DE202007019166U1

DE202007019166U1 - Vielfache-Einlass-Reduktions-System

Info

Publication number: DE202007019166U1
Application number: DE202007019166U
Authority: DE
Original assignee: Applied Materials Inc
Current assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2007-12-05
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2017-12-06
Also published as: WO2008070096A1; EP2089135A1; KR20090091316A; TW200836819A; JP2010511513A

Abstract

Ein Einlass- und Auslassdruckmesssystem eines thermischen Reduktionsreaktors umfassend:
ein oder mehrere Gaseinlässe, wobei jeder Gaseinlass einen Druckanschluss aufweist;
ein oder mehrere Gasauslässe, wobei jeder Gasauslass einen Druckanschluss aufweist; und
einen Drucksensor, der selektiv mit mehr als einem der Druckanschlüsse verbunden ist.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der US vorläufigen Patentanmeldung mit der Seriennummer 60/868.720 mit dem Titel „VIELFACHE-EINLASSREDUKTIONS-SYSTEM” eingereicht am 5. Dezember 2006, die hiermit durch Bezugnahme hierin in seiner Gesamtheit eingebaut ist.
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Herstellung elektronischer Geräte und spezifischer auf Reduktionssysteme, die mehrere Einlässe mit Einlassverstopfungserkennungsmöglichkeiten aufweisen, für gefährliche Verbindungen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gasförmige Ausflüsse von der Herstellung elektronischer Materialien und Geräte können eine große Vielfalt von chemischen Verbindungen einschließen, die verwendet werden und/oder hergestellt werden während der Herstellung. Wahrend der Verarbeitung (z. B. physikalischer Dampfphasenabschiedung, Diffusion, Ätz PFC Prozesse, Epitaxie, etc.), können einige Prozesse unerwünschte Nebenprodukte erzeigen, einschließlich beispielsweise Perfluorverbindungen (PFCs) oder Nebenprodukte, die zerfallen können um PFCs zu bilden. PFCs sind identifiziert worden als starke Mitwirkende bei der globalen Erwärmung. Diese Verbindungen können für Menschen schädlich sein und/oder für die Umwelt (hierin nachstehend bezeichnet als „schädliche Verbindungen”). Die schädlichen Verbindungen müssen aus dem gasförmigen Ausfluss entfernt werden bevor der gasförmige Ausfluss in die Atmosphäre entlüftet wird.
Schädliche Verbindungen können von den Abflüssen entfernt werden oder in nicht-schädliche Verbindungen über ein Prozess umgewandelt werden, der als Reduktion bekannt ist. Während eines Reduktionsprozesses können die schädlichen Verbindungen, die bei Prozessen zur Herstellung elektronischer Geräte verwendet und/oder erzeugt werden, zerstört werden oder umgewandelt werden in weniger schädliche oder nicht-schädliche Verbindungen (reduziert), welche weiterbehandelt oder in die Atmosphäre abgegeben werden können.
Es wird gekannt, dass Ausfluss in einem thermischen Reduktionsreaktor, der den Ausfluss erhitzt und verbrennt oder oxidiert, wodurch die schädlichen Verbindungen in weniger schädliche oder nicht-schädliche Verbindungen umgewandelt werden, reduziert werden können. Der thermische Reaktor kann eine Pilotvorrichtung, eine Kraftstoff-Zufuhr, eine Oxidationsmittel-Zufuhr, Brennerdüsen, Ausflusseinlässe und Auslässe für reduzierten Ausfluss aufweisen.
Thermische Reduktionseinheiten haben typischer Weise die Fähigkeit, dien Ausfluss von mehreren Prozesskammern zu reduzieren. Zu Beispiel haben einige thermische Reduktionseinheiten mehrere Einlässe und jeder kann mit einer anderen Prozesskammer verbunden sein. Während des Betriebs der thermischen Reduktionseinheit ist es möglich, dass sich Feststoffe, z. B. Reduktionsreaktionsprodukte, in einem Einlass ansammeln und den Ausfluss von der Prozesskammer, die diesen Einlass versorgt, zum freien Eintritt in die thermische Reduktionseinheit erschweren, wodurch der Ausflussdruck am Einlass veranlasst wird zu steigen. Dies kann das Prozessierungsgerät negative beeinträchtigen.
Herkömmliche Vorrichtung für das Überwachen solchen Druckaufbaus sind kostspielig und kompliziert. Daher besteht ein Bedarf für verbesserte Vorrichtungen zur Überwachung con Einlassdruck eines Reduktionssystems.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einigen Ausführungsformen wird eine Vorrichtung zum Betreiben eines thermischen Reduktionssystems bei elektronischer Geräteherstellung bereitgestellt, die folgende Schritte durchführen kann: Strömen eines gasförmigen Ausflusses durch einen Einlass in eine thermische Reduktionsreaktionskammer; Reduzieren des Ausflusses; Strömen des reduzierten Ausflusses durch einen Auslass as der thermische Reduktionsreaktionskammer; Verwenden eines Drucksensors zum Messen eines Einlassdrucks des Einlasses; Verwenden des gleichen Drucksensors zum Messen eines Auslassdrucks des Auslasses; wobei der Drucksensor sequenziell den Einlassdruck und den Auslassdruck misst; Bestimmen einer Differenz zwischen dem Einlassdruck und dem Auslassdruck; und wenn die Differenz zwischen dem Einlassdruck und dem Auslassdruck einen vorbestimmten Druck übersteigt, ableiten des Ausflussflusses weg von dem Einlass.
