TW200800369A - Methods and apparatus for PFC abatement using a CDO chamber - Google Patents

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200800369 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 反應室來使全氟化物減量（abatement )之方 【先前技術】 許多半導體元件製造時所採用之處理（ 介電蝕刻處理）會產生包括 (perfluorocompounds ; PFCs)之不期望存 或是產生可能分解形成PFCs之副產物。用 沉積室（例如：化學或物理氣相沉積室）之 物質之清潔處理亦會產生PFCs。期望具有令 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 使全氟化物減量之方法，而此系統具有一預 分解氧化（pre-installed controlled oxidation ; CD Ο )熱反應室，該方法包括：（ 反應室中提供一催化劑床；以及（2 )將一廢 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 物減量之系統，包括：（1 )濕式洗滌器，係 流，並具有一出口而適以將經洗蘇之廢氣流 一種利用CDO 法及設備。 例如：金屬及 全氟化物 在的副產物， 於移除聚集在 腔室元件上的 L此種PFCs減 氣減量系統中 安裝之控制式 decomposition 1)於CDO熱 氣流導入CD0 流中之全氟化 適以洗滌廢氣 排出；以及（2 ) 6 200800369 一 CDO系統。此CD〇系統包括一 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CD Ο 熱反應室中適以使PFC減量之催化劑床；以及(c) 一出 口。 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 CDO熱反應室， 該方法包括··（ 1 )於C D 0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&過據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環至熱交換器。 在至少一實施態樣中，係提供一 CD〇系統而用以使 PFCs減篁’該系統包括··（丨）一上游部分，包括一適以運 达廢氣流之第一導管；（2) 一熱反應室，具有耦合至第— 導&之入口、適以使PFCs減量之催化劑、以及一出口； 以及（3 ) 一下游部分，包括第二導管，該第二導管具有第 鈿及位於第一端之下游的一部分，而第一端係耦合至熱 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 目之熱能傳送至第一導管，藉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 系統其包括··（ i ) 一上游部分，包括適以運送廢氣流之 第 V管，以及耦合至第一導管並適以預熱廢氣流之加熱 200800369 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 PFCs減量。

於部分其他實施態樣中，係提供用以使廢氣流中的 P F C s減量之系統，其包括：（1 )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； 一具有傕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 二導管，具有耦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，係提供用以使廢氣流中的 PFCs 減量之系統，其包括：（1 )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 CDO熱反應室中而使 PFCs 減量的設備。該設備包括:（1 ) 一催化劑筒 (carUidge )，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

200800369 PFCs減量的設備。該設備包括—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 CDO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。，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# 並設置於CDO熱反應室中，以將廢氟流暴露至催化 質。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PFC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、氮化物、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（011_ 之減曼設備（例如：CX)0反應室）來使PFCs減量可 熱反 一催 室中 環狀 部多 位， 外部 減量 收廢 質， 劑物 述、 之一 酸、 氧化 可經 的且 site) 大幅 200800369 節省成本。 根據本發明而需進行減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i〇〇a。減量系統i〇0a包括一濕式洗 務器102 ’而其係提供有水（例如：來自工廠用水、幫浦、 一南壓幫浦1 0 4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1 a圖」中， 所示之單一製程工具106係包括四個製程室（如排氣管路 1 0 8a〜d所示），而各製程室係將其氣體排放至濕式洗滌器 I 02。應了解濕式洗滌器1〇2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 02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 度可降低至約少於百萬分之一（ppm )。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務器1 〇2經由導管 II 2而導入第一填充床反應室丨丨〇。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 HCl·、HF及Si〇2 )則經由導管112之分支或延伸部分ι ι6 10 200800369 而導入污水池〗1 4，且這些分離之污染物可採用任何適合 之方法來移除之。另外，部分之處理後廢氣流可導入汚水 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、污染物 及/或微粒❶而分離之水、污染物及/或微粒則如上述般導 入污水池11 4中。在通過第一填充床反應室1 i 〇後，廢氟 流則經由鼓風機11 8而導入催化劑床1 20。如後方會更妒 詳細描述，催化劑床12〇會與廢氣流反應以使PFCs減耋。 pFC已減量之廢氣流係由催化劑床12〇經過導管1之4 而導入第二填充床反應室122。而在由催化劑床12〇傳送 至第二填充床反應室1 22之過程中，經減量之廢氣流可藉 由導管124中的水霧噴嘴126或其他裝置來冷卻之。在催 化劑床120、導管124及/或第二填充床反應室122所分離 之水、污染物及/或徼粒可經由導管124之分支或延伸部分 128而導引至污水池114。在通過第二填充床反應室122 之後，經減量之廢氣流可饋送至工廠排氣系統丨3 〇 (以虛 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丨丨6、丨2 8而導入污水 池11 4之水、污染物及/或微粒會伴隨著污水池丨i 4中的任 何其他流體而進入酸性廢棄物中和系統132。在至少—實 施例中，來自汀水池11 4之水可經過濾或藉由再循環幫浦 134而再循裱至第二填充床反應室〖η及/或減量系統1⑽& 中任何其他適當之位置。 「第1B圖」係為「第1A圖^之^”減量系統^以 之第一選擇性實施例的概要圖式，係稱之為pFC減量系統 200800369 100b。PFC減量系統1〇〇b係類似於「第1A圖」之PFc減

