專利名稱：用于氟生產(chǎn)的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明要求于2010年9月15日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/383204以及于2010年9月16日提交的美國臨時專利申請?zhí)?1/383533的優(yōu)先權(quán)，這些申請的全部內(nèi)容出于所有的目的通過引用結(jié)合在此，本發(fā)明涉及一種處于多個組裝的滑動件的形式用于氟生產(chǎn)的設(shè)備以及其中應(yīng)用它的一種方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體、光電池、薄膜晶體管(TFT)液晶顯示器、以及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的制造過程中，經(jīng)常在合適的腔室中進(jìn)行連續(xù)沉積材料的多個步驟以及蝕刻對應(yīng)的物品；這些過程通常是等離子體輔助的。在該沉積步驟中，沉積物不僅經(jīng)常在該物品上形成而且還在該腔室的這些壁和其他多個內(nèi)部零件上形成。據(jù)觀察元素氟是一種非常有效的試劑既用于蝕刻又用于清潔這些腔室以去除不希望的沉積物。此類方法例如在W02007/116033(它說明了使用氟和某些混合物作為蝕刻劑和腔室清潔劑)、W02009/080615(它說明了 MEMS的制造)、2009/092453 (它說明了太陽能電池的制造)中，并且在未公開的歐洲申請09174034.0 (它涉及TFT的制造)中進(jìn)行了說明。美國專利申請描述了一個制造設(shè)施中氟的產(chǎn)生以及分配?，F(xiàn)場提供氟減少了與從一個產(chǎn)生氟的設(shè)施中將其運輸?shù)绞褂命c的相關(guān)的風(fēng)險。仍然存在很多與現(xiàn)場構(gòu)思中使用的裝置相相關(guān)的有待解決的問題，例如，在漏泄、或者裝備破壞的情況下更大量的純氟(F2)和HF的銷毀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供 一種改進(jìn)的設(shè)備適合用于現(xiàn)場產(chǎn)生氟特別用作在半導(dǎo)體、光電池、薄膜晶體管液晶顯示器、以及微機(jī)電系統(tǒng)的制造中的蝕刻劑以及腔室清潔劑。本發(fā)明的設(shè)備向一種工具提供氟氣體，該工具應(yīng)用氟氣體作為反應(yīng)物來在該裝置中進(jìn)行化學(xué)作用，該裝置包括多個滑動件式安裝的模塊，其中包括至少一個選自下組的滑動件式安裝的模塊，該組的組成為-包括至少一個HF儲存罐的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件1，-包括至少一個產(chǎn)生F2的電解池的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件2，-包括用于純化F2的純化裝置的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件3，-包括將氟氣體遞送到使用點的裝置的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件4，-包括冷卻水回路的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件5，-包括處理廢氣的裝置的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件6，-包括用于分析F2的裝置的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件7，以及-包括操作這些電解池的裝置的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件8。


圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個實施方案，該設(shè)備具有一個有用的滑動件的安排。
具體實施例方式本發(fā)明的優(yōu)選設(shè)備向一種工具提供氟氣體，該工具應(yīng)用氟氣體作為反應(yīng)物來在該工具中進(jìn)行化學(xué)作用，該裝置包括多個滑動件式安裝的模塊，其中包括以下各項:-包括至少一個HF儲存罐的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件1，-包括至少一個產(chǎn)生F2的電解池的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件2，-包括用于純化F2的純化裝置的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件3，-包括將氟氣體遞送到使用點的裝置的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件4，-包括冷卻水回路的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件5，-包括處理廢氣的裝置的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件6，-包括用于分析F2的裝置的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件7，以及-包括操作這些電解池的裝置的一個滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件8。該設(shè)備優(yōu)選還包括滑動件式模塊，這些模塊可以位于滑動件式模塊I至8的附近但是可以與它們分開，即-一個滑動件式模塊9，它是一個主要用于將中電壓轉(zhuǎn)化成低電壓的電分站，和/或-一個滑動件式模塊10，它將實用設(shè)施(控制室、實驗室、休息室)容納在內(nèi)。此外，該裝置可以包括用于供應(yīng)惰性氣體的裝置，例如用于提供液氮以及氣氮的裝置；用于提供壓縮的空氣以及水的裝置；以及輔助品和便利設(shè)施。至少，滑動件1、2、3、4以及7，優(yōu)選所有滑動件，包括為了安全原因的殼體。在本發(fā)明的背景中，術(shù)語“氟氣體”具體地是指分子氟(F2)以及其的多種混合物(特別是與惰性氣體)。惰性氣體優(yōu)選地例如選自:気氣、氮氣、氧氣、以及n2o。一種優(yōu)選的氟氣體由或者主要由F2組成。以下，詳細(xì)地說明了圖1中所示的一種優(yōu)選的設(shè)備。圖1不出了根據(jù)本發(fā)明的一個設(shè)備P。其尺寸是39mX23m。圖1中的參考號I表示包括了 HF儲存和蒸發(fā)的滑動件I。參考號2表示了由一個虛線表示的滑動件2,它包括這些電解池；它位于模塊5和7下面的設(shè)備地下室中。圖的參考號3是指滑動件3，它包括對所生產(chǎn)的F2進(jìn)行純化的純化裝置。圖1的參考號4表示滑動件4，它包括用于氟氣體的儲存裝置。根據(jù)一個實施方案，滑動件4還包括對備用的或者最終儲存的純化的F2的最終分析的一個單池FT-1R。圖1的參考號5表示滑動件5，它容納了冷卻水的裝置。它位于滑動件2的上面。圖1中的參考號6A是指滑動件6A，它包含應(yīng)急響應(yīng)滌氣器ERS，并且參考號6B表不帶有F2漆氣器和 H2漆氣器的滑動件6B。圖1中的參考號7表不滑動件7,它包括可任選的用于F2分析的裝置(它可以例如包含一個FT-1R和/或一個紫外光譜儀)。圖1中的參考號8是指滑動件8中的整流器盒(cabinet)。