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DE112009003819T5 - Containment- bzw. Sicherheitsbehältersystem für reaktive Chemikalien - Google Patents

Containment- bzw. Sicherheitsbehältersystem für reaktive Chemikalien Download PDF

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DE112009003819T5
DE112009003819T5 DE112009003819T DE112009003819T DE112009003819T5 DE 112009003819 T5 DE112009003819 T5 DE 112009003819T5 DE 112009003819 T DE112009003819 T DE 112009003819T DE 112009003819 T DE112009003819 T DE 112009003819T DE 112009003819 T5 DE112009003819 T5 DE 112009003819T5
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DE
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containment
reactive
chamber
reactive chemical
zone
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Application number
DE112009003819T
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English (en)
Inventor
Paul Dozoretz
Youfan Gu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MKS Instruments Inc
Original Assignee
MKS Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

Ein kleines, aber wirksames Containmentsystem für eine reaktive Chemikalie umfasst eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Reaktion des Verfahrensgases, welches aus den Reaktionsöfen abgegeben wird, mit einem Reaktionsgas auf eine Weise ohne Verbrennung, um teilchenförmige oder pulverförmige Nebenprodukte zu erzeugen und zu halten, wodurch das Prozessgas aus dem Abgasfluss entfernt wird. Die Vorrichtung stellt einen Prozessgaseinlass, reaktives Behandlungsgasdiffusion, Prozessgas und reaktives Behandlungsgasvormischen, primäres Containment, sekundäres Containment und Auslasszone zur Verfügung.

Description

  • Hintergrund
  • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zum Einfangen und Halten reaktiver chemischer Bestandteile aus industriellen Verfahren, welche in den Reaktionskammern von Dünnfilmhalbleiterabscheidungen nicht reagieren, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf nasse und trockene Wäscher, Fallen, Auffanggefäße und Reaktoren.
  • Stand der Technik
  • Eine Vielzahl von Dünnfilmabscheidungsverfahren, einschließlich solcher, die zur Abscheidung dünner Filme einer Vielzahl von Halbleitermaterialien auf Substraten oder Vorrichtungen verwendet werden, verwenden ausgewählte reaktive Verfahrensgase, um chemische Reaktionen in Reaktionskammern zu bewirken, die zu der Abscheidung eines gewünschten Dünnfilmmaterials auf dem Substrat oder der Vorrichtung führen. Bei solchen Systemen ist es üblich, mehr des reaktiven Verfahrensgases oder der -gase in und durch die Reaktionskammer einzuführen und zu leiten als tatsächlich in dem Abscheidungsverfahren reagiert oder verbraucht wird, um eine gute Dünnfilmgleichförmigkeit beizubehalten, so dass beträchtliche Mengen des reaktiven Verfahrensgases oder der -gase aus der Reaktionskammer und in das Abgassystem fließen. Einige der im Allgemeinen verwendeten reaktiven chemischen Verfahrens- oder Speisegase, wie Silan und andere Silicohydridgase, Arsenwasserstoff, Phosphin, German und andere, die in Abscheidungssystemen zum Abscheiden oder epitaktischen Aufwachsen verschiedener Dünnfilmmaterialien verwendet werden, sind toxisch, pyrophor oder umweltverschmutzend und sind daher in dem Abgassystem und/oder in der Atmosphäre gefährlich oder unerwünscht. Daher besteht ein lang festgestellter Bedarf an wirksamen und effizienten Verfahren und Vorrichtungen oder Systemen, um solche reaktive chemische Verfahrensgase in den Abgassystemen von Reaktionskammern zu handhaben und um zu verhindern, dass diese in die Atmosphäre gelangen.
  • Als ein besonders relevantes Beispiel sind Silicohydridgase, z. B. Silan (SiH4), Disilan (Si2H6) und andere Silicohydridgase stark reaktive, pyrophore und toxische Verfahrensgaschemikalien, die in verschiedenen epitaktischen Wachstums- und anderen Abscheidungssystemen verwendet werden, einschließlich Niederdruckgasphasenabscheidung (LPCVD), chemische Atmosphärendruckdampfabscheidung (APCVD), plasmaunterstützte chemische Dampfabscheidung (PECVD), Hot-Wire-Abscheidung (HWD) und anderen, um dünne Filme, umfassend Silicium, wie kristallines Silicium (c-Si), polykristallines Silicium (p-Si), amorphes Silicium (a-Si), Siliciumdioxid (SiO2), Siliciumnitrid (SiN) und andere, abzuscheiden. Silan, Disilan und andere Silicohydridgase sind so reaktiv, da die Si-H-Bindungsenergie niedrig und die Bindung der Si-Si-Kette instabil ist. Typische derzeitige Lösungen, um mit Silan und anderen Silicohydridverfahrensgasen in den Abgasen solcher Reaktionskammern umzugehen, umfassen verschiedene Arten nasser und trockener Wäscher, welche sehr teuer sind, herkömmliche Fallen und Auffanggefäße, welche nur marginal hilfreich sind, oder das einfache Entsorgen der Silicohydridverfahrensgase in die Hausabgassysteme und Ausstoßen derselben in die Atmosphäre, was gefährlich ist und unerwünschte Umweltverschmutzung verursacht. Zum Beispiel führt in die Atmosphäre abgegebenes Silicohydridgas zu spontan erzeugten Mikropartikeln aus Siliciumdioxid, welche inhaliert werden können, und in den Lungen von Mensch abgelagert Gesundheitsprobleme bewirken.
  • Sowohl trockene als auch nasse Wäscher umfassen typischerweise große und teure Geräteinstallationen, welche von deren Verwendung abschrecken, insbesondere in Ländern, die keine wirksamen Regulationen gegen die Abgabe von Silan an die Atmosphäre besitzen. Wo die Vorschriften nicht erzwungen werden oder unwirksam sind, würde die Verfügbarkeit von kleineren wirksameren und billigeren Silanabgasverminderungen die freiwillige Verminderung oder Befolgung durchführbarer machen, und wo diese Vorschriften erzwungen sind, wären kleinere, wirksamere und billigere Alternativen für herkömmliche Wäscher hilfreich.
  • Wenn ein Wäscher installiert wird, um Silan oder andere Silicohydridgase zu behandeln, welche von einem Niederdruckgasphasenabscheidungs (LPCVD) verfahren abgegeben werden, ist eine Abgasleitung notwendig, um den Auslass der Vakuumpumpe, welche verwendet wird, um die LPCVD-Reaktionskammer zu evakuieren, mit dem Wäscher zu verbinden. Bei einigen LPCVD-Verfahren, wie der Siliciumnitridabscheidung durch plasmaunterstützte chemische Dampfabscheidung (SiN PECVD), werden kondensierbare feste Nebenprodukte gebildet und bilden sich in der Abgasleitung und verstopfen die Abgasleitung, sofern dies nicht verhindert wird. Daher ist eine erwärmte Abgasleitung notwendig, um die Nebenprodukte in der Dampfphase zu halten, um zu verhindern, dass die Abgasleitung verstopft wird. Für andere Verfahren, die große Mengen an Silan in der Abgasleitung umfassen, können feste Siliciumdioxid-(SiO2)Nebenprodukte gebildet werden. Wenn Wasserdampf beteiligt ist (welcher von einem nassen Wäscher in die Abgasleitung zurückströmen kann), können diese Nebenprodukte sehr fest an den Innenwänden der Abgasleitung haften, auch wenn die Abgasleitung erwärmt wird. Daher kann eine häufige präventive Wartung, umfassend die Zerlegung der Abgasleitung, notwendig sein, um akkumulierte Feststoffe zu entfernen, bevor sie die Abgasleitung verstopfen. Des Weiteren kann die Abgasleitung in einigen Installationen sehr lang sein, um den Wäscher zu erreichen und kann sehr komplex sein, insbesondere an dem Wäschereinlass, was nicht nur viele teure Rohrerwärmer erfordert, sondern auch komplex geformte, sogar noch teurere Rohrerwärmerbestandteile.
  • In situ Reinigen der Abscheidungsverfahrenskammer ist sehr üblich, wenn z. B. Chemikalien auf Fluorbasis, wie NF3, häufig verwendet werden, um reaktives atomares Fluor zu erzeugen, um feste Abscheidungen an den Wänden und Bestandteilen der Anlage im Inneren der Verfahrenskammer (z. B. SiO2 oder Si) in gasförmige Verbindungen (z. B. SiF4) umzuwandeln, die aus der Verfahrenskammer gespült werden können. Um diese Halogengase zu behandeln, ist ein nasser Wäscher besonders wirksam, wohingegen für die Behandlung von Silan ein trockener Wäscher besonders wirksam ist. Daher können entweder eine Vielzahl von Wäschern oder mehrstufigen Wäschern sowohl mit trockenen als auch mit nassen Stufen verwendet werden, um unterschiedliche Arten von Chemikalien selektiv und wirksam zu zerstören.
  • Wie oben erwähnt, sind solche herkömmliches trockenen und nassen Wäschersysteme üblicherweise groß, teuer und nicht sehr wirksam. Sie erfordern viel Raum, so dass sie nicht immer nahe an den Reaktionskammern angeordnet werden können und erfordern häufig einen langen Verlauf von erwärmten Rohren, was ebenfalls teuer ist. Es wurden Versuche unternommen, um kleinere Silanabgasbeseitigungen bereitzustellen, einschließlich z. B. des Reagierens des Silans mit Halogen, um Halosilane zu erzeugen, welche in Wasser hydrolysiert werden ( US-Patent Nr. 6,086,838 , erteilt an Morgan), Sorbentharzbetten (Veröffentlichung der US-Patentanmeldung US 2005/0089455 A1 von Morganski et al.), und nicht-thermische Coronaentladungdissoziationsreaktoren ( US-Patent Nr. 6,576,573 , erteilt an Arno). Die jüngste Zunahme des Bedarfs an Flachbildfernsehern und anderen Display- und an Solarzellen hat zu einer Herstellung dieser Vorrichtungen in großem Maßstab geführt. Diese Flachbilddisplays und Solarzellenherstellungen in großem Maßstab verwenden deutlich mehr Silan als herkömmliche Halbleiterverfahren. Die derzeitige Wäschertechnologie ist schlecht ausgerüstet, um diese dramatisch erhöhten Silicohydridabgasbelastungen zu handhaben und häufigere und teurere präventive Wartung, Entfernen von Verstopfungen, und Reinigungszyklen sind nun häufig notwendig. Des Weiteren erkennen die Hersteller, die in der Vergangenheit damit durchgekommen sind ihre Silicohydrid-beladenen Abgase direkt in ihre Hausabgassysteme zu leiten, um die Investitionen und Wartungskosten von Wäschersystemen zu vermeiden, dass diese größeren Gasbeladungen Verstopfungen der Abgasleitungen mit festen Siliciumdioxidablagerungen und Sicherheits- und Umweltgefährdungen erzeugen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die begleitenden Zeichnungen, welche hier enthalten sind und einen Teil der Beschreibung bilden, erläutern einige, jedoch nicht die einzigen oder exklusiven Ausführungsbeispiele und/oder Merkmale. Es ist beabsichtigt, dass die Ausführungsformen und Zeichnungen, die hier offenbart sind, als erläuternd und nicht als beschränkend betrachtet werden.
  • Es zeigt:
  • 1 eine Zeichnung eines Dünnfilmabscheidungssystems mit einem Containment für reaktive Chemikalien gemäß dieser Erfindung stromabwärts von der Dünnfilmabscheidungsreaktionskammer;
  • 2 eine isometrische Darstellung einer beispielhaften Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien für das hier beschriebene System, wobei verschiedene Bereiche der Außenstruktur und der inneren Containmentelemente weggeschnitten dargestellt sind, um einige der inneren Bestandteile darzustellen;
  • 3 eine Seitenansicht der beispielhaften Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien aus 2;
  • 4 einen Querschnitt der Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien entlang der Linie 4-4 aus 3;
  • 5 einen Querschnitt der Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien entlang der Linie 5-5 aus 3;
  • 6 eine isometrische Ansicht der Diffusionsbestandteile der Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien;
  • 7 eine isometrische Ansicht eines weiteren Beispiels einer Ausführungsform der Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien, wobei verschiedene Bereiche der Außenstruktur und der inneren Containmentelemente weggeschnitten dargestellt sind, um einige der inneren Bestandteile darzustellen;
  • 8 eine Ansicht des vorderen Endes der beispielhaften Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien aus 7;
  • 9 eine Seitenansicht der beispielhaften Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien aus 7;
  • 10 einen Querschnitt der beispielhaften Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien entlang der Linie 10-10 aus 8;
  • 11 einen Querschnitt der reaktiven Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien entlang der Linie 11-11 aus 9;
  • 12 eine isometrische Darstellung einer beispielhaften primären Containmenteinsatzanordnung für Containmentsysteme für reaktive Chemikalien;
  • 13 einen Querschnitt der reaktiven Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien entlang der Linie 13-13 aus 9;
  • 14 eine isometrische Ansicht eines beispielhaften alternativen primären Einsatzes, umfassend eine kegelförmige bzw. zulaufende Abfolge von perforierten konischen Platten;
  • 15 einen Querschnitt des beispielhaften primären Einsatzes aus 14;
  • 16 eine isometrische Ansicht eines beispielhaften alternativen primären Einsatzes, umfassend eine Vielzahl von konzentrisch angeordneten, perforierten zylindrischen Sieben;
  • 17 einen isometrischen Querschnitt des beispielhaften primären Einsatzes aus 16;
  • 18 eine isometrische Ansicht eines beispielhaften alternativen primären Einsatzes, umfassend ein Labyrinth zylindrischer Fässer bzw. Tonnen;
  • 19 einen isometrischen Querschnitt des beispielhaften primären Einsatzes aus 18;
  • 20 eine isometrische Ansicht eines beispielhaften alternativen primären Einsatzes, umfassend einen Stapel versetzt angeordneter Wabenkörperelemente;
  • 21 einen isometrischen Querschnitt des beispielhaften primären Einsatzes aus 20;
  • 22 eine isometrische Ansicht eines beispielhaften alternativen primären Einsatzes, umfassend eine bürstenartige Struktur;
  • 23 eine Seitenansicht des beispielhaften primären Einsatzes aus 22;
  • 24 eine isometrische Ansicht eines beispielhaften alternativen primären Einsatzes, umfassend eine kegelförmige bzw. zulaufende Drahtschlange bzw. -spule aus Kühlrohr;
  • 25 eine Seitenansicht des beispielhaften primären Einsatzes aus 24;
  • 26 eine isometrische Ansicht eines beispielhaften alternativen primären Einsatzes, umfassend eine Kombination aus einem Kühlrohr und perforierten Platten;
  • 27 eine Seitenansicht des beispielhaften primären Einsatzes aus 26;
  • 28 eine isometrische Ansicht eines beispielhaft sekundären Containmentelementes aus Gewebe;
  • 29 eine isometrische Ansicht eines beispielhaften konzentrischen sekundären Containmentelementes aus Gewebe;
  • 30 eine isometrische Ansicht eines beispielhaften konzentrischen perforierten sekundären Zylindercontainmentelementes;
  • 31 eine isometrische Ansicht eines beispielhaften sekundären Containmentelementes mit geknicktem und perforiertem Blech;
  • 32 eine isometrische Ansicht eines beispielhaften sekundären Sicherheitselementes mit strahlenartiger Platte;
  • 33 einen Querschnitt einer alternativen Diffusoranordnung;
  • 34 einen Querschnitt einer anderen alternativen Diffusoranordnung;
  • 35 einen Querschnitt einer anderen alternativen Diffusoranordnung;
  • 36 einen Querschnitt einer anderen alternativen Diffusoranordnung;
  • 37 einen Querschnitt einer anderen alternativen Diffusoranordnung;
  • 38 einen Querschnitt einer anderen alternativen Diffusoranordnung;
  • 39 eine diagrammartige Darstellung eines inneren Vakuumreinigungssystems für die primäre Containmentkammer, wobei sich die Ventile im normalen Betriebszustand befinden; und
  • 40 eine diagrammartige Ansicht des inneren Vakuumreinigungssystems aus 39, wobei die Ventile auf Bypass- und Vakuumreinigungs-Betriebsart eingestellt sind.
  • Detaillierte Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
  • Eine beispielhafte Containmentvorrichtung 10 für reaktive Chemikalien ist diagrammartig in 1 in dem Abgassystem eines typischen Dünnfilmabscheidungssystems als eine beispielhafte Umsetzung der Erfindung dargestellt, wobei anerkannt wird, dass die in den nachfolgenden Ansprüchen angegebene Erfindung auch auf andere Weise mit einer Vielzahl von Variationen im Detail umgesetzt werden kann, wenn die Prinzipien der Erfindung aus der Beschreibung hier verstanden werden. Diese beispielhafte Umsetzung der Containmentvorrichtung 10 für reaktive Chemikalien ist in der isometrischen Ansicht in 2 mit einigen optisch ausgeschnittenen Bereichen des äußeren Gehäuses und der externen Bestandteilen dargestellt, um innere Bestandteile zu Einfachheit deutlich zu machen, wohingegen die Seitenansicht der Vorrichtung 10 in 3 die inneren Bestandteile verdeckt, jedoch die optischen Orientierungen 4-4 und 5-5 für die Querschnitte in den 4 und 5 bereitstellt.
  • Unter Bezugnahme auf 1 ist eine typische Reaktionskammer 12 für die Dünnfilmabscheidung dargestellt, wobei ein Substrat 14 auf einer Plattform 16 in der Kammer 12 angeordnet ist, um auf dem Substrat 14 einen dünnen Film eines Materials 15 abzuscheiden, welches aus einem Fluss eines chemischen reaktiven Verfahrensgases oder -gasen hergeleitet wird, wie durch den Flusspfeil 18 beschrieben. Zur Verdeutlichung und Vereinfachung der Erläuterung kann diese Erfindung für ein Containment für reaktive Chemikalien im Zusammenhang mit einer gängigen plasmaunterstützten chemischen Dampfabscheidung (PECVD) von Siliciumnitrid (Si3N4) beschrieben werden, welche in der Industrie häufig in Kürze als ”PECVD-Nitrid” bekannt ist. Dieses Beispiel ist geeignet, da PECVD-Nitrid zurzeit bei Flachbilddisplay- und Solarzellherstellungsverfahren in großem Maßstab verwendet wird, wobei, aufgrund der großen Größe der Panels gewaltige Mengen an Silan durch die Reaktionskammern 12 fließen und abgegeben werden. Die Prinzipien und Vorteile dieser Erfindung können jedoch auch für Abgase aus anderen Abscheidungsverfahren verwendet werden, wie anderen chemischen Hochdruck- oder Niederdruck-Dampfabscheidungen, Hot-Wire-Dissoziationsabscheidung, Atomschichtabscheidung (ALD), oder anderen Verfahren, bei denen übermäßig reaktive Chemikalien beteiligt sind. Sie kann auch mit unterschiedlichen reaktiven Verfahrensgasen, insbesondere anderen pyrophoren Gasen, wie Disilan und andere Silicohydridgase, Arsenwasserstoff, Phosphin, German oder Wolframhexafluorid, zur Abscheidung dünner Filme aus Siliciumdioxid, polykristallinem Silicon, polykristallinem Germanium, Wolfram oder anderer verwendet werden. In 1 stellt der Speisegasquellenbehälter 20 eines dieser reaktiven pyrophoren Gase dar, und der Speisegasquellenbehälter 22 stellt jeden anderen Gasbestandteil oder Kombinationen von Gasen dar, die für eine gewünschte Reaktion notwendig sind, um eine gewünschte Materialabscheidung zu erzielen. Zum Beispiel ist bei der PECVD-Nitridabscheidung, welche bei dieser Erläuterung verwendet wird, das andere Verfahrensgas für die Reaktion mit Silan zur Abscheidung von Siliciumnitrid, z. B. Stickstoff (N2) oder Ammoniak (NH3). Diese Verfahren können auch einige Inertträgergase oder Verdünnungsgase enthalten, dargestellt durch den Quellentank 23 in 1, wie Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist.
