(57)【要約】  第１の態様では、第１除害装置が提供される。第１除害装置は、半導体デバイス製造チャンバからの流出物の流れを受容するように適合された酸化ユニット（１０８）と、酸化ユニットからの流出物の流れを受容するように適合された第1水スクラバユニット（１１０）と、第1水スクラバユニットからの流出物の流れを受容するように適合された触媒ユニット（１１２）とを含んでいる。これ以外にも様々な態様が提供される。【選択図】  図１
2008546525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイス製造チャンバからの流出物の流れを受容するように適合された酸化ユニットと、
前記酸化ユニットからの前記流出物の流れを受容するように適合された第１水スクラバユニットと、
前記第1水スクラバユニットからの前記流出物の流れを受容するように適合された触媒ユニットと、
を備える除害装置。
【請求項２】
前記酸化ユニットが、前記流出物の流れからＨＡＰおよびＶＯＣを除去するように適合されている、請求項１に記載の除害装置。
【請求項３】
前記触媒ユニットが、前記流出物の流れからＰＦＣを除去するように適合されている、請求項２に記載の除害装置。
【請求項４】
前記第１水スクラバユニットが、前記流出物の流れから酸副製造物を除去するように適合されている、請求項３に記載の除害装置。
【請求項５】
前記触媒ユニットから前記流出物の流れを受容するように適合された第２水スクラバユニットをさらに備える、請求項１に記載の除害装置。
【請求項６】
前記除害装置が、前記酸化ユニットまたは前記触媒ユニットのみの除害能力よりも高い全体的な除害能力を有する、請求項１に記載の除害装置。
【請求項７】
ハロゲン含有廃棄物の流れの場合に、前記除害装置が、前記酸化ユニットの除害能力よりも高い全体的な除害能力を有する、請求項１に記載の除害装置。
【請求項８】
ハロゲン含有廃棄物の流れの場合に、前記除害装置が、前記酸化ユニットの除害能力の少なくとも２倍の全体的な除害能力を有する、請求項７に記載の除害装置。
【請求項９】
前記除害装置の触媒のユニット容量毎の全体的な除害能力が、前記触媒ユニットの触媒のユニット容量毎の除害能力よりも高い、請求項１に記載の除害装置。
【請求項１０】
前記除害装置の触媒のユニット容量毎の全体的な除害能力が、前記触媒ユニットの触媒のユニット容量毎の除害能力の少なくとも２倍である、請求項９に記載の除害装置。
【請求項１１】
前記廃棄物の流れが前記触媒ユニットに入る前に、廃棄物の流れを加熱するように適合された熱交換器をさらに備える、請求項１に記載の除害装置。
【請求項１２】
前記熱交換器が、前記廃棄物の流れが前記触媒ユニットに入る前に、前記酸化ユニットからの加熱された廃棄物の流れを使用して前記廃棄物の流れを加熱するように適合されている、請求項１１に記載の除害装置。
【請求項１３】
前記熱交換器が、前記廃棄物の流れが前記触媒ユニットに入る前に、前記触媒ユニットからの加熱された廃棄物の流れを使用して前記廃棄物の流れを加熱するように適合されている、請求項１１に記載の除害装置。
【請求項１４】
前記熱交換器が、前記触媒ユニット内の触媒を通過した廃棄物の流れを受容するように前記触媒ユニット内に位置決めされた管を備える、請求項１３に記載の除害装置。
【請求項１５】
前記触媒ユニットが、少なくとも第１水スクラバユニットへの対応アクセスを提供するために、前記酸化ユニットに関連して動作するように適合されている、請求項１５に記載の除害装置。
【請求項１６】
前記除害装置の出力部に結合し、前記除害装置から気体廃棄物の流れを引き出すドラフト圧力または負圧を作成するように適合された圧力規制デバイスをさらに備えている、請求項１に記載の除害装置。
【請求項１７】
前記圧力規制デバイスが湿気の排出を規制するように適合されている、請求項１６に記載の除害装置。
【請求項１８】
前記圧力規制デバイスが、前記気体排出物の流れを希釈するように適合されている、請求項１６に記載の除害装置。
【請求項１９】
前記圧力規制デバイスが送風機である、請求項１６に記載の除害装置。
【請求項２０】
前記圧力規制デバイスがエダクタ（eductor）である、請求項１６に記載の除害装置。
【請求項２１】
前記酸化ユニットが第１除害システムの一部であり、前記触媒ユニットが、前記第１除害システムに組み入れられた第２除害システムの一部である、請求項１に記載の除害装置。
【請求項２２】
半導体デバイス製造チャンバからの流出物の流れを受容し、前記流出物の流れを除害するように適合された酸化ユニットと、
前記酸化ユニットからの前記流出物の流れを受容し、前記流出物の流れをスクラビングするように適合された第１水スクラバユニットと、
前記第１水スクラバユニットからの前記流出物の流れを受容し、前記流出物の流れをスクラビングするように適合された第２水スクラバユニットと、
前記第２水スクラバユニットからの前記流出物の流れを受容し、前記流出物の流れを除害するように適合された触媒ユニットと、
前記触媒ユニットからの前記流出物の流れを受容し、前記流出物の流れをスクラビングするように適合された第３水スクラバユニットと、
前記第３水スクラバユニットからの前記流出物の流れを受容し、前記流出物の流れをスクラビングするように適合された第４水スクラバユニットと、
を備える除害装置。
【請求項２３】
廃棄物の流れが前記触媒ユニットに入る前に、前記廃棄物の流れを加熱するように適合された熱交換器をさらに備えている、請求項２２に記載の除害装置。
【請求項２４】
前記熱交換器が、前記廃棄物の流れが前記触媒ユニットに入る前に、前記酸化ユニットからの加熱された廃棄物の流れを使用して前記廃棄物の流れを加熱するように適合されている、請求項２３に記載の除害装置。
【請求項２５】
前記熱交換器が、前記廃棄物の流れが前記触媒ユニットに入る前に、前記触媒ユニットからの加熱された廃棄物の流れを使用して前記廃棄物の流れを加熱するように適合されている、請求項２３に記載の除害装置。
【請求項２６】
前記触媒ユニットが、少なくとも前記第１および第２水スクラバユニットに対応アクセスを提供するために、前記酸化ユニットに関連して動作するように適合されている、請求項２２に記載の除害装置。
【請求項２７】
前記酸化ユニット、前記第１水スクラバユニット、前記第２水スクラバユニットが、第１除害システムの一部であり、前記触媒ユニット、第３水スクラバユニット、第４水スクラバユニットが、前記第１除害システムに組み入れられた第２除害システムの一部である、請求項２２に記載の除害装置。
【請求項２８】
半導体デバイス製造システムの気体廃棄物の流れを除害する方法であって、
前記気体廃棄物の流れを受容するステップと、
酸化チャンバ内の前記気体廃棄物の流れを除害するステップと、
前記酸化チャンバ内の前記気体廃棄物の流れを除害した後に、前記気体廃棄物の流れをスクラビングするステップと、
触媒チャンバ内の前記気体廃棄物の流れを除害するステップと、
前記触媒チャンバ内の前記気体廃棄物の流れを除害した後に、前記気体廃棄物の流れをスクラビングするステップと、
を備える方法。
【請求項２９】
前記酸化チャンバ内の前記気体廃棄物の流れを除害した後に前記気体廃棄物の流れをスクラビングするステップが、前記気体廃棄物の流れに少なくとも２つの水スクラバを通過させる工程を備える、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記触媒チャンバ内で前記気体廃棄物の流れを除害した後に前記気体廃棄物の流れをスクラビングするステップが、前記気体廃棄物の流れに少なくとも２つの水スクラバを通過させる工程を備える、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記気体廃棄物の流れが前記触媒チャンバに入る前に、前記気体廃棄物の流れを加熱するために熱交換器を採用することをさらに備える、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記気体廃棄物の流れを加熱するために前記熱交換器を採用するステップが、前記気体廃棄物の流れを加熱するために、前記酸化チャンバからの加熱された廃棄物の流れを採用する工程を備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記気体廃棄物の流れを加熱するために前記熱交換器を採用するステップが、前記気体廃棄物の流れを加熱するために、前記触媒チャンバからの加熱された廃棄物の流れを使用する工程を備える、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
除害システムを形成する方法であって、
酸化チャンバと少なくとも１つのスクラバとを有する第１除害システムを提供するステップと、
触媒チャンバと少なくとも１つのスクラバとを有する第２除害システムを提供するステップと、
前記第１除害システムおよび前記第２除害システム内で廃棄物の流れを除害する１つの除害ユニットを形成するために、前記第１および第２除害システムを構成するステップと、
