CN102791359A - 通风气体管理系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种通风气体管理系统和方法，用于适于包含流体供应容器的罩壳，通风气体流过该罩壳以流体在从容器泄漏的情况下提供安全操作。调节通风气流以适应与这种包含流体供应容器的罩壳的布置和操作相关的各种危险水平，所述流体供应容器例如为半导体制造设备中的气体箱或气瓶柜，从而减小这种布置和操作另外所需要的通风气体需求。

Description

通风气体管理系统和方法

相关申请的交叉参考

这里要求以W.Karl Olander和Paul J.Marganski的名义于2010年1月14日提交的名为“Ventilation Gas Management System and Process（通风气体管理系统和方法）”的美国临时专利申请No.61/295,150的优先权。所述美国临时专利申请No.61/295,150的公开内容为了所有目的而整体以引证方式结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及通风气体管理系统和方法。在各种实施方式中，本发明更特别地涉及用于对容纳流体供应容器的气体箱和气瓶柜进行通风的排气系统，并涉及半导体制造设备和使用该半导体制造设备的方法。

背景技术

在使用基于吸附剂的流体储存和分配容器（从ATMI公司（丹伯里，康奈提格州，美国）购得商标为“SDS”的类型）时，流体储存在闭合容器中的物理吸附剂介质上，并在分配条件下解吸附，以供应用于使用的流体。分配条件可以包括：容器的内部空间与连接至容器的阀头的分配线路之间的压力差，输入至容器中的吸附剂的热量，或运载气体通过容器的流动，或者两个或更多个这种分配模式，由此，使流体解吸附以从容器排出。流体在吸附状态中储存的结果是，可将储存和分配容器中的流体压力保持在非常低的压力处，例如，低于大气压的压力。

由于这种低压储存的缘故，所以，相对于可能容纳高的超大气压（superatmospheric）（例如，800至2000psig水平的压力）的流体的传统高压流体供应缸体，基于吸附剂的容器具有明显改进的安全特征。在缸体泄漏的情况下，这种高压缸体具有非常大的危险。由于高压缸体中的流体处于比缸体的周围环境高得多的压力下，所以，这种破裂或泄漏事件会导致所有流体存量快速地散布到缸体的周围环境中。

相反，当在基于吸附剂的流体储存和分配容器中发生泄漏事件时，低的储存流体压力将这种到周围环境的散布减到最小。此外，在储存压力低压大气压的情况下，将存在周围气体到容器中的净流入。这种净流入将用来稀释容器内容物，并进一步减小容器附近的危险的威胁，从而避免有毒的或有危险的流体以比阈值极限值水平高的水平快速排出，该阈值极限值水平是涉及高压流体供应缸体的泄漏事件的特征。

考虑到基于吸附剂的流体储存和分配容器明显增强的安全特征，这种储存和分配容器已在必须将有毒或有危险的流体分配至利用流体的方法和设备的应用场合中广泛地使用，例如半导体制造业。

在半导体制造中，可以在非常广泛的制造操作中使用这种基于吸附剂的流体储存和分配容器，包括化学蒸汽沉积、蚀刻、离子注入、原子层沉积、清洗、等等。

在离子注入中，已经特别广泛地使用基于吸附剂的流体储存和分配容器，其中，用于注入的掺杂气体以低于大气压的压力储存在容器中，并分配至离子源以产生离子物质（species），所述离子物质被分开以形成用于注入的离子束。

在半导体制造业中，也已经广泛地使用内部压力调节流体供应容器来作为比传统的高压气体缸体更安全的替代物。可从ATMI公司（丹伯里，康奈提格州，美国）购得商标为VAC的这种内部压力调节流体供应容器，并且，该流体供应容器在流体供应容器的内部空间中采用一个或多个调节器装置。在这种流体供应容器中使用的调节器装置具有压力设定点，所述压力设定点被选择为提供从供应容器排出的流体的期望分配压力，例如，低于大气压的分配压力或低的超大气压的分配压力。

在上述半导体制造操作中，传统的实践是将流体供应容器布置在罩壳（enclosure）中，例如气瓶柜或气体箱。这些容纳结构提供封闭的内部空间，流体储存和分配容器可以在该内部空间中安装以进行使用。在所述罩壳中，将分配容器与流路耦接，以将流体从特定容器选择性地排放至这种流路的流线。将罩壳中的流路与罩壳外部的流路耦接，罩壳外部的流路包括流体线路、管道、歧管，等等，通过这些将流体传送至下游使用点。气瓶柜中的流路和气瓶柜外部的流路的特征可能非常不同，并且，可能包括流体流道，所述流体流道包含流动控制阀、调节器、质量流控制器、电子压力传感器、压力变换器（transducer）、热追踪构件、节流孔口、流量限制阀、过滤器、净化器、过压减压装置（relief device）、歧管、混合装置、阀歧管箱、缓冲器（snubber）、热电偶、侧流采样结构、转子流量计、压力计（manometer）、成分传感器，以及其他在特定的流动布置中采用的部件，这些部件用于将流体从罩壳中的流体储存和分配容器引导至使用点。

典型地，用流过罩壳的通风气体（例如空气）使诸如气瓶柜和气体箱的流体容器罩壳排气，以使得来自流体储存和分配容器的任何流体泄漏都被通风气流带走。可以将所产生的包含任何泄漏流体成分的通风气体流出物引导至洗涤器或其他处理单元，从而确保减少通风气体中的任何有毒的或有危险的成分，以允许将所处理的通风气体排出至大气或进行其他处理或使用。

在考虑包含最坏情况释放（WCR）事件（该事件由于来自高压气体缸体的气体泄漏而发生）的基础上，典型地，用于对半导体制造设备中的容纳流体供应容器的气体箱以及其他罩壳进行通风的通风气体以300至500立方英尺每分的流速连续地流过这种罩壳。

传统地，将气体箱构造为具有永久开口，以允许清扫空气以可控速度流入所述永久开口中，并具有出入舱口或门，所述出入端口或门能选择性地打开以进行流体分配容器的系统维护和/或更换。通风气体通过半导体制造设备中的气体箱的流速典型地与用于将通风气流收回至气体箱并使气体箱排气的管道的管道直径以及自该设备的壳体通风/排气系统产生或施加的静压力相关。排气管道可能装配有阻尼器，或者，可以在气体箱的门中设置百叶窗，用所述百叶窗来提供通过气体箱的特定气流。

在《国际消防规范》第3704.1.2章描述了目前的气体箱通风实践，根据描述的内容，气瓶柜出入舱口或窗口的端面处的平均端面速度不能小于200英尺每分，在出入舱口或出入窗口的任何点处具有150英尺每分的最小速度。国际半导体设备制造商（SEMI）组织已经针对通风实践发布了类似的标准。

这种规章旨在确保，当罩壳的出入门打开时，进气速度足以捕获任何可在该时间期间中存在或释放的有毒或有危险的物质，例如，以保持工人暴露于低于个人暴露极限（PEL）的1/4的有毒气体。当分配在气体箱中的流体具有自燃特征时，例如硅烷，遵从这些规章是特别重要的。在这种情况中，希望流过气体箱的通风气体足以将自燃流体的任何泄漏稀释至安全浓度，例如，稀释至自燃流体的爆炸下限（LEL）或可燃性下限（LFL）的1/4的浓度。

本领域继续寻求与利用流体的设备（例如半导体制造设备）中的气体使用相关的安全性和经济性的改进，其中，流体储存和分配容器用来对利用流体的单元（例如蒸汽沉积室和离子注入设备）供应流体。

发明内容

本发明涉及用于管理处理设备中的通风气体的系统和方法，在该处理设备中，通风气体流过容纳流体供应容器及相关流路的罩壳，以建立与来自流体供应容器和/或流路的泄漏相关的安全操作。

在一个方面中，本发明涉及一种用于罩壳的通风气体管理系统，该罩壳容纳流体供应容器和与该流体供应容器耦接的流路，所述流路适用于使通风气体流过罩壳，这种系统包括：

流量调节器，被布置为控制通过所述罩壳的通风气流；

监控组件，适用于（i）监控流体供应容器、罩壳，或流体供应容器中或从流体供应容器分配的流体的特征，该特征影响与来自所述罩壳中的所述流体供应容器或相关联流路的流体泄漏相关的危险或风险水平，以及（ii）输出与所监控的特征相互关的监控信号；以及

控制器，被布置为从监控组件接收所述监控信号，并相对于与来自罩壳中的流体供应容器的流体泄漏相关的危险或风险水平来响应性地调节流量调节器。

在另一方面中，本发明涉及一种从通风气体流经的罩壳中的流体源供应气体的方法，这种方法包括监控流体源、罩壳，或流体源中的或从流体源分配的流体的特征，该特征影响与来自所述罩壳中的流体源或相关流路的流体泄漏相关的危险或风险水平，并且，响应于该监控，相对于与来自罩壳中的流体源的流体泄漏相关的危险或风险等级来调节通过罩壳的通风气流。

本发明的另一方面涉及一种管理流过处理单元的排出物的操作的方法，包括监控处理单元的决定危险或风险水平的至少一个状态或操作变量，并响应于从所监控的状态或操作变量确定的危险或风险水平来将排出物排放至多个备择排出布置中的一个。

从后面的公开内容和所附权利要求中，本发明的其他方面、特征和实施方式将更完全地显现。

附图说明

图1是气瓶柜的示意图，该气瓶柜容纳基于吸附剂的流体供应容器，并适用于对应于流体供应容器中的流体存量来调节通风气流。

图2是半导体制造处理设备的示意图，该设备中需要使用排气以进行操作，其中，气体箱和离子注入机罩壳的通风根据其中的处理条件来调节。

图3是气瓶柜的示意图，该气瓶柜容纳多个基于吸附剂的流体供应容器，所述流体供应容器适于使通风气体通过其中。

图4是包括气瓶柜的流体供应系统的示意图，该气瓶柜容纳多个基于吸附剂的流体供应容器，其中，划分该气瓶柜，以提供用于该气瓶柜中的每个流体供应容器的子罩壳。

具体实施方式

本发明涉及通风气体管理系统和方法，更特别地涉及用于容纳流体储存和分配容器的罩壳的通风气体管理系统，并涉及用于这种通风气体管理的方法。

在一个实施方式中，本发明构想一种用于罩壳的通风气体管理系统，该罩壳容纳流体供应容器和与该流体供应容器耦接的流路，并且所述流路适于使通风气体流过缩水罩壳，其中，该系统包括：

（a）流量调节器，被布置为控制通过罩壳的通风气流；

（b）监控组件，适于（i）监控流体供应容器、罩壳，或流体供应容器中的或从所述流体供应容器分配的流体的特征，该特征影响与来自所述罩壳中的流体供应容器或相关流路的流体泄漏相关的危险或风险水平，以及（ii）输出与监控特征相互关联的监控信号；以及