參考號9A和9B是指中電壓電的子滑動件9A和低電壓電的子滑動件9B。參考號IOA表示包括一個實驗室以及一個控制室的滑動件10A，參考號IOB是指帶有多個的舒適設(shè)施(像休息室以及更衣室)的滑動件10B。參考號1la和1lb表示用于步行以便到達(dá)上層的滑動件(尤其是滑動件5和7)的自動扶梯和平臺。參考號12示出了活動中的叉式起重機(jī)。參考號13表示一個用于KOH溶液以及其他所需化學(xué)品的貯料場，并且參考號14是指一個應(yīng)急淋浴器。如果希望的話，該設(shè)備可以用圍欄圍起，如圖1中的黑線所指示的。一個有圍欄的設(shè)備具有多個優(yōu)點，因為避免了對沒有預(yù)見的操作F2生產(chǎn)設(shè)備的工作人員進(jìn)入其中，因此降低了對這些工作人員的風(fēng)險。在這種情況下，該氟氣體設(shè)備可以在消耗該氟氣體的半導(dǎo)體制造設(shè)備的現(xiàn)場進(jìn)行構(gòu)建，并且氟氣體的遞送越過該圍欄而發(fā)生。包括在幾個滑動件中所組裝的多個零件的這樣一種設(shè)備具有許多優(yōu)點。例如，這些滑動件可以在一個制造廠中進(jìn)行預(yù)組裝并且測試；因此，它們是一種“現(xiàn)成的”產(chǎn)品并且僅需要在現(xiàn)場安裝。這節(jié)省了時間。拆卸多個特定的滑動件以便維護(hù)、維修、或者由其他滑動件(它們包括具有相同的功能但具有改進(jìn)的性能的零件，或者具有更低或者更高的輸出)替代也是非常容易的。安全上還存在多種改進(jìn):例如，如以上說明的，滑動件2包括至少一個電解池；優(yōu)選地，所有的電解池是已經(jīng)填充了電解質(zhì)的并且然后被遞送到現(xiàn)場用于組裝到滑動件2中。因此，該填充可以在對應(yīng)的安全考慮下進(jìn)行，并且不必在一個局部的位置上進(jìn)行，在這個地方這種安全預(yù)防措施可能不是可獲得的。該設(shè)備的容量可以通過添加模塊來進(jìn)行擴(kuò)展。優(yōu)選地，這些滑動件具有海運集裝箱的尺寸，因此允許很容易地運輸模塊。一個很大的優(yōu)點是每周7天每天24小時的高純度F2的可靠的生產(chǎn)?，F(xiàn)在將詳細(xì)地來說明這些滑動件。總體上優(yōu)選的是這些池是成塊的并且連接到該結(jié)構(gòu)上以避免移動，例如作為一種地震保護(hù)。還優(yōu)選的是，該設(shè)備包括檢測地震并且給控制室發(fā)出信號的裝置，該控制室將該設(shè)備自動關(guān)閉或者個人手動關(guān)閉。優(yōu)選地，該設(shè)備包括至少一臺地震檢波器，例如強(qiáng)震動的地震檢波器(加速度測量儀)它可以檢測該設(shè)備的振動加速，并且如果達(dá)到了一個水平，例如0.5G，的話就發(fā)送一個對應(yīng)的信號，該信號觸發(fā)了一個警報和/或該設(shè)備的一個自動關(guān)閉。所有連接這些池的并且連接到這些池上的管線必須是電絕緣的，例如通過多個凸緣之間的隔離件。地板也必須是電絕緣的。優(yōu)選地，所有的進(jìn)程滑動件(滑動件I至8)是包括在一個封閉的空間中的?；瑒蛹?:用于HF儲存的滑動件模塊(滑動件1)包括至少一個HF(氟化氫)儲存罐，該儲存罐用于儲存HF并且將其遞送到這些電解池。用于HF的儲罐總體上是空心體，這些空心體任選地可以被安裝在多個輪子上或者它們可以例如通過一個升降叉車來進(jìn)行運輸。優(yōu)選地，該滑動件包括幾個儲罐，更優(yōu)選地2、3、4、5或6個儲罐。優(yōu)選地，該HF是以液體形式儲存在該罐中的?；瑒蛹蘒是可連接到一個包括加壓的N2的罐中的。液體HF是用N2加壓的并且被遞送到一個蒸發(fā)器中，在該蒸發(fā)器中它被蒸發(fā)了。所生成的包含HF的氣相被遞送到這個電解池或者這些電解池中。如果希望的話，對于每一個電解池可以安裝一個蒸發(fā)器。蒸發(fā)器優(yōu)選地包含一個加熱裝置，例如一個電加熱裝置或者一個熱交換器(使用熱冷卻水的熱量)以便產(chǎn)生該蒸發(fā)的HF。更優(yōu)選地，該HF儲存容器可以通過具有一個封閉的隔離空間的雙隔離閥而與該HF供應(yīng)線隔離開。在那種情況下，滑動件I適合地進(jìn)一步包括至少一個與一個或多個封閉的隔離空間相連接的空隙通氣閥。該空隙通氣閥總體上是可操作的以便從該封閉的隔離空間中可任選地除去所存在的氟化氫。去除可以例如通過施加真空來進(jìn)行。在另一方面，去除可以例如通過使用一種惰性氣體和/或一種加壓的清掃氣體(例如像無水的空氣，優(yōu)選氮氣)來沖洗該封閉的隔離空間而進(jìn)行。在一個方面，去除是連續(xù)進(jìn)行的。優(yōu)選地，去除是不連續(xù)進(jìn)行的，特別是當(dāng)一個HF儲存容器是連接到供應(yīng)線上和/或與其斷開連接的時候。從該封閉的隔離空間中回收的氣體適當(dāng)?shù)乇环懦鲋烈粋€HF銷毀單元中，例如滑動件6中的一個滌氣器。在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中，其多個零件(被假定與氣體相接觸)，例如像，如果適當(dāng)?shù)脑?，空心體、閥門、以及用于裝料和/或排出氣體的管線，是用耐分子氟的材料來適合地制成的或者涂覆有這種材料。此類材料的實例包括蒙乃爾合金金屬、不銹鋼、銅，以及優(yōu)選地，鎳。在滑動件I的一個優(yōu)選的方面，氟化氫儲存容器被包含在一個封閉式的空間中，該封閉式的空間具有至少一個可關(guān)閉的門，該可關(guān)閉的門允許一個氟化氫儲存容器從該封閉的空間進(jìn)入或者或移除。在這個方面的一個實施方案中，該封閉式的空間包含這些氟化氫儲存容器以及到該氟化氫供應(yīng)管線上的連接件。在另一個實施方案中，該封閉式的空間此外包含一個用于蒸發(fā)液體HF的蒸發(fā)器。在這個優(yōu)選的方面以及它的實施方案中，該封閉式的空間適合地包括一個HF傳感器，該HF傳感器能夠觸發(fā)該封閉的空間到以下所說明的一個漆氣器上的連接。 滑動件I總體上具有至少一根液體管線以及一根氣體管線。在那種情況下，該液體管線可以連接(如果適當(dāng)?shù)脑?到該氟化氫供應(yīng)管線上，例如通過一個凸緣連接。該氣體管線另外可以連接到一個惰性氣體(例如，無水的空氣、氮氣，等)供應(yīng)管線上，它允許對氟化氫儲存容器進(jìn)行加壓。在滑動件I中，每個氟化氫儲存容器總體上具有從10到5000升、通常500到4000升、優(yōu)選從500到3000升的容量。氟化氫儲存容器的具體實例是由RID/ADR-1MDG認(rèn)可的罐，UN T22類型或優(yōu)選地UN T20類型。此類罐是可商購的。滑動件I中的每個HF儲存容器可以通過一個歧管被適當(dāng)?shù)剡B接到氟化氫供應(yīng)管線上。滑動件I中的每個HF儲存容器優(yōu)選是與氟化氫供應(yīng)管線單獨可隔離的?；瑒蛹蘒中的HF儲存容器可以總體上與氟化氫供應(yīng)管線通過一個遙控裝置、優(yōu)選一個遙控閥來分離。更優(yōu)選地，每個儲存容器配備有一個遙控裝置、優(yōu)選一個遙控閥，允許將容器與氟化氫供應(yīng)管線分離。當(dāng)存在遙控閥時，另外適當(dāng)?shù)匕惭b手動閥。這些遙控閥例如允許從一個遙控室操作該HF儲存容器。在一個優(yōu)選的實施方案中，這些HF儲存容器包括一個自動的HF水平傳感器。具體地，這些HF儲存容器可以被安裝在磅秤上。在那種情況下，優(yōu)選地，一個過程處理系統(tǒng)、具體一個自動過程控制系統(tǒng)是可操作的以關(guān)閉一個第一遙控閥、將HF容器排空的并且打開另一個第二含HF氟化氫儲存容器的遙控閥。這個實施方案對于避免HF閥的手動操作并且對于確保持續(xù)的HF供應(yīng)是特別有效的。
