TW201017793A - Precursor disposal - Google Patents

Description

201017793 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於基板處理系統領域。特別是， 本發明係揭露一種方法及裝置，係用於處理和減量 由基板處理系統（例如塗層或沉積系統）之生產及/或 清潔所產生之殘留物。 【先前技術】 光伏裝置、光電轉換裝置或太陽能電池均是將 光（尤其是陽光）轉換成直流電能之裝置。為了要低 成本大量生產，薄膜太陽能電池成為興趣主流，因 其允許使用玻璃、玻璃陶瓷或其他硬式或彈性基板 來取代晶矽或多晶矽做為底材，也就是基板。太陽 能電池結構，亦即負責或能夠進行光電效應之層列 係沉積於薄層内。此沉積可在大氣或真空環境下發 生。沉積技術係廣泛為此技術領域所熟知，例如 PVD、CVD、PECVD、APCVD 或 MOCVD，均辛J 用 在半導體技術中。引火性金屬有機化學物，例如二 曱基鋅和二乙基鋅，可用於製造太陽能電池時，作 為其薄膜沉積應用中之氧化鋅沉積的前驅物使用。 通常使用液態前驅物，液態前驅物會在第一個製程 步驟中形成蒸氣，再將其用於塗佈物體之製程。 引火性金屬有機化學物及進一步的物質例如填 201017793 化氫、二硼烷和矽烷，常被用於沉積製程中，且多 數係有毒、可燃及/或對健康有害。因此，必須採用 特殊預防措施處理。 一般來說，需安裝減量系統以負責處理上述引 =性金屬有機化學物和進一步的物質，且以不傷害 %境的方式加以處理。一般使用之減量系統，係以 燃燒此些物質、沖洗、利用液態製程將此些物質轉 β 化或其結合，而將這些物質變成較低或無危險性物 料為基礎，且通常與使用這些前驅物的主系統（亦即 塗層、處理或沉積系統）安裝在一起。 通常，減量系統必須對付兩種狀況： 首先，於主系統正常運作期間，其必須處理引 火I1 生金屬有機化學物及進一步的物質之廢料量。此 乃由於母個使用前驅物（諸如引火性金屬有機化學 _ 物）的系統，典型上皆有利用率低於1〇〇%的特性， 例如8〇%。因此，未在製程中沉積之剩餘20%的前 驅物’通常就從主系統中排出，然後傳送至減量系 統進行處理。 其次，為了處理液態前驅物並將其蒸發，係使 用必須定期清潔之貯存槽、輸送管及/或蒸發器。在 此清潔週期期間’也會產生需處理的排出液體。此 外，在一清潔循環後，整個系統必須用前驅物物質 亦即引火性金屬有機化學物和進一步的物質）進行 201017793 沖洗’以重新建立系統中之平衡。此程序期間的利 用率為〇 %，亦即所有用來沖洗系統的前驅物質皆須 經過處理。 / 系統清潔及/或沖洗期間所生成的有毒、可燃及 /或危險廢料，可被收集並運送至外部場所進行處 理。然而，地方法和國際法對此等行為有所限制， 所以難以實行且成本而昂。此外，或可將這些排出 液體傳送至減量系統，但會產生尖峰負载。 如果用減量系統來進行此尖峰負載的處理，則 系統必須有辦法處理氣體及/或液體的尖峰流量。因 此，在僅有一般流量需要處理的正常運作情況下， 此類減量系統會有相當大的過剩生產力。然而，尤 工業大型系統中，必須避免這種未使用的過 力’因為其將承擔高昂的不必要開銷。此 :卜：：於減量系統會以至少兩種不同的模式進行運 ’’、即一模式是用於正常運作期間處理平均廢料 、二式則是用於純清潔及/或沖洗後處理 :化。：廢！’致使難以實現減量系統的製程最 件進杆、，34類減量系統無法全時以最理想的條 最終亦將產生不必要的費用開銷。 201017793 【發明内容】 本發明之一目的係提供一種系統，係用於處理 由基板處理系統生產及/或清潔所產生的廢料，其中 減量系統並不會有過剩生產力，亦能實現減量系統 的製程最佳化。

