TW201043580A

TW201043580A - Methods and apparatus for treating effluent

Info

Publication number: TW201043580A
Application number: TW99111116A
Authority: TW
Inventors: Frank F Hooshdaran; Tetsuya Ishikawa; Jay J Jung; Phil Chandler; Daniel O Clark
Original assignee: Applied Materials Inc
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2010-12-16
Also published as: EP2417620A4; WO2010118219A3; CN102388432A; JP2012523314A; US20100258510A1; KR20120030349A; EP2417620A2; WO2010118219A2

Description

201043580 六、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明一般關於處理排出液的方法及設備。【先前技術】在諸如半導體、顯示器、太陽能、或發光二極體（led) 製造過程中產生的排出液需要在被排放至環境中之前進〇行處理。典型的排出液可包括過全氟化碳、氮氧化物等。典型的排出液處理可包括使用燃料（例如，甲烷、丙烷等）之燃燒及（或）熱處理的排出液。不幸地，用於燃燒的燃料（例如碳氫化合物燃料）可能會危害安全，而可導致火災或爆炸。再者，碳氫化合物燃料可能由於燃燒所得之副產物（例如一氧化碳（c〇)、二氧化碳（c〇2) 等）而非所欲地增加碳足跡（carbonf〇〇tprint)。此外，在一些進行此等製造過程的區域中，提供、儲存、及傳 G 遞所需燃料以用於排出液處理的相關基礎架構花費可能相當昂貴。因此’在此領域中需要用於處理排出液的改良方法及設備。【發明内容】本文提供在製程系統中用於處理排出液的方法與設備。在-些實施例中，一種用於處理排出液的系統包括： 4 201043580 —製程腔室，其具有一製程空間；一排放導管，其耦接至該製程腔室以自該製程空間移除一排出液；及一反應物種產生器’其耦接至該排放導管以將一反應物種注入該排放導管中來處理該排出液’其中該反應物種產生器產生包含下列至少一者的反應物種：單態氫（singlet hydrogen)、氫離子、或氫自由基。在-些實施例中，一種處理排出液的方法，包含以下步驟.自-製程系統的—製程空間經由一與該製程空間〇流體耦合的排放導管流動—排出液；在該排放導管中藉由-反應物種來處理該排出液，該反應物種包含下列至 V者.單態氫、氫離子或氫自由基；以及將經處理的排出液流動至一減弱系統。上述簡要說明不欲限制本發明。在下文的實施方式中討論其他及進一步的多個實施例。

【實施方式】本文揭示用⑥種在製程系統中處理排出液的方法及設備。本發明方法及設備有利地改良減弱效率並降低碳足跡（carbon foot print)。本發明實施例關於使用氫氣（或原位，例如局部產生的氫氣）來協助製程排出液、全氣化碳、及三氣化氮（nf3) 的減弱。已非預期的發現單態氫（Η)及（或）氫自由基的存在在催化排放排出物、全a化碳（pFc)及三氣化 5 201043580 氮的熱分解上是有效的且較傳統氧化反應更為有效並在較低的熔爐溫度。相對於一般預期的結果，此在AMAT R &D設施中獲付驗證’其中低化學計量的氫氣添加至減弱裝置中而展現了意外高之PFC或其他需要減弱之物種的破壞去除移除效率（DRE )。

