TWI407997B - 改良弱減系統操作之方法及設備 - Google Patents

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TWI407997B
TWI407997B TW096109004A TW96109004A TWI407997B TW I407997 B TWI407997 B TW I407997B TW 096109004 A TW096109004 A TW 096109004A TW 96109004 A TW96109004 A TW 96109004A TW I407997 B TWI407997 B TW I407997B
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D16/00—Control of fluid pressure
    • G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means

Description

改良弱減系統操作之方法及設備
本發明一般係涉及電子裝置製造系統，特別是一種改良弱減系統(abatement system)操作之方法及設備。
電子裝置製造工具傳統地係利用適以進行製程(例如：化學氣相沉積、磊晶矽生長、蝕刻等)以製造電子裝置的反應室或其他適合設備。該些製程可能會產生具有不欲其存在之化學物質的廢棄物(製程之副產物)。傳統的電子裝置製造系統係利用弱減設備來處理上述之廢棄物。
傳統的弱減單元及製程利用多種來源(例如：試劑、水、電力等)來處理廢棄物。而此種弱減單元一般對於其所處理之廢棄物僅有些許了解，因此，傳統的弱減單元僅次最佳化地(sub－optimally)使用該些來源。然而，來源的次最佳化使用對於生產設備造成不預期的花費重擔。另外，對於未最佳化地使用來源之弱減單元需要較頻繁之維護。
因此，需要用於弱減廢棄物之改良方法及設備。
另外，本申請案係與下方之共同受讓、同時另案待審之美國專利申請案為相關，該些申請案係整體併入以做為參考，而交互參照之相關申請案如下：
美國專利申請第11/685,993號，申請日為2007年3月14日，專利名稱為「METHODS AND APPARATUS FOR IMPROVING OPERATION OF AN ELECTRONIC DEVICE MANUFACTURING SYSTEM(改善電子裝置製造系統之操作的方法及設備)」；以及美國專利申請第11/686,012號，申請日為2007年3月14日，專利名稱為「IMPROVED METHODS AND APPARATUS FOR PRESSURE CONTROL IN ELECTRONIC DEVICE MANUFACTURING SYSTEMS(電子裝置製造系統之改良式壓力控制方法及設備)」。
於本發明之一實施態樣中，係提供一種設備，其包括：(1)一介面，係適以分析關於一電子裝置製造系統之資訊，此電子裝置製造系統係產生具有一不欲其存在之物質的一廢棄物，而該介面並適以提供關於該廢棄物之資訊；以及(2)一弱減系統，係適以接收關於該廢棄物之資訊、接收該廢棄物，並減弱不欲其存在之物質。在本發明之另一實施態樣中，係提供一種方法，其包括：以一弱減系統接收一資訊，而此資訊係關於具有不欲其存在之物質的廢棄物。本方法更包括接收該廢棄物。
本發明之其他特徵及實施態樣藉由下方詳細描述、所附申請專利範圍及伴隨之圖式而變得更加明顯。
本發明係關於使電子裝置製造過程中產生的不欲其存在之物質弱減最佳化的方法及設備。更特定的說，本發明係關於弱減系統之最佳化，使其適於減弱或消除電子裝置製造工具之廢棄物(effluent)中的不欲其存在之物質。
經最佳化之弱減系統係可於弱減處理中減弱或消除不欲其存在之物質。弱減處理針對廢棄物中不同的不欲其存在之物質，而使用不同種類及/或量的來源。藉由針對不欲其存在之物質使用最佳化之來源的量及/或種類，則此最佳化之弱減系統可使得來源之使用最小化。
弱減來源之最佳化係透過對於待弱減之物質的量及/或種類的了解。因此，在本發明之至少一實施例中，待從廢棄物中弱減之物質的量及/或種類係於弱減處理過程中(例如：原位及/或即時)判定，及/或基於自參考系統而先獲得的資訊(將於下述)。
舉例而言，藉由僅使用減弱不欲其存在之物質所需的功率量，則相對於傳統之所需而可使用較少的功率，藉此，降低了弱減系統之操作花費。其他之實例包括延長弱減系統之週期性維護之間的時間，以及對於不欲其存在之物質具有較高之破壞效率，等等。
廢棄物中不欲其存在之物質的種類及量係根據電子裝置製造工具所執行之處理而有所不同。廢棄物中不欲其存在之物質可被量測及預測，而此資訊係提供至一介面或適以分析此資訊的適合設備。介面係提供分析結果至弱減系統，而弱減系統則利用此結果以最佳化地使用弱減來源或增進弱減來源之使用。
