專利名稱：減排系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及減排系統(tǒng)(abatement system)的領(lǐng)域，尤指涉及用于減排系統(tǒng)中的燃燒腔室的燃料燃燒器環(huán)(burner ring)并涉及用于減排系統(tǒng)的燃料流量控制。
背景技術(shù)：
減排系統(tǒng)可為半導(dǎo)體、太陽能及顯示器工業(yè)提供環(huán)境減排解決方法。有許多使用點(diǎn)端(point-of-use)洗滌系統(tǒng)已經(jīng)問世，包括濕式、干式、熱式及整合技術(shù)，于各種應(yīng)用中用以減少毒性及有害排放氣體。舉例而言，有些減排系統(tǒng)可處理自單一單元至整個(gè)制造設(shè)施中的復(fù)雜流出物的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施例包括減排系統(tǒng)。在實(shí)施例中，減排系統(tǒng)包括燃燒腔室。該減排系統(tǒng)還包括燃料燃燒器環(huán)。該燃料燃燒器環(huán)與該燃燒腔室耦接。在另一個(gè)實(shí)施例中，減排系統(tǒng)包括燃燒腔室。該減排系統(tǒng)也包括燃料流量控制機(jī)構(gòu)。該燃料流量控制機(jī)構(gòu)與該燃燒腔室耦接。在又一個(gè)實(shí)施例中，減排系統(tǒng)包括燃燒腔室。該減排系統(tǒng)還包括燃料燃燒器環(huán)和燃料流量控制機(jī)構(gòu)。該燃料燃燒器環(huán)和該燃料流量控制機(jī)構(gòu)均與該燃燒腔室耦接。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的減排系統(tǒng)的框圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的減排系統(tǒng)的截面圖。圖3是四個(gè)制程氣體入口管的傳統(tǒng)排列的截面圖，每個(gè)制程氣體入口管由四個(gè)用于注入燃燒燃料的噴嘴圍繞。圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的四個(gè)制程氣體入口管排列的截面圖，每個(gè)制程氣體入口管由用于注入燃燒燃料的燃燒器環(huán)圍繞。圖5是溫度分布圖，呈現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用環(huán)形燃燒器的溫度分布大約介于300至900開爾文之間。圖6是溫度分布圖，呈現(xiàn)使用四個(gè)傳統(tǒng)噴嘴的溫度分布大約介于300至2200開爾文之間。圖7是減排系統(tǒng)的、包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有燃料燃燒器環(huán)的燃燒腔室的部分的各種視圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于包括燃燒腔室的減排系統(tǒng)中的燃燒器環(huán)的各種視圖。圖9是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的真空發(fā)生器設(shè)備的圖示。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明描述減排系統(tǒng)。在下文描述中，闡述了若干特定細(xì)節(jié)，諸如系統(tǒng)構(gòu)造，以提供對本發(fā)明的實(shí)施例的全面理解。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將顯而易見的是，可在無需此等特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。在其它實(shí)例中，不再詳細(xì)描述熟知的特征結(jié)構(gòu)， 諸如設(shè)施布局，以免不必要地模糊本發(fā)明的實(shí)施例。另外，必須理解的是，圖中所展示的各種實(shí)施例為說明性代表例，且不一定按比例繪制。本文公開一種減排系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，減排系統(tǒng)包括燃燒腔室和與該燃燒腔室耦接的燃料燃燒器環(huán)。在一個(gè)實(shí)施例中，減排系統(tǒng)包括燃燒腔室和與該燃燒腔室耦接的燃料流量控制機(jī)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，減排系統(tǒng)包括燃燒腔室、燃料燃燒器環(huán)和燃料流量控制機(jī)構(gòu)，該燃料燃燒器環(huán)及該燃料流量控制機(jī)構(gòu)均與該燃燒腔室耦接。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，減排系統(tǒng)經(jīng)由主動火焰氧化和燃燒來毀滅剩余制程氣體以獲得可靠及安全的減排。