TWI393584B - 氣體減量 - Google Patents

Description

氣體減量

本發明係關於氣體減量。本發明發現在自一製程工具(例如用於半導體或平板顯示器製造工業之製程工具)抽出之氣體之減量中的特殊用途。

CF₄ 、C₂ F₆ 、NF₃ 及SF₆ 係常用於半導體及平板顯示器製造工業中，例如用於介電層蝕刻及腔室清洗。按照該製造或清洗方法，在自該製程工具抽汲出之排出氣流中通常存在殘餘PFC內容物。難於將PFC自排出流中移除，且由於已知其具有相對高之暖室活性，所以不希望將其釋放至環境中。

如圖1中所示，已知提供一種用於處理該等自製程工具所抽出之氣體的減量設備。在所示實例中，減量設備200係定位於一或多個抽空系統之下游，各抽空系統係用於抽空製程工具之個別處理腔室202。在此實例中，各抽空系統包含一羅氏(Roots)吹風機204或其他用於將排出流自處理腔室202中抽出之二級泵，該羅氏吹風機204係由一多級乾式泵206作後援，該泵在或在約大氣壓下將排出流抽出至減量設備200中。合適之後援泵206包括羅氏及諾氏(Northey)("爪")型抽汲機構之組合。

減量之目的係將排出流之相對有害組份轉化為對環境危害較小之化合物及/或轉化為可例如藉由位於減量設備200下游之濕式洗滌器(未圖示)加以更方便處理的化合物。習知減量設備包括焚化、電漿減量及熱分解工具。

半導體製造過程通常產生由抽空系統自處理腔室202中抽出之作為副產物的微粒或粉末。因為該後援泵206之抽汲機構在使用期間需要在抽汲平臺之轉子與定子元件之間維持小公差，所以一般做法係將諸如氮之惰性淨化氣體注入抽汲機構中。此淨化氣體係用以降低後援泵206之副產物污染之含量。然而，鑒於與自各製程工具202抽出之排出流的流率(通常約5 slm)相比較，淨化氣體至各後援泵206之相對高的流率(通常約40至50 slm)，將淨化氣體注入一或多個後援泵206顯著增加減量設備200之動力需求，此係由於含有70至90%淨化氣體之排出流的減量顯著需要與不含淨化氣體之排出流之減量相比更多的動力。

本發明之至少較佳的實施例之一目的為設法提供相對簡便、有效且低成本之技術來用於處理自一製程工具之排出氣流。

在第一態樣中，本發明提供用於處理來自一製程工具之排出氣流的裝置，該裝置包含一用於在低於大氣壓下將排出流之組份轉化成可溶於液體之組份的設備、一用於至少部分地排空減量設備之泵及將液體輸送至該泵中之構件，該泵包含一抽汲機構、至少一個同時接收來自減量設備之排出流及來自液體輸送構件之液體的入口及一抽出包含氣流之液體及可溶於液體之組份之溶液的出口。

在一實施例中，該泵包含一液環泵。液環泵包含一安裝在環形外殼中可旋轉之轉子，以便使該轉子軸偏離外殼之中心軸。該轉子具有自其向外徑向延伸之刀片且在轉子周圍均勻間隔。將一些諸如水之抽汲液體保持於外殼內。如本文所用，術語"不可溶於液體之組份"意謂不可溶於泵之該液體中之排出流的組份，此液體通常為水，且術語"可溶於液體之組份"意謂可溶於彼液體中之排出流的組份。該等可溶於液體之組份之實例為可轉化為CO₂ 及HF之全氟化或氫氟碳化物化合物，諸如CF₄ 、C₂ F₆ 、CHF₃ 、C₃ F₈ 及C₄ F₈ ，可將其吸收至泵中之溶液中。其他實例為可轉化成N₂ 及HF之NF₃ ，及可轉化成SO₂ 及HF之SF₆ 。

當轉子旋轉時，轉子刀片嚙合液體且使其在外殼內部形成環形環。此意謂在泵之入口側，存在於位於相鄰轉子刀片之間的壓縮區域中之氣體向外徑向地移動，遠離轉子輪軸，同時在泵之出口側，氣體朝著轉子輪軸向內徑向地移動。

