TWI336633B - Process abatement reactor - Google Patents

Description

1336633 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種針對工業放流物（例如半導體製 所產生的排放氣體）減降（abatement)的系統及方法， 減少反應物沉積在減降系統中。 程 以

【先前技術】 製造半導體材料、元件、產品與記憶商品所產生的 態流出物包含製造設備所使用的多種化學化合物。這些 合物包括無機及有機化合物、光阻的分解物和其他試劑 及在將廢氣由製造設備排放到大氣前，必須移除的氣體I 半導體製程使用許多易對人類造成毒害的化學品， 如錄、坤、删、錯、氣、碟、石夕、站的氣態混成物、石夕坑 與膦、氛、氫混合的石夕院、有機石夕炫、鹵化石夕烧、卤素 有機金屬、及其他有機化合物等。 鹵素（例如氟（F2))與其他氟化化合物為多種需要減 的化合物中特別具有問題的。電子業者於晶圓製造工具 採用全氟化物（P F C)來移除沉積步驟的殘留物、及蝕刻 膜。PFC被認為是全球暖化的主因，故電子業者正致力 減少排放這類氣體。P F C常見的例子包括，但不以此為限 四敗化碳（CF4)、六氟化乙炫<(C2F6)、六氟化硫（SF6)、八 丙烧（C3F8)、全氟環丁院（C4F8)、八I四氬°夫喝（匚4?8〇) 及三氟化氮（NF3)。實際上，PFC會在電漿中解離而生成 反應性的氟化離子與氟自由基，以進行清洗及/或蝕刻。 氣 化 例 降 中 薄 於 ， 氟 、 rfj 5

1336633 些處理製程的流出物大部分包括氟 '四氟化矽（s i F 4) 化氫（HF)、氟化碳醖（COF2)、四氟化碳（CF4)、和六氟 烷（C2F6)。 因此需要可以減降此類流出物的方法與設備。 【發明内容】 在一些實施例中，提出一種用於減降半導體製程 反應器。熱反應器包括一熱反應單元，具有（a)—多孔 壁，定義出一中央反應室，且多孔性内壁是由複數個 之多孔區段構成；（b)至少一廢氣入口，與中央反應室 體連通，適以引進氣態廢物流至中央反應室；（c) 一 件，位於中央反應室内，適以分解中央反應室内的氣 物流而形成反應產物；以及（d) —流體輸送系統，以足 推力而適以經由多孔性内壁供應流體至中央反應室， 少反應產物沉積在中央反應室之多孔性内壁的内表面 至少一多孔區段包括一或多個（i)在多孔區段内變化 質；以及（i i)不同於多孔性内壁之其他多孔區段的性質 在一些實施例中，提出一種用於減降系統的替 件。替換零件包括一可堆疊且可置換的多孔性反應 段，具有複數個特徵結構使多孔性反應室區段與其他 性反應室區段相互堆疊，以形成一多孔壁，其定義出 反應室，用以分解半導體製程的氣態廢物。多孔性反 區段具有充足的多孔性，當中央反應室進行分解製程 多孔性反應室區段外的流體可流經多孔性反應室區段 、氟 化乙 的熱 性内 堆疊 為流 熱構 態廢 夠的 以減 上。 的性 〇 換零 室區 多孔 中央 應室 時， 而流 6

1336633 入中央反應室，進而減少反應產物朝向多孔性反應室 的内表面移動。多孔性反應室區段的形狀係選自由圓 橢圓形、三角形、正方形、長方形、多邊形、五邊形 邊形和八邊形所組成之群組。再者，多孔性反應室區 括一或多個（a)在多孔性反應室區段内變化的性質；以 不同於多孔壁之其他多孔性反應室區段的性質。 在一些實施例中，提出一種用於自氣流移除污染 設備。設備包括一由複數個堆疊之多孔陶瓷環所構成 反應單元。第一多孔陶瓷環具有第一熱膨脹 (coefficient of thermal expansion, CTE) * 而第二多孑L 環具有第二熱膨脹係數。 在一些實施例中，提出一種用於自氣流移除污染 設備。設備包括一由複數個堆疊之多孔陶瓷環所構成 反應單元。第一多孔陶瓷環具有第一純度，而第二多 瓷環具有第二純度。 在一些實施例中，提出一種用於自氣流移除污染 設備。設備包括一由複數個堆疊之多孔陶瓷環所構成 反應單元。第一多孔陶瓷環具有第一摻質（dopant ) 3 而第二多扎陶瓷環具有第二摻質濃度。 在一些實施例中，提出一種用於減降半導體製程 備。設備包括一熱反應單元，具有（a)—具多個穿孔 壁，且該些穿孔係適以流貫流體；（b) —多孔性内壁， 出一中央反應室，且多孔性内壁是由複數個堆疊之多 段構成；（c)至少一廢氣入口，與中央反應室為流體 區段 形、 、六 段包 及（b) 物的 的熱 係數 陶瓷 物的 的熱 孔陶 物的 的熱 【度， 的設 的外 定義 孔區 i通， 7

1336633 適以引進氣態廢物流至中央反應室；（d) —熱構件，位於 央反應室内，適以分解中央反應室内的氣態廢物流而形 反應產物；以及（e) —流體輸送系統，以足夠的推力而適 由外壁之穿孔供應流體、並經由多孔性内壁流至中央反 室，以減少反應產物沉積在中央反應室之多孔性内壁的 表面上。外壁之穿孔提供橫跨熱反應單元的壓降，且該 降介於約0.1磅/平方英寸（psi)至5psi。 在一些實施例中，提出一種用於減降半導體製程的 備。設備包括一熱反應單元，具有（a) —具多個穿孔的 壁，該些穿孔係適以流貫流體；（b) —多孔性内壁，定義 一中央反應室，且多孔性内壁是由複數個堆疊之多孔區 構成；（c)至少一廢氣入口，與中央反應室為流體連通， 以引進氣態廢物流至中央反應室；（d) —熱構件，位於中 反應室内，適以分解中央反應室内的氣態廢物流而形成 應產物；以及（e) —流體輸送系統，以足夠的推力由外壁 穿孔供應流體、並經由多孔性内壁流至中央反應室，以 少反應產物沉積在中央反應室之多孔性内壁的内表面上 流體輸送系統是係適以提供水、蒸汽、空氣、淨化乾空痛 濃縮清淨空氣（clean enriched air)、富氧空氣、貧氧空翁 純氣、試劑、氧化劑 '和稀薄空氣（d e p 1 e t e d a i r)至少其 之一。流體輸送系統亦適以供應具有壓力為約6 0 0磅/平 英寸（錄壓）（psig)以下之流體。 在一些實施例中，提出一種用於減降半導體製程的 法。方法包括提供一熱反應單元，其具有（a)—具多個穿 中 成 以 應 内 壓 S又 外 出 段 適 央 反 之 減 中 方 方 孔 8

1336633 的外壁，該些穿孔係適以流貫流體；（b) —多孔性内壁， 義出一中央反應室，且多孔性内壁是由複數個堆疊之多 區段構成；（c)至少一廢氣入口，與中央反應室為流體 通，適以引進氣態廢物流至中央反應室；（d) —熱構件， 於中央反應室内，適以分解中央反應室内的氣態廢物流 形成反應產物；以及（e) —流體輸送系統，以足夠的推力 外壁之穿孔供應流體、並經由多孔性内壁流至中央反 室，以減少反應產物沉積在中央反應室之多孔性内壁的 表面上。外壁之穿孔提供橫跨熱反應單元的壓降，且該 降為約0.1 psi至5 psi。此方法還包括利用熱反應單元 減降半導體元件製程。 在一些實施例中，提出一種用於減降半導體製程的 法。方法包括提供一熱反應單元，具有（a)—具多個穿孔 外壁，該些穿孔係適以流貫流體；（b) —多孔性内壁，定 出一中央反應室，且多孔性内壁是由複數個堆疊之多孔 段構成；（c)至少一廢氣入口 ，與中央反應室為流體連1| 適以引進氣態廢物流至中央反應室；（d) —熱構件，位於 央反應室内，適以分解中央反應室内的氣態廢物流而形 反應產物；以及（e) —流體輸送系統，以足夠的推力由外 之穿孔供應流體、並經由多孔性内壁流至中央反應室， 減少反應產物沉積在中央反應室之多孔性内壁的内表 上。流體輸送系統係適以提供提供水、蒸汽、空氣、淨 乾空氣、濃縮清淨空氣、富氧空氣、貧氧空氣、鈍氣、 劑、氧化劑、和稀薄空氣至少其中之一。流體輸送系統 定 孔 連 位 而 由 應 内 壓 來 方 的 義 區 ) 中 成 壁 以 面 化 試 亦 9 1336633 適以提供壓力為約6 Ο 0 p s i g以下之流體。此方法還包括利 用熱反應單元來減降半導體元件製程。 在一些實施例中，提出一種用於製造電子元件的系 統。系統包括（a)複數個處理工具；（b) —減降系統，用以減 降處理工具的污染物，並具有複數個入口；以及（c) 一歧 管，用來耦接處理工具的污染物出口至減降系統的入口。

在一些實施例中，提出一種用於製造電子元件的系 統。系統包括（a) —處理工具；（b) —減降系統，用以減降處 理工具的污染物，且包括複數個反應室，每一反應室包括 複數個入口；以及（c) 一歧管，用來耦接處理工具的污染物 出口至減降系統的入口。 在一些實施例中，提出一種用於製造電子元件的系 統。系統包括（a)複數個處理工具；以及（b) —減降系統，用 以減降處理工具的污染物。減降系統包括複數個反應室， 每一反應室包括複數個入口。此系統還包括一歧管，其選 擇性耦接處理工具的污染物出口至減降系統之反應室的入

口 ° 在一些實施例中，提出一種用於減降半導體製程的設 備。設備包括（a)複數個反應室，每一反應室包括複數個廢 物流入口；以及（b) —歧管，係選擇性耦接處理工具的污染 物出口至反應室的廢物流入口。 在一些實施例中，提出一種用於減降半導體製程的設 備。設備包括一熱反應單元，具有（a)—多孔性内壁，定義 出一中央反應室，且多孔性内壁是由複數個堆疊之陶瓷區 10

1336633 段構成；（b)至少一廢氣入口 ，與中央反應室為流體連ϋ 適以引進氣態廢物流至中央反應室；（C) 一熱構件，位於 央反應室内，適以分解中央反應室内的氣態廢物流而形 反應產物；以及（d) —流體輸送系統，以足夠的壓力而適 由多孔性内壁供應流體至中央反應室，以減少反應產物 積在中央反應室之多孔性内壁的内表面上。至少一堆養 陶瓷區段可適以提供檢測中央反應室之内容物的特性。 在一些實施例中，提出一種用於減降半導體製程的 備。設備包括一熱反應單元，具有（a)—多孔性内壁，定 出一中央反應室，且多孔性内壁是由複數個堆疊之陶瓷 段構成；（b)至少一廢氣入口 ，與中央反應室為流體連i| 適以引進氣態廢物流至中央反應室，並引導氣態廢物流 離反應室的多孔性内壁；（c) 一熱構件，位於中央反應 内，適以分解中央反應室内的氣態廢物流而形成反應 物；以及（d) —流體輸送系統，以足夠的壓力由多孔性内 供應流體至中央反應室，以減少反應產物沉積在中央反 室之多孔性内壁的内表面上。 本發明之其他特徵與實施態樣在配合下述說明、申 專利範圍及所附圖式後，將變得更清楚易懂。 【實施方式】 本發明是有關於提供可控制熱反應器之流出氣體分 的方法及系統，且可減少沉積產物累積在系統内。本發 更是有關熱反應器的改良設計，可減低熱反應單元在高 中 成 以 沉 之 設 義 區 j 遠 室 產 壁 應 請 解 明 溫 11 1336633

