(57)【要約】  電子デバイス製造処理から生じる流出物を除害するための方法が提供され、本方法は、流出物を熱除害ツールにおいて除害することにより除害済み流出物を生成し、この除害済み流出物が１つ以上の目的とする化学種を含有するか否かを判断し、この判断に基づいて熱除害ツールの１つ以上の運転パラメータを変更することを含む。多数のその他の実施形態が提供される。
2011501102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流出物を熱除害ツールにおいて除害することにより除害済み流出物を生成し、
前記除害済み流出物が１つ以上の目的とする化学種を含有するか否かを判断し、
前記判断に基づいて前記熱除害ツールの１つ以上の運転パラメータを変更することを含む、電子デバイス製造処理から生じる流出物を除害するための方法。
【請求項２】
除害済み流出物が１つ以上の目的とする化学種を含有するか否かを判断する前記工程が、前記１つ以上の目的とする化学種の濃度を測定することを更に含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記１つ以上の運転パラメータが、燃料流量、燃料組成、試薬流量、試薬組成、冷却剤流量、酸化剤流量及び除害反応温度の少なくとも１つを含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記目的とする化学種が、有害な化学種、熱による除害が可能な化学種、燃料及び酸化剤の１つ以上を含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
流出物を除害することにより除害済み流出物を生成するように構成された熱除害ツールと、
前記除害済み流出物が１つ以上の目的とする化学種を含有するか否かを判断するように構成されたセンサと、
信号を前記センサから受け取るように構成されたコントローラとを備え、
前記信号が、前記除害済み流出物が前記１つ以上の目的とする化学種を含有するか否かを示し、
前記コントローラが更に、前記信号に基づいて前記熱除害ツールの１つ以上の運転パラメータを変更するように構成される、電子デバイス製造処理から生じる流出物を除害するためのシステム。
【請求項６】
前記センサが更に、前記１つ以上の目的とする化学種の濃度を測定するように構成される請求項５記載のシステム。
【請求項７】
前記１つ以上の運転パラメータが、燃料流量、燃料組成、試薬流量、試薬組成、冷却剤流量、酸化剤流量及び除害反応温度の少なくとも１つを含む請求項６記載のシステム。
【請求項８】
前記目的とする化学種が、有害な化学種、熱による除害が可能な化学種、燃料及び酸化剤の１つ以上を含む請求項５記載のシステム。
【請求項９】
燃料を第１流量で熱除害ツールに供給し、
流出物を前記熱除害ツールにおいて除害することにより除害済み流出物を生成し、
前記除害済み流出物が１つ以上の目的とする化学種を含有するか否かを判断し、
前記判断に基づいて燃料を第２流量で前記熱除害ツールに供給することを含む電子デバイス製造時流出物の熱除害ツールの燃料効率を上昇させるための方法。
【請求項１０】
前記判断が、前記除害済み流出物が前記１つ以上の目的とする化学種を含有することであり、前記第２流量が前記第１流量より大きい請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記判断が、前記除害済み流出物が前記１つ以上の目的とする化学種を含有しないことであり、前記第２流量が前記第１流量より小さい請求項９記載の方法。
【請求項１２】
前記判断工程が更に、前記１つ以上の目的とする化学種の濃度を測定することを含む請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記判断が、前記除害済み流出物が前記１つ以上の目的とする化学種を閾値濃度より高い濃度で含有することであり、前記第２流量が前記第１流量より大きい請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記判断が、前記除害済み流出物が前記１つ以上の目的とする化学種を閾値濃度より高い濃度で含有しないことであり、前記第２流量が前記第１流量より小さい請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
前記判断が、前記除害済み流出物が前記１つ以上の目的とする化学種を閾値濃度に等しい濃度で含有することであり、前記第２流量が前記第１流量に等しい請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
前記目的とする化学種が、有害な化学種、熱による除害が可能な化学種、燃料及び酸化剤の１つ以上を含む請求項９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権の主張】
【０００１】