在此較佳實施例中，在泵之入口側提供氣體入口以便將含有可溶於液體之物質之排出流拉入相鄰轉子刀片之間的空間中，其中液體向外徑向地移動。通常在外殼之底部、泵之入口與出口之間提供同時將用於在外殼內形成液環之液體輸送至外殼中的另一入口。當引起排出氣流開始與抽汲液體接觸時，將排出流之任何可溶於液體之組份沖至抽汲液體中且因此在抽出氣流之前，在或在約大氣壓下，自具有液體及排出流之可溶於液體之組份之溶液的泵中，將其自排出流中移除。泵出口使溶液及任何氣體自泵中排出。

在另一實施例中，該泵包含一螺旋抽汲機構，較佳的為多轉子螺旋機構。多轉子螺旋機構泵能夠抽汲氣體與液體之混合物，且因此可用作本發明之液環泵的替代物。多轉子螺旋抽汲機構包括在固定定子內之兩個或兩個以上旋轉螺桿，其中將流體軸向傳送至由螺旋轉子之嚙合齒形成的空腔中。流體移動通過機構之方向視螺旋轉子之旋轉方向而定。係不在泵自身內提供壓縮而藉由出口之限制來提供，其常常僅為大氣壓。

在此實施例中，在泵入口末端處提供氣體入口，亦為排出氣流之入口。為在引入排出氣流之同時將液流引入泵中而提供另一入口。類似於液環泵，排出流之任何可溶於液體之組份係藉由液流夾帶。泵出口使液流自泵中排出。

因此，為排出氣流，該液環泵或螺旋機構泵如同濕式洗滌器及大氣真空抽汲平臺一般來運作。在該泵位於減量設備之下游處，不再需要習知的濕式洗滌器，藉此減少成本。此外，與羅氏或諾氏型抽汲機構不同，自工具排出之任何微粒或粉末副產物不對液環泵之抽汲機構產生有害影響，且因而不再存在對大氣抽汲平臺提供任何淨化氣體之任何需要。因此，不管液環泵係位於減量設備之上游還是下游，與圖1中展示之已知實例相比，顯著減少了進入減量設備之氣體量。

減量設備較佳係經組態為將排出流之組份轉化成不同化合物。舉例而言，減量設備可組態為將諸如SiH₄ 及/或NH₃ 之排出流的一或多個組份轉化為一或多個與排出流之另一組份(諸如F₂ )之反應性比該組份更小的化合物。當減量設備係組態為處理自不同製程工具排出之排出流，或當在不同時間向一製程工具供應不同處理氣體時，該等氣體可存在。預處理SiH₄ 及NH₃ 氣體可抑制在排出流中形成反應性氣體。舉例而言，SiH₄ 之預處理可形成SiO₂ 。

在較佳實施例中，泵係位於減量設備之下游，以便在使用期間排出流於低於大氣壓下通過減量設備。以此組態，減量設備可將排出流之組份轉化為與泵之液體之反應性比該組份更小的化合物。舉例而言，當F₂ 可溶於水中時，其可與水反應以形成不可溶化合物，諸如OF₂ 。F₂ 轉化為HF可抑制該等化合物之形成。因此，以此組態，減量設備可將排出流之一或多個組份轉化為可溶於泵之液體的組份。

如上文所提及，排出流之組份最初可為可溶的，或其可為不可溶於液體的。不可溶於液體之化合物之實例為CF₄ 、C₂ F₆ 、CHF₃ 、C₃ F₈ 、C₄ F₈ 、NF₃ 及SF₆ 。

成套設備中之任一者可用於分解排出流之組份。舉例而言，可提供燃燒器或其類似物以熱分解該等組份。一合適之實例係描述於吾人歐洲專利申請案第1,205,707號中，其內容係以引用方式併入本文中。或者，電漿產生器可用於分解該等組份。在一已知電漿減量技術中，使用微波輻射將排出氣流輸送至諧振腔以由諸如PFC之組份產生微波電漿。另一已知技術為將排出流輸送至介電管中，高頻表面波激發器係用於產生表面波，表面波在該管內產生電漿以解離PFC。可使用以約580 kHz、13.56 MHz、27 MHz、915 MHz或2.45 GHz之頻率的輻射產生電漿。或者，可產生輝光放電以分解該等組份。如所熟知的，輝光放電為一發光、熱電漿，其係藉由將比彼氣體之擊穿電壓更大的電壓施加在氣體上來形成。該等組份可藉由除輝光放電以外之放電來分解，例如藉由電暈放電或電弧放電。可使用電漿槍來產生該放電，其中在水冷卻噴嘴(陽極)與位於中心之陰極之間產生一電弧。流體流通過該電弧且藉此將其解離。自該噴嘴流出之離子化流體的電漿類似敞開之氧－乙炔焰。

