CN101981653B - 节省电子器件制造资源的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种操作电子器件制造***的方法，包括以下步骤：当处理工具在处理模式下进行操作时，将惰性气体以第一流率引入处理工具真空泵中；以及，当处理工具在清洁模式下进行操作时，将惰性气体以第二流率引入处理工具真空泵中。本发明亦提供了多个其它实施例。
Description
本申请要求于2008年3月25日递交的题为“APPARATUS ANDMETHODS FOR REDUCING ENERGY USE IN ELECTRONIC DEVICEMANUFACTURING”的美国临时专利申请No.61/039,415(代理卷号No.13418/L)的优先权，出于全部目的将其全文结合于此。
技术领域
本发明一般地涉及电子器件制造，更具体而言针对减少在电子器件制造处理中使用的资源量。
背景技术
一些电子器件制造处理可能使用大量化学药剂及/或其它材料，且这些化学药剂中的一些若释出至大气中可能是有害的及/或危险的。已知通过使用将化学药剂或其副产物转换成较少有害性及/或较少危险性的化合物的减排***，来减少有害性或其它危险性的区域及化学药剂副产品。虽然将这些化学药剂及其副产品进行减排可以应对化学药剂/副产品的有害及/或危险性性质的问题，但其未解决当化学药剂通过处理室而未被使用时，显著量的昂贵化学药剂最终造成浪费的问题。
其它虽然并不有害或危险的材料仍占有电子器件制造***的大量成本。
因此，期待开发一种方法及装置，其可减少用于电子器件制造处理中需要生产及/或购买的化学药剂及/或其它材料量。
发明内容
在一个方面，提供了一种操作电子器件制造***的方法，包括以下步骤：当处理工具在处理模式下进行操作时，将惰性气体以第一流率引入处理工具真空泵中；以及当所述处理工具在清洁模式下进行操作时，将所述惰性气体以第二流率引入所述处理工具真空泵中。
在另一方面，提供了一种操作电子器件制造***的方法，包括以下步骤：当减排工具对其排出物进行减排处理所针对的处理工具在处理模式下进行操作时，将惰性气体以第一流率引入所述减排工具的入口中；以及当所述处理工具在清洁模式下进行操作时，将所述惰性气体以第二流率引入所述减排工具的所述入口中。
在另一方面，提供了一种操作电子器件制造***的方法，包括以下步骤：将来自电子器件制造工具的臭氧排出物导入减排工具中作为氧化剂使用。
在另一方面，提供了一种电子器件制造***，包括：处理工具；臭氧供应源，其适于将臭氧供应至所述处理工具；减排单元，其适于接收来自所述处理工具的排出物；以及导管，其将所述减排单元连接至所述处理工具，所述导管适于将从所述处理工具排出的臭氧导入所述减排单元中作为氧化剂。
本发明的其它特征及方面可由下列详细描述、所附权利要求及附图而变得充分清楚。
附图说明
图1是用于减少惰性气体的使用的***的示意图，所述惰性气体有助于排出物的泵送并保护真空泵。
图2是用于减少惰性气体的使用的***的示意图，所述惰性气体在减排单元内围绕排出物气体以形成惰性气体的环形保护层。
图3是在减排单元中将处理工具臭氧排出物用作氧化剂的***的示意图。
图4是图3的***的可替代实施例的示意图。
图5是图3的***的第二可替代实施例的示意图。
图6是图3的***的第三可替代实施例的示意图。
图7是图3的***的第四可替代实施例的示意图。
图8是图3的***的第五可替代实施例的示意图。
图9是本发明的用于减少在电子器件制造***中惰性气体的使用的***的方法的流程图。
图10是本发明的用于在电子器件制造***中惰性气体的使用的***的方法的流程图。
图11是本发明的用于减少减排需求以及减少对电子器件制造***排出物进行减排所用氧化剂的需求的方法的流程图。
具体实施方式
电子器件制造处理可能使用大量的惰性气体，如氮。虽然氮可能不如在电子器件制造中使用的一些化学药剂般昂贵，但通常其使用量大至足以代表在电子器件制造设备中的重要成本。