本願は、２００７年１０月２６日に出願された米国特許仮出願第６０／９８３１４３号「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＳＭＡＲＴ  ＡＢＡＴＥＭＥＮＴ  ＵＳＩＮＧ  ＡＮ  ＩＭＰＲＯＶＥＤ  ＦＵＥＬ  ＣＩＲＣＵＩＴ」（代理人整理番号１１６１８／Ｌ）（この文献は全ての目的のために参照により全て本願に組み込まれる）、及び２００８年１月１４日に出願された米国特許仮出願第６１／０２０９２５号「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＳＭＡＲＴ  ＡＢＡＴＥＭＥＮＴ  ＵＳＩＮＧ  ＡＮ  ＩＭＰＲＯＶＥＤ  ＦＵＥＬ  ＣＩＲＣＵＩＴ」（代理人整理番号１１６１８／Ｌ２）（この文献は全ての目的のために参照により全て本願に組み込まれる）に基づく優先権を主張する。
【関連出願への相互参照】
【０００２】
２００７年２月９日に出願され、共通して譲渡された米国特許出願第１１／６７３５４２号「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＰＦＣ  ＡＢＡＴＥＭＥＮＴ  ＵＳＩＮＧ  Ａ  ＣＤＯ  ＣＨＡＭＢＥＲ」（代理人整理番号１０９１０）は、全ての目的のために参照により全て本願に組み込まれる。
【０００３】
２００４年１１月１２日に出願され、共通して譲渡された米国特許出願第１０／９８７９２１号「ＲＥＡＣＴＯＲ  ＤＥＳＩＧＮ  ＴＯ  ＲＥＤＵＣＥ  ＰＡＲＴＩＣＬＥ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＤＵＲＩＮＧ  ＰＲＯＣＥＳＳ  ＡＢＡＴＥＭＥＮＴ」（代理人整理番号９９８５）は、全ての目的のために参照により全て本願に組み込まれる。
【技術分野】
【０００４】
本発明は、電子デバイス製造、より詳細には改良された燃料回路並びにそれを使用した、電子デバイス製造時流出物を除害するための方法及び装置に関する。
【背景】
【０００５】
電子材料及びデバイス製造処理からのガス状流出物には、このような処理中に使用される及び／又は生成される多種多様な化合物が含まれる。処理中（例えば、堆積、拡散、エッチング、洗浄、エピタクシ等）、一部の処理では、例えばペルフルオロ化合物（ＰＦＣ）を含む望ましくない副生成物又は分解されてＰＦＣとなる副生成物が生成される。ＰＦＣは、地球温暖化の強力な寄与因子であると認識されている。これらの化合物並びに同じくヒト及び／又は環境に有害なその他の化合物を、以下では「有害な化学種（ｈａｒｍｆｕｌ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｐｅｃｉｅｓ）」と称し、「目的とする化学種（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｓｐｅｃｉｅｓ  ｏｆ  ｉｎｔｅｒｅｓｔ）」という表現に含める場合がある。ガス状流出物を大気中に放出する前に、ガス状流出物から有害な化学種を除去する又は有害な化学種を有害性がより低い若しくは有害でない化学種に変換することが望ましい。
【発明の概要】
【０００６】
一部の態様において、電子デバイス製造処理から生じる流出物を除害するための方法が提供され、本方法は、流出物を熱除害ツールにおいて除害することにより除害済み流出物を生成し、この除害済み流出物が１つ以上の目的とする化学種を含有するか否かを判断し、この判断に基づいて熱除害ツールの１つ以上の運転パラメータを変更することを含む。
【０００７】
一部の態様において、電子デバイス製造処理から生じる流出物を除害するためのシステムが提供され、本システムは、流出物を除害することにより除害済み流出物を生成するように構成された熱除害ツールと、除害済み流出物が１つ以上の目的とする化学種を含有するか否かを判断するように構成されたセンサと、信号をセンサから受け取るように構成されたコントローラとを備え、信号は除害済み流出物が１つ以上の目的とする化学種を含有するか否かを示し、コントローラは更に、この信号に基づいて熱除害ツールの１つ以上の運転パラメータを変更するように構成される。
【０００８】
一部の態様において、電子デバイス製造時流出物の熱除害ツールの燃料効率を上昇させるための方法が提供され、本方法は、燃料を第１流量で熱除害ツールに供給し、流出物を熱除害ツールにおいて除害することにより除害済み流出物を生成し、除害済み流出物が１つ以上の目的とする化学種を含有するか否かを判断し、この判断に基づいて燃料を第２流量で熱除害ツールに供給することを含む。
【０００９】
本発明のその他の構成及び態様は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲及び添付図面からより十分に明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態による燃料流量を最適化するためのシステムの概略図である。
【図２】本発明の実施形態による燃料流量を最適化するための例示的な方法を表すフローチャートである。
【図３】本発明の別の実施形態による燃料流量を最適化するための例示的な方法を表すフローチャートである。