在一個(gè)實(shí)施例中，流出的氣體由系統(tǒng)的主要腔室中的火焰加熱，該火焰提供可燃及自燃?xì)怏w副產(chǎn)物的點(diǎn)燃。在特定實(shí)施例中，火焰點(diǎn)火系統(tǒng)的先進(jìn)設(shè)計(jì)確保高惰性氣流下的穩(wěn)定火焰。在實(shí)施例中，減排系統(tǒng)提供濕式洗滌方法，其支持高達(dá)四個(gè)制程流出物流，包括來自諸如外延硅沉積和金屬蝕刻的挑戰(zhàn)性制程。在一個(gè)實(shí)施例中，減排系統(tǒng)處理全氟碳化物(PFC)及全球變暖氣體。在另一個(gè)實(shí)施例中，在減排系統(tǒng)中執(zhí)行關(guān)于氫化物和酸基氣體的處理。在一個(gè)實(shí)施例中，通過利用化學(xué)吸附技術(shù)，制程氣體及副產(chǎn)物與樹脂反應(yīng)形成非揮發(fā)性固體，這是可捕獲副產(chǎn)物且確保樹脂安全處置的不可逆制程。在本發(fā)明的方面中，減排系統(tǒng)可以包括燃燒腔室或反應(yīng)器。圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的減排系統(tǒng)的框圖。參照圖1，減排系統(tǒng)100包括氣體入口 102、燃燒腔室或反應(yīng)器 104、冷卻腔室106、接收槽108、洗滌器110及排氣裝置112。在一個(gè)實(shí)施例中，燃燒腔室或反應(yīng)器104包括燃燒器。在另一個(gè)實(shí)施例中，冷卻腔室106是構(gòu)造為具有噴霧噴射器以將水噴霧至氣流中的瀑布冷卻腔室。在實(shí)施例中，接收槽108包括將大量水保持于槽底的大槽，其上方的空間用于容納通過減排系統(tǒng)的氣體。在另一個(gè)實(shí)施例中，洗滌器110直接座落于接收槽108上。在特定實(shí)施例中，洗滌器110包括噴霧噴淋頭以將水噴灑至流出的氣流中。圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的減排系統(tǒng)的截面圖。參照圖2，減排系統(tǒng)200包括氣體入口 202、燃燒腔室或反應(yīng)器204、冷卻腔室206、接收槽208、洗滌器210及排氣裝置212。 在一個(gè)實(shí)施例中，燃燒腔室或反應(yīng)器204包括燃燒器。在另一個(gè)實(shí)施例中，冷卻腔室206是構(gòu)造為具有噴霧噴射器以將水噴灑至氣流中的瀑布冷卻腔室。在一個(gè)實(shí)施例中，接收槽208 包括將大量水保持于槽底的大槽，其上方的空間用于容納通過減排系統(tǒng)的氣體，如圖2中所描繪的。在另一個(gè)實(shí)施例中，洗滌器210直接座落于接收槽208上，也如圖2圖中所描繪的。在特定實(shí)施例中，洗滌器210包括噴霧噴淋頭以將水噴灑至流出的氣流中。減排系統(tǒng)可包括具有燃料燃燒器環(huán)的燃燒腔室。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，減排系統(tǒng)使用燃燒方式將制程氣體加熱至足夠高的溫度并保持一段足夠的時(shí)間以進(jìn)行減排。然而，使用由一個(gè)或少許幾個(gè)大噴射器組成的燃燒器的減排系統(tǒng)可能提供不均勻溫度及流量分布，這將會使減排系統(tǒng)的性能降級。降級的性能可能是由于一些制程氣體未達(dá)到所要求的溫度，因此，高速氣體可能在燃燒反應(yīng)完成之前離開反應(yīng)腔室。取而代之，在一個(gè)實(shí)施例中， 使用的是具有許多小端口的燃燒器環(huán)，且將該燃燒器環(huán)耦接至減排系統(tǒng)的燃燒腔室。在特定實(shí)施例中，通過使用具有許多小端口的燃燒器環(huán)，將沿著反應(yīng)腔室的長度產(chǎn)生更均勻的流量型態(tài)。在本發(fā)明的示范性實(shí)施例中，購自Applied Materials, Inc.的Erika 減排系統(tǒng)的反應(yīng)腔室配備有燃料燃燒器環(huán)而不是使用四個(gè)噴嘴的傳統(tǒng)排列制程。在本發(fā)明的另一個(gè)示范性實(shí)施例中，整合半導(dǎo)體廠務(wù)系統(tǒng)(ISS integrated Subfab System)減排系統(tǒng)或 Marathon 減排系統(tǒng)(購自Applied Materials, Inc.)的反應(yīng)腔室配備有燃料燃燒器環(huán)而不是使用四個(gè)噴嘴的傳統(tǒng)排列制程。在實(shí)施例中，氣體經(jīng)由四個(gè)入口管引入至減排系統(tǒng)的反應(yīng)腔室。在傳統(tǒng)配置中，每個(gè)入口管由高達(dá)四個(gè)噴嘴圍繞。舉例而言，圖3是四個(gè)制程氣體入口管300的傳統(tǒng)排列的截面圖，每一制程氣體入口管300由用于注入燃燒燃料的四個(gè)噴嘴302圍繞。