例如，在本发明之前，氮通常供应至真空泵，以帮助因其大小而难以泵送的氢的泵送。将氮供应至真空泵可以增加被泵送的气体的粘度，从而减少泵送气体所需的泵动作，且因此减少向被泵送的气体施加的热量。此外，氮可能由液态氮的容器中沸腾得到，其基本上为环境温度或更低且因此可用于使真空泵冷却。将氮流入真空泵的另一理由可以是氮稀释了通过泵的清洁化学品，且因此可减少清洁化学品对泵组件及润滑剂的有害影响。
本发明的方法通过基于制造处理是否在处理工具中进行，且若是在处理工具中进行，则还基于制造处理的性质(例如衬底处理或室清洁)，调节供应至真空泵的氮量，来减少为操作电子器件制造设备所需的氮量。
氮也可用于保护减排工具中的反应室壁避免被微粒物质涂覆。因此，氮可被引入减排工具入口，待减排的排出物经此入口进入减排工具。入口可以被设计为以围绕待减排的排出物的环形保护层(annular sheath)形式将氮注入减排工具内。这具有防止排出物在其已进一步进入减排工具内之前被氧化的有利效果，且在反应室壁附近形成颗粒物质难以穿透的惰性气体保护区。
本发明的方法通过基于处理是否在处理工具中进行，且若是在处理工具中进行，则还基于制造处理的性质，调节供应至减排工具的氮量，来减少为操作减排工具所需的氮量。例如，当进行清洁循环时，本发明人发现停止将氮供应至减排工具入口是有利的，且在减排工具中产生有利的清洁效果。
在本发明前的另一示例中，在某些电子器件制造处理(如在大气化学气相沉积及有机发光二极管的生产)中用作化学药剂的臭氧可以基本上被分离地减排。这需要购买及操作附加的减排设备的成本。
通过使用本发明的额外方法与装置，可藉由将由制造处理室排出的臭氧用作减排工具中的氧化剂而减少对减排臭氧的需求。这具有减少可能需要购买或另外供应至减排工具的氧化剂量的附加优点。
图1是本发明的用于减少惰性气体使用的***100的示意图。***100可以包含任何电子器件制造处理工具102。处理工具102可以是会产生需要减排处理的排出物副产品的CVD室、PVD室、晶体外延生长室(epitaxial chamber)、或任何其它电子器件制造处理工具。处理工具102可以通过导管104连接至鼓风机106、机械泵108、及减排工具110。***100也可以包含氮供应源112，其适于在混合接头114处将氮导入流经导管104的排出物流中。混合接头114可以是T型接头(T.junction)或任何其它适合的接头。如上所述，将氮导入至流经导管104的排出物流中可促进如氢之类的较小分子藉由机械泵108的泵送。可能处于环境温度或更低温度的氮亦可用于帮助降低泵108及流经泵108的排出物的温度。***100也可包含通过信号线118连接至处理工具102并通过信号线120连接至氮供应源112的控制器116。控制器116可以是计算机或任何逻辑组件，如PLC等。
在操作中，处理工具102可通常处于多个操作模式之一。例如，处理工具102可处于其可对电子器件或衬底进行制造步骤的处理模式，或处于在可以清洁处理工具102的处理室(未示出)的清洁模式。在这两种模式下，处理工具102可产生需要进行减排的排出物。处理工具102也可以处于停机模式，例如当需要对处理工具进行维护时。
当处理工具102处于处理模式或清洁模式时，排出物通常通过导管104从处理工具102流出。鼓风机106(其可以是鲁氏(Roots)鼓风机)例如可以产生使排出物从处理工具102经导管104向泵108移动的真空。泵108可以是机械泵或一组分段式机械泵。泵108可以导致在导管104中含有的排出物移动至减排工具110内，在减排工具处可对排出物进行减排。
如上述所讨论的，氮可以由氮供应源112通过混合接头114引入至在导管104中的排出物流。依据本发明，可以从氮供应源112供应至导管104内的氮量可基于处理工具102的操作模式来进行有利的选择。因此，例如当处理工具处于处理模式时，其会以已知的速率产生排出物。可基于经验得知或可计算得到该速率。类似地，排出物的粘度可以用任何适合的工具测量，或也可以计算得到。当排出物的粘度为已知时，可以将合适的氮量通过混合接头114注入排出物流中。