Gemäß anderen Ausführungsformen wird ein Einlass- und Auslassdruckmesssystem eines thermischen Reduktionsreaktors bereitgestellt umfassend: ein oder mehrere Gaseinlässe, wobei jeder Gaseinlass einen Druckanschluss aufweist; ein oder mehrere Gasauslässe, wobei jeder Gasauslass einen Druckanschluss aufweist; und einen Drucksensor, der selektiv mit mehr als einem der Druckanschlüsse verbunden ist.
Gemäß weiterer anderer Ausführungsformen wird ein Reduktionssystem für gasförmigen Ausfluss bei elektronischer Geräteherstellung bereitgestellt, umfassend: eine oder mehrere Prozesskammern; einen thermischen Reduktionsreaktor, der einen oder mehrere Abflusseinlässe und einen oder mehrere Auslässe aufweist, wobei die einen oder mehreren Einlässe gekoppelt sind mit den einen oder mehreren Prozesskammern und angepasst sind, um Ausfluss von den einen oder mehreren Prozesskammern zu empfange, wobei jeder Einlass und jeder Auslass einen Druckanschluss umfasst; und einen Drucksensor, der selektiv mit mehr als einem Druckanschluss verbunden ist; wobei jeder Prozesskammer angepasst ist, gasförmigen Ausfluss durch eine Reaktionskammereinlass in den thermischen Reduktionsreaktor zu strömen. Zahlreiche andere Aspekte werden bereitgestellt.
Andere Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung, aus den angefügten Ansprüchen und aus den beigefügten Zeichnungen noch mehr vollständig ersichtlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht eines thermischen Reduktionssystems, das ein Einlassverstopfungserkennungssystem umfasst.
2 ist eine schematische Ansicht des Einlassverstopfungserkennungssystem.
3 ist eine schematische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Einlassverstopfungserkennungssystem.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Wie angegeben, haben thermische Reduktionseinheiten typischerweise die Fähigkeit den Ausfluss von mehreren Prozesskammern zu reduzieren. Beispielsweise haben einige thermische Reduktionseinheiten bis zu sechs Einlässe und jeder kann zu einer anderen Prozesskammer verbunden sein. Während des Betriebs der thermischen Reduktionseinheit ist es möglich, dass sich Feststoffe, z. B. Reduktionsreaktionsprodukte, in einem Einlass ansammeln und den Ausfluss von der Prozesskammer, die diesen Einlass versorgt, zum freien Eintritt in die thermische Reduktionseinheit erschweren, wodurch der Ausflussdruck am Einlass veranlasst wird zu steigen. Dies kann das Prozessierungsgerät negative beeinträchtigen. Wenn dies geschieht, muss der Einlass abgeschaltet werden und der Ausfluss von der Prozesskammer muss gestoppt werden oder in einen anderen Reduktionseinlass abgeleitet werden.
Es ist bekannt, Einlassverstopfung zu überwachen durch Vergleichen des Einlassdrucks an jedem Einlass mit dem Auslassdruck der thermischen Reduktionseinheit. Wenn der Druckunterschied zwischen einem Einlass und dem Auslass der thermischen Reduktionseinheit einen vorbestimmten Druck übersteigt, mag der Bediener oder das System feststellen, dass der Einlass verstopft ist, und angemessene Schritte können unternommen werden. Typischerweise können Drucksensoren an jedem Einlass und an dem Auslass der thermischen Reduktionseinheit lokalisiert sein. Folglich können bei einer thermischen Reduktionseinheit mit sechs Einlässen sieben Drucksensoren vorhanden sein. Drucksensoren sind jedoch teuer und so besteht ein Bedarf für eine Vorrichtung, die zumindest die gleiche Funktionalität wie die Vielfachdrucksensorvorrichtung bereitstellt, jedoch bei geringeren Kosten.
Die gegenwärtige Erfindung stellt ein verbessertes thermisches Reduktionssystem beriet, das Prozessgase von einem oder mehreren Geräten reduzieren kann. Spezifischer reduziert die vorliegende Erfindung den Kapitalaufwand für einen thermischen Reduktionsreaktor und stellt zur gleichen Zeit ein Einlassverstopfungserkennungssystem bereit.