【図４】本発明の更に別の実施形態による燃料流量を最適化するための例示的な方法を表すフローチャートである。
【図５】本発明の更に別の実施形態による酸化剤流量を最適化するための例示的な方法を表すフローチャートである。
【詳細な説明】
【００１１】
有害な化学種は、除害（ａｂａｔｅｍｅｎｔ）として知られる処理によって、電子材料及びデバイス製造処理時流出物から除去される又は有害でない若しくは有害性がより低い化学種に変換される。除害処理中、電子デバイス製造処理で使用される及び／又は生成される有害な化学種は、消滅させられる又は有害性がより低い若しくは有害でない化学種（除害済み）に変換され、これらは更に処理される又は大気中に放出される。「流出物中の有害な化学種を除害する」ことについて言及する際に「流出物を除害する」と言うのは業界で一般的であり、本願で使用の「流出物の除害」は、「流出物中の有害な化学種を除害する」ことを含むことを意図している。
【００１２】
流出物を加熱及び／又は酸化する熱除害リアクタで流出物を除害することによって有害な化学種を有害性がより低い又は有害でない化学種に変換することが知られている。サーマルリアクタは、点火装置、燃料供給源、酸化剤供給源、バーナージェット及び流出物流入口を含む。点火装置を使用してバーナージェットに点火することにより、バーナージェット火炎を形成する。バーナージェット火炎によって、流出物の除害に必要な高温が発生する。
【００１３】
流出物の除害に必要な熱の量（サーマルリアクタの温度として測定される）は、流出物の性質に左右される。熱除害リアクタに達する流出物の性質は時間と共に変化し得るが、これは熱除害ツールが１つ以上の処理チャンバ及び／又は処理ツールに接続されている（また複数の流出物の混合物を受け取る）場合があるからである。処理チャンバ及び処理ツールは互いに独立して稼動し、異なる処理を異なるスケジュールで行なう。この結果、流出物混合物の性質は頻繁に変化する。従って、除害ツール又はサーマルリアクタに進入する流出物の性質を特定の時点で予測するのは困難となる。この予測不可能性は、特定の時点で熱除害リアクタに進入する流出物混合物の除害に必要な熱の量（ひいては燃料）の予測も困難にする。
【００１４】
変動する流出物混合物の除害に必要な熱／燃料の予測不可能性に対処する１つの知られた方法が、最悪のケースの流出物（例えば、考えられうる限り除害に最も多量の熱／燃料を必要とする流出物又は流出物混合物）を求め、全ての流出物の除害において、その最悪のケースの流出物の除害に十分な量の熱／燃料を使用することである。この方法は効果的ではあるものの効率的ではない。多くの流出物又は流出物混合物が、その効果的な除害に、それより少ない量の熱／燃料しか必要としないからである。
【００１５】
従って、燃料流量及び／又は酸化剤流量を動的に最適化することにより熱／燃料の浪費を削減する方法及び装置が必要とされている。除害ユニットに供給される燃料の量は、本願において、「燃料燃焼速度（ｆｕｅｌ  ｂｕｒｎ  ｒａｔｅ）」又は「燃料速度（ｆｕｅｌ  ｒａｔｅ）」と称することもある。
【００１６】
本発明は、除害反応チャンバにおいて燃料燃焼速度を動的に最適化するための方法及び装置を提供する。本願において、燃料燃焼速度の最適化とは、燃料燃焼速度を調節することによって、特定の時点でサーマルリアクタに進入する流出物混合物を効果的に除害し続けながら、使用する燃料の量を削減することを意味する。燃料燃焼速度の最適化には、以下でより詳細に説明するように、燃料燃料速度を上昇させる工程及び燃料燃焼速度を低下させる工程が含まれる。
【００１７】
本発明の一部の実施形態においては、センサを使用することによって、除害済み流出物（例えば、熱除害リアクタ内で除害された流出物）が目的とする化学種を含有しているか否か（例えば、目的とする化学種を閾値濃度を超えて含有する）を判断する。目的とする化学種は、熱による除害が可能な化学種、燃料及び／又は酸化剤の１つ以上である。
【００１８】
本発明の一部の実施形態においては、センサが、除害済み流出物は熱による除害が可能な化学種を閾値濃度で含有すると判断すると、コントローラが、燃料及び／又は酸化剤の流量を上昇させることによって反応チャンバの温度を上昇させる。コントローラは、例えば除害済み流出物が、熱による除害が可能な化学種を閾値濃度で含有しないとセンサがコントローラに信号を送るまで温度を上昇させ続ける。閾値濃度はゼロ、「検出不可能」又は選択された検出可能濃度である。当業者は、どのようにして閾値濃度を選択するかを了解している。本願において、閾値濃度は、閾値量及び／又は流量と同じ意味で使用されることもある。
【００１９】
一部の実施形態においては、センサが、除害済み流出物は熱による除害が可能な化学種を閾値濃度未満で含有すると判断すると、コントローラが、除害済み流出物が熱による除害が可能な化学種を閾値濃度を越えて含有するとセンサが検出及び報告するまで、反応チャンバへの燃料流量ひいてはその温度を低下させる。除害済み流出物中の熱による除害が可能な化学種の濃度が閾値濃度を超えたら、そこでコントローラは、除害済み流出物中の熱による除害が可能な化学種の濃度が閾値濃度を下回ったとセンサが報告するまで、反応チャンバへの燃料流量ひいてはその温度を上昇させる。これが、流出物を効果的に除害し続けながら、使用する燃料の量を削減する１つの方法である。
