CN101300411B - 制程减降反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明的部分实施例是提出一种用于自气流移除污染物的设备。设备包括一由数个堆栈的多孔陶瓷环所构成的热反应单元。第一多孔陶瓷环具有第一热膨胀系数(CTE)，而第二多孔陶瓷环具有第二热膨胀系数。本发明尚提出其它实施例。

Description

制程减降反应器
技术领域
本发明是关于一种针对工业放流物(例如半导体制程所产生的排放气体)减降(abatement)的系统及方法，以减少反应物沉积在减降系统中。
背景技术
制造半导体材料、组件、产品与存储商品所产生的气态流出物包含制造设备所使用的多种化学化合物。这些化合物包括无机及有机化合物、光阻的分解物和其它试剂、及在将废气由制造设备排放到大气前，必须移除的气体等。
半导体制程使用许多易对人类造成毒害的化学品，例如锑、砷、硼、锗、氮、磷、硅、硒的气态混成物、硅烷、与膦、氩、氢混合的硅烷、有机硅烷、卤化硅烷、卤素、有机金属、及其它有机化合物等。
卤素(例如氟(F2))与其它氟化化合物为多种需要减降的化合物中特别具有问题的。电子业者于晶圆制造工具中采用全氟化物(PFC)来移除沉积步骤的残留物、及蚀刻薄膜。PFC被认为是全球暖化的主因，故电子业者正致力于减少排放这类气体。PFC常见的例子包括，但不以此为限，四氟化碳(CF4)、六氟化乙烷(C2F6)、六氟化硫(SF6)、八氟丙烷(C3F8)、全氟环丁烷(C4F8)、八氟四氢呋喃(C4F8O)、及三氟化氮(NF3)。实际上，PFC会在电浆中解离而生成高反应性的氟化离子与氟自由基，以进行清洗及/或蚀刻。这些处理制程的流出物大部分包括氟、四氟化硅(SiF4)、氟化氢(HF)、氟化碳酰(COF2)、四氟化碳(CF4)、和六氟化乙烷(C2F6)。
因此需要可以减降此类流出物的方法与设备。
发明内容
在一些实施例中，提出一种用于减降半导体制程的热反应器。热反应器包括一热反应单元，具有(a)一多孔性内壁，定义出一中央反应室，且多孔性内壁是由数个堆栈的多孔性区段构成；(b)至少一废气入口，与中央反应室为流体连通，适以引进气态废物流至中央反应室；(c)一热构件，位于中央反应室内，适以分解中央反应室内的气态废物流而形成反应产物；以及(d)一流体输送系统，以足够的力量而适以经由多孔性内壁供应流体至中央反应室，以减少反应产物沉积在中央反应室的多孔性内壁的内表面上。至少一多孔性区段包括一或多个(i)在多孔性区段内变化的性质；以及(ii)不同于多孔性内壁的其它多孔性区段的性质。
在一些实施例中，提出一种用于减降系统的替换零件。替换零件包括一可堆栈且可置换的多孔性反应室区段，具有数个特征结构使多孔性反应室区段与其它多孔性反应室区段相互堆栈，以形成一多孔壁，其定义出中央反应室，用以分解半导体制程的气态废物。多孔性反应室区段具有充足的多孔性，当中央反应室进行分解制程时，多孔性反应室区段外的流体可流经多孔性反应室区段而流入中央反应室，进而减少反应产物朝向多孔性反应室区段的内表面移动。多孔性反应室区段的形状是选自由圆形、椭圆形、三角形、正方形、长方形、多边形、五边形、六边形和八边形所组成的群组。再者，多孔性反应室区段包括一或多个(a)在多孔性反应室区段内变化的性质；以及(b)不同于多孔壁的其它多孔性反应室区段的性质。
在一些实施例中，提出一种用于自气流移除污染物的设备。设备包括一由数个堆栈的多孔陶瓷环所构成的热反应单元。第一多孔陶瓷环具有第一热膨胀系数(coefficient of thermal expansion，CTE)，而第二多孔陶瓷环具有第二热膨胀系数。
在一些实施例中，提出一种用于自气流移除污染物的设备。设备包括一由数个堆栈的多孔陶瓷环所构成的热反应单元。第一多孔陶瓷环具有第一纯度，而第二多孔陶瓷环具有第二纯度。
在一些实施例中，提出一种用于自气流移除污染物的设备。设备包括一由数个堆栈的多孔陶瓷环所构成的热反应单元。第一多孔陶瓷环具有第一掺质(dopant)浓度，而第二多孔陶瓷环具有第二掺质浓度。
在一些实施例中，提出一种用于减降半导体制程的设备。设备包括一热反应单元，具有(a)一具多个穿孔的外壁，且该些穿孔是适以流贯流体；(b)一多孔性内壁，定义出一中央反应室，且多孔性内壁是由数个堆栈的多孔性区段构成；(c)至少一废气入口，与中央反应室为流体连通，适以引进气态废物流至中央反应室；(d)一热构件，位于中央反应室内，适以分解中央反应室内的气态废物流而形成反应产物；以及(e)一流体输送系统，以足够的力量而适以由外壁的穿孔供应流体、并经由多孔性内壁流至中央反应室，以减少反应产物沉积在中央反应室的多孔性内壁的内表面上。外壁的穿孔提供横跨热反应单元的压降，且该压降介于约0.1磅/平方英寸(psi)至5psi。
在一些实施例中，提出一种用于减降半导体制程的设备。设备包括一热反应单元，具有(a)一具多个穿孔的外壁，该些穿孔是适以流贯流体；(b)一多孔性内壁，定义出一中央反应室，且多孔性内壁是由数个堆栈的多孔性区段构成；(c)至少一废气入口，与中央反应室为流体连通，适以引进气态废物流至中央反应室；(d)一热构件，位于中央反应室内，适以分解中央反应室内的气态废物流而形成反应产物；以及(e)一流体输送系统，以足够的力量由外壁的穿孔供应流体、并经由多孔性内壁流至中央反应室，以减少反应产物沉积在中央反应室的多孔性内壁的内表面上。流体输送系统是是适以提供水、蒸汽、空气、净化干空气、浓缩清净空气(cleanenriched air)、富氧空气、贫氧空气、惰性气体、试剂、氧化剂、和稀薄空气(depleted air)至少其中之一。流体输送系统亦适以供应具有压力为约600磅/平方英寸(表压)(psig)以下的流体。
在一些实施例中，提出一种用于减降半导体制程的方法。方法包括提供一热反应单元，其具有(a)一具多个穿孔的外壁，该些穿孔是适以流贯流体；(b)一多孔性内壁，定义出一中央反应室，且多孔性内壁是由数个堆栈的多孔性区段构成；(c)至少一废气入口，与中央反应室为流体连通，适以引进气态废物流至中央反应室；(d)一热构件，位于中央反应室内，适以分解中央反应室内的气态废物流而形成反应产物；以及(e)一流体输送系统，以足够的力量由外壁的穿孔供应流体、并经由多孔性内壁流至中央反应室，以减少反应产物沉积在中央反应室的多孔性内壁的内表面上。外壁的穿孔提供横跨热反应单元的压降，且该压降为约0.1psi至5psi。此方法还包括利用热反应单元来减降半导体组件制程。
在一些实施例中，提出一种用于减降半导体制程的方法。方法包括提供一热反应单元，具有(a)一具多个穿孔的外壁，该些穿孔是适以流贯流体；(b)一多孔性内壁，定义出一中央反应室，且多孔性内壁是由数个堆栈的多孔性区段构成；(c)至少一废气入口，与中央反应室为流体连通，适以引进气态废物流至中央反应室；(d)一热构件，位于中央反应室内，适以分解中央反应室内的气态废物流而形成反应产物；以及(e)一流体输送系统，以足够的力量由外壁的穿孔供应流体、并经由多孔性内壁流至中央反应室，以减少反应产物沉积在中央反应室的多孔性内壁的内表面上。流体输送系统是适以提供提供水、蒸汽、空气、净化干空气、浓缩清净空气、富氧空气、贫氧空气、惰性气体、试剂、氧化剂、和稀薄空气至少其中之一。流体输送系统亦适以提供压力为约600psig以下的流体。此方法还包括利用热反应单元来减降半导体组件制程。