因此，本案發明人提出了至減弱裝置之電漿氫氣注射入口的使用，使得能量化的單態氫與氫自由基與傳入的排出液混合以實現期望的破壞移除/轉換效率。將能量化自由基及單態氫之流提供並混合至含有物種之排出液流的方法隨著在泵前（pre_pump)(提供前泵DRE )、在泵處 (at the pump)、或泵後（p〇st_pump)而有所不同。例如，在一些實施例中，可在同心環管（annuai)(例如，導管）的内傳輸道管腔中提供排出液，且經由外傳輸道引入能量化試劑。在下游立即發生混合。在一些實施例中同〜環管可經由内傳輸道管腔引入能量化試劑，並經由外傳輸道管腔引入排出液。在下游立即發生混合。在-些實施例令’可以正切方向或成角將試劑注入排出液中以促進混合。在一些實施例中，可以正切方向或成角將排出液注入試劑中以促進於混合。在這些實例中，多個同心環管的相對長度是可改變的。在一些情況中，内環管可比外環管短或長以提供最佳的減弱效能並使沈積物或該傳輸道的腐蝕減到最少。其在☆實施例中，可圍繞該排放導管提供同心環形套吕以允許在排出液與試劑之間能提供惰性氣體套管，直 201043580 到兩物種都在反應器 ^益宁並距實體入口組件—段距離。此配置使沈積物減到最少且使在傳輸設備的兩端之非常高的溫度減到最低。氣以氫氣及（或）氫氣/氧氣源的方法是可改變的。例如，在一些實施例中，原子氫焊接（At〇mic η_〇柳 Welding’ AHW)(範例係包括使用高電壓及例如鎢電極之電極)是-種用於提供能量化單態氫與能量化氫自由基 #方法。AHW 備可局部地產生能量化氫以在泵前、果内、或泵後中混合排出液流以改良破壞去除或轉換效率。在一些實施例中，可利用電容、電感、電弧、微波、或駐波電漿來分解氫氣或水並形成能量化自由基以協助排出液減弱並減少GWP (全球暖化產物）。在一些實施例中，可利用Br〇Wn，s氣體（HH〇氣體）在原位形成優選物質以利有效的減弱。HHO(亦稱為 Brown s氣體）、氧氣-氳氣、或氫氧氣體，具有較氫氧焰〇之可能熱能量的約3.8倍，且每公升的水可膨脹成i 866 公升的燃燒氣體。由於HHO不會對環境產生負面影響且沒有儲存、運輸、或使用的危險’故可以HHO來置換甲燒或其他減弱燃料氣體的使用。在一些實施例中.，可使用電能來局部地形成氫氣或氫氧混和物，因此使空間與運送距離最小化。由於使用大空間及高壓可燃氣體，此等方法及设備使起火危險減到最小。Brown’s氣體產生器或傳統電解設備為局部形成氫氣的設備的實例。舉例而言’在一些實施例中，燃料產生器可使用電力 7 201043580 在使用處附近將水電解成純氫氣與氧顏。六孔風。虱氧氣體可經由過濾器及壓力偵測器運行至火焰萝要，曰+ t 白裝置（具有抗逆火安全闊）並經由喷嘴以在反應器中的期望減弱位置點舞氣體至高達介於_至4_。(：的溫度。回火防爆器（fush backarrestor)的使用、工程設計、壓力梯度、溫度控制、及氣體流速可使用來管理局部可燃問題。在第1圖中示意性例示範例製程系統1〇〇。製程系統 100包括一製程腔室102,其具有透過排放導管1〇4耦接〇至減弱系統1〇6的製程空間103。排出液（例如製程氣體、反應物種、蝕刻副產物等）可自製程空間1〇3排放至減弱系統106。範例排出液包括，但不限於，全說化碳、三氟化l(NF3)、及（或）氮氧化物（Ν〇χ)。反應物種產生器 108可耦接至排放導管104,用於形成及傳遞反應物種至排放導管104,其中反應物種藉由（例如）將排出液轉換成較期望的形式來處理排出液，以排放至環境及中（或） ❹ 用於更進一步的減弱製程。經處理的辦出液可隨後進一步在減弱系統106中被處理，例如，燃燒、刷洗、或其他適當的減弱製程。反應物種可在排放導管丨〇4之排出液流中產生或在傳輸連接器104的外部產生，及反應物種被注射在後腔室泵之前、之後或之内。舉例來說’栗110可没置在排放導管1〇4中以自製程空間103移除排出液並用於將排出液經由排放導管i 〇4 流動至減弱系統。如第1圖所示，反應物種產生器1 〇 8 可在製程腔室102與泵110之間 '在泵11()及減弱系統 201043580 106之間、或在泵no處耦接至排放導管ι〇4。再者（並未示出）’反應物種產生器108可耦接至減弱系統106或減弱系統1 06的一部分。反應物種產生器或反應物種注射器可直接耗接至反應腔室或至反應腔室（例如，減弱系統的反應腔室）的入口。 Ο

