DE19915034A1

DE19915034A1 - Adsorbierender Gaswäscher zum Beseitigen des während des Halbleiterherstellungsverfahrens erzeugten Gases

Info

Publication number: DE19915034A1
Application number: DE19915034A
Authority: DE
Inventors: Dong Soo Kim
Original assignee: Korea MAT Co Ltd
Current assignee: Korea MAT Co Ltd
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-10-05
Also published as: JP2000279749A; JP3020948B1; GB2348378A; GB2348378B; US6544483B1; GB9907308D0

Abstract

Es wird ein Adsorptionsgaswäscher angegeben, bei dem die Effizienz der Verarbeitung des bei der Halbleiterherstellung erzeugten Gases erhöht werden kann, da die Leerlaufzeit des Systems verringert wird. Der erfindungsgemäße Adsorptionsgaswäscher umfaßt ein Induktionsrohr, verbunden mit einem Gaszufluß, an den ein erster Druckmesser zum Messen des Druckes des eintretenden Gases angeschlossen ist, und ein Adsorptionsgehäuse, das angrenzend an das induktionsrohr angeordnet ist. Das Adsorptionsgehäuse enthält eine geschichtete Anordnung einer Vielzahl katalytisch adsorbierender Elemente, die das Gas adsorbieren, das vom Induktionsrohr zu einem Gasauslaß strömt, an den ein zweiter Druckmesser zum Messen des Druckes des verarbeiteten Gases, das abgeleitet wird, angeschlossen ist. Eine Reihe von Gasdurchlaßrohren, die am Bodenabschnitt des Induktionsrohrs und des Adsorptionsgehäuses angeordnet sind, liefern Gas an die katalytisch adsorbierenden Elemente. Ein Gasdurchlaßelement steuert den Gasstrom, der vom Induktionsrohr kommt, auf der Grundlage der Druckdifferenz zwischen dem ersten Druckmesser und dem zweiten Druckmesser.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft einen Gaswäscher, der die in einem Halbleiterherstellungsverfahren verwendeten oder durch dieses gebildeten schädlichen Gase beseitigen kann. Insbesondere ist der Gaswäscher ein adsorbierender Gaswäscher, der Gas behan delt, indem dieses durch ein adsorbierendes Gehäuse hindurch geführt wird, das katalytisch adsorbierende Teilchen aufweist, die innerhalb multipler Schichten katalytisch adsorbierender Elemente enthalten sind.

2. Beschreibung des verwandten Standes der Technik

Im allgemeinen werden bei der Herstellung eines Halbleiterpro duktes schädliche, brennbare und korrodierende Gase verwendet. Beim Verfahren zur Herstellung eines Halbleiters können z. B. die Verfahren der chemischen Dampfabscheidung (CVD = Chemical Vapour Deposition), Niederdruck-CVD, Plasma-CVD, Plasmakorro sion und Epitaxie-CVD angewendet werden, in denen Gasmateria lien, wie SiH₄, SiH₂Cl₂, 4NH₃, NO, AsH₃, PH₃, B₂H₆, BCl₃ verwen det werden.

Das während des Verfahrens der Halbleiterherstellung produ zierte Gas enthält schädliche Materialien, wie SiH₄, SiH₂Cl₂, 4NH₃, AsH₃, PH₃, B₂H₆, BCl₃, WF₆, PBr₃, (C₂H₅O)₄Si, (C₄H₉)₃Al, und die in hochdichter Form akkumulierten organischen Materialien. Um eine Umweltkontamination oder -verschmutzung durch Entwei chen der Gasmaterialien in die Atmosphäre zu verhindern oder zu minimieren, werden Vorschriften zur Anwendung des Gesetzes zwecks Reinigung des Abgases genau befolgt, bevor dieses in die Atmosphäre abgelassen wird.

Es werden typischerweise drei Verfahren zum Beseitigen der z. B. während der Halbleiterherstellung verwendeten oder produ zierten, toxischen Gase angewendet. Erstens können die in dem Abgas enthaltenen brennbaren toxischen Komponenten bei hoher Temperatur von 500°C oder 800°C innerhalb einer Brennkammer verbrannt werden. Zweitens können die im Abgas enthaltenen wasserlöslichen toxischen Komponenten durch Benetzen derselben während ihres Durchgangs durch in einem Bad enthaltenes Wasser gelöst werden. Drittens können bestimmte toxische Komponenten, die nicht verbrannt oder geschmolzen werden können, adsorbiert werden, wodurch toxische Komponenten physikalisch und chemisch zersetzt werden, während sie durch die Adsorptiosmittel lau fen.