量系統1〇〇a ’但更包括交叉熱交換器（cross heat eXChanger) 160或其他用於在氣流進入催化劑床120之前 將其預熱之回流換熱器（reeUperat〇r )。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 60係利用自催化劑床1 20 (係由加熱器j 44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。示範性之交又 熱交換器將參照「第8〜1 2圖」而描述如下。 可附加地或可選擇性地，PFC減量系統i〇〇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 〇之前將其預熱。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100a 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1 〇〇a，但其係利用一燃料源而將氣體在進入催化劑 床120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。 碳氳北合物（烴）經燃燒後的副產物為水蒸氣和C02 在氣流與催化劑床120中的催化劑接觸之前，利用燃料源 (例如：天然氣、LPG、曱烷等）來加熱該氣流，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 200800369 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100c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/空氣混合物可利用電火花、熱表面點火器（例如：熱金 脣表面）或站立式引火器174來點燃。可選擇地，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），以綠保穩定之火焰而不會形成煙灰。 示範性系統元件 濕式洗滌器 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：SiF4)。舉 例來說，複數個高壓喷嘴可用於在濕式洗滌器1 02中產生 霧。示範性之濕式洗滌器102係參照「第2〜4圖」而描述 如下0 「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 式洗滌器的剖面視圖。於「第2〜3圖」之實施例中，濕式 洗猶：器102包括一組同中心後套管（concentrically nested tube )(例如··外管202以及内管204 )。外管202及内管 204定義出一内腔206，而來自一或多個製程工具及/或製 13 200800369 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2〇6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2 0 2及内管20 4，但應 了解亦可採用任何數量及/或配置之喷嘴208a〜h。 參照「第2圖」，濕式洗滌器丨〇2包括四個入口 /導管 2 1〇a〜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102可包括任何數 量之入口 /導管，且各個入口 /導管可耦合至一或多個製程 室及/或製程工具。另外，單一製程室亦可搞合至一個以上 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 i 〇a〜d 係經設置而使得各個入口 /導管21〇a〜d將廢氣流以約略切 線而沿著濕式洗滌器1 〇2之第一内表面3 μ (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務 器102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2〇6之入口係侷 限於喷嘴208a〜h及入口 /導管21〇a〜d，而内腔2〇6之出口 則侷限於一或多個導管112 (「第1A〜ic圖」）。在至少一 實施例中’外官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 200800369 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102之内腔206係具有約略5〜10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2 0 2及内 管204，並藉由噴嘴208a〜h而放射狀地散佈至内腔206 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 10〜100微米之水滴，較佳為約5〇微米或更低。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i 〇〜丨00微米直徑的水滴， 藉以使水粒子與廢氣流之間具有約〇·1〜5秒的接觸時 間’且較佳為約2.5〜5秒。噴嘴208a〜h及/或其他之水分 散器亦可沿著内腔206之第一内表面302及第二内表面 304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102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 用靜電辅助由喷嘴20 8 a〜h所散佈之水滴。舉何來說，偏壓 電極可使得由噴嘴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） 輕接至漁式洗滌器1 02之外管202,或是將第二充電器4〇2b 耦接至濕式洗滌器1 02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 /外管之電壓可介於約100〜5000伏特，但亦可採用較大或 200800369 較小之電壓。 一金屬或疋V電柵4 0 4係設置在接近濕式洗務器1 〇 2 之底部，以收集帶電之水滴。舉例來說，當水滴落至導電 柵4 04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112至污水池、14。導電 柵4 04可以為電性接地、電性浮接或是與水滴帶有相反之 電荷。導電柵404可以由金屬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 〇2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4 〇 4 之外，或是可替代導電柵404，濕式洗滌器1〇2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）。 第一填充庆反應室 請再次參照「第1 Α〜1C圖」，第一填充床反應室11〇 或「除霧器」係將接收自濕式洗滌器1〇2之廢氣流中的「霧」 移除。於部分實施例中，第一填充床反應室no可包括一 珠粒（bead )之填充床、桶，或是由陶瓷、金屬合金、聚 丙烯及/或其他適合材料所形成之其他形狀。接近第一填充 床反應室11〇之出口的喷嘴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， 由屬式洗;條1 〇 2所專入廢氣流中的霧可被移除。喷嘴1 3 6 16 200800369 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 可密封之管，則廢氣流經由導管11 2而導入第一填充床反 應室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、 聚合物、氧化鋁、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 溫或腐餘性應用）。於部分實施例中，第一填充床反應室 11 0具有介於4〜8公升之内部體積。亦可橡用具有較大或 較小體積之填充床反應室。 注意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。 壓力調節器 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1丨〇、催化劑床12〇，或藉由 適當的導管（如「第1A〜1C圖」所示）而間接連接至該 些單元兩者或其中之一。鼓風機118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·，但是亦可使用更高或更低之壓力。於相同或選擇 性之實施例中，鼓風機i j 8係為即時可控（c〇ntr〇llable 17 200800369 time )，以將系統100内維持於恆壓，特別是在催化劑床 1 20中，將討論如下。 於選擇性實施例中，鼓風機118可以被動裝置來取代 之’例如：喷射式混合器（eductor )或其他壓力調節器。 使用此後被動裝置係可降低操作化費。於此實施例中，喻 射式混合器係將少量之高麗CDA (潔淨乾燥空氣）與來自 弟一填充床反應室110之廢氣流混合’而此會增加廢氣流 送至催化劑床120的流速4

