CN113167470A - 减排方法和装置 - Google Patents

Abstract

公开一种减排装置和方法。所述减排装置用于处理来自半导体加工工具的流出物流，并且包括：第一减排设备，所述第一减排设备被构造成接收所述流出物流并且可操作成按活动模式运行以处理所述流出物流；第二减排设备，所述第二减排设备可操作成按空闲模式运行；以及控制逻辑，所述控制逻辑可操作成在接收到与所述第一减排设备相关联的警报状况的指示时按所述活动模式运行所述第二减排设备。以此方式，提供处理所述流出物流的第一或主要减排设备，并且在所述第一减排设备发生故障的情况下提供第二或备用减排设备。然而，通过仅在所述第一减排设备发生故障时才致使所述第二减排设备按所述活动模式操作，可以实现显著的能量节省。

Description

减排方法和装置

技术领域

本发明的技术领域涉及一种减排装置和方法。

背景技术

减排装置是已知的，并且通常用于处理来自例如在半导体或平板显示器制造行业中使用的制造加工工具的流出气流。在此制造期间，在从所述加工工具泵送的流出气流中存在残留全氟化合物(PFC)和其它化合物。PFC难以从流出气体去除，并且不期望其释放到环境中，因为已知其具有相对高的温室活性。

已知的减排装置使用通常通过燃烧提供的热量来从流出气流去除PFC和其它化合物。通常，流出气流是包含PFC和其它化合物的氮气流。当使用燃烧来提供热量时，燃料气体与流出气流混合，并且所述气流混合物被输送到燃烧室中，所述燃烧室侧向地由多孔气体燃烧器的出口表面环绕。燃料气体和空气同时供应到所述多孔燃烧器以在所述出口表面处实现无焰燃烧，其中穿过所述多孔燃烧器的空气量足以不仅消耗供应到所述燃烧器的燃料气体，而且还消耗注入到所述燃烧室中的气流混合物中的所有可燃物。

虽然存在用于处理流出气流的此类减排装置，但是其各自具有其自己的缺点。因此，期望提供一种经改进的减排装置。

发明内容

根据第一方面，提供一种用于处理来自半导体加工工具的流出物流的减排装置，其包括：第一减排设备，所述第一减排设备被构造成接收所述流出物流并且可操作成按活动模式运行以处理所述流出物流；第二减排设备，所述第二减排设备可操作成按空闲模式运行；以及控制逻辑，所述控制逻辑可操作成在接收到与所述第一减排设备相关联的警报状况的指示时按所述活动模式运行所述第二减排设备。

所述第一方面认识到现有布置的问题在于减排设备发生故障，从而导致可能的减排损失，于是可能必需中断由产生所述流出物流的加工工具实施的加工，这是不期望的。因此，提供一种减排装置。所述减排装置可以处理由加工工具提供的流出物流。所述装置可以包括第一减排设备。所述第一减排设备可以接收所述流出物流。所述第一减排设备可以按活动、操作或减排模式运行或操作，以便处理或减少所述流出物流中的化合物。所述减排装置可以包括第二减排设备。所述第二减排设备可以按空闲、非操作或非减排模式运行或操作。所述减排装置可以包括控制逻辑或控制器。所述控制逻辑可以接收标识由所述第一减排设备经历的警报状况的指示或信号。于是，所述控制逻辑可以按所述活动模式运行或操作所述第二减排设备。以此方式，提供处理所述流出物流的第一或主要减排设备，并且在所述第一减排设备发生故障的情况下提供第二或备用减排设备。然而，通过仅在所述第一减排设备发生故障时才致使所述第二减排设备按所述活动模式操作，可以实现显著的能量节省。

在一个实施例中，所述警报状况指示所述第一减排设备的操作特性已经变化超过阈值量。因此，所述警报状况可以指示已经发生故障，因为所述第一减排设备的所述操作参数已经偏离到预期操作范围之外。