在另一減量技術中，使排出廢物流與含有用於與廢物流內之組份反應之反應物的流接觸。舉例而言，當該等組份為PFC時，經過度加熱之水蒸氣流可用於將PFC轉化成諸如HF之組份，其可吸收入泵中之溶液中。藉由提供一種方法，其中反應性物質係由用於隨後與排出流之該等組份反應的反應性流體形成，已發現可根本改良需要引起排出流中組份之破壞的能量及該破壞之效率。例如，由解離水而形成之H^＋ 及OH^－ 離子能夠在周圍溫度下與(例如)排出流中所含有之PFC反應，且因此若在將水引入排出流之前未將水預離子化，則在比將需要之溫度更低的溫度下進行。另外之優勢為諸如水蒸氣或染料(例如甲烷或酒精)之相對便宜及易獲得之流體可用於產生作為反應性物質之H^＋ 及/或OH^－ 離子，且該反應可在低於大氣壓或大氣壓下進行。

各種技術可用於使用電漿槍來形成該等離子。在第一種技術中，形成電漿流且，在將該電漿流注入腔室之前，將水(作為該等離子之合適之來源的實例)輸送至該流中以便將含有該等離子之火焰注入腔室中以減少其中之排出氣流。可將水輸送至分別來自來源氣體，或包括水蒸氣及來源氣體之流體混合物內的電漿流中。在第二種技術中，將水及排出氣流分別輸送至腔室中。藉由火焰解離水以在腔室內形成加熱離子，該等離子隨後與水流之PFC組份反應。在第三種技術中，在將排出氣流注入反應室之前，將其輸送至電漿流中，以便將可包含PFC及/或由PFC生成之自由基的電漿流及氣流均注入反應腔室中。可將水輸送至孔上游(意即，隨來源氣體或排出氣流中之一者，或分別來自其)之電漿流中，或輸送至噴嘴下游之電漿流中，例如直接輸送至反應腔室中。在此狀況下，水可衝擊電漿流以在腔室內形成用於與PFC及/或PFC自由基反應之加熱離子，及/或為了PFC自由基之減量，水可在腔室內直接與其反應。

在較佳實施例中，使用單電漿槍將電漿流注入反應室中。然而，可提供複數個該等槍以將複數個電漿流注入相同之腔室中，各用於減少共同或個別氣流。或者，可將複數個氣流輸送至其中注入了單電漿流之單腔室中。此可進一步增加廢物流之處理效率。可將該等槍連接至共同電源或個別電源上。

在另一態樣中，本發明提供一種用於抽空製程工具之系統，該系統包含一用於將排出流體流自該工具中抽出之真空泵及如上文所述用於接收並處理自該真空泵抽出之排出流的裝置。該泵可包含任何用於以10至200 mbar範圍內之壓力將排出流排出之便利的泵。舉例而言，真空泵可包含渦輪分子泵、分子拖曳泵或多級乾式泵。該泵較佳包含複數個羅氏型抽汲平臺，因為該等抽汲機構具有比諾氏型機構更大之公差且所以較不易因固體副產物累積於在抽汲機構之齒側隙內而卡住。

在又一態樣中，本發明提供一種處理來自製程工具之排出氣流的方法，該方法包含如下步驟：將排出流輸送至用於在低於大氣壓下將排出流之組份轉化成可溶於液體之組份的減量設備中，將來自減量設備之排出流輸送至用於至少部分地抽空減量設備之泵中，同時將液體輸送至該泵中，及將含有氣流之可溶於液體之組份的液體自該泵中抽出。

上述關於本發明之裝置態樣的特徵係同樣適合於方法態樣，且反之亦然。

參看圖2，用於處理自個別製程工具之一或多個處理腔室10抽出之排出氣流之裝置的第一實施例包含一減量設備12及一液環泵14。減量設備12係位於一或多個高容量二級泵16(圖2中展示了三個，儘管可提供任何合適之數目)之下游。在該說明性實施例中，各二級泵16包含一多級乾式泵，其中由羅氏型抽汲機構提供各抽汲平臺。或者，該等二級泵16中之一或多個可包含一渦輪分子泵及/或分子拖曳機構，其視各個處理腔室10之抽汲需求而定。

