真空泵送和減排系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于從加工室排空加工氣體和從加工氣體去除有害物質(zhì)的真空栗送和減排系統(tǒng)。本發(fā)明也涉及凈化真空栗送裝置的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]到目前為止已知的真空栗送和減排系統(tǒng)被用于從加工室排空加工氣體和從加工氣體去除有害物質(zhì)。這樣的系統(tǒng)包括用于從加工室排空加工氣體的真空栗；和用于接收來(lái)自真空栗的加工氣體并且通過(guò)在被引入真空栗下游的燃燒器的燃料和氧氣混合物中燃燒加工氣體來(lái)從其去除有害物質(zhì)的燃燒器。
[0003]由真空栗排空的一些加工氣體可能是腐蝕性的，尤其是在有濕氣存在的情況下。栗的腐蝕必需被避免，因?yàn)榉駝t腐蝕將減小栗的壽命或?qū)е吕跏АＴ谝阎南到y(tǒng)中，干燥的氮?dú)獗挥糜趦艋鹾拖♂対撛诘母g性氣體。使用氮?dú)馐且驗(yàn)樗ǔ２慌c腐蝕性氣體反應(yīng)。
[0004]該已知系統(tǒng)遭受氮?dú)夂脱鯕獗匦栌上到y(tǒng)的操作者購(gòu)買從而增加購(gòu)置和操作成本的缺陷。此外，純氮?dú)夂脱鯕獗匦枋褂眯枰芰康牡蜏卣麴s分別生成，因此促成了增加的碳足跡。第三，將氧氣加入到氮?dú)鈨艋瘹怏w的固定氣流導(dǎo)致升高的總氣流；由于燃燒器中的燃料使用與總氣流成比例，這將導(dǎo)致更高的燃料使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在減少這樣的系統(tǒng)的購(gòu)置和操作成本以及碳足跡。
[0006]本發(fā)明提供用于從加工室排空加工氣體和從加工氣體去除有害物質(zhì)的真空栗送和減排系統(tǒng)，包括:用于從加工室排空加工氣體的真空栗送裝置；用于在排空期間凈化真空栗送裝置的壓縮空氣源；以及用于從真空栗送裝置接收加工氣體和壓縮空氣并且通過(guò)在氧氣中燃燒加工氣體來(lái)從其去除有害物質(zhì)的燃燒器，其中支持燃燒的氧氣中的至少一些來(lái)自于所述壓縮空氣。
[0007]本發(fā)明也提供凈化真空栗送和減排系統(tǒng)的真空栗送裝置的方法，所述系統(tǒng)包括用于從加工室排空加工氣體的真空栗送裝置；和用于從真空栗送裝置接收加工氣體并且通過(guò)在氧氣和燃料中燃燒加工氣體來(lái)從其去除有害物質(zhì)的燃燒器，所述方法包括:在從加工室排空加工氣體期間向真空栗送裝置內(nèi)輸送壓縮空氣以便凈化真空栗送裝置和向燃燒器供給氧氣以便支持燃燒。
[0008]本發(fā)明的其它優(yōu)選的和/或任選的方面定義在所附權(quán)利要求中。
【附圖說(shuō)明】
[0009]為使本發(fā)明可以被很好地理解，將參考圖1描述僅作為示例給出的本發(fā)明的實(shí)施例，圖1是真空栗送和減排系統(tǒng)以及加工室的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]參考圖1，用于從加工室12排空加工氣體和從加工氣體去除有害物質(zhì)的真空栗送和減排系統(tǒng)10被示出。產(chǎn)物的加工在加工室12中有加工氣體存在的情況下進(jìn)行，例如，加工硅片，比如通過(guò)介電蝕刻或平板蝕刻的方法。通常，有害物質(zhì)在加工期間或加工之后從加工室被排出，包括PFC，02，HBr, Cl2, SiF4, SiCl4，或CF4。這些有害物質(zhì)是有毒的和/或有害環(huán)境的并且因此必需在它們被釋放到大氣中之前從排出氣流中被洗凈或去除。
