Aparato para tratar gas.

Aparato para tratar gas que comprende gases ácidos y partículas,

el aparato que comprende:

una envoltura (100);

un sección depuradora de gas (118) ubicada dentro de la envoltura, teniendo la envoltura una entrada de gas (102) para suministrar gas a la sección depuradora; y

una sección precipitadora electroestática (120) ubicada dentro de la envoltura para recibir gas de la sección depuradora, tendiendo la envoltura una salida de gas (104) para extraer gas de la sección precipitadora y una entrada de líquido depurador (106) para suministrar líquido depurador a la sección precipitadora; y caracterizada porque la sección depuradora es una sección depuradora de torre empaquetada que está ubicada debajo de la sección precipitadora dentro de la envoltura para recibir líquido depurador de la sección precipitadora, tendiendo la envoltura una salida del líquido depurador (108) para drenar el líquido depurador de la sección depuradora.

Aparato para tratar gas.

La presente invención se refiere a un aparato para tratar gas, y encuentra particular uso en el tratamiento de gas que contiene partículas sólidas, tal como SiO2, y gases ácidos, tal como HCI.

Los procesos de deposición epitaxial se utilizan cada vez más para dispositivos semiconductores de alta velocidad, para aplicaciones semiconductoras del compuesto como de silicio. Una capa epitaxial es una película de silicio de cristal simple que se hace crecer cuidadosamente. La deposición epitaxial utiliza un gas de fuente de silicio, típicamente silano o uno de los compuestos de clorosilano, tal como triclorosilano o diclorosilano, en una atmósfera de hidrógeno a alta temperatura, típicamente alrededor de 800 - 1100°C, y bajo una condición de vacío. Los procesos de deposición epitaxial a menudo son dopados con pequeñas cantidades de boro, fósforo, arsénico, germanio o carbono, según se requiera, para el dispositivo que está siendo fabricado. Los gases de grabado suministrado a una cámara de proceso pueden incluir halocompuetos tales como HCI, HBr, BCI3, CI2 y Br2, y combinaciones de los mismos. Puede utilizarse cloruro de hidrógeno (HCI) u otro halocompuesto, tal como SF6 o NF3, para limpiar la cámara entre corrida de procesos.

En dichos procesos, solamente una pequeña proporción del gas suministrado a la cámara de proceso es consumido dentro de la cámara, y así una alta proporción del gas suministrado a la cámara es extraída de la cámara, junto con subproductos sólidos y gaseosos del proceso que se produce dentro de la cámara. Una herramienta de proceso típicamente tiene una pluralidad de cámaras de proceso, cada una de la que puede estar en el respectivo paso diferente en un proceso de deposición, grabado o limpieza. Por ello, durante el procesamiento de una corriente de desechos formada de una combinación de gases extraídos de las cámaras puede tener diversas composiciones diferentes.

Antes de que la corriente de desechos sea ventilada a la atmósfera, la misma es tratada para eliminar gases y partículas sólidas seleccionadas de la misma. Los gases ácidos tales como HF y HCI son comúnmente eliminados de una corriente de gas utilizando un depurador de torre empaquetada, en el que los gases ácidos son recolectados en la solución mediante un líquido depurador que fluye a través del depurador. El silano es pirofórico, y por lo tanto ante de que la corriente de desechos sea transportada a través del depurador es práctica común que la corriente de desechos sea transportada a través de un incinerador térmico para hacer reaccionar el silano u otro gas pirofórico presente dentro de la corriente de desechos con el aire. Cualquier compuesto de perfluoro tal como NF3 también puede convertirse en HF dentro del incinerador.

Cuando el silano se quema, se generan grandes cantidades de partículas de sílice (SiO2) . Mientras muchas de estas partículas pueden recolectarse en suspensión por el líquido depurador dentro del depurador de torre empaquetada, se ha observado que la captura de partículas relativamente más pequeñas (por ejemplo, con un tamaño menor que 1 micrón) por el líquido depurador es relativamente pobre. En vistas de ello, es conocida, por ejemplo a partir del documento US 2005/0123461, la provisión de un precipitador electroestático corriente abajo del depurador para eliminar estas partículas más pequeñas de la corriente de desechos.

