Kosten für das System hoch, da die schädlichen Komponenten
des Gases unter Zuführung von Stickstoff, Luft und Wasser
unter einem festgelegten Druck entfernt werden.
Ein anderes, beim oben erläuterten System vorhandenes Pro
blem ist, daß, da das System das Naßverfahren verwendet, ein
Problem der Behandlung des Wassers, welches toxische und
brennbare Komponenten sowie chemisches Adsorptionsmittel
enthält, bevor es aus der Fabrik an die Umwelt abgegeben
werden kann.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zur Gasreinigung zu schaffen, die wirksam schädliche Gase,
welche während der Herstellung eines Halbleiters erzeugt
werden, entfernen kann und aufgrund ihres Aufbaus relativ
kostengünstig ist sowie ein vereinfachtes Verfahren zur Ent
fernung von gasförmigen, schädlichen Bestandteilen zu
schaffen.
Diese Aufgaben werden mit einer Vorrichtung mit den Merkma
len des Anspruchs 1 bzw. einem Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 24 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine
Vorrichtung zur Gasreinigung ein Gehäuse mit einer Tür, wel
che an einer Seite daran schwenkbar befestigt ist, und eine
Gaszufuhrleitung auf, durch die Gas zugeführt wird, welches
während einer Herstellung von Halbleitern erzeugt wird, und
an welcher ein erstes Druckmeßgerät zur Druckmessung des zu
geführten bzw. eintretenden Gases befestigt ist. Weiter ist
ein Brenner zur Verbrennung des durch die Gaszufuhrleitung
zugeführten Gases vorgesehen, wobei der Brenner innerhalb
des Gehäuses angeordnet ist, und mit der Gaszufuhrleitung
verbunden ist. Eine Adsorptionsvorrichtung adsorbiert Kompo
nenten des Gases, welche im Brenner nicht verbrannt wurden,
und behandelt die adsorbierten Komponenten physikalisch und
chemisch. Weiter umfaßt der erfindungsgemäße Gasreiniger ein
Gasauslaßrohr für den Austritt des behandelten Gases, wobei
das Gasauslaßrohr mit der Adsorptionsvorrichtung über eine
Verbindungsleitung verbunden ist und ein zweites Druckmeß
gerät zur Druckmessung des ausströmenden Gases aufweist.
Weiter sind Mittel zur selektiv trennbaren Verbindung des
Brenners mit der Adsorptionsvorrichtung oder mit dem Gasaus
laßrohr vorgesehen. Eine Kühlvorrichtung kühlt das erwärmte
Gas unter Verwendung von Kühlwasser, während das Gas vom
Brenner zur Adsorptionsvorrichtung strömt, wobei die Kühl
vorrichtung um den Brenner und die Verbindungsvorrichtung
herum angeordnet ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Gasreiniger können vorteilhaft zu
sammenhängende schädliche Partikel in einfacher Weise ent
fernt werden und ein Ausfall des Systems infolge von zusam
menhängenden bzw. zusammengeklumpten, schädlichen Partikeln
kann verhindert werden, wodurch die Lebensdauer des Systems
verlängert werden kann.
Weiter ist bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Gasrei
nigers vorteilhaft, daß infolge der Anordnung von Brenner
und Adsorptionsausrüstung in einem Gehäuse der notwendige
Platz zur Montage gering ist, da der Gasreiniger kompakt
ausgeführt ist und ein geringes Gewicht aufweist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Entfernung von Gas, das
während der Herstellung von Halbleitern erzeugt wird, weist
die folgenden Schritte auf: Zuführen des Gases zu einem
Brenner durch ein Gaseinlaßrohr, und Verbrennen von brennba
ren toxischen Gaskomponenten durch Erwärmung im Brenner, um
diese Komponenten aus dem Gas zu entfernen; Abkühlen des
Gases und Absorbieren von nichtbrennbaren und schädlichen
Komponenten des Gases, während das Gas vom Brenner zu einer
Adsorptionsvorrichtung strömt, und Entfernen der im Brenner
nicht verbrannten, schädlichen Komponenten des Gases von
einer Innenfläche eines Auslaß- bzw. Ausströmrohres. Weiter
umfaßt das Verfahren einen Schritt des Durchführens bzw.
Durchleitens des Gases durch Mehrfachschichten bzw. -lagen
aus katalytischen Adsorptionsmaterialien, welche von einer
Grundschicht zu einer oberen Schicht übereinander ge
schichtet bzw. gestapelt sind, so daß die verbliebenen nicht
brennbaren und schädlichen Komponenten durch die kata
lytischen Adsorptionsmaterialien physikalisch und chemisch
behandelt werden.
Nachfolgend wird die erfindungsgemäße Vorrichtung und das
erfindungsgemäße Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Gasreinigers ge
mäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine Teilschnittansicht eines Brenners des in Fig. 1
gezeigten Gasreinigers;
Fig. 3 eine Schnittansicht des in Fig. 2 gezeigten Bren
ners;
Fig. 4a und Fig. 4b eine Draufsicht bzw. eine perspektivi
sche Ansicht eines in Fig. 3 gezeigten Reinigungs
elements;
Fig. 5 eine Schnittansicht eines Aufbaus zur Leistungsüber
tragung von einem Motor auf eine Schraubspindel,
welche im Brenner oder der Adsorptionsvorrichtung
verwendet wird;
Fig. 6 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Ad
sorptionsvorrichtung des in Fig. 1 gezeigten
Reinigers;
Fig. 7 eine Schnittansicht der Adsorptionsvorrichtung;
Fig. 8 eine Schnittansicht des Gasreinigers gemäß der vor
liegenden Erfindung zur detaillierten Darstellung
einer Gasströmung;
Fig. 9 eine schematische Ansicht einer Klemmvorrichtung,
welche beim Brenner und der Adsorptionsvorrichtung
verwendet wird; und
Fig. 10 eine Darstellung eines herkömmlichen Gasreinigers
zur Behandlung von Gas, welches während der Herstel
lung von Halbleitern erzeugt wird.
Bezugnehmend auf Fig. 1 weist der Gasreiniger gemäß der vor
liegenden Erfindung ein Gehäuse 3 mit einer Tür 3a auf,
welche an einer Seite schwenkbar befestigt ist. Das Gehäuse
3 enthält einen Brenner 1 und eine Adsorptionsvorrichtung 2.
Brennbare Komponenten des Gases, welches während der Her
stellung von Halbleitern erzeugt wurde, werden durch den
Brenner 1 verbrannt und die im Brenner 1 nicht verbrannten
Gaskomponenten werden durch die Adsorptionsvorrichtung 2
chemisch und physikalisch behandelt.
Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, weist der Brenner 1 ein
Brennergehäuse 4 auf, in dem eine Brennkammer 5 angeordnet
ist. Das Brennergehäuse 4 ist mit einem Gaseinlaßrohr 13
verbunden, welches von der Vorrichtung zur Halbleiterher
stellung zum Gasreiniger führt. Das Gaseinlaßrohr 13 ist mit
der Brennkammer 5 verbunden, welche durch das Brennergehäuse
4 führt, so daß das bei der Herstellung von Halbleitern er
zeugte Gas durch das Gaseinlaßrohr 13 in die Brennkammer 5
eingeführt wird, welche im Inneren des Brennergehäuses 4 an
geordnet ist. An dieser Stelle mißt ein Druckmeßgerät P1 den
Druck des Gases, welcher der Brennkammer 5 über das Gasein
laßrohr 13 zugeführt wird.
Keramikheizvorrichtungen 11, welche jeweils im Inneren von
mehreren Garnituren von Inconel-Rohren 10 angeordnet sind,
sind in einer parallelen Weise in der Brennkammer 5 angeord
net, wodurch das in die Brennkammer 5 zugeführte Gas durch
die Erwärmung der Keramikheizvorrichtungen 11 erwärmt wird,
so daß die brennbaren Komponenten des Gases verbrannt wer
den. Wie in Fig. 2 dargestellt, wird den Keramikheizvorrich
tungen 11 Elektrizität über Drähte bzw. Leitungen (nicht ge
zeigt) zugeführt, die mit den beiden vorstehenden Enden der
Keramikheizvorrichtungen 11 verbunden sind, um eine Wärme
von 500°C bis 800°C zu erzeugen. Da, wie oben beschrieben,
jede Garnitur der Inconel-Rohre 10 in einer parallelen Art
im Inneren der Brennkammer 5 angeordnet ist, werden brennba
re Komponenten des Gases verbrannt, während das Gas zwischen
den Inconel-Rohren 10 durchströmt.
Um zu verhindern, daß die durch die Keramikheizvorrichtungen
11 erzeugte Wärme zur Außenseite des Brennergehäuses 4 über
tragen wird, ist ein Isolationsmaterial 12, wie zum Beispiel
keramische Wolle, zwischen dem Brennergehäuse 4 und der
Brennkammer 5 angeordnet. Deshalb steigt, wenn die Keramik
heizvorrichtungen 11 betrieben werden, um die brennbaren
Komponenten des Gases zu verbrennen, die Innentemperatur des
Gehäuses 3, in welchem das Brennergehäuse 4 angeordnet ist,
nicht an.
Um Schlamm bzw. Schlacke aufzunehmen und zu sammeln, welche
erzeugt wird, wenn die brennbaren Gaskomponenten in der
Brennkammer 5 verbrannt werden, ist ein Schlackeaufnahme
behälter 7 in einem unteren Bereich der Brennkammer 5 ange
ordnet. Der Schlackeaufnahmebehälter 7 ist mit einer Befe
stigungseinrichtung 6, wie zum Beispiel mehreren Bolzen, am
Boden der Brennkammer 5 befestigt. Somit fällt die Schlacke
bzw. der Verbrennungsrückstand, der während der Verbrennung
eines Gases erzeugt wird, in den Schlackeaufnahmebehälter 7
und wird darin gesammelt.
Die im Schlackeaufnahmebehälter 7 angesammelte Schlacke kann
durch eine Tür 8 entfernt werden, welche an einer Seite des
Schlackeaufnahmebehälters 7 vorgesehen ist. Der geeignete
Zeitpunkt zur Entfernung kann basierend auf der Menge an an
gesammelter Schlacke bestimmt werden, welche durch ein Fen
ster 9 festgestellt werden kann, das in der Tür 8 vorgesehen
ist. Um die Menge an angesammelter Schlacke feststellen zu
können, ist das Fenster 9 daher vorzugsweise aus transparen
ten Materialien wie beispielsweise wärmebeständigem Glas
hergestellt.
Um das Gas, dessen brennbare Komponenten in der Brennkammer
5 verbrannt wurden, abströmen zu lassen, ist ein mit der
Brennkammer 5 verbundenes Auslaßrohr 14 am oberen Teil des
Brennergehäuses 4 vorgesehen und Gas, das im Brenner 1
behandelt wurde, strömt anschließend entlang des Auslaßrohrs
14, das mit einem Verbindungsrohr 20 gekuppelt ist, zu einer
Adsorptionsvorrichtung oder einem Gasauslaßrohr 55. Vom Ver
bindungsrohr 20 zweigt jeweils eine erste Verbindungsleitung
51, die mit der Adsorptionsvorrichtung 2 verbunden ist, und
eine zweite Verbindungsleitung 52, die mit dem Gasauslaßrohr
55 verbunden ist, ab. Deshalb wird das in der Brennkammer 5
behandelte Gas durch die Betätigung von zwei Ventilen 53,
54, wie später beschrieben, durch das Auslaßrohr 14 entweder
zum Verbindungsrohr 20 oder der Adsorptionsvorrichtung 2 ab
gegeben.