根據申請專利範圍第1項所述之系統實現了此 目的。特別是，用於基板處理系統之廢料處理系統， 包括與至少一貯存器及至少一減量系統連接的至少 一處理模組，其中貯存器係收集處理模組產生的廢 料，而貯存器所收集的廢料係傳送到減量系統，且 其中廢料包括選自由引火性金屬有機化學物、磷化 氫、二硼烷、矽烷、二甲基鋅及/或二乙基鋅所組成 之群組中之一物質。因此，處理模組所產生的廢料 係藉由貯存器緩衝，並未直接被傳送至減量系統。 然後，再將緩衝過的廢料從貯存器送至減量系統。 四此 尽發明的一 .^ ....... 签奉埋必疋將基板處理系統 產生的廢料’從減量系統的廢料處理中分出。此優 :在：可將減量系統設計成能處理來自基板處理系 的Ξ剩負载，而無須容忍減量系統有未使用 力。換言之，無需將減量系統的生產能 理尖峰流量的廢料，而係規劃成能 :=二：可。系統成本、運作條件和產能利 都將因此而有所改進。另—優點在於較佳可讓減 201017793 量系統以最佳化及/或連續模式進行運作，進一步改 善其效能，因而也降低成本。最後，本發明的另一 項優點為減量系統能在基板處理系統的停工期間運 作，例如清潔維護、服務、裝載及/或卸載期間。 基板處理系統可以是使用前驅物質來處理基板 的任何系統。在一實施例中，基板處理系統為一塗 層及/或沉積系統。在一另外的實施例中，基板處理 系統係用於光伏裝置、光電轉換裝置、太陽能電池 及/或半導體的生產中。在一另外的實施例中，基板 處理系統係用於薄層沉積。在一較佳實施例中，基 板處理系統為一大型及/或工業尺寸基板處理系 統，就此較大尺寸系統係可產生較大量廢料，且高 度依賴此廢料的妥善處理。此外，使用這類較大尺 寸的系統，即使減量系統的未使用過剩生產力達到 最小程度且/或為次最佳化控管，仍會產生極高成 本。 處理模組可以是與基板處理流程中所用前驅物 質相接觸之基板處理系統的任何模組。在本發明的 一實施例中，處理模組為氣相沉積模組。此沉積可 在大氣或真空環境下發生。處理模組較佳是化學氣 相沉積（CVD)或物理氣相沉積（PVD)模組。更佳是， 處理模組為電漿輔助化學氣相沉積（PECVD)、常壓 氣相沉積（APCVD)及/或金屬有機化學氣相沉積 (MOCVD)模組在另一較佳實施例中，處理模組 201017793 係用於薄膜沉積，更佳的是用於氧化鋅薄膜沉積。 在本發明另一實施例中，基板處理系統含2 1組的處 理模組。 貯存器可以是適於貯存基板處理系統所產生的 廢料之任何容器，廢料較佳是由處理模組所產生 的。在一實施例中，貯存器的尺寸被設計成至少可 容納基板處理系統正常運作期間的廢料量。較佳 地，貯存器的尺寸係可容納至少一尖峰負載的廢 料，亦即至少是基板處理系統清潔及/或沖洗期間所 產生的廢料量。此優勢在於當減量系統可以處理所 產生的廢料，則於基板處理系統（亦即貯存槽、輸送 管、處理模組及/或蒸發器或其組合）清潔及/或沖洗 期間所產生的廢料，其包裝、運輸、運送和後續的 外部處理皆可排除。在本發明另一實施例中，基板 處理系統包含2 1個貯存器。在一另外的實施例中， 容器為容量20公升的圓筒。 廢料較佳係包括基板處理系統使用的前驅化學 物。此廢料較佳係進一步包括任何有毒、可燃及/ 或有害健康的液態、固態材料或氣體。在一更佳實 施例中，液態、固態材料或氣體包括引火性金屬有 機化學物、磷化氫、二硼烷及/或矽烷。甚至更好的 情況是，液態、固態材料或氣體包括二甲基鋅（DMZ) 及/或二乙基鋅（DEZ)。在另一較佳實施例中，較佳 是當前驅物的利用率低於100%時，廢料於基板處理 201017793