在一個優(yōu)選的方面，這些閥是可操作的以在異常操作狀態(tài)的情況下(例如與HF供應(yīng)管線相連接的一個過程裝備中的一個過程中斷)自動關(guān)閉。在另一個優(yōu)選的方面，這些閥是可操作的以在滑動件I中的HF泄漏情況下自動關(guān)閉。這種HF泄漏可能例如由HF儲存容器內(nèi)部的任選的凸緣連接的泄漏而引起，存在通過遙控來關(guān)閉這些閥的可能性。這具體避免了在這種情況下接近氟化氫供應(yīng)管線的必要性。該滑動件還包括閥門用于關(guān)掉HF和氮的供應(yīng)。優(yōu)選地，滑動件I包括3到10個HF容器；特別優(yōu)選地，它包括4、5、6、7或8個容器。對于150噸F2/年的生產(chǎn)率，4個HF容器是適合的。特別地，具有更小尺寸的罐(如果它們可以通過單獨的閥門來關(guān)閉)改進(jìn)了設(shè)備的安全性。這些罐可以由耐受HF的材料制成或至少內(nèi)襯耐受HF的材料。這些壁應(yīng)該是足夠厚的；優(yōu)選地，它們具有IOmm MDG碼(國際海運危險貨物規(guī)則)等值的厚度。在一個具體實施方案中，滑動件I優(yōu)選永久性包括至少一個HF緊急情況容器。這種HF緊急情況容器優(yōu)選是一個優(yōu)選連接到HF供應(yīng)管線上的如在此所述的空的HF儲存容器。該HF緊急情況容器通常是可操作的以接收來自一個泄漏HF儲存容器的HF。將該HF緊急情況容器適當(dāng)?shù)乇３衷谝环N惰性氣體壓力下或保持在真空下。這些罐優(yōu)選是可便攜的從而它們可以由貨車來運輸和/或可以由一個叉形起重機(jī)來舉起。滑動件I包括一個通風(fēng)系統(tǒng)，并且環(huán)境空氣優(yōu)選永久地通氣到一個滌氣器、特別是用于去除冊和匕(如以下所述)的ERS滌氣器?；瑒蛹?:現(xiàn)在詳細(xì)地對包括電解池2個或更多個電解池的滑動件(滑動件2)進(jìn)行描述。它包含至少一個電解池。優(yōu)選地，它包含至少兩個電解池。更優(yōu)選地，它包含至少6個電解池。具有8個電解池的一個滑動件2是非常適合的。該滑動件優(yōu)選地構(gòu)造為使得(如果希望的話)若氟氣體的需要增加時可以增加另外的電解池。這些池包括多個夾套，可以穿過它們循環(huán)冷卻水。如果希望的話，滑動件2能以單獨的子滑動件2A、2B等形式被提供。在這些子滑動件中，組裝了確定數(shù)量的電解池。將單獨的子滑動件2A和2B(以及任何其他的子滑動件)連接到一起以形成一個電解池室。通常，該電解池室將包含4個、6個或更多個電解池，例如8個電解池或甚至更多。提供若干個電解池的優(yōu)點在于為了維護(hù)或修理而進(jìn)行的一個或甚至多個池的關(guān)閉可以通過提高其他池的輸出而進(jìn)行補(bǔ)償。為了組裝若干子滑動件具有的優(yōu)點是，尺寸可以保持在用于平常道路運輸?shù)目稍试S的最大尺寸之內(nèi)。將這些電解池連接到用于產(chǎn)生的F2和H2的收集器上。應(yīng)該注意到，每個電池可以包括I個或多個陽極。典型地，每個池包括20至30個陽極。在其他實施方案中，這些電解池的每個中陽極的數(shù)目可以是大于30 ;每個電池可以例如具有多于60個陽極，多達(dá)70個或者甚至多達(dá)80個陽極。一個電纜將每個陽極與該整流器連接。每個電解池陰極通過一個銅或鋁匯流線連接到該整流器上。一個整流器可以向一個或多個池供應(yīng)電流。優(yōu)選每個陽極應(yīng)用一個整流器。優(yōu)點是，取決于具體的陽極特征，在每個單獨的陽極處的強(qiáng)度可以被微調(diào)，在一個具體陽極處的異常情況(例如，過電壓、短路、或壞掉的陽極)可以被立即檢測，從而允許在所有氣體陽極和電解池繼續(xù)產(chǎn)生F2的同時自動關(guān)掉有故障的陽極。因此，滑動件2優(yōu)選包括帶有多個陽極的至少4個電解池，其中滑動件8中的多個整流器中的每個是分配給一個單一的陽極，或者其中滑動件 8中的多個雙整流器中的每個是分配給兩個陽極的。滑動件2包括一個冷卻水回路(由滑動件5的冷卻水回路來進(jìn)料或者連接到其上)，該冷卻水回路供應(yīng)冷卻水到這些池的夾套中?；瑒蛹?還包括一個沉降箱；優(yōu)選地，將一個用于F2的沉降箱和一個用于H2的沉降箱與每個池相連。這些沉降箱用來減小池中產(chǎn)生的F2和H2的氣體速度，以避免電解質(zhì)粉塵被帶走。優(yōu)選地，這些沉降箱包括一個振動器以及一個加熱裝置來熔化這些分離的電解質(zhì)粉塵以便于去除。收集所產(chǎn)生的F2的收集器是通過一個管與滑動件3相連的，用于產(chǎn)生的H2的收集器是通過一個管與滑動件6B (這將在以下詳細(xì)描述)中的對于H2的一個滌氣器相連的。在一個優(yōu)選的實施方案中，滑動件2還包括一個通風(fēng)系統(tǒng)以處理F2和/或H2的事故性釋放?；瑒蛹?的環(huán)境空氣是與一個滌氣器通氣的，特別是出于安全原因的ERS滌氣器(以下描述了該滌氣器)?；瑒蛹?:它包括用于純 化所產(chǎn)生的F2的裝置。它包括一個冷卻器，其中將F2預(yù)冷卻。滑動件3還包括一個HF洗滌器，其中預(yù)冷卻的F2與保持在非常低溫度下的HF進(jìn)行接觸。該HF洗滌器包括一個冷卻夾套，一種冷卻劑循環(huán)穿過該夾套?；瑒蛹?進(jìn)一步包括一個緩沖罐、一個壓縮機(jī)，例如一個隔膜壓縮機(jī)、以及在低溫下操作的一個HF冷凝器以及至少一個HF吸收劑柱，優(yōu)選含有NaF作為用于HF的吸收劑。優(yōu)選地，至少兩個吸收劑柱包含在滑動件3中。如果希望的話，這些吸附柱是多余的從而一組是在吸收模式，另一組可以進(jìn)行再生。這些吸附柱包括一個加熱裝置。如果希望的話，另一個組的吸收劑柱可以存在于滑動件3中或在用于再裝入吸附劑的位置上。通過多個管將該HF冷凝器連接到電解滑動件2上。優(yōu)選地，至少一組柱安裝在一個有輪的推車上以保持它們從該滑動件可移動(可去除)。這種HF冷凝器可以被冷卻到一個溫度，其中HF冷凝以形成一種液體或甚至一種固體。優(yōu)選的是如果它被冷凝以形成液體HF。非常合適的是冷卻該阱到_60°C到_80°C的溫度，優(yōu)選冷卻到大約_70°C。作為冷卻介質(zhì)，在所希望的低溫下可操作的所熟知的冷卻液體是合適的。優(yōu)選的是應(yīng)用一種N2氣體，該氣體是通過將液N2與氣N2以合適的量混合來獲得的。這種冷卻方式是非?？煽康?。因此，滑動件3包括多個管線以遞送并且抽取冷卻介質(zhì)?；瑒蛹?的環(huán)境空氣是與一個滌氣器通氣的，特別是出于安全原因的ERS滌氣器(以下描述)?；瑒蛹?:這種滑動件用作儲存氟氣體并且遞送氟氣體到使用點處?；瑒蛹?包括多個過濾器用于去除任何剩余的夾帶的固體。例如，在電解池中所產(chǎn)生的F2可能包括來自電解池的夾帶的固體電解質(zhì)，通常，KF與HF的加合物。該過濾器優(yōu)選是從耐受HF和氟的材料構(gòu)造的；不銹鋼、銅、蒙乃爾合金金屬以及尤其鎳是特別適合的。從這些金屬的燒結(jié)的顆粒制成的過濾器是非常合適的，這些顆粒包括納米級的孔徑以提供半導(dǎo)體等級F2，例如具有等于或小于5nm的孔徑，并且更優(yōu)選地，具有等于或小于3nm的孔徑。如果希望的話，滑動件4包括一個預(yù)過濾器以去除具有等于或小于I μ m的孔徑的F2粗粒?；瑒蛹?還包括一個單池FT-1R。在這個單池FT-1R中，可以對純化的F2 (它是為儲存或者遞送到使用點而準(zhǔn)備的)進(jìn)行分析。在這種情況下，沒有必要在滑動件7中提供紫外光譜儀和/或多池FT-1R。