【００２０】
その他の実施形態においては、目的とする化学種が燃料であり且つ除害済み流出物が閾値濃度を超える燃料を含有するとセンサが判断したなら、コントローラは、除害済み流出物中に存在する燃料の濃度が閾値濃度を下回ったとセンサがコントローラに報告するまで、適宜、酸化剤流量を上昇させる又は燃料流量を低下させる。
【００２１】
図１を参照するが、本発明の熱除害システム１００は、サーマルリアクタ１０４と流体連通している第１スクラバ１０２を含み、サーマルリアクタは第２スクラバ１０６と流体連通している。フィードバックコントロールシステム１０７は第２スクラバ１０６の下流に位置決めされた少なくとも１つのセンサ１０８及びコントローラ１１０を含む。センサ１０８についてはその他の位置も可能であり、例えばサーマルリアクタ１０４の下流である。センサ１０８は、流出物が、１つ以上の目的とする化学種を含有するか否か又はその濃度を検出するように構成される。上述したように、目的とする化学種はいずれの有害な化学種、熱による除害が可能な化学種、燃料、酸化剤又は不完全な除害若しくは不完全な燃料燃焼による副生成物等であってもよい。センサ１０８はこの情報を（システムコントローラとなり得る）コントローラ１１０に送り、コントローラは、除害処理運転パラメータ、例えば燃料流量、燃料組成、試薬流量、試薬組成、冷却剤流量、除害反応チャンバ温度及び酸化剤流量又は制御対象となり得て且つ流出物の除害に影響を与え得るその他のパラメータ等を変更するように構成される。
【００２２】
上述したように、除害システム１００は第１スクラバ１０２を含む。１つ以上の処理チャンバ１１４からの少なくとも１つのガス状流出物流れ１１２は第１スクラバ１０２へと誘導（例えば、排出）され、スクラバは流出物流れからＳｉＦ４及びその他の化合物を除去するように構成されている。第１スクラバ１０２は、幾つの処理ツール（図示せず）及び／又は処理チャンバ１１４からガス状流出物流れ１１２を受け取ってもよい（例えば、１、２、３、４、５、６等）ことが理解される。
【００２３】
第１スクラバ１０２は、ウォーターミストを使用してガス状流出物流れから１つ以上の汚染物質（例えば、ＳｉＦ４）の存在を排除する又は減少させる。第１スクラバ１０２でガス状流出物流れ１１２から分離された汚染物質又は粒子（ＳｉＦ４を含む）は排水溜め（図示せず）に誘導される。第１スクラバ１０２は任意である。
【００２４】
第１スクラバ１０２からの流出物は、導管１１６を通って熱反応チャンバ１０４に誘導される。流出物に加えて、燃料供給源１１８から導管１２０を通して反応チャンバに燃料が供給され、酸化剤供給源１２２からは導管１２３を通して酸化剤が反応チャンバ１０４に供給される。図では導管１２０が、導管１１６を通して送られる流出物とは別々に反応チャンバに進入するように描かれているが、実施形態によっては、燃料を導管内で流出物と混合し、混合物としてチャンバに導入する（図示せず）。加えて、燃料をある量の酸化剤と予備混合してもよい（図示せず）。
【００２５】
運転中、燃料及び酸化剤は反応チャンバ内で混合され、点火されて火炎が発生する。流出物は酸化剤の存在下で高温に曝され、燃焼し、酸化されて、有害性がより低い又は有害でない化学種を含有する流出物となる。流出物は反応チャンバ１０４から導管１２４を通って第２スクラバ１０６に誘導される。
【００２６】
第２スクラバ１０６は、充填層水スクラバを使用してガス状流出物流れから（反応チャンバ内で生成された）１つ以上の汚染物質の存在を排除する又は減少させる。第２スクラバ１０６でガス状流出物流れから分離された汚染物質又は粒子は、排水溜め（図示せず）に誘導される。次に、第２スクラバ１０６を後にした流出物流れは、導管１２６を通って、例えば屋内排出装置（図示せず）若しくは屋内スクラバ（図示せず）に誘導される又は大気中に放出される。第２スクラバ１０６は任意である。
【００２７】
センサ１０８は、第２スクラバ１０６から導管１２６を通って流出する流出物流れのサンプルを採取するように位置決め及び構成される。センサ１０８は更に、１つ以上の目的とする化学種（例えば、導管１１２を通って除害システムに進入し且つ反応チャンバ内で除害されてしまっているべきタイプの化学種）の存在を検出するように構成される。或いは、目的とする化学種が、導管１１２を通ってサーマルリアクタに進入しないがサーマルリアクタ内で発生する化学種であってもよい。このような目的とする化学種は、サーマルリアクタが十分に高い温度で運転されないとサーマルリアクタ内で発生する恐れがある。一部の実施形態において、センサ１０８は更に、このような目的とする化学種の濃度を検出するように構成される。更にその他の実施形態において、センサ１０８は更に、流出物流量、燃料の存在、燃料の濃度、酸化剤の存在及び酸化剤の濃度の１つ以上を検出するように構成される。燃料及び酸化剤が目的とする化学種の場合もある。
