KR20120030349A - 폐기물을 처리하기 위한 방법들 및 장치 - Google Patents

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프랭크 에프. 후시다란
테츠야 이시카와
제이 제이. 준
필 챈들러
다니엘 오. 클락
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어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드
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Abstract

프로세스 시스템들에서 폐기물들을 처리하기 위한 방법들 및 장치가 제공된다. 일부 실시예들에서, 폐기물을 처리하기 위한 시스템은 프로세싱 볼륨을 갖는 프로세스 챔버; 프로세싱 볼륨으로부터 폐기물을 제거하기 위해 프로세스 챔버에 연결되는 배기 도관; 및 폐기물을 처리하기 위해 배기 도관으로 반응성 종들을 주입하기 위해 배기 도관에 연결되는 반응성 종들 발생기를 포함하며, 반응성 종들 발생기는 일중항 수소, 수소 이온들, 수소 라디칼들 중 적어도 하나를 포함하는 반응성 종들을 생성한다. 일부 실시예들에서, 폐기물들을 처리하기 위한 방법은 프로세스 시스템의 프로세싱 볼륨으로부터의 폐기물을 상기 프로세싱 볼륨에 유동적으로 연결되는 배기 도관을 통해 흘려보내는 단계; 일중항 수소, 수소 이온들, 또는 수소 라디칼들 중 적어도 하나를 포함하는 반응성 종들로 배기 도관의 폐기물을 처리하는 단계; 및 처리된 폐기물을 경감 시스템으로 흘려보내는 단계를 포함한다.

Description

폐기물을 처리하기 위한 방법들 및 장치 {METHODS AND APPARATUS FOR TREATING EFFLUENT}
[0001] 본 발명의 실시예들은 일반적으로 폐기물(effluent)을 처리하기 위한 방법들 및 장비에 관한 것이다.
[0002] 예를 들어, 반도체, 디스플레이, 솔러(solar), 또는 발광 다이오드(LED) 제조 프로세스에서 생성되는 폐기물들은 환경에 방출되기 이전에 처리를 필요로한다. 예시적인 폐기물들은 과불화탄소(perfluorocarbon)들, 질소산화물들, 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 폐기물들의 예시적 처리들은 연료, 이를 테면 메탄, 프로판 또는 이와 유사한 것을 사용한, 폐기물의 연소 및/또는 열적 처리를 포함할 수 있다. 불행히도, 연소를 위한 연료들, 이를 테면 탄화수소 연료들은 화재 또는 폭발을 야기할 수 있는 안전 위험요소(safety hazard)일 수 있다. 또한, 탄화수소 연료들은 연소로 인해 생성되는 부산물들, 이를 테면 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 또는 이와 유사한 것으로 인해 원치않게 탄소 풋 프린트(foot print)를 증가시킬 수 있다. 또한, 폐기물의 처리를 위해 요구되는 연료를 제공하는 것, 저장하는 것 그리고 전달하는 것과 관련된 기반설비 비용들은 이러한 제조 처리가 수행되는 특정 영역들에서 상당히 비쌀 수 있다.
[0003] 따라서, 폐기물을 처리하기 위한 개선된 방법들 및 장치가 기술분야에서 요구된다.
[0004] 본 발명에서는 프로세스 시스템들에서 폐기물들을 처리하기 위한 방법들 및 장치가 제공된다. 일부 실시예들에서, 폐기물을 처리하기 위한 시스템은 프로세싱 볼륨(processing volume)을 갖는 프로세스 챔버; 프로세싱 볼륨으로부터 폐기물을 제거하기 위해 프로세스 챔버에 연결되는 배기 도관(exhaust conduit); 및 폐기물을 처리하기 위해 배기 도관으로 반응성 종들을 주입하도록 배기 도관에 연결되는 반응성 종들 발생기를 포함하며, 반응성 종들 발생기는 일중항(singlet) 수소, 수소 이온들 또는 수소 라디칼들 중 적어도 하나를 포함하는 반응성 종들을 생성한다.
[0005] 일부 실시예들에서, 폐기물을 처리하기 위한 방법은 프로세스 시스템의 프로세싱 볼륨으로부터 프로세싱 볼륨에 유동적으로(fluidly) 연결되는 배기 도관을 통해 폐기물을 흘려보내는 단계; 일중항 수소, 수소 이온들, 또는 수소 라디칼들 중 적어도 하나를 포함하는 반응성 종들로 배기 도관내의 폐기물을 처리하는 단계; 및 처리된 폐기물을 경감 시스템(abatement system)으로 흘려보내는 단계를 포함할 수 있다.
[0006] 상기 간략한 발명의 내용은 본 발명이 제한되게 의도된 것은 아니다. 다른 및 추가의 실시예들이 본 출원의 이하의 상세한 설명 섹션에서 논의된다.
[0007] 앞서 간략하게 요약되었고 하기에 보다 상세하게 논의되는 본 발명의 실시예들은 첨부되는 도면들에 도시되는 발명의 예시적 실시예들에 대한 참조에 의해 이해될 수 있다. 그러나 첨부되는 도면들은 단지 본 발명의 전형적인 실시예들을 예시하는 것이며 따라서 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 간주되지 않는다는 것을 주목해야 하며, 본 발명은 다른 등가적인 유효 실시예들에 허용될 수 있다.
[0008] 도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 프로세스 시스템의 개략도를 도시한다.
[0009] 도 2a-e는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배기 도관의 변형들을 도시한다.
[0010] 도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 폐기물을 처리하는 방법에 대한 흐름도를 도시한다.
[0011] 이해를 돕기 위해, 도면들에서 공통되는 동일한 부재들을 지정하는데 있어 가능한 동일한 참조 부호들이 사용되었다. 도면들은 실제비율로 도시되지 않았고 명료성을 위해 간략화될 수 있다. 일 실시예의 부재들 및 피처들(features)은 추가의 언급이 없더라도 다른 실시예들에 유용하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
[0012] 본 명세서에서는 프로세스 시스템에서 폐기물들을 처리하기 위한 방법들 및 장치가 개시된다. 본 발명의 방법들 및 장치는 경감 효율성을 유리하게 개선하며 탄소 풋 프린트를 감소시킨다.
