專利名稱：過氟化物處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及過氟化物處理設(shè)備，更具體地說涉及適合于在過氟化碳或全氟化碳(PFC)氣體的處理期間使用的過氟化物處理設(shè)備，這些氣體在半導(dǎo)體制造過程以及液晶生產(chǎn)過程等中產(chǎn)生。
為了抑制PFC氣體向外釋放或散發(fā)到外部環(huán)境中，在半導(dǎo)體和液晶制造業(yè)中已經(jīng)知道，如在日本專利申請?zhí)卦S公開No.Heill-319485中所披露的一樣，在使用PFC氣體的蝕刻器的裝置中安裝全氟化碳分解裝置(在下面被稱為PFC分解裝置)，從而每個裝置靠近其相關(guān)的蝕刻器，其中使用催化劑來在從蝕刻器中排出的廢氣中進(jìn)行PFC氣體的分解處理。該P(yáng)FC沉積裝置裝配有裝有PFC分解催化劑的反應(yīng)單元、用來除去在要被提供給反應(yīng)單元的廢氣中所含有的硅組分的硅組分除去裝置、用于冷卻或冷凍在其中含有由催化劑分解的PFC的分解氣體的廢氣的冷卻室，并且還有用來除去在從冷卻室中排出的廢氣中所含有的酸性氣體的酸性氣體除去裝置。在日本專利申請?zhí)卦S公開No.Heill-70322中還披露了一種使用催化劑的PFC分解裝置。
由于硅組分除去裝置、冷卻室和酸性氣體除去裝置需要使用水，所以必須使供水管與單獨的PFC分解裝置連接?？紤]到每個分解裝置安裝在除塵室內(nèi)這個事實，所以將與他們連接的相應(yīng)供水管安裝在所述除塵室內(nèi)。排水管也分別與PFC分解裝置連接。為此，除塵室的部分內(nèi)部空間將被相應(yīng)的PFC分解裝置以及與之相連的供水管/排水管占據(jù)。在除塵室新近要形成半導(dǎo)體制造設(shè)備(或者液晶制造設(shè)備)例如多個在其中安裝在一起的蝕刻器的情況中，感覺到必須在該除塵室中獲取多個PFC分解裝置和多種與之相連的通用設(shè)備(例如供水管和排水管等)的安裝空間，這將導(dǎo)致除塵室內(nèi)的空間因此擴(kuò)大?；蛘?，在當(dāng)前建立的除塵室內(nèi)安裝有一個或多個PFC分解裝置的情況中，有時會出現(xiàn)這樣的情況，已經(jīng)安裝在除塵室內(nèi)的半導(dǎo)體制造設(shè)備(或液晶制造設(shè)備)例如蝕刻器必須移動以便取得PFC分解裝置和各種通用設(shè)備的安裝空間。
因為要在除塵室中相對于每個PFC分解裝置安裝多種通用設(shè)備，所以這需要大量時間來安裝這些裝置。
實現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的原理在于，它包括與多個安裝在被提供有過氟化物的除塵室內(nèi)的半導(dǎo)體制造設(shè)備相連的排氣管，用來使得在其中含有所述過氟化物的廢氣流能夠排出半導(dǎo)體制造設(shè)備以及與所述排氣管相連并且安裝在所述除塵室外面用來使包含在由所述排氣管引導(dǎo)的所述廢氣中的所述過氟化物分解的過氟化物分解裝置。
根據(jù)本發(fā)明，不再需要任何額外的空間來在除塵室內(nèi)安裝多個過氟化物裝置，這反過來使得能夠減小尺寸或者使除塵室“小型化”。具體地說，在應(yīng)用在當(dāng)前建造的除塵室的情況中，不再需要在除塵室內(nèi)取得這些過氟化物分解裝置的安裝空間；因此，就不必要在除塵室內(nèi)移動半導(dǎo)體制造設(shè)備以便進(jìn)行這些過氟化物分解裝置的安裝。
應(yīng)用在液晶制造結(jié)構(gòu)上的本發(fā)明的原理在于，它包括與多個安裝在被提供有過氟化物的除塵室內(nèi)的半導(dǎo)體制造設(shè)備相連接的排氣管，用來使得在其中含有所述過氟化物的廢氣流能夠排出半導(dǎo)體制造設(shè)備以及與所述排氣管相連并且安裝在所述除塵室外面用來使包含在由所述排氣管引導(dǎo)的所述廢氣中的所述過氟化物分解的過氟化物分解裝置。同樣在該情況中，不再需要任何額外的空間來在除塵室內(nèi)安裝多個過氟化物裝置，這反過來使得能夠使除塵室“小型化”。尤其在應(yīng)用在當(dāng)前建造的除塵室上的情況中，不再需要在除塵室內(nèi)取得這些過氟化物分解裝置的安裝空間；因此，就不必要在除塵室內(nèi)移動半導(dǎo)體制造設(shè)備以便進(jìn)行這些過氟化物分解裝置的安裝。
優(yōu)選的是，該氟化物分解裝置裝配有反應(yīng)單元，其中設(shè)有催化劑層，并且向該反應(yīng)單元提供含有過氟化物的廢氣，該單元用來分解所述過氟化物；以及酸性物質(zhì)除去裝置，該裝置除去由從反應(yīng)單元排出的廢氣中所含有的酸性物質(zhì)與鈣鹽的化學(xué)反應(yīng)而生成的任何反應(yīng)產(chǎn)物。使用該過氟化物分解裝置使得含在廢氣中的酸性物質(zhì)作為可通過與Ca鹽反應(yīng)生成的反應(yīng)產(chǎn)物被除去。因此，從該過氟化物分解裝置中就不會產(chǎn)生任何廢水。
優(yōu)選實施方案的詳細(xì)說明實施方案1
在說明根據(jù)本發(fā)明一個優(yōu)選實施方案的過氟化物處理設(shè)備即PFC處理設(shè)備之前，首先將參照下面的

圖1對包括半導(dǎo)體制造廠在內(nèi)的半導(dǎo)體制造系統(tǒng)的示意結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。該示例性半導(dǎo)體制造系統(tǒng)裝配有半導(dǎo)體制造廠1、PFC分解裝置44以及工廠酸性氣體處理設(shè)備46。半導(dǎo)體制造廠1的建筑其中具有除塵室2。在該除塵室2內(nèi)安裝有多個半導(dǎo)體制造設(shè)備，包括蝕刻器5例如聚合物蝕刻器3、氧化膜蝕刻器5和金屬蝕刻器53。在該除塵室2中還安裝有多個供氣裝置48。各個供氣裝置48是向相應(yīng)的蝕刻器(即具有所提供的PFC氣體的半導(dǎo)體制造設(shè)備)提供在蝕刻清洗工藝步驟中所需的氣體(例如PFC氣體等)的裝置。該供氣裝置48例如設(shè)計成在內(nèi)部具有內(nèi)裝的圓筒或“儲氣瓶”容納容器(未示出)，其中多個儲氣瓶(未示出)裝有所要求的氣體。
工廠酸性氣體處理設(shè)備46包括酸性氣體除去裝置47、氣體收集管道49和排氣管道51。氣體收集管道49用來連接在裝有儲氣瓶的容器和酸性氣體除去裝置47之間。安裝在半導(dǎo)體制造廠建筑1外面的酸性氣體除去裝置47通過鼓風(fēng)機(jī)50與排氣管道51連接。根據(jù)蝕刻器的類型，由儲氣瓶提供的酸性氣體用來進(jìn)行晶片蝕刻工藝。當(dāng)由于某些原因所以裝在儲氣瓶中的酸性氣體向外泄漏時，儲氣瓶容納容器可用來防止泄漏出的酸性氣體流進(jìn)除塵室2。填充在儲氣瓶容納容器中的泄漏出的酸性氣體由鼓風(fēng)機(jī)50驅(qū)動從而通過氣體收集管道49到達(dá)酸性氣體除去裝置47，然后在酸性氣體除去裝置47處被除去。除去了酸性氣體的剩余氣體通過排氣管道51排出排氣圓筒52。