如在用於處理和蒸發前驅物的貯存槽、 步較佳實施例中， 沖洗期間產生，例 存槽、輸送管、處 模組及/或蒸發器清潔期$，或是在用前驅物沖洗 系統期間’以便重建基板處理系統中的平衡，亦即 利用率為〇%的時候。 減量系統可以是此技術領域中任何為人熟知的 減量系統。在一實施例中，減量系統係以燃燒廢料、 沖洗廢料及/或用液態製程將廢料轉化成較低或無 傷害性的物料為基礎。減量系統較佳是以燃燒廢料 為基礎，在本發明另一實施例中，基板處理系統包 含> 1組減量系統。 在一較佳實施例中’減量系統係設計成能處理 基板處理系統所產生的平均廢料量。舉例而言，基 板處理系統在系統清潔及/沖洗系統期間產生1〇〇% 的廢料，而在系統正常運作期間產生2〇%的廢料。 接著可將減量系統設計成能處理 30%或更少量的廢 料，端賴貯存器的尺寸而定。在一較佳實施例中， 咸篁系統按固疋的製程參數(pr〇cess parameters)及/ 或固定比例或週轉率持續運作。此優勢在於可細微 調整減量系統，亦即可實現減量系統的製程最佳 化’而使上述系統可以最佳且最有效率的程度進行 運作例如，以燃燒廢料為基礎的傳統減量系統， 其用來進行燃燒的火焰必須按目前進入減量系統的 10 201017793 廢料量作調整。此將承擔次最佳化的結果，因燃燒 過程的效率與完整性端賴於例如火燄溫度，其會在 火焰必須順應以處理較大量進入減量系統的廢料時 而有所變化。相對地，本發明的減量系統可依最佳 化或固定製程參數而不斷運作，可將火焰設定成能 最有效燃燒廢料的最佳溫度。在進一步較佳實施例 中’減量系統係以其設計規劃的100%或接近1〇〇% ❼ 效能來運作，所以不會產生未使用的過剩生產力。 須了解，如果有一個以上的減量系統，則這些減量 系統較佳係以其總效能的1〇〇%或接近1〇〇%的功率 進行運作。 熟習此技術者可藉由數種方法，來達成貯存器 中的廢料收集及傳送至減量系統。此類方法的較佳 例子有連接用來移動及/或傳送廢料的輸送管/導 管、泵浦及/或過壓力。較佳地，利用至少一輸送管 ❹ 將處理模組連接至貯存器，且利用至少一輸送管將 貯存器連接至減量系統。输送管内的廢料傳送，亦 即從處理模組到貯存器及/或從貯存器到減量系 統，係由泵浦及/或過壓力所作用。在另一較佳實施 ，中，厂開始廢料被轉化為氣相（gas phase)，較佳 疋利用蒸發方式，例如用真空泵浦減少壓力，接著 ，傳送至或傳送出貯存器。因此，在-較佳實施例 ，本發明的系統還包括將處理模組連接至貯存器 的至少一輸送管、將貯存器連接至減量系統的至少 11 201017793 一輸送管、至少一嚴浦、用以姦_ _ 水痛用以產生一過壓力的至少 裝置及/或用以蒸發廢料的至少一裝置。 在進一步較佳實施财，本發明之系統更包括 用以流量（flow)限制及/或流量控制的至少一裝置， 其係設置在貯存器與減量系統之間及/或貯^器與 處理模組之間。較佳地，將上述方法設置在貯存器 和減量系統之間，以確保減量系統的效能不會過 載。用以流量限制及/或流量控制的裝置可由能測量 穿過連接貯存器與減量系統之輸送管的廢料量之一 感應器（較佳為光學、聲波或壓力感應器），以及連 接至此感應器的一控制器（例如微處理器）所組成。 接著可利用上述控制器來控制設置在連接貯存器與 減量系統之輸送管内的一閥門，及/或控制本發明系 統所包括之果浦、用以產生一過壓力之裝置及/或用 於蒸發之裝置。 由於物質流動（material flow)的控制無須非常 ❿ 精確，所以也可使用耐用的器具和物流控制裝置。 如根據本發明的前述系統，可包括超過一個的 單一處理模組、超過一個的單一貯存器及/或超過一 個的單一減量系統。在本發明一較佳實施例中，系 統包括一個以上的處理模組。此優勢在於可減少系 統的減量系統數目，及/或本發明之系統僅包括一單 一減量系統。因此’較佳係為複數個P處理模組透 12 201017793 過一系列的r貯存器而連接至複數個a減量系統， 其中a < p且/或r $ p且/或& $ r。