二級泵16將排出氣流自處理腔室10中吸出且在低於大氣壓下(通常在50至200 mbar之範圍內)且以約5 slm之速率將抽汲出之氣流抽至減量設備12中。該減量設備12接收抽汲出之氣流並將該等氣流之組份(諸如SiH₄ 及NH₃ )轉化成與所接收之氣流的其他組份相比反應性更小之物質，諸如F₂ ，且將該等組份及諸如PFC及F₂ 之其他組份轉化成可易於藉由液環泵14內之抽汲液體移除之物質。

減量設備12可利用任何適合於低於大氣壓排出流之減量的技術，諸如焚化、電漿減量、熱分解、使用氣體添加物之分解，或含有經選擇以引起排出氣體反應且形成上述物質之離子的氣流。現將參看圖3至7來描述該減量設備12之實例。

圖3說明氣體供應至減量設備12。藉由管道20將排出流輸送至減量設備12之第一入口18，且藉由管道24將其自減量設備12之出口22輸送出。在此實例水中，藉由管道30將來自來源26之OH^－ 及/或H^＋ 離子源供應至減量設備12之第二入口28，且在此實例氮中，藉由管道36將來自其來源32之可離子化電漿源氣體供應至減量設備之第三入口34。

參看圖4，減量設備12包含一反應腔室40，其中形成用於接收排出流之第一入口18、用於接收離子源之第二入口28及出口22，該出口係用於將含有來自減量處理之副產物的流體及於進入減量設備12之排出流內所含有之其他未減少的氣體自腔室40中抽出。減量設備12進一步包含一直流電漿炬42，其係用於接收來自管道36之氮流且產生一電漿流，將該電漿流以經該電漿炬42之一孔或噴嘴44發射之火焰的形成注入腔室40中。如圖4中所示，電漿炬42亦接收水冷卻劑流，其係經由主要在圖4中之46處所示之管道系統進入且離開該炬。

圖5更詳細地展示電漿炬42之一實施例的組態。電漿炬42包含一伸長管狀陰極或電子發射極48，其具有一端壁50。在使用電漿炬42期間，將水冷卻劑輸送通過該電子發射極48之孔52。將電子發射極48之孔52與在電子發射極48之端壁50周圍的起始陽極或電極54中形成之噴嘴44對準。將起始電極54安裝在一電子發射極48周圍之絕緣組塊56中。在絕緣組塊56中所形成之孔提供減量設備之第三入口34，且將電漿源氣流輸送至位於電子發射極48之端壁50與起始電極54之間的空腔58中。

在電漿炬42之運作過程中，前導電弧首先產生於電子發射極48與起始電極54之間。該電弧係藉由通常由與炬42之電源相關的產生器提供之高頻、高壓訊號來產生。此訊號在空腔58中流動之電漿源氣體中引起火花放電，且此放電提供一電流路徑。因此在電極發射極48與起始電極54之間形成的前導電弧使通過噴嘴44之電漿源氣體離子化以自噴嘴44之尖端產生離子化來源氣體之高動量電漿火焰。該火焰自噴嘴向噴嘴44周圍之第二陽極60傳遞以界定一電漿區域62。第二陽極60可由腔室40之壁的一部分來提供，或可為嵌入腔室40中之獨立部件，在該種狀況下，第二陽極60可具備孔64、66，其與腔室40之入口18、28對準以使離子源及排出流能夠輸送至電漿區域62。如圖5中所示可描繪出第二陽極60之較低部分的輪廓以使第二陽極能夠用於替代起始電極54以由電漿源氣體產生電漿流。

在使用時，在此實例水中，藉由自電漿炬42之噴嘴44所發射的電漿火焰來解離離子源以在電漿區域62內形成H^＋ 及OH^－ 離子。該等離子隨後在腔室40內與進入腔室40之排出流的PFC組份反應。來自該反應之副產物及進入腔室40的排出流內所含有之任何未減少的惰性氣體係經由出口22自腔室40排出，且隨後輸送至液環泵14中。

現將描述一些發生在腔室40內之反應的實例。

實例1 反應性流體為H^＋ 及OH^－ 離子源，例如水蒸氣，且排出流含有全氟化合物，例如CF₄ 。電漿火焰將水蒸氣解離成H^＋ 及OH^－ 離子：H₂ O → H^＋ ＋OH^－ (1)其與CF₄ 反應以形成作為副產物之二氧化物及HF：CF₄ ＋2OH^－ ＋2H^＋ → CO₂ ＋4HF (2)用於在製程工具中執行介電蝕刻之一般氣體混合物可含有不同比例之氣體CHF₃ 、C₃ F₈ 、C₄ F₈ 或其他全氟化或氫氟碳化物氣體，但H^＋ 及OH^－ 離子與廢氣流之該等組份的化學反應在細節上將不同，但一般形式將與上述流程一樣。

