[实用新型]一种去除电解生产三氟化氮尾气的氟化氢装置

说明书

本实用新型提供一种去除电解生产三氟化氮尾气的氟化氢装置，包括一超重力机，能够进行湿式离心洗涤，前述超重力机内部包含有转子构成的一旋转填充床，前述旋转填充床能够以500至2000rpm高速旋转，以产生200至500G超高离心力场环境；前述超重力机内部设有复数定子圆管，该复数定子圆管由上而下穿插于前述旋转填充床间；前述定子圆管成圈状放置于相邻两圈的前述转子间，每圈数目为5至15个；前述转子的圈数为3至5圈。本实用新型能够使气体中所含的极少量氟化氢(HF)污染物能被洗涤液快速捕捉且有效地移出超重力机外，达完全去除尾气的功效。

技术领域

本实用新型提供一种超重力机的技术领域，尤指其技术上提供一种去除电解生产三氟化氮尾气的氟化氢装置，主要特征是：系利用重力机技术将含极少量未处理完成的氟化氢(HF)污染物的气体(尾气)与被高速离心力甩出形成微米液膜及具有高速动能的液滴充分混合，使气体中所含的极少量氟化氢(HF)污染物能被快速捕捉且有效地移出超重力机外，达完全去除尾气的功效。

背景技术

三氟化氮(NF₃)在半导体及TFT-LCD制造的薄膜制程中扮演「清洁剂」的角色，不过这类清洁剂是气态，而非液态，以往半导体厂多半采用四氟化碳 (CF₄)、C₂F₆、C₃F₈等以氟及碳结合的气体清洁CVD，让氟离子「吃掉」硅，变成氟硅烷气体排出，但是其清洁效果却不如NF₃，内壁上容易残留形成高分子物质，故NF₃相对而言清洁效果更佳；高纯三氟化氮具有优异的蚀刻速率和选择性(对氧化硅和硅)，蚀刻时，在蚀刻物表面不留任何残留物，是非常良好的清洗剂，能大量运用在晶圆制造及高能雷射上，不过NF₃与CF₄、C₂F₆等气体都属于多氟碳化物，是造成温室效应的来源之一。半导体厂为了降低排气对温室效应的影响，在排放含氟废气前，会以高温(摄氏700、800度才进行)将气体由有机转分解为无机，才不会破坏臭氧层；由于在电解生产三氟化氮(NF₃)过程中，通常含有大量含氟化氢(HF)、一氧化二氮(N₂O)、氢气(H₂)及三氟化氮(NF₃)的尾气，因此如何有效完全消弭三氟化氮(NF₃)的尾气为本实用新型的特征。

当尾气进入Burn-Wet燃烧/水洗系统(Burn-Wet Combustion/water washingsystem)的废气处理设备系统以900度-1400度以上高温燃烧可将三氟化氮(NF₃) 及氢气(H₂)反应，大部份形成(H₂O)及(CO₂)。经氢氧化纳(NaOH)碱洗后可将99％氟化氢(HF)经化学反应处理成无机物(氟化钠)。氟化氢(HF)3ppm的尾气可直接烟囱排放。

但是在Burn-Wet燃烧/水洗系统(Burn-WetCombustion/waterwashingsystem) 处理过程中，首先在Burn过程，氢(H)会与氟(F)结合成氟化氢(HF)；在Wet过程使用水作为洗涤剂。水会吸收氟化氢变成氢氟酸。由于氢氟酸也具有蒸汽压，大量的气体会将氢氟酸蒸汽带出，故无法将氟化氢(HF)脱除到5PPM以下。在此过程中，也不能使用氢氧化钠水溶液作为洗涤液，原因是氢氧化钠和氟化氢 (HF)反应产生的氟化钠(NaOH+HF-NaF+H₂O)，在水中的溶解度低 (4.13g/100g,@25℃)，极可能会在设备中因液体滞留而形成结晶，会有堵塞设备的问题。

然而，其现今目前的做法，有以填充式洗涤塔的方式清洗，然而因氟化氢(HF) 为极少量，进入到填充塔中极可能因很小部分的偏流，而无法与洗涤液充分接触，因此处理起来有其困难度，不容易移除此部分极少量氟化氢(HF)。加上采用的氢氧化钠水溶剂洗涤液在循环使用时有沉积在填充层的填料上，一段时间操作后会形成结晶，造成设备堵住的顾虑。