【００２８】
コントローラ１１０は、（１）１つ以上の目的とする除害可能な化学種の存在又は不在、（２）１つ以上の目的とする除害可能な化学種の濃度、（３）流出物流れの流量、（４）燃料の存在、（５）燃料の濃度、（６）酸化剤の存在、（７）酸化剤の濃度等の１つ又はこれらのいずれの組み合わせを示す信号をセンサ１０８から信号線１２８を通して受け取る。信号線１２８は、金属線、ワイヤレス接続又はセンサ１０８からコントローラ１１０へと信号を伝達可能なその他いずれのデバイスであってもよい。コントローラは１１０は、センサ１０８から受け取る信号に応答して除害処理運転パラメータを変更する又は変更を命令するように構成される。例えば、コントローラ１１０は、燃料流量、酸化剤流量、酸化剤組成、可動性バッフル、流出物流れ供給源及び／若しくは流量、試薬流量、試薬組成、冷却剤流量、除害反応チャンバ温度の１つ若しくはいずれの組み合わせ又は制御対象となり得て且つ流出物の除害に影響を与え得るその他いずれのパラメータに変更を加えるように構成される。コントローラ１１０は、信号線１３０を介して燃料供給源１１８及び／又は信号線１３２を介して酸化剤供給源１２２に接続される。
【００２９】
除害処理運転パラメータは、当該分野で知られているように、とりわけ弁（図示せず）、ポンプ（図示せず）及びレギュレータ（図示せず）の操作を通して変更することができる。
【００３０】
各処理ツール（図示せず）は１つ以上の処理チャンバ１１４を含む。処理ツールは、例えば、化学気相蒸着チャンバ、物理気相蒸着チャンバ、化学的機械的研磨チャンバ等を含む。処理チャンバで実行される処理には、例えば、堆積、拡散、エッチング、洗浄及びエピタクシ等が含まれる。これらの処理によって発生する、除害対象となる副生成物であるところの化学物質には、例えば、アンチモン、砒素、ホウ素、ゲルマニウム、窒素、リン、シリコン、セレニウム、シランの水素化物、ホスフィン、アルゴン、水素とのシラン混合物、オルガノシラン、ハロシラン、ハロゲン、有機金属及びその他の有機化合物が含まれる。除害を必要とする様々な成分の中でも、ハロゲン、例えばフッ素（Ｆ２）及びその他のフッ素化化合物は特に問題である。エレクトロニクス産業では、ペルフルオロ化合物（ＰＦＣ）と称されるこれらのフッ素化化合物を、堆積工程の残留物を除去するための及び薄膜をエッチングするための基板処理ツールで頻繁に使用する。最も一般的に使用されるＰＦＣの幾つかの例には、ＣＦ４、Ｃ２Ｆ６、ＳＦ６、Ｃ３Ｆ８、ＮＦ３、ＣＨＦ３、ＣＨ３Ｆ及びＣＨ２Ｆ２が含まれる。
【００３１】
上述したように、第１スクラバ１０２は、ウォーターミストを使用して、処理チャンバ１１４が排出したガス状流出物流れから汚染物質を除去するように構成される。例えば、複数の高圧ノズルを使用して第１スクラバ１０６内でミストを発生させる。いずれの適切な湿式スクラバも使用することができる。例示的なスクラバが、２００７年２月９日に出願され、共有して所有される米国特許出願第１１／６７３５４２号「ＭＥＴＨＯＤＳ  ＡＮＤ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＰＦＣ  ＡＢＡＴＥＭＥＮＴ  ＵＳＩＮＧ  Ａ  ＣＤＯ  ＣＨＡＭＢＥＲ」（代理人整理番号１０９１０）に記載されている。
【００３２】
本発明は、いずれの適切な熱反応チャンバと共に使用してもよく、例えば２００４年１１月１２日に出願され、共通して譲渡された米国特許出願第１０／９８７９２１号「ＲＥＡＣＴＯＲ  ＤＥＳＩＧＮ  ＴＯ  ＲＥＤＵＣＥ  ＰＡＲＴＩＣＬＥ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＤＵＲＩＮＧ  ＰＲＯＣＥＳＳ  ＡＢＡＴＥＭＥＮＴ」（代理人整理番号９９８５）に開示の熱反応チャンバである。燃料燃焼式熱除害チャンバに加えて、本発明は、電熱式及び／又はプラズマ式除害チャンバと共に使用してもよい。電熱式及びプラズマ式除害チャンバの場合、コントローラは、流出物の除害に使用する燃料の量を変更するのではなく、流出物を除害するのに使用するエネルギーの量を変更する。
【００３３】
一部の実施形態において、反応チャンバの壁は多孔性材料（例えば、セラミック）から形成されるため、例えば酸化剤（例えば、清浄で乾燥した空気、酸素）の反応チャンバ内への拡散又は流入が可能になる。或いは、酸化剤は反応チャンバ内へとその他の手段によって流入する。燃料供給源は燃料（例えば、天然ガス、メタン、水素）を反応チャンバに供給する。一部の実施形態において、除害システム１００は２つ以上の燃料供給源又は１つの供給源からの複数の燃料の混合物を含むため、複数の燃料供給源によって異なる燃料又は燃料の組み合わせが提供され、異なる流出物の除害においてより効果的となる。当該分野で知られるように、例えば点火用補助バーナ（図示せず）又はその他の点火手段を使用して反応チャンバ内で燃料・酸化剤混合物に点火することにより、流出物の除害に必要な反応チャンバ温度にする。
【００３４】