實例2 反應性流體又為一H^＋ 及OH^－ 離子源，例如水蒸氣，且該廢物流含有NF₃ 。製程工具之產商逐漸採用NF₃ 作為PECVD反應器之腔室清洗氣體的選擇。然而，藉由該清洗方法的NF₃ 之利用比CF₄ 或C₂ F₆ 之利用更多，認為所產生之副產物反應性更高且其未受控制之釋放可能極為危險的。在電漿內，NF₃ 解離以形成N₂ 、F₂ 及N₂ F₄ ：4NF₃ → N₂ ＋4F₂ ＋N₂ F₄ (3)同時排出流之N₂ F₄ 組份隨後與由在電漿閃焰上水蒸氣之衝擊而產生之H^＋ 及OH^－ 離子反應：N₂ F₄ ＋2H^＋ ＋2OH^－ → N₂ ＋4HF＋O₂ (4)如上述實例所示，相同離子可用於自氣流中移除各種不同組份。因此，該減量設備適於接收複數個來自類似或不同之製程工具的氣流，且將彼等氣流之類似或不同組份轉化成可溶於液環泵14之液體中的物質。舉例而言，如圖6中所示，該減量設備可具備一用於經由管道20a接收額外氣流之額外入口，在第二陽極60中提供一額外孔64a以使該額外氣流能夠輸送至電漿區域62中。

在上述實例1中，該等離子與進入腔室40之排出流的CF₄ 組份反應，且因而排出流通過電漿閃焰以在與離子反應前分解CF₄ 並非必要的。相反，在上述實例2中，需要將排出流輸送通過電漿流，以便將NF₃ 解離成與由離子源所產生之離子反應性更強的物質。在圖4至6中所示之實例中，可將排出流輸送至離電漿區域62最近之腔室40中，以便使PFC通過電漿區域。圖7說明電漿炬80之一實例，其中最大化排出流與電漿閃焰之接觸。在此實例中，將排出流直接輸送至該電漿炬80中，而非輸送至反應腔室40中。如圖7中所示，將排出流自該減量設備之第一入口18輸送至電子發射極48之孔52。排出流自電子發射極48之開口端82進入電子發射極48與電漿炬80之起始電極54之間的空腔58。該空腔58亦接收經由第三入口34進入減量設備之電漿源氣流，該入口在電子發射極48與起始電極54周圍之電絕緣組塊56中形成。

在使用時，類似於圖5中所示之實例，藉由向鉿插入物84提供一高頻、高壓訊號，前導電弧首先產生於電子發射極48與起始電極54之間。因此在電極發射極48與起始電極54之間所形成之前導電弧使自第三入口34進入空腔58之電漿源氣體離子化以產生來自噴嘴44之離子化來源氣體的高動量電漿火焰。當排出流自電子發射極48之開口端82進入空腔58時，其與空腔58內之電漿源氣體混合且自噴嘴44隨電漿流發射至電漿區域62。自第二入口28向電漿區域62供應水，在此實例中，該入口亦在炬42之絕緣組塊56中形成。藉由電漿流分解該水以形成H^＋ 及OH^－ 離子，其在反應室中藉由電漿流與PFC，及/或與由PFC之解離所形成之物質反應。

回到圖2中，液環泵14將排出氣體自減量設備12中吸出。當氣體通過液環泵14時，將可溶於液環泵之抽汲液體中之氣流的任何組份(通常是水或其他水溶液)沖洗至抽汲液體中。因此，該液環泵14係如同排出氣流之濕式洗滌器及大氣真空抽汲平臺一般來運作。

如圖8中所示，液環泵14包含一安裝在環形外殼92中可旋轉之轉子90，以便使該轉子軸94偏離外殼92之中心軸96。轉子90具有自其向外徑向延伸之刀片98且其在轉子90周圍均勻間隔。隨著轉子90之旋轉，該等刀片98與自入口100進入外殼92之液體結合且使其在外殼92內部形成一環形環102。回到圖2中，藉由一連接至合適之液體來源17(例如一水槽或其他蓄水池)的管道系統15將液體輸送至液環泵14中。