  • Wie oben erwähnt, fließen große Mengen an unreagiertem Silan (oder anderer reaktiver Verfahrensgase) durch und aus der Reaktionskammer 12, während ein Teil des Silans (oder des anderen reaktiven Verfahrensgases) in der Reaktionskammer 12 reagiert wird, um einen dünnen Film 15 aus Siliciumnitrid oder einem anderen gewünschten Material auf dem Substrat 14 zu erzeugen. Von diesem Punkt der Erklärung aus wird nur nach Silanverfahrensgas explizit erwähnt werden, um eine lästige Wiederholung aller oben genannter reaktiven Verfahrensgase zu vermeiden, jedoch mit der Einsicht, dass jedes der oben erwähnten reaktiven Verfahrensgase in dem gleichen oder einem ähnlichen Zusammenhang berücksichtigt werden könnte, und dass weder dieses Beispiel noch die Erfindung auf Silan beschränkt ist.
  • Das nicht reagierte Silanverfahrensgas fließt aus der Reaktionskammer 12 und durch ein Rohr 24 (welches manchmal als eine Vorleitung in Vakuum- oder Niederdruck-CVD-Systemen bezeichnet wird), durch die Vakuumpumpe 26 und in ein weiteres Rohr 30 (manchmal als Abgasrohr oder Abgasleitung bezeichnet). Die Vorleitung 24 und/oder Abgasleitung 30 kann durch Rohrerwärmer 32, welche Fachleuten auf dem Gebiet gut bekannt sind, auf einer erhöhten Temperatur gehalten werden. Solche Rohrerwärmer werden häufig verwendet, um zu verhindern, dass das Silanverfahrensgas und/oder dessen Nebenprodukte zu einem Feststoff in der Vorleitung 24 und/oder der Abgasleitung 30 sublimieren. Bei atmosphärischen oder Hochdruckabscheidungssystemen kann auch keine Vakuumpumpe vorhanden sein. Des Weiteren kann in einigen Abscheidungssystemen eine Falle oder ein spezialisierter sekundärer Reaktor irgendeiner Art (nicht dargestellt) in der Vorleitung 24 vor der Vakuumpumpe 25 oder in der Abgasleitung 30 nach der Vakuumpumpe 26 installiert sein.
  • Die Containmentsystemvorrichtung 10 für reaktive Chemikalien ist in 1 stromabwärts von der Vakuumpumpe 26 mit der Abgasleitung 30 verbunden dargestellt, wo sie das Silangas behandelt und enthält, welches in den Abgasen aus der Reaktionskammer 12 fließt, indem das Silanverfahrensgas mit ausreichend anderem Reaktionsgas oder Gasmischung reagiert, um das ganze Verfahrenssilan zu verbrauchen. Zum Beispiel erzeugt Silan (SiH4), das mit Sauerstoff (O2) reagiert wird, Siliciumdioxid (SiO2), welches ein chemisch stabiler Feststoff ist. Die restlichen Gase fließen weiterhin aus einem Auslass 34 der Vorrichtung 10 und durch das stromabwärts angeordnete Abgasleitungssegment 36 in das Hausabgassystem (nicht dargestellt) oder direkt in die Atmosphäre oder in ein anderes Behandlungs- oder Entsorgungssystem. Das andere Reaktionsgas, z. B. Sauerstoff, wird in die Vorrichtung 10, wie durch die Speiseleitung 38 angegeben, eingeführt. Wenn Luft als die Sauerstoffquelle verwendet wird, kann es verdichtete trockene Luft (CDA) sein, diagrammartig dargestellt durch die Luftpumpe 39, oder kann aus einem komprimierten Lufttank (nicht dargestellt) oder auf irgendeine andere bequeme Art bereitgestellt werden. Wenn solch eine Vorrichtung 10 bei einem Wolfram-CVD-Verfahren verwendet wird, kann das andere Reaktionsgas Wasserdampf (H2O) umfassen, um Wolframhexafluorid (WF6) in feste Wolframoxide (z. B. WOF4, WO2F2 oder WO3) umzuwandeln. Zu Klarheitszwecken in dieser Erläuterung und um ein Durcheinander zu vermeiden, wird das unreagierte Silan oder andere reaktive Gase aus dem primären Reaktor 12 als ein Verfahrensgas, Silanverfahrensgas oder Verfahrenssilan bezeichnet, und der andere Reaktant (z. B. Sauerstoff, Luft, Wasserdampf oder reaktives Gas), welcher durch die Speiseleitung 38 in die Vorrichtung 10 zur Reaktion mit Silan eingeführt wird, wird als das reaktive Behandlungsgas bezeichnet.
  • Bezug nehmend auf 2 weist die Containmentsystemapparatur oder -vorrichtung 10 für reaktive Chemikalien ein Gehäuse 40 auf, welche sechs funktionelle Zonen umfasst: (i) eine Eingangszone 42, welche bereitgestellt ist, um die eingehenden Gase in homogener Gasphase zu halten bzw. zu führen, einschließlich des nicht reagierten Silanverfahrensgases, und kann erwärmt werden, sofern notwendig, mit einer Heizvorrichtung (z. B. Heizvorrichtung 32 und 56), um die Temperatur des einfließenden Verfahrensgases oberhalb der Dampfgrenze zu halten; (ii) eine Diffusionszone 44, in welcher ein reaktives Behandlungsgas (z. B. Sauerstoffgas oder komprimierte trockene Luft) mit einem Volumen diffundieren kann, welches den Konzentrationsgradienten normalisiert; (iii) eine Vormischzone 46, welche einen größeren Querschnitt als die Eingangszone 42 aufweist, um die Gasflussgeschwindigkeit zu reduzieren und das Vermischen des Verfahrenssilans mit dem reaktiven Behandlungsgas ohne Turbulenz zu unterstützen, um die Reaktion soweit wie möglich in der Mischzone zu vermeiden; (iv) eine primäre Containmentkammer 48, welche ein größeres Volumen als die Vormischzone 46 aufweist und eine Vorrichtung umfasst, um die Bedingungen zu steigern, welche die Reaktion des reaktiven Verfahrensgases mit dem reaktiven Behandlungsgas unterstützen, um eine Reaktion zu forcieren, die das reaktive Verfahrensgas eliminiert und günstige Reaktionsnebenprodukte erzeugt, welche sonst natürlich weiter stromabwärts entstehen würden, z. B. in dem Einlass eines Wäschers oder an dem Eingang zu einem Hausabgassystem, wo sie den Gasfluss behindern oder blockieren und häufige Wartungsprobleme bewirken würden; (v) eine sekundäre Containmentzone 50, um Verfahrenssilan und reaktives Behandlungsgas, welches nicht in der primären Containmentzone 48 reagiert wurde, zu reagieren; und (vi) eine Ausgangszone 52, welche die sekundäre Containmentzone 50 mit dem Abgasleitungssystem 36 verbindet, welches zu einem Hausabgassystem (nicht dargestellt), oder in einigen Fällen zu einem Hauswäscher (nicht dargestellt) führt.
  • Bezug nehmend primär auf die 2 und 4 mit einer sekundären Bezugnahme auf die 1 und 3 werden das Verfahrensgas oder die Verfahrensgase, umfassend nicht reagiertes Verfahrenssilan, zusammen mit Reaktionsnebenprodukten und jedem Träger- oder Verdünnungsgas aus der Reaktionskammer 12 durch die Vorleitung 24 und das Abgasleitungssystem 30 (1) zu der Containmentvorrichtung 10 für reaktive Chemikalien befördert, wo das Abgasleitungssystem 30 mit der Einlassöffnung 54 der Vorrichtung 10 verbunden ist (2 und 4). Die Eintrittszone 42, welche oben erwähnt wurde, umfasst die Zone, in der das Abgasleitungssystem 30 den Verfahrensgasfluss in die Einlassöffnung 54 richtet, wie durch den Flusspfeil 58 angegeben (4).
  • Für die effektive Handhabung und Behandlung des Verfahrenssilans in der Containmentvorrichtung 10 für reaktive Chemikalien ist es bevorzugt, das Verfahrenssilan praktisch sobald es aus der primären Reaktionskammer 12 fließt, in die Vorrichtung 10 einzuführen, so dass die Vakuumpumpe 26 und die Vorrichtung 10 idealerweise rechts neben der primären Reaktionskammer 12 angeordnet wären, so dass der Auslass der primären Reaktionskammer 12 direkt in den Einlass der Vakuumpumpe 26 fließt und die Abflussöffnung der Vakuumpumpe 26 direkt in die Einlassöffnung 54 der Vorrichtung 10 fließen würde. Aufgrund der Raumbeschränkungen und anderer Betrachtungen in praktischen Anwendungen ist es jedoch häufig notwendig, dass ein gewisser Raum oder Abstand zwischen der primären Reaktionskammer 12 und der Vakuumpumpe 26, wie auch zwischen der Vakuumpumpe 26 und der Vorrichtung 10 vorhanden ist. Um daher Verstopfungen in der Vorleitung 24 und in der Abgasleitung 30, welche zu der Vorrichtung 10 führt, zu verhindern, ist es bevorzugt, das Verfahrenssilan und andere Verfahrensgase in der Dampfphase zu halten, um aus der primären Reaktionskammer 12 zu der Vorrichtung 10 ohne Sublimation in einen Festkörper zu fließen. Daher ist der Rohrerwärmer 32 eine Option, die an dem Abgasrohr 30 zwischen der Vakuumpumpe 26 und der Vorrichtung 10 verwendet werden kann, um zu helfen, dass das Verfahrenssilan und andere Verfahrensgase in der Dampfphase gehalten werden. Eine ähnliche Heizvorrichtung 56 oder eine andere Wärmequelle kann um die Vormischkammer 60 herum bereitgestellt werden, sofern erwünscht, damit das Verfahrenssilan und andere Verfahrensgase in der Dampfphase gehalten werden und Sublimation verhindert wird, während sie mit dem reaktiven Behandlungsgas, z. B. Sauerstoff oder Luft, Wasserdampf, etc., vermischt werden, wie nachfolgend beschrieben wird.
  • Die Vormischkammer 60, welche die Vormischzone 46 enthält, wird von einem Vormischkammergehäuse 62 eingeschlossen, muss jedoch keine längliche zylindrische Form aufweisen, wie in den 1–4 dargestellt. Die Verfahrensgase 58 fließen in die Vormischkammer 60 in der beispielhaften Vorrichtung 10 quer zur Längsachse 64 der Vormischkammer 60, andere Orientierungen würden jedoch auch funktionieren. Die Vormischkammer 60 kann, muss jedoch nicht mit der Längsachse 66 der Vorrichtung 10 übereinstimmen. Das Verfahrensgas oder die -gase 58 mischen sich mit dem reaktiven Behandlungsgas, welches, wie durch die Flusspfeile 68 angegeben, von der Diffusionszone 44 der Vormischkammer 60 fließt. Wie oben angegeben, ist die Querschnittsfläche der Vormischzone 46 der Vormischkammer 60 größer als die Querschnittsfläche des Abgasrohrs 30, um ein kräftiges Mischen des Verfahrenssilans mit dem reaktiven Behandlungsgas in der Vormischzone 46 zu unterstützen.
  • Wie auch oben erwähnt, ist die Diffusionszone 44 der Vormischkammer 60 bereitgestellt, um zu ermöglich, dass das reaktive Behandlungsgas gleichmäßiger und gleichförmiger verteilt wird, bevor es in die Vormischzone 46 eintritt. Zusätzlich sollte sie weit genug entfernt von oder unter der Eingangszone 42, d. h. der Einlassöffnung 54, angeordnet sein, um einen Fluss oder eine Diffusion der Verfahrensgase in die Diffusionszone 44 zu vermeiden, wo die Verfahrensgase mit dem reaktiven Behandlungsgas reagieren könnten und die Düse 76 oder die Diffusionsöffnungen 80 in der Diffusionszone 44 verstopfen.
  • Wie in den 2 und 4 besonders deutlich dargestellt ist, ist eine Diffusorplatte 70 (welche auch in den 5 und 6 dargestellt ist) schräg über der Vormischkammer 60 zwischen der vorderen Endwand 72 des Vormischkammergehäuses 62 und des Verfahrensgaseinlasses 54 angeordnet. Ein Einspritzrohr 74 für reaktives Behandlungsgas endet in einer Düse 76, welche sich axial durch die Diffusorplatte 70 erstreckt, um das reaktive Behandlungsgas in einen Raum zwischen der Diffusorplatte 70 und der vorderen Endwand oder Deckel 72 einzuspritzen bzw. einzuspeisen. Das reaktive Behandlungsgas wird dann durch die Endwand oder den Deckel 72 gezwungen, sich um 180° zu drehen, wie durch die Flusspfeile 78 in 4 dargestellt, um durch die Öffnungen 80 in der Diffusorplatte 70 und in die Mischzone 46 der Vormischkammer 60 zu fließen, wie durch die Flusspfeile 68 in 4 dargestellt.
  • Die zwischen der Einlassdüse 76 des reaktiven Behandlungsgases und der Verfahrensgaseinlassöffnung 54 angeordnete Diffusorplatte 70 reduziert die potenziale Diffusion des Verfahrensgases in der Diffusionszone 44 oder der Nähe der Einlassdüse 76 des reaktiven Gases, wo die Reaktion des Verfahrensgases mit dem reaktiven Behandlungsgas feste Nebenprodukte bilden könnte und die Einlassdüse des reaktiven Behandlungsgases verstopfen könnte. Die Diffusorplatte 70 kann auch feste Nebenprodukte aus der Reaktion des Verfahrensgases mit dem reaktiven Behandlungsgas in der Vormischzone 46 und der primären Containmentzone 78 fangen und halten, die durch Schwerkraft aus der Vormischzone 46 und der primären Containmentzone 48 zu der Diffusionszone 44 einfangen, wo sich diese Festkörper sonst anhäufen könnten und die Einlassdüse 46 verstopfen.
  • Natürlich können eine Vielzahl anderer Diffusionsimplementationen verwendet werden, um die Diffusion des reaktiven Behandlungsgases gleichmäßig über den Querschnitt der Vormischkammer 60 zu erzielen, wie eine Vielzahl von Düsen (nicht dargestellt), ein Gewebe, Sieb oder perforierte Diffusorplatte (nicht dargestellt), welche Fachleute auf dem Gebiet entwerfen könnten, sobald sie die Prinzipien und den Zweck der Diffusorzone 44 verstanden haben. Des Weiteren muss die Diffusorplatte 70 nicht flach sein. Zum Beispiel kann eine konische Diffusorplatte 70 (nicht dargestellt) bewirken, dass feste Teilchen aus Siliciumdioxid oder anderen Reaktionsnebenprodukten aus der Vormischzone 44 oder aus der primären Containmentzone 48 auf die konische Platte 70 fallen, um zu dem Umfang zu rollen oder zu gleiten, oder weg von der Einlassdüse 76 oder zu dem Mittelpunkt oberhalb der Einlassdüse 76, abhängig davon, wie die konische Diffusorplatte 70 angeordnet ist. Es ist vorteilhaft, das reaktive Behandlungsgas in der Vormischzone 46 gleichmäßig über die Querschnittsfläche der Vormischkammer 60 zu diffundieren, um ein gründliches Mischen mit dem Verfahrensgas in der Vormischzone 46 zu erzielen, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Gasmolekülzusammenstößen gesteigert wird, was zu einer Effizienz der chemischen Reaktionen in der primären Containmentzone 48 führt.
  • Obwohl die Querschnittsfläche der Vormischzone 46 größer als die des Rohres 30 und des Einlasses 54 ist, ist sie noch klein genug und das Volumen der Vormischzone 46 ist klein genug, dass sich das kombinierte und gemischte Silanverfahrensgas und das reaktive Behandlungsgas schnell aus der Vormischzone 46 in die Vormischkammer 60 zu der primären Containmentkammer 48 bewegen, wie durch die Flusspfeile 82 angegeben, um eine Reaktion zwischen dem Silanverfahrensgas und dem reaktiven Behandlungsgas in der Vormischkammer 60 zu minimieren. Aufgrund des relativ großen geraden Flussweges gibt es vernachlässigbare Turbulenzen in der Vormischzone 46, so dass die Bildung von Nebenprodukten aus der Reaktion des Verfahrensgases und des reaktiven Behandlungsgases minimal ist, wodurch jede Tendenz minimiert wird, die Verfahrensgaseinlassöffnung 54 zu verstopfen und so die Lebensdauer zwischen den geplanten Wartungsintervallen zu verlängern. Das Ziel der Vorrichtung 10 ist, dass eine vernachlässigbare Reaktion des Silanverfahrensgases mit dem reaktiven Behandlungsgas in der Diffusionszone 44 auftritt, um ein Mischen des Silanverfahrensgases und des reaktiven Behandlungsgases in der Vormischzone 46 mit so wenig Reaktion wie möglich zu erzielen, und soviel Reaktion wie möglich in der größeren primären Containmentkammer 48, wo sich das resultierende feste Reaktionsnebenprodukt (z. B. SiO2, wenn Silan mit Sauerstoff als dem reaktiven Behandlungsgas reagiert wird) absetzen kann und eingefangen wird. Natürlich kann das Ziel nicht zu 100% erzielbar sein, aber die Vorrichtung 10 kann sich dem Ziel annähern.
  • Anders als herkömmliche trockene Wäscher, bei welchen Silan mit Sauerstoff vermischt und entzündet wird, um das Silan zu verbrennen, ist die Konzentration des Silans und des reaktiven Behandlungsgases (z. B. Sauerstoff) in der Vormischkammer 60 und in der primären Containmentkammer 48 in der Vorrichtung 10 niedrig genug, dass die Mischung nicht in der Mischzone 46 oder der primären Containmentkammer 48 verbrennt. Dieses Prinzip funktioniert bei dieser Anmeldung, da die Verfahrensgase, einschließlich der oben genannten, extrem reaktiv sind. Daher kann die Vorrichtung 10 betrieben werden, um das Silan und das reaktive Behandlungsgas (z. B. Sauerstoff) bei Raumtemperatur zu reagieren, ohne die Notwendigkeit einer elektronischen Steuerung zum Entzünden oder einer Steuerung der Verbrennung oder einer Verbrennung des Silans, wie häufig in herkömmlichen trockenen Wäschern notwendig ist.