分解流出氣體的過程中發生破裂。 待降減之廢氣例如包括半導體製程所生成I 或半導體製程中未經化學變化的物質。在此所稱 體製程」泛指製造半導體產品、平面顯示器及/或 器（LCD)產品的任一處理和單元操作程序、以及 半導體、平面顯示器及/或LCD製造設備所使用 材料的處理程序、以及所有關於半導體、平面丨 或LCD製造設備，但未涉及主動製造的操作程 理製程設備、預先淨化化學劑輸送管線、蝕刻清 具反應室、降減半導體、平面顯示器及/或LCD 之流出物的有毒氣體等）。 美國專利申請號 10/987,921、申請曰為西元 11月 12曰之申請案（其一併附上供作參考， 為’ 9 2 1申請案）揭露一種改良的熱反應系統，具 應單元30和一下冷卻室150，如第1圖所示。熱 30包括熱反應室32及入口轉接器10,入口轉接； 上盤18、至少一廢氣入口 14、至少一燃料入口 少一氧化劑入口 1 1、燃燒爐喷嘴1 5、中央喷嘴 内盤12，其位於熱反應室32上或内（參見第3圖 器分開之入口轉接器的示意圖）。入口轉接器包括 化劑氣體入口 ，用來提供富含燃料的混合氣體至 裂污染物。使用氧化劑時，燃料與氧化劑可在引 室前先行混合。燃料的例子包括，但不以此為限 甲院、天然氣、丙院、液化丙烧氣（LPG)、都市 勺物質及/ 之「半導 液晶顯不 所有涉及 或產生之 頁示器及/ 序（例如調 洗處理工 製造設備 2004 年 且以下稱 有一熱反 反應單元 I 10包括 1 7、或至 1 6、以及 與熱反應 燃料與氧 系統以分 入熱反應 ，氫氣、 氣體（city 12 1336633

gas)，且較佳為天然氣。氧化劑的例子包括，但不以此為 限，氧氣、臭氧、空氣、淨化乾空氣（clean dry air, CDA)' 及富氧空氣。待降減之廢氣包含一氣體種類，且該氣體種 類係選自由四氟化碳（CF4)、六氟化乙烷（C2F6)、六氟化硫 (SF6)、八氟丙烷（C3F8)、C4H8、C4H80、四氟化矽（SiF4)、 氟化硼（BF3)、三氟化氮（NF3)、硼烷（BH3)、乙硼烷（B2H6)、 戊硼烷（B5H9)、氨（NH3)、膦（PH3)、矽烷（SiH4)、氫化硒 (SeH2) ' 氟（F2)、氣（Cl2) ' 氣化氫（HC1)、氟化氫（HF)、溴 化氫（HBr)、氟化鎢（WF6)、氫（H2)、三甲基鋁（A1(CH3)3)、 一級與二級胺、有機矽烷、有機金屬、和齒化矽烷所組成 之群組。 習知入口轉接器採用有限多孔性之陶瓷盤為入口轉接 器的内盤。有限多孔性之内盤的缺點之一在於，聚積在其 表面的微粒會阻塞入口，最終導致火焰偵測錯誤。’ 9 2 1申 請案的部分實施例則使用網狀陶瓷泡沫材料來做為内盤 12，以克服上述缺點。第2圖為内盤12的上視圖，其繪示 内盤入口 14、燃燒爐喷嘴15、中央喷嘴16、和網狀陶瓷 泡沫材料2 0。網狀陶瓷泡沫材料2 0具有複數個穿孔。如 此，流體經由内盤穿孔而流至熱反應室3 2，則可減少微粒 沉積在内盤12的表面及熱反應單元30鄰近内盤12的壁 上。流體可為任一適當壓縮的氣體，只要其流過材料時仍 能減少内盤上的沉積物，並且不會影響熱反應室的降減處 理效果。流經内盤12之穿孔的氣體包括空氣、CD A、富氡 空氣、氧氣、臭氧、和惰性氣體（如氬氣與氮氣）等，且應 13 1336633 不含燃料。另外，流體引入方式可為連續模式或脈衝模式。 網狀陶瓷泡沫材料的内盤某種程度上有助於防止微粒 形成在内盤上，乃因其暴露的平面較少，是以可沉積微粒 的表面較少。加上内盤的網狀結構提供了較小的接觸點供 微粒生長，而微粒達臨界質量時將離開内盤，且流過内盤 穿孔的空氣會形成”邊界層”來避免微粒移動至可沉積的表 面。

陶瓷泡沫物體為開放的蜂巢結構，其具有複數個被網 狀陶瓷結構圍繞的内連接孔洞。陶瓷泡沫物體具有極佳的 物性，例如高強度、低熱質量（thermal mass)、高熱衝擊 阻抗、及良好的高溫抗腐蝕性。孔洞可均勻分佈於整個材 料，且具有使流體輕易流過材料的孔洞大小。陶瓷泡沫物 體不應與流出物的PFC反應生成高揮發性的鹵素物質。陶 瓷泡沫物體可包括氧化鋁材料、氧化鎂、耐火之金屬氧化 物（如氧化鍅）、碳化矽、和氮化矽，且較佳為高純度的氧 化鋁材料，如尖晶石、摻雜氧化釔之氧化鋁材料。更佳地， 陶瓷泡沫物體是由摻雜氧化釔之氧化鋁材料與穩定之氧化 釔-氧化鍅-氡化鋁（YZA)所組成。陶瓷泡沫物體的製備為此 領域之技藝者所熟知。 為進一步減少微粒形成在内盤1 2上，可加設一流體入 口通道至入口轉接器10的中央喷嘴16(參見第1、3與5 圖中入口轉接器之中央噴嘴的配置）。中央噴嘴16之一實 施例繪示於第4圖，此中央噴嘴1 6包括引導注入歧管24、 引導接口 26、引焰防護盤22、及固定裝置28 (例如螺鎖 14

1336633 至入口轉接器上之互補螺紋），而使中央喷嘴與入口 以防漏之方式而相互密封嚙合。中央噴嘴16的引焰 點燃入口轉接器的燃燒爐喷嘴15。鑿孔25穿過中 1 6的中心，高速流體流（s t r e a m)可由此注入到熱 3 2 (參見第5圖）。高速流體被認為可改變空氣動力 反應室中的氣態及/或粒狀物質拉往反應室中間，進 微粒靠近上盤及鄰近上盤的反應室壁。高速流體可 氣體，只要其能減少熱反應單元之内壁上的沉積物 不會影響熱反應室的降減處理效果。再者，流體引 可為連續模式或脈衝模式，且較佳為連續模式。氣 子包括空氣、C D A、富氧空氣、氧氣、臭氧、和惰性； 氬氣與氮氣）等。較佳地，氣體為CDA且富含有氧 另一實施例中，高速流體先加熱後才引入熱反應室 在又一實施例中，熱反應單元包括一定義出熱 32的多孔陶瓷圓柱。高速空氣可引導而通過熱反應 的孔洞，用以至少部分減少熱反應單元之内壁上的 如第6C圖所示，陶瓷圓柱可包括至少二彼此堆疊 環。更佳地，陶瓷圓柱包括約至少2至2 0個彼此堆 瓷環。在此之「環」不侷限於圓形環，其形狀可為 或橢圓形。較佳地，環一般為管狀。 第6C圖為陶瓷圓柱的局部載面圖，其繪示堆 瓷環36各具互補的搭疊式接合（ship-lap joint)設 定義出熱反應室32。最上面的陶瓷環40容納入口車 須注意的是，接合設計不限於疊接（1 a p j 〇 i n t )，其 轉接器 是用來 央喷嘴 反應室 而將熱 而防止 為任一 ，並且 入方式 體的例 I體（如 氣。在 〇 反應室 單元30 微粒。 之陶瓷 疊之陶 多邊形 疊之陶 計，且 豕接器。 亦可為 15 1336633

斜接（beveled joint)、對接（butt joint)及棉 and groovejoint)。若堆疊之陶瓷環為對接接 墊或密封裝置（例如 GRAFOIL®或其他高溫寺. 疊之陶瓷環間。較佳地，堆疊之陶瓷環間的 疊（如搭疊式接合），以避免紅外線散出熱反β 每一陶瓷環可為周圍連續的陶瓷環、或 相接之區段構成之陶瓷環。第6 Α圖繪示後 環36包括一第一拱形區段38與一第二拱形 與第二拱形區段3 8、4 0結合在一起即形成定 應室3 2的環。陶瓷環的組成較佳為與前述陶 組成相同，例如Y Z A。 由堆疊之陶瓷環來定義熱反應室之優點 應室之陶瓷環因熱衝擊（thermal shock)而破 設備成本。例如，當一陶瓷環破裂時，只需 的陶瓷環，而熱反應器可立即返回線上運作 陶瓷環也可彼此支托而構成熱反應單元 空氣可引導通過熱反應單元之陶瓷環的孔洞 滅少熱反應單元之内壁上的微粒。最後，多 用來包裝熱反應單元中堆疊之陶瓷環，並控 空氣流經熱反應單元的多孔性内壁。第7圖 屬殼110之一實施例’其中金屬殼110與堆 外形大致相同，如圓柱狀或多邊柱狀。金屬 少二可連接區段1 1 2 ’其彼此接合而組成陶 可連接區段112包括翼肋114(例如可夾鉗之 .槽接（tongue 合，則可將襯 才料）放置在堆 接點為彼此重 ί.室。 可為由至少二 者，其中陶瓷 區段4 0 ;第一 義出部分熱反 瓷泡沫物體的 包括可減少反 裂，故可降低 快速更換壞掉 〇 3 0，藉此高速 ，以至少部分 孔性金屬殼可 制轴向引導之 繪示多孔性金 疊之陶瓷環的 殼1 10包括至 瓷圓柱形式。 延伸部），以於 16 1336633 連接時施壓至陶瓷環上’使陶曼環彼此支托。

