CN107771353A - 气柜 - Google Patents

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Abstract

本发明描述用于将气体递送到气体利用处理工具的气体供应系统及方法，所述气体利用处理工具例如是用于制造半导体产品、平板显示器、太阳能面板等的气体利用工具。所述气体供应系统可包括其中布置有基于吸附剂的气体供应罐及/或内部压力调节式气体供应罐的气柜，且描述可安置于所述气柜中或以独立方式操作的气体混合歧管。在一个方面中，描述气体供应系统，其中在施配操作的压控终止之后，为了进行施配操作以实现在此终止之后所述罐中剩余的气体的利用，处理易于在涉及气体供应压力的减小时冷却的罐。

Description

气柜
相关申请案的交叉参考
依据35USC 119的规定主张2015年5月17日以约瑟夫R.德斯普莱斯(JosephR.Despres)、巴里路易斯钱伯斯(Barry Lewis Chambers)、约瑟夫D.斯威尼(JosephD.Sweeney)、理查德S.拉伊(Richard S.Ray)及史蒂文E.毕晓普(Steven E.Bishop)的名义提出申请的标题为“气柜(GAS CABINETS)”的第62/162,777号美国临时专利申请案的权益。第62/162,777号美国临时专利申请案的揭示内容特此出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及气体混合系统及方法，且涉及具有为气体利用应用(例如半导体产品、平板显示器及光伏面板的制造)供应气体的功效的气柜。
背景技术
在若干种工业应用中使用气体供应罐时，将气体供应罐部署于作为外壳的气柜中是通常做法，在所述外壳中所述罐联接到用于将气体递送到下游气体利用工具的流路。在此方面中气柜是容纳结构，其中除用于将从气柜中的气体供应罐施配的气体运输到下游工具的流路外，监测与控制仪器也可设置于所述容纳结构中以确保从气柜以所要温度、压力、流率及组成供应气体。气柜还可配置有进排气组合件，所述进排气组合件用于使通风气体流动穿过气柜的内部体积，使得可将从气柜中的气体供应罐或从流路及联接件的任何气体泄露从气柜吹扫出且传递到处理设施或其它处置装置。
由于气柜在供应用于工业处理的气体中的广泛使用，因此此项技术中仍继续寻求气柜设计、功能性、操作及使用方面的改善。
发明内容
本发明涉及气体供应系统及方法以及经配置以容纳用于将气体递送到气体利用工具的气体供应罐的气柜。
在一个方面中，本发明涉及一种气体供应系统，其包括：至少一个气体供应罐，其易于在涉及从所述罐施配的气体的压力减小的施配操作中冷却；监测系统，其经配置以检测压力减小到指示所述罐的排空的压力且终止所述罐的施配操作；及增温系统，其经配置以在所述罐的施配操作终止之后将所述罐增温，使得所述罐被增温到使得所述罐中的剩余气体的压力被增加到高于指示所述罐的排空的所述压力的程度，以借此使得能够重新开始所述罐的施配操作。
在另一方面中，本发明涉及一种用于递送含有相同掺杂剂物种的不同共流气体的气体供应系统，其中所述共流气体是从选自基于吸附剂的气体供应罐、内部压力调节式气体供应罐及前述罐的组合当中的相应罐递送。
在又一方面中，本发明涉及一种气体混合系统，其包括：气体混合歧管，其具有多个气体输入，具有多个经混合气体输出；监测与控制系统，其经配置以操作所述气体混合歧管且经由信号传输线从所述气体混合歧管接收反馈；及至少一个远程光纤链路，其将所述监测与控制系统和至少一个远程输入/输出接口单元互连。
本发明的又一方面涉及一种从至少一个气体供应罐供应气体的方法，所述气体供应罐易于在涉及从所述罐施配的气体的压力减小的施配操作中冷却，所述方法包括：监测从所述罐施配的气体的压力；在检测到压力减小到指示所述罐的排空的压力之后，终止所述罐的施配操作；及在终止所述罐的施配操作之后将所述罐增温，使得所述罐被增温到使得所述罐中的剩余气体的压力被增加到高于指示所述罐的排空的所述压力的程度，以借此使得能够重新开始所述罐的施配操作。