Das Auslaßrohr 14 weist drei radial an seiner Innenfläche
gebildete Führungsschienen sowie einen Flansch 19 auf, der
an dessen oberen Bereich gebildet ist (s. Fig. 4a). Eine
obere Platte 18 ist mittels mehrerer Bolzen am Flansch 19
befestigt und ein Zwischenraum zwischen dem Flansch 19 und
dem oberen Teil 18 ist mittels eines Dichtungselements 37
abgedichtet, wie beispielsweise einer Dichtung 37, um zu
verhindern, daß Gas durch den Zwischenraum nach außen tritt,
wenn das Gas durch das Auslaßrohr 14 strömt.
Eine erste Schraubspindel 17 ist im Inneren des Auslaßrohrs
14 vorgesehen, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Die er
ste Schraubspindel 17 ist mit einer Verbindungsstange 21
durch Öffnungen verbunden, welche jeweils in der Mitte des
oberen Flansches 19 und der oberen Platte 18 gebildet sind.
Wie in Fig. 5 dargestellt, ist eine Öffnung am unteren Be
reich der Verbindungsstange 21 gebildet und die erste
Schraubspindel 17 weist einen Bereich auf, der an ihrem obe
ren Bereich vorsteht. Dieser Bereich ist in die Öffnung der
Verbindungsstange 21 eingeführt und ein Stift 36 oder ein
anderes Verbindungsmittel ist in die Öffnungen eingeführt,
die jeweils quer zur Öffnung und dem vorstehenden Bereich
gebildet sind, wodurch zwei Elemente miteinander in Eingriff
treten können.
Die Verbindungsstange 21 ist in einem Gehäuse 22 eines er
sten Antriebsteils 91 angeordnet, welches auf die obere Plat
te 18 montiert ist. Ein Zahnrad 26, das über einen Synchron
riemen 23 mit einem Motor 24 verbunden ist, ist am oberen
Teil der Verbindungsstange 21 befestigt. Wie in Fig. 5 dar
gestellt, sind ein oberer und ein unterer Teil der Verbin
dungsstange 21 drehbar durch ein Paar Radiallager 31, 32 in
radialer Richtung gelagert und auch durch ein Paar von La
gern 33, 34 in axialer Richtung, wobei die Lager am Gehäuse
22 vorgesehen sind. Um sowohl die oberen als auch die unte
ren Bereiche 22a, b des Gehäuses 22 abzudichten, durch das
die Verbindungsstange 21 durchgeht, sind O-Ringe 29, 30 in
den beiden oberen und unteren Bereichen 22a, b des Gehäuses
22 angeordnet. Um des weiteren einen Austritt von Gas durch
einen Zwischenraum zwischen dem Gehäuse 22 und der oberen
Platte 18 zu verhindern, ist eine Dichtung 38 zwischen der
oberen Platte 18 und dem unteren Teil 22b des Gehäuses 22
angeordnet.
Wenn daher der Motor 24 des Antriebsteils 91 angetrieben
wird, dreht sich eine auf einer Motorwelle befestigte Rie
menscheibe 25 und die Rotationskraft der Riemenscheibe 25
wird über den Riemen 23 auf das Zahnrad bzw. Riemenscheibe
26 übertragen, die an der Verbindungsstange 21 befestigt
ist. Infolge der Übertragung der Rotationskraft wird, wenn
die Verbindungsstange 21 durch den Antrieb des Motors 24
gedreht wird, die mit der Verbindungsstange 21 verbundene
erste Schraubspindel 17 in der Richtung gedreht, die mit der
Drehrichtung des Motors 24 übereinstimmt. Der Motor 24 wird
basierend auf einem Programm angetrieben, das in einem
Steuerungssystem eingegeben wurde, und die Größe bzw. der
Betrag an Drehung wird durch einen Sensor 28 gemessen, der
einen Betrag an Drehung einer Rotationsplatte 27 aufnimmt,
die am oberen Ende der Riemenscheibe 26 befestigt ist. Der
Rotationssensor 28 des Motors 24 überwacht bzw. steuert auch
den Abstand und die Bewegungsrichtung einer Vorrichtung 16
zur Entfernung von Partikeln, die sich entlang der ersten
Schraubspindel 17 mit deren Drehung bewegt.
Wie in den Fig. 4a und 4b dargestellt, ist die Vorrichtung
16 zur Entfernung von Partikeln vorzugsweise aus nicht ro
stendem Stahl hergestellt und befindet sich mit der ersten
Schraubspindel 17 in Eingriff. Wenn die erste Schraubspindel
17 aufgrund des Antreibens des Motors 24 gedreht wird, be
wegt sich die Vorrichtung 16 zur Entfernung von Partikeln
entlang einer spiralförmigen Linie der ersten Schraubspindel
17 auf und ab. Zu diesem Zeitpunkt kann verhindert werden,
daß sich die Vorrichtung 16 zur Entfernung von Partikeln
dreht, indem die an der Innenfläche des Auslaßrohrs 14
gebildeten Führungsschienen 15 eingreifen, wie in Fig. 4a
gezeigt. Die Vorrichtung 16 zur Entfernung von Partikeln be
hält einen gewissen Abstand zwischen der Innenfläche des
Auslaßrohrs 14 und seiner äußeren Fläche bei.
Während ein aus dem Brennergehäuse 4 ausströmendes Gas durch
das Auslaßrohr 14 strömt, werden einige der nicht verbrann
ten, schädlichen Komponenten des Gases an der Innenfläche
des Auslaßrohrs 14 und der Führungsschiene 15 adsorbiert.
Die durch das Auslaßrohr 14 und die Führungsschiene 15 ad
sorbierten schädlichen Komponenten werden durch Abkühlen in
Feststoffpartikel umgewandelt. Wenn die Menge an adsorbier
ten Feststoffpartikeln größer als der Abstand zwischen der
Innenfläche des Auslaßrohrs 14 und der Vorrichtung 16 zur
Entfernung von Partikeln ist, wird die Vorrichtung 16 zur
Entfernung von Partikeln entlang der Führungsschienen 15
mittels der ersten Schraubspindel 17 bewegt, die durch das
Antreiben des Motors 24 gedreht wird. Wie oben beschrieben
wurde, wird der Motor 24 gemäß einem festen Zeitplan ange
trieben. Deshalb werden die festen Partikel, die an der In
nenfläche des Auslaßrohrs 14 adsorbiert werden, vom Auslaß
rohr 14 und den Führungsschienen 15 durch die Auf- und Abbe
wegung der Vorrichtung 16 zur Partikelentfernung entfernt.
Bezugnehmend auf Fig. 4b weist die Vorrichtung 16 zur Ent
fernung von Partikeln einen Schlitz 39, der sich mit der
Führungsschiene 15 im Eingriff befindet, eine obere und eine
untere Platte 41a, b, in denen jeweils Gasdurchlaßöffnungen
40a, b gebildet sind, und eine mit Gewinde versehene Öffnung
42 auf, die am mittleren Bereich gebildet ist und mit wel
cher sich die erste Schraubspindel 17 im Eingriff befindet.
Wie oben beschrieben wurde, werden einige Komponenten des
Gases an der Innenfläche des Auslaßrohrs 14 und der
Führungsschiene 15 adsorbiert, während das Gas durch das
Auslaßrohr 14 strömt, und andere Komponenten des Gases
strömen durch die Gasöffnungen 40a, b der Vorrichtung 16 zur
Partikelentfernung zum Verbindungsrohr 20, welches am Aus
laßrohr 14 befestigt ist. Dann strömt das Gas zum Gasaus
laßrohr 55 oder zur Adsorptionsvorrichtung weiter.
Wie oben dargelegt wurde, sind, wenn die Vorrichtung 16 zur
Entfernung von Partikeln sich aufgrund der Drehung der er
sten Schraubspindel 17 entlang der Führungsschiene 15 be
wegt, die Länge der Bewegung und die Richtung der Vorrich
tung 16 zur Entfernung von Partikeln vom Drehbetrag und der
Richtung der Drehung des Motors 24 abhängig, welcher die er
ste Schraubspindel 17 antreibt. Die Drehrichtung des Motors
24 wird durch ein Signal des Sensors verändert, der einen
Drehbetrag des Motors 24 mißt, wenn die Bewegung der Vor
richtung 16 zur Entfernung von Partikeln entlang der Füh
rungsschiene 15 von oben nach unten oder umgekehrt vollendet
ist. Dieser Drehbetrag des Motors 24 wird durch den Abstand
bestimmt, welcher durch die durch den Motor 24 angetriebene
Vorrichtung 16 zur Entfernung von Partikeln zurückgelegt
wird.
Das Gas, das von der Brennkammer 5 zum Auslaßrohr 14 kommt,
weist eine Temperatur von ungefähr 100°C bis 150°C auf. Um
die Wirksamkeit der Adsorption der schädlichen Komponenten
des Gases zu erhöhen, die sich in einem festen Zustand be
finden, ist es wünschenswert, die Temperatur des Gases, wel
ches durch das Auslaßrohr 14 ausströmt, um etwa 50°C abzu
kühlen.
Um daher die Temperatur des Gases, welches aus dem Auslaß
rohr 14 ausströmt, abzukühlen, ist der Gasreiniger gemäß der
vorliegenden Erfindung mit einer Kühlvorrichtung 3 ausge
stattet. Wie in Fig. 1 gezeigt, umfaßt diese Kühlvorrichtung
3 ein erstes Kühlrohr 43, in das ein Kühlwasser von einer
Wasserzufuhrleitung 45 zugeführt wird, um das Gas abzuküh
len, das vom Gaseinlaßrohr 13 zum Brennergehäuse 12a strömt.
Ein zweites Kühlrohr 44, das mit dem ersten Kühlrohr 43 über
eine Leitung 46 verbunden ist, ist an der Außenseite des
Auslaßrohrs 14 befestigt, um das durch den Ausgang 14 durch
gehende Gas abzukühlen. Ein drittes Kühlrohr 50, das mit dem
zweiten Kühlrohr 44 über eine weitere Leitung 47 verbunden
ist, ist an der Außenseite der ersten Verbindungsleitung 51
befestigt, um das durch die erste Verbindungsleitung 51
durchströmende Gas abzukühlen, und eine Wasserabflußleitung
49 ist am dritten Kühlrohr 50 befestigt, um das Wasser dar
aus abzuleiten.
Das Kühlwasser wird dem ersten Kühlrohr 43 durch die Wasser
zufuhrleitung 45 mit einem bestimmten Druck zugeführt, um
das Gas, das durch das Gaseinlaßrohr 13 strömt, abzukühlen
und fließt dann über die Leitung 46 zum zweiten Kühlrohr 44.
Das Gas wird in der Brennkammer 12 auf ungefähr 100°C bis
150°C erwärmt. Das erwärmte Gas wird durch Wärmeübertragung
auf das Kühlwasser, das dem zweiten Kühlrohr 44 zugeführt
wird, ungefähr auf 50°C abgekühlt.
Deshalb wird das im Brenner 1 erwärmte Gas schnell abge
kühlt, während es durch das Auslaßrohr 14 strömt. Durch die
sen Kühlungsprozeß kann ein hoher Anstieg der Adsorptions
geschwindigkeit der schädlichen Komponenten an der Innen
fläche des Auslaßrohrs 14 in der Form des festen Zustandes
erreicht werden.