を備える方法。
【請求項３５】
前記第１および第２除害システムの両方への対応アクセスを提供するために、前記第１および第２除害システムを構成することをさらに備える、請求項３４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の内容】
【０００１】
本出願は、２００５年６月１３日（代理人整理番号１０３２４／Ｌ）に提出された米国仮特許出願番号６０／６９０，３４０の優先権を請求するものである。上記の出願の全体は本願明細書に組み込まれる。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は、一般的に半導体デバイス製造に関し、より具体的には、半導体デバイス製造機器を除害する方法および装置に関する。
【発明の背景】
【０００３】
過フッ化炭化水素、クロロフルオロカーボン、炭化水素、およびその他のフッ素を含有した気体は、処理チャンバ内での能動および静止電子経路の製造中に使用される、あるいは副製造物として形成される。これらの気体は人体にとって有害であり、環境にとって危険なものである。これに加え、これらの気体は赤外線放射を強力に吸収し、地球温暖化の大きな原因となる。特に周知なのは、継続的にフッ素化処理した化合物またはペルフルオロ化合物（ＰＦＣ）であり、これらは多くの場合数千年を超える寿命を有する、長寿命で、化学的に安定した化合物である。ＰＦＣの幾つかの例には、四フッ化炭素（ＣＦ４）、六フッ化エタン（Ｃ２Ｆ６）、ペルフルオロシクロブタン（Ｃ４Ｆ８）、ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２）、ペルフルオロシクロブタン（Ｃ４Ｆ６）、ペルフルオロプロパン（Ｃ３Ｆ８）、三フッ化メタン（ＣＨＦ３）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、フッ化カルボニル（ＣＯＦ２）などがある。
【０００４】
別の危険な気体はフッ素分子、Ｆ２である。１ｐｐｍといった少量のＦ２に連続して晒されることは危険であり、また、Ｆ２は非有害形式に分解または低減することが困難である。過去には、地面に降下する空気中のＦ２濃度が規制レベルを下回るよう十分に高く積み重ねた排出物からＦ２含有流出物を排出させていた。しかし、この技術は、環境の観点から見て理想的なものではなく、また、製造の観点から見ても、Ｆ２を生成する、フッ素処理した気体による処理の量が排出物の積み重ね高さによって制限される点において望ましくない。したがって、処理チャンバから開放される流出物、特にＦ２を含有した流出物の危険な気体内容物を低減する装置および方法を有することが望ましい。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の第１の態様では、第１除害装置が提供される。この第１除害装置は、（１）半導体デバイス製造チャンバからの流出物の流れを受容するように適合された酸化ユニットと、（２）酸化ユニットからの流出物の流れを受容するように適合された第1水スクラバユニットと、（３）第1水スクラバユニットからの流出物の流れを受容するように適合された触媒ユニットと、を含む。
【０００６】
本発明の第２の態様では、第２除害装置が提供される。この第２除害装置は、（１）半導体デバイス製造チャンバからの流出物の流れを受容し、流出物の流れを除害するように適合された酸化ユニットと、（２）酸化ユニットからの流出物の流れを受容し、流出物の流れをスクラビングするように適合された第１水スクラバユニットと、（３）第１水スクラバユニットからの流出物の流れを受容し、流出物の流れをスクラビングするように適合された第２水スクラバユニットと、（４）第２水スクラバユニットからの流出物の流れを受容し、流出物の流れを除害するように適合された触媒ユニットと、（５）触媒ユニットからの流出物の流れを受容し、流出物の流れをスクラビングするように適合された第３水スクラバユニットと、（６）第３水スクラバユニットからの流出物の流れを受容し、流出物の流れをスクラビングするように適合された第４水スクラバユニットと、を含む。
【０００７】
本発明の第３の態様では、半導体デバイス製造システムの気体廃棄物の流れを除害する方法が提供される。この方法は、（１）気体廃棄物の流れを受容するステップと、（２）酸化チャンバ内の危害廃棄物の流れを除害するステップと、（３）酸化チャンバ内の気体廃棄物の流れを除害した後に、気体廃棄物の流れをスクラビングするステップと、（４）触媒チャンバ内の気体廃棄物の流れを除害するステップと、（５）触媒チャンバ内の気体廃棄物の流れを除害した後に、気体廃棄物の流れをスクラビングするステップと、を含む。
【０００８】
本発明の第４の態様では、除害システムを形成する方法が提供される。この方法は、（１）酸化チャンバと少なくとも１つのスクラバとを有する第１除害システムを提供するステップと、（２）触媒チャンバと少なくとも１つのスクラバとを有する第２除害システムを提供するステップと、（３）第１除害システムおよび第２除害システム内で廃棄物の流れを除害する１つの除害ユニットを形成するために、第１および第２除害システムを構成するステップと、を含む。
【０００９】
本発明のこれ以外の特徴および態様は、以下の詳細な記述、付属の請求項、添付の図面から十分に明白となる。
【詳細な説明】
【００１０】
本発明は、半導体デバイス製造機器を除害する方法および装置を提供する。例えば、本発明は、プラズマ拡張化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）Ｌｏｗ−ｋまたはＨｉｇｈ−ｋ堆積、高密度プラズマ化学気相堆積（ＨＤＰＣＶＤ）、サブ大気圧化学気相堆積（ＳＡＣＶＤ）、低圧化学気相堆積（ＬＰＣＶＤ）、金属化学気相堆積（ＭＣＶＤ）、エッチング、エピタキシャル成長、急速加熱処理（ＲＴＰ）、注入などに関連した処理および／またはチャンバのような半導体デバイス製造処理の最中および／または半導体デバイス製造機器の洗浄中に生成される、ペルフルオロ化合物（ＰＦＣ）、危険な空気汚染（ＨＡＰ）、揮発性の有機化合物（ＶＯＣ）、あるいはその他の類似の材料を除害するために採用することができる。或る例示的な実施形態では、本発明を、ＣＶＤチャンバの洗浄中に生成されるＰＦＣを除害するために採用することができる。
【００１１】
本発明の１または複数の実施形態では、電気酸化、熱触媒、水スクラビング技術を組み合わせることによって除害化が向上される。こうした組み合わせにより、ＰＦＣ、ＨＡＰ、ＶＯＣを含むほぼ全ての半導体ガス副製造物への９９％の除害有効性が提供される。
【００１２】
本発明の実施形態は、カリフォルニア州サンノゼにあるメトロン・テクノロジー社（Ｍｅｔｒｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）のエコシス(ＥＣＯＳＹＳ)部から入手可能な制御された分解および酸化（ＣＤＯ）システムのような、既存の製品に組み入れたものであってもよい。例えば、ＣＤＯシステムを、オハイオ州ダブリンにあるギルド・アソシエイツ（Ｇｕｉｌｄ  Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓ)から入手可能なトリニティ（Ｔｒｉｎｉｔｙ）システムのような熱除害システムと組み合わせることが可能である。
【００１３】
除害には水と電気を採用しているため、メタンや水素のような可燃性または可燃性の燃料は必要ない。
【００１４】
本発明の例示的な実施形態を図１〜図１０を参照しながら以降で説明する。
【００１５】
図１は、本発明に従って提供された第１の例示的な処理システム１００の概略図である。図１を参照すると、処理システム１００は、除害システム１０４に結合された１または複数の処理ツール１０２を含んでいる。この除害システム１０４は排出部１０６（例えば、排出室）に結合される。
【００１６】
１または複数の処理ツール１０２は、例えば、半導体デバイス製造に使用される１または複数のエッチングチャンバや堆積チャンバなどを含んでいてもよい。除害システム１０４は、１つの処理チャンバまたはツール、複数の処理チャンバおよび／またはツールを除害するために採用することができる。
【００１７】
図１に示すように、除害システム１０４は、１または複数の処理ツール１０２に結合された酸化チャンバ１０８、酸化チャンバ１０８に結合された酸化後スクラバ１１０、酸化後スクラバ１１０に結合された触媒チャンバ、触媒チャンバ１１２と排出部１０６に結合された触媒後スクラバ１１４を含んでいる。酸化チャンバ１０８、酸化後スクラバ１１０、触媒チャンバ１１２、触媒後スクラバ１１４の例示的な実施形態については、以降で図２〜図５を参照しながら説明している。
【００１８】