弱減處理可使用水、RF功率、溫度、天然氣等來弱減廢棄物。弱減處理之破壞效率係與所使用之來源量有關，而弱減處理亦與廢棄物之種類及組成有關。在至少一實施例中，提供與廢棄物之種類及組成相關資訊至弱減系統(例如：原位及/或即時及/或基於參考系統)，弱減系統則利用此資訊來修改來源之使用。因此，在不過度使用來源之前提下，可達到所期望之破壞效率。
「第1圖」係繪示具有電子裝置製造工具、幫浦、介面及根據本發明之弱減系統的電子裝置製造系統。電子裝置製造系統100可包括電子裝置製造工具102、幫浦104及弱減系統106。電子裝置製造工具102包括一製程室108，製程室108係藉由真空管路110而耦接至弱減系統106。幫浦104則藉由導管112而耦接至弱減系統106。製程室108亦藉由流體管路116而耦接至化學物質輸送單元114。介面118可藉由訊號線路120而耦接至製程室108、化學物質輸送單元114、幫浦104及弱減系統106。弱減系統106可包括一反應器122，而反應器122可耦接至電力/燃料源124、反應物源126及冷卻源128。
電子裝置製造工具102係適以使用製程而製造電子裝置。該些製程係在低於周圍壓力(例如：1大氣壓；1 atm)之壓力下於製程室108中進行。舉例來說，部分製程可於約8~700毫托(mTorr)之壓力下進行，但亦可採用其他壓力值。為了達到此壓力，幫浦104需將廢棄物(例如：氣體、電漿等)自製程室108中移除。廢棄物可經由真空管路110運送。
待以幫浦104移除之廢棄物的化學前驅物(例如：SiH4 、NF3 、CF4 、BCl3 等)係可經由多種方法而添加入製程室108中。舉例來說，化學前驅物可自化學物質輸送單元114經由流體管路116而流至製程室108。另外，化學物質輸送單元114係適以藉由訊號線路120而提供由化學物質輸送單元114所提供之化學前驅物的資訊(例如：壓力、化學組成、流速等)。
介面118係適以接收來自電子裝置製造系統100的資訊。舉例來說，介面118可接收與製程室108中之製程相關的資訊。而該些資訊包括製程資訊(例如：製程步驟時間、壓力、流體流速等)，並可以由感測器、控制器或其他適合設備提供。介面118可使用此種資訊以判定額外資訊，例如：廢棄物的參數。
在一或多個實施例中，介面118可接收來自一或多個資料庫的資訊，而該些資料庫包括與製程相關之參數的已知行為。如先前併入之美國專利申請第11/685,993號，資料庫係總括來自所建構之參考系統(圖中未示)的資訊，而此參考系統具有與電子裝置製造系統100相同之設計，並精密地量測此參考系統之系統參數隨著時間之變化。參考系統所得之參數量測值可用於推導描述一或多個參數隨著時間變化之行為的函數(例如：最佳適配曲線、常態分佈方程式等)，或是作為一或多個其他參數之函數。該些函數係可以常數描述之，並組織於一資料庫中而可由介面118取得之。介面118可使用資料庫中的資訊以判定所期望及/或最佳的數值，藉以調整電子裝置製造系統100之真實參數。
介面118可提供與廢棄物相關之資訊至弱減系統106，而該些資訊可用於調整弱減系統106之參數。廢棄物可經由真空管路110而由製程室108運送至弱減系統106。幫浦104可自製程室108移除廢棄物，並將廢棄物移至弱減系統106。弱減系統106係適以利用電力/燃料源124、反應物源126及/或冷卻源128來減弱廢棄物中不欲其存在之物質。
在一實施例中，弱減系統106可以為一電漿弱減系統。示範性之電漿弱減系統可以為購自加州聖荷西之Metron TechnologyInc.的Litmas系統，但亦可採用其他弱減系統。弱減系統可以使用電力/燃料源124所供應之燃料/電力、反應物源126所供應之反應物(例如：水、水蒸氣、氧氣、氫氣)，以及冷卻源128所供應之冷卻水或其他適當流體。弱減系統106可形成電漿，其可用於減弱或消除廢棄物中的不欲其存在之物質，於下將更詳細描述之。
在相同或選擇性之實施例中，亦可包括後幫浦(post－pump)弱減系統。舉例來說，弱減系統106不存在於電子裝置製造系統100中，取而代之的，在幫浦104的下游係包括後幫浦弱減系統。可選擇地，除了弱減系統106之外，亦使用後幫浦弱減系統。與廢棄物相關之資訊亦提供至後幫浦弱減系統。
「第2圖」係繪示根據本發明而調整弱減系統之方法流程圖。方法200開始於步驟202，接著，在步驟204中，介面或其他適合設備可獲取關於參數組之資訊。
在步驟204中，介面可以自電子裝置製造系統、資料庫、預測性解決方法(predictive solution)、參考系統等獲取資訊。該些資訊係關於電子裝置製造系統100所產生之廢棄物。而該些資訊亦可包括電子裝置製造系統100可採用之弱減系統106的種類。接著，步驟206開始。
