專利名稱：處理排出液的方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體關(guān)于處理排出液的方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
在諸如半導(dǎo)體、顯示器、太陽(yáng)能、或發(fā)光二極管(LED)制造過(guò)程中產(chǎn)生的排出液需要在被排放至環(huán)境中之前進(jìn)行處理。典型的排出液可包括過(guò)全氟化碳、氮氧化物等。典型的排出液處理可包括使用燃料(例如，甲烷、丙烷等)來(lái)燃燒及(或)熱處理排出液。不幸地，用于燃燒的燃料(例如碳?xì)浠衔锶剂?可能會(huì)危害安全，而可導(dǎo)致火災(zāi)或爆炸。再者，碳?xì)浠衔锶剂峡赡苡捎谌紵玫母碑a(chǎn)物(例如氧化碳(Co)、二氧化碳(CO2)等)而非所欲地增加碳足跡(carbon foot print) 0此外，在一些進(jìn)行這些制造過(guò)程的區(qū)域中，提供、儲(chǔ)存、及傳遞所需燃料以用于排出液處理的相關(guān)基礎(chǔ)架構(gòu)花費(fèi)可能相當(dāng)昂貴。因此，在此領(lǐng)域中需要用于處理排出液的提高方法及設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本文提供在處理系統(tǒng)中用于處理排出液的方法與設(shè)備。在一些實(shí)施例中，一種用于處理排出液的系統(tǒng)包括處理腔室，其具有處理空間；排放導(dǎo)管，其連接至該處理腔室以從該處理空間移除排出液；及反應(yīng)物種產(chǎn)生器，其連接至該排放導(dǎo)管以將反應(yīng)物種注入該排放導(dǎo)管中來(lái)處理該排出液，其中該反應(yīng)物種產(chǎn)生器產(chǎn)生包含下列至少一者的反應(yīng)物種 單態(tài)S (singlet hydrogen)、氧離子、或氧自由基。在一些實(shí)施例中，一種處理排出液的方法，包含以下步驟從處理系統(tǒng)的處理空間經(jīng)由與該處理空間流體耦合的排放導(dǎo)管使排出液流動(dòng)；在該排放導(dǎo)管中通過(guò)反應(yīng)物種來(lái)處理該排出液，該反應(yīng)物種包含下列至少一者單態(tài)氫、氫離子或氫自由基；以及將經(jīng)處理的排出液流動(dòng)至減弱系統(tǒng)。上述簡(jiǎn)要說(shuō)明不欲限制本發(fā)明。在下文的實(shí)施方式中討論其它及進(jìn)一步的多個(gè)實(shí)施例。


所以，上述簡(jiǎn)介的本發(fā)明的特征可參考對(duì)本發(fā)明更具體描述的實(shí)施例進(jìn)一步理解和敘述，部分實(shí)施例示出于附圖中。然而要指出的是，附圖僅說(shuō)明本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)被視為其范圍的限制，本發(fā)明亦適用于其它具有同等功效的實(shí)施例。圖1示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的處理系統(tǒng)的示意圖。圖2A-E示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的排放導(dǎo)管的多種態(tài)樣。圖3示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的用于處理排出液的方法的流程圖。為了使其容易了解，已盡可能指定使用相同的組件符號(hào)來(lái)代表各圖中的相同組件。為清晰起見(jiàn)已簡(jiǎn)化且未按比例繪制附圖?？深A(yù)期一個(gè)實(shí)施例中的組件與/或處理步驟可有益于結(jié)合在其它實(shí)施例中，而無(wú)需多加說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式本文揭示用于一種在處理系統(tǒng)中處理排出液的方法及設(shè)備。本發(fā)明的方法及設(shè)備有利地提高減弱效率并降低碳足跡(carbon foot print)。本發(fā)明實(shí)施例關(guān)于使用氫氣(或原位，例如局部，產(chǎn)生的氫氣)來(lái)協(xié)助處理排出液、全氟化碳、及三氟化氮(NF3)的減弱。已非預(yù)期的發(fā)現(xiàn)單態(tài)氫(H)及(或)氫自由基的存在對(duì)于催化排放排出物、全氟化碳(PFC)及三氟化氮的熱分解是有效的，且較傳統(tǒng)氧化反應(yīng)更為有效并在較低的熔爐溫度。相對(duì)于一般預(yù)期的結(jié)果，在AMAT R&D設(shè)施中獲得驗(yàn)證， 其中低化學(xué)計(jì)量的氫氣添加至PFC減弱裝置中而展現(xiàn)了意外高的PFC或其它需要減弱的物種的破壞去除移除效率(DRE)。因此，發(fā)明人提出了將等離子體氫氣注射入口用于減弱裝置，使得能量化的單態(tài)氫與氫自由基與傳入的排出液混合以實(shí)現(xiàn)期望的破壞移除/轉(zhuǎn)換效率。