在一些实施例中，提出一种用于制造电子组件的系统。系统包括(a)数个处理工具；(b)一减降系统，用以减降处理工具的污染物，并具有数个入口；以及(c)一歧管，用来耦接处理工具的污染物出口至减降系统的入口。
在一些实施例中，提出一种用于制造电子组件的系统。系统包括(a)一处理工具；(b)一减降系统，用以减降处理工具的污染物，且包括数个反应室，每一反应室包括数个入口；以及(c)一歧管，用来耦接处理工具的污染物出口至减降系统的入口。
在一些实施例中，提出一种用于制造电子组件的系统。系统包括(a)数个处理工具；以及(b)一减降系统，用以减降处理工具的污染物。减降系统包括数个反应室，每一反应室包括数个入口。此系统还包括一歧管，其选择性耦接处理工具的污染物出口至减降系统的反应室的入口。
在一些实施例中，提出一种用于减降半导体制程的设备。设备包括(a)数个反应室，每一反应室包括数个废物流入口；以及(b)一歧管，是选择性耦接处理工具的污染物出口至反应室的废物流入口。
在一些实施例中，提出一种用于减降半导体制程的设备。设备包括一热反应单元，具有(a)一多孔性内壁，定义出一中央反应室，且多孔性内壁是由数个堆栈的陶瓷区段构成；(b)至少一废气入口，与中央反应室为流体连通，适以引进气态废物流至中央反应室；(c)一热构件，位于中央反应室内，适以分解中央反应室内的气态废物流而形成反应产物；以及(d)一流体输送系统，以足够的压力而适以由多孔性内壁供应流体至中央反应室，以减少反应产物沉积在中央反应室的多孔性内壁的内表面上。至少一堆栈的陶瓷区段可适以提供检测中央反应室的内容物的特性。
在一些实施例中，提出一种用于减降半导体制程的设备。设备包括一热反应单元，具有(a)一多孔性内壁，定义出一中央反应室，且多孔性内壁是由数个堆栈的陶瓷区段构成；(b)至少一废气入口，与中央反应室为流体连通，适以引进气态废物流至中央反应室，并引导气态废物流远离反应室的多孔性内壁；(c)一热构件，位于中央反应室内，适以分解中央反应室内的气态废物流而形成反应产物；以及(d)一流体输送系统，以足够的压力由多孔性内壁供应流体至中央反应室，以减少反应产物沉积在中央反应室的多孔性内壁的内表面上。
本发明的其它特征与实施态样在配合下述说明、权利要求及所附图式后，将变得更清楚易懂。
附图说明
第1图为根据本发明的热反应单元、入口转接器与下冷却室的截面图。
第2图为第1图中入口转接器的内盘的上视图。
第3图为第1图中入口转接器的局部截面图。
第4图绘示第1图的中央喷嘴。
第5图为第1图中入口转接器和热反应单元的截面图。
第6A图为第1图中热反应单元的陶瓷环的上视图。
第6B图为第6A图的陶瓷环的局部截面图。
第6C图绘示彼此堆栈的陶瓷环的局部截面图，其定义出第1图的热反应室。
第7图绘示多孔性金属壳的部分，其可用于第1图的反应室。
第8图绘示第1图中热反应单元的一实施例的外表。
第9图为连接第1图的反应单元的入口转接器/热反应单元接合处的一实施例的局部截面图。
第10图为护罩的一实施例的局部截面图，其可置于第1图的热反应单元与下冷却室之间。
第11A图为热反应单元的局部截面图，其中热反应室是由数个堆栈的多孔陶瓷区段构成。
第11B图绘示第11A图的热反应室的实施例，其中各陶瓷区段是由二陶瓷次区段构成。
第12图为由数个陶瓷区段所定义出热反应室的一实施例的示意图。
第13图为热反应单元的一实施例的上视图，其中入口是与反应室呈一角度。
主要组件符号说明
10 入口转接器                11、14、17 入口
12 内盘                      15、16 喷嘴
18 上盘                      20 泡沫材料
22 防护盘                    24 歧管
25 凿孔                      26 接口
28 固定装置                  30 反应单元
32 反应室                    36 陶瓷环
36a-36h 区段                   38、40 区段
42 衬垫/密封垫                 60 外壳
62 空间                        64 接口
110 金属壳                     112 区段
114 翼肋                       150 冷却室/下反应室
152 入口                       154 喷水装置
156 水帘                       198 陶瓷环
202 护罩                       204 狭缝
206 入口                       1102a、1102b 次区段
1104a、1104b 迭接              1200 反应室
1202a-1202f 区段               1204a-1204f 接口
1206a-1206f 传感器             1208 控制器
1300 内壁                      1302 反应区
具体实施方式
本发明是有关于提供可控制热反应器的流出气体分解的方法及系统，且可减少沉积产物累积在系统内。本发明更是有关热反应器的改良设计，可减低热反应单元在高温分解流出气体的过程中发生破裂。
待减降的废气例如包括半导体制程所生成的物质及/或半导体制程中未经化学变化的物质。在此所称的「半导体制程」泛指制造半导体产品、平面显示器及/或液晶显示器(LCD)产品的任一处理和单元操作程序、以及所有涉及半导体、平面显示器及/或LCD制造设备所使用或产生的材料的处理程序、以及所有关于半导体、平面显示器及/或LCD制造设备，但未涉及主动制造的操作程序(例如调理制程设备、预先净化化学剂输送管线、蚀刻清洗处理工具反应室、减降半导体、平面显示器及/或LCD制造设备的流出物的有毒气体等)。
美国专利申请号10/987,921、申请日为公元2004年11月12日的申请案(其一并附上供作参考，且以下称为’921申请案)揭露一种改良的热反应系统，具有一热反应单元30和一下冷却室150，如第1图所示。热反应单元30包括热反应室32及入口转接器10，入口转接器10包括上盘18、至少一废气入口14、至少一燃料入口17、或至少一氧化剂入口11、燃烧炉喷嘴15、中央喷嘴16、以及内盘12，其位于热反应室32上或内(参见第3图与热反应器分开的入口转接器的示意图)。入口转接器包括燃料与氧化剂气体入口，用来提供富含燃料的混合气体至系统以分裂污染物。使用氧化剂时，燃料与氧化剂可在引入热反应室前先行混合。燃料的例子包括，但不以此为限，氢气、甲烷、天然气、丙烷、液化丙烷气(LPG)、都市气体(city gas)，且较佳为天然气。氧化剂的例子包括，但不以此为限，氧气、臭氧、空气、净化干空气(clean dry air，CDA)、及富氧空气。待减降的废气包含一气体种类，且该气体种类是选自由四氟化碳(CF4)、六氟化乙烷(C2F6)、六氟化硫(SF6)、八氟丙烷(C3F8)、C4H8、C4H8O、四氟化硅(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)、硅烷(SiH4)、氢化硒(SeH2)、氟(F2)、氯(Cl2)、氯化氢(HCl)、氟化氢(HF)、溴化氢(HBr)、氟化钨(WF6)、氢(H2)、三甲基铝(Al(CH3)3)、一级与二级胺、有机硅烷、有机金属、和卤化硅烷所组成的群组。
