用于从废气流中除去至少一种氢硫属元素化合物的方法和设备技术

用于净化半导体元件制造过程中的废气或工艺气体的方法，其中废气或工艺气体包含至少一种氢硫属元素化合物，所述氢硫属元素化合物包含以下至少一种：ａ）硫（Ｓ）；ｂ）硒（Ｓｅ）；ｃ）碲（Ｔｅ）；以及ｄ）钋（Ｐｏ），其中在湿式洗涤器中通过将工艺气体导入至少一种碱的水溶液、向水溶液供给至少一种碱并从水溶液中提取输出废气流而使所述氢硫属元素化合物从工艺气体中除去，其特征在于控制所供给碱的量使得溶液的ｐＨ值大于１２。根据本发明专利技术的设备（１）和方法能够有效地从半导体化合物如例如光生伏打模块的生产过程的废气中除去氢硫属元素化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从废气流中除去至少一种氢硫属元素化合物的方法和设备 本专利技术的主题是用于从输入气流中除去至少一种在标准条件下为气态的氢硫属 元素化合物(hydrogen chalcogen compound)的方法和设备。本专利技术的优选使用领域为用 于净化晶片和/或半导体生产如太阳能电池生产中的废气或产物气体。 在生产晶片，尤其是在生产太阳能模块时，通常将产物气体如例如硫化氢(H2S)或 硒化氢(H2Se)用作向晶片底物提供施主离子的产物气体。这样的生产产地的废气包含必须 除去的有毒化合物如例如硫化氢或硒化氢。通常，包含硫化氢和/或硒化氢的废气以添加 有氧化剂如过氧化氢(H202)和/或次氯酸钠(NaOCl)的苛性碱溶液如例如氢氧化钠(NaOH) 处理。这些氧化剂通过将Na2S转化为硫酸钠(Na2S04)来转化硫化氢与氢氧化钠(NaOH)反 应的一种产物(例如硫化钠(Na2S))。 这意味着为了从生产工厂的废气中除去这些氢硫属元素化合物必需要使用并储 存若干化学品，如例如氢氧化钠、过氧化氢和/或次氯酸钠。化合物特别是氧化剂如过氧化 氢必须在考虑到例如氧的形成和罐的可能腐蚀方面的受控的条件下储存。此外，必须监管 若干化合物的原料。而且由库存及由此产生的费用增加。 基于这一点，本专利技术的目的在于至少部分解决现有技术的问题，特别是在使用较 少种类化学药品方面。 这些目的通过具有独立权利要求所述特征的方法和设备来实现。相应的从属权利 要求涉及方法和设备的改进。 用于净化半导体元件制造过程的废气或工艺气体的方法，其中所述废气或工艺气体包含至少一种氢硫属元素化合物，所述氢硫属元素化合物包含以下至少一种 a)硫(S); b)硒(Se); c)碲(Te);以及 d)釙(Po)， 其中通过以下步骤在湿式洗涤器中从工艺气体中除去所述氢硫属元素化合物 -将工艺气体导入至少一种碱的水溶液； -将该至少一种碱供给至水溶液，以及 -从水溶液中提取输出废气流。 根据本专利技术控制所供给碱的量使得溶液的pH值大于12。 如果在本文中使用术语标准条件，则应该理解标准条件是标准环境温度和压力如 例如298， 15K (Kelvin)的温度和lbar的压力。应该理解硫属元素是元素周期表中周期表第 16族(以前为VIA族)的元素。硫属元素及其族具体地由元素氧、硫、硒、碲、釙和u皿hexium 组成。术语"氢硫属元素化合物"这样具体地理解其包括硫化氢、硒化氢和/或碲化氢。氢 硫属元素化合物特别是硫属元素化物。标准条件下为气态的氢硫属元素化合物特别是除了 水以外的所有氢硫属元素化物。 根据本专利技术的方法特别是在所谓的湿式洗涤器中进行。具体地，通过用洗涤液喷淋输入废气流、通过迫使气体穿过洗涤液池或通过其它接触方法将输入废气流与作为洗涤 液的包含碱的水溶液接触。优选迫使输入废气流穿过水溶液池。 例如，氢硫属元素化合物硫化氢(H2S)的化学反应如下 H2S + NaOH 0 NaHS + H20 (1.1)NaHS + NaOH <■> Na2S + H20pH<l 1 (1.2) H2S+NaOH — NaHS+H20 (2.1) NaHS+NaOH — Na2S+H20 pH > 11 (2. 2) pH值大于11时化学反应遵循方程式(2. 1)和(2. 2)，而pH值小于11时反应遵循 方程式(1. 1)和(1.2)。各其它氢硫属元素化合物的反应类似。当根据本专利技术控制水溶液 的pH值时发现如果pH值大于12则反应(2. 1)被充分抑制。因此可以不添加其它化合物 如氧化剂以抑制反应(2. 1)的逆反应。这意味着仅使用一种为碱如氢氧化钠的化合物可以 从输入废气流中完全除去氢硫属元素化合物。