滑動件4優(yōu)選包括用于儲存氟氣體的裝置。它可以例如包含一個用于氟氣體的緩沖罐。除了緩沖罐之外，但是優(yōu)選地代替緩沖罐，滑動件4還包括處于多個空心體形式的一個永久性的或臨時性的氟氣體貯存單元用于貯存F2。該貯存單元是與其他滑動件可連接的?！坝谰眯苑鷼怏w貯存單元”應(yīng)理解為具體是指整合到氟設(shè)備中的一個氟氣體貯存單元。例如，該氟氣體貯存單元可以是一個可傳送的或優(yōu)選一個固定的單元，該單元貫穿氟設(shè)備的操作存在于滑動件4中。優(yōu)選地，該永久性氟氣體貯存單元被設(shè)計為包含相對于貯存在該設(shè)備中的氟氣體的總重量的多于90wt%、更優(yōu)選多于95wt%、最優(yōu)選大于100wt%的氟氣體?；瑒蛹?進(jìn)一步能夠?qū)⒎鷼怏w從滑動件2傳送到使用點處。滑動件4的可能的部件包括但不局限于供應(yīng)管線、壓縮機(jī)、混合機(jī)以及緩沖罐?！翱蛇B接的”應(yīng)理解為具體是指該永久性氟氣體貯存單元被裝備為能夠連接到滑動件4的一個部件上。優(yōu)選地，該永久性氟氣體貯存單元被裝配為能夠連接到一個氟氣體供應(yīng)管線上。在一個優(yōu)選的方面，貫穿該氟氣體設(shè)備的操作，該氟氣體貯存單元是連接到滑動件4的一個部件上、具體是一個氟氣體供應(yīng)管線上。在一個進(jìn)一步優(yōu)選的方面，氟氣體貯存單元是與滑動件4的一個部件直接相連的。用于將連接到滑動件4的一個部件上的氟氣體貯存單元連接的合適的裝備包括一個歧管，該歧管通過一個管線連接到氟氣體貯存單元的每個空心體上并且優(yōu)選在每個管線上具有一個關(guān)閉閥門門從而允許單獨分開每個空心體，并且所述歧管是進(jìn)一步連接到滑動件4的一個部件上的?；瑒蛹?優(yōu)選包 括從4到25個空心體、更優(yōu)選地從5到8個空心體。這些空心體優(yōu)選具有實質(zhì)上相同的形狀和尺寸。柱形形狀空心體(管)是優(yōu)選的。氟氣體貯存的每個空心體優(yōu)選具有一個關(guān)閉閥門。氟氣體貯存單元的多個空心體可以通過一個適當(dāng)?shù)目蚣鼙缓线m地固定在一起。具體的框架幾何形狀包括三角形、正方形、以及矩形幾何形狀。在根據(jù)本發(fā)明的氟氣體設(shè)備中，這些氟氣體貯存裝置總體上能夠含有處于至少25磅/平方英寸(大約1.72表壓)的壓力的氟氣體。通常該壓力是等于或大于35磅/平方英寸(大約2.4表壓)，優(yōu)選等于或大于40磅/平方英寸(大約2.8表壓)。在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中，這些氟氣體貯存裝置總體上能夠包含或包含處于至多400磅/平方英寸(大約27.6表壓)、優(yōu)選等于或小于75磅/平方英寸(大約5.2表壓)的壓力的氟氣體。通常該壓力是等于或低于65磅/平方英寸(大約4.5表壓)，優(yōu)選等于或低于60榜/平方英寸(大約4.1表壓)。應(yīng)理解到，氟氣體貯存單元的空心體總體上能夠包含或包含處于上述壓力的氟氣體。特別優(yōu)選的是這些空心體含有處于上述壓力的氟氣體。在根據(jù)本發(fā)明的氟氣體設(shè)備中，在氟貯存裝置中貯存的分子F2與氟氣體設(shè)備的每日的分子F2生產(chǎn)能力之比總體上是從0.1到1、優(yōu)選從0.1到0.25。優(yōu)選地，每個空心體可以從該設(shè)備單獨關(guān)閉；這改進(jìn)了安全性。氟離開滑動件4優(yōu)選通過雙壁管被運送到使用點處。氟氣體在內(nèi)管中運送；外雙重壁封套包括氮氣。這些管系包括一個壓力傳感器來分析外雙重壁封套中的氮壓力。優(yōu)選地，這些管的壁是比通常用于運送氣體的壁更厚的，即，優(yōu)選地，它們更厚Imm,優(yōu)選地,更厚4mm ;等于或大于5mm的壁厚是特別優(yōu)選的；分類為“目錄表80”的管是非常適合的。它們用于改進(jìn)安全性。具有放射線檢驗的焊接的管系是非常適合的。這個或這些貯存容器可以安裝在輪上或是通過一個升降叉車可運輸?shù)摹；瑒蛹?的環(huán)境空氣是與一個滌氣器通氣的，特別是以下描述的ERS滌氣器(出于安全原因)。在根據(jù)本發(fā)明的氟氣體設(shè)備中，使用點可以是與一個另外的制作設(shè)備相連的，例如一個化學(xué)設(shè)備或具體一個使用氟氣體用于表面處理的設(shè)備。使用位點通常是與一個半導(dǎo)體制造設(shè)備相連的，優(yōu)選光電裝置或平板顯示器的制造。在根據(jù)本發(fā)明的氟氣體設(shè)備的一個優(yōu)選實施方案中，包括氟氣體貯存單元的滑動件4是一個封閉的空間。該封閉的空間總體上包括能夠觸發(fā)封閉的空間與滑動件6的連接的一個氟傳感器。適當(dāng)?shù)?，該封閉的空間是通過一個連接到一個風(fēng)扇上的抽吸管線來連接到滑動件6上的，該風(fēng)扇是可操作的從而將氣體從滑動件4的封閉的空間運送到滑動件6。在另一個的實施方案中，根據(jù)本發(fā)明的氟氣體設(shè)備進(jìn)一步包括一個混合器、優(yōu)選一個靜態(tài)混合器，所述混合器優(yōu)選能夠接受來自滑動件4的氟并且接受來自一個惰性氣體供應(yīng)管線的惰性氣體，如優(yōu)選地氬和/或氮。在一個任選的實施方案中，一個壓力控制回路調(diào)節(jié)了、總體上將供應(yīng)到使用點處的氟氣體的壓力降低到所希望的值。
`
滑動件5提供了通過冷卻水冷卻或加熱設(shè)備的零件。它優(yōu)選位于電解的滑動件2或子滑動件2A和2B或任何另外的子滑動件2X附近，更優(yōu)選地，它是位于這些滑動件上面?；瑒蛹?包括至少一個用于當(dāng)反應(yīng)開始時加熱電解池以熔化電解質(zhì)鹽并且當(dāng)反應(yīng)運行時冷卻這些電解池的回路。該回路填充了冷卻水，這種水可以是自來水或蒸餾水。該回路包括一個緩沖罐、一個泵(優(yōu)選是多余的)、以及一個具有風(fēng)扇(具有可變的速率驅(qū)動)的干燥冷卻器。在操作過程中，冷卻水優(yōu)選保持在75°C至95°C以避免電解池中的電解質(zhì)的凝固。在滑動件5中包括的另一個回路用于冷卻該裝置的其他熱交換器。它含有一種冷卻液，優(yōu)選水與乙二醇的一個混合物，更優(yōu)選地，包括按重量計40%的乙二醇的水。同樣該回路包括一種緩沖液、一個泵(優(yōu)選是多余的)、以及一個干燥冷卻器。該冷卻回路包括用于測量冷卻水的溫度的多個檢測器、用于加熱冷卻水的裝置(例如電加熱)、用于冷卻此類循環(huán)液體的熱交換器?？扇芜x地，該設(shè)備包括一個蒸汽發(fā)生器以便提供蒸汽或者熱的清洗水。該蒸汽發(fā)生器可以是便攜的一種。熱蒸氣可以例如用于提供熱水，在該熱水中電解質(zhì)鹽可以是溶解的，如果希望的話。結(jié)果是，滑動件5優(yōu)選地包含至少兩個冷卻水回路。滑動件6包括至少一個滌氣器，每一個用于F2和H2。優(yōu)選地，這些滌氣器泵是多余的。該設(shè)備的滑動件(特別是滑動件1、2、3、4和7)包括一個通風(fēng)系統(tǒng)以使滑動件外殼的環(huán)境空氣通過滑動件6中的滌氣器永久性通氣。優(yōu)選地，滑動件6包括一個F2滌氣器用于為了安全原因或維修操作而銷毀任何的F2或放空HF。來自這些滑動件的通風(fēng)的空氣的F2和HF在一個滌氣器中被處理用于應(yīng)急響應(yīng)(ERS)。這些滌氣器優(yōu)選是噴射洗滌器并且提供了抽吸。這些滌氣器可以安裝在子滑動件上，例如一個子滑動件6A，它包括至少一個用于緊急情況響應(yīng)(ERS)的滌氣器，一個滑動件6B，它用于洗滌產(chǎn)生的H2,目的是去除其中夾帶的HF，以及一個滌氣器以去除源自滑動件的環(huán)境空氣的通氣的廢氣中的HF和/或F2 (如以上所解釋)。規(guī)則的F2滌氣器(任選安裝在子滑動件6B中)至少對應(yīng)在規(guī)則操作過程中有待去除的預(yù)期量的F2。