Andererseits, wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Wasserzu
fuhrleitung 45 mit dem unteren Bereich des ersten Kühlrohrs
43 verbunden, welches an der Außenseite des Einlasses 13
vorgesehen ist, und die Leitung 46 erstreckt sich vom oberen
Bereich des ersten Kühlrohrs 43 zum unteren Bereich des
zweiten Kühlrohrs 44, das an der Außenseite des Auslaßrohrs
14 angeordnet ist. Da, wie oben beschrieben, die Wasserzu
fuhrleitung 45 mit dem unteren Teil des ersten Kühlrohrs 43
verbunden ist und die Leitung 46, über die das Kühlwasser
vom ersten Kühlrohr 43 austritt, mit dem oberen Teil des er
sten Kühlrohrs 43 verbunden ist, bildet das Kühlwasser eine
Rotationsströmung bzw. einen Wirbel im ersten Kühlrohr 43,
wenn das Kühlwasser an der Außenfläche des Auslaßrohrs 14
aufgrund eines bestimmten Druckbetrages entlangströmt, der
durch die Wasserzufuhrleitung 45 aufgebracht wird. Infolge
des gleichen Vorgangs bildet das Kühlwasser im zweiten
Kühlrohr 44 ebenfalls einen Wirbel.
Die Bildung des Wirbels im zweiten Kühlrohr 44 verbessert
die Wirksamkeit der Kühlung des Gases, das durch das Auslaß
rohr 14 strömt, und erhöht die Wirksamkeit der Adsorption
der schädlichen Komponenten an der Innenfläche des Auslasses
14. Das Kühlwasser, welches zur Kühlung des durch das Aus
laßrohr 14 strömenden Gases verwendet wird, strömt durch die
weitere Leitung 47 und das dritte Kühlrohr 50, das mit der
ersten Verbindungsleitung 51 verbunden ist, zur Abflußlei
tung 49.
Die Anordnungen der Wasserzufuhrleitung 45, der Leitungen
46, 47 und der Abflußleitung 49 sind bevorzugt in der Strö
mungsrichtung des Kühlwassers vorgesehen, so daß Zufuhr und
Auslaß bzw. Entwässerung des Kühlwassers einfach durchge
führt werden können. Wie in Fig. 1 gezeigt, bei Betrachtung
von oben, sind die Leitungen 46, 47 und die Abflußleitung 49
mit der Wasserzufuhrleitung 45, die dem ersten Kühlrohr 43
Wasser zuführt, in einer geraden Linie angeordnet. Deshalb
wird das im ersten, zweiten und dritten Kühlrohr 43, 44, 50
verwendete Wasser schnell durch die Abflußleitung 49
entwässert bzw. abgeführt. Da das Kühlwasser schnell durch
die Abflußleitung 49 abgeführt wird, wird dem ersten, dem
zweiten und dem dritten Kühlrohr 43, 44, 50 neues Kühlwasser
zugeführt.
Wie oben beschrieben, kann als Ergebnis des Kühlungsprozes
ses im Auslaßrohr 14 die Wirksamkeit des Adsorptionsprozes
ses an der Innenfläche des Auslasses 14 verbessert werden.
Das Gas, das zu Beginn im Brenner 1 behandelt wurde, strömt
durch die erste Verbindungsleitung 51 oder die zweite Ver
bindungsleitung 52, welche mit dem Auslaßrohr 14 verbunden
sind, wahlweise zur Adsorptionsvorrichtung 2 oder dem Gas
auslaßrohr 55. Wie in der Zeichnung gezeigt, ist der Brenner
1 mit der Adsorptionsvorrichtung 2 durch die erste Verbin
dungsleitung 51 verbunden, womit das Gas, dessen brennbare
und schädliche Komponenten im Brenner 1 gereinigt worden
sind, durch die erste Verbindungsleitung 51 der Adsorptions
vorrichtung 2 zugeführt wird.
Um selektiv zu verhindern, daß das Gas vom Brenner 1 zum
Gasauslaßrohr 55 strömt, ist das zweite Ventil 54 in der
zweiten Verbindungsleitung 52 vorgesehen. Weiter, um selek
tiv zu verhindern, daß das Gas in die Adsorptionsvorrichtung
2 strömt, ist das erste Ventil 53 an der ersten Verbindungs
leitung 51 vorgesehen. Wenn das erste Ventil 53 geöffnet und
das zweite Ventil 54 geschlossen ist, kann das Gas vom Bren
ner 1 zur Adsorptionsvorrichtung 2 strömen. Andererseits,
wenn das erste Ventil 53 geschlossen und das zweite Ventil
54 geöffnet ist, strömt das Gas vom Brenner durch die zweite
Verbindungsleitung 52 zum Gasauslaßrohr 55.
Fig. 6 stellt eine Ansicht der Adsorptionsvorrichtung 2 ge
mäß der vorliegenden Erfindung dar. Die Adsorptionsvorrich
tung 2 weist einen Stütz- bzw. Haltefuß 56 auf, der an dem
Boden des Gehäuses 3 montiert ist. Der Stützfuß 56 stützt
einen unteren Zylinder 58, welcher das Unterteil der Adsorp
tionsvorrichtung 2 bildet, und der untere Zylinder 58 ist an
einer Seite mit einem Verbindungsrohr 57 versehen, das mit
der ersten Verbindungsleitung 51 verbunden ist. Das Verbin
dungsrohr 57 ist mit der ersten Verbindungsleitung 51 durch
eine Klemmvorrichtung 95 verbunden, wie im Detail in Fig. 10
dargestellt, welche, wenn notwendig, gelöst werden kann. Ein
Flansch 59 ist am oberen Teil des unteren Zylinders 58
gebildet und eine ringförmige Öffnung 60 ist in der Mitte
des Flansches 59 gebildet. Ein ringförmiger Sitz 61 ist um
die Öffnung 60 gebildet und mehrere mit Gewinde versehene
Bohrungen 59a sind am Umfang des Flanschs 59 vorgesehen. Ein
zylindrisches Gehäuse 62 ist auf dem oberen Bereich des
unteren Zylinders 58 montiert. Das zylindrische Gehäuse 62
weist einen Flansch 63 auf, der mehrere mit Gewinde ver
sehene Bohrungen oder Durchgangsbohrungen 63a aufweist, und
mittels mehrerer mit den Gewindebohrungen oder den Durch
gangsbohrungen 63a verbundener Bolzen an den Flansch 59 des
unteren Zylinders 58 montiert ist. Um einen Zwischenraum
zwischen dem Flansch 59 des unteren Zylinders 58 und dem
zylindrischen Gehäuse 62 abzudichten, ist eine Dichtung 66
zwischen dem Flansch des unteren Zylinders 58 und dem
Flansch 63 des zylindrischen Gehäuses vorgesehen.
Wie in Fig. 6 gezeigt, weist auch das zylindrische Gehäuse
62 einen oberen Flansch 65 auf. Der obere Flansch 65 hat
mehrere mit Gewinde versehene Bohrungen 65a, welche am Um
fang in gleichen Abständen gebildet sind, und ein Deckelele
ment 67 ist durch Verschrauben mit den Gewindebohrungen 65a
am oberen Flansch 65 befestigt. Eine Dichtung 68 ist zwi
schen dem oberen Flansch 65 und dem Deckelelement angeord
net, um einen zwischen ihnen befindlichen Zwischenraum ab
zudichten. Das Deckelelement 67 weist mehrere Durchgangs
bohrungen 67a auf, welche an Positionen entsprechend den
Gewindebohrungen 65a des oberen Flanschs 65 gebildet sind,
so daß Bolzen durch die Durchgangsbohrungen 67a durchgehen
und sich mit den Gewindebohrungen 65a des oberen Flanschs 65
im Eingriff befinden, wodurch das Deckelelement 67 auf dem
oberen Flansch 65 befestigt werden kann. Das Deckelelement
67 weist mehrere Gewindebohrungen 67b auf, die in gleichen
Abständen von den Durchgangsbohrungen 67a nach innen ange
ordnet sind, sowie eine Öffnung 81 mit einem festgelegten
Durchmesser, die in der Mitte des Deckelelements angeordnet
ist. Mehrere Gasdurchgangsbohrungen 89 sind um die Öffnung
81 des Deckelelements 67 gebildet.
Im Inneren des zylindrischen Gehäuses 62 ist ein zentraler
bzw. Mittelzylinder 70 vorgesehen. Wie in Fig. 6 darge
stellt, ist der Mittelzylinder 70 mit mehreren Gasdurch
gangsniveaus bzw. -ebenen 70a, einem an seinem unteren Ende
gebildeten Flansch 70b und einer über dem Flansch 70b vorge
sehenen kreisförmigen Platte 71 versehen. Die kreisförmige
Platte 71 ist auf den am Flansch 59 des unteren Zylinders 58
gebildeten Sitz 61 aufgesetzt, wenn der Mittelzylinder 70 im
zylindrischen Gehäuse 62 montiert wird. Zu diesem Zeitpunkt
ist ein unteres Ende des Mittelzylinders 70 vom Boden des
unteren Zylinders 58 durch einen Abstand getrennt und die
Gasdurchgänge 70a, die unterhalb der kreisförmigen Platte 71
gebildet sind, sind im Inneren des unteren Zylinders 58 an
geordnet.
Eine mit mehreren Gasdurchgangsbohrungen 72a versehene unte
re Platte 72 ist am unteren Flansch 70b des Mittelzylinders
70 befestigt, wobei Durchgangsbohrungen 72b der unteren
Platte 72 mittels Bolzen mit Gewindebohrungen 70c, die im
Flansch 70b des Mittelzylinders 70 gebildet sind, verbunden
sind. Ein Dichtungselement 73 ist auf den Mittelzylinder 70
montiert. Das Dichtungselement 73 weist eine Hohlwelle 74
auf, die in der Mitte des Dichtungselements 73 gebildet ist
und sich über eine Entfernung nach oben erstreckt. Die Hohl
welle 74 ist in die Öffnung 81 des Deckelelements 67 einge
führt, wenn das Dichtungselement 73 auf den oberen Teil des
Mittelzylinders 70 montiert wird, und das Deckelelement 67
wird auf den oberen Flansch 65 des zylinderförmigen Gehäuses
62 montiert. Zu diesem Zeitpunkt ist das Dichtungselement 72
nicht mit dem Deckelelement 67 in Berührung, so daß Gas
durch die Gasdurchgangsöffnungen 89 strömen kann, welche am
Deckelelement 67 gebildet sind.
In dem Zustand, in dem die kreisförmige Platte 71 auf dem
Sitz 61 des Flansches 59 des unteren Zylinders 58 aufsitzt,
wie in Fig. 7 dargestellt, ist eine Anzahl von Einsätze bzw.
kassettenartigen Zwischenstücken 75 um den Mittelzylinder 70
herum übereinander gestapelt, wobei deren Anzahl um min
destens zwei geringer ist als Schichten bzw. Lagen der
Gasdurchgänge 70a des Mittelzylinders 70, welche über dem
Flansch 59 des unteren Zylinders 61 angeordnet sind. Wie
ebenfalls in den Fig. 6 bzw. 7 dargestellt ist, umfassen die
Einsätze 75 eine obere und eine untere Platte 76, 77, die
einen Außendurchmesser aufweisen, der gleich oder leicht
größer als der Innendurchmesser des zylindrischen Gehäuses
62 ist, und mit mehreren Öffnungen 90 gebildet sind. Weiter
umfassen die Einsätze ein zylindrisches Verbindungselement
78, das einen etwas größeren Durchmesser als der Mittel
zylinder 70 aufweist und durch welches die oberen und
unteren Platten 76, 77 miteinander verbunden sind, und
mehrere, im Verbindungselement 78 gebildete Öffnungen 79,
die mit den Gasdurchgängen 70a des Mittelzylinders 70 in
Verbindung stehen.