動作時に、１または複数の気体廃棄物の流れが処理ツール（１または複数）１０２によって製造され、酸化チャンバ１０８へ送られる。例えば、処理ツール（１または複数）１０２内で実行されるエッチング、堆積、洗浄、その他の半導体デバイス製造処理によって気体廃棄物の流れを生成することができる。酸化チャンバ１０８内では、各気体廃棄物の流れが水素のような試薬と組み合わされ、この混合物が適切な温度にまで加熱されて、より処置可能な形式に変換される。例えば、ハロゲン含有ガスを水素のような試薬と組み合わせることで酸ガス（例えば、フッ素の場合にＨＦ、塩素の場合にＨＣ１）が産生され、次にこれが、酸化後スクラバ１１０内をスクラビングすることで除去される。可燃性および自然発火性材料であるＨＡＰおよびＶＯＣを同様に除害することもできる。
【００１９】
例示的な試薬には、例えば水素、炭化水素（メタン、プロパン、天然ガスなど）、アンモニア、空気、酸素、水蒸気、アルコール、エーテル、カルシウム化合物、アミン、これらガスの混合物など液体および／または固体が含まれるが、これら以外の試薬の使用も可能である。気体廃棄物の流れを除害するための、および／または、気体廃棄物の流れをより処置可能な形式に変換するための例示的な温度は約６５０〜９５０℃であるが、これ以外の温度範囲を使用することもできる。
【００２０】
酸化後スクラバ１１０内部では、気体廃棄物の流れから酸化の固体副製造物（例えばＳｉＯ２、ＷＯ３など）、酸、および／または微粒子を除去することができる。例えば、酸化物チャンバ１０８内でフッ素または塩素を水素と反応させると、ＨＦまたはＨＣ１のような酸ガスが産生される。この酸ガスは、酸化後スクラバ１１０内で水スクラビングにより除去できる。
【００２１】
酸化後スクラバ１１０内でスクラビングされた気体廃棄物の流れは、触媒チャンバ１１２に入る。触媒チャンバ１１２内部にて、さらなる気体廃棄物の流れの除害が発生する。例えば、触媒チャンバ１１２内に存在する気体廃棄物の流れと触媒の間の反応を介して、ＰＦＣ並びに残留ハロゲン（例えばフッ素）、ＨＡＰおよび／またはＶＯＣが除害される。（以降でさらに説明しているように、気体廃棄物の流れ内に存在する、酸化後スクラバ１１０からの水蒸気によって除害処理が補助される。）
一例として、触媒チャンバ１１２は、気体廃棄物の流れの中にある危険なガス内容物を低減する反応に対して触媒作用を及ぼす触媒表面を含んでいてもよい。触媒表面は、例えば、触媒金属で作成された、あるいは、細分割触媒、発泡体またはペレットの床を支持する構造であったり、触媒チャンバ１１１２の壁または構成部品上のコーティングであってもよい。触媒表面は例えば、触媒を組み込んだハニカム部材を備える支持構造の表面を備えていてもよく、これにより、支持構造表面よりも上の位置に高い表面範囲部材が形成され、触媒チャンバ１１２の入口から出力部へ流出物が流れる際に流出物がこの内部を流れることができる。触媒表面は、例えば、菫青、Ａｌ２Ｏ３、アルミナシリカ、ムライト、炭化シリコン、窒化シリコン、ゼオライト、およびこれらの同等物のようなセラミック材料を備える構造の上にあってもよく、あるいは、ジルコニア（ＺｒＯ２）、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、またこれらおよび他の酸化物の組み合わせのような材料のコーティングを備えていてもよい。また、触媒表面には、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｌａ、またこれらおよび触媒の働きを拡張するものとして知られた他の材料の組み合わせといった触媒金属を染み込ませることもできる。
【００２２】
気体廃棄物の流れは、触媒チャンバ１１２を出た後に触媒後スクラバ１１４に入る。触媒後スクラバ１１４内部において、気体廃棄物の流れ（１または複数）から可溶性の触媒副製造物や酸などが除去される。この後、これによって生じた任意の気体廃棄物の流れが排出部１０６に供給される。（排出部１０６は、必要に応じて追加の除害および／またはスクラビングを含んでいてもよい点に留意する。）
図２は、図１に示した例示的な除害システム１０４の例示的な第１実施形態の概略図であり、図２ではこれを除害システム２０４として参照している。図２を参照すると、除害システム２０４は図１の除害システム１０４と類似しており、酸化チャンバ１０８、酸化後スクラバ１１０、触媒チャンバ１１２、触媒後スクラバ１１４を含む。しかし、図２では、除害システム２０４に、酸化システム２０６（酸化チャンバ１０８と酸化後スクラバ１１０を含む）に、触媒システムまたは「触媒バックパック」２０８（触媒チャンバ１１２と触媒後スクラバ１１４を含む）を組み入れることで形成している。
【００２３】
１または複数の実施形態では、除害システム２０４を、カリフォルニア州サンノゼにあるメトロン・テクノロジー社（Ｍｅｔｒｏｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）のエコシス（Ｅｃｏｓｙｓ）部より入手可能な制御された分解および酸化（ＣＤＯ）システムに、オハイオ州ダブリンにあるギルド・アソシエイツより入手可能なトリニティシステム（Ｔｒｉｎｉｔｙ  ｓｙｓｔｅｍ）のような熱除害システムに組み入れることで形成できる。米国特許６、２６１、５２４号、６、４２３、２８４号は、米国特許６、４６８、４９０号、６、８２４、７４８号で説明されているもののような適切な触媒システムを組み入れることができる例示的な酸化システムについて説明している。これらの特許のそれぞれの全体は、本願明細書に組み込まれる。
【００２４】
上述したＣＤＯシステムは、気体廃棄物の流れからの可燃性物質、自然発火性物質、ＨＡＰ、および／またはＶＯＣを（例えば、水素または他の適切な試薬を使用して）除去する電気酸化ファーネスである。ＣＤＯシステム内部の酸化後スクラバは酸化副製造物、酸、その他の微粒子を除去する。酸化システム（例えばＣＤＯシステム）に結合された触媒バックパックシステムを使用して、酸化システムで除害されなかったＰＦＣおよび追加のＨＡＰまたはＶＯＣを除害し、触媒バックパックシステムの触媒チャンバとスクラバを介して（例えば、併流および／または逆流の水スクラバを介して）触媒の酸および可溶性副製造物を除去する。触媒システムの追加のＨＡＰよびＶＯＣ除害性質は、以下で説明するように、除害システム全体の帯域幅および／または寿命を著しく増加させることができる。
【００２５】
少なくとも一実施形態では、処理システム１００の酸化システム２０６、処理ツール（１または複数）１０２、ポンプと連通している触媒バックパック内に制御および連動システムを提供することで、ツール／システム衝撃を最小化している。例えば、除害システムに結合している任意の処理ツールに、除害システムによって変化が生じないようにするために、制御システムが除害システム１０４に流入する圧力を監視および／または規制することができる。これと同一または他の実施形態では、触媒バックパックにより、既存の酸化システムのウォータートレインを（以下で説明するように）採用することができる。例えば、触媒バックパックが、Ｈ２Ｏ：ＨＦ廃棄物のような液体廃棄物の流れを酸化チャンバの排水貯めに放出することができる。
【００２６】
触媒バックパックがＣＤＯシステムに結合されている幾つかの実施形態では、触媒バックパックを設けることで、これの下にある酸化システムの対応性を低減させることができる。例えば、ＣＤＯシステムは、典型的にＣＤＯユニットの酸化後スクラバ側から対応される。したがって、触媒バックパックを、酸化システムによる対応中に触媒バックパックを除去および／または位置調整し易いように据え付けることが望ましい。たとえば、図３は、触媒バックパック２０８を移動させて、酸化システム２０６の酸化後スクラバ側３０２に対応アクセス部を提供できるようにした除害システム２０４の側面斜視図である。例えば、触媒バックパック２０８を酸化システム２０６に対して矢印３０６、３０８で示すように変位することを可能にするための車輪３０４、コースター、ローラ、レールなどを触媒バックパック２０８に提供することができる。適切な電気配線および／または配管固定具を追加して、触媒バックパック２０８を酸化システム２０４に対してこのように横向きの変位を行わせることが可能である。触媒バックパック２０８を酸化システム２０６に対して前方へ変位（矢印３０８）させることで、酸化チャンバ１０８への正面アクセス、酸化後スクラバ１１０への側部アクセス、触媒チャンバ１１２への正面アクセス、触媒後スクラバ１１４への側部アクセスが可能になる。
【００２７】
図４は、図１の除害システム１０４の第２の例示的な実施形態の概略図であり、図４ではこのシステムを除害システム４０４として参照している。除害システム４０４は図２の除害システムと類似しており、触媒システムまたはバックパック４０８に結合した酸化システム４０６を含んでいる。
【００２８】
酸化システム４０６は、第１（水）スクラバ４１２）に結合した酸化チャンバ４１０を含む。第２（水）スクラバ４１４は第１スクラバ４１２および触媒バックパック４０８に（以降で説明するように）結合している。
【００２９】
