CN116116160A - 一种尾气涤气装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种尾气涤气装置包含水槽、反应腔、冷阱结构以及集尘腔。反应腔系利用负压吸力将水气与尾气输送至反应腔中，其中尾气至少包含可与水气产生反应之制程废气，藉以使得水气接触尾气中之制程废气并进行反应而得到至少一产物。冷阱结构系对产物进行冷凝捕捉处理。集尘腔则系用以聚集受离心力甩出及/或受重力掉落之产物。其中，反应腔中更具有微波产生器，藉以提供微波辅助水气与尾气中之制程废气产生上述之反应以得到该产物。藉此，本发明可有效捕捉及收集排放自尾气产生源之尾气。

Description

一种尾气涤气装置
技术领域
本发明是有关于一种半导体处理装置，特别是有关于一种尾气涤气装置。
背景技术
半导体的生产过程会使用大量的易燃性、腐蚀性或高毒性的反应气体，但是在许多半导体制程中反应气体的利用率非常低，因此在制程中未完全反应的残余气体及反应生成物必须排出反应制程室。这些混合气体一般称为制程废气或是尾气都必须经由转化为无害或可处理的物质才能排出。
现行尾气系统主要由和反应制程室相接的涡轮真空帮浦(turbo pump)、机械帮浦及局部尾气处理系统(local scrubber system)所构成。尾气经由涡轮真空帮浦、排气管道及机械帮浦依序抽出反应制程室，再送入局部尾气处理系统进行处理后送到中央尾气处理系统(central scrubber system)排出。
为了妥善处理尾气，目前有许多种技术被提出及使用。举例而言，目前有一种现有技术在排放尾气之前，会使用抽气帮浦将尾气排放至燃烧洗涤塔进行尾气处理，如中国台湾第I487872号发明专利。然而，燃烧洗涤塔对于含氟化合物处理效果不佳，而且须随时保持运作并提供大量燃料气体，因此成本大幅增加且耗费能源，且燃料气体为易燃爆炸性气体，会增加公安危险。又，目前虽然有另一种现有技术采用触媒热裂解法，惟触媒会有老化及毒化问题，且触媒更换及回收处理成本相当高。此外，触媒热裂解法同样须随时保持运作且同样会耗费大量能源。
除此之外，目前虽有技术使用电浆火炬洗涤塔进行尾气处理，如中国台湾第I285066号发明专利，电浆虽已被证实可有效分解尾气，尤其针对须高温处理的全氟碳化合物((Perfluorinated Compounds,PFCs)。惟其系在大气压力下运行，须耗费大量能源，同时因为电浆温度超过上千度，系统零组件不但成本髙且使用寿命短。尤其大气电浆的稳定性不佳，容易因为操作条件的变化而产生电浆熄灭的问题。
另一方面目前已有理论技术提出在机械帮浦前加装电浆处理装置，在低气压下进行尾气处理。结果显示，因为在低气压下电子能量较高能有效解离尾气，虽然处理效果良好，但是因为电浆处理装置直接和涡轮真空帮浦后端相接，会有气体反应物回流污染制程的疑虑，故无法被半导体制程所接受，目前并未使用。
现行机械帮浦多采两段式组合，即第一段为增压帮浦(Booster Pump)，第二段为干式帮浦(Dry Pump)。增压帮浦因抽气速率(pumping rate)大能加速系统达到较低气压，以利于第二段干式帮浦达成操作设定气压。现有机械帮浦操作必须在第二段(后段)干式帮浦引入大量吹净气体(purge gas)，如氮气以稀释易燃性、腐蚀性或高毒性的尾气，同时以减缓在制程中生成之固体微粒造成之管道堵塞问题。由于气体流量相当大，必须使用大功率的抽气帮浦，无形中增加运作成本且耗费能源。而且，大量氮气后续进入现行之局部尾气处理系统如燃烧式或是热反应式洗涤塔，会产生大量氮氧化物(NOx)等温室气体，造成二次污染环境。
再者，即使引入大量吹净气体，在某些制程中固态粒子依然会阻塞第二段(后段)的干式帮浦，尤其是其出口处。这会严重降低抽气效率，同时提高干式帮浦的操作电流，不但增加能源消耗增加营运成本，甚至造成干式帮浦损坏引发制程停机。
发明内容
为了解决上述习知技术之问题，本发明之目的系在提供一种可以有效处理尾气的系统，且能降低机械帮浦能源消耗及大幅减少氮氧化物(NOx)等温室气体产生量，同时能有效解决固态粒阻塞的问题以提升干式帮浦使用寿命。