Wie in Fig. 7 gezeigt, befinden sich, wenn die Einsätze 75
um den Mittelzylinder 70 herum angeordnet sind, die Ränder
bzw. Kanten der oberen und unteren Platten 76, 77 mit der
Innenfläche des zylindrischen Gehäuses 62 in Kontakt. Zwi
schen benachbarten Einsätzen 75 werden katalytische, adsor
bierende Materialien 80 angeordnet, um die verbliebenen,
schädlichen Komponenten aus dem Gas zu entfernen, wenn das
Gas durch sie hindurchströmt. Die katalytischen, adsorbie
renden Materialien 80 werden aus einer Agglomeration von
Partikeln bzw. Teilchen hergestellt, die jeweils mit Kohlen
stoff, Al2O3 oder Metalloxidbase beschichtet sind. Die Größe
der Partikel ist bevorzugterweise größer als die Öffnungen
90, welche an der oberen Platte 76 und der unteren Platte 77
gebildet sind. Die Einsätze 75 und die katalytischen adsor
bierenden Materialien 80 werden im zylindrischen Gehäuse 62
um den Mittelzylinder 70 in folgender Weise übereinander ge
schichtet:
Bezugnehmend auf Fig. 7 wird der unterste Einsatz 75a an der
kreisförmigen Platte 71 des Mittelzylinders 70 angeordnet.
Zu diesem Zeitpunkt sind die Öffnungen 79, die am zylindri
schen Verbindungselement 78 des untersten Einsatzes 75a
gebildet sind, mit den Gasdurchgängen 70a', die am untersten
Niveau (1. Niveau) des Mittelzylinders 70 angeordnet sind,
in Übereinstimmung miteinander ausgerichtet. Dann werden Ad
sorptionsmaterialien 80a über dem zuunterst angeordneten
Einsatz 75a angeordnet, und der nächste Einsatz 75b wird in
Übereinstimmung mit einem zweiten Niveau bzw. Lage der
Gasdurchgänge 70a'' des Mittelzylinders 70 angeordnet und
eine gleiche Menge von Adsorptionsmaterialien 80b wird über
den Einsatz 75b gefüllt. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis
eine gewünschte Anzahl von Einsätzen 75 und Adsorptionsma
terialien 80 um den Mittelzylinder 70 herum angeordnet sind.
Damit sind, wie in Fig. 7 gezeigt, die Einsätze 75 und die
Adsorptionsmaterialien 80 wechselweise im Raum zwischen dem
Mittelzylinder 70 und dem zylindrischen Gehäuse 62 angeord
net. Wenn der letzte Einsatz 75 um den Mittelzylinder 70
herum angeordnet wird, sollte das höchste Niveau der Gas
durchgänge 70a oben am letzten Einsatz 75 angeordnet werden.
Demgemäß dient der Mittelzylinder 70 als ein Mittel zur Ver
teilung des Gases, da er das Gas zu jedem Einsatz 75 ver
teilt.
Wenn die Einsätze 75 und die katalytischen, adsorbierenden
Materialien 80 vollständig im Raum zwischen dem Mittelzylin
der 70 und dem zylindrischen Gehäuse 62 angeordnet sind,
wird die Hohlwelle 74 des Dichtungselements 73, das an das
obere Ende des Mittelzylinders 70 montiert ist, in die Öff
nung 81 des Deckelelements 67 eingeführt, wodurch der Mit
telzylinder 70 innerhalb des zylinderförmigen Gehäuses 62
fest positioniert werden kann. Anschließend wird ein oberer
Zylinder 69 auf das Deckelelement 67 montiert. Der obere Zy
linder 69 weist einen am unteren Teil des oberen Zylinders
69 gebildeten Flansch 69a, einen am oberen Teil des unteren
Zylinders 69 angeordneten rechteckigen Flansch 82 und ein an
seiner einen Seite vorgesehenes Verbindungsrohr 93 auf. Der
Flansch 81 ist mit mehreren Durchgangsbohrungen 81a verse
hen, die an Stellen gebildet sind, die den Gewindebohrungen
67b des Deckelelements 67 entsprechen. Der rechteckige
Flansch 82 ist mit mehreren Gewindebohrungen 82a versehen
und das Verbindungsrohr 93 ist durch eine Klemmvorrichtung
95 lösbar mit der Auslaßleitung 55 verbunden.
Eine zweite Schraubspindel 83 ist im Mittelzylinder 70 vor
gesehen und das untere Ende der zweiten Schraubspindel 83
ist durch ein Lager 84 drehbar angeordnet, das auf der am
Mittelzylinder 70 befestigten unteren Platte 72 angeordnet
ist. Das obere Ende der zweiten Schraubspindel 83 erstreckt
sich durch das Dichtungselement 73 zur Abdichtung des oberen
Endes des Mittelzylinders 70 nach oben. Die zweite Schraub
spindel 83 wird durch eine zweite Antriebsvorrichtung 92 an
getrieben, die am oberen Teil des oberen Zylinders 69 vorge
sehen ist. Da der Aufbau zur Verbindung der zweiten An
triebsvorrichtung 92 mit der zweiten Schraubspindel 83 die
gleiche ist wie die Verbindung zwischen der ersten Schraub
spindel 17 mit der ersten Antriebsvorrichtung 91, wird von
einer weiteren Erläuterung abgesehen.
Wie in der Zeichnung dargestellt, befindet sich ein Gasver
teiler 86 mit der zweiten Schraubspindel 83 im Eingriff, wo
durch der Gasverteiler 86 entlang der zweiten Schraubspindel
83 nach oben und nach unten bewegt wird, wenn ein Motor 85
der zweiten Antriebsvorrichtung 92 angetrieben wird. Der
Gasverteiler 86 ist aus Polytetrafluoretylen gebildet und
umfaßt einen zylindrischen Teil 86a, der mit der zweiten
Schraubspindel 83 verbunden ist, und drei kreisförmige Plat
ten 86b, c, d, die jeweils an einem oberen, mittleren und
unteren Teil des zylindrischen Teils 86a gebildet sind. Jede
kreisförmige Platte 86b, c, d weist einen derartigen Durchmes
ser auf, daß sie sich abdichtend mit der Innenfläche des
Mittelzylinders 70 in Kontakt befinden, und die zylinder
förmigen Platten 86b, c, d sind derart voneinander beab
standet, daß ein Niveau von Gasdurchgängen 70a im Mittelzy
linder zwischen ihnen angeordnet werden kann.
Eine Ausgangsposition des Gasverteilers 86 befindet sich an
der unteren kreisförmigen Platte 86c, die mit einer oberen
Platte 76 des zuunterst angeordneten Einsatzes 75a auf glei
che Höhe abgeglichen ist, und wird von dort aus nach oben
bewegt, wenn der Motor 71 angetrieben wird, wie in Fig. 7
gezeigt. Der Betrag an Drehung einer Rotationsplatte 87, die
auf einer Verbindungsstange (in der Zeichnung nicht dar
gestellt, da sie den gleichen Aufbau wie das Verbindungsele
ment 21 aus Fig. 4 aufweist) angeordnet ist, die mit der
zweiten Schraubspindel 83 verbunden ist, wodurch ein Betrag
an Drehung des Motors 71 durch den Sensor 88 gemessen wird.
Der Motor 71 wird durch eine Steuerungs- bzw. Regelungsvor
richtung in Abhängigkeit von den Signalen des Sensors 88
gesteuert, so daß sich die untere Platte 86c des Gasver
teilers 86 nach oben in eine Position bewegt, die ge
strichelt dargestellt ist, wenn der Motor 71 einmal ange
trieben wird.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 wird nachfolgend die
Gasströmung in der Adsorptionsvorrichtung 2 beschrieben. Das
der Adsorptionsvorrichtung 2 zugeführte Gas wird durch ein
Verbindungsrohr 57 in den unteren Zylinder 58 eingeführt,
wenn das erste Ventil 53 geöffnet und das zweite Ventil 54
geschlossen ist, wie oben beschrieben wurde. Das in den un
teren Zylinder 58 eingeführte Gas strömt durch die beiden
Gasdurchgangsöffnungen 72a der unteren Platte 72 und die
Gasdurchgänge 70a, die unterhalb der kreisförmigen Platte 71
des Mittelzylinders 70 angeordnet sind, in den Mittelzylin
der 70. Im Mittelzylinder 70 strömt das Gas durch die Gas
durchgänge 70a' des zuunterst angeordneten Einsatzes 75a in
einen Raum A, der durch den Einsatz 75a gebildet wird, da
der Durchgang C des Mittelzylinders 70 durch die untere
Platte 86c des Gasverteilers 86 versperrt ist.
Das in den durch den Einsatz 75a gebildeten Raum A geströmte
Gas dringt durch die an der oberen und unteren Platte 76, 77
des Einsatzes 75a vorgesehenen Öffnungen 90 in die Adsorp
tionsmaterialien 80a ein. Nachdem das Gas die Adsorptions
materialien 80a, 80b durchströmt hat, strömt es in einen
Raum B zwischen der oberen und der unteren Platte 76, 77 des
Einsatzes 75c, der über der oberen Platte 86b des Gasver
teilers 86 angeordnet ist. Dann strömt das in den Raum B
eingeführte Gas in den Mittelzylinder 70, wobei es durch die
Öffnungen 79 des Einsatzes 75c strömt.
Das in den Mittelzylinder 70 eingeführte Gas wird in einen
oberen Raumbereich des zylindrischen Gehäuses 62 ausgelassen
und strömt durch die höchsten Gasdurchgänge 70a. Nach dem
Durchströmen der Gasdurchgangsöffnungen 89, die im Deckel
element 67 gebildet sind, strömt es in den oberen Zylinder
69 aus. Das in den oberen Zylinder 69 ausgeströmte Gas
strömt durch das Verbindungselement 93, das an der Seite des
oberen Zylinders 69 angeordnet ist, zum Gasauslaßrohr 55 ab.
Während das Gas durch die katalytischen Adsorptionsmateria
lien 80 strömt, reagieren die schädlichen Komponenten wie
z. B. SiH4 des Gases physikalisch und chemisch mit den kata
lytischen Adsorptionsmaterialien 80, so daß sie mittels Ad
sorption aus dem Gas entfernt werden. Während das Gas durch
den Mittelzylinder 70 strömt, können ebenfalls einige der
schädlichen Komponenten des Gases an der Innenfläche des
Mittelzylinders 70 adsorbiert werden und in ein Pulver umge
wandelt werden. Dieses Pulver kann durch die Platten 86a, b, c
des Gasverteilers 86 von der Innenfläche des Mittelzylinders
70 entfernt werden, während sich der Gasverteiler 86 nach
oben und unten bewegt.
Der Druck des durch das Gasauslaßrohr 55 abströmenden Gases
kann infolge der Mengen von schädlichen Komponenten, die
beim Durchgang durch den Brenner 1 am Auslaßrohr 14 adsor
biert werden und an den katalytischen Adsorptionsmaterialien
80 und dem Mittelzylinder 70 beim Durchgang durch die Ad
sorptionsvorrichtung 2 adsorbiert werden, verändert werden.
Die Änderung des Druckes kann durch das am Gasauslaßrohr 55
vorgesehene Druckmeßgerät P2 gemessen werden. Der durch das
Druckmeßgerät P2 aufgenommene Druckwert wird mit dem durch
das am Gaseinlaßrohr 13 vorgesehenen Druckmeßgerät P1 auf
genommenen Druckwert verglichen. Dann wird gemäß dem Ergeb
nis des Vergleichs festgelegt, ob der Motor 85 der zweiten
Antriebseinrichtung 92 angetrieben werden soll oder nicht.
Der Motor 85 der zweiten Antriebsvorrichtung 92 wird eben
falls angetrieben, wenn mehr als 0,3 ppm an schädlichen Kom
ponenten im Gasauslaßrohr 55 erfaßt werden.