（c）控制器，被布置为从所述监控组件接收所述监控信号，并相对于与来自所述罩壳中的所述流体供应容器的流体泄漏相关的危险或风险水平来响应性地调节流量调节器。

这种系统中的监控特征可以是任何适当的类型，例如，可包括从由以下特征组成的组中选择的至少一个特征：流体供应容器中的流体存量；流体供应容器中的流体压力；流体供应容器下游的气体输送歧管中的流体压力；流体供应容器的壁中的应变；容纳所述流体的流体供应容器的重量；设置于流体供应容器的内部空间中的物理吸附剂的物理吸附特征；流体供应容器的温度；罩壳中的温度；从流体供应容器分配的流体的累积空间；从所述流体供应容器分配流体的持续时间；从流体供应容器分配的流体的流速；所述罩壳中的环境条件；流体供应容器中的流体条件；罩壳的出入结构的打开或关闭特征；以及与流体供应容器、流路、罩壳和/或消耗所分配流体的过程相关的警报条件。

在一个实施方式中，监控组件包括应变仪，所述应变仪安装在流体供应容器的外壁上并布置为输出指示容器壁中的应变的相应信号来作为监控信号。在另一实施方式中，监控组件包括被布置为监控从流体供应容器分配的流体的压力的压力变换器。

流量调节器可以是任何适当的类型，例如，可包括从由以下项目组成的组中选择的流量控制装置：流动控制阀；阻尼器；可变大小的节流孔口装置；质量流控制器；变速泵；以及变速鼓风机。

监控组件可包括多种特定设备部件中的任一种，例如，可以包括数据获取模块，该数据获取模块适于定位在罩壳之外，并与罩壳中的至少一个传感器操作性地耦接。

在一个实施方式中，流体供应容器、罩壳，或者流体供应容器中的或从流体供应容器分配的流体的特征用于监控，该特征包括罩壳的出入结构的打开或关闭特征。在其他实施方式中，这种特征可包括与流体供应容器、流路、和/或罩壳相关的警报条件。

可将控制器布置为响应性地调节流量调节器，以当打开罩壳的出入结构时增加通过罩壳的通风气流。替换地，可将控制器布置为响应性地调节流量调节器，以便就在从流体供应容器分配流体后，在非警报条件和罩壳的出入结构的关闭特征下，将通过罩壳的通风气流减小至低的“正常水平”，并且，就在出现与流体供应容器、流路、和/或罩壳相关的警报条件后，或就在罩壳的出入结构打开后，增加通过罩壳的通风气流。

在另一实现方式中，可将控制器布置为响应性地调节流量调节器，以便在没有警报或紧急条件时，在从流体供应容器分配流体的过程中，产生通过罩壳的通风气流（例如，在从25到80立方英尺每分的范围中）。

在又一布置中，可将控制器布置为响应性地调节流量调节器，以便在从流体供应容器分配流体的过程中减小通过罩壳的通风气流，以使得随着流体存量在流体分配过程中的减小，通过罩壳的通风气流逐渐减小。

控制器本身可以是或可包括从由以下项目组成的组中选择的计算设备：微处理器；可编程逻辑控制器；以及可编程为适于响应于监控信号来调节流量调节器的计算机。

上述通风气体管理系统可关于半导体制造设备中的气瓶柜操作性地布置，以调节通过气瓶柜的通风气流，例如，容纳基于吸附剂的流体供应容器的气瓶柜、内部压力调节流体供应容器、这种容器的组合，或多个这些类型中的任一种或多种流体供应容器，或多个其他类型的流体供应容器。替换地，上述的气体管理系统可关于半导体制造设备中的气体箱布置，以调节通过气体箱的通风气流。

在流体供应容器包括基于吸附剂的流体供应容器的情况中，这种容器可在其中容纳作为吸附剂介质的活性碳吸附剂。

流体能以任何适当的压力储存在流体供应容器中以及从流体供应容器分配，上述适当的压力例如为，低于大气压的压力或接近大气压的压力、或低的超大气压的压力。

该流体可以是任何适当的类型，例如，可以包括半导体制造流体。该流体可以包括（但不限于）从由以下项目组成的组中选择的流体：氢化物气体、卤化物气体、气态有机金属化合物、硅烷、乙硼烷、锗烷、氨、磷化氢、胂、锑化氢、硫化氢、硒化二氢、碲化氢、三氟化硼、B₂F₄、六氟化钨、氯气、氯化氢、溴化氢、碘化氢、和氟化氢。

因此，本发明构想了一种从通风气体流经的罩壳中的流体源供应气体的方法，所述方法包括监控所述流体源、罩壳、或者所述流体源中的或从所述流体源分配的流体的特征，该特征影响与来自所述罩壳的所述流体源或相关流路的流体泄漏相关的危险或风险水平，并且，响应于所述监控，相对于与来自所述罩壳中的所述流体源的流体泄漏相关的危险或风险水平来调节通过罩壳的通风气流。

在这种方法的其他特定实现方式中，这种方法可通过各种在上文中以不同方式描述的特征、部件、实施方式和布置方式来执行。

因此，本发明提供一种“灵敏的”罩壳，例如适于容纳流体供应容器、装配有通风系统和相关的控制装置的气体箱，所述控制装置允许所述罩壳以有效且经济的方式通过可变的排气方式操作。

在一个实施方式中，所述罩壳在半导体制造设备中包括容纳结构（containment structure，密封结构），该设备用排气系统使所述容纳结构通风，其中，当打开罩壳以进行维护、检查等时，排气系统提供高流动性，例如，300至400立方英尺每分的通风气体流速，该高流动性表现了紧急情况期间或维护期间容纳结构的操作特征，并且其中，当罩壳操作且未检测到操作性问题时，排气系统提供低流动性，例如，20至100立方英尺每分的通风气体流速。因此，低流动性操作状况构成效率模式，作为该罩壳的默认状态。该罩壳可以是气体箱、气瓶柜，或其他容纳流体供应容器的罩壳。例如，可以将低流动性操作状况设定为相对于高流动性操作状况的预定比例。例如，低流动性操作状况可以包括以下流速范围中的操作，该流速范围包括为高流动性操作状况中流速的15%至25%的流速。

半导体制造设备可针对排气系统使用变速风扇，并且，这种风扇可根据该设备中的压力变化来容易地调节，以便在高流动性和低流动性操作状况之间转换。因此，可实现较低的总排气速度。

在通风气体管理系统的各种实施方式中，罩壳适于容纳内部压力调节的流体供应容器。这种容器在其内部空间中可以容纳一个或不止一个压力调节器装置，并且，当使用不止一个这种装置时，串联地布置这些装置，针对期望的分配操作设置压力调节器设定点，以实现分配流体的特定压力水平。这种特定的压力水平可以包括低于大气压的分配流体，或者替换地，在特征上相对低的流体压力水平，例如低于100kPa。

因此，在正常操作的过程中，例如，通过利用气体箱上方的管道中的可变位置阻尼器，来减小半导体制造设备气体箱中的排气速度，并且，当该系统需要维护时，将高得多的、更安全的排气速度用于这种情况。通过使用可编程布置的控制设备和互连装置，或其他适当的方式，可实现该变化。

在一个实施方式中，监控来自流体供应容器的排放气体管道中的压力，并且，当检测到压力高于预定临界值的时，启动警报，将流体供应容器与分配操作隔离，并终止分配气体到利用流体的工具的流动，并且通风速度例如增加至300至400立方英尺每分的范围中的速度。通风速度增加可与压力偏移的大小相关，以使得更大的偏移与容纳流体供应容器的罩壳中的更高通风速度匹配。可以通过关闭容器分配阀来实现流体供应容器的隔离，例如，通过启动容器上的气动阀操作器，或通过启动所述管道或包括所述管道的歧管中的阀来关闭容器分配阀。

在另一实施方式中，可将容纳流体供应容器的罩壳构造为具有有毒气体警报器，所述有毒气体警报器针对有毒气体从流体供应容器或从流体供应容器与所谓的盘管（pigtail）之间的管道或部件的泄漏来监控罩壳的内部环境，其中所述容器通过所述盘管与诸如带阀歧管的分配流路互连。在特定实施方式中，可以将气体检测和阀关闭组件构造并布置为符合《国际消防规范》第3704.2.2.7章或其他安全规程和规章。

在本发明的各种实施方式中，可相对于决定风险/危险水平的特定工具条件和工艺变量来监控制造工具的这种风险/危险水平，并且，可改变工具的排气速度，以实现适合于制造工具和容纳该制造工具的处理设备的预定的风险/危险水平。除了改变排气速度以外，如果检测到高危险条件，则本发明构想响应于监控条件而改变排气路径，例如，从一般排气到洗涤排气，或从排气循环到一般排气。因此，就在检测到危险条件后，监控和控制系统可以改变流过气体箱的排出物的路径，从一般排气变到洗涤单元，或者流过罩壳且然后循环利用的排出物可以改为通过一般排气管线。

因此，在另一实施方式中，本发明涉及一种管理流过处理单元的排出物的操作的方法，包括：监控处理单元的决定风险或危险水平的至少一个条件或操作变量，并响应于从所监控的条件（一个或多个）或操作变量（一个或多个）确定的风险或危险水平来选择排出物到多个备择排出处理装置的其中一个的路径。在这种方法中，可根据从所监控的条件或操作变量确定的风险或危险水平来调节排气速度。

可响应于监控到高于预定压力的容器流体压力来增加排气速度，例如，高于预定压力的容器流体压力由于增加的温度环境条件导致流体供应容器及其流体内容物的加热而导致，并且，当后续分配操作和/或温度变化（减小）导致容器流体压力降至这种预定压力之下时，可将排气速度减小至较低水平以用于后续操作。可用来自与流体供应容器连接的歧管的压力信号实现此布置，例如，通过使用歧管中的压力变换器来监控所分配气体的压力，所分配气体的压力指示容器中的流体压力。

因此，在各种实施方式中，本发明涉及一种用于监控和控制处理系统中的排出流速的系统和方法，以便基于检测到的条件（例如气流通道和/或流体容器中的泄漏、压力、温度等）来维持期望水平的安全流体储存和分配操作，其中所述处理系统包括气体箱/气瓶柜/罩壳/包括反馈控制装置的通风组件。

在各种特定实施方式中，排出物/空气/流体流动控制元件可包括百叶窗式的入口和/或出口开口，所述入口和/或出口开口包括装有板条的槽口，例如，其中，与诸如流量计和压力变换器的监控装置相结合，板条可在完全打开与完全关闭位置之间移动。

在各种实施方式中，基于吸附剂的流体储存和分配容器可利用许多子系统、组件、设备和装置来用于在本发明的系统和方法中进行监控、控制和反馈。例如，基于吸附剂的流体储存和分配容器可利用动态流体监控组件来确定容器（流体正在或将要从该容器分配）中的流体存量，从而能够产生用于控制和反馈的监控信号。