为达前述目的，本发明提出一种尾气涤气装置，用以捕捉及收集排放自一尾气产生源之一尾气，该尾气涤气装置至少包含：一水槽，其系储存有一水溶液，且该水溶液系产生一水气；一反应腔，其系利用一负压吸力将该水气与该尾气输送至该反应腔中，其中该尾气至少包含可与该水气产生一反应之一制程废气，藉以使得该水气接触该尾气中之该制程废气并进行该反应而得到至少一产物；一冷阱结构，其系连接该反应腔，该冷阱结构包含：一第一腔体；一导入管柱经由该第一腔体之一顶侧贯穿式设于该第一腔体之一腔室中且朝着该第一腔体之一底侧之一开口之方向延伸，该第一腔体之该腔室系经由该导入管柱连通至该反应腔：一导出管设于该第一腔体之一排放口上：以及一冷却元件设于该第一腔体之该腔室上，藉以对流经该冷阱结构之该产物进行一冷凝捕捉处理，并且从该第一腔体之该排放口排放出该冷凝捕捉处理后之该尾气；以及一集尘腔，其系设于该冷阱结构之该第一腔体之该底侧上，且经由该第一腔体之该底侧之该开口连通至该第一腔体之该腔室，用以聚集受离心力甩出以及/或者是受重力掉落之该产物。
其中，更包含一微波产生器设于该反应腔上，藉以提供一微波，辅助该水气与该尾气中之该制程废气产生该反应以得到该产物。
其中，该微波产生器系以一微波产生源产生该微波，且经由一波导管将该微波导入该反应腔中。
其中，该波导管更包含一微波匹配器，利用调整该微波之反射量，以将该微波导入该反应腔中。
其中，该水气系经由一水气输送管从该水槽输送至该反应腔中，且该尾气系经由一尾气输送管从该尾气产生源输送至该反应腔中。
其中，该水气输送管具有一流量控制阀，且该流量控制阀之一开启角度系对应于该尾气中之该制程废气之流量，藉以在维持该尾气之一抽速之条件下捕集该产物。
其中，该水槽设有一加热元件，用以将该水槽中之该水溶液加热至一预设温度，且该预设温度系对应于该尾气中之该制程废气之流量，藉以在维持该尾气之该抽速之条件下捕捉该产物。
其中，该冷阱结构之该第一腔体之该排放口系连通至可产生该负压吸力之一抽气帮浦。
其中，该第一腔体之管径及长度系对应于该抽气帮浦之一抽速，藉以在维持该尾气之一抽速之条件下捕捉该产物。
其中，该冷却元件包含一中空管螺旋状环绕于该第一腔体之该腔室中以及一冷凝剂位于该中空管中。
其中，该冷阱结构之该第一腔体上更设有一观察窗，用以观察该第一腔体之该腔室。
其中，该水槽更包含一水位计，用以显示该水溶液之高度。
其中，该尾气所包含之该制程废气为三甲基铝(TMA)，且该产物为氢氧化铝及/或氧化铝。
其中，该集尘腔之一底侧具有一开口，且该集尘腔具有一集尘盒设于该集尘腔之该底侧之该开口上。
其中，该集尘腔更具有一阀门设于该集尘腔之该底侧与该集尘盒之间。
其中，该集尘腔为锥形腔。
其中，该反应腔为竖直状、倾斜状或螺旋状之一中空管柱。
其中，该反应腔具有一颈部区。
承上所述，本发明之尾气涤气装置具有以下优点：(1)具有反应腔可使水气与尾气进行反应以产生对应之产物。(2)具有冷阱结构可捕集水气与尾气反应所产生之产物。(3)具有集尘腔可聚集受离心力甩出及/或受重力掉落之产物。(4)具有集尘盒可聚集产物。(5)具有微波产生器可提供微波，辅助水气与尾气之反应，且可提供保持温度之效果避免水气过早凝结在管壁上。(6)具有流量控制阀可控制水气输送管之水气供应量以对应于尾气之流量，可最有效率运用水溶液。(7)具有加热元件可控制水槽中之水溶液之温度以对应于尾气之流量，可最有效率运用水溶液。(8)本发明不仅可以有效处理尾气，且能降低机械帮浦能源消耗及大幅减少氮氧化物(NOx)等温室气体产生量，同时能有效解决固态粒阻塞的问题以提升干式帮浦使用寿命。
兹为使钧审对本发明的技术特征及所能达到的技术功效有更进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例及配合详细的说明如后。
附图说明
图1为本发明之尾气涤气装置应用于尾气产生源及抽气帮浦之间之示意图。
图2为本发明之第一实施例之尾气涤气装置之侧视示意图。