所以系統較佳 係包含較處理模組少的減量系統，而貯存器的數量 少於或等於處理模組，及/或減量系統的數量小於或 等於貯存器。最好的狀況是a<p且r$p且 r ° 另一方面，本發明係指出本發明之系統的操作 ❹ 方法’及/或用於基板處理系統之廢料處理方法，亦 即基板處理系統產生的廢料。尤其是，用於基板處 理系統之廢料處理方法係包括下列步驟：a)將基板 處理系統產生的廢料收集在至少一貯存器中；和b) 將收集在貯存器裡的廢料傳送到至少一減量系統， •其中廢料包括選自由引火性金屬有機化學物、磷化 氫、二硼烷、矽烷、二甲基辞及/或二乙基鋅所組成 的群組中之物質。 參 如前所述，處理模組所產生的廢料最初係由貯 存器緩衝，且未被直接傳送至減量系統。接著，將 經緩衝的廢料從貯存器送往減量系統。所以基板處 理系統所產生的廢料，就會被減量純從廢料處理 中分出。好處在於不用把減量系統的生產能力設計 成用於處理尖峰流量的廢料，而可規劃成能應付平 均流量即可。所以，藉由使用本發明之方法，將因 而改善系統成本、運作條件和效能利用率。 13 201017793 本發明之方法的較佳實施例和優勢，係與上述 所描述之本發明系統相符合。尤其是減量系統較佳 係可以最佳化及/或連續模式運作，進一步改善其效 能，也能夠因而減少成本。此外，減量系統較佳係 能在基板處理系統停工期間運作，例如清潔、保養、 服務、裝載及/或卸載期間。 在本發明特佳實施例中，減量系統按固定製程 參數及/或固定比例或週轉率不斷運作。在本發明的 進一步特佳實施例中，減量系統係以其設計規劃的 100%或接近100%之效能行使運作。 本發明之進一步有利實施例係說明於其附屬的 申請專利範圍中。 【實施方式】 本發明之此些與其他觀點係參照下述實施例加 以詳細闡述說明。 第1圖係為本發明之用於工業尺寸基板處理系 統1之廢料處理系統，其包括四個用來沉積氧化鋅 的LPCVD處理模組2,係連接兩個貯存器3和一單 一減量系統4。因此，p個處理模組透過一系列的r 個貯存器而和a個減量系統相連接，其中a < p且r <p且a<r。貯存器係收集基板處理系統正常運作 期間，以及基板處理系統清潔及/或沖洗期間，處理 14 201017793 模組所產生的廢料。上述廢料後續會被送入減量系 統。 貯存器3的尺寸係設計成可容納與其相連之每 一個別處理模組所產廢料之尖峰負載的150%。 減量系統4係為一個以燃燒廢料為基礎的減量 系統，其被設計成用來處理四個處理模組2所產生 的平均廢料量。減量系統係按固定製程參數連續運 〇 作，以求得最佳的廢料燃燒狀況，且減量系統係依 照其設計預期的近100%效能運作。 廢料最初係藉由連接輸送管5、6、7、8而從處 理模組2傳送至貯存器3。接著貯存器所收集之廢 料進一步藉由連接輸送管9、10而傳送至減量系統 4。此傳送係藉由泵浦達成。連接輸送管8、9、10 進一步包括一流量控制11，係由測量通過輸送管之 廢料量的一感應器及控制一閥門的一控制器所組 ❿ 成。流量控制可確保減量系統及貯存器的效能不會 超載。 系統1運作期間，氧化鋅在處理模組内沉積達 5分鐘後，接著會執行已沉積基板的卸載及新基板 的重新裝載。卸載/裝載程序費時兩分鐘，過程期間 無前驅物（例如DEZ)被送入處理模組，所以無廢料 產生。然而，在這2分鐘内，廢料從貯存器3被送 入減量系統4然後接受處理。在整個7分鐘的循環 15 201017793 期間，減量系統按固定製程參數不斷運作，以求得 最佳化的廢料燃燒’且約為設計預期效能的1 〇〇%。 儘管已在圖式和上列說明中詳解並詳述本發 明，但此類詳解與詳述被視為屬例證或示範性質而 無約束性；本發明不受限於所揭露之實施例。