[0013] 본 발명의 실시예들은 프로세스 폐기물, 과불화탄소 및 NF3의 경감을 돕기 위해 수소(또는 인 시튜(in situ), 이를 테면 국부적으로 생성된 수소)를 사용하는 것에 관한 것이다. 일중항 수소(H) 및/또는 수소 라디칼들의 존재는 통상의 산화 보다 더욱 효율적으로 그리고 더 낮은 퍼니스(furnace) 온도들에서, 배기 방사물들(exhaust emissions), 과불화탄소(PFC)들, 및 NF3의 열적 분해를 촉진하는데 있어 효과적이라는 것이 예상치못하게 발견되었다. 이는 AMAT R&D 설비들에서 입증되었는데, 여기서 PFC 경감 디바이스들로의 화학량론적으로(stoichiometrically) 적은 양의 수소 첨가는 정규 예측들(normal expectations)에 비해, 놀랍게도 PFC의 또는 환원(reduction)을 요구하는 다른 종들의 높은 파괴 제거효율(DRE : destruction removal efficiencies)을 나타냈다.
[0014] 따라서, 발명자들은 뛰어난(exceptional) 제거효율/변환(destruction removal/conversion) 효율을 제공하기 위해, 활성화된(energized) 일중항 및 수소 라디칼들이 인입하는 폐기물들과 혼합되도록 경감 디바이스들에 대해 플라즈마 수소 주입 입구들의 사용을 제안했다. (펌프 전방에서 DRE를 제공하는) 펌프 전방에서(pre-pump), 펌프에서(at the pump), 또는 펌프 후방에서(post-pump) 중 어느 하나에서 폐기물 스트림 함유 종들에 활성화된 라디칼 또는 일중항 수소의 스트림을 제공하고 혼합하는 방법들은 다양하다.
[0015] 예를 들어, 일부 실시예들에서, 동심 환형부들(concentric annuals)(이를 테면, 도관들)에는 내부 컨베이언스(inner conveyance)의 내강(lumen)내에 있는 폐기물 그리고 외부 컨베이언스를 통해 도입되는 활성화된 시약(energized reagent)이 제공될 수 있다. 혼합은 바로(immediately) 다운스트림에서 발생한다. 일부 실시예들에서, 동심 환형부들에는 내부 컨베이언스의 내강을 통해 도입되는 활성화된 시약 및 외부 컨베이언스를 통해 도입되는 폐기물이 제공될 수 있다. 혼합은 바로 다운스트림에서 발생한다. 일부 실시예들에서, 혼합을 촉진하기 위해 폐기물속으로 시약의 접선(tangential) 주입 또는 각을 이룬 주입이 제공될 수 있다. 일부 실시예들에서, 혼합을 촉진하기 위해 시약에 폐기물의 접선 주입 또는 각을 이룬 주입이 제공될 수 있다. 이러한 예들에서, 다양한 동심 환형부들(annuli)의 상대적 길이들은 가변할 수 있다. 일부 예증들에서, 최적의 경감 성능을 제공하고 상기 컨베이언스의 부식 또는 증착물을 최소화시키기 위해 내부 환형부들은 외부 환형부들 보다 더 짧거나 길 수 있다.
[0016] 일부 실시예들에서, 양(both) 종들이 반응기 내에 있고 물리적 입구 어셈블리로부터 거리를 두고 있을 때까지, 비활성 가스 슬리브가 폐기물과 시약 사이에 제공되도록 동심 환형 슬리브가 배기 도관 둘레에(about) 제공될 수 있다. 이러한 구성은 컨베이언스 장치의 단부들에서의 매우 높은 온도들 및 증착물들을 최소화시킨다.
[0017] 수소 및/또는 수소/산소 소스를 이용가능하게 하는 방법들은 다양하다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 원자 수소 용접(AHW)(예들은 높은 전압 및 전극들, 이를 테면 텅스텐 전극들의 사용을 포함한다)은 활성화된 일중항 수소 및 활성화된 수소 라디칼들을 제공하기 위한 한가지 방법이다. AHW 장치는 제거효율 또는 변환효율을 개선하기 위해 펌프 전방, 펌프 내부, 또는 펌프 후방 중 어느 하나에서 폐기물 스트림내로의 혼합을 위해 활성화된 수소를 국부적으로 생성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 폐기물 경감 및 GWP(Global Warming Products)의 감소를 보조하기 위해 수소 또는 물을 분리하고 활성화된 라디칼들을 형성하도록 용량성(capacitive), 유도성(inductive), 아크(ark), 마이크로파, 또는 정상파(standing wave) 플라즈마가 이용될 수 있다.
[0018] 일부 실시예들에서, 효율적인 경감을 촉진하기 위해 선호 종들(preferential species)을 인시튜로 형성하는데 브라운 가스(Brown's gas)(HHO 가스)가 이용될 수 있다. 또한, 브라운 가스로 공지된 HHO, 산소-수소 또는 히드록시(hydroxy) 가스는 H2 및 O2 화염 보다 대략 3.8배일 수 있는 열 에너지를 가지며 1리터의 물(each liter of water)은 1866 리터의 가연성 가스로 팽창될 수 있다. HHO는 저장, 이송, 또는 사용의 위험 없이 환경에 악영향을 미치지 않고 메탄 또는 다른 경감 연료 가스들의 사용을 대체할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전기 에너지는 수소 또는 수소 산소 혼합물을 국부적으로 형성하기 위해 사용될 수 있고, 따라서 볼륨 및 이송 거리를 최소화시킨다. 이러한 방법들 및 장치는 큰 볼륨들 또는 고압 화염성 가스들의 사용으로 인한 화재 위험을 최소화시킨다. 브라운 가스 발생기들 또는 통상의 전기분해(electrolysis) 장비는 국부적으로 수소를 형성하기 위한 장치의 예들이다.
[0019] 예를 들어, 일부 실시예들에서, 연료 발생기는 사용 시점 근처에서 물을 순수한 수소 및 산소로 전기분해하기 위해 전기를 이용할 수 있다. 산-수소(Oxy-hydrogen) 가스는 필터 및 압력 탐지기를 통해 (역화방지(anti-back-fire) 안전 밸브를 갖춘) 화염 디바이스로 라우팅되고 반응기들의 원하는 경감 위치에서 섭씨 800도 내지 4000도의 온도로 가스를 점화시키기 위해 노즐들을 통해 라우팅될 수 있다. 역화 방지기들(flash back arrestors), 엔지니어링 설계, 압력 구배(pressure gradient)들, 온도 제어 및 가스 흐름 속도들의 사용은 국부적 가연성 문제들을 관리하는데 이용될 수 있다.
