專利名稱：制程減降反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種針對工業(yè)放流物(例如半導體制程所產生的排放氣
體)減降(abatement)的系統(tǒng)及方法，以減少反應物沉積在減降系統(tǒng)中。
背景技術：
制造半導體材料、組件、產品與存儲商品所產生的氣態(tài)流出物包含制 造設備所使用的多種化學化合物。這些化合物包括無機及有機化合物、光 阻的分解物和其它試劑、及在將廢氣由制造設備排放到大氣前，必須移除 的氣體等。
半導體制程使用許多易對人類造成毒害的化學品，例如銻、砷、硼、 鍺、氮、磷、硅、硒的氣態(tài)混成物、硅烷、與膦、氬、氫混合的硅烷、有 機硅烷、囟化硅烷、卣素、有機金屬、及其它有機化合物等。
卣素(例如氟(F")與其它氟化化合物為多種需要減降的化合物中特別 具有問題的。電子業(yè)者于晶圓制造工具中采用全氟化物(PFC)來移除沉積 步驟的殘留物、及蝕刻薄膜。PFC被認為是全球暖化的主因，故電子業(yè) 者正致力于減少排放這類氣體。PFC常見的例子包括，但不以此為限， 四氟化碳(CF4)、六氟化乙烷(C2Fe)、六氟化硫(SFe)、八氟丙烷(03「8)、全 氟環(huán)丁烷(0^8)、八氟四氫呋喃(C4FsO)、及三氟化氮(NFs)。實際上，PFC 會在電漿中解離而生成高反應性的氟化離子與氟自由基，以進行清洗及/ 或蝕刻。這些處理制程的流出物大部分包括氟、四氟化硅(SiF4)、氟化氫 (HF)、氟化碳酰(COF2)、四氟化碳(CF4)、和六氟化乙烷(C2Fe)。
因此需要可以減降此類流出物的方法與設備。

發(fā)明內容
在一些實施例中，提出一種用于減降半導體制程的熱反應器。熱反應器包括一熱反應單元，具有(a)—多孔性內壁，定義出一中央反應室，且 多孔性內壁是由數(shù)個堆棧的多孔區(qū)段構成；(b)至少一廢氣入口，與中央 反應室為流體連通，適以引進氣態(tài)廢物流至中央反應室；(c)一熱構件，位 于中央反應室內，適以分解中央反應室內的氣態(tài)廢物流而形成反應產物； 以及(d)—流體輸送系統(tǒng)，以足夠的推力而適以經(jīng)由多孔性內壁供應流體 至中央反應室，以減少反應產物沉積在中央反應室的多孔性內壁的內表面 上。至少一多孔區(qū)段包括一或多個(i)在多孔區(qū)段內變化的性質；以及(ii) 不同于多孔性內壁的其它多孔區(qū)段的性質。
在一些實施例中，提出一種用于減降系統(tǒng)的替換零件。替換零件包括 一可堆棧且可置換的多孔性反應室區(qū)段，具有數(shù)個特征結構使多孔性反應 室區(qū)段與其它多孔性反應室區(qū)段相互堆棧，以形成一多孔壁，其定義出中 央反應室，用以分解半導體制程的氣態(tài)廢物。多孔性反應室區(qū)段具有充足 的多孔性，當中央反應室進行分解制程時，多孔性反應室區(qū)段外的流體可 流經(jīng)多孔性反應室區(qū)段而流入中央反應室，進而減少反應產物朝向多孔性 反應室區(qū)段的內表面移動。多孔性反應室區(qū)段的形狀是選自由圓形、橢圓 形、三角形、正方形、長方形、多邊形、五邊形、六邊形和八邊形所組成 的群組。再者，多孔性反應室區(qū)段包括一或多個(a)在多孔性反應室區(qū)段 內變化的性質；以及(b)不同于多孔壁的其它多孔性反應室區(qū)段的性質。
在一些實施例中，提出一種用于自氣流移除污染物的設備。設備包括 一由數(shù)個堆棧的多孔陶瓷環(huán)所構成的熱反應單元。第 一 多孔陶t;環(huán)具有第 一熱膨脹系數(shù)(coefficient of thermal expansion, CTE)，而第二多孔陶變: 環(huán)具有第二熱膨脹系數(shù)。
在一些實施例中，提出一種用于自氣流移除污染物的設備。設備包括 一由數(shù)個堆棧的多孔陶瓷環(huán)所構成的熱反應單元。第 一 多孔陶瓷環(huán)具有第 一純度，而第二多孔陶瓷環(huán)具有第二純度。
在一些實施例中，提出一種用于自氣流移除污染物的設備。設備包括 一由數(shù)個堆棧的多孔陶瓷環(huán)所構成的熱反應單元。第 一 多孔陶瓷環(huán)具有第 一摻質(dopant)濃度，而第二多孔陶瓷環(huán)具有第二摻質濃度。在一些實施例中，提出一種用于減降半導體制程的設備。設備包括一
熱反應單元，具有(a)—具多個穿孔的外壁，且該些穿孔是適以流貫流體； (b)—多孔性內壁，定義出一中央反應室，且多孔性內壁是由數(shù)個堆棧的 多孔區(qū)段構成；(c)至少一廢氣入口，與中央反應室為流體連通，適以引進 氣態(tài)廢物流至中央反應室；(d)—熱構件，位于中央反應室內，適以分解 中央反應室內的氣態(tài)廢物流而形成反應產物；以及(e)—流體輸送系統(tǒng)， 以足夠的推力而適以由外壁的穿孔供應流體、并經(jīng)由多孔性內壁流至中央 反應室，以減少反應產物沉積在中央反應室的多孔性內壁的內表面上。外 壁的穿孔提供橫跨熱反應單元的壓降，且該壓降介于約0.1磅/平方英寸 (psi)至5 psi。
在一些實施例中，提出一種用于減降半導體制程的設備。設備包括一 熱反應單元，具有(a)—具多個穿孔的外壁，該些穿孔是適以流貫流體；(b) 一多孔性內壁，定義出一中央反應室，且多孔性內壁是由數(shù)個堆棧的多孔 區(qū)段構成；(c)至少一廢氣入口，與中央反應室為流體連通，適以引進氣態(tài) 廢物流至中央反應室；(d)—熱構件，位于中央反應室內，適以分解中央 反應室內的氣態(tài)廢物流而形成反應產物；以及(e)—流體輸送系統(tǒng)，以足 夠的推力由外壁的穿孔供應流體、并經(jīng)由多孔性內壁流至中央反應室，以 減少反應產物沉積在中央反應室的多孔性內壁的內表面上。流體輸送系統(tǒng) 是是適以提供水、蒸汽、空氣、凈化干空氣、濃縮清凈空氣(clean enriched air)、富氧空氣、貧氧空氣、鈍氣、試劑、氧化劑、和稀薄空氣(d印leted air) 至少其中之一。流體輸送系統(tǒng)亦適以供應具有壓力為約600磅/平方英寸 (表壓)(psig)以下的流體。
在一些實施例中，提出一種用于減降半導體制程的方法。方法包括提 供一熱反應單元，其具有(a)—具多個穿孔的外壁，該些穿孔是適以流貫 流體；(b)—多孔性內壁，定義出一中央反應室，且多孔性內壁是由數(shù)個 堆棧的多孔區(qū)段構成；(c)至少一廢氣入口，與中央反應室為流體連通，適 以引進氣態(tài)廢物流至中央反應室；(d)—熱構件，位于中央反應室內，適 以分解中央反應室內的氣態(tài)廢物流而形成反應產物；以及(e)—流體輸送系統(tǒng)，以足夠的推力由外壁的穿孔供應流體、并經(jīng)由多孔性內壁流至中央 反應室，以減少反應產物沉積在中央反應室的多孔性內壁的內表面上。外
壁的穿孔提供橫跨熱反應單元的壓降，且該壓降為約0.1 psi至5 psi。此 方法還包括利用熱反應單元來減降半導體組件制程。
在一些實施例中，提出一種用于減降半導體制程的方法。方法包括提 供一熱反應單元，具有(a)—具多個穿孔的外壁，該些穿孔是適以流貫流 體；(b)—多孔性內壁，定義出一中央反應室，且多孔性內壁是由數(shù)個堆 棧的多孔區(qū)段構成；(c)至少一廢氣入口，與中央反應室為流體連通，適以 引進氣態(tài)廢物流至中央反應室；(d)—熱構件，位于中央反應室內，適以 分解中央反應室內的氣態(tài)廢物流而形成反應產物；以及(e)—流體輸送系 統(tǒng)，以足夠的推力由外壁的穿孔供應流體、并經(jīng)由多孔性內壁流至中央反 應室，以減少反應產物沉積在中央反應室的多孔性內壁的內表面上。流體 輸送系統(tǒng)是適以提供提供水、蒸汽、空氣、凈化干空氣、濃縮清凈空氣、 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。 流體輸送系統(tǒng)亦適以提供壓力為約600 psig以下的流體。此方法還包括 利用熱反應單元來減降半導體組件制程。
在一些實施例中，提出一種用于制造電子組件的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括(a) 數(shù)個處理工具；(b)—減降系統(tǒng)，用以減降處理工具的污染物，并具有數(shù) 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(tǒng)的入 口 。
在一些實施例中，提出一種用于制造電子組件的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括(a) 一處理工具；(b)—減降系統(tǒng)，用以減降處理工具的污染物，且包括數(shù)個 反應室，每一反應室包括數(shù)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(tǒng)的入口 。
在一些實施例中，提出一種用于制造電子組件的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括(a) 數(shù)個處理工具；以及(b)—減降系統(tǒng)，用以減降處理工具的污染物。減降 系統(tǒng)包括數(shù)個反應室，每一反應室包括數(shù)個入口。此系統(tǒng)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(tǒng)的反應室的入口 。在一些實施例中，提出一種用于減降半導體制程的設備。設備包括(a) 數(shù)個反應室，每一反應室包括數(shù)個廢物流入口 ；以及(b)—歧管，是選擇 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，提出一種用于減降半導體制程的設備。設備包括一 熱反應單元，具有(a)—多孔性內壁，定義出一中央反應室，且多孔性內 壁是由數(shù)個堆棧的陶瓷區(qū)段構成；(b)至少一廢氣入口，與中央反應室為 流體連通，適以引進氣態(tài)廢物流至中央反應室；(c)一熱構件，位于中央反 應室內，適以分解中央反應室內的氣態(tài)廢物流而形成反應產物；以及(d) 一流體輸送系統(tǒng)，以足夠的壓力而適以由多孔性內壁供應流體至中央反應 室，以減少反應產物沉積在中央反應室的多孔性內壁的內表面上。至少一 堆棧的陶資區(qū)段可適以提供檢測中央反應室的內容物的特性。