控制器II2可耦接至製程腔室1〇2以控制製程腔室ι〇2 之操作，並進一步控制系統1 〇〇的操作。或者（並未示出）’控制器可輕接至減弱系統1〇6及反應物種產生器 108，或至減弱系統1〇6與產生器1〇8之個別的控制写（未示出）以控制傭別的操作。上述的半導體製程系統1〇〇僅為範例性，且其他製程系統亦為可能，例如，具有二或多個耦接至相同減弱系統的製程腔室，耦接至多個減弱系統的製程腔室，其中各個減弱系統可經配置以處理一特定排出液或其類似物。製程腔室102可為任何腔室，其中存在包括全氟化碳 (PFC)、三農化氮（NF3)、氧化氮、或任何其他有害空氣汙染物（hazardous air p〇llutants，HAps)。在一些實施例中，製程腔室1〇2可為任何用於處理及（或）製造半導體、顯示器、太陽能面板、發光二極體（LED)等的適當腔室（儘管可詳細地設想出在其他工業中利用的製程腔室或反應器）。舉例來說，製程腔室1G2可經配置以實行氣相或液相製程。&等氣相製程的非限定範例可包括乾化學蝕刻、化學氣相沉積、物理氣相沉積、電漿蝕刻、電漿氧化、電漿氮化、快速熱氧化、義晶沉積等。此等液相製 201043580 程的非限定範例可肖# .、s 括濕化學蝕刻、物理液相沉積等。範例製程腔室102可(例如)包括基材支擇件、用於提供 -或多個製程氣體的氣體面板、及用於在製程腔室中分配製程氣體的構件（例如，喷淋頭或喷嘴）。腔室可經配置以提供電容耦合、電感麵合或遠端電漿。腔室可包括一或多個熱燈（例如，當其經配置以用於快速熱處理（RTP) 或磊晶沉積製程)。儘管所揭示的是單-製程腔室，具有乡個製程腔室（叢集或獨立）（其連結至一共用的排放口） U的製㈣統也可根據本文所提供之教示進行修改。在製程腔至102中處理的基材可為任何適合在製程腔室中處理的基材°例如’基材可為待處理的任何適合材料，何如結晶矽（例如，矽<1〇〇>或矽<lu>)、氧化矽、應變矽、鍺化矽、摻雜或未摻雜的多晶矽、摻雜或未摻雜的矽晶圓、圖案化或未圖案化的晶圓、絕緣層覆矽 (SOI)、碳摻雜氧化妙、氮化梦、接雜梦、鍺、绅化鎵、 ❹ 玻璃、藍寶石、顯示器基材（例如液晶顯示器（LCD)、平板顯示器（FPD)、電漿顯示器、電致發光（EL)燈顯示器等）、太陽能電池陣列基材（例如，太陽能電池或太陽能板）發光—極體基材（例如，LED、〇LED、F0LED、PLED 等）、有機薄膜電晶體、主動陣列、被動陣列、頂部發光裝置、底部發光裝置等。基材可具有多種尺寸，例如，直徑20〇mm(毫米）或3〇〇mm的晶圓，以及矩形或方形的平板。製程腔室102可經配置（例如）以在基材上沉積一材料 201043580 層、以將摻雜劑引人基材、錢刻基材或沉積在基材上的材料以處理基材等。此等沉積在基材上的層可包括用於半導體7L件（例如，金屬氧化半導體場效電晶體 (MOSFET)或快閃記憶體元件）的|。此等層可包括含石夕層（例如多晶梦、氮化石夕、氧化石夕、氮氧化石夕、石夕金屬），或替代性地，含金屬層（例如銅、鎳、金、含錫層卜或氧化金屬層（例如氧化姶”其他沉積層可包括例如像是蝕刻停止層、光阻層、硬光罩層等的犧牲層。製程腔室102可使用任何適合的製程氣體及（或）製程氣體混和物，（例如）以在基材上形成一層、以自基材移除材料、或與暴露在基材上的材料層反應等。此等製程氣體可包括含矽氣體，例如矽烷（SiH4)、二氣碎烧 (ChSiH2)等；及（或）含金屬氣體，例如，有機金屬、金屬鹵化物等。其他製程氣體可包括惰性氣體，例如氦 (He)、氬（Ar)、氮氣（NO等；及（或）反應氣體，例如含鹵素氣體、氧氣（〇2)、氟化氫（HF)、氯化氫（HC1)、溴化氫 (HBr)、三氟化氮（NF3)等。因此，可包含及（或）結合任何製程氣體或液體、製程氣體或液體混和物、基材、沉積材料、移除材料、或其組合物，以形成可自製程腔室排放的排出液。排出液可包括使用於處理基材或清潔腔室及（或）腔室部件（例如，重複使用的製程套組或製程套組屏蔽）之製程氣體或化學試劑的未反應或過量部分。在這些製程中產生的排出液可包括可燃及（或）腐蝕化合物、次微米尺寸之製程殘 201043580 餘粒子及氣相成核材料的不同組成，以及其他有害或汙染環境的化合物。例如，排出液可包括含鹵素氣體、全氟化合物（PFC)、氣氟化合物（CFC)、有害空氣產物 (HAP)、揮發性有機化合物（v〇c)、全球暖化氣體 (GWG)、可燃及有毒氣體等的不同組成。從製程空間103透過排放導管1〇4排放的排出液可在到達減弱系統106之前被處理。舉例來說，排出液（諸如具有反應物種的PFC、氫自由基）的處理可將排出液轉換成期望形式，例如較短鏈的分子、分裂的氫、或其他可進一步在減弱系統1 06處理及（或）排放至環境中的形式。可藉由將反應物種產生器1〇8產生的反應物種注入至排放導管104中來處理排出液。反應物種產生器ι〇8(例如）可進行下列一或多種製程以產生反應物種：產生電容耦合、感應耦合、遠端、或駐波電漿、或電弧製程（例如彼等使用在（例如）氫原子焊接的電弧製程）、或電解製程 Q (例如彼等使用在水炬（water torch)中或以產生HH〇或