当处理工具102处于清洁模式时，也可以将氮注入在导管104中的排出物流中。在清洁模式下，不仅氮增加了从处理工具102流出的排出物的粘度，且有另一理由将诸如氮之类的惰性气体注入至排出物流中。当处理工具处于清洁模式时，排出物尅具有高度反应性，且假如未稀释的话会对泵108的组件及/或润滑剂具有有害的影响。在处理工具102的清洁模式期间流经导管104的清洁模式排出物的量及浓度亦为已知或计算得到。一旦知道清洁模式的排出物的量及浓度，则可将适当量的如氮之类的惰性气体注入至混合接头114以稀释清洁模式排出物。
在处理模式期间需要的惰性气体的第一量及在清洁模式期间需要的惰性气体的第二量可以是相同或不同的。然而，并非选择惰性气体的第一量及第二量中的较大量者并且以该量稳定地供应，本发明的***100提供足够的量，但不超过在任一特定模式下所需要的惰性气体。
除了处理模式及清洁模式，处理工具102也可处于停机模式。当处理工具102处于停机模式时，泵108可以不需要氮来帮助其泵送或稀释清洁模式排出物。然而，当处理工具102处于停机模式期间，使足够量的氮流入至导管104中是有利的，其可以防止周遭空气进入导管104，此归因于当周遭空气与可能在导管104中的任何灰尘接触而可能发生的潜在危险状况。
控制器116可经由信号线118与处理工具通信，且总是知道处理工具102处于何种模式。控制器116在知道处理工具处于何种模式的情况下可控制氮供应源以通过混合接头114将适当量的氮注入至导管104。虽然未绘示，控制器116可使用一个或多个阀来调整从氮气供应源112流入至排出物流的氮量。
图2是本发明的用于减少惰性气体使用的***200的示意图。***200可以包含处理工具102，类似于***100的处理工具102。处理工具102可以通过导管104连接至减排工具110的入口106，来自处理工具102的排出物可通过入口106进入减排工具110。***200也可以包含通过导管114连接至入口106的惰性气体供应源112。控制器116可通过信号线118连接至处理工具102并通过信号线120连接氮供应源112。
在操作中，***200可相似于图1的***100进行操作。因此，处理工具102可以处于处理模式、清洁模式、或停机模式。当处理工具102处于处理模式时，其将产生需要进行减排的副产品排出物。排出物可经由导管104流入入口106。如上述讨论的，氮可自氮供应源112经由导管114引入入口106。入口106可以适于以氮气的环形保护层形式将氮引入至减排工具内。当排出物从处理工具流入入口106时，入口106可以以排出物气体流被氮气环形保护层围绕的形式将排出物引入至减排工具110中。
在本发明之前，供应至入口106的氮可连续地供应，而不考虑处理工具102的模式。发明人已经发现，当处理工具102处于清洁模式时，减排工具110停止氮流是有利的。在清洁模式期间氮流的停止可造成更少的微粒沉积于减排工具110的反应室内壁上。类似地，当处理工具102处于停机模式时，可以停止使氮流入入口106。
通过信号线118与处理工具102连接的控制器116可以总是知道处理工具102的模式。控制器可以在知道处理工具102的操作模式的情况下控制氮供应源112以在处理工具102处于处理模式时将氮供应至入口106，或在处理工具102处于清洁模式或停机模式时停止将氮流入入口106。
图3是本发明的用于减少资源使用的***300的示意图。***300可以包含使用臭氧及处理的处理工具302。臭氧可从经由导管306连接至处理工具302的臭氧供应源304供应至处理工具302。处理工具302亦可经由导管308连接至减排工具310，使得排出物可从处理工具302行进至减排工具310以被减排。氧化剂供应源312可经由导管314连接至减排工具310并对减排工具310供应氧化剂。氧化剂供应源312也可经由导管316及阀318连接至导管308。
控制器320可通过信号线322连接至处理工具302，并经由信号线324连接至阀318。
在操作中，***300的处理工具302可在多种操作模式下进行操作。例如，处理工具302可在臭氧模式及非臭氧模式下进行操作。臭氧模式可以是任何其中将臭氧从臭氧供应源304导入至处理工具302并且其中未反应的臭氧作为排出物从处理工具302排出的操作。非臭氧模式可以是任何其中臭氧未被供应至处理工具302且未作为排出物从处理工具302排出的其它模式。