Wenn das obige Brennverfahren zum Beseitigen der in dem Abgas enthaltenen toxischen Komponenten angewendet wird, kann SiH₄, eine der in dem gebildeten Gas enthaltenen toxischen Komponen ten, mit Sauerstoff in Luft verbrannt werden, was zur Bildung von Siliciumdioxid führt. Unglücklicherweise verursacht Sili ciumdioxid verschiedene Probleme. Erstens können sich Sili ciumdioxid-Teilchen aufgrund einer Gasphasenreaktion bilden, die die Gasdurchgänge im Brenner verstopfen und in manchen Fällen mechanische Probleme im Brennsystem bewirken könnten. Zweitens wird Siliciumdioxid im allgemeinen durch ein Wasch verfahren gesammelt, und das im Waschverfahren verwendete Was ser muß behandelt werden, um jegliche verbleibenden chemischen Teilchen oder andere kontaminierte Materialien vor der Abgabe in die Umwelt vollständig zu entfernen.

Das Benetzungsverfahren besteht aus zwei Verfahren, wobei eines eine nasse chemische Lösung ist, die zum Beseitigen der wasserlöslichen toxischen Komponenten des Abgases angewendet wird, während das andere eine trockene chemische Lösung ist, die zum Beseitigen nicht wasserlöslicher Materialien durch deren chemische Lösung angewendet wird. Aber obgleich das obige Benetzungsverfahrens bei der Behandlung des während des Halbleiterherstellungsverfahrens produzierten Gases wirksam ist, wird es im allgemeinen weniger bevorzugt, weil das ver wendete Wasser oder die chemische Lösung behandelt werden muß, bevor es bzw. sie aus der Fabrik abgelassen wird/werden, um den immer strengeren weltweiten Standards in bezug auf Wasser verschmutzung zu entsprechen.

Das Gasadsorptionsverfahren wird zum Beseitigen der in dem Gas enthaltenen toxischen Komponenten angewendet, indem man die folgenden Beispiele physikalischer oder chemischer Reaktionen erzeugt, während bestimmte toxische Komponenten durch das katalytisch adsorbierende Material hindurchlaufen:

2SiH₄ + WF₆ → WSi₂ + 6HF + H₂
SiH₄ → Si + 2H₂
B₂H₆ → 2B + 3H₂

Das obige Adsorptionsverfahren hat jedoch den Nachteil, daß das Adsorptionsmittel häufig durch neues Material ersetzt wer den muß, weil die Adsorptionsmittel-Teilchen mit den toxischen Verbindungen agglutinieren und im Lauf der Zeit die dazwi schenliegenden Gasflußpassagen verstopfen. Dies führt allmäh lich zu einer Abnahme der Flußgeschwindigkeit des Gases, das durch die Adsorptionsmittel-Teilchen hindurchläuft.

Demgemäß wäre es günstig, einen adsorbierenden Gaswäscher bereitzustellen, der das während des Halbleiterherstellungs verfahrens erzeugte schädliche Gas beseitigen und die Leerzeit des Systems senken kann, indem er eine Konstruktion aufweist, die einen leichten Ersatz des Adsorptionsmittelgehäuses und der Adsorptionsmittel-Teilchen innerhalb desselben erlaubt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die oben dargelegten Probleme werden weitgehend durch einen adsorbierenden Gaswäscher gelöst. Der vorliegende Gaswäscher kann eine Kammer einschließen, die ein Induktionsrohr beinhal tet, das ähnlich einem Verteiler oder Ventil funktioniert, um Gas aus einer Gaseinlaufstelle zu entsprechenden Gasdurchfluß rohren zu leiten. Der Gaseinlaß ist vorzugsweise an einen ersten Druckmesser angeschlossen und steht mit diesem in Gas verbindung, um den Druck eines in den Gaseinlaß (oder das Gas einlaufventil) eintretenden Gases zu messen. Die Kammer bein haltet ferner ein Adsorptionsgehäuse, das angrenzend an das Induktionsrohr angeordnet ist. Das Adsorptionsgehäuse kann multiple Schichten katalytisch adsorbierender Elemente ein schließen, die zum Adsorbieren des Gases konfiguriert sind, während dieses aus dem Induktionsrohr in das Adsorptionsge häuse fließt. Mit dem Ausgang des Induktionsrohrs ist ein Gas auslaß verbunden. An das Auslaßventil ist ein zweiter Druck messer zum Messen des Drucks des behandelten auszutragenden Gases angeschlossen. Ein Gasdurchlaß erstreckt sich am Boden abschnitt des Induktionsrohrs und des Adsorptionsgehäuses, um das Gas einem katalytisch adsorbierenden Element zuzuführen, das sich im Boden des Adsorptionsgehäuses befindet. Der Gas fluß aus dem Induktionsrohr in das Adsorptionsgehäuse wird innerhalb mehrerer Schichten katalytisch adsorbierender Ele mente gesteuert, um einen Gasfluß in jedes der mehreren kata lytisch adsorbierenden Elemente, die voneinander beabstandet in dem Adsorptionsgehäuse gestapelt sind, zu erlauben oder zu blockieren. Der Glasfluß wird auf der Grundlage der Druckdif ferenz zwischen dem ersten Druckmesser und dem zweiten Druck messer reguliert.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt der Adsorptions gaswäscher ferner eine Rohrleitung ein, die den Gaseinlaß und den Gasauslaß verbindet. Ein erstes Offen/Zu-Ventil befindet sich vorzugsweise in dem Gaseinlauf auf einem Abschnitt zwi schen dem Gaseinlauf und dem Gasauslaß, während ein zweites Offen/Zu-Ventil vorzugsweise in der Rohrleitung angeordnet ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt das Gasdurch flußrohr zwischen dem Induktionsrohr und dem Adsorptionsge häuse ein mehrschichtiges Kolbenmittel ein, das arbeitet, wenn die Druckdifferenz zwischen dem Einlaufgasdruck und dem Auslaßgasdruck, die durch den ersten und zweiten Druckmesser gemessen wird, größer als der Schwellenwert ist. Das Mehr schicht-Kolbenmittel besteht vorzugsweise aus einigen Kolben, von denen jeder den Gasfluß innerhalb eines jeweiligen Gasdurchflußrohrs kontrolliert, das sich zwischen einer Öff nung innerhalb des Induktionsrohrs und einer Öffnung innerhalb einer Hülse für das katalytische Adsorptionsmittel erstreckt. Ähnlich den innerhalb des Adsorptionsgehäuses gestapelten Hülsen für das katalytische Adsorptionsmittel geben die Gasdurchflußrohre Gas in die jeweiligen Hülsen ab, und der Gasfluß darin wird durch Bewegen des zugehörigen Kolbens reguliert. Daher kontrollieren die Kolben den Fluß innerhalb des Mehrschicht-Rohrmaterials, das sich zwischen einer Seite des Induktionsrohrs und einer Seite des Adsorptionsgehäuses erstreckt, in welchem eine stapelförmige Anordnung von Adsorptionsmittelhülsen ruht.