  • Wenn das gemischte Silanverfahrensgas und das reaktive Behandlungsgas in die größere primäre Containmentkammer 48 fließen, wie durch die Flusspfeile 82 angegeben, verringert sich die Fließgeschwindigkeit aufgrund des größeren Volumens, und die fortgesetzte Reaktion des Verfahrenssilans und die Verfestigung eines beträchtlichen Anteils des Nebenprodukts treten in der primären Containmentkammer 48 auf. Das resultierende feste Produkt 84 der Reaktion (z. B. SiO2) lagert sich an dem Boden der primären Containmentkammer 48 ab, welcher in der beispielhaften Umsetzung, die in 4 dargestellt ist, durch die Endwand 86 des zylindrischen Gehäuses 88 gebildet wird, die die primäre Containmentkammer 48 einschließt. Das große Volumen der primären Containmentkammer 48 ist bereitgestellt, um einen Raum bereitzustellen, um beträchtliche Mengen des festen Nebenprodukts zwischen den geplanten Wartungszyklen anzusammeln und einen primären Einsatz 90, welcher ausreichend groß ist, aufzunehmen, um die hier diskutierten Funktionen und Kapazitäten bereitzustellen. Wie oben auch erwähnt, fällt, wenn die Containmentvorrichtung 10 für reaktive Chemikalien so betrieben wird, dass ihre Längsachse vertikal angeordnet ist, ein kleiner Teil der festen Nebenprodukte aus der Reaktion in der primären Containmentkammer 48 durch Schwerkraft durch die Vormischzone 48, die Diffusorplatte 70 verhindert jedoch, dass diese Nebenprodukte die Einlassdüse 76 des reaktiven Behandlungsgases verstopfen.
  • Der Rest der Gasmischung, welcher nicht unmittelbar beim Eintritt in die primäre Containmentkammer 48 reagiert, fließt weiter durch die primäre Containmentkammer 48 zu dem primären Einsatz 90. Der primäre Einsatz 90 ist in der primären Containmentkammer 48 zwischen der Mischkammer 60 und dem Auslass 30 angeordnet, so dass das Gesamte des gemischten Gases durch diesen primären Einsatz fließen muss, wie durch die Flusspfeile 92, 94, 96 in der 4 dargestellt. Der primäre Einsatz 90 umfasst Material oder Komponenten, welche die Reaktionseffizienz maximieren, indem eine Turbulenz in dem Gasfluss 92, 94, 96 erzeugt wird, ohne selbst signifikantes Volumen zu besitzen, so dass es die Leitfähigkeit des Gasflusses durch die Vorrichtung 10 nicht hemmt, d. h. den Gasfluss nicht ausreichend hemmt, um zu verhindern, dass die Vakuumpumpe 26 (1) einen gewünschten Druck in der primären Reaktionskammer 12 (1) erzielt oder beibehält. Zusätzlich verlangsamt die große Oberfläche des primären Einsatzes 90 die Gasflussgeschwindigkeit und erhöht die Verweildauer der Gasmoleküle in der primären Containmentkammer 48, was nicht nur die chemische Reaktion wirksam steigert, sondern auch mehr Zeit bereitstellt, dass die chemischen Reaktionen in der primären Containmentkammer 48 auftreten können.
  • In der beispielhaften Umsetzung, welche in den 2 und 4 dargestellt ist, umfasst der primäre Einsatz 90 rostfreien Stahl, gequetschtes Drahtgewebe, andere Materialien und Strukturen können jedoch auch verwendet werden, um die gewünschte Funktion zu erzielen. Indem die Reaktion des Silanverfahrensgases mit dem reaktiven Behandlungsgas in dem primären Einsatz 90 gesteigert oder erzwungen wird, wird das Silan in der Vorrichtung 10 verbraucht, statt an unerwünschteren Orten, wie in einem Wäschereinlass (nicht dargestellt) oder in einem Eingang zu einem Hausabgassystem (nicht dargestellt). Während die gasförmige Mischung durch den primären Einsatz 90 geleitet wird, reagieren das Verfahrenssilan und das reaktive Behandlungsgas in der Mischung chemisch miteinander, um ein festes Produkt der Reaktion zu erzeugen. Wenn z. B. Silan (SiH4) mit Sauerstoff (O2) in dem reaktiven Behandlungsgas reagiert, ist das resultierende Produkt festes Siliciumdioxid gemäß der Reaktionsgleichung: xSiH4 + yO2 → zSiO2 (1)
  • Das feste Produkt (z. B. SiO2) der Reaktion in der primären Containmentkammer 48 ist in der primären Containmentkammer 48 eine sehr feine teilchenförmige Materie oder Pulver, zum größten Teil werden die feinen Teilchen- oder Pulvernebenprodukte in dem Material oder der Struktur (z. B. Gewebe) des primären Einsatzes 90 gehalten, wo es sich ansammelt und irgendwann den primären Einsatz 90 verstopft, wie diagrammartig durch die Ansammlung 98, 99 in 4 dargestellt. Da das Siliciumnebenprodukt jedoch so fein ist, kann ein Teil dessen weiter nach unten befördert werden, wo es ein sekundärer Einsatz 122 einfangen und halten kann. Daher steigert der sekundären Einsatz 122 die gesamte Effizienz der Vorrichtung 10 nicht nur indem die weitere Reaktion des bisher nicht reagierten Verfahrensgases gesteigert wird, wie unten erläutert, sondern auch indem er teilchenförmiges oder pulverförmiges Nebenprodukt, welches aus dem primären Einsatz 90 kommt oder durch diesen austritt, einfängt und hält. Natürlich können andere Reaktionsnebenprodukte aus anderen Materialien kondensieren oder sich in einer sehr dichten Ansammlung der Oberflächen des Gewebes oder anderer Medien des Elementes 125 des primären Einsatzes 90 bilden.
  • Aufgrund der natürlichen Gasflussmuster neigen die festen Ansammlungen 98, 99 dazu, zunächst auf die vorderen (stromaufwärts gelegenen) Bereichen des primären Einsatzes 90 aufzutreten, wo die gasförmige Mischung der Reaktanten zuerst auf den primären Einsatz 90 treffen. Da diese Bereiche des primären Einsatzes 90 mehr und mehr durch die festen Ansammlungen 98, 99 verstopft werden, verschiebt sich der Fluss der gasförmigen Mischung stufenweise zu den weniger verstopften Bereichen des Einsatzes 90 weiter stromabwärts. Schließlich wird die feste Ansammlung ausreichend viel des primären Einsatzes 90 verstopfen, so dass der Gasfluss materiell gehemmt wird, d. h. ausreichend, dass die Vakuumpumpe 26 (1) einen gewünschten Druck in der primären Reaktionskammer 12 nicht mehr beibehalten kann (1), oder wird eine nicht akzeptierbare, d. h. unwirtschaftlich lange Dauer benötigen, um die primäre Reaktionskammer 12 auf einen gewünschten Druck abzupumpen. Daher wird der primäre Einsatz 90 in der beispielhaften Vorrichtung 10 einfach entfernt und durch einen neuen oder gereinigten Einsatz 90 ersetzt, wie nachfolgend in größerem Detail erläutert.
  • Um mehr Kapazität zur Anhäufung fester Ansammlungen in dem primären Einsatz 90 bereitzustellen, ist der primäre Einsatz 90 in einer kegelförmigen bzw. zulaufenden Anordnung strukturiert und erstreckt sich von einem kleineren Radius an dem vorderen (stromaufwärts angeordneten) Bereich 100 zu einem größeren Radius an dem hinteren (stromabwärts gelegenen) Bereich 104. Durch diese kegelförmige Anordnung verstopf oder hemmt eine größere feste Ansammlung 98 an dem vorderen Bereich 100 nicht den Fluss der gasförmigen Mischung zwischen der Ansammlung 98 und der Gehäuseseitenwand 88 zu den weiter hinter angeordneten (stromabwärts angeordneten) Bereichen, bevor die hinteren Bereiche des primären Einsatzgewebes 90 eine Gelegenheit haben, festes Material anzusammeln und sich im Wesentlichen anzufüllen. Idealerweise wäre und könnte der Kegel konisch sein, für eine maximale Verwendung des zur Verfügung stehenden Volumens zur Anhäufung. Der Kegel bzw. die Verjüngung kann jedoch ausreichend durch eine gestufte Einsatzstruktur bereitgestellt werden, wie durch den gestuften primären Einsatz 90 dargestellt, welcher in den 2 und 4 gezeigt ist, welcher etwas einfacher und wirtschaftlicher in der Herstellung als eine konische Anordnung herzustellen ist. In der gestuften primären Einsatzanordnung 90, welcher in den 2 und 4 dargestellt ist, umfasst der primäre Einsatz 90 eine zylindrische hintere Stufe oder Basisstufe 104, angeordnet auf einem Flansch 106, welcher auf einer Kante 108 des Gehäuses 88 befestigt ist, und durch die hintere Endplatte 110 in der Position gehalten wird. Eine mittlere zylindrische Stufe 102 erstreckt sich axial nach vorn von der hinteren Stufe oder Basisstufe 104 und eine vordere zylindrische Stufe 100 erstreckt sich axial von der mittleren Stufe 102 nach vorn. Jede nachfolgende Stufe von der Basisstufe 104 zu der mittleren Stufe 102 und der vorderen Stufe 100 weist einen kleineren Durchmesser als die vorangehende Stufe auf, um die Kegelform des Einsatzes bereitzustellen, welche mehr Raum zwischen der vorderen Stufe 100 und der Gehäuseseitenwand 88 als die mittlere Stufe 102 und die Seitenwand 88 bereitstellt, welche wiederum mehr Raum zwischen der mittleren Stufe 102 und der Seitenwand 88 als zwischen der Basisstufe 104 und der Seitenwand 88 zur Verfügung stellt. Eine Einsatzendkappe bzw. -abschlussstück 112 verschließt das axial vordere (stromaufwärts gelegene) Ende der vorderen Stufe 100, so dass die gasförmige Mischung aus Silan und reaktivem Behandlungsgas durch eine oder mehrere der Stufen 100, 102, 104 fließen muss, um den Auslass 34 zu erreichen. Während der primäre Einsatz 90, welcher in den 2 und 4 dargestellt ist, drei zylindrische Stufen 100, 102, 104 aufweist, kann jede Anzahl von Stufen verwendet werden, und die Stufen können jede Form aufweisen, nicht nur zylindrisch. Des Weiteren kann, wie oben erwähnt, der primäre Einsatz 90 konisch sein, oder kann wie eine Pyramide geformt sein, oder jede andere kegelförmige Anordnung aufweisen.
  • Obwohl der primäre Einsatz 90 auf eine Vielzahl von Arten strukturiert sein kann, z. B. weist die Umsetzung des primären Einsatzes 90, welche in 4 dargestellt ist, aus Gewebe 140, 142, 144 hergestellte Stufen auf, gebildet um einen perforierten Metallblechzylinder 101, 103, 105 herum. Die Metallblechzylinder 101, 103, 105 stützen und halten die zylindrische Anordnung der jeweiligen Gewebestufen 100, 102, 104 und die Löcher 114, 116, 118, welche durch die Metallblechzylinder 101, 103, 105 perforiert sind, ermöglichen, dass das Gas durch die Zylinder 101, 103, 104 fließt.
  • Wie oben erwähnt, kann, wenn der primäre Einsatz 90 mit Feststoffen verstopft wird, der primäre Einsatz 90 zur Beseitigung oder Reinigung entfernt werden und kann durch einen neuen oder sauberen primären Einsatz 90 ersetzt werden. Um den primären Einsatz 90 zu entfernen, kann die hintere Endplatte 110 des Vorrichtungsgehäuses 40 entfernt werden, wodurch der Flansch 106 freigegeben wird und so ermöglicht, dass der primäre Einsatz 90 aus der primären Containmentkammer 48 gezogen werden kann. Die Endplatte 110 kann an dem Gehäuse 88 auf jede geeignete Weise, die Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist, z. B. mit Klemmen 104 befestigt werden, wie in 2 dargestellt.
  • Obwohl 80 bis 90% oder mehr des Silans in der gasförmigen Mischung reagiert und aus dem Gasfluss in der primären Containmentkammer 48 durch Reaktionen vor und in dem primären Einsatz 90, wie oben beschrieben, entfernt werden kann, bleiben ungefähr 10 bis 20%, möglicherweise weniger, des Verfahrenssilans in dem Gasfluss 92, 94, 96, welcher aus dem primären Einsatz 90 austritt. Daher wird ein sekundärer Einsatz 122 in einer sekundären Containmentzone 50 im Inneren des primären Einsatzes 90 zwischen dem primären Einsatz 90 und dem Auslass 34 angeordnet, um eine weitere Turbulenz in dem Gasfluss 124 zu erzeugen, um eine weitere Reaktion zum Verbrauchen des übrigen Silans in dem Gasfluss zu induzieren. Der sekundäre Einsatz 122 kann jede Struktur oder Element 125 umfassen, welche(s) ausreichend Turbulenz und Verweildauer für den Gasfluss erzeugt, um das übrig bleibende Verfahrenssilan mit dem reaktiven Behandlungsgas zu reagieren, jedoch die Gasflussleitfähigkeit nicht ausreichend behindert, um das Pumpen zu behindern oder das Beibehalten des benötigten Vakuums in der Verfahrensreaktionskammer 12 (1). Zum Beispiel kann das Element 125 ähnlich wie der primäre Einsatz 90 ausgebildet sein, welcher in diesem Beispiel ein längliches zylindrisches Gewebe 126 ist, das um einen perforierten Metallblechzylinder 128 gewickelt und von diesem getragen wird. Das Gewebe 126 und der perforierte Zylinder 128, bei welchem es sich um ein perforiertes Metallblech, Sieb oder anderes Material handeln kann, werden an der hinteren Endplatte 110 mit einem länglichen Stab 130 und einer vorderen Endplatte 132 befestigt. Die vordere Endplatte 132 verschließt auch das vordere Ende des zylindrischen Gewebes 126 und des Zylinders 128, so dass der Gasfluss 124 durch das Gewebe 126 fließen muss. Das Gewebe 126 in dem sekundären Einsatz 122 kann zur Reinigung oder zum Ersetzen entfernt werden, indem die hintere Endplatte 110 von dem Gehäuse 88 entfernt wird und die Nut 134 von dem Stab 130 freigelegt wird. Die zylindrischen Gewebestrukturen des primären Einsatzes 90 und des sekundären Einsatzes 122 kann dem Gewebemedium oder jedem anderen Medium des US-Patentes 6,197,119 ähnlich sein, welches hier durch Bezugnahme aufgenommen wird.
  • Nachdem das übrige Verfahrenssilan in dem Gasfluss reagiert hat und aus dem Gasfluss wie oben beschrieben entfernt wurde, werden die übrigbleibenden inerten oder anderen gasförmigen Nebenprodukte in dem Fluss zu der Ausgangszone 52 geführt, wo der Auslass 34 mit dem stromabwärts gelegenen Abgasrohr 16 verbunden sein kann (1). Eine oder mehrere Reinigungs- bzw. Auslassöffnungen 136, 138 (3) können in der Gehäuseseitenwand 88 der primären Containmentzone bereitgestellt sein, um feste Produkte der Reaktion in der primären Containmentzone 48 zu entfernen. Zum Beispiel kann ein Vakuumschlauch durch jede der Reinigungs- bzw. Auslassöffnungen 136, 138 eingeführt werden, um die Feststoffe 84 auf dem Boden der primären Containmentzone 48 herauszusaugen (4) oder um einige der Feststoffe herauszusaugen, welche in dem Gewebe des primären Einsatzes 90 enthalten sind. Solch ein zwischenzeitliches Reinigen kann die Dauer verlängern, die die Vorrichtung 10 im Betrieb bleiben kann, bevor sie aus dem Betrieb genommen werden und geöffnet werden muss, um den primären Einsatz 90 und möglicherweise den sekundären Einsatz 122, wie oben beschrieben zu entfernen und zu ersetzten oder zu reinigen.
  • Eine weitere beispielhafte Ausführungsform 150 des Containmentsystems für reaktive Chemikalien ist in den 7–10 dargestellt. Die Strukturen und Funktionen der Eingangszone 42, der Diffusionszone 44 und der Mischzone 46 dieser beispielhaften Ausführungsform 150 sind die gleichen, die oben für die Ausführungsform 10 beschrieben wurden, einschließlich der Diffusionsplatte 70. Der Rest der Struktur ist längs in einer etwas ausgedehnteren Anordnung verteilt. Die Mischzone 46 reicht von dem Durchmesser des Gehäuses 62 der Mischkammer 60 bis zu dem Gehäuse 152 mit größerem Durchmesser, welche die primäre Containmentzone 48 mit einem ausgestellten Verformungsbereich 154 einschließt. Wenn sich das Verfahrenssilan 56 und das reaktive Behandlungsgas 68 (siehe 10) in der ausgestellten Mischzone 46 vermischen, wie durch die Flusspfeile 156 dargestellt, verringert sich die Flussgeschwindigkeit, um Turbulenzen zu vermeiden und minimiert die Reaktion in der Mischzone 46.
  • In der primären Containmentzone 48 trifft der Fluss auf und verläuft quer zu einem primären Einsatz 160, welches Turbulenz erzeugt, um die freie Weglänge zwischen dem Silan und den reaktiven Behandlungsgasmolekülen zu verringern und dehnt die Verweildauer des Gasflusses aus, um die Reaktion zu induzieren, wie oben in Bezug auf den primären Einsatz 90 der Vorrichtung 10 der ersten Ausführungsform erläutert. Der beispielhafte primäre Einsatz 160, welcher im größeren Detail in den 11 und 12 dargestellt ist, umfasst eine Reihe perforierter Platten 161, 162, 163, welche in einer voneinander beabstandeten Beziehung zueinander auf einem Längsstab 164 befestigt sind. Der Stab 164 erstreckt sich längs von einer Nabe (hub) 165 an den Schnittpunkt einiger Speichen 166, welche sich radial nach innen von einem Befestigungsring 168 zu der Nabe 165 erstrecken. Der primäre Einsatz 160 ist in der primären Containmentzone 48 befestigt, z. B. indem der Befestigungsring 168 zwischen dem Flansch 170 des Gehäuses 152 und dem Flansch 172 des ausgestellten Bereichs 154 angeordnet ist. Bei dieser beispielhaften Befestigung sind diese Flansche 170, 172 mit Klemmen 174 eingeklemmt, wie in den 7 und 10 dargestellt.
  • Der Fluss der gasförmigen Mischung nacheinander durch die perforierten Platten 161, 162, 163 erzeugt Turbulenz und ein gründliches Mischen um die Reaktion des Verfahrenssilans mit dem reaktiven Behandlungsgas zu steigern, um das Verfahrenssilan aufzubrauchen und ein festes Reaktionsprodukt zu erzeugen, wodurch das reagierte Verfahrenssilan wirksam aus dem Gasfluss entfernt wird. Das feste Reaktionsprodukt fällt auf den Boden der primären Containmentkammer 48, wie bei 180 dargestellt. Ein oder mehrere optionale Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnungen 182 können in dem Gehäuse 152 bereitgestellt sein, wie in den 8 und 9 dargestellt, für ein zwischenzeitliches Reinigen, z. B. indem ein Vakuumschlauch (nicht dargestellt) durch die Öffnungen 182 eingeführt wird, um festes Granulat oder Pulver 180 aus der primären Containmentkammer 48 zu saugen.
