[发明专利]半导体制程常压废氢气全温程变压吸附提纯再利用的方法

摘要

本发明公开了一种半导体制程常压废氢气全温程变压吸附提纯再利用的方法，通过预处理、变温吸附粗脱、变压吸附提纯及氢气纯化工序，将来自半导体制程中各个工序所产生的含氢废气，包括化学气相沉积、掺杂、光刻、清洗，以及其它工序尾气经过现场处理与中央集中处理后的燃烧与洗涤后的排放气或进入氢排放系统的含氢废气提纯至符合半导体制程所需的电子级氢气标准，实现废氢气资源再利用，氢气收率大于等于70～85％。本发明解决了半导体制程常压废氢气回收无法返回到半导体制程中加以使用的技术难题，为半导体产业绿色与循环经济发展填补了空白。

主权项

1.半导体制程常压废氢气全温程变压吸附提纯再利用的方法，其特征在于，包括如下工序：(1)预处理，将来自半导体制程中各个工序所产生的含氢废气作为原料气，根据需要脱除的酸性组分、碱性组分、可溶性有机物、水、双氧水、油雾、颗粒、CO₂以及其他可溶性杂质，经鼓风机选择送入由碱洗、中和、水洗、干燥及过滤步骤中一种或多种步骤组成的预处理系统，在常压至0.3MPa的压力以及常温的操作条件下进行预处理；(2)变温吸附粗脱，经过预处理工序处理的原料气，进入由至少两塔组成的变温吸附粗脱工序，对其中的SiH₄、PH₃、AsH₃及BH₃进行粗脱，并将其中的氯、硫、氨、水及其他毒害化学吸附精脱工序的负载活性组分的杂质脱除干净，吸附温度为常温，吸附压力为常压至0.3MPa，经过变温吸附精脱的原料气进入下一工序；吸附剂解吸再生温度为100～200℃，吸附剂采用浸渍活性炭、负载金属/复合金属/活性组分的活性炭、负载活性组分的分子筛中的一种或多种；(3)变压吸附提纯，将来自化学吸附精脱工序的处理气调整至0.2～5.0MPa，进入至少由4塔组成的多塔变压吸附提纯工序，吸附塔的操作压力为0.2～5.0MPa，吸附与解吸再生温度相同，均为50～200℃，其中至少一个吸附塔处于吸附步骤，其余吸附塔处于解吸再生步骤，所形成的非吸附相气体为5～6N的超高纯氢气中间产品，作为进入下一工序；吸附剂再生时，采用超高纯氢气中间产品进行冲洗或抽真空再生得到再生气；变压吸附提纯工序的吸附剂采用活性氧化铝、硅胶、活性炭、负载活性组分的活性炭、分子筛以及负载活性组分的分子筛的一种或多种；(4)氢气纯化，超高纯氢气中间产品在50～500℃的温度下，直接或通过减压阀减压至半导体制程用氢所需的压力，进入由金属吸气剂或钯膜或钯膜‑金属吸气剂耦合的氢气纯化工序，在操作温度为50～500℃、操作压力为常压至半导体制程用氢所需的压力条件下进行纯化，得到最终的电子级氢气产品。