センサ１０８は、電気化学セル、光学センサ（例えば、サーモパイル及びＦＴＩＲセンサ）又は質量分析装置等を含む。燃料、酸化剤、熱による除害が可能な化学種、不完全燃焼の副生成物、その他の目的とする化学種の１つ以上の存在及び／又は濃度を検出するように構成されたいずれの適切なセンサも使用することができる。
【００３５】
コントローラ１１０は、マイクロコンピュータ、マイクロプロセッサ、論理回路、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせ等である。コントローラ１１０は、フィードバックコントロールシステム１０７専用であっても、除害ユニットのためのシステムコントローラとしての機能も果たすものであってもよい。
【００３６】
コントローラ１１０は、１つ以上のポンプ、弁及び／又はレギュレータ（図示せず）にも連結することができ、ポンプ、弁及び／又はレギュレータは処理ツールの処理チャンバ１１４の流入口（図示せず）、燃料供給源、酸化剤供給源及び１つ以上の処理ツールを１つ以上の除害システム１００に連結する導管１１２の反応チャンバ側に連結することができる。これらのポンプ、弁及び／又はレギュレータは、コントローラ１１０による、流出物、燃料及び／又は酸化剤の様々な流れの操作及び変更を可能にする。例えば、センサ１０８から送られる信号に基づいて、コントローラ１１０は、処理ツール、燃料供給源１１８及び反応チャンバ１０４を弁、ポンプ及び／又はレギュレータの操作を通じて選択的に操作し、以下の実施例で更に説明するように、多種多様な流れを許可／停止／制限／減量／増量して除害ユニット運転パラメータを修正する。コントローラ１１０は、弁、ポンプ及び／又はレギュレータに配線により又はワイヤレスで連結することができる。一部の実施形態において、コントローラ１１０は、以下で更に説明するように、処理ツール、除害システム１００にも連結され及び／又は通信し及び／又はその動作をも制御する。
【００３７】
運転中、１つ以上の電子デバイス処理チャンバからの流出物流れは、導管１１２を通して第１スクラバ１０２に誘導される。第１スクラバ１０２は、粒子状物質及び水溶性化合物を流出物流れから除去する。
【００３８】
第１スクラバ１０２から、流出物流れは導管１１６を通ってサーマルリアクタ１０４に誘導され、サーマルリアクタ内で燃料及び酸化剤は点火されてバーナー火炎が発生し、火炎によって約５００℃〜約２０００℃の高温が発生する。流出物流れが含有する有害な化学種はサーマルリアクタ１０４内で酸化されて有害性がより低い又は有害でない化学種が生成される。これらの有害性がより低い又は有害でない化学種の一部又は全てが水溶性である。
【００３９】
流出物流れはサーマルリアクタ１０４から導管１２４を通って第２スクラバ１０６に誘導され、第２スクラバで微粒子及び水溶性化合物が流出物流れから除去される。第２スクラバ１０６から排出された除害済み流出物は次にセンサ１０８で試験される。
【００４０】
一部の実施形態において、センサは、熱による除害が可能な１つ以上の有害な化学種の存在及び／又は濃度を検出するように構成される。熱による除害が可能な有害な化学種は、目的とする化学種の一形態である。１つ以上の熱による除害が可能な化学種の濃度が閾値濃度を超えると判明すると、センサ１０８は、このような状態を示す信号をコントローラ１１０に送る。信号を受け取ると、コントローラ１１０は処理パラメータの変更を命令して、サーマルリアクタ１０４内の温度を上昇させる。一部の実施形態においては、例えば１つ以上の熱による除害が可能な化学種の濃度が閾値濃度を下回ったとセンサ１０８が報告するまで、コントローラ１１０はサーマルリアクタの温度を段階的に上昇させる。このような処理パラメータの変更には、熱反応チャンバへの燃料及び／又は酸化剤流れの量を上昇させることが含まれる。
【００４１】
一部の実施形態において、センサは、熱による除害が可能な１つ以上の有害な化学種の存在を検出するように構成される。熱による除害が可能な化合物が流出物流れ中に検出されない場合又は閾値濃度未満の濃度で検出される場合、センサ１０８は、このような状態を示す信号をコントローラ１１０に送る。この状態は、過剰な燃料がサーマルリアクタ１０４内で使用されていることを示す。このような指標を受け取ると、コントローラ１１０は、処理パラメータの変更を命令してサーマルリアクタ１０４内の温度を低下させる。このような処理パラメータの変更には、熱反応用の燃料及び／又は酸化剤流れの量を低下させることが含まれる。コントローラ１１０は、例えば第２スクラバ１０６からの流出物中の熱による除害が可能な化合物の濃度が閾値濃度を上回ったとセンサ１０８が報告するまで、サーマルリアクタ１０４内の温度を段階的に低下させる命令を出し続ける。
【００４２】