將能量化自由基及單態(tài)氫的流提供并混合至含有物種的排出液流的方法隨著在泵前(pre-pump)(提供前泵 DRE)、在泵處(at the pump)、或泵后(post-pump)而有所不同。例如，在一些實(shí)施例中，可在同心環(huán)管(annual)(例如，導(dǎo)管)內(nèi)傳輸?shù)赖墓芮恢刑峁┡懦鲆?，且?jīng)由外傳輸?shù)酪肽芰炕噭?。在下游立即發(fā)生混合。在一些實(shí)施例中，同心環(huán)管可經(jīng)由內(nèi)傳輸?shù)赖墓芮灰肽芰炕噭?，并?jīng)由外傳輸?shù)酪肱懦鲆?。在下游立即發(fā)生混合。在一些實(shí)施例中，可以正切方向或成角將試劑注入排出液中以促進(jìn)混合。在一些實(shí)施例中，可以正切方向或成角將排出液注入試劑中以促進(jìn)于混合。在這些實(shí)例中，多個(gè)同心環(huán)管的相對(duì)長(zhǎng)度是可改變的。在一些情況中，內(nèi)環(huán)管可比外環(huán)管短或長(zhǎng)以提供最佳的減弱效能并使沉積物或該傳輸?shù)赖母g減到最少。在一些實(shí)施例中，可圍繞該排放導(dǎo)管提供同心環(huán)形套管以允許在排出液與試劑之間能提供惰性氣體套管，直到兩物種都在反應(yīng)器中并距實(shí)體入口組件一段距離。此配置使沉積物減到最少且使在傳輸設(shè)備的兩端的非常高的溫度減到最低。制造氫氣及(或)氫氣/氧氣源的方法是可改變的。例如，在一些實(shí)施例中，原子氫焊接(Atomic Hydrogen Welding, AHW)(示例包括使用高電壓及例如鎢電極的電極)是一種用于提供能量化單態(tài)氫與能量化氫自由基的方法。AHW設(shè)備可局部地產(chǎn)生能量化氫以在泵前、泵內(nèi)、或泵后中混合排出液流以提高破壞去除或轉(zhuǎn)換效率。在一些實(shí)施例中，可利用電容、電感、電弧、微波、或駐波等離子體來(lái)分解氫氣或水并形成能量化自由基以協(xié)助排出液減弱并減少GWP (全球暖化產(chǎn)物)。在一些實(shí)施例中，可利用Brown’ s氣體(ΗΗ0氣體)在原位形成優(yōu)選物質(zhì)以利有效的減弱。ΗΗ0(亦稱為Brown’ s氣體)、氧氣-氫氣、或氫氧氣體，具有氫氧焰的可能熱能的約3. 8倍，且每公升的水可膨脹成1866公升的燃燒氣體。由于HHO不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)面影響且沒(méi)有儲(chǔ)存、運(yùn)輸、或使用的危險(xiǎn)，故可以HHO來(lái)置換甲烷或其它減弱燃料氣體的使用。在一些實(shí)施例中，可使用電能來(lái)局部地形成氫氣或氫氧混和物，因此使空間與運(yùn)送距離最小化。由于使用大空間及高壓可燃?xì)怏w，此方法及設(shè)備使起火危險(xiǎn)減到最小。Brown's 氣體產(chǎn)生器或傳統(tǒng)電解設(shè)備為局部形成氫氣的設(shè)備的實(shí)例。舉例而言，在一些實(shí)施例中，燃料產(chǎn)生器可使用電力在使用處附近將水電解成純氫氣與氧氣。氫氧氣體可經(jīng)由過(guò)濾器及壓力檢測(cè)器運(yùn)行至火焰裝置(具有抗逆火安全閥)并經(jīng)由噴嘴以在反應(yīng)器中的期望減弱位置點(diǎn)燃?xì)怏w至高達(dá)介于800至4000°C的溫度?；鼗鸱辣?flash back arrestor)的使用、工程設(shè)計(jì)、壓力梯度、溫度控制、及氣體流速可使用來(lái)管理局部可燃問(wèn)題。在圖1中示意性示出示例處理系統(tǒng)100。處理系統(tǒng)100包括處理腔室102，其具有經(jīng)由排放導(dǎo)管104連接至減弱系統(tǒng)106的處理空間103。排出液(例如處理氣體、反應(yīng)物種、蝕刻副產(chǎn)物等)可從處理空間103排放至減弱系統(tǒng)106。示例排出液包括，但不限于，全氟化碳、三氟化氮(NF3)、及(或)氮氧化物(NOx)。反應(yīng)物種產(chǎn)生器108可連接至排放導(dǎo)管 104，用于形成及傳遞反應(yīng)物種至排放導(dǎo)管104，其中反應(yīng)物種通過(guò)(例如)將排出液轉(zhuǎn)換成較期望的形式來(lái)處理排出液，以排放至環(huán)境及中(或)用于更進(jìn)一步的減弱處理。經(jīng)處理的排出液可隨后進(jìn)一步在減弱系統(tǒng)106中被處理，例如，燃燒、刷洗、或其它適當(dāng)?shù)臏p弱處理。 反應(yīng)物種可在排放導(dǎo)管104的排出液流中產(chǎn)生或在傳輸連接器104的外部產(chǎn)生，反應(yīng)物種在后腔室泵之前、之后或之內(nèi)被注射。舉例來(lái)說(shuō)，泵110可設(shè)置在排放導(dǎo)管104中以從處理空間103移除排出液并用于將排出液經(jīng)由排放導(dǎo)管104流動(dòng)至減弱系統(tǒng)。如圖1所示，反應(yīng)物種產(chǎn)生器108可在處理腔室102與泵110之間、在泵110及減弱系統(tǒng)106之間、或在泵110處連接至排放導(dǎo)管104。 再者(并未示出)，反應(yīng)物種產(chǎn)生器108可連接至減弱系統(tǒng)106或減弱系統(tǒng)106的一部分。 