在一些實施例中，提出一種用于減降半導體制程的設備。設備包括一 熱反應單元，具有(a)—多孔性內壁，定義出一中央反應室，且多孔性內 壁是由數(shù)個堆棧的陶瓷區(qū)段構成；(b)至少一廢氣入口，與中央反應室為 流體連通，適以引進氣態(tài)廢物流至中央反應室，并引導氣態(tài)廢物流遠離反 應室的多孔性內壁；(c)一熱構件，位于中央反應室內，適以分解中央反應 室內的氣態(tài)廢物流而形成反應產物；以及(d)—流體輸送系統(tǒng)，以足夠的 壓力由多孔性內壁供應流體至中央反應室，以減少反應產物沉積在中央反 應室的多孔性內壁的內表面上。
本發(fā)明的其它特征與實施態(tài)樣在配合下述說明、權利要求及所附圖式 后，將變得更清楚易懂。


第1圖為根據(jù)本發(fā)明的熱反應單元、入口轉接器與下冷卻室的截面圖。
第2圖為第1圖中入口轉接器的內盤的上視圖。 第3圖為第1圖中入口轉接器的局部截面圖。 第4圖繪示第1圖的中央噴嘴。第5圖為第1圖中入口轉接器和熱反應單元的截面圖。 第6A圖為第1圖中熱反應單元的陶瓷環(huán)的上視圖。 第6B圖為第6A圖的陶瓷環(huán)的局部截面圖。
第6C圖繪示彼此堆棧的陶瓷環(huán)的局部截面圖，其定義出第1圖的熱 反應室。
第7圖繪示多孔性金屬殼的部分，其可用于第1圖的反應室。
第8圖繪示第1圖中熱反應單元的一實施例的外表。
第9圖為連接第1圖的反應單元的入口轉接器/熱反應單元接合處的
一實施例的局部截面圖。
第10圖為護罩的一實施例的局部截面圖，其可置于第1圖的熱反應
單元與下冷卻室之間。
第11A圖為熱反應單元的局部截面圖，其中熱反應室是由數(shù)個堆棧
的多孔陶瓷區(qū)段構成。
第11B圖繪示第11A圖的熱反應室的實施例，其中各陶瓷區(qū)段是由
二陶瓷次區(qū)段構成。
第12圖為由數(shù)個陶瓷區(qū)段所定義出熱反應室的一實施例的示意圖。 第13圖為熱反應單元的一實施例的上視圖，其中入口是與反應室呈
一角度。
主要組件符號說明
10 入口轉接器
12 內盤
18 上盤
22 防護盤
25 鑿孔
28 固定裝置
32 反應室
11、 14、 17 入口
15、 16 噴嘴
20 泡沫材料
24 歧管
26 接口
30 反應單元
36 陶瓷環(huán)36a陽36h 區(qū)段38、40 區(qū)段
42 襯墊/密封墊60外殼
62 空間64接口
110 金屬殼"2區(qū)段
114 翼肋150冷卻室/下反應室
152 入口154噴水裝置
156 水簾198陶乾環(huán)
202 護罩204狹縫
206 入口1102a、 1102b 次區(qū)段1104a、 1104b 迭接1200反應室
1202a-1202f 區(qū)段1204a-1204f 接口1206a-1206f 傳感器1208控制器
1300 內壁1302反應區(qū)
具體實施例方式
本發(fā)明是有關于提供可控制熱反應器的流出氣體分解的方法及系統(tǒng)， 且可減少沉積產物累積在系統(tǒng)內。本發(fā)明更是有關熱反應器的改良設計， 可減低熱反應單元在高溫分解流出氣體的過程中發(fā)生破裂。
待降減的廢氣例如包括半導體制程所生成的物質及/或半導體制程中 未經(jīng)化學變化的物質。在此所稱的「半導體制程J泛指制造半導體產品、
平面顯示器及/或液晶顯示器(L C D)產品的任 一 處理和單元操作程序、以及 所有涉及半導體、平面顯示器及/或LCD制造設備所使用或產生的材料的 處理程序、以及所有關于半導體、平面顯示器及/或LCD制造設備，但未 涉及主動制造的操作程序(例如調理制程設備、預先凈化化學劑輸送管線、 蝕刻清洗處理工具反應室、降減半導體、平面顯示器及/或LCD制造設備 的流出物的有毒氣體等)。
美國專利申請?zhí)?0/987,921 、申請日為公元2004年11月12日的申 請案(其一并附上供作參考，且以下稱為'921申請案)揭露一種改良的熱反應系統(tǒng)，具有一熱反應單元30和一下冷卻室150，如第1圖所示。熱 反應單元30包括熱反應室32及入口轉接器10,入口轉接器10包括上盤 18、至少一廢氣入口 14、至少一燃料入口 17、或至少一氧化劑入口 11、 燃燒爐噴嘴15、中央噴嘴16、以及內盤12,其位于熱反應室32上或內(參 見第3圖與熱反應器分開的入口轉接器的示意圖)。入口轉接器包括燃料 與氧化劑氣體入口 ，用來提供富含燃料的混合氣體至系統(tǒng)以分裂污染物。 使用氧化劑時，燃料與氧化劑可在引入熱反應室前先行混合。燃料的例子 包括，但不以此為限，氯氣、曱烷、天然氣、丙烷、液化丙烷氣(LPG)、 都市氣體(city 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、凈化干空氣(cleandryair，CDA)、及富氧空氣。待降 減的廢氣包含一氣體種類，且該氣體種類是選自由四氟化碳(CF4)、六氟 化乙烷(C2Fe)、六氟化硫(SFe)、八氟丙烷(03「8)、 C4H8、 C4H80、四氟化 硅(SiF"、氟化硼(BF3)、三氟化氮(NFs)、硼烷(BHs)、乙硼烷(821~16)、戊 硼烷(BsHg)、氨(Nhb)、膦(PHs)、硅烷(SiH4)、氫化竭(SeH2)、氟『2)、氯 (Cl2)、氯化氫(HCI)、氟化氫(HF)、溴化氫(HBr)、氟化鵠(WFs)、氫(hb)、 三曱基鋁(AI(CH3)3)、 一級與二級胺、有機硅烷、有機金屬、和卣化硅烷 所組成的群組。
習知入口轉接器采用有限多孔性的陶瓷盤為入口轉接器的內盤。有限 多孔性的內盤的缺點之一在于，聚積在其表面的微粒會阻塞入口，最終導 致火焰?zhèn)蓽y錯誤。'921申請案的部分實施例則使用網(wǎng)狀陶瓷泡沫材料來做 為內盤12，以克服上述缺點。第2圖為內盤12的上視圖，其繪示內盤入 口 14、燃燒爐噴嘴15、中央噴嘴16、和網(wǎng)狀陶瓷泡沫材料20。網(wǎng)狀陶 瓷泡沫材料20具有數(shù)個穿孔。如此，流體經(jīng)由內盤穿孔而流至熱反應室 32,則可減少微粒沉積在內盤12的表面及熱反應單元30鄰近內盤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內盤上 的沉積物，并且不會影響熱反應室的降減處理效果。流經(jīng)內盤12的穿孔 的氣體包括空氣、CDA、富氧空氣、氧氣、臭氧、和惰性氣體(如氬氣與 氮氣)等，且應不含燃料。另外，流體引入方式可為連續(xù)模式或脈沖模式。網(wǎng)狀陶瓷泡沫材料的內盤某種程度上有助于防止微粒形成在內盤上， 是因其暴露的平面較少，是以可沉積微粒的表面較少。加上內盤的網(wǎng)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內盤，且 流過內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，其具有數(shù)個被網(wǎng)狀陶瓷結構圍繞的 內連接孔洞。陶資泡沫物體具有極佳的物性，例如高強度、低熱質量
(thermal mass)、高熱沖擊阻抗、及良好的高溫抗腐蝕性?？锥纯删鶆?分布于整個材料，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(fā)性的卣素物質。陶瓷泡沫物體可包 括氧化鋁材料、氧化鎂、耐火的金屬氧化物(如氧化鋯)、碳化硅、和氮化 硅，且較佳為高純度的氧化鋁材料，如尖晶石、摻雜氧化釔的氧化鋁材料。 更佳地，陶資泡沫物體是由摻雜氧化釔的氧化鋁材料與穩(wěn)定的氧化釔-氧 化鋯-氧化鋁(YZA)所組成。陶瓷泡沫物體的制備為此領域的技藝者所熟 知。
為進一步減少微粒形成在內盤12上，可加設一流體入口通道至入口 轉接器10的中央噴嘴16(參見第1、 3與5圖中入口轉接器的中央噴嘴的 配置)。中央噴嘴16的一實施例繪示于第4圖，此中央噴嘴16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 至入口轉接器上的互補螺紋)，而使中央噴嘴與入口轉接器以防漏的方式
而相互密封嚙合。中央噴嘴16的引焰是用來點燃入口轉接器的燃燒爐噴 嘴15。鑿孔25穿過中央噴嘴16的中心，高速流體流(stream)可由此注 入到熱反應室32(參見第5圖)。高速流體被認為可改變空氣動力而將熱反 應室中的氣態(tài)及/或粒狀物質拉往反應室中間，進而防止微?？拷媳P及 鄰近上盤的反應室壁。高速流體可為任一氣體，只要其能減少熱反應單元 的內壁上的沉積物，并且不會影響熱反應室的降減處理效果。再者，流體 引入方式可為連續(xù)模式或脈沖模式，且較佳為連續(xù)模式。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。較佳地，氣體為CDA且富含有氧氣。在另一實施例中，高速流體先加熱后
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反應室32的多孔陶瓷 圓柱。高速空氣可引導而通過熱反應單元30的孔洞，用以至少部分減少 熱反應單元的內壁上的微粒。如第6C圖所示，陶資圓柱可包括至少二彼 此堆棧的陶資環(huán)。更佳地，陶資圓柱包括約至少2至20個彼此堆棧的陶 瓷環(huán)。在此的r環(huán)」不局限于圓形環(huán)，其形狀可為多邊形或橢圓形。較佳 地，環(huán)一般為管狀。
第6C圖為陶瓷圓柱的局部截面圖，其繪示堆棧的陶瓷環(huán)36各具互 補的搭迭式接合(ship-lap joint)設計，且定義出熱反應室32。最上面的 陶資環(huán)40容納入口轉接器。須注意的是，接合設計不限于迭接(lap joint), 其亦可為斜接(beveled joint)、對接(butt joint)及榫槽接(tongue and groove joint)。若堆棧的陶資環(huán)為對接接合，則可將襯墊或密封裝置(例 如GRAFOIUD或其它高溫材料)放置在堆棧的陶瓷環(huán)間。較佳地，堆棧的 陶乾環(huán)間的接點為彼此重迭(如搭迭式接合)，以避免紅外線散出熱反應室。
每一陶瓷環(huán)可為周圍連續(xù)的陶瓷環(huán)、或可為由至少二相接的區(qū)段構成 的陶瓷環(huán)。第6A圖繪示后者，其中陶瓷環(huán)36包括一第一拱形區(qū)段38與 一第二拱形區(qū)段40;第一與第二拱形區(qū)段38、 40結合在一起即形成定義 出部分熱反應室32的環(huán)。陶瓷環(huán)的組成較佳為與前述陶瓷泡沫物體的組 成相同，例如YZA。
由堆棧的陶瓷環(huán)來定義熱反應室的優(yōu)點包括可減少反應室的陶瓷環(huán) 因熱沖擊(thermal shock)而破裂，故可降低設備成本。例如，當一陶瓷環(huán) 破裂時，只需快速更換壞掉的陶瓷環(huán)，而熱反應器可立即返回在線運作。
