JP2010540212A5 - 電子デバイス製造廃物を周囲空気により除害するための装置及び方法 - Google Patents

Description

慣用の電子デバイス製造廃物除害システムでは、典型的には、酸化剤として清浄で乾燥した空気（ｃｌｅａｎ ｄｒｙ ａｉｒ：ＣＤＡ）を使用する。ＣＤＡは、その名称が示唆しているように、乾燥させられ且つ高度に濾過された空気であり、ＣＤＡの準備に関連したコストがかかる。電子デバイス製造施設において、一般に、ＣＤＡは施設全体に比較的高圧で供給され、その圧力は約９０ｐｓｉ前後となる。電子デバイス製造施設の特定のシステム（除害システム等）においての使用する場合、施設用ＣＤＡの圧力はその特定のシステムで必要とされる圧力にまで下げられる。ＣＤＡの加圧には装置とエネルギーが必要とされる。ＣＤＡの圧力を下げるには、少なくとも装置が必要である。

一態様において、（１）廃物を除害するように構成された除害ユニットと（２）空気移動装置を含む周囲空気供給システムとを含み、周囲空気供給システムは、酸化剤として使用するために周囲空気を除害ユニットに供給するように構成される除害システムが提供される。

更に別の態様において、酸化剤として周囲空気を使用して廃物を除害するための方法が提供され、本方法は、（１）電子デバイス製造処理ツールからの廃物を除害するように構成された除害ユニットを提供し、（２）空気移動装置を含む、除害ユニットに周囲空気を供給するように構成された周囲空気供給システムを提供し、（３）周囲空気供給システムによって供給された周囲空気を使用して除害ユニット内で廃物を除害することを含む。多数のその他の態様が、本発明のこれら及びその他の態様に従って提供される。本発明のその他の構成及び態様は、以下の詳細な説明、付随する本件請求の範囲及び添付の図面からより十分に明らかとなる。

電子デバイス製造処理では様々な試薬を使用し、一部の試薬は使用されないまま処理ツールを通過する。これら未使用の試薬が施設の排出システムをそのまま通過してしまうと環境に有害となったり、火災又は爆発のリスクが生じる。加えて、電子デバイス製造処理により、同様の害又はリスクをもたらす副生成物が発生する。説明の便宜上、有害な、毒性の、可燃性の及び／又は爆発性の未使用試薬及び副生成物を本願では「望ましくない廃物」又は単に「廃物」と称する。

環境への悪影響や従業員、公衆へのリスクを回避するために、電子デバイス製造業では望ましくない廃物を除害する。望ましくない廃物の除害は多くの形態をとり得るが、最終的には、除害により望ましくない廃物は無害若しくは有害性の低い又はリスクのない若しくはリスクの低い物質に変換される。望ましくない廃物を除害するための１つの方法が、廃物を除害リアクタ又はユニット内で酸素等の酸化剤を使用して酸化することである。除害ユニットで使用されている酸化剤のすぐに使える供給源はＣＤＡであり、通常、施設のＣＤＡ供給源から得られる。

しかしながらその費用ゆえに、ＣＤＡの使用は多くの施設において配分が決まっている、すなわち使用が限られている。例えば、一部の施設では慣用の除害システムによるＣＤＡの使用を約３６０標準リットル／分（ｓｌｍ）しか割り当てていない又は許していない。しかしながら、一部の慣用の除害システムでは廃物の除害に１０００ｓｌｍ以上のＣＤＡを必要とする。例えば、太陽電池パネルを製造するための処理では大量の未使用の水素及びシラン試薬を排出する。これらの大量の可燃性及び／又は爆発性ガスは、除害用に大量の酸化剤を必要とする。従って、慣用の除害システムは一部の施設のＣＤＡ配分要件に合わず、顧客は購入を避ける。