习知入口转接器采用有限多孔性的陶瓷盘为入口转接器的内盘。有限多孔性的内盘的缺点之一在于，聚积在其表面的微粒会阻塞入口，最终导致火焰侦测错误。’921申请案的部分实施例则使用网状陶瓷泡沫材料来做为内盘12，以克服上述缺点。第2图为内盘12的上视图，其绘示内盘入口14、燃烧炉喷嘴15、中央喷嘴16、和网状陶瓷泡沫材料20。网状陶瓷泡沫材料20具有数个穿孔。如此，流体经由内盘穿孔而流至热反应室32，则可减少微粒沉积在内盘12的表面及热反应单元30邻近内盘12的壁上。流体可为任一适当压缩的气体，只要其流过材料时仍能减少内盘上的沉积物，并且不会影响热反应室的减降处理效果。流经内盘12的穿孔的气体包括空气、CDA、富氧空气、氧气、臭氧、和惰性气体(如氩气与氮气)等，且应不含燃料。另外，流体引入方式可为连续模式或脉冲模式。
网状陶瓷泡沫材料的内盘某种程度上有助于防止微粒形成在内盘上，是因其暴露的平面较少，是以可沉积微粒的表面较少。加上内盘的网状结构提供了较小的接触点供微粒生长，而微粒达临界质量时将离开内盘，且流过内盘穿孔的空气会形成”边界层”来避免微粒移动至可沉积的表面。
陶瓷泡沫物体为开放的蜂巢结构，其具有数个被网状陶瓷结构围绕的内连接孔洞。陶瓷泡沫物体具有极佳的物性，例如高强度、低热质量(thermal mass)、高热冲击阻抗、及良好的高温抗腐蚀性。孔洞可均匀分布于整个材料，且具有使流体轻易流过材料的孔洞大小。陶瓷泡沫物体不应与流出物的PFC反应生成高挥发性的卤素物质。陶瓷泡沫物体可包括氧化铝材料、氧化镁、耐火的金属氧化物(如氧化锆)、碳化硅、和氮化硅，且较佳为高纯度的氧化铝材料，如尖晶石、掺杂氧化钇的氧化铝材料。更佳地，陶瓷泡沫物体是由掺杂氧化钇的氧化铝材料与稳定的氧化钇-氧化锆-氧化铝(YZA)所组成。陶瓷泡沫物体的制备为此领域的技艺者所熟知。
为进一步减少微粒形成在内盘12上，可加设一流体入口通道至入口转接器10的中央喷嘴16(参见第1、3与5图中入口转接器的中央喷嘴的配置)。中央喷嘴16的一实施例绘示于第4图，此中央喷嘴16包括引导注入歧管24、引导接口26、引焰防护盘22、及固定装置28(例如螺锁至入口转接器上的互补螺纹)，而使中央喷嘴与入口转接器以防漏的方式而相互密封啮合。中央喷嘴16的引焰是用来点燃入口转接器的燃烧炉喷嘴15。凿孔25穿过中央喷嘴16的中心，高速流体流(stream)可由此注入到热反应室32(参见第5图)。高速流体被认为可改变空气动力而将热反应室中的气态及/或粒状物质拉往反应室中间，进而防止微粒靠近上盘及邻近上盘的反应室壁。高速流体可为任一气体，只要其能减少热反应单元的内壁上的沉积物，并且不会影响热反应室的减降处理效果。再者，流体引入方式可为连续模式或脉冲模式，且较佳为连续模式。气体的例子包括空气、CDA、富氧空气、氧气、臭氧、和惰性气体(如氩气与氮气)等。较佳地，气体为CDA且富含有氧气。在另一实施例中，高速流体先加热后才引入热反应室。
在又一实施例中，热反应单元包括一定义出热反应室32的多孔陶瓷圆柱。高速空气可引导而通过热反应单元30的孔洞，用以至少部分减少热反应单元的内壁上的微粒。如第6C图所示，陶瓷圆柱可包括至少二彼此堆栈的陶瓷环。更佳地，陶瓷圆柱包括约至少2至20个彼此堆栈的陶瓷环。在此的「环」不局限于圆形环，其形状可为多边形或椭圆形。较佳地，环一般为管状。
第6C图为陶瓷圆柱的局部截面图，其绘示堆栈的陶瓷环36各具互补的搭迭式接合(ship-lap joint)设计，且定义出热反应室32。最上面的陶瓷环40容纳入口转接器。须注意的是，接合设计不限于迭接(lap joint)，其亦可为斜接(beveled joint)、对接(butt joint)及榫槽接(tongue andgroove joint)。若堆栈的陶瓷环为对接接合，则可将衬垫或密封装置(例如
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或其它高温材料)放置在堆栈的陶瓷环间。较佳地，堆栈的陶瓷环间的接点为彼此重迭(如搭迭式接合)，以避免红外线散出热反应室。
每一陶瓷环可为周围连续的陶瓷环、或可为由至少二相接的区段构成的陶瓷环。第6A图绘示后者，其中陶瓷环36包括一第一拱形区段38与一第二拱形区段40；第一与第二拱形区段38、40结合在一起即形成定义出部分热反应室32的环。陶瓷环的组成较佳为与前述陶瓷泡沫物体的组成相同，例如YZA。
由堆栈的陶瓷环来定义热反应室的优点包括可减少反应室的陶瓷环因热冲击(thermal shock)而破裂，故可降低设备成本。例如，当一陶瓷环破裂时，只需快速更换坏掉的陶瓷环，而热反应器可立即返回在线运作。
陶瓷环也可彼此支托而构成热反应单元30，藉此高速空气可引导通过热反应单元的陶瓷环的孔洞，以至少部分减少热反应单元的内壁上的微粒。最后，多孔性金属壳可用来包装热反应单元中堆栈的陶瓷环，并控制轴向引导的空气流经热反应单元的多孔性内壁。第7图绘示多孔性金属壳110的一实施例，其中金属壳110与堆栈的陶瓷环的外形大致相同，如圆柱状或多边柱状。金属壳110包括至少二可连接区段112，其彼此接合而组成陶瓷圆柱形式。可连接区段112包括翼肋114(例如可夹钳的延伸部)，以于连接时施压至陶瓷环上，使陶瓷环彼此支托。
金属壳110具有一多孔图案，藉以引导更多的空气流向热反应单元顶部(如：接近入口转接器10的部分)，而非热反应单元底部(如：下反应室)(参见第7及8图)。在另一实施例中，多孔图案同样遍布金属壳。在此所称的「穿孔」可为任一贯穿金属壳且不破坏金属壳完整性与强度的开口，并可确保控制轴向引导的空气流过多孔性内壁。例如，穿孔可为圆形、多边形或椭圆形的孔洞，或者，穿孔可为具有各种长宽的狭缝。在一实施例中，穿孔为直径1/16的孔洞，且朝向热反应单元顶部的多孔图案每平方英寸有1个孔洞，而朝向热反应单元底部的多孔图案每平方英寸有0.5个孔洞(换言之，每4平方英寸有2个孔洞)。较佳地，穿孔面积约占金属壳面积的0.1％至1％。金属壳的材质为抗腐蚀金属，其包括，但不以此为限，不锈钢、奥氏体(austenitic)镍铬铁合金(如600、601、617、625、625 LCF、706、718、718 SPF、X-750、MA 754、783、792和HX)、以及其它镍是(nickel-based)合金(如Hastelloy B、B2、C、C22、C276、C2000、G、G2、G3和G30)。