Bezugnehmend auf Fig. 8 wird das Verfahren zur Entfernung
bzw. Behandlung eines Gases der vorliegenden Erfindung unter
Verwendung des oben beschriebenen Gasreinigers beschrieben.
Zuerst wird das während der Herstellung von Halbleitern er
zeugte Gas durch das Gaseinlaßrohr 13 zur Brennkammer 5 zu
geführt. Wenn das Gas in die Brennkammer 5 zugeführt wird,
wird es durch die in der Brennkammer 5 angeordnete Keramik
heizvorrichtung 11 auf 500°C bis 800°C erwärmt. Während des
Durchgangs durch die Brennkammer 5 wird das Gas von den
brennbaren Komponenten des Gases durch die folgenden thermi
schen Reaktionen vorgereinigt:
SiH4 + 2O2 → SiO2 + 2H2O
SiH2Cl + 3/2O2 → SiO2 + H2O + Cl2
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 3H2O
AsH3 + 3O2 → As2O3 + 3H2O
4PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
B2H6 + 3O2 → B2O3 + 3H2O
WF6 + 3/2O2 → WO3 + 3F2
SiH2Cl + 3/2O2 → SiO2 + H2O + Cl2
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 3H2O
AsH3 + 3O2 → As2O3 + 3H2O
4PH3 + 4O2 → P2O5 + 3H2O
B2H6 + 3O2 → B2O3 + 3H2O
WF6 + 3/2O2 → WO3 + 3F2
Die Schlacke bzw. der Verbrennungsrückstand, der während des
Verbrennungsprozesses in der Brennkammer 5 erzeugt worden
ist, fällt in den Schlackeaufnahmebehälter 7, der am Boden
der Brennkammer 5 angeordnet ist und wird darin gesammelt.
Die Menge an Verbrennungsrückständen, die im Schlackeaufnah
mebehälter 7 gesammelt werden, kann durch das im Schlacke
aufnahmebehälter 7 vorgesehene Fenster 9 festgestellt wer
den. Wenn der Schlackeaufnahmebehälter 7 mit einer bestimm
ten Menge von Schlacke gefüllt ist, kann die Schlacke durch
die Tür 8 entfernt werden, die an der Seite des Schlackeauf
nahmebehälters 7 angeordnet ist.
Das Gas, das auf die Temperatur von 500°C bis 800°C erwärmt
worden ist und deren brennbare Komponenten daraus entfernt
worden sind, steigt zum Auslaßrohr 14 auf, das über der
Brennkammer 5 angeordnet ist. Während das Gas durch das Aus
laßrohr 14 strömt, werden einige unbehandelte, schädliche
Komponenten an der Innenfläche des Auslaßrohrs 14 adsorbiert
und dann in feste Partikel bzw. Teilchen umgewandelt. Um die
festen Partikel vom Inneren des Auslaßrohrs 14 zu entfernen,
wird eine Vorrichtung 16 zur Entfernung von Partikeln ent
lang der ersten Schraubspindel 17, die im Auslaßrohr 14 an
geordnet ist, durch den Motor 24 der ersten Antriebsvorrich
tung 91 nach oben bewegt, welche gemäß einem festgelegten
Zeitplan angetrieben wird. Die entfernten festen Partikel
fallen dann in den Schlackenaufnahmebehälter 7.
Während das Gas, dessen darin enthaltene brennbare Komponen
ten zu Anfang in der Brennkammer 5 behandelt worden sind,
durch das Auslaßrohr 14 zur Adsorptionsvorrichtung 2 strömt,
wird die Temperatur des Gases durch die Kühlvorrichtung 3
auf ungefähr 50°C abgekühlt. Dieser Kühlungsvorgang verbes
sert die Wirksamkeit der Adsorption der unverbrannten,
schädlichen Gaskomponenten an der Innenfläche des Auslaß
rohrs 14 und deren anschließende Umwandlung in feste Parti
kel.
Das zur Adsorptionsvorrichtung 2 zugeführte Gas strömt durch
mehrere Schichten bzw. Lagen von katalytischen Adsorptions
materialien 80, die in der Adsorptionsvorrichtung 2 vorgese
hen sind. Die katalytischen Adsorptionsmaterialien 80 sind
aus einer Agglomeration von Partikeln hergestellt, wobei je
des mit Kohlenstoff, Al2O3 oder Metalloxidbase beschichtet
ist. Während das Gas durch die katalytischen Adsorptionsma
terialien 80 strömt, werden einige schädliche Gaskomponenten
an den Partikeln der katalytischen Adsorptionsmaterialien 80
adsorbiert und das Gas kann durch folgende chemische und
physikalische Reaktionen mit den Partikeln gereinigt werden:
2SiH4 + WF6 → WSi2 + 6HF + H2
SiH4 → Si + 2H2
B2H6 → 2B + 3H2
SiH4 → Si + 2H2
B2H6 → 2B + 3H2
Nachdem einige schädliche Gaskomponenten durch die katalyti
schen Adsorptionsmaterialien 80 adsorbiert und gereinigt
worden sind, strömt das Gas durch den Mittelzylinder 70 zum
Gasauslaßrohr 55. Die verbliebenen schädlichen Komponenten
des Gases werden während des Durchströmens des Mittelzylin
ders 70 an der Innenfläche des Mittelzylinders 70 adsor
biert. Die an der Innenfläche des Mittelzylinders 70 adsor
bierten schädlichen Komponenten werden von der Innenfläche
des Mittelzylinders 70 durch den Gasverteiler 86 entfernt,
der sich entlang des Mittelzylinders 70 nach oben und unten
bewegt.
Der den Gasverteiler 86 antreibende Motor 85 wird gestartet,
wenn der vom Druckmeßgerät P2 gemessene Druck kleiner als
ein vorbestimmter Druck P ist, welcher ein Wert für den Ver
gleich des durch das Druckmeßgerät P2 aufgenommenen Druck
werts mit dem durch das am Gaseinlaßrohr 13 vorgesehenen
Druckmeßgerät P1 aufgenommenen Druckwert ist, oder wenn mehr
als 0,3 ppm schädlicher Komponenten im Gasauslaßrohr 55
ermittelt werden. Wenn der Motor 85 einmal angetrieben wird,
bewegt sich der Gasverteiler 86 um eine Distanz nach oben,
in der zwei Schichten katalytischer Adsorptionsmaterialien
80 angeordnet sind. Während das Gas durch die katalytischen
Adsorptionsmaterialien 80 strömt, sinkt der Druck des aus
dem Gasauslaßrohr 55 kommenden Gases infolge des Blockierens
der Durchgänge zwischen den Partikeln, die die katalytischen
Adsorptionsmateralien 80 bilden, durch die adsorbierten,
schädlichen Komponenten. Ein Filter 94 kann am Gasauslaßrohr 55
vorgesehen werden, um Materialien, wie z. B. mitgerissene
Stäube, abschließend aus dem behandelten Gas herauszu
filtrieren.
Die gesamten katalytischen Adsorptionsmaterialien 80 im
zylindrischen Gehäuse 62 sollten ausgetauscht werden, wenn
sich der Gasverteiler 86 mit den höchsten katalytischen Ad
sorptionsmateralien 80c auf gleicher Höhe befindet, und der
Druck des abströmenden Gases, das durch die am höchsten an
geordneten katalytischen Adsorptionsmaterialien 80c strömt,
unter den vorbestimmten Druck sinkt. Um die katalytischen
Adsorptionsmaterialien 80 zu ersetzen, werden die Klemmvor
richtungen 95, welche die erste Verbindungsleitung 51 und
die Verbindungsleitung 57 und das Gasauslaßrohr 55 und die
Leitung 93 verbinden, gelöst. Anschließend wird die Adsorp
tionsvorrichtung 2 aus dem Gehäuse 3 genommen. Dann wird das
Deckelelement 67 vom zylindrischen Gehäuse 62 gelöst, um die
Einsätze 75 und die katalytischen Adsorptionsmaterialien 80
aus dem zylindrischen Gehäuse 62 zu entfernen und durch neue
katalytische Adsorptionsmaterialien zwischen den Einsätzen
75 zu ersetzen. Anschließend erfolgt der Zusammenbau in
umgekehrter Reihenfolge.
Wenn das zylindrische Gehäuse 62 aus dem Gehäuse 3 entnommen
wird, können zwei Paare von Rädern 96 am Boden des unteren
Zylinders 61 vorgesehen werden, um den Vorgang der Entfer
nung der Adsorptionsvorrichtung 2 einfacher zu gestalten.
Überdies sind, wenn die Adsorptionsvorrichtung 2 am Gehäuse
3 befestigt wird, zwei Paare von Stützen 96 am unteren
Zylinder 61 angeordnet, um eine Bewegung der Adsorptionsvor
richtung 2 zu verhindern. Bolzen werden in Durchgangs
bohrungen der befestigten Stützen 96 eingeführt, um die Ad
sorptionsvorrichtung 2 am Gehäuse 3 zu befestigen.
Des weiteren können zur Reparatur und Reinigung des Brenners
1 zwei Paare von Rädern 99 am Boden des Schlackeaufnahmebe
hälters 7 vorgesehen werden, um einen Vorgang des Entnehmens
des Brenners 1 einfacher zu gestalten. Wenn der Brenner 1 am
Gehäuse 3 befestigt ist, sind Stützen 100 am unteren
Zylinder 61 angeordnet, um eine Bewegung des Brenners 1 zu
verhindern. In gleicher Weise wie die Adsorptionsvorrichtung
wird der Brenner 1 am Gehäuse 3 befestigt.
Wie in der Zeichnung dargestellt, kann der reparierte und
gereinigte Brenner 1 und die Einsätze 75 sowie die Adsorp
tionsvorrichtung 2, bei der die katalytischen Adsorptions
materialien 80 ausgetauscht wurden, wieder im Gehäuse 3 mon
tiert werden. Anschließend werden die Klemmvorrichtungen 95
verwendet, um den Brenner 1 und die Adsorptionsvorrichtung 2
miteinander zu verbinden und Gas strömt dann durch Öffnen
oder Schließen der Ventile 53, 54 vom Brenner 1 zur Adsorp
tionsvorrichtung 2.
Wie oben dargelegt, kann mit einem erfindungsgemäßen Gasrei
niger und erfindungsgemäßen Verfahren zur Entsorgung bzw.
Behandlung eines Gases unter Verwendung des Gasreinigers das
während der Herstellung von Halbleitervorrichtungen erzeugte
Gas wirksam durch Verbrennen dessen brennbarer Komponenten
im Brenner und anschließendem Adsorbieren dessen verbleiben
der, schädlicher Komponenten in der Adsorptionsvorrichtung 2
gereinigt werden.
Weiter weist der Gasreiniger gemäß der vorliegenden Erfin
dung einen einfachen Aufbau auf, wodurch die Kosten zur Rei
nigung des schädlichen Gases, das während der Herstellung
von Halbleitervorrichtungen erzeugt wird, weit unter den
Kosten von herkömmlichen Gasbehandlungsverfahren liegen.
Da es einfach ist, die zusammengehäuften, schädlichen Kompo
nenten in Pulverform bzw. Komponentenrückstände aus dem
Brenner und der Adsorptionsvorrichtung zu entfernen, kann
ein durch die schädlichen Komponentenrückstände bzw. Pulver
verursacht er Ausfall des Gaseinigers verhindert werden und
deshalb die Lebensdauer des Gasreinigers gemäß der vor
liegenden Erfindung gegenüber der herkömmlicher Systeme
verlängert werden.