本発明の一部の実施形態において、空気は、自然吸気システム（ｎａｔｕｒａｌｌｙ
ａｓｐｉｒａｔｅｄ ａｉｒ ｓｙｓｔｅｍ：ＮＡＡＳ）等により除害ユニットに供給される。ＮＡＡＳは、除害ユニットによるその内部への周囲空気の引き込みを可能にするシステムであるが、能動的に空気を移動させない。ＮＡＡＳには、ほぼ大気圧の周囲空気に開放された流入口及び除害システム（及び／又は除害システムのサブシステム）に連結される流出口が含まれる。これらの実施形態において、除害システムは大気圧より低い圧力で運転される。例えば、リアクタ内部の圧力は、大気圧に対して水柱圧約−１．２インチ〜−５インチである（又は別の適切な圧力）。このようなケースにおいて、空気は、周囲空気と除害ユニット内のガスとの間の圧力差により除害システム及び／又はサブシステム内に自然に引き込まれる。このようにして、酸素が周囲空気からリアクタに供給される。周囲空気はその他の圧力であってもよく、大気圧より低いもの及び高いものが含まれる。ＮＡＡＳを有効にするためには圧力差が十分に大きくなくてはならず、除害ユニットを流れる廃物を所望の除害レベルにまで除害するのに十分な酸素が供給される流量でもって空気が除害ユニットに引き込まれるようなものである。

その他の実施形態において、ＮＡＡＳが、所望の度合いにまで廃物を除害するのに必要な空気の全てを供給できない場合がある。廃物を所望の度合いにまで除害する１つの方法が、最低量の空気を除害ユニットに流すことである。この最低量の空気は、除害対象である廃物の性質及び除害対象である廃物の質量流量を評価することにより簡単に求められる。周囲空気の圧力と除害ユニットの動作圧力との差が小さすぎると、廃物を効果的に除害するのに十分な空気が除害ユニットに引き込まれない。このようなケースでは、より多くの空気を除害ユニット内に押し込む又は引き込まなくてはならない。これらのその他の実施形態において、周囲空気供給システムには、十分な空気を除害システム及び／又はそのサブシステムに押し込む及び／又は引き込むための送風機又は増量手段等の空気移動装置が組み込まれる。

更に別の実施形態においては、十分な圧力差が周囲空気と除害ユニットとの間に存在するにも関わらず（すなわち、廃物を効果的に除害するのに十分な量の空気を除害ユニットに引き込むのに十分な圧力差）、周囲空気供給システムに、除害ユニットに空気を押し込む及び／又は引き込むための送風機又は増量手段等の空気移動装置が依然として組み込まれる。このような空気移動装置を周囲空気供給システムに組み込むことにより、除害ユニットの動作圧力又は周囲空気の圧力における一時的な変化によって生じる周囲空気の一時的な欠乏が緩和される。

図１は、本発明の例示的な周囲空気除害システム１００の概略図である。除害システム１００は、１つ以上の処理ツール１０４から排出された廃物を除害するように構成された除害ユニット１０２を含む。廃物は、導管１０６を通って処理ツール１０４から除害ユニット１０２へと流れる。除害ユニット１０２は、廃物を酸素とを反応させることにより廃物を除害するように構成される。酸素は、除害ユニット１０２に、除害ユニット１０２に供給される周囲空気の一成分として、周囲空気供給システム１０８により導管１０７を介して供給される。周囲空気供給システム１０８は周囲空気流入口１１０を介して周囲空気供給源１１２に接続されており、この周囲空気供給源１１２から周囲空気供給システム１０８は周囲空気を引き込む。周囲空気供給システム１０８は１つしか描かれていないが、２つ以上、例えば２、３、４つ以上を利用してもよい。一部の実施形態において、除害ユニット１０２は燃料を燃やすことにより廃物が酸素と反応する温度を作り出す。従って、除害ユニット１０２を、導管１１６を介して燃料供給源１１４に連結してもよい。除害された廃物は流出口１１８を通って除害ユニット１０２から排出され、使用場所又は屋内スクラバ等の大気中又は追加の除害装置に向かって流れる。

除害ユニット１０２は、廃物を処理するように構成されたリアクタであってもよい。このようなリアクタは、例えば、カリフォルニア州サンタクララのアプライドマテリアルズ社製のマラソン・アベートメント・システム等の燃焼式熱除害ユニットである。或いは、除害ユニットは電気的に加熱される又はいずれの適切な方法で加熱される。廃物それ自体が可燃性である等、場合によっては、廃物を除害するために除害ユニットを加熱する必要性がない。

処理ツール１０４は、除害ユニット１０２の除害対象である廃物が発生する処理チャンバ（図示せず）を含むシステムであってもよい。例えば、処理ツール１０４は、除害ユニット１０２によって除害される廃物を排出する堆積チャンバ又はその他の処理チャンバである。太陽電池パネル製造施設において、処理チャンバは、大量の水素及び／又はシランを排出する。