  • Wie am Besten in den 11 und 12 gezeigt, können die perforierten Platten 161, 162, 163 unterschiedlich große Löcher aufweisen, z. B. größere Löcher 176 in der vorderen (stromaufwärts gelegenen) Platte 161, mittelgroße Löcher 177 in der mittleren Platte 162, die kleiner sind als die Löcher 176, und kleinere Löcher 178 in der hinteren (stromabwärts gelegenen) Platte 163, welche kleiner sind als die Löcher 177 in der mittleren Platte, dies ist jedoch unbedingt notwendig. Die größeren Löcher in der vorderen Platte 161 nehmen mehr feste Ansammlungen in der vorderen Platte 160 auf, bevor die Ansammlung den Fluss hemmt, während die kleineren Löcher in den nachfolgenden stromabwärts gelegenen Platten 162, 163 mehr Turbulenz erzeugen und engere unmittelbare freie Weglänge zwischen den Molekülen, um weitere Reaktionen zu induzieren, während das Verfahrenssilan und das reaktive Behandlungsgas mehr verarmen. Natürlich können auch mehr oder weniger perforierte Platten verwendet werden.
  • Stromabwärts des primären Einsatzes 160 verbindet ein Verformungsbereich 184 mit sich verringerndem Durchmesser das Gehäuse 152 der primären Containmentkammer 48 mit dem Gehäuse 186 mit kleinerem Durchmesser, welches die sekundäre Containmentkammer 50 einschließt. Ein sekundärer Einsatz 190, umfassend ein Element 191 zur Erzeugung einer Turbulenz und ausreichend Verweildauer für den Gasfluss, um das restliche Verfahrenssilan zu reagieren, ist in der sekundären Containmentkammer 50 angeordnet. Ein beispielhaftes Element 191 kann ein Gewebezylinder 192 umfassen, welcher im Wesentlichen dem sekundären Einsatz der ersten Ausführungsform 10 der Vorrichtung, wie oben beschrieben, entsprechen kann, jedoch nicht muss. Das Gas fließt aus der primären Containmentkammer 48 durch den Verformungsbereich 184, wie durch die Pfeile 194 angedeutet, zu der sekundären Containmentkammer 50, wo es durch den Gewebezylinder 192 des sekundären Einsatzes 190 fließt, wie durch die Flusspfeile 196 angegeben. Die Turbulenz und die verringerte freie Weglänge zwischen den Silanmolekülen und den reaktiven Behandlungsgasmolekülen in dem Fluss 196 induziert die Reaktion des übrigbleibenden Silans in dem Fluss. Daher weist das Gas, welches aus dem Auslass 198 in der Austrittszone 52 herausfließt, wie durch Pfeil 199 angegeben, im Wesentlichen kein Verfahrenssilan auf.
  • Während die beispielhafte Containmentvorrichtung 10 für reaktive Chemikalien, welche oben beschrieben wurde, im Betrieb mit der vertikal orientierten Längsachse 66 erläutert und beschrieben wurde, und die beispielhafte Containmentvorrichtung 150 für reaktive Chemikalien mit der horizontal orientierten Längsachse 158 erläutert und beschrieben wurde, kann jede dieser Vorrichtungen entweder vertikal oder horizontal oder in jedem Winkel zwischen vertikal und horizontal betrieben werden. In der Praxis kann die bestimmte verwendete Orientierung ausgewählt werden, um den zur Verfügung stehenden Raum in der Nähe der primären Abscheidungskammer 12 (1) in einer bestimmten Installation oder Situation anzupassen.
  • Wie oben erläutert, erzeugen die beispielhaften primären Einsätze 90, 160 der Containmentvorrichtungen 10, 150 für reaktive Chemikalien Turbulenzen und dehnen die Verweildauer der Verfahrensgas- und reaktiven Behandlungsgasmischungen in der primären Containmentkammer 48 aus, um die Reaktion des Verfahrensgases mit dem reaktiven Behandlungsgas in der primären Containmentkammer 48 zu steigern oder zu erzwingen und um soviel wie möglich des festen Reaktionsnebenprodukts in der primären Containmentkammer 48 zu halten. Der stufenförmige primäre Gewebeeinsatz 90 und der primäre Einsatz 160 mit perforierter Platte, welche oben beschrieben sind, sind nicht die einzigen Strukturen oder Anordnungen, die diese Funktionen bereitstellen können. Verschiedene zusätzliche beispielhafte primäre Einsatzstrukturen und Anordnungen sind in den 14–23 dargestellt.
  • Der beispielhafte primäre Einsatz 200 in den 14 und 15, welcher für den beispielhaften primären Einsatz 90 in der Containmentvorrichtung 150 für reaktive Chemikalien substituiert werden kann, umfasst eine kegelförmige bzw. zulaufende Abfolge perforierter konischer Platten 202, 204, 206, welche längs in voneinander beabstandeter Beziehung zueinander entlang des Stabes 164 befestigt sind, welcher sich längs von der Nabe 165 des Befestigungsrings 168 und den Speichen 166 erstreckt. Der Ring 168 ist in der Vorrichtung 150 befestigt, wie oben beschrieben.
  • Jede nachfolgende nächste konische Platte 204, 206 weist einen Bodenrand bzw. eine Außenzone 205, 207 mit größerem Durchmesser auf, als die jeweiligen Bodenränder 203, 205 der vorangehenden konischen Platten 202, 204. Diese Anordnung maximiert die Kapazität des Containments, insbesondere wenn dieser in einer vertikalen Orientierung betrieben wird, wie in den 14 und 15 dargestellt. Feste Ansammlungen neigen dazu, sich dort anfänglich anzuhäufen, wo der Gasfluss zunächst die konischen Platten berührt, z. B. an den unteren Bereichen der ersten konischen Platte 202, wie diagrammartig durch die Ansammlung 208 dargestellt, und anschließend auf dem Bodenbereich der zweiten konischen Platte 204, wie diagrammartig durch die Ansammlung 209 dargestellt. Wenn das Reaktionsnebenprodukt feine teilchenförmige Materie oder Pulver umfasst, wie das oben beschriebene Siliziumdioxid, kann die Ansammlung 208 auf der konischen Platte 202 und die Ansammlung 209 auf der konischen Platte 204 teilchenförmige Materie oder Pulver umfassen, die durch Schwerkraft aus den Reaktionen, die in oder neben den konischen Platten 204, 206 unmittelbar oberhalb der jeweiligen Platte 202, 204 auftreten, fallen. Während sich die Ansammlung 208, 209 auf den unteren Bereichen der konischen Platten 202, 204 anhäuft, lenkt sich der Gasfluss natürlich um solche Ansammlungen 208, 209 herum, wie durch die Flusspfeile in 15 dargestellt, sowohl nach innen zu den Naben der konischen Platten 202, 204 und nach außen um den Umfang der konischen Platten 202, 204 herum. Da der Gasfluss um die Außenkanten oder Peripherien der ersten und mittleren konischen Platten 202, 204 fließen kann, und die Ansammlung der teilchenförmigen Materie oder des Pulvers 208, 209 auf diesen konischen Platten 202, 204 den Gasfluss nicht blockiert und so erfordert kein verfrühtes Reinigen oder Wartung, bevor die volle Kapazität des Sicherheitsbehälters der primären Containmentkammer 48 (10) erreicht wird. Der Durchmesser des unteren Randes 207 der rückwärtigen konischen Platte 206 ist groß genug, um dem Inneren des Gehäuses 152 der Containmentkammer (10) zu genügen, so dass das ganze übrigbleibende Gas durch und nicht um die rückwärtige konische Platte 206 herum fließt, und anschließend zu der sekundären Containmentkammer 50 (10).
  • Natürlich können mehr oder weniger als die drei konischen Platten 202, 204, 206, welche in den 14 und 15 dargestellt sind, vorhanden sein. Des Weiteren können einige oder alle der konischen Platten den gleichen Durchmesser aufweisen, anstelle der unterschiedlichen Durchmesser, die das kegelförmige Profil der Anordnung des primären Einsatzes 200 bereitstellen, welcher in den 14 und 15 dargestellt ist. In diesem Zusammenhang kann auch festgehalten werden, dass, während die perforierten Platten 161, 162, 163 des primären Einsatzes 90, welcher in den 10–12 dargestellt ist, den gleichen Durchmesser aufweisen, wie mit aufeinanderfolgend größeren Durchmessern bereitgestellt werden können, ähnlich den konischen Platten 202, 204, 206 in den 14 und 15, um den primären Einsatz 90 mit einem kegelförmigen Profil bereitzustellen und einige der gleichen Vorteile solcher kegelförmiger Profile bereitstellen, z. B. dass der Gasfluss um die Außenkanten oder den Umfang der ersten und zweiten perforierten Platte 161, 162 gestattet wird, um den Gasfluss und nachfolgend die Ansammlung auf den nachfolgenden perforierten Platten 162, 163 zu verteilen, ohne dass eine Ansammlung auf der ersten perforierten Platte 161, 162 den Gasfluss durch die primäre Containmentkammer 12 vorzeitig blockiert.
  • Der beispielhafte primäre Einsatz 210, welcher in den 16 und 17 dargestellt ist, umfasst drei perforierte zylindrische Siebe 212, 214, 216, welche konzentrisch auf dem Stab 164 befestigt sind. Der Stab 164 ist auf der Nabe 165 des Rings 168 und den Speichen 166 befestigt und erstreckt sich längs von diesem, wie oben beschrieben, und der Ring 168 ist an der Vorrichtung 150 befestigt, wie auch oben beschrieben.
  • Die unteren oder führenden Enden der perforierten zylindrischen Siebe 212, 214, 216 sind durch vordere Endplatten 213, 215, 217 verschlossen oder blockiert, so dass der Gasfluss um die Außenseite der äußeren zylindrischen Siebe 212 und anschließend nachfolgend durch die Perforationen in den zylindrischen Sieben 212, 214, 216 fließen muss, wie durch die Flusspfeile in 17 dargestellt. Das obere oder hintere Ende aller perforierter zylindrischer Siebe 212, 214, mit Ausnahme des innersten zylindrischen Siebs 216, sind durch eine hintere Endplatte 218 verschlossen oder blockiert, so dass das Gas durch alle perforierten zylindrischen Siebe 212, 214, 216 fließen muss, bevor es aus dem hinteren Ende 212 des innersten perforierten zylindrischen Siebs 216 austritt, wie durch die Flusspfeile in 17 angegeben. Natürlich können auch mehr oder weniger als die drei perforierten zylindrischen Siebe 212, 214, 216, vorhanden sein.
  • Ein Vorteil des beispielhaften primären Einsatzes 210 mit perforierten zylindrischen Sieben ist, wenn er in einer vertikalen Orientierung verwendet wird, wie in den 16 und 17 dargestellt, dass die meisten der teilchenförmigen oder pulverförmigen Reaktionsnebenprodukte, z. B. das Siliziumdioxidreaktionsnebenprodukt, welches oben diskutiert wurde, durch Schwerkraft auf die vorderen Endplatten oder Bodenendplatten 213, 215, 217 fallen, und dort gehalten werden, so dass sie nicht auf die Diffusionsplatte 70 (Siehe 10) fallen können, wo sie in die Einströmung und die Diffusion des Behandlungsreaktionsgases eingreifen können. Die obere oder hintere Endplatte 218 kann entfernbar sein, um der Entfernung und Reinigung solcher teilchenförmiger oder pulverförmiger Nebenprodukte aus den perforierten zylindrischen Sieben während der geplanten Wartung Platz zu bieten.
  • Der beispielhafte primäre Einsatz 220, welcher in den 18 und 19 dargestellt ist, umfasst ein Labyrinth zylindrischer Fässer bzw. Tonnen 222, 224, 226, 228, welche konzentrisch eins in dem anderen auf dem Stab 164 befestigt sind. Die vorderen oder unteren Enden 232, 236 des äußersten Fasses 222 und des innersten mittleren Fasses 226 werden durch vordere oder untere Endplatten 242, 246 verschlossen oder blockiert, wohingegen ihre hinteren oder oberen Enden 252, 256 offen bleiben. Die hinteren oder oberen Enden 254, 258 des äußersten mittleren Fasses 224 und des innersten Fasses 228 erstrecken sich nach hinten oder oben über eine Entfernung über das offene hintere oder obere Ende 252, 256 des äußeren Fasses 222 und des innersten mittleren Fasses 226 hinaus. Die vorderen oder unteren Enden 232, 236 des äußeren Fasses 222 und des innersten mittleren Fasses 226 erstrecken sich nach vorn oder nach unten über die offenen vorderen oder unteren Enden 234, 238 des mittleren Fasses 224 und des innersten Fasses 228 hinaus. Eine hintere oder obere Platte 244 erstreckt sich über und verschließt das hintere oder obere Ende 254 des äußersten mittleren Fasses 224 bis zu dem hinteren oder oberen Ende 258 des innersten Fasses 228. Eine Öffnung 248 in dem mittleren Bereich der oberen Platte 244 lässt das hintere oder obere Ende 258 des innersten Fasses 228 offen. Das Ergebnis dieser Struktur und dieser Anordnung ist ein Labyrinth konzentrischer, zylindrischer Flusswege in und zwischen den Fässern 222, 224, 226, 228, durch welche das Gas, wie durch die Flusspfeile in 19 angegeben, fließt, von der Vorderseite oder dem Boden des primären Einsatzes 220, um aus der hinteren oder oberen Öffnung 248 auszutreten.
  • Das Labyrinth bewirkt Turbulenz in dem Gasfluss, insbesondere, wenn sich der Fluss die Richtung an der Oberseite 252, 256 und der Unterseite 234, 238 der Fässer 222, 226 und 224, 228 ändert, wie durch die Flusspfeile in 19 dargestellt, wodurch die Reaktion des Verfahrensgases und des reaktiven Behandlungsgases gesteigert wird. Wenn das Reaktionsnebenprodukt teilchenförmig oder Pulver ist, wie das Siliciumdioxidreaktionsnebenprodukt, welches oben diskutiert wurde, ist das meiste dieses reaktiven Nebenprodukts in den Fässern 222, 224, 226, 228 enthalten. Die obere Platte 244 und die Fässer 224, 228 können von den anderen Fässern 222, 226 entfernt werden, um das teilchenförmige oder pulverförmige Nebenprodukt während der geplanten Wartung zu entfernen und zu reinigen.
  • Der beispielhafte alternative primäre Einsatz 260, welcher in den 20 und 21 dargestellt ist, umfasst einen Wabenkern 161, welcher durch eine Vielzahl von Wabenelementen 262 gebildet werden kann, die in einem Fass 264 gestapelt sind. Das Fass 264 ist auf einem Ring 168, welcher in der Containmentvorrichtung 150 für reaktive Chemikalien befestigt ist, befestigt und erstreckt sich längs von diesem, wie oben beschrieben. Daher fließt das ganze Gas durch den Wabenkern 261, welcher den Gasfluss sehr gleichmäßig über die Querschnittsfläche des Wabenkerns 261 verteilt und die Turbulenz erzeugt, die die Reaktion des Verfahrensgases und des reaktiven Behandlungsgases steigert oder erzwingt. Während es nicht notwendig ist, kann die Erzeugung und Steigerung der Turbulenz in dem Gasfluss noch mehr verbessert werden, indem die Wabenelemente 262 in dem Stapel in solch einer Weise angeordnet werden, dass die Wabenzellen 266 der benachbarten Wabenelemente versetzt zueinander angeordnet sind, wie in 21 dargestellt. Die Wabenelemente 262 können aus dem Fass 264 entfernt werden und voneinander getrennt werden, um einzeln gereinigt zu werden, sofern erwünscht, oder sie können ersetzt werden.
  • Der beispielhafte alternative primäre Einsatz 270, welcher in den 22 und 23 dargestellt ist, umfasst ein bürstenartiges Element 272, mit einer Vielzahl von Borsten 274, welche sich radial nach außen in allen Richtungen von dem Stab 164 erstrecken. Der Stab 164 ist an der Nabe 165 befestigt, so dass das bürstenartige Element 272 von dem Ring 168 und den Speichen 166 gestützt wird, wie in der oben beschriebenen beispielhaften Containmentvorrichtung 150 für reaktive Chemikalien. Die Borsten 274 verteilen den Gasfluss über den Querschnitt des bürstenartigen Elementes 264 und erzeugen die Turbulenz in dem Gasfluss, um die Reaktion des Verfahrensgases mit dem reaktiven Behandlungsgas zu steigern, um das Verfahrensgas, wie oben erläutert, zu verbrauchen. Die Borsten 274 können wenigstens etwas des Reaktionsnebenprodukts halten, und das bürstenartige Element 272 kann entfernt werden, um ersetzt oder gereinigt zu werden.
  • Der beispielhafte alternative primäre Einsatz 280, welcher in den 24 und 25 dargestellt ist, umfasst eine konisch aufgebaute kegelförmige Schlange bzw. Spule 282 aus Kühlrohr 284, befestigt auf dem Stab 164 der oben beschriebenen Befestigungsanordnung aus Ring 168, Speichen 166 und Nabe 165. Diese kegelförmige bzw. zulaufende Kühlrohrschlange 282 ist primär für Verfahrensgase geeignet, die einen kondensierbaren Bestandteil aufweisen, der durch Kondensation aus dem Gasfluss entfernt werden kann, oder kann verwendet werden, um die Gastemperatur zu erhöhen, um die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion zu steigern, sofern erwünscht. Es kann entweder eine Kühlflüssigkeit oder eine heiße Flüssigkeit durch das Rohr 284 fließen. Die kegelförmige Schlange 282 kann allein verwendet werden, abhängig von der Eigenschaft des Verfahrensgases und der Flussparameter, ist jedoch besonders geeignet, wenn sie z. B. mit einer oder mehrerer der perforierten Platten (z. B. Platten 162, 163) des primären Einsatzes mit perforierter Platte kombiniert wird, wie z. B. in dem alternativen primären Einsatz 290 in den 26 und 27 dargestellt, um Verfahrensgase zu behandeln, welche einen kondensierbaren Bestandteil umfassen, welcher sich beim Abkühlen durch die Schlange 282 kondensiert, während gleichzeitig der andere reaktive Verfahrensgasbestandteil in stabile Nebenprodukte im Inneren der Vorrichtung 150 umgewandelt wird. Zum Beispiel können Verfahrens- und Abgase aus einem PECVD-Nitridverfahren kondensierbares (NH4)2SiF6, wie auch unreagiertes Verfahrenssilan umfassen. Bei dieser Art der Anwendung ist es im Allgemeinen bevorzugt, die Kühlrohrschlange 282 als eine erste Stufe anzuordnen, um die kondensierten Nebenprodukte zu entfernen. Ein Beispiel des Einsatzes der Kühlschlange 282 auf diese Weise ist es, die erste perforierte Scheibe 161 durch diese Kühlschlange 282 zu ersetzen, wie in den 26 und 27 dargestellt.
  • Erneut Bezug nehmend im Wesentlichen auf die 24 und 25 ist das Rohr 284 zu einer kegelförmigen Schlange 282 aufgespult und auf geformten oder eingekerbten Kanten 287 einer oder mehrerer konzentrischen Platten 286 angeordnet, die ausgebildet und angeordnet sind, so dass Spalten 289 zwischen den benachbarten Schleifen des Rohrs 284 in der Schlange 282 vorhanden sind. Daher kann die Mischung aus Verfahrensgas und reaktivem Behandlungsgas durch die Spalten 289 zwischen den benachbarten Schleifen des Rohrs 284 fließen. Dieser Gasfluss durch die Spalten 289 erzeugt Turbulenz, während das Gas auch erwärmt oder abgekühlt wird, um die Reaktion, Kondensation oder Dissoziation des Verfahrensgases zu steigern oder zu erzwingen. Während es nicht wesentlich ist, gibt es Vorteile in der Anordnung der Schleifen des Rohres 284 in einem kegelförmigen Profil, wie der konischen Rohrschlange 282, welche in den 24 und 25 dargestellt ist, da die Ansammlung der Reaktionsnebenprodukte oder der Kondensation zunächst an dem Führungspunkt 283 der konisch kegelförmigen Schlange 282 auftreten. Wenn die Spalte in der Nähe des Punktes 283 durch Ansammlung blockiert wird, verteilt sich der Gasfluss von selbst weiter nach außen zu den Bereichen der kegelförmigen Schlange 282 mit breiterem Durchmesser. Die Außenkanten 285 sind so ausgebildet, dass sie grob dem inneren Durchmesser des Gehäuses 152 angepasst sind, so dass sie zur Zentrierung und Stützung der Schlange 282 lateral in dem Gehäuse 152 dienen.