参照第8图，陶瓷环36是彼此堆栈，至少一层纤维毯裹在堆栈的陶瓷环外，接着金属壳110的区段112为设置围绕纤维毯并藉由连接翼肋114而相互紧密结合。纤维毯可为任一具低导热性、高耐温性且可处理具有不同热膨胀系数的金属壳与陶瓷环的纤维无机材料。纤维毯的材料例子包括，但不以此为限，尖晶石纤维、玻璃线、和其它含硅酸铝的材料。在另一实施例中，纤维毯可为软性陶瓷套管。
实际上，流体为轴向且可控制地流经金属壳的穿孔、纤维毯与圆柱的网状陶瓷环。流体从热反应单元外部流至热反应单元内部的压降为约0.05psi至约0.30psi，较佳为约0.1psi至约0.2psi。流体引入方式可为连续模式或脉冲模式，且较佳为连续模式，以减少流体在热反应室内循环。拉长停留在热反应室的时间(气体再循环)易形成较大的微粒，并提高沉积在反应器的机会。流体可为任一气体，只要其能减少陶瓷环的内壁上的沉积物，并且不会影响热反应室的减降处理效果。气体的例子包括空气、CDA、富氧空气、氧气、臭氧、和惰性气体(如氩气与氮气)等。
为将流体引进热反应单元壁而流过热反应室32，整个热反应单元30为包围在不锈钢外壳60中(参见第1图)，藉以在外壳60内壁与热反应单元30外壁之间产生环状空间62。流体可由外壳60上的接口64引入热反应单元壁。
参照第1图，入口转接器10的内盘12位于热反应单元30的热反应室32上或内。为确保热反应单元中的气体不会漏出入口转接器接触热反应单元的区域，衬垫或密封垫42较佳为置于上陶瓷环区段40与上盘18之间(参见第9图)。衬垫或密封垫42可为
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或其它高温材料，用以避免空气由上盘/热反应单元接口而外漏，即维持陶瓷环后方用于气体分布的背压。
热反应室下游处为一水冷却装置，其是设于下冷却室150中，用以撷取来自热反应室的微粒。水冷却装置可包括一水帘，此揭露于同时另案待审的美国专利申请号10/249,703、发明人Glenn Tom等人提出的名称为「避免固体沉积在其内壁的具水帘的气体处理系统(Gas ProcessingSystem Comoprising a Water Curtain for Preventing Solids Depositionon Interior Walls Thereof)」的申请案，其一并附上供作参考。参照第1图，水帘的水由入口152引入后而形成水帘156，在此，水帘156吸收热反应单元30中的燃烧热与分解热，故可减少微粒产生在下冷却室150的室壁上，其可吸收分解与燃烧反应的水溶性气态产物，例如二氧化碳、氟化氢等。
为避免最底部的陶瓷环变湿，可放置一护罩202于最底部的陶瓷环198与下冷却室150的水帘之间(参见第10图)。较佳地，护罩202为L型，且假定最底部的陶瓷环为例如圆形环的立体型式，如此水即不会接触最底部的陶瓷环。护罩的材质可为任一防水、抗腐蚀且热稳定的材料，其包括，但不以此为限，不锈钢、奥氏体(austenitic)镍铬铁合金(如
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600、601、617、625、625 LCF、706、718、718 SPF、X-750、MA 754、783、792和HX)、以及其它镍是(nickel-based)合金(如Hastelloy B、B2、C、C22、C276、C2000、G、G2、G3和G30)。
实际上，流出气体从入口转接器10的至少一入口进入热反应室32，燃料/氧化剂混合物则从至少一燃烧炉喷嘴15进入热反应室32。中央喷嘴16的引焰是用来点燃入口转接器的燃烧炉喷嘴15，并使热反应单元的温度介于约500℃至约2000℃之间。高温有助于分解热反应室内的流出气体。部分流出气体还可在存有燃料/氧化剂混合物的情况下进行燃烧/氧化。热反应室内的压力为约0.5大气压(atm)至约5atm，较佳为略次大气压，例如约0.98atm至约0.99atm。
经分解/燃烧后，流出气体流至下反应室150，其中水帘156可用来冷却下反应室的室壁并防止微粒沉积在室壁上。可预期的是，部分微粒与水溶性气体可利用水帘156而自气流中移除。在水帘的更下游处，可于下方冷却室150中设置一喷水装置154，用以冷却气流及移除微粒与水溶性气体。冷却气流可使喷水装置下游处使用更低温的材料，因此可降低材料成本。流过下冷却室的气体可排放到大气，或者可引导到额外的处理单元，其包括，但不以此为限，液体/液体洗涤器、物理及/或化学吸收器、煤捕捉器(coal trap)、静电沉淀器和气旋(cyclone)。流过热反应单元与下冷却室后，流出气体的浓度较佳为低于侦测极限，例如低于1ppm。
在另一实施例中，”空气刀(air knife)”为设在热反应单元中。参照第10图，流体可间歇地注入空气刀入口206，入口206位于最底部的陶瓷环198与下冷却室150的水冷却装置之间。空气刀入口206可加设至护罩202；如上述，护罩202是避免水弄湿最底部的陶瓷环198。空气刀流体可为任一气体，只要其能减少热反应单元的内壁上的沉积物，并且不会影响热反应单元的分解处理效果。气体的例子包括空气、CDA、富氧空气、氧气、臭氧、和惰性气体(如氩气与氮气)等。操作时，气体为间歇地注入至空气刀入口206，且从很窄的狭缝204离开，其中狭缝204平行于热反应室32的内壁。因此，气体沿着室壁向上移动(第10图的箭头方向)，并推进内壁表面上的沉积微粒。
改良的反应器设计
根据本发明，提出第1图的热反应单元30的改良部分。例如，第11A图为热反应室32的局部截面图，其中热反应室32是由数个堆栈的多孔陶瓷区段36a-36h构成。虽然第11A图绘示8个堆栈的多孔陶瓷区段，但选用少于或多于8个堆栈的多孔陶瓷区段也是可以理解的。例如，一特定实施例是使用11个堆栈的多孔陶瓷区段。部分实施例则使用少于或多于11个堆栈的多孔陶瓷区段。陶瓷区段36a-36h的形状可为圆形、椭圆形、三角形、正方形、长方形、多边形、五边形、六边形、八边形或其它形状。陶瓷区段包括可堆栈的垫圈、锯齿状物、环、或其它适当的形状及/或结构。环可为任一形状，如上述的圆形、椭圆形、多边形等。
在一或多个实施例中，至少一多孔性区段可包括非刚性材料。例如，一多孔性区段可包括掺杂氧化钇的铝纤维。在其它实施例中，至少一多孔性区段可包括陶瓷、烧结陶瓷、烧结金属、多孔性金属材料、掺杂的铝纤维、玻璃、及/或多孔性高分子材料。
在一特定实施例中，至少一多孔性区段可包括氧化镁铝(MgAl2O4)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)、及/或氧化镁(MgO)。掺杂的陶瓷亦可使用，例如掺杂有氧化钇、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镏(Lu)、及/或其它适合掺质的陶瓷。