相反地，圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的四個(gè)制程氣體入口管400的排列的截面圖，每個(gè)制程氣體入口管400由具有數(shù)個(gè)用于注入燃燒燃料的孔404的燃燒器環(huán)402 圍繞。在實(shí)施例中，每個(gè)燃燒器環(huán)402中的孔404耦接至單個(gè)充氣部以繞環(huán)獲得均勻流量。 在一個(gè)實(shí)施例中，通過將燃料流量分布于到大量的孔上，可將每個(gè)燃燒器環(huán)處的速度減少為大約與每個(gè)制程氣體入口管400中的制程氣體的速度相等。在特定實(shí)施例中，每個(gè)燃燒器環(huán)402中包括大約8至30個(gè)孔404。在實(shí)施例中，通過減少圍繞每個(gè)制程氣體入口管400 的燃料速度，可使減排系統(tǒng)的燃燒腔室中的加熱更均勻，進(jìn)而改良減排系統(tǒng)的總性能。通過使用燃料燃燒器環(huán)，反應(yīng)腔室中的溫度分布可以更均勻。舉例而言，圖5是溫度分布圖500，呈現(xiàn)在大致介于300至900開爾文之間溫度分布范圍中使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的環(huán)形燃燒器的溫度分布。相反地，圖6是溫度分布圖600，呈現(xiàn)在大致介于300至 2200開爾文之間溫度分布范圍中使用四個(gè)傳統(tǒng)噴嘴的溫度分布。圖7是減排系統(tǒng)的、包括根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有燃料燃燒器環(huán)的燃燒腔室的部分各種視圖。參照圖7，在一個(gè)實(shí)施例中，用于減排系統(tǒng)的反應(yīng)腔室的蓋710的底視圖790 包括四個(gè)制程氣體入口管700，每個(gè)制程氣體入口管700由具有用于注入燃燒燃料的孔704 的燃燒器環(huán)702圍繞。參照圖7，在另一個(gè)實(shí)施例中，用于減排系統(tǒng)的反應(yīng)腔室的蓋710的頂視圖799包括四個(gè)制程氣體入口管700。圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于包括燃燒腔室的減排系統(tǒng)中的燃燒器環(huán)的各種視圖。參照圖8，燃燒器環(huán)802包括用于將燃燒燃料注入減排系統(tǒng)的反應(yīng)腔室中的孔804。因此，可提供具有燃料燃燒器環(huán)的減排系統(tǒng)。在實(shí)施例中，減排系統(tǒng)包括燃燒腔室和與燃燒腔室耦接的燃料燃燒器環(huán)。在一個(gè)實(shí)施例中，該燃料燃燒器環(huán)包括多個(gè)端口。在特定實(shí)施例中，該多個(gè)端口被設(shè)置為提供被提供到該多個(gè)端口的燃料的大致均勻流型。在特殊實(shí)施例中，燃料的大致均勻流型是沿燃燒腔室的長度來提供的。在另一個(gè)特殊實(shí)施例中，該減排系統(tǒng)進(jìn)一步包括由燃料燃燒器環(huán)圍繞的制程氣體入口管以將制程氣體引入該燃燒腔室中。在另一個(gè)特殊實(shí)施例中，該減排系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)額外的制程氣體入口管，該一個(gè)或多個(gè)額外的制程氣體入口管的每一者均由燃料燃燒器環(huán)圍繞。在實(shí)施例中， 燃料燃燒器環(huán)包括的端口數(shù)大約在8至30個(gè)的范圍中。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，減排系統(tǒng)可包括燃料流量控制機(jī)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，燃燒減排設(shè)備中的前導(dǎo)或主要燃燒器中燃料與空氣的比率可經(jīng)控制以防止突然燃燒、火焰損耗及積碳。傳統(tǒng)系統(tǒng)可能需要若干設(shè)備或軟件控制以維持適當(dāng)比率同時(shí)仍允許存在可變設(shè)定點(diǎn)。其它設(shè)計(jì)甚至不允許空氣與燃料的充分混合。因此，在一些設(shè)施中，例如具有低燃料壓力的設(shè)施中，由設(shè)施供應(yīng)的燃料壓力對一些流量控制設(shè)備而言可能過低。取而代之，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，減排系統(tǒng)配備有由高壓空氣驅(qū)動的真空發(fā)生器設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，即使在供應(yīng)壓力過低時(shí)，高壓空氣創(chuàng)造低度真空以將氣態(tài)燃料吸引至設(shè)備中。在特定實(shí)施例中，燃料為氣體，諸如但不限于甲烷或天然氣組合物。