TWM561683U - 用於利用一電漿流處理來自一處理工具之一廢氣流之電漿炬減量設備 - Google Patents
用於利用一電漿流處理來自一處理工具之一廢氣流之電漿炬減量設備 Download PDFInfo
- Publication number
- TWM561683U TWM561683U TW106213595U TW106213595U TWM561683U TW M561683 U TWM561683 U TW M561683U TW 106213595 U TW106213595 U TW 106213595U TW 106213595 U TW106213595 U TW 106213595U TW M561683 U TWM561683 U TW M561683U
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- plasma
- stream
- reaction chamber
- passivation
- layer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M5/00—Casings; Linings; Walls
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
- F23G7/063—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating electric heating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
- F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
- F23G7/065—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/32—Gas-filled discharge tubes
- H01J37/32431—Constructional details of the reactor
- H01J37/32798—Further details of plasma apparatus not provided for in groups H01J37/3244 - H01J37/32788; special provisions for cleaning or maintenance of the apparatus
- H01J37/32816—Pressure
- H01J37/32834—Exhausting
- H01J37/32844—Treating effluent gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
- B01D2259/818—Employing electrical discharges or the generation of a plasma
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M2900/00—Special features of, or arrangements for combustion chambers
- F23M2900/05001—Preventing corrosion by using special lining materials or other techniques
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23M—CASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F23M2900/00—Special features of, or arrangements for combustion chambers
- F23M2900/05004—Special materials for walls or lining