金屬殼no具有-多孔圈帛’藉以引導更多的空氣流 向熱反應單元頂部（如：接近入口轉接器10的邠刀）’而非 熱反應單元底部（如：下反應室）（參見第7及8圖）。在另 -實施例中，多孔圖案同樣遍佈金屬I。在此所稱之「穿 孔」可為任一貫穿金屬殼且不破壞金屬殼完整性與強度的 開口 ，並可確保控制軸向引導之空氣流過多孔性内壁。例 如，穿孔可為圓形、多邊形或橢圓形的孔'同’或者’穿孔 可為具有各種長寬的狭縫。在—實施例中，穿孔為直徑 1/16”的孔洞，且朝向熱反應單元頂部的多孔圖案每平方英 吋有1個孔洞，而朝向熱反應單元底部的多孔圖案每平方 英吋有0.5個孔洞（換言之’每4平方英吋有2個孔洞）。 較佳地，穿孔面積約佔金屬殼面積的〇. 1 %至1 %。金屬殼 的材質為抗腐蝕金屬，其包括’但不以此為限，不鏽鋼、 奥氏體（austenitic)錄絡鐵合金（如 Inconel® 600、601、 617、625、625 LCF、706、718、718 SPF、X-750、ΜΑ 754、 783、792和 ΗΧ)、以及其他鎮系（nickel-based)合金（如

HastelloyB、B2、C、C22、C276、C2000、G、. G2、G3 和 G30)。 參照第8圖’陶莞環3 6乃彼此堆叠，至少一層纖維毯 袠在堆疊之陶瓷環外’接著金屬殼11〇的區段112為設置 圍繞纖維毯並藉由連接翼肋114而相互緊密结合。纖維毯 可為任一具低導熱性、高耐溫性且可處理具有不同熱膨脹 係數之金屬殼與陶究環的纖維無機材料。纖維毯的材料例 17 1336633 子包括，但不以此為限，尖晶石纖維 '玻璃線、和其他含 矽酸鋁的材料。在另一實施例中，纖維毯可為軟性陶瓷套 管。

實際上，流體為軸向且可控制地流經金屬殼的穿孔、 纖維毯與圓柱的網狀陶瓷環。流體從熱反應單元外部流至 熱反應單元内部的壓降為約0.05 psi至約0.30 psi，較佳 為約0.1 p si至約0.2 p si。流體引入方式可為連續模式或 脈衝模式，且較佳為連續模式，以減少流體在熱反應室内 循環。拉長停留在熱反應室的時間（氣體再循環）易形成較 大的微粒，並提高沉積在反應器的機會。流體可為任一氣 體，只要其能減少陶瓷環之内壁上的沉積物，並且不會影 響熱反應室的降減處理效果。氣體的例子包括空氣、CD A、 富氧空氣、氧氣、臭氧、和惰性氣體（如氬氣與氮氣）等。

為將流體引進熱反應單元壁而流過熱反應室3 2，整個 熱反應單元30為包圍在不鏽鋼外殼60中（參見第1圖）， 藉以在外殼6 0内壁與熱反應單元3 0外壁之間產生環狀空 間62。流體可由外殼60上的接口 64引入熱反應單元壁。 參照第1圖，入口轉接器10的内盤12位在熱反應單 元30之熱反應室32上或内。為確保熱反應單元中的氣體 不會漏出入口轉接器接觸熱反應單元的區域，襯墊或密封 墊42較佳為置於上陶瓷環區段40與上盤18之間（參見第 9圖）。襯墊或密封墊42可為GRAFOIL®或其他高溫材料， 用以避免空氣由上盤/熱反應單元接口而外漏，即維持陶瓷 環後方用於氣體分佈的背壓。 18 1336633

熱反應室下游處為一水冷卻裝置，其係設於下冷卻室 150中，用以擷取來自熱反應室的微粒。水冷卻裝置可包 括一水簾，此揭露於同時另案待審之美國專利申請號 1 0/2 49,703、發明人Glenn Tom等人提出之名稱為「避免 固體沉積在其内壁之具水簾的氣體處理系統（Gas Processing System Comopri sing a Water Curtain for Preventing Solids Deposition on Interior Walls Thereof)」 的申請案，其一併附上供作參考。參照第1圖，水簾的水 由入口 152引入後而形成水簾156，在此，水簾156吸收 熱反應單元30 t的燃燒熱與分解熱，故可減少微粒產生在 下冷卻室1 5 0的室壁上，其可吸收分解與燃燒反應的水溶 性氣態產物，例如二氧化碳、氟化氫等。 為避免最底部的陶瓷環變濕，可放置一護罩202於最 底部的陶瓷環198與下冷卻室150的水簾之間（參見第10 圖）。較佳地，護罩202為L型，且假定最底部的陶瓷環為 例如圓形環之立體型式，如此水即不會接觸最底部的陶瓷 環。護罩的材質可為任一防水、抗腐蝕且熱穩定的材料， 其包括，但不以此為限’不鏽鋼、奧氏體（austenitic)鎳鉻 鐵合金（如 Inconel® 600、601、617、625 ' 625 LCF、706、 718、718 SPF、X-750、ΜΑ 754、783、792 和 ΗΧ)、以及 其他鎳系（nickel-based)合金（如 Hastelloy Β、Β2、C、C22、 C276、 C2000、 G、 G2、 G3 和 G30)。 實際上，流出氣體從入口轉接器10的至少一入口進入 熱反應室3 2，燃料/氧化劑混合物則從至少一燃燒爐噴嘴 19 1336633

15進入熱反應室32。中央喷嘴16的引焰是用 轉接器的燃燒爐噴嘴 15，並使熱反應單元的 5 0 0 °C至約 2 0 0 0 °C之間。高溫有助於分解熱反 出氣體。部分流出氣體還可在存有燃料/氧化劑 況下進行燃燒/氧化。熱反應室内的壓力為約 (a t m)至約5 a t m，較佳為略次大氣壓，例如約 約 0.9 9 a t m。 經分解/燃燒後，流出氣體流至下反應室1 簾156可用來冷卻下反應室的室壁並防止微粒 上。可預期的是，部分微粒與水溶性氣體可利 而自氣流中移除。在水簾的更下游處，可於下方 中設置一喷水裝置1 5 4，用以冷卻氣流及移除 性氣體。冷卻氣流可使噴水裝置下游處使用 料，因此可降低材料成本。流過下冷卻室的氣 大氣，或者可引導到額外的處理單元，其包括 為限，液體/液體洗滌器、物理及/或化學吸收 器（coal trap)、靜電沉殿器和氣旋（cyclone)。 單元與下冷卻室後，流出氣體的濃度較佳為 限，例如低於1 ppm。 在另一實施例中，”空氣刀（air knife ) ” 應單元中。參照第1 〇圖，流體可間歇地注入 206，入口 206位在最底部的陶瓷環 198與下 的水冷卻裝置之間。空氣刀入口 206可加設至 如上述，護罩202是避免水弄濕最底部的陶瓷 來點燃入口 溫度介於約 應室内的流 混合物的情 0.5大氣壓 0.98 atm 至 50 ，其中水 沉積在室壁 用水簾1 56 冷卻室1 5 0 微粒與水溶 更低溫的材 體可排放到 ，但不以此 器、煤捕捉 流過熱反應 低於偵測極 為設在熱反 空氣刀入口 冷卻室 1 5 0 護罩202 ; 環1 9 8。空 20 1336633 氣刀流體可為任一氣體，只要其能減少熱反應單元之内壁 上的沉積物，並且不會影響熱反應單元的分解處理效果。 氣體的例子包括空氣、CDA、富氧空氣、氧氣、臭氧、和 惰性氣體（如氬氣與氮氣）等。操作時，氣體為間歇地注入 至空氣刀入口 206，且從很窄的狹縫204離開，其中狹縫 204平行於熱反應室32的内壁。因此，氣體沿著室壁向上 移動（第10圖的箭頭方向），並推進内壁表面上的沉積微

改良的反應器設計

根據本發明，提出第1圖之熱反應單元30的改良部 分。例如，第11A圖為熱反應室32的局部載面圖，其中 熱反應室 32是由複數個堆疊之多孔陶瓷區段36a-3 6h構 成。雖然第1 1A圖繪示8個堆疊之多孔陶瓷區段，但選用 少於或多於8個堆疊之多孔陶瓷區段也是可以理解的。例 如，一特定實施例係使用1 1個堆疊之多孔陶瓷區段。部分 實施例則使用少於或多於1 1個堆疊之多孔陶瓷區段。陶瓷 區段36a-36h的形狀可為圓形、橢圓形、三角形、正方形、 長方形、多邊形、五邊形、六邊形、八邊形或其他形狀。 陶瓷區段包括可堆疊之墊圈、鋸齒狀物、環、或其他適當 的形狀及/或結構。環可為任一形狀，如上述之圓形、橢圓 形、多邊形等。 在一或多個實施例中，至少一多孔區段可包括非剛性 材料。例如，一多孔區段可包括摻雜氧化釔之鋁纖維。在 21 1336633 其他實施例中，至少一多孔區段可包括陶瓷、燒結陶瓷、 燒結金屬、多孔性金屬材料、摻雜之鋁纖維、玻璃、及/ 或多孔性高分子材料。

在一特定實施例中，至少一多孔區段可包括氧化鎂鋁 (MgAl204)、氧化鋁（A12 03)、碳化矽（SiC)、及/或氧化鎂 (MgO)。摻雜之陶瓷亦可使用，例如摻雜有氧化釔、鑭（La)、 鈽（Ce)、镨（Pr)、鈥（Nd)、鉍（Pm)、釤（Sm)、銪（Eu)、亂（Gd)、 铽（Tb)、鏑（Dy)、鈥（Ho)、铒（Er)、鍤（Tm)、镱（Yb)、餾（Lu)、 及/或其他適合摻質的陶瓷。

第11B圖繪示第11A圖之熱反應室32的實施例，其 中各陶瓷區段36a-36h是由二陶瓷次區段1 1 02a、1 1 02b構 成。第一陶瓷次區段1 1 0 2 a的大小恰好可放在第二陶瓷次 區段1 1 02b内，並連接第二陶瓷次區段1 1 02b而形成疊接 1 1 04a、1 1 04b。如圖所示，疊接1 1 04a、1 1 04b可用來結合 陶瓷區段 36a-36h。黏著法或其他連接技術可用來結合陶 瓷次區段1 1 0 2 a、1 1 0 2 b。選用此種結合之陶瓷區段可減少 製造成本。 在至少一實施例中，熱反應室3 2可具有漸變及/或等 比變化的熱膨脹係數（C T E)。例如，最接近反應室3 2入口 之陶瓷區段（第11A圖中反應單元的頂端）的CTE小於遠離 入口之陶瓷區段的CTE。在一特定實施例中，第一陶瓷區 段3 6a(最接近入口）具有最小的CTE，而第8個陶瓷區段 36h(最遠離入口）具有最大的CTE。在一些實施例中，其他 陶瓷區段36b-36g的CTE為介於由最大CTE遞減至最小 22 1336633