別の実施形態において、センサ１０８は、代替的に又は加えて、流出物を完全に除害するのに必要な分より多い燃料がバーナージェットに流れているか否かを判断するのに使用される。例えば、流出物の組成に有害な又は熱による除害が可能な化学種が含まれないとコントローラ１１０が判断したら、コントローラ１１０は、弁に、バーナージェットへの燃料流量を既定量だけ低下させる信号を送って反応チャンバ内の温度を低下させる。次に、コントローラ１１０は、流出物の組成に有害な化学種が依然として含まれないと示す信号をセンサ１０８から受け取ると、弁に、バーナージェットへの燃料流量を既定の量だけ低下させる信号を送る。バーナージェットへの燃料流量を段階的に低下させるサイクルは、例えば、有害な化合物が検出されるまで継続する。このようにして、燃料流量は、燃料をバーナジェット、ひいては反応チャンバに必要以上に供給しないことによっても最適化される。別の実施形態において、燃料の段階的な減量により流出物中に有害な化合物が検出されると、コントローラは、有害な化合物が検出されなくなるまで燃料流量を上昇させる命令を出す。
【００４３】
同一又はその他の実施形態において、センサ１０８は、第２スクラバ１０６からの流出物における燃料の存在を検出するように構成される。燃料又は既定の量若しくは濃度の燃料が流出物流れ中に検出されたら、センサ１０８は、このような状態を示す信号をコントローラ１１０に送る。このような信号を受け取ると、コントローラ１１０は、処理パラメータの変更を命令してサーマルリアクタ１０４における燃料酸化の効率を上昇させる。処理パラメータの変更には、例えば、サーマルリアクタ１０４内への酸化剤の流量の上昇又は燃料の流量の低下が含まれる。このような処理パラメータの変更は、例えば第２スクラバ１０６からの流出物中の燃料の濃度が閾値濃度を下回ったとセンサ１０８が報告するまで、コントローラ１１０によって命令され続ける。
【００４４】
更に別の実施形態において、センサは、第２スクラバ１０６から排出される流出物における酸化剤の存在を検出するように構成される。閾値濃度を超える酸化剤が流出物流れ中に検出されると、センサ１０８は、このような状態を示す信号をコントローラ１１０に送る。このような信号を受け取ると、コントローラ１１０は、サーマルリアクタ１０４における酸化剤使用の効率を上昇させ得る処理パラメータの変更、例えばサーマルリアクタ１０４への燃料の流量の上昇又は酸化剤の流量の低下等を命令する。このような処理パラメータの変更は、例えば第２スクラバ１０６からの流出物における酸化剤の量又は濃度が閾値濃度を下回ったとセンサ１０８が報告するまで、コントローラ１１０によって命令され続ける。
【００４５】
更に別の実施形態において、流出物は第２スクラバ１０６を後にすると、第２スクラバの下流（例えば、導管１２６）に位置決めされたセンサ１０８を通過する。センサ１０８は流出物を試験し、流出物組成を示す信号をコントローラ１１０に送る。次に、コントローラ１１０は、流出物が所定のレベルにまで除害されたか否かを判断する。流出物が所定のレベルにまで除害されたとコントローラ１１０が判断したら、反応チャンバ内で除害されている流出物について、燃料流量は維持される。流出物が十分に除害されていないとコントローラ１１０が判断したら、コントローラ１１０は弁に信号を送って弁を更に開放し、弁はバーナージェット（図示せず）への燃料流量を上昇させることによって追加の燃料と酸化剤との混合及び追加の燃料点火を可能にし、より多くの流出物を除害するのに必要な高温を発生させる。
【００４６】
一部の実施形態において、コントローラ１１０は、有害な化合物、燃料、酸化剤等の検出に基づいて、処理パラメータに標準化され事前選択された段階的調整を行なう。その他の実施形態において、コントローラ１１０は、有害な化学種、燃料及び／又は酸化剤の濃度に基づいて、処理パラメータに非標準化された段階的な調整を行う。
【００４７】
更に別の実施形態において、コントローラ１１０は、燃料及び／又は酸化剤流量の変更による処理制御では不十分であると判断すると、代わりに除害システムへの流出物投入量を変更する。
【００４８】
図２は、本発明の燃料燃焼速度を最適化するための例示的な方法２００を表すフローチャートである。任意の工程２０２において、流出物流れは第１スクラバでスクラブされる。工程２０４において、流出物は熱反応チャンバ内で除害される。工程２０２及び２０４はどの順番で実行してもよい。工程２０４での熱反応チャンバにおける流出物の除害に続いて、任意の工程２０６で、酸化された流出物を第２スクラバでスクラブする。１つ以上の熱による除害が可能な化学種の存在を、工程２１０で判断する。工程２１０において流出物流れが熱による除害が可能な化学種を含有しないとの判断がなされたら、次に、サーマルリアクタへの燃料流量を工程２１２で維持する。この方法は、工程２１２から、流出物を熱除害ツール内で除害する工程２０４へとループし、上述したように進行する。工程２１０において、流出物流れが熱による除害が可能な化合物を含有するとの判断がなされたら、次に、サーマルリアクタへの燃料流量を工程２１４で上昇させる。燃料流量の上昇は、典型的には、サーマルリアクタの温度を上昇させる。工程２１４におけるサーマルリアクタへの燃料流量の上昇は、既定の度合いの段階的な上昇であってもよい。また、燃料流量の上昇は、１つ以上の熱による除害が可能な化学種の濃度に応答してコントローラによって決定される量であってもよい。工程２１４におけるサーマルリアクタへの燃料流量の上昇に続いて、本方法は、流出物を熱除害ツールにおいて除害する工程２０４にループし、上述したように進行する。本方法２００は、電子デバイス製造システムの運転中、連続的に適用することができる。