触媒バックパック４０８は、第１導管４１８を介して酸化システム４０６の第２スクラバ４１４に結合した触媒チャンバ４１６を含んでいる。第１導管４１８は、第１加熱器４２０と第１熱交換器４２２内に設けられている（図示のとおり）。触媒チャンバ４１６は、第１熱交換器４２２内に設けられた第２導管４２６を介して、第３（水）スクラバ４２４にも結合している。第４（水）スクラバ４２８は、第３スクラバ４２４および送風機４３０に結合している。送風機４３０は、例えば排出室（例えば図１の排出部１０６）に結合していてもよい。送風機４３０の代わりに、除害システム４０４を通る引け孔またはフローを作るためのエダクタまたは類似のデバイスを採用してもよい。
【００３０】
酸化チャンバ４１０、第１スクラバ４１２、第２スクラバ４１４は、第１排水管４３４を介して排水貯め（タンク）４３２内に排水する。触媒バックパック４０８に独自の排水／排水貯めを採用してもよい。しかし、図４の実施形態では、触媒バックパック４０８の第３スクラバ４２４と第４スクラバ４２８は、第２排水管４３６と第３排水管４３８をそれぞれ介して排水貯め４３２に排水を行う。
【００３１】
排水貯めポンプ４４０は排水貯め４３２に結合しており、排水貯め４３２から（例えばホースまたは他の排水部へ）排水を汲み上げるために採用することができる。再循環ポンプ４４４および再循環水配管４４６を介して、排水貯め４３２からの水を再循環させ、酸化チャンバ４１０の冷却部４４２（例えば、以降で説明する液体渦）、酸化システム４０６の１次スクラバ４１２、触媒バックパック４０８の１次スクラバ４２４に供給することができる。このように再循環された水は、第２熱交換器４４８または類似の機構を介して冷却される。あるいは、新鮮な水をスクラバ４１２、４２４に供給することもできる。同様に、新鮮な（上述のとおり）または再循環された水を、酸化システム４０６および触媒バックパック４０８のそれぞれの最終スクラバ４１２、４２８に供給することが可能である。
【００３２】
図４の実施形態では、酸化チャンバ４１０は熱酸化リアクタ４５０を含んでおり、熱酸化リアクタは、処理ガスと補助流体をリアクタ４５０に送出するための入口アセンブリ４５２に連結している。熱酸化リアクタ４５０は、環状または他の形状の加熱要素４５８を包囲する外壁４５４と内壁４５６を含む。内壁４５６はリアクタの中央流れ通路４６０を包囲している。加熱要素４５８を例えば電気的に加熱することで、内壁４５６に、処置中の排出物の高温処置を行う高温面を提供することができる。内壁４５６または「ライナ」は、例えばニッケル合金（例えば、（インコーネル（登録商標）（Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標））金属合金））のような任意の適切な材料で形成できる。
【００３３】
熱酸化リアクタ４５０は、電気的に加熱されるユニットとして図示されているが、あるいは任意の適切なタイプのものであってもよい。この代替タイプの例には、火炎ベースの熱酸化剤（例えば、酸化剤として酸素を、燃料として水素またはメタンを使用するもの）、触媒酸化剤、蒸発酸化剤などが含まれる。熱酸化剤は任意の適切な方式、例えば電気抵抗加熱、赤外線放射、マイクロ波放射、対流熱伝達、固体伝導によって加熱できる。
【００３４】
熱酸化リアクタ４５０に制御熱電対（図示せず）を装備してもよい。熱電対は、加熱要素４５８の温度を監視するために使用される。また、熱電対を、熱エネルギー制御装置（図示せず）に対する適切な信号送信関係にて配列することもできる。続いて、このような熱エネルギー制御装置を、環状加熱要素４５８に反応して電気加熱エネルギーを変調することで、内壁４５６の所望の高温壁表面温度を達成するように配列することが可能である。こうした方式では、壁表面を、熱酸化剤ユニット内を（図４の矢印Ｆで示す方向に）流れる流出物を熱酸化処置するのに適した所望の温度レベルに維持することできる。
【００３５】
示した実施形態における熱酸化リアクタ４５０は、清潔で乾燥した空気（ＣＤＡ）を供給管（図示せず）からのＣＤＡ入口４６２にて受容するために適合することができる。ＣＤＡ供給管は、適切な清潔で乾燥した空気の空気源に、供給関係にて連結することができる。こうして導入された空気は、熱酸化剤ユニットの外壁４５４と内壁４５６の間の環状空間内に流入し、加熱要素４５８と接触して適切な温度に加熱される。こうして加熱された空気は、次に内壁４５６の通気孔または小孔(図示せず)を通り、リアクタの中央流れ通路４６０内に入る。これにより、オキシダントが流出ガスに追加されてこれと混合し、熱酸化に用いる酸化可能な流出ガス混合物がリアクタ４５０内に形成される。あるいは（またはこれに加えて）、熱酸化リアクタ４５０内での酸化反応を支持するために、入口アセンブリ４５２にて、オキシダントを別の導入流体の流れとして追加してもよい。
【００３６】
熱酸化剤ユニット４５０の下方端部は冷却部４４２（例えば急冷ユニット）に連結している。幾つかの実施形態では、冷却部４４２内部に、水噴霧ノズルのアレイ（図示せず）が提供されており、再循環水配管４４６のような対応した水供給導管によってこれに水が供給される。水噴霧ノズルは、熱酸化剤ユニットから冷却部４４２内へ高温流出ガスの流れが排出される際に、この流れに対して１次急冷を提供するべく働く。さらに、またはあるいは、冷却部４４２は、ここから出るガスの流れを冷却するための液体渦（図示せず）、例えば先述部分に組み込まれた米国特許６、２６１、５４２号に説明されている液体渦を含んでいてもよい。
【００３７】
冷却部４４２は、第１スクラバ４１２へと延びた横断部４６４を含んでいる。この横断部４６４は、冷却部４４２の排水貯め部４６６に連結している。排水貯め部４６６の下方端部は、傾斜した排水／蒸気バリア４６８に結合している。伝導性液体レベルセンサ／チャンバパージアセンブリ（図示せず）を排水貯め部４６６に連結し、さらに、清潔で乾燥した空気をアセンブリに提供するＣＤＡ分岐配管に結合することができる。
【００３８】
冷却部４４２の排水貯め部４６６の上方端部は、第１、第２スクラバ４１２、４１４で形成されたスクラバ除霜柱４７０の下方端部に結合している。スクラバ除霜柱４７０の下方２次冷却／スクラビング部４１２は、２次スクラビングパッキング４７２で充填されていてもよい。柱４７０の第１スクラバ４１２の上方部分には、水をパッキング４７２を越えて下方向に逆流させることにより、上方へ流れる流出ガスのスクラビングを実施するための水噴霧ノズル４７４が装備されている。あるいは、水の併流を使用することもできる。再循環水配管４４６によって水噴霧ノズル４７４に水を供給できるが、新鮮な水の使用も可能である。
【００３９】
第１スクラバ４１２の上方部には、柱４７０内の過剰圧力を通気させるための蒸気開放管（図示せず）に結合した蒸気開放ポート４７６が装備されていてもよい。柱４７０に温度監視機能を提供するために、第１スクラバ４１２の上方部には排出物温度センサ４７８が搭載されている。
【００４０】
同様に、スクラバ除霜柱４７０の第２スクラバ４１４も２次スクラビングパッキング４８０で充填されており、新鮮な水供給管４８３に結合した水噴霧ノズル４８２を装備している。幾つかの実施形態では、新鮮な水供給管４８３は、特定の流出ガスの流れを処置するさらなるスクラビング機能を提供するために、必要に応じて作動することができる弁（図示せず）を含んでいる。代替の実施形態では、第２スクラバ４１４は再循環水であってもよい。
【００４１】
スクラバ除霜柱４７０の第２スクラバ４１４は、流出ガスの流れの温度を監視する排出物温度センサ（図示せず）に結合していてもよい。スクラバ除霜柱４７０の第２スクラバ４１４には、さらに、柱４７０内部の圧力を監視するための圧力表示部（図示せず）も結合していてもよい。
【００４２】
幾つかの実施形態では、例えば柱４７０の上方端部から放出された流出物の流れを希釈するために、清潔で乾燥した空気を柱４７０に対して供給することができる。規制されたフローのための通気孔（図示せず）、および／または、この通気孔の上流に位置するフロー制御弁（図示せず）を使用して、柱４７０の上方端部に向かうＣＤＡのフローを選択的に規制することが可能である。
【００４３】
処理ガスと補助流体を熱酸化リアクタ４５０へ送出するための入口アセンブリ４５２を、上述のとおりに、さらに、１または複数の処理チャンバからの処理排出ガスを受容する処理ガス入口導管４８４、４８６と共に配列することができる。処理ガス入り口導管４８４、４８６は、流出処理排出ガスを熱酸化リアクタ４５０内へ流す。これらの処理ガス入り口導管は、例えば流体配管４８８のような、１または複数の追加の補助流体配管で構築されている。この補助流体配管は、補助処理流体を、処理ガス入口導管４８４、４８６内に流れている主要な流体の流れに追加するためのものである。
【００４４】
入口アセンブリ４５２はまた、シュラウドガス供給管４９０、水素または試薬源供給配管４９２をさらに含んでいてもよい。試薬源供給管４９２は、水および／またはＣＤＡ供給部のような試薬源ガス供給部に連結している。シュラウドガスは、熱酸化リアクタ４５０、あるいは流出物除害システムの入口、または関連する配管およびチャネルのためのパージガスであってもよい。図示的なシュラウドガス種またはパージガス種には窒素、ヘリウム、アルゴンなどが含まれる。