Wie erwähnt kann ein moderner thermischen Reduktionsreaktor sechs Einlässe aufweisen. Ein konventionelles Verstopfungserkennungssystem, das mit einem solchen Reaktor verwendet wird, kann sieben Drucksensoren einschließen, einen für jeden Reaktoreinlass und einen für den Reaktorauslass. Jeder Drucksensor trägt zu den Kosten und der Komplexität des thermischen Reduktionssystems bei und ist ein Teil, das ausfallen kann. Gemäß einigen Ausführungsformen reduziert die vorliegende Erfindung die Anzahl der benötigten Drucksensoren in einem solchen thermischen Reduktionssystem auf so wenig wie einen Drucksensor. Beispielsweise kann jeder Einlass und der Auslass der thermischen Reduktionseinheit selektiv verbunden werden mit einem einzigen Drucksensor durch einen Druckanschluss an jedem Einlass/Auslass und Leitungen, die jeden Druckanschluss mit dem Drucksensor verbinden. Die Selektivität der Fluidverbindung kann dadurch erzielt werden, dass Ventile zwischen jedem Einlass/Auslass und dem Drucksensor positioniert werden. Um den Druck einen bestimmten Einlass/Auslass zu messen, kann das Ventil zwischen dem Sensor und dem Einlass/Auslass geöffnet werden, während all die anderen Ventile geschlossen gehalten werden. Diese Vorgehensweise kann für jeden Einlass/Auslass aufeinander folgend wiederholt werden, wodurch eine Druckmessung für jeden Einlass/Auslass unter Verwendung eines einigen Drucksensors bereitgestellt wird. Die Druckmessungen, die auf diese Weise erhalten werden, können in zumindest der gleichen Art und Weise verwendet werden wie die Druckmessungen, die durch konventionelle Multi-Drucksensoren-Einlassverstopfungserkennungssysteme erhalten werden.
Bei diesen und anderen Ausführungsformen kann der einzige oder erste Drucksensor ergänzt werden durch einen zweiten Drucksensor, der in Fluid-Verbindung mit dem ersten Drucksensor stehen kann, so dass, wenn ein Einlass/Auslass selektiv verbunden ist mit dem Drucksensor, er ebenfalls verbunden ist mit dem zweiten Drucksensor. Derart verbunden sollten die Drucksensoren den gleichen Druck berichten. Wenn ein Drucksensor ausfällt, mag der Drucksensor anfangen, andere Messungen zu berichten. Bei diesem Szenario kann/können ein oder beide Drucksensoren ausgetauscht werden, ohne dass die thermische Reduktionseinheit heruntergefahren wird, und bei fortgeführtem Betrieb des Einlassverstopfungserkennungssystems.
Thermisches Reduktionssystem
1 ist eine schematische Darstellung eines verbesserten thermischen Reduktionssystems 100 der vorliegenden Erfindung. Die Prozessvorrichtungen 102a, b können jeweils drei Prozesskammern 104a–f aufweisen. Jede Prozesskammer 104a–f kann Prozessgase durch die Leitungen 106a–f in die Einlässe 108a–f des thermischen Reduktionssystems 110 ausstoßen, wobei die Prozessgase thermisch reduziert sein können, wie zum Beispiel oxidiert sein können. Nachfolgend zu der Reduktion können die reduzierten Prozessgase vom Auslass 112 und durch die Leitung 114, wo die reduzierten Gase weiter behandelt werden können, ausgestoßen werden, sowie an ein Anlagen-Ableitungssystem geleitet oder anderweitig an die Atmosphäre abgegeben werden. Weniger oder mehr Prozessvorrichtungen, Prozesskammern pro Prozessvorrichtung, Abgasleitungen, Ein- und/oder Auslässe können verwendet werden.
Das thermische Reduktionssystem 100 kann außerdem ein Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116 aufweisen, welchen in Strömungsverbindung mit den Einlässen 108a–f und dem Auslass 112 steht. Das Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116 kann einen Einlassdruck jedes Einlasses 108a–f und einen Ausgangsdruck des Auslasses 112 messen, und die Messungen über Kommunikationseinrichtungen 120 an die Steuerung 118 berichten. Die Steuerung 118 kann ein Mikroprozessor, eine Mikrosteuerungseinheit, eine hierzu bestimmter Hardware-Schaltung, eine Software, und/oder eine Kombination derselben oder dergleichen sein.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Steuerung 118 eine programmierbare Logik-Steuerung sein. Die Kommunikationseinrichtungen 120 können ein Draht oder eine Faser sein oder eine drahtlose oder sonstige geeignete Verbindung sein. Obgleich die Steuerung 118 in 1 zur einfacheren Beschreibung als eine von dem Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116 separate Einheit dargestellt ist, kann sie auch als Teil des Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116 sein oder derart betrachtet und beschrieben werden, trotz der Tatsache, dass sie zusätzliche Funktionen als die Verstopfungsdetektion ausführen können.
Die Steuerung 118 kann weiter mit einem (nicht dargestellten) System zum Ableiten des Ablaufes weg von irgendeinem bestimmten Einlass verbunden sein, entweder hin zu einem anderen Einlass desselben thermischen Reduktionsreaktors oder hin zu einem Einlass eines zweiten thermischen Reduktionsreaktors.
Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem
2 ist eine schematische Darstellung der wenigstens einen Ausführungsform des Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystems 116 der 1. Bei dieser Ausführungsform, können die Einlässe 108a–f Druckanschlüsse 122a–f aufweisen, und der Auslass 112 kann einen Druckanschluss 124 aufweisen. Die Druckanschlüsse 122a–f und 124 können mit Ventilen 126a–g über Leitungen 128a–f bzw. 130 verbunden sein. Die Ventile 126a–g können über die Leitungen 134a–g mit dem optionalen Verteilerkanal 132 verbunden sein. Der Verteilerkanal 132 kann über die Leitung 138 in Strömungsverbindung mit einem Drucksensor 136 stehen. An Stelle eines Verteilerkanals können (nicht dargestellte) Leitungen 134a–g mit der Leitung 138 verbunden sein. Diese Anschlüsse, Leitungen und Ventile ermöglichen es dem Drucksensor 136, abgelegen, aber doch selektiv in Strömungsverbindung mit den Einlässen 108a–f und dem Auslass 112 zu sein, wie unten detaillierter beschrieben wird. Jeder geeigneter Drucksensor kann verwendet werden, wie z. B. ein Sentra-Niederdrucksensor oder ein ähnlicher Sensor. Bei einigen Ausführungsformen kann eine analoge oder eine andere Betriebsspannung an den Drucksensor 136 bereitgestellt werden, um den Betrieb des Drucksensors einzuleiten.
Bei einigen Ausführungsformen können die Ventile 126a–g derart betrieben werden, dass es dem Drucksensor 136 selektiv ermöglicht wird, den Druck jedes Einlasses bzw. Auslasses zu einem bestimmten Zeitpunkt zu messen. Wenn zum Beispiel das Ventil 126a offen ist, und die Ventile 126b–g geschlossen sind, kann der Einlass 108a in Strömungsverbindung mit dem abgelegenen Drucksensor 136 stehen, was es dem Drucksensor 136 ermöglicht, den Druck des Fluides innerhalb des Einlasses 108a zu messen. Nachdem der Drucksensor 136 den Druck des Fluides innderhalt des Einlasses 108a gemessen hat, kann das Ventil 126a geschlossen werden, und Einlass 108a steht nicht mehr in Strömungsverbindung mit dem Drucksensor 136. Ein anderes Ventil kann dann geöffnet werden, und der Prozess kann solange wiederholt werden, bis der Druck jedes Einlasses bzw. Auslasses gemessen worden ist. Dieser Prozess kann kontinuierliche oder periodisch wiederholt werden.
Die Steuerung 118 kann über eine Kommunikationseinrichtung 120 mit dem Drucksensor 136 verbunden sein, über welche die von dem Drucksensor 136 gemessene Drücke an die Steuerung 118 berichtet werden können. Die Steuerung 118 kann durch die Kummunikationsleitung 140 mit den Ventilen 126a–g verbunden sein, durch welche die Steuerung 118 individuell die Ventile 126a–g zum Öffnen bzw. Schließen ansteuern kann. Bei einer alternativen Ausführungsform kann eine separate Steuerung verwendet werden, um die Ventile 126a–g zum Öffnen bzw. Schließen anzusteuern. Die Kommunikationsleitung 140 kann eine Draht- oder Faserleitung sein, oder eine drahtlose oder andere Kommunikationsverbindung sein.
3 ist eine schematische Darstellung eines Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystems 116a, welches ähnlich dem Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116 der 2 ist, mit der Ergänzung eines zweiten Drucksensors 136b, welcher über die Leitung 138b mit dem Verteilerkanal 132 und über die Kommunikationseinrichtung 120b mit der Steuerung 118 verbunden ist. Der zweite Drucksensor 136b kann durch die Steuerung 118 zusammen mit dem ersten Drucksensor 136a verwendet werden, um eine Fehlfunktion eines der Drucksensoren 136a, b zu detektieren. Zusätzlich zur Fehlerdetektion, können die Drucksensoren 136a, b als Sicherungssystem verwendet werden, wobei das thermische Reduktionssystem 100 weiterhin mit einem nicht funktionierendem Sensor betrieben werden kann. In zusätzlichen Ausführungsformen kann das thermische Reduktionssystem weiterhin betrieben werden, während ein nicht funktionierender Sensor ausgetauscht wird.