周囲空気供給源１１２は、除害システム１００を取り巻く周囲空気であってもよいが、いずれの適切な空気供給源を使用することもできる。例えば、空気は製造施設で一般的に見られるＨＥＰＡフィルタにより濾過される周囲空気である。このような空気を、除害ユニット１０２に運ぶ前に再度濾過する必要がある場合もない場合もある。このような実施形態において、周囲空気供給システム１０８は、その流入口が除害システム１００を取り巻く周囲空気に開放されるように周囲空気除害システム１００のフレームに連結される。或いは、周囲空気供給源１１２は、施設外部から供給される空気である。このような実施形態において、周囲空気供給システム１０８には、廃物を効果的に除害するのに十分な量の空気を施設外部から除害ユニット１０２へと運ぶように構成されたチューブ又はその他の導管の系が含まれる。本願において、用語「空気」は、周囲空気供給源１１２によって供給される気体化合物の温度、圧力、組成等を限定するものではないことを理解されたい。例えば、用語「空気」には大気中で一般的に見られるいずれの組成の酸素、窒素等も含まれるが、いずれの適切な気体化合物供給源も使用できると理解すべきである。

燃料供給源１１４は燃料だけ又は燃料と空気との混合物を除害ユニット１０２に供給する。いずれの適切な燃料を使用してもよいが、燃料は水素、メタン、天然ガス、メタン又はＬＰＧであってもよい。いずれの適切な圧力を採用してもよいが、除害ユニット１０２に供給される燃料の圧力は約０．２ｐｓｉ〜約１０ｐｓｉであってもよい。燃料供給源１１４は、いずれの適切な燃料輸送手段を使用してもよいが、例えば、流体を運ぶように構成されたステンレススチール製のチューブを使用して除害ユニット１０２に連結される。本発明に従って提供される実施形態は、必ずしも燃料供給源１１４に連結されるわけではないことを理解されたい。例えば、除害ユニット１０２は無燃料リアクタ（例えば、廃物が可燃性であり、点火源及び空気供給源しか必要としない場合）である。

更に別の実施形態において、除害ユニット１０２を周囲空気供給源１１２内の周囲空気の圧力より低い圧力で運転しても、十分な量の空気が周囲空気供給源１１２から周囲空気供給システム１０８を通って除害ユニット１０２に移動しない場合がある。これは除害ユニット１０２に流れる廃物の性質及び体積によるものである。このようなケースにおいて、周囲空気供給システム１０８は送風機又は空気増量手段等の空気移動装置を含む。

更に別の実施形態において、除害ユニット１０２が、十分な量の周囲空気を周囲空気供給システム１０８を通して除害ユニット１０２に移動させるための周囲空気供給源１１２の圧力より平均的に十分に低い圧力で運転されるものの、除害ユニット１０２の動作圧力の変動により、一時的に十分な空気が除害ユニット１０２に流れないことがある。これにより許容範囲を超えた量の除害されていない廃物が除害ユニット１０２から流出する。これらの実施形態において、周囲空気供給システム１０８は、空気流を除害ユニット１０２に均等に送るための送風機又は空気増量手段等の空気移動装置も含む。

運転中、除害ユニット２０２は除害ユニット２０２上部の廃物流入口２２２を介して廃物を受け取る。除害ユニット２０２内部では、複数のバーナー噴流（図示せず）が各廃物流入口２２２を取り囲む。バーナー噴流により、除害ユニット２０２内で熱及び火炎が下方向に供給され、廃物は、除害ユニット２０２を下に流れる間に除害（例えば、酸化）される。一部の実施形態において、除害ユニット２０２は、空気が除害ユニット２０２内へと複数の位置で１つ以上の場所によって異なる選択された圧力又は質量流量で導入されるように設計される。例えば、一部の実施形態においては、酸化反応を除害ユニット２０２の上部では燃料リッチ（すなわち、酸素量が少ない）の状態で行い、除害ユニット２０２の下部では除害されていない残った廃物を効果的に除害するのに十分な酸素リッチの環境を作り出すのに十分な量の空気で行うのが望ましい。このような設計は、窒素酸化物及び硫黄酸化物の生成の削減に役立つ。図３及び４を参照しながら以下で説明するように、空気流入口２２０の圧力又は質量流量は、いずれの適切なやり方で個別に変えることができる。