反應(yīng)物種產(chǎn)生器或反應(yīng)物種注射器可直接連接至反應(yīng)腔室或至反應(yīng)腔室(例如，減弱系統(tǒng)的反應(yīng)腔室)的入口。控制器112可連接至處理腔室102以控制處理腔室102的操作，并進(jìn)一步控制系統(tǒng)100的操作?；蛘?并未示出)，控制器可連接至減弱系統(tǒng)106及反應(yīng)物種產(chǎn)生器108， 或至減弱系統(tǒng)106與產(chǎn)生器108的單獨(dú)的控制器(未示出)以控制各自的操作。上述的半導(dǎo)體處理系統(tǒng)100僅為示例性，且其它處理系統(tǒng)亦為可能，例如，具有二或多個(gè)連接至相同減弱系統(tǒng)的處理腔室，連接至多個(gè)減弱系統(tǒng)的處理腔室，其中各個(gè)減弱系統(tǒng)可經(jīng)配置以處理特定排出液或其類似物。處理腔室102可為任何腔室，其中存在包括全氟化碳(PFC)、三氟化氮(NF3)、氧化氮、或任何其它有害空氣污染物(hazardous air pollutants，HAPS)。在一些實(shí)施例中，處理腔室102可為任何用于處理及(或)制造半導(dǎo)體、顯示器、太陽(yáng)能面板、發(fā)光二極管(LED) 等的適當(dāng)腔室(盡管可詳細(xì)地設(shè)想出在其它工業(yè)中利用的處理腔室或反應(yīng)器)。舉例來(lái)說(shuō)， 處理腔室102可經(jīng)配置以實(shí)行氣相或液相處理。這些氣相處理的非限制示例可包括干化學(xué)蝕刻、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、等離子體蝕刻、等離子體氧化、等離子體氮化、快速熱氧化、磊晶沉積等。這些液相處理的非限制示例可包括濕化學(xué)蝕刻、物理液相沉積等。示例處理腔室102可(例如)包括基材支撐件、用于提供一或多個(gè)處理氣體的氣體面板、及用于在處理腔室中分配處理氣體的構(gòu)件(例如，噴淋頭或噴嘴)。腔室可經(jīng)配置以提供電容耦合、電感耦合或遠(yuǎn)程等離子體。腔室可包括一或多個(gè)熱燈(例如，當(dāng)其經(jīng)配置以用于快速熱處理(RTP)或磊晶沉積處理)。盡管所揭示的是單一處理腔室，具有多個(gè)處理腔室(叢集或獨(dú)立)(其連結(jié)至一共享的排放口)的處理系統(tǒng)也可根據(jù)本文所提供的教導(dǎo)進(jìn)行修改。在處理腔室102中處理的基材可為任何適合在處理腔室中處理的基材。例如，基材可為待處理的任何適合材料，例如結(jié)晶硅(例如，硅<100>或硅<111>)、氧化硅、應(yīng)變硅、 鍺化硅、摻雜或未摻雜的多晶硅、摻雜或未摻雜的硅晶圓、圖案化或未圖案化的晶圓、絕緣層覆硅(SOI)、碳摻雜氧化硅、氮化硅、摻雜硅、鍺、砷化鎵、玻璃、藍(lán)寶石、顯示器基材(例如液晶顯示器(LCD)、平板顯示器(FPD)、等離子體顯示器、電致發(fā)光(EL)燈顯示器等)、太陽(yáng)能電池?cái)?shù)組基材(例如，太陽(yáng)能電池或太陽(yáng)能板)、發(fā)光二極管基材(例如，LED、0LED、 FOLED、PLED等)、有機(jī)薄膜晶體管、主動(dòng)數(shù)組、被動(dòng)數(shù)組、頂部發(fā)光裝置、底部發(fā)光裝置等。 基材可具有多種尺寸，例如，直徑200mm(毫米)或300mm的晶圓，以及矩形或方形的平板。處理腔室102可經(jīng)配置(例如)以在基材上沉積材料層、以將摻雜劑引入基材、以蝕刻基材或沉積在基材上的材料、以處理基材等。這些沉積在基材上的層可包括用于半導(dǎo)體組件(例如，金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效晶體管(MOSFET)或閃存組件)的層。這些層可包括含硅層(例如多晶硅、氮化硅、氧化硅、氮氧化硅、硅金屬)，或替代性地，含金屬層(例如銅、 鎳、金、含錫層)，或氧化金屬層(例如氧化鉿)。其它沉積層可包括例如像是蝕刻停止層、 光阻層、硬光罩層等的犧牲層。處理腔室102可使用任何適合的處理氣體及(或)處理氣體混和物，(例如)以在基材上形成層、以從基材移除材料、或與暴露在基材上的材料層反應(yīng)等。這些處理氣體可包括含硅氣體，例如硅烷(SiH4)、二氯硅烷(Cl2SiH2)等；及(或)含金屬氣體，例如，有機(jī)金屬、金屬鹵化物等。其它處理氣體可包括惰性氣體，例如氦(He)、氬(Ar)、氮?dú)?N2)等；及 (或)反應(yīng)氣體，例如含鹵素氣體、氧氣(O2)、氟化氫(HF)、氯化氫(HCl)、溴化氫(HBr)、三氟化氮(NF3)等。因此，可包含及(或)結(jié)合任何處理氣體或液體、處理氣體或液體混和物、基材、沉積材料、移除材料、或其組合物，以形成可從處理腔室排放的排出液。排出液可包括使用于處理基材或清潔腔室及(或)腔室部件(例如，重復(fù)使用的處理套組或處理套組屏蔽)的處理氣體或化學(xué)試劑的未反應(yīng)或過(guò)量部分。在這些處理中產(chǎn)生的排出液可包括可燃及(或) 腐蝕化合物、次微米尺寸的處理殘余粒子及氣相成核材料的不同組成，以及其它有害或污染環(huán)境的化合物。