TW575455B - Method for the abatement of one or more pyrophoric gases in a gas stream, method for reducing the build up of solid or particulate materials in heated inner surfaces of a container, and apparatus for carrying out such methods - Google Patents
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Description
575455 五、發明說明（1) 本發明是有關於一種降低半導體處理氣體的方法，尤其 是降低具發火特性的氣體。 使用發火氣體給處理半導體製品用，例如晶圓，都是已 知的。包括石夕甲烧，二石夕甲燒’二氣矽甲烷，三氣矽甲 烷，砷化氫以及磷化氫，且一般是用來在矽晶圓上或在平 板顯示幕上沉積出處理層。 發火氣體有特別的危險，因為接觸到管件或其它處理裝 置的組件’包括通風導管内部的空氣時，都會造成自發性 且無法控制的發火反應。 為了極小化管件内部無法控制的發火反應，已知使用 燃燒盒’’來減少任何反應，或讓受控制且被包含的發火反 應發生。這種燃燒盒通常是1至7公尺長，1 〇至2 〇公尺直 技’一般是靠通風導管，將冷空氣經由該系統抽離出。 —燃燒盒的進一步發展是使用熱反應管或燃燒管。此時， 官子本身被加熱，例如用電氣加熱器，然而發火氣體與被 '主入到管子内的空氣是無需預熱，因為這種預熱是不必要 且不需要的。此外，發火氣體與空氣在本質上或完全都是 乾燥的。 f而，燃燒管並不是沒有困難。絕對需要避免管子内出 $薄層空氣流，否則會導致發火氣體的不完全燃燒，尤其 疋在較高濃度時，而且會造成潛在性不穩定氧化物的形成 ，及某些不必要的氣體氧化反應。雖然可以隨時經由發火 氣體與空氣流進管子内而引發擾流，但是仍有某些困難。 本發明提供一種降低尤其是發火氣體的改良方法/裝
575455 五、發明說明（2) 置，並提供一種改良的降低確定性以及改 明亦有關從進行發火氣體降低處理的容器 技術。 本發明提供一種方法，用來降低氣體流 發火氣體，其中包括將水注入到氣體流， 流與預熱空氣。 本發明的第一實施例中，水是以尼阻空 入到氣體流内。已經發現水氣與氣體流的 降低其内發大氣體所需的氧化反應很有利 尼阻氣體最好是包括至少50%的相對濕ί 9 〇 %，而9 5 %則更好。最好是讓空氣在一定 將水注入。 ，本發明的第二實施例中，與氣體流混合 刖要先預熱。最好是至少3 〇 〇 t的空氣溫Ζ 5 0 0 〇c 〇 f體流與空氣最好是在進入容器内之前 ^4〇〇 C的正常的空氣溫度。還有一點巧 、机與預埶允与& > ^ . …、二虱所注入的容器本身會加熱， 二：：及，流的上升溫度。 較的實施例中，第一與第二實施例 器，供應7中’本發明也提供實現本發明 尼阻i ^包含一個或多個發火氣體之氣體 裝置，^的裝置’讓氣體流與尼阻空氣分 Λ及在進入容器之前加熱該尼阻空 良的效率。本發 内去除掉顆粒之 内的一個或多個 及/或混合氣體 氣的形式，被注 混合’對於提升 〇 I ’尤其是至少 水量内發泡，而 的空氣在混合之 I，例如3 5 0。〇至 便進行混合。最 Γ利的是，排氣 以便保持並增加 結合在一起。 的裝置，包括容 流的裝置，供應 別注入容器内的 氣的裝置。
