本發明專利技術提供用于促進化學反應的系統和方法。所述系統可具有導電性組件。所述導電性組件能夠保持化學混合物。所述導電性組件直接與電源連接并在電源開啟時被加熱。當化學混合物處于導電性組件內部且電源開啟時，所述化學混合物被加熱，從而產生化學反應。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】相關申請的交叉參考本申請要求于2014年2月25日提交的美國專利申請No.14/189,649和2014年2月14日提交的美國臨時專利申請No.61/956,189的優先權，其均為本申請的受讓人所有，通過引用其原文納入本文。專利
本專利技術一般涉及用于化學氣相沉積(CVD)和濕式晶片加工應用的裝置、系統和方法。特別地，本專利技術涉及將傳導性組件與電源直接連接來加熱傳導性組件，以使置入傳導性組件中的一種或多種化學物質產生化學反應。
技術介紹
在制造半導體裝置時，使用多種化學品?；瘜W物質可用于蝕刻晶片、清潔腔室以及在半導體裝置制造過程中發生的大量其他操作。在半導體裝置的制造過程中使用的許多化學物質需要加熱。一個示例是過量臭氧氣體。臭氧可用于產生臭氧化去離子水，所述臭氧化去離子水可用于晶片表面清潔、鈍化、天然氧化物去除和/或光致抗蝕劑的去除。將臭氧氣體釋放于環境中可能是有害的，因此需要分解過量的臭氧氣體。使用熱可將臭氧氣體分解為氧。通過將臭氧暴露于250℃以上的溫度，臭氧氣體可被分解。通過分解臭氧氣體，可避免有害化學物質向環境中的釋放。在半導體裝置的制造過程中可能需要加熱的其他化學物質是氟化合物，例如CxFy、NF3、CHF3和SF6。其他氣體可能也需要加熱?，F有的用于在半導體制造過程中加熱化學物質的方法和裝置包括使用加熱元件對化學反應器加熱。例如，圖1是根據現有技術的用于分解臭氧的示例性系統100的示意圖。系統100包括入口110，出口115，管120，加熱元件130，冷卻元件140和控制單元150。在操作中，控制單元150將加熱元件130
加熱至所需的溫度。藉此，通過化學品入口110被導入管120的化學物質(例如臭氧)被元件130加熱。一旦被加熱，化學物質流過冷卻元件140，所述化學物質在通過出口115排出系統前被所述冷卻元件140冷卻。系統100的一個問題在于，管120可能需要被焊接或以其他方式處理(例如彎曲)，導致熱分散在化學物質中不均勻。另外，管120的一些部分可能存在不期望的凝結聚集和死角，進一步導致熱分散不均勻?，F有方法的加熱時間也可能比所需時間更長，原因在于，例如，由于加熱元件的存在而導致的額外的耐熱性。由于例如加熱元件的尺寸、成本和/或重量，現有方法和裝置可能是非常昂貴、大型和/或重型的。另一個問題在于，現有的熱反應器通常不具有良好的化學耐受性和/或無法針對廣范圍的化學物質運行，原因在于，例如，加熱元件無法耐受具有高腐蝕性的化學品。不良的化學耐受性可導致反應器的過早腐蝕?，F有方法中的另一個問題在于，臭氧分解中從臭氧氣體變為氧的臭氧轉化率可能低于95％。
技術實現思路
本專利技術包括對置入受熱導電性組件(例如導電性化學反應器)的化學混合物進行加熱。通過將化學反應器與電源直接電連接來對所述化學反應器進行加熱。當電源開啟時，化學反應器作為加熱元件對置入反應器的化學混合物起作用。本專利技術的一個優勢在于，化學物質的加熱、反應和儲存能在同一結構組件(例如導電性組件)中實現。通過對化學反應器加熱來加熱化學混合物能夠免去單獨的加熱元件。因此，本專利技術的另一個優勢在于降低的尺寸和/或成本。本專利技術的其他優勢包括更均勻的熱分布和更短的加熱時間。這些優勢通過免去在系統中產生額外阻力的加熱元件而實現。本專利技術的另一個優勢在于，所述系統具有得到改善的化學耐受性和/或能夠針對廣范圍的化學物質運行，因為僅將化學反應器暴露于化學物質，而不是將獨立的加熱元件暴露于化學物質。本專利技術的另一個優勢在于，對于分解臭氧的應用，從臭氧氣體變為氧的臭氧轉換率能高于95％，原因在于熱分布更均勻且加熱時間更短。本專利技術的另一個優
勢在于凝結聚集被最少化，原因是化學反應器基本被完全均勻加熱且通過一種反應器的單管設計消除了死角體積。在一個方面中，本專利技術涉及促進化學反應的方法。所述方法包括將導電性組件和電源直接連接，所述導電性組件具有內部區域，所述內部區域以基本抗化學腐蝕的方式配置并能在其中保持化學混合物。所述方法還涉及將化學混合物供于所述導電性組件的內部區域。所述方法還涉及通過調控施加于導電性組件的電功率來將所述導電性組件加熱至預定的溫度，以使化學混合物中產生化學反應。在一些實施方式中，所述化學反應是臭氧分解。在一些實施方式中，所述方法還包括將所述導電性組件加熱至高于200攝氏度的預定溫度。在一些實施方式中，根據化學混合物、導電性組件的類型或其任意組合來選擇預定溫度。在一些實施方式中，所述方法包括對導電性組件的一部分進行冷卻，以在將化學混合物排出導電性組件時冷卻化學混合物。在一些實施方式中，導電性組件是金屬管。在一些實施方式中，導電性組件是導電且導熱的單一結構。在另一個方面中，本專利技術涉及促進化學反應的系統。所述系統包括金屬管，所述金屬管基本抗化學腐蝕并能在其內部保持化學混合物，所述金屬管具有第一段和第二段。