Vorzugsweise ist ein Ende jedes Gasdurchflußrohres an eine Öffnung des Induktionsrohrs angeschlossen, und ein mittlerer Abschnitt des Gasdurchflußrohrs ist an eine Öffnung des Adsorptionsgehäuses angeschlossen und öffnet sich auf diese, insbesondere an eine Öffnung der Adsorptionsmittelhülse. Der Kolben bewegt sich innerhalb des Gasdurchflußrohrs hin und her und liegt in einer Stellung entgegengesetzt zu dem an das Induktionsrohr angeschlossenen Ende an, wenn das Induktions rohr an das Adsorptionsgehäuse angeschlossen wird.

Das oben genannte katalytisch adsorbierende Element ist an einer inneren Oberfläche des Adsorptionsgehäuses durch eine Halterung fixiert. Die Halterung ist zwischen Paaren von Adsorptionsmittelhülsen plaziert, die voneinander beabstandet innerhalb des zylindrisch geformten Adsorptionsgehäuses mit einer Öffnung an der Oberseite desselben gestapelt sind. Jede Adsorptionsmittelhülse beinhaltet eine Rohröffnung, die an den Mittelteil eines jeweiligen Gasdurchflußrohrs angeschlossen ist. Die katalytisch adsorbierenden Teilchen innerhalb jedes Elements sind vorzugsweise Kohlenstoff oder Al₂O₃ oder mit Metalloxiden beschichtete Teilchen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Adsorptionsgas wäschers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Adsorptionsgehäuses des in Fig. 1 gezeigten Adsorptionsgaswäschers.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer katalytischen Adsorptionsmittelhülse, die in dem Adsorptionsgehäuse angeordnet ist.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines Ventilkolbens zum Öffnen und Schließen des Gasdurchflusses in dem Adsorptionsgaswäscher gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Es wird nun auf die Zeichnungen bezug genommen, wobei gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansich ten bezeichnen.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemä ßen Adsorptionsgaswäschers, und Fig. 2 ist eine Schnittansicht des Adsorptionsgehäuses des in Fig. 1 gezeigten Adsorptions gaswäschers.

Wie in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt, schließt der Adsorp tionsgaswäscher 1 eine Kammer 2 ein, die vorzugsweise eine rechteckige Form aufweist. Eine Tür ist an einer Seite der Kammer 2 gelenkig festgemacht (in der Zeichnung nicht gezeigt) und kann von außen geschlossen und geöffnet werden. Man läßt das während des Halbleiterherstellungsverfahrens erzeugte Gas von einem Gaseinlauf 5, der durch den oberen Teil der Kammer 2 verläuft, in das in der Kammer 2 angeordnete Induktionsrohr 3 einfließen. Das aus dem Gaseinlauf 5 eingeführte Gas wird durch einen ersten Druckmesser P1 überwacht, der im Gaseinlauf 5 angeordnet ist. Der obere Teil des Induktionsrohrs 3 ist mit dem Gaseinlauf 5 durch ein Flanschverbindungselement verbun den, und der untere Teil des Gaseinlaufs 5, der abnehmbar ist, ist an den Boden der Kammer 2 montiert.