575455 五、發明說明（3) 較佳的加熱空氣裝置是加熱片，最 相鄰到給處理室的供應空氣處。最=是屬的，安置在 導熱特性。 疋飼加熱片，因為其 容器内部也被加熱，而加熱裝置的 熱的套管，最好是金屬的且是圓桎狀，X佳特性是被加 由加熱器加熱，例如容器本體中的電阻伸到谷中，並 導到冷空氣會被加熱的區域，並且最，加熱器，將熱傳 實施例中，加熱器套管的〆端最好是形熱該容器。該 減少發火氧體一般會造成固態或粒^，片。 到燃燒管或容器的内表面上，其中燃芦；成’黏貼 氣體減少。這種固態材料因而能限制ς: = = j火 動，並形成熱阻層，該熱阻層會降低容器内壁二: 度，並讓容器内的反應減弱。 耋的表面& 本發明的第二實施例是與極小化這些困難有關。 依據該第三實施例，提供一種在容器的加=乂表面上降 低形成固態或顆粒材料的方法，其中容器内的發火氣體會 減少，包括一種將水喷霧而灑到容器内的褒置。 % 水的喷霧方式必須能讓水落在熱的固態或顆粒襯裡的容 器表面上。 水最好是以噴霧形式注入到容器頂端。有利的是，將水 間歇性的喷霧一段時間，比如1至1 5秒，最好是5至1 〇秒。 1至6 bar的壓力，最好是3至5 bar的壓力對使用上來說很 有用。當固態或顆粒襯裡的容器表面被加熱到比如5 〇 〇 t 與1 0 0 0 °C之間而被喷霧時，已經發現，水在表面上的最後
第6頁 575455 五、發明說明（5) 側壁上。 严^:'用圖示中的裝置時，冷空氣是經由入口8從外部 =12:如汽缸，而灌進容器1内。該空氣因接觸到加 Ϊ丨板13而被加熱’然後在容器1的頂部盥包 ::比：工個發火氣體的氣體流混合在…該發火氣體 由ί一個或多個真空幫浦動作底下的半導體處理 至、，工由入口 7而進入處理室的。 圖式中所示裝置的比較性實驗： a)利用清潔的乾空氣（CDA)，經由入口8， 的:^流進容_，以及利用25〇、石夕甲烧_ 二並=slm氮氣(N2)預先混合’經由入口7而進入容 〇〇1並利用控制在“Ο °C的電氣加熱器5，決 器！底部（如所示）之氣流，包含n離開备 壞效率是54%。 卿Μ ’矽甲烷的破 可2 ΐ = 進人包含1.5 %體積量之水蒸氣的容器1内時， 叮戒二到62/0的相對應矽甲烷破壞效率。 C)當實驗a)讓套管11達到400 °C而加埶CDA 8士 ^ ^ ^ 訓應…破壞率。 熱CDA日'，可硯察到 d)當實驗b)讓套管u達到40(rc而加熱尼 ☆ 曱部/破相到3購的石夕甲烧，且可觀察到工95%的相Ϊ 應矽甲烷破壞率。 二H \上述與一般燃燒管内發火氣體的燃燒很容易 幵y成口忐/顆粒物，黏著在容器丨内部側壁上。 體的氣體流也會有隨著氣體流兒帶走的固態物。x既
575455 五、發明說明（6) 依據本發明，這種固態/顆粒的形成，是可以用一些水 灌到加熱内部側壁上而去除掉。 這是利用顯示於圖式中的本發明裝置來達成，讓冷水流 經由入口 9與中央位置的喷霧頭1 0而流到容器1，進而讓喷 霧15穿過容器1。 水喷霧最好是間歇性的，例如一次一小時或甚至一次一 天。水壓在1至6 b a r較佳，而3至5 b a r更好，喷霧時間在 1至1 5秒較佳，而5至1 0秒更好。
因此能充兮的清洗容器1的加熱側壁。所產生的殘屑會 被突然加熱，且造成進一步的斷裂，並讓水流清洗掉。
第9頁 575455
O:\69\69500-921203.ptc 第10頁
Claims (1)