於部分實施例中，較佳係追蹤及/或控制減量系統1〇〇 中的壓力及/或流速。舉例來說，減量系統1 〇 〇中的壓力可 利用壓力指示器138a〜C來量測。壓力指示器138a〜c係分 別可量測第一填充床反應室1 1 〇出口、催化劑床1 2〇入口 及/或進入工廠排氣系統130之前的壓力。這些位置係用於 判定催化劑床1 20中的壓力以及橫跨催化劑床丨2〇之壓 降。亦可在減量系統100中其他欲追蹤及/或控制壓力之處 設置額外的壓力指示器。 壓力指示器138a〜c可偵測第二填充床反應室122及催 化劑床120之堵塞現象。另外，壓力指示器138a〜c亦允許 第一填充床反應室110出口及催化劑床12〇出口之壓力的 平衡°此平衡可預防水由污水池i 1 4抽吸入第一填充床反 應室11 0及/或進入催化劑床120 (此抽吸現象係由該些元 件之大麗力差造成）。壓力指示器138a〜c可以為能夠偵測 壓力或壓力差之感測器，例如··斜面壓力計（slant man〇meter )、孔板、隔膜式壓力計等。鼓風機1 1 8亦可配 18 200800369 備有阻尼器及/或壓力切換器，以協助控制減量系統ι〇〇中 的壓力。 進入鼓風機118 (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i 4〇可以為能夠控 制氣體及/或液體流量之任何装置，例如：質流控制器。 控制器142可連接至鼓風機118、壓力指示器138a〜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h號至該些處。舉例來說，控制器丨42可調整（例 如：即時）減量系統100中的壓力，例如橫跨催化劑床120 之麈降。於部分實施例中，控制器1 42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CD A '壓 縮空氣流速或是其他動力，而用以調節壓力。控制器142 可以為電腦、微控制器或其他任何適當的硬體及/或軟體。 催化劑庆 於部分實施例中，催化劑床1 2 0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1 2 0 (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Ec〇Sys CD0863的改型。此種CDO反應室I43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1 48所 界定出）之内腔146的加熱器144。於一示範性實施例中’ 催化劑床120之内部體積為約4·7〜6.4公升，但亦可採用 更大或更小之體積。 19 200800369 應了解減量系統100可使用不是由改造之CDO反應室 所形成之催化劑床丨2 〇。然而，使用既有、現場之減量設 備（例如：經改造之CDO反應室）來使PFCs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12〇。CD〇反應室5〇2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’ CD0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，CD〇反應室5〇2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Hastell〇yTM、鎳、摻雜氧化釔之氧化鋁、具 有氧化紹之二氧化鈦）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5〇4置入 CDO反應室502中。催化劑筒5〇4可以為圓柱狀或是管 狀，而於相同實施例中，催化劑筒5〇4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 所限制之锻化劑。 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。pFCs之破壞需 20 200800369 要介於約95〇°C〜約130(rc之反應溫度。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(rc。 示範性之催化劑包括：陶瓷；鈣鎂；氧化鋇或勰；氫 氧化物；碳酸鹽；硝酸鹽；鋁、硼、鹼土族金屬、欽、锆、 鑭、鏵、纪、稀土金屬、飢、銳、鉻、鐘、鐵、銘及/或鎳 的磷酸鹽；週期表4〜14族的金屬；氧化鐵；氧化鋁；氧 化锆；二氧化鈦；二氧化矽；氧化釩；氧化鎢；氧化锡； 顧；把；錄；γ-氧化鋁；氧化鈷；及/或鈽。亦可採用其他 催化劑《於一特定實施例中，可使用反尖晶結晶（invaSe 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ιΑ〜1(：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CDO反應室502之形狀，並提供 熱至襯墊148以及催化劑床120。為了允許催化劑床更岣 一的加熱，可在催化劑筒5〇4内設置散熱片602a〜h。 6〇2a〜h可由金屬或其他導熱材料製成，並通過加 1 44之垂直長度，及/或朝催化劑床120之中心而呈放射狀 设置。藉此，熱可以更均一地由加熱器]44傳送至 催化劑 床1 20。亦可採用其他數目之散熱片或熱傳導機制形式。 像化劑筒504可以由與散熱片6〇2卜11板同或不同之材 成。 \ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 崎製 於部分實施例中，催化劑# 120利用外殼（圖中未示 21 200800369 而可以為雙重包覆（double-contained )，則廢氣流不會在 催化劑床1 2 0而逃離減量系統1⑽。於相同或其他實施例 中，催化劑床120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i 2〇可包括一催化表面，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’或是在催化劑床丨2〇之壁上或元件上支 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70件。舉例來說，催化表面可位於一結構上， 該結構包括一陶曼材料，例如：堇青石（e〇rdierite)、 AhCh、氧化鋁-二氧化石夕、氧化鋁-二氧化鈦、高鋁紅柱石 (muinte)、碳化發、氮化碎、沸石及其等效物；或是包 括下述材料之塗層，例如：Zr〇;、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_，例如：