【００４５】
幾つかの実施形態では、水蒸気（スチーム）が水素源ガスとして熱酸化リアクタ４５０に導入される。この水蒸気は、流出物ガス内において除害中である熱酸化リアクタ４５０および／またはハロゲン構成部品内で実施される熱酸化処理に適した、上昇した温度にて利用される。例えば半導体製造設備内の水配管、市町または工業水供給部などのような適切な供給源から、気化ユニット４９４（例えば加熱器）に水を供給することができる。あるいは水素源ガス供給部は、半導体製造設備内のスチーム配管、または別の水蒸気源を備えていてもよい。さらに別の代替として、水素源ガス供給部は、水蒸気を形成する反応試薬材料のための化学反応容器を備えていてもよい。反応製品としての水蒸気を産生するために、例えば、メタン、プロパン、天然ガスなどのような炭化水素試薬を化学反応容器に導入し、空気、酸素、酸素濃縮空気、オゾンなどのような酸素含有ガスといった独立的に導入された酸化物と混合する。
【００４６】
水蒸気を採用することで、熱酸化リアクタ４５０内に、また、関連する他のハロゲン含有化合物、複合体、遊離基に対して、水素源を提供して、フッ素種およびフッ化物種、臭素、ヨウ素、塩素といった流出ガスのハロゲン組成物と反応させることができる。例えば、フッ素ガスを水蒸気と反応させることで容易に変換して、フッ化水素が生じ、スクラビングステップにおいてこの窒化水素を流体ガスから容易に除去することができる。さらにスクラビングステップでは、この流体物以外にも様々な酸ガス成分を除去して、ハロゲン低減／酸ガス低減流出物の産生も可能である。
【００４７】
リアクタの入口にスチーム注入部を設けている図４に示すタイプの流出物除害システム内へと流れる流出ガス中のフッ素または他のハロゲンが、（例えば、ハロゲンが熱部分に攻撃する機会を得る前に）リアクタ４５０の上方部内で除害される。幾つかの実施形態では、水蒸気を、処理ガスの流れと熱酸化リアクタ４５０のライナ４５６との間に注入して、ライナ４５０を攻撃から保護することができる。
【００４８】
入口アセンブリ４５２の設計の例示的な実施形態は、先行部分で組み込まれた米国特許６，２６１，５２４号、６，４２３，２８４号にて説明されている。これ以外の適切な入口設計の使用も可能である。
【００４９】
水素源試薬としての水蒸気またはＣＨ４の使用の例示的な温度は６５０℃〜９５０℃であり、温度が低いほどライナ４５６の腐食率とＦ２攻撃が低下する。これ以外の温度範囲の使用も可能である。
【００５０】
少なくとも１つの実施形態では、酸化システム４０６は、先行部分で組み込まれた米国特許６，４２３，２８４号にて説明されているものと類似しており、これと類似した動作を行う。これ以外の酸化システムの使用も可能である。
【００５１】
酸化チャンバ４１０内で気体廃棄物の流れが酸化された後、廃棄物の流れが第１スクラバ４１２と第２スクラバ４１４によってスクラビングされる。次に、気体廃棄物は導管４１８を介して触媒チャンバ４１６へ移動する。
【００５２】
第１スクラバ４１２、第２スクラバ４１４のさらなる恩典は、気体廃棄物の流れが、触媒チャンバ４１６に入る前に事前スクラビングされることである。このような事前スクラビングによって、気体廃棄物の流れの、触媒チャンバ４１６を損傷する可能性のある、あるいは触媒チャンバの有効性を低減してしまう可能性のある気体または微粒子成分が除去される。例えば、気体廃棄物の流れの中にＳｉＦ４が存在する場合には、湿気とシリコン堆積がある状態でＳｉＦ４が破壊することによって  ＳｉＦ４が触媒を潜在的に不活性化したり、触媒上に堆積を形成する可能性がある。例えばエッチング処理および洗浄処理中には、ＳｉＦ４蒸気が生成されることが多い。廃棄物の流れを、例えば水のようなスクラビング流体によってスクラビングすると、（例えば、ＳｉＯ２とＨＦが製造されることにより）廃棄物の流れ中のＳｉＦ４の容量が減少する。これにより生じたＳｉＯ２とＨＦ製造物は、気体廃棄物の流れからより容易に除去することができる。ＨＦは水に溶解し、ＳｉＯ２は濾過によって除去できる。
【００５３】
触媒チャンバ４１６は、気体廃棄物の流れの中の危険なガス内容物を低減させる反応に触媒作用を及ぼす触媒表面４９５を含んでいてもよい。触媒表面４９５は、例えば、触媒材料で作製され、細分触媒や、発泡体またはペレットの床を支持する構造であったり、あるいは触媒チャンバ４１６の壁や構成部分上のコーティングであってもよい。例えば、触媒表面は例えば、触媒を組み込んだハニカム部材を備える支持構造の表面を備えていてもよく、これにより、支持構造表面よりも上の位置に高い表面範囲部材が形成され、触媒チャンバ４１６の入口部から出力部へ流出物が流れる際に流出物がこの内部を流れることができる。触媒表面４９６は、例えば、菫青、Ａｌ２Ｏ３、アルミナシリカ、ムライト、炭化シリコン、窒化シリコン、ゼオライト、およびこれらの同等物のようなセラミック材料を備える構造の上にあってもよく、あるいは、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、またこれらおよび他の酸化物の組み合わせのような材料のコーティングを備えていてもよい。また、触媒表面には、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｌａ、またこれらおよび触媒の働きを拡張するものとして知られた他の材料の組み合わせといった触媒金属を染み込ませることもできる。
【００５４】
気体廃棄物の流れが第２スクラバ４１４から触媒チャンバ４１６へ移動する際に、第１クロスヒート交換器４２２および／または加熱器４２０（例えば、電気式、ガス式加熱器、その他の加熱器）が、ガスの流れを、触媒反応が促進され、触媒チャンバ４１６内の危険なガスを除害するのに十分な温度にまで加熱する。熱によって除害有効性が向上し、触媒の寿命が延びる。約７００度またはこれ未満の温度、あるいは約５０〜３００℃の範囲内の温度を使用でき、さらにこれ以外の温度範囲の使用も可能である。
【００５５】
第１クロスヒータ４２２は、触媒チャンバ４１６の出力部で製造された熱を、触媒チャンバ４１６内に入れられた気体廃棄物の流れを加熱する際に使用できるよう回復するための任意の適切なクロスヒータ交換器を備えていてもよい。クロスヒート交換器４２２の例示的な実施形態を、以下で図６〜図１０を参照しながら説明する。
【００５６】
上述したように、気体排気部の流れが触媒チャンバ４１６を通過することで、ガス流内の危険なガスが除害される。廃棄物の流れを加熱した場合には、除害済みの廃棄物の流れはさらに冷却され、その後にスクラビングされ排出される。幾つかの実施形態では、除害済みのガスの流れに冷水を噴霧して冷却する冷水急冷システム（図示せず）のような冷却システムを採用することができる。次に、除害済みのガスの流れは第３スクラバ４２４内に導入され、ここで、除害済みの気体時廃棄物の流れの中にある酸性材料が例えば水のような溶液内で溶解し、より排出または処分し易い酸性溶液が形成される。
【００５７】
フッ素除害の最中に、触媒チャンバ４１６内でＨＦが製造される。ＨＦは有害で、皮膚と接触させてはならないため、気体廃棄物の流れの中にＨＦが存在すると、安全性の懸念と取り扱いの困難さが生じる。さらにＨＦは腐食性が非常に高く、特に、高温で、湿気と酸素が存在する状態ではこの性質は顕著である。ニッケルベースの合金、例えば（インコーネル（登録商標）（Ｉｎｃｏｎｅｌ（登録商標））６００または６２５（商標）は、触媒除害環境において非常に優れた耐腐食性を提供し、高い信頼性で密封可能であり、耐ガス性を有するため、システムからＨＦが逃げるという望ましくない事態を防止できる。
【００５８】
気体廃棄物の流れが第３スクラバ４２４を通過する際に、水ノズル４９６が、再循環水配管４４６（または新鮮な水配管）を介して供給されたスクラビング流体、例えば水を、気体廃棄物の流れの中に分配する。少なくとも１実施形態では、この流体分配は、水をガスの流れとは逆流する方向に噴霧することで行う。「逆流する」とは、流れの少なくとも一部が、ガスの流れの全体の方向と実質的に対抗する方向に向かうことを意味する。この配列では、水の重力および流れによって、例えば二酸化ケイ素粒子やＨＦといった反応製造物の排水貯め４３２内への移送が促される。あるいは、併流方向の使用も可能である。場合によって、第３スクラバ４２４に、表面範囲増加材料、またはその他のパッキング４９７、例えばプラスチックやセラミックのペレットか、ＰＶＣボールといったサイズの異なる粒を設けることで、柱の水／ガス接触表面範囲を増加させ、様々な破壊反応を促すこともできる。
【００５９】
気体廃棄物の流れは第３スクラバ４２４を通過し、第４スクラバ４２８へと移動する。第４スクラバ４２８は、例えば新鮮な水配管４８３からの噴霧水のようなスクラビング流体を廃棄物の流れの中に逆流方向に分配する噴霧ノズル４９８を含んでいてもよい。あるいは、併流方向および／または再循環水の使用も可能である。