CTE的範圍内。上述實施例在靠近反應室32 較貴、C T E較小的陶瓷（在此溫度為最高溫）， 低的反應室32區域使用較便宜、CTE較大的 可節省熱反應室3 2的成本。 在此或其他實施例中，耐高溫及/或抗化性 瓷（如99.99 %的氧化鋁）可用於靠近反應室32 區段，低品質陶瓷（如 9 8 %的氧化鋁）則可用於 32入口的陶瓷區段。 在此或其他實施例中，各陶瓷區段的C 丁 E 化及/或等比變化。例如，一陶瓷區段的 C T E 化，使經歷最高溫的陶瓷區段部分具有最小的 在第1 1 A圖的實施例中，各陶瓷區段具漸變的 上而下及/或由内而外遞減。 在此或其他實施例中，陶瓷區段本身及/或 孔性、組成、摻質型態、及/或濃度等可為漸： 等比變化。同樣地，陶瓷區段本身及/或彼此 小、形狀、密度等也可不同。另外，孔洞可為 錐形（如在區段内側或外側的開口較大）、或其 一陶瓷區段還可具有多種孔洞尺寸（如具2〜4 的孔洞）。 在一或多個實施例中，第一多孔區段具有 度，而第二多孔區段具有不同的第二摻雜濃度 接近反應室入口之多孔區段的摻雜濃度較高。 例中，各多孔區段的CTE、純度與摻雜濃度是 入口處使用 而在溫度較 陶曼，因此 的高品質陶 入口的陶瓷 遠離反應室 可為漸次變 可為漸次變 C T E。例如 CTE，其由 彼此間的多 k變化及/或 間的孔洞大 均勻形狀、 他形狀。單 種不同直徑 第一摻雜濃 。例如，最 在一些實施 依熱反應單 23 1336633 元於降減時的溫度分佈而定。再者，可適當選擇各多孔區 段的CTE、純度與摻雜濃度，使得在降減時，熱反應單元 内之多孔區段的膨脹程度幾乎相同。在一或多個實施例 中，各陶瓷環可具有不同的C T E、純度、及/或摻質濃度。

在又一實施例中，一或多個陶瓷區段可包括或適以容 納及/或促進使用一或多個感測器（例如提供孔洞或其他空 間給一或多個感測器）。例如，一或多個陶瓷區段可包括溫 度感測器、NOX感測器、壓力感測器、輻射感測器、或其 他適當的感測器。一或多個感測器可耦接控制器，以有效 控制或監測熱反應室3 2中的減降製程（例如利用可調整流 速、氣體濃度等的回饋迴路）。一或多個陶瓷區段更可選擇 性地或額外地包括一或多個接口，使氣體流過陶瓷區段（如 進行淨化（purge)操作時）、及/或使氣體排出熱反應室32(如 進行取樣（s a m p 1 i n g)操作時）。例如，透過陶竞區段的接口 可定期取樣或隨機取樣反應氣體及/或產物，以分析燃燒製 程。

第12圖為複數個陶瓷區段1202a-1202f所定義之熱反 應室1200之一實施例的示意圖。其亦可採用不同數量的陶 瓷區段。各陶瓷區段1202a-1202f包括接口 1204a-1204f， 用以淨化及/或取樣反應室 1 2 0 0。此外，各陶瓷區段 1 202a- 1 202f 包括感測器 1 2 0 6 a - 1 2 06 f，用以偵測反應室 1 200的性質，如溫度、NOX濃度等。每一接口 1 204a- 1 204f 及/或感測器 1206a-1206f 可連接及/或受控於控制器 1 2 0 8。控制器1 2 0 8例如可包括一或多個微控制器、微處理 24 1336633 器、專用硬體、或其組合物等。在至少一實施例中，控制 器1208利用接口 1204a-1204f及/或感測器1206a-1206f所 提供的資訊來控制熱反應室1 2 0 0相關的製程參數，如流 速、氣體濃度等。

在一或多個實施例中，可使用單一熱減降系統（如熱反 應單元30及/或冷卻室150)來減降多個處理工具（如群集工 具或類似工具），例如減降2、3、4、5、6個處理工具等。 同樣地，可使用多個熱減降系統來處理同一工具，以降減 多餘物。例如，可使用2個熱減降系統來減降3個以上的 處理工具。如此，各處理工具包括一重複的減降系統，而 每一處理工具需要少於1個的減降系統。其他類似的配置 結構也可採用，如3個熱減降系統處理4、5、6個處理工 具等。額外的入口可依所需設於各減降系統（如2、3、4、 5、6、7、8、9、10個入口等），用以處理多個處理工具。 另外，多個減降系統可用來處理單一工具，如每一工具有 2、3、4、5個減降系統。因此，系統可配有由多個熱減降 室所處理的多個處理工具、由單一熱減降室所處理的多個 處理工具、及/或由多個熱減降室所處理的單一處理工具。 在一些實施例中，熱減降室的容量大於輸出的污染量，此 時除非主要的熱減降室離線，否則一或多個熱減降室可當 作次要或備用的減降室。在此實施例中，歧管可選擇性導 引廢物至作用中的減降室，且遠離非作用中的減降室。歧 管還可受控於系統控制器，並可回應減降室的反饋信息、 及/或從處理工具及/或歧管上游處感測器流出之廢物量與 25 1336633

組成的相關訊息。 第13圖為熱反應單元30之一實施例的上視圖，其 入口 1 4係相對於反應室3 2呈一角度（例如：相對於垂 面），用以引導流出物及/或其他氣體遠離反應室32的内 1300而流向中央反應區1302。如圖所示，入口 14係呈 角度而可造成紊流及/或渦流燃燒區。入口 1 4從垂直面 起的夾角例如為2度至45度，但也可選擇其他角度。傾 一角度的入口 1 4可引導廢物呈漩渦圖案，以增加廢物停 在反應室的時間而增進廢物的燃燒效率。在一些實施 中，入口 1 4的夾角可視廢物型態與所需的漩渦圖案而定 例如，某些廢物需要較長的停留時間，而某些廢物不需 長的停留時間且以較垂直的角度引入後的燃燒效果較好 系統控制器可根據處理工具、歧管之感測器（如溫度、 力、流量、組成等）、及/或反應室3 2之感測器的反饋信 來控制入口 1 4的夾角。入口 14的夾角亦可視感測器的 息或廢物本身的資訊（如量與組成等）、及/或產生廢物的 程而定。 在一些實施例中，金屬殼之穿孔提供橫跨熱反應單 的壓降為約0.1 p s i至約5 p s i。根據一實施例，反應室 使用約22個堆疊之陶瓷環。 用於移除氣流污染物的二階段反應器可包括一上熱 應室和一下反應室。上熱反應室可包括：外壁；多孔性 壁，定義出中央分解轉化室；至少一廢氣入口，與中央 解轉化室為流體連通，以將氣態廢物流引入其中；用來 中 直 壁 算 斜 留 例 〇 較 〇 壓 息 訊 製 元 22 反 内 分 分 26 1336633

解與轉化氣態廢物流成為反應產物的熱裝置；以及 入流體至内部空間的裝置。多孔性内壁可使流體以 推力從内部空間流至中央分解轉化室，以減少反應 積在多孔性内壁上。多孔性内壁亦可相距外壁一定 以定義出内部空間。 下反應室可包括一氣流室，其與中央分解轉化 體連通。氣流室可包括入口和出口 ，用以流貫氣態 與反應產物。下反應室尚可包括用來於氣流室内面 向下流動之液膜（liquid film)裝置。向下流動之液膜 固態微粒沉積與聚集在下反應室上。在一些實施例 布及/或喷灑噴嘴可用來產生向下流動之液膜。 位於外壁與多孔性内壁之間的内部空間可為一 部空間。用來引入流體至内部空間的裝置可適以引 流體至環形内部空間。用來引入流體至内部空間的 適以引進水、蒸汽、空氣、淨化乾空氣、濃縮清淨 富氧空氣、貧氧空氣（例如含氧較少的空氣）、惰性ί 如氮氣）、稀薄空氣或惰性氣體、及/或其混合氣體。 用來引入流體至内部空間的裝置可選擇性地適以單 水或空氣。在一些實施例中，用來引入流體至内部 裝置可以脈衝模式引進流體至内部空間。用來引入 内部空間的裝置亦可以定期脈衝模式引進流體至中 轉化室。在一些實施例中，脈衝模式的脈衝週期為 秒至1秒。 二階段反應器的下反應室可包括至少一氧化劑 用來引 足夠的 產物沉 距離， 室為流 廢物流 上產生 可減少 中，瀑 環形内 進壓縮 裝置可 空氣、 it體（例 或者， 獨引進 空間的 流體至 央分解 約3毫 入口 ， 27 1336633 用以引進氧化劑至氣流室。二階段反應器還可包括至少一 附加氣體入口，用以引進可燃燃料、反應物及/或氧化劑來 與氣態廢物流混合。反應器更可包括一可燃燃料供應器， 其係連接到至少一附加氣體入口 ，其中可燃燃料供應器是 用來供應氧氣、都市氣體、LPG、丙烷、甲烷、及/或氫氣。

在一些實施例中，用來引入流體至内部空間的裝置包 括一液體渦流產生器（Π q u i d v 〇 r t e X )，位在氣流室的入口 附近。液體渦流產生器可包括外殼，其具有頂板，且頂板 含有與中央分解轉化室為流體連通之中央開口 。外殼中的 圓錐形隔板具有一内表面與一中央開口 ，中央開口通常對 準氣流室的内表面。圓錐形隔板一般與外殼的内表面為共 中心對齊，以構成一同心室。液體渦流產生器亦可包括液 體入口 ，用來將液體切線引入同心室。引進的液體可充滿 同心室而產生渦流，藉此液體將上升並溢流出圓雜形隔 板，且形成液膜於圓錐形隔板的内表面上，液膜並向下流 至氣流室的内表面。圓錐形隔板内表面上的液膜可防止引 入的氣流接觸氣流室的内表面，故可阻止反應產物沉積其 上。 在一些實施例中，多孔性内壁的材質可包括陶瓷、燒 結陶瓷、燒結金屬、多孔性金屬材料、多孔性高分子材料、 玻璃、及/或其混合物或組合物。多孔性内壁的孔洞可均勻 分佈於整個材料。在其他實施例中，孔洞分佈的密度可漸 次變化。 在一些實施例中，外壁和多孔性内壁可相隔一充足距 28

1336633 離，以形成環形空間來分散壓縮氣體，使之流過多孔性 壁。反應室的操作壓力可小於大氣壓力。 多孔性内壁可包括複數個孔洞，供壓縮氣體經由多 性内壁流至中央分解轉化室。複數個孔洞可包括錐形突 物。 用來引入流體至内部空間的裝置可引進壓縮成適當 力的流體，而以足夠的推力脈衝注入流體來減少微粒沉 在中央分解轉化室的内面上。在一些實施例中，壓力可 約 6 0 p s i g 至約 1 0 0 p s i g。 在一些實施例中，本發明可包括用於控制分解與轉 氣態廢物流之氣態污染物的減降系統。系統可包括一上 反應室和一下反應室。上熱反應室可包括：外壁；多孔 内壁，定義出中央分解轉化室；用來引入流體至環形内 空間的裝置；用來分解與轉化氣態廢物流成為反應產物 熱裝置；以及至少一廢氣入口 ，用以傳導氣態廢物流至 熱反應室。多孔性内壁亦可相距外壁一充足距離，以定 出環形内部空間。 下反應室可包括一氣流室，其與中央分解轉化室為 體連通、以及至少一氧化劑入口，用以引進氧化劑至氣 室。 廢氣入口可包括止於中央分解轉化室内的導管。止 中央分解轉化室内的部分導管可位在一突出導管末端的 狀物中，以定義出管狀物内供燃燒的反應室。管狀物可 有與中央分解轉化室為流體連通的開口端。 内 孔 起 壓 積 為 化 熱 性 部 的 上 義 流 流 於 管 具 29