陶資環(huán)也可彼此支托而構成熱反應單元30,藉此高速空氣可引導通 過熱反應單元的陶瓷環(huán)的孔洞，以至少部分減少熱反應單元的內壁上的微 粒。最后，多孔性金屬殼可用來包裝熱反應單元中堆棧的陶瓷環(huán)，并控制 軸向引導的空氣流經(jīng)熱反應單元的多孔性內壁。第7圖繪示多孔性金屬殼 110的一實施例，其中金屬殼110與堆棧的陶瓷環(huán)的外形大致相同，如圓柱狀或多邊柱狀。金屬殼110包括至少二可連接區(qū)段112,其彼此接合而
組成陶乾圓柱形式。可連接區(qū)段112包括翼肋114(例如可夾鉗的延伸部)， 以于連接時施壓至陶瓷環(huán)上，使陶瓷環(huán)彼此支托。
金屬殼110具有一多孔圖案，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的部分)，而非熱反應單元底部(如下反應室)(參 見第7及8圖)。在另一實施例中，多孔圖案同樣遍布金屬殼。在此所稱 的r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，并 可確?？刂戚S向引導的空氣流過多孔性內壁。例如，穿孔可為圓形、多邊 形或橢圓形的孔洞，或者，穿孔可為具有各種長寬的狹縫。在一實施例中， 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寸 有1個孔洞，而朝向熱反應單元底部的多孔圖案每平方英寸有0.5個孔洞 (換言之，每4平方英寸有2個孔洞)。較佳地，穿孔面積約占金屬殼面積 的0.1%至1%。金屬殼的材質為抗腐蝕金屬，其包括，但不以此為限，不 4秀#)、奧氏體(austenitic)樣4各牽失合金(j!口 Inconel 600、 601、 617、 625、 625 LCF、 706、 718、 718 SPF、 X-750、 MA 754、 783、 792和HX)、 以及其它鎳是(nicke卜based)合金(如Hastelloy B、 B2、 C、 C22、 C276、 C2000、 G、 G2、 G3和G30)。
參照第8圖，陶資環(huán)36是彼此堆棧，至少一層纖維毯裹在堆棧的陶 瓷環(huán)外，接著金屬殼110的區(qū)段112為設置圍繞纖維毯并藉由連接翼肋 114而相互緊密結合。纖維毯可為任一具低導熱性、高耐溫性且可處理具 有不同熱膨脹系數(shù)的金屬殼與陶瓷環(huán)的纖維無機材料。纖維毯的材料例子 包括，但不以此為限，尖晶石纖維、玻璃線，和其它含硅酸鋁的材料。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(jīng)金屬殼的穿孔、纖維毯與圓柱的 網(wǎng)狀陶瓷環(huán)。流體從熱反應單元外部流至熱反應單元內部的壓降為約0.05 psi至約0.30 psi，較佳為約0.1 psi至約0.2 psi。流體引入方式可為連續(xù) 模式或脈沖模式，且較佳為連續(xù)模式，以減少流體在熱反應室內循環(huán)。拉長停留在熱反應室的時間(氣體再循環(huán))易形成較大的微粒，并提高沉積在 反應器的機會。流體可為任一氣體，只要其能減少陶瓷環(huán)的內壁上的沉積
物，并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、CDA、
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32,整個熱反應單元30 為包圍在不銹鋼外殼60中(參見第1圖)，藉以在外殼60內壁與熱反應單 元30外壁之間產生環(huán)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的內盤12位于熱反應單元30的熱反應 室32上或內。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(qū)域，襯墊或密封墊42較佳為置于上陶瓷環(huán)區(qū)段40與上盤18 之間(參見笫9圖)。村墊或密封墊42可為GRAFOIL⑧或其它高溫材料， 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(huán)后方用于氣 體分布的背壓。
熱反應室下游處為一水冷卻裝置，其是設于下冷卻室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，此揭露于同時另案待 審的美國專利申請?zhí)?0/249,703、發(fā)明人Glenn Tom等人提出的名稱為 r避免固體沉積在其內壁的具水簾的氣體處理系統(tǒng)(Gas Processing System Comoprising a Water Curtain for Preventing Solids Deposition on Interior Walls Thereof"的申請案，其一并附上供作參考。參照第1 圖，水簾的水由入口 152引入后而形成水簾156,在此，水簾156吸收 熱反應單元30中的燃燒熱與分解熱，故可減少微粒產生在下冷卻室150 的室壁上，其可吸收分解與燃燒反應的水溶性氣態(tài)產物，例如二氧化碳、 氟化氫等。
為避免最底部的陶瓷環(huán)變濕，可放置一護罩202于最底部的陶瓷環(huán) 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(huán)為例如圓形環(huán)的立體型式，如此水即不會接觸 最底部的陶瓷環(huán)。護罩的材質可為任一防水、抗腐蝕且熱穩(wěn)定的材料，其包括，但不以此為限，不銹鋼、奧氏體(austenitic)鎳鉻鐵合金(如Inconel 600、 601、 617、 625、 625 LCF、 706、 718、 718SPF、 X-750、 MA 754、 783、 792和HX)、以及其它鎳是(nickel-based)合金"口 Hastelloy B、 B2、 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32, 燃料/氧化劑混合物則從至少一燃燒爐噴嘴15進入熱反應室32。中央噴 嘴16的引焰是用來點燃入口轉接器的燃燒爐噴嘴15，并使熱反應單元的 溫度介于約50(TC至約200(TC之間。高溫有助于分解熱反應室內的流出 氣體。部分流出氣體還可在存有燃料/氧化劑混合物的情況下進行燃燒/氧 化。熱反應室內的壓力為約0.5大氣壓(atm)至約5 atm,較佳為略次大氣 壓，例如約0.98 atm至約0.99 atm。
經(jīng)分解/燃燒后，流出氣體流至下反應室150,其中水簾156可用來 冷卻下反應室的室壁并防止微粒沉積在室壁上?？深A期的是，部分微粒與 水溶性氣體可利用水簾156而自氣流中移除。在水簾的更下游處，可于下 方冷卻室150中設置一噴水裝置154,用以冷卻氣流及移除微粒與水溶性 氣體。冷卻氣流可使噴水裝置下游處使用更低溫的材料，因此可降低材料 成本。流過下冷卻室的氣體可排放到大氣，或者可引導到額外的處理單元， 其包括，但不以此為限，液體/液體洗滌器、物理及/或化學吸收器、煤捕 捉器(coal trap)、靜電沉淀器和氣旋(cydone)。流過熱反應單元與下冷卻 室后，流出氣體的濃度較佳為低于偵測極限，例如低于1 ppm 。
在另一實施例中，"空氣刀(air knife)"為設在熱反應單元中。參照 第10圖，流體可間歇地注入空氣刀入口 206，入口 206位于最底部的陶 資環(huán)198與下冷卻室150的水冷卻裝置之間。空氣刀入口 206可加設至 護罩202;如上述，護罩202是避免水弄濕最底部的陶瓷環(huán)198?？諝獾?流體可為任一氣體，只要其能減少熱反應單元的內壁上的沉積物，并且不 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平行于熱反應室32的內壁。因此，氣體沿著室壁向上移動(第10圖的箭頭方 向)，并推進內壁表面上的沉積微粒。
改良的反應器設計
根據(jù)本發(fā)明，提出第1圖的熱反應單元30的改良部分。例如，第11A 圖為熱反應室32的局部截面圖，其中熱反應室32是由數(shù)個堆棧的多孔陶 瓷區(qū)段36a-36h構成。雖然第11A圖繪示8個堆棧的多孔陶瓷區(qū)段，但 選用少于或多于8個堆棧的多孔陶瓷區(qū)段也是可以理解的。例如， 一特定 實施例是使用11個堆棧的多孔陶瓷區(qū)段。部分實施例則使用少于或多于 11個堆棧的多孔陶資區(qū)段。陶瓷區(qū)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、八邊形或其它形狀。 陶資區(qū)段包括可堆棧的墊圈、鋸齒狀物、環(huán)、或其它適當?shù)男螤罴?或結 構。環(huán)可為任一形狀，如上述的圓形、橢圓形、多邊形等。
在一或多個實施例中，至少一多孔區(qū)段可包括非剛性材料。例如，一 多孔區(qū)段可包括摻雜氧化釔的鋁纖維。在其它實施例中，至少一多孔區(qū)段 可包括陶瓷、燒結陶瓷、燒結金屬、多孔性金屬材料、摻雜的鋁纖維、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(qū)段可包括氧化鎂鋁(MgAl204)、氧 化鋁("203)、碳化硅(SiC)、及/或氧化鎂(MgO)。摻雜的陶瓷亦可使用， 例如摻雜有氧化釔、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、 銪(Eu)、軋(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、 鎦(Lu)、及/或其它適合摻質的陶瓷。
第11B圖繪示第11A圖的熱反應室32的實施例，其中各陶瓷區(qū)段 36a-36h是由二陶資次區(qū)段1102a、 1102b構成。第一陶瓷次區(qū)段1102a 的大小恰好可放在第二陶瓷次區(qū)段1102b內，并連接第二陶瓷次區(qū)段 1102b而形成迭接1104a、 1104b。如圖所示，迭接1104a、 1104b可用 來結合陶瓷區(qū)段36a-36h 。黏著法或其它連接技術可用來結合陶瓷次區(qū)段1102a、 1102b。選用此種結合的陶瓷區(qū)段可減少制造成本。
在至少一實施例中，熱反應室32可具有漸變及/或等比變化的熱膨脹 系數(shù)(CTE)。例如，最接近反應室32入口的陶瓷區(qū)段(第11A圖中反應單 元的頂端)的CTE小于遠離入口的陶瓷區(qū)段的CTE。在一特定實施例中， 第一陶瓷區(qū)段36a(最接近入口)具有最小的CTE,而第8個陶瓷區(qū)段 36h(最遠離入口 )具有最大的CTE。在一些實施例中，其它陶瓷區(qū)段 36b-36g的CTE為介于由最大CTE遞減至最小CTE的范圍內。上述實 施例在靠近反應室32入口處使用較貴、CTE較小的陶瓷(在此溫度為最高 溫)，而在溫度較低的反應室32區(qū)域使用較便宜、CTE較大的陶瓷，因此 可節(jié)省熱反應室32的成本。