【００６０】
第４スクラバ４２８はさらに、表面範囲増加材料、またはシステム４０４内の他のスクラバのパッキングと類似したパッキング４９９を有していてもよい。第４スクラバ４２８は、新鮮な水を用いて気体廃棄物の流れのさらに別レベルのスクラビングを提供し、さらに、反応製品を排水貯め４３２に移送するべく働く。
【００６１】
送風機４３０を使用して、除害システム２０４の外へ気体廃棄物の流れを引き出すドラフト圧力または負圧を作成することができる。上述したように、エダクタまたはその他の機構の使用も可能である。送風機４３０にて、またはこれの付近にＣＤＡや別の乾燥ガスを追加することで、排出される湿気を規制する、および／または排出物の流れを希釈することができる。エダクタを使用する場合には、駆動ガスに乾燥ガスを採用して、排出物露点を低下させ、および／または排出物の流れを希釈することができる。
【００６２】
制御装置Ｃを除害システム４０４に結合し、これの動作を制御するように適合できる。制御装置Ｃは、マイクロプロセッサ、マイクロ制御装置、専用ハードウェア回路、これらの組み合わせなどのうち１または複数を含んでいてもよい。少なくとも一実施形態では、制御装置Ｃは適切にプログラムされたマイクロプロセッサである。例えば、触媒バックパックに既存の酸化システムを採用する場合には、酸化システムの制御装置を、触媒バックパックの動作を制御するように（例えば、追加のプログラム可能な論理制御装置または適切なハードウェアを介して）プログラムすることができる。
【００６３】
図５は、図４の除害システム４０４の代替の実施形態の概略図であり、図５中ではこれを除害システム５０４と参照している。図５の除害システム５０４は図４の除害システム４０４と類似しているが、しかし、多数の追加的特徴を含んでいる点が異なる。例えば、少なくとも一実施形態では、除害システム５０４は追加のクロスヒート交換器５０６を含んでいる。クロスヒート交換器５０６は、酸化チャンバ４１０の冷却部４４２内の横断部４６４に位置決めされており、熱酸化リアクタ４５０の出力部にて生成された熱を回復し、この回復された熱を、触媒チャンバ４１６内へと移動するあらゆる気体廃棄物の流れを事前加熱するために使用できる。クロスヒート交換器５０６は、第１クロスヒート交換器４２２の上流に位置し、触媒チャンバ４１６に入る前のあらゆる気体廃棄物の流れに対して（クロスヒート交換器４２２と加熱器４２０によって提供された熱に加えて）追加の熱源を提供する。クロスヒート交換器５０６は第１熱交換器４２２と類似しているが、任意の適切な熱交換器の使用が可能である。例示的な熱交換器について、以下で図６〜図１０を参照しながら説明する。
【００６４】
幾つかの実施形態では、酸化システム４０６の第１スクラバ４１２の前に、高圧スクラバのような追加の湿式スクラバ５０８を採用することができる。例えば、湿式スクラバ５０８は、ガス廃棄物の流れが通過する水のカーテンを作成するように適合された複数の噴霧ノズル（図示せず）を含んでいてもよい。湿式スクラバ５０８の入口／導管（図示せず）は、気体廃棄物の流れを水スクラバ５０８の内面にほぼ接線方向に沿って案内するように配列することができる。このような配列によって、湿式スクラバ５０８内における気体廃棄物の流れの滞留時間が増加することで、この内部で実行される任意の水スクラビング処理の有効性が増加する。これ以外の入口／導管構成の使用も可能である。
【００６５】
噴霧ノズル（図示せず）を介して、水および／または他の気体および／または流体を水スクラバ５０８の内部空洞内に容易に分配することができる。噴霧ノズルは霧吹きタイプの噴霧ノズルであってもよく、高圧の水滴ミストを分配することができる。幾つかの実施形態では、噴霧ノズルは、直径約１０〜１００ミクロン、より好ましくは約５０ミクロン以下の水滴を分配することができる。これよりも大きなおよび／または小さな水滴サイズの分配も可能である。湿式スクラバ５０８の少なくとも一実施形態では、水の粒子と気体廃棄物の流れの間の接触時間を約０．１〜５秒間、好ましくは約２．５〜５秒間にするために、水霧吹きノズルを採用して直径約１０〜１００ミクロンの水滴を産生している。噴霧ノズルおよび／または他の水分配器はまた、水のカーテンを湿式スクラバ５０８の内部空洞の様々な表面に向けて、これらの表面上に微粒子を堆積するのを防止することができる。
【００６６】
幾つかの実施形態では、噴霧ノズルで分配された水滴を静電的に拡張することができる。つまり、噴霧ノズルで分配した水滴を付勢電極で帯電させることで、水滴どうしの合体を防止する。湿式スクラバ５０８には、水滴のサイズ、移動方向、および／または形成を制御するこれ以外のシステムおよび／または方法を採用することも可能である。
【００６７】
図６は、本発明に従って提供された、図４〜図５の触媒チャンバ４１６のような触媒床を加熱する第１装置６００の略図を図示する。図６を参照すると、第１装置６００は、矢印６０６で示す方向に入る廃棄物の流れ（例えば処理副製造物）を搬送するように適合されたリアクタパイプ６０４の内部に熱交換器６０２を含んでいる。リアクタパイプ６０４はまた、リアクタパイプ６０４の一部内に触媒床などの除害床６０８を有していてもよい。この実施形態では、除害ベッド６０８は内部パイプ６１０の周囲に配置されている。図６に示すように、内部パイプ６１０は熱交換器６０２を第２結合していてもよい。熱交換器６０２はまた、界面６１４にて、リアクタパイプ６０４の壁を通って、排出パイプ６１２に結合していてもよい。排出パイプ６１２は急冷部６１６に結合していてもよい。例えば、急冷部６１６は、図４の触媒バックパック４０８のスクラバ４２４および／または４２８であってもよい。急冷部（quench）６１６は、処置済みの排気物の流れを（例えば図４の排水貯め４３２に）処分するように適合された排気パイプ６１８に結合していてもよい。
【００６８】
第１装置６００はまた、リアクタパイプ６０４の周囲に配置されたリアクタ加熱器６２０と絶縁器６２２を含んでいてもよい。図６に示すように、リアクタヒータ６２０と絶縁器６２２は断面図にて描かれている。リアクタパイプ６０４内部に廃棄物の流れ加熱器６２４を配置することができる。廃棄物の流れ加熱器６２４は電源６２６に結合させてもよい。
【００６９】
熱交換器６０２は、ニッケルベース合金のようなスチール合金製のコイル状パイプであってもよく、これは、例えば、ウェストバージニア州ハンティントンにあるインコ・コーポレーション（Ｉｎｃｏ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）より入手可能なインコーネル６００または６２５（商標）であってもよいが、任意の適切な形状および／または材料が採用されてもよい。例えば、この実施形態ではコイル形状を採用できるが、同一または代替の実施形態ではマルチフィン形状を使用することもできる。また、材料は廃棄物の流れを運び、熱交換器６０２の内部領域と外部領域との間で熱を移送するように適合された任意の適切な材料であってもよい。幾つかの実施形態では、廃棄物の流れの温度は摂氏約８００〜９００度であってもよいが、これよりも高いまたは低い温度であってもよい。
【００７０】
同様に、リアクタパイプ６０４、内部パイプ６１０、排出パイプ６１２、廃棄物パイプ６１８はインコーネル（Ｉｎｃｏｎｅｌ）６００または６２５（商標）で形成することができるが、任意の適切な材料の使用が可能である。例えば、幾つかの実施形態では、廃棄物の流れの特性（例えば、腐食性、温度など）がステンレス鋼にとって不都合にならない場合には、排出パイプ６１２により安価なステンレス鋼合金を採用することもできる。リアクタパイプ６０４、内部パイプ６１０、排出パイプ６１２、廃棄物パイプ６１８は一般に円形のパイプであってもよいが、任意の適切な形状および／またはサイズの採用が可能である。リアクタパイプ６０４、内部パイプ６１０、排出パイプ６１２、廃棄物パイプ６１８によって運ばれる廃棄物の流れの温度は、ほぼ室温〜摂氏約９００度の範囲内であってもよいが、これよりも高いまたは低い温度であってもよい。
【００７１】
リアクタ加熱器６２０は、例えば、ミズーリ州セントルイスにあるワットロウ・コーポレーション（Ｗａｔｌｏｗ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）から入手可能なセラミック加熱器製品ラインのようなセラミック加熱器であってもよいが、しかし、任意の適切な加熱器の採用も可能である。リアクタ加熱器６２０のセラミック部分は何らかの絶縁を提供できる。絶縁体６２２または任意の適切な絶縁体を提供することで、さらなる絶縁を提供できる。絶縁体６２２はまた、操作者の負傷および／または機器の損傷を防止することができる。図６に示すように、絶縁体６２２はリアクタ加熱器６２０の周囲に巻着させることができるが、しかし、リアクタパイプ６０４と廃棄物の流れを加熱するには、リアクタ加熱器６２０および絶縁体６２２の任意の適切な構成を採用することが可能である。
【００７２】