在一个实施方式中，该监控系统包括（i）用于监控流体供应容器或从其分配的流体的特征的一个或多个传感器，（ii）数据获取模块，该数据获取模块与所述一个或多个传感器操作性地耦接，以从所述一个或多个传感器接收监控数据并响应性地产生与由所述一个或多个传感器监控到的特征相互关联的输出，以及（iii）处理器和显示器，所述处理器和显示器与数据获取模块操作性地耦接，并布置为处理来自所述数据获取模块的输出并响应性地输出流体供应容器中的流体的图示。

所述一个或多个传感器可以监控流体供应容器的特征，例如，容器的结构部件中的应变，该应变指示容纳于容器中的流体的量。例如，所述一个或多个传感器可以包括以应变感测关系固定至容器的壁的应变仪，例如，当流体供应容器是内部压力调节容器时，该应变仪可以有效地使用。在其他实施方式中，可以将监控传感器布置为监控从流体供应容器分配的流体的特征，例如流体压力、流体温度、流体的一种或多种成分的浓度、流体的流速、与流体供应容器耦接的流路中的压降，和/或从流体供应容器分配的流体的累积流速。

在本发明的通风气体管理系统和方法中使用的流体储存和分配容器可以是任何适当的类型，例如，从ATMI公司（丹伯里，康奈提格州，美国）购得的商标为SDS的类型的基于吸附剂的流体储存和分配容器，或在容器的内部流体保持空间内配备有内部设置的气体压力调节器的流体储存和分配容器，这种流体储存和分配容器为可从ATMI公司（丹伯里，康奈提格州，美国）购得的商标为VAC的类型的容器。这种调节器控制容器可应用为在内部空间中具有一个或多个调节器，每个调节器具有被选择用于所使用的特殊布置中的安全分配操作的设定点。例如，可以将所述调节器（一个或多个）布置为具有预设的设定点，以用于以中等压力到低压力（例如低于大气压的压力）分配来自容器的流体。

在排出管理系统和方法中监控的流体特征可以是或可包括从流体储存和分配容器分配的流体的压力。该流体可以是任何适当的化学类型，且例如可以是半导体制造流体，例如胂、磷化氢、三氯化硼、三氟化硼、硅烷、锗烷、四氟化锗、或四氟化硅。

可将流体监控系统布置为，提供流体供应容器中的流体的适当图示，例如，气体压力计类型的图示，该气体压力计类型的图示包括具有上边界线的、设置于矩形范围中二维区域，其中，该范围中的二维区域的上边界线的位置表示容器中的流体存量。

与流体供应容器相关联的分配流路可具有包含于其中各种流体监控、仪器操作和控制元件。例如，流路可以包括减压装置，例如节流孔口（RFO），该节流孔口可有效地控制来自容器的分配流体的排放速度。

在流体供应容器的操作中，可监控容器或所分配流体的特征，并从该监控中获取数据以用于响应性地产生与监控特征相关的输出，并且，处理来自数据获取的输出以产生流体供应容器中的流体的图示，或产生其他反映流体存量的输出。

在一个实施方式中，流体供应容器包括容纳活性碳吸附剂的气体储存和分配容器，并将该容器安装在离子注入机设备的气体箱中。可将一个或多个压力变换器布置在气体箱中，以监控从流体供应容器分配的气体的压力，并响应性地产生指示所监控压力的输出，将该输出传送至气体箱中的数据获取模块。可以接着将数据获取模块布置为，经由将数据获取模块与外部处理器互连的光缆，将从该监控产生的数据传送至位于气体箱外部的处理器和显示器。可将处理器可编程地布置为，确定流体供应容器中剩余的流体的量，并对显示器输出反映气体箱中的供应容器中剩余的流体的视觉表示和/或输出数据。

在另一实施方式中，处理器可适于确定针对从流体储存和分配容器分配的气体的预定端点压力的温度系数，将由所述压力变换器感测到的压力标准化成气体箱的预定温度，将端点压力标准化成所述预定温度，并在这种预定温度下应用等温线等式，以确定气体储存和分配容器中剩余的气体的量，气体的量然后可输出至显示器。

在包括本发明的通风气体管理系统的另一实施方式中，可将流体供应容器与包括歧管的流路耦接，且在歧管和与流体供应容器相关联的盘管之间具有隔离阀。可在歧管中设置压力监控器，以监控所分配气体的压力。压力监控器可以包括压力变换器和控制器，所述压力监控器被布置为使得，如果在歧管中监控到的压力高于预定值或设定点的值，那么控制器将响应性地致动隔离阀以关闭歧管，从而将歧管与流体供应容器隔离。该歧管阀关闭动作可以与通风气体管理系统的操作相协调地工作，以增加通过容纳流体供应容器的罩壳的通风气流。

该歧管可以在其中容纳质量流控制器或其他流动调节装置，并适于通过与真空泵、清除气体供应装置、以及其他适当的部件连接来进行排气和清除。

在一个实施方式中，将歧管布置为使得，使歧管响应于通过容纳容器的罩壳、或容器和歧管的通风气流而隔离、或操作，以增加或减小来自流体供应容器的流体流。可在罩壳中或在罩壳外部处理通风气体，以将通风气体净化至期望的程度，以使得净化气体然后可根据需要（例如）再循环至半导体制造设备的灰室中，再循环至这种设备的清洁室中，或再循环至这种设备的其他区域中。可基于通风气体特征来调节流体供应布置，以实现该设备的经济性和有效性以及操作性，例如，通过减少补充通风气体所需的气体。

在其他实施方式中，用通风气体（例如空气）的循环和重新使用来降低应用本发明的排出管理系统和方法的处理设备的拥有成本。使用基于吸附剂的流体储存和分配容器或内部压力调节容器提供了加强的安全操作，该加强的安全操作使得能够用更少的空气来通过气体箱、气瓶柜，以及其他容纳流体供应容器的罩壳进行通风和循环，并且，通过监控与所储存、所分配或所利用的流体相关联的系统部件或处理条件，可以特别有效的方式动态地调节通风气体。

因此，通风速度减小可需要更少的排放空气，伴随而来的优点包括，不需要在洗涤器或处理系统中处理这种排放空气，不需要在其他情况下会需要的独立的管道机件（work），顶部洗涤器的尺寸减小，并有效地对气体箱排气重新分类（如果该排气是干净的），从“洗涤排气”重新分类成一般或加热排气，并将该排气与其他相似的排气流结合，以指引从该设备起的顶部通风。

在各种实施方式中，本发明构想一种离子注入设备，在该离子注入设备中，将基于吸附剂的和/或内部压力调节的掺杂流体供应容器和气体箱认为是一个系统，如基于吸附剂的和/或内部压力调节的掺杂流体供应容器所允许的，将气体箱构造为具有较低的压力等级。这种方式同时使得能够更便宜地构造阀、管道、变换器、流路的质量流控制器。例如，在流路中可使用高集成度的非金属管道，代替典型地用于容纳高压有毒或有害气体的大型量规金属管道。因此，这种高集成度非金属管道可利用容易在购得的具有多种长度和直径的柔性管，这随之可降低成本以及对焊接部、连接器等的需求，在其他情况下所述焊接部、连接器是与流路相关联的。

另一实施方式在气体箱的管道上方利用可变位置阻尼器或变速风扇，使得通过气体箱的通风气流在正常的操作条件期间可优化并最小化。在之前的实践中，将半导体制造离子注入操作中通过气体箱的通风气体的流速保持在固定水平，并可高达400立方英尺每分（CFM）或甚至更高。使用基于吸附剂的流体供应容器可展现增强的操作安全性，该增强的操作安全性使得将能够使用低至25立方英尺每分的通风气体流速。在这种布置中，可基于气体箱和气体箱中的流体供应容器的操作特征，来确立阻尼器的位置和/或风扇的定位和操作速度。例如，可以基于所分配的流体的压力来调节阻尼器的位置，和/或可以根据这种压力水平来调节风扇的速度，以使得与所分配的流体的压力相对应地调整通风气体的流速。替换地，可通过在气体箱的门中提供可变面积的百叶窗来调节通风气体的流速，以进行选择性的调节，例如，以减小百叶窗的面积，从而减小流动并增加通风气体的端面速度。

在另一实施方式中，当打开通向气瓶柜的门时（例如，用于安装新的流体供应容器以及移除流体耗尽的容器，或在其他情况下用于维护操作），可将流过气瓶柜以对该气瓶柜进行通风的通风气体的排出速度设置为以高速操作，例如，在200至300CFM的范围中，并且，当关闭气瓶柜的门时，可将流过气瓶柜的通风气体的排出速度减小至低速，例如，在15至120CFM的范围中。

可用来自流体输送歧管的压力监控信号来调节流过气瓶柜的通风气体的排出速度，或者，可响应于从中分配流体的容器中的流体存量（如由任何适当的监控设备确定的）来控制通风气体的这种排出速度。例如，可监控流体保持容器的容器壁中的应变，以产生与流体存量相关的输出，使得该输出可以同时传送至处理器和显示单元（如之前描述的），并用来根据流体存量与通风气体流速之间的预定关系来调节流过气瓶柜的气体的通风速度。

当在容器中存在较少的气体存量时，将需要较少的通风气体来“扫掠”气瓶柜的内部空间，以去除可能从该容器出现的这种气体的任何泄漏。以此方式，通过根据容器中的气体存量调节通风气体流速，相对于以设置为适应高压缸体的通风速度操作的气瓶柜，甚至相对于以较低的恒定通风气体流速（基于吸附剂的低压流体供应容器能够实现该较低的恒定通风气体流速）操作的气瓶柜，可实现显著的节省。

通过将通风气体流速与特定的流体存量“匹配”，或与其他特定的流体容器、处理系统或操作条件特征“匹配”，使得与这种参数相对应地改变通风气体流速，以实现通风气体的明显减少，这随之允许显著地节省相关设备，例如通风气体泵、鼓风机、净化设备等，使得明显地减少与通过气瓶柜的通风气流相关联的必需的维护以及操作花费。

虽然以上讨论的涉及气瓶柜，但是这种讨论同样适用于其他在其中使用基于吸附剂的流体供应容器的罩壳，并且通风气体流过这些罩壳以从罩壳中扫除任何泄漏成分。

可以任何适当的方式布置容纳流体供应容器的气体罩壳，以适应容器的压力或流体存量。例如，在一个实现方式中，可将该系统布置为使得，只要流体供应容器中的压力低于大气压或在其他情况下低于预定水平，便允许较低的通风流速，但是，如果压力超过这种水平，或者出现其他警报条件，那么实现通风气体的高排出速度。以此方式，甚至可将本发明的宽泛方式应用于在其中使用高压缸体的罩壳结构，因为随着气体分配高压气体的压力将减小，并且在气体压力随着气体的连续分配而减小时，相当高的通风气体流速也可相应地逐渐减小。

因此，本发明构想了一种针对通风气体使用的综合方式，该方式避免现有方法的实质缺点，即，针对最坏状况释放情况而过度设计流体供应容器罩壳，并保持通风流速连续地适应这种最坏状况释放情况。

在本发明的各种特定实施方式中，可监控容纳基于吸附剂的流体供应容器的气瓶柜罩壳中的温度、压力或任何其他条件，并将所述温度、压力或任何其他条件用作调节通风气体流速的基础。

