尾气处理装置(Local Scrubber)是集成电路制造中必不可少的配套装置,其工作原理是在催化剂的作用下,使集成电路制造工厂排放废气中的有毒有害物质及烟尘得到净化,或使其在处理后达到排放标准,减轻对环境的污染,减少大气污染和对人体健康的危害。
半导体生产过程中产生的主要废气成分包括氨气、 氯化氢、氢氟酸、异丙醇、丙醇、六甲基二硅烷、硅甲烷、氢气、砷烷、 磷烷、二硼乙酸、氟代甲烷、全氟丁二烯、 八氟环戊烯和其他一般排气等。
尾气处理装置的主要特点是,除烟除味效果明显,无二次污染;具备智能再生控制系统,可有效控制再生,减少能量损失;净化系统实现自动控制运行等。
按照尾气处理方式的不同,尾气处理装置分为燃烧式、 电热式、等离子式和吸附式等类型。燃烧式尾气处理是在处理腔室中通入甲烷、丙烷和氧气等可燃气体,通过高温燃烧来处理可燃气体,温度最高可达1600度,因而能够有效处理各种可燃气体,包括全氟化合物。 由于甲烷、丙烷本身就有很高的火灾风险,一般需谨慎使用。
电热式尾气处理主要用于处理一些燃烧产物可溶于水的可燃性气体,如氢气等。由于其加热温度为800度-1100度,所以无法处理燃点过高的全氟化合物(PFC)。
等离子式尾气处理是借助高电压离子束的高能量破坏尾气气体分子之间的化学键,从而使目标气体分解,达到尾气处理目的。该方法适用于处理一些性质比较稳定的废气。
吸附式尾气处理是采用吸附剂,通过物理或化学吸附的手段去除尾气中的有害成分。但对于化学性质比较稳定的尾气成分,这种方法效率不高。
由于集成电路制造工艺中产生的废气基本都是来自诸多设备的混合气体,因此最合理的方法就是根据具体工艺的类别,对所有工艺可能产生的混合废气性质进行综合分析,然后进行系统化选型。
为了防止在设备运行过程中出现异常停机导致尾气处理受到影响,通常的办法是采用两两互为后授的机制,并最终将尾气出口连接到生产线中央酸性排气系统(即工厂尾气集中处理系统),以便进行最后的净化。该系统体积庞大,机构复杂,具备在线监测分析功能,经过该系统处理过的排气必须达到排放标准。
图8-246所示为典型的电热式水洗尾气处理装置原理图,图8-247所示为典型的燃烧式水洗尾气处理装置原理图。表8-60列出了集成电路制造尾气处理装置类型。