遮断弁３０６は、ゲート弁又は空気吸入口３０２を通る周囲空気経路を開閉するのに適したいずれの弁であってもよい。いずれの適切な弁を使用してもよいが、図示したように、遮断弁３０６はＨＶＨ、ＬＬＣによって提供されるソレノイド又は空気圧によって駆動されるゲート弁であってもよい。遮断弁３０６は開閉可能に構成されており、この開閉により周囲空気供給源３０４からの空気を調節する。例えば、周囲空気供給源３０４から除害システムへの空気の流れを完全に遮断するのが望ましいこともある。その場合は、遮断弁３０６を閉鎖することにより（例えば、平坦な円盤を拡張して空気経路を閉鎖する）、空気吸入口３０２からエアボックス３０８へと空気が運ばれるのを防止する。この閉鎖状態で、エアボックス３０８は空気を周囲空気供給源３０４から除害システムへと運ぶことができない。遮断弁３０６は、廃物が周囲空気供給源３０４に向かって流れるのを防止するように構成することもできる。例えば、除害ユニット内の圧力が上昇して望ましくない圧力となった場合に（例えば、周囲空気圧より高い圧力の雰囲気）閉鎖されるように遮断弁３０６は構成される。

運転中、周囲空気供給システム３００の実施形態は、上述されたように、周囲空気供給システム３００から除害ユニットへと十分な量の空気を移動させて廃物を効果的に除害するのに十分な圧力差を作り出すのに十分なだけ周囲空気供給源３０４の圧力から低い圧力で運転される除害システムにおいて有用である。このようなケースにおいて、除害ユニットの動作圧力と周囲空気供給源３０４との間の圧力差によって、十分な量の空気が周囲空気供給システム３００から除害ユニットへと流れる。流量制御弁３１２を使用することにより、周囲空気供給システム３００から除害ユニットへと供給される空気の総量を選択することができる。

運転において、周囲空気供給システム４００は、十分な空気が周囲空気供給システム４００を通って除害ユニットへと移動して廃物を効果的に除害するには高すぎる（すなわち、周囲空気供給源４０４の圧力を十分に下回らない）圧力でもって運転される本発明の除害システムで有用である。その他の実施形態において、たとえ除害システムが、十分な空気が受動的に周囲空気供給システム４００を通って除害ユニットへと移動して廃物を除害する周囲空気供給源４０４の圧力を十分に下回る圧力で運転されるとしても、空気移動装置４２４を使用することにより、除害ユニットの動作圧力に生じ得る圧力変動に関わらず一定の流量で周囲空気が流れるようにしてもよい。このような圧力変動は、除害ユニットに廃物を引き込む原動力となる屋内排出システムの圧力の変動によって生じる。

本発明による廃物を除害するための方法６００が図６に示される。本方法は工程６０２から始まり工程６０４へと進んで、電子デバイス製造処理ツールからの廃物を除害するように構成された除害ユニットが提供される。本方法は、空気移動装置を含む周囲空気供給システムが提供され、また周囲空気供給システムが周囲空気を除害ユニットに供給するように構成されている工程６０６を含む。工程６０４及び６０６はどの順番で行ってもよい。本方法は工程６０８も含み、この工程において廃物は、周囲空気供給システムによって提供された周囲空気によって酸化される。本方法は工程６１０で終了する。

Claims (13)