在此或其它實施例中，耐高溫及/或抗化性的高質量陶瓷(如99.99% 的氧化鋁)可用于靠近反應室32入口的陶瓷區(qū)段，低質量陶瓷(如98%的 氧化鋁)則可用于遠離反應室32入口的陶瓷區(qū)段。
在此或其它實施例中，各陶瓷區(qū)段的CTE可為漸次變化及/或等比變 化。例如， 一陶資區(qū)段的CTE可為漸次變化，使經(jīng)歷最高溫的陶瓷區(qū)段 部分具有最小的CTE。例如在第11A圖的實施例中，各陶瓷區(qū)段具漸變 的CTE,其由上而下及/或由內而外遞減。
在此或其它實施例中，陶瓷區(qū)段本身及/或彼此間的多孔性、組成、 摻質型態(tài)、及/或濃度等可為漸次變化及/或等比變化。同樣地，陶瓷區(qū)段 本身及/或彼此間的孔洞大小、形狀、密度等也可不同。另外，孔洞可為 均勻形狀、錐形(如在區(qū)段內側或外側的開口較大)、或其它形狀。單一陶 資區(qū)段還可具有多種孔洞尺寸(如具2 ~ 4種不同直徑的孔洞)。
在一或多個實施例中，第一多孔區(qū)段具有第一摻雜濃度，而第二多孔 區(qū)段具有不同的第二摻雜濃度。例如，最接近反應室入口的多孔區(qū)段的摻 雜濃度較高。在一些實施例中，各多孔區(qū)段的CTE、純度與摻雜濃度是 依熱反應單元于降減時的溫度分布而定。再者，可適當選擇各多孔區(qū)段的 CTE、純度與摻雜濃度，使得在降減時，熱反應單元內的多孔區(qū)段的膨脹 程度幾乎相同。在一或多個實施例中，各陶瓷環(huán)可具有不同的CTE、純度、及/或摻質濃度。
在又一 實施例中， 一或多個陶瓷區(qū)段可包括或適以容納及/或促進使 用 一或多個傳感器(例如提供孔洞或其它空間給一或多個傳感器)。例如，
一或多個陶瓷區(qū)段可包括溫度傳感器、NOX傳感器、壓力傳感器、輻射 傳感器、或其它適當?shù)膫鞲衅鳌?一或多個傳感器可耦接控制器，以有效控 制或監(jiān)測熱反應室32中的減降制程(例如利用可調整流速、氣體濃度等的 回饋回路)。 一或多個陶資區(qū)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(qū)段(如進行凈化(purge)操作時)、及/或使氣體排出熱反應 室32(如進行取樣(sampling)操作時)。例如，通過陶瓷區(qū)段的接口可定期 取樣或隨機取樣反應氣體及/或產物，以分析燃燒制程。
第12圖為數(shù)個陶瓷區(qū)段1202a-1202f所定義的熱反應室1200的一 實施例的示意圖。其亦可釆用不同數(shù)量的陶瓷區(qū)段。各陶瓷區(qū)段 1202a-1202f包括接口 1204a-1204f,用以凈化及/或取樣反應室1200。 此外，各陶究區(qū)段1202a-1202f包括傳感器1206a-1206f,用以偵測反應 室1200的性質，如溫度、NOX濃度等。每一接口 1204a-1204f及/或傳 感器1206a-1206f可連接及/或受控于控制器1208?？刂破?208例如可 包括一或多個微控制器、微處理器、專用硬件、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/或傳感器1206a-1206f 所提供的信息來控制熱反應室1200相關的制程參數(shù)，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(tǒng)(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(tǒng)來處理同一 工具，以降減多余物。例如，可使用2個熱減降系統(tǒng)來減降3個以上的處 理工具。如此，各處理工具包括一重復的減降系統(tǒng)，而每一處理工具需要 少于1個的減降系統(tǒng)。其它類似的配置結構也可釆用，如3個熱減降系統(tǒng) 處理4、 5、 6個處理工具等。額外的入口可依所需設于各減降系統(tǒng)(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(tǒng)可用來處理單一工具，如每一工具有2、 3、 4、 5個減降系 統(tǒng)。因此，系統(tǒng)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，熱減降室的容量大于輸出的污染量，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。歧管還可受控于系統(tǒng)控制器，并可響應減降室的反饋信息、 及/或從處理工具及/或歧管上游處傳感器流出的廢物量與組成的相關訊 息。
第13圖為熱反應單元30的一實施例的上視圖，其中入口 14是相對 于反應室32呈一角度(例如相對于垂直面)，用以引導流出物及/或其 它氣體遠離反應室32的內壁1300而流向中央反應區(qū)1302。如圖所示， 入口 14是呈一角度而可造成紊流及/或渦流燃燒區(qū)。入口 14從垂直面算 起的夾角例如為2度至45度，但也可選擇其它角度。傾斜一角度的入口 14可引導廢物呈凝渦圖案，以增加廢物停留在反應室的時間而增進廢物 的燃燒效率。在一些實施例中，入口 14的夾角可視廢物型態(tài)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，而某些廢物不需較長 的停留時間且以較垂直的角度引入后的燃燒效果較好。系統(tǒng)控制器可根據(jù) 處理工具、歧管的傳感器(如溫度、壓力、流量、組成等)、及/或反應室 32的傳感器的反饋信息來控制入口 14的夾角。入口 14的夾角亦可視傳 感器的訊息或廢物本身的信息(如量與組成等)、及/或產生廢物的制程而 定。
在一些實施例中，金屬殼的穿孔提供橫跨熱反應單元的壓降為約0.1 psi至約5psi。根據(jù)一實施例，反應室22使用約22個堆棧的陶瓷環(huán)。
用于移除氣流污染物的二階段反應器可包括 一 上熱反應室和 一 下反 應室。上熱反應室可包括外壁；多孔性內壁，定義出中央分解轉化室； 至少一廢氣入口，與中央分解轉化室為流體連通，以將氣態(tài)廢物流引入其中；用來分解與轉化氣態(tài)廢物流成為反應產物的熱裝置；以及用來引入流 體至內部空間的裝置。多孔性內壁可使流體以足夠的推力從內部空間流至 中央分解轉化室，以減少反應產物沉積在多孔性內壁上。多孔性內壁亦可 相距外壁一定距離，以定義出內部空間。下反應室可包括一氣流室，其與中央分解轉化室為流體連通。氣流室 可包括入口和出口，用以流貫氣態(tài)廢物流與反應產物。下反應室尚可包括 用來于氣流室內面上產生向下流動的液膜(liquid film)裝置。向下流動的液 膜可減少固態(tài)微粒沉積與聚集在下反應室上。在一些實施例中，瀑布及/ 或噴灑噴嘴可用來產生向下流動的液膜。位于外壁與多孔性內壁之間的內部空間可為 一環(huán)形內部空間。用來引 入流體至內部空間的裝置可適以引進壓縮流體至環(huán)形內部空間。用來引入 流體至內部空間的裝置可適以引進水、蒸汽、空氣、凈化干空氣、濃縮清 凈空氣、富氧空氣、貧氧空氣(例如含氧較少的空氣)、惰性氣體(例如氮氣)、 稀薄空氣或惰性氣體、及/或其混合氣體?；蛘?，用來引入流體至內部空 間的裝置可選擇性地適以單獨引進水或空氣。在一些實施例中，用來引入 流體至內部空間的裝置可以脈沖模式引進流體至內部空間。用來引入流體 至內部空間的裝置亦可以定期脈沖模式引進流體至中央分解轉化室。在一 些實施例中，脈沖模式的脈沖周期為約3毫秒至1秒。二階段反應器的下反應室可包括至少一氧化劑入口 ，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(tài)廢物流混合。反應器更可包括一可燃燃 料供應器，其是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，用來引入流體至內部空間的裝置包括一液體渦流產 生器(liquid vortex),位于氣流室的入口附近。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的中央開口 。 外殼中的圓錐形隔板具有一內表面與一中央開口，中央開口通常對準氣流室的內表面。圓錐形隔板一般與外殼的內表面為共中心對齊，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，藉此液體將上升并溢流出圓錐形隔 板，且形成液膜于圓錐形隔板的內表面上，液膜并向下流至氣流室的內表 面。圓錐形隔板內表面上的液膜可防止引入的氣流接觸氣流室的內表面， 故可阻止反應產物沉積其上。在一些實施例中，多孔性內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。多孔性內壁的孔洞可均勾分布于整個材料。在其它實施例中，孔洞分 布的密度可漸次變化。在一些實施例中，外壁和多孔性內壁可相隔一充足距離，以形成環(huán)形 空間來分散壓縮氣體，使之流過多孔性內壁。反應室的操作壓力可小于大 氣壓力。多孔性內壁可包括數(shù)個孔洞，供壓縮氣體經(jīng)由多孔性內壁流至中央分 解轉化室。數(shù)個孔洞可包括錐形突起物。用來引入流體至內部空間的裝置可引進壓縮成適當壓力的流體，而以一些實施例中，壓力可為約60 psig至約100 psig。在一些實施例中，本發(fā)明可包括用于控制分解與轉化氣態(tài)廢物流的氣 態(tài)污染物的減降系統(tǒng)。系統(tǒng)可包括一上熱反應室和一下反應室。上熱反應 室可包括外壁；多孔性內壁，定義出中央分解轉化室；用來引入流體至 環(huán)形內部空間的裝置；用來分解與轉化氣態(tài)廢物流成為反應產物的熱裝 置；以及至少一廢氣入口，用以傳導氣態(tài)廢物流至上熱反應室。多孔性內 壁亦可相距外壁一充足距離，以定義出環(huán)形內部空間。下反應室可包括一氣流室，其與中央分解轉化室為流體連通、以及至 少 一氧化劑入口 ，用以引進氧化劑至氣流室。廢氣入口可包括止于中央分解轉化室內的導管。止于中央分解轉化室 內的部分導管可位于一突出導管末端的管狀物中，以定義出管狀物內供燃燒的反應室。管狀物可具有與中央分解轉化室為流體連通的開口端。下反應室可包括一液體渦流產生器，位于中央分解轉化室與氣流室之 間。液體渦流產生器可包括具頂板的外殼、位于外殼內的圓錐形隔板、以 及液體入口。外殼可包括與中央分解轉化室為流體連通的中央開口。外殼 內的圓錐形隔板可包括一內表面與一中央開口，中央開口通常對準氣流室 的內表面。