廃棄物の流れ加熱器６２４は電気加熱デバイスであってもよいが、しかし、任意の適切な加熱デバイスの採用が可能である。図６に示すように、廃棄物の流れ加熱器６２４の一部をリアクタパイプ６０４内部に設けて、リアクタパイプ６０４内の廃棄物の流れと接触するようにしてもよい。図６では、廃棄物の流れ加熱器６２４をロッドとして描いているが、同一あるいは代替の実施形態でこれ以外の構成を採用することも可能である。廃棄物の流れ加熱器６２４の温度は、廃棄物の流れの温度よりも高くすることができる。したがって、廃棄物の流れ加熱器６２４は、廃棄物の流れ加熱器６２４の周囲の廃棄物の流れを所望の温度に加熱することができる。廃棄物の流れ加熱器６２４は、電源６２６から供給された電力によって廃棄物の流れを加熱できるが、しかし、任意の適切な電源を採用することが可能である。
【００７３】
動作中に、廃棄物の流れは矢印６０６で描くようにリアクタパイプ６０４に入り、熱加熱器６０２の外面周囲を流れる。以下で説明するように、熱交換器６０２の温度は、廃棄物の流れの温度よりも高くてもよい。したがって、熱は熱交換器６０２から廃棄物の流れへと移送され、この廃棄物の流れを加熱する。廃棄物の流れは熱交換器６０２および廃棄物の流れ加熱器６２４を通過して流れることができる。廃棄物の流れ加熱器６２４の温度は、熱交換器６０２の温度よりも高くてもよいが、しかし、任意の適切な温度の採用が可能である。廃棄物の流れ加熱器６２４は、廃棄物の流れを（例えば除害のための）所望の温度に加熱できる。その後、廃棄物の流れは除害床６０８（例えば、図４の触媒チャンバ４１６）を通って濾過される。この濾過の最中、廃棄物の流れが除害床６０８と反応（例えば化学的、物理的など）することで、廃棄物の流れの化学組成がより望ましい化学組成に変更する。この反応は上昇した温度にて生じる。
【００７４】
図６に示すように、廃棄物の流れは、廃棄物の流れ加熱器６２４によって加熱される前に、熱交換器６０２によって加熱される点に留意されたい。したがって、熱交換器６０２は、除害床６０８との反応後に廃棄物の流れ内部に保持された熱を使用して、流入する廃棄物の流れを事前加熱する。
【００７５】
除害床６０８を通って濾過された廃棄物の流れは、内部パイプ６１０内を流れて熱交換器６０２に入る。廃棄物の流れは濾過中に温度が低下するため、除害温度よりも若干低い温度になる。しかし、除害後の廃棄物の流れの温度は流入してくる廃棄物の流れの温度よりも大幅に高い。したがって、上述したように、流入してくる廃棄物の流れを熱交換器６０２で加熱することができる。除害済みの廃棄物の流れは熱交換器６０２と排出パイプ６１２を通り、急冷部６１６（例えば、図４の触媒バックパック４０８のスクラバ４２４および／または４２８）へと流れる。急冷部６１６はさらに、廃棄物の流れの中の化学的性質の冷却および／または除害を行う。実質的に、廃棄物パイプ６１８は廃棄物の流れを（例えば図４の排水貯め４３２に）処分する。図５の酸化システム４０６の熱交換器５０６の代わりに、類似の熱交換器（例えば、触媒床のないもの）を使用できる。
【００７６】
図７は、本発明に従って提供された、図４〜図５の触媒チャンバ４１６のような触媒床を加熱する第２装置７００の略図を図示している。図７を参照すると、第２装置７００は、第１装置６００の除害床６０８に類似した除害床６０８’ （例えば、触媒床）を含んでいてもよい。図７に示すように、第２除害床６０８’ は内部パイプ６１０内に存在している。
【００７７】
動作中、廃棄物の流れは、図６を参照して上述したように流れることができる。廃棄物の流れは、図６を参照して説明したものよりも長い経路に沿って、第２除害床６０８’ を通って流れる。したがって、第２除害床６０８’の場合、廃棄物の流れの反応はより大きく、および／または、滞留時間はより長い。したがって、廃棄物の流れの化学組成をより広範囲に除害することができる。図５の酸化システム４０６の熱交換器５０６の代わりに、類似の熱交換器（例えば、触媒床のないもの）を使用できる。
【００７８】
図８は、本発明に従って提供された、図４〜図５の触媒チャンバ４１６のような、触媒床を加熱する第３装置８００の略図を図示している。図８を参照すると、第３装置８００は、リアクタパイプ６０４および熱交換器６０２に結合した外部パイプ８０２を含んでいてもよい。第３装置８００はまた、第２装置７００の構成部品を数個含んでいてもよい。急冷部６１６はリアクタパイプ６０４に結合している点に留意すること。図８に示すように、外部パイプ８０２の一部を、リアクタパイプ６０４の外部の、絶縁体６２２とリアクタ加熱器６２０の間に配置することができるが、しかし、任意の適切な構成の採用が可能である。例えば、代替の実施形態では、外部パイプ８０２をリアクタ加熱器６２０とリアクタパイプ６０４の間に配置できる。外部パイプ８０２は、図６を参照して上述した内部パイプ６１０と類似していてもよい。例えば、外部パイプ８０２は、インコーネル（商標）のようなニッケル合金、または別の適切な材料で作成したものであってもよい。
【００７９】
動作中、廃棄物の流れはリアクタパイプ６０４を流れ、除害床６０８を通過し、上昇した温度にて外部パイプ８０２に流入する。除害廃棄物の流れがリアクタ加熱器６２０と絶縁体６２２の間の外部パイプ８０２によって搬送されることで、外部パイプ８０２内の廃棄物の流れの温度が加熱または維持される。その後、第１装置６００および第２装置７００と同様に、除害済みの廃棄物の流れは熱交換器６０２内に流入し、熱交換器６０２を流入する排気ガスの流れの温度よりも高い温度に加熱ことができる。したがって、熱交換器６０２は、図６、図７を参照して上述したとおりに、流入する廃棄物の流れを事前加熱することができる。類似の熱交換器（例えば、触媒床のないもの）を図５の酸化システム４０６の熱交換器５０６の変わりに使用してもよい。
【００８０】
図９は、本発明に従って提供された、図４〜図５の触媒チャンバのような触媒床を加熱する第４装置９００の略図を図示する。図９を参照すると、第４装置９００は、図６を参照して上述した構成部品に加え、パイプ９０２を含んでいてもよい。パイプ９０２は、リアクタ６０４内部の、除害床６０８内に配置されていてもよい。図９に示すように、パイプ９０２は除害床６０８のほぼ中心に配置されているが、しかし任意の適切な場所の採用が可能である。パイプ９０２の一部は除害床６０８を超えて、リアクタパイプ６０４の、廃棄物の流れがこれに流入する場所の付近の領域内に延びている。
【００８１】
パイプ９０２は熱パイプであってもよいが、任意の適切なデバイスの採用が可能である。例えば、パイプ９０２は、内部に熱パイプ流体が配置された中空の熱パイプであってもよい。熱パイプ流体には、減圧水、アセトン、溶液、アンモニアなどのような作業流体が含まれるが、任意の適切な流体の採用が可能である。パイプ９０２は、図６を参照して上述した内部パイプ６１０の材料と類似のものであってもよいが、任意の適切な材料の採用が可能である。図９ではパイプ９０２はシリンダであるが、任意の適切な形状の採用が可能である。
【００８２】
動作中、リアクタ加熱器６２０内のパイプ９０２の第１領域は除害温度（例えば、例えば触媒床のような除害床６０８内部における廃棄物の流れの温度）にまで上昇できる。この結果、熱パイプ９０２全体にかけて熱パイプ流体の温度が上昇する。例えば、熱パイプ流体の一部が気化し、流入廃棄物の流れがリアクタパイプ６０４に入る場所付近における第２領域へと上昇することができる。熱パイプ流体の温度は流入する廃棄物の流れの温度よりも高いため、熱パイプが熱を廃棄物の流れへと移送することができる。流入する廃棄物の流れの温度が上昇すると、熱パイプ流体が液化して液体に戻り、再び第１領域へと流れることができる。図５の酸化システム４０６の熱交換器５０６の代わりに類似の熱交換器（例えば、触媒床のないもの）を使用することができる。
【００８３】
図１０は、触媒バックパック４０８の熱交換器４２２の代わり、および／または図４〜図５の酸化システム４０６の熱交換器５０８の代わりとして使用できる例示的なクロスヒート交換器１０００の概略図である。このような熱交換器は、先述部分に組み込まれた米国特許６，８２４，７４８号で説明されているものと類似している。
【００８４】
図１０を参照すると、除害される気体廃棄物の流れ（例えば、図４〜図５の触媒チャンバ４１６内のもの）が、第１入り口１００２からクロスヒート交換器１０００に入り、第１セットの複数のチャネル１００４内に拡散する。除害済みのガスの流れ（例えば、酸化チャンバ４１０および／または触媒チャンバ４１６からのもの）が、第２入り口１００６から熱交換器に入り、第２セットの複数のチャネル１００８内に拡散する。第２セットの複数のチャネル１００８は、除害対象である気体廃棄物の流れを運ぶ第１の複数のチャネル１００４に隣接し、これに熱を移送する。これにより、除害済みのガスの流れからの熱が、除害対象である気体廃棄物の流れへ移送される。熱交換器１０００を絶縁材料１０１０で包囲することにより、熱が大気中に損失することを防止し、熱交換器１０００の効率を増加することができる。熱交換器１０００は、ニッケルベースの合金（例えば、インコーネル（登録商標））のような耐腐食性材料、またはその他の適切な材料で作成することができる。
