[发明专利]具有安全、监测及控制特征的热衰减反应装置

说明书

本申请要求提交于2004年11月18日，申请号为10/991,740，题为“具有安全、监测及控制特征的热消减反应装置”的美国专利申请的优先权。上述申请以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明有关于用以处理工业废弃流体的热反应装置，该工业废弃流体例如在半导体及液晶显示制程中所产生的废气。本发明特别有关于具有改良的安全、可靠性、监测与控制特征及组件的热反应装置。

背景技术

来自半导体材料、装置、产品及存储器的制造的废气，包括有制造工厂中所使用及产生的种种化学化合物。该等化合物包含无机及有机化合物、氧化剂、光阻及其他试剂的分解产物、及种种其他的气体及悬浮微粒，这皆必须在由制造工厂排放到大气前，先行由废气流中除去。

半导体制程利用种种的化学物品，其中有许多的化学物品仅需微量，人类就难以承受了。这样的物质包含有，而不限于下列：锑、砷、硼、锗、氮、磷、硅、及硅等的气体氢化物；硅烷；硅烷混合物；氢气；有机硅烷；卤化硅烷；卤素；酸性气体；有机金属化合物；氧化剂(如臭氧、三氟化氮及三氟化氯)；及其他有机化合物(如乙醇)。

一个半导体工业的重大问题，一直都是如何由废气流中一致且有效地除去上述物质。事实上，所有的美国半导体制造工厂皆利用涤气器或类似构件来处理他们的废气流，这些工厂采用的技术一直都承受着失败及效率不佳，且因而无法除去所有的有毒物质或其他不受欢迎的杂质。

使用点(point-of-use)衰减系统因可于废气在一室内涤气系统中稀释之前，先行由该废气流除去污染物，而添加了几许的冗余、可靠性、及耐受性。结合及稀释该室内系统中的废气因数个原因而产生不利结果，该等原因包含但不限于：因待处理的气体的大量及稀释体积而减少的衰减效率，及增加了不期望的副反应、粒子形成、及室内涤气导管系统中的腐蚀等风险的发生机会。此外，该室内涤气技术的失效对个人、厂房、及环境，都会呈现出实质上安全毒物。因此，使用点衰减系统与室内涤气系统的结合，会添加与半导体制造业的关键安全标准实务的冗余度及可靠信。

热反应器越来越常用来处理废弃流，以分解这些有毒物质，而将其转换为较低毒性的形式。例如，在2004/11/12提出申请的待审的美国专利申请号10/987,921(发明人Ho-Man Rodney Chiu等人，标题“Reactor Designto Reduce Particle Deposition During Process Abatement”)中所揭露的改良热反应单元，令至少95％(较佳至少99％的)含有而不限于以下成分的废物成分衰减：CF₄、C₂F₆、SF₆、C₃F₈、C₄F₈、C₄F₈O、SiF₄、BF₃、BH₃、B₂H₆、B₅H₉、NH₃、PH₃、SiH₄、SeH₂、F₂、Cl₂、HCl、HF、HBr、WF₆、H₂、Al(CH₃)₃、酒精、氧化剂(如O₃、NF₃及ClF₃)、一级及二级胺、酸性气体、有机硅烷、有机金属化合物、及卤化硅烷。重要的是，该改良热反应单元的分解清除效率(decomposition removal efficiency，DRE)是大于99％，且其设计为可降低不期望的反应产物(例如氧化硅)在该热反应单元内的沉积。

随着热衰减技术的发展，热反应器的安全、可靠性、监测与控制特征亦跟着发展。安全特征尤其为要，因为在热反应器中废弃气流的衰减的促进是通过导入燃料(如甲烷、天然气及/或氢气)于热反应器以用于燃烧及氧化。由该等燃料的燃烧而产生的高温，有助于分解内部的废气流的有毒物质。明显地，监测及控制组成成分，为将反应器或反应器外壳的内因燃料泄漏而发生灼烧及爆燃的风险降到最低所必须，而该反应器是否可有效地令废弃气流衰减亦然。

因此，对热反应器提供改良的安全、监测与控制特征是有益的，以确保个人安全，并且改良衰减制程的效率。