Weiterhin ist der Gasreiniger gemäß der vorliegenden Erfin
dung kompakter und leichter, da sowohl die Brenn- als auch
die Adsorptionsvorrichtung in einem Gehäuse angeordnet sind,
wodurch ein Vorteil durch die effektive Verwendung des
Montageraums entsteht.
Zusammenfassend wurde insoweit ein Gasreiniger sowie Verfah
ren zur Behandlung eines Gases unter Verwendung des Gas
reinigers beschrieben. Ein während der Herstellung von Halb
leitern erzeugtes Gas wird über eine Gaszufuhrleitung einem
Brenner zugeführt. Ein erster Reinigungsprozeß findet statt,
wenn brennbare und schädliche Komponenten des Gases im Bren
ner verbrannt werden. Das zu Anfang im Brenner behandelte
Gas strömt dann in eine Adsorptionsvorrichtung. Ein in
mehreren Schichten angeordnetes katalytisches Adsorptions
material wird in der Adsorptionsvorrichtung angeordnet, um
das Gas physikalisch und chemisch zu behandeln. Das Gas wird
in der Reihenfolge vom Boden der katalytischen Adsorptions
materialien zur oberen Stufe bzw. Ebene verteilt. Abhängig
von einer Druckdifferenz zwischen dem zugeführten Gas und
dem abströmenden Gas oder der Konzentration schädlicher Kom
ponenten im abströmenden Gas, wird das Gas verteilt, um
durch nachfolgende katalytische Adsorptionsmaterialien zu
strömen.
Claims (28)
1. Gasreiniger zur Behandlung eines Gases, das bei der
Halbleiterherstellung erzeugt wird, mit:
einem Gehäuse (3) mit einer an einer Seite angebrachten schwenkbaren Tür;
einem Gaseinlaßrohr (13), durch welches das bei der Halbleiterherstellung erzeugte Gas eintritt, und welches ein erstes Druckmeßgerät (P1) zur Messung des Drucks des eintretenden Gases aufweist;
einem Brenner (1) zur Verbrennung des durch das Gasein laßrohr (13) zugeführten Gases, wobei der Brenner (1) innerhalb des Gehäuses (3) angeordnet ist und mit dem Gaseinlaßrohr (13) verbunden ist;
einer Adsorptionsvorrichtung (2) zur Adsorption von im Brenner (1) nicht verbrannten Gaskomponenten und zur physikalischen und chemischen Behandlung der adsor bierten Komponenten;
einem Gasauslaßrohr (55) zum Abströmen des behandelten Gases, das durch eine Verbindungsleitung mit der Adsorp tionsvorrichtung (2) verbunden ist und ein zweites Druckmeßgerät (P2) zur Bestimmung des Drucks des abströ menden Gases aufweist;
Mitteln zur wahlweise trennbaren Verbindung des Brenners (1) mit der Adsorptionsvorrichtung (2) oder dem Gasaus laßrohr (55); und
einer Kühlwasser verwendenden Kühlvorrichtung zum Kühlen des erwärmten Gases, während das Gas vom Brenner (1) zur Adsorptionsvorrichtung (2) strömt, wobei die Kühlvor richtung um den Brenner (1) und Verbindungsvorrichtungen herum angeordnet ist.
einem Gehäuse (3) mit einer an einer Seite angebrachten schwenkbaren Tür;
einem Gaseinlaßrohr (13), durch welches das bei der Halbleiterherstellung erzeugte Gas eintritt, und welches ein erstes Druckmeßgerät (P1) zur Messung des Drucks des eintretenden Gases aufweist;
einem Brenner (1) zur Verbrennung des durch das Gasein laßrohr (13) zugeführten Gases, wobei der Brenner (1) innerhalb des Gehäuses (3) angeordnet ist und mit dem Gaseinlaßrohr (13) verbunden ist;
einer Adsorptionsvorrichtung (2) zur Adsorption von im Brenner (1) nicht verbrannten Gaskomponenten und zur physikalischen und chemischen Behandlung der adsor bierten Komponenten;
einem Gasauslaßrohr (55) zum Abströmen des behandelten Gases, das durch eine Verbindungsleitung mit der Adsorp tionsvorrichtung (2) verbunden ist und ein zweites Druckmeßgerät (P2) zur Bestimmung des Drucks des abströ menden Gases aufweist;
Mitteln zur wahlweise trennbaren Verbindung des Brenners (1) mit der Adsorptionsvorrichtung (2) oder dem Gasaus laßrohr (55); und
einer Kühlwasser verwendenden Kühlvorrichtung zum Kühlen des erwärmten Gases, während das Gas vom Brenner (1) zur Adsorptionsvorrichtung (2) strömt, wobei die Kühlvor richtung um den Brenner (1) und Verbindungsvorrichtungen herum angeordnet ist.
2. Gasreiniger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Brenner (1)
eine Vorrichtung (4, 5) zur Verbrennung brennbarer und schädlicher Gaskomponenten,
eine Einrichtung (14, 15) zur Adsorption schädlicher, in der Vorrichtung zur Verbrennung nicht verbrannter Kompo nenten und zur Umwandlung in Materialpartikel und
Mittel (16, 17, 21) zur Entfernung des adsorbierten Materials von der Einrichtung (14, 15) zur Adsorption aufweist.
eine Vorrichtung (4, 5) zur Verbrennung brennbarer und schädlicher Gaskomponenten,
eine Einrichtung (14, 15) zur Adsorption schädlicher, in der Vorrichtung zur Verbrennung nicht verbrannter Kompo nenten und zur Umwandlung in Materialpartikel und
Mittel (16, 17, 21) zur Entfernung des adsorbierten Materials von der Einrichtung (14, 15) zur Adsorption aufweist.
3. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Verbrennung fol
gende Bestandteile aufweist:
ein Brennergehäuse (4), das an einem unteren Bereich mit dem Gaseinlaßrohr (13) verbunden ist;
eine Brennkammer (5), die innerhalb des Brennergehäuses (4) angeordnet ist und Keramikheizelemente (11) zur Erzeugung einer Wärme von 500°C bis 800°C aufweist, die in parallel in mehreren Lagen angeordneten inconel-Rohren angeordnet sind, und
einen Behälter (7) zur Aufnahme von Verbrennungsrück ständen, der an einem unteren Bereich des Brennergehäuses (4) angeordnet ist.
ein Brennergehäuse (4), das an einem unteren Bereich mit dem Gaseinlaßrohr (13) verbunden ist;
eine Brennkammer (5), die innerhalb des Brennergehäuses (4) angeordnet ist und Keramikheizelemente (11) zur Erzeugung einer Wärme von 500°C bis 800°C aufweist, die in parallel in mehreren Lagen angeordneten inconel-Rohren angeordnet sind, und
einen Behälter (7) zur Aufnahme von Verbrennungsrück ständen, der an einem unteren Bereich des Brennergehäuses (4) angeordnet ist.
4. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Isolationsmaterial zwischen dem
Brennergehäuse (4) und der Brennkammer (5) angeordnet
ist, um Wärmeübertragung zur Außenseite des Brennerge
häuses (4) zu verhindern.
5. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Behälter (7) zur Aufnahme von
Verbrennungsrückständen eine an einer Seite angeordnete
Tür (8) und ein Fenster (9) aufweist, das aus einem wär
mebeständigen Glas hergestellt ist und in der Tür (8)
angeordnet ist, um das Innere des Behälters (7) zur Auf
nahme von Verbrennungsrückständen zu beobachten.
6. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Adsorption ein
Auslaßrohr (14) ist, das mit einem oberen Bereich des
Brenners (1) verbunden ist und mit mindestens zwei Füh
rungsschienen (15) an seiner Innenfläche gebildet ist,
so daß einige unverbrannte, schädliche Gaskomponenten an
der Innenfläche des Auslaßrohrs (14) adsorbieren, wäh
rend das Gas, dessen brennbare und schädliche Komponen
ten im Brenner (1) verbrannt wurden, durch das Auslaß
rohr (14) strömt.
7. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung die fol
genden Bestandteile aufweist:
ein mit einer Seite des Auslaßrohrs (14) verbundenes Verbindungsrohr (20);
eine erste Verbindungsleitung (51), die mit dem Verbin dungsrohr (20) zur Führung des Gases zur Adsorptionsvor richtung (2) verbunden ist, und ein erstes Stellorgan (53) zum Öffnen und Schließen der ersten Verbindungslei tung (51) aufweist;
eine zweite Verbindungsleitung (52), die ein zweites Stellorgan (54) zum Öffnen und Schließen der zweiten Verbindungsleitung (52) aufweist und von der ersten Ver bindungsleitung (51) zur Führung des Gases zu einem Aus laßrohr (55) abzweigt, so daß das Gas zum Auslaßrohr (55) geführt wird, wenn das erste Stellorgan (53) ge schlossen ist und das zweite Stellorgan (54) geöffnet ist.
ein mit einer Seite des Auslaßrohrs (14) verbundenes Verbindungsrohr (20);
eine erste Verbindungsleitung (51), die mit dem Verbin dungsrohr (20) zur Führung des Gases zur Adsorptionsvor richtung (2) verbunden ist, und ein erstes Stellorgan (53) zum Öffnen und Schließen der ersten Verbindungslei tung (51) aufweist;
eine zweite Verbindungsleitung (52), die ein zweites Stellorgan (54) zum Öffnen und Schließen der zweiten Verbindungsleitung (52) aufweist und von der ersten Ver bindungsleitung (51) zur Führung des Gases zu einem Aus laßrohr (55) abzweigt, so daß das Gas zum Auslaßrohr (55) geführt wird, wenn das erste Stellorgan (53) ge schlossen ist und das zweite Stellorgan (54) geöffnet ist.
8. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Mittel zur Entfernung von Parti
keln folgende Bestandteile aufweist:
eine erste Schraubspindel (17), die innerhalb des Aus laßrohrs (14) angeordnet ist und durch einen ersten Mo tor (24) einer ersten Antriebsvorrichtung gedreht wird, und eine obere Platte (18) zum Verschließen des oberen Endes des Auslaßrohrs (14) aufweist;
eine Vorrichtung (16) zur Partikelentfernung, die sich mit der ersten Schraubspindel (17) im Gewindeeingriff befindet und sich infolge der Drehung der ersten Schraubspindel (17) nach oben und nach unten bewegt, um Partikel von der Innenfläche des Auslaßrohrs (14) zu entfernen; und
einer Verbindungsstange (21) zur Übertragung einer Lei stung des ersten Motors auf die erste Schraubspindel (17).
eine erste Schraubspindel (17), die innerhalb des Aus laßrohrs (14) angeordnet ist und durch einen ersten Mo tor (24) einer ersten Antriebsvorrichtung gedreht wird, und eine obere Platte (18) zum Verschließen des oberen Endes des Auslaßrohrs (14) aufweist;
eine Vorrichtung (16) zur Partikelentfernung, die sich mit der ersten Schraubspindel (17) im Gewindeeingriff befindet und sich infolge der Drehung der ersten Schraubspindel (17) nach oben und nach unten bewegt, um Partikel von der Innenfläche des Auslaßrohrs (14) zu entfernen; und
einer Verbindungsstange (21) zur Übertragung einer Lei stung des ersten Motors auf die erste Schraubspindel (17).
9. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Motor (24) ein reversibler
Motor ist und gemäß einer vorprogrammierten, festge
legten Zeit angetrieben wird, so daß die Vorrichtung
(16) zur Partikelentfernung alternierend gemäß der vor
programmierten, festgelegten Zeit nach oben und nach
unten bewegt wird.
10. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kühlvorrichtung folgende Be
standteile aufweist:
ein erstes Kühlrohr (43), das an der Außenseite des Gas einlaßrohrs (13) angeordnet ist;
ein zweites Kühlrohr (44), das an der Außenseite des Auslaßrohrs (14) zur Kühlung des durch den Brenner (1) erwärmten Gases auf eine Temperatur von 50°C angeordnet ist;
eine Wasserzufuhrleitung (45) zur Zufuhr eines Kühlwas sers zum ersten Kühlrohr (43), und mindestens einer Lei tung (47) zur Verbindung der Kühlrohre (43, 44) mit einander; und
eine Abflußleitung (49), die am zweiten Kühlrohr (44) zur Entsorgung des verwendeten Kühlwassers angeordnet ist.
ein erstes Kühlrohr (43), das an der Außenseite des Gas einlaßrohrs (13) angeordnet ist;
ein zweites Kühlrohr (44), das an der Außenseite des Auslaßrohrs (14) zur Kühlung des durch den Brenner (1) erwärmten Gases auf eine Temperatur von 50°C angeordnet ist;
eine Wasserzufuhrleitung (45) zur Zufuhr eines Kühlwas sers zum ersten Kühlrohr (43), und mindestens einer Lei tung (47) zur Verbindung der Kühlrohre (43, 44) mit einander; und
eine Abflußleitung (49), die am zweiten Kühlrohr (44) zur Entsorgung des verwendeten Kühlwassers angeordnet ist.
11. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wasserzufuhrleitung (45), die
Leitung (47) und die Abflußleitung (49) bei Draufsicht
in einer geraden Linie angeordnet sind.
12. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Adsorptionsvorrichtung (2) die
folgenden Bestandteile aufweist:
ein Gehäuse (62), das mit dem Brenner (1) und dem Gas auslaßrohr (55) verbunden ist;
Mittel (80) zur Adsorption und zur physikalischen und chemischen Behandlung schädlicher und unverbrannter Gaskomponenten, wobei die Mittel innerhalb des Gehäuses (62) in mehreren Lagen übereinander geschichtet sind; und
eine Vorrichtung (70, 72, 86) zur Verteilung des Gases zu jeder Lage des Adsorptionsmittels (80).
ein Gehäuse (62), das mit dem Brenner (1) und dem Gas auslaßrohr (55) verbunden ist;
Mittel (80) zur Adsorption und zur physikalischen und chemischen Behandlung schädlicher und unverbrannter Gaskomponenten, wobei die Mittel innerhalb des Gehäuses (62) in mehreren Lagen übereinander geschichtet sind; und
eine Vorrichtung (70, 72, 86) zur Verteilung des Gases zu jeder Lage des Adsorptionsmittels (80).
13. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gehäuse (62)
einen Standfuß (56);
einen unteren Zylinder (61), der durch den Standfuß (56) abgestützt wird, und ein mit der ersten Verbindungslei tung (51) verbundenes Verbindungsrohr (57) und einen Flansch (59) aufweist, der an seinem oberen Bereich ge bildet ist und eine kreisförmige Öffnung (60) aufweist;
ein zylindrisches Gehäuse (62), das abdichtend auf dem Flansch (59) des unteren Zylinders (58) befestigt ist; und
ein Deckelelement (67) aufweist, das abdichtend an einem oberen Ende des zylindrischen Gehäuses (62) befestigt ist und eine Öffnung (81) sowie mehrere Gasdurchgangs öffnungen (89) aufweist, welche um die Öffnung (81) ge bildet sind.
einen Standfuß (56);
einen unteren Zylinder (61), der durch den Standfuß (56) abgestützt wird, und ein mit der ersten Verbindungslei tung (51) verbundenes Verbindungsrohr (57) und einen Flansch (59) aufweist, der an seinem oberen Bereich ge bildet ist und eine kreisförmige Öffnung (60) aufweist;
ein zylindrisches Gehäuse (62), das abdichtend auf dem Flansch (59) des unteren Zylinders (58) befestigt ist; und
ein Deckelelement (67) aufweist, das abdichtend an einem oberen Ende des zylindrischen Gehäuses (62) befestigt ist und eine Öffnung (81) sowie mehrere Gasdurchgangs öffnungen (89) aufweist, welche um die Öffnung (81) ge bildet sind.
14. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß das die Gasverteilungsvorrichtung
die folgenden Bestandteile aufweist:
einen zentralen Zylinder (70) mit einem oberen Flansch, einem unteren Flansch (70b) und Gasdurchgängen (70a), die in mehreren Lagen entsprechend den Adsorptions mitteln (80) angeordnet sind, der in der Mitte des Gehäuses (62) angeordnet ist;
ein Dichtungselement (73) mit einer Hohlwelle (74), die in der Mitte des Dichtungselements (73) gebildet ist und sich über einen Bereich nach oben erstreckt, und welches am oberen Flansch des zentralen Zylinders (70) befestigt ist;
eine untere Platte (72), die mehrere Gasdurchgangs öffnungen (72a) aufweist und am unteren Flansch (70b) des zentralen Zylinders (70) befestigt ist; und
einen Gasverteiler (86), der innerhalb des zentralen Zylinders (70) angeordnet ist und nach oben bewegbar ist, um Durchlässe von unteren Gasdurchlässen zu oberen Gasdurchlässen des zentralen Zylinders (70) zu öffnen.
einen zentralen Zylinder (70) mit einem oberen Flansch, einem unteren Flansch (70b) und Gasdurchgängen (70a), die in mehreren Lagen entsprechend den Adsorptions mitteln (80) angeordnet sind, der in der Mitte des Gehäuses (62) angeordnet ist;
ein Dichtungselement (73) mit einer Hohlwelle (74), die in der Mitte des Dichtungselements (73) gebildet ist und sich über einen Bereich nach oben erstreckt, und welches am oberen Flansch des zentralen Zylinders (70) befestigt ist;
eine untere Platte (72), die mehrere Gasdurchgangs öffnungen (72a) aufweist und am unteren Flansch (70b) des zentralen Zylinders (70) befestigt ist; und
einen Gasverteiler (86), der innerhalb des zentralen Zylinders (70) angeordnet ist und nach oben bewegbar ist, um Durchlässe von unteren Gasdurchlässen zu oberen Gasdurchlässen des zentralen Zylinders (70) zu öffnen.
15. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Gasadsorptionsvorrichtung mehre
re Einsätze (75), die um die im Gehäuse (62) befestigte
Gasverteilungsvorrichtung angeordnet sind, und mehrere
Lagen katalytischen Adsorptionsmaterials (80) aufweist,
das zwischen den Einsätzen (75) angeordnet ist, wobei
jeder Einsatz (75) eine obere und eine untere Platte
(76, 77) aufweist, welche mit mehreren Öffnungen (90)
gebildet sind und einen Außendurchmesser aufweisen, der
gleich dem Innendurchmesser des Gehäuses (62) ist, und
ein zylindrisches Verbindungselement mit einem Innen
durchmesser aufweist, der etwas größer als ein Außen
durchmesser der Gasverteilungsvorrichtung ist und
mehrere Öffnungen (79) aufweist.
16. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß das katalytische Adsorptionsmaterial
(80) aus Kohlenstoffpartikeln gebildet ist.
17. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß das katalytische Adsorptionsmaterial
(80) aus oxidierten Aluminiumpartikeln gebildet ist.
18. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß das katalytische Adsorptionsmaterial
(80) aus Kohlenstoffpartikeln gebildet ist, die mit
oxidierter Metallbase beschichtet sind.
19. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß das katalytische Adsorptionsmittel
aus oxidierten Aluminiumpartikeln gebildet ist, die mit
oxidierter Metallbase beschichtet sind.
20. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß sich der Gasverteiler (86) mit einer
innerhalb des zentralen Zylinders (70) angeordneten
zweiten Schraubspindel (83) im Gewindeeingriff befindet
und abhängig von einer Rotation der zweiten Schraubspin
del (83) nach oben bewegt wird, wobei die zweite
Schraubspindel (83) über eine Verbindungsstange mit ei
nem zweiten Motor verbunden ist, der an einem oberen
Teil des Gehäuses (62) angeordnet ist, so daß die zweite
Schraubspindel (83) gedreht werden kann, um den Gasver
teiler (86) nach oben zu bewegen.
21. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß der Gasverteiler (86) aus Polytetra
fluoretylen hergestellt ist und einen sich mit der zwei
ten Schraubspindel (83) im Gewindeeingriff befindlichen
zylindrischen Teil (86a) und drei kreisförmige Platten
(86b, c, d) aufweist, die jeweils an einem oberen, einem
mittleren und einem unteren Bereich des zylindrischen
Teils (86a) gebildet sind und einen Durchmesser aufwei
sen, um abdichtend mit der Innenfläche des zentralen
Zylinders (70) in Kontakt zu stehen, und die drei kreis
förmigen Platten (86b, c, d) voneinander derart beab
standet sind, daß sich ein Niveau der Gasdurchgänge
(70a) des zentralen Zylinders (70) zwischen ihnen
befindet.
22. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Motor ein reversibler
Motor ist und angetrieben wird, wenn der durch das im
Gasauslaßrohr (55) angeordnete zweite Meßgerät (P2) ge
messene Druck kleiner als ein vorgegebener Druck ist,
der ein Vergleichswert des durch das zweite Druckmeßge
rät (P2) aufgenommenen Drucks mit dem durch das im
Gaseinlaßrohr (13) angeordnete erste Druckmeßgerät (P1)
aufgenommenen Druck ist.
23. Gasreiniger nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Motor ein reversibler Mo
tor ist und angetrieben wird, wenn im Gasauslaßrohr (55)
mehr als 0,3 ppm schädlicher Komponenten ermittelt
werden.
24. Verfahren zur Behandlung eines Gases, das bei einer Her
stellung von Halbleitern erzeugt wird, mit den folgenden
Schritten:
Zuführen des Gases durch ein Gaseinlaßrohr (13) zu einem Brenner (1) und Verbrennen brennbar-toxischer Gas komponenten durch Erwärmung im Brenner (1), um die Kom ponenten aus dem Gas zu entfernen;
Kühlen des Gases und Adsorbieren nicht brennbarer und schädlicher Gaskomponenten, während das Gas vom Brenner (1) zur Adsorptionsvorrichtung (2) strömt und Entfernen der im Brenner (1) nicht verbrannten schädlichen Kompo nenten des Gases von einer Innenfläche eines Auslaßrohrs (14) ; und
Durchführen des Gases durch mehrere Lagen von katalyti schem Adsorptionsmaterial (80), welches von einer unte ren Lage zu einer oberen Lage übereinander geschichtet ist, so daß verbliebene, nicht brennbare und schädliche Komponenten physikalisch und chemisch durch die kataly tischen Adsorptionsmaterialien behandelt werden.
Zuführen des Gases durch ein Gaseinlaßrohr (13) zu einem Brenner (1) und Verbrennen brennbar-toxischer Gas komponenten durch Erwärmung im Brenner (1), um die Kom ponenten aus dem Gas zu entfernen;
Kühlen des Gases und Adsorbieren nicht brennbarer und schädlicher Gaskomponenten, während das Gas vom Brenner (1) zur Adsorptionsvorrichtung (2) strömt und Entfernen der im Brenner (1) nicht verbrannten schädlichen Kompo nenten des Gases von einer Innenfläche eines Auslaßrohrs (14) ; und
Durchführen des Gases durch mehrere Lagen von katalyti schem Adsorptionsmaterial (80), welches von einer unte ren Lage zu einer oberen Lage übereinander geschichtet ist, so daß verbliebene, nicht brennbare und schädliche Komponenten physikalisch und chemisch durch die kataly tischen Adsorptionsmaterialien behandelt werden.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß
das Verfahren ferner die Schritte des Messens eines
Druckes des zum Brenner (1) zugeführten Gases, Messen
eines Druckes abschließend behandelten Gases und Ver
teilen des Gases zu nachfolgenden katalytischen Adsorp
tionsmaterialien, wenn die Differenz zwischen den beiden
Gasdrücken kleiner als ein festgelegter Druckwert ist.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch
gekennzeichnet, daß es weiter die Schritte des Erfassens
einer Konzentration von schädlichen Gaskomponenten des
abschließend behandelten Gases und Verteilen des Gases
zu nächsten katalytischen Adsorptionsmaterialien umfaßt,
wenn ein Wert über 0,3 ppm schädlicher Komponenten er
mittelt wird.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gas im Verbrennungsschritt auf
ungefähr 500°C bis 800°C erwärmt wird.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gas im Schritt des Kühlens auf
ungefähr 50°C abgekühlt wird.