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/30—Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Plasma Technology (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
本創作揭示一種電漿炬減量設備及其製造方法。該電漿炬減量設備係用於利用一電漿流處理來自一處理工具之一廢氣流且包括:一反應腔室,其由用於接收該廢氣流及該電漿流之一反應腔室壁界定,該反應腔室壁包括具有面對該廢氣流及該電漿流之一鈍化層之一複合結構,該鈍化層由一鈍化材料形成,該複合結構具有由環繞該鈍化層之一基板材料形成之一基板層,該鈍化材料比該基板材料對該廢氣流及該電漿流之化學反應性差。依此方式,提供具有由該基板層及該鈍化層兩者提供之有利性質之一複合或多層反應腔室,其中該鈍化層對該廢氣流及該電漿流更具抵抗力,此提升該反應腔室之壽命。
Description
本創作係關於電漿減量,尤其係關於用於利用一電漿流處理來自一處理工具之一廢氣流之電漿炬減量設備。
熱電漿炬已眾所周知且通常用於處理來自在(例如)半導體或平板顯示器製造產業中使用之一製造處理工具中之一廢氣流。在此製造期間,剩餘含氟化合物或全氟化合物(PFC)及其他化合物存在於自該處理工具泵抽之廢氣流中。難以將此等化合物自該廢氣流移除且不期望將該等化合物釋放至環境內,因為已知其等具有相對較高之溫室活性或毒性。
將PFC及其他化合物自廢氣流移除之一個做法係使用如(例如)在EP1773474中描述之一輻射式燃燒器。然而,當不期望或不易獲得通常用於由於燃燒之減量之燃氣時,亦已知使用一電漿炬減量裝置。使用由該電漿減量裝置產生之電漿破壞或減少廢氣流內之非所要化合物。
現存電漿減量裝置之各者具有其等本身之缺陷。據此,期望提供一改良之電漿減量裝置。
根據一第一態樣,提供一種用於利用一電漿流處理來自一處理工具之一廢氣流之電漿炬減量設備,該電漿炬減量設備包括:一反應腔室,其由用於接收該廢氣流及該電漿流之一反應腔室壁界定,該反應腔室壁包括
具有面對該廢氣流及該電漿流之一鈍化層之一複合結構,該鈍化層由一鈍化材料形成,該複合結構具有由包括環繞該鈍化層之一高氧化鋁可澆注水泥之一基板材料形成之一基板層,該鈍化材料比該基板材料對該廢氣流及該電漿流之化學反應性差。
該第一態樣承認,儘管反應腔室具有優勢(例如,更簡單之安裝、歸因於無需燃氣之增強之安全性),但電漿減量裝置面對來自燃燒器之一組不同挑戰且當前具有其等本身之缺點。特定言之,現存反應腔室可歸因於該反應腔室內之強化學環境而遭受較短之壽命。由一熱電漿炬產生之高溫度可引發有助於打破PFC化學鍵之激烈化學反應。然而,此等高溫度亦可使得下游部件(諸如反應腔室)快速惡化。再者,冷卻劑可無效地丟失熱能且損害破壞及移除效率(DRE)。據此,可提供一種用於一電漿炬減量設備之反應腔室。該電漿炬減量設備可係用於處理來自一處理工具之一廢氣流。可利用一電漿流處理該廢氣流。該反應腔室可接收該廢氣流及該電漿流。該反應腔室可包括一反應腔室壁或由一反應腔室壁界定。該反應腔室壁可具有一複合結構。該複合結構可具有一鈍化層及一基板層。該鈍化層可面對或鄰近或接觸該廢氣流及該電漿流。該鈍化層可由一鈍化材料形成或包括一鈍化材料。該基板層可由一基板材料形成或包括一基板材料。該基板層可環繞或經設置鄰近該鈍化層,遠離該廢氣流及該電漿流。該鈍化材料可比該基板材料對該廢氣流及該電漿流之化學反應性差。依此方式,提供具有由該基板層及該鈍化層兩者提供之有利性質之一複合或多層反應腔室,其中該鈍化層對該廢氣流及該電漿流更具抵抗力且其中塊狀材料仍然能夠應對熱機械應力且將一些熱量傳遞至冷卻劑。此等特徵可提升該反應腔室之壽命,此提升該反應腔室之壽命。
在一個實施例中,該鈍化材料比該基板材料對該廢氣流及電漿流更具化學抵抗力。
在一個實施例中,該鈍化材料比該基板材料對該廢氣流及電漿流之化學惰性更強。
在一個實施例中,該鈍化材料比該基板材料對該廢氣流及電漿流中之鹵素自由基之化學反應性差。