本发明的再一方面涉及一种供应含有相同掺杂剂物种的共流气体的方法，其包括从选自基于吸附剂的气体供应罐、内部压力调节式气体供应罐及前述罐的组合当中的相应罐递送所述共流气体。
本发明的又一方面涉及一种供应经混合气体的方法，其包括在本发明的气体混合系统中混合来自不同气体供应罐的气体，及在所述气体混合歧管的所述多个经混合气体输出中的一者中将经混合气体从所述气体混合歧管排出。
从随后的描述及所附权利要求书将更完全明了本发明的其它方面、特征及实施例。
附图说明
图1是根据本发明的可用于气柜中的基于吸附剂的气体供应罐的以部分截面表示的透视图。
图2是根据本发明的可用于气柜中的压力调节式气体供应罐的以部分截面表示的透视图。
图3是可用于从例如本发明的气柜中的气体供应罐供应气体的气体混合系统的示意性表示。
图4是根据本发明的一个实施例的并入有基于吸附剂的气体供应罐的气柜组合件的前透视图。
具体实施方式
本发明涉及气体供应系统及方法以及经配置以将气体供应到气体利用工具且具有制造半导体产品、平板显示器、太阳能面板等时的功效的气柜。
在一个方面中，本发明涉及一种气体供应系统，其包括：至少一个气体供应罐，其易于在涉及从所述罐施配的气体的压力减小的施配操作中冷却；监测系统，其经配置以检测压力减小到指示所述罐的排空的压力且终止所述罐的施配操作；及增温系统，其经配置以在所述罐的施配操作终止之后将所述罐增温，使得所述罐被增温到使得所述罐中的剩余气体的压力被增加到高于指示所述罐的排空的所述压力的程度，以借此使得能够重新开始所述罐的施配操作。
在此系统中，所述气体供应罐可容纳作为用于将在施配操作中由所述罐供应的气体的存储介质的吸附剂，所述施配操作包括气体从所述吸附剂解吸附。所述吸附剂可例如包括碳吸附剂或其它适合吸附剂介质。
此气体供应系统中的所述增温系统可包括经布置以将所述气体供应罐加热的加热器，例如，加热套或者其它热输入装置或组合件。
上文所描述的气体供应系统可包括众多所述气体供应罐，所述众多所述气体供应罐经操作地布置使得在所述监测系统终止第一罐的施配操作时，第二罐起始施配操作以确保气体供应的连续性。所述气体供应系统在此方面可经操作地布置使得在所述第一罐被增温以使得能够重新开始所述第一罐的施配操作时，所述第二罐的施配操作被终止且所述经增温第一罐的重新开始的施配操作被起始。
在上文所描述的气体供应系统的其它实施例中，所述气体供应罐可安置于气柜中。多个气体供应罐可设置于所述气柜中，所述多个气体供应罐与用于混合从所述多个气体供应罐中的两者或更多者施配的气体的混合歧管操作地布置。
本发明在另一方面中涉及一种用于递送含有相同掺杂剂物种的不同共流气体的气体供应系统，其中所述共流气体是从选自基于吸附剂的气体供应罐、内部压力调节式气体供应罐及前述罐的组合当中的相应罐递送。所述不同共流气体可例如包括第一气体供应罐中的GeF4及第二气体供应罐中的GeH4。
本发明的又一方面涉及一种气体混合系统，其包括：气体混合歧管，其具有多个气体输入，具有多个经混合气体输出；监测与控制系统，其经配置以操作所述气体混合歧管且经由信号传输线从所述气体混合歧管接收反馈；及至少一个远程光纤链路，其将所述监测与控制系统和至少一个远程输入/输出接口单元互连。
在此气体混合系统中，所述远程输入/输出接口单元可经配置以直接向所述气体混合歧管传输用于操作所述气体混合歧管的控制信号或向所述监测与控制系统传输用于操作所述气体混合歧管的控制信号。所述系统可包括多个远程输入/输出接口单元，其中所述气体混合系统配置有软件互锁以防止产生成不正确比例的混合物及/或避免以气体混合物接纳关系联接到所述气体混合歧管的一或多个处理工具的处理工具需求之间的冲突。所述气体混合歧管可安置于气柜中。所述气体混合系统可经配置以用于在所述混合歧管中的每一混合操作之后抽空所述混合歧管。所述混合歧管可包括经配置以检测及/或验证由所述歧管产生的气体混合物中的气体纯度及/或气体组分比例的板上传感器。
