Abgasreiniger: Kombination Thermische Spaltung und Wäscher

SemiAn Technology wird in Europa vertreten durch:
Crystec Technology Trading GmbH

Abgasentgiftung durch Brenner-Wäscher-Kombination.

Diese Art von Abgasreinigungssystemen besteht aus mehreren Teilen. In einem ersten Schritt werden lösliche und korrosive Gase durch einen Wäscher entfernt um den nachfolgenden Brenner zu schützen. Sie SWB-Serie von Scrubbern enthält diese Option, die SBW-Serie nicht. Die Installation eines solchen Wäschers empfiehlt sich immer dann, wenn das Abgas bzw. die Abluft stark korrosive Wasserstoffhalogenide wie HCl oder HBr enthält oder wenn das Abgas Metallhalogenide wie Wolframhexafluorid WF6 enthält. Der zweite Reinigungsschritt ist der wesentliche Bestandteil des Scrubbers: Die elektisch beheizte Brennkammer, in der die thermische Zersetzung der nicht-wasserlöslichen Bestandteile des Abgases erfolgt. Das Abgas wird erhitzt und Sauerstoff zur Oxidation der enthaltenen Giftstoffe beigesetzt. Sehr wichtig ist die Temperaturverteilung in diesem Abschnitt. Sie muss einen Minimalwert erreichen um alle toxischen Komponenten zu entfernen. Während der Zersetzung dieser Stoffe fällt zumeist viel Staub an. Manchmal werden auch wiederum wasserlösliche und korrosive Gase freigesetzt. Dieser Staub muss in den nächsten Schritten entfernt werden.  Nach Passierung eines Zyklons erreicht das Abgas einen zweiten Wäscher. Das Wasser wird über einen Zirkulationstank umgewälzt, der optional gekühlt werden kann. Nach diesem Schritt verbleibende Feuchtigkeit wird in einem Entfeuchter entfernt.

Abgasreinigung mit Verbrennung und Wäscher

Von SemiAn können mehrere verschiedene Typen von heiß-naß-Scrubbern angeboten werden, die in der folgenden Tabelle aufgeführt sind. Alle wesentlichen Bestandteile sind aus Edelstahl gefertigt, der Reaktor selbst besteht aus Inconel und die Umwälzpumpe ist Teflon-beschichtet. Der Reaktor ist mit einem Heizer versehen, der den Kundenansprüchen angepasst werden kann. Er kann automatisch gereinigt werden. Die Steuerung erfolgt über eine PLC und über eine Heizungsleistungsregelung. Die Bedienung und Visualisierung erfolgt über einen TFT Monitor. Optional ist eine zentrale Steuerungseinheit erhältlich, auf der der Zustand aller angebundenen Abgasreiniger angezeigt werden kann. Eine Vielzahl von Sicherheitsfunktionen, Interlocks und Leckkontrollsystemen sind installiert. Die Standfläche der Anlagen sind minimiert worden, um die Betriebskosten der Anlage so gering wie möglich zu halten.

Übersicht über die heiß-naß-Abgasreinigertypen

SemiAn bietet Abgasreiniger mit Verbrennung und Wäscher an, die für die Reinigung von Abgas aus Prozessanlagen entwickelt wurden, wie sie u.a. in der Halbleiterindustrie und bei der Fertigung von Flüssigkristalldisplays eingesetzt werden. Entsprechend sind unsere Abgasreiniger auf Gasflüsse von ca. 100 - 1.200 slm bzw. 6 - 72 m3/h ausgelegt. Wir liefern aber auch gerne Wäscher dieser Größenklasse für andere Anwendungen, zuverlässig und kostengünstig.
Abgasreiniger SBW200 Entgifter SWB200 Abgasentgifter SBW201

SBW200

SWB200

SBW201

SBW 100 / SBW 200 (SemiAn burn - wet)

Abgasreiniger zur thermischen Zersetzung und Oxidation von giftigen Komponenten in Kombination mit einem Wäscher zur Abtrennung löslicher Gasanteile und Wasserzirkulationssystem. Dieser Anlagentyp ist einsetzbar für die Reinigung von Abgasen aus Ionenimplantern, PE-CVD, LP-CVD,  und AP-CVD Anlagen sowie für Abgase aus MO-CVD Reaktoren (Optoelektronik).

SWB 200 (SemiAn wet - burn - wet)

Abgasreiniger mit Eingangswäscher  zur thermischen Zersetzung und Oxidation von giftigen Komponenten . Die Abgasreinigung erfolgt in drei Schritten: Auswaschen löslicher Abgaskomponenten, pyrophorische Zersetzung toxischer oder brennbarer Anteile, Nachreinigung mit einem Wäscher und einem Wasserzirkulationssystem. Dieser Anlagentyp ist einsetzbar für die Reinigung von Abgasen aus PE-CVD (Halbleiter und LCD-Fertigung), LP-CVD,  und AP-CVD Anlagen sowie für Abgase aus MO-CVD Reaktoren (Optoelektronik).

SBW 201 / SBW 202

Große Version des Abgasreinigers, bestehend auf mehreren, parallelen, thermischen Zersetzungseinheiten zur Oxidation von giftigen Komponenten und nachfolgender Nasswäsche. Die Abgasreinigung erfolgt in zwei Schritten:  Pyrophorische Zersetzung toxischer oder brennbarer Anteile und Nachreinigung mit einem Wäscher und einem Wasserzirkulationssystem. Dieser Anlagentyp wird bevorzugt eingesetzt für die Reinigung von Abgasen in der LCD-Fertigung für die PE-CVD, für Abgase aus MO-CVD Reaktoren in der Optoelektronik sowie für Abgase aus Epitaxyreaktoren.