【００４９】
図３は、本発明の燃料燃焼速度又は効率を最適化するための別の例示的な方法３００を表すフローチャートである。方法３００は、工程２１２に代わる工程３１２を除いて、方法２００と同様である。この異なる工程についてのみ説明する。工程３１２（方法３００は、工程２１０において、熱による除害が可能な化学種が流出物流れ中に存在しないとの判断がなされた場合に工程３１２に進む）において、リアクタへの燃料流量は、工程２１２のように維持されるのではなく一定量だけ低下させられる。次に、方法３００は、流出物を熱除害ツールにおいて除害する工程２０４へと進み、図２に関して上述したように進行する。
【００５０】
図４は、本発明の燃料燃焼速度を最適化するための別の例示的な方法４００を表すフローチャートである。方法４００は、類似の工程２１０、２１２及び２１４に代わるそれぞれの工程４１０、４１２及び４１４を除いて、方法２００と同様である。方法４００を、この異なる工程についてのみ説明する。このように、流出物流れが未除害の流出物を含有するか否かを判断する代わりに、方法４００は、工程４１０において、流出物流れが未酸化燃料を含有するか否かを判断する。除害済み流出物中の未酸化燃料の存在は、燃料がサーマルリアクタに過剰に供給されていること又はリアクタに十分な量の酸化剤が供給されていないことを示す。流出物が未酸化燃料を含有するとの判断がなされたら、本方法は工程４１４に進み、サーマルリアクタへの燃料流量（例えば、既定分だけ）を低下させる又はサーマルリアクタへの酸化剤流量を（例えば、既定分だけ）上昇させる。工程４１４に続いて、方法４００は工程２０４へとループし、工程２０４は図２に関して上述されている。
【００５１】
工程４１０において流出物流れが未酸化燃料を含有しないとの判断がなされたら、除害済み流出物中の未燃焼燃料の不在は、十分な量の燃料がサーマルリアクタに提供されていることを示す。一部の実施形態において、方法４００は工程４１２に進み、燃料流量が維持される。工程４１２に続いて、方法４００は工程２０４にループし、工程２０４は図２に関して上述されている。
【００５２】
除害済み流出物中の未燃焼燃料の不在は、サーマルリアクタに提供される燃料の量が不十分であることを示す場合もある。従って、一部の実施形態においては、単に維持するのではなく、工程４１２において燃料流量を上昇させる。工程４１２から、方法４００は、上述したように工程２０４にループする。
【００５３】
図５は、本発明の酸化剤流量を最適化するための例示的な方法５００を表すフローチャートである。方法５００は、類似の工程４１０、４１２及び４１４に代わるそれぞれの工程５１０、５１２及び５１４を除いて、方法４００と同様である。方法５００を、この異なる工程についてのみ説明する。このように、流出物流れが酸化済み燃料を含有するか否かを判断する代わりに、工程５１０において、方法５００は、流出物流れが未反応酸化剤を含有するか否かを判断する。除害済み流出物中の未反応酸化剤の存在は、サーマルリアクタに酸化剤が過剰に供給されている又はリアクタに燃料が十分に供給されていないことを示す。流出物が未反応酸化剤を含有するとの判断がなされたら、本方法は工程５１４に進み、サーマルリアクタへの酸化剤流量を（例えば、既定分だけ）低下させる又はサーマルリアクタへの燃料流量を（例えば、既定分だけ）上昇させる。工程５１４に続いて、方法５００は、図２に関して上述した工程２０４へとループし、工程２０４から上述したように進む。
【００５４】
除害済み流出物における未反応酸化剤の不在は、熱反応チャンバに十分な量の酸化剤が供給されていることを示す。一部の実施形態において、工程５１０において、流出物流れが未反応酸化剤を含有していないとの判断がなされたら、方法５００は工程５１２に進み、酸化剤流量が維持される。工程５１２から、方法５００は工程２０４にループし、工程２０４は、図２に関して上述されている。
【００５５】
除害済み流出物における未反応酸化剤の不在が、サーマルリアクタに十分な量の酸化剤が提供されていないことを示す場合もある。従って、一部の実施形態においては、単に維持するのではなく、工程５１２において酸化剤流量を上昇させる。工程５１２から、方法５００は上述したように工程２０４にループする。
【００５６】
従って、本発明をその例示的な実施形態に関連させて開示してきたが、以下の特許請求の範囲に基づいて定められるように、その他の実施形態も本発明の精神及び範囲に含まれ得ることを理解すべきである。
【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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【国際調査報告】
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