[0020] 예시적 프로세싱 시스템(100)은 도 1에 개략적으로 예시된다. 프로세싱 시스템(100)은 배기 도관(104)을 통해 경감 시스템(106)에 연결되는 프로세싱 볼륨(103)을 갖는 프로세스 챔버(102)를 포함한다. 폐기물, 이를 테면 프로세스 가스, 반응성 종들, 에칭 부산물, 또는 이와 유사한 것은 프로세싱 볼륨(103)으로부터 경감 시스템(106)으로 배기될 수 있다. 예시적 폐기물들로는 과불화탄소들(perfluorocarbons), 삼불화질소(NF3), 및/또는 질소산화물들(NOX)을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 반응성 종들 발생기(108)는 반응성 종들을 형성하고 배기 도관(104)으로 반응성 종들을 전달하기 위해 배기 도관(104)에 연결될 수 있고, 여기서 반응성 종들은 예를 들어 환경으로의 배기를 위해 및/또는 추가의 경감 프로세싱을 위해 보다 바람직한 형태로 폐기물을 변환함으로써 폐기물을 처리한다. 다음에, 처리된 폐기물은 예를 들어, 버닝, 스크러빙(scrubbing), 또는 다른 적절한 경감 프로세스에 의해 경감 시스템(106)에서 추가로 처리될 수 있다. 반응성 종들은 배기 도관(104)의 폐기물 스트림의 흐름 내에서 생성되거나 또는 컨베이언스 커넥터(104) 외부에서 생성되며 후방-챔버 펌프 전방에서, 후방에서, 또는 내부로 주입된다.
[0021] 예를 들어, 프로세싱 볼륨(103)으로부터 폐기물을 제거하기 위해 그리고 배기 도관(104)을 통해 경감 시스템으로 폐기물을 흘려보기기 위해 배기 도관(104)내에 펌프(110)가 배치될 수 있다. 도 1에 예시된 것처럼, 반응성 종들 발생기(108)는 프로세스 챔버(102)와 펌프(110) 사이에서, 펌프(110)와 경감 시스템(106) 사이에서, 또는 펌프(110)에서 배기 도관(104)에 연결될 수 있다. 추가의 도시되지 않은 반응성 종들 발생기(108)는 경감 시스템(106)의 일부 또는 경감 시스템(106)에 연결될 수 있다. 반응성 종들 발생기 또는 반응성 종 주입기는 반응 챔버에 직접 연결되거나 또는 반응 챔버(이를 테면, 경감 시스템의 반응 챔버)에 삽입될 수 있다.
[0022] 제어기(112)는 프로세스 챔버의 동작을 제어하고, 추가로 시스템(100)의 동작을 제어하기 위해 프로세스 챔버(102)에 연결될 수 있다. 대안적으로 도시되지 않은 제어기가 경감 시스템(106) 및 반응성 종들 발생기(108)에 연결될 수 있거나 또는 각각의 동작들을 제어하기 위해 경감 시스템(106) 및 발생기(108)의 개별 제어기들(미도시)에 연결될 수 있다. 앞서 개시된 반도체 프로세싱 시스템(100)은 단지 예시적인 것이며 다른 프로세싱 시스템이 가능하며, 예를 들어 프로세싱 시스템은 동일한 경감 시스템에 연결된 2개 이상의 프로세스 챔버들, 다수의 경감 시스템들에 연결된 프로세스 챔버를 포함하며, 여기서 각각의 경감 시스템은 특정 폐기물, 또는 이와 유사한 것을 프로세싱하도록 구성될 수 있다.
[0023] 프로세스 챔버(102)는 과불화탄소(PFC)들, 삼불화질소(NF3), 질소산화물, 또는 임의의 다른 유해 공기 오염물(HAPS)을 포함하는 폐기물이 존재하는 임의의 챔버일 수 있다. 일부 실시예들에서, (다른 산업들에서 이용되는 반응기들 및 프로세스 챔버들이 특정하게 고려될 수 있지만) 프로세스 챔버(102)는 반도체들, 디스플레이들, 솔러 패널들, 발광다이오드들(LED), 또는 이와 유사한 것의 프로세싱 및/또는 제조를 위한 임의의 적절한 챔버일 수 있다. 예를 들어, 프로세스 챔버(102)는 가스상(gas phase) 또는 액체상(liquid phase) 프로세스들을 수행하기 위해 구성될 수 있다. 이러한 가스상 프로세스들의 비제한적 예들은 건식 화학적 에칭, 화학적 기상 증착, 물리적 기상 증착, 플라즈마 에칭, 플라즈마 산화, 플라즈마 질화, 급속 열 산화, 에피틱셜 증착, 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 이러한 액체상 프로세스들의 비제한적 예들은 습식 화학적 에칭, 물리적 액체 증착 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 예시적 프로세스 챔버(102)는 예를 들어, 기판 지지체, 하나 이상의 프로세스 가스들을 제공하기 위한 가스 패널, 및 프로세스 챔버내에 프로세스 가스들을 분배하는 수단, 예를 들면 샤워헤드 또는 노즐을 포함할 수 있다. 챔버는 용량성으로 결합된 플라즈마, 유도적으로 결합된 플라즈마 또는 원격 플라즈마를 제공하도록 구성될 수 있다. 챔버는 예를 들어 급속 열 프로세스(RTP) 또는 에피택셜 증착 프로세스를 위해 구성될 때 하나 이상의 가열 램프들을 포함할 수 있다. 단일 프로세싱 챔버로서 개시되었지만, 공통 배기부(exhaust)에 연결되는 다수의 프로세스 챔버들(클러스터형 또는 단독형)을 가지는 프로세싱 시스템들이 본 명세서에 제공되는 설명들에 따라 변형될 수 있다.
[0024] 프로세스 챔버(102)에서 프로세싱되는 기판은 프로세스 챔버에서 프로세싱되는 임의의 적절한 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판은 프로세싱될 임의의 적절한 물질, 이를 테면 결정성 실리콘(예를 들면, Si <100> 또는 Si<111>), 실리콘 산화물, 응력이 가해진(strained) 실리콘, 실리콘 게르마늄, 도핑된 또는 도핑되지 않은 폴리실리콘, 도핑된 또는 도핑되지 않은 실리콘 웨이퍼들, 패터닝된 또는 패터닝되지 않은 웨이퍼들, 실리콘 온 인슐레이터(SOI), 탄소 도핑 실리콘 산화물들, 실리콘 질화물, 도핑된 실리콘, 게르마늄, 갈륨 아세나이드, 글래스, 사파이어, 디스플레이 기판(이를 테면, 액정 디스플레이(LCD), 플랫 패널 디스플레이(FPD), 플라즈마 디스플레이, 전기발광(EL) 램프 디스플레이, 또는 이와 유사한것), 태양 전지 어레이 기판(이를 테면, 태양 전지 또는 태양 패널), 발광 다이오드 기판(이를 테면, LED, OLED, FOLED, PLED, 또는 이와 유사한 것), 유기 박막 트랜지스터, 액티브 매트릭스, 패시브 매트릭스, 상부 방출 디바이스(top emission device), 바닥부 방출 디바이스, 또는 이와 유사한 것일 수 있다. 기판은 직사각형 또는 정사각형 패널들 뿐만 아니라 다양한 치수들, 이를 테면, 200 mm 또는 300 mm 직경 웨이퍼들을 가질 수 있다.