图3为本发明之第二实施例之尾气涤气装置之侧视示意图。
图4为本发明之尾气涤气装置之反应腔增设微处理装置之立体示意图。
图5为图4所示之反应腔之剖面示意图。
图6为图4所示之反应腔之上视示意图。
图7为本发明之尾气涤气装置之冷阱结构之剖面示意图。
图8为本发明之尾气涤气装置之冷阱结构之立体示意图。
附图标记说明：
    
Figure BDA0003354092870000051
Figure BDA0003354092870000061
具体实施方式
为利了解本发明之技术特征、内容与优点及其所能达成之功效，兹将本发明配合图式，并以实施例之表达形式详细说明如下，而其中所使用之图式，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后之真实比例与精准配置，故不应就所附之图式的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利范围。此外，为使便于理解，下述实施例中的相同元件系以相同的符号标示来说明。
另外，在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此揭露的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本发明的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本发明的描述上额外的引导。
关于本文中如使用“第一”、“第二”等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已。
其次，在本文中如使用用词“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，其均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明之尾气涤气装置系适用于利用水气捕集半导体制程室等尾气产生源所排放之尾气，能够有效捕捉及收集水气与尾气反应后所产生之产物，且能适时地观察并移除上述之产物，还可藉由微波加热降低反应活化能以及提供维持温度之效果，而且能避免高温尾气遇冷凝结在非预期位置上而导致抽速降低或无法有效捕集尾气。上述之尾气系至少包含可与水气产生反应之制程废气，且任何尾气或其所含之任何制程废气只要能够与水气产生反应，无论其与水气反应后之产物为固态、液态、气态或其组合，均可适用于本发明。
详言之，水气与尾气所含之制程废气进行反应所得到之产物系依据尾气及制程废气之种类而定。本发明虽以尾气所含之制程废气为三甲基铝(TMA)为例，三甲基铝(TMA)与水气进行反应所得到之产物为氢氧化铝及/或氧化铝之固体颗粒粉尘及甲烷气体，然而本发明不限于此。依据实际半导体制程之所采用之制程气体不同，水气与尾气所含之制程废气进行反应后所得之产物，也可为液体、气体或其组合，较佳为无毒液体、气体或其组合。
本发明之尾气涤气装置系适用于捕集尾气产生源所排放之尾气，藉此可在此尾气被吸入抽气帮浦之前，预先对此尾气进行捕捉及收集处理，不仅可达到捕集尾气之功效，还能在最小影响抽速的情况下维持抽气帮浦之抽速，尽量避免因捕集尾气而导致抽速降低。
请参阅图1至图8，在本发明之第一实施例中，如图1、图2及图4至图8所示，尾气涤气装置100至少包含水槽10、反应腔30、冷阱结构20及集尘腔40。水槽10系储存有水溶液12用以产生水气14，水溶液12系例如藉由沸腾或蒸发等汽化作用而产生水气14。水槽10具有水气输送管11，其中水气输送管11之水气入口11a系位于水槽10中水溶液12之上方，水气输送管11之水气出口11b则系位于反应腔30中。本发明所欲处理之尾气16系排放自尾气产生源70，其中尾气输送管13系连通于尾气产生源70及反应腔30之间，藉以将尾气16从反应腔30之入口输送至反应腔30之内部。上述之尾气产生源70并无特别限定，其可例如为半导体制程室或任何可排放尾气之尾气来源，因此本发明所适用之尾气16同样没有特别限定，只要尾气16含有任何能够与水气14产生反应之制程废气，不论所占比例多寡，均可适用于本发明。