在步驟206中，介面118及/或弱減系統106可分析於步驟204中所獲取之資訊，以判定至少一所期望之弱減參數值。舉例來說，介面118可分析資訊以根據弱減系統106之種類而判定需要經調整之弱減系統106參數。舉例來說，針對用於減弱氣態化學物質(例如：全氟化碳【PFCs】、所選的有機化合物【VOCs】等)之前幫浦(pre－pump)電漿弱減系統106，則可調整其電漿功率。減弱之氣態化學物質的量係與施加至氣態化學物質之電漿功率量成比例。舉例來說，每分子PFCs需要數十個電子以造成任何實質之解離，藉以將PFCs減弱至所期望之層級。
藉由將電漿功率調整至最佳量，則可將弱減處理最佳化。過量(例如：高於最佳量)之電漿會對於反應器122之壁面造成不期望之破壞。更特定的說，對於反應器122壁面之破壞係與電漿中每分子的電子量成比例。因此，藉由提供適當量之電漿功率，則反應器122可較不常進行替換。
在一選擇性實施例中，於步驟206中需針對不同類型之弱減系統106而做調整。舉例來說，可採用後幫浦電漿、催化性及/或燃燒弱減系統106。在後幫浦電漿弱減系統106中，可經最佳化調整之參數包括功率、洗滌氣體(purge gas)流速、反應物及冷卻劑流速。針對後幫浦催化性弱減系統106，可調整之參數包括洗滌氣體流速、反應物及冷卻劑流速。針對後幫浦燃燒催化性弱減系統106，可經最佳化調整之參數包括燃料流速、洗滌氣體流速、反應物及冷卻劑流速。
於步驟208中，在分析上述資訊之後，弱減系統可調整弱減參數以符合所期望之弱減參數值。舉例來說，電漿功率可基於廢棄物中PFCs量的升高而升高至所期望量。接著，方法200可於步驟210結束。
「第3圖」係為顯示破壞效率與採用根據本發明之示範性弱減處理的電漿弱減系統所使用之電漿功率之間的關係之曲線圖。關係300係介於破壞效率302與弱減處理之電漿功率304之間。待減弱之不欲其存在的物質可以為PFCs。所期望之破壞效率306係繪示為一水平虛線。低PFC流速曲線308、中等PFC流速曲線310及高PFC流速曲線312係可代表針對通過弱減系統106之流速的破壞效率302與電漿功率304之間的關係300。低功率線314、中等功率線316及高功率線318係指出施加至PFCs的電漿功率304量。
PFCs的破壞效率302係與PFCs的流速相關。舉例來說，PFCs流經弱減系統106之流速愈高，則在一特定電漿功率304下的PFCs破壞效率302愈低。因此，可調整電漿功率304以達到所期望之破壞效率306。所期望之破壞效率306可介於約85%~100%之間。針對高PFC流速，則可使用高PFC流速曲線312來判定於高PFC流速下達到所期望之破壞效率306所需之電漿功率304量。高功率線318指出達到所期望之破壞效率306所需之電漿功率304量。藉此方式，則可選擇適當之電漿功率304層級。
在選擇性之實施例中，可選擇更高或更低之電漿功率304。舉例來說，超過三種的電漿功率304層級可供選擇。更特定的說，電漿功率304之連續範圍係可供選擇。可選擇地，針對低PFC流速層級，則可於電漿功率304之開啟/關閉應用上使用單一功率層級。同樣地，可提供超過三種的流速曲線以選擇適當之功率層級，藉以達到所期望之破壞效率306。舉例來說，電漿功率304與破壞效率302之間的關係係可界定超過PFC流速之連續範圍。
「第4圖」係為顯示破壞效率與採用根據本發明之示範性電漿弱減處理的電漿弱減系統中作為反應物的水之流速兩者之間的關係之曲線圖。破壞效率302與水流速402之間的關係400係由低PFC流速曲線404及高PFC流速曲線406來說明之。低水流速線408說明低PFC流速曲線404之峰值；高水流速線410說明高PFC流速曲線406之峰值。
可藉由調整水流速402至適當之峰值水流速而可達到所期望之破壞效率306。雖然圖中係繪示兩種PFC流速曲線，但本發明亦可能僅使用單一曲線。可選擇地，本發明亦可使用PFC流速之連續範圍。本發明可利用此種關係來判定適當之水流速，以最佳化地減弱廢棄物中的PFC。
可選擇地，關係400係可關於弱減處理中的化學反應。舉例來說，針對四氟化碳(CF4 )的弱減，根據反應CF4 ＋2 H2 O→CO2 ＋4 HF而以氧化氫(水)之形式供應氫。可由上方反應得知，一份的CF4 需要兩份的水，以完成轉化。因此，水流速可為CF4 流速的兩倍。於部分實施例中，可利用為CF4 或其他PFC氣體流速之高達7倍的水流速。
上述之說明僅揭示本發明之示範實施例。對於上述設備及方法所做的落入本發明範圍之修改，對於熟悉本發明技術領域之人士係為明顯的。舉例來說，介面係可包括於電子裝置製造工具之中，其中弱減系統係與電子裝置製造工具連通耦合，以獲取與廢棄物相關之資訊。