[0025] 프로세스 챔버(102)는 예를 들어, 기판상에 물질의 층을 증착하기 위해, 기판에 도펀트를 주입하기 위해, 기판 또는 기판상에 증착된 물질을 에칭하기 위해, 다른 방식으로 기판을 처리하기 위해, 또는 이와 유사한 것을 위해 구성될 수 있다. 기판상에 증착된 이러한 층들은 반도체 디바이스, 예를 들면 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) 또는 플래시 메모리 디바이스에서의 사용을 위한 층들을 포함할 수 있다. 이러한 층들은 폴리실리콘 함유층들 이를 테면, 폴리실리콘, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물, 금속 실리사이드, 또는 대안적으로 금속 함유층들, 이를 테면, 구리, 니켈, 금, 또는 주석 함유층들 또는 금속 산화물층들, 예를 들어 하프늄 산화물을 포함할 수 있다. 다른 증착층들은 예를 들어 희생층들, 이를 테면 에칭 스톱층들, 포토레지스트층들, 하드마스크층들 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다.
[0026] 프로세스 챔버(102)는 예를 들면, 기판의 최상부에 층을 형성하기 위해, 기판으로부터 물질을 제거하기 위해, 또는 기판상에 노출된 물질층들과의 다른 반응을 위해, 또는 이와 유사한 것을 위해, 임의의 적절한 프로세스 가스 및/또는 프로세스 가스 혼합물을 이용할 수 있다. 이러한 프로세스 가스들은 실리콘-함유 가스들, 이를 테면 실란(SiH4), 디클로로실란(Cl2SiH2), 또는 다른 유사한 것; 및/또는 금속-함유 가스들, 이를 테면 유기금속들(metalorganics), 금속 할라이드들(metal halides) 또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 다른 프로세스 가스들은 불활성 가스들, 이를 테면, 헬륨(He), 아르곤(Ar), 질소(N2), 또는 이와 유사한 것; 및/또는 반응성 가스들, 이를 테면 할로겐-함유 가스들, 산소(O2), 불화수소(HF), 염화수소(HCl), 브롬화수소(HBr), 삼불화질소(NF3) 또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다.
[0027] 따라서, 임의의 프로세스 가스 또는 액체, 프로세스 가스 또는 액체 혼합물, 기판, 증착된 물질들, 제거된 물질들, 또는 이들의 조합들이 프로세스 챔버로부터 배기되는 폐기물들을 형성하도록 포함 및/또는 결합될 수 있다. 폐기물들은 기판을 프로세싱하기 위해 또는 챔버 및/또는 챔버 컴포넌트들, 이를 테면 재사용 프로세스 키트들 또는 프로세스 키트 실드들(shield)을 세정하기 위해 사용되는 프로세스 가스 또는 화학 약품의 반응되지 않은 또는 과잉 부분들을 포함할 수 있다. 이러한 프로세스들에서 생성된 폐기물들은 상이한 조성들의 화염성 및/또는 부식성 화합물들, 서브-미크론(sub-micron) 크기의 프로세스 잔류 입자들 및 가스 상의 핵형성된 물질들, 및 다른 유해성 또는 환경적으로 오염성인 화합물들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폐기물은 상이한 조성들의 할로겐 함유 가스들, 과불화화합물(PFC)들, 클로로플루오로화합물(CFC)들, 유해성 공기 생성물(HAP)들, 휘발성 유기 화합물(VOC)들, 지구 온난화 가스(GWG)들, 화염성 및 유독성 가스들 및 이와 유사한 것을 포함할 수 있다.
[0028] 배기 도관(104)을 통해 배기되는 프로세싱 볼륨(103)으로부터의 폐기물들은 경감 시스템(106)에 도달하기 이전에 처리될 수 있다. 예를 들어, 폐기물, 이를 테면 수소 라디칼들과 같은 반응성 종들을 이용한 PFC와 같은 폐기물의 처리는 폐기물을 경감 시스템(106)에서 추가로 처리하고 그리고/또는 환경으로 배기될 수 있는, 원하는 형태, 이를 테면 단쇄(shorter chain) 분자, 분리된(cleaved) 할로겐, 또는 다른 원하는 형태로 변환시킬 수 있디.
[0029] 폐기물들은 반응성 종들 발생기(108)에 의해 생성된 반응성 종들을 배기 도관(104)에 주입함으로써 처리될 수 있다. 예를 들어, 반응성 종들 발생기(108)는 반응성 종들을 생성하기 위해 하기의 프로세스들 중 하나 이상을 가능케할 수 있다: 용량성 결합된 플라즈마, 유도적으로 결합된 플라즈마, 원격 플라즈마 또는 정상파 플라즈마를 생성하는 것, 또는 아킹 프로세스, 예를 들어 원자 수소 용접에서 사용되는 아킹 프로세스들, 또는 전기분해 프로세스, 예를 들어 워터 토치(water torch)에서 또는 HHO 또는 브라운 가스를 생성하기 위해 사용되는 전기분해 프로세스들. 반응성 종들은 연료, 이를 테면 수소(H2), 산소(O2), 물(H20), 또는 이러한 조합물들로부터 생성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 연료는 수소(H2)이다. 일부 실시예들에서, 연료는 물(H20)이다. 연료로부터 생성된 반응성 종들은 수소(H2), 수소 이온들(H+), 수소 라디칼들, 산소(O2), 산소 이온들(O-), 산소 라디칼들, 산화수소(OH), 산화수소 라디칼들, 또는 물(H20)중 하나 이상을 포함할 수 있다.
[0030] 폐기물을 처리하기 위해 반응성 종들이 배기 도관(104)으로 주입되 수 있다. 앞서 논의된 것처럼, 반응성 종들은 펌프(110) 업스트림(upstream)에, 펌프(110) 내부에, 펌프(110) 다운스트림(downstream)에, 또는 경감 시스템(106) 속으로와 같은 하나 이상의 위치들에서 주입될 수 있다. 선택적으로 또는 추가적으로, 반응성 종들이 생성되어 반응기(경감 시스템(106))의 입구들로 주입되거나 또는 선택적으로 반응기(경감 시스템(106))내에 직접 주입될 수 있다.
