[发明专利]硅甲烷输送及处理系统及硅甲烷输送及处理方法

说明书

技术领域

本发明是有关于一种硅甲烷输送及处理系统，特别是有关于一种可提升管路排空处理效率的硅甲烷输送及处理系统。

背景技术

在半导体制程中，硅甲烷(SiH₄)的应用是非常普遍的。一般来说，硅甲烷的输出应用可以由硅甲烷输送系统来完成。硅甲烷输送系统通常主要包括一硅甲烷储存容器以及一输送管路，输送管路连接于硅甲烷储存容器，其可用来将硅甲烷储存容器内的硅甲烷输送至半导体制程机台中。在另一方面，当欲更换硅甲烷储存容器时，必须先对输送管路进行低压下的管路排空(vent)处理。也就是说，输送管路中的硅甲烷气体必须被确实移除后，才可进行硅甲烷储存容器的更换操作，以降低更换硅甲烷储存容器时的危险性；另外，未使用的硅甲烷储存容器更换完成后，为了降低管线中进行冲吹所残余的氮气，系统于送气前会以高压真实硅甲烷气体进行充填(purge)及管路排空(vent/real gas flush)，以有效降低管线中的氮气量，进而避免氮气影响制程品质。

然而，为了满足新一代制程的需求，硅甲烷输送系统的规模也越来越大。换句话说，目前硅甲烷输送系统的硅甲烷储存容器容积变得相当庞大及输送管路的内径变大且长度变长。因此，当对输送管路进行管路排空处理时，需被移除的硅甲烷气体数量也相对较大。

如上所述，目前对输送管路进行管路排空处理的设备主要包括干式洗涤器(dry scrubber)、燃烧管(burn tube)及燃烧箱(burn box)等几种。

就干式洗涤器而言，其受限于处理容量(capacity)不足，所以常会导致管路排空处理效率不显著及整个硅甲烷输送系统发生过热现象。此外，干式洗涤器还具有价格昂贵的缺点，故不利于降低半导体制程的制造成本。

此外，请参阅图1，已知的硅甲烷输送及处理系统1主要包括一硅甲烷储存容器11、一输送管路12、一旁通管路13、一第一气动阀14、一第二气动阀15、一第三气动阀16、一真空发生器(vacuum generator)17、一燃烧管18以及一风车19。输送管路12连接于硅甲烷储存容器11，其可将硅甲烷储存容器11内的硅甲烷输送至一半导体制程机台M之中。第一气动阀14及第二气动阀15均设置于输送管路12上。旁通管路13连接于输送管路12与燃烧管18之间，并且旁通管路13位于第一气动阀14与第二气动阀15之间。第三气动阀16及真空发生器17均设置于旁通管路13上，并且真空发生器17位于第三气动阀16与燃烧管18之间。燃烧管18及风车19为管路排空处理设备。风车19设置于燃烧管18的一端上，其可将外界的空气抽送至燃烧管18之中。旁通管路13连接于燃烧管18的一侧壁上，而输送管路12中的硅甲烷气体可经由旁通管路13输送至燃烧管18之中。

当欲对输送管路12进行管路排空处理时，必须先将第一气动阀14及第二气动阀15关闭。然后，开启第三气动阀16，并且启动真空发生器17及风车19。此时，输送管路12中的硅甲烷气体即会经由真空发生器17被输送至燃烧管18中与风车19所抽入的空气混合，在此，由于硅甲烷气体具有自燃性，故理论上硅甲烷气体会与空气发生燃烧反应。

然而，如图1所示，由于硅甲烷输送及处理系统1结构上的设计，所以风车19依箭头A方向输入至燃烧管18中的空气会与真空发生器17(或旁通管路13)依箭头B方向输入至燃烧管18中的硅甲烷气体垂直混合，而此经常会导致硅甲烷气体在燃烧管18中的浓度低于1.33％的燃烧下限(由于硅甲烷气体会被输送方向与其垂直的空气所快速稀释)。如上所述，硅甲烷气体只能在燃烧管18中进行低效率的氧化反应，而无法进行高效率的燃烧反应，因而会导致管路排空处理效率不显著的问题。换言之，在最后从燃烧管18所排出的气体中，有毒硅甲烷气体的含量仍然偏高。

另外，就应用燃烧箱(burn box)的管路排空处理而言，其将导入燃烧箱中的空气与硅甲烷气体均匀混合，而这也经常会导致硅甲烷气体在燃烧箱中的浓度低于1.33％的燃烧下限，因而也会导致管路排空处理效率不显著的问题。

有鉴于此，本发明的目的是提供一种硅甲烷输送及处理系统，其可以以同流的方式供应空气及硅甲烷气体来进行管路排空处理，以执行高效率的燃烧反应，进而提高管路排空处理的效率及安全性。

发明内容