排出氣流經由氣體入口104進入液環泵14，且將其拉至相鄰刀片98之間的空間106中。排出氣流之任何可溶於液體之組份(諸如HF)係藉由隨排出流同時進入泵之液體夾帶在液環泵14中所形成之環形環102中。液環泵14在其出口側具有一排放管108，其係用於將包含來自環形環102之液體及排出氣流之可溶於液體之組份的液體溶液以及任何自排出氣流殘留之氣體物質的液體/氣體混合物自泵14中抽出。當將液體自排放管108輸送出時，藉由將新鮮液體經由入口100供應給外殼92來補給環形環102。自液環泵14抽出之液體/氣體混合流可隨後在位於液環泵14之排放管108下游的排出分離器(未圖示)中分離。可將氣體抽至大氣中，且可收集液體以作安全處置。或者，可將液體進行處理以回收至來源17作再利用。

用於處理自個別製程工具之一或多個處理腔室10抽出之排出氣流之裝置的第二實施例係在圖9中說明。除了以具有螺旋型抽汲機構之泵110替代第一實施例之液環泵14以外，第二實施例之裝置係類似於第一實施例之裝置。在圖10中更詳細地說明此泵110。

第一入口112係位於該泵之入口側，藉由該入口排出流進入泵110之外殼114。泵110包括第二入口116，藉由該入口用於沖洗泵外殼114之液體進入泵外殼114。在此實施例中，該液體為水，儘管可使用任何其他水溶液。泵110包括第一機械軸118及，與其間隔並平行之第二機械軸120。提供用於支撐該等機械軸118、120之軸承。將機械軸118、120調適成在外殼114內大約縱向軸以相對旋轉方向來旋轉。將第一機械軸118連接至驅動馬達122上，藉由定時齒輪124將該等機械軸耦接在一起，以便在使用時，機械軸118、120以相同速度但卻以相反方向旋轉。將第一轉子126安裝在第一機械軸118上用於在腔室114內旋轉運動，且將第二轉子128類似地安裝在第二機械軸120上。兩轉子126、128中之每個一般皆為圓柱形且具有分別在其外表面上所形成之螺旋葉片或螺紋，如所示，該等螺紋互相嚙合。

在使用時，排出流經由第一入口112進入泵110，且將氣體吸入互相嚙合之轉子126、128之間的空腔130中。排出流之可溶於液體之組份經由第二入口116夾帶於進入泵110之液體中。泵110在其出口側具備一排放管132，其係用於將包含供應給泵110之液體及排出氣流之可溶於液體之組份的液體溶液以及來自排出氣流之所殘留的任何氣態物質之液體/氣體混合物自泵110中抽出。當將液體自排放管132輸送出時，在泵110內之液體可藉由將新鮮液體經由入口116供應至外殼114來補給。自泵110抽出之液體/氣體混合流可隨後以一位於排放管132下游之排出分離器(未圖示)來分離。可將氣體抽至大氣中，且可收集液體以安全處置。或者，可將液體回收至來源17中進行再利用處理。

在所說明之實施例中，減量設備12係位於泵14、110之上游，以便可將排出流之任何不可溶於液體之組份(諸如PFC)轉化成可溶於液體之組份(諸如HF)，可將其沖洗至泵14、110之液體中。或者，減量設備12可位於泵14、110之下游。在此組態中，減量設備12可在大氣壓下運作，儘管將需要一額外濕式洗滌器或其類似物以自氣流中移除諸如HF之物質。在任一組態中，缺乏任何注入抽空系統中之淨化氣體意謂減量設備係用以以約5 slm之流速減少來自各處理腔室10之排出氣流。如在圖1中所示之先前技術實例中，此顯著需要比含有70至90%淨化氣體之氣流的減量更少之動力。

如上文所提及，減量設備12可利用任何適合於低於大氣壓排出流之減量的技術，諸如焚化、電漿減量、熱分解、使用氣體添加物之分解。在吾人歐洲專利申請案第1,205,707號中描述了合適之燃燒設備，其內容係以引用方式併入本文中。另一電漿減量設備12在圖11中說明。該設備係由一微波諧振腔140組成。在空腔140內，存在一介電插入物142，其係由(例如)對微波透明之PTFE形成。插入物142具有一圓形內區，以便經由氣體入口144進入空腔140之氣體以速度之切向分量如此進行。插入物142亦可充當一使空腔140氣體密封之密封件。空腔140與一波導(未圖示)耦接，將波導之尺寸定為如此以當連接至2.45 GHz微波產生器時傳輸微波能量。在空腔140內安裝的是一對增強相反場之電極146、148，其係用以界定在空腔140中所產生之電漿。電極146具有一通道，藉由該通道冷卻水可在電極146周圍通過。在使用中，在進入減量設備之前，排出流係水飽和的。該水飽和排出流之排放經由入口144進入空腔140且在進入電極146、148之間的間隙150之前於電極146、148周圍螺旋式移動，其中該排出流係藉由電場激發，該電場係藉由微波經由介電插入物142進入空腔140在氣體150中產生。藉由激發在間隙150中之排出流，形成一電漿，其中對於含有CF₄ 之排出流，上文之反應(2)發生。來自該反應之副產物(即CO₂ 與HF)在由泵14、110接收之前，通過電極148中之軸向過道152離開空腔140。