1336633 下反應室可包括一液體渦流產生器，位在中央分 化室與氣流室之間。液體渦流產生器可包括具頂板 殼、位於外殼内的圓錐形隔板、以及液體入口。外殼 括與中央分解轉化室為流體連通的中央開口。外殼内 錐形隔板可包括一内表面與一中央開口 ，中央開口通 準氣流室的内表面。圓錐形隔板一般與外殼的内表面 中心對齊，以構成一同心室。液體入口可將液體切線 同心室。引進的液體可充滿同心室而產生渦流，藉此 將上升並溢流出圓錐形隔板且流入氣流室。溢流的液 在圓錐形隔板的内表面上形成液膜，液膜並向下流至 室的内面。 多孔性内壁可使流體以足夠的推力從環形内部空 至中央分解轉化室，以減少反應產物沉積在多孔性 上。多孔性内壁的多孔性（porosity)為小於約20%。 在一些實施例中，用來引入流體至環形内部空間 置可適以引進壓縮流體至環形空間。用來引入流體的 可適以引進包括：水、蒸汽、空氣、淨化乾空氣、濃 淨空氣、富氧空氣、貧氧空氣（例如含氧較少的空氣） 性氣體（例如氮氣）' 稀薄空氣或惰性氣體、及/或其混 體之流體。或者，用來引入流體至内部空間的裝置可 性地適以單獨引進水或空氣。例如，用來引入流體至 内部空間的裝置可經由多孔性内壁注入蒸汽。此外， 引入流體至環形内部空間的裝置可以脈衝模式引進流 在一些實施例中，流體輸送系統或其他引入流體 解轉 的外 可包 的圓 常對 為共 引入 液體 體可 氣流 間流 内壁 的裝 裝置 縮清 丨、惰 合氣 選擇 環形 用來 體。 至環 30

1336633 形内部空間的裝置可用來供應水、蒸汽、空氣、淨化乾 氣、濃縮清淨空氣、富氧空氣、貧氧空氣、惰性氣體、 劑、氧化劑、和稀薄空氣至少其中之一。在一或多個實 例中，流體輸送系統或其他裝置可適以供應臭氧、過氧 氫' 和氨至少其中之一。 減降系統更可包括一或多個附加氣體入口 ，用以引 可燃燃料、反應物及/或氧化劑來與氣態廢物流混合。減 系統還可包括一可燃燃料供應器，連接至少一附加氣體 口。可燃燃料供應器可供應氧氣、丁烷、乙醇' LPG、 市氣體、天然氣、丙烷、甲烷、氫氣、13A及/或其混合物 本發明還可包括在二階段熱反應器中控制分解與轉 氣態廢物流之氣態污染物的方法。此方法可包括經由至 一廢氣入口引入氣態廢物流至上熱反應室、提供至少一 燃燃料而與氣態廢物流混合，以形成富含燃料的可燃混 氣流、在分解轉化室中點燃富含燃料的可燃混合氣流來 成反應產物、經由分解轉化室之多孔壁注入附加流體至 解轉化室，同時分解與轉化富含燃料的可燃混合氣流， 中注入附加流體的力量大於反應產物接近分解轉化室内 面的動力，如此可抑制反應產物沉積其上，並使反應產 流到下反應室，且使水順著下反應室之一部分内表面 動，以及使反應產物流過部分之下反應室，其中水的流 可抑制反應產物沉積在下反應室内表面。 在一些實施例中，經由分解轉化室之多孔壁注入附 流體至分解轉化室的方法可包括經由多孔壁而脈衝輸送 空 試 施 化 進 降 入 都 〇 化 少 可 合 形 分 其 表 物 流 動 加 附 31 1336633 加流體。上述方法更可包括引入含空氣之氣體至反應產物 以形成缺乏燃料的混合物。使水順著下反應室之一部分内 表面流動的方法可包括使用水渴流產生器。

本發明更可包括用於減降半導體製程的設備。設備可 包括：一熱反應室，具有多孔性内壁，其定義出一中央分 解轉化室；至少一廢氣入口，與中央分解轉化室為流體連 通，用以引進氣態廢物流至中央分解轉化室；一熱構件， 位於中央分解轉化室内，適以燃燒中央分解轉化室内的氣 態廢物流而形成反應產物；以及一流體輸送系統，以足夠 的推力經由多孔性内壁供應流體至中央分解轉化室，以減 少反應產物沉積在中央分解轉化室之多孔性内壁的内表面 上。

上述設備更可包括一外壁，其圍繞多孔性内壁且於外 壁與多孔性内壁之間定義出一内部空間。流體輸送系統藉 由提供流體至外壁與多孔性内壁間的内部空間而透過多孔 性内壁供應流體給中央分解轉化室。中央分解轉化室可為 圓柱狀。流體輸送系統可透過多孔性内壁來提供水、空氣、 淨化乾空氣、稀薄空氣、及/或濃縮清淨空氣至中央分解轉 化室。流體輸送系統也可透過多孔性内壁而脈衝輸送流體 至中央分解轉化室。脈衝輸送的方法可採定期脈衝模式。 流體輸送系統透過多孔性内壁供應流體至中央分解轉化室 的壓力可小於約6 0 0 p s i g ;在一些實施例中，壓力為小於 約1 0 0 p s i g。在一些實施例中，流體輸送系統供應流體的 壓力可為約50psig至約lOOpsig、約5psig至約50psig、 32

1336633 或約1 /1 0 p s i g至約5 p s i g。其他壓力範圍亦可採用 當流體輸送系統透過多孔性内壁提供流體至中 轉化室時，可形成一非沉積區，其鄰接中央分解轉 内表面。流體輸送系統還可包括複數個入口 ，用以 孔性内壁的外表面長度方向輸送流體。 多孔性内壁可包括供流體流進中央分解轉化室 任一流體或反應產物從中央分解轉化室回流的孔洞 些實施例中，多孔性内壁包括多孔陶瓷。壁面可包 體流進中央分解轉化室且避免任一流體或反應產物 分解轉化室回流的孔洞。 熱反應室可包括複數個廢氣入口。例如，熱反 包括至少 4個或6個廢氣入口。入口可傾斜呈一 或垂直設置，以產生紊流來避免沉積物形成在反應 上。 上述設備更可包括一耦接熱反應室的第二反應 二反應室可包括一氣流室，其與中央分解轉化室為 通。氣流室可包括入口和出口 ，使氣態廢物流與反 流貫氣流室。在一些實施例中，第二反應室尚可包 水系統，其係適以產生流動的液膜於氣流室内表面 減少固態微粒沉積與聚集在氣流室内表面。 輸水系統可適以冷卻氣流室的内表面。在一些 中，輸水系統可適以生成冷卻水渦流。在一些實施 第二反應室可位在熱反應室下方。第二反應室還可 少一入口 ，其係適以引進氧化劑至氣態廢物流中。 央分解 化室的 沿著多 且避免 ° 在· 括供流 從中央 應室可 夸度及/ 室側壁 室。第 流體連 應產物 括一輸 上，以 實施例 例中， 包括至 33

1336633 本發明之實施例亦可包括用於減降半導體製程的 備。設備可包括一上反應室與一下反應室。上反應室包為 一多孔性内壁，定義出一中央分解轉化室；一外壁，圍 多孔性内壁，且於外壁與多孔性内壁之間定義出一内部 間；至少一廢氣入口 ，與中央分解轉化室為流體連通， 以引進氣態廢物流至中央分解轉化室；一熱構件，位於 央分解轉化室内，適以燃燒中央分解轉化室内的氣態廢 流而形成反應產物；以及一流體輸送系統，以足夠的推 經由多孔性内壁供應流體至中央分解轉化室，以減少反 產物沉積在中央分解轉化室之多孔性内壁的内表面上。 下反應室可連接上反應室。下反應室可包括一氣 室，其與中央分解轉化室為流體連通；氣流室具有入口 出口 ，使氣態廢物流與反應產物流貫氣流室。下反應室 可包括一輸水系統，適以於氣流室内表面上產生流動的 膜，以減少固態微粒沉積與聚集在氣流室内表面。下反 室還可包括一入口，適以引進氧化劑至氣態廢物流中。 本發明還可包括用於熱反應室的可替代襯墊。可替 襯墊可為組合式、多孔的、且由陶瓷或其他類似材料所 成。多孔陶瓷襯墊的形狀可定義出中央分解轉化室，用 分解與轉化半導體製程的氣態廢物。多孔陶瓷襯墊或壁 有充足的多孔性，當中央分解轉化室進行分解與轉化製 時，多孔陶瓷壁外的流體可流經多孔陶瓷壁而流入中央 解轉化室，進而減少反應產物朝向多孔陶瓷壁或襯墊的 表面移動。 設 繞 空 用 中 物 力 應 流 和 尚 液 應 代 構 以 具 程 分 内 34 1336633 在一些實施例中，多孔陶瓷壁/襯墊可包括供流體流進 由多孔陶瓷壁界定出的中央分解轉化室且避免任一流體或 反應產物從中央分解轉化室回流的孔洞。多孔陶瓷壁可包 括陶瓷 '燒結陶瓷、氧化鎂鋁（MgA]204)、氧化鋁（A1203)、 碳化矽（SiC)'氧化鎂（MgO)、及/或其組合物。

或者，本發明可包括一多孔性材料壁，其形狀可定義 出一中央分解轉化室，用以分解與轉化半導體製程的氣態 廢物。多孔性材料壁具有充足的多孔性，當中央分解轉化 室進行分解與轉化製程時，多孔性材料壁外的流體可流經 多孔性材料壁而流入中央分解轉化室，進而減少反應產物 朝向多孔性材料壁的内表面移動。多孔性材料壁可包括燒 結陶瓷、燒結金屬、多孔性金屬材料、多孔性高分子材料、 及/或其組合物。 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神 和範圍内，當可作各種之更動與濶飾，因此本發明之保護 範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 第1圖為根據本發明之熱反應單元、入口轉接器與下 冷卻室的截面圖。 第2圖為第1圖中入口轉接器之内盤的上視圖。 第3圖為第1圖中入口轉接器的局部載面圖。 第4圖繪示第1圖的中央噴嘴。 35 1336633 第為 為圖 圖 A 5 6 第第 圖 第第