【００８５】
酸化、酸化後スクラビング、触媒、触媒後スクラビングを組み合わせることで、化学気相堆積のような堆積処理、エッチング処理、洗浄処理（例えば、ＮＦ３による洗浄）、これ以外の様々な半導体デバイス製造処理のための総合的な除害解決が提供される。例えば、ＨＡＰおよびＶＯＣを酸化によって除去でき、ＰＦＣ、その他任意のＨＡＰおよびＶＯＣを触媒によって除去できる。酸および可溶性の副製造物はスクラビングによって除去できる。ＨＡＰ、ＶＯＣ、ＰＦＣを含むほぼ全ての半導体関連の気体副製造物の除害有効性を、最大で９９％まで達成することが可能である。
【００８６】
一例として、イン・シトゥでのＣＶＤチャンバ洗浄処理は、典型的に、高いＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、および／またはその他の気体の流れを生成する（例えば、１つのチャンバにつき最大で１．２ｓｌｍのＣ３Ｆ８、１．５ｓｌｍのＣ２Ｆ６、２．０ｓｌｍのＣＦ４）。本明細書で説明している除害システムは、イン・シトゥＣＶＤチャンバ洗浄プロセスおよび／または類似のプロセスのためのＰＦＣ除害用の溶液として使用されてもよい。少なくとも一実施形態では、酸化チャンバ１０８は電気的に加熱されるため、燃料が不要である。こうした実施形態では、ＣＶＤ、ＰＦＣの除害を、燃料不要および低い危険性において実行することができる。さらに、除害システム１００または本明細書で説明しているその他の除害システムは、既存の酸化チャンバに、図２〜図５を参照して先述したように触媒チャンバ／スクラバ「バックパック」を組み入れることで作成できる。このような構成は、ＣＶＤの性能またはスループットへの衝撃が殆どまたは全くなく、既存の製造設備を再整備する危険を最小化し、既存のＰＦＣ除害システムに低コストで組み入れることが可能である。
【００８７】
上述した除害システムによって効果的に除害できる例示的な気体および／または化学成分には、Ｂ２Ｈ６、ＢＣ１３、ＢＦ３、Ｂｒ２、Ｃ２Ｈ４、ＣＣ１４、ＣＨ４、ＣＨ１３、Ｃ１２、ＣＯ、ＣＯＦ２、ジクロロシラン（ＤＣＳ）、ジエチラミン（ＤＥＡ）、ジメチラミン（ＤＭＡ）、エタノール、Ｆ２、ＧｅＨ４、Ｈ２、ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＦ、Ｎ２Ｏ、ＮＨ３、Ｏ３、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ＰＨ３、ＳｉＢｒ４、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４、ＳｉＨ４、ＳＯ２、テトラキスジメチルアミノチタン（ＴＤＭＡＴ）、トリエチルボロン（ＴＥＢ）、オルソケイ酸エチル（ＴＥＯＳ）、トリエチルホスフェート（ＴＥＰＯ）、ＴｌＣｌ４、トリメチルシラン（ＴＭＳ）、ＷＦ６、Ｃ２Ｆ４、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ６、Ｃ４Ｆ８、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＮＦ３、ＳＦ６などが含まれる。これ以外の気体および／または化学成分の除害も可能である。
【００８８】
酸化と触媒を組み合わせることにより、ハロゲン除害の著しい改善も実現できる。例えば、酸化だけで、１つのチャンバを十分に除害できる。しかし、複数のチャンバを除害する場合には、酸化チャンバに除害有効性の低下という問題が生じる。こうした実施形態では、触媒チャンバ（例えばバックパック）を追加することで、除害能力を大幅に増加させることが可能である。幾つかの実施形態では、触媒チャンバの追加により、フッ素および塩素除害能力を酸化のみの場合と比較して２倍に増加させることができる。
【００８９】
別の例として、幾つかの例では、酸化チャンバ１０８、４１０は約２リットル／分のフッ素含有廃棄物の流れを少なくとも９９％の除害効率にて除害することが可能である。触媒チャンバ４１６の追加により、約４リットル／分の除害能力の増加を実現できる。即ち、幾つかの実施形態では、酸化と触媒の両方を採用した除害システムの能力は酸化のみを使用した場合と比較してほぼ２倍になる。
【００９０】
同様に、酸化チャンバを触媒チャンバと共に使用することで、触媒チャンバの性能および／または寿命を著しく増加させることができる。例えば、触媒チャンバ内で触媒材料を被覆できる粒子を生成する任意の処理によって、触媒チャンバの性能が劣化しかねない（例えば、ＳｉＦ４や周知の触媒毒）。触媒の前に酸化を使用することで、廃棄物の流れが触媒床内に流入する前に、有害な気体廃棄物の流れ製品および／または副製造物が除去される。したがって、このような触媒材料が汚染物質によって劣化されないため、触媒床の寿命および有効性が向上する。さらに、除害対象である機体廃棄物の量が「事前酸化」によって（例えば、ＨＡＰ、ＶＯＣなどを効率的に除害することで）減少するため、触媒床の寿命と有効性が向上する。下の表１は、酸化と触媒を組み合わせることで予想される除害能力の増加を示す。
【００９１】
【表１】
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【００９２】
酸化または触媒のいずれかを使用することで、多くの気体および／または化学成分を効率的に除害することができる。本発明による酸化および触媒システムの組み合わせにおいてこのような気体および／または化学成分を除害する場合には、全体の除害有効性、能力および除害システムの寿命の大幅な向上が実現される。このような恩典が実現される例示的な気体および／または化学成分には、Ｃ２Ｈ４、ＣＨＣ１３、ＣＯ、ＣＯＦ２、ヂメチルアミン（ＤＭＡ）、ＧｅＨ４、Ｈ２、ＮＨ３、Ｏ３、ＰＨ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などが含まれる。
【００９３】
先の説明は、本発明の例示的な実施形態のみを開示したものである。当業者には、上述で開示した装置および方法に対して加えられる、本発明の範囲内に入る変更が容易に明白となるだろう。例えば、酸化チャンバ１０８、４１０の後、および／または触媒チャンバ１１２、４１６の後に、任意数（例えば、１、２、３、４など）のスクラバを使用することができる。
【００９４】
これ以外のタイプおよび／または数の熱交換器の使用も可能である。例えば、内管内に高温の気体が流れ、外管内に低温の気体が流れる（あるいはこの逆）同軸管熱交換器や、ガス対ガス熱交換器を採用することができる。
【００９５】
幾つかの実施形態では、触媒チャンバ４１６を絶縁および／または耐水性にすることができる。触媒チャンバ４１６後の最初のスクラバは併流スクラバであってもよく、触媒チャンバ４１６後の最後のスクラバは逆流スクラバであってもよい。これ以外の形状の使用も可能である。触媒バックパック４０８内部に、（例えば、スクラバからの再循環水を冷却するために）追加の水熱交換器を使用することができる。
【００９６】
したがって、本発明をこれの例示的な実施形態に関連して開示してきたが、請求項によって定義されるこれ以外の実施形態も本発明の精神および範囲内に包括されることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明に従って提供された第１の例示的な処理システムの概略図である。
【図２】本発明による図１の除害システムの第１の例示的な実施形態の概略図である。
【図３】本発明による酸化システムの酸化後スクラバ側に対応アクセスを提供するために触媒バックパックを移動させた、図２の除害システムの側面斜視図である。
【図４】本発明による図１の除害システムの第２の例示的な実施形態の概略図である。
【図５】本発明による図４の除害システムの代替の実施形態の概略図である。
【図６】本発明により提供された触媒床を加熱するための第１装置の略図を図示する。
【図７】本発明により提供された触媒床を加熱するための第２装置の略図を図示する。
【図８】本発明により提供された触媒床を加熱するための第３装置の略図を図示する。
【図９】本発明により提供された触媒ベッドを加熱するための第４装置の略図を図示する。
【図１０】触媒バックパックの熱交換器の代わりに、および／または本発明の図４〜図５の酸化システムの熱交換器の代わりに使用できる例示的なクロスヒート交換器の概略図である。
【符号の説明】
【００９８】
１００…第１の例示的な処理システム、１０２…処理ツール、１０４…除害システム、１０６…排出部、１０８…酸化チャンバ、１１０…酸化後スクラバ、１１２…触媒チャンバ、１１４…触媒後スクラバ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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