Brown’s氣體的電解製程）„反應物種可由燃料產生，例如氳氣（HO、氧氣（〇2)、水（H2〇)、或其組合。在—些實施例中，燃料是氫氣（Ha)»在一些實施例中，燃料是水 (出0)。自燃料產生的反應物種可包括下列物種的—或多個：氫氣（HO、氫離子（Η+)、氫自由基、氧氣（〇2)、氧離子（〇·)、氧自由基、氫氧基（0Η)、氩氧自由基、或水 (Η20)。可將反應物種注入排放導管1 04中以處理排出液。如 12 201043580 上述’可在一或多的位置（例如泵11()的上游、在泵u〇中、果110的下游）將反應物種注入減弱系統106中。可視情況選擇或添加’反應物種可在反應器（減弱系統1〇6) 的入口中產生或注入反應器的入口中，或選擇性直接注入反應器中（減弱系統1 〇 6 )。

可以任何利於有效混和反應物種與排出液的適合方法來注入反應物種。例如，可將反應物種注入到排放導管的中央位置（例如，導管的軸向位置）以成為圍繞排放導管中央流的環形鞘（例如，以環繞排放導管的管腔或鞘）’或注入到排放導管内的任何適當位置以成為一或多個反應物種的流。如第2A-E圖所示，部分排放導管的非限制性範例實施例包括一反應物種引入或產生點。該等實施例可利於有效混和由產生器⑽產生的反應物種及在排放導管中流動的排出液。第2A圖繪示根據本發明一些實施例的排放導管排放導管200包含第一導管2〇2，其用於在製程腔室1〇2 的，程空㈤1〇3與減弱系，统1〇6之間排放排出液。第二，官2G4進入第—導管2〇2且可實質平行第一導管逝 °。第-導g 204在第二導管的第—端部加麵接至產生器1〇8。第二導管進-步包含設置在第一導管202 :的：對端部205,且利用相對端部2〇5以使反應物種進入第一導管2〇2中。第一其導^與第二導管可同心設如’第二導管咖的部分加可同心設置在第一導g 202中。如第2A圖中闽r所不，第二導管2〇4的部分 13 201043580 207包括第二導管2〇4的相對端部2〇5。第2B圖繪示根據本發明一些實施例的排放導管21 〇。排放導管㈣包含第-導管212，其用於將排出液排放至第二導管2U中。第-導管212包括第一端部2ΐι及子端。P 2 13，其中第一端部耦接至製程腔室1 ，相對端部213用於將排出液提供至第二導管214。第二導管 214包括第一端部215及相對端部216，第—端部215用〇，自第-導管212的第-端部211接收排出液，相對端部216耗接至減弱系統1〇6。在一些實施例中，第一導 s及第一導官可如第2B圖所示呈平行及同心，其中第一，管212的部分218(包括第—導管212之相對端部叫疋同心设置在第二導管214的部A 219(包括第二導管 214之第一端部215)中。產生器1〇8可在第二導管Η* 處輕接至排放導管210，如第2B圖中所示鄰近第二導管 214之第一端部215 ’以將反應物種注入排放導管21〇〇中。第二導管214可在第二導管214的相對端部216麵接至減弱系統106。第2C圖繪示根據本發明一些實施例的排放導管22〇。排放導管220包括第―導管222,其用於在製程腔室⑽ 的製程空間103與減弱系統1〇6之間流動排出液。可使用第二導管224注射反應物種。第二導管224包括第一端部223及相對端部225,其中第一端部223耦接至產生器108及相對端部225在第一導管222之壁226耦接至第-導管222。第二導管224可與第一導管222成角 14 201043580 上述角度可為任何利於反應物種與排出液混和的 2度’例如相對第-導管222之中央轴（未示出）的夹角 "於約〇度至180度之間。在一此實你二貫施例中，第二導瞢 224可正交第一導管222的表面* 導管内座在、a攻 °又，例如，以利於在 U利於改良反應物種和排出液的混和。 ^-導管224可沿著兩個方向相對第—導管切成角 :有第二可界定兩個參考平面：第-參考平面，其 Ο 〇 ⑵之交又點，·及第二參考平面，其垂直：：定為二?的中央轴。隨後，兩個角度可界 222之中央軸與投射在第-參考平面 ,^導吕224之中央轴間的第—角度，與介於第-導 g 之中央軸與沿箬 _ 者第—參考平面之第二導管224之中央軸的第二角度。