- 575455 _案號 90104201_年月日__ ( 六、申請專利範圍. .^ 置是一加熱套管，其延伸到容器中，並由加熱器加熱，以 將熱傳導到冷空氣要被加熱的區域。 1 2.如申請專利範圍中第9項之方法，其中該套管的一端 形成加熱片。 1 3. —種減少在容器之加熱内表面上形成固態或顆粒材 料的方法，其中容器内的發火氣體被減少，包括將水喷霧 到容器内的裝置，。 1 4.如申請專利範圍中第1 3項之方法，其中該水是以讓 水灑落在熱的固態或顆粒襯裡表面上的方式，而被喷霧出 去。 1 5.如申請專利範圍中第1 3或1 4項之方法，其中該水是 以喷霧的形式注入到容器頂部。 1 6.如申請專利範圍中第1 3或1 4項的其中一項之方法， 其中該水是間歇性的方式喷霧。 1 7 · —種實現申請專利範圍第1，2，3，1 3，或14項之方 法的裝置，係包括一容器，注入空氣與包含氣流之發火氣 體的裝置，在與發火氣體流混合之前將空氣加熱的裝置， 以及對加熱後的氣體流進行放電處理的裝置。O:\69\69500-921203.ptc 第12頁Λ 發明名稱 中文 英文 abatement of ονΓor more pyrophoric gases in a gas~ METHOD for reducing the build up of solid or particulate MATERIALS IN HEATED INNER SURFACES OF A CONTAINER, AND APPARATUS FOR CARRYING OUT SUCH METHODS 二 發明人 姓名 (中文） 1. 安德魯詹姆士希利 2. 詹姆士羅‘史密h 姓名 (英文） L ANDREW JAMES SEELEY , 2.JAMES ROBERT SMITH 國籍 1.英國2.英國 住、居所 1. 英國布里斯妥市威賓路5號 2. 英國蘇莫赛省布萊克福市波布里吉路南棚屋 申請人 姓名 (名稱） (中文） 1.英商B0C集團公司 姓名 (名稱） (英文5 l.THE BOC GROUP PLC 國籍 1.英國 住、居所 (事務所) 1·英國蘇瑞省文德勒士漢市切塞路 代表人 姓名 (中文） 1.葛洛利亞.珍.史都 代表人 姓名 (英文） 1.GLORIA JEAN STUARTφ O:\69\69500-921203.ptc 第1頁 575455 案號 90104201 Λ_η 曰 修正丨 五、發明說明（4) 爆炸性沸騰，會讓固態/顆粒被有效的去除並清洗掉。 為了更了解本發明，現在參閱相關圖式，其中顯示出實 現本發明方法之裝置的剖示圖。 參閱圖1 ，顯示一種容器1，具有外部圓柱狀側壁2與内 部圓柱狀側壁3。夾在側壁2與3之間的是絕緣材料4，而在 容器上半部上的是電氣加熱器5。 容器1的頂部6是定義出如下的不同通道： - 一系列入口 7，讓排出氣體進入容器1内。 - 一系列入口 8，讓空氣進入容器1内。 - 入口 9，讓水經由喷霧頭1 0進入容器1内。 内部圓柱狀側壁3具有套管1 1，插入上半部内，有一區 域1 2是向上延伸（如所示）到容器1的頂部6。套管1 1是由最 佳熱傳特性的銅構成。 其中入口 7讓排出氣體直接進入處理室1内，頂部6是設 計成讓冷空氣從圖上箭頭所指的入口 8進入（外部壓力源底 下），並接觸到套管1 1的區域1 2，以及接觸到圍繞入口 7的 孔徑板1 3。 處理過的氣體利用底部的出口 1 4離開容器2。 使用該裝置時，套管1 1與孔徑板1 3都被加熱到比如4 0 0 °C (前者是用加熱器5加熱，而後者是用未顯示的裝置）， 讓經由入口8而流進容器1内的空氣因接觸而加熱，並在上 升溫度時進入容器1。 可以經由入口 9，從外部水源，讓水流流進容器1，並在 套管11的内部側壁上喷霧，尤其是也在容器1的下半内部O:\69\69500-921203.ptc 第7頁
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