第11B图绘示第11A图的热反应室32的实施例，其中各陶瓷区段36a-36h是由二陶瓷次区段1102a、1102b构成。第一陶瓷次区段1102a的大小恰好可放在第二陶瓷次区段1102b内，并连接第二陶瓷次区段1102b而形成迭接1104a、1104b。如图所示，迭接1104a、1104b可用来结合陶瓷区段36a-36h。黏着法或其它连接技术可用来结合陶瓷次区段1102a、1102b。选用此种结合的陶瓷区段可减少制造成本。
在至少一实施例中，热反应室32可具有渐变及/或等比变化的热膨胀系数(CTE)。例如，最接近反应室32入口的陶瓷区段(第11A图中反应单元的顶端)的CTE小于远离入口的陶瓷区段的CTE。在一特定实施例中，第一陶瓷区段36a(最接近入口)具有最小的CTE，而第8个陶瓷区段36h(最远离入口)具有最大的CTE。在一些实施例中，其它陶瓷区段36b-36g的CTE为介于由最大CTE递减至最小CTE的范围内。上述实施例在靠近反应室32入口处使用较贵、CTE较小的陶瓷(在此温度为最高温)，而在温度较低的反应室32区域使用较便宜、CTE较大的陶瓷，因此可节省热反应室32的成本。
在此或其它实施例中，耐高温及/或抗化性的高质量陶瓷(如99.99％的氧化铝)可用于靠近反应室32入口的陶瓷区段，低质量陶瓷(如98％的氧化铝)则可用于远离反应室32入口的陶瓷区段。
在此或其它实施例中，各陶瓷区段的CTE可为渐次变化及/或等比变化。例如，一陶瓷区段的CTE可为渐次变化，使经历最高温的陶瓷区段部分具有最小的CTE。例如在第11A图的实施例中，各陶瓷区段具渐变的CTE，其由上而下及/或由内而外递减。
在此或其它实施例中，陶瓷区段本身及/或彼此间的多孔性、组成、掺质型态、及/或浓度等可为渐次变化及/或等比变化。同样地，陶瓷区段本身及/或彼此间的孔洞大小、形状、密度等也可不同。另外，孔洞可为均匀形状、锥形(如在区段内侧或外侧的开口较大)、或其它形状。单一陶瓷区段还可具有多种孔洞尺寸(如具2～4种不同直径的孔洞)。
在一或多个实施例中，第一多孔性区段具有第一掺杂浓度，而第二多孔性区段具有不同的第二掺杂浓度。例如，最接近反应室入口的多孔性区段的掺杂浓度较高。在一些实施例中，各多孔性区段的CTE、纯度与掺杂浓度是依热反应单元于减降时的温度分布而定。再者，可适当选择各多孔性区段的CTE、纯度与掺杂浓度，使得在减降时，热反应单元内的多孔性区段的膨胀程度几乎相同。在一或多个实施例中，各陶瓷环可具有不同的CTE、纯度、及/或掺质浓度。
在又一实施例中，一或多个陶瓷区段可包括或适以容纳及/或促进使用一或多个传感器(例如提供孔洞或其它空间给一或多个传感器)。例如，一或多个陶瓷区段可包括温度传感器、NOX传感器、压力传感器、辐射传感器、或其它适当的传感器。一或多个传感器可耦接控制器，以有效控制或监测热反应室32中的减降制程(例如利用可调整流速、气体浓度等的回馈回路)。一或多个陶瓷区段更可选择性地或额外地包括一或多个接口，使气体流过陶瓷区段(如进行净化(purge)操作时)、及/或使气体排出热反应室32(如进行取样(sampling)操作时)。例如，通过陶瓷区段的接口可定期取样或随机取样反应气体及/或产物，以分析燃烧制程。
第12图为数个陶瓷区段1202a-1202f所定义的热反应室1200的一实施例的示意图。其亦可采用不同数量的陶瓷区段。各陶瓷区段1202a-1202f包括接口1204a-1204f，用以净化及/或取样反应室1200。此外，各陶瓷区段1202a-1202f包括传感器1206a-1206f，用以侦测反应室1200的性质，如温度、NOX浓度等。每一接口1204a-1204f及/或传感器1206a-1206f可连接及/或受控于控制器1208。控制器1208例如可包括一或多个微控制器、微处理器、专用硬件、或其组合物等。在至少一实施例中，控制器1208利用接口1204a-1204f及/或传感器1206a-1206f所提供的信息来控制热反应室1200相关的制程参数，如流速、气体浓度等。
在一或多个实施例中，可使用单一热减降系统(如热反应单元30及/或冷却室150)来减降多个处理工具(如群集工具或类似工具)，例如减降2、3、4、5、6个处理工具等。同样地，可使用多个热减降系统来处理同一工具，以减降多余物。例如，可使用2个热减降系统来减降3个以上的处理工具。如此，各处理工具包括一重复的减降系统，而每一处理工具需要少于1个的减降系统。其它类似的配置结构也可采用，如3个热减降系统处理4、5、6个处理工具等。额外的入口可依所需设于各减降系统(如2、3、4、5、6、7、8、9、10个入口等)，用以处理多个处理工具。另外，多个减降系统可用来处理单一工具，如每一工具有2、3、4、5个减降系统。因此，系统可配有由多个热减降室所处理的多个处理工具、由单一热减降室所处理的多个处理工具、及/或由多个热减降室所处理的单一处理工具。在一些实施例中，热减降室的容量大于输出的污染量，此时除非主要的热减降室离线，否则一或多个热减降室可当作次要或备用的减降室。在此实施例中，歧管可选择性导引废物至作用中的减降室，且远离非作用中的减降室。歧管还可受控于系统控制器，并可响应减降室的反馈信息、及/或从处理工具及/或歧管上游处传感器流出的废物量与组成的相关讯息。
第13图为热反应单元30的一实施例的上视图，其中入口14是相对于反应室32呈一角度(例如：相对于垂直面)，用以引导流出物及/或其它气体远离反应室32的内壁1300而流向中央反应区1302。如图所示，入口14是呈一角度而可造成紊流及/或涡流燃烧区。入口14从垂直面算起的夹角例如为2度至45度，但也可选择其它角度。倾斜一角度的入口14可引导废物呈漩涡图案，以增加废物停留在反应室的时间而增进废物的燃烧效率。在一些实施例中，入口14的夹角可视废物型态与所需的漩涡图案而定。例如，某些废物需要较长的停留时间，而某些废物不需较长的停留时间且以较垂直的角度引入后的燃烧效果较好。系统控制器可根据处理工具、歧管的传感器(如温度、压力、流量、组成等)、及/或反应室32的传感器的反馈信息来控制入口14的夹角。入口14的夹角亦可视传感器的讯息或废物本身的信息(如量与组成等)、及/或产生废物的制程而定。
在一些实施例中，金属壳的穿孔提供横跨热反应单元的压降为约0.1psi至约5psi。根据一实施例，反应室22使用约22个堆栈的陶瓷环。
用于移除气流污染物的二阶段反应器可包括一上热反应室和一下反应室。上热反应室可包括：外壁；多孔性内壁，定义出中央分解转化室；至少一废气入口，与中央分解转化室为流体连通，以将气态废物流引入其中；用来分解与转化气态废物流成为反应产物的热装置；以及用来引入流体至内部空间的装置。多孔性内壁可使流体以足够的力量从内部空间流至中央分解转化室，以减少反应产物沉积在多孔性内壁上。多孔性内壁亦可相距外壁一定距离，以定义出内部空间。
下反应室可包括一气流室，其与中央分解转化室为流体连通。气流室可包括入口和出口，用以流贯气态废物流与反应产物。下反应室尚可包括用来于气流室内面上产生向下流动的液膜(liquid film)装置。向下流动的液膜可减少固态微粒沉积与聚集在下反应室上。在一些实施例中，瀑布及/或喷洒喷嘴可用来产生向下流动的液膜。