1. 除害システムであって、
   １つ以上の処理ツールから排出され、導管を通って１つ以上の処理ツールから除害ユニットへと流れる廃物を除害するように構成された除害システムの除害ユニットと、
   廃物を除害するための除害ユニット内で酸化剤として使用するために周囲空気を除害システムの除害ユニットに供給するように構成される周囲空気供給システムであって、
   送風機を含む空気移動装置と、
   周囲空気を周囲空気供給システムから１つを超える空気流入口を通って除害ユニットへと運ぶように構成されるマニホルドとを含む周囲空気供給システムとを備え、
   周囲空気供給システムが、周囲空気を選択された質量流量で各空気流入口に流すように構成され、各空気流入口について選択された質量流量が、その他の空気流入口について選択された質量流量と同一である又は異なる除害システム。
2. 周囲空気供給システムが、周囲空気を除害ユニットへと選択された質量流量で供給するように構成される請求項１記載の除害システム。
3. 周囲空気供給システムが、周囲空気供給システムを通って廃物が逆流するのを防ぐように構成される請求項１記載の除害システム。
4. 周囲空気供給システムが、周囲空気を選択された圧力で除害ユニットに供給するように構成される請求項１記載の除害システム。
5. 各空気流入口がオリフィスを含み、オリフィスの直径が、選択された質量流量で空気が除害ユニットに流れ込むのを許容するように選択される請求項１記載の除害システム。
6. 各空気流入口について選択された質量流量が、その他の空気流入口について選択された質量流量と同一である又は異なる請求項５記載の除害システム。
7. 除害ユニットに供給される空気の圧力変動を減らすように構成されるエアボックスを更に含む請求項４記載の除害システム。
8. 酸化剤として使用するために周囲空気を除害ユニットに供給するための除害システムであって、
   送風機を含む空気移動装置と、
   空気移動装置に連結され且つ１つを超える空気流入口を通って除害システムの除害ユニットに、除害ユニットに連結された１つ以上の処理ツールから排出された廃物を除害するために除害ユニット内で酸化剤として使用するための空気を供給するように構成されたマニホルドとを備え、
   空気移動装置及びマニホルドが、周囲空気供給源から空気を受け取るように構成され、
   周囲空気供給システムが、周囲空気を選択された質量流量で各空気流入口に流すように構成され、各空気流入口を通る周囲空気の質量流量が、その他の空気流入口の質量流量と同一である又は異なるシステム。
9. 周囲空気供給システムが、周囲空気を選択された質量流量で除害ユニットに供給するように更に構成される請求項８記載のシステム。
10. 周囲空気供給システムが、周囲空気を選択された圧力で除害ユニットに供給するように更に構成される請求項８記載のシステム。
11. 除害ユニットに供給される周囲空気の圧力変動を減らすように構成されるエアボックスを更に含む請求項１０記載のシステム。
12. 酸化剤として周囲空気を使用して廃物を除害する方法であって、
    電子デバイス製造処理ツールから排出された廃物を除害するように構成された除害システムの除害ユニットを提供し、
    電子デバイス製造処理ツールから導管を通って除害ユニットへ廃物を流し、
    廃物を除害するために除害ユニット内で酸化剤として使用するための周囲空気を除害システムの除害ユニットに供給するように構成された、送風機を含む空気移動装置を含む除害システムの周囲空気供給システムを提供し、
    空気移動装置に連結されるマニホルドを提供し、
    マニホルドの１つを超える空気流入口を通って除害ユニットに、選択された質量流量で各空気流入口を通って流れる周囲空気を供給し、
    各空気流入口を通る周囲空気の質量流量が、その他の空気流入口と比べて同一である又は異なる周囲空気の質量流量を提供し、
    周囲空気供給システムによって供給される周囲空気によって除害ユニット内で廃物を除害することを含む方法。
13. 除害システムの除害ユニットに周囲空気を酸化剤として使用するために供給するシステムであって、
    周囲空気供給源と、
    第１端部と第２端部を有し、送風機を含む空気移動装置であって、第１端部が第１バルブを通って周囲空気供給源に連結される空気移動装置と、
    第１端部と第２端部を有するエアボックスであって、エアボックスの第１端部は空気移動装置の第２端部に連結され、除害システムの除害ユニットに供給され除害ユニットに連結される１つ以上の処理ツールから排出された廃物を除害するための除害ユニット内で酸化剤として使用される空気の圧力変動を減らすために周囲空気の貯蔵槽を提供するように構成されるエアボックスと、
    第２バルブを通ってエアボックスの第２端部に連結され、除害システムの除害ユニットに空気を供給するよう構成された１つを超える空気流入口を含むマニホルドと、
    第１及び第２バルブの動作を制御するよう構成されたコントローラを含み、
    空気移動装置とマニホルドは、周囲空気供給源から空気を受け取るように構成され、
    周囲空気供給システムは、周囲空気を選択された質量流量で各空気流入口に流すように構成され、各空気流入口を通る周囲空気の質量流量が、その他の空気流入口の質量流量と同一である又は異なるシステム。