[0031] 반응성 종들은 폐기물과 반응성 종들의 효율적 혼합을 조장하는 임의의 적절한 방식으로 주입될 수 있다. 예를 들어, 반응성 종들은 배기구(exhaust)의 중심 흐름(central flow)을 둘러싸는 환형 시쓰(annular sheath)로서(이를 테면 배기구를 둘러싸는 내강(lumen) 또는 시쓰로서), 또는 배기 도관 내의 임의의 다른 적절한 위치에 있는 반응성 종들의 하나 이상의 스트림들로서, 배기 도관의 중심 위치에(이를 테면, 도관 내에서 축방향으로) 도입될 수 있다. 반응성 종들 도입부 또는 생성 포인트들을 포함하는 배기 도관의 부분에 대한 비제한적 예시적 실시예들이 도 2a-e에 도시된다. 실시예들은 배기 도관내에 흐르는 폐기물들 및 발생기(108)에 의해 생성된 반응성 종들의 효율적 혼합을 조장할 수 있다.
[0032] 도 2a는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배기 도관(200)을 도시한다. 배기 도관(200)은 경감 시스템(106) 및 프로세스 챔버(102)의 프로세싱 볼륨(103) 사이에서 폐기물을 배기시키기 위한 제 1 도관(202)을 포함한다. 제 2 도관(204)은 제 1 도관(202)으로 진입되며 제 1 도관과 실질적으로 평행하게 배향될 수 있다. 제 2 도관(204)은 제 2 도관의 제 1 단부(203)에서 발생기(108)에 연결된다. 제 2 도관은 제 1 도관(202)내에 배치되며 제 1 도관(202)으로 반응성 종들을 제공하기 위해 이용되는 대향 단부(205)를 더 포함한다. 제 1 및 제 2 도관들은 동심으로(concentrically) 배열될 수 있다. 예를 들어, 제 2 도관(204)의 부분(207)은 제 1 도관(202) 내에서 동심으로 배열될 수 있다. 도 2a에 예시된 것처럼, 제 2 도관(204)의 부분(207)은 제 2 도관(204)의 대향 단부(205)를 포함한다.
[0033] 도 2b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배기 도관(210)을 도시한다. 배기 도관(210)은 제 2 도관(214)으로 폐기물을 배기시키기 위한 제 1 도관(212)을 포함한다. 제 1 도관(212)은 프로세스 챔버(102)에 연결되는 제 1 단부(211) 및 제 2 도관(214)에 폐기물을 제공하기 위한 대향 단부(213)를 포함한다. 제 2 도관(214)은 제 1 도관(212)의 제 1 단부(211)로부터의 폐기물을 수용하기 위한 제 1 단부(215) 및 경감 시스템(106)에 연결된 대향 단부(216)를 포함한다. 일부 실시예들에서, 제 1 및 제 2 도관은 도 2b에 도시된 것처럼 평행하며 동심일 수 있고, 여기서 제 1 도관(212)의 대향 단부(213)를 포함하는 제 1 도관(212)의 부분(218)은 제 2 도관(214)의 제 1 단부(215)를 포함하는 제 2 도관(214)의 부분(219) 내부에 동심으로 배치된다. 발생기(108)는 배기 도관(210)으로 반응성 종들의 주입을 위해, 제 2 도관(214)에서, 예를 들면 도 2b에 예시된 것처럼, 제 2 도관(214)의 제 1 단부(215) 근처에서, 배기 도관(210)에 연결될 수 있다. 제 2 도관(214)은 제 2 도관(214)의 대향 단부(216)에서 경감 시스템(106)에 연결될 수 있다.
[0034] 도 2c는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배기 도관(220)을 도시한다. 배기 도관(220)은 경감 시스템(106) 및 프로세스 챔버(102)의 프로세싱 볼륨(103) 사이에 폐기물을 흘려보내기 위한 제 1 도관(222)을 포함한다. 반응성 종들은 제 2 도관(224)을 이용하여 주입될 수 있다. 제 2 도관(224)은 발생기(108)에 연결된 제 1 단부(223) 및 제 1 도관(222)의 벽(226)에서 제 1 도관(222)에 연결된 대향 단부(225)를 포함한다. 제 2 도관(224)은 제 1 도관(222)에 각을 이루게 배치될 수 있다. 각도는 제 1 도관(222)의 중심축(미도시)에 관하여 약 0 내지 180도와 같이, 반응성 종들 및 폐기물의 혼합을 조장하기 위한 임의의 적절한 각도일 수 있다. 일부 실시예들에서, 제 2 도관(224)은 예를 들어, 반응성 종들 및 폐기물의 개선된 혼합을 조장하기 위해서 도관 내부에서 와류(vortex)의 생성을 조장하기 위해, 제 1 도관(222)의 표면에 접하게(tangentially) 배치될 수 있다.
[0035] 또한, 제 2 도관(224)은 2개 방향들을 따라 제 1 도관(222)에 관하여 각을 이룰 수 있다. 예를 들어, 2개의 기준 평면들이 정의될 수 있다: 제 1 기준 평면은 제 1 도관(222)의 중심 축 및 제 2 도관(224)과 제 1 도관(222)의 교차 포인트를 포함하며, 제 2 기준 평면은 제 1 기준 평면에 법선(normal)이며 또한 제 1 도관(222)의 중심축을 포함한다. 다음, 2개의 각도들은 제 1 평면상에 투영된 제 2 도관(224)의 중심축과 제 1 도관(222)의 중심축 간의 제 1 각도, 및 제 2 기준 평면을 따르는 제 2 도관(224)의 중심축과 제 1 도관(222)의 중심축 간의 제 2 각도로서 정의될 수 있다.
[0036] 도 2d는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배기 도관(230)을 도시한다. 배기 도관(230)은 경감 시스템(106)에 발생기(108)를 연결하는 제 1 도관(232)을 포함한다. 제 1 도관(232)은 발생기(108)에 연결된 제 1 단부(231) 및 경감 시스템(106)에 연결된 대향 단부(233)를 포함한다. 페기물들은 제 2 도관(234)을 이용하여 주입될 수 있으며, 여기서 제 2 도관(234)은 프로세스 챔버(102)의 프로세싱 볼륨(103)을 제 1 도관(232)에 연결한다. 예를 들어, 제 2 도관(234)은 프로세스 챔버(102)에 연결된 제 1 단부(235) 및 제 1 도관(232)의 벽(238)에서 제 1 도관(232)에 연결되는 대향 단부(236)를 포함한다. 제 1 및 제 2 배기 도관들(232, 234)은 도 2c에 해당하는 실시예들에 관하여 앞서 개시된 것처럼 유사하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 도관(234)은 도 2d에 예시된 것처럼 제 1 도관(232)에 각지게 배치될 수 있다.