通過與一種減輕溶液進(jìn)行接觸來去除F2。該滌氣器優(yōu)選包括一種噴射洗滌器以及一個填充柱以提供減輕溶液與F2之間的高接觸面積。優(yōu)選地，離開規(guī)則的F2滌氣器的氣體穿過ERS漆氣器的支持漆氣器。這些ERS滌氣器用作規(guī)則的F2滌氣器的支持滌氣器，它用于從所通氣的空氣去除F2或HF并且用于含有HF和/或F2的所通氣的氣體在泄漏之后的緊急處理。ERS滌氣器(任選安裝在子滑動件6A中)的容量優(yōu)選至少對應(yīng)于在對于緊急事件情況下有待去除的氟和HF的量，例如，在非常未必發(fā)生的管破裂的情況下，關(guān)于含有氟的一個管或一種HF的貯存罐的事故中。所建議的是根據(jù)最壞的情形選擇ERS滌氣器的容量；例如如果存在具有2m3容量的HF罐以及具有8kg F2容量的F2貯存管，該ERS應(yīng)該能夠減少對應(yīng)的HF以及F2的量以及設(shè)備滯留量。優(yōu)選地，該ERS滌氣器包括用于洗滌的2個單元以實現(xiàn)高的銷毀以及去除效率；通過正常以及緊急情況供電來向多余的泵送料。它優(yōu)選包括一種噴射洗滌器以及一個填充柱以實現(xiàn)有待處理的氣體與減輕溶液之間的良好接觸。用于緊急情況處理的其他單元可以包括一個填充柱，但是優(yōu)選地，它包括兩個串聯(lián)的噴射洗滌器?？梢杂靡阎挠糜谌コ鼺2的試劑來進(jìn)行F2去除。優(yōu)選地，一種KOH溶液或NaOH(任選包括一種堿金屬硫代硫酸鹽，例如硫代硫酸鈉或硫代硫酸鉀)被用作減輕溶液并且通過這個滌氣器或這些滌氣器以及該柱(如果存在的話)來泵送，作為對于F2的分解劑?？梢灶A(yù)知一個冷卻器用于冷卻KOH溶液。當(dāng)然，這是一個緊急情況滌氣器用于處理HF和F2的構(gòu)思的一個優(yōu)點。用于H2氣流的HF減少的滑動件6的滌氣器可以安裝在子滑動件6B中。子滑動件6B優(yōu)選包括一個用水性HF溶液操作的噴射洗滌器以降低H2中的HF含量。HF的濃度可以是在按重量計1%與10%之間的范圍內(nèi)。該滌氣器進(jìn)一步包括一個填充柱，其中在柱的頂部給予新鮮的水以降低HF含量?；瑒蛹?B還包括一個管線，它允許通過氮(它被用作滑動件3中的冷卻介質(zhì))來稀釋H2。

滑動件6中、或?qū)?yīng)的滑動件6A和6B中的滌氣器的可靠性是非常重要的。因此，用于使減輕溶液循環(huán)通過這些滌氣器的基本部件如風(fēng)扇或泵可以是多余的。不時地，向循環(huán)減輕溶液中加入新鮮的緩和劑，例如KOH溶液，和/或硫代硫酸鹽或其溶液，例如由一個卡車提供?；瑒蛹?優(yōu)選還包括用于在事故性泄漏的情況下的液體的一個或多個截留凹陷?；瑒蛹?涉及用于分析產(chǎn)生的F2的裝置。它優(yōu)選地安裝在滑動件2A和2B附近；非常優(yōu)選地，它位于滑動件2A和2B上面。滑動件7例如是一個分析器屏障。它周圍的環(huán)境大氣優(yōu)選是通風(fēng)到ERS的。該分析器包含適合用于確定所產(chǎn)生的F2的主要雜質(zhì)的含量的分析裝置。在一個實施方案中，一個紫外光譜儀(它分析紫外光譜)以及多輸入、多池FT-1R光譜儀(傅里葉變換紅外光譜)分析器是非常適合的。優(yōu)選地，取自電解池的粗F2以及純化的F2兩者可以被送到一個單池FT-1R或者一個多池FT-1R中。在一個多池FT-1R中，在一個給定的時間對一個通道進(jìn)行分析。HF、CF4, C2F6以及COF2的量例如可以通過FT-1R來測量，而F2的含量通過UV來分析。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，紫外光譜法可以用作氟的一個直接測量工具，當(dāng)陽極燃燒發(fā)生時它顯示出了氟濃度的劇烈降低^FT-1R中的相同時間觀察到CF4的巨大增加。因此，這種燃燒很容易通過燃燒過程中F2濃度的急劇降低進(jìn)行檢測，在這個過程中形成了雜質(zhì)(主要是CF4和C2F6)。這種燃燒的結(jié)果(所生產(chǎn)的F2包含比規(guī)則工作時更多的CF4、C2F6、C0F2、HF)不僅是雜質(zhì)含量的改變而且還有通過檢測器(尤其在本發(fā)明中是通過UV光譜學(xué))所監(jiān)測的氟含量的急劇降低。在使用UV光譜學(xué)的測量過程中，可以使用整個UV光譜。優(yōu)選地，不是將整個光譜而僅僅將這個特定波長處的吸收(具體是在200和400nm之間、更優(yōu)選250至330nm、最優(yōu)選270至290nm之間、甚至在約280nm處的UV光譜)用于測量，因為它差不多是F2的UV吸收的最大值。FTIR和UV測量同樣用于控制純化的F2的純度。因此，該分析用于通過用UV測量粗F2并且用FT-1R測量CF4來檢測陽極燃燒并且用于證明并且控制純化的F2的純度。所有電解池的粗F2以及純化的F2被連續(xù)取樣并分析。目前的FT-1R可以接受高達(dá)9個樣品。因此，純化的F2以及高達(dá)8個電解池的粗F2可以用電流產(chǎn)生裝置的多池FTIR進(jìn)行分析。根據(jù)另一個實施方案，所生產(chǎn)的氟的分析是僅僅通過一個單池FT-1R進(jìn)行的；沒有應(yīng)用一個紫外光譜儀。該單池FT-1R被用于對純化的F2進(jìn)行分析(最終分析)?；瑒蛹?包含多個整流器、BPCS(基本過程控制系統(tǒng))、ESD(應(yīng)急關(guān)閉系統(tǒng))、F&G (火災(zāi)和氣體系統(tǒng))嵌板(對齊了火警警報和氣體警報)、小電動機(jī)起動器、光強(qiáng)度分布以及其他裝置以提供電力并且控制設(shè)備的電力裝置。滑動件8安裝在滑動件2A和2B附近；優(yōu)選地，它位于它們上面。每個電解池，如以上所述，通常具有至少一個但是經(jīng)常多個陽極，例如26個。術(shù)語“多個陽極”可以是指任何等于或大于2的數(shù)字。陽極的數(shù)目是僅受實際的考慮限制的，例如池或者池單元(由幾個池構(gòu)成)不應(yīng)該是不合理的大的。經(jīng)常，陽極的數(shù)目是等于或低于80的，優(yōu)選地等于或低于70。一個整流器可以向一個、兩個或者更多個陽極提供電流。優(yōu)選地，每個陽極是由一個整流器供應(yīng)的。整流器是市場上可獲得的，該整流器可以分開地向幾個陽極提供電流。例如，如果26個陽極存在于一個池中的話，優(yōu)選提供26個整流器或者13個雙整流器(它們分開地向2個陽極提供電流)。這些整流器優(yōu)選是在裝在空氣調(diào)節(jié)的外殼中的整流器盒中組裝的。優(yōu)選在這個滑動件8中提供輕微超壓以保護(hù)免于氣體進(jìn)入。所有線纜和陰極匯流線應(yīng)該被小心地密封。優(yōu)選的是整流器盒是在一個固定的框架上用螺栓固定的用于地震保護(hù)?；瑒蛹?包括多個壁以及一個頂蓋。它優(yōu)選還包括一個火災(zāi)檢測系統(tǒng)，特別是一個VESDA (非常早期煙霧檢測裝置)以及一個熄火系統(tǒng)，該系統(tǒng)例如用HFC-227ea或用