Mn Pt Pd Rh、Cu、Nl、c。、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12〇之催化劑的晶粒或其他 22 200800369 結構的尺寸，係可以使催化劑的表面區域及效力增加σ "、、、 而’此尺寸之縮減亦會使流經催化劑床120之氣體的壓降 增加。

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1 20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 2〇的幾 何構造（geomerty )來降低。舉例來說，「第7Α及7Β圖」 係分別為具有較低壓降之示範性催化劑床7〇〇的上視圖及 側視圖，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7Α及7Β圖」，催化劑床700包括一反應器 腔室7〇2，而該腔室7〇2係具有一環狀充氣部7〇4以及一 内充氣部708，環狀充氣部704係沿著反應器腔室7〇2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704係例如籍由將外部多孔襯墊7 1 0設置在 反應器腔室702内，並與反應器腔室7〇2之内表面隔開而 形成，籍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712所形 成，藉以界定出一内充氣部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 示之實施例，外部及内部襯墊710、712係由多孔管、薄片 23 200800369 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704 (「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7 1 4b )。由於外部襯墊7 1 0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j之箭頭714c)， 並通過催化劑物質706、内部襯墊712而進入内充氣部708 (「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 7 0ό接觸廢氣流之剖面區域，及/或使其最大化，並可大幅 她降低橫跨催化劑床7〇〇之壓降，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而通過隹化劑物質706、外部 概墊710而至外充氣部704，藉以進入催化劑床700，而該 氣流亦由外充氣部704離開。 在至少一實施例中，催化劑來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larizability)產生大變動，因而增進 催化反應性。美國專利第6,1 90,507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 200800369 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PFC減量系統係利用粒狀之催化劑或催 化劑载體（ support )。此填充物係堅固的，並一般係具有 尚壓降。 於本發明之部分實施例中，可採用多孔狀之摻雜釔的 穩疋氧化錯之氧化銘（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。如此之載體能夠忍受腐蝕性之高壓環境，而不會 分解。催化性載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 可藉由拫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。 PFCs需要高溫來完全破壞之，特別是CF4，其需要超 過約110 0 °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500〜800°C。 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 120 之前的預洗務器來提供，例如藉由濕式洗滌器102及/或第 一填充來反應室110。 25 200800369 氣流在於催化劑床1 20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1 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120 ' 7〇〇 )的第一 設備800。參照「第8圖」，第一設備800包括一熱交換器 802 ’其係位於反應器管go#内，而該反應器管804係適以 以箭頭806所示之方向來傳送廢氣流（例如：製程副產物） 進入第一設備800。反應器管8〇4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8 0 8係設置在内管8丨〇之周圍。如「第8圖」 所不’内管810係可搞合至熱交換器802，而熱交換器802 更可透過反應器管804之壁面而於介面814處耦合至排氣 苔812。排氣管812係輪合至淬火器（qUench) 816，而淬 火器816可以為「第1A〜lc圖丄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〗A〜丨c圖」之污水池114)。 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」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804内，而廢氣流加熱器 824可耦合至電源供應器826。 熱父換器802可以為鋼合金之盤管，而此鋼合金例如 為錄系合金，舉例為西維吉尼亞州杭廷頓之Inc〇公司的 26 200800369

