中心二氧化碳纯化器制造技术

本文公开的发明专利技术主要涉及将二氧化碳流体进料供应到多个应用（３２，３４，３６）中的系统和方法。本发明专利技术的方法包括以下步骤：将包括二氧化碳组分的流体进料从二氧化碳纯化装置（１１）导入到多个应用（包括至少两个不同的应用），其中污染物与所述流体在所述应用处混合，由此形成包括至少一部分二氧化碳组分和至少一部分所述污染物的流出物；将所述流出物从至少一个应用导入到所述二氧化碳纯化装置；和在二氧化碳纯化装置纯化流出物的二氧化碳而产生流体进料的二氧化碳组分。本发明专利技术的系统是实施本发明专利技术方法的装置（２２）。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相关申请本申请要求2001年10月17日提出的美国临时申请60/330,203号的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。本申请也要求2001年10月提出的美国临时申请60/330,150号、2002年1月22日提出的60/350,688号和2002年2月19日提出的60/358,065号的权益，所有这些申请的全部内容均通过引用并入本文。
技术介绍
集成电路的生产通常包括多个在晶片上进行的单独步骤。典型步骤包括沉积或生长薄膜、使用光刻法在晶片上形成图案并蚀刻。这些步骤进行多次而形成所需电路。另外的工艺步骤可包括离子注入、化学或机械平面化(planarization)和扩散。众多种有机和无机化学品用于实施这些应用或用于从这些应用中去除废物。有人提出用水基清洁体系以消除对一些有机溶剂的需要，但是它们产生大量废物流，这些废物流必须在排放或回收前处理。在选择半导体生产设施的座落位置时，要求有大量的水通常是一个主要考虑因素。此外，水的高表面张力降低了其在需要清洁精细结构的应用中的效力，并且在工艺中必须包括干燥步骤以去除所有痕量水分。近年来，人们将超临界二氧化碳作为目前使用的某些有机溶剂和水基化学品的潜在替代品加以研究。超临界二氧化碳体系在简单萃取应用如咖啡的除咖啡因中已经使用了数十年。术语超临界流体是指高于临界温度和压力(如对于二氧化碳来说，分别等于或高于31℃和1070磅/平方英寸(绝对)(psia))的流体。超临界流体同时具有气体和液体状性质。超临界流体的密度作为温度和压力的函数变化。由于溶剂化能力是密度的强函数，这也意味着溶剂化性质可能变化。纯的超临界二氧化碳具有类似于非极性有机溶剂如己烷的溶剂性能。可向二氧化碳加入改良剂如助溶剂、表面活性剂和鳌合剂来改善其清洁能力。半导体应用可能产生具比二氧化碳高或低的蒸汽压的各种污染物。较轻、较高蒸汽压的各种成分可能是一些氟、轻氟化烃类和大气气体如氮气和氧气的组合物。二氧化碳也可能被非挥发性残留化合物和助溶剂污染，其因为可能以与汽相二氧化碳混合的固体/液体混合物的形式存在而难以转移。还有，许多半导体生产应用的二氧化碳纯度要求超过了目前可大量提供的二氧化碳。此外，如果超临界二氧化碳广泛用于半导体业，其消耗的量可能妨碍了对提供的二氧化碳整个依赖性的经济可行性。最后，半导体生产设备可能具有众多具独特要求的不同应用装置。但是，现有技术并没有提出可克服这些问题的系统或方法。因此，存在着最大程度降低或消除了这些问题的在半导体生产工艺中使用二氧化碳的方法和装置的需要。专利技术概述本专利技术主要涉及将二氧化碳提供给多个应用的方法和系统。本专利技术的方法包括将包括二氧化碳组分的流体进料从第一二氧化碳纯化装置提供给多个应用(包括至少两个不同的应用)的步骤。在所述应用中，一种或多种污染物与所述流体混合，而形成各应用的流出物，其中各流出物包括至少一部分二氧化碳成分和至少一部分污染物。至少一种流出物的至少一部分被导入到第一纯化装置，由此流出物的二氧化碳成分被纯化，从而形成流体进料。本专利技术的系统包括第一二氧化碳纯化装置，其纯化流出物的二氧化碳组分而形成包括二氧化碳成分的流体进料。所述第一纯化装置包括至少以下一员催化氧化器、蒸馏塔、相分离器和吸附床。所述第一纯化装置中包括将流体进料从第一纯化装置导入给多个应用(至少两个不同的应用)的供应导管。在各应用中，一种或多种污染物与所述流体混合，由此形成各应用的流出物，其中各流出物包括至少一部分二氧化碳成分和至少一部分污染物。回流导管将流出物从至少一个应用导入到第一纯化装置。此中公开的本专利技术的优点是明显的。实施本专利技术可显著降低半导体生产设备中向多个不同应用提供高纯二氧化碳的成本和复杂性。