例如，排出液可包括含鹵素氣體、全氟化合物(PFC)、氯氟化合物(CFC)、 有害空氣產(chǎn)物(HAP)、揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC)、全球暖化氣體(GWG)、可燃及有毒氣體等的不同組成。從處理空間103經(jīng)由排放導(dǎo)管104排放的排出液可在到達(dá)減弱系統(tǒng)106之前被處理。舉例來(lái)說(shuō)，排出液(諸如具有反應(yīng)物種的PFC、氫自由基)的處理可將排出液轉(zhuǎn)換成期望形式，例如較短鏈的分子、分裂的氫、或其它可進(jìn)一步在減弱系統(tǒng)106處理及(或)排放至環(huán)境中的形式?？赏ㄟ^(guò)將反應(yīng)物種產(chǎn)生器108產(chǎn)生的反應(yīng)物種注入至排放導(dǎo)管104中來(lái)處理排出液。反應(yīng)物種產(chǎn)生器108(例如)可進(jìn)行下列一或多種處理以產(chǎn)生反應(yīng)物種產(chǎn)生電容耦合、感應(yīng)耦合、遠(yuǎn)程、或駐波等離子體、或電弧處理(例如那些使用在(例如)氫原子焊接的電弧處理)、或電解處理(例如那些使用在水炬(water torch)中或以產(chǎn)生HHO或Brown’ s 氣體的電解處理)。反應(yīng)物種可由燃料產(chǎn)生，例如氫氣(H2)、氧氣(O2)、水(H2O)、或其組合。 在一些實(shí)施例中，燃料是氫氣(H2)。在一些實(shí)施例中，燃料是水(H2O)。從燃料產(chǎn)生的反應(yīng)物種可包括下列物種的一或多個(gè)氫氣(H2)、氫離子(H+)、氫自由基、氧氣(O2)、氧離子(0_)、 氧自由基、氫氧基(OH)、氫氧自由基、或水(H2O)?？蓪⒎磻?yīng)物種注入排放導(dǎo)管104中以處理排出液。如上述，可在一或多的位置(例如泵110的上游、在泵110中、泵110的下游)將反應(yīng)物種注入減弱系統(tǒng)106中?？梢暻闆r選擇或添加，反應(yīng)物種可在反應(yīng)器(減弱系統(tǒng)106)的入口中產(chǎn)生或注入反應(yīng)器的入口中， 或選擇性直接注入反應(yīng)器中(減弱系統(tǒng)106)?？梢匀魏卫谟行Щ旌头磻?yīng)物種與排出液的適合方法來(lái)注入反應(yīng)物種。例如，可將反應(yīng)物種注入到排放導(dǎo)管的中央位置(例如，導(dǎo)管的軸向位置)以成為圍繞排放導(dǎo)管中央流的環(huán)形鞘(例如，以環(huán)繞排放導(dǎo)管的管腔或鞘)，或注入到排放導(dǎo)管內(nèi)的任何適當(dāng)位置以成為一或多個(gè)反應(yīng)物種的流。如圖2A-E所示，部分排放導(dǎo)管的非限制性示例實(shí)施例包括反應(yīng)物種引入或產(chǎn)生點(diǎn)。這些實(shí)施例可利于有效混和由產(chǎn)生器108產(chǎn)生的反應(yīng)物種及在排放導(dǎo)管中流動(dòng)的排出液。圖2A示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的排放導(dǎo)管200。排放導(dǎo)管200包含第一導(dǎo)管 202，其用于在處理腔室102的處理空間103與減弱系統(tǒng)106之間排放排出液。第二導(dǎo)管204 進(jìn)入第一導(dǎo)管202且可實(shí)質(zhì)平行第一導(dǎo)管202定向。第二導(dǎo)管204在第二導(dǎo)管的第一端部 203連接至產(chǎn)生器108。第二導(dǎo)管進(jìn)一步包含設(shè)置在第一導(dǎo)管202中的相對(duì)端部205，且利用相對(duì)端部205以使反應(yīng)物種進(jìn)入第一導(dǎo)管202中。第一導(dǎo)管與第二導(dǎo)管可同心設(shè)置。例如，第二導(dǎo)管204的部分207可同心設(shè)置在第一導(dǎo)管202中。如圖2A中所示，第二導(dǎo)管204 的部分207包括第二導(dǎo)管204的相對(duì)端部205。圖2B示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的排放導(dǎo)管210。排放導(dǎo)管210包含第一導(dǎo)管 212，其用于將排出液排放至第二導(dǎo)管214中。第一導(dǎo)管212包括第一端部211及相對(duì)端部 213，其中第一端部連接至處理腔室102，相對(duì)端部213用于將排出液提供至第二導(dǎo)管214。 第二導(dǎo)管214包括第一端部215及相對(duì)端部216，第一端部215用于從第一導(dǎo)管212的第一端部211接收排出液，相對(duì)端部216連接至減弱系統(tǒng)106。在一些實(shí)施例中，第一導(dǎo)管及第二導(dǎo)管可如圖2B所示呈平行及同心，其中第一導(dǎo)管212的部分218(包括第一導(dǎo)管212的相對(duì)端部213)同心設(shè)置在第二導(dǎo)管214的部分219(包括第二導(dǎo)管214的第一端部215)中。 產(chǎn)生器108可在第二導(dǎo)管214處連接至排放導(dǎo)管210，如圖2B中所示鄰近第二導(dǎo)管214的第一端部215，以將反應(yīng)物種注入排放導(dǎo)管210中。