Das zylinderartige Adsorptionsgehäuse 4 ist nahe dem Induk tionsrohr 3 angeordnet, und der obere Teil des Adsorptionsge häuses 4 ist von einer kreisförmigen Platte 17 abdichtend bedeckt. Der obere Mittelabschnitt der kreisförmigen Platte 17 wird durch ein vorstehendes Rohr 18 gebildet, das mit dem Gas auslaß 6 verbunden ist. Der Boden des Adsorptionsgehäuses 4 ist durch eine oder mehrere Klammern 27 lösbar am Boden der Kammer 2 befestigt und umfaßt Räder 28 zur leichten Entfer nung.

Im Adsorptionsgehäuse 4 sind ein oder mehrere katalytisch adsorbierende Elemente 33 schichtweise voneinander beabstan det, um das erzeugte Gas aus dem Induktionsrohr 3 zu adsorbie ren. Und die Oberseite des Adsorptionsgehäuses 4 ist lösbar an den Gasauslaß 6 angeschlossen, um das adsorbierte Gas aus dem Gaswäscher 1 auszutragen. Der zweite Druckmesser P2 ist im Gasauslaß 6 angeordnet, um den Druck des adsorbierten Gases zu messen.

Wie in Fig. 1 ferner dargestellt, weist eine Seite des Induk tionsrohrs 3 und des Adsorptionsgehäuses 4 die erste Rohrver bindung 8 bzw. die zweite Rohrverbindung 10 auf. Die Seiten der ersten Rohrverbindung 8 und der zweiten Rohrverbindung 10 sind mit den Flanschen 9, 16 ausgebildet. Um das Gas den kata lytisch adsorbierenden Elementen 33 zuzuführen, die an dem oder nahe dem Boden des Adsorptionsgehäuses 4 angeordnet sind, ist die erste im Boden des Induktionsrohrs 3 angeordnete Rohr verbindung 8 lösbar an die zweite Rohrverbindung 10, die auf dem Boden des Adsorptionsgehäuses 4 angeordnet ist, über einen Gasdurchflußmechanismus 15 (der bekanntlich Gasdurchflußrohre 7 sowie einen unten beschriebenen Druckreguliermechanismus einschließt) verbunden. Der Gasdurchflußmechanismus 15 ist mit dem Boden des Adsorptionsgehäuses 4 durch Verwendung eines Kupplungsmechanismus, z. B. einer Klemme, verbunden.

Wie in der Zeichnung dargestellt, hat jedes der Gasdurchfluß rohre ein fixiertes Rohrelement 15a und ein flexibles Rohrele ment 15b, die durch eine Flansch miteinander verbunden sind. Wenn sich der Abstand zwischen dem Induktionsrohr 3 und dem Adsorptionsgehäuse 4 verändert, nimmt die Flexibilität des flexiblen Rohrelementes 15b die in dem verbindenden Abstand auftretenden Veränderungen auf.

Mit Bezug auf die Zeichnung ist eine Vielzahl von Gasdurch laufeinheiten oder -rohren 7 am Boden des Induktionsrohres und des Adsorptionsgehäuses 4 angeordnet, um die erste Rohrverbin dung 8 und die zweite Rohrverbindung 10 zu verbinden. Ein Gas durchflußmittel ist eingesetzt, um den Fluß des Gases vom Induktionsrohr 3 zum katalytischen Adsorptionsmittel 33 zuzu lassen oder zu blockieren, das in der zweiten oder höheren Schicht der mehrschichtigen Vielzahl der Rohre 7 angeordnet ist.

Wie in Fig. 4 veranschaulicht, umfaßt jedes aus der Vielzahl von Gasdurchflußrohren 7 ein mehrschichtiges Kolbenmittel 11, das an der äußeren Oberfläche des Adsorptionsgehäuses 4 befe stigt ist. Die mehrschichtige erste Rohrverbindung ist an der einen Seite des Induktionsrohrs 3 vorgesehen, und ein mehr schichtiger Durchlaß 12 erstreckt sich durch die mehrschich tige zweite Rohrverbindung 10, mit der das Adsorptionsgehäuse 4 versehen ist, und zwar zwecks Verbindung mit dem geschich teten katalytischen Adsorptionsmittel 33, das innerhalb der jeweiligen geschichteten Adsorptionsgehäuse 4 enthalten ist. Ein Ventilmittel 13 ist innerhalb jedes der Gasdurchflußrohre 7 enthalten. Das Ventilmittel 13 arbeitet als Kolben, der auf die Arbeit des Kolbenmittels 11 anspricht. Das Kolbenmittel 11 arbeitet, wenn die Differenz zwischen dem am ersten Druckmes ser P1 gemessenen Induktionsgasdruck und dem durch den zweiten Druckmesser P2 gemessenen Auslaßgasdruck größer als der Schwellenwert ist.