  • Eine obere Halterung 288, welche an dem distalen Ende des Stabes 164 befestigt ist, kann bereitgestellt werden, um dazu beizutragen, dass die aufgespulten Schleifen des Rohres 164 richtig in den Platten 286 angeordnet bzw ineinander verschachtelt sind. Die Enden 284', 284'' der Rohre können sich entlang einer Speiche 166 zu einem Ring 168 erstrecken, wo sie sich durch das Gehäuse 152 (10) zu einer Quelle der Kühl- oder Heizflüssigkeit erstrecken, welche nicht dargestellt ist, jedoch in den Fähigkeiten eines Fachmanns auf dem Gebiet liegt.
  • Wie oben erwähnt, verbindet der beispielhafte alternative primäre Einsatz 290 in den 26 und 27 die kegelförmige Schlange 282 des alternativen primären Einsatzes 280 der 24 und 25 mit einer oder mehreren der perforierten Platten, z. B. den Platten 162, 163 des beispielhaften alternativen primären Einsatzes 160 in den 10–12. Natürlich kann die Schlange 282 mit den eine Turbulenz erzeugenden Oberflächenbestandteilen jeder der anderen primären Einsätze 90, 190, 200, 210, 220, 260 oder 270, welche oben beschrieben sind, kombiniert werden. Des Weiteren kann die kegelförmige Schlange 282 in der entgegengesetzten Richtung zulaufend oder überhaupt nicht zulaufend sein, sofern für bestimmte Anordnungen erwünscht. Wenn die Schlange 282 z. B. mit einer oder mehreren der perforierten konischen Platten 202, 204, 206 des alternativen primären Einsatzes 200 in den 14 und 15 kombiniert wird, kann es wünschenswert sein, den Kegel bzw. das Zulaufen der Schlange 282 besser an das Zulaufen der perforierten konischen Platten anzupassen, um die Anordnung längs so kompakt wie möglich zu halten.
  • Wie oben erwähnt, kann das Element 125 des sekundären Einsatzes 122 in der beispielhaften Containmentvorrichtung 10 für reaktive Chemikalien und das Element 191 des sekundären Einsatzes 190 in der beispielhaften Containmentvorrichtung 150 für Chemikalien ein Gewebematerial umfassen, welches in einer zylindrischen Form ausgebildet ist. Ein Beispiel solch eines Gewebes umfasst ein Maschengewebe 193, gebildet in einer zylindrischen Form. Ein Beispiel solch eines Gewebes umfassend ein gequetschtes Maschengewebe 193 aufgerollt zu der zylindrischen Geweberolle 190 ist in der 28 dargestellt. Die Elemente 125, 191 können jedoch unterschiedliche Strukturen aufweisen, welche die Turbulenz, Oberflächen, Gasflussverteilung und Verweildauer bereitstellen, die notwendig sind, um das übrige Verfahrensgas zu reagieren. Zum Beispiel können die Elemente 125, 191 bereitgestellt werden durch, sind jedoch nicht dadurch begrenzt: (i) eine Vielzahl konzentrischer zylindrischer Siebe 291, 292, 293, 294, 295, 296, wie in 29 dargestellt; (ii) eine Vielzahl konzentrisch perforierter zylindrischer Folien 301, 302, 303, 304, wie in 30 dargestellt; (iii) ein perforiertes Folienblech 306 geknickt in der Art eines Handfächers (Falten) und gehalten in einem Zylinder, wie in 31 dargestellt; oder (iv) eine Vielzahl länglicher Folienblätter 307, angeordnet und gehalten in einer zylindrischen Form durch Drähte 308, 309, wie in 32 dargestellt.
  • Wie oben erwähnt kann die Diffusion des reaktiven Behandlungsgases in die Vormischkammer auf eine Vielzahl von Arten umgesetzt werden. Verschiedene beispielhafte alternative Diffusoranordnungen sind in den 33–38 dargestellt, obwohl andere Alternativen, die nicht dargestellt sind, auch verwendet werden könnten.
  • Die alternative Diffusoranordnung 310, welche in 33 dargestellt ist, ist dem Diffusor in den 2, 4 und 10 ähnlich, einschließlich der Ablenk- oder Diffusorplatte 70, angeordnet in der Vormischkammer 60 zwischen einer Einlassdüse 312 des reaktiven Behandlungsgases und der Verfahrensgaseinlassöffnung 54. Die Einlassdüse 312 in der Diffusoranordnung 310 in 33 ist jedoch in die Diffusorzone 44 durch die vordere Endwand 72 des Gehäuses 62 der Vormischkammer gerichtet, anstatt durch die Diffusorplatte 70, wie in der Anordnung der 2, 4 und 10 gezeigt und beschrieben. Daher wird das reaktive Behandlungsgas durch die Einlassdüse 310 in die Diffusionszone 44 eingeführt, von wo es wie durch die Flusspfeile 314 in 33 angegeben, durch die Öffnungen 80 und in die Vormischzone 46 fließt, wie durch die Flusspfeile 316 angegeben. Der Fluss 316 des reaktiven Behandlungsgases beginnt sich mit der Einströmung 58 des Verfahrensgases in der Vormischzone 46 zu vermischen und bewegt sich schnell zu der primären Containmentzone 48 (2, 4 und 10) wie oben erläutert. Während die Einlassdüse 312 in dieser Diffusoranordnung 310 in der 33 etwas mehr für die Verstopfung durch feste Nebenprodukte anfällig ist, die durch die Öffnungen 80 fallen, als die Einlassdüse 76 in den 2, 4 und 10, machen sie andere Betrachtungen, z. B. Berücksichtigung der Installation und Raumbeschränkungen vorteilhaft.
  • In einer anderen alternativen Diffusoranordnung 320, welche in 34 dargestellt ist, sind die Diffusionszone 44 und die Ablenk- oder Diffusorplatte 70 konzentrisch um die Verfahrensgaseinlassöffnung 54 und um das Abgasrohr 30 angeordnet. Das reaktive Behandlungsgas wird durch eine Einlassdüse 322 in die Diffusionszone 44 eingespritzt bzw. eingespeist, welche von dem Gehäuse 324 einer zylindrischen Diffusionskammer um das Abgasrohr 30 eingeschlossen ist, wo es durch die Diffusionszone 44 diffundiert und gleichmäßig aus den Öffnungen 80 in der Diffusionsplatte 70 austritt, wie durch die Diffusionsflusspfeile 326 dargestellt. Der Fluss des Verfahrensgases 58 in die Vormischkammer 60 beginnt sich mit dem Fluss 326 des reaktiven Behandlungsgases in der Vormischzone 46 zu vermischen und bewegt sich schnell zu der primären Containmentzone 48 (in 34 nicht dargestellt), wie oben erläutert. Die enge Nähe der Diffusionszone 44 zu der Einlasszone 42 in dieser Diffusoranordnung 320, im Vergleich zu der Diffusoranordnung, welche in den 2, 4, 10 und 33 dargestellt sind und oben beschrieben ist, macht die Diffusorzone 44 in dieser Anordnung 320 etwas anfälliger für den Rückfluss des Verfahrensgases in die Diffusionszone und für das dortige Reagieren um festes Nebenprodukt in der Diffusionszone 44 zu bilden, als andere Diffusoranordnungen. Sie weist jedoch den Vorteil eines Behälterraums 327 in dem unteren Bereich der Vormischkammer 60 auf, wo sich feste Nebenprodukte 328 anhäufen können, ohne die Einlassdüse 322 oder andere Funktionen zu behindern. Eine zu öffnende und schließende Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnung 329 kann verwendet werden, um die Anhäufung 327 der festen Nebenprodukte zwischen der programmierten Wartungsdemontage der Containmentvorrichtungen 10, 150 für reaktive Chemikalien auszusaugen, und so die Zeiträume zwischen solchen programmierten Wartungsdemontagen zu verlängern.
  • Bei der alternativen Diffusoranordnung 330, welche in 35 dargestellt ist, ist die Diffusionszone 44 diametral von der Verfahrensgaseinlassöffnung 54 quer über der Vormischkammer 60 angeordnet. Ein Gehäuse 332 der zylindrischen Diffusionszone schließt die Diffusionszone 44 mit einer Seitenplatte 333 an einem Ende zu der Diffusorplatte 70, angeordnet zwischen der Seitenplatte 333 und der Verfahrensgaseinlassöffnung 54, ein. Eine Einlassdüse 334 für das reaktive Behandlungsgas ist angeordnet, um sich durch die Diffusorplatte 70 in die Diffusionszone 44 zu erstrecken. Das reaktive Behandlungsgas wird dann durch die Seitenplatte 333 gezwungen seine Richtung umzukehren, wie durch die Flusspfeile 335 angegeben, um durch die Öffnungen 80 in der Diffusorplatte 70 zu fließen und dann in die Vormischzone 46 in der Vormischkammer 60, wie durch die Flusspfeile 336 angegeben. In der Vormischzone beginnt sich der Verfahrensgasfluss 58 mit dem reaktiven Behandlungsgasfluss 336 zu vermischen und bewegt sich schnell in die primäre Containmentzone 48 (2, 4 und 10). Ähnlich wie die oben beschriebene Anordnung 320 weist diese Anordnung 330 einen Behälterbereich 337 zur Anhäufung des festen Nebenprodukts 338 und eine Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnung 339 auf.
  • Die in 36 dargestellte alternative Diffusoranordnung 330' ist der Diffusoranordnung 330 in 35 ähnlich, mit der Ausnahme, dass die Einlassdüse 334' für das reaktive Behandlungsgas in die Diffusionszone 44 durch die Seitenplatte 333 eintritt, anstelle durch die Diffusorplatte 70. Ansonsten sind die Struktur und die Funktionen der Bestandteile der Diffusoranordnung 330' in 36 denen der Diffusoranordnung 330 in 35 sehr ähnlich.
  • Die in 37 dargestellte alternative Diffusoranordnung 300 umfasst einen ringförmigen Diffusorkanal 341, welcher die Diffusionszone 44 in der Vormischkammer 60 zwischen der Endplatte 72 und der Verfahrensgaseinlassöffnung 54 umgibt. Eine Vielzahl von Diffusoröffnungen 342 öffnet sich von dem Kanal 341 in die Diffusionszone 44. Das reaktive Behandlungsgas wird durch eine Einlassdüse 343 in den ringförmigen Diffusorkanal 341 eingeblasen, von wo es durch die Öffnungen 342 in die Diffusionszone 44 diffundiert, wie durch die Flusspfeile 344 in 37 angegeben. Aus der Diffusionszone 44 fließt der Behandlungsreaktivgasfluss 344 weiter durch die Vormischkammer 60 und beginnt sich mit dem Verfahrensgasfluss 58 aus dem Verfahrensgaseinlass 54 zu vermischen. Diese Diffusoranordnung 340 weist die beiden folgenden Vorteile auf: (i) die Diffusionszone 44 mit der Einlassdüse 343 und dem Diffusorkanal 341 sind voneinander getrennt stromaufwärts von dem Verfahrensgaseinlass 54 angeordnet, um ein Rückströmen des Verfahrensgases in den Kanal 341 zu vermeiden, wo sich das Reaktionsnebenprodukt anhäufen könnte und die Einlassdüse 343 oder den Kanal 341 selbst verstopfen könnte; und (ii) weist auch einen Behälterraum 345 an dem Boden des Gehäuses 62 der Vormischkammer auf, um festes Nebenprodukt 346 aus den obigen Reaktionen einzufangen und anzuhäufen. Eine Reinigung- bzw. Ausgangsöffnung 347 ist auch dargestellt, um das feste Nebenprodukt 346 aus dem Behälterraum 345 zu reinigen.
  • Die alternative Diffusoranordnung 350, welche in 38 dargestellt ist, ist in der Struktur der Diffusoranordnung in 340 in 38 ähnlich, mit der Ausnahme, dass der ringförmige Diffusorkanal 351 und die Öffnungen 352 oberhalb, d. h. stromabwärts von der Verfahrensgaseinlassöffnung 54 angeordnet sind, um die Diffusionszone 44 stromabwärts von der Verfahrensgaseinlassöffnung zu erzeugen. Daher fließt der Verfahrensgasfluss 58 durch die Diffusionszone 44 und beginnt sich mit dem reaktivem Behandlungsgasfluss 354 zu vermischen, welcher aus den Diffusionsöffnungen 352 in die Vormischzone 46 fließt. Das reaktive Behandlungsgas wird aus der Einlassdüse 353 in den kreisförmigen Kanal 351 eingeblasen, von wo es durch die Öffnungen 352 in die Vormischkammer 60 diffundiert, um die Diffusionszone 44 zu erzeugen. Da die Diffusionszone 44 stromabwärts von der Einlasszone 42, welche durch den Verfahrensgaseinfluss 54 erzeugt wird, angeordnet ist, beginnt das Vermischen des Verfahrensgases und des reaktiven Behandlungsgases in der Diffusionszone 44 des reaktiven Behandlungsgases, so dass die Diffusionszone 46 und die Vormischzone 46 näher zueinander angeordnet sind und sich zu einem gewissen Maße decken, die Vormischzone erstreckt sich jedoch stromabwärts von der Diffusionszone 44 zu der primären Containmentzone 48 (in 38 nicht dargestellt). Festes Nebenprodukt 356 kann sich in dem Behälterraum 355 an dem Boden des Gehäuses 62 der Vormischkammer anhäufen, und kann durch die Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnung 357 gereinigt werden.
  • Die absoluten und relativen Größen der verschiedenen Bestandteile können variieren, abhängig von den Verfahrensgaseigenschaften, den Größenordnungen des Gasflusses, z. B. Masse je Zeiteinheit, zur Verfügung stehender Raum, Kosten oder Kapazität. Die Einlass- und Auslassöffnungen 54, 34, 198 sind im Allgemeinen so groß, dass sie einer bestimmten Abgasleitung 30 einer bestimmten Verfahrensreaktionskammer 12 entsprechen oder koordinieren. Das Volumen der primären Containmentkammer 48 ist im Allgemeinen groß genug, um eine Kapazität aufzuweisen, die ausreichend Reaktionsnebenprodukte aufnehmen kann, um die gewünschten Programmwartungsintervalle des Verwenders zu erfüllen, sofern sie nicht durch den physikalischen Raum eingeschränkt ist, der in einer bestimmten Installation zur Verfügung steht oder durch die Kosten. Andere Bestandteile und Raumgrößen können an die Natur der Verfahrensgaszusammensetzung angepasst werden, und das physikalische Verhalten des Nebenprodukts, wie auch um die Mischeffizienz und die Reaktionseffizienz zu maximieren und um ausreichend Kapazität in der zweiten Containmentkammer 50 bereitzustellen, um das ganze übrigbleibende Verfahrensgas zu reagieren, welches nicht in der primären Containmentkammer 48 reagiert hat.
  • Unter Berücksichtigung des Vorangehenden stellen die folgenden Parameter für die Containmentsysteme für reaktive Chemikalien, welche oben beschrieben sind, eine gute Ausgewogenheit von Größe, Effizienz und programmierten Wartungszeiträumen für die oben beschriebenen Verfahrensgase dar. Die Gesamtlänge L in Längsrichtung liegt in dem Bereich von 12'' ≤ L ≤ 72'' (30 cm ≤ L ≤ 183 cm). Der Durchmesser D1 der Einlassöffnung 54 liegt in dem Bereich von 1'' ≤ D1 ≤ 6'' (2,5 cm ≤ D1 ≤ 15 cm). Der Durchmesser D2 der Diffusionszone 44 in Bezug zu D1 liegt in dem Bereich von D1 ≤ D2 ≤ 6D1. Der Durchmesser D3 der Vormischzone 46 in Bezug zu D1 liegt in dem Bereich von D1 ≤ D3 ≤ 6D1. Der Durchmesser D4 der primären Containmentkammer 48 liegt in dem Bereich von 2D1 ≤ D4 ≤ 12D1. Der Durchmesser D5 der sekundären Containmentkammer 50 in Bezug zu D1 liegt in dem Bereich von 2D1 ≤ D5 ≤ 6D1. Die Auslassöffnung 34 weist im Allgemeinen ungefähr die gleiche Größe wie die Einlassöffnung auf, wenn sie nicht größer ist, so dass der Durchmesser D6 der Auslassöffnung in dem Bereich von 1'' ≤ D6 ≤ 6'' (2,5 cm ≤ D6 ≤ 15 cm) liegt. Das Volumen V4 der primären Containmentkammer 48 wird häufig durch den zur Verfügung stehenden Raum limitiert, ist jedoch normalerweise so groß wie möglich in einer gegebenen Situation, es ist jedoch im Allgemeinen für den Durchmesser D4 der primären Containmentkammer 48 nicht notwendig entweder größer als 48 Inch (123 cm) oder kleiner als zwei Inch (5 cm) zu sein. Das Volumen V3 der Vormischzone 46 in Bezug zu V4 liegt in dem Bereich von 4V3 ≤ V4 ≤ 10V3, so dass die anfängliche Vormischung des Verfahrensgases und des reaktiven Behandlungsgases schnell aus der Vormischzone 46 befördert wird und in die primäre Containmentzone 48, um die Reaktion in der Vormischzone 46 zugunsten des Maximierens der Reaktion in der primären Containmentzone 48 zu minimieren. Des Weiteren liegt das Volumen V5 der sekundären Containmentzone 50 in Bezug zu V4 in dem Bereich von 2V5 ≤ V4 < 8V5. Das Volumen V2 der Diffusionszone 44 in Bezug zu V3 beträgt V2 ≤ V3.
  • In einigen Situationen ist der zur Verfügung stehende Raum so beschränkt, dass nur Containmentsysteme für reaktive Chemikalien mit sehr kleinem Volumen V4 der primären Containmentzone 48 untergebracht werden können, mit dem Ergebnis, dass nicht so viel festes Reaktionsnebenprodukt in dem Volumen V4 der primären Containmentzone 48 angehäuft werden kann, bevor sie gereinigt werden muss. In diesen Situationen kann ein automatisches zwischenzeitliches Vakuumreinigungssystem, wie z. B. in den 39 und 40 dargestellt, verwendet werden, um die Zeiträume zu verlängern, zwischen denen die Bestandteile des Containmentsystems für reaktive Chemikalien demontiert und gereinigt werden müssen.