位于外壁与多孔性内壁之间的内部空间可为一环形内部空间。用来引入流体至内部空间的装置可适以引进压缩流体至环形内部空间。用来引入流体至内部空间的装置可适以引进水、蒸汽、空气、净化干空气、浓缩清净空气、富氧空气、贫氧空气(例如含氧较少的空气)、惰性气体(例如氮气)、稀薄空气或惰性气体、及/或其混合气体。或者，用来引入流体至内部空间的装置可选择性地适以单独引进水或空气。在一些实施例中，用来引入流体至内部空间的装置可以脉冲模式引进流体至内部空间。用来引入流体至内部空间的装置亦可以定期脉冲模式引进流体至中央分解转化室。在一些实施例中，脉冲模式的脉冲周期为约3毫秒至1秒。
二阶段反应器的下反应室可包括至少一氧化剂入口，用以引进氧化剂至气流室。二阶段反应器还可包括至少一附加气体入口，用以引进可燃燃料、反应物及/或氧化剂来与气态废物流混合。反应器更可包括一可燃燃料供应器，其是连接到至少一附加气体入口，其中可燃燃料供应器是用来供应氧气、都市气体、LPG、丙烷、甲烷、及/或氢气。
在一些实施例中，用来引入流体至内部空间的装置包括一液体涡流产生器(liquid vortex)，位于气流室的入口附近。液体涡流产生器可包括外壳，其具有顶板，且顶板含有与中央分解转化室为流体连通的中央开口。外壳中的圆锥形隔板具有一内表面与一中央开口，中央开口通常对准气流室的内表面。圆锥形隔板一般与外壳的内表面为共中心对齐，以构成一同心室。液体涡流产生器亦可包括液体入口，用来将液体切线引入同心室。引进的液体可充满同心室而产生涡流，藉此液体将上升并溢流出圆锥形隔板，且形成液膜于圆锥形隔板的内表面上，液膜并向下流至气流室的内表面。圆锥形隔板内表面上的液膜可防止引入的气流接触气流室的内表面，故可阻止反应产物沉积其上。
在一些实施例中，多孔性内壁的材质可包括陶瓷、烧结陶瓷、烧结金属、多孔性金属材料、多孔性高分子材料、玻璃、及/或其混合物或组合物。多孔性内壁的孔洞可均匀分布于整个材料。在其它实施例中，孔洞分布的密度可渐次变化。
在一些实施例中，外壁和多孔性内壁可相隔一充足距离，以形成环形空间来分散压缩气体，使之流过多孔性内壁。反应室的操作压力可小于大气压力。
多孔性内壁可包括数个孔洞，供压缩气体经由多孔性内壁流至中央分解转化室。数个孔洞可包括锥形突起物。
用来引入流体至内部空间的装置可引进压缩成适当压力的流体，而以足够的力量脉冲注入流体来减少微粒沉积在中央分解转化室的内面上。在一些实施例中，压力可为约60psig至约100psig。
在一些实施例中，本发明可包括用于控制分解与转化气态废物流的气态污染物的减降系统。系统可包括一上热反应室和一下反应室。上热反应室可包括：外壁；多孔性内壁，定义出中央分解转化室；用来引入流体至环形内部空间的装置；用来分解与转化气态废物流成为反应产物的热装置；以及至少一废气入口，用以传导气态废物流至上热反应室。多孔性内壁亦可相距外壁一充足距离，以定义出环形内部空间。
下反应室可包括一气流室，其与中央分解转化室为流体连通、以及至少一氧化剂入口，用以引进氧化剂至气流室。
废气入口可包括止于中央分解转化室内的导管。止于中央分解转化室内的部分导管可位于一突出导管末端的管状物中，以定义出管状物内供燃烧的反应室。管状物可具有与中央分解转化室为流体连通的开口端。
下反应室可包括一液体涡流产生器，位于中央分解转化室与气流室之间。液体涡流产生器可包括具顶板的外壳、位于外壳内的圆锥形隔板、以及液体入口。外壳可包括与中央分解转化室为流体连通的中央开口。外壳内的圆锥形隔板可包括一内表面与一中央开口，中央开口通常对准气流室的内表面。圆锥形隔板一般与外壳的内表面为共中心对齐，以构成一同心室。液体入口可将液体切线引入同心室。引进的液体可充满同心室而产生涡流，藉此液体将上升并溢流出圆锥形隔板且流入气流室。溢流的液体可在圆锥形隔板的内表面上形成液膜，液膜并向下流至气流室的内面。
多孔性内壁可使流体以足够的力量从环形内部空间流至中央分解转化室，以减少反应产物沉积在多孔性内壁上。多孔性内壁的多孔性(porosity)为小于约20％。
在一些实施例中，用来引入流体至环形内部空间的装置可适以引进压缩流体至环形空间。用来引入流体的装置可适以引进包括：水、蒸汽、空气、净化干空气、浓缩清净空气、富氧空气、贫氧空气(例如含氧较少的空气)、惰性气体(例如氮气)、稀薄空气或惰性气体、及/或其混合气体的流体。或者，用来引入流体至内部空间的装置可选择性地适以单独引进水或空气。例如，用来引入流体至环形内部空间的装置可经由多孔性内壁注入蒸汽。此外，用来引入流体至环形内部空间的装置可以脉冲模式引进流体。
在一些实施例中，流体输送系统或其它引入流体至环形内部空间的装置可用来供应水、蒸汽、空气、净化干空气、浓缩清净空气、富氧空气、贫氧空气、惰性气体、试剂、氧化剂、和稀薄空气至少其中之一。在一或多个实施例中，流体输送系统或其它装置可适以供应臭氧、过氧化氢、和氨至少其中之一。
减降系统更可包括一或多个附加气体入口，用以引进可燃燃料、反应物及/或氧化剂来与气态废物流混合。减降系统还可包括一可燃燃料供应器，连接至少一附加气体入口。可燃燃料供应器可供应氧气、丁烷、乙醇、LPG、都市气体、天然气、丙烷、甲烷、氢气、13A及/或其混合物。
本发明还可包括在二阶段热反应器中控制分解与转化气态废物流的气态污染物的方法。此方法可包括经由至少一废气入口引入气态废物流至上热反应室、提供至少一可燃燃料而与气态废物流混合，以形成富含燃料的可燃混合气流、在分解转化室中点燃富含燃料的可燃混合气流来形成反应产物、经由分解转化室的多孔壁注入附加流体至分解转化室，同时分解与转化富含燃料的可燃混合气流，其中注入附加流体的力量大于反应产物接近分解转化室内表面的动力，如此可抑制反应产物沉积其上，并使反应产物流到下反应室，且使水顺着下反应室的一部分内表面流动，以及使反应产物流过部分的下反应室，其中水的流动可抑制反应产物沉积在下反应室内表面。
在一些实施例中，经由分解转化室的多孔壁注入附加流体至分解转化室的方法可包括经由多孔壁而脉冲输送附加流体。上述方法更可包括引入含空气的气体至反应产物以形成缺乏燃料的混合物。使水顺着下反应室的一部分内表面流动的方法可包括使用水涡流产生器。
本发明更可包括用于减降半导体制程的设备。设备可包括：一热反应室，具有多孔性内壁，其定义出一中央分解转化室；至少一废气入口，与中央分解转化室为流体连通，用以引进气态废物流至中央分解转化室；一热构件，位于中央分解转化室内，适以燃烧中央分解转化室内的气态废物流而形成反应产物；以及一流体输送系统，以足够的力量经由多孔性内壁供应流体至中央分解转化室，以减少反应产物沉积在中央分解转化室的多孔性内壁的内表面上。
上述设备更可包括一外壁，其围绕多孔性内壁且于外壁与多孔性内壁之间定义出一内部空间。流体输送系统藉由提供流体至外壁与多孔性内壁间的内部空间而通过多孔性内壁供应流体给中央分解转化室。中央分解转化室可为圆柱状。流体输送系统可通过多孔性内壁来提供水、空气、净化干空气、稀薄空气、及/或浓缩清净空气至中央分解转化室。流体输送系统也可通过多孔性内壁而脉冲输送流体至中央分解转化室。脉冲输送的方法可采定期脉冲模式。流体输送系统通过多孔性内壁供应流体至中央分解转化室的压力可小于约600psig；在一些实施例中，压力为小于约100psig。在一些实施例中，流体输送系统供应流体的压力可为约50psig至约100psig、约5psig至约50psig、或约1/10psig至约5psig。其它压力范围亦可采用。