所述系統還包括直接與所述金屬管電連接的電源，配置所述電源以加熱金屬管的第一段。所述系統還包括與所述電源電連接的控制器，所述控制器控制施加于金屬管的功率，從而當化學混合物流入金屬管時，化學混合物被加熱以在化學混合物中產生化學反應。在一些實施方式中，通過使一條或多條電線沿著金屬管的第一段連接至金屬管的方式將電源和金屬管連接。在一些實施方式中，通過直接將電力感應至金屬管內來連接所述電源和所述金屬管。在一些實施方式中，配置金屬管以形成完整的次級繞組變壓器。在一些實施方式中，通過渦流來實施直接感應。在一些實施方式中，所述系統包括沿著金屬管的第二段與金屬管連接的冷卻部。在一些實施方式中，金屬管的第二段與形狀為螺旋狀且其中有冷卻劑流動的金屬管相對設置，從而金屬管的第二段被冷卻。在一些實施方式中，所述系統包括：與金屬管的第二段連接的金屬管的第
一段的被加熱段與金屬管的第一部分的入口流體連通，從而來自金屬管的第一段的被加熱段的熱對進入金屬管的第一部分的化學混合物進行加熱。在一些實施方式中，所述金屬管的長度不超過15米。在一些實施方式中，所述金屬管的第一段或所述金屬管的第二段具有螺旋形狀，或兩者均具有螺旋形狀。在一些實施方式中，所述電源是變壓器。在一些實施方式中，所述變壓器的次級側的線圈匝數為10。在一些實施方式中，所述電源是直流電源。在一些實施方式中，所述電源是開關電源。在一些實施方式中，所述電源是受控電源。附圖說明本專利技術上述優勢和其他優勢可通過參考下述說明結合附圖來更好地理解。所述圖不一定按比例繪制，而強調一般著重于說明本專利技術的原理。圖1是根據現有技術的用于分解臭氧的示例性系統的示意圖。圖2是根據本專利技術的一個說明性實施方式的用于促進化學反應的系統的示意圖。圖3是根據本專利技術的一個說明性實施方式的用于促進化學反應的系統的示意圖。圖4是根據本專利技術的一個說明性實施方式的用于促進化學反應的方法的流程圖。圖5是根據本專利技術的一個說明性實施方式的用于促進化學反應的系統的示意圖。專利技術詳述本專利技術一般包括將導電性組件(例如金屬管)與電源直接連接。所述導電性組件能夠將化學混合物保持在其內部。所述電源向所述導電性組件施加功率。所述導電性組件通過施加的功率被加熱。所述導電性組件具有內部區域，化學混合物能夠在所述內部區域中流通。當化學混合物被置入導電性組件的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種促進化學反應的方法，所述方法包括：將導電性組件和電源直接連接，所述導電性組件具有內部區域，所述內部區域以基本抗化學腐蝕的方式配置并能在其中保持化學混合物；將所述化學混合物供于所述導電性組件的內部區域；和通過調控施加于導電性組件的電力來將所述導電性組件加熱至預定的溫度，以使化學混合物中產生化學反應。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.02.14 US 61/956,189;2014.02.25 US 14/189,6491.一種促進化學反應的方法，所述方法包括：將導電性組件和電源直接連接，所述導電性組件具有內部區域，所述內部區域以基本抗化學腐蝕的方式配置并能在其中保持化學混合物；將所述化學混合物供于所述導電性組件的內部區域；和通過調控施加于導電性組件的電力來將所述導電性組件加熱至預定的溫度，以使化學混合物中產生化學反應。2.如權利要求1所述的方法，其中，所述化學反應是臭氧分解。3.如權利要求1所述的方法，其中，所述方法還包括將所述導電性組件加熱至高于200攝氏度的預定溫度。4.如權利要求3所述的方法，其中，根據化學混合物、導電性組件的類型或其任意組合來選擇預定溫度。5.如權利要求1所述的方法，其中，還包括對導電性組件的一部分進行冷卻，以在化學混合物排出導電性組件時將其冷卻。6.如權利要求1所述的方法，其中，所述導電性組件是金屬管。7.如權利要求1所述的方法，其中，所述導電性組件是導電且導熱的單一結構。8.一種用于促進化學反應的系統，所述系統包括：金屬管，所述金屬管基本抗化學腐蝕并能在其內部保持化學混合物，所述金屬管具有第一段和第二段；直接與所述金屬管電連接的電源，配置所述電源以加熱金屬管的第一段；與所述電源電連接的控制器，所述控制器控制施加于金屬管的功率，從而當化學混合物流入金屬管時，化學混合物被加熱以在化學混合物中產生化學反應。9.如權利要求8所述的系統，其中，通過使一條或多條電線沿著金屬管的第一段連接至金屬管的方式將電源和金屬管連接。10.如權利要求8所述的系統，其中，通過直接將電力感應至金屬管內來連接所述電源和所述金屬管。11.如權利要求10所述的系統，其中，配置金屬管以形成完整的次級繞組變壓器。12.如權利要求10所述的系統，其中，通過渦流實施直接感應。13.如權利要求8所述的系統，其中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：J·塞沃特，C·戈茨查克，J·洛爾，M·布拉查，
申請(專利權)人：MKS儀器股份有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US
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