在一个实施例中，所述操作特性包括压力。

在一个实施例中，所述操作特性包括流率。

在一个实施例中，所述操作特性包括传感器误差。

在一个实施例中，所述操作特性包括阀误差。

在一个实施例中，所述装置包括可操作成将所述流出物流供应到所述第一减排设备和所述第二减排设备中的一者的转向阀。因此，所述转向阀可以例如是三端口阀，其可以仅将所述流出物流供应到所述第一减排设备或所述第二减排设备。

在一个实施例中，所述控制逻辑可操作成在接收到与所述第一减排设备相关联的警报状况的指示之后控制所述转向阀将所述流出物流供应到所述第二减排设备。因此，可以操作所述转向阀以在已经接收到所述警报状况之后的时间将所述流出物流供应到所述第二减排设备。

在一个实施例中，所述控制逻辑可操作成接收所述第二减排设备的模式状态的指示，并且当模式状态的所述指示指示所述第二减排设备正按所述活动模式运行时控制所述转向阀来将所述流出物流供应到所述第二减排设备。因此，所述控制逻辑可以接收所述第二减排设备的模式或操作状态的指示。所述控制逻辑可以仅在已经确认所述第二减排设备按所述活动或操作模式操作时才操作所述转向阀。这确保了所述流出物流不在所述第二减排设备已经准备好处理所述流出物流之前供应到所述第二减排设备。

在一个实施例中，根据所述第二减排设备的温度的指示来确定所述第二减排设备的所述模式状态的指示。因此，所述控制逻辑可以被提供标识所述第二减排设备的温度的信号。这确保了所述流出物流不在所述第二减排设备已经准备好处理所述流出物流之前供应到所述第二减排设备。

在一个实施例中，所述控制逻辑可操作成在所述转向阀将所述流出物流供应到所述第二减排设备的操作之后关停所述第一减排设备。

在一个实施例中，所述装置在所述转向阀的上游包括旁通阀，并且其中所述警报状况具有与之相关联的转向时间，并且所述控制逻辑可操作成在所述第二减排设备未能在所述转向时间内从所述空闲模式切换到所述活动模式的情况下激活所述旁通阀，以防止将所述流出物流供应到所述转向阀。因此，可以设置旁通阀。每一警报状况可以与预先确定的或已知的时间周期相关联。当所述第二减排设备在所述时间周期内并不实现所述活动或操作模式时，所述控制逻辑可以操作所述旁通阀以停止所述流出物流的供应。以此方式，防止所述流出物流供应到所述减排设备中的任一者，因为所述第一减排设备很可能已经故障并且无法处理所述流出物流，而所述第二减排设备同样地不操作并且因此无法处理所述流出物流。替代地，所述流出物流将被容纳在其它地方。

在一个实施例中，所述控制逻辑可操作成在接收到所述第二减排设备正按所述活动模式运行的指示时停用所述旁通阀以将所述流出物流供应到所述转向阀。一旦所述第二减排设备操作，所述流出物流便可以转向到其以进行处理。

在一个实施例中，所述装置在所述转向阀与所述第一减排设备之间包括第一隔离阀。

在一个实施例中，所述控制逻辑可操作成在激活所述转向阀以将所述流出物流供应到所述第二减排设备之后激活所述第一隔离阀，以防止将所述流出物流供应到所述第一减排设备。

根据第二方面，提供一种处理来自半导体加工工具的流出物流的方法，其包括：将所述流出物流提供到按活动模式运行的第一减排设备以处理所述流出物流；提供按空闲模式运行的第二减排设备；以及在接收到与所述第一减排设备相关联的警报状况的指示时，按所述活动模式运行所述第二减排设备。

在一个实施例中，所述警报状况指示所述第一减排设备的操作特性已经变化超过阈值量。

在一个实施例中，所述操作特性包括压力、流率、传感器误差和阀误差中的至少一者。

在一个实施例中，所述方法包括提供可操作成将所述流出物流供应到所述第一减排设备和所述第二减排设备中的一者的转向阀。

在一个实施例中，所述方法包括在接收到与所述第一减排设备相关联的所述警报状况的指示之后控制所述转向阀以将所述流出物流供应到所述第二减排设备。

在一个实施例中，所述方法包括接收所述第二减排设备的模式状态的指示，并且当模式状态的所述指示指示所述第二减排设备正按所述活动模式运行时，控制所述转向阀以将所述流出物流供应到所述第二减排设备。

