处理气流的方法技术

本发明专利技术描述了一种处理含有硅烷或其它含硅气体的气流的方法。在该方法中，该气流传送到液环泵或螺杆机构泵。同时提供用于在该泵内氧化该含硅气体的氧化剂，以及用于在该泵内形成液环或用于间歇性冲刷的液体。包含有该液体以及该含硅气体氧化副产品的液体流从该泵排出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于以及设备，特别地涉及对包含有含硅气体，比如 自燃气体如硅烷的气流的处理。
技术介绍
使用自燃气体将处理层沉积于硅片或平板显示器上已司空见惯。这些气体包括硅 烷、二硅烷、二氯硅烷以及三氯硅烷。自燃气体可以引起风险，即遇到空气时它们可以引起 自发及不受控制的自燃反应。为了降低不受控制的自燃反应的风险，该反应由于在从处理 工具中排出的废弃流中存在自燃气体而导致，采用“燃烧箱”或“燃烧管”，通过引起自燃气 体与空气的反应来去除自燃气体，使其浓度低于可燃极限的做法已司空见惯。这些燃烧管 装置主要包括反应腔室，其具有入口，用于接收包含有自燃气体的流以及接收用于在该腔 室内产生可控的及内含的自燃反应的流；以及包括用于从该腔室内传送该废弃流的排出管 道。当例如硅烷燃烧时，形成大量硅粉，其能够迅速地堵塞该反应腔室、入口以及下游 管道。作为结果，必须对该装置进行常规清洗，该清洗增加了成本并且招致该处理工具的停 工。此外，如果发生故障，该装置内的温度能够迅速地升高，从而引起火险。而且，这已成为 惯例使用稀释气体，典型地为氮气，将带有硅烷气体的流稀释至一定等级，在该等级，硅烷 气体在泵抽机构内或泵抽机构之后不可以燃烧，以便将该废弃流从处理腔室中吸出(常常 推荐低于的等级)。这种稀释致使燃烧管的后续使用无效。
技术实现思路
本专利技术的至少一个优选实施例的目的是力求解决这些以及其它问题。在第一方面，本专利技术提供处理包含有含硅气体的气流的方法，该方法包括步骤将 气流传送到泵内；给该泵供应氧化剂以便在该泵内氧化该含硅气体以及供应液体；以及从 该泵内排出包含有含硅气体的氧化副产品的液体。在一个实施例中，该泵包括液环泵(liquid ring pump)。液环泵包括转动地安装 在环形壳体内的转子，使得该转子轴线与该壳体的中央轴线不同心。该转子具有叶片，其径 向向外地自该转子延伸并且其均勻地围绕该转子而隔开。一定量的泵抽液体比如水维持于 该壳体内。当该转子转动时，该转子叶片与该液体接合并使该液体在该壳体内部形成环形 圆环。这意味着在该泵的入口侧，存在于位于相邻转子叶片之间的压缩区域内的气体，从 该转子轮毂径向向外地迅速移动，而在该泵的出口侧，该气体径向向内地朝着该转子轮毂 迅速移动。从而在穿过该泵的气体上引起活塞型泵抽动作。在该优选实施例中，第一气体入口提供于该泵的入口侧，使得包含有含硅气体比如硅烷的气流被拉动到位于相邻转子叶片之间的空间内，该液体在该空间内径向向外地移 动。第二气体入口同时提供于该泵的入口侧，用于将第二气流比如空气或其它含氧气体传 送到该壳体内。用于将液体传送到该壳体内以便在该壳体内形成液环的另一个入口，典型 地提供于该壳体的底部，并介于该泵的入口例与出口侧之间。在该壳体内，发生硅烷的气相 氧化作用。比如，当该氧化剂为氧气时，该氧化作用形成二氧化硅(SiO2),其夹带于该液环 内。出口提供于该出口侧，以便液体流可以从该泵释放，该液体流包含有液体以及从该反应 得来的固体副产品，连同其它任何进入该泵内的第一气流与第二气流的组分。在另一个实施例中，该泵包括螺杆泵抽机构(screw pumping mechanism)，优选地 为多转子螺杆机构。多转子螺杆机构泵能泵抽气体与液体的混合物，并且因此能够作为本 专利技术的液环泵的替代物使用。多转子螺杆泵抽机构包括两个或多个位于静止的定子内的 转动螺杆，在该转动螺杆内，流体被轴向地传输到空腔内，该空腔由该螺杆转子的啮合齿形 成。流体穿过该机构运动的方向取决于该螺杆转子的转动方向。不在该泵自身内提供压缩， 而是通过对出口的限制来提供，该压缩常常仅仅是大气压。在该实施例中，在该泵的入口端部提供主气体入口，因此该包含有含硅气体的气 流被吸入该泵内。进一步地沿着该转子的第二气体入口允许引入该第二气流，该第二气流 包含有氧化剂(比如氧气、臭氧、过氧化物、空气或者卤化物)。第三入口供引入液体流，其 可以被连续地或间歇性地弓I入。在该第二气体入口处以及其下游，该两股气流在该泵的壳体内混合并且发生该含 硅气体的气相氧化。与该液环泵类似，该固体氧化副产品(比如，在硅烷氧化的情况下为二 氧化硅)被该液体流所夹带。该泵的出口允许将该液体流从该泵释放出去。该液环泵或者螺杆机构泵因此作为用于消除该含硅气体的消除装置而运行，并且 作为用于该第一气流的大气真空泵抽级而运行。关于该液环泵或者螺杆机构泵的消除方 面，该泵内减小的压力为气体氧化提供了安全的环境。在氧化过程中产生的热量传递到该 泵内的液体中。因此，在使用过程中，相对较热的液体从该泵排出，并且被进入该泵内的相 对较冷的液体所替换。这可以防止该泵内过分的温度升高。此外，由于来自氧化的任何固 体副产品借助液体而从该泵内除去，该泵或者来自该泵的出口没有发生阻塞，并且因此没 有必要提供任何单独的设置，以便将固体副产品从泵除去。而且，当位于该泵内的液体为水 或者其它含水溶液时，水从该液体的蒸发以及喷溅可以在该泵内产生潮湿大气。这被发现 有利于促进含硅气体比如硅烷的氧化。此外，不需要对该含硅烷流进行稀释，从而节约了巨 大成本。