Betrieb des thermischen Reduktionssystems
Unter Bezugnahme auf 1 kann der Ausfluss des Prozesses von den Prozesskammern 104a–f über Leitungen 106a–f in die Einlässe 108a–f des thermischen Reduktionsreaktors geleitet werden. Der Prozessausfluss kann in dem thermischen Reduktionsreaktor 110 thermisch reduziert werden, und dann durch den Auslass 112 in die Leitung 114 abgelassen werden, welche den Ausfluss weiteren Reduktionsprozessen oder dem Anlagen-Nassabscheider oder dem Ableitungssystem, etc. zuführen kann. Das Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116 kann den Druck jeden Einlasses 108a–f und des Auslasses 112 entweder kontinuierlich oder periodisch messen, um eine Verstopfung irgendeines Einlasses 108a–f zu detektieren. Das Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116 kann die gemessenen Drücke an die Steuerung berichten. Bei einigen Ausführungsformen kann die Steuerung mit einem normalen Druckbereich programmiert werden, bei welchem ein nicht verstopfter Einlass betrieben wird. Wenn daher beispielsweise während des Betriebes des thermischen Reduktionssystems 100 der Druck des Einlasses 108a über seinen normalen Druckbereich ansteigt, kann die Steuerung bestimmen, dass Einlass 108 gerade verstopft wird oder verstopft worden ist. Die Antwort dieser Bestimmung kann sein, dass die Prozesskammer 104a, welche den Ausfluss dem Einlass 108a zuführt, heruntergefahren ist, oder dass der Ausfluss von der Prozesskammer 104a durch ein (nicht dargestelltes) Leitungssystem an einen anderen Einlass als den Einlass 108a oder an einen anderen (nicht dargestellten) thermischen Reduktionsreaktor abgeleitet wird. Das termische Reduktionssystem 100 kann beispielsweise weiterhin betrieben werden bis zu einem Zeitpunkt, bis eine vorherbestimmte Anzahl von zusätzlichen Einlässen bestimmt wurden, die gerade verstopft werden oder verstopft worden sind, und die abgeschalten worden sind. Zu diesem Zeitpunkt kann die Wartung des Systems 100 durchgeführt werden, um die Einlässe 108a–f zu reinigen.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Steuerung 118 die Einlassdrücke mit dem Auslassdruck vergleichen. Eine Druckdifferenz gegenüber dem Grundniveau kann für jeden Einlass 108a–f bestimmt werden, und wenn die Druckdifferenz für jeden Einlass über die Druckdifferenz gegenüber dem Grundniveau oberhalt eines vorherbestimmten Betrages ansteigt, kann die Steuerung 118 bestimmen, dass der Einlass verstopft ist oder gerade verstopft wird, und kann irgendeine angemessene Maßnahme treffen, wie die Maßnahmen, die oben beschrieben worden sind.
Betrieb des Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystems
Das Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116 nach 2 kann derart betrieben werden, dass der Druck der einzelnen Einlässe 108a–f und des Auslasses 112 individuel und in irgendeiner gewünschten Reihenfolge gemessen werden kann. Bei einigen Ausführungsformen kann jeder Einlassdruck – einer nach dem anderen – gemessen werden, und dann kann der Auslassdruck gemessen werden. Bei anderen Ausführungsformen kann der Auslassdruck zwischen den Messungen jeder Einlassdrücke gemessen werden. Jegliches gewünschte Messmuster kann verwendet werden.
Bei einigen Auführungsformen kann jeder Einlass 108a–f und der Auslass 112 selektiv mit dem Drucksensor 136 über eine Reihe von Druckanschlüssen 122a-f und 124, Leitungen 128a–f, 124 und 134a–g, Ventilen 126a–g und optional einem Verteilerkanal 132 in Strömungsverbindung stehen. Die Ventile 126a–g können beispielsweise Absperrventile sein und derart angeordnet sein, dass von jedem Einlass 108a–f und dem Auslass 112 zu dem Drucksensor 136 selektiv ein Strömungsweg geöffnet (Einlass bzw. Auslass eingeklinkt) oder geschlossen werden kann (Einlass bzw. Auslass ausgeklinkt). Wenn ein Einlsass oder Auslass eingeklinkt ist, kann der Drucksensor 136 den Druck des Ein- bzw. Auslasses messen.
Um den Druck eines bestimmten Ein- oder Auslasses zu messen, können alle Ventile 126a–f geschlossen werden außer das Ventil, das zwischen dem Drucksensor 136 und dem zu messenden Ein- bzw. Auslass angeordnet ist. Der Drucksensor 136 kann dann den Druck des bestimmten Ein- bzw. Auslasses messen. Wenn einmal eine Druckmessung durch den Drucksensor 136 erfolgt ist, kann das Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116 die Ventile 126a–g rekonfigurieren, um den Druck eines anderen Ein- bzw. Auslasses zu messen. Diese Rekonfiguration kann das Schließen des offenen Ventils und das Öffnen eines der anderen Ventile beinhalten. Das Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116 kann die Steuerung 118 verwenden, um die Ventile 126a–g über die Kommunikationsleitungen 140 zu betreiben. Eine Steuerung wie ein Mikroprozessor, eine Mikrosteuerungseinheit, eine hierzu bestimmter Hardware-Schaltung, eine Software, und/oder eine Kombination derselben, eine programmierbare Logiksteuerung, etc. wird verwendet werden, um die Ventile 126a–g in den folgenden Darstellungen zu steuern, aber es wird erkannt werden, dass die Ventile 126a–g auch manuell betrieben werden können.