在實(shí)施例中， 對于給定燃料壓力，燃料與空氣的比率由真空發(fā)生器設(shè)備的設(shè)計(jì)所決定。在一個(gè)實(shí)施例中， 真空發(fā)生器設(shè)備可單獨(dú)使用而無需其它控制。在特定實(shí)施例中，如此一來消除了對空氣及燃料管線的獨(dú)立流量控制器及軟件輸入的需要。在另一個(gè)實(shí)施例中，燃料壓力由壓力調(diào)節(jié)器固定。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在真空發(fā)生器設(shè)備中調(diào)整空氣流以適用于各種操作條件選擇。在一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)整由耦接至真空發(fā)生器設(shè)備的流量或壓力控制設(shè)備來執(zhí)行。在另一個(gè)實(shí)施例中，真空發(fā)生器設(shè)備也用作燃料與空氣的混合器，從而改良減排系統(tǒng)的反應(yīng)腔室內(nèi)火焰的穩(wěn)定性。在示范性實(shí)施例中，圖9圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的真空發(fā)生器設(shè)備 900。在特定實(shí)施例中，真空發(fā)生器設(shè)備900是文氏管(venturi)設(shè)備，如圖9所示。因此，可提供具有燃料流量控制機(jī)構(gòu)的減排系統(tǒng)。在實(shí)施例中，減排系統(tǒng)包括燃燒腔室和與該燃燒腔室耦接的燃料流量控制機(jī)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，該燃料流量控制機(jī)構(gòu)包括被配置為由高壓氣流驅(qū)動的真空發(fā)生器設(shè)備。在特定實(shí)施例中，真空發(fā)生器設(shè)備被配置為使高壓氣流創(chuàng)造低度真空以用于將氣態(tài)燃料吸引至真空發(fā)生器設(shè)備中。在特定實(shí)施例中，真空發(fā)生器設(shè)備為減排系統(tǒng)中的唯一燃料流量控制機(jī)構(gòu)。在另一個(gè)特殊實(shí)施例中，真空發(fā)生器設(shè)備進(jìn)一步與作為減排系統(tǒng)中的額外燃料流量控制機(jī)構(gòu)的壓力調(diào)節(jié)器耦接。在另一個(gè)特殊實(shí)施例中，真空發(fā)生器設(shè)備被進(jìn)一步配置為將燃料流和氣流混合。在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，減排系統(tǒng)包括燃料燃燒器環(huán)和燃料流量控制機(jī)構(gòu)。在實(shí)施例中，減排系統(tǒng)包括燃燒腔室、與該燃燒腔室耦接的燃料燃燒器環(huán)以及同樣與該燃燒腔室耦接的燃料流量控制機(jī)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，燃料燃燒器環(huán)包括多個(gè)端口，且燃料流量控制機(jī)構(gòu)包括被配置為由高壓空氣流驅(qū)動的真空發(fā)生器設(shè)備。在特定實(shí)施例中，真空發(fā)生器設(shè)備被配置為使高壓氣流創(chuàng)造低度真空，以將燃料吸引至真空發(fā)生器設(shè)備中，且多個(gè)端口被設(shè)置為提供被提供至該多個(gè)端口的燃料的大致均勻流型。在特殊實(shí)施例中，燃料的大致均勻流型是沿燃燒腔室的長度來提供的，且真空發(fā)生器設(shè)備是減排系統(tǒng)中的唯一燃料流量控制機(jī)構(gòu)。在另一個(gè)特殊實(shí)施例中，真空發(fā)生器設(shè)備進(jìn)一步與作為減排系統(tǒng)中的額外燃料流量控制機(jī)構(gòu)的壓力調(diào)節(jié)器耦接，且減排系統(tǒng)進(jìn)一步包括由燃料燃燒器環(huán)圍繞的制程氣體入口管以將制程氣體弓I入燃燒腔室中。在另一個(gè)特殊實(shí)施例中，真空發(fā)生器設(shè)備被進(jìn)一步配置為將燃料流和氣流混合，且減排系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)額外制程氣體入口管， 該一個(gè)或多個(gè)額外制程氣體入口管的每一者均由燃料燃燒器環(huán)圍繞。在實(shí)施例中，燃料燃燒器環(huán)包括的端口數(shù)大約在8至30個(gè)的范圍中。至此，已公開了減排系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，減排系統(tǒng)包括燃燒腔室和與該燃燒腔室耦接的燃料燃燒器環(huán)。在一個(gè)實(shí)施例中，燃料燃燒器環(huán)包括多個(gè)端口。