[發明專利]回收和再利用六氟化鎢的系統和方法

在審

• 申請號: 201410113811.2
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN104201133A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: A·D·約翰遜;R·K·阿加瓦爾;安熙福;W·J·小卡斯蒂爾;E·J·小卡瓦其;J·F·萊曼;D·C·溫切斯特
• 申請（專利權）人: 氣體產品與化學公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;C23C16/14
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳亦華

相關申請的交叉引用

本申請要求2013年1月17提交的U.S.臨時申請號61/753,635的權益。該臨時申請的公開內容在此以其整體通過引用并入。

技術背景

本文描述了回收半導體制造材料，例如六氟化鎢(WF₆)的系統和方法。本文還描述了回收并然后再利用用于半導體制造的半導體制造材料的系統和方法。

六氟化鎢(WF₆)是用于半導體器件制造中的可冷凝材料，制造WF₆以用于半導體的制造工藝中，并且通常在化學氣相沉積(CVD)中作為反應試劑，用于形成鎢膜。合成WF₆的通常方法是通過單質氟(F₂)與鎢金屬的高度放熱反應，如下面反應(1)所示。

W(s)+3F₂=WF₆(g)(ΔH°=-418kcallmol)????反應(1)

在CVD處理過程中，六氟化鎢沒有被有效地利用。未反應的WF₆被導向反應器尾氣并且作為廢料丟棄。通常，WF₆使用濕的洗滌塔進行水解，產生含水生氫氟酸(HF(aq))和鎢氧化物(WO_x)的廢水。隨后，這種廢水必須在廢水處理設備中進行處理，然后可以將其進行排放。

因此，對提供收集在生產工藝中待被再利用和/或再循環的WF₆及其它可冷凝材料的方法、系統、裝置或它們的組合存在在需求。在本領域中對降低將可冷凝材料例如WF₆傳輸到例如CVD工藝中的生產工具的成本存在需求。在本領域中還對減少生產過程中所用可冷凝材料的浪費存在需求。

發明概述

本文所述的方法、系統及裝置滿足了本領域中的至少一種需求。在一個方面，本發明撮供了用于從使用可冷凝材料的化學工藝反應器中收集和回收所述可冷凝材料的裝置，其包括：

(a)與工藝控制器電連通的化學工藝反應器，其具有一條或多條引入可冷凝材料的管線；

(b)化學工藝反應器的排放管線，其能夠移除引入到所述化學工藝反應器中的未反應的可冷凝材料；

(c)任選地，排放管線中的止回閥，其允許從化學工藝反應器中移除未反應的可冷凝材料，并且阻止排出物向化學工藝反應器的任何實質性流動，其具有設定的開啟壓力(cracking?pressure)；

(d)與化學工藝反應器或排放管線連接的回收管線，其在任選的止回閥的上游，能夠從化學工藝反應器或排放管線中移除未反應的可冷凝材料，并且將其送到回收容器；

(e)回收管線中的自動閥門，其與所述工藝控制器具有信號連接；

(f)工藝控制器；以及，

(g)回收容器，其進一步包括與工藝控制器電連通的冷卻套，并且能夠容納所述未反應的可冷凝材料。

在另一方面，本發明提供了從使用可冷凝材料的化學工藝反應器中收集和回收可冷凝材料的系統，其包括：

與工藝控制器電連通的化學工藝反應器，其具有一條或多條引入可冷凝材料的管線；

化學工藝反應器的排放管線，其能夠移除引入到化學工藝反應器中的未反應的可冷凝材料；

任選地，在排放管線中的止回閥，其允許從化學工藝反應器中移除未反應的可冷凝材料，并且阻止排出物向化學工藝反應器的任何實質性流動，其具有設定的開啟壓力；

與化學工藝反應器或排放管線連接的回收管線，其在任選的止回閥的上游，能夠從化學工藝反應器或排放管線中移除未反應的可冷凝材料，并將其送到回收容器；

回收管線中的自動閥門，其與所述工藝控制器具有信號連接；

工藝控制器；以及，

回收容器，其進一步包括與工藝控制器電連通的冷卻套，并且能夠容納所述未反應的可冷凝材料。

附圖說明

圖1提供了回收可冷凝材料例如WF₆供將來再利用的一個實施方式的工藝流程圖。

圖2提供了WF₆的液-氣相圖，實線表示冷凝的WF₆和氣態WF₆之間的相界。對于實線以上的條件，WF₆以液體或固體存在。對于實線以下的條件，WF₆以氣體存在。

圖3提供了用于收集和回收可冷凝材料例如WF₆的裝置和系統的一個實施方式的實施例。

發明詳述