圖緣示根據本發明一些實施例的排放導管23〇。排放導管230包括第_導管，至、其將產生器108耦接至減弱系統106。第—導管對端部第—端部231及相 P 233其中第—端邱π】如垃”女端邻川u ^231輕接至產生器1〇8,相對射排出液，其中第：使用第二導管234注導g 234將製程腔室102之製程空間！〇3輕接至第一導总 *帛導皆扣。例如，第二導管234包端部出及相對端部236，第一端程腔室1〇2，__ 耦接至製接m “ 236在第一導管232之壁238耦導& 232 °第-排放導管與第二排放導管扣、 15 201043580 234可如第2C圖之實施例所述簡單配置。例如，第二導管234可如第2D圖例示與第一導管232成角設置。第2E®緣示根據本發明一些實施例的排放導管㈣。排放導管240包括中央導管242’其（例如）將製程腔室 102之製程空間1〇3耦接至減弱系統1〇6。環形之第二導 s 2料可徑向设置在部分中央導管周圍。第二導管 244可（例如）包括複數料口…，其心將來自反應器

刚(或自燃料或試劑源，例^〇 &氣體或水蒸幻的反應物種注入中央導_營士、V S 242中。或者，可圍繞中央導管242 在各埠口的位置提供複數個第二導管。在些實施例中’（例如）用於產生局部試劑，一或多個電極㈣兩個電極248)可設置在中央導管⑷中並緊靠彼此’或緊靠一些其他適合的電弧表面。在第2E圖所不的實施例令，兩個電# 248徑向對準且彼此相對，並在其相對頂部之間設置間隙250。_ 25G可具有任何適於維持該等電極248 (或—單—電極與—電弧表，寸例如，在一些實施例中，間隙25〇可、·，寸也可利用其他間隙尺寸或電極配置。電極可 =任何適當材料製造，非限制性範例包括鶴及氮化石夕。操作中，可將該等電極麵接至功率該等電極之門之間形成電弧。可透過人σ 252將試劑前驅物 Μ〕 Η如％或水蒸氣）經由埠口 246提供至中央導管罝1 5中试劑前驅物氣體可經激發以形成-或多個 u氫氫自由基、氫氧自由基、單態氧、氧離子等。 201043580 上述在第2E ®中的配置可和來自製程系統的排出液排放導管共軸地設置（例如，沿著在製程腔室⑽虚減弱系統1〇6間的導管）。其他或結合的情況下，緣示於第 2E圖的排放導管24G可非共軸地設置並可利用排放導管 240透過上述—或多個實施例來產生及引人試劑。例如，標示為「從1〇2」的部份中央導管242可被覆蓋，且標不為「至106」的部份中央導管可另外通往一導管，以 0 如上述（例如，參照第2A_D圖）提供反應物種。在一些實施例中，可提供爆炸預防裝置。例如，爆炸預防裝置（例如’回火防爆器）可設置在試劑傳遞傳輸 L系統中或鄰近注射點設置。爆炸預防裝置可為任何裝置或多個裝置的結合以預防可爆炸的毒物。此外，在感測到非所欲的燃燒之後’此等裝置提供在上游注入惰性氣體以停火焰傳播的技肖。此$置也可為⑼傳播的火焰中簡單移除^夠熱量以消滅非所欲反應的技術。在其〇他範例中，爆炸預防裝置可為下列裝置中之至少一者：回火防爆器、逆止閥、隔離閥、或一些其他單向流動裝置。此外，也可使用或替代性使用工程設計、壓力梯度、鐵度控制、及氣體流率來管理排放導管及減弱系統二者中至少之一的局部可燃問題。可個別或結合使用上述及描繪於第2A-E圖中的排放導管實施例以利於改良反應物種及排出液的混合。在一些實施例中，排放導管可進一步包括惰性氣體導管（未八出）以將隋性氣體注入排放導管中。惰性氣體可利於 17 201043580 使沈積在導管壁及（或最小’且可進一步利於度。 )栗或其他表面降低鄰近製程空上的排出液減到間之排出液的溫減弱系統106可為任何適過於接收及處理自製程腔室 (例如’製程腔室102 )之排 (排出液的減弱系統。一範例減弱系統1〇6為可得自加州聖塔克拉拉應用材料公司的 M—n減弱系、统。也可利^他的減弱單元。可採用 Ο 減弱系統！〇6以減弱單—製程腔室或工具，或多製程腔室或工具。減弱系、统106可使用（例如）熱、濕刷洗、乾刷洗、觸媒、電漿及（或）相似構件來處理排出液，並可使用將排出液轉換成低毒性形式的製程。減弱系统 ⑽可進-步包括多個減弱系統以處理自製程腔室㈤之特定類型排出液。

