专利名称：减排系统的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉及减排系统(abatement system)的领域，尤指涉及用于减排系统中的燃烧腔室的燃料燃烧器环(burner ring)并涉及用于减排系统的燃料流量控制。
背景技术：
减排系统可为半导体、太阳能及显示器工业提供环境减排解决方法。有许多使用点端(point-of-use)洗涤系统已经问世，包括湿式、干式、热式及整合技术，于各种应用中用以减少毒性及有害排放气体。举例而言，有些减排系统可处理自单一单元至整个制造设施中的复杂流出物的问题。
发明内容
本发明的实施例包括减排系统。在实施例中，减排系统包括燃烧腔室。该减排系统还包括燃料燃烧器环。该燃料燃烧器环与该燃烧腔室耦接。在另一个实施例中，减排系统包括燃烧腔室。该减排系统也包括燃料流量控制机构。该燃料流量控制机构与该燃烧腔室耦接。在又一个实施例中，减排系统包括燃烧腔室。该减排系统还包括燃料燃烧器环和燃料流量控制机构。该燃料燃烧器环和该燃料流量控制机构均与该燃烧腔室耦接。
图1是根据本发明的实施例的减排系统的框图。图2是根据本发明的实施例的减排系统的截面图。图3是四个制程气体入口管的传统排列的截面图，每个制程气体入口管由四个用于注入燃烧燃料的喷嘴围绕。图4是根据本发明的实施例的四个制程气体入口管排列的截面图，每个制程气体入口管由用于注入燃烧燃料的燃烧器环围绕。图5是温度分布图，呈现根据本发明的实施例的使用环形燃烧器的温度分布大约介于300至900开尔文之间。图6是温度分布图，呈现使用四个传统喷嘴的温度分布大约介于300至2200开尔文之间。图7是减排系统的、包括根据本发明的实施例的具有燃料燃烧器环的燃烧腔室的部分的各种视图。
图8是根据本发明的实施例的用于包括燃烧腔室的减排系统中的燃烧器环的各种视图。图9是根据本发明的实施例的真空发生器设备的图示。
具体实施例方式本发明描述减排系统。在下文描述中，阐述了若干特定细节，诸如系统构造，以提供对本发明的实施例的全面理解。对于本领域技术人员而言将显而易见的是，可在无需此等特定细节的情况下实施本发明的实施例。在其它实例中，不再详细描述熟知的特征结构， 诸如设施布局，以免不必要地模糊本发明的实施例。另外，必须理解的是，图中所展示的各种实施例为说明性代表例，且不一定按比例绘制。本文公开一种减排系统。在一个实施例中，减排系统包括燃烧腔室和与该燃烧腔室耦接的燃料燃烧器环。在一个实施例中，减排系统包括燃烧腔室和与该燃烧腔室耦接的燃料流量控制机构。在一个实施例中，减排系统包括燃烧腔室、燃料燃烧器环和燃料流量控制机构，该燃料燃烧器环及该燃料流量控制机构均与该燃烧腔室耦接。根据本发明的实施例，减排系统经由主动火焰氧化和燃烧来毁灭剩余制程气体以获得可靠及安全的减排。在一个实施例中，流出的气体由系统的主要腔室中的火焰加热，该火焰提供可燃及自燃气体副产物的点燃。在特定实施例中，火焰点火系统的先进设计确保高惰性气流下的稳定火焰。在实施例中，减排系统提供湿式洗涤方法，其支持高达四个制程流出物流，包括来自诸如外延硅沉积和金属蚀刻的挑战性制程。在一个实施例中，减排系统处理全氟碳化物(PFC)及全球变暖气体。在另一个实施例中，在减排系统中执行关于氢化物和酸基气体的处理。在一个实施例中，通过利用化学吸附技术，制程气体及副产物与树脂反应形成非挥发性固体，这是可捕获副产物且确保树脂安全处置的不可逆制程。在本发明的方面中，减排系统可以包括燃烧腔室或反应器。图1是根据本发明的实施例的减排系统的框图。参照图1，减排系统100包括气体入口 102、燃烧腔室或反应器 104、冷却腔室106、接收槽108、洗涤器110及排气装置112。