Messdaten

Die folgenden Chemikalien können mit dieser Methode aus Abgasen entfernt werden. In der Tabelle wird die max. Eingangskonzentration und die minimale Ausgangskonzentration der Schadstoffe, sowie deren MAK-Wert (Maximale Arbeitsplatz-Konzentration; eng. TLV) angegeben. Die im Reaktor stattfindende Reaktion wird beschrieben. Im Wäscher werden bei der Oxidation entstehende, lösliche Gase wie HF oder HCl entfernt. Entstehendes Chlorgas wird im Wäscher zu Salzsäure HCl und unterchloriger Säure umgewandelt.
Gas Max. Eingangs-konzentration
in ppm 		Min. Ausgangs-konzentration
in ppm 		MAK
in ppm 		Effizienz
in % 		Chemische Reaktion im Brenner
AsH3 5,000 0.01 0.05 >99.99 2 AsH3 + 3 O2PfeilAs2O3+ 3 H2O
B2H6 2,500 0.01 0.1 >99.99 B2H6 + 3 O2PfeilB2O3+ 3 H2O
C2F6 50,000 1200 n.a. 97.60 C2F6 + 2 O2+ 3 H2Pfeil2 CO2 + 6 HF
Cl2 10,000 1 1 99.99 stable
GeH4 4,000 0.02 0.2 >99.98 GeH4 + 2 O2PfeilGeO2 + 2 H2O
H2 125,000 0.5 5 >99.99 2 H2 + O2Pfeil2 H2O
HCl 3,000 1 5 99.97 stable
NF3 50,000 5 10 99.99 4 NF3 + 3 O2Pfeil2 N2+ 6 OF2
NH3 10,000 5 25 99.95 4NH3 + 3 O2Pfeil2 N2+ 6 H2O
PH3 6,000 0.01 0.3 >99.99 2 PH3+ 4 O2PfeilP2O5+ 3 H2O
SF6 5,000 75 1,000 98.50 SF6 + O2 + 3 H2PfeilSO2 + 6 HF
SiF4 4,000 1 n.a. 99.98 SiF4 + O2PfeilSiO2 + 2 F2
SiH2Cl2 1,000 1 5 99.90 2 SiH2Cl2+ 3 O2Pfeil2 SiO2 + 2 H2O + 2 Cl2
SiH4 16,000 0.5 5 >99.99 SiH4 + 2 O2PfeilSiO2 + 2 H2O

Empfehlungsliste Abgasreiniger

In  der folgenden Liste sind die gebräuchlichsten Prozesse der Halbleiterindustrie aufgezählt, die Abgasreiniger benötigen. Trockenätzer werden beispielsweise von den Firmen Applied Materials oder Lam Research hergestellt. Gängige Schichten, die geätzt werden müssen sind Metallschichten, poly-Siliciumschichten, Nitridschichten, Oxidschichten und Wolframschichten. PECVD wird für die Herstellung spezieller Schichten bei niedrigen Temperaturen wie Oxiden, PSG und BPSG sowie für Wolframschichten eingesetzt. LPCVD wir heutzutage gewöhnlich in Vertikalöfen, z.B. von der Fa. Koyo Thermo Systems durchgeführt. Abscheidung von Nitriden, poly-Silicium und TEOS sind typische Prozesse aus diesem Bereich. Auch Ionenimplanter erzeugen toxische Abgase, die zersetzt werden müssen. MOCVD wir hauptsächlich bei der Produktion von Verbindungshalbleitern eingesetzt. Ein sehr bekannter Hersteller dieser Anlagen ist die Fa. Aixtron.
In einigen Fällen müssen spezielle Massnahmen zur Verhinderung von Verstopfungen des Reaktors durch Stäube ergriffen werden.
Alternative Abgasreinigungsmethoden sind Nassreinigung und Chemisorption. Einen Überblick über alle Reinigungssysteme finden Sie auf unserer SemiAn Abgasreiniger-Seite.

Prozess Typisches Gas Empfohlener Abgasreinigertyp
Trockenätzen Metall Cl2, BCl3, SiCl4, CHF3, CF4, SF6 SSD oder SWB

poly-Silicium HBr, Cl2, NF3, SF6 SSD oder SWB

Nitrid HBr, CF4, SF6 SSD oder SWB

W, Al Oxid Cl2, SF6, CHF3, CF4, NF3 SSD oder SWB
PECVD BPSG TEOS, TMP, TMB, N2O, SIH4, B2H6, PH3, C2F6/NF3 SBW

PSG SiH4, PH3, N2O, TEOS, TMP, C2F6/NF3 SBW

Oxid/Nitrid SiH4, NH3, N2O, C2F6/NF3 SBW

Wolfram WF6, NF3, SiH4 SBW
LPCVD Nitrid DCS, NH3 SBW

poly-Silicium SiH4 SBW

(dotiertes) TEOS TEOS, PH3 SBW
Ionenimplanter B2H6, BF3, PH3, AsH3, Ar SSD oder SBW
MOCVD GaAs H2, AsH3, MO sources SBW

InP H2, PH3, AsH3, MO sources SBW

GaN H2, NH3, MO Sources SBW