PFC處理設(shè)備44包括管道7、PFC分解裝置9和排氣管道28。PFC分解裝置9安裝在除塵室2外面并且位于小房間(或者外面)內(nèi)，該小房間在半導(dǎo)體制造工廠建筑1的外面的位置處，建在用于半導(dǎo)體制造工廠的地點范圍內(nèi)。管道7還分別與安裝在除塵室2內(nèi)的聚合物蝕刻器3、氧化膜蝕刻器5和金屬蝕刻器53連接，并且還與PFC分解裝置9相連。酸性氣體除去裝置4在與聚合物蝕刻器3連接的部分附近的位置處安裝在管道7處。另一個酸性氣體除去裝置4還在與金屬蝕刻器53連接的部分附近的位置處安裝在管道7處。一氧化碳除去裝置6在與氧化膜蝕刻器5連接的部分附近的位置處安裝在管道7處。排氣管道28通過鼓風(fēng)機(jī)25與PFC分解裝置9連接并且還與排氣圓筒52連接。
下面將根據(jù)圖2對PFC分解裝置9的詳細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。PFC分解裝置9包括預(yù)處理塔10、反應(yīng)器11、冷卻裝置20和酸性氣體除去裝置22。預(yù)處理塔10具有固體組分除去裝置54和設(shè)在固體組分除去裝置54的下面部分處的中和容器61。噴射器62、63安裝在固體組分除去裝置54內(nèi)。反應(yīng)器11具有加熱單元12和反應(yīng)單元16。加熱器單元12裝配有加熱裝置(例如電加熱器)13并且在加熱器裝置13的內(nèi)側(cè)上形成用作氣體通道的空間14。反應(yīng)單元16具有加熱裝置(例如，電加熱器)18和安裝在加熱器裝置18內(nèi)部的催化劑層17。在反應(yīng)單元16中，在加熱器裝置18內(nèi)的位于催化劑層17上方的位置處形成有用作氣體通道的空間19?？臻g14的上面部分和空間19的上面部分通過管道15連接在一起。冷卻裝置20在其中包括噴射器21。同樣，酸性氣體除去裝置22也在其中包括噴射器23、24。
管道7通過三通閥8與固體組分除去裝置54連接。三通閥8的一個排氣口在酸性氣體除去裝置47的上游側(cè)面上的位置處通過管子60與氣體收集管道49連接。三通閥8是一種廢氣流動通道切換裝置，該裝置在向固體組分除去裝置54提供廢氣和向管子60提供廢氣之間切換。管子60相對于PFC分解裝置9是一種旁通管。管子26將固體組分除去裝置54和在加熱器裝置12內(nèi)的空間14連接在一起。在反應(yīng)單元16內(nèi)形成在催化劑層17下面的空間通過管子17與冷卻裝置20連接。在冷卻器裝置20內(nèi)的空間的上面部分與酸性氣體除去裝置22連接。排氣管道28在鼓風(fēng)機(jī)25的上游側(cè)面上的位置處與酸性氣體除去裝置22連接。設(shè)有泵29的排水管30與冷卻器裝置20的底部連接。在泵29的下游中與排水管30連接的管子31與噴射器24連接。管子32將管子31和噴射器21連接在一起。其中設(shè)有泵36的排水管37與中和容器61的底部連接。在泵36下游中的位置處與排水管37連接的管子38連接在噴射器63上。供水管33連接在噴射器23上。供水管34將供水管22和噴射器12連接在一起。供水管35在加熱單元12內(nèi)與空間14連接。堿容器39通過設(shè)有泵42的管子43與中和容器61連接，并且還通過設(shè)有泵40的管子40與冷卻器裝置20連接。
從其相關(guān)聯(lián)的供氣裝置48提供給聚合物蝕刻器3的有Cl2、HBr、CF4(在一些情況中，CHF3、C5F8、C2F6等)。從其相關(guān)聯(lián)的供氣裝置48向氧化物蝕刻器5提供CO、CF4(在一些情況中，為CHF3、C5F8、C2F6、SF6等)。從其相關(guān)聯(lián)的供氣裝置48將Cl2、BCl3、CF4(在一些情況中為CHF3、C5F8、C2F6等)提供給金屬蝕刻器53。在每種的基礎(chǔ)上將上述氣體的相應(yīng)一種填充在相應(yīng)供氣裝置48中的各個存儲器中。雖然在晶片蝕刻過程中消耗了部分提供給每個蝕刻器的每種氣體，但是剩余氣體將作為排出氣或廢氣排出每個蝕刻器。在每個蝕刻器內(nèi)，作為一種酸性氣體HF是通過在其中所消耗的PFC(CF4)的分解產(chǎn)生出的。除了HF之外，廢氣含有通過由蝕刻切掉的晶片原材料和和PFC氣體之間的反應(yīng)生成的副產(chǎn)物(SiF4、WF6等)以及固體組分(SiO2、WO3等)。
在酸性氣體除去裝置4處除去有害酸性氣體(Cl2)之后，通過管道7將從聚合物蝕刻器3中排出的廢氣引入固體組分除去裝置54中。在一氧化碳除去裝置6處除去有害氣體(CO)之后，通過管道7將從氧化膜蝕刻器5中排出的廢氣引入固體組分除去裝置54中。在酸性氣體除去裝置4處除去有害酸性氣體(Cl2、BCl3)之后，通過管道7將從金屬蝕刻器53中排出的廢氣引入固體組分除去裝置54中。在PFC分解裝置9正確運(yùn)行的情況中，三通閥8用來將這些蝕刻器以及PFC分解裝置9連接在一起從而確保從每個蝕刻器中排出的廢氣能夠流進(jìn)PFC分解裝置9中。為此，任何廢氣都不能從管道7中流進(jìn)管子60。從沒有使用任何有害氣體的蝕刻器中排出的廢氣直接從該蝕刻器排出到管道7。
從噴射器62中將從供水管34中提供的水連續(xù)地噴射進(jìn)固體組分除去裝置54中。所要提供給固體組分除去扎54的廢氣包含PFC(CF4)以及雜質(zhì)，這系雜質(zhì)通過與水反應(yīng)產(chǎn)生出固體組分例如在蝕刻過程中產(chǎn)生的SiF4和WF6等，還有固體組分雜質(zhì)例如SiO2和WO3等。廢氣中所含有的SiF4通過下面的反應(yīng)式(1)分解成SiO2和HF。
(1)
這樣產(chǎn)生出的SiO2是超細(xì)或“微觀”顆粒，從而可以在它產(chǎn)生的同時通過使用噴射的水來從廢氣中將它除去。在廢氣中所包含的其它固體組分(例如SiO、WO3等)在從這些蝕刻器中排出時也可以被除去。對于HF也是一樣，因為它在水中的溶解性非常強(qiáng)；因此可以以類似的方式從廢氣中將它除去。含有SiO2以及可溶解在其中的被除去HF的水下流進(jìn)中和容器61中。在廢氣中所含有的WF6也與水反應(yīng)，從而以如以下反應(yīng)式(2)所限定的方式產(chǎn)生出WO3(氧化鎢)和HF。
(2)WO3為超細(xì)固體顆粒，因此可以通過噴射的水從廢氣中除去，然后與水一起下流進(jìn)中和容器61中。含在廢氣中的硅組分和鎢組分可以通過使該廢氣穿過水容器中的水來除去。
如上所述，固體組分除去裝置54可以不僅用來除去含在被提供給它的廢氣中的固體組分(SiO2、WO3等)，而且還可以用來除去通過與水反應(yīng)產(chǎn)生固體組分的酸性氣體(SiF4和WF6等)。在凈化這些固體組分的酸性氣體除去期間，固體組分除去裝置54還除去了通過與水反應(yīng)產(chǎn)生的固體組分(SiO2、WO3等)。由于這些酸性氣體在反應(yīng)器11的預(yù)備階段時通過與在固體組分除去裝置54內(nèi)的水反應(yīng)而被除去，所以可以避免通過這些酸性氣體(SiF4和WF6等)和提供給該空間14的反應(yīng)水之間的反應(yīng)而在反應(yīng)器11內(nèi)產(chǎn)生不想要的固體組分(SiO2、WO3等)。因此可以解決由于在反應(yīng)器11內(nèi)產(chǎn)生的固體組分(SiO2、WO3等)而導(dǎo)致的問題-即(1)對形成在催化劑處的塊狀多孔材料有害的固體組分以及(2)堵住形成在催化劑之間的間隙的固體組分。由此與廢氣接觸的催化劑氣表面積不會減小，從而可以提高PFC分解效率。