在一个实施例中，燃烧腔室或反应器104包括燃烧器。在另一个实施例中，冷却腔室106是构造为具有喷雾喷射器以将水喷雾至气流中的瀑布冷却腔室。在实施例中，接收槽108包括将大量水保持于槽底的大槽，其上方的空间用于容纳通过减排系统的气体。在另一个实施例中，洗涤器110直接座落于接收槽108上。在特定实施例中，洗涤器110包括喷雾喷淋头以将水喷洒至流出的气流中。图2是根据本发明的实施例的减排系统的截面图。参照图2，减排系统200包括气体入口 202、燃烧腔室或反应器204、冷却腔室206、接收槽208、洗涤器210及排气装置212。 在一个实施例中，燃烧腔室或反应器204包括燃烧器。在另一个实施例中，冷却腔室206是构造为具有喷雾喷射器以将水喷洒至气流中的瀑布冷却腔室。在一个实施例中，接收槽208 包括将大量水保持于槽底的大槽，其上方的空间用于容纳通过减排系统的气体，如图2中所描绘的。在另一个实施例中，洗涤器210直接座落于接收槽208上，也如图2图中所描绘的。在特定实施例中，洗涤器210包括喷雾喷淋头以将水喷洒至流出的气流中。减排系统可包括具有燃料燃烧器环的燃烧腔室。根据本发明的实施例，减排系统使用燃烧方式将制程气体加热至足够高的温度并保持一段足够的时间以进行减排。然而，使用由一个或少许几个大喷射器组成的燃烧器的减排系统可能提供不均勻温度及流量分布，这将会使减排系统的性能降级。降级的性能可能是由于一些制程气体未达到所要求的温度，因此，高速气体可能在燃烧反应完成之前离开反应腔室。取而代之，在一个实施例中， 使用的是具有许多小端口的燃烧器环，且将该燃烧器环耦接至减排系统的燃烧腔室。在特定实施例中，通过使用具有许多小端口的燃烧器环，将沿着反应腔室的长度产生更均勻的流量型态。在本发明的示范性实施例中，购自Applied Materials, Inc.的Erika 减排系统的反应腔室配备有燃料燃烧器环而不是使用四个喷嘴的传统排列制程。在本发明的另一个示范性实施例中，整合半导体厂务系统(ISS integrated Subfab System)减排系统或 Marathon 减排系统(购自Applied Materials, Inc.)的反应腔室配备有燃料燃烧器环而不是使用四个喷嘴的传统排列制程。在实施例中，气体经由四个入口管引入至减排系统的反应腔室。在传统配置中，每个入口管由高达四个喷嘴围绕。举例而言，图3是四个制程气体入口管300的传统排列的截面图，每一制程气体入口管300由用于注入燃烧燃料的四个喷嘴302围绕。相反地，图4是根据本发明的实施例的四个制程气体入口管400的排列的截面图，每个制程气体入口管400由具有数个用于注入燃烧燃料的孔404的燃烧器环402 围绕。在实施例中，每个燃烧器环402中的孔404耦接至单个充气部以绕环获得均勻流量。 在一个实施例中，通过将燃料流量分布于到大量的孔上，可将每个燃烧器环处的速度减少为大约与每个制程气体入口管400中的制程气体的速度相等。在特定实施例中，每个燃烧器环402中包括大约8至30个孔404。在实施例中，通过减少围绕每个制程气体入口管400 的燃料速度，可使减排系统的燃烧腔室中的加热更均勻，进而改良减排系统的总性能。通过使用燃料燃烧器环，反应腔室中的温度分布可以更均勻。举例而言，图5是温度分布图500，呈现在大致介于300至900开尔文之间温度分布范围中使用根据本发明的实施例的环形燃烧器的温度分布。相反地，图6是温度分布图600，呈现在大致介于300至 2200开尔文之间温度分布范围中使用四个传统喷嘴的温度分布。