真空泵送和减排系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于从加工室排空加工气体和从加工气体去除有害物质的真空栗送和减排系统。本发明也涉及净化真空栗送装置的方法。
【背景技术】
[0002]到目前为止已知的真空栗送和减排系统被用于从加工室排空加工气体和从加工气体去除有害物质。这样的系统包括用于从加工室排空加工气体的真空栗；和用于接收来自真空栗的加工气体并且通过在被引入真空栗下游的燃烧器的燃料和氧气混合物中燃烧加工气体来从其去除有害物质的燃烧器。
[0003]由真空栗排空的一些加工气体可能是腐蚀性的，尤其是在有湿气存在的情况下。栗的腐蚀必需被避免，因为否则腐蚀将减小栗的寿命或导致栗失效。在已知的系统中，干燥的氮气被用于净化栗和稀释潜在的腐蚀性气体。使用氮气是因为它通常不与腐蚀性气体反应。
[0004]该已知系统遭受氮气和氧气必需由系统的操作者购买从而增加购置和操作成本的缺陷。此外，纯氮气和氧气必需使用需要能量的低温蒸馏分别生成，因此促成了增加的碳足迹。第三，将氧气加入到氮气净化气体的固定气流导致升高的总气流；由于燃烧器中的燃料使用与总气流成比例，这将导致更高的燃料使用。
【发明内容】
[0005]本发明旨在减少这样的系统的购置和操作成本以及碳足迹。
[0006]本发明提供用于从加工室排空加工气体和从加工气体去除有害物质的真空栗送和减排系统，包括:用于从加工室排空加工气体的真空栗送装置；用于在排空期间净化真空栗送装置的压缩空气源；以及用于从真空栗送装置接收加工气体和压缩空气并且通过在氧气中燃烧加工气体来从其去除有害物质的燃烧器，其中支持燃烧的氧气中的至少一些来自于所述压缩空气。
[0007]本发明也提供净化真空栗送和减排系统的真空栗送装置的方法，所述系统包括用于从加工室排空加工气体的真空栗送装置；和用于从真空栗送装置接收加工气体并且通过在氧气和燃料中燃烧加工气体来从其去除有害物质的燃烧器，所述方法包括:在从加工室排空加工气体期间向真空栗送装置内输送压缩空气以便净化真空栗送装置和向燃烧器供给氧气以便支持燃烧。
[0008]本发明的其它优选的和/或任选的方面定义在所附权利要求中。
【附图说明】
[0009]为使本发明可以被很好地理解，将参考图1描述仅作为示例给出的本发明的实施例，图1是真空栗送和减排系统以及加工室的示意图。
【具体实施方式】
[0010]参考图1，用于从加工室12排空加工气体和从加工气体去除有害物质的真空栗送和减排系统10被示出。产物的加工在加工室12中有加工气体存在的情况下进行，例如，加工硅片，比如通过介电蚀刻或平板蚀刻的方法。通常，有害物质在加工期间或加工之后从加工室被排出，包括PFC，02，HBr, Cl2, SiF4, SiCl4，或CF4。这些有害物质是有毒的和/或有害环境的并且因此必需在它们被释放到大气中之前从排出气流中被洗净或去除。
[0011]在已知系统中，干燥的氮气被用于净化栗并且稀释潜在的腐蚀性气体。但是，如果加工气体是氧化剂，或以其它方式在有氧气存在的情况下是惰性的，则因为空气中的氧气不与加工气体反应，空气可以被用于净化栗。使用空气作为净化气体具有许多优点。
[0012]第一，空气是容易充足的并且与使用纯氮气不同，其不需要例如预先从空气分离的生产。因此，使用空气作为净化气体包含更少的能量密集工艺和因此减少的碳足迹。
[0013]此外，在已知系统中，因为需要氧气(和燃料)来燃烧加工气体，纯氧气被引入到真空栗下游的燃烧器。但是，从真空装置输送的气体包括大量的已被用于净化真空装置的氮气。该氮气减小了有害气体的燃烧效率并且为了补偿附加纯氧气(和附加燃料)而必需被注入燃烧器中。如果使用空气作为净化气体，则空气中氧气的部分(大约五分之一)取代通常被用于净化真空栗的氮气。因此，从真空装置输送的气体中存在较少抑制燃烧器中有害气体的燃烧的氮气(总气体)。
