[发明专利]气体燃烧设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于燃烧多个废气的设备和方法。

背景技术

在半导体设备制造中的主要步骤是在半导体基片上通过蒸气前体的化学反应形成薄膜。用于在基片上沉积薄膜的一个已知技术是化学汽相沉积(CVD)。在此技术中，过程气被提供到容纳了基片的处理室且起反应以在基片的表面上形成薄膜。例如，硅烷通常用于硅源且氨用于氮源。

CVD沉积不限制于基片的表面，且这可能例如导致气体喷嘴的阻塞和室窗的模糊。另外，可能形成微粒，微粒可能落在基片上且导致沉积的薄膜内的缺陷或干扰沉积系统的机械运行。作为结果，处理室的内表面被定期清洁以从室去除有害的沉积材料。一个清洁室的方法是供给例如分子氟(F₂)的清洁气以与有害沉积材料反应。

在处理室内进行沉积或清洁处理后，典型地存在包含在来自处理室的废气中的供给到处理室的气体的残余量。例如硅烷、氨的过程气和例如氟的清洁气如果排放到大气中是高度危险的，且因此在将废气通风到大气前经常提供消除设备来处理废气，以将废气的更有害的成分转化为可以例如通过常规的洗气而容易地从废气中去除的种类，和/或可以安全的排放到大气的种类。

消除设备的一个已知的类型在EP-A-0 819 887中描述。此消除设备包括燃烧室，燃烧室具有废气燃烧喷嘴以接收待处理的废气。环形燃烧喷嘴提供在废气喷嘴外侧，且燃料和空气的气体混合物被提供到环形燃烧喷嘴以在燃烧室内侧形成还原性火焰来燃烧从处理室接收的废气，以销毁废气的有害成分。

在这样的设备中，供给到燃烧室的燃料的量被预先设定，使得足以销毁废气内包含的过程气和清洁气。因为对于例如F₂、NF₃和SF₆的含有氟的清洁气保证高的销毁和去除效率(DRE)的要求，燃料的总量典型地通过消除将进入燃烧室的清洁气的最大流量的热量要求确定。CVD过程在沉积步骤和清洁步骤之间以由工具类型确定的频率交替。典型地，使用了在EP-A-0 819 887中描述的设备的处理应用具有跟随沉积步骤的清洁步骤。作为结果，消除设备在其时间的大约50％以高于将与销毁在被处理的基片上的沉积相关的过程气所实际要求的燃料使用而运行。

使用还原性火焰所遇到的另一个问题是当接收高流量(例如大约60slpm)的含氨废气时，例如从平板显示器处理室接收时，高的DRE不能实现。

发明内容

至少本发明的优选实施例的目的是需求解决这些和其他问题。

在第一方面中，本发明提供了使用用于将废气输送到燃烧室内的多个废气燃烧喷嘴来燃烧废气的方法，方法包括如下步骤：将各废气输送到每个喷嘴且对于每个喷嘴选择地供给燃料和氧化剂以用于在室内形成燃烧火焰，和随输送到喷嘴的废气的化学组成的变化调整燃料和氧化剂的供给。

这可以使得每个燃烧火焰的属性能取决于接收的废气的属性选择地修改。这可以提高废气的销毁率效率且优化燃料消耗。例如，供给到喷嘴的燃料和氧化剂的量可以被调整，以当包含例如氨的第一废气输送到喷嘴时产生氧化性燃烧火焰，且当与第一废气不同的、例如包含如F₂、NF₃和SF₆中的一个的清洁气的第二废气输送到喷嘴时产生还原性燃烧火焰。

因此可以对于过程气和清洁气都实现高的DRE，同时允许在每个喷嘴处的燃料消耗根据输送到该喷嘴的废气的属性被单独地优化。这可以使得最小化燃料消耗，因此降低运行成本，且可以使得能提供单一的燃烧室以用于处理例如从多个以不同的沉积和清洁循环运行的处理室排放的多种不同的废气。

向喷嘴的燃料和氧化剂供给的调整可以根据在处理室内进行的沉积和清洁循环定时。替代地，对于每个喷嘴，可以接收代表了输送到该喷嘴的废气的化学组成的变化的数据，供给到此喷嘴的燃料和氧化剂的量响应于接收到的数据调整。在优选的实施例中，每个废气从处理工具的处理室排放，数据由处理工具供给。替代地，气体传感器可以位于用于将废气输送到喷嘴的导管系统内，此传感器构造为供给数据。

在第二方面中，本发明提供了用于燃烧废气的设备，设备包括：燃烧室，多个废气燃烧喷嘴，每个用于将各废气输送到室内，每个喷嘴具有与其相关的用于接收燃料和氧化剂的各装置，以用于在室内形成燃烧火焰，和对于每个废气用于接收代表了废气的化学组成的变化的数据且用于响应于数据调整燃料和氧化剂的供给以用于燃烧废气的控制装置。