图7是减排系统的、包括根据本发明的实施例的具有燃料燃烧器环的燃烧腔室的部分各种视图。参照图7，在一个实施例中，用于减排系统的反应腔室的盖710的底视图790 包括四个制程气体入口管700，每个制程气体入口管700由具有用于注入燃烧燃料的孔704 的燃烧器环702围绕。参照图7，在另一个实施例中，用于减排系统的反应腔室的盖710的顶视图799包括四个制程气体入口管700。图8是根据本发明的实施例的用于包括燃烧腔室的减排系统中的燃烧器环的各种视图。参照图8，燃烧器环802包括用于将燃烧燃料注入减排系统的反应腔室中的孔804。因此，可提供具有燃料燃烧器环的减排系统。在实施例中，减排系统包括燃烧腔室和与燃烧腔室耦接的燃料燃烧器环。在一个实施例中，该燃料燃烧器环包括多个端口。在特定实施例中，该多个端口被设置为提供被提供到该多个端口的燃料的大致均勻流型。在特殊实施例中，燃料的大致均勻流型是沿燃烧腔室的长度来提供的。在另一个特殊实施例中，该减排系统进一步包括由燃料燃烧器环围绕的制程气体入口管以将制程气体引入该燃烧腔室中。在另一个特殊实施例中，该减排系统进一步包括一个或多个额外的制程气体入口管，该一个或多个额外的制程气体入口管的每一者均由燃料燃烧器环围绕。在实施例中， 燃料燃烧器环包括的端口数大约在8至30个的范围中。
在本发明的另一个方面中，减排系统可包括燃料流量控制机构。根据本发明的实施例，燃烧减排设备中的前导或主要燃烧器中燃料与空气的比率可经控制以防止突然燃烧、火焰损耗及积碳。传统系统可能需要若干设备或软件控制以维持适当比率同时仍允许存在可变设定点。其它设计甚至不允许空气与燃料的充分混合。因此，在一些设施中，例如具有低燃料压力的设施中，由设施供应的燃料压力对一些流量控制设备而言可能过低。取而代之，根据本发明的实施例，减排系统配备有由高压空气驱动的真空发生器设备。在一个实施例中，即使在供应压力过低时，高压空气创造低度真空以将气态燃料吸引至设备中。在特定实施例中，燃料为气体，诸如但不限于甲烷或天然气组合物。在实施例中， 对于给定燃料压力，燃料与空气的比率由真空发生器设备的设计所决定。在一个实施例中， 真空发生器设备可单独使用而无需其它控制。在特定实施例中，如此一来消除了对空气及燃料管线的独立流量控制器及软件输入的需要。在另一个实施例中，燃料压力由压力调节器固定。根据本发明的实施例，在真空发生器设备中调整空气流以适用于各种操作条件选择。在一个实施例中，调整由耦接至真空发生器设备的流量或压力控制设备来执行。在另一个实施例中，真空发生器设备也用作燃料与空气的混合器，从而改良减排系统的反应腔室内火焰的稳定性。在示范性实施例中，图9图示根据本发明的实施例的真空发生器设备 900。在特定实施例中，真空发生器设备900是文氏管(venturi)设备，如图9所示。因此，可提供具有燃料流量控制机构的减排系统。在实施例中，减排系统包括燃烧腔室和与该燃烧腔室耦接的燃料流量控制机构。在一个实施例中，该燃料流量控制机构包括被配置为由高压气流驱动的真空发生器设备。在特定实施例中，真空发生器设备被配置为使高压气流创造低度真空以用于将气态燃料吸引至真空发生器设备中。在特定实施例中，真空发生器设备为减排系统中的唯一燃料流量控制机构。在另一个特殊实施例中，真空发生器设备进一步与作为减排系统中的额外燃料流量控制机构的压力调节器耦接。在另一个特殊实施例中，真空发生器设备被进一步配置为将燃料流和气流混合。在本发明的另一个方面中，减排系统包括燃料燃烧器环和燃料流量控制机构。在实施例中，减排系统包括燃烧腔室、与该燃烧腔室耦接的燃料燃烧器环以及同样与该燃烧腔室耦接的燃料流量控制机构。