当处理工具302在处理模式下进行操作时，控制器可以将阀318设定为使从处理工具302经导管308排出的臭氧转向至导管316，并接着进入氧化剂供应源312。当臭氧转向至氧化剂供应源312时，其不需要被减排且可以减少从外部供应氧化剂的需求。相反地，当处理工具302处于非臭氧模式时，控制器320可将阀318设定为可将来自处理工具302的任何排出物引导至减排工具310内。
图4是本发明的用于减少资源使用的***400的示意图。***400可相似于图3的***300但存在下列不同。***400的氧化剂供应源312未如图3的***300那样经导管316及阀318连接至导管308。相反地，氧化剂供应源312可经由导管326及阀328直接连接至处理工具302。此外，***400可包含阀330，阀330可位于导管308与处理工具302之间并经由信号线332连接至控制器320。
在操作中，***400可相似于***300的方式进行操作但存在下列不同。在***400中，当处理工具302处于臭氧模式时，控制器320可控制阀330关闭且阀328开启，因此将臭氧由处理工具302转向至氧化剂供应源312。在非臭氧模式下，控制器320可关闭阀328并开启阀330，以将需要减排的排出物转向至减排工具310。
图5是本发明的用于减少资源使用的***500的示意图。***500相似于图3的***300但存在下列不同。在***500中，氧化剂供应源312完全不适用于接收臭氧。相反，导管308可经由阀318、334及导管316连接至导管314。
在操作中，***500相似于图3的***300操作但存在下列不同。在***500中，当处理工具302处于臭氧模式时，控制器320可控制阀318以将臭氧转向导管316，并经阀334转向至导管314中，这可防止氧化剂从导管314回流至导管316。当处理工具处于非臭氧模式时，***500可经导管308及阀门318将来自处理工具302的需要减排的排出物导引至减排工具310内。
图6是本发明的用于减少资源使用的***600的示意图。***600相似于***500但存在下列不同。在***600中，导管316将导管314与处理工具302连接，而不是如在***500中那样将导管314连接至导管308。
在操作中，***600可以相似于***500的方式进行操作。
图7是本发明的用于减少资源使用的***700的示意图。***700相似于***400但存在下列不同。在***700中，导管316将处理工具经阀328连接至减排工具，而不是连接至氧化剂供应源312。
在操作中，***700可以相似于***400的方式进行操作。
图8是本发明的用于减少资源使用的***800的示意图。***800相似于***300但存在下列不同。在***800中，导管316将导管308经阀318直接连接至减排工具310，而不是如在***300中那样连接至氧化剂供应源312。
在操作中，***800相似于***300进行操作，但存在下列不同。当处理工具302处于臭氧模式时，控制器可将阀318设定为将臭氧经导管316转向至减排工具310内。当处理工具处于非臭氧模式时，控制器320可将阀318设定为将需要减排的排出物从处理工具302引导至减排工具310。
图9是用于减少在电子器件制造***中惰性气体的使用的本发明方法900的流程图。在步骤902，惰性气体(通常为氮)以第一流率被引入真空泵，真空泵被用于从处于处理模式的处理工具排空排出物。如上所述，惰性气体的第一流率可以是足以将排出物粘度升高至预定粘度的速率。在步骤904，当处理工具在清洁模式下进行操作时，惰性气体以第二流率被引入真空泵。如上述讨论，惰性气体的第二流率可以是足以稀释洁净的排出物以降低伤害真空泵及/或真空泵的润滑作用的可能性的速率。最后，在步骤906，当处理工具及/或真空泵处于停机模式时，惰性气体以第三流率被引入真空泵。如上述讨论，第三流率可以是足以防止周遭空气进入减排***的流率。