La Figura 10 ilustra una disposición conocida de un depurador 10 y un precipitador electroestático 12 para eliminar los particulados sólidos de una corriente de gas. Un primer compartimiento 14 del depurador 10 contiene una torre empaquetada 16 de material de empaquetado irrigado por un líquido depurador, habitualmente agua, que es recibido en una entrada de agua 18 y pulverizado en la torre empaquetada 16. Una placa de tamiz 20 que soporta la torre empaquetada 16 drena líquido depurador de la torre empaquetada 14 a un segundo compartimiento 22 del depurador 10. Un elemento de drenaje 24 drena el líquido depurador desde el segundo compartimento 22 para la recirculación de nuevo a la entrada de agua 18.

Una entrada de gas 26 transporta la corriente de gas al segundo compartimento 22 del depurador 10. El gas pasa hacia arriba a través de los orificios de la placa de tamiz 20 al primer compartimiento 14, en el que los gases ácidos y los particulados sólidos más grandes contenido en la corriente de gas son transferidos al líquido depurador que pasa hacia abajo obre el material de empaquetado. El gas depurado deja el depurador 10 a través de la salida de gas 28 ubicada en la parte superior del primer compartimento 14, y es trasladado por la salida de gas 30 a la entrada de gas del precipitador electroestático 12.

El precipitador electroestático 12 contiene dos cámaras electroestáticas 34, 36 cada una conectada en un extremo inferior de la misma a una cámara intermedia 38 que transporta el gas de la parte inferior de una cámara electroestática 34 a la parte inferior de la otra cámara electroestática 36. Cada cámara electroestática 34, 36 comprende un electrodo interno 40 ubicado centralmente y un electrodo externo 42 que rodea el electrodo interno 40 y que puede estar provisto por una pared eléctricamente conductora de la cámara 34, 36. Cada cámara electroestática 34, 36 también tiene una entrada de agua 44 a la que se suministra un flujo de agua para producir una "cortina" de agua que fluye hacia abajo alrededor de la superficie interna del electrodo externo 42 y en el componente intermedio 38. Un elemento de drenaje 46 drena el agua del compartimento intermedio 38 para la recirculación de nuevo a las entradas de agua 44.

La entrada de gas 30 está dispuesta para transportar gas a la parte superior de la cámara electroestática 34, y una salida de gas 48 está dispuesta para transportar gas fuera de la parte superior de la cámara electroestática 36.

Durante el uso, se aplica un alto voltaje a cada uno de los electrodos internos 40 para producir un campo cargado electroestáticamente, o corona, entre los electrodos internos y externos 40, 42 de cada cámara electroestática 34,

36. A medida que el gas pasa a través de la corona, cualquier particulado contenido en el gas se carga eléctricamente y es arrastrado hacia el electrodo externo 42, donde los particulados ingresan a la cortina de agua y son lavados en la cámara intermedia 38. La cámara electroestática 34, en la que el gas fluye hacia abajo a través de la cámara 34 con la cortina de agua, sirve para eliminar los particulados sólidos del gas, mientras que la cámara electroestática 36, en la que el gas fluye hacia arriba contra el flujo de agua, sirve para eliminar los particulados sólidos más finos y cualquier gotita de agua del gas.

Se requieren dos sistemas de recirculación de agua separados para proporcionar líquido depurador, o agua, al depurador 10 y el precipitador electroestático. Cada uno de estos sistemas de recirculación también puede incluir una unidad de tratamiento de agua para eliminar especies ácidas del agua previo a su re-utilización, y esto puede contribuir a costos relativamente altos asociados a la operación del aparato de tratamiento de gas.

Los documento WO 20061094174 y US 4 305 909 describen el uso de depuradores húmedo combinados y dispositivos de precipitadores electroestáticos que requieren el uso de circuito de suministro de agua separados.

La presente invención proporciona aparato para tratar gas, comprendiendo el aparato una envoltura, una sección depuradora de gas ubicada dentro de la envoltura, teniendo la envoltura una entrada de gas para suministrar gas a la sección depuradora, y una sección precipitadora electroestática ubicada dentro de la envoltura para recibir gas de la sección depuradora, teniendo la envoltura una salida de gas para extraer gas de la sección precipitadora y una entrada de líquido depurador para suministrar líquido depurador a la sección precipitadora, estando ubicada la sección depuradora dentro de la envoltura para recibir líquido depurador de la sección precipitadora, teniendo la envoltura una salida del líquido depurador para drenar líquido depurador de la sección depuradora.