第二導(dǎo)管214可在第二導(dǎo)管214的相對(duì)端部216連接至減弱系統(tǒng)106。圖2C示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的排放導(dǎo)管220。排放導(dǎo)管220包括第一導(dǎo)管 222，其用于在處理腔室102的處理空間103與減弱系統(tǒng)106之間流動(dòng)排出液。可使用第二導(dǎo)管2M注射反應(yīng)物種。第二導(dǎo)管2M包括第一端部223及相對(duì)端部225，其中第一端部 223連接至產(chǎn)生器108，相對(duì)端部225在第一導(dǎo)管222的壁2 處連接至第一導(dǎo)管222。第二導(dǎo)管2M可與第一導(dǎo)管222成角設(shè)置。上述角度可為任何利于反應(yīng)物種與排出液混和的角度，例如相對(duì)第一導(dǎo)管222的中心軸(未示出)的夾角介于約0度至180度之間。在一些實(shí)施例中，第二導(dǎo)管2M可正交第一導(dǎo)管222的表面設(shè)置，例如，以利于在導(dǎo)管內(nèi)產(chǎn)生渦流以利于提高反應(yīng)物種和排出液的混和。第二導(dǎo)管2 可沿著兩個(gè)方向相對(duì)第一導(dǎo)管222成角設(shè)置。例如，可界定兩個(gè)參考平面第一參考平面，其含有第一導(dǎo)管222的中心軸及第二導(dǎo)管2M與第一導(dǎo)管222的交叉點(diǎn)；及第二參考平面，其垂直第一參考平面并亦含有第一導(dǎo)管222的中心軸。隨后，兩個(gè)角度可界定為介于第一導(dǎo)管222的中心軸與投射在第一參考平面的第二導(dǎo)管2M的中心軸間的第一角度，與介于第一導(dǎo)管222的中心軸與沿著第二參考平面的第二導(dǎo)管224的中心軸的第二角度。
圖2D示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的排放導(dǎo)管230。排放導(dǎo)管230包括第一導(dǎo)管 232，其將產(chǎn)生器108連接至減弱系統(tǒng)106。第一導(dǎo)管232包括第一端部231及相對(duì)端部233， 其中第一端部231連接至產(chǎn)生器108，相對(duì)端部233連接至減弱系統(tǒng)106?？墒褂玫诙?dǎo)管 234注射排出液，其中第二導(dǎo)管234將處理腔室102的處理空間103連接至第一導(dǎo)管232。 例如，第二導(dǎo)管234包括第一端部235及相對(duì)端部236，第一端部235連接至處理腔室102， 相對(duì)端部236在第一導(dǎo)管232的壁238處連接至第一導(dǎo)管232。第一排放導(dǎo)管與第二排放導(dǎo)管232、234可如圖2C的實(shí)施例所述類似配置。例如，第二導(dǎo)管234可如圖2D所示與第一導(dǎo)管232成角設(shè)置。圖2E示出根據(jù)本發(fā)明一些實(shí)施例的排放導(dǎo)管M0。排放導(dǎo)管240包括中央導(dǎo)管 M2，其(例如)將處理腔室102的處理空間103連接至減弱系統(tǒng)106。環(huán)形的第二導(dǎo)管對(duì)4 可徑向設(shè)置在部分中央導(dǎo)管242周圍。第二導(dǎo)管244可(例如)包括多個(gè)埠口 M6，其用于將來(lái)從反應(yīng)器108(或從燃料或試劑源，例如壓氣體或水蒸氣)的反應(yīng)物種注入中央導(dǎo)管 242中?；蛘撸蓢@中央導(dǎo)管242在各端口的位置提供多個(gè)第二導(dǎo)管。在一些實(shí)施例中，(例如)用于產(chǎn)生局部試劑，一或多個(gè)電極(示出兩個(gè)電極對(duì)8) 可設(shè)置在中央導(dǎo)管242中并緊靠彼此，或緊靠一些其它適合的電弧表面。在圖2E所示的實(shí)施例中，兩個(gè)電極248徑向?qū)?zhǔn)且彼此相對(duì)，并在其相對(duì)頂部之間設(shè)置間隙250。間隙250 可具有任何適于維持這些電極對(duì)8(或單一電極與電弧表面)間的電弧的尺寸。例如，在一些實(shí)施例中，間隙250可約0.25英寸。也可利用其它間隙尺寸或電極配置。電極可由任何適當(dāng)材料制造，非限制性示例包括鎢及氮化硅。在操作中，可將這些電極連接至功率源(未示出)，以在這些電極之間形成電弧?？山?jīng)由入口 252將試劑前驅(qū)物氣體(例如壓或水蒸氣)經(jīng)由埠口 246提供至中央導(dǎo)管242中，其中試劑前驅(qū)物氣體可經(jīng)激發(fā)以形成一或多個(gè)單態(tài)氫、氫自由基、氫氧自由基、單態(tài)氧、氧離子等。上述在圖2E中的配置可和來(lái)自處理系統(tǒng)的排出液排放導(dǎo)管共軸地設(shè)置(例如，沿著在處理腔室102與減弱系統(tǒng)106間的導(dǎo)管)。其它或結(jié)合的情況下，示出于圖2E的排放導(dǎo)管240可非共軸地設(shè)置并可利用排放導(dǎo)管240通過(guò)上述一或多個(gè)實(shí)施例來(lái)產(chǎn)生及引入試劑。