範例減弱系統（例如）可包括-或多個洗滌器、熱反應器（例如，燃燒反應器）、加氯合成反應器等。例如，來自用於蝕刻製程之腔室排放的排出液可包括齒素及 (或）含画素分子’例如氯（cl2)、三氟化氮（nf。、及（或）全II化碳（PFC)及未飽和碳氫化合物（例如，乙稀（C2H4)、丙稀（C3H6))e可如上述（例如，將排出液還原至更期望的形式）在排放導;^ 1〇4中處理排出液，或者，反應物種產生器108可耦接至減弱系統1〇4以處理進入減弱系統104中的排出液。經處理的排出液（例如）可在一開始注入熱反應器或燃燒器中，以進一步將排出液簡化成可燃或可處理的形 18 201043580 式。在燃燒器中處理的排出液可接著流動至洗蘇器（例如液體洗滌器（即水洗滌器））等中。例如，在水刷洗過程中，使用諸如將排出液經由水喷霧器來鼓泡等的方法使排出液接觸水。一些可溶於水的排出液可藉由洗滌器移除。例如，諸如HC1的排出液可溶解在水中並自排出液流中移除。在一些實施例中，（例如）當排出液起泡沫時，必須添加化學添加物至洗滌器中。起泡沫可能限制排出液的移除效率。詳述於下文並參照第2圖，可藉由本發明傳遞設備106提供此等化學添加物。例如，使用在預洗滌器的化學添加物可包括抗起泡試劑，例如D〇w