通過泵42驅(qū)動在堿容器39內(nèi)的堿性水溶液(例如，氫氧化鈉)以通過管子43提供給中和容器61。堿性溶液用來在中和容器61中中和含在水中的酸性材料例如HF等。在中和容器61內(nèi)的被中和的水通過泵36驅(qū)動，然后作為廢水排出到排水管道37。部分這種廢水通過管子38送給噴射器63，然后由此噴射進(jìn)固體組分除去裝置54的內(nèi)部。如在下面的說明中所述一樣，將剩下的廢水排出到廢水處理設(shè)備中。當(dāng)反應(yīng)式(1)和(2)的反應(yīng)由于從噴射器63中噴射出的廢水中的水而進(jìn)行時，所以可以減少從噴射器62中噴射出的新水用量。這導(dǎo)致通過排水管37排出的廢水量減少。由噴射器62、63所噴射的水吸收了在被提供給固體組分除去裝置54的內(nèi)部的廢氣中存在的酸性氣體，從而從該廢氣中除去酸性氣體。
然后將從固體組分除去裝置54中排出的廢氣通過管子26導(dǎo)入反應(yīng)器11中-實際上導(dǎo)入加熱單元12的空間14。將由供水管35引導(dǎo)的水(反應(yīng)水)加入到在空間14內(nèi)的廢氣中。代替該水，可以將水蒸汽或蒸汽加入到該廢氣中。通過加熱器裝置13對在空間14內(nèi)的廢氣和所加入的水進(jìn)行加熱，從而水變成蒸汽。然后通過管道15將由加熱單元12加熱的廢氣提供給反應(yīng)器16內(nèi)的空間19。通過在空間19內(nèi)的加熱器裝置18將該廢氣進(jìn)一步加熱到650-750℃的溫度上。被加熱的廢氣流進(jìn)催化劑層17的內(nèi)部。催化劑層17裝有基于氧化鋁(Al2O3)的催化劑-即一種具有80％Al2O3和20％NiO2的催化劑。實際上。這種基于氧化鋁的催化劑安裝在反應(yīng)器16內(nèi)同時構(gòu)成可交換盒類型的結(jié)構(gòu)。含在廢氣中的CF4被分解成HF和CO2同時通過催化劑的化學(xué)反應(yīng)以下面反應(yīng)式(3)給出的方式加速與反應(yīng)水的反應(yīng)。
(3)在1摩爾CF4分解時，將產(chǎn)生4摩爾氫氟酸(HF)，這是前者的四倍。這里要注意的是，在含在廢氣中的PFC為C2F6的情況中，出現(xiàn)例如由反應(yīng)式(4)所限定的反應(yīng)，從而使得C2F6分解成HF和CO2。
(4)通過供氣管道(未示出)將在反應(yīng)式(4)的反應(yīng)期間所用的氧氣作為空氣提供給內(nèi)部空間14。在這些空間14、19內(nèi)加熱該空氣，然后將它提供給催化劑層17?；蛘?，在將SF6用作PFC的情況中，進(jìn)行由反應(yīng)式(5)限定的反應(yīng)，從而使SF6分解成SO3和HF。
(5)在1摩爾SF6分解時，將產(chǎn)生1摩爾SO3和6摩爾HF，在數(shù)量上這比它大六倍。
由供水管33引導(dǎo)的水在酸性氣體除去裝置22內(nèi)通過噴射器23噴射。該水由酸性氣體除去裝置22收集進(jìn)冷卻器裝置20中。冷卻器裝置20內(nèi)的水通過泵29驅(qū)動，從而它被排到排水管30。通過管子32將該水的一部分提供給噴射器31，而通過管子31將該水的另一部分提供給噴射器24。然后，這些水從各自的噴射器噴射出。
從催化劑層17排出的包含有分解氣體CO2和HF的高溫廢氣被導(dǎo)入冷卻器裝置20內(nèi)，然后在該冷卻器裝置20內(nèi)通過從噴射器21中連續(xù)噴射出的水來使該高溫廢氣冷卻到小于或等于100℃的溫度。由CF4分解所產(chǎn)生的一部分HF溶解進(jìn)所噴射出的水中然后被除去。廢氣的冷卻還可以通過使該廢氣穿過水容器內(nèi)的水來進(jìn)行。將該溫度降低的廢氣導(dǎo)入酸性氣體除去裝置22中。該廢氣在酸性氣體除去裝置22內(nèi)與從噴射器23、24中噴射出的水接觸。由此，含在廢氣中的酸性氣體(由PFC的分解所產(chǎn)生的)例如HF溶解進(jìn)該水中，并因此從廢氣中除去。為了提高廢氣和水之間的接觸效率同時提高酸性氣體除去的效率，在酸性氣體除去裝置22內(nèi)填充由塑料制成的拉黑西環(huán)(ラヒシリソゲ)。通過酸性氣體除去裝置22將HF的量降低到百分之幾到1ppm或更少。然后通過驅(qū)動鼓風(fēng)機(jī)25和排氣管道28加上排氣缸52朝向外部環(huán)境排出所得到的無害廢氣。另外，通過酸性氣體除去裝置22將已經(jīng)吸收了酸性氣體的水排進(jìn)冷卻器裝置20中。
通過鼓風(fēng)機(jī)25將包括預(yù)處理塔10、反應(yīng)器11、冷卻裝置20和酸性氣體除去裝置22在內(nèi)的的整個系統(tǒng)的內(nèi)部保持在負(fù)壓下，從而防止含在廢氣中的HF等朝著該系統(tǒng)的外面泄漏。另外，還可以對酸性氣體除去裝置22進(jìn)行改進(jìn)以采用冒泡方案。但是要注意的是，噴射方案或填充塔方案都是優(yōu)選的，因為它具有降低壓力損失并且能夠使用于廢氣的鼓風(fēng)機(jī)小型化的優(yōu)點。
堿容器39內(nèi)的堿性水溶液由泵40驅(qū)動，從而通過管子41將它提供給冷卻器裝置20的內(nèi)部。堿性溶液在冷卻器裝置20內(nèi)用來中和特定的酸性物質(zhì)例如分別含在從酸性氣體除去裝置22中排出的水以及從噴射器21中噴射出的水中的HF等。在冷卻器裝置20中中和的水受到泵29的驅(qū)動，然后通過排水管30排出到廢水處理設(shè)備(未示出)。該廢水處理設(shè)備用來除去含在由排水管30、37提供的廢水中的氟(還包括作為氟化物包含的氟)，并且還用來將從中除去了氟的廢水向外輸送。
該示例性的實施方案是這樣的，安裝在除塵室內(nèi)并且被提供有PFC氣體的所有半導(dǎo)體制造設(shè)備(蝕刻器和化學(xué)汽相沉積(CVD)設(shè)備)通過管道7與PFC分解裝置9聯(lián)接。通過這種布置，可以使得單個PFC分解裝置9能夠以集中的方式處理從所有它們中排出的PFC氣體。和現(xiàn)有技術(shù)不一樣，該實施方案不需要將供水管和排水管加上電線終端連接在安裝在除塵室內(nèi)的多個PFC分解裝置中的相應(yīng)一個上，并且可以如此布置，從而這些供水管和排水管以及電線終端可以連接在單個PFC分解裝置9上。這反過來使得可以縮短安裝這些供水管/排水管以及電線終端所需的時間同時降低其安裝工作的困難。
在該實施方案中，PFC分解裝置9安裝在除塵室2的外面。為此，在最近安裝的除塵室的情況中，該實施方案避免了需要在除塵室2中提供用于PFC分解裝置9和與之連接的供水管/排水管的額外安裝空間，從而使得能夠?qū)崿F(xiàn)減小除塵室的尺寸或使除塵室2“小型化”。另一個優(yōu)點在于，能夠減小用來除去除塵室2內(nèi)的污染物或微塵的除塵設(shè)備的功率以及可操作地與除塵室2相關(guān)的空氣調(diào)節(jié)/調(diào)整設(shè)備的功率。另一個優(yōu)點在于，能夠使得除塵室2的小型化和半導(dǎo)體制造設(shè)備的布置選擇更容易。這是因為PFC分解裝置9和任意所需要的與之連接的供水管/排水管不是設(shè)置在除塵室2內(nèi)的緣故。