完全除去氢硫属元素化合物理解为从输入废 气流中除去超过99wt. -% (重量-% )氢硫属元素化合物，特别是超过99. 9wt. _%或甚至 超过99.99wt,X。不需要保持库存并控制其它化学品如氧化剂的库存。当使用该方法时 使从输入废气流中除去氢硫属元素化合物的过程变容易并降低费用。 根据本专利技术的方法特别有利于除去具有一种上述元素的氢化合物。具体地，以非常高的除去程度来除去硫化氢和硒化氢，所述硫化氢和硒化氢是在半导体工业中通常用作工艺气体的硫和硒的氢硫属元素化合物。 根据本专利技术方法的改进，水溶液不含碳酸盐。 不含碳酸盐可具体地这样理解未将碳酸盐引入水溶液。 根据本专利技术方法的进一步改进，控制碱的供给使得环境的pH值大于13。 优选使水性环境中的pH值恒定地达到高达13以上，因为这导致氢硫属元素化合物的特别高的除去程度。根据本专利技术方法的进一步改进，碱包括至少一种以下化合物 a)氢氧化钠(NaOH)，以及 b)氢氧化钾(K0H)。 这些碱特别是氢氧化钠使pH值能够控制在大于13特别是大于13. 5。这些碱并且 特别是至少两种这些碱的混合物使氢硫属元素化合物能够容易地从输入废气流中完全除 去。 根据进一步改进，使水溶液循环。 这意味着部分水溶液从剩余水溶液中除去并稍后被再引入剩余水溶液中。 根据本专利技术的进一步改进，循环水溶液至少部分作为液滴被引入。 这可以通过使用各喷嘴进行来引入液滴。特别优选以获得碱与剩余水溶液的良好混合程度的方式引入循环水溶液。 根据本专利技术的进一步改进，引入至少两种直径的液滴。 优选分两个阶段供给水溶液。可以在第一阶段引入第一直径的液滴并在随后的第 二阶段引入第二较小直径的液滴。较大液滴能够向水性环境供给相当大量的碱，如果从剩4余水溶液除去的水溶液与引入该除去的水溶液的剩余水溶液部分相比pH值增加，则pH值可能大幅度增加，而较小液滴与水性环境均匀混合。 根据本专利技术的进一步改进，-回收部分水溶液；-测量该部分水溶液的pH值；-基于该pH值，将一定量碱添加至部分水溶液中；以及 -随后使部分水溶液再循环至剩余水溶液中。 在将部分水溶液再循环至剩余水溶液之前将碱引入仅该部分水溶液能够非常稳 定地控制pH值。 根据本专利技术方法的进一步改进，将包含氧的气体引入至水性环境中。 应该理解包含氧的气体可以是周围空气、纯氧或氧与至少一种其它气体如例如氮的混合物。通过引入氧特别改善了硒化氢的除去，因为氧促进硒化氢氧化为红色无定型硒。包含氧的气体的引入可以不取决于碱的引入而实现。 根据本专利技术的另一方面，提出使用包含至少一种在标准条件下为气态的氢硫属元 素化合物的工艺气体制造半导体元件的方法，其中以根据本专利技术的方法除去工艺气体的氢 硫属元素化合物。 半导体元件具体包括晶片、光生伏打电路和/或薄膜光生伏打电路。 根据本专利技术的另一方面，提出用于净化来自输入废气流的半导体元件制造过程中的废气或工艺气体的设备，其包括用于水性环境的湿式洗涤器单元，所述湿式洗涤器单元包括用于将水性环境的pH值控制在大于12的水平的装置。该设备可以根据本专利技术的方法具体操作。 根据本专利技术设备的改善，该设备还包括至少一个pH传感器和用于将碱溶液定量 给予水溶液的泵。 根据本专利技术设备的进一步改善，用于至少一种碱的受控供给的装置包括至少一个 喷嘴。 所公开的根据本专利技术方法的详细内容和优势可以被改变并使其适于本专利技术的设 备，反之亦然。下面通过实施例并参照示意性显示本专利技术设备的唯一本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于净化半导体元件制造过程的废气或工艺气体的方法，其中所述废气或工艺气体包含至少一种氢硫属元素化合物，所述氢硫属元素化合物包含以下至少一种：ａ）硫（Ｓ）；ｂ）硒（Ｓｅ）；ｃ）碲（Ｔｅ）；以及ｄ）钋（Ｐｏ），其中通过以下步骤在湿式洗涤器中从工艺气体除去所述氢硫属元素化合物：－将工艺气体导入至少一种碱的水溶液中；－将至少一种碱供给至水溶液，以及－从水溶液中提取输出废气流，其特征在于，控制所供给碱的量使得溶液的ｐＨ值大于１２。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：U克鲁格尔，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]