Inconel 600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 交換器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 0 0〜9 0 0 eC，但亦可呈現較高或較低之溫 度。

相似的，反應器管804、内管810、排氣管812以及廢 氣管818可以由Inconel 600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：廯蝕性、溫度等）不會對不‘鋼造成危 害時，則可在排氣管812使甩不鏽鋼合金。雖然反應器管 8〇4、内管810、排氣管S12以及廢氣管818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 8 04、内管8 1 0、排氣管8 1 2以及廢氣管8丨8所運送之廢氣 流的溫度係介於室溫至約900X，但亦可為較高或較低之 溫度。

反應器加熱器820可以為例如贐白6 S 4取-自密蘇里聖路易之

Watl〇w公司的陶瓷加熱器生產線之也 网瓷加熱器，但亦可採 用任何適合之加熱器。反應器加熱器9二 1 82〇之陶瓷部分可提 供部分之絕緣效果。而為了提供額外 & ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 卜的絕緣，亦可設置絕 緣體822或其他適合之絕緣體。絕緣 ☆ 土 啄體822亦可防止對操 作者的傷害及/或對設備之損害。如「 。 μ^ ^ ^ ^ ^ ^ 弟8圖」所示，絕緣 體822可包圍在反應器加熱器820之R商 乂周園，而亦可採用任 27 200800369 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 8 24之溫度係高於熱交換器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 )，而在此過遽過程中， 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 200800369 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。

在遽經減量床808之後，廢氣流則流經内管8 10而進 入熱交換器 802。由於廢氣流在過遽時，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 1 A〜1C圖」所示之第二填充床反應室1 22 )。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〜1C圖」 之污水池11 4 ) 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」之催化劑床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8 1 0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 二減量床808’，因此，廢氣流與第二減量床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 200800369

「第1 〇圖」係繪示根據本發明而提供用以加熱催化劑 床（例如「第1 Α〜7 Β圖」之催化劑床1 2 0、7 0 0 )之第三 設備1000的概要圖式。參照「第1〇圖」，第三設備1〇〇〇 可包括耦接至反應器管804及熱交換器802之外管1 〇〇2。 第三設備1000亦可包括第二設備9〇〇之部分元件。注意淬 火器8 16係耦合至反應器管8〇4。如「第丨〇圖」所示，部 分之外管1002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 亦可相似於參照「第8圖」所述之内管8 1 0。舉例來說， 夕卜官1 0 0 2可以由錄合金製成，例如I n c 〇 n e 1 ( τ Μ )或其他 適合材料。 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——升高溫度下進入外管1〇〇2。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 夕卜ί 1 0 0 2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8〇〇及第二設備9〇〇，經 減量之廢氣流係流入熱交換器8〇2，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 可以如同參照「第8及9圖」所述般而預熱接續進入之廢 氣流。 「第11圖」係繪示根據本發明而提供用以加熱催化劑 床（例如「第1Α〜7B圖」之催化劑床120、700 )之第四 30 200800369 設備1100的概要圖式。參照「第u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1 i 02。 管11 0 2係δ又置在反應器管$ 〇 4内之減量床8 0 8的内部。如 「第11圖」所示，管1102係約略設置在減量床808的中 間，但亦可採用其他適當之設置位置。管ii02的一部分係 延伸超過減虽床808而至反應器管8〇4中接近廢氣流進入 反應器管8Ό4之區域。 官11 02可以為熱管，但亦可以為任何適當之元件。舉 例來說’管1 1 〇2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。管丨i 〇2之材 質係相似於上方參照「第8圖」所述之内管81〇的材質， 但亦可採用其他適合之材質。於「第11圖」中，管11〇2 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1102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8 〇 8係例如為催化劑床）。因此，遍及熱管 11 02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 績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j係為用於「第1B圖」之熱交換器160的 31 200800369 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」，待減量之廢氣流（於「第1B圖」 之催化劑床120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1204。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。而第二組多通道12〇8係與 第一組多通道1204相鄰，並可以將熱傳送至攜帶待減量廢 氟流之第一組多通道1 204，藉此，來自已減量氣流之熱則 呀傳送至待減量廢氣流。絕緣物質1 2 1 0係圍繞熱交換器 1 2〇0，以預防熱流失至厨圍大氣中，藉以增加熱交換器 U00的效率。熱交換器120〇可以由抗腐触材料製成，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/或數量之熱交換器。舉例來說， 邡吁使用同中心管式熱交換器，其中熱氣流係位於内管而 冷氟流係位於外官（反之亦然）’或亦可為氣對氣 (gas-to-gas )熱交換器。 ' . .· 殖充床反應室 於部分實施例中，第二填充床反應室122係與上述之 第〆填充床反應室11〇具有相似之設計及/或構造。於至少 z實施例中，第二填充床反應室1 22係為EcoSys CD0863 (由加州聖荷西之Metr〇n Technology公司所製造）之一 部分。亦可使用其他的填充床反應室。 32 200800369