在PFC分解裝置最近安裝用于處理從安裝在當(dāng)前建立的除塵室內(nèi)的多個蝕刻器中排出來的PFC氣體的情況中，以該實施方案的方式將PFC分解裝置9安裝在除塵室2的外面，這使得更加容易移動半導(dǎo)體制造設(shè)備例如這些蝕刻器并且更容易根據(jù)所要生產(chǎn)的產(chǎn)品來更換這些半導(dǎo)體制造設(shè)備。簡要地說，該實施方案能夠?qū)崿F(xiàn)通過靈活生產(chǎn)線的變化和重新組合來實現(xiàn)靈活性提高的半導(dǎo)體工廠。還可以顯著地縮短或消除移動這些半導(dǎo)體制造設(shè)備所需的時間。另外，對于該實施方案而言可以主要通過將管道7安裝在除塵室2內(nèi)而無須移動這些半導(dǎo)體制造設(shè)備來引入PFC分解裝置9。為此，在引入PFC分解裝置9時，可以縮短半導(dǎo)體制造設(shè)備的停止/中斷時間，否則就會由于這種除塵室2內(nèi)的半導(dǎo)體生產(chǎn)線而出現(xiàn)停止/中斷時間。
該實施方案是這樣的，反應(yīng)器11分成加熱單元12和反應(yīng)單元16，每個單元具有其自己的加熱器裝置，并且該加熱單元12和反應(yīng)單元16安裝在小房子的室內(nèi)地板上。因為考慮到要集中處理從所有安裝在除塵室2內(nèi)并且被提供有PFC氣體的半導(dǎo)體制造設(shè)備中排出的PFC氣體，所以采用了將反應(yīng)器11分成加熱單元12和反應(yīng)單元16這兩個部分的這種布置，從而反應(yīng)器11的總高(即加熱單元12的高度和反應(yīng)單元16的高度)變得如此巨大，從而使得難以通過陸地運(yùn)載工具輸送它們。
該實施方案僅僅需要在所要另外設(shè)置的蝕刻器的排氣部分和管道7之間進(jìn)行連接；因此，可以很容易在除塵室2內(nèi)進(jìn)行任何額外蝕刻器的額外安裝。通過安裝在除塵室2外面的PFC分解裝置9可以處理從附加的蝕刻器中排出的PFC氣體。這里要注意的是，該實施方案設(shè)置成通過安裝在蝕刻器出口或“排出”口附近位置處的酸性氣體除去裝置4(或一氧化碳除去裝置6)除去從蝕刻器中排出的任何酸性氣體(或者一氧化碳)；因此，以消除對除塵室2內(nèi)的工作環(huán)境的損害甚至排除管道7在除塵室2內(nèi)受到損壞的情況。另外，提高管道7的可靠性使得用于處理這些有害氣體(一氧化碳、氯氣等)的有害氣體處理設(shè)備能夠安裝在除塵室2外面的位置，還可以安裝在PFC分解裝置9的上游中。從而實現(xiàn)這些有害氣體的集中處理。
在該實施方案中，通過將堿性溶液提供給中和容器11來中和與廢氣分離并且溶解在水中酸性物質(zhì)例如HF等；因此，從中和容器11和冷卻器裝置20中排出的相應(yīng)經(jīng)過中和處理的廢水提高了對含在廢氣中的酸性氣體例如HF等的吸收能力(溶解能力)。部分廢水可以重新用作從相應(yīng)噴射器63和64中噴射出的水，從而使得能夠提高除去含在廢氣中的酸性氣體的效率。
在對從除塵室2內(nèi)的所有蝕刻器中排出的PFC氣體進(jìn)行集中處理的PFC分解裝置9由于故障等原因而中斷其PFC氣體處理操作的情況中，在該除塵室2內(nèi)的半導(dǎo)體制造過程也都停止。在該實施方案中，在其中分解裝置9停止的緊急情況中，讓三通閥8轉(zhuǎn)動，從而在位于三通閥8的上游側(cè)面上的管道7和管子60之間形成連接。從每個蝕刻器中排出的廢氣受到鼓風(fēng)機(jī)50的驅(qū)動以通過管子60和氣體收集管道49被暫時引入進(jìn)酸性氣體除去裝置47中，而不是被引到PFC分解裝置9上。所以將通過酸性氣體除去裝置47來除去在該廢氣中存在的酸性氣體。一般來說，酸性氣體除去裝置47的氣體處理能力大約比由管道7提供給PFC分解裝置9的容積高10-50倍。因此，對于酸性氣體除去裝置47而言可以除去在被提供給PFC分解裝置9的廢氣中所存在的酸性氣體。從廢氣缸52中將從中除去了酸性氣體的所得到的廢氣排出到外部環(huán)境中。在通過管子60將該廢氣導(dǎo)入到酸性氣體除去裝置47的過程中，進(jìn)行所要求的操作，即檢查和修理出故障的PFC分解裝置9。在完成修理任務(wù)之后，轉(zhuǎn)動三通閥8以將廢氣提供給PFC分解裝置9。這樣，該實施方案可以在緊急情況例如PFC沉積裝置9出故障等情況中通過管子60將廢氣提供給酸性氣體除去裝置47，由此可以進(jìn)行檢查和修理工作而無須中斷在除塵室2內(nèi)進(jìn)行的半導(dǎo)體制造過程。由于PFC沉積裝置9的檢查和修理操作所需要的時間大約為1-2天，所以沒有分解就釋放到外部環(huán)境中的PFC氣體量相對于每年由在該實施方案中的PFC分解裝置9所處理的PFC氣體量而言保持在非常小的比率上。
該實施方案還能夠使用PFC分解裝置9來處理從安裝在除塵室2中的CVD設(shè)備排出的PFC氣體。
在用于安裝用來凈化除塵室2的室內(nèi)氣體的氣體凈化設(shè)備以及除塵室2的空氣調(diào)節(jié)設(shè)備的機(jī)房設(shè)在半導(dǎo)體制造工廠1車間內(nèi)部或者在與半導(dǎo)體制造工廠相關(guān)的建筑內(nèi)的情況中，PFC分解裝置9可以安裝在這種機(jī)房內(nèi)。其中反應(yīng)器11分成加熱單元12和反應(yīng)單元16的PFC分解裝置9不需要進(jìn)行任何重新構(gòu)造以使得該機(jī)房的天花板更高，因此可以很容易安裝在該機(jī)房內(nèi)。
還可以避免安裝三通閥8和管子60，并且反過來與管道7并聯(lián)地安裝PFC分解裝置9，同時使得這些PFC分解裝置9具有可變換的可操作性。通過這樣的布置，即使一個PFC分解裝置9出現(xiàn)故障，也可以采用另一個PFC分解裝置9來進(jìn)行廢氣處理(除去殘留的酸性氣體和PFC分級處理)。另外，在連續(xù)進(jìn)行半導(dǎo)體制造過程期間可以對出故障的PFC分解裝置9進(jìn)行檢查和修理操作。
下面將參照圖3對PFC分解裝置的另一個實施方案進(jìn)行說明。該實施方案的PFC分解裝置9A布置成使水蒸發(fā)器955安裝在PFC分解裝置9的管子27處，供水管35連接在該水蒸發(fā)器55上并且蒸汽提供管55設(shè)置成將水蒸發(fā)器55和加熱單元12的空間14連接在一起。該P(yáng)FC分解裝置9A的剩余布置與上述PFC分解裝置9的布置一樣。在水蒸發(fā)器55內(nèi)，由管子27提供的高溫廢氣在熱交換管(未示出)中流動，而由供水管提供的水(反應(yīng)水)在殼體側(cè)面上流動。水被水蒸發(fā)器55內(nèi)的廢氣加熱，從而變成蒸汽。這樣產(chǎn)生出的蒸汽通過蒸汽提供管道56被提供給空間14，然后被加入到廢氣中。
該P(yáng)FC分解裝置9A具有與PFC分解裝置9相同的功能，并且可以獲得與后者相同的效果和優(yōu)點。由于PFC分解裝置9A設(shè)計成使用從反應(yīng)單元16排出的廢氣的熱量來使反應(yīng)水變成蒸汽，所以可以減少在PFC分解裝置9A的加熱單元12處用來加熱廢氣所施加的熱能。這是因為在PFC分解裝置9中不需要任何能量來使反應(yīng)水變成蒸汽。
即使在使用PFC分解裝置9A來代替在圖1中所示的PFC處理設(shè)備44中的PFC分解裝置9的情況中，也可以獲得在實施方案1的PFC處理設(shè)備44中出現(xiàn)的類似效果。