本发明之一特点在于利用抽气帮浦60所产生之上述负压吸力将水气14与尾气16输送至反应腔30中，其中尾气16至少包含可与水气14产生一反应之一制程废气，藉以使得水气14接触尾气16中之制程废气并产生反应而得到至少一产物19。上述之抽气帮浦60例如但不限于干式帮浦，且抽气帮浦60可达到之真空度也无特别限定，其可例如但不限于提供介于0.01torr至10torr之间之低压环境。由于水溶液12之沸点与液面上的蒸气压成正比关系，亦即蒸气压越小，则沸点越低，因此本发明之另一特点在于利用抽气帮浦60产生低压环境能够有效降低水溶液12之沸点，有助于降低水溶液12汽化成水气14之沸点温度，例如但不限于可使水溶液12之沸点温度降至约摄氏40度以下，较佳为约摄氏30度至40度之间。
如图2所示，本发明之尾气涤气装置100之冷阱结构20系连接反应腔30。冷阱结构20包含第一腔体22、导入管柱24、导出管26及冷却元件28，其中，导入管柱24系经由第一腔体22之顶侧贯穿式设于第一腔体22之腔室23中且朝着第一腔体22之底侧之开口22b之方向延伸，且第一腔体22之腔室23系经由导入管柱24连通至反应腔30。导出管26系设于第一腔体22之排放口22c上，且连通于第一腔体22及抽气帮浦60之间。冷却元件28系设于第一腔体22之腔室23上，其可提供冷凝作用，藉以对与水气反应后之尾气17以及产物19进行冷凝捕捉处理。并且，冷阱结构20系从第一腔体22之排放口22c排放经过冷凝捕捉处理后之尾气18。本发明系以冷却元件28设于第一腔体22之腔室23中且缠绕导入管柱24为例，惟本发明并不限于此，本发明亦可选择性将冷却元件28设于导入管柱24之内部或是设于第一腔体22之腔室23之外部上。换言之，只要冷却元件28能够使得第一腔体22及/或导入管柱24形成冷凝表面以进行冷凝捕捉处理，均可适用于本发明。
详言之，当抽气帮浦60进行运作时，本发明之尾气涤气装置100可利用抽气帮浦60所产生之负压吸力将水气14与尾气16分别经由水气输送管11及尾气输送管13输送至反应腔30中，使得水气14在反应腔30中充分接触尾气16，且由于尾气16至少包含可与水气14产生一反应之一制程废气，即全部或部份之尾气16为上述之制程废气，因此水气14接触尾气16后，就可与尾气16中之制程废气产生反应而得到上述之产物19。而且，藉由抽气帮浦60所产生之负压吸力，上述与水气反应后之尾气17及反应所得之产物19可继续经由冷阱结构20之导入管柱24之顶端开口24a进入导入管柱24中，并且从导入管柱24之底端开口24b排出。其中，由于冷却元件28可在第一腔体22中产生冷凝效果，使得第一腔体22、导入管柱24及冷却元件28产生冷凝表面，因此能够对上述尾气16经过与水气反应后之尾气17及上述反应后所产生之产物19进行冷凝捕捉处理，亦即可使得上述之产物19以及与水气反应后之尾气17中的部份成分(例如油气或其他废气)吸附并累积在冷阱结构20中的第一腔体22、导入管柱24及/或冷却元件28之冷凝表面上。最后，上述与水气反应后之尾气17再经过冷凝捕捉处理后所形成之尾气(即经过冷凝捕捉处理后之尾气18)则会再由第一腔体22之腔室23之底侧往上移动并从位在第一腔体22之排放口22c上之导出管26排放出。
若尾气16所包含可与水气产生反应之制程废气为三甲基铝(TMA)，则三甲基铝(TMA)能够与水气14进行反应，且反应所得之产物19为固体颗粒状之氢氧化铝及/或氧化铝及气态甲烷，其反应式(1)及(2)分别如下所示：
Al(CH3)3+3H2O＝>Al(OH)3+3CH4…………(1)
Al(CH3)3+3/2H2O＝>1/2Al2O3+3CH4………(2)
藉由上述反应式(1)及(2)，本发明可依据三甲基铝(TMA)之流量换算出每小时所需之耗水量，藉以在保持抽速的情况下，获得较佳之捕获效果，且能环保地节省水资源。以流量为1.04mol/hr之三甲基铝(TMA)为例，最多需要3.12mol/hr的耗水量。
在本发明之尾气涤气装置100中，冷阱结构20之冷却元件28并无限定于特定类型，其不限于内冷式或外冷式，只要可提供所需冷凝捕集效果，任何形式之冷却元件均可适用本发明中。举例而言，如图7所示，冷却元件28包含中空管28a及冷凝剂28b，其中中空管28a系螺旋状环绕于第一腔体22之腔室23中，且较佳为环绕上述之导入管柱24，藉此不仅可提供冷凝作用，还能作为阻挡产物19往上流动至排放口22c之挡板使用。换言之，本发明之第一腔体22之腔室中还可选择性增设多个挡板，其系例如分散式分布于第一腔体22之侧壁上。冷凝剂28b则系位于中空管28a中，冷凝剂28b可例如为冰盐水、液态氮或乙二醇等可提供降温效果之流体，且可例如从中空管28a之入口埠29a导入至中空管28a中并从出口埠29b导出。
由于尾气16接触水气14时会产生反应而形成产物19，例如固态颗粒状之氢氧化铝及/或氧化铝及气态之甲烷，其中大部分之固态颗粒状之氢氧化铝及/或氧化铝会受重力影响而直接掉落，另一部分之氢氧化铝及/或氧化铝以及甲烷则会吸附在冷阱结构20之内部之冷却表面上，然而当产物19持续吸附在冷阱结构20之冷却表面，例如第一腔体22之腔室23、导入管柱24及冷却元件28之表面上时，过多的产物19终究会受到重力影响而掉落。此外，经过冷凝捕捉处理后之尾气18会从第一腔体22之底侧转向后再往上飘，因此如有产物19伴随尾气18转向，则会受到离心力影响而甩出。因此，本发明之另一特色在于在收集到的产物中，掉落至第一腔体22之底侧之氢氧化铝及/或氧化铝约占大部分(约90％至95％)，仅有少部分(约10％至5％)之氢氧化铝及/或氧化铝以及无毒性之气态甲烷会伴随着尾气(即经过冷凝捕捉处理后之尾气18)从第一腔体22之底侧转向后再往上飘，并冷凝附着在冷却元件28或第一腔体22之表面上。所以，本发明之尾气涤气装置100增设有集尘腔40，其中集尘腔40系设于冷阱结构20之第一腔体22之底侧上，且集尘腔40之顶侧具有开口以经由第一腔体22之底侧上之开口22b连通至第一腔体22之腔室23，用以聚集从第一腔体22中受离心力甩出及/或受重力掉落之产物19。
为了获得较佳之收集效果，集尘腔40之轮廓较佳为上宽下窄之锥形腔，但不限于此。集尘腔40之底侧亦可具有开口，且集尘腔40之底侧之开口处还可选择性增设有集尘盒42，藉此可收集从第一腔体22中受重力掉落之上述产物，其中集尘盒42较佳为可拆卸式设于集尘腔40之底侧，以便清理集尘盒42所收集之产物19，且可例如但不限于采用双抓式卡钳。此外，如图1至图3所示，集尘腔44与集尘盒42之间或可选择性设有阀门(41)，藉以控制集尘腔40之底侧之开口之启闭。举例而言，当清理集尘盒42所收集之产物19时，可藉由关闭此阀门以暂时闭合集尘腔40之底侧之开口，故在清理所捕获之产物19时，不需要暂时中断尾气处理程序。
在本发明之第二实施例中，如图1及图3至图8所示，除了上述第一实施例所示之结构外，本发明之尾气涤气装置100更包含微波产生器50设于反应腔30上，藉以提供微波辅助水气14与尾气16进行反应而产生上述之产物19。详言之，如图5所示，本发明之微波产生器50更包含微波产生源54及波导管56，其中微波产生源54系用以产生微波且经由波导管56将此微波导入上述之反应腔30中，藉以利用微波辅助水气14与尾气16之混合并辅助反应而产生对应之产物19。其中，微波产生源54及波导管56系设于反应腔30上，且系例如横向穿设于反应腔30上，藉以在反应腔30中产生微波。上述之微波产生源54例如为磁控管，且波导管56例如为设于磁控管之天线输出端上，用以将微波产生源54所产生之微波导引至反应腔30之内部。其中，波导管56之结构可例如，但不限于，包含金属杆56a及以一间距包围金属杆56a之石英管56b。此外，波导管56还可具有一微波匹配器56c横向连接上述之金属杆56a，用以调整微波之反射量，藉以有效地将微波导入反应腔30中。本发明所产生之微波频率及波长范围并无特别限定，其可例如为一般家庭微波炉常用之2.45GHz及12.24cm，或为其他数值，只要可用以辅助水气14与尾气16产生反应，即可适用于本发明。