  • Wie in 39 dargestellt, umfasst ein beispielhaftes automatisches zwischenzeitliches Vakuumreinigungssystem 360 für jedes der oben beschriebenen Containmentsysteme für reaktive Chemikalien (z. B. die Vorrichtungen 10, 150, etc.) ein Isolations- und Bypasssystem 362 und ein Vakuumreinigungssystem 364, welche beide automatisch über eine Steuerung 366 betrieben werden. Im Wesentlichen trennt auf Kommando der Steuerung 322 das Isolations- und Bypasssystem 362 die Containmentsystemvorrichtung für reaktive Chemikalien (z. B. Vorrichtung 10 oder 150, welche oben beschrieben sind) zeitweise ab und nimmt sie offline und aus dem Betrieb, während das Vakuumreinigungssystem das feste Reaktionsnebenprodukt (z. B. angehäuftes Nebenprodukt 84 aus der Vorrichtung 10 oder angehäuftes Nebenprodukt 180 aus der Vorrichtung 150) aus der primären Containmentkammer 46 saugt. Zur Vereinfachung und um ermüdende Wiederholungen für die unterschiedlichen beispielhaften Vorrichtungen zu vermeiden, schreitet die Beschreibung dieses automatischen zwischenzeitlichen Vakuumreinigungssystems 360 unter Bezugnahme auf seine Anwendung in der beispielhaften Containmentsystemvorrichtung 10 für reaktive Chemikalien fort, jedoch mit dem Verständnis, dass sie gleichermaßen auf die beispielhafte Vorrichtung 150 wie auch andere anwendbar ist.
  • Wie oben erwähnt, weist die Containmentsystemvorrichtung 10 für reaktive Chemikalien zwei Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnungen 136, 138 auf, vorzugsweise, jedoch nicht unbedingt, an diametral gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses 88 der primären Containmentkammer. Ein Motor oder Solenoid betriebenes Absperrventil ist mit jedem der Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnungen 136, 138 verbunden, z. B. ist das Absperrventil 370 mit der Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnung 136 und das Absperrventil 372 mit der Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnung 138, als ein Teil des Vakuumreinigungssystems 364 verbunden. In dem normalen Betrieb der Containmentvorrichtung 10 für reaktive Chemikalien, wie oben beschrieben, ist das Vakuumreinigungssystem 364 abgestellt und ruht, und diese Ventile 370, 372 sind abgeschaltet, um die primäre Containmentkammer 48 gegenüber der Außenseite oder der Raumumgebung geschlossen zu halten. Gleichzeitig sind zwei Dreiwegeventile 374, 376, welche Teil des Isolations- und Bypasssystem 362 sind, angeordnet, um den Fluidfluss auf eine normale Weise zu, durch und aus der Vorrichtung 10 zu richten. Das Ventil 374 ist in der Abgasleitung 30 angeordnet, welche zu der Einlassöffnung 54 führt und das andere Ventil 376 ist in der Abgasleitung 30' nach der Auslassöffnung 34 angeordnet. Daher richten in dem normalen Betrieb die Dreiwegeventile 374, 376 des Isolations- und Bypasssystems 360 den Fluidfluss durch die stromaufwärts angeordnete Abgasleitung 30, durch die Vorrichtung 10 und aus der stromabwärts angeordneten Abgasleitung 30', wie durch die Flusspfeile 378, 380, 382 in 39 angegeben. Bei diesem normalen Betrieb wird die Containmentsystemvorrichtung 10 für reaktive Chemikalien berieben, um das Verfahrensgas mit einem reaktiven Behandlungsgas zu reagieren, um ein festes Nebenprodukt zu erzeugen, wodurch das Verfahrensgas aus dem Gasfluss entfernt wird und ein Teil des festen Nebenprodukts häuft sich in der primären Containmentkammer 48 an, wie diagrammartig durch das angehäufte Nebenprodukt 84 in 39 dargestellt.
  • Zu bestimmten Zeiten für das zwischenzeitliche Vakuumreinigen zur Entfernung wenigstens eines Teils des angehäuften Nebenprodukts 84 aus der primären Containmentkammer 48 sendet die Steuerung 366 Signale, um die motorisierten oder Solenoid betriebenen Dreiwegeventile 374, 376 des Isolations- und Bypasssystems 362 zu betätigen, um den Fluidfluss aus der stromaufwärts angeordneten Abgasleitung 30 durch eine Bypassleitung 384, welche sich zwischen den Ventilen 374, 376 erstreckt, und zurück in die stromabwärts gelegene Abgasleitung 30' zu lenken, wie durch die Flusspfeile 386, 388 in 40 dargestellt. Mit den Dreiwegeventilen 374, 376 in diesen ablenkenden Betriebsarten, wird die Containmentsystemvorrichtung 10 für reaktive Chemikalien von dem Fluidfluss in der Abgasleitung 30 abgetrennt, wie diagrammartig durch die Dreiwegeventile 374, 376 in 40 dargestellt.
  • Gleichzeitig oder nach einer kurzen Verzögerung, um Zeit für die Isolation der Vorrichtung 10 durch die Dreiwegeventile 374, 376 bereitzustellen, sendet die Steuerung 366 Signale um die abgesperrten Ventile 370, 372 zu öffnen und das Vakuumreinigungsgebläse 390 zu starten. Wenn die Absperrventile 370, 372 offen sind, wie diagrammartig in 40 dargestellt, saugt das Vakuumreinigergebläse 390 Luft durch die Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnung 136 und durch die primäre Containmentkammer 48, wie durch den Flusspfeil 392 angegeben. Der Luftfluss 392 sammelt die angehäuften festen Teilchen oder das Pulver 84 in der primären Containmentkammer 48 und trägt sie aus der Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnung 138, durch die Vakuumleitung 394, wie durch den Flusspfeil 396 angegeben, durch das Gebläse 360 und lädt es in einen Vakuumreinigungsbeutel oder -kanister 398 ab, wie diagrammartig in 40 dargestellt.
  • Nach einem kurzen Zeitraum zur Vakuumreinigung wenigstens eines Teils des festen Nebenprodukts 84 aus der primären Containmentkammer 48, sendet die Steuerung 366 Signale, um das Gebläse 390 abzustellen, und die Absperrventile 370, 372 in ihre Abstellbetriebsarten zurückzusetzen, welche in 39 dargestellt sind, und um die Dreiwegeventile 374, 376 in ihre normale Betriebsart zurückzusetzen, welche in 39 dargestellt ist, um die Vorrichtung 10 in den normalen Betrieb zurückzuführen. Die Steuerung kann jede einer Vielzahl von Computern, CPUs oder Mikroprozessoren sein, die programmiert werden können, um die Ventile und das Gebläse zu den oben beschriebenen Betriebsarten zu wechseln, oder kann sogar ein einfacher Zeitschaltkreis sein, welche alle von Fachleuten auf dem Gebiet verstanden werden, sobald die Prinzipien der Erfindung verstanden wurden. Die Steuerung 366 kann die Bypass- und Isolationsbetriebsart auslösen und ausführen und die Vakuumreinigungsbetriebsart mit vorbestimmten Zeitintervallen beginnen oder in Reaktion auf andere manuelle oder automatische optionale Inputs, wie z. B. einem Drucksensor (nicht dargestellt), welcher einen Rückdruck in der Abgasleitung 30, oder einen übermäßigen Druck in der Abscheidekammer 12 (1) aufzeichnet, welcher die Anhäufung des Nebenprodukts 84 in der primären Containmentkammer 48 durch Verstopfung oder auftreffenden Fluidfluss andeuten könnt. Die Dauer jedes Vakuumreinigungszyklus kann auf eine bestimmte Zeit eingestellt werden oder basierend auf jedem anderen optionalen manuellen oder automatischen Input. Der Vakuumreinigungsbehälter oder -beutel 368 ist vorzugsweise groß genug, um alle Nebenprodukte aufzunehmen, welche aus der primären Containmentkammer 48 gesaugt wurden, unabhängig davon, wie häufig das Vakuumreinigungssystem betätigt und zwischen programmierten und präventiven Wartungszyklen verwendet wird, wenn die Vorrichtung für eine gründliche Reinigung demontiert wird, kann der Vakuumbehälter oder der -beutel 368 ausgeleert werden.
  • Die vorangehende Beschreibung stellt ein Beispiel zur Verfügung, welches die Prinzipien der Erfindung erläutert, die durch die folgenden Ansprüche definiert wird. Da Fachleuten auf dem Gebiet eine Vielzahl unbedeutender Modifikationen und Änderungen sofort einfallen, wenn sie die Erfindung verstehen, ist es nicht gewünscht, die Erfindung auf die genauen Beispielkonstruktionen oder -verfahren, welche oben gezeigt und beschrieben wurden, zu begrenzen. Des Weiteren können entweder das integrierte Solenoidpilotventilsmerkmal, die axiale Pilotventil- und Kolbenanordnung, oder das elastomere Ventilsitzabdichtungsmerkmal unabhängig voneinander verwendet werden, sofern erwünscht. Demzufolge wird auf alle geeigneten Kombinationen, Unterkombinationen, Modifikationen und Äquivalente zugegriffen, die in den Umfang der Erfindung fallen, welche durch die Ansprüche definiert ist. Die Worte ”umfassend”, ”umfasst”, ”umfassen”, ”enthält”, ”enthaltend” und ”enthalten”, wenn in dieser Beschreibung einschließlich der Ansprüche verwendet, sollen die Anwesenheit von angegebenen Merkmalen, Zahlen oder Schritten spezifizieren, sollen jedoch nicht die Anwesenheit oder Addition einer oder mehrerer Merkmale, Zahlen, Bestandteile, Schritte oder Gruppen dieser ausschließen. Die Ausdrücke obere, nach oben, untere, nach unten, vertikal, horizontal und andere Richtungsausdrücke in dieser Beschreibung sind in Bezug auf die diagrammartige Orientierung, die in den Zeichnungen gezeigt ist, und werden nur zur Bequemlichkeit verwendet und zur Klarheit der Beschreibung, es sei denn, es ist anders angegeben. Sie sollen nicht das Ventil 10 auf irgendeine bestimmte Richtung in der tatsächlichen Verwendung beschränken, und tatsächlich können die Isolationsventile, mit korrosionsgeschützten und wärmeübertragungsunterstützten Ventilbetätigungs- und Schließvorrichtungen, in jeder gewünschten Orientierung positioniert und verwendet werden.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6086838 [0007]
    • US 6576573 [0007]
    • US 6197119 [0073]

Claims (194)

  1. Containmentsystem für reaktive Chemikalien, umfassend: eine primäre Containmentkammer, in welcher ein Verfahrensgas und ein reaktives Behandlungsgas in einem Gasfluss dispergiert, gemischt und miteinander reagiert werden können, um ein festes Reaktionsnebenprodukt zu erzeugen, um so wenigstens einen Teil des Verfahrensgases aus dem Gasfluss zu entfernen; eine Vormischzone stromaufwärts von der primären Containmentkammer, in welcher das Verfahrensgas und das reaktive Behandlungsgas zu einem gemeinsamen Gasfluss in die primäre Containmentkammer kombiniert sind; Mittel, um das reaktive Behandlungsgas gleichmäßig in die Vormischzone zu diffundieren und Mittel, um das Verfahrensgas in die Vormischzone zu leiten.
  2. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 1, umfassend: eine sekundäre Contain mentzone stromabwärts der primären Containmentkammer, in welcher das Verfahrensgas, welches nicht in der primären Containmentkammer reagiert wurde und in dem Gasfluss in die sekundäre Containmentzone zurückbleibt mit dem reaktiven Behandlungsgas in dem Gasfluss, das auch nicht in der primären Containmentkammer reagiert wurde, dispergiert, gemischt und reagiert werden kann, um mehr des festen Reaktionsnebenproduktes zu erzeugen, um den Rest des Verfahrensgases zu entfernen, welches als ein Teil des Gasflusses aus der primären Containmentkammer in die sekundäre Containmentzone fließt.
  3. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 2, umfassend: Mittel in der primären Containmentkammer, um Turbulenz in dem Gasfluss zu erzeugen und um das Verfahrensgas und das reaktive Behandlungsgas in der primären Containmentkammer zu dispergieren, um die Reaktion des Verfahrensgases und des reaktiven Behandlungsgases miteinander zu steigern oder zu erzwingen.
  4. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 3, umfassend: Mittel in der sekundären Containmentkammer, um Turbulenz in dem Gasfluss zu erzeugen und um das Verfahrensgas und das reaktive Behandlungsgas in der sekundären Containmentkammer zu dispergieren, um die Reaktion des Verfahrensgases und des reaktiven Behandlungsgases miteinander zu steigern oder zu erzwingen.
  5. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 4, wobei die Mittel zur Erzeugung von Turbulenz in dem Gasfluss und zum Dispergieren des Verfahrensgases und des reaktiven Behandlungsgases in der primären Containmentkammer ein Medium umfasst, welches eine große Oberfläche aufweist und einen gewundenen Weg für den Gasfluss durch das Medium erzeugt, um ausreichend Turbulenz in dem Gasfluss zu erzeugen.
  6. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 5, wobei die Mittel zur Erzeugung von Turbulenz ein Drahtgewebe umfassen.
  7. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 6, wobei das Drahtgewebe in einer zulaufenden bzw. kegelförmigen (tapered) Anordnung geformt ist.
  8. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 7, wobei die zulaufenden bzw. kegelförmigen Anordnung an dem vorderen oder stromaufwärts angeordneten Ende enger ist, als an dem hinteren oder stromabwärts angeordneten Ende.
  9. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 8, wobei die zulaufende bzw. kegelförmige Anordnung zwei oder mehrere zylindrische Gewebebestandteile mit unterschiedlichen Durchmessern umfasst, welche in zylindrischen Gewebestufen zusammen gestapelt sind.
  10. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 7, wobei das Drahtgewebe in einer konischen Anordnung geformt ist.
  11. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 5, wobei die Mittel zur Erzeugung von Turbulenz eine Vielzahl perforierter Platten umfassen, welche in dem Flussweg des Gasflusses in der primären Containmentkammer voneinander beabstandet angeordnet sind.
  12. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 11, wobei die Perforationen in der stromaufwärts angeordneten Platte größer sind und nacheinander in den nacheinander stromabwärts folgenden Platten kleiner sind.
  13. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 12, wobei die Perforationen in den stromabwärts gelegenen Platten axial nicht mit den Perforationen in den Platten, welche unmittelbar stromaufwärts vor ihnen angeordnet sind, ausgerichtet sind.
  14. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 11, wobei die perforierten konischen Platten flach sind.
  15. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 11, wobei die perforierten konischen Platten kegel- bzw. konusförmig sind.
  16. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 15, wobei die nacheinander stromabwärts angeordneten konischen perforierten Platten einen größeren Durchmesser aufweisen als die jeweils unmittelbar stromaufwärts angeordneten konischen Platten.
  17. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 5, wobei die Mittel zur Erzeugung von Turbulenz eine Vielzahl perforierter zylindrischer Bleche mit unterschiedlichen Durchmessern umfasst, welche konzentrisch in Bezug zueinander angeordnet sind.
  18. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 17, wobei die Enden der perforierten zylindrischen Bleche geschlossen sind, um zu erzwingen, dass das Gas seriell durch alle perforierten zylindrischen Bleche fließt.
  19. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 5, wobei die Mittel zur Erzeugung von Turbulenz eine Vielzahl von zylindrischen Fässern bzw. Tonnen unterschiedlicher Durchmesser umfasst, welche konzentrisch in Relation zueinander angeordnet sind, mit abwechselnd geschlossenen Enden und Räumen zwischen den offenen Enden und geschlossenen Enden, um einen Labyrinthflussweg durch die kreisförmigen Räume zwischen den benachbarten Fässern zu bilden.
  20. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 5, wobei die Mittel zur Erzeugung von Turbulenz einen Wabenkern umfassen.
  21. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 20, wobei der Wabenkern ein zylindrisches Fass füllt, welches an den stromaufwärts und stromabwärts angeordneten Enden offen ist, so dass der Gasfluss durch den Wabenkern geleitet ist.
  22. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 21, wobei der Wabenkern eine Vielzahl von Wabenplatten umfasst, welche aufeinandergestapelt sind.
  23. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 22, wobei die Wabenzellen der Wabenplatten lateral versetzt zu den Wabenzellen der benachbarten Wabenplatten angeordnet sind.
  24. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 5, wobei die Mittel zur Erzeugung von Turbulenz eine bürstenartige Struktur umfassen.
  25. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 24, wobei die bürstenartige Struktur eine Vielzahl Borsten umfasst, welche sich von einem Längsstab radial nach außen erstrecken.
  26. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 25, wobei die Borsten Drahtborsten umfassen.
  27. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 5, wobei die Mittel zur Erzeugung von Turbulenz Mittel zum Kühlen oder Erwärmen eines Bestandteils des Gasflusses umfassen.
  28. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 27, wobei die Mittel zum Abkühlen oder Erwärmen eines Bestandteils des Gasflusses eine Rohrschlange bzw. -spule (coil of tube) umfassen, durch welche ein Kühl- oder Heizfluid fließen kann.
  29. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 28, wobei die Rohrschlange zulaufend bzw. kegelförmig ausgebildet ist.
  30. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 29, wobei die zulaufende bzw. kegelförmige Rohrschlange spiralförmig gewickelte Schleifen des Rohrs umfasst.
  31. Containmentsystem für eine reaktive Chemikalie nach Anspruch 30, wobei ein Abstand bzw. Raum zwischen jeder nachfolgenden Schleife des Rohrs und einer vorangehenden Schleife vorhanden ist.
  32. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 31, wobei jede nachfolgende Schleife von stromaufwärts nach stromabwärts aufeinanderfolgend einen größeren Durchmesser aufweist als die vorangehende Schleife, so dass die Verjüngung bzw. der Kegel an dem stromaufwärts gelegenen Ende der kegelförmigen Schlange eng ist und an den stromabwärts gelegenen Ende der kegelförmigen bzw. abgeschrägten Schlange breit ist.
  33. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 31, wobei jede nachfolgende Schleife von stromaufwärts nach stromabwärts aufeinanderfolgend einen kleineren Durchmesser aufweist als die vorangehende Schleife, so dass die Verjüngung bzw. der Kegel an dem stromaufwärts angeordneten Ende der kegelförmigen Schlange breit ist und an dem stromabwärts gelegenen Ende der kegelförmigen Schlange eng ist.
  34. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 28, wobei die Mittel zur Erzeugung von Turbulenz ein oder mehrere perforierte Platten in Kombination mit der Rohrschlange enthält.
  35. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 34, wobei die perforierten Platten in längs voneinander beabstandeter Beziehung zu der Rohrschlange befestigt sind.
  36. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 35, wobei die perforierten Platten stromabwärts von der Rohrschlange angeordnet sind.
  37. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 35, wobei die perforierten Platten stromaufwärts von der Rohrschlange angeordnet sind.
  38. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 7, wobei die sekundäre Containmentzone konzentrisch im Inneren des zulaufenden bzw. kegelförmigen Drahtgewebes angeordnet ist.
  39. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 38, umfassend Mittel, die in der sekundären Containmentzone angeordnet sind, um Turbulenz in dem Gasfluss in der sekundären Containmentzone zu bewirken.
  40. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 39, wobei die Mittel zur Erzeugung von Turbulenz in dem Gasfluss in der sekundären Containmentzone ein zylindrisches Element umfassen, mit einem Medium umfassend eine Vielzahl beabstandeter Oberflächen zur Erzeugung von Turbulenzen in dem Gasfluss.
  41. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 40, wobei das Medium eine Rolle Maschengewebe umfasst.
  42. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 40, wobei das Medium eine Vielzahl konzentrisch angeordneter zylindrischer Siebe umfasst.
  43. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 40, wobei das Medium eine Vielzahl perforierter zylindrischer Bleche umfasst.