下面將參照圖4對PFC分解裝置的另一個實施方案進(jìn)行說明。該實施方案的PFC分解裝置9B如此布置，從而氣體預(yù)加熱器57安裝在PFC分解裝置9的管子26處，并且管子26通過該氣體預(yù)加熱器57與加熱單元12的空間連接。PFC分解裝置9B的其它布置與PFC分解裝置9相同。從催化劑層17排出并且由管子27提供的高溫氣體在設(shè)在氣體預(yù)加熱器57內(nèi)的熱交換管(未示出)中流動，而通過管子26提供的排氣或廢氣在氣體預(yù)加熱器57內(nèi)的殼體側(cè)面上流動。由管子26提供的廢氣被由管子27提供的高溫廢氣加熱，然后在其溫度上升的狀態(tài)中被引入到空間14中。將在設(shè)在氣體預(yù)加熱器57內(nèi)的熱交換管中流動的高溫廢氣引入冷卻器裝置20中，然后以上述方式使之冷卻。
該P(yáng)FC分解裝置9B具有與PFC分解裝置9相同的功能，并且可以獲得與后者相同的效果和優(yōu)點。由于該P(yáng)FC分解裝置9B設(shè)置成使用從反應(yīng)單元16排出的廢氣的熱量來加熱被提供給加熱單元12的廢氣，所以可以減少在PFC分解裝置9B的加熱單元12處用來加熱廢氣所施加的熱能。
即使在使用PFC分解裝置9B來代替在圖1中所示的PFC處理設(shè)備44中的PFC分解裝置9的情況中，也可以獲得在實施方案1的PFC處理設(shè)備44中出現(xiàn)的類似效果。實施方案2下面將參照圖5對根據(jù)本發(fā)明另一個實施方案的PFC處理設(shè)備進(jìn)行說明。該實施方案的PFC處理設(shè)備44A設(shè)置成使排氣管28與在圖1中所示的PFC處理設(shè)備44中的酸性氣體除去裝置47連接。該P(yáng)FC處理設(shè)備44A的其它部分的布置與PFC處理設(shè)備44相同。在該實施方案中，通過排氣管道28將從PFC分解裝置9的酸性氣體除去裝置47中排出的廢氣提供給酸性氣體除去裝置47。為此，在酸性氣體除去裝置22其酸性氣體除去能力降低的情況中，可以通過酸性氣體除去裝置47來除去在反應(yīng)單元16內(nèi)由PFC分解作用產(chǎn)生處的任何酸性氣體。這樣，可以使用酸性氣體除去裝置47作為酸性氣體除去裝置22的后備。該實施方案的PFC處理設(shè)備44A還可以獲得在上述PFC處理設(shè)備44中出現(xiàn)的效果。
在該實施方案的PFC處理設(shè)備44A中，PFC處理裝置9的酸性氣體除去裝置22可以刪除，從而不是通過酸性氣體除去裝置22而是通過酸性氣體除去裝置47來除去在反應(yīng)單元16內(nèi)由PFC分解作用產(chǎn)生出的酸性氣體。在該情況中，酸性氣體除去裝置47設(shè)計成在半導(dǎo)體制造期間連續(xù)地操作。在該P(yáng)FC處理設(shè)備44A中，還可以用PFC分解裝置9A和PFC分解裝置9B中的任一個來代替該P(yáng)FC分解裝置9。實施方案3下面將對根據(jù)本發(fā)明再一個實施方案的PFC分解設(shè)備進(jìn)行說明。該實施方案的PFC處理設(shè)備44B如此布置，從而在圖1中所示的PFC處理設(shè)備44中的PFC分解裝置9由在圖6中所示的PFC分解裝置代替。該P(yáng)FC處理設(shè)備44B的其它布置與PFC處理設(shè)備44相同。下面將對用在PFC處理設(shè)備44B的PFC分解裝置9C的布置進(jìn)行說明。鑒于PFC分解裝置9是一種其中產(chǎn)生處廢水的濕型PFC分解裝置，所以在該實施方案中所使用的PFC分解裝置9C是一種其中不產(chǎn)生任何廢水的干型PFC分解裝置。
該P(yáng)FC分解裝置9C裝配有反應(yīng)單元11、過濾裝置65、66和細(xì)粒/粉末筒倉81。管道7與過濾裝置65的下部空間68連接。與加熱單元12連接的管子26與過濾裝置65的上部空間連接。管子27與過濾裝置66的下面空間68連接。廢氣管道28與過濾裝置66的上面空間69連接。粉末筒倉81分別通過管子82在三通閥8下游中的位置處與管道7連接，還通過管子83與管子27連接。
下面將參照圖7對過濾裝置65、66的布置進(jìn)行說明。過濾裝置65、66包括多個安裝在筒形殼體80內(nèi)的管狀過濾元件67A、67B、67C等。每個過濾元件具有纏繞在外表面上的過濾織物或布(未示出)。該筒的內(nèi)部空間由每個過濾元件分成下空間68和上空間69。其中設(shè)有閥門71A的供氣管70A從上面部分插進(jìn)過濾元件67A的內(nèi)部中。同樣其中設(shè)有閥門71B的供氣管70B從上面部分插進(jìn)過濾元件67B的內(nèi)部中；其中設(shè)有閥門71C的供氣管70C從上面部分插進(jìn)過濾元件67C的內(nèi)部中。固體組分存儲容器72通過閥門77A與過濾裝置65的筒80的底部連接。螺旋輸送裝置74設(shè)置在固體組分存儲容器72的下面。固體組分存儲容器73通過閥門77B與過濾裝置66的筒80的底部連接。螺旋輸送裝置75布置在固體組分存儲容器73的下面。
如在實施方案1中所述一樣，由管道7引導(dǎo)的廢氣與PFC(CF4)一起還含有幾種雜質(zhì)，其示例有通過與水反應(yīng)產(chǎn)生固體組分的雜質(zhì)例如在蝕刻過程中產(chǎn)生SiF4和WF6以及作為固體組分例如SiO2和WO3等的雜質(zhì)。將該廢氣提供進(jìn)過濾裝置65的下空間68中。在閥門(未示出)打開時，通過管子82將裝在粉末筒倉81的Ca鹽的粉末顆?！湫偷貫闅溲趸}[Ca(OH)2]粉末--提供給管道7。粉末Ca(OH)2被混合進(jìn)廢氣中，然后流進(jìn)過濾裝置65的下空間68中。含在廢氣中的SiF4和WF6按照以下反應(yīng)式(6)和(7)與Ca(OH)2進(jìn)行中和反應(yīng)，從而生成CaF2、SiO2和WO3。
(6)(7)另外，含在這種廢氣中的HF按照下面的反應(yīng)式(8)與Ca(OH)2進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而生成氟化鈣(CaF2)。含在廢氣和未反應(yīng)的Ca(OH)2中的固體組分例如SiO2和WO3與通過反應(yīng)式(6)、(7)和(8)的反應(yīng)生成的CaF2、SiO2和WO3一起由安裝在過濾裝置65的每個過濾元件67收集，然后從廢氣中除去。通過過濾元件67并且含有CF4的廢氣通過上空間69和管子26流進(jìn)反應(yīng)器11內(nèi)的空間14、19。CF4以前面在實施方案1中所述的方式被催化劑層17分解。被提供給反應(yīng)器11的廢氣不含有HF、SiF4、WF6、SiO2和WO3。
將由CF4在催化劑層17處的分解生成的酸性氣體(HF)引入過濾裝置66的空間68中。打開閥門(未示出)以能夠通過管子83將粉末筒倉81內(nèi)的Ca(OH)2粉末提供給管子27，然后將它混合進(jìn)廢氣中。還將Ca(OH)2引進(jìn)空間68中。HF按照反應(yīng)式(8)與Ca(OH)2進(jìn)行中和反應(yīng)，從而生成CaF2。