惟本發明雖以較佳實施例說明如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內所作的更動與潤飾，仍應屬本發明的技術範疇。
100．．．電子裝置製造系統
102．．．電子裝置製造工具
104．．．幫浦
106．．．弱減系統
108．．．製程室
110．．．真空管路
112．．．導管
114．．．化學物質輸送單元
116．．．流體管路
118．．．介面
120．．．訊號線路
122．．．反應器
124．．．電力/燃料源
126．．．反應物源
128．．．冷卻源
200．．．方法
202,204,206,208,210．．．步驟
300．．．關係
302．．．破壞效率
304．．．電漿功率
306．．．期望之破壞效率
308．．．低PFC流速曲線
310．．．中等PFC流速曲線
312．．．高PFC流速曲線
314．．．低功率線
316．．．中等功率線
318．．．高功率線
400．．．關係
402．．．水流速
404．．．低PFC流速曲線
406．．．高PFC流速曲線
408．．．低水流速線
410．．．高水流速線
第1圖，繪示一電子裝置製造系統之示意圖，其包括電子裝置製造工具、幫浦、介面及根據本發明之弱減系統。
第2圖，繪示根據本發明之一實施例而調整弱減系統之方法流程圖。
第3圖，繪示破壞效率以及採用根據本發明之示範性弱減處理之電漿弱減系統所使用之電漿功率之間的示範性關係。
第4圖，繪示破壞效率以及採用根據本發明之示範性弱減處理之電漿弱減系統中作為反應物之水的流速兩者之間的示範性關係。
200．．．方法
202,204,206,208,210．．．步驟

Claims (15)

  1. 一種設備，包括：一介面，係適以分析關於一電子裝置製造系統之一資訊，該電子裝置製造系統係產生具有一不欲其存在之物質的一廢棄物(effluent)，而該介面並適以提供關於該廢棄物之一資訊；以及一弱減系統，係適以接收關於該廢棄物之該資訊、接收該廢棄物，並減弱該不欲其存在之物質。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該系統資訊包括由該電子裝置製造系統所提供之一資訊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該系統資訊包括一預測性解決方法(predictive solution)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該弱減系統利用關於該廢棄物之該資訊以減弱該不欲其存在之物質。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該弱減系統為一電漿弱減系統。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該弱減系統為一催化性弱減系統。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該弱減系統為一燃燒弱減系統。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之設備，其中該廢棄物係由一製程室產生。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之設備，其中該廢棄物係藉由一幫浦而由該製程室中移除。
  10. 一種方法，包括：以一弱減系統接收一資訊，其中該資訊係關於具有一不欲其存在之物質的一廢棄物；以及接收該廢棄物。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中關於該不欲其存在之物質的該資訊係包括一預測性解決方法。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中該資訊係由一介面提供。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之方法，其更包括將與一電子裝置製造系統相關之一操作資訊提供給該介面。
  14. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其更包括以該弱減系統來減弱該不欲其存在之物質。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之方法，其中以該弱減系統來減弱該不欲其存在之物質的步驟包括將該不欲其存在之物質與多個反應物進行反應。
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