在一個實施例中,該基板層比該鈍化層對熱破裂更具抵抗力。提供對熱破裂更具抵抗力之一基板層在快速熱循環期間改良反應腔室之整體性質。
在一個實施例中,該鈍化層比該基板層更薄。
在一個實施例中,該鈍化材料之純度比該基板材料更高。
在一個實施例中,該鈍化材料包括以下至少一者:氧化鋁、富鋁紅柱石、氧化鋯、釔穩定氧化鋯、氧化鋯增韌氧化鋁、熔融石英、氧化釔、二氧化鉿、矽鋁酸鹽及六硼化鑭。
在一個實施例中,該鈍化層係塗抹於該基板層上、物理沈積於該基板層上、化學汽相沈積於該基板層上及噴塗於該基板層上之至少一者。
在一個實施例中,該鈍化層包括固定於該基板層上之一襯套及瓦片之至少一者。
在一個實施例中,該基板材料包括一陶瓷及一固體之一者。
在一個實施例中,該基板材料包括一水泥。
在一個實施例中,該基板材料包括一高氧化鋁可澆注水泥。
在一個實施例中,該基板材料包括Al2O3。
在一個實施例中,該基板材料包括具有至少90%之一純度之Al2O3。
根據一第二態樣,提供一種製造用於利用一電漿流處理來自一處理工具之一廢氣流之一電漿炬減量設備之一反應腔室之方法,該方法包括:由一複合結構形成一反應腔室壁,該複合結構具有由一鈍化材料形成之一鈍化層及由一基板材料形成之一基板層,該鈍化層面對該廢氣流及電漿流且該鈍化材料比該基板材料對該廢氣流及電漿流之化學反應性差。
在一個實施例中,該鈍化材料比該基板材料對該廢氣流及電漿流更具化學抵抗力。
在一個實施例中,該鈍化材料比該基板材料對該廢氣流及電漿流之化學惰性更強。
在一個實施例中,該鈍化材料比該基板材料對該廢氣流及電漿流中之鹵素自由基之化學反應性差。
在一個實施例中,該基板層比該鈍化層對熱破裂更具抵抗力
在一個實施例中,該鈍化層比該基板層更薄。
在一個實施例中,該鈍化材料之純度比該基板材料更高。
在一個實施例中,該鈍化材料包括以下至少一者:氧化鋁、富鋁紅柱石、氧化鋯、釔穩定氧化鋯、氧化鋯增韌氧化鋁、熔融石英、氧化釔、二氧化鉿、矽鋁酸鹽及六硼化鑭。
在一個實施例中,該鈍化層係塗抹於該基板層上、物理沈積於該基板層上、化學汽相沈積於該基板層上及噴塗於該基板層上之至少一者。
在一個實施例中,該鈍化層包括固定於該基板層上之一襯套及瓦片之至少一者。
在一個實施例中,該基板材料包括一陶瓷及一固體之一者。
在一個實施例中,該基板材料包括一水泥。
在一個實施例中,該基板材料包括一高氧化鋁可澆注水泥。
在一個實施例中,該基板材料包括Al2O3。
在一個實施例中,該基板材料包括具有至少90%之一純度之Al2O3。
在一個實施例中,該基板層包括一陶瓷混合物且該方法包括在該陶瓷混合物上執行至少一退火步驟。
在一個實施例中,該基板層包括一陶瓷混合物且該方法包括在該陶瓷混合物上執行複數個退火步驟。
在一個實施例中,該等退火步驟將該陶瓷混合物之一溫度提升至一較高溫度。
在一個實施例中,該等退火步驟將該陶瓷混合物之溫度自環境溫度提升至該較高溫度。
在一個實施例中,該等退火步驟以連續方式及間斷方式之一者將該陶瓷混合物之溫度自環境溫度提升至該較高溫度。
在一個實施例中,各退火步驟在一第一階段期間將該陶瓷混合物之溫度提升至一升高之溫度且在一第二階段期間維持該升高之溫度。
在一個實施例中,該第二階段比該第一階段更長。
在一個實施例中,該方法包括在複數個退火步驟之後控制該陶瓷混合物之冷卻。
在一個實施例中,控制該陶瓷混合物之冷卻包括顛倒該等退火步驟。
在一個實施例中,控制冷卻使得該陶瓷混合物比該複數個退火步驟加熱該陶瓷混合物冷卻地更慢。
在一個實施例中,冷卻該陶瓷混合物所花之一時間比加熱該陶瓷混
合物所花之一時間更長。
在一個實施例中,該方法包括將一陶瓷與一流體混合以形成該陶瓷混合物。
在一個實施例中,該流體包括水。
在一個實施例中,該方法包括在一模具中模製該陶瓷混合物以形成該反應腔室。
在一個實施例中,該方法包括攪動該模具內之該陶瓷混合物以使得該陶瓷混合物均勻。
在一個實施例中,該方法包括攪動該模具內之該陶瓷混合物以使得該陶瓷混合物內之氣泡移位。
在一個實施例中,該攪動包括振動及旋轉之一者。
在一個實施例中,該方法包括設置該模具內之該陶瓷混合物。
在一個實施例中,該方法包括在執行複數個退火步驟之前將該陶瓷混合物自該模具移除。