在一个实施例中，所述方法包括根据所述第二减排设备的温度的指示来确定所述第二减排设备的模式状态的指示。

在一个实施例中，所述方法包括在所述转向阀将所述流出物流供应到所述第二减排设备的操作之后关停所述第一减排设备。

在一个实施例中，所述方法包括在所述转向阀的上游设置旁通阀，并且其中所述警报状况具有与之相关联的转向时间，并且所述方法包括在所述第二减排设备未能在所述转向时间内从所述空闲模式切换到所述活动模式的情况下，激活所述旁通阀以防止将所述流出物流供应到所述转向阀。

在一个实施例中，所述方法包括在接收到所述第二减排设备正按所述活动模式运行的指示时停用所述旁通阀，以将所述流出物流供应到所述转向阀。

在一个实施例中，所述方法包括在所述转向阀与所述第一减排设备之间设置第一隔离阀。

在一个实施例中，所述方法包括在激活所述转向阀以将所述流出物流供应到所述第二减排设备之后激活所述第一隔离阀，以防止将所述流出物流供应到所述第一减排设备。

在所附独立权利要求和从属权利要求中阐述其它特别且优选的方面。从属权利要求的特征可以视情况并且按除权利要求中明确阐述的那些组合以外的组合与独立权利要求的特征进行组合。

在装置特征被描述为可操作成提供功能的情况下，将了解的是，这包括提供所述功能或者被调适或配置成提供所述功能的装置特征。

附图说明

现在将参考附图进一步描述本发明的实施例，其中：

图1示出根据一个实施例的减排装置；并且

图2是示出由图1的减排装置实施的主要加工步骤的流程图。

具体实施方式

在更详细地论述实施例之前，将首先提供概述。实施例提供一种从产生流出物流的加工工具的加工室的下游设置两个或更多个减排设备（例如燃烧室）的布置。通常，所述减排设备中的一者充当主要减排设备，并且通过使减排室升高到合适操作温度以使减排发生而被激活。同时，第二减排设备保持不活动、通常处于空闲模式，准备好被激活，并且在关于所述主要减排设备的操作检测到问题时被激活。一旦所述次要减排设备正确地操作，从所述加工工具供应的所述流出物流便停止供应到所述主要减排设备，并且替代地供应到所述次要减排设备。这实现了加工工具的无中断无缝操作，即使在减排系统出现操作问题时也是如此。

减排装置

图1示出根据一个实施例的减排装置10。减排装置10与加工工具30的加工室20A、20B耦接。泵40A、40B在上游与相关联的加工室20A、20B耦接，并且在下游与相关联的旁通阀50A、50B耦接。旁通阀50A、50B在下游与转向阀60耦接。转向阀60在下游与隔离阀70A、70B耦接。隔离阀70A在下游与第一减排设备80A耦接。隔离阀70B在下游与第二减排设备80B耦接。

控制逻辑90与第一减排设备80A和第二减排设备80B内的传感器耦接。所述传感器通常提供关于减排设备80A、80B的操作的参数数据，所述数据由控制逻辑90处理。可替代地，将了解的是，所述传感器可以被配置成仅向所述控制逻辑报告超出范围的值。控制逻辑90被耦接以提供信号来控制旁通阀50A、50B、转向阀60、隔离阀70A、70B、第一减排设备80A和第二减排设备80B。

现在将参考图2描述减排装置10的操作。在步骤S10处，控制逻辑90向第一减排设备80A发送信号，以移动至能够接收和减少来自加工工具30的流出物流的活动或操作状态。控制逻辑90向第二减排设备80B发送信号以移动至空闲状态，通常致使引燃器点燃，但不供应主燃料和氧化剂。因此，第一减排设备80A加热到操作温度，并且第二减排设备80B预热。如果隔离阀70A处于隔离位置，则控制逻辑90将其切换到非隔离位置以使第一减排设备80A与转向阀60耦接。控制逻辑控制转向阀60以使第一减排设备80A与旁通阀50A、50B耦接。因此，第一减排设备80A准备好处理从加工工具30提供的任何流出物流，并且第二减排设备处于备用状态。