Inergenκ (惰性氣體的混合物(氮、氬以及二氧化碳)來操作?；瑒蛹?優(yōu)選是一個預(yù)制室，該室具有混凝土壁或類似于一個從金屬防護(hù)物制成的容器。它包含用于連接到電流的并且將它從中電壓轉(zhuǎn)化成低電壓的裝置。優(yōu)選地，它含有“子發(fā)電站”子滑動件9Α和9Β?；瑒蛹?Α優(yōu)選含有MV(中電壓)池用于引入的和輸出的電流和旁路電流以及變壓器用于將中電壓電流轉(zhuǎn)化成低電壓電流。它對于局部網(wǎng)是可操作的；例如，這些變壓器是被選 擇為它們適合局部電壓，該電壓可以是例如380V或400V (50Hz)或440V(60Hz)?；瑒蛹?優(yōu)選還包括一個火災(zāi)檢測系統(tǒng)，特別是一個VESDA (非常早期煙霧檢測裝置)以及一個熄火系統(tǒng)，該系統(tǒng)例如用HFC-227ea或用丨Iiergenk (惰性氣體的混合物(氮、氬以及二氧化碳)來操作?；瑒蛹?B同樣優(yōu)選是一個預(yù)制的具有多個壁和一個頂蓋的混凝土室。該子站容納了低壓開關(guān)裝置(LVCS)和一個柴油發(fā)電機(jī)。它是通過線纜互聯(lián)到需要低電壓供電的滑動件上的，例如通過一個線纜槽。它優(yōu)選還包括一個火災(zāi)檢測系統(tǒng)，特別是一個VESDA(非常早期煙霧檢測裝置)以及一個熄火系統(tǒng)，該系統(tǒng)例如用冊(:-227冊或用11^丨$611 (惰
性氣體的混合物(氮、氬以及二氧化碳)來操作?；瑒蛹?B優(yōu)選還包括一個對于一個升降叉車的蓄電池充電站?；瑒蛹?B必須是互聯(lián)到過程滑動件上的，特別是滑動件8中的帶有幾個整流器的?；瑒蛹?0包括用于個人的實用設(shè)施，例如，一個控制室、一個實驗室和一個休息室。優(yōu)選地，它被劃分成子滑動件IOA和子滑動件10B。子滑動件IOA包含控制室和實驗室。可能是小的實驗室包括一個具有良好的通風(fēng)的通風(fēng)櫥，例如高達(dá)500m3/h并且甚至更大，該櫥優(yōu)選是由耐酸材料制成的并且可以用于分析滴定法，一個安全櫥用于試劑和樣品，一個洗手盆和一個化學(xué)品池 ，其中可以收集化學(xué)品廢品，優(yōu)選在一個由耐酸材料制成的筒中。該實驗室優(yōu)選具有一個氣體檢測器，該氣體檢測器安裝在新鮮空氣進(jìn)口處，以及一個關(guān)閉機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)在氣體警報的情況下關(guān)閉氣體進(jìn)口。子滑動件IOA優(yōu)選保持在輕微超壓下以防止空氣進(jìn)入?；瑒蛹蘒OA優(yōu)選包括空氣調(diào)節(jié)。該控制室的控制板優(yōu)選是在線連接到一個遙控板上，該遙控板可以位于另一個設(shè)施上。這允許了從一個單個的控制室遠(yuǎn)程操作若干氟氣體生產(chǎn)設(shè)備。子滑動件IOB包含休息室。它含有對于控制室個人有用的裝備。它優(yōu)選包括多個抽屜、一個更衣室、一個廁所、一個淋浴器、以及用于化學(xué)品罩衣(手套、披肩等)的櫥柜。該設(shè)備安全淋浴器包括眼淋浴系統(tǒng)并且優(yōu)選是位于子滑動件IOB的外部附近，因為它必須被供應(yīng)熱的可引用水?；瑒蛹?0優(yōu)選包括通風(fēng)和加熱。該設(shè)備將包括另外的對操作它有用的裝備。壓縮機(jī)是需要的以便提供加壓的氟氣體。它們必須是耐氟氣體的。用于在核工業(yè)中氟氣體處理的壓縮機(jī)是非常適合的。它們優(yōu)選是膜片式壓縮機(jī)。此類壓縮機(jī)市場上是可獲得的。這些膜片是由耐匕的材料(尤其用蒙乃爾合金金屬、不銹鋼、銅、或者鎳)制成的。這些隔膜是3-層的薄膜，這樣在一個隔膜破裂的情況下，該破裂將會由壓力測量裝置來檢測到，并且沒有F2將會離開該壓縮機(jī)隔膜到該外部區(qū)域中。該設(shè)備還將需要用于操作的儀器以及閥門。例如，如果一個混合器是存在的以便提供F2和惰性氣體或者其他氣體的混合物，則混合這些氣體的過程步驟包括用于F2以及有待與它混合的一種或多種氣體的質(zhì)量流量計、所安裝的控制閥門與專用的程序控制回路以及互鎖裝置，以便確保將這些氣體(例如一種惰性氣體或者多種惰性氣體)與F2進(jìn)行一個適當(dāng)且安全的混合。該設(shè)備，如以上說明的，具有用于其操作的對某些參數(shù)(例如氟氣體或惰性氣體的質(zhì)量流量控制)進(jìn)行分析的裝置。為此目的，質(zhì)量流控制器是優(yōu)選使用的。通過此類質(zhì)量流控制器，氟氣體的量可以被控制，它穿過攜帶它的管線，例如到這些FTIR和UV分析器。這些質(zhì)量流控制器應(yīng)該是“低ΛΡ類型”的控制器，僅引起了一個低的壓力下降。用于將氣體輸送到這些分析器(它們必須適合用于氟氣體的運輸)上的此類流量計，連同管道、管、以及裝配件在市場上也是可獲得的。閥門應(yīng)該是膜盒密封的重載(heavy duty)閥門。一個PLC (可編程邏輯控制器)管理了這些FTIR反射鏡的移動、收集了故障警報并且將結(jié)果傳送到BPRS(基本過程控制系統(tǒng))。為了分析純的F2，優(yōu)選應(yīng)用的是用AgCl制成的窗口，為了分析粗F2，例如來自這些電解池的采樣管線的粗F2，可以應(yīng)用Al2O3窗口。根據(jù)以上說明，變得清楚的是可以應(yīng)用幾個關(guān)于F2分析的替代方案。根據(jù)一個第一替代方案，一個單池FT-1R位于滑動件4中。它用于對該F2進(jìn)行最終分析。

根據(jù)一個第二替代方案，一個多池FT-1R以及可任選地一個紫外分析器位于滑動件7中。根據(jù)一個第三替代方案，一個單池FT-1R位于滑動件4中，并且一個多池FT-1R以及可任選地一個紫外分析器位于滑動件7中。該第一替代方案是最便宜的解決方案。該第二替代方案是比第一替代方案更昂貴；但它允許一個快速反應(yīng)，如果在一個或多個池中的F2生產(chǎn)被干擾的話。它還允許識別電池的不規(guī)則操作。該第三替代方案是最昂貴的一個；它允許同時一個快速反應(yīng)并且識別有故障的池，并且它允許檢查最終F2的純度。對這些替代方案的選擇取決于消費者的預(yù)期或需求、個人的經(jīng)驗、設(shè)備運行到有故障的條件的傾向，等等。往往還有可能的是在滑動件4和7中提供多個分析器以便對它們的一者或者兩者不連續(xù)地或者間歇地進(jìn)行操作。安全裝備:眾所周知的是尤其是FjPHF是需要謹(jǐn)慎處理的化合物。H2當(dāng)然是可燃的。因此，該裝備包括安全裝置。例如，該設(shè)備包括一個帶有多個轉(zhuǎn)換開關(guān)的用于一個應(yīng)急關(guān)閉(ESD)、用于警報、以及用于最優(yōu)先自動處理的安全嵌板。F2, HF、如果適當(dāng)?shù)脑?、H2的檢測器是安裝在例如一個至ERS滌氣器的通風(fēng)管中并且位于發(fā)射點處的。為了安全的作用，氣體報警信號被發(fā)送到ESD。該設(shè)備包括多個報警信號燈，它們是被開啟的，即，如果氣體報警信號發(fā)送到該ESD的話。這些警報還必須是在滑動件10的控制室中可檢測的。氣體測量必須在控制室中例如以ppm來給出。如果設(shè)備包括在滑動件10的控制室中的一個火災(zāi)和氣體嵌板以便顯示所有的火災(zāi)和氣體警報、以及通風(fēng)故障則是非常有利的。如以上提及的，該設(shè)備包括多個煙霧探測儀以及VESDA檢測器。尤其是這些過程滑動件，例如滑動件1、2、3、4以及7包括使F2生產(chǎn)手動停止的裝置(例如，應(yīng)急按鈕)和/或啟動消滅火災(zāi)的裝置的裝置?？梢允褂肅C TV(閉路電視)來監(jiān)控該設(shè)備。它可以被用于監(jiān)測到該設(shè)備的通路、材料的卸載(例如便攜的HF罐的或者KOH溶液的)。安全儀器系統(tǒng)(SIS)(包括傳感器、ESD系統(tǒng)以及安全致動器)被包括在這個設(shè)備中。該SIS被設(shè)計為實現(xiàn)一個安全完整性等級“2”。具體地說，在需要電動機(jī)或者電力負(fù)荷以便被包括作為一個安全插裝的功能元件的一個零件的地方，考慮了將這些電動機(jī)/負(fù)荷進(jìn)行斷開的交替的或和獨立的裝置，例如通過斷開該上游斷路器如果專用于該電動機(jī)/電負(fù)荷的接觸器或者斷路器沒有打開的話。