因此，本发明构想提供一种“灵敏”罩壳，在该罩壳中，响应于与罩壳（涉及从罩壳中的容器分配流体）的操作相关联的主要风险条件来匹配或触发通风气体流速。

还可这样布置罩壳中的流体供应容器，使得如果所分配气体的压力超过预定上限，那么可关闭容器与分配歧管之间的隔离阀，或者可关闭容器的阀头组件中的流量控制阀，以终止分配操作，并且，例如可通过自动地打开通风气体阻尼器，直到使条件回到正常的这种时间为止，来增加通过罩壳的排出速度，以在罩壳和该罩壳中的容器的操作中提供更高水平的安全性。

通过将传感器或监控器与处理器适当地耦接，来实现与监控流体分配参数相对应地调节通过流体供应容器罩壳的通风气体流速，所述分配参数例如为，流体供应容器中的流体压力、容器中的流体的体积存量、从容器排出的总分配流体体积、流体供应容器中的吸附流体的重量、罩壳中的压力、罩壳中的温度、或其他适当的变量、或这些变量的组合，其中所述处理器被布置为从传感器或监控器接收输出，并产生用来调节通过罩壳的通风气体的体积流速的相关控制信号。该处理器可以是微处理器、可编程逻辑装置、特别适于执行监控和控制操作的通用计算机、或对这种目的有效的其他处理设备。替换地，来自传感器的信号可直接触发直接减轻作用，例如，将缸体与系统隔离、使警报器发声、和/或调节阻尼器的位置以允许更多的通风气流。

处理器所产生的输出控制信号可以是对调节有效的任何适当的形式。例如，可传送输出信号以激励气动阀致动器，以便将流动控制阀、阻尼器或其他流动确定装置打开或关闭至期望的程度从而提供适当的通过罩壳的通风气流，或者以便增加泵或鼓风机的泵送速度，所述泵或鼓风机用作用于通风气体的机动驱动器。

除了使用这种容器所带来的以下好处以外，本发明通过减小通风气体需求，还可实现对于低于大气压的流体供应容器的使用明显进一步的好处：（i）免除通过中央顶部紧急洗涤器（例如，水洗涤器、吸附剂洗涤器，或化学吸附剂洗涤器）来对离子注入气体箱进行排气，使得可减小家用紧急释放洗涤器的尺寸；（ii）通过放松对从流体容器区域部分排空人员的需求，或通过在流体供应容器的改变的附近存在最少数量的人员时执行流体供应容器的这种改变，来使半导体制造设备中传送掺杂源气体的协议变简单；以及（iii）增加了半导体制造设备中的装备布局的灵活性，其中采用了这样的配置，包括离子注入机的最经常使用的装备位于设备中心处，以使得注入机不需要局限于该设备的远程区域，并且，由此可改进工作流和物流。

在利用本公开的通风气体系统和方法的气体罩壳中，气体罩壳可以使用附加的增强装置，例如，用以优化通过罩壳的通风气体的扫掠性的内部偏流板、以及门和出入口上的用以控制泄漏的密封件。特定的罩壳应用可以采用这样的通风气体流速，根据系统条件来调节该通风气体流速，以在不同条件下在罩壳中实现不同数量的换气，或在不同条件下在罩壳中实现不同的压力，或实现其他可变的响应结果。

通风气体流速的调节允许利用该调节的设备产生更少的“调节空气”，并降低在容纳低于大气压的分配流体供应容器的罩壳的操作中产生的排出空气的气体监控和减少。在典型的半导体制造系统操作中，在设备中通过一系列步骤产生洁净空气，这些步骤包括：（1）过滤外部空气，（2）冷却过滤的空气以对该空气除湿，（3）将除湿的空气加热至典型地68℃至70℃，以及（4）添加蒸汽以将空气重新加湿至典型地38℃至40℃相关的湿度。通过降低排出速度，可实现补充空气需求、冷却、除湿、加热、监控、检测、和建造成本的大量节省。

因此，响应于流体分配系统和方法的参数动态地调节通风气体流速可在该系统和方法中提供大量意外的改进，因为，由此变得可能显著减小在罩壳中采用基于吸附剂的和/或基于内部调节器的流体供应容器的设备的能耗以及资本和操作成本，并增加故障之间的通风和排气装备的平均时间（MBT），使得可显著降低与家用排气和通风系统相关联的维护和维修负担。结果，利用流体的设备变得明显更有效，并且，可放松与被包围的流体供应容器相关联的通风和排气需求，并降低补充、监控和控制需求，使得可更有效地利用该设备中的气体源。

在对半导体制造设备的应用中，通风气流的这种动态调节对成本降低和能量效率提供了主要的贡献。在半导体制造设备中，该设备的各种区域的清洁度从M1级（ISO 3级）变化至M6级（ISO 9级），并且，清洁室利用再循环空气操纵器（handler）来移动数百位立方英尺的空气，以保持清洁度条件。半导体设备可以对在该设备中处理的每个200mm的晶片使用超过450kWh的能量，并且，该设备中60%的额定能耗可归因于设备系统，包括冷却器、空气再循环和补充风扇、排气系统和原地氮气设备。剩余的40%的能耗可归因于处理设备，处理设备的处理泵是主要的耗能项。

作为可通过半导体制造设备中的通风气流的这种动态调节来实现的节省一个说明性实例，排气需求中的200立方英尺每分的减小可提供电力需求的2.2kW的减小，并且，每年在补充空气调节所需的风扇和冷却器能量中的节省超过12000至18000kWh。由此，这可将每年用于该设备的平均能量成本减小至$6-$8/立方英尺每分。

将认识到，通风气流的动态调节可应用于单容器流体供应容器罩壳，在该罩壳中，可对应于储存于该单容器中并从该单容器分配的流体的压力和/或空间特征来调节通风气流，并且通风气流的动态调节可应用于多容器流体供应容器罩壳，在该罩壳中，各个容器可能具有不同的条件，即，这种容器中的一个或多个可以是完全充满的，而这种容器中的其他一个或多个可以是空的或几乎空的，而这种容器中另外一个或多个可以在其中处于压力和流体体积的某种中间条件下。

因此，在这种多容器流体供应容器罩壳中，可能有必要利用整体式监控系统，在该系统中，独立地监控罩壳中的相应容器的每个的流体存量、流体压力、从该容器分配的流体的压力，等等，并且在该系统中，处理所产生的监控数据，以提供通过罩壳的通风气流的总体受控水平。例如，这种整体式流动可以在罩壳中的多个容器的每个上包括应变仪，每个应变仪产生与容器中的流体的存量和压力相关的输出，并与数据获取和处理器模块联接，该模块对数据进行积分、相加或以其他方式累积并处理该数据，以提供用来调节通过罩壳的通风气流的输出控制信号。

接着，可能以任何适当的方式检测通过罩壳的通风气流的调节，包括阻尼器、百叶窗等的位置的上述调节，将通风气体运载至容纳流体供应容器的罩壳的通风气体供应管线中的流量控制阀的调节，调节用来将通风气体泵送至罩壳和/或用来将这种通风气体从罩壳排出的泵的速度，或者以任何其他适当的方式来进行上述检测，通过其他这些方式，基于与流体供应操作相关的所监控的装备或条件，将通风气体的体积流速或量或速率调节至期望程度。

在一个实施方式中，将容纳多个流体供应容器的罩壳进行划分，以对该罩壳中的多个容器中的每个提供独立的子罩壳，以使得可以简单且现成的方式对容纳多个容器中独立的一个容器的每个子罩壳执行通风气体调节。

在这种布置中，作为一个说明性实例，在仅保持流体供应容器的子罩壳中，容纳在最大填充压力下的流体的全部存量（例如，2.2升700托（=93.3kPa）压力的胂）的该容器可以由以75立方英尺每分的速度通过这种子罩壳的通风气流来通风。那么，如果用这种容器来进行主动分配，则该容器中的胂的压力将随着胂的连续排放而下降，直到该容器排空且仅留下“残余（heels）”胂剩余物为止。连续地或替换地以逐步的方式，将通过子罩壳的通风速度与容器中的胂的监控压力相匹配，当容器中的胂压力减小至500托（=66.7kPa）时，通风气体流速可以例如下降至60立方英尺每分，并且，当容器中的胂压力减小至350托（=46.7kPa）时，通风气体流速可能以例如下降至45立方英尺每分，等等。

因此，将多容器气体供应容器罩壳划分成专用的子罩壳部分可适应通过每个这种子罩壳部分的通风气流的独立控制，以进一步优化通风气流，以便与安全操作的最高水平一致，该安全操作适应从罩壳中的流体供应容器或其相关流路的泄漏事件。

可以将通风气体调节与利用流体的设备中的排气处理整合，比如，用排出气体从该利用流体的设备中的处理装置去除热量，即所谓的排热。可以用空气来排热，以通过对流方式从处理装置去除热量，并从这种装置带走任何泄漏气体，从而将有毒或有危险成分的浓度水平减到最小。在半导体制造设备中，典型地，将废热传送至外部，一般是排气处理，并且典型地，将气体箱排气传送至洗涤排出装置。一般排出处理可以用顶部或其他位置来处理一般排出物，并将该一般排出物排出至大气。洗涤排出装置典型地经历液体/气体洗涤操作，以从这种排出物去除任何有毒或有危险物质。

在一个实施方式中，其中，在离子注入机的气体箱中使用基于吸附剂的或内部压力调节的流体供应容器，来将掺杂气体供应至这种处理系统的离子源，在重复利用以在半导体制造设备中使用之前，热排气重新选择路径，并通过生命安全监控装置，以检测任何有危险或有毒的物质。在这种实施方式中，将来自离子注入机的气体箱的气体箱排气的路径重新选择为到达一般排出装置，并通过生命安全监控装置，以检测任何有危险或有毒的物质，然后到达一般排出处理单元（例如，安装在顶部的排出处理单元）。通过使用基于吸附剂的或内部压力调节的流体供应容器以及来自流体供应容器的排放气体的低排放压力来便于这种更改。

在半导体制造设备中，该设备的排放需求来自几类，即，热/一般排出物、酸排出物、可选的氨排出物、以及挥发性有机化合物（VOC）排出物。大部分处理排放物的生产空间速度较小，例如，在2至10立方英尺每分的水平，并且，采用使用点消除系统将有毒且有危险的材料保持在该设备中的管道之外，并限制对人员的暴露量。处理排放物流过汇聚的酸排出物，并经由顶部洗涤器离开。清洗台（wet bench）处理排放物由于所具有的高流速而直接流至安装在顶部的洗涤器。热排出物以未处理状态的排放，或者在一些情况中，将该热排出物送回至半导体设备。