在隨附獨立技術方案及附屬技術方案中陳述進一步特定及較佳態樣。若適當,則附屬技術方案之特徵可與獨立技術方案之特徵組合,且為除技術方案中明確陳述外之組合。其中一設備特徵描述為可操作以提供一功能,將明白,此包含提供該功能或經調適或經構形以提供該功能之一設備特徵。
10‧‧‧電漿炬減量設備
12‧‧‧陰極
14‧‧‧陽極
16‧‧‧電漿源氣體
18‧‧‧電漿流
20‧‧‧文氏管圓錐
22‧‧‧廢氣流
24‧‧‧二次氣流
26‧‧‧反應腔室
26A‧‧‧內部表面
26B‧‧‧鈍化層
28‧‧‧水套
28A‧‧‧內壁
28B‧‧‧外壁
28C‧‧‧管狀空隙
30‧‧‧氣隙
現將參考附圖進一步描述本創作之實施例,其中:圖1及圖2繪示根據一個實施例之一電漿炬減量設備之組件之截面;圖3繪示以陽極及陰極(為了提升清楚度已省略)之角度來看之圖1及圖
2之一電漿炬減量設備之組件;及圖4繪示根據一個實施例之通過一反應腔室之一截面。
在更詳細地討論實施例之前,首先將提供一概述。實施例提供一多材料反應腔室。該反應腔室通常係一管狀結構。該管狀結構之一內部容積界定電漿減量在其內發生之一空隙。提供形成反應腔室壁之塊狀之一基板。一層鈍化材料設置於該反應腔室之內部表面上之該基板材料之頂部上。該鈍化材料提供對該反應腔室內之反應物之更大之化學抵抗力。相較於該基板層提供一相對較薄之鈍化層將提供一更具成本效率之反應腔室及相較於僅由鈍化材料形成之一者具有改良之熱性質之一反應腔室兩者,其中僅由鈍化材料形成傾向於在熱循環期間更易受損。可採用各種不同技術產生多材料結構,諸如物理或化學沈積技術、熱烘焙、鈍化及基板材料兩者之固化或退火步驟,此提供一分離鈍化層且利用基板層一起配裝該鈍化層。此配置幫助提升反應腔室之壽命。
電漿炬減量設備
圖1及圖2繪示根據一個實施例之一電漿炬減量設備(大體上為10)之組件之截面。圖3繪示電漿炬減量10之組件之透視圖。電漿炬減量設備10包括位於一大體上係管狀陽極14之一開口之上游處之一陰極12。一空間設置於陰極12與陽極14之間,一電漿源氣體16(一中性惰性氣體,諸如(但不限制於)氬氣或氮氣)可流動通過陽極14。陰極12及陽極14電連接至經構形以將一直流電施加至陰極12與陽極14之間或將一交流電施加至陰極12及陽極14之一者或兩者之一電源(圖中未展示)。通常參考其他程序參數(諸如,廢氣流或電漿源氣種類及流動速率、陰極-陽極間隔、氣體溫度
等等)判定且選擇所需電流之量值及頻率。由此等參數直接影響電漿放電之電壓量值。無論如何,一適當初始高電壓方案係使得電漿源氣體16離子化且藉此形成一電漿(在已知為分解之一程序中)之一方案。
陰極12通常由一高導電金屬製造,諸如銅。陰極12之一面向下游端可提供藉由選擇該部分之不同於陰極12之主體之一材料(即,陰極12之主體通常由具有比面向下游之部分之熱電子材料更高之一熱傳導性之一導電材料形成)而達成之一優先放電點。例如,通常使用一銅陰極本體及一鉿或鍍釷鎢之面向下游之部分。接著,陽極14可由類似於陰極12之主體之一材料形成,例如銅。因此,電漿流18在陰極12下方之小區域中由陽極14之一截頭圓錐部分引導成核且作為陽極14中之一射流離開。
為了產生電漿,將電漿源氣體16(通常為一溫和惰性可離子化氣體,諸如氮氣或氬氣)傳遞至陰極12與陽極14之間之區域。為了初始化或開始電漿,首先必須在陰極12與陽極14之間產生一分解。此通常藉由可由與電源(圖中未展示)相關聯之一發電機提供之一高頻率、高電壓信號達成。陰極12之主體與面向下游部分之間之熱傳導性中之差異意謂陰極溫度將較高且較佳自該面向下游之部分發射電子。因此,當在陰極12與陽極14之間提供該信號時,在電漿源氣體16中引發一電弧放電。該電弧形成陽極14與陰極12之間之一電流路徑,接著,由陽極14與陰極12之間之一受控直流電維持該電漿。電漿源氣體16產生離子化之電漿源氣體16之一高動量電漿流18。
文氏管(Venturi)圓錐
陽極14之下游係一文氏管圓錐20。文氏管圓錐20包括導致一實質上平行側喉部分之一向內錐形截頭圓錐部分。一環形空間設置於陽極14與文