  44. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 40, wobei das Medium ein geknicktes, perforiertes Blech umfasst, welches in eine zylindrische Form gefaltet und gerollt ist.
  45. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 40, wobei das Medium eine Vielzahl länglicher Blätter aus Material umfasst, welche miteinander zu einer zylindrischen Rolle verbunden sind, wobei die Oberflächen der benachbarten Blätter winklig voneinander beabstandet sind.
  46. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 5, wobei die sekundäre Containmentzone der Länge nach stromaufwärts von der primären Containmentkammer angeordnet ist.
  47. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 46, enthaltend Mittel in der sekundären Containmentzone um Turbulenz in dem Gasfluss zu bewirken.
  48. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 47, wobei die Mittel zur Erzeugung von Turbulenz in dem Gasfluss in der sekundären Containmentzone ein zylindrisches Element umfassen, mit einem Medium umfassend eine Vielzahl beabstandeter Oberflächen zur Erzeugung von Turbulenzen in dem Gasfluss.
  49. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 47, wobei das Medium eine Rolle Maschengewebe umfasst.
  50. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 47, wobei das Medium eine Vielzahl konzentrisch positionierter zylindrischer Siebe umfasst.
  51. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 47, wobei das Medium eine Vielzahl perforierter zylindrischer Bleche umfasst.
  52. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 47, wobei das Medium ein geknicktes perforiertes Blech umfasst, welches in eine zylindrische Form gefaltet und gerollt ist.
  53. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 47, wobei das Medium eine Vielzahl länglicher Blätter aus Material umfasst, welche miteinander zu einer zylindrischen Rolle verbunden sind, wobei die Oberflächen der benachbarten Blätter winklig voneinander beabstandet sind.
  54. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 1, wobei Mittel zum gleichförmigen Diffundieren des reaktiven Behandlungsgases in der Vormischzone eine Diffusionsplatte umfassen, mit einer Vielzahl von Diffusionsöffnungen, welche um die Diffusionsplatte in einem radialen Abstand nach außen von dem Mittelpunkt der Diffusionsplatte aus dispergiert sind und Mittel zum Einspritzen bzw. -speisen des reaktiven Behandlungsgases in der Nähe der Diffusionsplatte, wobei die Diffusionsplatte zwischen den Mitteln zum Einspeisen des reaktiven Behandlungsgases und der Vormischzone angeordnet ist, so dass das reaktive Behandlungsgas durch die Diffusionsöffnungen in der Diffusionsplatte fließen muss, um die Vormischzone zu erreichen.
  55. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 54, wobei die Mittel zum Einspeisen des reaktiven Behandlungsgases in der Nähe der Diffusionsplatte eine Düse umfassen, welche sich durch die Diffusionsplatte erstreckt.
  56. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 1, enthaltend eine längliche Vormischkammer angeordnet stromaufwärts von und verbunden in einer Gasflussbeziehung mit der primären Containmentkammer, wobei die Vormischzone in der Vormischkammer angeordnet ist, und die Mittel zum Leiten des Verfahrensgases in die Vormischzone eine Einlassöffnung in die Vormischkammer umfassend, welche angeordnet ist, um das Verfahrensgas in die Vormischkammer zu leiten.
  57. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 56, umfassend eine Eintrittszone in der Vormischkammer in der Nähe der Einlassöffnung, wo das Verfahrensgas in die Vormischkammer eintritt.
  58. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 57, wobei die Mittel zum gleichförmigen Diffundieren des reaktiven Behandlungsgases in der Vormischzone stromaufwärts von der Einlassöffnung angeordnet sind.
  59. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 58, wobei die Mittel zum gleichförmigen Diffundieren des reaktiven Behandlungsgases in der Vormischzone Mittel zum Einspeisen des reaktiven Behandlungsgases in die Vormischkammer umfassen und Mittel, um das reaktive Behandlungsgas in einer Diffusionszone in der Vormischkammer zu dispergieren.
  60. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 59, wobei die Eintrittszone zwischen der Diffusionszone und der Vormischzone angeordnet ist.
  61. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 60, wobei die Mittel zum Dispergieren des reaktiven Behandlungsgases in der Diffusionszone zwischen den Mitteln zum Einspeisen des reaktiven Behandlungsgases in die Vormischkammer und der Eintrittszone angeordnet sind.
  62. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 60, wobei die Mittel zum Dispergieren des reaktiven Behandlungsgases in der Diffusionszone zwischen den Mitteln zum Einspeisen des reaktiven Behandlungsgases in die Vormischkammer und der Einlassöffnung angeordnet sind.
  63. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 62, wobei die Mittel zum Dispergieren des reaktiven Behandlungsgases in der Diffusionszone eine Diffusionsplatte mit einer Vielzahl von Diffusionsöffnungen umfasst, welche um die Diffusionsplatte in einem radialen Abstand nach außen von dem Mittelpunkt der Diffusionsplatte dispergiert sind, so dass das reaktive Behandlungsgas durch die Öffnungen in der Diffusionsplatte fließen muss, um die Vormischzone zu erreichen.
  64. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 63, wobei die Mittel zum Einspeisen des reaktiven Behandlungsgases neben der Diffusionsplatte eine Düse umfassen, welche sich durch die Diffusionsplatte erstreckt.
  65. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 63, wobei die Mittel für das Einspeisen des reaktiven Behandlungsgases in der Nähe der Diffusionsplatte eine Düse umfassen, welche sich durch ein Gehäuse der Vormischkammer erstreckt, die die Vormischkammer umgibt, bis zu einer Position in der Nähe der Diffusionsplatte.
  66. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 63, wobei die Diffusionsplatte in der Vormischkammer der Länge nach stromaufwärts von der Eintrittszone und der Vormischzone angeordnet ist.
  67. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 63, wobei die Diffusionsplatte konzentrisch um die Einlassöffnung angeordnet ist.
  68. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 63, wobei die Diffusionsplatte diametral von der Einlassöffnung quer über der Vormischkammer angeordnet ist.
  69. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 62, wobei die Mittel zum Dispergieren des reaktiven Behandlungsgases in der Diffusionszone einen Diffusionskanal umfassen, welcher die Vormischkammer umgibt, mit einer Vielzahl von Diffusionsöffnungen, welche winklig um den Diffusionskanal dispergiert sind, so dass das reaktive Behandlungsgas aus dem Kanal durch die Diffusionsöffnungen in die Vormischkammer fließen muss, um die Vormischzone zu erreichen.
  70. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 69, wobei der Diffusionskanal der Länge nach stromaufwärts von der Einlassöffnung angeordnet ist.
  71. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 69, wobei der Diffusionskanal der Länge nach stromabwärts von der Einlassöffnung angeordnet ist.
  72. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 2, umfassend Mittel für die zwischenzeitliche Reinigung fester teilchenförmiger und/oder pulverförmiger Reaktionsnebenprodukte aus der primären Containmentkammer.
  73. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 72, wobei die Mittel für das zwischenzeitliche Reinigen Mittel zum Isolieren bzw. Abtrennen der primären Containmentkammer, der Vormischzone und der sekundären Containmentzone von dem Verfahrensgasfluss umfassen und Mittel zum Vakuumreinigen der festen teilchenförmigen und/oder pulverförmigen Reaktionsnebenprodukte aus der primären Containmentkammer.
  74. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 73, wobei der Verfahrensgasfluss über eine stromaufwärts angeordnete Abgasleitung mit einer Vormischkammer verbunden ist, welche die Vormischzone umfasst, und wobei der Gasfluss, welcher durch die Reaktion in der primären Containmentkammer und der sekundären Containmentkammer behandelt wird, aus der sekundären Containmentkammer in eine stromabwärts angeordnete Abgasleitung austritt, und wobei die Mittel zum Abtrennen der primären Containmentkammer, der Vormischzone und der sekundären Containmentzone Isolations- bzw. Abtrennventilmittel umfassen, um den Gasfluss von der stromaufwärts angeordneten Abgasleitung in die Vormischkammer zu beenden und um die sekundäre Containmentkammer von der stromabwärts gelegenen Abgasleitung zu schließen.
  75. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 74, wobei die Isolationsventilmittel ein Einlassisolationsventil umfassen, um den Gasfluss von der stromaufwärts angeordneten Abgasleitung in die Vormischkammer zu beenden und ein Auslassisolationsventil, um die sekundäre Containmentkammer von der stromabwärts gelegenen Abgasleitung zu schließen.
  76. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 75, umfassend ein Einlassisolationsventil-Betätigungsmittel für das Einlassisolationsventil, welches auf ein Signal von einer Steuerung reagiert, um das Einlassisolationsventil zu betätigen, und enthaltend ein Auslassisolationsventil-Betätigungsmittel für das Auslassisolationsventil, welches auf ein Signal von einer Steuerung zur Betätigung des Auslassisolationsventils reagiert.
  77. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 76, wobei die Mittel zum Abtrennen der primären Containmentkammer, der Vormischzone und der sekundären Containmentzone Bypassmittel umfassen, um den Verfahrensgasfluss von der stromaufwärts gelegenen Abgasleitung zu der stromabwärts gelegenen Abgasleitung umzulenken, um die primäre Containmentkammer, die Vormischzone und die sekundäre Containmentzone zu umgehen.
  78. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 77, wobei die Bypassmittel ein Bypassrohr enthalten, verbunden an einem Ende mit dem Einlassisolationsventil und an dem anderen Ende mit dem Auslassisolationsventil, und wobei das Einlassisolationsventil ein Dreiwegeventil ist, das in einer Betriebsart den Verfahrensgasfluss von der stromaufwärts gelegenen Abgasleitung in die Vormischzone leitet und in einer zweiten Betriebsart den Verfahrensgasfluss von der stromaufwärts gelegenen Abgasleitung in das Bypassrohr umlenkt und wobei des Weiteren das Auslassisolationsventil ein Dreiwegeventil ist, das in einer Betriebsart den Gasfluss von der sekundären Containmentzone in die stromabwärts gelegene Abgasleitung leitet und in einer zweiten Betriebsart das Verfahrensgas aus der Bypassleitung in die stromabwärts gelegene Abgasleitung leitet.
  79. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 78, einschließlich einer Einlassabsperrventil-Betätigungsvorrichtung zur Betätigung des Einlassabsperrventils, um die primäre Containmentkammer für die Atmosphäre zu öffnen und sie für die Atmosphäre zu schließen, und Auslassabsperrventil-Betätigungsmittel, um das Auslassabsperrventil zu betätigen, um die primäre Containmentkammer für das Vakuumreinigungssystem zu öffnen und für das Vakuumreinigungssystem zu schließen.
  80. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 79, wobei die Einlassabsperrventil-Betätigungsmittel und die Auslassabsperrventil-Betätigungsmittel auf ein Signal von einer Steuerung zur Öffnung und Schließung der Einlass- und Auslassabsperrventile reagiert.
  81. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 80, wobei jede der Ventilbetätigungsmittel einen Motor, Solenoid, Diaphragma, hydraulischen Zylinder, pneupatischen Aktuator oder jeden anderen Betätigungsmechanismus umfassen kann, der das Ventil von einer Betriebsart in eine andere wechseln kann.
  82. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 80, wobei die primäre Containmentkammer durch ein Gehäuse der primären Containmentkammer eingeschlossen wird, mit wenigstens zwei Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnungen, und wobei das Einlassabsperrventil an einer der Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnungen angeordnet ist und das Auslassabsperrventil an der anderen Öffnung angeordnet ist.
  83. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 82, umfassend eine Steuerung, die Signale an den Aktuator des Einlassisolationsventils und den Aktuator des Auslassisolationsventils sendet, um die primäre Containmentkammer, die Vormischkammer und die sekundäre Containmentkammer von dem Verfahrensgasfluss abzutrennen und um den Verfahrensgasfluss von der stromaufwärts gelegenen Abgasleitung durch das Bypassrohr und in die stromabwärts gelegene Abgasleitung umzulenken, und welche Signale an das Einlassabsperrventil und das Auslassabsperrventil sendet, um die primäre Containmentkammer an einer Öffnung für die Atmosphäre und an der anderen Öffnung für das Vakuumreinigungssystem zu öffnen, und um ein Signal an die Vakuumreinigungsgebläsevorrichtung zu senden, um die Vakuumreinigungsgebläsevorrichtung oder den Gebläsemotor zu starten.
  84. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 83, wobei die Steuerung programmiert ist, um Signale zu den Isolationsventilaktuatoren zu senden, um die Isolationsventile zu schalten, bevor Signale zu den Absperrventilaktuatoren und Gebläse gesendet werden, um die Absperrventile zu schalten, um die primäre Containmentkammer zu öffnen und das Vakuumreinigungsgebläse anzustellen, nachdem die primäre Containmentkammer, die Vormischkammer und die sekundäre Containmentkammer vor dem Prozessgasfluss abgetrennt wurden.
  85. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 84, optional enthaltend betätigbare Mittel, um den reaktiven Behandlungsgasfluss in die Vormischkammer abzustellen und anzustellen, wenn die primäre Containmentkammer, die Vormischkammer und die sekundäre Containmentkammer abgetrennt wurden und das Vakuumreinigungssystem gestartet wurde.
  86. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 2, wobei die Beziehung zwischen dem Volumen der primären Containmentzone (V4) und dem Volumen der Vormischzone (V3) in dem Bereich von 4V3 ≤ V4 ≤ 10V3 liegt.
  87. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 2, wobei die Beziehung zwischen dem Volumen der primären Containmentzone (V4) und dem Volumen der sekundären Containmentzone (V5) in dem Bereich von 2V5 ≤ V4 ≤ 8V5 liegt.
  88. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 2, wobei die Beziehung zwischen dem Volumen der Vormischkammer (V3) und dem Volumen der Diffusionszone (V2) V2 ≤ V3 beträgt.
  89. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 2, wobei die Gesamtlänge (L) von den Mitteln zum Diffundieren des reaktiven Gases gleichmäßig in die Vormischzoeinem Auslass von der sekundären Containmentzone in einem Bereich von 12'' ≤ L ≤ 72'' (30 cm ≤ L ≤ 72'' (30 cm) ≤ 183 cm) liegt.
  90. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 2, wobei der Durchmesser der Mittel zum Leiten des Verfahrensgases in die Vormischkammer (D1) in einem Bereich von 1'' ≤ D1 ≤ 6'' (2,5 cm ≤ D1 ≤ 15 cm) liegt.
  91. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 2, wobei der Durchmesser der primären Containmentkammer (D4) in einem Bereich von 2'' ≤ D4 ≤ 48'' (5 cm ≤ D4 ≤ 123 cm) liegt.
  92. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 2, wobei der Durchmesser eines Auslasses von der zweiten Containmentzone (D6) in einem Bereich von 1'' ≤ D6 ≤ 6'' (2,5 cm ≤ D6 ≤ 15 cm) liegt.
  93. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 2, wobei die Beziehung zwischen dem Durchmesser einer Diffusionszone (D2) stromaufwärts von der Vormischzone und der Durchmesser der Mittel zum Leiten des Verfahrensgases in die Vormischkammer (D1) in einem Bereich von D1 ≤ D2 ≤ 6D1 liegt.
  94. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 2, wobei die Beziehung zwischen dem Durchmesser der Vormischzone (D3) und dem Durchmesser der Mittel zum Leiten des Verfahrensgases in die Vormischkammer (D1) in einem Bereich von D1 ≤ D3 ≤ 6D1 liegt.
  95. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 2, wobei die Beziehung zwischen dem Durchmesser der primären Containmentkammer (D4) und dem Durchmesser der Mittel zum Leiten des Verfahrensgases in die Vormischkammer (D1) in einem Bereich von 2D1 ≤ D4 ≤ 12D1 liegt.
  96. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 2, wobei die Beziehung zwischen dem Durchmesser der sekundären Containmentkammer (D5) und dem Durchmesser der Mittel zum Leiten des Verfahrensgases in die Vormischkammer (D1) in einem Bereich von 2D1 ≤ D5 ≤ 6D1 liegt.
  97. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien umfassend: eine primäre Containmentkammer, in welcher ein Verfahrensgas und ein reaktives Behandlungsgas in einem Gasfluss dispergierbar, mischbar und miteinander reagierbar sind, so dass wenigstens ein Teil des Verfahrensgases aus dem Gasfluss entfernbar ist; eine Vormischzone stromaufwärts der primären Containmentkammer, in welcher das Verfahrensgas und das reaktive Behandlungsgas miteinander in einem gemeinsamen Gasfluss in die primäre Containmentkammer kombinierbar sind; eine Diffusionszone stromaufwärts der Vormischzone; ein Einlass für reaktives Behandlungsgas angeordnet um das reaktive Behandlungsgas in die Diffusionszone zu lenken; und ein Verfahrensgaseinlass angeordnet um das Verfahrensgas in die Vormischzone zu lenken.
  98. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 97, umfassend: eine sekundäre Containmentkammer stromabwärts der primären Containmentkammer, in welcher der Teil des Verfahrensgases, welcher nicht in der primären Containmentkammer reagiert wurde und in dem Gasfluss in die sekundäre Containmentkammer verbleibt, zusammen mit dem reaktiven Behandlungsgas, welches auch nicht in der primären Containmentkammer reagiert wurde, dispergiert, vermischt und reagiert werden kann, um mehr des festen Reaktionsnebenproduktes zu erzeugen, um den Rest des Verfahrensgases, welcher als Teil des Gasflusses von der primären Containmentkammer in die sekundäre Containmentkammer fließt, zu entfernen.
  99. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 98, umfassend einen primären Einsatz in der primären Containmentkammer, welcher solch eine Größe und Form aufweist, dass Turbulenz in dem Gasfluss entsteht.
  100. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch nach Anspruch 99, umfassend einen sekundären Einsatz in der sekundären Containmentkammer, welcher solch eine Größe und Form aufweist, dass Turbulenz in dem Gasfluss entsteht.
  101. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 99, wobei der primäre Einsatz Drahtgewebe umfasst.
  102. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 101, wobei das Drahtgewebe in einer zulaufenden bzw. kegelförmigen Anordnung geformt ist.
  103. Containmentvorrichturig für reaktive Chemikalien nach Anspruch 102, wobei die zulaufende bzw. kegelförmige Anordnung an dem vorderen oder stromaufwärts angeordneten Ende enger ist, als an seinem hinteren oder stromabwärts gelegenen Ende.
  104. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 103, wobei die zulaufende bzw. kegelförmige Anordnung zwei oder mehr zylindrische Gewebebestandteile mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, die in zylindrischen Gewebestufen zusammen gestapelt sind.
  105. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 103, wobei das Drahtgewebe in einer konischen Anordnung geformt ist.
  106. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 99, wobei der primäre Einsatz eine Vielzahl perforierter Platten umfasst, welche in dem Flussweg des Gasflusses in der primären Containmentkammer voneinander beabstandet angeordnet sind.
  107. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 106, wobei die Perforationen in der stromaufwärts gelegenen Platte größer sind und nacheinander in den nacheinander folgenden stromabwärts folgenden Platten kleiner sind.
  108. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 107, wobei die Perforationen in den stromabwärts gelegenen Platten axial nicht mit den Perforationen in den Platten, welche unmittelbar stromaufwärts von diesen liegen, ausgerichtet sind.
  109. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 106, wobei die perforierten konischen Platten flach sind.
  110. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 106, wobei die perforierten konischen Platten kegelförmig sind.
  111. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 110, wobei die nacheinander stromabwärts angeordneten konischen perforierten Platten einen größeren Durchmesser aufweisen als die jeweils unmittelbar stromaufwärts angeordneten konischen Platten.
