[发明专利]气体处理设备

说明书

技术领域

本发明涉及气体处理设备。实施例涉及用以处理含有例如比方说SiO₂的固体微粒的气体和例如HCl的酸性气体的气体处理设备。

背景技术

气体处理设备是已知的。这类设备被用于处理从外延淀积过程中产生的流出气体。外延淀积过程被越来越多地用于高速半导体器件的制造，用于硅和化合物半导体两者的应用。外延层是精细生长后的单晶硅薄膜。外延淀积在通常800－1100℃左右的高温的氢气气氛中和真空条件下利用硅源气体，通常是硅烷或者氯硅烷化合物的一种，例如三氯硅烷或二氯甲硅烷。外延淀积过程根据需要常掺杂有少量的硼、磷、砷、锗或碳，用于正在制作的器件。被供应到过程腔室的刻蚀气体可包括例如HCl，HBr，BCl₃，Cl₂和Br₂的卤化合物和它们的组合。在过程运行之间，氯化氢（HCl）或者例如SF₆或NF₃的另一种卤化合物可被用来清洁腔室。

在这类工艺中，被供应到过程腔室的气体的仅一小部分在腔室内被消耗，因此供应到腔室的气体的大部分与由在腔室内发生的处理产生的固态和气态副产品一起被从腔室中排出。过程工具通常具有多个过程腔室，其中每个过程腔室可处在淀积、刻蚀或清洁过程中的各自不同阶段。因此，在处理期间，由腔室中排出气体的组合所形成的废物流出流可具有多种不同成分。在废物流被排入大气前，废物流被处理以从中去除所选的气体和固体微粒。常见利用填充塔式洗涤器将例如HF和HCl的酸性气体从气流中去除，在填充塔式洗涤器中酸性气体被流过洗涤器的洗涤液带入溶液中。硅烷是自燃的，故在废物流被输送通过洗涤器前，对于废物流的常见做法是输送其通过热焚烧炉以使存在于废物流内的硅烷或其它自燃气体与空气发生反应。任何全氟化合物，例如NF₃，也可在焚烧炉内被转变为HF。

当硅烷燃烧时，产生大量的二氧化硅（SiO₂）微粒。虽然在填充塔式洗涤器内这些微粒中的许多被洗涤液带入悬浮液中，但观察到洗涤液对相对较小微粒（例如，具有小于1微米的尺寸）的捕获是相对差的。考虑到此，已知在洗涤器的下游设置静电沉降器以将这些较小微粒从废物流中去除。

尽管这类设备提供流出气流的处理，但它们具有许多不足之处。相应地，期望提供改进的气体处理设备。

发明内容

依照第一方面，提供气体处理设备，包含：可操作来接收源自制造过程工具的流出气流，以使流出气流在其内被洗涤从而提供洗涤后气流的气体洗涤腔室；和可操作来接收洗涤后气流以使洗涤后气流在其内被处理从而提供处理后气流的静电沉降腔室，气体洗涤腔室和静电沉降腔室中的一个限定第一腔室，气体洗涤腔室和静电沉降腔室中的另一个限定第二腔室，第一腔室被构造为围绕第二腔室。

第一方面认识到关于现有设备的一个问题，即现有设备占据的体积随要被处理的流出气体的流率增加和/或对处理这些流出气体的效率需求增加（通常表示为在处理后的气流中存在的固体微粒和/或酸性气体的浓度的减小）而非线性增长。

相应地，气体处理设备被提供。设备可包含用于接收源自制造过程工具的流出气流的气体洗涤腔室。流出气流将在气体洗涤腔室内经洗涤处理以便产生洗涤后的气流作为输出。设备可还包含接收洗涤后气流的静电沉降腔室。静电沉淀腔室随后处理洗涤后的气流并产生处理后的气流。气体洗涤腔室或者静电沉降腔室限定第一腔室，同时气体洗涤腔室或静电沉降腔室中的另一个限定第二腔室。第一腔室被布置或者被构造成围绕第二腔室。这样，第一腔室和第二腔室能享有同样的体积，这使更加紧凑很多的设备能够被提供，相比于常规设备，对于任何给定流速或效率需求减小了设备的尺寸。而且，通过用第一腔室围绕第二腔室，所需组装不那么复杂，这使用到的零件能够更少。

在一个实施例中，第二腔室被保持在第一腔室内。

在一个实施例中，第一腔室同心地围绕第二腔室。

在一个实施例中，第一腔室以环状式和圆周式中的至少一种方式绕着第二腔室延伸。

在一个实施例中，第一腔室和第二腔室享有共用壁。相应地，可设置分离第一腔室与第二腔室的共用壁。

在一个实施例中，共用壁的内表面限定第二腔室的外壁，共用壁的外表面限定第一腔室的内壁。相应地，共用壁的一侧可形成第一腔室的一部分，而共用壁的另一表面可形成第二腔室的一部分。