例如，標(biāo)示為“從102”的部份中央導(dǎo)管242可被覆蓋，且標(biāo)示為“至106”的部份中央導(dǎo)管可另外通往一導(dǎo)管，以如上述(例如，參照?qǐng)D2A-D)提供反應(yīng)物種。在一些實(shí)施例中，可提供爆炸預(yù)防裝置。例如，爆炸預(yù)防裝置(例如，回火防爆器) 可設(shè)置在試劑傳遞傳輸?shù)老到y(tǒng)中或鄰近注射點(diǎn)設(shè)置。爆炸預(yù)防裝置可為任何裝置或多個(gè)裝置的結(jié)合以預(yù)防可爆炸的毒物。此外，在感測(cè)到非所欲的燃燒之后，這些裝置提供在上游注入惰性氣體以停止火焰?zhèn)鞑サ募夹g(shù)。此裝置也可為從傳播的火焰中簡(jiǎn)單移除足夠熱量以消滅非所欲反應(yīng)的技術(shù)。在其它示例中，爆炸預(yù)防裝置可為下列裝置中的至少一者回火防爆器、逆止閥、隔離閥、或一些其它單向流動(dòng)裝置。此外，也可使用或替代性使用工程設(shè)計(jì)、壓力梯度、溫度控制、及氣體流率來(lái)管理排放導(dǎo)管及減弱系統(tǒng)二者中至少之一的局部可燃問(wèn)題?？蓚€(gè)別或結(jié)合使用上述及示于圖2A-E中的排放導(dǎo)管實(shí)施例以利于提高反應(yīng)物種及排出液的混合。在一些實(shí)施例中，排放導(dǎo)管可進(jìn)一步包括惰性氣體導(dǎo)管(未示出)以將惰性氣體注入排放導(dǎo)管中。惰性氣體可利于使沉積在導(dǎo)管壁及(或)泵或其它表面上的排出液減到最小，且可進(jìn)一步利于降低鄰近處理空間的排出液的溫度。
減弱系統(tǒng)106可為任何適于接收及處理來(lái)自處理腔室(例如，處理腔室102)的排出液的減弱系統(tǒng)。示例減弱系統(tǒng)106為可從加州圣塔克拉拉應(yīng)用材料公司的Marathon獲得減弱系統(tǒng)。也可利用其它的減弱單元?？刹捎脺p弱系統(tǒng)106以減弱單一處理腔室或工具， 或多處理腔室或工具。減弱系統(tǒng)106可使用(例如)熱、濕刷洗、干刷洗、觸媒、等離子體及 (或)相似構(gòu)件來(lái)處理排出液，并可使用將排出液轉(zhuǎn)換成低毒性形式的處理。減弱系統(tǒng)106 可進(jìn)一步包括多個(gè)減弱系統(tǒng)以處理從處理腔室102的特定類型排出液。示例減弱系統(tǒng)(例如)可包括一或多個(gè)洗滌器、熱反應(yīng)器(例如，燃燒反應(yīng)器)、加氫合成反應(yīng)器等。例如，來(lái)自用于蝕刻處理的腔室排放的排出液可包括鹵素及(或)含鹵素分子，例如氯(Cl2)、三氟化氮(NF3)、及(或)全氟化碳(PFC)及未飽和碳?xì)浠衔?例如，乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6))?？扇缟鲜?例如，將排出液還原至更期望的形式)在排放導(dǎo)管104中處理排出液，或者，反應(yīng)物種產(chǎn)生器108可連接至減弱系統(tǒng)106以處理進(jìn)入減弱系統(tǒng)106中的排出液。經(jīng)處理的排出液(例如)可在一開(kāi)始注入熱反應(yīng)器或燃燒器中，以進(jìn)一步將排出液簡(jiǎn)化成可燃或可處理的形式。在燃燒器中處理的排出液可接著流動(dòng)至洗滌器(例如液體洗滌器(即水洗滌器))等中。例如，在水刷洗過(guò)程中，使用諸如將排出液經(jīng)由水噴霧器來(lái)鼓泡等的方法使排出液接觸水。一些可溶于水的排出液可通過(guò)洗滌器移除。例如，諸如HCl 的排出液可溶解在水中并從排出液流中移除。在一些實(shí)施例中，(例如)當(dāng)排出液起泡沫時(shí)，必須添加化學(xué)添加物至洗滌器中。起泡沫可能限制排出液的移除效率。詳述于下文并參照?qǐng)D2，可通過(guò)本發(fā)明傳遞設(shè)備106提供這些化學(xué)添加物。例如，與預(yù)洗滌器使用的化學(xué)添加物可包括抗起泡試劑，例如Dow Corning抗起泡劑(anti-foamer) 1410等。未通過(guò)洗滌器移除的排出液(例如飽和碳?xì)浠衔?，可流動(dòng)至熱反應(yīng)器中(即燃燒反應(yīng)器)?；蛘?，在不需要加氫合成或刷洗的排出液的實(shí)施例中，排出液可從處理腔室直接流入熱反應(yīng)器中。示例熱反應(yīng)器可(例如)燃燒排出液，例如飽和碳?xì)浠衔镌诖髿猸h(huán)境中與含氧氣體(例如氧氣(O2))燃燒，以形成二氧化碳(CO2)及水(H2O)，而可釋放至環(huán)境中。上述的減弱系統(tǒng)僅為示例性，且其它減弱系統(tǒng)可從本文所述的發(fā)明方法及設(shè)備獲益。例如，觸媒減弱系統(tǒng)(例如)可結(jié)合洗滌器使用。可在排出液流入觸媒反應(yīng)器之前或之后使用洗滌器，以移除可能破壞或降低觸媒反應(yīng)器效率的排出液的氣態(tài)與粒子成份。觸媒反應(yīng)器包含可進(jìn)行催化反應(yīng)的催化表面，該催化反應(yīng)可將排出液轉(zhuǎn)換成環(huán)保材料或可通過(guò)(例如)洗滌器或燃燒反應(yīng)器移除的材料。催化表面可由催化材料制成、或支撐磨碎的觸媒、泡沫床或壓粒床、或在催化反應(yīng)器的部件或壁上的涂層。