在本发明之第一实施例及第二实施例中，反应腔30可例如为中空管柱，其中反应腔30之管径从顶侧至底侧可为相同(即同径管)或不相同(即非同径管)。此外，此反应腔30之轮廓不限于竖直状，其也可例如为螺旋状，藉以在反应腔30中产生涡漩气流，或者是为倾斜状，藉以在冷阱结构20之第一腔体22中产生涡漩气流，可藉由离心力有效将产物19集中在集尘腔40中，防止产物19从排放口22c排出。除此之外，如图4至图6所示，此反应腔30之内部还可选择性具有颈部区32，其中颈部区32之管径小于其他区域。举例而言，反应腔30可例如为由顶侧及底侧分别往中间段逐渐减缩管径而形成颈部区32之中空管柱。其中，微波产生源54所产生之微波系例如经由波导管56导入反应腔30之颈部区32之下方区域。而且，依据流体力学，此颈部区32还有助于驱使反应所得之产物19快速离开反应腔30。同理，导入管柱24也可例如为中空管柱，其中导入管柱24之中空管柱之管径从顶侧至底侧可为相同(即同径管)或不相同(即非同径管)。而且，本发明之导入管柱24系以呈竖直状且为同径管之中空管柱为例，然而本发明之导入管柱24之轮廓不限于竖直状，其也可例如为螺旋状，藉以在导入管柱24中产生涡漩气流，或者是为倾斜状，藉以在第一腔体22及/或导入管柱24中产生涡漩气流，可藉由离心力有效将产物19集中在集尘腔40中，防止固体颗粒之产物19从排放口22c排出。本发明之冷阱结构20还可选择性具有振动器设于第一腔体22、导入管柱24及/或冷却元件28上，其中当尾气之抽速下降或尾气捕捉效果下降时，外部之一控制器可例如接收到侦测器之感测讯号，并藉以产生一运作指令，藉此振动器可依据此运作指令产生振动以抖落第一腔体22、导入管柱24及/或冷却元件28上吸附的产物19，藉以恢复原有的抽速或捕捉效果。此外，本发明虽以反应腔30及第一腔体22为独立构件举例，惟本发明不限于此，本发明之反应腔30亦可与第一腔体22整合成一体。
除此之外，本发明所采用之水气输送管11较佳为具有至少一流量控制阀15，且流量控制阀15可藉由控制开启角度以调整水气14经由水气输送管11输送至反应腔30之内部之量。而且，流量控制阀15之一开启角度系对应于尾气16中之制程废气之流量，亦即若尾气16中之制程废气之流量增加，则流量控制阀15之开启角度则增大，藉以提供较多之水气14。换言之，本发明可依据欲处理之尾气16中之制程废气之流量，而对应地采用合适之流量控制阀15之开启角度，例如介于75度至90度之间，且较佳为约75度(其中，0度代表阀门关闭)，藉此不仅可在维持尾气抽速的情况下，获得较佳之捕获效果，且能环保地节省水资源。例如，当制程废气为三甲基铝，且三甲基铝之流量约为75g/hr，抽速约介于24,000L/s至25,160L/s时，本发明可将水溶液之使用量控制在75g/hr～135g/hr之间，且其总捕获率可达到39％。其中，流量控制阀15可例如为手动球阀15a及/或气动阀15b。同理，在本发明中，冷阱结构20之第一腔体22之管径及长度系对应于抽气帮浦60之抽速，亦即管径越大，则可达到之抽速较高，长度越长，则可达到之抽速较低。因此，本发明也可依据抽气帮浦60之抽速，而对应地采用具有合适管径及长度之第一腔体22，藉此可在维持尾气抽速的情况下，获得较佳之捕获效果，例如捕获率可高达39.9％。换言之，本发明还可选择性将多个尾气涤气装置100以串联、并联或其组合方式连接，藉此可有效提高捕获率。以串联为例，前一个尾气涤气装置100之导出管26系连接后一个尾气涤气装置100之反应腔30之入口，依此类推。以并联为例，多个尾气涤气装置100之反应腔30之入口系共同连接尾气产生源70，而其导出管26则共同连接抽气帮浦60。