通过循环二氧化碳，外供二氧化碳的量以及由此带来的成本得以降低。通过在应用前纯化批量的补充二氧化碳，而所购买提供给生产设备的批量二氧化碳可为较低纯度，所以成本得以降低。通过提供中心纯化器，规模经济可以在各个纯化和输送单元上实现。服务多个应用的成本得以降低，并且处理多个应用的具不同污染物组成的流出物的成本也得以降低。此外，来自于相同类型的多个设备的时间交错操作或来自不同设备的流出物组合形成了较均匀的流出物，其更易于在中心纯化器纯化。中心纯化器的另一关键优点是分析技术要求的统一。中心纯化器的再一优点是通过使用旁路循环，中心纯化器可连续操作，避免了积累性污染物阻塞支线，并且可允许所述应用以分批模式操作。还有一项优点是通过组合中心纯化器和分散的局部纯化器，化学上不相容的流出物可经预纯化后混合并送到中心纯化器。期待这些优点的组合使得超临界二氧化碳成为现有有机溶剂和含水化学应用有前途的替代品，降低半导体的生产成本。附图的简要说明附图说明图1显示了作为本专利技术的一个实施方案的装置。图2显示了作为本专利技术的可替代实施方案的装置，该装置包含二氧化碳源和具多个装置的多个半导体生产应用。图3显示的装置为本专利技术可替代实施方案的一部分，详细显示了第一纯化装置的组成。本专利技术的详细说明由下面本专利技术优选实施方案的更具体说明(参照附图进行举例说明)，本专利技术的前述目的和其它目的、特点和优点将变得显而易见，附图中相同的符号是指不同视图中相同的部件。附图无需按比例绘制，其绘制重点在于说明本专利技术的原理。本专利技术主要涉及向多个(即两个或更多个)应用提供二氧化碳的方法和系统。此中所用的应用使用包括二氧化碳组分的流体进料。在半导体生产设备中，二氧化碳可例如在晶片清洗、光致抗蚀剂沉积、化学流体沉积、光致抗蚀剂显影、光致抗蚀剂去除、光致抗蚀剂显影和其它使用溶剂或水溶液的本领域所熟悉的应用中使用。各应用可能对含二氧化碳的流体进料要求不同的操作条件。用于实施应用的设备通常称为装置。相同应用通常使用多个装置进行，各装置相互独立地操作。装置可包括一个或多个室，各个室可独立地处理其晶片或其它工件。不同的应用是指所送到其中的流体进料至少有一个参数不同的设备或所排放的流出物至少有一个参数不同的设备。参数可以是化学条件或物理条件或可以涉及应用所用的包括二氧化碳组分的流体进料的体积和时间控制。参数的例子包括流速、流动循环(连续或间歇模式)、循环时间、在第二组分中添加剂的量和种类、温度、压力、污染物和其它变量。如果此中所用的装置或装置内的室使用至少一个参数不同的进料流或产生至少一个参数不同的排放流，则它们是不同的应用。图1显示本专利技术的装置10，其也可用于实施本专利技术的方法。所述系统包括第一二氧化碳纯化装置11，其可纯化流出物的二氧化碳成分，由此形成含二氧化碳成分的流体进料。所述流体进料也可从第一纯化装置11经供应导管12导入到包括至少两个不同应用14和16的多个应用中。优选第一纯化装置11包括加压装置，从而使供应导管12中的压力大于回流导管20中的压力。正如上面所讨论的那样，不同的应用使用至少一个参数不同的流体进料，所述参数如温度、压力、流速、流体进料输送的时限、存在于流体进料中添加剂的量和种类等。在各应用中，一种或多种例如来自被清洁或处理的晶片的污染物与所述流体混合，而形成各应用的流出物。回流导管20可将至少一种流出物的至少一部分导回到纯化装置，以纯化流出物的二氧化碳组分。图2显示了本专利技术的装置22，其也可用于实施本专利技术的方法。来自源24的二氧化碳可经管本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种向多个应用提供二氧化碳的方法，所述方法包括下面步骤：ａ．从第一二氧化碳纯化装置将包括二氧化碳组分的流体进料导入到包括至少两个不同的应用的多个应用中，在所述应用中一种或多种污染物与所述流体合并，从而形成所述各种应用的流出物，其中所 述各种流出物包括至少一部分二氧化碳组分和至少一部分所述污染物；ｂ．将至少一种所述流出物的至少一部分导入到所述第一纯化装置中；并且ｃ．在所述第一纯化装置纯化所述流出物的二氧化碳组分，由此形成所述流体进料。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JF比林哈姆，HE霍瓦德，K赫尔希，
申请(专利权)人：普莱克斯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]