為 圖 B 第第 圖 。 面圖 截視 的上 元的 單環 應瓷 反陶 熱之 和元 器 單 接應 轉反 口 熱 入中 中圖 第第 出 義 7 C 圖圖 繪 圖 定 其 圖 。 面 圖截 面部 截局 部的 局環 的f, 環陶 瓷之 陶疊 之堆 圖此 6A彼 示 的 圖 11 第 於 用 可 其 分 部 的 殼 屬 〇 金 室性 應孔 反 多 熱示 的繪 室 應 反 1 第 第接 示連 繪為 圖圖 8 9 第第 。 應 表反 外熱 // 的器 例接 施轉 實口 一 入 之的 元元 單單 應應 反反 熱之 中 圖 圖 -^ 之圖 處ο 合 1 接第 元 單 圖 面 截 的一 例之 施 實 反 熱 的 圖 罩與 護元 單 第 於 置 可 其 圖 面 戴 ΚΓ 局 的 例 施 實 間 之 室 卻 冷 室 應 反 熱 中 其 圖 面 載 部 的 元 II 應 反 熱 為 圖 A 11 第 成 構 段 區 瓷 陶 孔1 多第 之示 疊繪 堆圖 個1B 數1 複第 由 是

各 中 其 例 施 實 的 室 應 反 熱 之 圖 A 之 室 應 反 熱 出 義 定 所 。 段 成區 構究 段陶 區個 次數 瓷複 陶由 二為 由圖 是 2 段 區第 瓷 陶 σ 入 中 其 圖 視 上 的 例 施 實 一 之 元 單 應。 L 度 反 。 t、 角 熱 圖 b 為 意 i 呈 圖 示 室 3 的 1 應 例第反 施 與 實 係 明 說 號器 符接 件轉 元口盤 要入内 主 [02 li 11

1A IX D 入 嘴 喷 6 36 1336633 18 上盤 20 泡床材料 22 防護盤 24 歧管 25 鑿孔 26 接口 28 固定裝置 30 反應單元 32 反應室 36 陶瓷環 36a- 36h 區段 38 ' 40 區段 42 襯墊/密封 墊 60 外殼 62 空間 64 接口 110 金屬殼 112 區段 114 翼肋 150 冷卻室/下反 應 室 152 入口 154 喷水裝置 156 水簾 198 陶瓷環 202 護罩 204 狹縫 206 入口 1102a、 1102b 次 區 1104a、 1104b 疊接 1200 反應室 1202a-1202f 區 段 1 204a- 1 204f 接 〇 1206a-1206f 感 測器 1208 控制器 1300 内壁 1302 反應區 37

Claims (1)

1336633 抑丨:·匆4日修(.史)正朁确貞 第听14〇>乂·閱彳案妁年？月修企 十、申請專利範圍： ^ 1. 一種用於減降（abatement) —半導體製程的熱反應器， 其至少包含： 一熱反應單元，包括： 一多孔性内壁，定義出一中央反應室，該多孔性内 壁是由複數個堆疊之多孔區段構成；

至少一氣體入口 ，係與該中央反應室為流體連通， 適以引進一氣態廢物流至該中央反應室； 一熱構件，位於該中央反應室内，適以分解該中央 反應室内的該氣態廢物流而形成多個反應產物；以及 一流體輸送系統，以一足夠的推力而適以經由該多 孔性内壁供應一流體至該中央反應室，以減少該些反應產 物沉積在該中央反應室之該多孔性内壁的一内表面上， 其中該些多孔區段至少其中之一者具有一或多個： 在該多孔區段内變化的一性質；以及 不同於該多孔性内壁之其他多孔區段的一性質。 2. 如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之熱 反應單元是由至少8個多孔陶瓷環所構成。 3. 如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之熱 反應單元是由約1 1個多礼陶瓷環所構成。 38 1336633 #7月二/日修(更)正替換爽 4.如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之多 孔區段的一形狀係選自由圓形、橢圓形、三角形、正方形' 長方形、多邊形、五邊形、六邊形和八邊形所構成之群組。 5.如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其令上述之多 孔區段選自由可堆疊之墊圈、鋸齒狀物和環所構成之群組。

6.如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之多 孔區段至少其中之一者包含一非剛性材料。 7. 如申請專利範圍第6項所述之熱反應器，其中上述之多 孔區段至少其中之一者包含摻雜氧化釔之鋁纖維。 8. 如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之多 扎區段至少其中之一者具有一漸變的熱膨脹係數（CTE)。

9. 如申請專利範圍第8項所述之熱反應器，其中上述之多 孔區段至少其中之一者具有一由該多孔區段之上而下增加 的熱膨脹係數（CTE)。 10. 如申請專利範圍第8項所述之熱反應器，其中上述之 多孔區段至少其中之一者具有一由該多孔區段之内而外增 加的熱膨脹係數（CTE)。 39 1336633 11. 如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之 多孔區段至少其中之一者具有在該多孔區段内變化的一孔 洞尺寸、一孔洞形狀、及一孔洞密度至少其中之一。

12. 如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之 多孔區段至少其中之一者具有呈錐形及圓錐形至少其中一 種形狀的孔洞。 13.如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之 多孔區段至少其中之一者具有在該多孔區段内變化的一組 成、一摻質（dopant)型態、及摻質濃度至少其中之一。

14.如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之 多孔區段至少其中之一者包含一陶瓷、一燒結陶瓷、一燒 結金屬、一多孔性金屬材料、一摻雜之鋁纖維、一玻璃、 及一多孔性高分子材料至少其中之一。 15. 如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之 多孔區段至少其_之一者包含氧化鎂鋁（MgAl204)、氧化鋁 (Al2〇3)、碳化矽（SiC)、及氧化鎂（MgO)至少其中之一。 16. 如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之 40 1336633 多孔區段至少其中之一者包含一摻雜之陶瓷。

17.如申請專利範圍第16項所述之熱反應器，其中上述之 多孔區段至少其中之一者包含摻雜有一或多種氧化釔、鑭 (La)、鈽（Ce)、錯（Pr)、鈦（Nd)、鉍（Pm)、釤（Sm)、銪（Eu)、 釓（Gd)、铽（Tb)、鏑（Dy)、鈥（Ho)、铒（Er)、铥（Tm)、镱（Yb)、 及镏（Lu)的一陶瓷。 18.如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之 多孔區段的一第一多孔區段具有一第一熱膨脹係數 (CTE)，而一第二多孔區段具有一第二熱膨脹係數（CTE)。 19.如申請專利範圍第18項所述之熱反應器，其中上述之 第一多孔區段位於接近該熱反應單元的一入口處，且其 中，該第一多孔區段的該第一 CTE小於該第二多孔區段的 該第二CTE。 20. 如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之 多礼區段各具一不同的熱膨脹係數（CTE)。 21. 如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其中上述之 多孔區段的一第一多孔區段具有一第一純度，而一第二多 孔區段具有一第二純度。 41

1336633 22.如申請專利範圍第21項所述之熱反應器，其 第一多孔區段位於接近該熱反應單元的一入口處 一多扎區段的該第一純度大於該第二多扎區段的 度0 23.如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其 多孔區段的一第一多孔區段具有一第一摻雜濃度 二多孔區段具有一第二摻雜濃度》 24.如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其 各多孔區段的一 CTE、一純度與一摻雜濃度的至 一是依該熱反應單元於降減時的一溫度分佈而定 25.如申請專利範圍第1項所述之熱反應器，其 各多孔區段的一 CTE、一純度與一摻雜濃度的至 一係經選擇而使得在降減時，該熱反應單元内之 區段的膨脹程度幾乎相同。 2 6. —種用於一減降系統的替換零件，其至少包/ 一可堆疊且可置換的多孔性反應室區段，包括 徵結構，使該多孔性反應室區段與其他多孔性反 相互堆疊，以形成定義出一中央反應室的一多孔 中上述之 ，且該第 該第二純 中上述之 ，而一第 中上述之 少其中之 〇 中上述之 少其中之 該些多孔 複數個特 應室區段 壁，用以 42 1336633 夕>丨％絛(更)正諉換:d I 分解一半導體製程的一氣態廢物，該多扎性反應室區段具 有一充足的多孔性，當該中央反應室進行一分解製程時， 該多孔性反應室區段外的一流體可流經該多孔性反應室區 段而流入該中央反應室，進而減少一反應產物朝向該多孔 性反應室區段的一内表面移動，

其中該多孔性反應室區段的一形狀係選自由圓形、憜圓 形、三角形、正方形、長方形、多邊形、五邊形、六邊形 和八邊形所構成之群組， 其中該多孔性反應室區段具有一或多個： 在該多孔性反應室區段内變化的一性質；以及 不同於該多孔壁之其他多孔性反應室區段的一性 質。 27.如申請專利範圍第26項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段是由一第一陶瓷次區段和一第二陶瓷次

28. 如申請專利範圍第27項所述之替換零件，其中上述之 第一陶瓷次區段恰可放置在該第二陶瓷次區段内，且連接 該第二陶瓷次區段。 29. 如申請專利範圍第27項所述之替換零件，其中上述之 第一陶瓷次區段與該第二陶瓷次區段一起配置形成一疊接 43 1336633 杓年7月W曰修(更.)正替換與 (lap joint) ° 30. 如申請專利範圍第26項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段具有一漸變的熱膨脹係數（CTE)。

31. 如申請專利範圍第30項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段具有一由該多孔性反應室區段之上而往 下增加的熱膨脹係數（CTE)。 32.如申請專利範圍第30項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段具有一由該多孔性反應室區段之内而往 外增加的熱膨脹係數（CTE)。 33.如申請專利範圍第26項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段具有在該多孔性反應室區段内變化的一 孔洞尺寸、一孔洞形狀、及一扎洞密度至少其中之一。 34.如申請專利範圍第26項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段具有呈錐形及圓錐形至少其中一種形狀 的孔洞。 35.如申請專利範圍第26項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段具有在該多孔性反應室區段内變化的一 44 1336633 組成、一摻質型態、及一摻質濃度至少其中之一。 36.如申請專利範圍第26項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段包含一陶瓷、一燒結陶瓷、一燒結金屬、 一多孔性金屬材料、一換雜之鋁纖維、一玻璃、及一多孔 性高分子材料至少其中之一。

37.如申請專利範圍第26項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段包含氧化鎂鋁（MgAl204)、氧化鋁 (Al2〇3)、碳化矽（SiC) '及氧化鎂（MgO)至少其中之一。 3 8.如申請專利範圍第2 6項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段包含一摻雜之陶瓷。 3 9.如申請專利範圍第3 8項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段包含摻雜有一或多種氧化釔、鑭（La)、 鈽（Ce)、镨（Pr)、鉉（Nd)、鉍（Pm)、釤（Sm)、銪（Eu)、釓（Gd)、 铽（Tb)' 鏑（Dy)、鈥（Ho)' 铒（Er)、铥（Tm)、镱（Yb)、及镏 (Lu)的一陶瓷》 40.如申請專利範圍第26項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段的一 CTE、一純度與一摻雜濃度至少其 中一者是依該中央反應室於降減時的一溫度分佈而定。 45 1336633 41. 如申請專利範圍第26項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段包含一開口 ，以於降減時取樣該中央反 應室内的一氣體。