在一个实施例中，燃料燃烧器环包括多个端口，且燃料流量控制机构包括被配置为由高压空气流驱动的真空发生器设备。在特定实施例中，真空发生器设备被配置为使高压气流创造低度真空，以将燃料吸引至真空发生器设备中，且多个端口被设置为提供被提供至该多个端口的燃料的大致均勻流型。在特殊实施例中，燃料的大致均勻流型是沿燃烧腔室的长度来提供的，且真空发生器设备是减排系统中的唯一燃料流量控制机构。在另一个特殊实施例中，真空发生器设备进一步与作为减排系统中的额外燃料流量控制机构的压力调节器耦接，且减排系统进一步包括由燃料燃烧器环围绕的制程气体入口管以将制程气体弓I入燃烧腔室中。在另一个特殊实施例中，真空发生器设备被进一步配置为将燃料流和气流混合，且减排系统进一步包括一个或多个额外制程气体入口管， 该一个或多个额外制程气体入口管的每一者均由燃料燃烧器环围绕。在实施例中，燃料燃烧器环包括的端口数大约在8至30个的范围中。至此，已公开了减排系统。根据本发明的实施例，减排系统包括燃烧腔室和与该燃烧腔室耦接的燃料燃烧器环。在一个实施例中，燃料燃烧器环包括多个端口。根据本发明的另一个实施例，减排系统包括燃烧腔室和与该燃烧腔室耦接的燃料流量控制机构。在一个实施例中，燃料流量控制机构包括被配置为由高压气流驱动的真空发生器设备。
权利要求
1.一种减排系统，其包含燃烧腔室；及燃料燃烧器环，其与所述燃烧腔室耦接。
2.根据权利要求1所述的减排系统，其中，所述燃料燃烧器环包含多个端口。
3.根据权利要求2所述的减排系统，其中，所述多个端口被设置为提供被提供至所述多个端口的燃料的大致均勻流型。
4.根据权利要求3所述的减排系统，其中，所述燃料的所述大致均勻流型是沿所述燃烧腔室的长度来提供的。
5.根据权利要求4所述的减排系统，进一步包括制程气体入口管，其将制程气体引入所述燃烧腔室中，所述制程气体入口管由所述燃料燃烧器环围绕。
6.根据权利要求5所述的减排系统，进一步包括一个或多个额外制程气体入口管，所述一个或多个额外制程气体入口管的每一者均由燃料燃烧器环围绕。
7.根据权利要求2所述的减排系统，其中，所述燃料燃烧器环包含的端口数大约在8至 30个的范围中。
8.一种减排系统，其包含燃烧腔室；及燃料流量控制机构，其与所述燃烧腔室耦接。
9.根据权利要求8所述的减排系统，其中，所述燃料流量控制机构包含真空发生器设备，其被配置为由高压气流驱动。
10.根据权利要求9所述的减排系统，其中，所述真空发生器设备被配置为使得所述高压气流创造低度真空，以将气态燃料吸引至所述真空发生器设备中。
11.根据权利要求10所述的减排系统，其中，所述真空发生器设备为所述减排系统中的唯一燃料流量控制机构。
12.根据权利要求10所述的减排系统，其中，所述真空发生器设备进一步与作为所述减排系统中的额外燃料流量控制机构的压力调节器耦接。
13.根据权利要求10所述的减排系统，其中，所述真空发生器设备被进一步配置为将燃料流与气流混合。
14.一种减排系统，其包括燃烧腔室；燃料燃烧器环，其与所述燃烧腔室耦接；及燃料流量控制机构，其与所述燃烧腔室耦接。
15.根据权利要求14所述的减排系统，其中，所述燃料燃烧器环包含多个端口，并且其中，所述燃料流量控制机构包含真空发生器设备，其被配置为由高压空气流驱动。
全文摘要
本发明描述了一种减排系统。该减排系统包括燃烧腔室和与该燃烧腔室耦接的燃料燃烧器环。另一中减排系统包括燃烧腔室和与该燃烧腔室耦接的燃料流量控制机构。
文档编号H01L21/02GK102210006SQ200980144946
公开日2011年10月5日 申请日期2009年11月9日 优先权日2008年11月10日
发明者艾伦·G·福克斯 申请人:应用材料公司