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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
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