Das Kolbenmittel 11 ist an den Durchfluß 12 durch die Stütz elemente 14 angeschlossen, und verbindet die Rohrverbindung 8 des Induktionsrohrs 3 lösbar mit dem anderen Rohrmittel 10, das auf der äußeren Oberfläche des Adsorptionsgehäuses 4 aus gebildet ist. Da die Struktur des Durchlasses 12 die gleiche ist wie die Struktur des Gasdurchlasses 15, erzeugt das Durch flußmittel 12 Flexibilität beim Verbinden über den Abstand zwischen dem Induktionsrohr 3 und dem Absorptionsgehäuse 4.

Das katalytische Adsorptionsmittelelement 33 umfaßt Adsorp tionsmittel-Teilchen, wie Kohlenstoff oder Al₂O₃, oder Teil chen, die mit Metalloxiden beschichtet sind. Mit Bezug auf Fig. 3 ist das aus den oben genannten Teilchen gebildete kata lytische Adsorptionsmittel 33 in der Hülse 20 für das katalytische Adsorptionsmittel 20 angeordnet, die ein Rohr 19 aufweist, das eine Verbindung zur zweiten Rohrverbindung 10 darstellt. Die Hülse 20 für das katalytische Absorptionsmittel ist mit einer perforierten Kappe 21 abgedeckt. Die Mitte der Kappe 21 wird durch eine Öffnung 24 gebildet, in welcher ein Verbindungsbolzen 22 verwendet wird, um die Kappe 21 an der Hülse 20 festzumachen. Eine Vielzahl von Gasdurchflußöffnungen 26 erstreckt sich durch das Kappenmaterial 21, um das mit dem katalytischen Adsorptionsmittel 33 behandelte Gas auszutragen. Ferner ist in der Hülse 20 des katalytischen Adsorptionsmittels das Loch 24', in welches der Verbindungsbolzen 22 eingreift, in der Bodenmitte der Hülse für das katalytische Adsorptionsmittel gebildet. Wenn die katalytischen Adsorptionsmittel-Teilchen 33 die Hülse 20 des katalytischen Adsorptionsmittels füllen, wird der Bolzen 22 wieder in die im Kappenmaterial 21 gebildeten Löcher 24 und das Loch 24' der Hülse 20 für das katalytische Adsorptionsmittel eingesetzt. Wenn der Bolzen 22 durch das am Boden der Hülse 20 für das katalytische Adsorptionsmittel gebildete Loch heraustritt, wird eine Mutter 23 eingeschraubt, um das Kappenmaterial 21 auf der Hülse 20 für das katalytische Adsorptionsmittel zu befestigen. Dadurch wird das katalytische Adsorptionsmittel 33 innerhalb der Begrenzungen des im wesentlichen ebenen Deckels des Kappenmaterials 21 und der umgebenden Basis und Wände der Hülse 20 für das kataly tische Adsorptionsmittel 20 gesichert.

Wie in Fig. 2 veranschaulicht, enthält die Hülse 20 für das katalytische Adsorptionsmittel Teilchen eines katalytisch adsorbierenden Materials, und jede Hülse 20 ist von der nächsten beabstandet nahe dem Boden der Kammer 2 mit Halterungen 25 fixiert. Die Hülse 20a ist durch die Halterung 25 vom Boden des Gehäuses 4 beabstandet, wohingegen die Hülse 20b oberhalb der Hülse 20a durch ähnlich konfigurierte Halterungen 25 beabstandet ist. In ähnlicher Weise sind weitere Hülsen 20c und 20d des katalytischen Adsorptionsmittel oberhalb der Hülse 20b für das katalytische Adsorptionsmittel mit zugehörigen Halterungen 25 beabstandet. Um eine Bewegung der Halterung 25 zu verhindern, sind die Oberfläche der Kappe 21 und die Bodenfläche der katalytischen Adsorptionsmittelhülse 20 mit einem Loch oder einer Aussparung versehen, in welche die Halterung 25 eingreifen kann.

Der Gaszufluß 5 ist mit dem Gasauslaß 6 durch ein Verbindungs rohr 31 verbunden, das an den Gaszufluß 5 durch ein Verbin dungsmittel, z. B. eine Klemme, angeschlossen ist. Das Verbin dungsrohr 31 ist an den Gasauslaß 6 durch ein Verbindungsmit tel angeschlossen, so daß es bei Bedarf gelöst werden kann. Da sich das erste Ventil 29 im Gaszufluß 5 und das zweite Ventil 30 im Verbindungsrohr 31 befinden, kann das durch den Gaszu fluß 5 eingeführte Gas den Gasauslaß 6 umgehen, wenn das kata lytische Adsorptionsmittel 33 ausgetauscht wird.

Eine solche Umgehung wird durch Verschließen des ersten Ven tils 29 möglich, um das vom Gaszufluß 5 in das Induktionsrohr 3 fließende Gas zu blockieren, und gleichzeitig wird das zweite Ventil 30 geöffnet, um das durch den Gaszufluß 5 einge führte und den Gasauslaß 6 umgehende Gas durch das Verbin dungsrohr 31 fließen zu lassen. Wie in der Zeichnung darge stellt, ist das Verbindungsrohr 31 aus einem flexiblen Rohr material, ähnlich den Durchflüssen 12 und 15, hergestellt, so daß das Verbindungsrohr 31 Flexibilität aufweist, um sich dem verbindenden Abstand zwischen dem Gaszufluß 5 und dem Gasaus laß 6 anzupassen.