通常，处理工具和气体/化学品区域为了安全性而使用容纳罩壳。这种处理罩壳相对于整体的制造设备经常在负压下运行，以进一步限制工作区域中的可能的有毒有危险物质。自燃和易燃材料需要高得多的排出水平。离子注入机典型地利用从1500至3500立方英尺每分的范围中的排出流速，将该排出流速分配给处理排出物（1至2立方英尺每分）、气体箱排出物（300至400立方英尺每分）、以及剩余的热排出物。可能通过罩壳中的百叶窗抽出设备空气，以利用通过处理工具的顶部上的通风竖管的这种气体的排出物来冷却其中的电源和高能部件。排气温度的范围可以是从大约75到85°F。由于处理排出管道中的故障或气体箱中的流体的大量释放可能污染热排出物，所以大部分半导体制造设备以1000至2000立方英尺每分的流速将热排出为物排出至家用中心排出物系统，热排出物或酸排出物。

相对于没有本公开中讨论的通风气体调节的对应处理系统，本公开中讨论的通风气体调节可实现50-75%的排出减少。

通过使用用于可能存在于热排出物中的化学吸附物质的化学过滤器，可处理并解决与将低水平的有毒成分引回至半导体制造设备中相关的问题。有利地，化学过滤器的有利特征在于快速的动力学操作和低压降。可能用有毒气体监控器来验证化学过滤器的性能。可将离子注入机气体箱通向顶部洗涤器，并且，使用根据本发明的低于大气压的基于吸附剂的流体供应容器使得能够将气体箱排出物显著地减小至，例如，低于100立方英尺每分。处理排放物可采用使用点洗涤器来处理或通过处理系统的中央酸洗涤器排出。在这种系统中，可采用可选的热交换器来去除热负载，或者可用该设备的现有再循环/冷却器容量来去除该热负载。

返回至使用区域的热排出物可明显地减小注入机的排放需求，例如，在一些情况中，减小大约1500立方英尺每分，且明显地节省伴随能量。在现有的处理设备更改为将注入机热排出的路径选择至使用区域的情况中，重新选择路径可有效地扩展现有排气系统的容量，并释放用于其他处理设备的体积容量。

因此，基于处理系统操作条件和装置部件来动态地调节通风气流使得能够实现成本和效率显著提高。到目前为止，气瓶柜排放速度已经以最坏情况的释放状况为基础，如针对流体供应容器的起始压力，以及在气体分配流路中使用的节流孔口（RFO）的直径所确定。

通过有效地减小从流体供应容器分配的气体的压力的，可实质上降低来自流体供应容器的最坏情况释放速度。特别是当使用在低于大气压的压力下储存吸附物气体的基于吸附剂的流体供应容器时，是这样的情况。在基于内部调节器的流体供应容器的情况中，确立内部调节器的设定点，以允许在期望压力下排放流体，例如，范围从低于大气压的压力到100psig（=689.5kPa）的压力。

在两种情况中，可通过在与流体供应容器相关联的流路中使用RFO，来确定所分配气体的输送速度。以这种方式，相对于惯常使用的高压气缸，可将气流速度与实际处理需求更紧密地匹配，将最坏情况释放速度降低大约4至10倍。结果，可相应地降低气瓶柜通风速度。

通过将流体供应容器定位在更靠近使用所分配流体的处理工具的地方，可实现额外的节省，从而避免设备中延伸的长管道的成本。由于通过使用低于大气压的压力操作可将与高压缸体相关联的风险减小1000个因数（a factor of 1000，1000倍），所以可将流体供应容器重新定位在离使用点更靠近几百米的地方，并且可显著地提高整个设备布置的效率。

通风气体的动态调节也可用于诸如位于该设备的通风壳体或限制区域中的清洗台和化工槽的装置。

现在参考附图，图1是作为利用流体的处理系统10的一部分的气瓶柜40的示意图，所述气瓶柜容纳基于吸附剂的流体供应容器12并适于对应于流体供应容器中的流体存量调节通风气流。

如所示出的，气瓶柜40提供限定内部空间42的罩壳，流体供应容器12安装在该罩壳中，所述流体供应容器搁置在基座构件74上，并通过固定至气瓶柜40的壁的支架76、78保持在竖直直立位置中。

流体供应容器12包括限定容器的内部空间的壳体，在该容器中设置物理吸附剂材料14，在本发明的一个实施方式中，该物理吸附剂材料可以包括单块活性碳物品，该活性炭物品对将储存于吸附剂上并在分配条件下从容器分配的流体具有吸附亲合力。例如，该流体可以包括半导体制造气体，例如胂、磷化氢、三氟化硼、硅烷、或其他流体。

容器壳体在其上颈部16处与容纳流量控制阀的阀头组件18连接，该流量控制阀是可打开的以在分配条件下从容器分配流体，该分配条件包括壳体的内部空间与外部流路之间的压力差，所述外部流路包括与阀头组件18的输出端口连接的分配线路34。接着，阀头组件18与阀致动器20耦接，所述阀致动器20可致动以打开或关闭阀头组件18中的阀。

在容器壳体的外表面上安装流体存量监控器26，所述流体存量监控器被操作性地布置为监控容器中的流体存量，并在信号传输线路64中输出表示所容纳流体的量的相关信号。流体存量监控器26可以是任何适当的类型，并可以与设置于容器的内部空间中的压力和/或温度传感器操作性地联接，以监控容器中的压力和/或容器中的吸附剂的温度，从而提供表示容器中剩余的用于分配的流体的量的输出。

虽然图1所示的容器是基于吸附剂的类型，但是替换地，该容器可以是在容器的内部空间中配备有一个或多个压力调节器的类型，所述压力调节器布置为在预定分配压力下从容器分配气体，所述预定分配压力由与容器耦接的流体流路中的条件决定。这种压力调节容器可以利用相同或相似类型的流体存量监控器，或者替换地，可以使用不同类型的监控器，例如应变仪，因为这种容器内的流体储存压力使得能够有效地使用应变仪。

再次参考图1，分配管线34可以在其中包含节流孔口30，所述节流孔口操作性地帮助在分配线路中保持期望流量的所分配流体。分配线路34可以进一步包含压力变换器32，所述压力变换器操作性地监控分配线路中的压力并在信号传输线路66中响应性地输出表示所感测压力的信号。

所分配流体在供应线路36中从与气瓶柜40中的容器耦接的流路的分配线路34流至利用流体的单元38。该利用流体的单元可以包括蒸汽沉积室或离子注入机，或其他利用流体的处理单元，所述蒸汽沉积室用于薄膜材料在半导体衬底上的化学气相沉积或原子层沉积，所述离子注入机用于离子注入来自从容器12分配的流体的掺杂物质。

处理系统10进一步包括中央处理器（CPU）24，所述中央处理器通过输出信号传输线路56与显示器58操作性地联接。

通风气体供应装置46通过在其中包含流量控制阀50的通风气体供应线路48以流动连通的关系与气瓶柜40的内部空间42耦接。气瓶柜40的内部空间42也以流动连通的关系与在其中包含排气泵70的通风气体排放线路72耦接。将认识到，图1所示的系统具有简化的示意性特征，并且，在传统的气瓶柜中，通风气体典型地从罩壳的底部或基座流动，并通过气体箱的顶部或后顶部的管道抽出。

将CPU 24以信号接收的关系经由信号传输线路62连接至数据获取模块60，所述数据获取模块60随之分别经由信号传输线64和66耦接至上述流体存量监控器26和压力变换器32。

CPU 24还通过信号传输线路52与通风气体供应线路48中的流量控制阀50耦接，并通过信号传输线路68与通风气体排放线路72中的排气泵70的速度控制单元耦接。

最后，CPU 24通过信号传输线22与耦接于阀头组件18中的阀的阀致动器20连接。

在操作中，可以通过CPU 24所执行的循环时间程序来启动流体的分配，所述CPU在信号传输线22中将致动信号传送给致动器20，以使得流体供应容器12的阀头组件18中的阀打开。通过这种动作，在流体供应容器的内部空间与分配线路34之间建立压力差，使得流体从容器中的物理吸附剂14解吸附，以便于流体从容器中排放。

同时，CPU 24在信号传输线52中将控制信号传送给通风气体流量控制阀50，并在信号传输线68中将控制信号传送给排气泵70的速度控制单元。以此方式，导致通风气体以低流速流过气瓶柜40的内部空间42，例如，所述低流速可以在25至80立方英尺每分的范围中，这种低流速反映了这样的事实：流体供应容器12中的流体处于较低的低于大气压的压力下。可以在例如700托（=93.3kPa）的压力下从流体供应容器12分配流体，并使流体在分配线路34和供给线路36中流至利用流体的单元38。

在这种分配操作的过程中，通过流体存量监控器26感测与容器中的流体存量相关的特征，并用该特征产生与流体供应容器12中的流体存量相关的输出信号。在信号传输线64中将此输出信号发送至数据获取模块60。分配线路34中的压力变换器32监控所排放的流体的压力，并在信号传输线66中将对应的信号传送给数据获取模块60。然后，数据获取模块所接收的数据信号用来产生在信号传输线62中传送至CPU 24的输出信号。

CPU 24处理来自数据获取模块的输出信号，并可以产生在信号传输线56中作为图示传送至显示器58的输出，在一个实施方式中，该图示可以包括流体容器的图形模拟，该图形模拟具有描述容器中剩余流体的量的指示条或流体水平线。替换地，可以将显示器58可编程地布置为输出期望特征的具有特定格式的数据。

当流体分配操作继续进行时，流体供应容器12中的流体存量逐渐下降，并且通过应变仪26监控流体存量的这种逐渐减小，并将相应的信号输出至数据获取模块以及并从那里输出至CPU，以提供容器中的流体量的相应实时值，或容器中的压力的相应实时值。同时，将来自压力变换器32的信号传送至数据获取模块，并从那里传送至CPU 24，以提供所分配流体的压力读数监控。

基于这些输入，CPU将确定适当水平的通风气流，并利用信号传输线52中的控制信号来相应地调节流量控制阀50，并通过信号传输线68中传送的控制信号来调节排气泵70的速度控制，以使得通风气流与流体存量和所监控的压力条件匹配。

在继续分配流体时，CPU将继续通过数据获取模块从监控装置接收信号输入，并将调节通过气瓶柜的通风气体的流速，以保持适应任何泄漏条件的所需的安全性水平。因此，随着容器12中的流体存量下降，CPU 24将相应地向下调节通过气瓶柜40的内部空间42的通风气体的流速，以使得通风气体流速将关于并对应于流体存量和所监控的压力下降。通风气流的这种受控减小在特征上可以是连续的或逐步的，如该处理系统的给定应用中所必需或期望的。

还可以将流体存量和所分配流体压力监控装置用作空状态检测系统，在该系统中，达到特定下限值的流体存量和/或流体压力的产生将导致CPU关闭流体供应容器的阀头组件中的阀，并同时终止通过气瓶柜的通风气流，以使得可通过从气瓶柜移除流体供应容器，并用新的流体供应容器代替移除的容器，来更换该流体供应容器。还可以将CPU 24布置为与警报器或其他输出装置输出连通，以警告操作员流体即将从流体供应容器排出以及需要更换耗尽流体的容器。