(8)通過在過濾裝置66內(nèi)的過濾布來捕獲該CaF2和未反應(yīng)的Ca(OH)2。在CaF2和未反應(yīng)的Ca(OH)2的層以及由于捕獲在過濾布的表面處而形成的CaF2的滲透期間，未反應(yīng)的HF與該Ca(OH)2反應(yīng)然后被固定。在更高的溫度下可以加速HF和Ca(OH)2之間的化學(xué)反應(yīng)。由于從催化劑層17中排出的廢氣溫度較高，所以其化學(xué)反應(yīng)加速。通過管子76將冷卻氣體提供給過濾裝置66的過濾元件67的上游側(cè)，即進(jìn)入下空間68。該冷卻氣體用來冷卻在下空間68內(nèi)的廢氣，由此可以將該廢氣的溫度調(diào)節(jié)成大于或等于大約200℃并且低于300℃。這是因為過濾布的耐熱溫度為300℃。優(yōu)選的是，冷卻氣體的提供位置在管子27和管子83的連接點的下游中。因為HF和Ca(OH)2粉末在高溫下混合并且接觸在一起從而有效地進(jìn)行中和反應(yīng)，所以需要這樣。在高溫條件下，Ca(OH)2變成CaO，然后作為堿的活性降低。在該實施方案中，在上游側(cè)由于加入反應(yīng)水以進(jìn)行過氟化物的分解反應(yīng)，所以存在有許多水，即使在高溫條件下，也存在Ca(OH)2。為此，由于在反應(yīng)式(8)中所示的反應(yīng)是高溫條件，所以反應(yīng)速度加速，因此能有效地除去HF。在鼓風(fēng)機(jī)25正在工作時，從過濾裝置66將廢氣排出到廢氣管道28。被排到廢氣管道28中的廢氣不含有任何酸性氣體。在廢氣管道28內(nèi)的廢氣被從管子84提供進(jìn)廢氣管道28的冷卻氣體冷卻，并且因此下降到50℃上。由于提供溫度降低到50℃的空氣，所以不再出現(xiàn)由反應(yīng)式(8)的反應(yīng)所產(chǎn)生的H2O冷凝以變成水的現(xiàn)象。
在過濾裝置65、66處，通過差壓計或儀表(未示出)來探測在上空間69和下空間68之間的壓力差異。在其中這種壓力差到達(dá)預(yù)設(shè)定數(shù)值的過濾裝置例如過濾裝置66處，其過濾元件受到反沖洗。更具體地說，第一步是打開閥門71A。將從供氣管70A提供的反沖洗使用的水排放到過濾元件67A的內(nèi)部，然后使之通過過濾布，之后排放到下空間68上。由于該反沖洗用的水的流動，所以附著在過濾布外表面上的固體組分(例如氟化鈣、未反應(yīng)的Ca(OH)2)作為障礙下落到筒80的底部上。在已經(jīng)完成過濾元件67A的反沖洗之后，驅(qū)動閥門70C關(guān)閉，從而從供氣管70B將空氣提供給過濾元件67B，從而進(jìn)行過濾元件67B的反沖洗。接著，使用從供氣管70B提供的空氣來進(jìn)行過濾元件67C的反沖洗。通過打開閥門77B，將積累在筒80的底部處的固體組分排出到固體組分存儲容器73的內(nèi)部。另外，已經(jīng)通過打開的閥門78B落下的固體組分79通過螺旋輸送裝置75朝著固體物質(zhì)收集筒倉(未示出)傳送然后存儲在其中。過濾裝置65的每個過濾元件以同樣的方式經(jīng)過反沖洗，從而使得筒80中的固體組分能夠在讓閥門77A打開時排放進(jìn)入固體組分存儲容器72中。這些固體組分還通過閥門78A下落，然后通過螺旋輸送裝置74送給上述固體物質(zhì)存儲容器。在固體物質(zhì)存儲容器內(nèi)的固體組分用來隨后作為水泥的原材料重新使用。
可代替Ca(OH)2使用的Ca鹽的另一個實施例為碳酸鈣(CaCO3)或氧化鈣(CaO)的粉末。對于與酸性氣體等的反應(yīng)性而言，Ca(OH)2高于CaCO3和CaO；因此優(yōu)選使用Ca(OH)2。與酸性氣體等的反應(yīng)在表面上進(jìn)行；因此，為了增加表面積，優(yōu)選的是Ca鹽采用粉末的形式。在將CaCO3加入到管道7內(nèi)的廢氣中的情況中，與SiF4和WF4的中和反應(yīng)按照下面的反應(yīng)式(9)和(10)進(jìn)行。
(9)(10)在將CaO加入在管道7內(nèi)的廢氣中的情況中，與SiF4和WF4的中和反應(yīng)按照下面的反應(yīng)式(11)和(12)進(jìn)行。
(11)(12)通過過濾裝置65的過濾布除去由它們的每次反應(yīng)生成的CaF2、SiO2和WO3等。
在將CaCO3加入到管道27內(nèi)的廢氣中的情況中，與HF的中和反應(yīng)按照下面的反應(yīng)式(13)進(jìn)行。
(13)在將CaO加入在管道27內(nèi)的廢氣中的情況中，與HF的中和反應(yīng)按照下面的反應(yīng)式(11)和(12)進(jìn)行。
(14)通過過濾裝置66的過濾布來除去由它們的每次反應(yīng)生成的CaF2等。
在使用濕型PFC分解裝置的實施方案1和2中，需要除去含在由在廢水處理設(shè)備中的排水管30、37引導(dǎo)的廢水中的氟化物。因此，在廢水處理設(shè)備中，進(jìn)行以下的處理。更具體地說，將Ca鹽(CaCO3或Ca(OH)2)加進(jìn)廢水中；然后進(jìn)行攪拌。使含在廢水中的固體組分例如由Ca鹽與HF之間的反應(yīng)生成的氟化鈣以及未反應(yīng)的Ca鹽等沉淀以便分離。另外，將絮凝劑加入到廢水中，從而使得直徑微小的這些固體組分能夠聚集或結(jié)絮以便分離。使這里分離所得到的固體組分例如氟化鈣經(jīng)過脫水和干燥過程以便隨后重新用作水泥的原材料。使用水來除去廢氣中的固體組分和酸性氣體的實施方案1和2應(yīng)該需要進(jìn)行上述復(fù)雜的處理以便除去含在廢水中的氟化物，從而導(dǎo)致產(chǎn)生大量的水。來自廢水處理設(shè)備的廢水在其中含有大量鈣離子并且作為工業(yè)廢水向外排出。雖然實施方案1和2能夠獲得上述各種效果，但是這些需要廢水處理設(shè)備來進(jìn)行復(fù)雜處理以除去氟化物。
相反，該實施方案設(shè)置成將Ca鹽添加到廢氣中，由此可以將廢氣中的氟化物回收作為可重新利用的固體成分而不會產(chǎn)生任何廢水。顯然，該實施方案不需要任何廢水處理設(shè)備。安裝其用水量非常少的該實施方案的PFC處理設(shè)備使得可以將半導(dǎo)體制造工廠建立在水源缺乏的陸地中。另外，即使在環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)在不久的將來變得更嚴(yán)格的情況下，該實施方案也容易克服這種限制。由于該實施方案沒有產(chǎn)生廢水的危險，所以不再需要任何廢水排放管；因此，與上述實施方案1和2相比可以簡化這些設(shè)備。一般來說，與在濕型設(shè)備中的離子狀態(tài)中的化學(xué)反應(yīng)相比，在干燥狀態(tài)中的化學(xué)反應(yīng)其反應(yīng)速度更慢并且效率更低。但是濕型PFC分解裝置內(nèi)在地需要添加過量的鈣鹽(Ca(OH)2、CaCO3、CaO等)，該量是理論上所確定的數(shù)值的幾倍以便除去在廢水中的低濃度F離子，從而Ca鹽的所需量幾乎等于濕型PFC分解裝置的量。
在使用SF6作為蝕刻器中的PFC氣體的情況中，在催化劑層17處通過反應(yīng)式(5)的反應(yīng)生成SO3。該SO3與添加在管子27內(nèi)部的Ca鹽反應(yīng)，從而導(dǎo)致生成硫酸鈣(CaSO4)。實際上說明，在加入CaCO3、Ca(OH)2和CaO的任意一種的情況中，出現(xiàn)由反應(yīng)式(15)-(17)所表示的反應(yīng)。
(15)(16)(17)該硫酸鈣最后可以重新利用作為水泥的原材料。