Es folgen detaillierte Erklärungen über den Betrieb des Adsorptionsgaswäschers 1 gemäß den obigen Ausführungen. Zunächst wird das aus dem Gaszufluß 5 in das Induktionsrohr 3 fließende Gas dem katalytischen Adsorptionsmittel 33, das sich am Boden des Adsorptionsgehäuses 4 befindet, über einen Durch laß 12 zugeführt. Während das Gas um und über die Teilchen des katalytischen Adsorptionsmittels 33 fließt, wird das im Gas enthaltene schädliche Material chemisch und physikalisch auf grund der oben beschriebenen chemischen und physikalischen Reaktionen auf dem katalytischen Adsorptionsmittel 33 adsor biert, worauf das saubere Gas aus der Hülse 20 durch die Gas durchflußlöcher 26, die in der die Oberseite der Hülse 20 für das katalytische Adsorptionsmittel bedeckenden Kappe 21 ausgebildet sind, ausgetragen. Wenn das Gas kontinuierlich durch das katalytische Adsorptionsmittel 33 läuft und die im Gas enthaltenen schädlichen Materialien adsorbiert werden, wird der Durchflußraum des katalytischen Adsorptionsmittels 33 aufgrund der Adsorption der schädlichen Materialien verstopft. Dadurch werden Menge und Fließgeschwindigkeit des schädlichen Gases verringert. Wenn der Durchflußraum des katalytischen Adsorptionsmittels 33 durch die Adsorption der schädlichen Materialien verstopft ist, sinkt der Druck des durch den Gasauslaß 6 ausgetragenen Gases, der durch den zweiten im Gasauslaß 6 angeordneten Druckmesser P2 gemessen wird.

Der durch den zweiten Druckmesser P2 gemessene Gasdruck wird dann mit dem Druck des Induktionsgases verglichen, der durch den im Gaszufluß 5 angeordneten ersten Druckmesser P1 gemessen wird, um die Differenz der Druckwerte festzustellen. Wenn der erhaltene Wert der Druckdifferenz größer als der Druckschwel lenwert ist, wird das Kolbenmittel 11 des Gasdurchflußmittels 7 in Betrieb gesetzt. Der Betrieb des Kolbenmittels 11 ist im Hauptsystem des erfindungsgemäßen Adsorptionsgaswäschers pro grammiert, um das an der Oberseite des Gasdurchlasses 15 ange ordnete Gasdurchflußmittel 7 zu aktivieren.

Wenn die Druckdifferenz zwischen dem durch den zweiten Druck messer P2 gemessenen Druckwert und dem durch den ersten Druck messer P1 gemessenen Druckwert größer als der Druckschwellen wert ist, wird das entsprechende Ventilmittel 13 der Gasdurch flußeinheiten 7 aufgrund des Betriebes des Kolbenmittels in die in Fig. 4 dargestellte Position mit einer Reihe von kurzen Stößen bewegt. Dann wird das Gas dem katalytischen Adsorp tionsmittel 33 zugeführt, das als zweites vom Boden des Adsorptionsgehäuses 4 in Schichtweise angeordnet ist, worauf der gleiche Vorgang wie bei dem am Boden angeordneten kataly tischen Adsorptionsmittel 33 erfolgt.

Der oben beschriebene Betrieb wird kontinuierlich wiederholt, bis das an der Oberseite des Adsorptionsgehäuses 4 angeordnete katalytische Adsorptionsmittel 33 vollständig verbraucht ist und die Gasflußgeschwindigkeit weiter sinkt. Wenn die Adsorp tionswirksamkeit des in der obersten Hülse 20d angeordneten katalytischen Adsorptionsmittel 33 sinkt, d. h., wenn die Druckdifferenz zwischen dem durch den zweiten Druckmesser P2 gemessenen Gasdruck und dem durch den ersten Druckmesser P1 gemessenen Gasdruck größer als der Druckschwellenwert ist, müssen alle im Adsorptionsgehäuse 4 angeordneten katalytischen Adsorptionsmittel 33 durch neues katalytisches Adsorptionsmit tel 33 ersetzt werden.

Zum Austausch des katalytischen Adsorptionsmittels 33 müssen alle Mittel, z. B. der Gasauslaß 6, die Gasdurchflußeinheiten 7, der Gasdurchlaß 15 und das Verbindungsrohr 31, die an das Adsorptionsgehäuse 4 durch Verbindungsmittel, z. B. eine Klam mer, angeschlossen sind, vom Adsorptionsgehäuse 4 gelöst wer den, worauf das Adsorptionsgehäuse 4 aus der Kammer 2 heraus genommen wird.