請再次參照「第1A〜1C圖」，第二填充床反應室122 係初步地移除於催化劑床1 2 0中進行之P F c減量的酸及/ 或其他不期望產生之副產物。於部分實施例中，第二填充 床反應室122可包括一珠粒之填充床、桶，或是由抗腐蝕 性材料（例如陶瓷或其他適合材料）所形成之其他形狀（圖 中未示）。接近第二填充床反應室122之出口的複數個噴嘴 1 50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120所導入廢 氣流中的酸（例如HF )及/或其他成分可被移除。喷嘴1 50 可連續地或間歇地操作。 示範性系統搡作 於操作過程中，來自一或多個製程室（例如··金屬及/ 戒介電钱刻室）之廢氣流係通過排氣管路l〇8a〜d而排放至 濕式洗滌器1 02。通過高壓幫浦1 04之水係經霧化（例如： 迫使其變為尺寸為约50微米的水滴），及/或在噴嘴208a〜h 處使其帶電。廢氣流係沿著濕式洗滌器102之内腔206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SiF4) 並使其懸浮。如「第2圖」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，廢氧流係具有至少約0.1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。 33 200800369 當水滴接觸導電栅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1〇2，.並經過導管112及 分支11 6而至污水池丨i 4。廢氣流中未受影響之部分亦可 流經導管112，並朝上進入第一填充床反應室11〇。 第一填充床反應室11 〇將水（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 4❶廢氣流在通過第一填充床反應室i i 〇之 後’係導引至鼓風機11 8或是噴射式混合器（圖中未示）。 在減量系統1〇〇中之此位置，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 〇6 之酸、易溶副產物及微粒等去除。 當以噴射式混合器取代鼓風機丨！ 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i 2〇内的反應效 率’及/或使得該反應進行。當使甩鼓風機丨丨8時，鼓風機 118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 可洗條之副產物）。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114 〇 剩下的廢氣流則往上流經第二填充床反應室122，因 34 200800369 而可利用第二填充床反應室122來將廢氣流中的酸及/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1 2 2 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 11 4的水可再循環至任何期望之位 置，例如··濕式洗滌器1 02、第一填充床反應室1 1 〇、水噴 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1 22中的處理後， 可通往工廠排氣系統1 3 0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1 20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12〇之入口處，將氧氣、 空氣或富氧（ enriched oxygen)導入廢氣流中。 如上所述，喷射式混合器或空氣流量放大器（air amplifier )係可用於取代鼓風機 118。可附加地或選擇性 的，可以在策二填充床反應室1 22之輸出處使用鼓風機、 喷射式混合器或空氣流量放大器，以影響、控制及/或調節 減量系統1〇〇中的壓力。 35 200800369 於部分之實施例中，減量系統l〇〇a〜C係用於使危害性 之空氣污染物（HAPs)及/或揮發性有機物（v〇Cs)減量。 減量系統l〇0a〜e亦可包括用以於特定位置控制pH之裝 置例如·接近再循環幫浦13 4 (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 0之前及/或之後使用任何數量之 洗滌1§ (例如·· i、2、3、4等）。亦可使用其他類型及/或 數S之熱交換器。舉例來說，亦可使用同中心管式熱交換 益’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120可以為絕緣及/或不透 水。洗條器可以為順流、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，可在催化劑床1 20之後及/或第二填 充床反應室122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，在催化劑來120或於接近該處設置 有一真空源、幫浦或其他真空產生器123 (「第1C圖」）， 以補償催化劑床120所產生之任何壓降。 此處所述之催化劑可以形成為，或是為任何適當之形 狀（例如：環狀、珠狀、桶狀，或如「第7A圖j之元件 符號7 1 6所示之蜂巢狀）。 舉例來說，催化劑床1 20之催化表面可以為由催化材 36 200800369 料所製成之結構，或是在催化劑床120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（如「第7A圖」之元件 符號716所示），以形成高表面積之元件，則流出物會在由 像化劑床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 (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，然其並非用以限 疋本發明’任何熟習此技術人員，在不脫離本發明的精神 和範圍内所作的更動與淵飾，仍應屬本發明的技術範脅。 【圖式簡單說明】 第1A圖，繪示根據本發明之至少一實施例的pFc減 量系統的概要圖式。 第1B圖，繪示根據本發明所提供之第ιΑ圖的pFc 減量系統之第一選择性實施例的概要圖式。 第1C圖，繪示根據本發明所提供之第1 a圖的pFc 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實 施例之概要上視圖。 第3圖，係為第2圖之滋式洗滌器的剖面視圖。 37 200800369 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CD Ο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1 0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〜C 系統 1 0 2 濕式洗滌器 104 幫浦 106 製程工具 108a〜d排氣管路 110 第一填充床反應室 112 導管 114 污水池 38 200800369