催化表面可位在包含陶瓷材料(例如堇青石、氧化鋁(Al2O3)、碳化硅、氮化硅等)的支撐結(jié)構(gòu)上。在一些實(shí)施例中，可在系統(tǒng)中利用一或多個(gè)能量回收裝置以增強(qiáng)整體系統(tǒng)的總效率且進(jìn)一步降低碳足跡?？刹捎玫哪芰炕厥昭b置示例包括熱能后減弱(post abatement)的對(duì)向交換，并在注射試劑之前或?qū)⑴懦鲆鹤⑸渲翜p弱系統(tǒng)之前使用回收熱能來(lái)預(yù)熱處理腔室的排出液。或者，可使用回收能量來(lái)加熱腔室排放線路以使傳輸?shù)老到y(tǒng)、真空泵、及(或) 鼓風(fēng)機(jī)中的處理腔室副產(chǎn)物的凝結(jié)減到最小。熱能回收的其它示例包括熱能的對(duì)向交換回收并使用該能量來(lái)饋送吸附式或吸收式冷卻機(jī)，以使經(jīng)冷卻的水回路中的能量需要減到最小，或使用余熱來(lái)驅(qū)動(dòng)斯特陵(sterling)能量回收裝置。也可使用余熱來(lái)制造蒸氣或驅(qū)動(dòng)渦輪。圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例用于處理排出液的方法300的流程圖。方法300可使用圖1及2A-E中描述的所述的處理系統(tǒng)100的實(shí)施例。方法300包括在步驟302，從處理腔室102的處理空間103流動(dòng)排出液。隨后，在步驟304，可以從氫氣(H2)或水(H2O)中至少一者所形成的反應(yīng)物種來(lái)處理排出液。在步驟306，經(jīng)處理的排出液可流動(dòng)至減弱系統(tǒng) 106中或從處理腔室102的排放系統(tǒng)移除。本文所述的發(fā)明方法及設(shè)備可有利地在(例如)處理系統(tǒng)的排放導(dǎo)管中局部提供反應(yīng)物種的產(chǎn)生。本發(fā)明方法及設(shè)備可提高減弱效率，且在一些實(shí)施例中，意外的提高減弱效率。例如，發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用如上述的減弱處理排出液時(shí)，上述氫燃料減弱系統(tǒng)及處理可相較于使用甲烷作為減弱燃料的傳統(tǒng)減弱系統(tǒng)提供約四倍的增加效率。再者，使用諸如氫氣(H2)或水(H2O)的燃料有利地降低整體處理的碳足跡。進(jìn)一步說(shuō)，通過(guò)這些燃料產(chǎn)生的反應(yīng)物種可進(jìn)一步有利地減少氮氧化物(NOx)。雖然前文針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例，但是在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下，可設(shè)計(jì)本發(fā)明的其它及另外實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于處理排出液的系統(tǒng)，包含 處理腔室，其具有處理空間；排放導(dǎo)管，其連接至所述處理腔室以從所述處理空間移除排出液；及反應(yīng)物種產(chǎn)生器，其連接至所述排放導(dǎo)管以將反應(yīng)物種注入所述排放導(dǎo)管中來(lái)處理所述排出液，其中，所述反應(yīng)物種產(chǎn)生器產(chǎn)生包含下列至少一者的反應(yīng)物種單態(tài)氫、氫離子、 或氫自由基。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包括減弱系統(tǒng)，其連接至所述排放導(dǎo)管的相對(duì)端部以接收經(jīng)處理的排出液；及真空泵，其設(shè)置在所述排放導(dǎo)管中以利于所述排出液通過(guò)所述排放導(dǎo)管而流動(dòng)； 其中，所述反應(yīng)物種產(chǎn)生器在所述處理腔室與所述真空泵之間、在所述真空泵處、或在所述真空泵與所述減弱系統(tǒng)之間連接至所述排放導(dǎo)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包括第二導(dǎo)管，其將所述反應(yīng)物種產(chǎn)生器連接至所述排放導(dǎo)管，其中，所述第二導(dǎo)管具有第一端部及相對(duì)端部，所述第二導(dǎo)管的第一端部連接至所述反應(yīng)物種產(chǎn)生器，所述第二導(dǎo)管的相對(duì)端部設(shè)置在所述排放導(dǎo)管中以將所述反應(yīng)物種提供至所述排放導(dǎo)管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中，所述第二導(dǎo)管的包括所述第二導(dǎo)管的所述相對(duì)端部的一部分同心設(shè)置在所述排放導(dǎo)管中。