Die die Oberseite des Adsorptionsgehäuses 4 bedeckende kreis förmige Platte 17 wird vom Adsorptionsgehäuse 4 gelöst, indem man den Bolzen 32 zwecks Öffnen der Oberseite des Adsorptions gehäuses 4 entfernt. Die Hülse 20 des katalytischen Adsorptionsmittels wird aus dem Adsorptionsgehäuse 4 durch die Öffnung an der Oberseite des Adsorptionsgehäuses 4 in der Reihenfolge von oben nach unten herausgenommen. Anschließend werden die mit neuem oder ergänztem katalytischen Adsorptionsmittel 33 gefüllten Hülsen 20 für das katalytische Adsorptionsmittel in das Adsorptionsgehäuse 44 in umgekehrter Reihenfolge ihrer Entfernung wieder erneut eingeführt. Genauer ausgedrückt wird das Adsorptionsgehäuse 4, das die Hülsen für das katalytische Adsorptionsmittel mit neuem katalytischen Adsorptionsmittel 33 aufweist, in umgekehrter Reihenfolge zum Demontageverfahren in die Kammer 2 zurückgeführt.

Wie oben erwähnt, stellt die vorliegende Erfindung einen Adsorptionsgaswäscher einer Struktur bereit, durch welche die das katalytische Adsorptionsmittel einschließenden Adsorp tionshülsen bequem und schnell aus dem Adsorptionsgehäuse aus getauscht werden können, wodurch die Behandlungswirksamkeit des während der Halbleiterherstellung erzeugten schädlichen Gases proportional zur Verringerung der Leerzeit das Systems erhöht werden kann.

Dem Fachmann werden verschiedene Modifikationen der oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung offensichtlich sein, und selbstverständlich liegen derartige Modifikationen im Geist und Umfang der Erfindung, wie sie in den anhängenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Gaswäscher (1), umfassend:
ein Induktionsrohr (3), verbunden mit einem Gaszufluß (5) und einem ersten Druckmesser (P1) zum Messen des Druckes innerhalb des Gaszuflusses (5);
ein Adsorptionsgehäuse (4), verbunden mit einem Gasauslaß (6) und einem zweiten Druckmesser (P2) zum Messen des Druckes innerhalb des Gasauslasses (6), wobei das Adsorp tionsgehäuse (4) eine Vielzahl katalytisch adsorbierender Elemente (33) enthält, und
eine Vielzahl von Gasdurchflußrohren (7), die sich von dem Induktionsrohr (3) zu den jeweiligen katalytisch adsorbie renden Elementen (33) erstrecken, wobei der Gasfluß inner halb der Gasdurchflußrohre (7) auf der Basis eines Druck differenzials reguliert wird, das zwischen dem ersten Druckmesser (P1) und dem zweiten Druckmesser (P2) gemessen wird.

2. Gaswäscher (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Druckmesser (P1) an den Gaszufluß (5) ange schlossen ist und in Gasverbindung mit dem Gasfluß inner halb desselben steht.

3. Gaswäscher (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der zweite Druckmesser (P2) an den Gasauslaß (6) angeschlossen ist und in Gasverbindung mit dem Gasfluß in demselben steht.

4. Gaswäscher (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn zeichnet, daß der Gasfluß in den Gasdurchflußrohren (7) auf der Basis eines Gasflußdifferenzials reguliert wird, das zwischen dem ersten Druckmesser (P1) und dem zweiten Druckmesser (P2) gemessen wird.

5. Gaswäscher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Induktionsrohr (3) und das Adsorptionsgehäuse (4) mindestens teilweise innerhalb einer Kammer (2) enthalten sind.

6. Gaswäscher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Induktionsrohr (3) in Gas verbindung mit dem Gaszufluß (5) steht und daß das Adsorp tionsgehäuse (4) in Gasverbindung mit dem Gasauslaß (6) steht.

7. Gaswäscher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Vielzahl der kataly tisch adsorbierenden Elemente (33) eine Hülse (20) umfaßt, die eine Vielzahl katalytisch adsorbierender Teilchen umgibt.

8. Gaswäscher (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (20) mit einem Deckel (21) versehen ist, der eine Vielzahl von Öffnungen (26) aufweist, die sich zwi schen den Teilchen innerhalb der Hülse (20) und dem Inne ren des Adsorptionsgehäuses erstrecken, um einen Gasfluß aus den Gasdurchflußrohren (7) durch die Teilchen durch die Vielzahl der Öffnungen (26) und in das Adsorptionsgehäuse zu erlauben.

9. Gaswäscher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner einen Kolben (11) und ein Ventil (13) umfaßt, welche jeweils der Vielzahl der Gasdurchflußrohre (7) entsprechen, um eine geregelte Gasflußöffnung zwischen dem Induktionsrohr (3) und den entsprechenden katalytisch adsorbierenden Elementen (33) zu ergeben.

10. Gaswäscher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasfluß innerhalb der Vielzahl der Gasdurchflußrohre (7) getrennt geregelt ist.