10．．．處理腔室

12．．．減量設備

14．．．液環泵

15．．．管道系統

16．．．二級泵

17．．．液體來源

18．．．第一入口

20．．．管道

20a．．．管道

22．．．出口

24．．．管道

26．．．來源

28．．．第二入口

30．．．管道

32．．．來源

34．．．第三入口

36．．．管道

40．．．反應室

42．．．電漿炬

44．．．噴嘴

46．．．管道系統

48．．．電子發射極

50．．．端壁

52．．．孔

54．．．起始陽極或電極

56．．．絕緣組塊

58．．．空腔

60．．．第二陽極

62．．．電漿區域

64．．．孔

64a．．．孔

66．．．孔

80．．．電漿炬

82．．．開口端

84．．．鉿插入物

90．．．轉子

92．．．環形外殼

94．．．轉子軸

96．．．中心軸

98．．．刀片

100．．．入口

102．．．環形環

106．．．空間

108．．．排放管

110．．．泵

112．．．第一入口

114．．．外殼

116．．．第二入口

118．．．第一機械軸

120．．．第二機械軸

122．．．驅動馬達

124．．．定時齒輪

126．．．第一轉子

128．．．第二轉子

130．．．空腔

132．．．排放管

140．．．微波諧振腔

142．．．介電插入物

144．．．氣體入口

146．．．電極

148．．．電極

150．．．間隙

152．．．軸向過道

200．．．減量設備

204．．．羅氏吹風機

202．．．處理腔室

206．．．多級乾式泵

圖1說明用於抽空複數個處理腔室之系統。

圖2說明用於處理排出廢物流之裝置的第一實施例。

圖3說明圖2之裝置之電漿減量設備之一實例的流體供應。

圖4更詳細地說明圖3之電漿減量設備。

圖5說明適用於圖4之設備中的電漿炬之一實施例。

圖6說明具有複數個進入減量設備之氣流的圖5之電漿炬的用途。

圖7說明適用於圖4之設備的電漿炬之第二實施例。

圖8圖解說明適用於圖2之裝置的液環泵之一實例。

圖9說明用於處理排出廢物流之裝置的第二實施例。

圖10圖解說明適用於圖9之裝置之螺旋真空泵的一實例，及圖11說明適用於圖2或圖9之裝置電漿減量設備之另一實例。

10．．．處理腔室

12．．．減量設備

14．．．液環泵

16．．．二級泵

17．．．液體來源

Claims (39)