Applications Claiming Priority (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970009745A KR100208403B1 (ko) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 배기가스 냉각장치 |
KR1019970009742A KR100208401B1 (ko) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 가스 스크러버의 배기가스 처리방법 |
KR9742 | 1997-03-21 | ||
KR9741 | 1997-03-21 | ||
KR9744 | 1997-03-21 | ||
KR1019970009744A KR100208399B1 (ko) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 유독성 배기가스 정화용 흡착장치 |
KR1019970009741A KR100208402B1 (ko) | 1997-03-21 | 1997-03-21 | 배기가스 처리용 가스 스크러버 |
KR9745 | 1997-03-21 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19802404A1 true DE19802404A1 (de) | 1998-09-24 |
DE19802404B4 DE19802404B4 (de) | 2005-09-29 |
Family
ID=27483190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19802404A Expired - Fee Related DE19802404B4 (de) | 1997-03-21 | 1998-01-22 | Vorrichtung zur Gasreinigung sowie Verfahren zur Behandlung eines zu reinigenden Gases |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5997824A (de) |
JP (1) | JPH10263357A (de) |
DE (1) | DE19802404B4 (de) |
GB (1) | GB2323312B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011015448A3 (de) * | 2009-08-04 | 2011-07-28 | Erwin Schiefer | Vorrichtung zum abreinigen eines wärmetauschers |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6544483B1 (en) * | 1999-03-25 | 2003-04-08 | Korea M.A.T. Co., Ltd. | Adsorbent gas scrubber to dispose the gas generated during the semiconductor manufacturing process |
JP2001276564A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-09 | Miura Co Ltd | ボイラの脱硝装置 |
US20010048902A1 (en) * | 2000-05-01 | 2001-12-06 | Christopher Hertzler | Treatment system for removing hazardous substances from a semiconductor process waste gas stream |
US6627162B1 (en) * | 2000-05-22 | 2003-09-30 | Tsong-Maw Chen | Apparatus for treating waste gas from semiconductor manufacturing process |
KR100395376B1 (ko) * | 2000-10-24 | 2003-08-21 | 엠에이티 주식회사 | 자동 분해 가능한 배기가스 처리용 가스 스크러버 |
TW500622B (en) * | 2000-12-04 | 2002-09-01 | Taeyang Tech Co Ltd | Gas scrubber system |
KR100390518B1 (ko) * | 2000-12-04 | 2003-07-12 | 주식회사 태양테크 | 가스 스크러버 장치 |
KR100418363B1 (ko) * | 2000-12-04 | 2004-02-14 | 주식회사 태양테크 | 가스 스크러버 장치용 폐가스 연소기 |
US7488460B2 (en) * | 2004-01-05 | 2009-02-10 | Innovative Engineering Solutions, Inc. | Combined chemical agent and dynamic oxidation treatment of hazardous gas |
US7534399B2 (en) * | 2004-03-10 | 2009-05-19 | Innovative Engineering Solutions, Inc. | Hazardous gas abatement system using electrical heater and water scrubber |
JP2006130499A (ja) * | 2004-10-07 | 2006-05-25 | Japan Pionics Co Ltd | 排ガスの処理方法及び処理装置 |
KR100623368B1 (ko) * | 2005-09-02 | 2006-09-12 | 크린시스템스코리아(주) | 반도체 제조 장비용 직접 연소식 스크러버 |
DE102006052586B4 (de) * | 2006-11-08 | 2008-07-03 | Schott Solar Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Reinigung der Abgase einer Siliziumdünnschicht-Produktionsanlage |
US20090149996A1 (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-11 | Applied Materials, Inc. | Multiple inlet abatement system |
US8192693B2 (en) * | 2008-02-12 | 2012-06-05 | Innovative Engineering Solutions, Inc. | Apparatus for dynamic oxidation of process gas |
DE102008037418B3 (de) * | 2008-10-07 | 2010-02-18 | Reicat Gmbh | Verfahren zur Reinigung von Abgasen durch generative Nachverbrennung |
DE102008052644A1 (de) * | 2008-10-22 | 2010-04-29 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Nachbehandlung von Abluft einer Trocknerkammer |
US20100192773A1 (en) * | 2009-02-01 | 2010-08-05 | Applied Materials, Inc. | Abatement apparatus with scrubber conduit |
DE102010027332B4 (de) * | 2010-01-26 | 2016-03-31 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und Verbrennungseinrichtung zur thermischen, katalytischen und/oder regenerativen Nachverbrennung |
US8986518B2 (en) * | 2012-01-18 | 2015-03-24 | Cleanworld Fuels, LLC | Cartridge-based, hydrogen on-demand generator |
WO2014129051A1 (ja) * | 2013-02-19 | 2014-08-28 | 昭和電工株式会社 | 過弗化物の処理装置および過弗化物の処理方法 |
WO2014129050A1 (ja) * | 2013-02-19 | 2014-08-28 | 昭和電工株式会社 | 過弗化物の処理装置および過弗化物の処理方法 |
US20160061487A1 (en) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | Salvatore Deiana | Apparatus and method for cleaning flue gas |
KR200481934Y1 (ko) * | 2016-07-15 | 2016-11-29 | (주)에프테크 | 유해가스 자동 처리 시스템 |
KR101783670B1 (ko) * | 2016-09-13 | 2017-10-12 | (주)리드엔지니어링 | 보론 도핑장치의 배기라인 트랩 어셈블리 |
JP7195439B2 (ja) * | 2019-11-21 | 2022-12-23 | エコシス ピーティーイー リミテッド | ガス汚染物処理装置 |
JP7284546B2 (ja) * | 2020-11-10 | 2023-05-31 | カンケンテクノ株式会社 | ガス処理炉及びこれを用いた排ガス処理装置 |
CN112915728A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-08 | 四川利达华锐机械有限公司 | 一种阻旋组合喷淋环保设备及其喷淋方法 |
KR102435846B1 (ko) * | 2022-04-29 | 2022-08-23 | 김치섭 | 반도체 및 디스플레이 제조 설비의 스크러버 장치에 적용되는 송풍기 장착형 센터링 유닛 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6451125A (en) * | 1987-08-24 | 1989-02-27 | Toshiba Corp | Exhaust treatment device |
DD273009A1 (de) * | 1988-06-15 | 1989-11-01 | Elektromat Veb | Verfahren zur reinigung von abgasen aus cvd-prozessen |
JP3526084B2 (ja) * | 1993-12-28 | 2004-05-10 | 日本碍子株式会社 | 排ガス浄化用吸着・触媒体、吸着体、排ガス浄化システム及び排ガス浄化方法 |
JP3280173B2 (ja) * | 1994-11-29 | 2002-04-30 | 日本エア・リキード株式会社 | 排ガス処理装置 |
DE19511643A1 (de) * | 1995-03-30 | 1996-10-02 | Das Duennschicht Anlagen Sys | Verfahren und Einrichtung zur Reinigung von schadstoffhaltigen Abgasen durch chemische Umsetzung |
JPH1051125A (ja) * | 1996-07-29 | 1998-02-20 | Toshiba Corp | はんだペースト印刷用マスク及びはんだペースト印刷装置 |
US5759498A (en) * | 1996-12-12 | 1998-06-02 | United Microelectronics Corp. | Gas exhaust apparatus |
-
1997
- 1997-12-02 GB GB9725535A patent/GB2323312B/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-12-10 JP JP9339821A patent/JPH10263357A/ja active Pending
-
1998
- 1998-01-22 DE DE19802404A patent/DE19802404B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-01-28 US US09/014,521 patent/US5997824A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011015448A3 (de) * | 2009-08-04 | 2011-07-28 | Erwin Schiefer | Vorrichtung zum abreinigen eines wärmetauschers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10263357A (ja) | 1998-10-06 |
GB9725535D0 (en) | 1998-02-04 |
DE19802404B4 (de) | 2005-09-29 |
US5997824A (en) | 1999-12-07 |
GB2323312A (en) | 1998-09-23 |
GB2323312B (en) | 2001-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19802404A1 (de) | Vorrichtung zur Gasreinigung sowie Verfahren zur Behandlung eines zu reinigenden Gases | |
DE102005048298B3 (de) | Verfahren und Anlage zur Reinigung von mit organischen Schadstoffen beladener Abluft | |
EP1796820B1 (de) | Anordnung zur reinigung von toxischen gasen aus produktionsprozessen | |
EP0558452B1 (de) | Reinigen von Abgasen aus Verbrennungsanlagen | |
DE4423329C2 (de) | Vorrichtung zur Reinigung schadstoffbeladener Abluft durch heterogene Katalyse | |
DE19501914C1 (de) | Vorrichtung zur Reinigung von Abgasen | |
WO1995000805A1 (de) | Verfahren und einrichtung zum reinigen von abgasen | |
DE2534068A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur adsorption von schaedlichen stoffen | |
WO2006039988A1 (de) | Apparatur zur behandlung von partikelförmigem gut | |
EP0043567B1 (de) | Verfahren und Rostfeuerung zur Verfeuerung fester Brennstoffe | |
EP1582251A1 (de) | Verfahren und Anlage zur Reinigung von Abgasen | |
WO2006018401A1 (de) | Röstvorrichtung für pflanzliches schüttgut sowie verfahren zum betreiben einer röstvorrichtung für pflanzliches schüttgut | |
DE2828408C3 (de) | Regenerationsvorrichtung für gebrauchte Aktivkohle | |
DE19915034A1 (de) | Adsorbierender Gaswäscher zum Beseitigen des während des Halbleiterherstellungsverfahrens erzeugten Gases | |
DD273009A1 (de) | Verfahren zur reinigung von abgasen aus cvd-prozessen | |
EP0191441B1 (de) | Vorrichtung zur Entfernung unerwünschter Bestandteile aus einem Rauchgas | |
DE19652403B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur oxidativen Abgasreinigung | |
EP0739650B1 (de) | Evakuierungssystem mit Abgasreiningung und Betriebsverfahren hierfür | |
DE60119851T2 (de) | Vorrichtung zum Entfernen von Schadstoffen aus Abgasen einer Brennkraftmaschine | |
DE19511643A1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Reinigung von schadstoffhaltigen Abgasen durch chemische Umsetzung | |
WO2007085490A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum abscheiden von schadstoffen im rauchgas einer thermischen anlage | |
DE2512065A1 (de) | Waermeaustauscher | |
DE2601181C2 (de) | Vorrichtung zur thermischen Reinigungsbehandlung eines Abgases | |
DD242965A5 (de) | Vorrichtung und verfahren zur entfernung unerwuenschter gasfoermiger bestandteile aus einem rauchgas | |
DE3506940A1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur entfernung unerwuenschter gasfoermiger bestandteile aus einem rauchgas |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8125 | Change of the main classification |
Ipc: B01D 53/00 |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |