TW200800368A - Methods and apparatus for PFC abatement using a CDO chamber - Google Patents

Description

200800368 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及半導體元件之製造，特別是一種利用CD〇 反應室來使全氟化物減量（abatement)之方法及設傷。 【先前技術】 許多半導體元件製造時所採用之處理（例如：金屬及 介電蝕·刻處理）會產生包括全氟化物 (perfluorocompounds ; PFCs )之不期望存在的副產物， 或是產生可能分解形成PFCs之副產物。用於移除聚集在 沉積室（例如：化學或物理氣相沉積室）之腔室元件上的 物質之清潔處理亦會產生PFCs。期望具有使此種PFCs減 量之方法及設備。 【發明内容】 於部分實施態樣中，係提供一種於一廢氣減量系統中 使全氟化物減量之方法，而此系統具有一預安裝之控制式 ’n 解氧化（Pre-installed controlled decomposition oxidation ; CD Ο )熱反應室，該方法包括：（ι)於CD0熱 反應室中提供一催化劑床；以及（2 )將一廢氣流導入CD Ο 熱反應室中’而使廢氣流暴露於催化劑床。 於部分實施態樣中，係提供用於使廢氣流中之全氟化 物減量之系統，包括：（i )濕式洗滌器，係適以洗滌廢氣 流’並具有一出口而適以將經洗滌之廢氣流排出；以及（2 ) 6 200800368 一 CDO系統。此CDO系統包括一 CDO熱反應室，而其包 含··（ a )耦接至濕式洗滌器之出口的一入口；（ b )在CD0 熱反應室中適以使PFC減量之催化劑床；以及（e) —出 口 〇

於其他實施態樣中，係提供一種於一廢氣減量系統中 使全氟化物減量之方法，而此系統具有一 CD0熱反應室， 該方法包括：（1)於CD0熱反應室中提供一催化劑床；（2) 將一廢氣流傳送通過一熱交換器，而進入CD0熱反應室之 一入口，並到達催化劑床；（3 )使廢氣流濾經催化劑床， 而經過滤之廢氣流係在催化劑床中被加熱；以及（4 )將來 自催化劑床之加熱廢氣流再循$衣至熱父換裔。 在至少一實施態樣中’係提供一 C D Ο糸統而用以使 PFCs減量，譎系統包括：（1 ) 一上游部分，包括一適以運 送廢氣流之第一導管；（2 ) 一熱反應室’具有耦合至第一 導管之入口、適以使PFCs減量之催化劑、以及一出口； 以及（3 )>下游部分，包括第二導管，該第二導管具有第 一端及位於第一端之下游的一部分，而第一蠕係耦合至熱 反應室之出口，該部分則設置而接近第一導管。第二導管 則適以傳送於熱反應室中加熱的廢氣流，而將來自第二導 管之熱能傳送至第一導管，籍以預熱在第一導管内之廢氣 流。 於部分其他實施態樣中，係提供用以使PFCs減量之 系統，其包# : ( 1) 一上游部分，包括適以運送廢氣流之 笛一墓瞢，以及教合至第一導管並適以預熱廢氣流之加熱 200800368 裝置；以及（2 ) —熱反應室，包括耦接至第一導管之入口， 及適以使來自第一導管而進入熱反應室之廢氣流中的 P F C s減量。

於部分其他實施態樣中，係提供用以使廢氣流中的 PFCs減量之系統，其包括：（工）第一導管，係適以運送廢 氣流，並具有一出口；（2) —熱交換器，位於第一導管中， 並接近該出口 ；（3) —熱反應室，包括一耦接至第一導管 之出口的入口； 一具有催化劑物質之催化劑床，其係位於 熱反應室内而適以使廢氣流中的PFCs減量；以及（4)第 一導管’具有柄接至催化劑床之第一端，以及耦接至熱交 換器之第二端。 於另一實施態樣中，係提供用以使廢氡流中的PFCS 減I之系統，其包括：（！）第一導管，係適以運送廢氣流， 並具有一出口，（2) —熱反應室，包括一輕接至第一導管 之出口的入口，一具有催化劑物質之催化劑床，其係位於 熱反應室内而適以使廢氣流中的PFCs減量；以及設置而 相對於入口之一出口；以及（3 )第二導管，具有耦接至催 化劑床之第一端’以及延伸進入第一導管之第二端。 又另一實施態樣中，係提供於一 CD〇熱反應室中而使 PFCs減量的設備。該設備包括：（1 ) 一催化劑筒 (cartridge ) ’係可置入熱反應室中，並具有氣體可穿過之 第一及第二端’且包括一催化劑物質；以及（2 )導熱配件， 設置於催化劑筒之中。 再另一實施態樣中，係提供於一 CDO熱反應室中而使

200800368 PFCs減量的設備。該設備包括一催化劑筒，其可置入 應室中，並具有氣體可穿過之第一及第二端，且包括 化劑物質。 在至少另一實施態樣中，係提供於一 CD〇熱反應 而使PFCs減量的設備’其包括一嵌設於熱反應室之 催化劑床’而熱反應室具有一外部多孔襯墊以及一内 孔襯塾’該内部多孔襯墊係設置於熱反應室之中央部 以定義一内充氣部。一導入熱反應室之廢氣流可流經 多孔襯墊、催化劑床並進入内充氣部。 在另外之實施態樣中，係提供使廢氣流中pFCs 的設備’其包括：（1) 一 CDO熱反應室，具有適以接 氣流之入口；以及（2 ) —催化劑床，包括一催化劑勒 並設置於CDO熱反應室中，以將廢氣流暴露至催化 賓。本發明並提供數個其他實施態樣。 本發明之其他特徵及實施態樣係根據下方詳細描 所附圖式及申請專利範圍而可更加明顯。 【實施方式】 本發明係提供P F C減量之方法及設備。於本發明 或多個實施例中，一既有之用於氧化有毒物質（例如： 酸性氣體、氫化物、易燃氣體等）之控制式分解 (controlled decomposition oxidation ； CDO )反應室 修改及/或改造，以用於PFCs之減量。相較於安裝新 傳統式之PFC減量系統的花費，利用既有、現場（on_ 之減量設備（例如：CDO反應室）來使PFCs減量可 熱反 一催 室中 環狀 部多 俊， 外部 減量 收廢 質， 劑物 述、 之一 酸、 氧化 可經 的且 site) 大幅 200800368 節省成本。 根據本發明而需進行誠量之示範性處理係包括：金屬 及介電蝕刻處理；以及化學氣相沉積、物理氣相沉積及其 他沉積處理之清潔處理等。需被減量之示範性PFCs包括： cf4、c2f6、c4f8、c3f8、chf3、ch3f、ch2f2、sf6、nf3 清潔之副產物等。亦可針對其他處理及其他PFCs進行減 量處理。 系統概述

「第1A圖」係為根據本發明之至少一實施例的第一 示範性PFC減量系統100a。減量系統100a包括一濕式洗 滌器102，而其係提供有水（例如：來自工廠用水、幫浦、 一高壓幫浦104等）。來自一或多個製程室之廢氣流係導入 (例如··排出）濕式洗滌器102中。於「第1A圖」中， 所示之單一製程工具1 06係包括四個製程室（如排氣管路 108a〜d所示），而各製程室係將其氣體排放至濕式洗滌器 102。應了解濕式洗滌器102可接收來自任何數量（例如： 1、2、3、4、5、6等）之製程工具及/或製程室之廢氣流。 濕式洗滌器1 〇2係利用一水霧來移除或減少廢氣流中 存在之一或多個污染物（例如：SiF4 )。較佳的，SiF4之濃 度可降低至约少於百萬分之一（ppm) 〇而亦可達到較高或 較低濃度之SiF4〇 經處理後的廢氣流則接著由濕式洗滌器102經由導管 112而導入第一填充床反應室110。在濕式洗滌器1〇2中自 廢氣流分離出之污染物及/或微粒（例如··懸浮在水中的 HC1、HF及Si〇2)則經由導管112之分支或延伸部分116 10

200800368 而導入污水池11 4 ’且這些分離之污染物可採用任何 之方法來移除之。另外，部分之處理後廢氣流可導入 池114而不會對減量系統i〇〇a造成損害。 第一填充床反應室11 0可自廢氣流中移除水、污 及/或微粒。而分離之水、污染物及/或徵粒則如上述 入污水池11 4中。在通過第一填充床反應室」j 〇後， 流則經由鼓風機11 8而導入催化劑床i 2〇。如後方會 詳細描述，催化劑床120會與廢氣流反應以使pFCs減 PFC已減量之廢氣流係由催化劑床1 20經過導管 而導入第二填充床反應室1 2 2。而在由催化劑床i 2 〇 至第二填充床反應室1 22之過程中，經減量之廢氣流 由導管124中的水霧喷嘴126或其他裝置來冷卻之。 化劑床120、導管124及/或第二填充床反應室122所 之水、污染物及/或微粒可經由導管124之分支或延伸 128而導引至污水池114。在通過第二填充床反應室 之後，經減量之廢氣流可饋送至工廠排氣系統13 0 ( 線顯示）及/或其他的減量反應室（圖中未示）。 自廢氣流所分離且經由延伸部分116、128而導入 池114之水、污染物及/或微粒會伴隨著污水池114中 何其他流體而進入酸性廢棄物中和系統13 2。在至少 施例中，來自污水池11 4之水可經過濾或藉由再循環 134而再循環至第二填充床反應室122及/或減量系統 中任何其他適當之位置。 「第1Β圖」係為「第[Α圖」之PFC減量系統 之第一選擇性實施例的概要圖式，係稱之為P F C減量 適合 污水 染物 般導 廢氣 更加 ι量。 124 傳送 可藉 在催 分離 部分 122 以虛 污水 的任 一實 幫浦 1 0〇a 1 〇〇a 系統 200800368 w

100b。PFC減量系統10013係類似於「第1八圖」之1>1?(：：減 量系統100a，但更包括交又熱交換器（cross heat exchanger ) 1 6 0或其他用於在氣流進入催化劑床1 2 〇之前 將其預熱之回流換熱器（recuPerator )。此種針對氣流之預 熱動作可協助催化劑床1 20所使用之催化劑的加熱。交叉 熱交換器1 6 0係利用自催化劑床1 2 0 (係由加熱器14 4及/ 或在催化劑床1 20中進行之放熱減量處理來進行加熱）所 輸出之氣流來將氣流在進入催化劑床120之前進行預熱。 可使用任何適當之熱交換器或回流換熱器。示範性之交叉 熱交換器將參照「第8〜12圖」而描述如下。 可附加地或可選擇性地，P F C減量系統1 〇 Q b可包括一 預熱器162，例如電子加熱器或是其他適合之加熱器，用 以在氣流進入催化劑床1 2 0之前將其預熱。若同時採用熱 交換器及預熱器，則可使用較小型之預熱器。 「第1C圖」係為「第1A圖」之PFC減量系統l〇〇a 之第二選擇性實施例的概要圖式，係稱之為PFC減量系統 100c。PFC減量系統100c係類似於「第1A圖」之PFC減 量系統100a，但其係利用一燃料源而將氣體在進入催化劑 床1 20之前進行預熱。可採用一交叉熱交換器、回流換熱 器及/或預熱器。 碳氫化合物（烴）經燃燒後的副產物為水蒸氣和C〇2。 在氣流與催化劑床1 20中的催化劑接觸之前，利用燃料源 (例如：天然氣、LPG、曱烷等）來加熱該氟流，則可使 氫以水蒸氣之形式加入，並相對於以電力來加熱而可提供 12 200800368 較低之操作花費。以燃料來加熱氣流亦可破壞該些可單獨 用溫度就可輕易使其減量之部分PFCs，及/或使得PFCs具 有較少數量之碳原子（使得PFCs容易被催化劑所破壞）。

請參照「第1C圖」，系統100 c係包括一燃料源170， 用以將燃料（例如天然氣）加入待減量之氣流中，並伴隨 過量之空氣（例如：於一燃燒區域或一燃燒室1 72中）。燃 料/空氟混合物可利用電火花、熱表面點火器（例如：熱金 屬表面)或站立式引火器174來點燃。可琿擇地，可加入 過量之空氣，並接著加入燃料（可能先與部分空氣預混 合），以確保穩定之火焰而不會形成煙灰。 示範性系統元件 1式洗滌器 如上所述，濕式洗滌器102係適以使用水霧而自製程 工具106所產生之廢氣流中移除污染物（例如：SiFO。舉 例來說，複數個高壓噴嘴可用於在濕式诜滌器102中產生 霧。示範性之濕式洗滌器1 0 2係參照「第2〜4圖」而描述 如下。 「第2圖」為「第1A〜1C圖」所描述之濕式洗滌器 102的示範實施例之上視圖；「第3圖」為「第2圖」之濕 式洗條器的剖面視圖。於「第2〜3圖」之實施例.中，濕式 洗條器包括一組同中心欲套管（concentrically nested tube)(例如：外管2〇2以及内管204 )。外管202及内管 204定義出一内腔2〇6，而來自一或多個製程工具及/或製 13 200800368 程室之廢氣流可通過其中。水及/或其他氣體及/或流體可 導引通過外管202及内管204，並藉由喷嘴208a〜h而放射 狀地散佈至内腔206中。雖然「第2圖」所示包括四個噴 嘴管柱’其係等間隔地設置在外管202及内管204，但應 了解亦可採用任何數量及/或配置之喷嘴20 8 a〜h。

參照「第2圖」，濕式洗滌器1 〇2包括四個入口 /導管 2 10a〜d ’其各自係適以接收來自製程室212a〜d (以虛線顯 示）之廢氣流。一般來說，濕式洗滌器1 〇2可包括任何數 量之入口 /導管，且各個入口 /導管可輕合至一或多個製程 室及/或製程工具。另外，單一製程室亦可耦合至一個以上 之入口 /導管21〇a〜d。 於「第2〜3圖」所示之實施例中，入口 /導管2 1 0 a〜d 係經設置而使得各個入口 /導管2 1〇a〜d將廢氣流以約略切 線而沿著濕式洗滌器102之第一内表面302 (及/或第二内 表面304 )導入。此種配置方式會增加廢氣流在濕式洗滌 器1 02内的滯留時間，藉以增加在其内進行之任何濕式洗 滌處理的效率。亦可採用其他入口 /導管配置。 外管202及内管204可由塑膠或其他材質製成，且可 具有塑膠或其他材質之襯塾，藉以預防廢氣流中微粒之沉 積。内腔206係為可密封的，則通往内腔206之入口係侷 限於喷嘴208a〜h及入口 /導管210a〜d，而内腔206之出口 則侷限於一或多個導管112 (「第1 A〜1C圖」）。在至少一 實施例中，外管202係為圓錐形，且其底部具有較小之直 徑。此形狀會促進水的有效流動，並預防微粒及其他不需 14 200800368 要之碎片聚積在内腔206内。在一示範性實施例中，濕式 洗滌器1 02之内腔206係具有約略5〜1 0公升之體積，但 亦可採用較大或較小尺寸之體積。 ^

水及/或其他氣體及/或流體可導引通過外管202及内 管 204’並藉由喷嘴20 8a〜h而放射狀地散佈至内腔2〇6 内。噴嘴208a〜h可以為噴霧器形式之喷嘴，並可散佈高壓 之水滴霧。於部分實施例中，噴嘴208a〜h可散佈直徑為約 〜100微米之水滴，較佳為約50微米或更低。亦可散佈 較大或較小尺寸的水滴。於濕式洗滌器1 02之至少一實施 例中’霧狀水喷嘴係用以產生丨〇〜1 〇〇微米直徑的水滴， 藉以使水粒子與廢氣流之間具有約〇· i〜5秒的接觸時 間’且較佳為約2.5〜5秒。喷嘴208a〜h及/或其他之水分 散器亦可沿著内腔2〇6之第一内表面3〇2及第二内表面 3〇4而形成一水簾，以預防微粒沉積在該些表面。 「第4圖」為「第3圖」之濕式洗滌器1〇2的選擇性 實施例之剖面視圖。於「第4圖」所示之實施例中，可以 用靜電輔助由噴嘴208a〜h所散佈之水滴。舉例來說，偏壓 電極可使得由喷嘴208a〜h所散佈之水滴帶電，以預防水滴 聚合。可藉由將第一充電器402a(例如：直流電壓供應器） 麵接至濕式洗滌器1〇2之外管202,或是將第二充電器402b 輕接至濕式洗滌器1〇2之内管204，則可將正電荷或負電 荷施加至水滴《當所有的水滴具有相同的電荷，則水滴會 互相排斥，進而可預防及/或使水滴聚合最小化。施加至内 7外管之電壓可介於約1〇〇〜5000伏特，但亦可採用較大或 15 200800368 較小之電壓。

一金屬或是導電柵4 04係設置在接近濕式诜滌器ι〇2 之底部，以收集帶電之水滴。舉例來說，當水滴落至導電 栅404上，則水滴將會被導電柵404所收集並失去電荷， 因而使得水滴聚合，並通過導管11 2至污水池11 4。導電 拇4 0 4可以為電性接地、電性浮接或是與水滴帶有相反之 電荷。導電栅404可以由金羼絲網或是其他適合材料構. 成。於部分實施例中，導電柵404係可附加地或是可選擇 性地設置於第一填充床反應室110之前及/或之後。亦可在 濕式洗滌器1 02中採用其他用於控制水滴尺寸、移動方向 及/或形成之系統及/或方法。舉例來說，除了導電柵404 之外，或是可替代導電柵404，濕式洗滌器102之底部或 出口可以為電性接地、電性浮接或是與水滴帶有相反之電 荷（例如利用充電器406來使其帶電）。 第一填充庆反應窒 請再次參照「第1 A〜1 C圖j，第一填充床反應室11 0 或「除霧器」係將接收自濕式洗滌器102之廢氣流中的「霧」 移除。於部分實施例中，第一填充床反應室11 0可包括一 珠粒（bead)之填充床、桶，或是由陶莞、金屬合金、聚 丙烯及/或其他適合材料所形成之其他形狀。揍近第一填充 床反應室110之出口的喷嘴136會產生水流或大量的水， 其會往下流經填充床（藉由重力）並到污水池114。藉此， 由濕式洗滌器102所導入廢氣流中的霧可被移除。喷嘴136 16 200800368 可連續地或間歇地操作。 於部分實施例中，第一填充床反應室110可設置為一 可进封之官，則廢氣流經由導管1 1 2而導入第一填充床反 應至110之下端。如上所述，第一填充床反應室110可填 充（例如：充滿或部分充滿）材料，而該材料係用以捕捉、 移除廢氣流的液態水、水蒸氣、化學物質及/或微粒，及/ 或將其減量。示範性的填充材料可包括聚丙烯、金屬合金、 聚口物、氧化紹、陶瓷等，而其係為桶狀、環狀、珠狀及/ 或其他形狀，亦可採用其他形狀及/或材料（例如··針對高 溫或腐钱性應用）。於部分實施例中，第一填充床反應室 11 〇具有介於4〜8公升之内部體獪。亦可採用具有較大或 較小體積之填充床反應室。 注I廢氣流可以與水流在填料中為逆流及/或順流。可 注入空氣以提供直接冷卻並促進離開之廢氣流的濕度下 降。 壓力調餡器 鼓風機11 8係由塑膠或其他抗腐蝕之材料構成，並可 直接裝設至第一填充床反應室110、催化劑床120，或藉由 適^的V (如「第i A〜1 c圖」所示）而間接連接至該 些單το兩者或其中之一。鼓風機1丨8可用以將正壓施加至 催化劑床120。於部分實施例中，所施加之壓力可約略為$ in.W，C，’但疋亦可使用更高或更低之壓力。於相同或選擇 實 Ή中政風機11 8係為即時可控（controllable real 17

200800368 time ) ’以將系統i 〇〇内維持於恆壓，特別是在催化 12〇中，將討論如下。 於選擇性實施例中，鼓風機11 8可以被動裝置來 之’例如：噴射式混合器（eductor )或其他壓力調節 使用此種被動裝置係可降低操作花費。於此實施例中 射式混合器係將少量之高壓CDA (潔淨乾燥空氣）與 第一填充床反應室110之廢氣流混合，而此會增加廢 送至催化劑床12〇的流速。 於部分實施例中，較佳係追蹤及/或控制減量系類 中的壓力及/或流速。舉例來說，減量系統1〇〇中的壓 利用壓力指示器138a〜c來量測。壓力指示器138a〜c 別可量測第一填充床反應室11 0出口、催化劑床1 20 及/或進入工廒排氣系統130之前的壓力。這些位置係 判定催化劑床 1 20中的壓力以及橫跨催化劑床 1 20 降。亦可在減量系統1 00中其他欲追蹤及/或控制壓力 設置額外的壓力指示器。 壓力指示器1 3 8a〜c可偵測第二填充床反應室1 22 化劑床120之堵塞現象。另外，壓力指示器138a〜c亦 第一填充床反應室110出口及催化劑床120出口之壓 平衡。此平衡可預防水由污水池11 4抽吸入第一填充 應室110及/或進入催化劑床120 (此抽吸現象係由該 件之大壓力差造成）。壓力指示器138a〜c可以為能夠 壓力或壓力差之感測器，例如：斜面壓力計（ manometer)、孔板、隔膜式壓力計等。鼓風機η $亦 劑床 取代 ，喷 來自 氣流 ,100 力可 係分 入口 用於 之壓 之處 及催 允許 力的 床反 些元 偵測 slant 可配 18 200800368 備有阻尼器及/或壓力切換器，以協助控制減量系統1〇〇中 的壓力。 進入鼓風機11 8 (或噴射式混合器）之流量可以藉由 流量調節器1 40來控制之。流量調節器1 40可以為能夠控 制氣體及/或液體流量之任何裝置，例如··質流控制器。

控制器1 42可連接至鼓風機11 8、壓力指示器1 3 8a〜c 及/或流量調節器140，並接受來自該些處之訊息，及/或傳 送指令信號至該些處。舉例來說，控制器142可調整（例 如：即時）減量系統100中的壓力，例如橫跨催化劑床12〇 之壓降。於部分實施例中，控制器142可控制鼓風機11 8 之速度以調節壓力，或控制進入喷射式混合器之CDA、壓 縮空氣流速或是其他動力，而用以調節麗力。控制器14 2 可以為電腦、微控制器或其他任何適當的硬體及/或軟體。 催化劑床 於部分實施例中，催化劑床120可以由傳統之熱氧化 及/或燃燒室所形成。舉例來說，催化劑床120 (及第二填 充床反應室122 )可以為改造之CDO反應室143，例如： 加州聖荷西之 Metron Technology公司所製造之 EcoSys CD0863的改型。此種CDO反應室143通常為圓柱形，並 包括在熱氧化處理過程中適以加熱反應室（由襯墊148所 界定出）之内腔146的加熱蒸144。於一示範性實施例中， 催化劑床1 2 0之内部體積為约4 · 7〜6 · 4公升，但亦可採用 更大或更小之體積。 19 200800368 應了解減量系統100可使用不是由改造之CD0反應室 所形成之催化劑床120。然而，使用既有、現場之減量設 備（例如：經改造之C D 0反應室）來使p F c s減量’此相 較於安裝一完全新的PFC減量系統之花費而可大幅的節 省。

「第5圖」係為CDO反應室502之部分透視圖，其係 根據本發明而可作為催化劑床120。CDO反應室502可以 為圓柱狀、管狀或其他形狀。為了使CDO反應室502進行 PFCs之減量，CDO反應室502係充滿催化劑（例如：由 於CDO反應室 502通常不能加熱至足夠溫度以直接使 PFCs減量）。於部分實施例中，CDO反應室502及/或催化 劑床 120之内部係襯墊有抗腐蝕性金屬或陶瓷（例如： InconelTM或HastelloyTM、鎳、摻雜氧化妃之氧化铭、具 有氧化鋁之二氧化鈦）及/或其他具有高導熱性之抗腐蝕材 料，或是由該些材料製成。 催化劑可直揍置入CDO反應室502中（充滿或部分充 滿CDO反應室502 )。於一選擇性實施例中，將一預填有 催化劑之可移除及/或快速可供使用之催化劑筒504置入 CDO反應室502中。催化劑筒504可以為圓柱狀或是管 狀，而於相同實施例中，催化劑筒504之各端係覆蓋有遮 蔽件506或其他多孔結構，以允許廢氣流通過由遮蔽件506 所限制之催化劑。 如上所述，催化劑係藉由降低PFCs減量之反應溫度 而有助於廢氣流之成分的反應及/或破壞。p F C §之破壞需 20 200800368

要介於约9 5 0 °C〜約1 3 〇 〇 之反雍、、田疮 .A υ υυ c之反應/现度。在部分實施例 中’利用催化劑可降低PFCs之反應溫度至約5〇〇充。 示範性之催化劑包括：陶变；_鎮；氧化鎖或鎮；氮 氧化物；碳酸鹽；硝酸鹽；鋁、硼、鹼土族金屬、欽、锆、 鑭、鈽、纪'稀土金屬、釩、鈮、鉻、錳、鐵、鈷及/或。鎳 的磷酸鹽；週期表4〜14族的金屬；氧化鐵；氧化鋁；氧 化錯·’二氧化鈦；〔氧化矽，氧化釩;氧化鎢；氧化錫； 可採用其他 晶(inverse

鉑；鈀；铑；γ-氧化鋁；氧化鈷；及/或鈽。亦 催化劑◊於一特定實施例中，可使用反尖晶結 spinel crystal)結構的錳 反應催化劑可形成為或為適當 之形狀（例如：環狀、珠狀、桶狀、蜂巢狀等）。 「第ό圖」係為催化劑筒5〇4之示範性實施例的上視 圖。參照「第6圖」，可採用加熱器144 (「第丨A〜ic圖」〕 來控制催化劑及/或催化劑床120内的溫度。加熱器i44可 以為圓柱狀，以符合外部CD〇反應室5〇2之形狀，並提供 熱至襯墊148以及催化劑床120 〇為了允許催化劑床更均 一的加熱，可在催化劑筒504内設置散熱片602a〜h。散熱 片6〇2a〜h可由金屬或其他導熱材料製成，並通過加熱器 1 44之垂直長度，及/或朝催化劑床i 2〇之中心而呈放射狀 5又置。藉此，熱可以更均一地由加熱器144傳送至催化劑 床120。亦可採用其他數目之散熱片或熱傳導機制形式。 催化劑筒504可以由與散熱片602a〜h相同或不同之材料製 成。 於部分實施例中，催化劑床12〇利用外殼（圖令未示） 21 200800368 而"T以為雙重包覆（double-contained)，則廢氣流不會在 催化劑床120而逃離減量系統1〇〇。於相同或其他實施例 中’催化劑床1 20可包括額外的排氣裝置，以將部分的廢 氣流移除。 在另一實例中，催化劑床丨20可包括一催化表面，而 其係催化一反應以減少廢氣流中的危害性氣體成分^舉例 來說，PFCs、殘留的鹵素（例如：氟）、HAPs及/或VOCs 可藉由發生在催化劑床12〇的廢氣流與催化劑之間的反應 而減量。 舉例來說.，催化劑床12〇之催化表面可以為由催化物 質所製成之結構，或是在催化劑床12〇之壁上或元件上支 撐有催化劑粉末、泡沫材料或顆粒床，或是塗層。舉例來 說，催化表面可包括一支撐結構之表面，該支撐結構包括： 具有催化劑嵌設於内之蜂巢元件，以形成高表面積之元 件’則流出物會在由催化劑床12〇之入口流至出口時，流 經該些蜂巢元件。舉例來說，催化表面可位於一結構上， 該結構包括一陶瓷材料，例如：堇青石（c〇rdierite)、 Ah〇3、氧化鋁-二氧化矽、氧化鋁-二氧化鈦、高鉛紅柱石 (mulhte )、碳化矽、氮化矽、沸石及其等效物；或是包 括下述材料之塗層，例如：Zr〇2、Ah〇3、Ti〇2或其組合 物或是其他氧化物。催化表面亦可充滿催化材料，例如··

Mn、Pt、pa、Rh、 Cu、Ni、Co、Ag、Mo、W、V、La， 或其組合物，或是已知可增進催化活性之其他材料。 一般來說，降低催化劑床120之催化劑的晶粒或其他 22 200800368 結構的尺寸，係可以使催化劑的表面區域及效力增加。然 而’此尺寸之縮減亦會使流經催化劑床i 2〇之氣體的壓降 增加〇

於部分實施例中，真空產生器（圖中未示，例如真空 幫浦）係可用於催化劑床120末端或接近該末端處，以補 償催化劑床1 20所產生之任何壓降。於相同或其他實施例 中’通過催化劑床1 20的壓降可以藉由催化劑床1 20的幾 何構造（geonierty)來降低。舉例來說，「第7A及7B圖」 係分別為具有較低壓降之示範性催化劑床700的上視圖及 侧視圖’其係根據本發明而提供，而可用於此處所述之任 何減量系統。 參照「第7A及7B圖」，催化劑床700包括一反應器 腔室702，而該腔室7〇2係具有一環狀充氣部704以及一 内充氣部708，環狀克氣部704係沿著反應器腔室702之 長度而位於催化劑床700之催化劑物質706的外側；内充 氣部708則延伸穿過反應器腔室702及催化劑物質706之 中央部分。 外充氣部7〇4係例如藉由將外部多孔襯墊710設置在 &應器腔室702内，並與反應器腔室702之内表面隔開而 形成’藉以定義出一外充氣部704。内充氣部708則由設 置於反應器腔室702之中央區域的内部多孔襯墊7 1 2所形 成’藉以界疋出一内充氣部708。外部及内部襯墊710、712 係用以將催化劑物質706包含在反應器腔室702内。於所 不之實施例’外部及内部襯墊7 1 0、7 1 2係由多孔管、薄片 23 200800368 或圓柱所形成，材質例如：多孔陶瓷、穿孔金屬等。亦可 採用其他材質或形狀。 如圖所示，於操作時，待減量之廢氣流係流入催化劑 床700之外充氣部7〇4 (「第7B圖」之箭頭714a)，並沿 著反應器腔室702之長度而自由地流動（「第7B圖」之箭 頭714b)。由於外部襯墊710之多孔特性，廢氣流則穿過 外部襯墊710而呈放射狀移動（「第7B圖」之箭頭714〇, 並通過催化劑物質706、内部襯墊712而進入内充氣部7〇8 (「第7B圖」之箭頭714d)。廢氣流接著離開催化劑床 700 〇 催化劑床700之幾何構造係大幅地增進催化劑物質 706接觸廢氣流之剖面區域，及/或使其最大化，並可大幅 地降低横跨催化劑床700之壓降，及/或使其最小化。應瞭 解氣流的方向亦可為反向。舉例來說，廢氣流可自内充氣 部708，並經過内部襯墊712而通過催化劑物質7〇6、外部 襯墊710而至外充氣部7〇4，藉以進入催化劑床7〇〇,而該 氣流亦由外充氣部7 0 4離開。 在至少一實施例中，催化劑床700 (或其他描述於此 處之催化劑床）中催化劑的反應性可藉由電磁輻射而增進 之。舉例來說，可施加脈衝微波至催化劑床，藉以使催化 劑表面之極化率（P〇lar izabil i ty )產生大變動，因而增進 催化反應性。美國專利第6，19〇,5〇7號（於此處將其全文 併入以做為參考）係描述使用短爆叢（ short burst)及高 功率微波場來增加催化劑表面的反應性。於一實施例中， 24 200800368 可採用具有約40微微秒（psec)之上升時間的約5 GHz 微波之微秒爆叢。 大部分催化性P F C減量系統係利用粒狀之催化劑或催 化劑載體（support )。此填充物係堅固的，並一般係具有 雨壓降。 於本發明之部分實施例中，可採用多孔狀之摻雜釔的 穩定氧化锆之氧化鋁（zirconia stabilized alumina)來作 為高表面區域之催化劑載體，以大幅減少催化劑床丨2〇中 的壓降。如此之载體能夠忍受腐蝕性之高壓環境，而不會 分解。催化性载體係可製造為多種形狀，舉例來說，載體 可以為圓柱狀、盤狀或其他適合之形狀，而能夠符合催化 劑床120之内腔。催化劑床120之垂直尺寸係藉由堆疊該 些圓柱狀或盤狀之催化劑载體而填滿之。若催化劑床12 〇 發生堵塞現象，由於堵塞通常限制於床的上方部位，因此 可藉由根據需求而僅簡單替換頂端的催化劑柱狀物或盤狀 物就可解決之。 P F C s需要高溫來完全破壞之，特別是c F 4，其需要超 過約1100°C之高溫。藉由電力加熱系統難以達到此高溫。 利用針對PFC之特定催化劑，則可使pFC破壞溫度降低， 而於部分實施例中，該溫度係介於5 〇 〇〜8 〇 〇乞。 PFC催化劑通常需要水或氫氣及氧氣源來使其不會被 不活性化。於部分實施例中，水可以由位於催化劑床12〇 之前的預洗務器來提供，例如藉由濕式洗滌器1〇2及/或第 一填充床反應室110 〇 25 200800368 氣流在於催化劑床120内與催化劑接觸之前，藉由回 流換熱器及/或加熱器來進行加熱’如前參照「第丨B圖 所描述者。 「第8圖」係繪示根據本發明而提供用於加熱催化劑 床（例如「第1A〜7B圖」之催化劑床12〇、7〇〇 )的第一 設備8〇〇。參照「第8圖」，第一設備8〇〇包括一熱交換器 802’其係位於反應器管804内，而該反應器管8〇4係適以 以箭頭806所示之方向来傳送廢氣流（例如：製程副產物) 進入第一設備800。反應器管804亦具有一減量床8〇8(例 如催化劑床），其係位於部分之反應器管8〇4中。於此實施 例中，減量床808係設置在内管810之周圍。如r第8圖」 所示’内管810係可輕合至熱交換器8〇2，而熱交換器802 更可透過反應器管804之壁面而於介面814處搞合至排氣 管8丨2。排氣管812係耦合至淬火器（quench) 816，而淬 火盗816可以為「第1A〜1C圖」之第二填充床反應室122。 泮火器816可耦合至廢氣管818，其係適以處置經處理後 之廢氣流（例如：至「第i A〜丨c圖」之污水池1 j 4 )。 第一設備800亦可包括設置在反應器管804周圍的一 反應器加熱器820以及一絕緣體822。如「第8圖j所示， 反應器加熱器820及絕緣體822係以剖面圖表示。一廢氣 流加熱器824可設置於反應器管8〇4内，而廢氣流加熱器 824可耦合至電源供應器826。 熱交換器802可以為鋼合金之盤管，而此鋼合金例如 為鎳.系合金’舉例為西維吉尼亞州杭廷頓之Inc〇公司的 26 200800368

Inconel 00 0或62 5 ( TM)，但亦可採用任何適合形狀及/或 材料。例如：雖然本發明之實施例係採用盤管形狀，但在 相同或選擇性實施例中可使用多散熱片。另外，其材質可 以為適以運送廢氣流並將熱於熱交換器802内之區域及熱 父換器802外之區域之間傳送的材質。於部分實施例中， 廢氣流溫度約為8 00〜9〇(rc，但亦可呈現較高或較低之溫 度。

相似的，反應器官8〇4、内管8〖〇、排氣管8 1 2以及廢 氣管818可以由Inc〇nel 6〇〇或625 ( TM)形成，但亦可 使用任何合適材料。舉例來說，於部分實施例中，當廢氣 流之特性（例如:腐蝕性、溫度等）不會對不鏽鋼造成危 。時則可在排氣管8 : 2使用不鏽鋼合金。雖然反應器管 内苔8 1 〇、排氣管8 1 2以及廢氣管8 1 8可以為圓管， 但一般來^說，亦可採用任何之形狀及/或尺寸。由反應器管 内& 81〇、排氣管812以及廢氣管所運送之廢氣 ί瓜的 >孤度係介於宮、田$奶 。 於至，皿至約900 C，但亦可為較高或較低之 溫度, 反應器加熱器820可以為例如購自密蘇里聖路易 Watlow公司的陶瓷加熱器生產線之陶瓷加熱器，但亦可 用任何適°之加熱器。反應器加熱器820之陶瓷部分可 供部分之絕緣效果。而為了提供額外的絕緣，亦可設置 緣體822或其他適合之絕緣體。絕緣體822亦可防止對 作者的傷害及/或對机借夕浐宝 ，「敏 體⑵可包圍在:： 第8圖」所示’絕 在反應益加熱器820之周圍，而亦可採用 27 200800368 何適當之反應器加熱器820及絕緣體822之配置來加熱反 應器管804與廢氣流。

廢氣流加熱器824可以為電子加熱裝置，但亦可採用 任何適合之加熱裝置。如「第8圖」所示，廢氣流加熱器 8 24之一部分係位於反應器管804内，而與反應器管804 内之廢氣流接觸。雖然「第8圖」係描述廢氣流加熱器824 為桿狀，但在相同或選擇性實施例中可採用其他結構。廢 氣流加熱器824之溫度可高於廢氣流之溫度。因此，廢氣 流加熱器824係在其周圍加熱廢氣流至期望的溫度。廢氣 流加熱器824可利用電源供應器826所供給之電力來加熱 廢氣流，但亦可使用其他適合之電源。 於操作過程中，廢氣流係以箭頭806之方向進入反應 器管804，並流經熱交換器802之外表面周圍。如下方將 說明的，熱交換器802之溫度係高於廢氣流之溫度。因此， 熱係由熱交換器802傳送至廢氣流以加熱廢氣流。廢氣流 係流經熱交換器802及廢氣流加熱器824。廢氣流加熱器 824之溫度徐高於熱交換器802之溫度，但亦可採用其他 適合溫度。廢氣流加熱器824可將廢氣流加熱至期望的溫 度（例如：用於減量）。接著，廢氣流係濾經減量床808(「第 1 A〜7 B圖」中的催化劑床1 2 0、7 0 0 )，而在此過濾、過程中， 廢氣流係與減量床808反應(例如：化學地、物理地等）， 以將廢氣流之組成改變成更佳之化學組成。此反應可以於 一升高溫度下進行。 需注意的是，如「第8圖」所示，廢氣流在以廢氣流 28 200800368 加熱器824進行加熱之前，先利用熱交換器802進行加熱。 因此，熱交換器802可使用廢氣流與減量床808反應後殘 留在廢氣流中的熱來預熱接續進入之廢氣流。

在濾經減量床8 0 8之後，廢氣流則流經内管8 1 0而進 入熱交換器8 0 2。由於廢氣流在過濾時，可能會冷卻，而 變成略低於減量溫度之溫度。然而，經減量後之廢氣流溫 度通常高於接續進入之廢氣流的溫度。因此，如上所論及， 熱交換器802可加熱接續進入之廢氣流。經減量之廢氣流 則流經熱交換器802及排氣管812,而朝向淬火器816(「第 1A〜1C圖」所示之第二填充床反應室122 )。淬火器816 可更進一步使廢氣流中的化學物質冷卻及/或減量。接著， 廢氣管818則會將廢氣流排除（例如至「第1A〜ic圖」 之污水池114) 〇 「第9圖」係繪示根據本發明而提供用以加熱催化劑 床（例如「第1A〜7B圖」之锻化劑床120、700 )之第二 設備900的概要圖式《參照「第9圖」，第二設備900包括 一減量床808’（例如催化劑床），而其係近似第一設備800 的減量床808。如「第9圖」所示，第二減量床808’係位 於内管810内。 於操作過程中，廢氣流如同參照「第8圖」所述般流 動。廢氣流係沿著較「第8圖」所述為長的路徑而流經第 二藏量床808,，因此，廢氣流與第二減量康808’之間有較 多之反應及/或滯留時間。故廢氣流之化學成分可更廣泛地 被減量。 29 200800368

「第10.圖」係繪示根據本發明而提供用以加熱催化劑 床（例如「第1A〜7B圖」之催化劑床120、700 )之第三 設備1000的概要圖式。參照「第10圖」，第三設備1000 玎包括耦接至反應器管804及熱交換器802之外管1002。 第三設備1000亦可包括第二設備900之部分元件。注意淬 火器816係耦合至反應器管804。如「第1〇圖」所示，部 分之外管1 002係設置於反應器管804之外側，並位於絕緣 體8 22和反應器加熱器820之間，但亦可採用任何適合之 配置^舉例來說，於選擇性之實施例中，外管1〇〇2可設置 於反應器加熱器820以及反應器管804之間。外管1002 亦可松似於參照「第8圖」所述之内管8 10。舉例來說， 外管1002可以由鎳合金製成，例如Inconei ( TM)或其他 適合材料夺 於操作過程中，廢氣流可移動通過反應器管 804、減 量床808，並於一升高溫度下進入外管1002 ◊經減量之廢 氣流可以藉由位於反應器加熱器820與絕緣體822之間的 外管1002而運送，藉此，加熱或維持廢氣流在外管1〇〇2 内的溫度。接著，類似第一設備800及第二設備900，經 減量之廢氣流係流入熱交換器802，以使熱交換器802加 熱至高於接續進入之廢氣流的溫度。因此，熱交換器802 f以如同參照「第8及9圖」所述般而預熱接續進入之廢 氣流。 「第11屬」係繪示根據本發明而提供用以加熱催化劑 床（例如「第1A〜7B圖J之偎化劑床120、700 )之第四 30 200800368 設備1100的概要圖式。參照「第11圖」，第四設備1100 除了參照「第8圖」所述之部分元件外，更包括一管11 02。 管1102係設置在反應器管804内之減量床808的内部。如 「第11圖J所示，管1102係约略設置在減量床808的中 間，但亦可採用其他適當之設置位置。管1102的一部分係 延伸超過減量床808而至反應器管804中接近廢氣流進入 反應器管804之區域。

管1102可以為熱管，但亦可以為任何適當之元件。舉 例來說，管11 02可以為一中空熱管，並在熱管内設置有熱 管流體。熱管流體可包括一工作流體，例如：減壓水、丙 酮、溶劑、氨等，但亦可採用其他適當流體。管1 102之材 質係相似於上方參照「第8圖」所述之内管810的材質， 但亦可採用其他適合之材質。於「第11圖」中，管1102 係為一圓柱體，但亦可採用其他適合之形狀。 於操作過程中，反應器加熱器820中管11 02的第一區 域會升高至一減量溫度（例如：廢氣流在減量床808中的 溫度，而減量床808係例如為催化劑床）。因此，遍及熱管 1102中的熱管流體係升高至一溫度。舉例來說，一部分之 熱管流體會變成氣體，並上升至接近接續進入之廢氣流進 入反應器管804之第二區域。由於熱管流體之溫度高於接 續進入之廢氣流的溫度，則熱管會將熱傳送給廢氣流。接 續進入之廢氣流的溫度升高，而熱管流體會凝結回液體型 態並流回第一區域。 「第12圖」徐為用於「第1B圖」之熱交換器160的 31 200800368 示範性交又熱交換器1200之概要圖式。此種熱交換器係近 似於先前併入之美國專利第6,824,748號所述之熱交換器。 參照「第12圖J，待減量之廢氣流（於「第1B圖」 之催化劑床12〇内）係於第一入口 1202處進入交又熱交換 器1200,並分散進入第一組多通道ι2〇4。已減量之氣流（例 如：催化劑床120 )則於第二入口 1206進入熱交換器，並 分散進入第二組多通道1208。而第二組多通遒1208係與 第一組多通道12〇4相鄰，並可以將熱傳送至攜帶待減量廢 氣流之第一組多通道1204，藉此，來自已減量氣流之熱則 可傳送至待減量廢氣流。絕緣物質1 2 1 〇係圍繞熱交換器 1200 ’以預防熱流失至周圍大氣中，藉以增加熱交換器 1200的效率。熱交換蒸1200可以由抗腐蝕材料製成，例 如鎳系合金（例如：Inconel® )或其他適合材料。 亦可使用其他類型及/或數量之熱交換舉例來說， 亦可使用同中心管式熱交換器，其中熱氣流係位於内管而 冷氣流係位於外管（反之亦然），或亦可為氣對氣 (gas-t〇-gas)熱交換器。 1^·^充床反應室 於部分實施例中，第二填充床反應室122係與上述之 第一填充床反應室110具有相似之設計及/或構造。於至少 一實施例中，第二填充床反應室122係為EcoSys CD0863 (由加州聖荷西之Metron Technology公司所製造）之一 部分。亦可使用其他的填充床反應室。 32 200800368 、请再次參照「第1A〜1C圖」，第二填充床反應室122 係初步油# 移除於催化劑床1 2 0中進行之Ρ F c減量的酸及/ 或/、他不期望產生之副產物。於部分實施例中，第二填充 床反應至122可包括一珠粒之填充床、桶，或是由抗腐蝕 1*生材料（例如陶瓷或其他適合材料）所形成之其他形狀（圖 中未不）。接近第二填充床反應室122之出口的複數個喷嘴 1 5〇會產生水流或大量的水，其會往下流經填充床（藉由 重力）並到污水池114。藉此，由催化劑床12〇所導入廢 氣流中的酸（例如HF )及/或其他成分可被移除。噴嘴1 5〇 可連續地或間歇地操作。 示範性系統撫作

於榛作過程中，來自一或多個製程室（例如：金屬及/ 或介電蝕刻室）之廢氣流係通過排氣管路l〇8a〜d而排放至 濕式洗務器1 02。通過高壓幫浦1 04之水係經霧化（例如： 迫使其變為尺寸為約50微米的水滴），及/或在噴嘴2〇8a〜h 處使其帶電。廢氣流係沿著濕式洗滌器1 0 2之内腔2 0 6周 圍旋繞，並通過帶電水滴之霧中，而水滴會與廢氣流反應 以移除水中可能傷害減量設備下游的污染物（例如Sip4 ) 並使其懸浮。如「第2圖J所示之切線進入的廢氣流係增 加廢氣流在濕式洗滌器102中的滯留時間。於示範性實施 例中，廢氣流係具有至少約〇 · 1秒的最少滯留時間。較佳 的，滯留時間為約2.5〜5秒或更久。其他滯留時間亦為適 當0 33 200800368 當水滴接觸導電柵404，則懸浮於水中的水、SiF4及 任何其他物質則流出濕式洗滌器1 02，並經過導管11 2及 分支11 6而至污水池11 4。廢氣流中未受影響之部分亦可 流經導管11 2，並朝上進入第一填充床反應室11 〇。

第一填充床反應室110將水（霧）、污染物及/或微粒 自廢氣流中移除。分離之水、污染物及/或微粒則如上述而 導入污水池11 4。廢氣流在通過第一填充床反應室11 〇之 後，係導引至鼓風機118或是喷射式混合器（圖中未示）。 在減量系統100中之此位置，廢氣流主要包括PFCs、氮、 不溶之氣體及水蒸氣之混合物，並已將來自製程工具1 06 之酸、易溶副產物及微粒等去除。 當以喷射式混合器取代鼓風機11 8時，可於廢氣流中 加入CDA、壓縮空氣或其他適合氣體，以對催化劑床12〇 之壓力產生作用，並增進、改善催化劑床12〇内的反應效 争’及/或使得該反應進行。當使用鼓風機1 i 8時，鼓風機 . . ' 11 8之速度可經調整已達到該些目的。 於催化劑床120内，廢氣流可經燃燒、熱氧化及/或反 應’而使PFCs減量（例如藉由將PFCS轉變為HF或其他 可洗務之副產物）。在通過催化劑床12〇之後，反應後之廢 氣流則透過喷嘴126而進入導管124,以移除催化劑床120 所產生之微粒及其他污染物。以噴嘴水而自廢氣流移除之 微粒及其他污染物係經由導管124及分支128而與水一併 流入污水池1 1 4 〇 剩下的廢氣流則往上流經第二填充床反應室ί22，因 34 200800368 而可利用第二填充床反應室1 22來將廢氟流中的酸及/或 微粒和污染物移除。來自污水池114的水則可再循環至第 二填充床反應室122 〇 雖然未清楚地繪示於「第1圖」中，應了解流至高壓 幫浦1 04的水亦可直接流至減量系統1 〇〇之第一填充床反 應室110、催化劑床120、水喷霧器126、第二填充床反應 室122及/或任何水入口及/或喷霧器。相似的，於部分實 施例中，來自污水池114的水可再循環至任何期望之位

置，例如：濕式洗滌器102、第一填充床反應室11 〇、水喷 霧器126、第二填充床反應室122等。 廢氣流在經過於第二填充床反應室122中的處理後， 可通往工廠排氣系統1 3 〇以進行進一步之減量或排氣。 上方之描述僅揭露本發明之示範實施例。針對上方揭 露的設備及方法之落入本發明範圍的修改對於熟悉該技術 領域者應為明顯。舉例來說，為了增進PFC減量，廢棄物 在進入催化劑床120之前可先經過預熱。又例如說，可在 接近催化劑床120之入口處，將加熱之氮氣導入廢氣流 中。相似的，亦可在接近催化劑床120之入口處，將氧氣、 空氣或富氧（enriched oxygen )導入廢氣流中。 如上所述，嘴射式混合器或空氣流量放大考 od I air amplifier)係可用於取代鼓風機118。可附加地或選擇性 的，可以在第二填充床反應室122之輸出處使用鼓風機、 噴射式混合器或空氣流量放大器，以影響、控制及/袖》 調節 減量系統1〇〇中的壓力。 35 200800368 於部分之實施例中，減量系統100a〜c係用於使危害性 之空氣污染物（HAPs)及/或揮發性有機物（vocs)減量。 減置系统100a〜c亦可包括用以於特定位置控制ρίΙ之裝 置’例如：接近再循環幫浦134 (例如係利用一通口【圖 中未示】來注入苛性劑）。

亦可在催化劑床1 2〇之前及/或之後使用任何數量之 洗條器（例如·· 1、2、3、4等）。亦可使用其他類型及/或 數量之熱交換器。、舉例來說，亦可使用同中心管式熱交換 器’其中熱氣流係於内管流動，而冷氣流係於外管流動（反 之亦然），或亦可為氣對氣熱交換器。 於部分實施例中，催化劑床1 20可以為絕緣及/或不透 水。洗滌器可以為順流、逆流或其組合，亦可採用其他配 置。另可使用一額外水熱交換器（例如用於冷卻來自洗滌 器的再循環水）。 於部分實施例中，可在催化劑來1 20之後及/或第二填 充床反應室1 2 2之後設置一鼓風機或喷射式混合器（如上 述)。 於部分實施例中，在催化劑床120或於接近該處設置 有一真空源、幫浦或其他真空產生器1 23 (「第1C圖」）， 以補償催化劑床120所產生之任何壓降。 此處所述之银化劑可以形成為’或是為任何適當之形 狀（例如:環狀、珠狀、桶狀，或如「第7Α圖」之元件 符號716所示之蜂巢狀〉。 舉例來說，催化劑床120之催化表面可以為由催化材 36 200800368 料所製成之結構，或是在催化劑床工2〇之壁上或元件上支 撐有催化劑粉末、包沫材料或顆粒床，或是塗層。舉例來 說催化表面可包括一支撐結構之表面，該支撐結構包括： 具有催化劑嵌設於内之蜂巢元件（如「第7A圖』之元件 符號7 1 6所不），以形成高表面積之元件，則流出物會在由 催化劑床120之入口流至出口時，流經該些蜂巢元件。 在至少一實施例中，催化劑床7〇〇 c或此處所述之任 何其他催化劑床）中催化劑的反應性可以藉由電磁輻射（例 如：來自電磁輻射源720 )而增強。注意亦可使用任何適 當之輻射源位置。 惟本發明雖以較佳實施例說明如上，然其並非用以阳 定本發明，任何熟習此技術人員，在不脫離本發明的精^ 和範圍内所作的更動與潤飾，仍應屬本發明的技術範疇。 【圖式簡單說明】 第1A圖，繪示板據本發明之至少一實施例的 量系統的概要圖式。 第1 B圖、”曰示根據本發明所提供之第1 A圖的 減量系統之第一選擇性實施例的概要圖式。 第1C圖，繪示根據本發明所提供之第1A圖 減量系統之第二選擇性實施例的概要圖式。 第2圖’係為第1A圖所示之濕式洗滌器的示範性 施例之概要上視圖。 第3圖，係為第2圖之濕式職叫剖面視圖。 37 200800368 第4圖，係為第3圖之濕式洗滌器的選擇性實施例之 剖面視圖。 第5圖，繪示根據本發明而用做為催化劑床之CDO反 應室之部分透視圖。 第6圖，繪示第5圖之催化劑筒的示範性實施例之上 視圖。 第7A及7B圖，分別繪示根據本發明所提供之示範性 降低壓降之催化劑床的上視圖及側視圖。

第8圖，繪示根據本發明而提供用以加熱催化劑床之 第一設備的概要圖式。 第9圖，繪示根據本發明而提供用以加熱催化劑床之 第二設備的概要圖式。 第10圖，繪示根據本發明而提供用以加熱催化劑床之 第三設備的概要圖式。 第11圖，繪示根據本發明而提供用以加熱催化劑床之 第四設備的概要圖式。 第1 2圖，繪示根據本發明而可使用之示範性交叉熱交 換器之概要圖式。 【主要元件符號說明】 100， 100a〜e 系統 102 濕式洗滌器 104 幫浦 106 製程工具 10 8 a〜d排氣管路 110 第一填充床反應室 112 導管 114 污水池 38 200800368

116 分支/延伸部 120 催化劑床 123 真空產生器 126 喷嘴/喷霧器 130 排氣系統 134 幫浦 13 8 a- 'C壓力指示器 142 控制器 144 加熱器 148 襯塾 160 熱交換器 170 燃料源 174 引火器 2 04 内管 208a〜h喷嘴 212 a- 4製程室 304 第二内表面 4 02b 第二充電器 406 充電器 504 催化劑筒 602a 〜 七散熱片 702 腔室 706 催化劑物質 714 a- 箭頭 分 118 122 124 128 132 136 140 143 146 150 162 172 202 206 210a〜d 302 402a 4 04 502 506 700 704,708 710,712 716 鼓風機 第二填充床反應室 導管 分支/延伸部分 中和系統 噴嘴 流量調節器 CDO反應室 内腔 噴嘴 預熱器 燃燒室 外管 内腔 入口 /導管 第一内表面 第一充電器 導電柵 CDO反應室 遮蔽件 催化劑床 充氣部 襯塾 (蜂巢狀）催化劑 39 200800368

720 電磁輻射源 800 設備 8 02 熱交換器 804 反應器管 806 箭頭 808,808,減量床 810 内管 8 12 排氣管 814 介面 816 淬火器 818 廢氣管 820 加熱器 822 絕緣體 824 加熱器 826 電源供應器 900 設備 1000 設備 1002 外管 1100 設備 ί 1 02 管 1200 熱交換器 1202 第一入口 1204 多通道 1206 第二入口 1208 多通道 1210 絕緣物質

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Claims (1)

1. 200800368 十、申請專利範園： 1· 一種於一控制式分解氧化（controlled decomposition oxidation ; CDO ) 熱反應室中使全氟化物 (per fluorocarbons ; PFCs )減量之設備，該設備包括·· 一催化劑筒（cartridge )，係可置入該CDO熱反應 室中，並具有氣體可穿過之一第一端及一第二端，且包 括一催化劑物質；以及 複數個導熱配件，係設置於該催化劑筒之中。 2·如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該些導熱配件 包括複數個垂直延伸之散熱片，該些散熱片係放射狀0又 置於談催化劑筒内。 3.如申請專利範圍第丨項所述之設備，其中該催化劑筒包 括複數個多孔結構，該些多孔結構係允許一廢氣流移動 通過該催化劑物質。 4·如申請專利範圍第丨項所述之設備，其中該催化劑物質

   包括下列一或 銘、銘、鍅、 勰之氫氧化物；鈣、鎂、鋇及銘之碳酸鹽；鈣、鎂、鋇 及鋰之硝黢鹽；鋁、硼、一鹼土族金屬、鈦、锆、鑭、 鈽、I乙、 一稀土金屬、鈒、 鈮、鉻、 錳、鐵、鈷及鎳的 41 200800368 磷酸鹽；週期表 4〜14族的一金屬；鉑；鈀；铑；γ-氧化銘；及鈽。 5 ·如申請專利範圍第4項所述之設備，其中該催化劑物質 係形成下列一或多者：環、顆粒、珠粒、桶及一蜂巢結 構。

   6.如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該催化劑物質 包括反尖晶結構（inverse spinel structure)的猛。 7.如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該催化劑筒包 括一支撐結構，該支撐結構具有用以支撐該催化劑物質 之複數個催化表面。 8. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中該些催化表面 係塗覆有下列一或多者：鍅、鋁及鈦之氧化物。 9. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中該些催化表面 係充滿有催化金屬。 10. 如申請專利範圍第7項所述之設備，其中該支撐結構包 括一蜂巢元件。 42 200800368 1 1 ·如申讀專利範圍第1項所述之設備，其中該催化劑筒之 内部體積為約4.7〜6.4公升。 12.如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該催化劑筒包 括一環狀催化劑床，該催化劑床具有一外部多孔襯墊、以 及一内部多孔襯墊，該内部多孔襯墊係設置於該 CDO 熱反應室之一中央區域，以定義一内充氣部。