因此，CPU 24可以可编程地设置有一组计算指令，该组指令在硬件、软件、固件或其他装置中实现，以执行流体分配操作的监控和控制以及容纳流体供应容器的罩壳的通风。

图2是需要在其中使用排气以便操作的半导体制造处理设备110的示意图，其中，根据该半导体制造设备中的处理条件来调节气体箱114和注入机罩壳112的通风。

半导体制造设备10或加工设备可以包括结构安装，例如，建筑物或其他结构建筑物，包括清洁室、灰室以及该设备的其他安装区域。该加工设备包括容纳于注入机罩壳112中的离子注入机工具，所述罩壳具有与辅助设备一起安装于其中的气体箱114，所述辅助设备为本领域众所周知的且不需要在这里详细描述。

注入机罩壳可以由壳体或容纳容器构成，所述壳体或容纳容器是百叶窗式的或在另外的情况下其中设置有开口（未示出），以用于空气进入罩壳的内部空间，并从罩壳流过以去除热量并从罩壳中的气体箱或相关联的流路扫除污染物质的任何泄漏。从排放管道120、122、124、126和128中的注入机罩壳排放所产生的热排出物，所述排放管道在其中分别具有流量控制阻尼器130、132、134、136和138。可以将排放管道选择性地定位在注入机罩壳的顶壁处，在使热排出物以有效的液压流经的方式流入相应管道的位置处（例如，在图2中表示为“排出区域#1”、“排出区域#1”、“排出区域#2”、“排出区域#3”、“排出区域#4”和“排出区域#5”的排出区域处），在所示说明性实施方式中，所述管道可以具有9英寸等级的直径。

在对于离子注入工具操作和排气操作而言必要或希望的情况下，注入机罩壳112可以在其中具有任何适当的监控和控制装置。例如，该罩壳可以在罩壳中具有热电偶116或其他温度传感装置，所述热电偶或其他温度传感装置适当地与中央控制单元集成，所述中央控制单元例如为可编程地设置的中央处理器（CPU）、微处理器、可编程逻辑控制器（PLC）系统、或其他用于注入机的有效操作的装置。例如，可以将热电偶116与控制器操作地接合，所述控制器响应性地调节流量控制阻尼器130，132，134，136和138的设置，以与注入机罩壳112中产生的热量成比例地调节热排出物的流动。虽然示意性地示出，但是所述流路可包括任何适当的适于在处理设备中使用的特定排气的管道、导管、流路、歧管等。所示注入机的气体箱在排放线路118中排放气体箱排出物。在一个特定实施方式中，可以以300至400立方英尺每分（CFM）的流速排放气体箱排出物。

虽然示意性地示出，但是离子注入机能够且通常包括离子注入处理室、容纳用于注入操作的源气体的气瓶柜、真空泵、射束发射装置、控制箱、终端站、储料器和微环境等，这些部件作为用于执行离子注入操作的部件。可通过来自在Tom等人的美国专利No.5,518,828中描述类型的低压掺杂剂源的分配来供应用于离子注入操作的源气体，这将允许气体储存和输送单元以50至100 CFM等级的流速排空。替换地，可使用任何其他适当的离子注入物质源。

虽然为了便于说明而未示出，但是离子注入机工具产生离子注入处理排放物，所述离子注入处理排放物在排放物管线中从工具排放，并可以流至加工设备的在顶部安装的减除系统，或者替换地可以流至使用点减除单元，以处理包含离子碎片、重组物质、运载气体等的处理排放物，随后局部处理的处理排放物流至家用排气系统以进行最终处理和排放。这种使用点减除单元可以是任何适当的类型，例如，催化氧化单元、洗涤器单元（湿法和/或干法），等等。

来自注入机罩壳的气体排出物（热排出物）从排放管道120，122，124，126和128流入集管140中，在一个特定实施方式中，所述集管是12英寸的集管，该集管接收流量可以是2000 CFM的等级的组合气体排出物。组合气体排出物从该集管流入排放通道142，所述排放通道142在其中包含热电偶144以监控气体排出物的温度，并且所述组合气体排出物流入排气处理单元146，所述排气处理单元包含化学过滤器154、空气过滤器156、热交换器158和160（通过包括带阀的供水线路164和回水线路166的流路162与适当的冷却水源（未示出）耦接），并且在排气处理单元的内部空间的下游端部处，气体排出物进入排风机170，并最终在排放管道172中排放以再循环至加工设备的周围空气环境（例如，再循环至加工设备的灰室），以使得再循环的气体排出物与加工建筑物中的露天空间重新连接。

如所示出的，排气处理单元146可以设置有与上游管道支线150和下游管道支线152耦接的差压计148，以提供压力传感输出。接着，可以用该压力传感输出来调节排风机170的速度，或在其他情况下用来调节、监控或控制排出操作系统的操作元件。

以相似的方式，可以用热电偶144所感测到的热排出物的温度来响应性地调节流路162中的冷却剂的流量，以确保实现热排出物的期望冷却，使得热排出物适于再循环至加工设备。

在此实施方式中，废热处理单元146设置在为整体模块的壳体中。化学过滤器154可以包括任何适当的对可能存在于热排放物气流中的不期望的污染成分具有吸附亲合力的材料。所述吸附剂材料可以包括两种或更多种吸附剂物质，或者替换地可以包括有效地净化所述吸附剂材料的不期望成分的热排放物的单一材料。洗涤器材料可以包括化学吸附介质或物理吸附介质，或二者的组合。

可以提供任何适当形式的吸附剂材料，例如，以颗粒形式或以其他不连续的形式，所述形式具有规则或不规则几何形状，以及适当尺寸和尺寸分布，以便在热排出物中的不期望污染物被洗掉的接触操作中对热排出物提供适当的表面积。因此，洗涤材料可提供在固定底座中，热排出物气流流过所述洗涤材料。可以将这种底座的大小和形状构造为提供适当的压降和流过特征，与基础固定底座吸附剂容器设计的考虑一致。

在本发明的实践中有用地使用的一种优选洗涤材料是S520树脂（可从美国康奈提格州的丹伯里的ATMI公司购得），该优选材料可有效地从热排出物中去除氢化物以及酸性气体污染物（例如，三氟化硼）。可以提供蜂窝形式的洗涤材料，以非常好地捕获污染物质，同时在处理单元的化学过滤器中保持较低的压降。

空气过滤器156可以是可有效地从热排出物中去除微粒的任何适当的类型。虽然示意性地示出空气过滤器在化学过滤器的下游，但是将理解，替换地或附加地，可以将空气过滤器设置在化学过滤器的上游。

然后，通过与洗涤材料接触来去除污染物并通过与空气过滤器156接触来过滤颗粒的热排出物流过热交换器158和160。可以将热交换器示出为与冷却剂供应线路连通，由此使冷却剂介质流入所述冷却剂供应线路中的热交换通道中的热交换器，以冷却热排出物，并且从冷却剂排放线路166中的热交换器排放冷却剂介质。因此，线路166中的排放冷却剂从热排出物中去除热量。替换地，热交换器部件可以实现热排出物的膨胀冷却，或者可以用其他形式和手段来实现从热排出物中去除热量。

热交换器是排气处理单元的一个可选部件，并且在加工设备具有足够的嵌入其HVAC系统中的冷却能力的情况中可以省略所述热交换器，因为加工设备空气连续地再循环通过加工设备环境中的冷却器和过滤器。

排气处理单元可以进一步包含有毒气体监控器，通过该有毒气体监控器可监控热排出物中是否存在任何污染物质。可以将有毒气体监控器定位在化学过滤器的上游，以便当已经出现泄漏事件并且该事件在进行中时（当流入至排气处理单元的气体排出物被泄漏或其他污染所污染时）警告操作员。

替换地，可将有毒气体监控器布置在化学过滤器的下游，以提供警报或表示污染的气体排出物正突破化学过滤器的其他输出。

作为又一替代方式，排气处理单元可以包括化学过滤器上游和下游的有毒气体监控器。在这种情况中，可将有毒气体监控器布置为启动注入机的关闭，终止掺杂剂的流动，关闭注入鼓风机，在维持气体箱中的负压的同时增加气体箱排出的流量（以使得污染物被清除并且不与热排出物混合），等等。

替换地，可以将有毒气体监控器布置为启动警报以警告操作员更换化学过滤器，用新材料替换洗涤介质。

通过使所处理的热排出物流至加工设备的周围环境，避免了增加的气体负担，如果使热排出物流至家用排气系统，那么将另外存在该增加的气体负担。结果，家用排气系统可以更小，并且可更有效地被设计为用于来自加工设备的排出物的最终处理。

有利地，将排气处理单元构造为能够使热排出物返回至加工设备的高吞吐量、高动力效率的空气净化器/过滤器设备。可以将这种空气净化器/过滤器设备的尺寸和结构构造为，使得能够实现流动通过空气净化器/过滤器单元的热排出物的适当大小的线速度，例如，从大约0.1到大约2米/秒。

通过提供这种专用排气处理单元，在图2中示意性地示出类型的典型半导体制造设备中，可能在加工设备中的每个离子注入机中重新使用1000至2000CFM的热排出物，在之前的实践中所述热排出物会以其他方式已经流至顶部减除单元。由于此再循环热排出物与加工设备中的气体环境重新连接（从所述再循环热排出物中抽吸补充气体以在工具中使用，以便从再循环热排出物中去除热量），所以可实现大量的节省。由于总的家用排出需求减小，所以可能在新的加工设备结构中的家用排气系统中实现U.S.$100/CFM等级的资本成本降低。

在图2所示的半导体制造处理系统的另一改进中，在排放管道172中重新调节并排放以进行再循环的排出物可以在循环线路226中流至注入机罩壳从而作为额外的排出气体。

作为另一变型，可以在注入机罩壳112的内部空间中设置压力变换器、热电偶，或其他传感器元件212，以监控这种罩壳内的内部环境，并在信号传输线218将对应的感测信号传送至处理器220，将所述处理器可编程地设置为在信号传输线222中将对应的输出信号传送给排出源214，导致线路216中的排出物流至注入机罩壳，以使得响应于由传感器元件212所感测的监控条件或设备来调节排出物的流动。

更进一步，作为另一变型，可以将通风气体的专用供应装置200布置为，使通风气体通过供应线路202流至气体箱114，以流过气体箱。气体箱排出物可在再循环线路224中回收至集管140，而不是流至排出设备，以进行处理并再循环至注入机罩壳。

可以用适当的传感器（未示出）来监控气体箱中的状态，所述传感器产生在信号传输线204中传送至控制器206的输出信号。控制器206响应于这种感测而产生在信号传输线208中传送至供应装置200的控制信号，以调节所述供应装置的操作，以使得将通风气流例如成比例地或以一些其他相关联的方式调整至气体箱中的感测状态。