Wenn die Steuerung 118 die Ventile 126a–g konfiguriert, um einen ersten Einlass- bzw. Auslassdruck zu messen, und dann die Ventile 126a–g konfiguriert, um einen zweiten Einlass- bzw. Auslassdruck zu messen, kann die Steuerung 118 ein erstes Ventil vollständig schließen bevor es ein zweites Ventil öffnet. Alternativ kann die Steuerung 118 mit dem Öffnen des zweiten Ventils beginnen während es das erste Ventil schließt. Diese alternative Vorgehensweise kann Druckanstiege und -oszillationen am Drucksensor 136 reduzieren.
Der Drucksensor 136 kann konfiguriert werden, um die Einlass- und Auslass-Druckmessungen über eine Informationskommunikationseinrichtung an die Steuerung 118 zu berichten. Die Steuerung 118 kann konfiguriert werden, um einen berichteten Druck für jeden Einlass mit einem für den Einlass erwarteten Druck zu vergleichen (beispielsweise kann der erwartete Druck in die Steuerung programmiert worden sein oder für die Steuerung in einer Datenbank oder über andere geeignete Mittel verfügbar sein). Die Steuerung 118 kann weiter konfiguriert sein, um auf einen berichteten Druck, der außerhalb des erwarteten Druckbereiches für einen Einlass ist, zu antworten. Beispielsweise, wenn der gemessene Druck für einen ersten Einlass größer ist als der für einen ersten Einlass erwarteten Druckbereich, kann die Steuerung 118 konfiguriert sein, um zu bestimmen, dass der erste Einlass verstopft ist oder gerade verstopft wird. Bei einer solchen Bestimmung kann die Steuerung 118 konfiguriert sein, die Verzweigung des Ausflusses von dem ersten Einlass zu einem zweiten Einlass oder zu einem anderen thermischen Reduktionsreaktor anzuweisen. Alternativ kann die Steuerung 118 konfiguriert sein, um ein Herunterfahren einer Prozesskammer anzuweisen, welche den Ausfluss an den ersten Einlass zuführt. In dem Fall, dass der gemessene Druck für den ersten Einlass geringer ist als der Druckbereich, der für den ersten Einlass erwartet wird, kann die Steuerung konfiguriert sein einen Alarm zu setzen, wenn der Druck unterhalb eines ersten Niveaus ist und/oder das System herunterfahren, wenn der Druck unterhalb eines zweiten Niveaus ist.
In wiederum anderen Ausführungsformen kann die Steuerung 118 konfiguriert sein, um eine Druckdifferenz für jeden Einlass 188a–f zu berechnen. Diese Druckdifferenz kann die Differenz zwischen dem Druck sein, der für den Einlass 108a–f berichtet wurde, und dem Druck, der für den Auslass 112 berichtet wurde. Die Steuerung 118 kann weiter konfiguriert sein, die Druckdifferenz, die für einen Einlass 108a–f berechnet wurde, mit der Druckdifferenz zu vergleichen, die für diesen Einlass erwartet wird (beispielsweise kann der erwartete Druck in die Steuerung programmiert worden sein oder für die Steuerung in einer Datenbank oder über andere geeignete Mittel verfügbar sein). Die Steuerung 118 kann außerdem weiter konfiguriert sein, um auf eine berechnete Einlass-/Auslass-Druckdifferenz, welche außerhalb eines erwarteten bereiches für diesen Einlass liegt, zu antworten. Wenn zum Beispiel die berechnete Druckdifferenz für einen Einlass über einem erwarteten Bereich für diesen Einlass ist, kann die Steuerung 118 konfiguriert sein zu bestimmen, dass der Einlass verstopft ist oder gerade verstopft wird. Die Steuerung 118 kann weiter konfiguriert sein auf solch eine Bestimmung auf die oben beschriebenen Weisen zu antworten. Wenn die Druckdifferenz unterhalb des erwarteten Bereichs ist, kann die Steuerung 118 konfiguriert sein, einen Alarm zu setzen, wenn der Druck unterhalb eines ersten Niveaus ist und/oder das System herunterfahren, wenn der Druck unterhalb eines zweiten Niveaus ist.
In wiederum anderen Ausführungsformen kann die Steuerung 118 eine Aufzeichung einiger oder aller der vorhergehenden Druckmessungen für jeden Einlass 108a–f führen. Die Aufbewahrung der Aufzeichnung kann beginnen, wenn das thermische Reduktionssystem 100 das erste Mal arbeitet, beispielsweise nach einer Wartung, und der Grundniveau-Druck für jeden Einlass 108a–f kann zu diesem Zeitpunkt festgestellt werden. Danach kann das Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116 dieser Ausführungsform in gleicher Weise wie die vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen arbeiten mit der Ausnahme, dass an Stelle des Vergleichens der berichteten Drücke mit den erwarteten Drücken, welche in die Steuerung 118 entweder programmiert oder von einer Datenbank an die Steuerung 118 bereitgestellt worden sind, die berichteten Drücke mit den Grundniveau-Drücken verglichen werden, die von der Steuerung berechnet worden sind. Die Antwort der Steuerung 118 auf unerwartete Drücke – ob größer oder kleiner als die erwarteten – können ähnlich sein als diejenigen, die oben in anderen Ausführungsformen unter ähnlichen Umständen beschrieben worden sind.