Corning 抗起泡劑（anti_foainer)i41〇等。未藉由洗蘇器移除的排出液（例如飽和碳氫化合物），可流動至熱反應器中（即燃燒反應器或者，在不需要加氫合成或刷洗之排出液的實施例中，排出液可自製程腔室直接流入熱反應器中。範例熱反應器可（例如）燃 ◎ 燒排出液，例如飽和碳氫化合物在大氣環境中與含氧氣體（例如氧氣（〇2))燃燒，以形成二氧化碳（c〇2)及水（H2〇)，而可釋放至環境中。上述的減弱系統僅為範例性，且其他減弱系統可獲益自本文所述之發明方法及設備。例如，觸媒減弱系統（例如）可結合洗滌器使用。可在排出液流入觸媒反應器之前或之後使用洗滌器’以移除可能破壞或降低觸媒反應器效率之排出液的氣態與粒子成份。觸媒反應器包含可進行催化反應的催化表面，該催化反應可將排出液轉換 19 201043580 成％保材料或可藉由（例如）洗條器或燃燒反應器移除的材料。催化表面可由催化材料製成、或支撐磨碎的觸媒、泡泳床或麼粒床、或在催減應n的部件或壁上的塗層。催化表面可位在包含陶瓷材料（例如堇青石、氧化紹（Al2〇3)、碳化石夕、氮切等）的支撲結構上。在一些實施例中，可在系統中利用一或多個能量回收裝置以增強整體系統的總效率且進一步降低碳足跡。可 ο採用的能量回收裝置範例包括熱能後減弱(post abatement)之對向交換，並在注射試劑之前或將排出液注射至減弱系統之前使用回收熱能來預熱製程腔室的排出液。或者，可使用回收能量來加熱腔室排放線路以使傳輸道系統、真空泵、& (或）鼓風機中之製程腔室副產物的凝結減到最小。熱能回收的其他範例包括熱能的對向交換回收並制該能#來饋送吸附式或吸收式冷卻機 β使經冷卻之水迴路中的能量需要減到最小，或使用餘 0 熱來驅動斯特陵（sterUng)能量回收裝置。也可使用餘熱來製造蒸氣或驅動渦輪。第3圖繪示根據本發明實施例用於處理排出液之方法 300的流程圖。方法300可利用在描述於第2ae圖中所述之製程系統100的實施例。方法3〇〇包括在步驟 302’自製程腔室102之製程空間1〇3流動排出液。隨後，在步驟304,可以從氫氣（HO或水（仏〇)中至少—者所形成的反應物種來處理排出液。在步驟3〇6，經處理的排出液可流動至減弱系統106中或自製程腔室之 20 201043580 排放系統移除。本文所述之發明方法及設備可有利地在（例如）製程系統的排放導管中局部提供反應物種的產生。本發明方法及》又備可改良減弱效率，且在一些實施例中，意外的改良減弱效率。例如’本案發明人已發現當使用如上述的減弱製程排出液時，上述氫燃料減弱系統及製程可相較於使用甲院作A減弱燃料的傳統減弱系統提供約四倍〇的增加效率。再者，使用諸如氫氣（㈤或水（H2〇)的燃料有利地降低整體製程的碳足跡。進-步說，藉由此等燃料產生的反應物種可進一步有利地減少氮氧化物 (ΝΟχ)。雖然刚述是針對本發明實施例，但可在不背離本發明之基本範圍及由以下巾請專利範圍所決定之範圍的情況下，發展出其他及進一步的實施例。 Q 【圖式簡單說明】藉由參照上述實施例與發明内容之說明，可詳細了解本發明之前述特徵，其中部分係說明於伴隨之圖式中。然應注意的是，伴隨之圖式僅說明了本發明的典型實施例’因而*應視為對其料之限制，亦即本發明亦可具有其他等效實施方式。 /、第1圖繪示根據本發明一些實施例之製程系統的示意 21 201043580 第2Α-Ε圖繪示根據本發明一些實施多種態樣。娜狄導管的第3圖綠示根據本發明一些實施例之用於處液之方法的流程圖。排出為了使其容易了解，已儘可能指定使號來代表各圖中的相J凡件待一㈣T的相^件。可預期—個實施例— Ο 些几件和特徵結構可有益於結合在其他實施例中需多加說明。而無 Ο 【主要元件符號說明】 100製程系統 103製程空間 106減弱系統 110泵 200排放導管 203第一端部 205相對端部 210排放導管 212第一導管 214第二導管 216第一端部 219部份 222第一導管】〇2製程腔室 1〇4排放導管 1〇8反應物種產生器 112控制器 202第—導管 204第二導管 207部份 211第一端部 2 1 3相對端部 21 5第—端部 2 1 8部份 220排放導管 223 第一端部 22 201043580 224 第二導管 225 相對端部 226 壁 230 排放導管 231 第 -- 端部 232 第一導管 233 相對端部 234 第二導管 235 第一端部 236 相對端部 238 壁 240 排放導管 242 中央導管 244 第二導管 246 埠口 248 電極 250 間隙 252 入口 300 方法 302 步驟 304 步驟 306 步驟〇 23

