描述了一種用于處理來自半導體制造加工工具的排出氣體流的設備。所述設備包括用于由惰性可電離氣體產生輝光放電的等離子體噴槍。所述氣體流被輸送至所述輝光放電處以使等離子體點火。電磁輻射源將電磁輻射供應至所述排出氣體流以維持所述等離子體。所述設備特別適于處理所述排出氣體流中的全氟化合物和氫氟碳化合物。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及等離子體源。更具體而言，本專利技術提供了在等離子體減量(abatement)系統中有用的實施方式，盡管本專利技術并不限于這些系統。穩定等離子體的存在需要一定的物理條件。然而，即便是存在那些條件，等離子體也可不自發點火。該現象的實例是眾所周知的，例如，空氣弧焊機需要“射頻啟動”。另一種已公知的等離子體點火技術包括使用特斯拉線圈感應“電火花”點火器。然而，那兩種技術均包括在等離子體反應腔中使用金屬部件，這可能是不利的。在微波泵送系統的情況下，發現這種金屬部件使等離子體“接地”且導致其不穩定。其它用以使等離子體點火的已公知方法包括降低氣體壓力，等離子體由所述氣體形成，和引入比主等離子體氣體更易離子化的氬、氦或一種或多種其它氣體。提供微波等離子體中的可靠點火是特別重要的。在形成這種等離子體的過程中，微波通常由磁控管提供且沿波導管被傳輸至等離子體，其能量通常在駐波裝置中被等離子體吸收。然而，如果等離子體未點火(即如果沒有等離子體而僅有氣體的話)，那么很少能量被吸收且在駐波裝置中，相當大量的入射能量被反射回磁控管，這可嚴重縮短其壽命。可通過在微波傳遞線路中包括單向循環器或“閥”而減少這種背反射，但是這種布置增加了裝置成本。因此希望存在一種使微波等離子體可靠點火的方法。等離子體減量已成為一種廣泛使用的從制造工藝中去除廢氣的方法，且特別應用于全鹵化合物尤其是全氟化合物(PFCs)的降解中。全氟化合物通常用于半導體制造工業中，例如用于介電膜蝕刻工藝中，且在制造工藝之后通常在排出氣體中存在殘余全氟化合物內容物。全氟化合物難以從排出物中除去。將它們釋放進入環境內是所不希望的，這是因為它們已公知具有相對較高的溫室活性。以前已使用了多種減量方法，例如燃燒、反應吸附和催化氧化。減量的目的是將全氟化合物轉化成一種或多種可更便于例如通過常規洗滌被除掉的化合物。等離子體減量技術已證明是將全氟化合物降解成損害性更小的物質的有效方法。在等離子體減量工藝中，使包含要驅除物質的排出氣體流入高密度等離子體內，且在等離子體內的強化條件下，全氟化合物受到高能電子撞擊，導致其分解成活性物質，所述活性物質可與氧氣或氫氣相結合以產生相對穩定的低分子重量副產物，例如CO、CO2和HF，所述副產物隨后可在進一步處理步驟中被除去。在在先已公知的等離子體減量技術的一種形式中，等離子體是微波等離子體。還已公知使用射頻等離子體。英國專利說明書GB 2273027A中描述了適用于微波等離子體減量的裝置的一種形式。在該裝置中，在處于緊密相對關系的兩個電極之間產生了微波等離子體。GB 2273027A中所示的裝置是自啟動的。GB2273027A中的裝置受到反應產物對電極較高程度的腐蝕。US2002/0101162中描述了一種通過來自特斯拉線圈的電火花點火的微波等離子體發生器。根據本專利技術，提供了一種用于形成等離子體以處理氣體的設備，包括用于由不同于要受到等離子體處理的氣體的流體產生離子化流體流以使等離子體點火的裝置，和被布置以維持等離子體的結構。專利技術人已證實，離子化流體流的提供例如輝光放電源允許等離子體的有效點火，其中等離子體維持結構中的電場條件使得等離子體不能啟動或不能可靠地自啟動。所述設備可被包括在等離子體減量系統中。因此，本專利技術還提供了用于處理來自半導體制造加工工具的排出氣體流的設備，所述設備包括用于由不同于排出氣體流的流體產生離子化流體流的裝置、用于將排出氣體流輸送至離子化流體流以使等離子體點火的裝置和用于將電磁輻射施加到排出氣體流中以維持等離子體的裝置。正如上面提到的，等離子體維持結構可被布置以利用電磁輻射維持等離子體。因此，等離子體維持結構可包括電磁輻射源或其可適于連接到電磁輻射源上。