氏管圓錐20之間,通過文氏管圓錐20處理一廢氣流22且提供一二次氣流24。二次氣流24可為壓縮乾燥空氣或其他氣體且通常用作為輔助下游反應之一反應物。文氏管圓錐20之幾何形狀之效應係加速且壓縮傳入氣體以產生具有相對較高速度之一區塊、陽極14之下游處之一區域中之相對壓縮之氣體以幫助在廢氣流22及二次氣體24中汲取且促進與電漿流18之混合。自文氏管圓錐20離開之氣體之高速度可提升紊流以增強電漿流18、廢氣流22及二次氣流24之混合。
反應腔室
一反應腔室26設置於文氏管圓錐20之下游處。該反應腔室接收與廢氣流22及二次氣流24混合之電漿流18。反應腔室26係與陰極12、陽極14及文氏管圓錐20共軸對準之一圓柱管。
反應腔室26具有界定在其內接收電漿流18、廢氣流22及二次氣流24之一圓柱空間之一內部表面26A。如將明白,由電漿流18產生一強熱,且此熱與二次氣流24內之反應物一起幫助分解廢氣流22內之化合物。反應腔室26之一軸向長度幫助增加反應腔室26內之廢氣流22之滯留時間且改良其破壞及移除效率(DRE)。將大部分能量限制於反應腔室26之內部容積內。
一水套28同心地環繞反應腔室26。一氣隙30將水套28之一內壁28A與反應腔室26分離。一外壁28B同心地環繞內壁28A且界定接收一冷卻劑(諸如水)之一管狀空隙28C。反應腔室26由冷卻劑通過跨氣隙30之輻射熱傳遞間接冷卻且由反應腔室26之任一端處之熱接觸直接冷卻。將由電漿流18產生之大部分能量限制於反應腔室之內部容積內。
一般而言,反應腔室26由一水泥形成,諸如一高氧化鋁可澆注
(HAC)水泥。此等水泥需要能夠承受由電漿流18產生之高溫,承受藉由打開且關閉電漿流18引起之熱衝擊且處理不同氣流之效應。
反應管澆注
實施例提供較不易失效之一長壽命反應腔室26。表1展示製造反應腔室26之主要步驟。
在步驟S1中,在一碗中藉由機械混合將一陶瓷粉水泥與一混合流體(諸如水)混合一段時間。
在步驟S2中,將混合之水泥及流體倒入由用於形成反應腔室26之一內部模具及外部模具產生之一空隙內。攪動該模具以減少水泥及流體混合物內之任何氣泡或空隙之存在。亦可攪動該模具以增加該水泥及流體混合物之均勻性。
在步驟S3中,該模具關閉且利用一螺栓固定該內部模具。
在步驟S4中,允許在該模具內設置該水泥及流體混合物。
在步驟S5中,使用一按壓移除內部模具且移除外部模具。
在步驟S6中,反應管26自模具移除且在遵循一溫度分佈以執行一或多個退火步驟之一序列之一爐中經烘焙。該溫度分佈使得反應腔室26之溫度在漸增步驟中上升且維持該溫度一段時間以執行迭代退火。將升得最高之退火溫度設置為超過反應腔室26之操作溫度。一個實施例遵循表2中展示之溫度分佈。
另一實施例遵循表3中展示之溫度分佈。
在步驟S7中,反應管經歷受控冷卻。通常,此涉及允許反應腔室冷卻至爐內之環境溫度。在一個實施例中,藉由遵循退火步驟之溫度分佈(但按倒序)冷卻反應腔室。
鈍化層
在一個實施例中,反應腔室26具有一鈍化層,如圖4中所展示。該鈍化層當與在減量之電漿相位期間產生之鹵素自由基接觸時改良反應腔室26之內部表面26A之化學惰性。該鈍化層由在高溫時抗鹵素(例如氟)之一或多種材料形成。適合材料包含:AL=氧化鋁、AM=富鋁紅柱石(金剛砂)、ZR=氧化鋯、YSZ=釔穩定氧化鋯(完全穩定)、ZTA=氧化鋯增韌氧化鋁、FQ=熔融石英(矽)、YR=氧化釔、HF=二氧化鉿、AS=矽鋁酸鹽(矽線石)及/或LaB6=六硼化鑭。
鈍化層26B通常設置為沈積於反應腔室26之至少內部表面26A上之一層。該鈍化層亦可經沈積以在反應腔室26之環形端之一或多者上延伸。
相較於反應腔室26之厚度,提供一相對較薄之鈍化層26B將減少當電漿流18開始及停止時鈍化層26B經歷之熱衝擊,且同時仍然將化學保護提供至反應腔室26之下層結構。
可採用各種不同技術來將鈍化層26B沈積於反應腔室26上。在表4中展示此等技術:
將明白亦可利用額外技術,諸如物理汽相沈積及化學汽相沈積。
據此,實施例增加在電漿減量系統中採用之陶瓷反應管壽命。實施例產生一鈍化層以當與在減量之電漿相位期間產生之鹵素自由基接觸時改良該鈍化層內壁之化學惰性。