   1 3 ·如申請專利範圍第1 2項所述之設備，其中導入該CDO 熱反應室之一廢氣流可自由地流經該外部多孔襯墊，並 經過該催化劑床而進入該内充氣部。 14. 一種於一控制式分解氧化（CDO)熱反應室中使全氟化 物（PFCs )減量之設備，該設備包括： ——催化劑筒，係可置入該CDO熱反應室中，並具 有氣體可穿過之一第一端及一第二端，且包括一催化劑

   15·如申請專利範圍第14項所述之設備，其中該催化劑筒 包括複數個多孔結構，該些多孔結構係允許一廢氣流移 動通過該催化劑物質。 1 6.如申請專利範圍第1 4項所述之設備，其中該催化劑物 43 200800368 質包括下列一或多者：陶瓷;妈、鎂、鋇、錄、鐵、鎮、 銘、銘、結、欽、砍、飢及錫之乳化物；詞、鑛、鎖及 錯之氮氧化物；舞、鎮、鎖及錄之碳酸鹽；約、鎮、鎖 及錯之确酸鹽；铭、硼、一鹼土族金屬、鈦、錯、鑭、 鏵、紀、一稀土金屬、飢、祝、鉻、猛、鐵、銘及鎳的 磷酸鹽；週期表 4〜14族的一金屬；鉑;把;铑；γ-氧化鋁;及鈽。

   17·如申請專利範圍第16項所述之設備，其中該催化劑物 質係形成為下列一或多者··環、顆粒、珠粒、桶及一蜂 巢結構。 18·如申請專利範圍第14項所述之設備，其中該催化劑物 質包括反尖晶結構（inverse spinel structure )的锰。 19.如申請專利範圍第14項所述之設備，其中該催化劑筒 包括一支撐結構，該支撐結構具有用以支撐該催化劑物 質之複數個催化表面。 20.如申請專利範圍第19項所述之設備，其中該些催化表 面係塗覆有下列一或多者：錯、銘及鈦之氧化物。 21·如申請專利範圍第19項所述之設備，其中該些催化表 44

   200800368 面係充滿有催化金屬。 22·如申請專利範圍第19項所述之設備，其中該支撐 包括一蜂巢元件。 23.如申請專利範爵第14項所述之設備，其中該催化 之内部體積為約4.7〜6.4公升。 24.如申請專利範圍第14項所述之設備，其中該催化 包括一環狀催化劑床，該催化劑床具有一外部多孔 以及一内部多孔襯墊，該内部多孔襯墊係設置於該 熱反應室之一中央區域，以定義一内充氣部。 25. 如申請專利範圍第24項所述之設備，其中導入該 熱反應室之一廢氣流可自由地流經該外部多孔襯考 經過該催化劑床而進入該内充氣部〇 26. —種於一控制式分解氧化（ CDO)熱反應室中使全 物（PFCS )減量之設備，該設備包括： 一環狀催化劑床，係嵌設於該CDO熱反應室 該催化劑床具有一外部多孔襯墊以及一内部多 墊，該内部多孔襯墊係設置於該CDO熱反應室之 央區域，以定義一内充氣部； 結構 劑筒 劑筒 襯墊 CDO CDO ^，並 氟化 内， 孔襯 一中 45

   200800368 其中導入該CDO熱反應室之-部多孔襯墊，並經過該催化劑床而i 27·如申請專利範圍第26項所述之設韻 包括位於該外部多孔襯墊以及該内 一催化劑物質。 28.如申讀專利範圍第27項所述之設福 質包括一高表面區域之催化劑載體 係包括多孔狀之摻雜釔的穩定 (zirconia stabilized alumina ) 〇 29.如申請專利範圍第28項所述之設 體係利用圓柱狀物及盤狀物至少其 3 0.如申請專利範圍第27項所述之設備 一電磁輻射產生器，係適以將-化劑物質上，籍以增加該催化劑物 3 1.如申請專利範圍第3 0項所述之設痛 產生器係適以發射出脈衝微波。 3 2. —種用於使一廢氣流中的全氟化物 廢氣流可流經該外 I入該内充氣部。 ，其中該催化劑床 部多孔襯墊之間的 ，其中該催化劑物 (support )，該載體 氧化锆之氧化鋁 •，其中該催化劑載 f7之一者而形成。 ，其更包括： 、電磁能導引至該催 質之一反應性。 ’其中該電磁輕射 (PFCs )減量之設

   46 200800368 備，該設備包括： 一控制式分解氧化（CDO)熱反應室，具有適以接 收該廢氣流之一入口；以及 一催化劑床，包括位於該CDO熱反應室中的一催 化劑物質，以將該廢氣流暴露至該催化劑物質。 33.如申請專利範圍第32項所述之設備，其中該催化劑床 包括一催化劑筒。

   34·如申請專利範圍第33項所述之設備，其中該催化劑筒 係可置入該CD Ο熱反應室中，並包括氣體可穿過之一 第一端及一第二端，以及延伸穿過該催化劑筒之複數個 導熱配件。 35.如申請專利範圍第34項所述之設備，其中該些導熱配 件係包括放射狀設置於該催化劑筒中之複數個散熱片。

   36.如申請專利範圍第33項所述之設備，其更包括： 一加熱裝置，係設置而接近該CDO熱反應室之該 入口，並位於該入口之上游，該加熱裝置係適以在談廢 氣流進入該CDO熱反應室之前，預熱該廢氣流。 3 7.如申請專利範圍第36項所述之設備，其中該加熱裝置 47 200800368 包括一電子加熱器。 38·如申請專利範圍第36項所述之設備，其中該加熱裝置 包括： 一腔室，該廢氣流係傳送通過該腔室，該腔室係耦 接至一可燃性燃料源，並適以接收該燃料源所供應之一 可燃性燃料；以及

   一引火裝置，係設置於該腔室内，並適以點燃提供 至該腔室之該可燃性燃料。 39·如申請專利範圍第36項所述之設備，其中該加熱裝置 包括一熱交換器。 4 0.如申請專利範圍第39項所述之設備，其更包括： 一第一導管，係適以將該廢氣流傳送至該CD0熱 反應室，該熱交換器係設置於該第一導管中而接近該 CDO熱反應室之該入口；以及 一第二導管，具有一第一端及一第二端，該第一端 耦接至該催化劑床，該第二端耦接至該熱交換器。 41.如申請專利範圍第33項所述之設備，其中該催化劑物 質包括下列一或多者：陶瓷；鈣、鎂、鋇、勰、鐵、鎢、 鈷、銘、锆、鈦、矽、釩及錫之氧化物」舒、鎂、鋇及 48

   200800368 勰之氫氧北物；鈣、鎂、鋇及锶之碳酸鹽；鈣 及鳃之硝酸鹽；鋁、硼、一鹼土族金屬、鈦、 鈽、紀、一稀土金屬、釩、鈮、鉻、錳、鐵、 磷酸鹽；週期表4〜14族的一金屬；鉑；鈀 氧化鋁；及鈽〇 42·如申請專利範圍第41項所述之設備，其中該 質係形成下列一或多者：環、顆粒、珠粒、桶 4 3 ·如申請專利範圍第3 3項所述之設備，其中該 質包括反尖晶結構（inverse spinel structure ) 44·如申請專利範圍第33項所述之設備，其中該 包括一支撐結構，該支撐結構具有用以支撐該 質之複數個催化表面。

   45·如申請專利範圍第44項所述之設備，其中該 包括一蜂巢元件。 4 6.如申請專利範圍第33項所述之設備，其中該 包括一環狀催化劑床，該催化劑床具有一外部 以及一内部多孔槪整，該内部多孔概塾係設置 、鎂、鋇 锆、鑭' 及錄的 :铑；γ: 催化劑物 及一蜂巢 催化劑物 的猛。 催化劑筒 催化劑物 支撐結構 催化劑筒 多孔襯墊 於該CDO 49 200800368 熱反應室之一中央區域，以定義一内充氣部。 47.如申請專利範圍第46項所述之設備，其中導入該 熱反應室之一廢氣流可流經該外部多孔襯墊，並經 催化劑床而進入該内充氣部。 48·如申請專利範圍第33項所述之設備，其中該催化 之内部體積為約4.7〜6.4公升。 CDO 過該 劑筒

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