一個應(yīng)急發(fā)電機(jī)，優(yōu)選一個供應(yīng)IOOkVA的柴油發(fā)電機(jī)優(yōu)選被包含在該設(shè)備中，如果一個外部電力供應(yīng)的被中斷了話。如果該控制室包括用于單獨工作的操作員的一個“失動”檢測(“deadman” detection)的話,它也是優(yōu)選的。此外，優(yōu)選的是該控制室提供了關(guān)于風(fēng)的方向以及風(fēng)的速度的數(shù)據(jù)。用于一個設(shè)備(其容量為150噸/年)的這些被組裝的過程滑動件的占地面積是30m.9.2m。其中用于實施項、用于維護(hù)和修理的人員面積以及入口間隙的滑動件，其整個尺寸是約39m.23m。這些滑動件的高度可以是比標(biāo)準(zhǔn)(標(biāo)準(zhǔn)高度是64英寸)更高的。包括應(yīng)急滌氣器的滑塊6A經(jīng)常具有的不是標(biāo)準(zhǔn)的占地面積但是與對應(yīng)的設(shè)備的特定要求相適配。經(jīng)常，該滑動件結(jié)構(gòu)是一個涂漆的鋼架，在該鋼架上所有的裝備都固定了 ；它們被設(shè)計為用于戶外安裝。嵌板、門、以及屋頂，如果安裝在滑動件的外部結(jié)構(gòu)的話，暗示了這些外部滑動件尺寸超過了這些標(biāo)準(zhǔn)海運集裝箱的尺寸。如果需要的話，這些滑動件是預(yù)制的，并且嵌板、門、以及屋頂在現(xiàn)場被對應(yīng)地組裝到這些滑動件上。這些滑動件是錨接在一個現(xiàn)有的混凝土厚片上的或者通過或在一個特定的底架上。這些滑動件的優(yōu)點是例如在車間試驗之前將它們制造、布管、布線并且組裝在一起。如果將它們構(gòu)造為使得這些滑動件之間的界面被最小化并且在對應(yīng)滑動件中的所有部件對于維護(hù)、檢查或修理是盡可能容易地進(jìn)入的，則是優(yōu)選的。這些滑動件的優(yōu)點是安全方面，每周7天每天24小時高純度F2的可靠的F2生產(chǎn)。以下，對由多個滑動件構(gòu)成的一個設(shè)備的組裝和操作進(jìn)行說明。如上述的這些滑動件是在一個車間中進(jìn)行組裝的；在一個實施方案中，滑動件2的電解池是早已提供的、填充有電解質(zhì)鹽的。這改進(jìn)了安全性。這些滑動件在該車間中進(jìn)行預(yù)試驗并且然后被運輸?shù)叫枰ㄟ^它們生產(chǎn)F2的設(shè)施中。在該設(shè)施中，優(yōu)選的是如果一個混凝土厚片已經(jīng)預(yù)先充分建立了，在其上就可以建筑該F2生產(chǎn)設(shè)備。這些滑動件是組裝的并且連接的?；瑒蛹?包括形成單元室的6個電解池。在這種情況下，每個電解池包括26個陽極；其他多個例如多達(dá)80個陽極或者甚至更多，將是有可能的，如果希望的話。在連接之前或者之后，它們被砌在該地面上作為地震或者天氣預(yù)防措施測量。滑動件13用于所需要的化學(xué)品(例如，硫代硫酸鹽、氫氧化物和/或電解質(zhì)鹽)的儲存室。這些內(nèi)置的部件的可操作性優(yōu)選然后進(jìn)行測試?，F(xiàn)在詳細(xì)地對該設(shè)備的操作進(jìn)行說明。提供了帶有6個池的設(shè)備。這個設(shè)備的標(biāo)稱容量，如果運行每周7天每天24小時是約100噸/年的純的&(121^/11，峰值20kg/h)。該容量可以通過加入兩個另外的電解池以及整流器或者整流器架來擴(kuò)展。通過加入另外的滑動件(另外的池空間以及整流器、另外的冷卻滑動件、另外的分析器)將容量擴(kuò)展到300噸/年將是有可能的。罐(優(yōu)選其內(nèi)部體積為I至20m3，最優(yōu)選地其尺寸為I至3m3并且填充有HF)在滑動件I中組裝并且連接到這些電解池上。在該設(shè)備的最終組裝之前,粗的組合物KF.2HF的電解質(zhì)鹽已經(jīng)填充到這些池中了。這些電解池的內(nèi)含物被加熱到約80°C _120°C以便在其中熔化。來自滑動件I的蒸發(fā)器的HF被送料進(jìn)入到該 電解池中。中電壓從滑動件9A被供應(yīng)到滑動件9B、被轉(zhuǎn)換成低電壓直電流，其電壓的范圍為8至12V，并且電流穿過HF和熔融電解質(zhì)鹽的熔融組合物，該熔融組合物被保持在80°C與120°C之間的范圍內(nèi)的一個溫度。一個整流器可以被分配到每個池；優(yōu)選地，一個整流器被分配到每一個陽極。尤其優(yōu)選的是應(yīng)用雙整流器；這種雙整流器可以用作兩個陽極。如果于每個池中存在26個陽極的話，那么可以應(yīng)用13個雙整流器就以便向這些陽極提供電流。以高于環(huán)境壓力的一個壓力(例如，以7至IOm表壓)來操作這些池。在滑動件2的對應(yīng)的電極隔室中形成了元素氟(F2)以及元素氫(H2)。HF是有利地來提供的這樣使得在對應(yīng)的池中的電解質(zhì)鹽和HF的水平不會超過特定的上下水平。優(yōu)選地，包含一個或多個電解池的滑動件還包括確定池中的溫度、這個或這些池中的液體水平、壓力或壓差、陽極電流以及電壓和氣體溫度的傳感器。這些池用具有約75°C至95°C、優(yōu)選75°C至85°C溫度的冷卻水進(jìn)行冷卻。將所形成的H2送到滑動件6B并且與一個噴射洗滌器(帶有一種水溶液，該水溶液包括按重量計O至約5%的水中的HF)接觸。將離開該滌氣器的氣體送到一個填充柱的底部并且在其中與噴灑在該柱頂部的淡水接觸。離開該填充柱的氣體用氮氣稀釋了并且傳送進(jìn)入到大氣中。該設(shè)備產(chǎn)生了約 415kg/天的F2。這些池中生產(chǎn)的F2首先通過去除顆粒(主要是，夾帶的再固化的電解質(zhì)鹽)來進(jìn)行預(yù)純化。然后將粗F2流冷卻，由此一部分夾帶的HF濃縮并且可以被去除。然后，將粗F2通過一個膜片壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮至約3.5表壓的一個壓力。將多余對的NaF塔安裝在滑車上以便使它們是可移動的，尤其是針對以下的情況，這些NaF球粒需要完全交換(當(dāng)進(jìn)一步的再產(chǎn)生是不再可能的時候)。然后使被壓縮的F2穿過一個阱并且通過蒸發(fā)的液體N2以及氣態(tài)N2在其中冷卻至約_70°C。剩余的HF在這個阱中通過濃縮來去除。然后通過使F2穿過包含NaF球粒的兩個吸收塔中的兩根管線中的一根管線而將任何殘余的痕量的HF去除；這些線由于有時是多余的，將這些NaF塔加熱至約350°C到400°C，并且使N2穿過它們而將吸收的HF去除并且使這些對應(yīng)的塔再生。這些NaF塔中處于吸收模式的壓力是約3.5表壓。將離開這兩個NaF塔的F2氣流穿過兩個過濾器以便將任何固體(尤其是NaF)去除，這些過濾器優(yōu)選是用蒙乃爾合金金屬制成的，并且該第二過濾器具有3nm的孔直徑。第一塔的溫度是約100°C，第二塔的溫度是約30°C -40°C。對純化的F2連續(xù)采樣。根據(jù)一個實施方案，將多個樣品送入到一個多池FT-1R并且到一個UV分析器中，如以上說明的。根據(jù)另一個實施方案，應(yīng)用一個單池FT-1R用于選擇性地分析所純化的F2。分析數(shù)據(jù)可以在線發(fā)送到滑動件IOA的控制室中的控制板中。如果這些樣品的分析顯示，這些電解池中的一個或多個產(chǎn)生了太不純的F2而不能用于半導(dǎo)體制造的目的，例如，包含了多得很的CF4或者更高的同系物(表明電解池故障)，那么這個或這些對應(yīng)的樣品以及由電池產(chǎn)生的F2穿過滑動件5中的F2滌氣器以及用于通過包含硫代硫酸鈉的KOH溶液來銷毀的應(yīng)急滌氣器?？商娲?，可以將不純的F2收集用于純度是足夠的目的。如果這些樣品顯示所生產(chǎn)的F2與所希望的純度相對應(yīng)，那么就將這些樣品返回到F2生產(chǎn)線上。然后將該F2傳送到一個儲存裝置中，該儲存裝置包括6個相同形狀的容器，它們各自具有一個1.3m3的內(nèi)部容積。這些圓柱體的任何一個可以是開放的并且由關(guān)閉閥門單獨地關(guān)閉?？商娲兀ㄟ^一個壓力控制回路來將所生產(chǎn)的F2的壓力降低至約1.5表壓并且然后將其送至使用點，使用F2用于腔室清潔的平板顯示器制造設(shè)備。使用一個雙壁圍繞的管，其中在該內(nèi)外管之間的空間包含著氮氣，并且使該F2穿過其內(nèi)管。在正常的操作中，這些關(guān)閉閥門是開放的并且在F2儲存單元與使用點之間的壓力差提供了一個緩沖，該緩沖允許對遞送的氟氣體流的一個平滑的控制，甚至用于使用點處的或者在F2產(chǎn)生單元的生產(chǎn)的中斷過程中可以獲得的不同消耗樣式。若任何通過引用結(jié)合在此的專利、專利申請以及公開物中的披露內(nèi)容與本申請的說明相沖突的程度至它可 能使一個術(shù)語不清楚，則本說明應(yīng)該優(yōu)先。