当流体输送系统通过多孔性内壁提供流体至中央分解转化室时，可形成一非沉积区，其邻接中央分解转化室的内表面。流体输送系统还可包括数个入口，用以沿着多孔性内壁的外表面长度方向输送流体。
多孔性内壁可包括供流体流进中央分解转化室且避免任一流体或反应产物从中央分解转化室回流的孔洞。在一些实施例中，多孔性内壁包括多孔陶瓷。壁面可包括供流体流进中央分解转化室且避免任一流体或反应产物从中央分解转化室回流的孔洞。
热反应室可包括数个废气入口。例如，热反应室可包括至少4个或6个废气入口。入口可倾斜呈一角度及/或垂直设置，以产生紊流来避免沉积物形成在反应室侧壁上。
上述设备更可包括一耦接热反应室的第二反应室。第二反应室可包括一气流室，其与中央分解转化室为流体连通。气流室可包括入口和出口，使气态废物流与反应产物流贯气流室。在一些实施例中，第二反应室尚可包括一输水系统，其是适以产生流动的液膜于气流室内表面上，以减少固态微粒沉积与聚集在气流室内表面。
输水系统可适以冷却气流室的内表面。在一些实施例中，输水系统可适以生成冷却水涡流。在一些实施例中，第二反应室可位于热反应室下方。第二反应室还可包括至少一入口，其是适以引进氧化剂至气态废物流中。
本发明的实施例亦可包括用于减降半导体制程的设备。设备可包括一上反应室与一下反应室。上反应室包括：一多孔性内壁，定义出一中央分解转化室；一外壁，围绕多孔性内壁，且于外壁与多孔性内壁之间定义出一内部空间；至少一废气入口，与中央分解转化室为流体连通，用以引进气态废物流至中央分解转化室；一热构件，位于中央分解转化室内，适以燃烧中央分解转化室内的气态废物流而形成反应产物；以及一流体输送系统，以足够的力量经由多孔性内壁供应流体至中央分解转化室，以减少反应产物沉积在中央分解转化室的多孔性内壁的内表面上。
下反应室可连接上反应室。下反应室可包括一气流室，其与中央分解转化室为流体连通；气流室具有入口和出口，使气态废物流与反应产物流贯气流室。下反应室尚可包括一输水系统，适以于气流室内表面上产生流动的液膜，以减少固态微粒沉积与聚集在气流室内表面。下反应室还可包括一入口，适以引进氧化剂至气态废物流中。
本发明还可包括用于热反应室的可替代衬垫。可替代衬垫可为组合式、多孔的、且由陶瓷或其它类似材料所构成。多孔陶瓷衬垫的形状可定义出中央分解转化室，用以分解与转化半导体制程的气态废物。多孔陶瓷衬垫或壁具有充足的多孔性，当中央分解转化室进行分解与转化制程时，多孔陶瓷壁外的流体可流经多孔陶瓷壁而流入中央分解转化室，进而减少反应产物朝向多孔陶瓷壁或衬垫的内表面移动。
在一些实施例中，多孔陶瓷壁/衬垫可包括供流体流进由多孔陶瓷壁界定出的中央分解转化室且避免任一流体或反应产物从中央分解转化室回流的孔洞。多孔陶瓷壁可包括陶瓷、烧结陶瓷、氧化镁铝(MgAl2O4)、氧化铝(Al2O3)、碳化硅(SiC)、氧化镁(MgO)、及/或其组合物。
或者，本发明可包括一多孔性材料壁，其形状可定义出一中央分解转化室，用以分解与转化半导体制程的气态废物。多孔性材料壁具有充足的多孔性，当中央分解转化室进行分解与转化制程时，多孔性材料壁外的流体可流经多孔性材料壁而流入中央分解转化室，进而减少反应产物朝向多孔性材料壁的内表面移动。多孔性材料壁可包括烧结陶瓷、烧结金属、多孔性金属材料、多孔性高分子材料、及/或其组合物。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定者为准。

Claims (34)

1.一种用于减降半导体制程的热反应器，包含：
热反应单元，包括：
多孔性内壁，定义出中央反应室，该多孔性内壁是由数个堆栈的多孔性区段构成；
至少一气体入口，与该中央反应室流体连通并适以引进气态废物流至该中央反应室；
热构件，位于该中央反应室内并适以分解该中央反应室内的该气态废物流而形成多个反应产物；以及
流体输送系统，适以以足够的力量而经由该多孔性内壁供应流体至该中央反应室，以减少该些反应产物沉积在该中央反应室的该多孔性内壁的内表面上，
其中该些多孔性区段的一个或多个具有下述中的一个或多个：
在该多孔性区段内变化的性质；以及
不同于该多孔性内壁的至少一个其它多孔性区段的性质。
2.如权利要求1所述的热反应器，其中上述的一个或多个多孔性区段具有下述中的一个或多个：
由该多孔性区段的上而下增加的热膨胀系数；
由该多孔性区段的内而外增加的热膨胀系数。
3.如权利要求1所述的热反应器，其中上述一个或多个多孔性区段具有下述中的一个或多个：在该多孔性区段内变化的组成、掺质型态、掺质浓度、孔洞尺寸、孔洞形状、及孔洞密度。
4.如权利要求1所述的热反应器，其中上述一个或多个多孔性区段具有呈锥形形状的孔洞。
5.如权利要求1所述的热反应器，其中上述一个或多个多孔性区段包括包含掺杂的陶瓷。
6.如权利要求1所述的热反应器，具有下述中的一个或多个：
第一多孔性区段具有第一热膨胀系数，而第二多孔性区段具有第二热膨胀系数；
第一多孔性区段具有第一纯度，而第二多孔性区段具有第二纯度；
第一多孔性区段具有第一掺杂浓度，而第二多孔性区段具有第二掺杂浓度。
7.如权利要求1所述的热反应器，其中每一个多孔性区段的热膨胀系数、纯度、和掺杂浓度中的一个或多个被选择，以使得在减降期间热反应单元中的每一个多孔性区段的膨胀相等。
8.一种用于减降系统的替换零件，包含：
可堆栈的多孔性反应室区段，包括数个特征结构，使该多孔性反应室区段与其它多孔性反应室区段相互堆栈，以形成定义出中央反应室的多孔壁，用以分解半导体制程的气态废物，该多孔性反应室区段具有充足的多孔性，当该中央反应室进行分解制程时，该多孔性反应室区段外的流体可流经该多孔性反应室区段而流入该中央反应室，进而减少反应产物朝向该多孔性反应室区段的内表面移动，
其中该多孔性反应室区段的形状是多边形，
其中该多孔性反应室区段具有下述中的一个或多个：
在该多孔性反应室区段内变化的性质；以及
不同于该多孔壁的至少一个其它多孔性反应室区段的性质。
9.如权利要求8所述的替换零件，其中上述的多孔性反应室区段是由第一陶瓷次区段和第二陶瓷次区段所组成，其中上述的第一陶瓷次区段恰可放置在该第二陶瓷次区段内，且连接该第二陶瓷次区段。
10.如权利要求8所述的替换零件，其中上述的多孔性反应室区段具有下述中的一个或多个：
由该多孔性反应室区段的上而往下增加的热膨胀系数；以及
由该多孔性反应室区段的内而往外增加的热膨胀系数。
11.如权利要求8所述的替换零件，其中上述的多孔性反应室区段具有下述中的一个或多个：在该多孔性反应室区段内变化的组成、掺质型态、掺质浓度、孔洞尺寸、孔洞形状、及孔洞密度。
12.如权利要求8所述的替换零件，其中上述的多孔性反应室区段具有呈锥形形状的孔洞。