11. Gaswäscher (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasfluß einer Untergruppe der Vielzahl von Gasdurchflußrohren (7) entweder offen oder geschlossen ist.

12. Adsorptionsgaswäscher (1), umfassend:
ein Induktionsrohr (3), das an einen Gaszufluß (5) ange schlossen ist, der an einen ersten Druckmesser (P1) zum Messen des Gasdruckes innerhalb des Gaszuflusses (5) ange schlossen ist,
ein an das Induktionsrohr (3) angrenzendes Adsorptions gehäuse (4), welches eine Vielzahl katalytisch adsorbie render Elemente (33) aufweist, die innerhalb des Adsorp tionsgehäuses nahe dem Boden des Adsorptionsgehäuses (4) angeordnet sind, um das von dem Induktionsrohr (3) zum Gasauslaß fließende Gas zu adsorbieren, wobei der Gasaus laß (6) mit einem zweiten Druckmesser (P2) verbunden ist, um den Druck des adsorbierten Gases innerhalb des Gasaus lasses (6) zu messen,
einen Gasdurchlaß (7), der sich zwischen dem Induktions rohr (3) und dem Adsorptionsgehäuse (4) erstreckt, um Gas aus dem Induktionsrohr (3) jeweils zu einem der entspre chenden katalytisch adsorbierenden Elemente (33) zu füh ren, und
ein Gasdurchflußsteuerelement, um den aus dem Induktions rohr (3) abgegebenen Gasfluß so zu steuern, daß man ihn auf der Grundlage einer Druckdifferenz zwischen dem ersten Druckmesser (P1) und dem zweiten Druckmesser (P2) entweder in jedes der katalytisch adsorbierenden Elemente (33) fließen läßt oder nicht.

13. Adsorptionsgaswäscher (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß er ferner umfaßt:
ein Verbindungsrohr (31) zwischen Gaszufluß (5) und dem Gasauslaß (6),
ein erstes Offen/Zu-Ventil (29) auf dem Strömungsweg zwi schen dem Gaszufluß (5) und dem Gasauslaß (6) und
ein zweites Offen/Zu-Ventil (30) in dem Verbindungsrohr (31).

14. Adsorptionsgaswäsche (1) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasdurchflußsteuerelement folgen des beinhaltet:
eine Vielzahl von Kolben (11) und Ventilen (12), die innerhalb eines am Äußeren des Adsorptionsgehäuses (4) befestigten Mechanismus (15) enthalten sind und die tätig werden, wenn die Druckdifferenz zwischen den Anzeigen des Einlaßgasdruckes und des Auslaßgasdruckes des ersten und zweiten Druckmessers (P1, P2) größer ist als der Schwel lenwert; und
eine Vielzahl von Durchlässen (7), die von den Kolben (11) und den Ventilen (13) gesteuert werden, um eine Vielzahl von Öffnungen, die sich in eine Seite des Induktionsrohrs erstrecken, mit der Vielzahl katalytisch adsorbierender Elemente (33), welche im Adsorptionsgehäuse gelagert sind, steuerbar zu verbinden.

15. Adsorptionsgaswäscher (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Ende jedes der Vielzahl von Durchlässen mit dem Induktionsrohr (3) verbunden ist und daß ein Mittelabschnitt jedes der Vielzahl von Durchlässen mit dem Adsorptionsgehäuse verbunden ist und daß jedes der Vielzahl von Ventilen in dem entsprechenden der Vielzahl der Durchlässe in der Nähe eines zweiten Endes gegenüber dem ersten Ende angeordnet ist, wenn das Indikationsrohr (3) mit dem Absorptionsgehäuse (4) verbunden ist.

16. Adsorptionsgaswäscher (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Vielzahl der katalytisch absorbierenden Elemente auf einer inneren Oberfläche des Adsorptionsgehäuses (4) durch eine Halte rung befestigt ist und daß jedes der Vielzahl der kataly tisch adsorbierenden Elemente eine Vielzahl von kataly tisch adsorbierenden Teilchen umfaßt, die innerhalb einer Hülse eingeschlossen sind, welche eine Öffnung aufweist, die sich in die Hülse erstreckt, welche sich in Gasverbin dung mit dem Mittelabschnitt eines entsprechenden der Vielzahl von Durchlässen befindet.

17. Adsorptionsgaswäscher (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse mit einer perforierten, im wesentlichen kreisförmigen Kappe umschlossen ist.

18. Adsorptionsgaswäscher (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, das die katalytisch adsorbie renden Elemente Kohlenstoffteilchen umfassen.

19. Adsorptionsgaswäsche (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytisch adsorbie renden Elemente mit Metalloxiden beschichtete Kohlenstoff teilchen sind.

20. Adsorptionsgaswäscher (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytisch adsorbie renden Elemente Al₂O₃-Teilchen umfassen.

21. Adsorptionsgaswäscher (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytisch adsorbierenden Ele mente Al₂O₃-Teilchen, die mit Metalloxiden beschichtet sind, umfassen.