[0011]在已知系統(tǒng)中，干燥的氮?dú)獗挥糜趦艋醪⑶蚁♂対撛诘母g性氣體。但是，如果加工氣體是氧化劑，或以其它方式在有氧氣存在的情況下是惰性的，則因?yàn)榭諝庵械难鯕獠慌c加工氣體反應(yīng)，空氣可以被用于凈化栗。使用空氣作為凈化氣體具有許多優(yōu)點(diǎn)。
[0012]第一，空氣是容易充足的并且與使用純氮?dú)獠煌?，其不需要例如預(yù)先從空氣分離的生產(chǎn)。因此，使用空氣作為凈化氣體包含更少的能量密集工藝和因此減少的碳足跡。
[0013]此外，在已知系統(tǒng)中，因?yàn)樾枰鯕?和燃料)來(lái)燃燒加工氣體，純氧氣被引入到真空栗下游的燃燒器。但是，從真空裝置輸送的氣體包括大量的已被用于凈化真空裝置的氮?dú)狻Ｔ摰獨(dú)鉁p小了有害氣體的燃燒效率并且為了補(bǔ)償附加純氧氣(和附加燃料)而必需被注入燃燒器中。如果使用空氣作為凈化氣體，則空氣中氧氣的部分(大約五分之一)取代通常被用于凈化真空栗的氮?dú)?。因此，從真空裝置輸送的氣體中存在較少抑制燃燒器中有害氣體的燃燒的氮?dú)?總氣體)。
[0014]此外，從真空栗輸送到燃燒器的氣體混合物已包含用于支持燃燒的氧氣。該氧氣含量可以是足以使燃燒在沒有進(jìn)一步添加純氧氣時(shí)發(fā)生，或者至少足以減少必需被注入燃燒器內(nèi)的純氧氣的量。
[0015]系統(tǒng)10包括用于從加工室12排空加工氣體的真空栗14。所示真空栗是干式真空栗，該真空栗在沒有沿著穿過(guò)栗的流動(dòng)路徑的潤(rùn)滑劑或油的情況下運(yùn)行，否則潤(rùn)滑劑或油可能與栗中的有害物質(zhì)反應(yīng)。盡管在圖1中示出單一真空栗，真空栗送裝置可以包括多個(gè)真空栗，例如主栗和副栗或壓縮栗和增壓器。
[0016]在從加工室12排空加工氣體的期間，壓縮空氣源16供給壓縮空氣以便凈化真空栗14。壓縮空氣源適用于在大于大氣壓的壓力下供給壓縮空氣，并且優(yōu)選地在30 kPa至100 kPa的壓力之間，從而有效地在排空期間凈化栗。
[0017]構(gòu)件18、20被提供以用于在壓縮空氣被引入真空栗之前從其去除油和濕氣中的一者或兩者。就這一點(diǎn)，壓縮空氣被清潔單元18清潔以便從壓縮空氣去除例如油的物質(zhì)，否則這些物質(zhì)可以與加工氣體中的有害物質(zhì)反應(yīng)。清潔單元18可以是油去除器，例如燃燒催化床或吸收器。壓縮空氣也被干燥單元20干燥以去除濕氣，否則該濕氣也可以與有害物質(zhì)反應(yīng)。干燥單元20可以包括產(chǎn)生干燥空氣的干燥管，或者可以包括干燥器對(duì)從而干燥器對(duì)中的第二干燥器可以在第一干燥器運(yùn)行的時(shí)候恢復(fù)。盡管未示出，壓縮空氣可以穿過(guò)例如網(wǎng)式過(guò)濾器的粗略清潔單元以去除多余的油或水霧。