此外，由于本发明系利用水溶液12之沸腾或蒸发等汽化作用而形成水气14，且较佳为可藉由低压环境加速使水溶液12汽化形成水气14，因此冷阱结构20之第一腔体22之排放口22c系连通至可产生上述之负压吸力之抽气帮浦60。此外，上述之水槽10还可选择性设有加热元件62，其例如为液体加热用护套加热器，用以将水槽10中之水溶液12加热至预设温度，此预设温度例如为约摄氏40度以下，较佳为约摄氏30度至40度之间。而且，此预设温度较佳为对应于尾气16中之制程废气之流量，亦即若尾气16中之制程废气之流量较高，则预设温度之数值也较高，藉此可提供较多之水气。基于相同理由，上述之水槽10可选择性设有温度感测器64及温度调节器66，其中温度感测器64例如为电热偶，用以侦测水溶液12之温度，且温度调节器66可接收温度感测器64之感测讯号并控制加热元件62之运作，藉以使得水溶液12之温度达到上述之预设温度并维持在此预设温度。
此外，上述之水槽10还可选择性设有通气管件67，其出口位于水槽10中，且具有通气阀可用以选择性平衡水槽10/反应腔30与外部环境的压力，亦即所谓的破真空。此外，本发明还可选择性经由此通气管件67通入氮气，藉以平衡水槽10/反应腔30与外部环境的压力，还可藉由氮气提供稀释作用防止维修时或处理过程中产物19中的气体可能产生的燃烧现象。其中，上述之水槽10还选择性包含可用以显示水溶液之液面高度之水位计68，其中水位计68系例如为两端分别连通至水槽10之内部之透明观察管，其系利用连通管原理使得水槽10之内部之水溶液12之高度相同于透明观察管中之水溶液12之高度，故可用以观察水溶液12之液面高度。而且，本发明还加大透明观察管之管径，且较佳使其管径约大于25mm，藉此可避免水溶液12沸腾时所产生之气泡堵塞上述之透明观察管而造成假水位现象，影响水位判断。此外，由于水气14与尾气16反应所产生之产物19为粉尘状之固体颗粒，因此为了即时观察冷阱结构20是否被产物19堵塞，本发明之冷阱结构20之第一腔体22之腔壁上更可选择性设有观察窗69，可供使用者即时观察第一腔体22之腔室23之状态。此外，上述之水槽10之槽体10a可具有固定式或可拆卸式盖体10b，且其槽底可选择性增设具有水阀之排水管路10c，用以选择性排出水槽10中之水溶液。
综上所述，本发明之尾气涤气装置具有以下优点：(1)具有反应腔可使水气与尾气进行反应以产生对应之产物。(2)具有冷阱结构可捕集水气与尾气反应所产生之产物。(3)具有集尘腔可聚集受离心力甩出及/或受重力掉落之产物。(4)具有集尘盒可聚集产物。(5)具有微波产生器可提供微波辅助水气与尾气之反应，且可提供保持温度之效果避免水气过早凝结在管壁上。(6)具有流量控制阀可控制水气输送管之水气供应量以对应于尾气之流量，可最有效率运用水溶液。(7)具有加热元件可控制水槽中之水溶液之温度以对应于尾气之流量，可最有效率运用水溶液。(8)本发明不仅可以有效处理尾气，且能降低机械帮浦能源消耗及大幅减少氮氧化物(NOx)等温室气体产生量，同时能有效解决固态粒阻塞的问题以提升干式帮浦使用寿命。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明之精神与范畴，而对其进行之等效修改或变更，均应包含于后附之申请专利范围中。

Claims (18)

1.一种尾气涤气装置，用以捕捉及收集排放自一尾气产生源之一尾气，其特征在于，该尾气涤气装置至少包含：
一水槽，其系储存有一水溶液，且该水溶液系产生一水气；
一反应腔，其系利用一负压吸力将该水气与该尾气输送至该反应腔中，其中该尾气至少包含可与该水气产生一反应之一制程废气，藉以使得该水气接触该尾气中之该制程废气并进行该反应而得到至少一产物；
一冷阱结构，其系连接该反应腔，该冷阱结构包含：一第一腔体；一导入管柱经由该第一腔体之一顶侧贯穿式设于该第一腔体之一腔室中且朝着该第一腔体之一底侧之一开口之方向延伸，该第一腔体之该腔室系经由该导入管柱连通至该反应腔：一导出管设于该第一腔体之一排放口上：以及一冷却元件设于该第一腔体之该腔室上，藉以对流经该冷阱结构之该产物进行一冷凝捕捉处理，并且从该第一腔体之该排放口排放出该冷凝捕捉处理后之该尾气；以及
一集尘腔，其系设于该冷阱结构之该第一腔体之该底侧上，且经由该第一腔体之该底侧之该开口连通至该第一腔体之该腔室，用以聚集受离心力甩出及/或受重力掉落之该产物。