[0037] 도 2e는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 배기 도관(240)을 도시한다. 배기 도관(240)은 예를 들어, 경감 시스템(106)에 프로세스 챔버(102)의 프로세싱 볼륨(103)을 연결할 수 있는 중심 도관(242)을 포함한다. 환형의, 제 2 도관(244)은 중심 도관(242)의 부분 근처에서 방사상으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 2 도관(244)은 발생기(108)로부터의 (또는 연료 또는 시약 소스, 이를 테면 H2 가스 또는 수증기로부터의) 반응성 종들을 중심 도관(242)에 주입하기 위해 다수의 포트들(246)을 포함할 수 있다. 대안적으로, 다수의 제 2 도관들은 중심 도관(242) 근처의 각각의 포트 위치에 제공될 수 있다.
[0038] 일부 실시예들에서, 예를 들어 국부적(local) 시약 생성을 위해, 하나 이상의 전극들(도시된 2개의 전극들(248))은 중심 도관(242) 내에서, 서로 근접하게 또는 소정의 다른 적절한 아킹 표면에 근접하게 배치될 수 있다. 도 2e에 도시된 실시예에서, 2개의 전극들(248)은 서로 마주하게 방사상 배열되며 이들 각각의 팁들(tips) 사이에 배치되는 갭(250)을 갖는다. 갭(250)은 전극들(248)(또는 단일 전극과 아킹 표면) 사이에 아크를 유지하기에 적합한 임의의 크기일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예들에서, 갭은 약 0.25 인치일 수 있다. 다른 갭 크기들 및 전극 구성들이 마찬가지로 이용될 수 있다. 전극들은 비제한적 예들로서 텅스텐 및 실리콘 질화물을 포함하는 임의의 적절한 물질들로 제조될 수 있다. 동작시, 전극들은 전극들 간에 아크를 형성하기 위해 전력원(미도시)에 연결될 수 있다. 시약 프리커서(reagent precursor) 가스(이를 테면, H2 가스 또는 수증기)는 입구들(252)을 경유하여, 포트들(246)을 통해, 중심 도관(242)에 제공될 수 있으며, 여기서 시약 프리커서 가스는 일중항 수소, 수소 라디칼들, 히드록시 라디칼, 일중항 산소, 산소 이온들, 또는 이와 유사한 것 중 하나 이상을 형성하기 위해 플라즈마로 활성화될 수 있다.
[0039] 도 2e에 개시된 상기 구성은 프로세싱 시스템으로의 폐기물 배기 도관과 일직선(in-line)으로 (이를 테면, 프로세스 챔버(102)와 경감 시스템(106) 사이의 도관을 따라) 배열될 수 있다. 대안적으로 또는 조합하여, 도 2e에 도시된 배기 도관(240)은 오프라인(offline)으로 배열될 수 있고 상기 논의된 하나 이상의 실시예들을 통해 시약들을 생성하고 도입하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, "102로부터"로 표시된 중심 도관(242)의 부분은 캡핑될 수 있으며, 대신 "106으로"로 표시된 중심 도관의 부분은, 예를 들어 도 2a-2d와 관련하여, 앞서 논의된 것처럼 반응성 종들을 제공하기 위해 도관으로 라우팅될 수 있다.
[0040] 일부 실시예들에서, 폭발 방지 디바이스가 제공될 수 있다. 예를 들어, 폭발 방지 디바이스(이를 테면, 역화 방지기들)는 시약 전달 컨베이언스 시스템들 내부에 또는 주입 포인트들 근처에 배치될 수 있다. 폭발 방지 디바이스는 폭발 위험의 방지를 위한 임의의 적절한 디바이스 또는 디바이스들의 조합일 수 있다. 또한, 이러한 디바이스들은 원치않는 연소 감지시, 화염 전파를 중단시키기 위해 상류에 불활성 가스를 주입하는 기술일 수 있다. 또한, 이러한 디바이스들은 원치않는 반응들을 중단시키기 위해 상기 화염 전파로부터 충분한 열을 간단히 제거하는 기술일 수 있다. 다른 예들에서, 폭발 방지 디바이스는 역화 방지기, 체크 밸브, 절연 밸브, 또는 소정의 다른 한-방향(one-way) 흐름 디바이스 중 적어도 하나일 수 있다. 추가로, 엔지니어링 설계, 압력 구배(pressure gradient)들, 온도 제어, 및 가스 흐름 속도들은 배기 도관 및 경감 시스템 중 어느 하나에 또는 배기 도관 및 경감 시스템 둘다에서의 국부적 가연성 문제를 관리하기 위해서 사용될 수 있거나 또는 대안적으로 사용될 수 있다.
[0041] 앞서 개시되고 도 2a-2e에 도시된 배기 도관들의 실시예들은 반응성 종들 및 폐기물들의 개선된 혼합을 조장하기 위해 개별적으로 또는 조합되어 이용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 배기 도관은 배기 도관으로의 불활성 가스의 주입을 위해 불활성 가스 도관(미도시)을 추가로 포함할 수 있다. 불활성 가스는 도관 벽들, 및/또는 펌프 또는 다른 표면들 상에 폐기물의 최소 증착을 조장할 수 있고, 프로세싱 볼륨 근처에서 폐기물의 온도 감소를 추가로 조장할 수 있다.
[0042] 경감 시스템(106)은 프로세스 챔버, 예를 들어 프로세스 챔버(102)로부터의 폐기물을 수용하고 처리하기 위한 임의의 적절한 경감 시스템일 수 있다. 하나의 예시적 경감 시스템(106)으로는 캘리포니아 산타클라라의 어플라이드 머티리얼스사로부터 입수가능한 마라톤(Marathon) 경감 시스템이 있다. 또한, 다른 경감 유닛들이 이용될 수 있다. 경감 시스템(106)은 단일 프로세스 챔버 또는 툴, 또는 다수의 프로세스 챔버들 및/또는 툴들을 경감시키기 위해 이용될 수 있다. 경감 시스템(106)은, 예를 들어, 열적, 습식 스크러빙(scrubbing), 건식 스크러빙, 촉매반응(catalytic), 플라즈마 및/또는 폐기물의 처리를 위한 유사한 수단, 및 폐기물을 유독성이 적은 형태들로 변환하기 위한 프로세스들을 이용할 수 있다. 경감 시스템(106)은 프로세스 챔버(102)로부터의 특정 타입들의 폐기물들을 프로세싱하기 위해 다수의 경감 시스템들을 더 포함할 수 있다.