Betrieb der Fehlerdetektion und gesichertes Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem
Bei einigen zusätzlichen Ausführungsformen ist das Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116a der 3 ähnlich zu dem Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116 der 2 mit der Ausnahme, dass an Stelle eines einzigen Drucksensors 136 redundante Drucksensoren 136a, b vorgesehen sind. Das Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystem 116a kann alle Funktionalitäten des Einlass-Verstopfungs-Detektierungssystems 116 beinhalten, das unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wurde. Zusätzlich kann die Steuerung 118 die berichteten Druckmessungen von den Drucksensoren 136a, b über Kommunikationseinrichtungen 120a, b erhalten. Die Steuerung kann konfiguriert sein, um einige oder alle berichtete Druckmessungen, die sie von den zwei Drucksensoren 136a, b erhalten hat, zu vergleichen. Wenn mit der Zeit keiner der Drucksensoren 136a, b ausgefallen ist, so kann sich die Druckdifferenz – wenn überhaupt vorhanden –, die von dem Drucksensor 136a und dem Drucksensor 136b für einen bestimmten Ein- bzw. Auslass berichtet worden ist, nicht wesentlich ändern. Wenn jedoch einer der Drucksensoren ausfällt, dann berichten die zwei Drucksensoren unterschiedliche Drücke für einen bestimmten Ein- bzw. Auslass. Die Steuerung 118 kann konfiguriert sein, um in einem solchen Fall eine Warnung bereitzustellen, und/oder das thermische Reduktionssystem 100 herunterzufahren.
Bei einigen dieser oder anderen Ausführungsformen kann die Steuerung 118 konfiguriert sein, um zu bestimmen, welcher der Drucksensoren ausgefallen ist. In einem solchen Fall kann der ausgefallene Sensor ersetzt werden, wobei das thermische Reduktionssystem 100 heruntergefahren werden kann oder nicht. Wenn die Drucksensoren 136a, b beispielsweise unterschiedliche Druckmessungen bereitstellen, können die Messungen eines der Drucksensoren 136a, b weiterhin anzeigen, dass alle der Einlässe 108a–f normal arbeiten, während die Druckmessungen, die von dem anderen Drucksensor anzeigen können, dass einer oder mehrere der Einlässe 108a–f bei einem niedrigeren oder höhereh Druck arbeiten als der erwartete Druck des Einlasses. Die Steuerung 118 kann weiter konfiguriert sein zu bestimmen, dass ein Drucksensor ausgefallen ist, wenn der Drucksensor berichtet, dass alle der von dem Sensor gemessenen Drücke nach oben oder nach unten driften, während der andere Drucksensor einen stetigen Druck berichtet.
Die vorhergehende Beschreibung offenbart nur beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung. Modifikationen der oben offenbarten Vorrichtungen und Prozesse, die in den Umfang der Erfindung fallen, werden von Fachleuten erkannt werden. Beispielsweise kann auch der Druck am Auslass des Reduktionsreaktors oder des Nassabscheiders oder an einem anderen Ort mit dem Druck eines Einlasses verglichen werden.
Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit beispielhaften Ausführungsformen hiervon offenbart worden ist, sollte dementsprechend verstanden werden, dass andere Ausführungsformen von der Idee und dem Umfang der Erfindung – wie durch die folgenden Ansprüche definiert – abgedeckt sein können.

Claims

Ein Einlass- und Auslassdruckmesssystem eines thermischen Reduktionsreaktors umfassend: ein oder mehrere Gaseinlässe, wobei jeder Gaseinlass einen Druckanschluss aufweist; ein oder mehrere Gasauslässe, wobei jeder Gasauslass einen Druckanschluss aufweist; und einen Drucksensor, der selektiv mit mehr als einem der Druckanschlüsse verbunden ist.
Das Druckmesssystem nach Anspruch 1, wobei jeder Druckanschluss ein Ventil umfasst, das angepasst ist, selektiv den Druckanschluss und den Drucksensor zu kuppeln oder zu entkuppeln.
Das Druckmesssystem nach Anspruch 2, weiter umfassend eine Steuerung, die angepasst ist, Druckmessungen von dem Drucksensor zu empfangen.
Das Druckmesssystem nach Anspruch 3, wobei die Steuerung weiterhin angepasst ist, die von dem Drucksensor empfangenen Druckmessungen mit erwarteten Drücken zu vergleichen.
Das Druckmesssystem nach Anspruch 3, wobei die Steuerung weiterhin angepasst ist, Druckmessungen von dem Drucksensor zu empfangen und eine Druckdifferenz zwischen einen Gaseinlass und einem Gasauslass zu berechnen.