實施例利用在一電漿系統之所謂反應區段中之名為「陶瓷反應管」之一中空圓柱。由該管道包圍之內部容積係發生主要反應之區域。在此處,在藉由與稱為「文氏管圓錐」之一圓錐孔口相交而經混合之後分別收集由直流電電弧炬產生之熱電漿、生產氣體及反應物。壓縮乾燥空氣(CDA)通常用作為返回一乾燥反應(可能免受來自諸如HF、HCl之酸之腐蝕)之一反應物。反應管由冷卻水(PCW)通過跨氣隙之輻射熱傳遞間接冷卻且由反應區段之底部處之熱接觸直接冷卻。必須將大多數電弧炬能量限制於管道之內部容積內(因此限制於冷卻設計之選擇及用於該管道之絕緣
陶瓷材料內)。該管道可經伸長以增加待處理之廢氣之滯留時間。所有此等特徵改良系統之破壞及移除效率(DRE)。
在實施例中,藉由採用一內部模具與一外部殼(適當尺寸之一不鏽鋼管)之間之「高氧化鋁可澆注」(HAC)水泥而形成該管道。以上已描述準備該管道之方法。管道壽命係HAC水泥之侵蝕速率之一函數。高溫可改變Al2O3之化學狀態,使得鹵素能夠攻擊Al2O3。實驗已展示針對一可接受部件壽命需要具有>90%之Al2O3含量之HAC水泥及達900℃之一烘焙/退火溫度。
提升管道壽命之其他關鍵因數係增加文氏管圓錐孔及管道孔本身兩者。該兩者導致管道與電漿煙流之間之空間之一增加,但該兩者對DRE有一影響。
以上描述之管道準備涉及準備免受缺陷(不均勻密度、禁錮氣泡等等)之管道水泥之技術。提及之溫度分佈詳細繪示使得HAC水泥退火以允許其粒子之一部分燒結之步驟。此使得該管道較少滲透侵蝕。
HAC反應管由於其之絕佳熱機械(T-M)性質而適合該目的。實驗資料展示HAC管位於「熱」電漿煙流下數周而不損失材料,而由純氧化鋁製成之一類似管道之測試由於T-M應力在數分鐘內破裂。
實施例使得具有擁有改良之化學抵抗力之一更純材料之管道內壁鈍化。此層變薄,使得保持塊體材料(HAC水泥)之T-M性質。此亦允許在此層中使用少量特殊材料且同時最小化部件成本。此層可製成為一高純氧化鋁(AL)、富鋁紅柱石(金剛砂-AM)、氧化鋯(ZR)、釔穩定氧化鋯(完全穩定-YSZ)、氧化鋯增韌氧化鋁(ZTA)、熔融石英(矽-ZTA FQ)、氧化釔(YR)、二氧化鉿(HF)、矽鋁酸鹽(矽線石-AS)。關於建立此鈍化層之技
術,吾人可使用以下步驟:
a)一些材料可用作為允許利用一刷子施加層且接著在一進一步熱步驟中於爐中經固化之耐火塗料;
b)熱電漿濺鍍塗層;此技術允許將具有絕佳品質之一層沈積於管道壁上。
c)瓦片或襯套插入;通常當HAC水泥仍然係濕時將一襯套或一些瓦片施加至內壁;此等瓦片(或襯套)可歸因於水泥結合力而附接至該管道內壁。
儘管在本文中已參考附圖詳細揭示本創作之繪示性實施例,但應瞭解本創作不限制於精確實施例且熟習技術者在不違背本創作之範疇之情況下可實現由隨附申請專利範圍及其等等效物界定之各種改變及修改。
Claims (6)
- 一種用於利用一電漿流處理來自一處理工具之一廢氣流之電漿炬減量設備,其包括: 一反應腔室,其由用於接收該廢氣流及該電漿流之一反應腔室壁界定,該反應腔室壁包括具有面對該廢氣流及該電漿流之一鈍化層之一複合結構,該鈍化層由一鈍化材料形成,該複合結構具有由包括環繞該鈍化層之一高氧化鋁可澆注水泥之一基板材料形成之一基板層,該鈍化材料比該基板材料對該廢氣流及該電漿流之化學反應性差。
- 如請求項1之電漿炬減量設備,其中該基板層比該鈍化層對熱破裂更具抵抗力。
- 如請求項1或2之電漿炬減量設備,其中該鈍化層比該基板層更薄。
- 如請求項1或2之電漿炬減量設備,其中該鈍化材料包括以下至少一者:氧化鋁、富鋁紅柱石、氧化鋯、釔穩定氧化鋯、氧化鋯增韌氧化鋁、熔融石英、氧化釔、二氧化鉿及矽鋁酸鹽及六硼化鑭。
- 如請求項1或2之電漿炬減量設備,其中該鈍化層係塗抹於該基板層上、物理沈積於該基板層上、化學汽相沈積於該基板層上及噴塗於該基板層上之至少一者。
- 如請求項1或2之電漿炬減量設備,其中該鈍化層包括固定於該基板層上之一襯套及瓦片之至少一者。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB1616286.9A GB2554406A (en) | 2016-09-26 | 2016-09-26 | Plasma abatement |
