Page 25 - Vol.47
P. 25

Powder的產生,更易造成Dry Pump排氣不順導致Pump背壓上
                                                                   升,進而影響機台生產。

                                                                   3.3  Local Scrubber配置及處理方式設計改善

                                                                       依據上述製程尾氣所產生的化學反應,及其對Local
                                                                   Scrubber穩定運轉的影響,我們重新設計Local Scrubber的配
                                                                   置,並依其尾氣的處理方式及其化學反應對相關運轉操作參數
                                                                   進行最佳化之設定。
                                                                       首先,我們根據各Dry Pump所排放的製程尾氣,重新配
                                                                   置對應處理的Local Scrubber,將同屬於NH 3 製程尾氣的AA, BA
                                                                   Pump排氣接至LSC-A,將同屬於DCS製程尾氣的AB, BB Pump
                                                                   排氣接至LSC-B,如此可避免因DCS和NH3相互反應導致Si 3 N 4
                                                                   結晶物的LSC腔體阻塞問題。(圖7)


                     圖6、CVD Olympia Local Scrubber改善前配置架構


                    由於NH 3 以及DCS的排氣管路接到同一台Local Scrubber,
                在其高溫反應腔體會產生以下化學反應:



                    4NH 3(g)  + 3SiH 2 Cl 2(g)  → Si 3 N 4(S)  + 6HCl (g)  + 6H 2(g)

                    其中產生的氮化矽(Si 3 N 4 )為固態物質,且此製程的氣體使
                用時間較長,在單位時間的總流量很大,故在高溫反應腔體產
                生的氮化矽粉塵(Powder)亦較多,容易導致Local Scrubber反應
                腔體阻塞。
                    此外,製程尾氣DCS遇水會進行水解反應產生聚矽氧
                烷 (SiH 2 O) 4 ,該聚矽氧烷為一種固態聚合物,容易導致Local
                Scrubber前段水洗的入口端阻塞。
                                                                        圖7、CVD Olympia Local Scrubber改善後配置架構


                    4SiH 2 Cl 2(g)  + 4H 2 O (l)  → (SiH 2 O) 4(s)  + 8HCl (g)
                                                                       而NH 3 製程尾氣依據其處理的方式,可以純水洗的方式處
                                                                   理達到去除效率標準,並可減少以高溫氧化反應導致燃料氮氧
                    另外,製程尾氣DCS在管路內遇到高溫(>100°C)會自行分
                                                                   化物(Fuel NOx)的產生,故可將處理NH 3 製程尾氣的LSC-A其
                解,分解後產生Cl 2 容易對管路造成腐蝕。
                                                                   CDA及Heater關閉,而以其水洗功能來處理NH 3 。


                    3SiH 2 Cl 2(g)  → 3Si (s)  + 2HCl (g)  + 2Cl 2(g)  + 3H 2(g)
                                                                       4NH 3(g)  + 5O 2(g)  → 4NO (g)  + 6H 2 O (g) (高溫氧化反應)
                    且DCS在高溫(>58°C)條件下會與氧氣產生自燃反應,若
                                                                                             -
                                                                                      +
                                                                       NH 3(g)  + H 2 O (l)  → NH 4 (aq)  + OH (aq) (水解反應)
                管路氣密不良其吸入的空氣與高溫的DCS反應,會產生SiO 2 固
                態物質造成管路阻塞。
                                                                       其次,DCS (SiH 2 Cl 2 )製程尾氣依據其處理的方式,除了可
                                                                   以高溫氧化方式處理,亦可以水洗方式進行水解反應。
                    SiH 2 Cl 2(g)  + O 2  → SiO 2(s)  + 2HCl (g)

                                                                       SiH 2 Cl 2(g)  + O 2(g)  → SiO 2(s)  + 2HCl (g) (高溫氧化反應)
                    另外,因上述Local Scrubber的前段水洗及反應腔體容
                易阻塞,其4個(AA, AB以及BA, BB)Dry Pump後端管路各75
                                                                       4SiH 2 Cl 2(g)  + 4H 2 O (l)  → (SiH 2 O) 4(s)  + 8HCl (g) (水解反應)
                LPM@200°C Hot N 2 的流入,不但無益於避免導致阻塞的


                                                                                             FACILITY JOURNAL        09  2022  23
   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30