Das Druckmesssystem nach Anspruch 3, wobei die Steuerung weiterhin angepasst ist, Druckmessungen von dem Drucksensor zu empfangen und einen Basisdruck für jeden der Gaseinlässe zu entwickeln.
Das Druckmesssystem nach Anspruch 2, weiter umfassend einen Steuerung, die angepasst ist, eines oder mehrere der Ventile unabhängig zu betreiben, um einen oder mehrere Druckanschlüsse und den Drucksensor zu kuppeln oder zu entkuppeln.
Ein Reduktionssystem für gasförmigen Ausfluss bei elektronischer Geräteherstellung, umfassend: eine oder mehrere Prozesskammern; einen thermischen Reduktionsreaktor, der einen oder mehrere Abflusseinlässe und einen oder mehrere Auslässe aufweist, wobei die einen oder mehreren Einlässe gekoppelt sind mit den einen oder mehreren Prozesskammern und angepasst sind, um Ausfluss von den einen oder mehreren Prozesskammern zu empfange, wobei jeder Einlass und jeder Auslass einen Druckanschluss umfasst; und einen Drucksensor, der selektiv mit mehr als einem Druckanschluss verbunden ist.
Das Reduktionssystem nach Anspruch 8, weiter umfassend ein Ventil, das zwischen jedem Druckanschluss und dem Drucksensor platziert ist, wobei jedes Ventil angepasst ist, um selektiv einen jeweiligen Druckanschluss und den Drucksensor zu kuppeln oder zu entkuppeln.
Das Reduktionssystem nach Anspruch 9, weiter umfassend eine Steuerung, die angepasst ist, eines oder mehrere der Ventile zu veranlassen unabhängig einen jeweiligen Druckanschluss und den Drucksensor zu kuppeln oder zu entkuppeln.
Das Reduktionssystem nach Anspruch 9, weiter umfassend eine Steuerung, die angepasst ist, um eine Einlassdruckmessung eines Einlasses von dem Drucksensor für jeden Einlass zu empfangen.
Das Reduktionssystem nach Anspruch 11, wobei die Steuerung weiter angepasst ist, um die empfangene Einlassdruckmessung zu vergleichen mit einem erwarteten Druckwert für jeden Einlass, und weiter angepasst ist, um nach Feststellung, dass die empfangende Einlassdruckmessung den erwarteten Druckwert übersteigt, einen Fluss von Ausfluss von dem Einlass wegzuleiten.
Eine Steuerung zum Betreiben eines thermischen Reduktionssystems bei elektronischer Geräteherstellung, welche konfiguriert ist, folgende Verfahrensschritte durchzuführen: Strömen eines gasförmigen Ausflusses durch einen Einlass in eine thermische Reduktionsreaktionskammer; Reduzieren des Ausflusses; Strömen des reduzierten Ausflusses durch einen Auslass as der thermische Reduktionsreaktionskammer; Verwenden eines Drucksensors zum Messen eines Einlassdrucks des Einlasses; Verwenden des gleichen Drucksensors zum Messen eines Auslassdrucks des Auslasses; wobei der Drucksensor sequenziell den Einlassdruck und den Auslassdruck misst; Bestimmen einer Differenz zwischen dem Einlassdruck und dem Auslassdruck; und wenn die Differenz zwischen dem Einlassdruck und dem Auslassdruck einen vorbestimmten Druck übersteigt, ableiten des Ausflussflusses weg von dem Einlass.
Die Steuerung nach Anspruch 13, wobei der Ausfluss, der von dem Einlass weg abgeleitet wird, gerichtet wird in einen anderen Einlass der gleichen oder einer anderen thermischen Reduktionsreaktionskammer.
Die Steuerung nach Anspruch 14, wobei die Steuerung konfiguriert ist, um die Differenz zwischen dem Einlassdruck und ein Auslassdruck zu bestimmen.
Die Steuerung nach Anspruch 13, wobei die Steuerung konfiguriert ist ein erstes Ventil zu betreiben, um selektiv den Drucksensor und einen Druckanschluss zu kuppeln oder zu entkuppeln, und um ein zweites Ventil zu betreiben, um selektiv den Drucksensor und einen Druckanschluss am Auslass zu kuppeln oder zu entkuppeln.
Die Steuerung nach Anspruch 13, wobei der gasförmige Ausfluss von mehr als einer Prozesskammer in mehr als einen Einlass der thermischen Reduktionsreaktionskammer strömt.
Die Steuerung nach Anspruch 17, wobei jeder Einlass verbunden ist mit einem Ventil, das durch eine Steuerung betrieben wird, um selektiv den Drucksensor und sein jeweiliges Einlassventil zu kuppeln oder zu entkuppeln.
Die Steuerung nach Anspruch 18, wobei die Steuerung die Ventile derart betreibt, dass der Druck des Ausflusses zur gleichen Zeit nur an einem Einlass gemessen wird.