116 分支/延伸部分 118 鼓風機 120 催化劑床 122 第二填充床反應室 123 真空產生器 124 導管 126 噴嘴/噴霧器 128 分支/延伸部分 130 排氣系統 132 中和系統 134 幫浦 136 喷嘴 138a- <壓力指示器 140 流量調節器 142 控制器 143 CDO反應室 144 加熱器 146 内腔 148 襯墊 150 喷嘴 160 熱交換器 162 預熱器 170 燃料源 172 燃燒室 174 引火器 202 外管 204 内管 206 内腔 2 0 8 a 广 -h喷嘴 2 10a〜d 入口 /導管 2 12 a 广 -d製程室 3 02 第一内表面 304 第二内表面 402a 第一充電器 402b 第二充電器 404 導電柵 406 充電器 5 02 CDO反應室 504 催化劑筒 506 遮蔽件 602a〜h散熱片 700 催化劑床 702 腔室 704,708 充氣部 706 催化劑物質 710,712 襯墊 714a 〜d箭頭 716 (蜂巢狀）催化劑 39 200800369

720 電磁輻射源 8 00 設備 802 熱交換器 8 04 反應器管 806 箭頭 808,808,減量床 810 内管 812 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 1102 管 1200 熱交換器 1202 第一入口 1204 多通道 1206 第二入口 12 0 8 多通道 1210 絕緣物質

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Claims (1)

1. 200800369 十、申請專利範圍·· 1 · 一種於一廢氣減量系統（abatement system)中使全敦 化物（peTfluorocarbons ; PFCs)減量之方法，該系統 具有一控制式分解氧化（controlled decomposition oxidation ； CDO )熱反應室，該方法包括：

   於該CDO熱反應室中提供一催化劑床；以及 將一廢氣流傳送通過一熱交換器而進入該CD Ο熱 反應室之一入口，並到達該催化劑床； 使該廢氣流過濾通過該催化劑床，而經過濾之該廢 氣流在該催化劑床中加熱；以及 使經加熱之該廢氣流由該催化劑床再循環至該熱 交換器。 2·如申請專利範圍第1項所述之方法，其更包括： 將該廢氣流沿著一第一路徑而導入該CDO熱反應 室中；以及 將來自該CD0熱反應室下游的一部分經加熱的該 廢氣流經由一第二路徑而再循環，該第二路徑具有一接 近該第一路徑之一部分； 其中熱能係由沿著該第二路徑傳送之經再循環的 該廢氣流而傳遞至沿著該第一路徑傳送之該廢氣流。 3·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該催化劑床係 41 200800369 圍繞一内導管，該廢氣流過濾通過該催化劑床並進入該 内導管而藉以加熱該廢氣流，經加熱之該廢氣流則再循 環通過該内導管而到達該熱交換器。 4·如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該内導管包括 一催化劑物質

   5 ·如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該催化劑床係 於一第一端耦接至該CDO熱反應室之一入口，並於一 第二端耦接至一出口導管，該廢氣流過濾通過該催化劑 床並進入該出口導管而藉以加熱該廢氣流，經加熱之該 廢氣流則再循環通過該出口導管而到達該熱交換器。 6.如申锖專利範圍第1項所述之方法，其更包括: 在該廢氣流通過該熱交換器之後以及在讓廢氣流 進入讓催化劑床之前，再次加熱該廢氣流。 7.——種用於使全氟化物（PFCs )減量之控制式分解氧化 (CDO )系統，該系統包括： 一上游部分，包括一適以俸送一廢氣流之第一導 管； 一熱反應室，具有一粞接至談第一導管之入口、一 適以使全氣化物減量之催化劑床，以及一出口；以及 42