流出物流的减排继续，直到在加工工具30内发生的加工完成或者在第一减排设备80A内检测到警报状况。特别地，在步骤S20处，控制逻辑90操作成检测表1中描述的警报状况中的任一者。

表1

在那些警报状况中的任一者发生时，在步骤S30处，控制逻辑90向第二减排设备80B发送信号以致使其切换到操作或活动模式。特别地，控制逻辑90致使第二减排设备80B内的温度升高。虽然可以设想到各种技术来确定第二减排设备80B是否处于其操作或活动模式并且已经达到操作温度，但是在此实施例中，温度传感器监测第二减排设备80B内的温度是否已经响应于激活信号升高超过50°C。

每一警报状况具有与之相关联的时间框架。所述时间框架限定检测到的警报状况与在第一减排设备80A中发生的可能故障之间的时间量。因此，在步骤S40出，确定计时器是否已经期满。如果计时器尚未期满，则所述控制逻辑在步骤S50处确定第二减排设备80B是否是活动的。如果第二减排设备80B不是活动的并且准备好接收转向的流出物流，则存在第一减排设备80A将故障并且将不充分减少流出物流的风险。

因此，如果控制逻辑90确定在所述时间框架期满时第二减排设备80B尚未处于活动模式，则在步骤S60处，控制逻辑90将激活旁通阀50A、50B，这防止流出物流被提供到减排装置10，并且替代地将流出物流供应到其它基础设施以进行捕获和/或处理。控制逻辑90通常还将导致额外的氮气被提供到泵40A、40B并且与由旁通阀50A、50B提供的流出物流混合，以确保流出物流内的任何组分都保持低于其可燃下限。控制逻辑90通常还将激活警告。

如果第二减排设备80B实现其活动或操作模式，则在步骤S70处，控制逻辑90停用任何活动的旁通阀50A、50B。控制逻辑90确保隔离阀70B被设置成使第二减排设备80B与转向阀60耦接。然后，控制逻辑90操作转向阀60以使流出物流从第一减排设备80A转向到第二减排设备80B。然后，控制逻辑90激活隔离阀70A以使第一减排设备80A与转向阀60隔离。然后，控制逻辑90发送信号以关停第一减排设备80A。然后，可以发生对第一减排设备80A的维护。

因此，可以看出，在一个实施例中，当在第一减排设备80A上发生警报状况时，应该在不中断生产工具的情况下发生切换到第二减排设备80B的过程。然而，第二减排设备80B不是立即可用的，因为应该通过读取燃烧器温度的50°C升高来感测燃烧器的证明。当启动第二减排设备80B时，系统或单独的入口将通常进入旁路模式。

在一个实施例中，减排警报具有超时，例如10秒的水流警报。此超时可以用于触发第二减排设备80B从空闲模式启动。如果第二减排设备80B在警报超时期满之前准备好，则切换到第二减排设备80B是无缝的。

一个实施例设想一种双减排构思，所述双减排构思是指两个减排系统通过单个或多个真空泵（通常最多6个泵）耦接到一个加工工具。存在主要减排和备用减排，其中主要减排具有100%的加工室气体负荷。备用减排保持在空闲模式，直到需要接管所有工艺气体负荷。

通常，每当设备80A进入警报状况时，都需要额外的三通工艺球阀来提供从设备80A到设备80B（每一泵排气管线）的转向切换功能60。

所述切换程序控制旁通阀50A、50B、转向阀60、减排设备80A隔离阀和减排设备80B隔离阀。

在第一减排设备80A警报超时周期期间，建立第二减排设备80B燃烧器。一旦达到适当温度升高，转向阀60便切换到减排设备80B。一旦启动第二减排设备80B并且不存在警报，隔离阀70B便将打开。空闲不是警报状况。