1. 一種用於處理來自一製程工具之排出氣流的裝置，該裝置包含一用於在低於大氣壓下將該排出流之組份轉化成可溶於液體之組份的減量設備、一用於至少部分地抽空該減量設備之真空泵、及用於將液體輸送至該真空泵之構件，該真空泵包含一抽汲機構、至少一用於同時接收來自該減量設備之該排出流及來自該液體輸送構件之液體的入口、及一用於將包含該液體及該氣流之可溶於液體之組份的溶液抽出的出口。
2. 如請求項1之裝置，其中該減量設備係經組態成將該排出流之一組份轉化成使其與該排出流之另一組份之反應性比該組份之反應性更小的可溶於液體之組份。
3. 如請求項1之裝置，其中該減量設備係經組態成將該排出流之一組份轉化成使其與該真空泵之液體之反應性比該組份之反應性更小的可溶於液體之組份。
4. 如請求項1之裝置，其中該減量設備包含用於分解該排出流之一組份的構件。
5. 如請求項4之裝置，其中該減量設備包含一用於產生一電漿以分解排出流之該組份的電漿減量設備。
6. 如請求項1之裝置，其中該減量設備包含用於接收與該排出流之一組份反應之反應性流體的構件。
7. 如請求項6之裝置，其中該減量設備包含用於產生一離子化流體流之構件，該離子化流體流係用於衝擊該反應性流體以形成用於與該排出流之一組份反應的反應性物 質。
8. 如請求項1之裝置，其中該減量設備包含一反應腔室及用於將含有與該排出流之組份反應之反應性物質的離子化流體流注入該反應腔室中的構件。
9. 如請求項8之裝置，其中該減量設備包含用於熱分解一反應性流體以形成該反應性物質之構件。
10. 如請求項1之裝置，其中該減量設備包含用於熱分解該排出流之一組份的構件。
11. 如請求項1之裝置，其中該減量設備係經組態成將該排出流之一不可溶於液體之組份轉化成一可溶於液體之組份。
12. 如請求項11之裝置，其中該減量設備係經組態成將全氟化或氫氟碳化物化合物轉化成可溶於該真空泵之液體的物質。
13. 如請求項12之裝置，其中該化合物包含CF₄ 、C₂ F₆ 、CHF₃ 、C₃ F₈ 、C₄ F₈ 、NF₃ 及SF₆ 中之一者。
14. 如請求項1之裝置，其中該液體包含水。
15. 如請求項1之裝置，其中該真空泵包含一液環泵。
16. 如請求項1之裝置，其中該抽汲機構包含互相嚙合之轉子。
17. 如請求項16之裝置，其中該抽汲機構包含一螺旋型抽汲機構。
18. 一種用於抽空一處理腔室之系統，該系統包含一用於將排出流體流自該腔室排出之真空泵及如請求項1至17其 中任一項之用於接收並處理自該真空泵抽出之排出流的裝置。
19. 如請求項18之系統，其中該真空泵係經組態成在10至200 mbar之範圍內的壓力下抽出該排出流。
20. 如請求項18之系統，其中該真空泵包含一多級乾式泵。
21. 一種處理來自一製程工具之排出氣流的方法，該方法包含如下步驟：將排出流輸送至一用於在低於大氣壓下將排出流之組份轉化成可溶於液體之組份的減量設備中，將來自該減量設備之排出流輸送至一用於至少部分地抽空該減量設備之真空泵中，同時將液體輸送至該真空泵中，及將含有該氣流之可溶於液體之組份的液體自該真空泵中抽出。
22. 如請求項21之方法，其中藉由該減量設備將該排出流之一組份轉化成使其與該排出流之另一組份之反應性比該組份之反應性更小的可溶於液體之組份。
23. 如請求項21之方法，其中藉由該減量設備將該排出流之一組份轉化成與該真空泵之液體之反應性比該組份之反應性更小的可溶於液體之組份。
24. 如請求項21之方法，其中藉由該減量設備分解該排出流之一組份。
25. 如請求項24之方法，其中在該減量設備內產生一電漿以分解該排出流之組份。
26. 如請求項25之方法，其中藉由在兩電極之間產生一電場且在該等電極之間輸送該排出流來產生該電漿。
27. 如請求項21之方法，其中藉由該減量設備接收一反應性流體以與該排出流之一組份反應。
28. 如請求項27之方法，其中藉由該減量設備來產生一離子化流體流，其係用於衝擊該反應性流體以形成與該排出流之組份反應的反應性物質。
29. 如請求項21之方法，其中該減量設備包含一反應腔室，且將含有與該排出流之一組份反應的反應性物質之流體流輸送至該反應腔室中。
30. 如請求項29之方法，其中該流體流為離子化流體流。
31. 如請求項21之方法，其中在該減量設備內熱分解一反應性流體以形成與該排出流之組份反應的反應性物質。
32. 如請求項21之方法，其中在該減量設備內熱分解該排出流之一組份。
33. 如請求項21之方法，其中藉由該減量設備將該排出流之一不可溶於液體之組份轉化成一可溶於液體之組份。
34. 如請求項33之方法，其中藉由該減量設備將全氟化或氫氟碳化物化合物轉化成可溶於該真空泵之液體的物質。
35. 如請求項34之方法，其中該化合物包含CF₄ 、C₂ F₆ 、CHF₃ 、C₃ F₈ 、C₄ F₈ 、NF₃ 及SF₆ 中之一者。
36. 如請求項21之方法，其中該液體包含水。
37. 如請求項21之方法，其中該真空泵包含一液環泵。
38. 如請求項21之方法，其中該抽汲機構包含互相嚙合之轉子。
39. 如請求項38之方法，其中該抽汲機構包含一螺旋型抽汲機構。