該實施方案可以獲得在實施方案1中出現(xiàn)的效果和優(yōu)點，包括(1)能夠使無塵室2小型化并且容易驚醒半導(dǎo)體制造設(shè)備的布置變化，(2)容易在當(dāng)前建立的無塵室內(nèi)進(jìn)行這些半導(dǎo)體制造設(shè)備的轉(zhuǎn)移以及任意半導(dǎo)體制造設(shè)備更換，(3)縮短在引入了PFC分解裝置9的除塵室2內(nèi)采用半導(dǎo)體制造生產(chǎn)線的半導(dǎo)體制造的中斷時間；(4)由于加熱單元12和反應(yīng)單元16的細(xì)分所以能夠通過陸地運(yùn)載工具來實現(xiàn)提高可輸送性，(5)因為所要求的僅僅是將所要求另外設(shè)置的蝕刻器的氣體排放部分和管道7連接在一起，所以很容易在除塵室2內(nèi)進(jìn)行蝕刻器的附加安裝，并且(6)由于通過與反應(yīng)水的反應(yīng)沒有生成任何固體組分這個事實，所以能夠有效低改進(jìn)基于催化劑的PFC分解效率。
在圖6的PFC分解裝置9C中，可以將Ca鹽(CaCO3或Ca(OH)2)的漿液提供給管子27來代替提供Ca鹽粉末。漿液式Ca鹽比粉末更容易輸送，從而有利于提供給管子27。Ca鹽漿液的水組分在與從反應(yīng)單元16中排出的高溫廢氣接觸時蒸發(fā)成蒸汽。廢氣中的酸性氣體(HF)與Ca鹽反應(yīng)以生成氟化鈣。引導(dǎo)該蒸汽穿過過濾布，然后通過排氣管道28和排氣缸52向外部環(huán)境釋放。該實施方案布置成從管子84提供冷卻水，從而確保在排氣管道28內(nèi)的廢氣處于100℃。因此可以避免蒸汽在排氣管道28內(nèi)出現(xiàn)不想要的絮凝。
該實施方案的PFC分解裝置9C還可適用于其相應(yīng)的PFC分解裝置安裝在除塵室2內(nèi)的PFC分解設(shè)備。
下面將對干型PFC分解裝置的其它實施方案進(jìn)行說明。PFC分解裝置9D(參見圖8)如此設(shè)置，從而水蒸發(fā)器55以和PFC分解裝置9A類似的方式安裝在管子27處，用來加熱由供水管35提供的反應(yīng)水。在圖9中所示的分解裝置9E如此設(shè)計，氣體預(yù)加熱器57安裝在管子27處，用來加熱由管子26引導(dǎo)的廢氣。可以將PFC分解裝置9D和9E的相應(yīng)一個安裝在PFC分解設(shè)備44B中來代替實施方案3的PFC分解裝置9C。另外在PFC分解設(shè)備44A中，也可以安裝PFC分解裝置9D和9E中的每一個來代替PFC分解裝置9。
在包括有液晶制造工廠的液晶制造系統(tǒng)中，也可以將使用PFC其的多個蝕刻器”(或者CVD設(shè)備)安裝在除塵室內(nèi)作為液晶制造設(shè)備。因此，將上述PFC分解裝置44、44A和44B應(yīng)用在液晶制造系統(tǒng)上，這使得可以集中地處理從除塵室內(nèi)的所有蝕刻器中排出的PFC氣體。這種PFC處理設(shè)備的PFC分解裝置(PFC分解裝置9、9A、9B、9C、9D和9E中的任一個)以和實施方案1和2相類似的方式安裝在除塵室的外面。
雖然上述每個實施方案的PFC處理設(shè)備采用了其中使用了催化劑的PFC分解裝置作為其PFC分解裝置，但是該P(yáng)FC分解裝置可以由用于通過燃燒進(jìn)行分解的燃燒式PFC分解裝置或者用于通過將PFC變成等離子來進(jìn)行分解的等離子式PFC分解裝置來代替。另外，鼓風(fēng)機(jī)25可以用噴射器來代替。每個上述實施方案能夠分解包括但不限于CF4、CHF3、C2F6、C3F8、C4F6、C5F8、NF3和SF6的PFC氣體。
根據(jù)本發(fā)明，可以使其中安裝有半導(dǎo)體制造設(shè)備或液晶制造設(shè)備的除塵室小型化。在本發(fā)明應(yīng)用在當(dāng)前建立的除塵室上的情況中，不再需要在除塵室內(nèi)移動半導(dǎo)體制造設(shè)備或液晶制造設(shè)備以便安裝多個過氟化物分解裝置。
權(quán)利要求
1.一種過氟化物處理設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括與多個安裝在除塵室內(nèi)并且被提供有過氟化物的半導(dǎo)體制造設(shè)備相連接的廢氣管道，用于使從該半導(dǎo)體制造設(shè)備中排出的包含有所述過氟化物的廢氣能夠流出；以及與所述廢氣管道相連接并且安裝在所述除塵室外面的過氟化物分解裝置，用于使含在由所述廢氣管道引導(dǎo)的所述廢氣中的過氟化物分解。
2.如權(quán)利要求1所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于所述廢氣管道與安裝在所述除塵室內(nèi)并且被提供有所述過氟化物的所有所述半導(dǎo)體制造設(shè)備相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備還包括在所述過氟化物分解裝置的上游側(cè)面上的設(shè)置在所述廢氣管道處的廢氣流動通道切換裝置；以及與所述廢氣流動通道切換裝置相連接的旁通管道，用于繞過所述過氟化物分解裝置以與工廠酸性氣體處理設(shè)備的酸性氣體除去裝置連接。
4.如權(quán)利要求1所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于設(shè)有排氣管道，用于將從所述過氟化物分解裝置中排出的廢氣引導(dǎo)到所述酸性氣體除去裝置中。
5.如前面權(quán)利要求1-4中任一所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于所述過氟化物分解裝置包括具有第一加熱裝置的加熱單元，所述廢氣提供給該加熱單元；以及具有第二加熱裝置和催化劑層的反應(yīng)單元，由所述加熱單元加熱的所述廢氣提供給該反應(yīng)單元。
6.如前面權(quán)利要求1-4中任一所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于所述過氟化物分解裝置包括被提供有所述廢氣的固體組分除去裝置；用于分解過氟化物的反應(yīng)單元，從所述固體組分除去裝置排出的所述廢氣提供給該反應(yīng)單元，并且在該反應(yīng)單元中設(shè)有催化劑層；以及酸性物質(zhì)除去裝置，用于除去含在從所述反應(yīng)單元中排出的所述廢氣中的任何酸性物質(zhì)。
7.如權(quán)利要求6所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括供水裝置，用于至少將與所述廢氣接觸的水分別提供給所述固體組分除去裝置和所述酸性物質(zhì)除去裝置。
8.如前面權(quán)利要求1-4中任一所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于所述過氟化物分解裝置包括用于使所述過氟化物分解的反應(yīng)單元，在該單元中設(shè)有催化劑層，所述廢氣提供給該單元；以及酸性物質(zhì)除去裝置，用于除去由含在從所述反應(yīng)單元排出的所述廢氣中的酸性材料與Ca鹽反應(yīng)生成的反應(yīng)產(chǎn)物。