13.如权利要求8所述的替换零件，其中上述的多孔性反应室区段包含一开口，以于减降时取样该中央反应室内的气体。
14.如权利要求8所述的替换零件，其中上述的多孔性反应室区段包含一开口，用来容纳一传感器，该传感器适以在减降时测量该多孔性反应室区段内的温度。
15.一种用于自一气流移除多个污染物的设备，包含：
热反应单元，由下述中的一个或多个构成：
数个堆栈的多孔陶瓷环，其中该些多孔陶瓷环中的第一多孔陶瓷环具有第一热膨胀系数，而第二多孔陶瓷环具有第二热膨胀系数；
数个堆栈的多孔陶瓷环，其中该些多孔陶瓷环中的第一多孔陶瓷环具有第一纯度，而第二多孔陶瓷环具有第二纯度；
数个堆栈的多孔陶瓷环，其中该些多孔陶瓷环中的第一多孔陶瓷环具有第一掺质浓度，而第二多孔陶瓷环具有第二掺质浓度。
16.一种用于减降半导体制程的设备，包含：
热反应单元，包括：
具数个穿孔的外壁，该些穿孔适以流贯一流体；
多孔性内壁，定义出中央反应室，该多孔性内壁是由数个堆栈的多孔性区段构成；
至少一废气入口，与该中央反应室流体连通并适以将气态废物流引入该中央反应室；
热构件，位于该中央反应室内并适以分解该中央反应室内的该气态废物流而形成多个反应产物；以及
流体输送系统，适以以足够的力量而经由该外壁的该些穿孔供应一流体、并经由该多孔性内壁流至该中央反应室，以减少该些反应产物沉积在该中央反应室的该多孔性内壁的内表面上，
其中该外壁的该些穿孔提供横跨该热反应单元的压降，该压降为0.1psi至5psi。
17.一种用于减降半导体制程的设备，包含：
热反应单元，包括：
具数个穿孔的外壁，该些穿孔适以流贯一流体；
多孔性内壁，定义出中央反应室，该多孔性内壁是由数个堆栈的多孔性区段构成；
至少一废气入口，与该中央反应室流体连通并适以将气态废物流引入该中央反应室；
热构件，位于该中央反应室内并适以分解该中央反应室内的该气态废物流而形成多个反应产物；以及
流体输送系统，适以以足够的力量而经由该外壁的该些穿孔供应一流体、并经由该多孔性内壁流至该中央反应室，以减少该些反应产物沉积在该中央反应室的该多孔性内壁的内表面上，
其中该流体输送系统适以提供下述中的一个或多个：水、蒸汽、
空气、惰性气体和试剂；以及
其中该流体输送系统是适以提供具有压力为600psig或以下的该流体。
18.如权利要求17所述的设备，其中上述的流体输送系统适以采用定期脉冲模式提供一流体。
19.如权利要求18所述的设备，其中上述的流体输送系统适以采用介于3毫秒至1秒的脉冲期间而提供一流体。
20.如权利要求17所述的设备，其中上述的流体输送系统适以提供具有压力为小于100psig的一流体。
21.如权利要求17所述的设备，其中上述的流体输送系统适以提供具有压力为50psig至100psig的一流体。
22.如权利要求17所述的设备，其中上述的流体输送系统适以提供具有压力为5psig至50psig的一流体。
23.一种用于减降半导体制程的方法，包含：
提供热反应单元，该热反应单元包括：
具数个穿孔的外壁，该些穿孔适以流贯一流体；
多孔性内壁，定义出中央反应室，该多孔性内壁是由数个堆栈的多孔性区段构成；
至少一废气入口，与该中央反应室流体连通并适以引进气态废物流至该中央反应室；
热构件，位于该中央反应室内并适以分解该中央反应室内的该气态废物流而形成多个反应产物；以及
流体输送系统，适以以足够的力量而经由该外壁的该些穿孔供应一流体、并经由该多孔性内壁流至该中央反应室，以减少该些反应产物沉积在该中央反应室的该多孔性内壁的内表面上，
其中该外壁的该些穿孔提供横跨该热反应单元的压降，且该压降为0.1psi至5psi；以及
利用该热反应单元来减降该半导体制程。
24.一种用于减降半导体制程的方法，包含：
提供热反应单元，该热反应单元包括：
具数个穿孔的外壁，该些穿孔适以流贯一流体；
多孔性内壁，定义出中央反应室，该多孔性内壁是由数个堆栈的多孔性区段构成；
至少一废气入口，与该中央反应室为流体连通并适以引进气态废物流至该中央反应室；
热构件，位于该中央反应室内并用以分解该中央反应室内的该气态废物流而形成多个反应产物；以及
流体输送系统，适以以足够的力量而经由该外壁的该些穿孔供应一流体、并经由该多孔性内壁流至该中央反应室，以减少该些反应产物沉积在该中央反应室的该多孔性内壁的内表面上，
其中该流体输送系统适以提供下述中的一个或多个：水、蒸汽、空气、惰性气体和试剂；以及
其中该流体输送系统是适以提供一具有压力为600psig或以下的流体；以及
利用该热反应单元来减降该半导体制程。
25.一种用于减降半导体制程的设备，包含：
热反应单元，包含：
多孔性内壁，定义出中央反应室，该多孔性内壁是由数个堆栈的
陶瓷区段构成，且一个或多个堆栈的陶瓷区段适以提供检测该中央反应室的内容物的特性；
至少一废气入口，与该中央反应室为流体连通并适以引进气态废物流至该中央反应室；
热构件，位于该中央反应室内并适以分解该中央反应室内的该气态废物流而形成多个反应产物；以及
流体输送系统，适以以足够的压力而经由该多孔性内壁供应一流体至该中央反应室，以减少该反应产物沉积在该中央反应室的该多孔性内壁的内表面上。
26.如权利要求25所述的设备，其中上述的一个或多个堆栈的陶瓷区段包含孔洞，以提供空间给一个或多个传感器，以及其中上述的孔洞设置在一堆栈的陶瓷区段中并适以容纳一温度传感器。
27.如权利要求26所述的设备，其中上述的温度传感器耦接至控制器，该控制器适以至少部分地根据该温度传感器的输出而控制该热反应单元的操作。
28.如权利要求25所述的设备，其中上述的一个或多个堆栈的陶瓷区段包含一穿孔，以提供空间给一个或多个传感器，其中上述的穿孔设置为适以容纳下述中的一个或多个：NOX传感器、压力传感器、温度传感器、流量传感器、和辐射传感器。
29.如权利要求25所述的设备，其中上述的一个或多个堆栈的陶瓷区段包含一接口，该接口适以通过该接口取样该热反应单元。
30.一种用于减降半导体制程的设备，包含：
热反应单元，包含：
多孔性内壁，定义出中央反应室，该多孔性内壁是由数个堆栈的
陶瓷区段构成；
至少一废气入口，与该中央反应室流体连通并用以引进气态废物流至该中央反应室，该至少一废气入口设置以引导该气态废物流远离该反应室的该多孔性内壁；
热构件，位于该中央反应室内并适以分解该中央反应室内的该气态废物流而形成多个反应产物；以及
流体输送系统，适以以足够的压力而经由该多孔性内壁供应一流体至该中央反应室，以减少该些反应产物沉积在该中央反应室的该多孔性内壁的内表面上。
31.如权利要求30所述的设备，其中上述的废气入口是设置而产生下述中的一个或多个：
该中央反应室内的涡流燃烧区以及该中央反应室内的紊流燃烧区。
32.如权利要求30所述的设备，其中上述的废气入口是从垂直线而朝向该中央反应室的中心呈一角度，且该角度为2度至45度。
33.如权利要求30所述的设备，其中上述的废气入口设置以在该中央反应室内产生废气螺旋状漩涡。
34.如权利要求30所述的设备，其中上述的废气入口的设置角度是可调整的。
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