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，減排系統(tǒng)包括燃燒腔室和與該燃燒腔室耦接的燃料流量控制機(jī)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，燃料流量控制機(jī)構(gòu)包括被配置為由高壓氣流驅(qū)動的真空發(fā)生器設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種減排系統(tǒng)，其包含燃燒腔室；及燃料燃燒器環(huán)，其與所述燃燒腔室耦接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減排系統(tǒng)，其中，所述燃料燃燒器環(huán)包含多個(gè)端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減排系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)端口被設(shè)置為提供被提供至所述多個(gè)端口的燃料的大致均勻流型。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的減排系統(tǒng)，其中，所述燃料的所述大致均勻流型是沿所述燃燒腔室的長度來提供的。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的減排系統(tǒng)，進(jìn)一步包括制程氣體入口管，其將制程氣體引入所述燃燒腔室中，所述制程氣體入口管由所述燃料燃燒器環(huán)圍繞。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的減排系統(tǒng)，進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)額外制程氣體入口管，所述一個(gè)或多個(gè)額外制程氣體入口管的每一者均由燃料燃燒器環(huán)圍繞。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的減排系統(tǒng)，其中，所述燃料燃燒器環(huán)包含的端口數(shù)大約在8至 30個(gè)的范圍中。
8.一種減排系統(tǒng)，其包含燃燒腔室；及燃料流量控制機(jī)構(gòu)，其與所述燃燒腔室耦接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的減排系統(tǒng)，其中，所述燃料流量控制機(jī)構(gòu)包含真空發(fā)生器設(shè)備，其被配置為由高壓氣流驅(qū)動。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的減排系統(tǒng)，其中，所述真空發(fā)生器設(shè)備被配置為使得所述高壓氣流創(chuàng)造低度真空，以將氣態(tài)燃料吸引至所述真空發(fā)生器設(shè)備中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的減排系統(tǒng)，其中，所述真空發(fā)生器設(shè)備為所述減排系統(tǒng)中的唯一燃料流量控制機(jī)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的減排系統(tǒng)，其中，所述真空發(fā)生器設(shè)備進(jìn)一步與作為所述減排系統(tǒng)中的額外燃料流量控制機(jī)構(gòu)的壓力調(diào)節(jié)器耦接。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的減排系統(tǒng)，其中，所述真空發(fā)生器設(shè)備被進(jìn)一步配置為將燃料流與氣流混合。
14.一種減排系統(tǒng)，其包括燃燒腔室；燃料燃燒器環(huán)，其與所述燃燒腔室耦接；及燃料流量控制機(jī)構(gòu)，其與所述燃燒腔室耦接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的減排系統(tǒng)，其中，所述燃料燃燒器環(huán)包含多個(gè)端口，并且其中，所述燃料流量控制機(jī)構(gòu)包含真空發(fā)生器設(shè)備，其被配置為由高壓空氣流驅(qū)動。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種減排系統(tǒng)。該減排系統(tǒng)包括燃燒腔室和與該燃燒腔室耦接的燃料燃燒器環(huán)。另一中減排系統(tǒng)包括燃燒腔室和與該燃燒腔室耦接的燃料流量控制機(jī)構(gòu)。
文檔編號H01L21/02GK102210006SQ200980144946
公開日2011年10月5日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月10日
發(fā)明者艾倫·G·福克斯 申請人:應(yīng)用材料公司