2.如权利要求1所述的尾气涤气装置，其特征在于，更包含一微波产生器设于该反应腔上，藉以提供一微波，辅助该水气与该尾气中之该制程废气产生该反应以得到该产物。
3.如权利要求2所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该微波产生器系以一微波产生源产生该微波，且经由一波导管将该微波导入该反应腔中。
4.如权利要求3所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该波导管更包含一微波匹配器，利用调整该微波之反射量，以将该微波导入该反应腔中。
5.如权利要求1所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该水气系经由一水气输送管从该水槽输送至该反应腔中，且该尾气系经由一尾气输送管从该尾气产生源输送至该反应腔中。
6.如权利要求5所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该水气输送管具有一流量控制阀，且该流量控制阀之一开启角度系对应于该尾气中之该制程废气之流量，藉以在维持该尾气之一抽速之条件下捕集该产物。
7.如权利要求6所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该水槽设有一加热元件，用以将该水槽中之该水溶液加热至一预设温度，且该预设温度系对应于该尾气中之该制程废气之流量，藉以在维持该尾气之该抽速之条件下捕捉该产物。
8.如权利要求1所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该冷阱结构之该第一腔体之该排放口系连通至可产生该负压吸力之一抽气帮浦。
9.如权利要求8所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该第一腔体之管径及长度系对应于该抽气帮浦之一抽速，藉以在维持该尾气之一抽速之条件下捕捉该产物。
10.如权利要求1所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该冷却元件包含一中空管螺旋状环绕于该第一腔体之该腔室中以及一冷凝剂位于该中空管中。
11.如权利要求1所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该冷阱结构之该第一腔体上更设有一观察窗，用以观察该第一腔体之该腔室。
12.如权利要求1所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该水槽更包含一水位计，用以显示该水溶液之高度。
13.如权利要求1所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该尾气所包含之该制程废气为三甲基铝，且该产物为氢氧化铝及/或氧化铝。
14.如权利要求1所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该集尘腔之一底侧具有一开口，且该集尘腔具有一集尘盒设于该集尘腔之该底侧之该开口上。
15.如权利要求14所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该集尘腔更具有一阀门设于该集尘腔之该底侧与该集尘盒之间。
16.如权利要求15所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该集尘腔为锥形腔。
17.如权利要求1所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该反应腔为竖直状、倾斜状或螺旋状之一中空管柱。
18.如权利要求17所述的尾气涤气装置，其特征在于，其中该反应腔具有一颈部区。
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