權(quán)利要求
1.一種用于氟氣體生產(chǎn)的設(shè)備，包括至少一個滑動件式安裝的模塊，該模塊選自: -包括至少一個HF儲存罐的滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件1， -包括至少一個產(chǎn)生F2的電解池的滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件2， -包括用于純化F2的純化裝置的滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件3， -包括將氟氣體遞送到使用點的裝置的滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件4， -包括冷卻水回路的滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件5， -包括處理廢氣的裝置的滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件6， -包括用于分析F2的裝置的滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件7，以及 -包括操作所述電解池的裝置的滑動件式安裝的模塊，表示為滑動件8。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括: -滑動件模塊9，它是子電站以便將中電壓轉(zhuǎn)變至低電壓，和/或 -滑動件模塊10，它容納了實用設(shè)施和便利設(shè)施。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中在滑動件I中的所述HF儲存罐具有I至2m3的內(nèi)部容積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的設(shè)備，其中滑動件2包括至少4個電解池，這些電解池的每一個被分配 到至少一個分開的整流器，優(yōu)選地，其中滑動件2包括至少4個具有多個陽極的電解池，其中多個整流器各自被分配到單個陽極上，或者其中多個雙整流器各自被分配到兩個陽極上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的設(shè)備，其中滑動件3包括用于使粗F2氣體與液體HF相接觸的HF洗滌器、從F2中去除HF的冷凝器、以及至少一個從F2中吸收HF的吸收劑柱。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的設(shè)備，其中滑動件4包括用于氟氣體存儲的多個空心體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中每個空心體能夠從所述設(shè)備單獨地被關(guān)閉。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的設(shè)備，其中滑動件5包括至少2個冷卻水回路以及用于該冷卻水的加熱和冷卻的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項所述的設(shè)備，其中滑動件6包括包含應(yīng)急滌氣器的子滑動件6A以及包含用于F2和H2的滌氣器的子滑動件6B。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的設(shè)備，其中滑動件7包括多池FT-1R光譜儀以及任選地紫外光譜儀，和/或其中滑動件4包括用于該氟的最終分析的單池FT-1R。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項所述的設(shè)備，其中滑動件8包括多個整流器，其中整流器的數(shù)量與陽極的數(shù)量相對應(yīng)；或者其中滑動件8包括多個雙整流器，其中所述雙整流器各自為2個陽極提供電流。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11中任一項所述的設(shè)備，其中滑動件9包括容納了用于進(jìn)入的、出去的以及旁路電流的中電壓池的子滑動件9A以及容納了低電壓的開關(guān)裝置、應(yīng)急發(fā)電機(jī)和蓄電池充電站的滑動件9B。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項所述的設(shè)備，其中滑動件10包括容納了包括實驗室在內(nèi)的控制室的子滑動件IOA以及容納了休息室的子滑動件10B。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13中任一項所述的設(shè)備，其中在每個滑動件中存在至少一個應(yīng)急按鈕。
15.根據(jù)權(quán)利要求1至14中任一項所述的設(shè)備，包括地震檢波器。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述地震檢波器是強(qiáng)震動的地震檢波器。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的設(shè)備，其中所述地震檢波器被連接至控制板并且觸發(fā)所述設(shè)備的 關(guān)閉。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氟氣體生產(chǎn)設(shè)備，其中F2是通過KF/HF組合物的電解來生產(chǎn)的。該設(shè)備包括多個滑動件模塊用于FIF儲存、電解池、生產(chǎn)的F2原始?xì)怏w的存儲和純化的滑動件模塊；用于氟氣體遞送的滑動件模塊，包括一個單一的緩沖罐或者多個儲存單元、提供純化的廢氣的滌氣器；用于提供冷卻水回路、分析、電整流器、帶有多個變壓器的一個子電站以及一個應(yīng)急供應(yīng)的滑動件模塊；以及用于實用設(shè)施的滑動件模塊，包括一個控制室與一個實驗室、以及人員的休息室。這些滑動件的優(yōu)點是他們可以在車間單獨地制造、測試、運輸?shù)皆O(shè)施并且在那里組裝。一個很大的優(yōu)點是安全方面，每周7天每天24小時高純度F2的可靠的F2生產(chǎn)。
文檔編號F17C13/08GK103140607SQ201180047528
公開日2013年6月5日 申請日期2011年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者菲利普·莫雷勒, 奧利維耶羅·黛安娜, 彼得·M·普雷迪坎特, 約阿希姆·朗格, 霍爾格·珀尼斯, 弗朗西斯·費斯, 阿蘭·福別列茨, 毛里齊奧·帕加寧 申請人:索爾維公司