专利名称：减少废气中臭氧浓度的方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种水洗装置与方法，尤指一种适用于减少废气中臭氧浓度的水洗装置与方法。
背景技术：
随著台湾高科技产业伪蓬勃发展，使得半导体产业成长更加快速，其中半导体产业含括集成电路产业与光电产业，对国内经济发展具有极大的影响力，但由于半导体元件制程中衍生的废液、废水、废气等环保问题，均应高度的重视。其中，光电半导体制程的氧化薄膜制程与湿式清洗制程皆使用高浓度臭氧(O3)，该制轻残余的臭氧(O3)若未经妥善处理，将衍生多重的工安环保与人员健康危害问题。
然而，目前多数半导体制造选用电热式和水洗式处理设备处理臭氧相关制程废气，电热式处理除了具消耗电能的缺陷以外，臭氧制程废气中的TEOS(Tetraethoxylsilane)经电热氧化后产生的SiO2严重阻塞管路，而影响前端制程系统的稳定性，进而增加前端制程的风险成本。若单以水洗方式处理，则臭氧的削减率又太低无法有效处理。此外，也有人建议运用高分子有机化物来处理臭氧，由固、气相反应削减气态臭氧，不过其使用的化学物质复杂且成本高，故其设计并不适用于光电、半导体的末端处理(设计风量低及处理臭氧浓度低)。综上所言，先前技术对于减少臭氧浓度并无一简单有效的处理方法或装置，因此极需要一种可以有效减少臭氧浓度并且不会造成管路阻塞的减少废气中臭氧浓度的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种减少废气中臭氧浓度的方法与装置。
本发明除了能减少高浓度的臭氧，对于臭氧制程废气中的TEOS还能同时有效的减少其浓度，且不会产生SiO2严重阻塞管路。本发明的减少废气中臭氧浓度的方法，较佳的可用于处理光电半导体制程的氧化薄膜制程或湿式清洗制程所产生的废气，能解决现行电热水洗式装置所普遍存在的不稳定性的缺陷或水洗式装置无法有效处理臭氧的问题。
为实现上述目的，本发明提供的减少废气中臭氧浓度的方法，包含以下步骤(1)提供一水洗装置，该水洗装置包括一具有一气体输入口、一气体排出口与复数个填充物的槽体，一使还原剂溶液经过该填充物的液体注入元件，以及一与液体注入元件连接的储存槽；其中该输入口位于该槽体下端，该排出口位于该槽体上端；该复数个填充物填充于该槽体中；(2)将一气体自该输入口输入该水洗装置中，以使该气体与还原剂溶液接触；以及(3)将该气体由该气体排出口排出。
其中该气体所含臭氧浓度范围为0至10,000ppm。
其中该还原剂溶液的重量百分比浓度范围为0至3％。
其中该处理气体流量为10至10,000L/min。
其中该气体为氧化薄膜制程或湿式清洗制程所产生的废气。
其中该还原剂为磷酸盐、亚硫酸盐或亚硝酸盐。
本发明提供的减少废气中臭氧浓度的装置，包括一具有至少一气体输入口、至少一气体排出口与复数个填充物的槽体；其中该输入口位于该槽体下端，且该排出口位于该槽体上端；一液体注入元件，是将该还原剂溶液导入该槽体，使该还原剂溶液经过该填充物；以及一储存槽，连接于该液体注入元件。
其中该液体注入元件还包括一水泵。
其中该液体注入元件为一喷洒器。
其中该排出口还包含一排气风扇，且该排气风扇装设于该排出口。
其中该还原剂为磷酸盐、亚硫酸盐或亚硝酸盐。
图1是本发明一添加亚硝酸钠的水洗装置的示意图。
具体实施例方式
为能更了解本发明的技术内容，特举以下减少废气中臭氧浓度方法与装置较佳具体实施例说明如下。
首先请参照图1，为本发明的减少废气中臭氧浓度装置示意圈。如图所示，槽体1的下端有一气体输入口11，其管接于一管路5；槽体1上端有一气体排出口12，此气体排出口12装设有一排风扇15使气体有效排出；并且，槽体1内有复数个填充颗粒13填充于槽体1中。因此，当管路5中的气体由气体输入口11输入槽体1时，此气体会先通过填充物13的空隙，再从槽体上喘的气体排出口12排出。另一方面，储存槽2内的还原剂溶液则会经由水泵3加压导入喷洒器4，使还原剂溶液经由喷洒器4两端的喷嘴41均匀喷洒在填充物13上，并经由填充物13的空隙流往槽体1底部，储存于槽底的水槽14中。
本实施例是以氧化薄膜制程或湿式蚀刻制程残余的高浓度臭氧排入管路5，此废气会由气体输入口11进入槽体1中。由于废气进入槽体1后，会先经过填充物13再由气体排出口12的排风扇15排出排—出，使得废气必须沿著填充物13的空隙前进。同样的，还原剂溶液喷洒于填充物13上后，也会沿著填充物13的空隙往下流往槽体1底部，因此，当废气穿过在填充物13之间的孔隙时会和同样穿过填充物13孔隙的还原剂溶液充分接触。由此，废气与还原剂溶液的流动路径会大幅增加，因此也大幅增加了废气与还原剂溶液的接触面积和接触时间，使得还原剂和臭氧能充分产生化学反应，足以能有效减少废气中高！浓度的臭氧。换句话说，本发明的减少废气中臭氧浓度装置可大幅增加臭氧和还原剂产生化学反应的反应量和反应时间，因此能有效减少废气中高浓度的臭氧。