[0014]此外，从真空栗输送到燃烧器的气体混合物已包含用于支持燃烧的氧气。该氧气含量可以是足以使燃烧在没有进一步添加纯氧气时发生，或者至少足以减少必需被注入燃烧器内的纯氧气的量。
[0015]系统10包括用于从加工室12排空加工气体的真空栗14。所示真空栗是干式真空栗，该真空栗在没有沿着穿过栗的流动路径的润滑剂或油的情况下运行，否则润滑剂或油可能与栗中的有害物质反应。尽管在图1中示出单一真空栗，真空栗送装置可以包括多个真空栗，例如主栗和副栗或压缩栗和增压器。
[0016]在从加工室12排空加工气体的期间，压缩空气源16供给压缩空气以便净化真空栗14。压缩空气源适用于在大于大气压的压力下供给压缩空气，并且优选地在30 kPa至100 kPa的压力之间，从而有效地在排空期间净化栗。
[0017]构件18、20被提供以用于在压缩空气被引入真空栗之前从其去除油和湿气中的一者或两者。就这一点，压缩空气被清洁单元18清洁以便从压缩空气去除例如油的物质，否则这些物质可以与加工气体中的有害物质反应。清洁单元18可以是油去除器，例如燃烧催化床或吸收器。压缩空气也被干燥单元20干燥以去除湿气，否则该湿气也可以与有害物质反应。干燥单元20可以包括产生干燥空气的干燥管，或者可以包括干燥器对从而干燥器对中的第二干燥器可以在第一干燥器运行的时候恢复。尽管未示出，压缩空气可以穿过例如网式过滤器的粗略清洁单元以去除多余的油或水雾。
[0018]压缩空气的源16可以使用合适的压缩机(未示出)在原位产生压缩空气。替代地，压缩空气可以被远距离生产并在容器中或通过管道供给。可以有多个加工工具所共用的压缩空气源，该压缩空气源接着被管道输送至多个各自的真空栗送装置。清洁和干燥加工可以如图1所示在原位执行，或替代地可以被远距离执行并且清洁干燥的压缩空气在容器中或通过管道被供给。如果压缩机被用于在原位压缩空气，则用于润滑压缩机的润滑剂可以进入压缩的气流并且该润滑剂应当如上文所述被去除。如果压缩机压缩环境空气则湿气也应当被去除，原因在于环境空气含有小部分的水蒸汽。
[0019]如果加工气体不含有将与真空栗中的空气的一般成分即氮气、氧气和二氧化碳反应的有害物质，则系统10适用于从加工气体去除有害物质。
[0020]燃烧器22用于从真空栗接收加工气体和压缩空气并且通过在燃料和氧气混合物中燃烧加工气体来去除有害物质。由于不同于现有技术中的氮气，压缩空气在本发明中被用于净化真空栗，并且压缩空气包括21 %的氧气(以体积计)，当气体流进入燃烧器时，氧气已经和加工气体一起存在于气体流中。因此，至少一些，并且通常全部的燃烧所需的氧气来源于压缩空气。因此，系统10具有减小的对来自独立氧气源的氧气的需求从而减少成本和碳足迹。
[0021]尽管燃烧过程可以在无附加氧气供给的情形下完成，然而如果燃烧过程需要更大的按体积的化学计量的氧气量以使完整的反应发生，则可能需要附加氧气，但是应当注意的是与现有技术相比，在任何情形中从独立源供给的氧气量是减少的。
[0022]感测构件24被提供以便在将压缩气体引入栗内以便净化之前感测压缩气体的特性。在本例中该特性是压缩空气中的油量或湿气量中的一者或优选地两者。就这一点，感测构件可以包括湿度传感器或用于感测CH或OH的红外元件。如图1中虚线所示，如果油量和湿气量超过预定限度，则感测构件24输出“不清洁/干燥”信号至控制单元26。控制单元26被操作性地连接到压缩空气源16，并且被设置为如果从感测构件24接收到信号则中断压缩空气对栗的供给，从而如果压缩空气包含湿气或油，则可以避免由与有害物质反应所引起的反应。
[0023]控制单元26也被操作性地连接到附加氧气源28，并且被设置为当压缩空气对栗14的供给被中断时或如果需要除气体流中已经存在的氧气之外的附加纯氧气以便燃烧，则启用从附加源至燃烧器22的氧气供给。这样，当压缩空气的供给被切断时，燃烧加工气体所需要的氧气从附加源28被引入到燃烧器22。由源28供给的氧气应当含有足够的按体积计的氧气以支持燃烧。
[0024]在设备的正常使用期间，压缩空气被输送至真空栗送装置内以便净化。然而，如果由于上文所描述