[0018]壓縮空氣的源16可以使用合適的壓縮機(jī)(未示出)在原位產(chǎn)生壓縮空氣。替代地，壓縮空氣可以被遠(yuǎn)距離生產(chǎn)并在容器中或通過(guò)管道供給。可以有多個(gè)加工工具所共用的壓縮空氣源，該壓縮空氣源接著被管道輸送至多個(gè)各自的真空栗送裝置。清潔和干燥加工可以如圖1所示在原位執(zhí)行，或替代地可以被遠(yuǎn)距離執(zhí)行并且清潔干燥的壓縮空氣在容器中或通過(guò)管道被供給。如果壓縮機(jī)被用于在原位壓縮空氣，則用于潤(rùn)滑壓縮機(jī)的潤(rùn)滑劑可以進(jìn)入壓縮的氣流并且該潤(rùn)滑劑應(yīng)當(dāng)如上文所述被去除。如果壓縮機(jī)壓縮環(huán)境空氣則濕氣也應(yīng)當(dāng)被去除，原因在于環(huán)境空氣含有小部分的水蒸汽。
[0019]如果加工氣體不含有將與真空栗中的空氣的一般成分即氮?dú)?、氧氣和二氧化碳反?yīng)的有害物質(zhì)，則系統(tǒng)10適用于從加工氣體去除有害物質(zhì)。
[0020]燃燒器22用于從真空栗接收加工氣體和壓縮空氣并且通過(guò)在燃料和氧氣混合物中燃燒加工氣體來(lái)去除有害物質(zhì)。由于不同于現(xiàn)有技術(shù)中的氮?dú)?，壓縮空氣在本發(fā)明中被用于凈化真空栗，并且壓縮空氣包括21 %的氧氣(以體積計(jì))，當(dāng)氣體流進(jìn)入燃燒器時(shí)，氧氣已經(jīng)和加工氣體一起存在于氣體流中。因此，至少一些，并且通常全部的燃燒所需的氧氣來(lái)源于壓縮空氣。因此，系統(tǒng)10具有減小的對(duì)來(lái)自獨(dú)立氧氣源的氧氣的需求從而減少成本和碳足跡。
[0021]盡管燃燒過(guò)程可以在無(wú)附加氧氣供給的情形下完成，然而如果燃燒過(guò)程需要更大的按體積的化學(xué)計(jì)量的氧氣量以使完整的反應(yīng)發(fā)生，則可能需要附加氧氣，但是應(yīng)當(dāng)注意的是與現(xiàn)有技術(shù)相比，在任何情形中從獨(dú)立源供給的氧氣量是減少的。
[0022]感測(cè)構(gòu)件24被提供以便在將壓縮氣體引入栗內(nèi)以便凈化之前感測(cè)壓縮氣體的特性。在本例中該特性是壓縮空氣中的油量或濕氣量中的一者或優(yōu)選地兩者。就這一點(diǎn)，感測(cè)構(gòu)件可以包括濕度傳感器或用于感測(cè)CH或OH的紅外元件。如圖1中虛線所示，如果油量和濕氣量超過(guò)預(yù)定限度，則感測(cè)構(gòu)件24輸出“不清潔/干燥”信號(hào)至控制單元26。控制單元26被操作性地連接到壓縮空氣源16，并且被設(shè)置為如果從感測(cè)構(gòu)件24接收到信號(hào)則中斷壓縮空氣對(duì)栗的供給，從而如果壓縮空氣包含濕氣或油，則可以避免由與有害物質(zhì)反應(yīng)所引起的反應(yīng)。
[0023]控制單元26也被操作性地連接到附加氧氣源28，并且被設(shè)置為當(dāng)壓縮空氣對(duì)栗14的供給被中斷時(shí)或如果需要除氣體流中已經(jīng)存在的氧氣之外的附加純氧氣以便燃燒，則啟用從附加源至燃燒器22的氧氣供給。這樣，當(dāng)壓縮空氣的供給被切斷時(shí)，燃燒加工氣體所需要的氧氣從附加源28被引入到燃燒器22。由源28供給的氧氣應(yīng)當(dāng)含有足夠的按體積計(jì)的氧氣以支持燃燒。
[0024]在設(shè)備的正常使用期間，壓縮空氣被輸送至真空栗送裝置內(nèi)以便凈化。然而，如果由于上文所描述