電磁輻射可以是微波或射頻輻射；微波和射頻等離子體在等離子體減量系統中有具體用處，如上所述。輻射例如可具有約580kHz、13.56MHz、27MHz、915MHz或2.45GHz的頻率(現有技術裝置在那些頻率附近進行操作)。等離子體維持結構可包括在電磁輻射頻率下產生諧振的腔體。利用諧振腔可致使形成電磁駐波，所述電磁駐波提供了電磁場強度的局部增強，尤其是在駐波的一個或多個波腹附近。等離子體維持結構可包括可連接至要受到等離子體處理的氣體流的腔體。等離子體維持結構可包括至少一個等離子體局限電極。通過將等離子體局限于等離子體維持結構中相對有限的區域內，可獲得使得能夠更易于實現等離子體的點火和維持的壓力降。等離子體定位電極可為前尖的；前尖的電極增強了其附近的電場。等離子體局限電極可被布置在電磁駐波波腹處或附近。等離子體維持結構可包括兩個等離子體局限電極。正如上面提到的，在某些已公知等離子體反應器中，例如GB2273027A中描述的等離子體反應器中，等離子體被局限在相對電極之間。等離子體依靠電極之間的電場被維持，所述電極包括可歸因于入射電磁波的部件和可歸因于等離子體的部件。在前面已公知的布置中，使電極緊密相對，例如隔開0.1至0.5mm被認為是有利的。現在已經發現可通過增加電極之間的間距增強等離子體穩定性且減少等離子體反應的腐蝕性副產物對電極的侵蝕。因此，例如在一些實施方式中，局限電極的等離子體可包括彼此相對且彼此隔開至少1mm，例如間距在2mm和8mm之間的第一和第二電極。增加電極之間間距的結果是，對于給定外加功率，電極之間的場強度減小。結果是，等離子體可靠初始形成的條件可不再存在。前面提到的設備提供了在可有利于等離子體穩定性且減少腐蝕同時仍然提供等離子體的有效點火的條件下進行操作的可能性，所述操作在那些操作條件下要不然不可實現或不可靠地實現。另一個優點在于，通過消除對緊密間隔電極的需要，可提供更大的源，其能夠處理更高的氣體流速。等離子體局限電極可電接地。等離子體和入射電磁輻射可因此處于與等離子體局限電極顯著不同的電位下。等離子體維持結構可被布置以在等離子體形成過程中大體上處于大氣壓力下。當不需要保持等離子體維持結構處于不同于大氣的壓力下時，可大大簡化所述設備。正如前面提到的，離子化的流體流優選為輝光放電。眾所周知，輝光放電是發光的熱等離子體。其通過將大于氣體擊穿電壓的電壓施加到該氣體上而得以形成。一旦已經實現輝光放電，維持其所需的電壓通常低于擊穿電壓。輝光放電源可包括用于形成輝光放電的輝光放電電極。輝光放電源可包括或適于連接到輝光放電氣體(即其中形成輝光放電的氣體)源上。輝光放電氣體可以是氮氣或稀有氣體或任何其它大體上惰性和可電離的氣體。用于形成等離子體的氣體例如可包括來自制造工藝的廢氣。輝光放電電極可以是細長的。輝光放電源可包括用于提供足夠高以啟動輝光放電的電壓的電路和用于提供足夠大的電流以維持輝光放電優選至少0.1秒的電路。輝光放電源可被布置以使得等離子體被點火后停止產生輝光放電；因此輝光放電源例如可被布置以產生達10秒或例如達5秒，例如1至5秒的輝光放電。輝光放電電極可被布置以向等離子體維持結構放電，所述等離子體維持結構可電接地。輝光放電電極可如此進行布置以使得在使用中其處于等離子體維持結構上游的輝光放電氣體流中，從而使得輝光放電可通過輝光放電氣體被輸運進入等離子體維持結構內。這種布置的具體優點在于輝光放電電極可因此被布置遠離很熱且具有潛在反應性的設備區域。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于形成等離子體以處理氣體的設備，包括用于由不同于要受到等離子體處理的氣體的流體產生離子化流體流以使等離子體點火的裝置，和被布置以維持等離子體的結構。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：AJ西利，
申請(專利權)人：愛德華茲有限公司，
類型：發明
國別省市：GB[英國]
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