42. 如申請專利範圍第26項所述之替換零件，其中上述之 多孔性反應室區段包含一開口 ，用來容納一感測器，該感 測器係適以於降減時測量該多孔性反應室區段内的一溫 度。 43. —種用於自一氣流移除多個污染物的設備，其至少包 含： 一熱反應單元，由複數個堆疊之多孔陶瓷環構成，其中 該些多孔陶瓷環的一第一多孔陶瓷環具有一第一熱膨脹係 數（CTE)，而一第二多扎陶瓷環具有一第二熱膨脹係數

(CTE 卜 44. 如申請專利範圍第43項所述之設備，其中上述之第一 多孔陶瓷環位於接近該熱反應單元的一入口處，且其中， 該第一多孔陶瓷環的該第一 CTE小於該第二多孔陶瓷環 的該第二CTE。 45. 如申請專利範圍第43項所述之設備，其中上述之熱反 46 1336633 丨外年7月^日修(更}正替換襄; 應單元是由至少11個該些多孔陶瓷環所構成。 46.如申請專利範圍第45項所述之設備，其中上述之多礼 陶瓷環各具一不同的熱膨脹係數（CTE)。

4 7.如申請專利範圍第43項所述之設備，其中上述之熱反 應單元是由少於1 1個陶瓷環所構成。 4 8. —種用於由一氣流移除多個污染物的設備，其至少包 含： 一熱反應單元，由複數個堆疊之多扎陶瓷環構成，其中 該些多孔陶瓷環的一第一多孔陶瓷環具有一第一純度，而 一第二多孔陶瓷環具有一第二純度。

49.如申請專利範圍第48項所述之設備，其中上述之第一 多礼陶瓷環位於接近該熱反應單元的一入口處，且其中， 該第一多礼陶瓷環的該第一純度大於該第二多孔陶瓷環的 該第二純度。 50.如申請專利範圍第48項所述之設備，其中上述之熱反 應單元是由至少1 1個多孔陶瓷環所構成。 51.如申請專利範圍第50項所述之設備，其中上述之多扎 47 1336633 陶瓷環各具一不同的純度。 52. —種用於自一氣流移除多個污染物的設備，其至少包 含： 一熱反應單元，由複數個堆疊之多孔陶瓷環構成，其中 該些多孔陶瓷環的一第一多孔陶瓷環具有一第一摻質濃 度，而一第二多孔陶瓷環具有一第二摻質濃度。 53.如申請專利範圍第52項所述之設備，其中上述之第一 多孔陶瓷環位於接近該熱反應單元的一入口處，且該第一 多孔陶瓷環的該第一摻質濃度大於該第二多孔陶瓷環的該 第二摻質濃度。 54.如申請專利範圍第52項所述之設備，其中上述之熱反 應單元是由至少1 1個多孔陶瓷環所構成。

55. 如申請專利範圍第52項所述之設備，其中上述之多孔 陶瓷環各具一不同的摻質濃度。 56. —種用於減降一半導體製程的設備，其至少包含： 一熱反應單元，包括： 一具複數個穿孔的外壁，該些穿孔係適以流貫一流 渡， 48 1336633 日修(更)正替换θ 一多孔性内壁，定義出一中央反應室，該多孔性内 壁是由複數個堆疊之多孔區段構成； 至少一廢氣入口，與該中央反應室為流體連通，適 以將一氣態廢物流引入該中央反應室；

一熱構件，位於該中央反應室内，適以分解該中央 反應室内的該氣態廢物流而形成多個反應產物；以及 一流體輸送系統，以一足夠的推力而適以由該外壁 之該些穿孔供應一流體、並經由該多孔性内壁流至該中 央反應室，以減少該些反應產物沉積在該中央反應室之 該多孔性内壁的一内表面上， 其中該外壁之該些穿孔提供橫跨該熱反應單元的一 壓降，該壓降為約0.1磅/平方英寸（psi)至5psi。 57. —種用於減降一半導體製程的設備，其至少包含： 一熱反應單元，包括： 一具複數個穿孔的外壁，該些穿孔係適以流貫一流 體； 一多孔性内壁，定義出一中央反應室，該多孔性内 壁是由複數個堆疊之多孔區段構成； 至少一廢氣入口，與該中央反應室為流體連通，適 以將一氣態廢物流引入該中央反應室； 一熱構件，位於該中央反應室内，適以分解該中央 反應室内的該氣態廢物流而形成多個反應產物；以及 49 1336633 一流體輸送系統，以一足夠的推力而適以由該外壁 之該些穿孔供應一流體、並經由該多礼性内壁流至該中 央反應室，以減少該些反應產物沉積在該中央反應室之 該多孔性内壁的一内表面上，

其中該流體輸送系統係適以提供水、蒸汽、空氣、 淨化乾空氣、濃縮清淨空氣、富氧空氣、貧氧空氣、惰 性氣體、試劑、氧化劑、和稀薄空氣至少其中之一， 其中該流體輸送系統係適以提供具有壓力為約 600 磅/平方英寸（錶壓）（psig)或以下的該流體。 5 8 ·如申請專利範圍第5 7項所述之設備，其中上述之流體 輸送系統係適以供應臭氧、過氧化氫、和氨至少其中之一。 5 9.如申請專利範圍第5 7項所述之設備，其中上述之流體 輸送系統係適以僅供應水或空氣。

60.如申請專利範圍第57項所述之設備，其中上述之流體 輸送系統係適以採用一定期脈衝模式提供一流體。 6 1.如申請專利範圍第5 9項所述之設備，其中上述之流體 輸送系統係適以採用介於約3毫秒至1秒之一脈衝期間而 提供一流體。 50 1336633 ^件夕月>/日修(更)ufc·替換頁 62.如申請專利範圍第57項所述之設備，其中上述之流體 輸送系統係適以提供具有壓力為小於約1 0 0 p s i g的一流 體。 6 3 ·如申請專利範圍第5 7項所述之設備，其中上述之流體 輸送系統係適以提供具有壓力為約5 0 p s i g至約1 0 0 p s i g 的一流體。

64. 如申請專利範圍第57項所述之設備，其中上述之流體 輸送系統係適以提供具有壓力為約5 psig至約50 psig的 一流體。 65. 如申請專利範圍第57項所述之設備，其中上述之流體 輸送系統係適以提供具有壓力為約1/10 psig至約5 psig 的一流體。

66. 如申請專利範圍第57項所述之設備，其中上述之熱反 應單元包含至少一氧化劑入口 ，用以引進一氧化劑至該中 央反應室。 67. 如申請專利範圍第57項所述之設備，其中上述之熱反 應單元包含至少一附加氣體入口 ，用以引進一可燃燃料至 該中央反應室。 51 1336633

68.如申請專利範圍第67項所述之設備，其中上述之可燃 燃料包含氧氣、都市氣體（city gas)、LPG(液化丙烷氣）、 丙烷、甲烷、氫氣、丁烷、乙醇、13A、和天然氣至少其 中之一。

69. —種用於減降一半導體製程的方法，其至少包含： 提供一熱反應單元，該熱反應單元包括： 一具複數個穿孔的外壁，該些穿孔係適以流貫一流 趙， 一多孔性内壁，定義出一中央反應室，該多孔性内 壁是由複數個堆疊之多孔區段構成； 至少一廢氣入口，與該中央反應室為流體連通，適 以引進一氣態廢物流至該中央反應室；

一熱構件，位於該中央反應室内，適以分解該中央 反應室内的該氣態廢物流而形成多個反應產物；以及 一流體輸送系統，以一足夠的推力而適以由該外壁 之該些穿孔供應一流體、並經由該多孔性内壁流至該中 央反應室，以減少該些反應產物沉積在該中央反應室之 該多孔性内壁的一内表面上， 其中該外壁之該些穿孔提供橫跨該熱反應單元的一 壓降，且該壓降為約0.1 psi至5 psi ;以及 利用該熱反應單元來減降該半導體製程。 52 1336633 的..和☆修(史丨正皆換κ 70. —種用於減降一半導體製程的方法，其至少包含： 提供一熱反應單元，該熱反應單元包括： 一具複數個穿孔的外壁，該些穿孔係適以流貫一流 aik m.， 一多孔性内壁，定義出一中央反應室，該多孔性内 壁是由複數個堆疊之多孔區段構成；

至少一廢氣入口，與該中央反應室為流體連通，適 以引進一氣態廢物流至該中央反應室； 一熱構件，位於該中央反應室内，用以分解該中央 反應室内的該氣態廢物流而形成多個反應產物；以及 一流體輸送系統，以一足夠的推力而適以由該外壁 之該些穿孔供應一流體、並經由該多孔性内壁流至該中 央反應室，以減少該些反應產物沉積在該中央反應室之 該多孔性内壁的一内表面上，

其中該流體輸送系統係適以提供水、蒸汽、空氣、 淨化乾空氣、濃缩清淨空氣、富氧空氣、貧氧空氣'鈍 氣、試劑、氧化劑、和稀薄空氣至少其中之一， 其中該流體輸送系統係適以提供一具有壓力為約 600 psig或以下的流體；以及 利用該熱反應單元來減降該半導體製程。 7 1 .如申請專利範圍第7 0項所述之方法，更包含利用該流 53 1336633 ,---------------刀娇7>丨~日修(更城替揉栗:: 體輸送系統於降減時來供應臭氧、過氧化氫、和氨至少其 中之一。 72.如申請專利範圍第70項所述之方法，更包含利用該流 體輸送系統於降減時僅供應水或空氣。

7 3 .如申請專利範圍第7 0項所述之方法，更包含利用該流 體輸送系統於降減時以一定期脈衝模式來供應一流體。 74.如申請專利範圍第7 3項所述之方法，更包含利用該流 體輸送系統以介於約3毫秒至1秒的一脈衝期間來供應一 流體。 7 5.如申請專利範圍第7 0項所述之方法，更包含利用該流 體輸送系統以提供具有壓力小於約1 00 psig的一流體。

76. 如申請專利範圍第70項所述之方法，更包含利用該流 體輸送系統以提供具有壓力約50 psig至約100 psig的一 流體。 77. 如申請專利範圍第70項所述之方法，更包含利用該流 體輸送系統以提供具有壓力約5 p s i g至約5 0 p s i g的一流 體。 54 1336633

78. 如申請專利範圍第70項所述之方法，更包含利用該流 體輸送系統以提供具有壓力約1/10 psig至約5 psig的一 流體。

79. 如申請專利範圍第70項所述之方法，其中上述之熱反 應單元包含至少一氧化劑入口 ，用以引進一氧化劑至該中 央反應室。 80. 如申請專利範圍第70項所述之方法，其中上述之熱反 應單元包含至少一附加氣體入口 ，用以引進一可燃燃料至 該中央反應室。 81. 如申請專利範圍第70項所述之方法，更包含於降減時 引進氧氣、都市氣體、LPG、丙烷、甲烷、氫氣、丁烷、 乙醇、13A、和天然氣至少其中之一至該中央反應室。 8 2. —種用於製造一電子元件的系統，該系統至少包含： 複數個處理工具，分別包含一處理室； 一減降系統，包含一熱反應室，用以減降該些處理工具 的多個污染物，該減降系統包括複數個入口；以及 一歧管，用來耦接該些處理工具的複數個污染物出口至 該減降系統的該些入口。 55 1336633 2^R职更)正资校$ 83.如申請專利範圍第82項所述之系統，其中上述之減降 系統包含一冷卻單元。 84.如申請專利範圍第82項所述之系統，其中上述之減降 系統的該些入口包含至少一第一入口和至少一第二入口》