圓錐形隔板一般與外殼的內表面為共中心對齊，以構成一同心 室。液體入口可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，藉此液體將上升并溢流出圓錐形隔^反且流入氣流室。溢流的液體可 在圓錐形隔板的內表面上形成液膜，液膜并向下流至氣流室的內面。多孔性內壁可使流體以足夠的推力從環(huán)形內部空間流至中央分解轉 化室，以減少反應產物沉積在多孔性內壁上。多孔性內壁的多孔性(porosity)為小于約20%。在一些實施例中，用來引入流體至環(huán)形內部空間的裝置可適以引進壓 縮流體至環(huán)形空間。用來引入流體的裝置可適以引進包括水、蒸汽、空 氣、凈化干空氣、濃縮清凈空氣、富氧空氣、貧氧空氣(例如含氧較少的 空氣)、惰性氣體(例如氮氣)、稀薄空氣或惰性氣體、及/或其混合氣體的 流體。或者，用來引入流體至內部空間的裝置可選擇性地適以單獨引進水 或空氣。例如，用來引入流體至環(huán)形內部空間的裝置可經(jīng)由多孔性內壁注 入蒸汽。此外，用來引入流體至環(huán)形內部空間的裝置可以脈沖模式引進流 體。在一些實施例中，流體輸送系統(tǒng)或其它引入流體至環(huán)形內部空間的裝 置可用來供應水、蒸汽、空氣、凈化干空氣、濃縮清凈空氣、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。在一或 多個實施例中，流體輸送系統(tǒng)或其它裝置可適以供應臭氧、過氧化氫、和 氨至少其中之一。減降系統(tǒng)更可包括一或多個附加氣體入口 ，用以引進可燃燃料、反應 物及/或氧化劑來與氣態(tài)廢物流混合。減降系統(tǒng)還可包括一可燃燃料供應器，連接至少一附加氣體入口。可燃燃料供應器可供應氧氣、丁烷、乙醇、LPG、都市氣體、天然氣、丙烷、曱烷、氫氣、13A及/或其混合物。本發(fā)明還可包括在二階段熱反應器中控制分解與轉化氣態(tài)廢物流的 氣態(tài)污染物的方法。此方法可包括經(jīng)由至少一廢氣入口引入氣態(tài)廢物流至 上熱反應室、提供至少一可燃燃料而與氣態(tài)廢物流混合，以形成富含燃料 的可燃混合氣流、在分解轉化室中點燃富含燃料的可燃混合氣流來形成反 應產物、經(jīng)由分解轉化室的多孔壁注入附加流體至分解轉化室，同時分解 與轉化富含燃料的可燃混合氣流，其中注入附加流體的力量大于反應產物 接近分解轉化室內表面的動力，如此可抑制反應產物沉積其上，并使反應 產物流到下反應室，且使水順著下反應室的一部分內表面流動，以及使反 應產物流過部分的下反應室，其中水的流動可抑制反應產物沉積在下反應 室內表面。在一些實施例中，經(jīng)由分解轉化室的多孔壁注入附加流體至分解轉化 室的方法可包括經(jīng)由多孔壁而脈沖輸送附加流體。上述方法更可包括引入 含空氣的氣體至反應產物以形成缺乏燃料的混合物。使水順著下反應室的 一部分內表面流動的方法可包括使用水渦流產生器。本發(fā)明更可包括用于減降半導體制程的設備。設備可包括 一熱反應 室，具有多孔性內壁，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(tài)廢物流至中央分解轉化室；一 熱構件，位于中央分解轉化室內，適以燃燒中央分解轉化室內的氣態(tài)廢物 流而形成反應產物；以及一流體輸送系統(tǒng)，以足夠的推力經(jīng)由多孔性內壁 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的多 孔性內壁的內表面上。上述設備更可包括一外壁，其圍繞多孔性內壁且于外壁與多孔性內壁 之間定義出 一 內部空間。流體輸送系統(tǒng)藉由提供流體至外壁與多孔性內壁 間的內部空間而通過多孔性內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(tǒng)可通過多孔性內壁來提供水、空氣、凈化干空氣、稀薄空氣、及/或濃縮清凈空氣至中央分解轉化室。流體輸送系 統(tǒng)也可通過多孔性內壁而脈沖輸送流體至中央分解轉化室。脈沖輸送的方 法可采定期脈沖模式。流體輸送系統(tǒng)通過多孔性內壁供應流體至中央分解轉化室的壓力可小于約600 psig;在一些實施例中，壓力為小于約100 psig。在一些實施例中，流體輸送系統(tǒng)供應流體的壓力可為約50 psig至 約100 psig、約5 psig至約50 psig、或約1/10 psig至約5 psig。其它壓力范圍亦可采用。當流體輸送系統(tǒng)通過多孔性內壁提供流體至中央分解轉化室時，可形 成一非沉積區(qū)，其鄰接中央分解轉化室的內表面。流體輸送系統(tǒng)還可包括 數(shù)個入口 ，用以沿著多孔性內壁的外表面長度方向輸送流體。多孔性內壁可包括供流體流進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。在一些實施例中，多孔性內壁包括 多孔陶瓷。壁面可包括供流體流進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。熱反應室可包括lt個廢氣入口 。例如，熱反應室可包括至少4個或6 個廢氣入口。入口可傾斜呈一角度及/或垂直設置，以產生紊流來避免沉 積物形成在反應室側壁上。上述設備更可包括一耦接熱反應室的第二反應室。第二反應室可包括 一氣流室，其與中央分解轉化室為流體連通。氣流室可包括入口和出口， 使氣態(tài)廢物流與反應產物流貫氣流室。在一些實施例中，第二反應室尚可 包括一輸水系統(tǒng)，其是適以產生流動的液膜于氣流室內表面上，以減少固 態(tài)微粒沉積與聚集在氣流室內表面。輸水系統(tǒng)可適以冷卻氣流室的內表面。在一些實施例中，輸水系統(tǒng)可 適以生成冷卻水渦流。在一些實施例中，第二反應室可位于熱反應室下方。 第二反應室還可包括至少一入口 ，其是適以引進氧化劑至氣態(tài)廢物流中。本發(fā)明的實施例亦可包括用于減降半導體制程的設備。設備可包括一 上反應室與一下反應室。上反應室包括 一多孔性內壁，定義出一中央分 解轉化室； 一外壁，圍繞多孔性內壁，且于外壁與多孔性內壁之間定義出一內部空間；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(tài)廢物流至中央分解轉化室； 一熱構件，位于中央分解轉化室內，適以 燃燒中央分解轉化室內的氣態(tài)廢物流而形成反應產物；以及一流體輸送系 統(tǒng)，以足夠的推力經(jīng)由多孔性內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的多孔性內壁的內表面上。
下反應室可連接上反應室。下反應室可包括一氣流室，其與中央分解 轉化室為流體連通；氣流室具有入口和出口，使氣態(tài)廢物流與反應產物流 貫氣流室。下反應室尚可包括一輸水系統(tǒng)，適以于氣流室內表面上產生流 動的液膜，以減少固態(tài)微粒沉積與聚集在氣流室內表面。下反應室還可包 括一入口，適以引進氧化劑至氣態(tài)廢物流中。
本發(fā)明還可包括用于熱反應室的可替代襯墊?？商娲r墊可為組合 式、多孔的、且由陶瓷或其它類似材料所構成。多孔陶瓷襯墊的形狀可定 義出中央分解轉化室，用以分解與轉化半導體制程的氣態(tài)廢物。多孔陶瓷 襯墊或壁具有充足的多孔性，當中央分解轉化室進行分解與轉化制程時， 多孔陶瓷壁外的流體可流經(jīng)多孔陶瓷壁而流入中央分解轉化室，進而減少 反應產物朝向多孔陶瓷壁或襯墊的內表面移動。
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t: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(MgAl204)、 氧化鋁(Al2Cb)、碳化硅(SiC)、氧化鎂(MgO)、及/或其組合物。
或者，本發(fā)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制程的氣態(tài)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制程時，多孔性材料壁外的流 體可流經(jīng)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 孔性材料壁的內表面移動。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(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可作各種的更動與 潤飾，因此本發(fā)明的保護范圍當視所附的權利要求所界定者為準。
權利要求
1.一種用于減降(abatement)一半導體制程的熱反應器，其至少包含一熱反應單元，包括一多孔性內壁，定義出一中央反應室，該多孔性內壁是由數(shù)個堆棧的多孔區(qū)段構成；至少一氣體入口，是與該中央反應室為流體連通，適以引進一氣態(tài)廢物流至該中央反應室；一熱構件，位于該中央反應室內，適以分解該中央反應室內的該氣態(tài)廢物流而形成多個反應產物；以及一流體輸送系統(tǒng)，以一足夠的推力而適以經(jīng)由該多孔性內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的該多孔性內壁的一內表面上，其中該些多孔區(qū)段至少其中之一者具有一或多個在該多孔區(qū)段內變化的一性質；以及不同于該多孔性內壁的其它多孔區(qū)段的一性質。
2. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的熱反應單元是由至少8 個多孔陶瓷環(huán)所構成。
3. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的熱反應單元是由約11 個多孔陶瓷環(huán)所構成。
4. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段的一形狀是選 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/\邊形所構成的群組。
5. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段選自由可堆棧 的墊圏、鋸齒狀物和環(huán)所構成的群組。
6. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段至少其中之一 者包含一非剛性材料。