本发明所使用的还原剂可为磷酸盐、亚硫酸盐或亚硝酸盐。于本实施例是使用相同流量(1.71gpm)的水溶液与添加亚硝酸钠的水溶液，来比较水洗方式与添加还原剂的水洗方式对废气中奂氧浓度的移响。本实施例的实厂测试结果如表1所示，当仅以水洗方式来处理废气时，废气中臭氧浓度的消减率仅为10.1％。亦即水洗方式无法有效降低废气中的臭氧浓度。然而，当以添加亚硝酸钠的水洗方式来处理废气时，废气中臭氧的削减率可高速98.5％以上，而更重要的是溶液中亚硝酸钠的添加量仅尽需要0.003％重量百分比。即使再减少亚硝酸钠的添加量到只0.002％重量百分比，其废气中臭氧的削减率仍高达90.8％。换句话说，本发明的减少废气中臭氧浓度的方法仅需添加极少量的还原剂，其废气中臭氧的削减效果即非常显著，甚至使处理后的臭氧末端浓度小于侦测极限。此外，本发明减少废气中臭氧浓度的方法除了削减臭氧外，还可同时减少废气中残余的TEOS浓度。其实厂测试结果如表2所示。以添加亚硝酸钠结合水洗方式来处理制程废气中的TEOS，其废气中TEOS浓度的削减效果于重量百分比0.003％亚硝酸钠的添加浓度下，削减率也高于95.9％，使废气中TEOS的未端浓度小于侦测极限。而仅以水洗方式处理的废气，其废气中TEOS的浓度消灭率只有48.1％，远低于添加亚硝酸钠的水洗方式。并且，相较于传统的电热式处理，由于本发明并不需要加热，因此废气中的TEOS不会生成SiO2阻塞管路。因此，添加还原剂的水洗方式还可增加制程的稳定度。由此可知，本发明的减少废气中臭氧浓度的方法，不仅可同时有效减少废气中的臭氧和TEOS浓度，并且无管路阻塞而影响前端制程的问题，另外还可节省电热操作费用。
表1
表2
上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张主权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种减少废气中臭氧浓度的方法，包含以下步骤(1)提供一水洗装置，该水洗装置包括一具有一气体输入口、一气体排出口与复数个填充物的槽体，一使还原剂溶液经过该填充物的液体注入元件，以及一与液体注入元件连接的储存槽；其中该输入口位于该槽体下端，该排出口位于该槽体上端；该复数个填充物填充于该槽体中；(2)将一气体自该输入口输入该水洗装置中，以使该气体与还原剂溶液接触；以及(3)将该气体由该气体排出口排出。
2.如权利要求1所述减少废气中臭氧浓度的方法，其特征在于，其中该气体所含臭氧浓度范围为0至10,000ppm。
3.如权利要求1所述减少废气中臭氧浓度的方法，其特征在于，其中该还原剂溶液的重量百分比浓度范围为0至3％。
4.如权利要求1所述减少废气中臭氧浓度的方法，其特征在于，其中该处理气体流量为10至10,000L/min。
5.如权利要求1所述减少废气中臭氧浓度的方法，其特征在于，其中该气体为氧化薄膜制程或湿式清洗制程所产生的废气。
6.如权利要求1所述减少废气中奂氧浓度的方法，其特征在于，其中该还原剂为磷酸盐、亚硫酸盐或亚硝酸盐。
7.一种减少废气中臭氧浓度的装置，包括一具有至少一气体输入口、至少一气体排出口与复数个填充物的槽体；其中该输入口位于该槽体下端，且该排出口位于该槽体上端；一液体注入元件，是将该还原剂溶液导入该槽体，使该还原剂溶液经过该填充物；以及一储存槽，连接于该液体注入元件。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，其中该液体注入元件还包括一水泵。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，其中该液体注入元件为一喷洒器。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，其中该排出口还包含一排气风扇，且该排气风扇装设于该排出口。
11.如权利要求7所述的装置，其特征在于，其中该还原剂为磷酸盐、亚硫酸盐或亚硝酸盐。
全文摘要
本发明是关于一种减少废气中臭氧浓度的方法，包含以下步骤(1)提供一水洗装置，此水洗装置包括一具有一气体输入口、一气体排出口与复数个填充物的槽体，一使还原剂溶液流经此填充物的液体注入元件，以及一与液体注入元件连接的储存槽；其中此输入口位于此槽体下端，此排出口位于此槽体上端；此复数个填充物填充于此槽体中；(2)将一气体自此输入口输入此水洗装置中，以使此气体与还原剂溶液接触；以及(3)将此气体由此排出口排出。以提供一稳定且能有效处理高浓度臭氧方法。
文档编号B01D53/78GK1757429SQ20041008498
公开日2006年4月12日 申请日期2004年10月9日 优先权日2004年10月9日
发明者颜绍仪, 游生任, 李寿南, 徐彰孚, 钟炳中 申请人:财团法人工业技术研究院