此領 域熟習技術者可在實踐申請專利之發明期間，從研 究圖式、揭露和附加申請專利範圍來了解並施行揭 露之實施例的其他變化。在中請專利範圍中，”包括” 一祠不排除其他要素或步驟，而不定冠詞‘‘一，，不排 =複數。某些手段係、以相互不同之附屬中請專利 r皮列舉出來’這個顯而易見的事實不代表這：手 奴不能結合起來一起使用以求獲利。申 中的任何元件符號，不應被理解成是規限適用範圍。 【圖式簡單說明】 第1圖係為本發明之系統之示意圖。 201017793 【主要元件符號說明】 1 ： 基板處理系統； 2 ： 處理模組； 3 ： 貯存器； 4 ： 減量系統； 5-10 :輸送管；以及 11 :流量控制。

Claims (1)

1. 201017793 七、申請專利範圍： L 一種用於基板處理系統（1)之廢料處理系統， 係包括與至少一貯存器（3)及至少一減量系統 (4)連接之至少一處理模組（2)，其中該貯存器 係收集該處理模組產生之一廢料，其中收集1 該貯存器中之該廢料係被傳送至該減量系 統，且其中該廢料包括選自由引火性金屬有機 化學物、磷化氫、二硼烷、矽烷、二甲基鋅及 /或二乙基鋅所組成之群組中之一物質。 2·如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該處 理模組係選自由一 CVD模組、一 PVD模組、 - PECVD模組、—APCVD模組及/或一 MOCVD模組所組成之群組中。 3. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該貯 存器之尺寸係設計成容納該基板處理系統所 產生之至少一尖峰負载之廢料。 4. 如申請專利範圍第！項所述之系统，其中該廢 料係於該基板處理系統之正常運作期間，及/ 或該基板處理系統之清潔及/或沖洗期間所產 生的。 5. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中該減 量系統係設計成可處理該基板處理系統所產 生之一平均廢料量。 201017793 & ^，料範圍第1項所述之系統，其中該減 ，系統係按—固定製程參數及/或-固定比例 或一週轉率而持續運作。 =中明專利圍第i項所述之系統，其進一步 匕括連接該處理模組至該貯存器之至少一輸 $ b (5、6、7、8)、連接該貯存器至該減量系 、：之至少-輸送管(9、1〇)、至少一泵浦、用 參 以產生一過壓力之至少一裝置及/或用以蒸發 該麼料之至少一裝置。 8. 如申請專利範圍第丨項所述之系統，其進一步 • 包括用於流量限制及/或流量控制（11)之至少 一装置，係設置於該貯存器和該減量系統之間 • 及/或該貯存器和該處理模組之間。 9. 如申請專利範圍第1項所述之系統，其中P個 該處理模組係透過一系列的r個該貯存器與a 0 個該減量系統連接，其中a<p且/或]*$卩且 /或 a $ r。 10. —種用於基板處理系統之廢料處理方法，其包 括下列步驟： a) 將一基板處理系統所產生之一廢料收集在 至少一貯存器（3)内；以及 b) 將收集在該貯存器内之該廢料傳送至至少 19 201017793 一減量系統(4); 其中該廢料包括選自由引火性金屬有機化學物、 磷化氫、二硼烷、矽烷、二曱基鋅及/或二乙基鋅所組 成之群組中之一物質。 11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中減 量系統係於該基板處理系統之停工期間運作。 12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該 廢料從該貯存器傳送至該減量系統之一流 速，係由一感應器監控及/或連接該感應器之 一控制器控制。 20