图10是用于减少在电子器件制造***中惰性气体的使用的本发明另一方法1000的流程图。在步骤1002，当处理工具在处理模式下进行操作时，惰性气体以第一流率被引入减排工具入口。第一流率可以是足以防止某些微粒物质粘附在减排单元的内壁上的流速。如上所述，惰性气体可以以环形保护层的形式进入减排单元，微粒物质难以通过此环形保护层而到达减排单元的内壁。在步骤1004，当处理工具在清洁模式下进行操作时，气体引以第二流率被引入减排工具入口。如上所述，第二流率可以是零流率。已观察到当第二流率是零流率时，减排工具可经历更少的微粒粘附在减排工具内壁。在步骤1006，当处理工具处于停机模式时，惰性气体以第三流率被引入减排工具入口。第三流速可以是零流率。
图11是操作电子器件制造***的方法的流程图，其中该电子器件制造***使用处理工具臭氧排出物作为在减排工具中的氧化剂。在步骤1102，当处理工具在臭氧模式下进行操作时，将处理工具臭氧排出物导入减排工具内以作为氧化剂使用。在步骤1104，当处理工具在非臭氧模式下进行操作时，处理工具排出物被导入减排单元以进行减排。
前述描述仅揭示了本发明的示例性实施例。对前述属于本发明范畴的装置及方法的修改对于本领域的技术人员而言显见。在某些实施例中，本发明的装置及方法可应用至半导体器件处理及/或电子器件制造。
因此，虽然本发明已经由其示例性实施例揭示，但应了解其它实施例可落在如所附权利要求界定的本发明的思想及范畴内。
Claims (13)
1.一种操作电子器件制造***的方法，包括以下步骤：
当处理工具在处理模式下进行操作时，将惰性气体以第一流率引入处理工具真空泵中；以及
当所述处理工具在清洁模式下进行操作时，将所述惰性气体以第二流率引入所述处理工具真空泵中。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
当所述真空泵未进行操作时，将所述惰性气体以第三流率引入所述处理工具真空泵中。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第三流率是足以防止周遭空气进入所述泵和将所述泵与所述处理工具连接的导管中的流率。
4.一种操作电子器件制造***的方法，包括以下步骤：
当减排工具对其排出物进行减排处理所针对的处理工具在处理模式下进行操作时，将惰性气体以第一流率引入所述减排工具的入口中；以及
当所述处理工具在清洁模式下进行操作时，将所述惰性气体以第二流率引入所述减排工具的所述入口中。
5.根据权利要求4所述的操作电子器件制造***的方法，其中，所述第二流率是零流率。
6.根据权利要求4所述的操作电子器件制造***的方法，还包括以下步骤：
当所述处理工具未进行操作时，将所述惰性气体以第三流率引入所述减排工具的所述入口中。
7.根据权利要求6所述之操作电子器件制造***的方法，其中，所述第三流率是零流率。
8.根据权利要求4所述的操作电子器件制造***的方法，其中，所述惰性气体被引入至所述减排工具的所述入口中，使得形成所述惰性气体的环形保护层。
9.一种操作电子器件制造***的方法，包括以下步骤：
将来自电子器件制造工具的臭氧排出物导入减排工具的氧化剂供应导管中作为氧化剂使用。
10.一种电子器件制造***，包括：
处理工具；
臭氧供应源，其适于将臭氧供应至所述处理工具；
减排单元，其适于接收来自所述处理工具的排出物；以及
导管，其将所述减排单元连接至所述处理工具，所述导管适于将从所述处理工具排出的臭氧导入所述减排单元的氧化剂供应导管中作为氧化剂使用。
11.根据权利要求10所述的电子器件制造***，其中，所述导管将所述臭氧经由氧化剂供应导管导入所述减排工具的氧化剂供应源中。
12.根据权利要求10所述的电子器件制造***，其中，所述导管将所述臭氧在与其它被导入所述减排工具的氧化剂分离的情况下导入所述减排工具中。
13.一种电子器件制造***，包括：
处理工具；
臭氧供应源，其适于将臭氧供应至所述处理工具；
减排单元，其适于接收来自所述处理工具的排出物；以及
导管，其将所述减排单元连接至所述处理工具，所述导管适于将从所述处理工具排出的臭氧导入所述减排单元中作为氧化剂使用；
第一氧化剂供应导管，其将来自所述减排工具的臭氧在与其它被导入所述减排工具的氧化剂分离的情况下导入到所述减排工具中；以及
氧化剂供应源，其经由第二氧化剂供应导管连接到所述减排单元。
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