[0043] 예를 들어, 예시적인 경감 시스템은 스크러버, 열적 반응기(즉, 연소 반응기), 수소화(hydrogenation) 반응기 또는 이와 유사한 것중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 식각 프로세스들을 위해 구성된 챔버로부터 배기되는 폐기물은 할로겐들 및/또는 할로겐-함유 분자들, 이를 테면 염소(Cl2), 질소 삼불화물(NF3), 및/또는 과불화화합물(PFC)들 및 불포화 탄화수소들, 이를 테면 에틸렌(C2H4) 또는 프로필렌(C3H6)을 포함할 수 있다. 폐기물은 예를 들어 앞서 논의된 것처럼, 보다 바람직한 형태로 폐기물을 환원(reduce)시키기 위해 배기 도관(104)에서 처리될 수 있고, 또는 대안적으로 반응성 종들 발생기(108)는 폐기물이 경감 시스템(104)에 진입할 때 폐기물을 처리하도록 경감 시스템(104)에 연결될 수 있다.
[0044] 예를 들면, 처리된 폐기물은 폐기물을 소모가능한(exhaustible) 또는 처리가능한 형태로 추가로 단순화시키기 위해 처음에 열적 반응기 또는 연소기에 주입될 수 있다. 다음, 연소기에서 처리된 폐기물은 스크러버, 이를 테면 액체 스크러버(즉, 물 스크러버) 또는 이와 유사한 것으로 유입될 수 있다. 예를 들어, 물 스크러빙에서, 폐기물은 워터 스프레이 또는 이와 유사한 것을 통해 폐기물을 버블링하는 것과 같은 방법들을 사용하여 물과 접촉하게 된다. 물에서 용해가능한 일부 폐기물들은 스크러버에 의해 제거될 수 있다. 예를 들어, HCl과 같은 폐기물은 물에서 용해될 수 있고 폐기물 스트림으로부터 제거될 수 있다. 일부 실시예들에서, 예를 들어, 폐기물이 포밍(foam)할 때, 스크러버에 화학적 첨가제를 제공하는 것이 필요할 수 있다. 포밍(foaming)은 폐기물의 효과적 제거를 제한할 수 있다. 이러한 화학적 첨가제는, 도 2에 관하여 하기에 상세히 개시되는 본 발명의 전달 장치(106)에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 프리-스크러버와 함께 이용되는 화학적 첨가제는 포밍-방지 시약, 이를 테면 다우 코닝 포밍-방지제 1410, 또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다.
[0045] 스크러버에 의해 제거되지 않는 폐기물, 예를 들어, 포화 탄화수소가 열적 반응기(즉,연소 반응기)로 유입될 수 있다. 대안적으로, 폐기물들이 수소화 또는 스크러빙을 요구하지 않는 실시예들에서, 폐기물들은 프로세스 챔버로부터 열적 반응기로 직접 유입될 수 있다. 예를 들어, 예시적 열적 반응기는 환경으로 방출될 수 있는 이산화탄소(CO2) 및 물(H2O)을 형성하기 위해, 산소-함유 가스 이를 테면 산소(O2) 분위기에서 포화 탄화수소들과 같은 폐기물들을 버닝할 수 있다.
[0046] 앞서 개시된 경감 시스템은 단지 예시적인 것이며, 다른 경감 시스템들이 본 명세서에 개시된 발명의 방법들 및 장치들에 유리할 수 있다. 예를 들어, 촉매 경감 시스템이 예를 들어 스크러버와 결합되어 사용될 수 있다. 촉매 반응기를 손상시킬 수 있는 또는 촉매 반응기의 효과를 감소시킬 수 있는 폐기물의 가스들 또는 특정한 성분들(components)을 제거하기 위해 폐기물이 촉매 반응기로 유입되기 이전에 또는 이후에 스크러버가 사용될 수 있다. 촉매 반응기는 폐기물을 이를 테면, 스크러버 또는 연소 반응기에 의해 제거될 수 있는 물질 또는 환경적으로 안전한 물질 중 하나로 변환하는 반응을 촉진시키는 촉매 표면을 포함할 수 있다. 촉매 표면은 미세하게 분할된 촉매, 폼 베드(bed of foam) 또는 펠릿들(pellets), 또는 촉매 반응기의 컴포넌트 또는 벽 상의 코팅을 지원하는 또는 촉매 물질로 구성된 구조 형태일 수 있다. 예를 들어, 촉매 표면들은 세라믹 물질, 이를 테면 근청석(cordierite), Al2O3, 실리콘 탄화물, 실리콘 질화물 또는 이와 유사한 것을 포함하는 지지 구조물 상에 존재할 수 있다.
[0047] 일부 실시예들에서, 하나 이상의 에너지 복구 디바이스들은 또한 전체 시스템의 전체 효율성을 강화시키고 추가로 탄소 풋프린트를 감소시키기 위해 시스템에서 이용될 수 있다. 이용될 수 있는 에너지 복구 디바이스들의 예들은 경감 이후(post) 열 에너지의 교차 교환(cross exchange) 및 경감 시스템에 시약 주입 이전에 또는 폐기물 주입 이전에 프로세스 챔버의 폐기물을 사전가열하기 위해 복구된(recovered) 열 에너지를 이용하는 것을 포함한다. 대안적으로, 복구된 이러한 에너지는 컨베이언스 시스템들, 진공 펌프들, 및/또는 블로우어(blower)들에서 프로세스 챔버 부산물들의 응축을 최소화하기 위해 챔버 배기 라인들을 가열하는데 이용될 수 있다. 열 에너지 복구의 다른 예들은 열 에너지의 교차 교환 복구 및 냉수 루프(chilled water loop)들에서 에너지 요구조건들을 최소화시키거나 또는 폐열(waste heat)을 이용하여 신뢰할 수 있는(sterling) 에너지 복구 엔진을 구동시키기 위해 피드(feed) 및/또는 흡수 칠러(chiller)들에 대해 상기 에너지를 이용하는 것을 포함한다. 또한, 열적 폐열은 스팀을 형성하기 위해 또는 터빈을 구동시키기 위해 사용될 수 있다.
[0048] 도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따라 폐기물을 처리하기 위한 방법(300)의 흐름도를 도시된다. 방법(300)은 도 1 및 도 2a-e에 논의된 프로세스 시스템(100)의 실시예들에 이용될 수 있다. 방법(300)은 302에서 프로세스 챔버(102)의 프로세싱 볼륨(103)으로부터 폐기물을 흘려보내는 단계를 포함한다. 다음, 304에서, 폐기물은 수소 가스(H2) 또는 물(H20) 중 적어도 하나로부터 형성된 반응성 종들로 처리될 수 있다. 306에서, 처리된 폐기물은 경감 시스템(106)내에 흘려보내질 수 있고 또는 다르게 프로세스 챔버(102)의 배기 시스템으로부터 제거될 수 있다.