La provisión de la sección depuradora y la sección precipitadora dentro de una envoltura común puede proporcionar un aparato simple y rentable para tratar un gas para eliminar gases ácidos y partículas sólidas del mismo. Estas dos secciones pueden compartir una fuente común de líquido depurador de la que se suministra el líquido depurador a la sección de precipitación. El líquido depurador es recibido por la sección depuradora desde la sección de precipitación, y es drenado de la sección depuradora a través... [Seguir leyendo]

1. Aparato para tratar gas que comprende gases ácidos y partículas, el aparato que comprende:

una envoltura (100) ;

un sección depuradora de gas (118) ubicada dentro de la envoltura, teniendo la envoltura una entrada de gas (102) para suministrar gas a la sección depuradora; y

una sección precipitadora electroestática (120) ubicada dentro de la envoltura para recibir gas de la sección depuradora, tendiendo la envoltura una salida de gas (104) para extraer gas de la sección precipitadora y una entrada de líquido depurador (106) para suministrar líquido depurador a la sección precipitadora; y caracterizada porque la sección depuradora es una sección depuradora de torre empaquetada que está ubicada debajo de la sección precipitadora dentro de la envoltura para recibir líquido depurador de la sección precipitadora, tendiendo la envoltura una salida del líquido depurador (108) para drenar el líquido depurador de la sección depuradora.

2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la envoltura comprende una pluralidad de componentes interconectados (110, 112, 210, 212) , y en el que la sección depuradora y la sección precipitadora están ubicadas dentro de un componente común de la envoltura, o dentro de los respectivos componentes de la envoltura.

3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el componente de la envoltura dentro del que la sección precipitadora está ubicada comprende al menos parte de un electrodo (132) de la sección precipitadora.

4. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la envoltura es tubular, preferentemente sustancialmente cilíndrica, y la entrada de líquido depurador está dispuesta para suministrar líquido depurador de manera tangencial a la sección precipitadora.

5. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una división (236, 336, 436, 536, 736) que divide la envoltura en la sección depuradora y la sección precipitadora.

6. Aparato de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la división está conectada a un electrodo de la sección precipitadora.

7. Aparato de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la envoltura comprende una pluralidad de componentes y la división es sostenida entre dos componentes de la envoltura.

8. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, comprendiendo dicho aparato medios para transportar gas de la sección depuradora alrededor de la división a la sección precipitadora, o en el que la división comprende medios para transportar gas de la sección depuradora a la sección precipitadora.

9. Aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que los medios para transportar gas de la sección depuradora a la sección precipitadora comprenden uno o más pasajes de gas formados en la división.

10. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, comprendiendo dicho aparato medios para transportar líquido depurador de la sección precipitadora alrededor de la división a la sección depuradora, o en el que la división comprende medios para transportar líquido depurador de la sección precipitadora a la sección depuradora.

11. Aparato de acuerdo con la reivindicación 10, en el que los medios para transportar líquido depurador de la sección precipitadora a la sección depuradora comprenden una pluralidad de orificios formados en la división.

12. Aparato de acuerdo con la reivindicación 11, en el que los orificios están dispersos alrededor de la división.

13. Aparato de acuerdo con la reivindicación 11 o reivindicación 12 cuando depende de la reivindicación 9, en el que dicho uno o más pasajes de gas están configurados para suministrar gas a la sección precipitadora arriba de los orificios.

14. Aparato de acuerdo con la reivindicación 9 o reivindicación 13, en el que el o cada pasaje de gas comprende un tubo que se extiende de la división a la sección precipitadora.

15. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la envoltura comprende una entrada de líquido depurador adicional para suministrar líquido depurador a la sección depuradora.

16. Aparato de acuerdo con la reivindicación 15, en el que la entrada de líquido depurador adicional está configurada para pulverizar líquido depurador en la sección depuradora.

17. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende una pluralidad de secciones precipitadoras electroestáticas ubicadas en la envoltura para recibir gas de la sección depuradora.

18. Aparato de acuerdo con la reivindicación 17, en el que las secciones precipitadoras están dispuestas para recibir gas en paralelo de la sección depuradora.

19. Aparato de acuerdo con la reivindicación 17 o reivindicación 18, en el que la envoltura comprende una pluralidad de divisiones para dividir la envoltura en la pluralidad de secciones precipitadoras.

20. Aparato de acuerdo con la reivindicación 19, en el que cada una de la pluralidad de divisiones comprende al menos parte de un electrodo de su respectiva sección precipitadora.

21. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a reivindicación 16, que comprende una pluralidad de secciones precipitadoras coaxiales.