气体箱中的感测状态可以是，例如，气体箱中的流体供应容器中剩余的流体的存量，和/或从这种流体供应容器分配的流体的压力。

作为另一变型，可使线路226中的重新调节的气体流入气体箱114中而由此作为气体箱的通风气体，而不是流至注入机罩壳。

从上文中将认识到，在第一种情况中通风气体可以来自很多种来源，并且，通风气体可有效地调节成以随着罩壳中的流体供应容器中的流体存量的减小而下降，从而将处理设备中的通风气体需求减到最小。

图3是气瓶柜400的示意性前透视图，该气瓶柜容纳多个基于吸附剂的流体供应容器，适于使通风气体通过气瓶柜。

气瓶柜组件400包括气瓶柜402。气瓶柜402具有侧壁404和406、底部408、后壁410和顶部411，所述侧壁、底部、后壁和顶部限定具有前门414和420的壳体。壳体和相应的门包围内部空间412。

所述门可以布置为具有自关闭和自闭锁的特征。为了这种目的，门414可以具有闭锁元件418，所述闭锁元件与门420上的锁元件424配合性地接合。门414和420可以倒角和/或填密（gasket），以使得在关闭门时产生气密密封。

如所示出的，门414和420可以分别配备有窗416和422。所述窗可以是金属丝加固的和/或钢化的玻璃以抵抗破坏，同时具有足够的面积以能够不受阻碍地查看内部空间412和歧管426。

如所示出的，歧管426可以布置有入口连接线路430，所述入口连接线路可以密闭流动连通的方式与气体供应容器433连接。

歧管426可以包括任何适当的部件，所述部件包括，例如，流量控制阀、质量流控制器、用于监控从供应容器分配的气体的处理条件（例如压力、温度、流速、浓度等）的处理气体监控仪器、歧管控制装置（包括自动切换组件，所述自动切换组件用于在气瓶柜中安装多个气体供应容器时切换这种气体供应容器）、泄漏检测装置、自动清洗设备以及相关联的致动器，所述致动器用于当从一个或多个供应容器检测到泄漏时清洗气瓶柜的内部空间。

歧管426与气瓶柜的壁404处的出口428连接，出口428接着可以与用于将从供应容器分配的气体传送至与气瓶柜耦接的下游气体消耗单元的管道连接。例如，该气体消耗单元可以包括离子注入机、化学气相沉积反应器、光刻轨道、扩散室、等离子体发生器、氧化室，等等。可以将歧管426构造并布置为，将预定流速的从供应容器和气瓶柜分配的气体提供到气体消耗单元。

气瓶柜具有与气瓶柜的内部空间中的歧管元件和辅助元件耦接的顶部安装的显示器472，以用于监控从气瓶柜的内部空间中的气体供应容器分配气体的过程。

气瓶柜402适于使通风气体通过气瓶柜的侧壁中的通风气体入口端口449通过所述气瓶柜，用于将通风气体引导至气瓶柜的供应线路能够通过所述通风气体入口端口与气瓶柜耦接。以这种方式，将通风气体引导至气瓶柜的内部空间，以通过此内部空间流动至顶部安装的排气扇474，以从气瓶柜排放。

在此布置中，顶部安装的排气风扇474通过耦接配件476与排放管道478耦接，以使气体在箭头E表示的方向上从气瓶柜的内部空间排放。排气扇474可以以适当的转速操作，以在气瓶柜的内部空间中施加预定的真空或负压，作为防止从气瓶柜的任何不期望的气体泄漏流出的进一步保护措施。因此，可以将排放管道与下游气体处理单元（未示出）耦接，例如洗涤器或用于从排出物流去除任何泄漏气体的抽取单元。

为了针对这种目的而提供进入空气的供应，可以将气瓶柜（例如门）构造为允许周围空气的净流入，所述周围空气作为用于从气瓶柜清除内部空间气体的扫除或清洗流。因此，所述门可以是百叶窗式的，或以其他方式被构造为使周围气体进入，例如，具有百叶窗式的开口300和302，以使得来自气瓶柜的外部周围环境的空气能够流入并通过气瓶柜的内部空间。

气体供应容器433可以适当地包括密闭的气体容器，例如，包括壁432的圆柱形容器，所述壁包围容器的内部空间。设置于容器的内部空间中的是颗粒固体吸附剂介质，例如，物理吸附剂材料，比如碳、分子筛、二氧化硅、氧化铝，等等。该吸附剂可以是对将分配的气体具有高吸附亲合力和容量的类型。

对于诸如半导体制造的应用（其中，所分配的试剂气体优选地是超高纯度的，例如，“7-9’s”的纯度，更优选地，“9--9’s”的纯度，甚至更高），吸附材料必须是基本上没有任何污染物质，优选地是实质上完全没有任何污染物质，所述污染物质将导致容器中的储存气体分解，并导致容器内部压力上升至明显高于期望设定点储存压力的水平。

例如，典型地希望利用基于吸附剂的储存和分配容器，以将处于储存状态中的气体保持在不超过大约大气压的压力下，例如，在从大约25至大约800托的范围内。这种大气压或低于大气压的压力水平提供高水平的安全性和可靠性。

对于从基于吸附剂的储存和分配容器的这种高纯度气体分配操作，希望每个这种供应容器经受适当的准备操作，例如容器烘焙、和/或清洁，以确保容器本身没有污染物，所述污染物可能在基于吸附剂的储存和分配系统的后续使用中，在气体分配操作中除气，或以其他方式对气体分配操作产生不利的影响。此外，吸附剂本身可以经受适当的准备操作（例如预处理），以确保在装载于供应容器中之前从吸附剂材料中解吸出所有外来物质，或者替换地，在吸收剂装填到容器之后使所述吸附剂经受退火和/或清洁。

如图3所示，供应容器433是细长的竖直直立的形式，具有搁置在气瓶柜的底部408上的下端，并具有上颈部436，阀头438固定至所述上颈部以密闭地密封容器。在供应容器433的制造中，可以用吸附剂填充所述供应容器，然后在吸附气体装填在吸附剂上之前或之后，可以将阀头438固定至容器颈部，例如，通过焊接、铜焊、钎焊、具有适当密封剂材料的压缩接头固定，等等，以使得容器然后在颈部与阀头的连接处具有密闭特征。

阀头438设置有耦接器442，以将容器与适当的管道或其他流量装置连接，所述流量装置允许选择性地分配来自容器的气体。阀头可以设置有手轮439，以用于手动地打开或关闭阀头中的阀，以使气体流入连接管道或终止气体流入连接管道。替换地，阀头可以设置有与适当的流量控制装置联接的自动阀致动器，由此，将分配操作过程中的气流保持在期望的水平。

在操作中，在供应容器433的内部空间与歧管的外部管道/流路之间建立压力差，以导致气体从吸附材料解吸并从容器流入气流歧管426。从而产生用于质量传递的集中驱动力，通过该驱动力，气体从吸附剂解吸并进入容器的游离气体空间，以在阀头中的阀门打开的同时从容器中流出。

替换地，可以将待分配的气体至少部分地从容器433中的吸附剂解吸。为了这种目的，气瓶柜的底部408可以具有可用电致动的电阻加热区域，所述容器搁置在该电阻加热区域上，以便底部的电阻加热区域的电致动使得热量传递至容器及容器中的吸附材料。这种加热的结果是，所储存的气体从容器中的吸附剂解吸附，然后可以被分配。

替换地，可以为了这种目的而通过布置加热套或加热毯（其包围或环绕容器壳体）来加热容器，以使得适当地加热容器及其内容物，以实现储存气体的解吸附，及所述存储气体的后续分配。

作为另一种方法，可以在压力差调节（pressure-differential-mediated）解吸附和热调节（thermally-mediated）解吸附的推动下来执行容器中所储存气体的解吸附。

作为又一替代方式，供应容器可以设置有运载气体入口端口（未示出），所述运载气体入口端口可以与气瓶柜内部或外部的运载气体源（未示出）连接。这种气体源可以提供适当气体的气流，例如，惰性气体或对下游气体消耗单元中的处理无害的其他气体。以这种方式，可以使气体流过容器，以导致浓度梯度增长，这将实现从容器中的吸附剂解吸吸附气体。因此，运载气体可能是诸如氮气、氩气、氪气、氙气、氦气等的气体。

如图3所示，通过传统类型的皮带紧固件446和448将供应容器433在气瓶柜中保持在位。可使用其他紧固件，例如项圈（neck ring），或可以使用其他固定结构，例如，气瓶柜的底部中的接纳凹陷或腔体（所述接纳凹陷或腔体在其中匹配地接纳容器的下端）、引导构件或分隔结构（所述引导构件或分隔结构将容器固定地保持在气瓶柜的内部空间中的预期位置中）。

虽然在图3的气瓶柜中仅示出了一个容器433，但是将这种气瓶柜示出为被构造和布置为在其中保持一个、两个或三个容器。除了容器433以外，在图3中以虚线示出了可选的第二容器460和可选的第三容器462，所述第二容器和所述第三容器与相应的皮带紧固件464和466（用于可选的容器406）以及皮带紧固件468和470（用于可选的容器462）相关联。

将显而易见的是，可以广泛地改变气瓶柜，以在所述气瓶柜中容纳一个或不止一个容器。以这种方式，可以在单个整体罩壳中保持任何数量的气体供应容器，从而相对于使用传统的高压压缩气缸，提供了增强的安全性和处理可靠性。

以这种方式，可以提供多个容纳吸附剂的气体供应容器，以提供下游气体消耗单元中所需的各种气体成分的来源，或提供多个容器，每个容器容纳相同的气体。因此，气瓶柜中的多个容器中的气体可以是彼此相同或不同的，并且可以同时操作相应的容器，以从容器中抽取气体以用于下游气体消耗单元，或者可以通过周期定时器程序和自动阀/歧管操作装置来操作相应的容器，以依次相接地打开容器，从而提供连续的操作，或另外地适应下游气体消耗单元的处理需求。

可以将显示器472可编程地布置为具有相关的计算机/微处理器装置，以提供表示处理操作的状态、在下游流动的分配气体的体积、用于分配操作的剩余时间或气体体积等的视觉输出。可以将该显示器布置为提供表示气瓶柜的维护事件的时间或频率的输出，或适于气瓶柜组件的操作、使用和维护的任何其他适当的信息。

显示器还可以包括可听见的警报输出装置，所述警报输出装置发出关于需要更换气瓶柜中的容器、泄漏事件、接近循环终止、或在气瓶柜的操作、使用和维护中有用的任何事件、状态或处理条件的信号。

因此，将理解，可以广泛地改变本发明的气瓶柜组件的形状和功能，以提供一种用于对下游气体消耗单元提供试剂气体的来源的灵活装置，例如半导体制造设备中的处理单元。

图3所示的气瓶柜布置可有效地制造半导体材料和装置，并且可在其他气体消耗处理操作中用，在所述其他气体消耗处理操作中，所述气瓶柜布置提供可靠的“按需”气体源，例如，氢化物气体、卤化物气体、以及气态有机金属V族化合物，所述化合物包括，例如，硅烷、乙硼烷、锗烷、氨、磷化氢、胂、锑化氢、硫化氢、硒化二氢、碲化氢、三氟化硼、B₂F₄、六氟化钨、氯气、氯化氢、溴化氢、碘化氢、和氟化氢。