   200800369 一下游部分，包括一第二導管，該 耦接至該熱反應室之該出口的第一端， 端之下游且設置而接近該第一導管之-其中該第二導管係適以傳送在該 之一廢氣流，以將來自該第二導管之熱 導管，藉以預熱該第一導管中的該廢康 8 ·如申請專利範圍第7項所述之控制式4 系統，其更包括： 一加熱器，係設置於該上游部分+ 第二導管之熱能預熱該廢氣流之後，該 熱該廢氣流。 9. 一種用於使全氟化物（ PFCs )減量之 括： 一上游部分，包括一適以傳送一 管，以及挺接至該第一導管並適以預熱 熱裝置; 一熱反應室，包括一耦接至該第-及一適以使由該第一導管進入該熱反 中的全敗化物減量之催化劑床。 10·如申請專利範圍第9項所述之系統，其 第二導管具有一 以及位於該第一 •部分； 熱反應室中力σ熱 能傳送至該第一 α流。 卜解氧化（CDO ) ρ，在藉由來自該 加熱器則可以加 系統，該系統包 廢氣流之第一導 該廢氣流之一加 -導管之入口，以 應室之該廢氣流 中該力σ熱裝置包 43 200800369 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。

   1 1 · 一種用於使一廢氣流中的全氟化物（PFCs )減量之系 統，該系統包括： 一第一導管，係適以傳送該廢氣流，該第一導管並 具有一出口， 一熱交換器，係設置於該第一導管中而接近該出 口； 一熱反應室，包括一耦接至該第一導管之該出口的 入口，以及一催化劑床，該催化劑床係設置於該熱反應 室中而具有一催化劑物質，並適以使該廢氣流中的全氟 化物減量；以及 一第二導管，具有耦接至該催化劑床之一第一端， 及耦接至該熱交換器之一第二端。 ^ . 12.如申請專利範圍第11項所述之系統，其中該熱交換器 包括由一鋼合金組成之一盤管（coiled pipe )。 44

   200800369 1 3 ·如申請專利範圍第11項所述之系統，其j 一反應器加熱器，係圍繞該熱反應室 一絕緣體，係圍繞該反應器加熱器。 1 4.如申請專利範圍第1 1項所述之系統，其j 一加熱裝置，係設置於該第一導管之 以在該廢氣流通過該熱交換器之後以及： 至該催化劑床之前，再次加熱該廢氣流。 1 5 ·如申請專利範圍第1 4項所述之系統，其 包括一電子加熱器。 1 6.如申請專利範圍第1 5項所述之系統，其 係實質嵌設於該催化劑床中，而該第二導 係設置於該催化劑床内。 17.如申請專利範圍第16項所述之系統，其 之一部分係充滿一催化劑物質。 18.如申請專利範圍第14項所述之系統，其 包括一出口，該出口係設置而相對於讓入 導管之該第一端係設置而搔近該熱反應室 L包括： ;以及 ^包括： 該出口，並適 亥廢氣流暴露 中該加熱裝置 中該第二導管 管之該第一端 中該第二導管 中該熱反應室 口，且該第二 之該出口。 45 200800369 19. 一種用於使一廢氣流中的全氟化物（PFCs )減量之系 統，該系統包括·· 一第一導管，係適以傳送該廢氣流，該第一導管並 具有一出口；

   一熱反應室，包括：一耦接至該第一導管之該出口 的入口； 一催化劑床，係設置於該熱反應室中而具有一 催化劑物質，並適以使該廢氣流中的全氟化物減量；以 及一設置而相對於該入口之出口；以及 一第二導管，具有耦接至該催化劑床之一第一端， 及延伸進入該第一導管之一第二端。 20·如申請專利範圍第19項所述之系統，其中該第二導管 係實質嵌設於該催化劑床中，而該第二導管之該第一端 係設置於該催化劑床内。 21·如申請專利範圍第19項所述之系統，其中該第二導管 包括一工作流體。 22. 如申請專利範圍第21項所述之系統，其中該第二導管 之一部分係充滿一催化劑物質。 23. 如申請專利範圍第21項所述之系統，其更包括： 一反應器加熱器，係圍繞該熱反應室； 46 200800369 一絕緣體，係圍繞該反應器加熱器；以及 一加熱裝置，係設置於該第一導管之該出 以在該廢氣流通過該第二導管之該第二端之； 廢氣流進入該催化劑床之前，再次加熱該廢氣 24.如申請專利範圍第19項所述之系統，其更包括 一淬火器（quench )，係麵接至該熱反應 口，並適 I以及該 流。 I之該出

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