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述排放導(dǎo)管還包括 第一導(dǎo)管，其具有連接所述處理腔室的第一端部；及第二導(dǎo)管，其用于從所述第一導(dǎo)管的相對(duì)端部接收所述排出液，其中，所述第二導(dǎo)管具有第一端部及相對(duì)端部，所述第二導(dǎo)管的第一端部用于從所述第一導(dǎo)管接收所述排出液， 所述第二導(dǎo)管的相對(duì)端部連接至所述減弱系統(tǒng)，并且其中，所述反應(yīng)物種產(chǎn)生器連接至所述第二導(dǎo)管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中，所述第一導(dǎo)管的包括所述第一導(dǎo)管的所述相對(duì)端的一部分同心設(shè)置在所述第二導(dǎo)管的一部分中，其中，所述第二導(dǎo)管的一部分包括所述第二導(dǎo)管的第一端部。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包括第二導(dǎo)管，將所述反應(yīng)物種產(chǎn)生器連接至所述排放導(dǎo)管，其中，所述第二導(dǎo)管具有第一端部及相對(duì)端部，所述第二導(dǎo)管的第一端部連接至所述反應(yīng)物種產(chǎn)生器，所述第二導(dǎo)管的相對(duì)端部在所述排放導(dǎo)管的壁處連接至所述排放導(dǎo)管以將所述反應(yīng)物種提供至所述排放導(dǎo)管。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述排放導(dǎo)管還包括第一導(dǎo)管，其具有第一端部及相對(duì)端部，所述第一導(dǎo)管的第一端部連接至所述反應(yīng)物種產(chǎn)生器，所述第一導(dǎo)管的相對(duì)端部連接至所述減弱系統(tǒng)；及第二導(dǎo)管，其具有第一端部及相對(duì)端部，所述第二導(dǎo)管的第一端部連接至所述處理腔室，所述第二導(dǎo)管的相對(duì)端部在所述第一導(dǎo)管的壁處連接至所述第一導(dǎo)管。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其中，所述第二導(dǎo)管與所述第一導(dǎo)管成角設(shè)置，以沿朝向所述減弱系統(tǒng)的方向?qū)⑺龇磻?yīng)物種提供至所述排放導(dǎo)管。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包括多個(gè)埠口，其徑向設(shè)置在所述排放導(dǎo)管周圍，以將所述反應(yīng)物種注入所述排放導(dǎo)管中。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述排放導(dǎo)管還包括第二導(dǎo)管，其徑向設(shè)置在所述排放導(dǎo)管的一部份周圍并連接至所述多個(gè)埠口。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，還包括電極，其具有延伸至所述排放導(dǎo)管中的尖端且經(jīng)定位以在所述電極與電弧表面間界定間隙，其中，所述間隙適合在對(duì)所述電極施加能量時(shí)維持電弧。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述電弧表面是設(shè)置在所述排放導(dǎo)管中的第二電極。
14.一種用于處理排出液的方法，包含以下步驟使排出液從處理系統(tǒng)的處理空間通過(guò)與所述處理空間流體連接的排放導(dǎo)管流動(dòng)； 在所述排放導(dǎo)管中用反應(yīng)物種來(lái)處理所述排出液，所述反應(yīng)物種包含下列至少一者 單態(tài)氫、氫離子或氫自由基；及使經(jīng)處理的排出液流動(dòng)至減弱系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述反應(yīng)物種由氫氣或水中至少一者形成。
全文摘要
本發(fā)明提供一種在處理系統(tǒng)中用于處理排出液的方法及設(shè)備。在一些實(shí)施例中，一種用于處理排出液的系統(tǒng)包括處理腔室，其具有處理空間；排放導(dǎo)管，其連接至該處理腔室以從該處理空間移除排出液及反應(yīng)物種產(chǎn)生器，其連接至該排放導(dǎo)管以將反應(yīng)物種注入該排放導(dǎo)管來(lái)處理該排出液，其中該反應(yīng)物種產(chǎn)生器產(chǎn)生包含下列至少一者的反應(yīng)物種單態(tài)氫、氫離子或氫自由基。在一些實(shí)施例中，一種用于處理排出液的方法包括以下步驟從處理系統(tǒng)的處理空間經(jīng)由與該處理空間流體連接的排放導(dǎo)管使排出液流動(dòng)；在該排放導(dǎo)管中通過(guò)反應(yīng)物種來(lái)處理該排出液，其中該反應(yīng)物種包含下列至少一者單態(tài)氫、氫離子或氫自由基；及使經(jīng)處理的排出液流動(dòng)至減弱系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H01L21/00GK102388432SQ201080016233
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者丹尼爾·O·克拉克, 弗蘭克·F·霍史達(dá)瑞恩, 杰伊·J·俊, 石川徹夜, 菲爾·錢(qián)德勒 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司