8 5 .如申請專利範圍第8 4項所述之系統，其中上述之第一 入口藉由該歧管連接至一第一處理工具，而該第二入口藉 由該歧管連接至一第二處理工具。 86. —種用於製造一電子元件的系統，該系統至少包含： 一處理工具；

一減降系統，用以減降該處理工具的多個污染物，該減 降系統包括複數個反應室，其中包含一熱反應室，每個反 應室包括複數個入口；以及 一歧管，用來耦接該處理工具的一污染物出口至該減降 系統的該些入口。 87. 如申請專利範圍第86項所述之系統，其中上述之減降 系統的該些反應室包含一冷卻單元。 88. 如申請專利範圍第86項所述之系統，其中上述之各反 56 1336633 气爷· 0 )/日修(更> 正替換頁 應室的該些入口包含至少一主要入口和至少一備用入口。 89.如申請專利範圍第88項所述之系統，其中上述之備用 入口連接至該歧管，用以接收來自一未使用之反應室的多 個污染物》

9 0 · —種用於製造多個電子元件的系統，該系統至少包含： 複數個處理工具； 一減降系統，用以減降該些處理工具的多個污染物，該 減降系統包括複數個反應室，該等複數個反應室包含複數 個作用中的反應室以及複數個非作用中的反應室，且每個 反應室包括複數個入口；以及 一歧管，用以自該等處理工具的複數個污染物出口接收 污染物，並選擇性地將該污染物導引至該等作用中的反應 室之該等入口並離開該等非作用中的反應室之該等入口。

9 1 ·如申請專利範圍第9 0項所述之系統，其中上述之減降 系統的該些反應室包含一熱反應室和一冷卻單元至少其中 之一。 92.如申請專利範圍第90項所述之系統，其中上述之歧管 係適以分散該些處理工具的該些污染物至該減降系統的該 些反應室中。 57 1336633

93 .如申請專利範圍第92項所述之系統，其令上述之歧管 更適以分配該些污染物至該減降系統的該些反應室中。 94.如申請專利範圍第92項所述之系統，其中上述之歧管 更依據各個該些反應室的可利用性而適以引導該些污染物 至該減降系統的該些反應室。

95.如申請專利範圍第92項所述之系統，其令上述之歧管 更適以接收一關於各個該些反應室的狀態資訊，並根據該 狀態資訊來引導該些污染物至該減降系統的該些反應室。

96.如申請專利範圍第95項所述之系統，其中上述之反應 室各具有一降減容量，該些反應室共具有一整體降減容 量，且該些處理工具分別產生一污染物輸出負載量，該些 處理工具共同產生一整體污染物輸出負載量，其中該整體 降減容量超過該整體污染物輸出負載量。 97.如申請專利範圍第96項所述之系統，其中由該反應室 的一子集合（sub set)組合而成的一組合降減容量超過該整 體污染物輸出負載量，使得如果一反應室未能使用時，該 歧管可重新引導該些處理工具的該些污染物至該反應室的 一子集合（不含該未能使用之反應室），且該整體污染物輸 58 1336633 出負載量不超過該反應室的該子集合的該組合降減容量。 98.如申請專利範圍第90項所述之系統，其中上述之各反 應室的該些入口包含至少一主要入口和至少一備用入口。

99.如申請專利範圍第98項所述之系統，其中上述之備用 入口連接至該歧管，用以接收由一未能使用之反應室而重 新導引的多個污染物。 100.如申請專利範圍第90項所述之系統，其中上述之處 理工具各連接到至少一該些反應室，且 其中至少一該些反應室是做為一不連接任一處理工具 的備用反應室，以及 其中該備用反應室包含複數個入口，透過該歧管而耦接 至各個該些處理工具，當連接一處理工具的該些反應室其 中之一不能使用時，該歧管係適以引導該些污染物至該備 用反應室。 1 0 1.如申請專利範圍第9 0項所述之系統，其中上述之減 降系統係適以分解與轉化一氣態廢物流的多個氣態污染 物。 1 02.如申請專利範圍第1 0 1項所述之系統，其中上述之減 59 1336633 降系統的該些反應室包含一上熱反應室和一下反應室。 103.如申請專利範圍第102項所述之系統，其中上述之上 熱反應室包含： 一外壁； 一多孔性内壁，定義出一中央分解轉化室； 一流體入口，用來引進一或多種流體至該中央分解轉化

一熱裝置，用來分解與轉化該氣態廢物流成為多個反應 產物；以及 至少一廢氣入口，用以傳導該氣態廢物流進入該上熱反 應室。 104.如申請專利範圍第103項所述之系統，其中上述之多 孔性内壁定義出一環形内部空間。

105. 如申請專利範圍第103項所述之系統，其中上述之下 反應室包含： 一氣流室，係與該中央分解轉化室為流體連通；以及 至少一氧化劑入口 ，用以引進一氧化劑至該氣流室。 106. 如申請專利範圍第105項所述之系統，其中上述之廢 氣入口包含一導管，該導管終止於該中央分解轉化室内。 60 11336633 107.如申請專利範圍第106項所述之系統，其中上述終止 於該中央分解轉化室内之該導管的一部份係位在一突出該 導管之一末端之外的管狀物中，以定義出該管狀物内供燃 燒的一反應室。

108.如申請專利範圍第107項所述之系統，其中上述之管 狀物包含一開口端，該開口端與該中央分解轉化室為流體 連通。 109. —種用於減降一半導體製程的設備，其至少包含： 複數個反應室，每一反應室包括複數個廢物流入口；以 及 一歧管，選擇性地耦接複數個處理工具的複數個污染物 出口至該些反應室的該些廢物流入口。

110. —種用於減降一半導體製程的設備，其至少包含： 一熱反應單元，包含： 一多孔性内壁，定義出一中央反應室，該多孔性内 壁是由複數個堆疊之陶瓷區段構成，且至少一堆疊之該 些陶瓷區段係適以提供檢測該中央反應室之一内容物 的一特性； 至少一廢氣入口，與該中央反應室為流體連通，適 61 1336633

以引進一氣態廢物流至該中央反應室； 一熱構件，位於該中央反應室内，適以分解該中央 反應室内的該氣態廢物流而形成多個反應產物；以及 一流體輸送系統，以一足夠的壓力而適以由該多孔 性内壁供應一流體至該中央反應室，以減少該反應產物 沉積在該中央反應室之該多孔性内壁的一内表面上。

111.如申請專利範圍第110項所述之設備，其中上述之一 或多個堆壘之該些陶瓷區段係適以協助使用一或多個感測 器。 1 1 2 ·如申請專利範圍第1 1 1項所述之設備，其中上述之一 或多個堆疊之該些陶瓷區段包含一孔洞，以提供一空間給 一或多個該些感測器β

113.如申請專利範圍第112項所述之設備，其中上述之孔 洞設置在一堆疊之陶瓷區段中，並適以以容納一溫度感測 器。 114.如申請專利範圍第113項所述之設備，其中上述之溫 度感測器耦接至一控制器，以至少部分地根據該溫度感測 器的一輸出而適以控制該熱反應單元。 62 1336633 115. 如申請專利範圍第110項所述之設備，其中上述之一 或多個堆疊之該些陶瓷區段包含一穿孔，以提供一空間給 一或多個該些感測器。 116. 如申請專利範圍第115項所述之設備，其中上述之穿 孔為設置而適以容納一 NOX感測器、一壓力感測器、一溫 度感測器、一流量感測器、和一轄射感測器至少其中之一'>

117. 如申請專利範圍第Π6項所述之設備，其中上述之感 測器耦接至一控制器，以至少部分地根據該感測器的一輸 出而適以控制該熱反應單元。 118. 如申請專利範圍第117項所述之設備，其中上述之控 制器依據該感測器產生的一反饋信息而適以調整關於該熱 反應單元的多個製程參數。

119. 如申請專利範圍第118項所述之設備，其中上述之製 程參數包含一流速、一溫度、和一氣體濃度至少其中之一。 120. 如申請專利範圍第111項所述之設備，其中上述之一 或多個堆疊之該些陶瓷區段包含一接口 ，該接口係適以透 過該接口取樣該熱反應單元。 63 1336633 121.如申請專利範圍第120項所述之設備，其中上述之接 口係適以供該熱反應單元中的一氣體經由該陶瓷區段流出 並加以收集。 122. —種用於減降一半導體製程的設備，其至少包含： 一熱反應單元，包含：

一多孔性内壁，定義.出一中央反應室，該多孔性内 壁是由複數個堆疊之陶瓷區段構成； 至少一廢氣入口，與該中央反應室為流體連通，用 以引進一氣態廢物流至該中央反應室，並引導該氣態廢 物流遠離該反應室的該多孔性内壁；

—熱構件，位於該中央反應室内，適以分解該中央 反應室内的該氣態廢物流而形成多個反應產物；以及 一流體輸送系統，以一足夠的壓力而適以由該多孔 性内壁供應一流體至該中央反應室，以減少該些反應產 物沉積在該中央反應室之該多孔性内壁的一内表面上。 123.如申請專利範圍第122項所述之設備，其中上述之廢 氣入口係朝向該中央反應室的一中心而呈一角度。 124.如申請專利範圍第122項所述之設備，其中上述之廢 氣入口係朝向該中央反應室的一中央反應區而呈一角度。 64 1336633

1 2 5.如申請專利範圍第1 2 2項所述之設備，其 氣入口係設置而可產生一紊流燃燒G combustion zone)於該中央反應室内° 126.如申請專利範圍第122項所述之設備，其 氣入口係設置而可產生一滿流燃燒區（s w i r 1 i n g zone)於該中央反應室内。 1 2 7 ·如申請專利範圍第1 22項所述之設備，其 氣入口係從一垂直面而朝向該中央反應室之一 度，且該角度為約2度至約45度。 128.如申請專利範圍第122項所述之設備，其 氣入口係設置而可產生一廢氣螺旋狀漩渦於該 内。 1 2 9.如申請專利範圍第1 2 2項所述之設備，其 氣入口係設置而可使該氣態廢物流停留在該中 的時間最大化》 130.如申請專利範圍第122項所述之設備，其 氣入口的一設置角度是可調整的。 中上述之廢 (turbulent 中上述之廢 combustion 中上述之廢 中心呈一角 中上述之廢 中央反應室 中上述之廢 央反應室内 中上述之廢 65 1336633 9,”丨々日修(更)王督换頁 131. 如申請專利範圍第130項所述之設備，其中上述之廢 氣入口的該設置角度是依據該氣態廢物流在該中央反應室 内之一期望停留時間來調整。 132. 如申請專利範圍第130項所述之設備，其中上述之廢 氣入口的該設置角度是依據該氣態廢物流的一組成來調 整。

133.如申請專利範圍第130項所述之設備，其中上述之廢 氣入口的該設置角度是依據該中央反應室的一溫度來調 整。

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