7. 如權利要求8所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段至少其中之一 者包含摻雜氧化釔的鋁纖維。
8. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段至少其中之一 者具有 一漸變的熱膨脹系數(shù)(CTE)。
9. 如權利要求8所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段至少其中之一 者具有一由該多孔區(qū)段的上而下增加的熱膨脹系數(shù)(CTE)。
10. 如權利要求8所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段至少其中之 一者具有一由該多孔區(qū)段的內而外增加的熱膨脹系數(shù)(CTE)。
11. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段至少其中之 一者具有在該多孔區(qū)段內變化的一孔洞尺寸、 一孔洞形狀、及一孔洞密度 至少其中之一。
12. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)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. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段至少其中之 一者具有在該多孔區(qū)段內變化的一組成、 一摻質(dopant)型態(tài)、及摻質 濃度至少其中之一。
14. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)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 的鋁纖維、 一玻璃、及一多孔性高分子材料至少其中之一。
15. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段至少其中之一者包含氧化鎂鋁(MgAl204)、氧化鋁(Al203)、碳化硅(SiC)、及氧化鎂(MgO)至少其中之一。
16. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段至少其中之 一者包含一摻雜的陶瓷。
17. 如權利要求16所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段至少其中之 一者包含摻雜有一或多種氧化釔、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、 釤(Sm)、銪(Eu)、札(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿 (Yb)、及鎦(Lu)的一陶瓷。
18. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段的一第一多 孔區(qū)段具有一第一熱膨脹系數(shù)(CTE)，而一第二多孔區(qū)段具有一第二熱膨脹 系數(shù)(CTE)。
19. 如權利要求18所述的熱反應器，其中上述的第一多孔區(qū)段位于接 近該熱反應單元的一入口處，且其中，該第一多孔區(qū)段的該第一 CTE小于 該第二多孔區(qū)段的該第二 CTE。
20. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段各具一不同 的熱膨脹系數(shù)(CTE)。
21. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段的一第一多 孔區(qū)段具有一第一純度，而一第二多孔區(qū)段具有一第二純度。
22. 如權利要求21所述的熱反應器，其中上述的第一多孔區(qū)段位于接 近該熱反應單元的一入口處，且該第一多孔區(qū)段的該第一純度大于該第二 多孔區(qū)段的該第二純度。
23. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的多孔區(qū)段的一第一多 孔區(qū)段具有一第一摻雜濃度，而一第二多孔區(qū)段具有一第二摻雜濃度。
24. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的各多孔區(qū)段的一 CTE、 一純度與一摻雜濃度的至少其中之一是依該熱反應單元于降減時的一溫度 分布而定。
25. 如權利要求1所述的熱反應器，其中上述的各多孔區(qū)段的一 CTE、 一純度與一摻雜濃度的至少其中之一是經(jīng)選擇而使得在降減時，該熱反應 單元內的該些多孔區(qū)段的膨脹程度幾乎相同。
26. —種用于一減降系統(tǒng)的替換零件，其至少包含 一可堆棧且可置換的多孔性反應室區(qū)段，包括數(shù)個特征結構，使該多孔性反應室區(qū)段與其它多孔性反應室區(qū)段相互堆棧，以形成定義出一中央 反應室的一多孔壁，用以分解一半導體制程的一氣態(tài)廢物，該多孔性反應 室區(qū)段具有一充足的多孔性，當該中央反應室進行一分解制程時，該多孔 性反應室區(qū)段外的 一流體可流經(jīng)該多孔性反應室區(qū)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(qū)段的一內表面移動，其中該多孔性反應室區(qū)段的一形狀是選自由圓形、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的群組，其中該多孔性反應室區(qū)段具有 一或多個在該多孔性反應室區(qū)段內變化的一性質；以及不同于該多孔壁的其它多孔性反應室區(qū)段的 一性質。
27. 如權利要求26所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)段是 由 一 第 一 陶瓷次區(qū)段和 一 第二陶瓷次區(qū)段所組成。
28. 如權利要求27所述的替換零件，其中上述的第一陶瓷次區(qū)段恰可 放置在該第二陶資次區(qū)段內，且連接該第二陶瓷次區(qū)段。
29. 如權利要求27所述的替換零件，其中上述的第一陶瓷次區(qū)段與該 第二陶瓷次區(qū)段一起配置形成一迭接(lapjoint)。
30. 如權利要求26所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)段具 有 一漸變的熱膨脹系數(shù)(CTE)。
31. 如權利要求30所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)段具 有一 由該多孔性反應室區(qū)段的上而往下增加的熱膨脹系數(shù)(CTE)。
32. 如權利要求30所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)段具 有一 由該多孔性反應室區(qū)段的內而往外增加的熱膨脹系數(shù)(CTE)。
33. 如權利要求26所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)段具 有在該多孔性反應室區(qū)段內變化的一孔洞尺寸、 一孔洞形狀、及一孔洞密 度至少其中之一。
34. 如權利要求26所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)段具 有呈錐形及圓錐形至少其中 一種形狀的孔洞。
35. 如權利要求26所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)段具 有在該多孔性反應室區(qū)段內變化的一組成、 一摻質型態(tài)、及一摻質濃度至 少其中之一。
36. 如權利要求26所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)段包 含一陶瓷、 一燒結陶瓷、 一燒結金屬、 一多孔性金屬材料、 一摻雜的鋁纖 維、 一玻璃、及一多孔性高分子材料至少其中之一。
37. 如權利要求26所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)段包 含氧化鎂鋁(MgAl204)、氧化鋁(Al203)、碳化硅(SiC)、及氧化鎂(MgO)至少其中之一。
38. 如權利要求26所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)段包 含一摻雜的陶瓷。
39. 如權利要求38所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)段包 含摻雜有一或多種氧化釔、鑭(La)、鈰(Ce)、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤 (Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、 及鎦(Lu)的一陶瓷。
40. 如權利要求26所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)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于降減時的 一溫度分布而定。
41. 如權利要求26所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)段包 含一開口，以于降減時取樣該中央反應室內的一氣體。
42. 如權利要求26所述的替換零件，其中上述的多孔性反應室區(qū)段包含一開口，用來容納一傳感器，該傳感器是適以于降減時測量該多孔性反 應室區(qū)段內的一溫度。
43. —種用于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，由數(shù)個堆棧的多孔陶瓷環(huán)構成，其中該些多孔陶瓷環(huán)的一第一多孔陶瓷環(huán)具有一第一熱膨脹系數(shù)(CTE)，而一第二多孔陶瓷環(huán)具 有一第二熱膨脹系數(shù)(CTE)。
44. 如權利要求43所述的設備，其中上述的第一多孔陶瓷環(huán)位于接近 該熱反應單元的一入口處，且其中，該第一多孔陶覺環(huán)的該第一 CTE小于 該第二多孔陶資環(huán)的該第二 CTE。
45. 如權利要求43所述的設備，其中上述的熱反應單元是由至少11 個該些多孔陶瓷環(huán)所構成。
46. 如權利要求45所述的設備，其中上述的多孔陶覺環(huán)各具一不同的 熱膨脹系數(shù)(CTE)。