| ??1616286.9 | 2016-09-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWM561683U true TWM561683U (zh) | 2018-06-11 |
Family
ID=57539666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW106213595U TWM561683U (zh) | 2016-09-26 | 2017-09-13 | 用於利用一電漿流處理來自一處理工具之一廢氣流之電漿炬減量設備 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20180000936U (zh) |
| CN (1) | CN207868157U (zh) |
| GB (1) | GB2554406A (zh) |
| TW (1) | TWM561683U (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102902379B1 (ko) * | 2022-12-16 | 2025-12-18 | 재단법인 철원플라즈마 산업기술연구원 | 고온 플라즈마 발생장치를 이용하는 세라믹 구상화 장치 및 방법 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE452255B (sv) * | 1984-10-23 | 1987-11-23 | Skf Steel Eng Ab | Sett for rening av avgaser fran giftiga klorforeningar och/eller tyngre kolveten samt anordning for genomforande av settet |
| JPH06287095A (ja) * | 1993-04-02 | 1994-10-11 | Toshiba Corp | 耐熱セラミックスおよびその製造方法 |
| JP4172938B2 (ja) * | 2002-02-14 | 2008-10-29 | 昭和電工株式会社 | 排ガスの処理方法および処理装置 |
| AU2003229428B8 (en) * | 2002-05-08 | 2009-07-02 | Benjamin Chun Pong Chan | Hazardous waste treatment method and apparatus |
| CN1644992A (zh) * | 2005-01-24 | 2005-07-27 | 真一(上海)集成电路设备有限公司 | 废气处理系统燃烧室结构 |
| KR100822048B1 (ko) * | 2006-06-07 | 2008-04-15 | 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 | 플라즈마 토치를 이용한 폐가스 처리장치 |
| KR101373196B1 (ko) * | 2011-08-30 | 2014-03-18 | 주식회사 아이지티 | 플라즈마를 이용한 폐가스 처리기 |
| KR101475663B1 (ko) * | 2013-02-21 | 2014-12-23 | 주식회사 지앤비에스엔지니어링 | 가연성 폐가스 처리 장치 |
| CN204063061U (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-31 | 河南中易环保科技有限公司 | 一种用于处理生活垃圾焚烧炉烟气的等离子体炉 |
-
2016
- 2016-09-26 GB GB1616286.9A patent/GB2554406A/en not_active Withdrawn
-
2017
- 2017-09-13 TW TW106213595U patent/TWM561683U/zh not_active IP Right Cessation