  112. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 99, wobei der primäre Einsatz eine Vielzahl perforierter zylindrischer Bleche mit unterschiedlichen Durchmessern umfasst, welche konzentrisch in Bezug zueinander angeordnet sind.
  113. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 112, wobei die Enden der perforierten zylindrischen Bleche geschlossen sind, um zu erzwingen, dass der Gasfluss seriell durch alle der perforierten zylindrischen Bleche fließt.
  114. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 99, wobei der primäre Einsatz eine Vielzahl zylindrischer Fässer bzw. Tonnen unterschiedlicher Durchmesser umfasst, welche konzentrisch in Relation zueinander angeordnet sind, mit abwechselnd geschlossenen Enden und Räumen zwischen offenen Enden und geschlossenen Enden, um einen Labyrinthflussweg durch die kreisförmigen Räume zwischen den benachbarten Fässern zu bilden.
  115. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 99, wobei der primäre Einsatz einen Wabenkern umfasst.
  116. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 115, wobei der Wabenkern ein zylindrisches Fass füllt, welches an seinen stromaufwärts und stromabwärts angeordneten Enden offen ist, so dass der Gasfluss durch den Wabenkern geleitet ist.
  117. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 116, wobei der Wabenkern aus einer Vielzahl von Wabenplatten besteht, die aufeinander gestapelt sind.
  118. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 117, wobei die Wabenzellen der Wabenplatten lateral versetzt zu den Wabenzellen der benachbarten Wabenplatten angeordnet sind.
  119. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 99, wobei der primäre Einsatz eine bürstenartige Struktur umfasst.
  120. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 119, wobei die bürstenartige Struktur eine Vielzahl von Borsten umfasst, welche sich von einem Längsstab radial nach außen erstrecken.
  121. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 120, wobei die Borsten Drahtborsten umfassen.
  122. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 99, wobei der primäre Einsatz eine Rohrschlange umfasst, durch welche ein Kühl- oder Heizfluid fließen kann.
  123. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 122, wobei die Rohrschlange kegelförmig bzw. zulaufend ausgebildet ist.
  124. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 123, wobei die zulaufende bzw. kegelförmige Rohrschlange spiralförmig gewickelte Schleifen des Rohrs umfasst.
  125. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 124, wobei ein Abstand bzw. ein Raum zwischen jeder nachfolgenden Schleife des Rohrs und der vorangehenden Schleife vorhanden ist.
  126. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 125, wobei jede nachfolgende Schleife von stromaufwärts nach stromabwärts nacheinander einen größeren Durchmesser aufweist als die vorangehende Schleife, so dass die Verjüngung bzw. die Kegelform an dem stromaufwärts gelegenen Ende der kegelförmigen Schlange eng ist und an dem stromabwärts gelegenen Ende der kegelförmigen Schlange breit ist.
  127. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 99, wobei der primäre Einsatz eine oder mehrere perforierte Platten in Kombination mit einer Rohrschlange enthält.
  128. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 127, wobei die perforierten Platten stromabwärts von der Rohrschlange angeordnet sind.
  129. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 127, wobei die perforierten Platten stromaufwärts von der Rohrschlange angeordnet sind.
  130. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 103, wobei die sekundäre Containmentkammer konzentrisch im Inneren des zulaufenden bzw. kegelförmigen Drahtgewebes angeordnet ist.
  131. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 130, umfassend einen sekundären Einsatz in der sekundären Containmentkammer, um Turbulenz in dem Gasfluss in der sekundären Containmentkammer zu erzeugen.
  132. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 131, wobei der sekundäre Einsatz ein zylindrisches Element umfasst mit einem Medium umfassend eine Vielzahl beabstandeter Oberflächen, um Turbulenz in dem Gasfluss zu erzeugen.
  133. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 132, wobei das Medium eine Rolle aus Maschengewebe umfasst.
  134. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 132, wobei das Medium eine Vielzahl konzentrisch angeordneter zylindrischer Siebe umfasst.
  135. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 132, wobei das Medium eine Vielzahl perforierter zylindrischer Bleche umfasst.
  136. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 132, wobei das Medium ein geknicktes, perforiertes Blech umfasst, welches in eine zylindrische Form gefaltet und gerollt ist.
  137. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 132, wobei das Medium eine Vielzahl länglicher Blätter aus Material umfasst, welche zu einer zylindrischen Rolle miteinander verbunden sind, wobei die Oberflächen der benachbarten Blätter winkelförmig voneinander beabstandet sind.
  138. Containmentsystem für reaktive Chemikalien nach Anspruch 100, wobei die sekundäre Containmentkammer der Länge nach stromabwärts von der primären Containmentkammer angeordnet ist.
  139. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 138, umfassend einen sekundären Einsatz angeordnet in der sekundären Containmentkammer, um Turbulenz in dem Gasfluss in der sekundären Containmentkammer zu erzeugen.
  140. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 139, wobei der sekundäre Einsatz ein zylindrisches Element umfasst mit einem Medium umfassend eine Vielzahl von beabstandeten Oberflächen, um Turbulenzen in dem Gasfluss zu erzeugen.
  141. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 140, wobei das Medium eine Rolle Maschengewebe umfasst.
  142. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 140, wobei das Medium eine Vielzahl konzentrisch angeordneter zylindrischer Siebe umfasst.
  143. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 140, wobei das Medium eine Vielzahl perforierter zylindrischer Bleche umfasst.
  144. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 140, wobei das Medium ein geknicktes perforiertes Blech umfasst, welches in eine zylindrische Form gefaltet und gerollt ist.
  145. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 140, wobei das Medium eine Vielzahl länglicher Blätter aus Material umfasst, welche zu einer zylindrischen Rolle miteinander verbunden sind, wobei die Oberflächen der benachbarten Blätter winkelförmig voneinander beabstandet sind.
  146. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 97, umfassend: (i) eine Diffusionsplatte in der Diffusionszone, die eine Vielzahl von Diffusionsöffnungen aufweist, die um die Diffusionsplatte in einem radialen Abstand nach außen von dem Mittelpunkt der Diffusionsplatte aus dispergiert sind; und (ii) eine reaktive Behandlungsgaseinspeisungsdüse in der Nähe der Diffusionsplatte, wobei die Diffusionsplatte zwischen der Einspritz- bzw. Einspeisdüse des reaktiven Behandlungsgases und der Vormischzone angeordnet ist, so dass das reaktive Behandlungsgas durch die Diffusionsöffnungen in der Diffusionsplatte fließen muss, um die Vormischzone zu erreichen.
  147. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 146, wobei sich die Einspritz- bzw. Einspeisdüse des reaktiven Gases durch die Diffusionsplatte erstreckt.
  148. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 147, wobei die Diffusionsplatte in der Vormischkammer der Länge nach stromaufwärts von dem Verfahrensgaseinlass und der Vormischzone angeordnet ist.
  149. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 147, wobei die Diffusionsplatte konzentrisch um den Verfahrensgaseinlass angeordnet ist.
  150. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 63, wobei die Diffusionsplatte diametral von dem Verfahrensgaseinlass quer über der Vormischkammer angeordnet ist.
  151. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 97, umfassend einen Diffusionskanal, welcher die Vormischkammer umgibt, mit einer Vielzahl von Diffusionsöffnungen, die winklig um den Diffusionskanal dispergiert sind, um das reaktive Behandlungsgas aus dem Kanal durch die Diffusionsöffnungen in die Vormischkammer zu leiten.
  152. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 151, wobei der Diffusionskanal der Länge nach stromaufwärts von dem Verfahrensgaseinlass angeordnet ist.
  153. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 151, wobei der Diffusionskanal der Länge nach stromabwärts von dem Verfahrensgaseinlass angeordnet ist.
  154. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 100, umfassend zwei Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnungen an diametral gegenüberliegenden Seiten der primären Containmentkammer.
  155. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 154, umfassend einen Vakuumreiniger verbunden mit einer der Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnungen, um teilchenförmiges chemisches Reaktionsprodukt aus der primären Containmentkammer zu saugen.
  156. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalie nach Anspruch 155, umfassend Isolationsventile, angeordnet stromaufwärts von dem Verfahrensgaseinlass und stromabwärts von der sekundären Containmentkammer, welche, wenn sie für die primäre und sekundäre Containmentkammern geschlossen sind, die primären und sekundären Containmentkammern vor dem Verfahrensgasfluss abtrennen.
  157. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 156, umfassend Reinigungs- bzw. Ausgangsventile in den Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnungen, welche, wenn sie geöffnet sind, die primäre Containmentkammer für den Vakuumreiniger durch die eine Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnung und für die Umgebungsatmosphäre durch die andere Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnung öffnet.
  158. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 157, umfassend eine Steuerung in Kommunikation mit Aktuatoren auf den Isolationsventilen, den Reinigungsventilen und dem Vakuumreiniger, welche periodisch oder auf Kommando Steuersignale für die Aktuatoren der Isolationsventile bereitstellen, um die primären und sekundären Containmentkammern von dem Verfahrensgasfluss abzutrennen, die Reinigungs- bzw. Ausgangsöffnungen für den Vakuumreiniger und die Umgebungsatmosphäre zu öffnen und den Vakuumreiniger anzustellen, um das teilchenförmige Reaktionsprodukt aus der primären Containmentkammer zu saugen.
  159. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 100, wobei die Beziehung zwischen dem Volumen der primären Containmentkammer (V4) und dem Volumen der Vormischzone (V3) in einem Bereich von 4V3 ≤ 4V4 ≤ 10V3 liegt.
  160. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 100, wobei die Beziehung zwischen dem Volumen der primären Containmentkammer (V4) und dem Volumen der sekundären Containmentkammer (V5) in einem Bereich von 2V5 ≤ V4 ≤ 8V5 liegt.
  161. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 100, wobei die Beziehung zwischen dem Volumen der Vormischzone (V3) und dem Volumen der Diffusionszone (V2) V2 ≤ V3 beträgt.
  162. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 100, wobei die Gesamtlänge (L) von der Diffusionszone zu einem Auslass aus der sekundären Containmentkammer in einem Bereich von 12''' ≤ L ≤ 72'' (30 cm ≤ L ≤ 183 cm) liegt.
  163. Containmentvorrichtung für eine reaktive Chemikalie nach Anspruch 100, wobei der Durchmesser des Verfahrensgaseinlasses (D1) in einem Bereich von 1'' ≤ D1 ≤ 6'' (2,5 cm ≤ D1 ≤ 15 cm) liegt.
  164. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 100, wobei der Durchmesser der primären Containmentkammer (D4) in einem Bereich von 2'' ≤ D4 ≤ 48'' (5 cm ≤ D4 ≤ 123 cm) liegt.
  165. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 100, wobei der Durchmesser eines Auslasses aus der sekundären Containmentkammer (D6) in einem Bereich von 1'' ≤ D6 ≤ 6'' (2,5 cm ≤ D6 ≤ 15 cm) liegt.
  166. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 100, wobei die Beziehung zwischen dem Durchmesser einer Diffusionszone (D2) stromaufwärts von der Vormischzone und dem Durchmesser des Verfahrensgaseinlasses (D1) in einem Bereich von D1 ≤ D2 ≤ 6D1 liegt.
  167. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 100, wobei die Beziehung zwischen dem Durchmesser der Vormischzone (D3) und dem Durchmesser des Verfahrensgaseinlasses (D1) in einem Bereich von D1 ≤ D3 ≤ 6D1 liegt.
  168. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 100, wobei die Beziehung zwischen dem Durchmesser der primären Containmentkammer (D4) und dem Verfahrensgaseinlass (D1) in einem Bereich von 2D1 ≤ D4 ≤ 12D1 liegt.
  169. Containmentvorrichtung für reaktive Chemikalien nach Anspruch 100, wobei die Beziehung zwischen dem Durchmesser der sekundären Containmentkammer (D5) und dem Verfahrensgaseinlass (D1) in einem Bereich von 2D1 ≤ D5 ≤ 6D1 liegt.
  170. Verfahren zur Entfernung von Verfahrensgas aus einer Abgasleitung eines chemischen Dampfabscheidungssystems umfassend: Leiten des Verfahrensgases aus der Abgasleitung in eine Eingangszone einer Vormischkammer; Einspeisen eines reaktiven Behandlungsgases in eine Diffusionszone, eine Vormischkammer und Diffundieren des reaktiven Behandlungsgases in die Vormischkammer; Ermöglichen, dass sich das Verfahrensgas und das reaktive Behandlungsgas in einer Vormischzone in der Vormischkammer zu mischen beginnen, während sie in eine primäre Containmentkammer fließen; Erzeugen von Turbulenz in dem Gasfluss in der primären Containmentkammer, um das Prozessgas und das reaktive Behandlungsgas gründlich zu vermischen und die Mischung in der ganzen primären Containmentkammer zu dispergieren, um so viel des Verfahrensgases wie möglich mit dem reaktiven Behandlungsgas in der primären Containmentkammer zu reagieren; Anhäufen von fester teilchenförmigen oder pulverförmigen Reaktionsnebenprodukt in der primären Containmentkammer; Leiten des Gasflusses in eine zweite Containmentzone und Erzeugen von Turbulenzen in der sekundären Containmentzone durch gründliches Mischen des Verfahrensgases und des reaktiven Behandlungsgases und Dispergieren in der sekundären Containmentkammer, um den Rest des Verfahrensgases in dem Gasfluss mit dem reaktiven Behandlungsgas zu reagieren; Anhäufen von festem teilchenförmigen oder pulverförmigen Reaktionsnebenprodukt in der sekundären Containmentkammer; und Ermöglichen, dass der Gasfluss die sekundäre Reaktionszone in einer stromabwärts angeordneten Abgasleitung verlässt.
  171. Verfahren nach Anspruch 170, wobei die Beziehung zwischen dem Volumen einer primären Containmentkammer (V4) und dem Volumen der Vormischkammer (V3) in einem Verhältnis von 4V3 ≤ V4 ≤ 10V3 liegt.
  172. Verfahren nach Anspruch 170, wobei die Beziehung zwischen dem Volumen der primären Containmentkammer (V4) und dem Volumen der sekundären Containmentkammer (V5) in einem Bereich von 2V5 ≤ V4 ≤ 8V5 liegt.
  173. Verfahren nach Anspruch 170, wobei die Beziehung zwischen dem Volumen der Vormischkammer (V3) und dem Volumen der Diffusionszone (V2) V2 ≤ V3 beträgt.
  174. Verfahren nach Anspruch 170, wobei die Gesamtlänge (1) von der Diffusionszone zu einem Auslass von der sekundären Containmentkammer in einem Bereich von 12'' ≤ L ≤ 72'' (30 cm ≤ L ≤ 183 cm) liegt.
  175. Verfahren nach Anspruch 170, wobei der Durchmesser eines Verfahrensgaseinlasses in die Vormischkammer (D1) in einem Bereich von 1'' ≤ D1 ≤ 6'' (2,5 cm ≤ D1 ≤ 15 cm) liegt.
  176. Verfahren nach Anspruch 170, wobei der Durchmesser der primären Containment (D4) in einem Bereich von 2'' ≤ D4 ≤ 48'' (5 cm ≤ D4 ≤ 123 cm) liegt.
  177. Verfahren nach Anspruch 170, wobei der Durchmesser eines Auslasses von der sekundären Containmentkammer (D6) in einem Bereich von 1'' ≤ D6 < 6'' (2,5 cm ≤ D6 ≤ 15 cm) liegt.
  178. Verfahren nach Anspruch 170, wobei die Beziehung zwischen dem Durchmesser der Diffusionszone (D2) und dem Durchmesser eines Verfahrensgaseinlasses in eine Vormischkammer (D1) in einem Bereich von D1 ≤ D2 ≤ 6D1 liegt.
  179. Verfahren nach Anspruch 170, wobei die Beziehung zwischen dem Durchmesser der Vormischkammer (D3) und dem Durchmesser eines Verfahrensgaseinlasses in die Vormischkammer (D1) in einem Bereich von D1 ≤ D3 ≤ 6D1 liegt.
  180. Verfahren nach Anspruch 170, wobei die Beziehung zwischen dem Durchmesser der primären Containmentkammer (D4) und dem Durchmesser eines Verfahrensgaseinlasses in die Vormischkammer (D1) in einem Bereich von 2D1 ≤ D4 ≤ 12D1 liegt.
  181. Verfahren nach Anspruch 170, wobei die Beziehung zwischen dem Durchmesser der sekundären Containmentkammer (D5) und dem Durchmesser eines Verfahrensgaseinlasses in die Vormischkammer (D1) in einem Bereich von 2D1 ≤ D5 ≤ 6D1 liegt.
  182. Verfahren nach Anspruch 170, umfassend das Erzeugen von Turbulenz in der primären Containmentkammer, indem die Mischung des Verfahrensgases und des reaktiven Behandlungsgases durch ein Medium geleitet wird, welches eine große Oberfläche aufweist und einen gewundenen Weg für den Gasfluss durch das Medium erzeugt, welcher ausreichend ist, um Turbulenz in dem Gasfluss zu erzeugen.
  183. Verfahren nach Anspruch 182, wobei das Medium Drahtgewebe umfasst.
  184. Verfahren nach Anspruch 183, wobei das Drahtgewebe in einer zulaufenden bzw. kegelförmigen Anordnung geformt ist.
  185. Verfahren nach Anspruch 184, wobei die kegelförmige bzw. zulaufende Anordnung an dem vorderen oder stromaufwärts angeordneten Ende enger ist, als an dem hinteren oder stromabwärts gelegenen Ende.
  186. Verfahren nach Anspruch 185, wobei die zulaufende bzw. kegelförmige Anordnung zwei oder mehr zylindrische Gewebebestandteile mit unterschiedlichen Durchmessern umfasst, welche in zylindrischen Gewebestufen zusammen gestapelt werden.
  187. Verfahren nach Anspruch 184, wobei das Medium eine Vielzahl von perforierten Platten umfasst, welche voneinander beabstandet in dem Flussweg der Gasmischung in der primären Containmentkammer angeordnet sind.
  188. Verfahren nach Anspruch 187, wobei die Perforationen in der stromaufwärts angeordneten Platte größer sind und nacheinander in den nacheinander stromabwärts folgenden Platten kleiner sind.
  189. Verfahren nach Anspruch 188, wobei die Perforationen in den stromabwärts gelegenen Platten sich nicht mit den Perforationen in den Platten, die unmittelbar stromaufwärts von diesen liegen, ausgerichtet sind.
  190. Verfahren nach Anspruch 187, wobei die perforierten konischen Platten flach sind.
  191. Verfahren nach Anspruch 187, wobei die perforierten konischen Platten kegel- bzw. konusförmig sind.
  192. Verfahren nach Anspruch 191, wobei die nacheinander stromabwärts angeordneten konischen perforierten Platten einen größeren Durchmesser aufweisen als die jeweils unmittelbar stromaufwärts angeordneten konischen Platten.
  193. Verfahren nach Anspruch 170, umfassend periodisches oder intervallweises Abtrennen der primären und sekundären Reaktionskammern von dem Verfahrensgasfluss und Aussaugen des festen, teilchenförmigen oder pulverförmigen Reaktionsnebenproduktes, welches in der primären Containmentkammer angehäuft ist.
  194. Verfahren nach Anspruch 170, umfassend das Reagieren des Verfahrensgases mit dem reaktiven Behandlungsgas in einer Weise ohne Verbrennung.
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