9.一種過氟化物處理設(shè)備，其特征在于該設(shè)備包括與多個安裝在除塵室內(nèi)并且被提供有過氟化物的液晶制造設(shè)備相連接的廢氣管道，用于使從該液晶制造設(shè)備中排出的包含有所述過氟化物的廢氣能夠流出；以及與所述廢氣管道相連接并且安裝在所述除塵室外面的過氟化物分解裝置，用于使含在由所述廢氣管道引導(dǎo)的所述廢氣中的過氟化物分解。
10.如權(quán)利要求9所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于所述廢氣管道與安裝在除塵室內(nèi)并且被提供有所述過氟化物的所有所述液晶制造設(shè)備相連接。
11.如權(quán)利要求9所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備還包括在所述過氟化物分解裝置的上游側(cè)面上的設(shè)置在所述廢氣管道處的廢氣流動通道切換裝置；以及與所述廢氣流動通道切換裝置相連接的旁通管道，用于繞過所述過氟化物分解裝置以與工廠酸性氣體處理設(shè)備的酸性氣體除去裝置連接。
12.如權(quán)利要求9所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于設(shè)有排氣管道，用于將從所述過氟化物分解裝置中排出的廢氣引導(dǎo)到所述酸性氣體除去裝置中。
13.如前面權(quán)利要求9-12中任一所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于所述過氟化物分解裝置包括具有第一加熱裝置的加熱單元，所述廢氣提供給該加熱單元；以及具有第二加熱裝置和催化劑層的反應(yīng)單元，由所述加熱單元加熱的所述廢氣提供給該反應(yīng)單元。
14.如前面權(quán)利要求9-12中任一所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于所述過氟化物分解裝置包括被提供有所述廢氣的固體組分除去裝置；用于分解過氟化物的反應(yīng)單元，從所述固體組分除去裝置排出的所述廢氣提供給該反應(yīng)單元，并且在該反應(yīng)單元中設(shè)有催化劑層；以及酸性物質(zhì)除去裝置，用來除去含在從所述反應(yīng)單元中排出的所述廢氣中的任何酸性物質(zhì)。
15.如權(quán)利要求14所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括供水裝置，用來至少將與所述廢氣接觸的水分別提供給所述固體組分除去裝置和所述酸性物質(zhì)除去裝置。
16.如前面權(quán)利要求9-12中任一所述的過氟化物處理設(shè)備，其特征在于所述過氟化物分解裝置包括用于使所述過氟化物分解的反應(yīng)單元，在該單元中設(shè)有催化劑層，所述廢氣提供給該單元；以及酸性物質(zhì)除去裝置，用于除去由含在從所述反應(yīng)單元排出的所述廢氣中的酸性材料與Ca鹽反應(yīng)生成的反應(yīng)產(chǎn)物。
17.一種過氟化物分解裝置，其特征在于它包括反應(yīng)單元，該反應(yīng)單元中設(shè)有催化劑層，含有過氟化物的廢氣提供給該單元，所述反應(yīng)單元使所述過氟化物分解；以及酸性物質(zhì)除去裝置，用于除去由含在從所述反應(yīng)單元排出的所述廢氣中的酸性材料與Ca鹽反應(yīng)生成的副反應(yīng)產(chǎn)物。
18.如權(quán)利要求17所述的過氟化物分解裝置，其特征在于所述裝置具有反應(yīng)產(chǎn)物除去裝置，用于除去由含在所述廢氣中的物質(zhì)與Ca鹽的反應(yīng)而產(chǎn)生的副反應(yīng)產(chǎn)物，其中，該反應(yīng)由于與水反應(yīng)而產(chǎn)生固體物質(zhì)；從所述反應(yīng)產(chǎn)物除去裝置排出的所述廢氣提供給所述反應(yīng)單元。
19.一種過氟化物處理方法，該方法供多個安裝在除塵室內(nèi)的半導(dǎo)體制造設(shè)備使用，用于接收提供給它們的過氟化物，其特征在于該方法包括以下步驟將含有從半導(dǎo)體制造設(shè)備中排出的所述過氟化物的廢氣提供給安裝在所述除塵室外面的過氟化物處理裝置，然后通過所述過氟化物分解裝置使所述過氟化物分解。
20.如權(quán)利要求19所述的過氟化物處理方法，其特征在于過氟化物物質(zhì)的分解方法是一種催化劑方法。
21.如權(quán)利要求19所述的過氟化物處理方法，其特征在于通過使用Ca軟粉末或顆粒來除去在過氟化物物質(zhì)分解之后廢氣中的酸性氣體。
22.如權(quán)利要求21所述的過氟化物處理方法，其特征在于所述Ca軟粉末為Ca(OH)2。
23.如權(quán)利要求21所述的過氟化物處理方法，其特征在于在大于200℃的高溫條件下，在所述過氟化物物質(zhì)分解之后存在于廢氣中的所述酸性氣體和所述Ca軟粉末或顆粒反應(yīng)。
24.如權(quán)利要求21所述的過氟化物處理方法，其特征在于在所述過氟化物物質(zhì)的反應(yīng)期間，加入反應(yīng)水。
25.一種過氟化物處理方法，該方法供多個安裝在除塵室內(nèi)的液晶制造設(shè)備使用，用于接收提供給它們的過氟化物，其特征在于該方法包括以下步驟將含有從液晶制造設(shè)備中排出的所述過氟化物的廢氣提供給安裝在所述除塵室外面的過氟化物處理裝置，然后通過所述過氟化物分解裝置使所述過氟化物分解。
26.如權(quán)利要求25所述的過氟化物處理方法，其特征在于過氟化物物質(zhì)的分解方法是一種催化劑方法。
27.如權(quán)利要求25所述的過氟化物處理方法，其特征在于通過使用Ca軟粉末或顆粒來除去在過氟化物物質(zhì)分解之后廢氣中的酸性氣體。
28.如權(quán)利要求25所述的過氟化物處理方法，其特征在于所述Ca軟粉末為Ca(OH)2。
29.如權(quán)利要求27所述的過氟化物處理方法，其特征在于在大于200℃的高溫條件下，在所述過氟化物物質(zhì)分解之后存在于廢氣中的所述酸性氣體和所述Ca軟粉末或顆粒反應(yīng)。
30.如權(quán)利要求27所述的過氟化物處理方法，其特征在于在所述過氟化物物質(zhì)的反應(yīng)期間，加入反應(yīng)水。
全文摘要
在除塵室2內(nèi)安裝有多個蝕刻器例如聚合物蝕刻器3或類似物。與所有蝕刻器連接的管道7連接在PFC分解裝置9上，該裝置安裝在除塵室2的外面。通過管道7將含有從除塵室內(nèi)的所有蝕刻器中排出的PFC的廢氣提供給PFC分解裝置9的內(nèi)部空間。在PFC已經(jīng)在PFC分解裝置9內(nèi)加熱之后，通過填充在PFC分解裝置9內(nèi)的催化劑的作用使其分解。這就不在需要在其中安裝有半導(dǎo)體制造設(shè)備或液晶制造設(shè)備的除塵室2中提供用于安裝PFC分解裝置9的空間，從而使得除塵室的尺寸減小或“小型化”。所以可以減小其中安裝有半導(dǎo)體制造設(shè)備或液晶制造設(shè)備的除塵室的尺寸。
文檔編號B01D53/46GK1462646SQ0214254
公開日2003年12月24日 申請日期2002年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者李洪勲, 玉田慎 申請人:株式會社日立制作所