Claims

201043580 七、申請專利範圍： 1. 一種用於處理一排出液的系統，包含：一製程腔室’其具有一製程空間；一排放導管’其麵接至該製程腔室以自該製程空間移除一排出液；及一反應物種產生器，其耦接至該排放導誊以將一反應物種注入該排放導管中來處理該排出液，其中該反應〇 =種產生器產生包含下列至少-者的反應物種：單態氫（singlet hydrogen)、氫離子、或氫自由基。 2·如申請專利範圍第丨項之系統，更包含：一減弱系統，其㈣至該排放導管的—相對端部以接收經處理的排出液。 3. 如申請專利範圍第2項之系統，該排放導管更包含： ❹ —真空泵’其設置在該排放導管中關於該排出液經由該排放導管的流動。 4. 如申請專利範圍第3項糸、，先，其中該反應物種產生器在該製程腔室與該真空i之間、在該真空果處、或在該真空泉與該減弱系統之間輕接至該排放導管。 5. 如申請專利範圍第2項之系統，更包含： 24 201043580 一第二導;^ a 其將該反應物種產生器耦接至該排放導管，其中該第二導管具有一第一端部及一相對端部，該第二導管之坌— '^ * —端部耦接至該反應物種產生器，以及該第一導θ t相對蠕部設置在該排放導管中以將該反應物種提供至該排放導管。， 6 ·如申清專利蘇图贫 j範圍第5項之系統，其中該第二導管的〇一部分包括該第_道弟一導g之該相對端部且同心設置在排放導管中。 7.如申請專利筋園盆項之系統，其中該排放導管更包含：及第一導管’其具有輕接該製程腔室的第一端部； —第二導管’其用於自該 Ο 弟導管的一相對端部接收該排出液’其中該第二導營且古 S具有一第一端部及一相對端部，該第二導管之第一端邱弟端。P用於自該第一導管接收該排出液，以及該第二導管之相W Λ 之4目對端料接至該減弱系統，且其中該反應物種產生器叙垃 β祸接至該第二導管。 8.如申請專利範圍第7項之金^ 、糸統，其中該第一導管的一部分包括該第一導管之該相姐山相對鸲部且同心設置在該第二導管的一部分中，其中兮银错甲為第二導管的一部分包括該第二導音之第一端部。 25 201043580 9. 如申請專利範圍第7項之系統，其中該反應物種產生器在晚鄰該第二導管之該第一端部處耦接至該第二導管。 10. 如申請專利範圍第2項之系統，更包含：第一導管，將該反應物種產生器輕接至該排放導〇管，其中該第二導管具有一第一端部及一相對端部，該第二導管之第一端部耦接至該反應物種產生器以及該第二導管之相對端部在該排放導管之—壁處耦接至該排放導管以將該反應物種提供至該排放導管。 11. 如申請專利範圍10項之系統，其中該第二導管與該排放導管成角設置而以遠離該製程腔室的方向將該反應物種提供至該排放導管。 ❹ 12·如申請專利範圍帛2項之系統，其中該排放導管更包含： ——導管，其具有一第一端部及一相對端部，該第導管之第一端部耦接至該反應物種產生器，以 B該相對端部耦接至該減弱系統；及二導導官，其具有一第一端部及一相對端部，該第巨之第一端部耦接至該製程腔室，以及該第二導管之相對端部在該第一導管之一壁處麵接至該第—導管。 26 201043580 13. 如申請專利範圍第12項之系統，其中該第二導管與該第一導管成角設置而以遠離該反應物種產生器的方向將該反應物種提供至該排放導管。 14. 如申請專利範圍第2項之系統，更包含：複數個琿口，其徑向設置在該排放導管周圍以將該反應物種注入該排放導管中。〇 15·如申請專利範圍帛14項之系統其中該排放導管更包含：第一導s，其徑向設置在該排放導管之一部份周圍並耦接至該等複數個埠口。 16.如申請專利範圍第1 ^15項之系統，更包含：

一電極，其具有一延伸至哕主这排放導管中的尖端且經定位以在該電極與一電弧表〜 ^ φ 4 門界疋—間隙，其中該間隙適合在對5亥電極施加能量時維持_電弧。 1 7 _如申請專利範圍第是設置在該排放導管中 16項之系統，其中該電弧表面的—第二電極。製程系統的一製程包含以下步驟：一與該製程空間流 27 201043580 體柄接的排放導管流動一排出液；在該排放導管中藉由一反應物種來處理該排出液，該反應物種包含下列至少一者：單態氫、氫離子或氫自由基；及將經處理的排出液流動至一減弱系統。 19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該反應物種更包含下列至少之一者：氳氣（HO、氧氣（〇2)、氧離子、氧自由基、氫氧基（OH)、氫氧自由基、或水（H2〇)。 20. 如申請專利範圍第18或19項任一項之方法其中該反應物種是由氫氣或水中至少—者所形成。 28