关于该液环泵或者螺杆机构泵的泵抽方面，不像Root或者Northey类型的泵抽机 构，其可以作为大气压泵抽级使用，任何来自对该含硅气体的消除中的颗粒副产品或者粉 末副产品不会对该泵的机构具有有害影响。在优选实施例中，该含硅气体为用于半导体装置制造中的先驱体(precursor)。这 些含硅气体的例子包括硅烷、二硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、正硅酸乙酯(TEOS)、硅氧烷比如 八甲基环四硅氧烷(OMCTS)、有机硅烷。该含硅气体可以具有自燃性，并且因此本专利技术的第 二方面提供一种处理包含有自燃气体的气流的方法。该方法包括如下步骤将气流传送到 泵，给该泵供应氧化剂以便在该泵内氧化该自燃气体并给该泵供应液体；以及从该泵内排 出包含有自燃气体氧化副产品的液体。除了含硅气体之外，其它可以用这种方式处理的自燃气体包括金属氢化物以及其 它非金属氢化物，比如乙硼烷和磷化氢。除了氧气流之外，该第二气流可以包括空气。其它 合适的氧化剂包括卤素，比如氯和溴，一氧化氮、臭氧以及过氧化物。本专利技术的第三方面提供用于处理包含有含硅气体的气流的设备。该设备包括用于 接收该气流的泵，用于给该泵供应用以在该泵内氧化该含硅气体的氧化剂并给该泵供应液 体的机构；以及从该泵内传送包含有位于该泵内的含硅气体氧化副产品的液体的机构。本专利技术的第四方面提供一种设备，用于处理包含有自燃气体的气流。该设备包括 用于接收该气流的泵，用于给该泵供应用以在该泵内氧化自燃气体的氧化剂并给该泵供应 液体的机构；以及从该泵内传送包含有位于该泵内的自燃气体氧化副产品的液体的机构。在第五方面，本专利技术提供一种系统，用于对处理腔室进行抽空。该系统包括用于将 气流从该腔室吸出的真空泵，以及前述用于从该真空泵接收气流的设备。上述相对于本专利技术的方法方面的特征可以平等地应用于设备方面以及系统方面， 反之亦然。附图说明下面结合附图对本专利技术的优选特征进行描述，附图中图1示意性地展示了对处理腔室进行抽空的系统。图2示意性地展示了用于处理从该处理腔室吸出的气流的设备的一个实施例。图3示意性地展示了用于处理从该处理腔室吸出的气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理包含有含硅气体的气流的方法，所述方法包括步骤：将所述气流传送到泵内，其中所述泵包括互相啮合的转子；给所述泵供应氧化剂和液体，所述氧化剂用于在所述泵内氧化所述含硅气体；以及从所述泵内排出包含有所述含硅气体的氧化副产品的所述液体。

【技术特征摘要】
GB 2005-3-22 0505852.4一种处理包含有含硅气体的气流的方法，所述方法包括步骤将所述气流传送到泵内，其中所述泵包括互相啮合的转子；给所述泵供应氧化剂和液体，所述氧化剂用于在所述泵内氧化所述含硅气体；以及从所述泵内排出包含有所述含硅气体的氧化副产品的所述液体。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含硅气体为用于半导体装置制造中的 先驱体。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含硅气体包括硅烷、二硅烷、二氯硅 烷、三氯硅烷、正硅酸乙酯(TEOS)、硅氧烷比如八甲基环四硅氧烷(OMCTS)、以及有机硅烷 中的一种。4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述含硅气体具有自燃性。5.一种处理含有自燃气体的气流的方法，所述方法包括如下步骤将所述气流传送到 泵；给所述泵供应氧化剂和液体，所述氧化剂用于在所述泵内氧化所述自燃气体；以及从 所述泵内排出含有所述自燃气体的氧化副产品的所述液体。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述自燃气体为金属氢化物或非金属氢化 物，比如为硅烷、二硅烷、二氯硅烷、三氯硅烷、磷化氢和乙硼烷中的一种。7.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述液体与所述氧化剂分隔开 地供应至所述泵。8.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述液体与所述气流分隔开地 供应至所述泵。9.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述液体间歇性地供应至所述泵。10.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述氧化剂为氧气、臭氧、过氧 化物以及卤化物中的一种。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述氧气通过夹杂于空气流中或其它含 氧气流中而供应至所述泵。12.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述自燃气体为金属氢化物或 非金属氢化物，比如为硅烷、二硅烷、二氯硅烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：JR史密斯，GP奈特，
申请(专利权)人：爱德华兹有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]