通过提供这种气体的经济且可靠的来源（其中，将气体以相对低的压力在吸收状态中保持在吸附剂介质上，然后将所述气体轻松地分配至气体的使用点），图3的布置可避免与使用传统的高压气缸相关联的危险和气体处理问题。

在图3的设备中，与流体供应容器中的流体存量相对应地调节通过气瓶柜的通风气流，以使得随着流体供应容器中的流体存量逐渐减小，通风气体流速逐渐减小，直到该容器达到分配处理的终点为止。

图4是包括气瓶柜502的流体供应系统500的示意图，所述气瓶柜容纳多个基于吸附剂的流体供应容器522、524、526、528和530，其中用隔壁504、506、508和510将气瓶柜隔开，以对气瓶柜中的每个流体供应容器提供子罩壳512、514、516、518和520。用排气线路594、596、598、600和602独立地将所述分隔室排气。气体从子罩壳中的容器分配并且可以分配至与相应子罩壳中的每个容器耦接的歧管线路592，以使得每个流体供应容器随之被抽空，每个流体供应容器通过适当地关闭这种容器的阀头组件中的阀而接近于与歧管流体连通，并且下一个相继的容器打开以便与歧管线路592流体连通，等等。

替换地，如果相应的容器容纳不同的流体，那么，每个容器可以具有分离的分配管线，来代替图中所示的共用歧管线路592。

通过提供通风气体源554来执行相应的子罩壳512、514、516、518和520的通风，所述通风气体源例如为清洁干燥空气（CDA）、氩气、氦气、氮气等，通过通风气体供应线556将通风气体源554与处罚气体（penalizing gas）歧管552耦接，所述处罚气体歧管与分别在其中具有流量控制阀560、564、568、572和576的分支线路558、562、566、570和574连接。将分支线路5508、562、566、570和574中的每一个与相应子罩壳512、514、516、518和520中的对应一个子罩壳流动连通地连接。

可用控制器580根据需要选择性地调节流量控制阀560、564、568、572和576，所述控制器接着分别通过信号传输线582、584、586、588和590与这种流量控制阀中的每一个连接。虽然未示出，但是，将控制器580与传感部件适当地连接，以监控流体存量、所分配流体的压力、流体供应容器的重量（从而间接地监控流体存量）、解吸的热量（在分配操作过程中，伴随气体从流体供应容器中的物理吸附剂的解吸附而发生）、子罩壳中的温度、所分配流体的累积体积，或任何其他操作条件、设备设置、时滞、处理参数，或对罩壳502的特定子罩壳中的通风气流的调节提供基础的其他变量。

一般地，对应于和流体供应容器中的流体相关联的危险水平或预定风险来进行的通风气流的调节，可以任何适当的关系、比例、参数或相关性为基础。虽然这里的公开内容已经主要涉及描述这样的实施方式：流体供应容器中的或来自流体供应容器的流体的压力或存量提供用于这种调节的基础，但是将认识到，在特定应用中，可以任何适当的方式测量或利用与流体供应容器中的流体相关联的危险水平或预定风险。

虽然在这里已经参考本发明的特定方面、特征和说明性实施方式描述了本发明，但是将理解，并不由此限制本发明的通用性，而是扩展至并包含许多其他变型、改进和替换实施方式，如本发明的领域中的普通技术人员在这里的公开内容的基础上将理解的。相应地，下文中要求保护的本发明旨在被宽泛地解释和说明为，在其实质和范围内包括所有这种变型、改进和替代实施方式。

Claims (27)

1.一种通风气体管理系统，用于容纳流体供应容器以及与所述流体供应容器耦接的流路的罩壳，并适于使通风气体流过所述罩壳，所述系统包括：

流量调节器，被布置为控制通过所述罩壳的通风气流；

监控组件，适于（i）监控所述流体供应容器、罩壳，或在所述流体供应容器中或从所述流体供应容器分配的流体的特征，所述特征影响与自所述罩壳中的所述流体供应容器或关联流路的流体泄漏相关的危险或风险的水平，以及（ii）输出与所监控特征相关的监控信号；以及

控制器，被布置为从所述监控组件接收所述监控信号，并相对于与自所述罩壳中的所述流体供应容器的流体泄漏相关的危险或风险的水平来响应性地调节所述流量调节器。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所监控特征包括从由以下特征组成的组中选择的至少一个特征：所述流体供应容器中的流体存量；

所述流体供应容器中的流体压力；所述流体供应容器下游的气体输送歧管中的流体压力；所述流体供应容器的壁中的应变；容纳所述流体的流体供应容器的重量；设置在所述流体供应容器的内部空间中的物理吸附剂的物理吸附特征；所述流体供应容器的温度；所述罩壳中的温度；从所述流体供应容器分配的流体的累积体积；从所述流体供应容器分配流体的持续时间；从所述流体供应容器分配的流体的流速；所述罩壳中的环境条件；所述流体供应容器中的流体条件；所述罩壳的出入结构的打开或关闭特征；以及与所述流体供应容器、流路、罩壳和/或消耗所分配流体的过程相关联的警报条件。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，将所述控制器布置为，响应性地调节所述流量调节器以减小在从所述流体供应容器分配流体的期间通过所述罩壳的通风气流，以使得在所述分配流体的期间，通过所述罩壳的通风气流随着流体存量减少而逐渐减小。

4.根据权利要求1所述的通风气体管理系统，适于管理通风气流，其中，划分所述罩壳以对多个流体供应容器中的每个提供独立的子罩壳，并且其中，所述通风气体管理系统被布置为管理通过每个子罩壳的通风气流。

5.根据权利要求1所述的系统，对于半导体制造设备中的离子注入机的气体箱而操作性地设置，以调节通过所述气体箱的通风气流。

6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述气体箱容纳基于吸附剂的流体供应容器。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述基于吸附剂的流体供应容器容纳从由以下项目组成的组中选择的流体：氢化物气体、卤化物气体、气态有机金属化合物、硅烷、乙硼烷、锗烷、氨、磷化氢、胂、锑化氢、硫化氢、硒化二氢、碲化氢、三氟化硼、B₂F₄、六氟化钨、氯气、氯化氢、溴化氢、碘化氢、和氟化氢。

8.根据权利要求6所述的系统，其中，流体在低于大气压的压力下储存在所述流体供应容器中。

9.根据权利要求5所述的系统，其中，所述气体箱容纳内部压力调节流体供应容器。

10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述内部压力调节流体供应容器容纳从由以下项目组成的组中选择的流体：氢化物气体、卤化物气体、气态有机金属化合物、硅烷、乙硼烷、锗烷、氨、磷化氢、胂、锑化氢、硫化氢、硒化二氢、碲化氢、三氟化硼、B₂F₄、六氟化钨、氯气、氯化氢、溴化氢、碘化氢、和氟化氢。

11.一种从罩壳中的流体源供应气体的方法，通风气体流过所述罩壳，所述方法包括：监控所述流体源、罩壳，或在所述流体源中或从所述流体源分配的流体的特征，所述特征影响与自所述罩壳中的所述流体源或关联流路的流体泄漏相关的危险或风险的水平，并且，响应于所述监控，相对于与自所述罩壳中的所述流体源的流体泄漏相关的危险或风险的水平来调节通过所述罩壳的通风气流。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所监控特征包括从由以下特征组成的组中选择的至少一个特征：所述流体源中的流体存量；所述流体源中的流体压力；所述流体供应容器下游的气体输送歧管中的流体压力；所述流体源的壁中的应变；容纳所述流体的流体源的重量；设置在所述流体源的内部空间中的物理吸附剂的物理吸附特征；所述流体源的温度；所述罩壳中的温度；从所述流体源分配的流体的累积体积；从所述流体源分配流体的持续时间；从所述流体源分配的流体的流速；所述罩壳中的环境条件；所述流体源中的流体条件；所述罩壳的出入结构的打开或关闭特征；以及与所述流体源、流路、和/或罩壳相关的警报条件。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所监控特征包括从所述流体源分配的压力流体。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述调节包括调节从由以下项目组成的组中选择的流量控制装置：流量控制阀；阻尼器；可变大小的节流孔口装置；质量流控制器；变速泵；以及变速鼓风机。

15.根据权利要求11所述的方法，其中，所述调节包括获取数据获取模块中的数据，所述数据获取模块位于所述罩壳外侧并与所述罩壳中的至少一个传感器操作性地耦接以进行所述监控。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，在非警报条件和所述罩壳的出入结构的关闭特征下，在流体从所述流体源分配的情况下，所述调节减小通过所述罩壳的通风气流，并且，在出现与所述流体供应容器、流路、罩壳和/或消耗所分配流体的过程相关的警报条件的情况下，或者在所述罩壳的出入结构打开的情况下，所述调节增加通过所述罩壳的通风气流。

17.根据权利要求11所述的方法，其中，在流体从所述流体源分配的期间，所述调节减小通过所述罩壳的通风气流，以使得在流体的所述分配过程中，通过所述罩壳的通风气流随着流体存量减小而逐渐减小。

18.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述罩壳划分开以对多个流体源中的每一个提供独立的子罩壳，所述方法包括针对每个子罩壳执行所述监控并调节通风气流。

19.根据权利要求11所述的方法，在包括作为所述罩壳的离子注入机的气体箱的半导体制造设备中执行，以调节通过所述气体箱的通风气流。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述气体箱容纳作为所述流体源的基于吸附剂的流体供应容器。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述基于吸附剂的流体供应容器容纳活性碳吸附剂。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述基于吸附剂的流体供应容器容纳从由以下项目组成的组中选择的流体：氢化物气体、卤化物气体、气态有机金属化合物、硅烷、乙硼烷、锗烷、氨、磷化氢、胂、锑化氢、硫化氢、硒化二氢、碲化氢、三氟化硼、B₂F₄、六氟化钨、氯气、氯化氢、溴化氢、碘化氢、和氟化氢。

23.根据权利要求20所述的方法，其中，流体在低于大气压的压力下储存在所述流体供应容器中。

24.根据权利要求19所述的方法，其中，所述气体箱容纳内部压力调节流体供应容器。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述内部压力调节流体供应容器容纳从由以下项目组成的组中选择的流体：氢化物气体、卤化物气体、气态有机金属化合物、硅烷、乙硼烷、锗烷、氨、磷化氢、胂、锑化氢、硫化氢、硒化二氢、碲化氢、三氟化硼、B₂F₄、六氟化钨、氯气、氯化氢、溴化氢、碘化氢、和氟化氢。

26.一种流过处理单元的排出物的管理操作方法，包括，监控所述处理单元的确定危险或风险水平的至少一个状态或操作变量，并响应于从所监控的状态或操作变量确定的危险或风险水平来将所述排出物输送至多个备择排出布置中的一个。

27.根据权利要求26所述的方法，其中，根据从所监控的状态或操作变量确定的危险或风险水平来调节排出速度。

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