- 2017-09-22 KR KR2020170004992U patent/KR20180000936U/ko not_active Ceased
- 2017-09-26 CN CN201721240822.2U patent/CN207868157U/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2554406A (en) | 2018-04-04 |
| KR20180000936U (ko) | 2018-04-04 |
| GB201616286D0 (en) | 2016-11-09 |
| CN207868157U (zh) | 2018-09-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4331479B2 (ja) | 半導体処理装置における高靭性ジルコニアセラミック構成要素とコーティングおよびその製造方法 | |
| TWI300587B (en) | Low contamination components for semiconductor processing apparatus and methods for making components | |
| TW569335B (en) | Cerium oxide containing ceramic components and coatings in semiconductor processing equipment and methods of manufacture thereof | |
| TWI374492B (zh) | ||
| CN103493601B (zh) | 等离子体焰炬 | |
| KR20210153149A (ko) | 정전 척 시스템 | |
| CN102272344A (zh) | 用于半导体应用的热喷涂层 | |
| US20220186354A1 (en) | Surface coating treatment | |
| TW201442991A (zh) | 表面處理方法以及藉由該處理方法形成之陶瓷結構 | |
| WO2003028066A1 (en) | Process chamber having a corrosion-resistant wall and method | |
| JP7190546B2 (ja) | 基板処理装置及びそのカバーリング | |
| TWM561683U (zh) | 用於利用一電漿流處理來自一處理工具之一廢氣流之電漿炬減量設備 | |
| JPWO2021141676A5 (zh) | ||
| JP4040998B2 (ja) | セラミックス部材 | |
| JP2004002101A (ja) | 耐プラズマ性部材及びその製造方法 | |
| JP2022553646A (ja) | プラズマチャンバコンポーネントの無機コーティング | |
| JP5137304B2 (ja) | 耐食性部材およびその製造方法 | |
| JP2012117141A (ja) | 耐蝕性部材 | |
| TWI899632B (zh) | 用於電漿處理裝置的反應室組件及其製備方法 | |
| KR101030433B1 (ko) | 챔버실드를 포함하는 화학기상증착 장치 및 챔버실드의 제조방법 | |
| KR20060031136A (ko) | 진공 플라즈마 챔버용 열용사 코팅막 및 그 제조방법 | |
| TWI907387B (zh) | 半導體處理腔室組件的調整方法 | |
| CN116288129B (zh) | 一种复合陶瓷涂层制备方法及喷涂加工装置 | |
| JP2004002157A (ja) | 石英ガラス部品及びその製造方法 | |
| JP2008130682A (ja) | 加熱装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4K | Annulment or lapse of a utility model due to non-payment of fees |