[0049] 본 명세서에 개시된 발명의 방법들 및 장치는 예를 들어, 프로세스 시스템의 배기 도관내의 반응성 종들의 국부적 생성을 바람직하게 제공할 수 있다. 발명의 방법 및 장치는 경감 효율성을 개선시킬 수 있고, 일부 실시예들에서 예상치못한 양들 만큼 경감 효율성을 개선시킬 수 있다. 예를 들어, 본 발명자들은 앞서 논의된 것처럼 프로세스 폐기물을 경감할 때, 앞서 논의된 수소 연료 경감 시스템들 및 프로세스들이 경감 연료로서 메탄을 사용하는 통상의 경감과 비교할 때 대략 4배 증가된 효율성을 제공할 수 있다는 것을 발견했다. 또한, 수소(H2) 또는 물(H2O)과 같은 연료들의 사용은 전체 프로세스의 탄소 풋프린트를 바람직하게 감소시킨다. 또한, 이러한 연료들에 의해 생성된 반응성 종들은 질소 산화물들(NOx)을 추가로 바람직하게 감소시킬 수 있다.
[0050] 지금까지는 본 발명의 실시예들에 관한 것이었지만, 본 발명의 다른 그리고 추가의 실시예들이 본 발명의 기본 범주를 이탈하지 않고 고안될 수 있다.

Claims (15)

  1. 폐기물(effluent)을 처리하기 위한 시스템으로서,
    프로세싱 볼륨(processing volume)을 갖는 프로세스 챔버;
    상기 프로세싱 볼륨으로부터 폐기물을 제거하기 위해 상기 프로세스 챔버에 연결되는 배기 도관(exhaust conduit); 및
    상기 폐기물을 처리하기 위해 상기 배기 도관으로 반응성 종들을 주입하기 위해 상기 배기 도관에 연결되는 반응성 종들 발생기
    를 포함하며, 상기 반응성 종들 발생기는 일중항(singlet) 수소, 수소 이온들 또는 수소 라디칼들 중 적어도 하나를 포함하는 반응성 종들을 생성하는,
    폐기물을 처리하기 위한 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    처리된 폐기물을 수용하기 위해 상기 배기 도관의 대향 단부에 연결되는 경감 시스템; 및
    상기 배기 도관을 통한 상기 폐기물의 흐름을 조장하기 위해 상기 배기 도관에 배치되는 진공 펌프
    를 더 포함하며, 상기 반응성 종들 발생기는 상기 프로세스 챔버와 상기 진공 펌프 사이, 상기 진공 펌프에, 또는 상기 진공 펌프와 상기 경감 시스템 사이 중 어느 하나에서 상기 배기 도관에 연결되는,
    폐기물을 처리하기 위한 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배기 도관에 상기 반응성 종들 발생기를 연결하는 제 2 도관을 더 포함하며, 상기 제 2 도관은 상기 반응성 종들 발생기에 연결된 제 1 단부 및 상기 배기 도관에 상기 반응성 종들을 제공하기 위해 상기 배기 도관에 배치되는 대향 단부를 포함하는,
    폐기물을 처리하기 위한 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 도관의 상기 대향 단부를 포함하는 상기 제 2 도관의 부분은 상기 배기 도관 내에 동심으로(concentrically) 배치되는,
    폐기물을 처리하기 위한 시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 배기 도관은,
    상기 프로세스 챔버에 연결된 제 1 단부를 가지는 제 1 도관; 및
    상기 제 1 도관의 대향 단부로부터 상기 폐기물을 수용하기 위한 제 2 도관
    을 더 포함하며, 상기 제 2 도관은 상기 제 1 도관으로부터 상기 폐기물을 수용하기 위한 제 1 단부 및 상기 경감 시스템에 연결되는 대향 단부를 가지며, 상기 반응성 종들 발생기는 상기 제 2 도관에 연결되는,
    폐기물을 처리하기 위한 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 도관의 상기 대향 단부를 포함하는 상기 제 1 도관의 부분은 상기 제 2 도관의 상기 제 1 단부를 포함하는 상기 제 2 도관의 부분 내에 동심으로 배치되는,
    폐기물을 처리하기 위한 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 배기 도관에 상기 반응성 종들 발생기를 연결하는 제 2 도관을 더 포함하며, 상기 제 2 도관은 상기 반응성 종들 발생기에 연결되는 제 1 단부 및 상기 배기 도관에 상기 반응성 종들을 제공하기 위해 상기 배기 도관의 벽에서 상기 배기 도관에 연결되는 대향 단부를 가지는,
    폐기물을 처리하기 위한 시스템.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 배기 도관은,
    상기 반응성 종들 발생기에 연결되는 제 1 단부 및 상기 경감 시스템에 연결되는 대향 단부를 갖는 제 1 도관; 및
    상기 프로세스 챔버에 연결되는 제 1 단부 및 상기 제 1 도관의 벽들에서 상기 제 1 도관에 연결되는 대향 단부를 갖는 제 2 도관
    을 더 포함하는,
    폐기물을 처리하기 위한 시스템.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 도관은 상기 경감 시스템을 향하는 방향으로 상기 배기 도관에 상기 반응성 종들을 제공하기 위해 상기 제 1 도관에 대해 각을 이루게 배치되는,
    폐기물을 처리하기 위한 시스템.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 배기 도관에 상기 반응성 종들을 주입하기 위해 상기 배기 도관 부근에 방사상으로 배치되는 다수의 포트들을 더 포함하는,
    폐기물을 처리하기 위한 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 배기 도관은 상기 배기 도관의 부분 부근에 방사상으로 배치되며 상기 다수의 포트들에 연결되는 제 2 도관을 더 포함하는,
    폐기물을 처리하기 위한 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    전극을 더 포함하며, 상기 전극은 상기 배기 도관내로 연장되며 상기 전극과 아킹 표면 사이에 갭을 한정하도록 위치되는 팁을 가지며, 상기 갭은 상기 전극에 에너지가 인가될 때 아크를 유지(sustain)하기에 적합한,
    폐기물을 처리하기 위한 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 아킹 표면은 상기 배기 도관 내에 배치되는 제 2 전극인,
    폐기물을 처리하기 위한 시스템.
  14. 폐기물을 처리하기 위한 방법으로서,
    프로세스 시스템의 프로세싱 볼륨으로부터의 폐기물을 상기 프로세싱 볼륨에 유동적으로 연결되는 배기 도관을 통해 흘려보내는 단계;
    일중항 수소, 수소 이온들, 또는 수소 라디칼들 중 적어도 하나를 포함하는 반응성 종들로 상기 배기 도관의 상기 폐기물을 처리하는 단계; 및
    처리된 폐기물을 경감 시스템으로 흘려보내는 단계
    를 포함하는,
    폐기물을 처리하기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 반응성 종들은 수소 가스 또는 물 중 적어도 하나로부터 형성되는,
    폐기물을 처리하기 위한 방법.

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