47. 如權利要求43所述的設備，其中上述的熱反應單元是由少于11 個陶瓷環(huán)所構成。
48. —種用于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，由數(shù)個堆棧的多孔陶瓷環(huán)構成，其中該些多孔陶乾環(huán)的一第一多孔陶瓷環(huán)具有一第一純度，而一第二多孔陶瓷環(huán)具有一第二純度。
49. 如權利要求48所述的設備，其中上述的第一多孔陶瓷環(huán)位于接近 該熱反應單元的一入口處，且其中，該第一多孔陶瓷環(huán)的該第一純度大于該第二多孔陶瓷環(huán)的該第二純度。
50. 如權利要求48所述的設備，其中上述的熱反應單元是由至少11 個多孔陶瓷環(huán)所構成。
51. 如權利要求50所述的設備，其中上述的多孔陶瓷環(huán)各具一不同的 純度。
52. —種用于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，由數(shù)個堆棧的多孔陶資環(huán)構成，其中該些多孔陶瓷環(huán)的一第一多孔陶瓷環(huán)具有一第一摻質濃度，而一第二多孔陶瓷環(huán)具有一第 二摻質濃度。
53. 如權利要求52所述的設備，其中上述的第一多孔陶瓷環(huán)位于接近 該熱反應單元的一入口處，且該第一多孔陶資環(huán)的該第一摻質濃度大于該 第二多孔陶瓷環(huán)的該第二摻質濃度。
54. 如權利要求52所述的設備，其中上述的熱反應單元是由至少11 個多孔陶瓷環(huán)所構成。
55. 如權利要求52所述的設備，其中上述的多孔陶瓷環(huán)各具一不同的 摻質濃度。
56. —種用于減降一半導體制程的設備，其至少包含 一熱反應單元，包括一具數(shù)個穿孔的外壁，該些穿孔是適以流貫一流體； 一多孔性內壁，定義出一中央反應室，該多孔性內壁是由數(shù)個堆 棧的多孔區(qū)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(tài)廢物流引入該中央反應室；一熱構件，位于該中央反應室內，適以分解該中央反應室內的該 氣態(tài)廢物流而形成多個反應產物；以及一流體輸送系統(tǒng)，以 一 足夠的推力而適以由該外壁的該些穿孔供 應一流體、并經(jīng)由該多孔性內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的該多孔性內壁的一內表面上，其中該外壁的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5 psi。
57. —種用于減降一半導體制程的設備，其至少包含 一熱反應單元，包括一具數(shù)個穿孔的外壁，該些穿孔是適以流貫一流體；一多孔性內壁，定義出一中央反應室，該多孔性內壁是由數(shù)個堆 棧的多孔區(qū)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(tài)廢 物流引入該中央反應室；一熱構件，位于該中央反應室內，適以分解該中央反應室內的該 氣態(tài)廢物流而形成多個反應產物；以及一流體輸送系統(tǒng)，以一足夠的推力而適以由該外壁的該些穿孔供 應一流體、并經(jīng)由該多孔性內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的該多孔性內壁的一內表面上，其中該流體輸送系統(tǒng)是適以提供水、蒸汽、空氣、凈化干空氣、 濃縮清凈空氣、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(tǒng)是適以提供具有壓力為約600磅/平方英寸 (表壓)(psig)或以下的該流體。
58. 如權利要求57所述的設備，其中上述的流體輸送系統(tǒng)是適以供應臭氧、過氧化氫、和氨至少其中之一。
59. 如權利要求57所述的設備，其中上述的流體輸送系統(tǒng)是適以僅供 應水或空氣。
60. 如權利要求57所述的設備，其中上述的流體輸送系統(tǒng)是適以采用 一定期脈沖模式提供一流體。
61. 如權利要求59所述的設備，其中上述的流體輸送系統(tǒng)是適以采用 介于約3毫秒至1秒的一脈沖期間而提供一流體。
62. 如權利要求57所述的設備，其中上述的流體輸送系統(tǒng)是適以提供 具有壓力為小于約100 psig的一流體。
63. 如權利要求57所述的設備，其中上述的流體輸送系統(tǒng)是適以提供 具有壓力為約50 psig至約100 psig的一流體。
64. 如權利要求57所述的設備，其中上述的流體輸送系統(tǒng)是適以提供 具有壓力為約5 psig至約50 psig的一流體。
65. 如權利要求57所述的設備，其中上述的流體輸送系統(tǒng)是適以提供 具有壓力為約1/10 psig至約5 psig的一流體。
66. 如權利要求57所述的設備，其中上述的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. 如權利要求57所述的設備，其中上述的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。
68. 如權利要求67所述的設備，其中上述的可燃燃料包含氧氣、都市 氣體(city gas)、 LPG(液化丙烷氣)、丙烷、曱烷、氫氣、丁烷、乙醇、 13A、和天然氣至少其中之一。
69. —種用于減降一半導體制程的方法，其至少包含 提供一熱反應單元，該熱反應單元包括一具數(shù)個穿孔的外壁，該些穿孔是適以流貫一 流體；一多孔性內壁，定義出一中央反應室，該多孔性內壁是由數(shù)個堆 棧的多孔區(qū)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(tài) 廢物流至該中央反應室；一熱構件，位于該中央反應室內，適以分解該中央反應室內的該 氣態(tài)廢物流而形成多個反應產物；以及一流體輸送系統(tǒng)，以一足夠的推力而適以由該外壁的該些穿孔供 應一流體、并經(jīng)由該多孔性內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的該多孔性內壁的一內表面上，其中該外壁的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制程。
70. —種用于減降一半導體制程的方法，其至少包含 提供一熱反應單元，該熱反應單元包括一具數(shù)個穿孔的外壁，該些穿孔是適以流貫一流體； 一多孔性內壁，定義出一中央反應室，該多孔性內壁是由數(shù)個堆 棧的多孔區(qū)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(tài)廢物流至該中央反應室；一熱構件，位于該中央反應室內，用以分解該中央反應室內的該 氣態(tài)廢物流而形成多個反應產物；以及一流體輸送系統(tǒng)，以一足夠的推力而適以由該外壁的該些穿孔供 應一流體、并經(jīng)由該多孔性內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的該多孔性內壁的一內表面上，其中該流體輸送系統(tǒng)是適以提供水、蒸汽、空氣、凈化干空氣、 濃縮清凈空氣、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(tǒng)是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制程。
71. 如權利要求70所述的方法，更包含利用該流體輸送系統(tǒng)于降減時 來供應臭氧、過氧化氫、和氨至少其中之一。
72. 如權利要求70所述的方法，更包含利用該流體輸送系統(tǒng)于降減時 ^義供應水或空氣。
73. 如權利要求70所述的方法，更包含利用該流體輸送系統(tǒng)于降減時 以 一定期脈沖模式來供應 一流體。
74. 如權利要求73所述的方法，更包含利用該流體輸送系統(tǒng)以介于約 3毫秒至1秒的一脈沖期間來供應一流體。
75. 如權利要求70所述的方法，更包含利用該流體輸送系統(tǒng)以提供具 有壓力小于約100 psig的一流體。
76. 如權利要求70所述的方法，更包含利用該流體輸送系統(tǒng)以提供具 有壓力約50 psig至約100 psig的一流體。
77. 如權利要求70所述的方法，更包含利用該流體輸送系統(tǒng)以提供具 有壓力約5 psig至約50 psig的一流體。
78. 如權利要求70所述的方法，更包含利用該流體輸送系統(tǒng)以提供具 有壓力約1/10 psig至約5 psig的一流體。
79. 如權利要求70所述的方法，其中上述的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. 如權利要求70所述的方法，其中上述的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. 如權利要求70所述的方法，更包含于降減時引進氧氣、都市氣體、 LPG、丙烷、曱烷、氫氣、丁烷、乙醇、13A、和天然氣至少其中之一至 該中央反應室。
82. —種用于制造一電子組件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包含 數(shù)個處理工具；一減降系統(tǒng)，用以減降該些處理工具的多個污染物，該減降系統(tǒng)包括 凄史個入口；以及一歧管，用來耦接該些處理工具的數(shù)個污染物出口至該減降系統(tǒng)的該 些入口 。
83. 如權利要求82所述的系統(tǒng)，其中上述的減降系統(tǒng)包含一熱反應室 和一冷卻單元至少其中之一。
84. 如權利要求82所述的系統(tǒng)，其中上述的減降系統(tǒng)的該些入口包含 至少一第一入口和至少一第二入口 。
85. 如權利要求84所述的系統(tǒng)，其中上述的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. —種用于制造一電子組件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包含 一處理工具；一減降系統(tǒng)，用以減降該處理工具的多個污染物，該減降系統(tǒng)包括數(shù) 個反應室，每一個該反應室包括lt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(tǒng)的該些入d 。