此方法预先制止关键系统的故障，并且使得备用系统能够完成晶片批处理。知道警报超时意指可以发生工艺气体的无缝切换，而不在加工工具或室处导致警告或警报状况。如果警报超时周期不足以无缝地切换备用减排，则存在两个其它互锁设备。氮气稀释模块（未示出）可以将50-500升每分钟的吹扫气体递送到真空泵排气管中以将工艺气体稀释到<可燃下限。氮气流量开关（未示出）确保真空泵具有足够的氮气流量。这些设备互锁到所述工具或室。如果两个设备都是健康的，则所述工具将接收到警告指示（软关停）。一旦备用减排变得可用，便去除所述警告信号。如果备用减排并没有变得可用，或者所述额外的互锁设备中的任一者故障，则所述工具将接收到警报指示（硬关停）。

虽然本文中已经参考附图详细地公开了本发明的说明性实施例，但是应理解，本发明并不限于精确实施例，并且本领域技术人员可以在不背离如由所附权利要求书及其等效内容限定的本发明的范围的情况下在本文中实现各种改变和修改。

附图标记

减排装置10

加工室20A、20B

加工工具30

泵40A、40B

旁通阀50A、50B

转向阀60

隔离阀70A、70B

第一减排设备80A

第二减排设备80B

控制逻辑90

Claims (13)

1.一种用于处理来自半导体加工工具的流出物流的减排装置，其包括：

第一减排设备，所述第一减排设备被构造成接收所述流出物流并且能够操作成按活动模式运行以处理所述流出物流；

第二减排设备，所述第二减排设备能够操作成按空闲模式运行；以及

控制逻辑，所述控制逻辑在接收到与所述第一减排设备相关联的警报状况的指示时能够操作成按所述活动模式运行所述第二减排设备。

2.根据权利要求1所述的减排装置，其中，所述警报状况指示所述第一减排设备的操作特性已经变化超过阈值量。

3.根据权利要求2所述的减排装置，其中，所述操作特性包括压力、流率、传感器误差和阀误差中的至少一者。

4.根据任一前述权利要求所述的减排装置，其包括能够操作成将所述流出物流供应到所述第一减排设备和所述第二减排设备中的一者的转向阀。

5.根据权利要求4所述的减排装置，其中，所述控制逻辑在接收到与所述第一减排设备相关联的所述警报状况的所述指示之后能够操作成控制所述转向阀将所述流出物流供应到所述第二减排设备。

6.根据权利要求4或5所述的减排装置，其中，所述控制逻辑能够操作成接收所述第二减排设备的模式状态的指示，并且当模式状态的所述指示指示所述第二减排设备正按所述活动模式运行时，所述控制逻辑能够操作成控制所述转向阀将所述流出物流供应到所述第二减排设备。

7.根据权利要求6所述的减排装置，其中，根据所述第二减排设备的温度的指示确定所述第二减排设备的所述模式状态的所述指示。

8.根据权利要求4至7中的任一项所述的减排装置，其中，所述控制逻辑在所述转向阀将所述流出物流供应到所述第二减排设备的操作之后能够操作成关停所述第一减排设备。

9.根据权利要求4至8所述的减排装置，其在所述转向阀的上游包括旁通阀，并且其中，所述警报状况具有与之相关联的转向时间，并且所述控制逻辑在所述第二减排设备未能在所述转向时间内从所述空闲模式切换到所述活动模式的情况下能够操作成激活所述旁通阀，以防止将所述流出物流供应到所述转向阀。

10.根据权利要求9所述的减排装置，其中，所述控制逻辑在接收到所述第二减排设备正按所述活动模式运行的指示时能够操作成停用所述旁通阀，以将所述流出物流供应到所述转向阀。

11.根据权利要求4至10中的任一项所述的减排装置，其在所述转向阀与所述第一减排设备之间包括第一隔离阀。

12.根据权利要求11所述的减排装置，其中，所述控制逻辑在激活所述转向阀以将所述流出物流供应到所述第二减排设备之后能够操作成激活所述第一隔离阀，以防止所述流出物流供应到所述第一减排设备。

13.一种处理来自半导体加工工具的流出物流的方法，其包括：

将所述流出物流提供到按活动模式运行的第一减排设备以处理所述流出物流；

提供按空闲模式运行的第二减排设备；以及

在接收到与所述第一减排设备相关联的警报状况的指示时，按所述活动模式运行所述第二减排设备。

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