87. 如權利要求86所述的系統(tǒng)，其中上述的減降系統(tǒng)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。
88. 如權利要求86所述的系統(tǒng)，其中上述的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 。
89. 如權利要求88所述的系統(tǒng)，其中上述的備用入口連接至該歧管， 用以接收來自 一未使用的反應室的多個污染物。
90. —種用于制造多個電子組件的系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少包含 數(shù)個處理工具；一減降系統(tǒng)，用以減降該些處理工具的多個污染物，該減降系統(tǒng)包括 數(shù)個反應室，每一個該反應室包括數(shù)個入口 ；以及一歧管，選擇性耦接該些處理工具的數(shù)個污染物出口至該減降系統(tǒng)的該些反應室的該些入口 。
91. 如權利要求90所述的系統(tǒng)，其中上述的減降系統(tǒng)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. 如權利要求90所述的系統(tǒng)，其中上述的歧管是適以分散該些處理 工具的該些污染物至該減降系統(tǒng)的該些反應室中。
93. 如權利要求92所述的系統(tǒng)，其中上述的歧管更適以分配該些污染 物至該減降系統(tǒng)的該些反應室中。
94. 如權利要求92所述的系統(tǒng)，其中上述的歧管更依據(jù)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(tǒng)的該些反應室。
95. 如權利要求92所述的系統(tǒng)，其中上述的歧管更適以接收一關于各 個該些反應室的狀態(tài)信息，并根據(jù)該狀態(tài)信息來引導該些污染物至該減降 系統(tǒng)的該些反應室。
96. 如權利要求95所述的系統(tǒng)，其中上述的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. 如權利要求96所述的系統(tǒng)，其中由該反應室的一子集合(subset)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(不含該未能使用的反應室)，且該整體污染物輸出負載量不 超過該反應室的該子集合的該組合降減容量。
98. 如權利要求90所述的系統(tǒng)，其中上述的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. 如權利要求98所述的系統(tǒng)，其中上述的備用入口連接至該歧管， 用以接收由 一 未能使用的反應室而重新導引的多個污染物。
100. 如權利要求90所述的系統(tǒng)，其中上述的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數(shù)個入口 ，通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，該歧管是適 以引導該些污染物至該備用反應室。
101. 如權利要求90所述的系統(tǒng)，其中上述的減降系統(tǒng)是適以分解與 轉化 一 氣態(tài)廢物流的多個氣態(tài)污染物。
102. 如權利要求101所述的系統(tǒng)，其中上述的減降系統(tǒng)的該些反應室 包含一上熱反應室和一下反應室。
103. 如權利要求102所述的系統(tǒng)，其中上述的上熱反應室包含 一外壁；一多孔性內壁，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室； 一熱裝置，用來分解與轉化該氣態(tài)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(tài)廢物流進入該上熱反應室。
104. 如權利要求103所述的系統(tǒng)，其中上述的多孔性內壁定義出 一環(huán)形內部空間。
105. 如權利要求103所述的系統(tǒng)，其中上述的下反應室包含 一氣流室，是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. 如權利要求105所述的系統(tǒng)，其中上述的廢氣入口包含一導管， 該導管終止于該中央分解轉化室內。
107. 如權利要求106所述的系統(tǒng)，其中上述終止于該中央分解轉化室 內的該導管的一部份是位于一突出該導管的一末端之外的管狀物中，以定 義出該管狀物內供燃燒的一反應室。
108. 如權利要求107所述的系統(tǒng)，其中上述的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. —種用于減降一半導體制程的設備，其至少包含 數(shù)個反應室，每一反應室包括數(shù)個廢物流入口 ；以及一歧管，選擇性地耦接數(shù)個處理工具的數(shù)個污染物出口至該些反應室 的該些廢物流入口 。
110. —種用于減降一半導體制程的設備，其至少包含 一熱反應單元，包含一多孔性內壁，定義出一中央反應室，該多孔性內壁是由數(shù)個堆 棧的陶瓷區(qū)段構成，且至少 一堆棧的該些陶瓷區(qū)段是適以提供檢測該 中央反應室的 一 內容物的 一特性；至少一廢氣入口，與該中央反應室為流體連通，適以引進一氣態(tài)廢物流至該中央反應室；一熱構件，位于該中央反應室內，適以分解該中央反應室內的該氣態(tài)廢物流而形成多個反應產物；以及一流體輸送系統(tǒng)，以 一足夠的壓力而適以由該多孔性內壁供應一 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的該多 孑L性內壁的一內表面上。
111. 如權利要求110所述的設備，其中上述的一或多個堆棧的該些陶 瓷區(qū)段是適以協(xié)助使用 一或多個傳感器。
112. 如權利要求111所述的設備，其中上述的一或多個堆棧的該些陶 瓷區(qū)段包含一孔洞，以提供一空間給一或多個該些傳感器。
113. 如權利要求112所述的設備，其中上述的孔洞設置在一堆棧的陶 資區(qū)段中，并適以以容納一溫度傳感器。
114. 如權利要求113所述的設備，其中上述的溫度傳感器耦接至一控 制器，以至少部分地根據(jù)該溫度傳感器的 一輸出而適以控制該熱反應單元。
115. 如權利要求110所述的設備，其中上述的一或多個堆棧的該些陶 資區(qū)段包含一穿孔，以提供一空間給一或多個該些傳感器。
116. 如權利要求115所述的設備，其中上述的穿孔為設置而適以容納 一NOX傳感器、 一壓力傳感器、 一溫度傳感器、 一流量傳感器、和一輻射 傳感器至少其中之一。
117. 如權利要求116所述的設備，其中上述的傳感器耦接至一控制 器，以至少部分地根據(jù)該傳感器的一輸出而適以控制該熱反應單元。
118. 如權利要求117所述的設備，其中上述的控制器依據(jù)該傳感器產生的一反饋信息而適以調整關于該熱反應單元的多個制程參數(shù)。
119. 如權利要求118所述的設備，其中上述的制程參數(shù)包含一流速、 一溫度、和一氣體濃度至少其中之一。
120. 如權利要求111所述的設備，其中上述的一或多個堆棧的該些陶 瓷區(qū)段包含一接口 ，該接口是適以通過該接口取樣該熱反應單元。
121. 如權利要求120所述的設備，其中上述的接口是適以供該熱反應 單元中的一氣體經(jīng)由該陶資區(qū)段流出并加以收集。
122. —種用于減降一半導體制程的設備，其至少包含 一熱反應單元，包含一多孔性內壁，定義出一中央反應室，該多孔性內壁是由數(shù)個堆 棧的陶瓷區(qū)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(tài) 廢物流至該中央反應室，并引導該氣態(tài)廢物流遠離該反應室的該多孔 性內壁；一熱構件，位于該中央反應室內，適以分解該中央反應室內的該 氣態(tài)廢物流而形成多個反應產物；以及一流體輸送系統(tǒng)，以一足夠的壓力而適以由該多孔性內壁供應一 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的該 多孔性內壁的一內表面上。
123. 如權利要求122所述的設備，其中上述的廢氣入口是朝向該中央 反應室的一中心而呈一角度。
124. 如權利要求122所述的設備，其中上述的廢氣入口是朝向該中央 反應室的一 中央反應區(qū)而呈一角度。
125. 如權利要求122所述的設備，其中上述的廢氣入口是設置而可產 生一紊流燃燒區(qū)(turbulent combustion zone)于該中央反應室內。
126. 如權利要求122所述的設備，其中上述的廢氣入口是設置而可產 生一渦流燃燒區(qū)(swirling combustion zone)于該中央反應室內。
127. 如權利要求122所述的設備，其中上述的廢氣入口是從一垂直面 而朝向該中央反應室的一中心呈一角度，且該角度為約2度至約45度。
128. 如權利要求122所述的設備，其中上述的廢氣入口是設置而可產 生一廢氣螺旋狀凝渦于該中央反應室內。
129. 如權利要求122所述的設備，其中上述的廢氣入口是設置而可使 該氣態(tài)廢物流停留在該中央反應室內的時間最大化。
130. 如權利要求122所述的設備，其中上述的廢氣入口的一設置角度 是可調整的。
131. 如權利要求130所述的設備，其中上述的廢氣入口的該設置角度 是依據(jù)該氣態(tài)廢物流在該中央反應室內的一期望停留時間來調整。
132. 如權利要求130所述的設備，其中上述的廢氣入口的該設置角度 是依據(jù)該氣態(tài)廢物流的一組成來調整。
133.如權利要求130所述的設備，其中上述的廢氣入口的該設置角度 是依據(jù)該中央反應室的 一溫度來調整。
全文摘要
本發(fā)明的部分實施例是提出一種用于自氣流移除污染物的設備。設備包括一由數(shù)個堆棧的多孔陶瓷環(huán)所構成的熱反應單元。第一多孔陶瓷環(huán)具有第一熱膨脹系數(shù)(CTE)，而第二多孔陶瓷環(huán)具有第二熱膨脹系數(shù)。本發(fā)明尚提出其它實施例。
文檔編號F01N3/10GK101300411SQ200680040733
公開日2008年11月5日 申請日期2006年10月30日 優(yōu)先權日2005年10月31日
發(fā)明者D·O·克拉克, R·M·福美倫, S·W·克羅弗德, S·羅克斯 申請人:應用材料股份有限公司