本发明的另一方面涉及一种从至少一个气体供应罐供应气体的方法，所述气体供应罐易于在涉及从所述罐施配的气体的压力减小的施配操作中冷却，所述方法包括：监测从所述罐施配的气体的压力；在检测到压力减小到指示所述罐的排空的压力之后，终止所述罐的施配操作；及在终止所述罐的施配操作之后将所述罐增温，使得所述罐被增温到使得所述罐中的剩余气体的压力被增加到高于指示所述罐的排空的所述压力的程度，以借此使得能够重新开始所述罐的施配操作。
本发明的又一方面涉及一种供应含有相同掺杂剂物种的共流气体的方法，其包括从选自基于吸附剂的气体供应罐、内部压力调节式气体供应罐及前述罐的组合当中的相应罐递送所述共流气体。
在另一方面中，本发明涉及一种供应经混合气体的方法，其包括在本发明的气体混合系统中混合来自不同气体供应罐的气体，及在所述气体混合歧管的所述多个经混合气体输出中的一者中将经混合气体从所述气体混合歧管排出。
下文更完全地描述及详述本发明的前述方面。
在各种气体供应操作(例如半导体制造)中，需要实现从气体供应罐(例如基于吸附剂的罐或压力调节式罐)的大约数公升/分钟的高流率。
典型过程可涉及2L/分钟的气体流动达两个小时的持续时间，后续接着在气体利用工具更换晶片时20分钟的非流动周期。接着，在此等待周期之后将是额外两个小时流动时间。过程将贯穿一整天或其它在工作过程中的操作周期继续在两个小时的气体流动后续接着20分钟等待之间交替。在此过程中，最小所要递送压力可为大约300托。在此典型过程中，可采用其中安装两个50L气体供应罐的气柜。
操作此过程中遇到的问题是当在施配操作期间气体从气体供应罐流动时，罐将开始冷却，这导致罐中的气体压力下降。在此下降的压力施配操作期间一旦气体供应罐压力达到300托设定点，气柜监测与控制系统便将下降的压力及达到设定点解释为指示罐的气体内容物的排空，且其将例如通过关闭此“经排空”罐的阀头中的阀而切断此罐且例如通过打开新气体供应罐的阀头中的阀而开启此新气体供应罐，以确保到下游气体利用工具的气体供应的连续性。以此方式，原来的气体供应罐将不再投入使用且被安排而进行涉及此罐从气柜的移除及容纳待施配气体的又一新罐的安装的更换。
因此，伴随气体施配操作的罐的冷却导致在气体供应罐仍具有用于继续施配操作的大量剩余气体的时间点对气体供应罐的空或经排空状态的过早指示。对空或经排空状态的此冷却介导的指示在容纳吸附剂的罐的情形中是尤其严重的，在所述罐中气体从吸附剂存储介质的解吸附对冷却有显著贡献。
本发明通过气柜中或与气柜相关联的经修改气体监测与控制系统而涵盖对此问题的解决方案，所述经修改气体监测与控制系统操作使得在原始施配气体供应罐被视为“空”时，其不即刻被安排为从气柜移除，而是被维持于空闲状态中且被增温到可再次从罐施配气体的温度，使得罐中的显著剩余贮存气体可接着用于施配。此增温可包含将罐及其内容物增温到高于周围温度(室温)及/或通过致动环绕罐的加热套而进行增强加热或以其它适当方式进行增温。在本发明的特定实施例中，增温温度可例如为增温到从35℃到50℃的范围内的温度。
此增温经执行使得由于气体的解吸附导致的先前冷却被克服。因此，已经开启以进行现用施配操作的第二气体供应罐可用于前述过程的两小时施配周期，而先前由于所监测冷却而离开生产线的第一气体供应罐被增温到适当温度以使得所述第一气体供应罐能够用于在下一后继两小时施配周期内供应气体。以此方式进行的操作实现对每一气体供应罐的贮存气体的更彻底利用以及需要的气体罐更换的数目的减少。
本发明在另一方面中涉及气体的共流，其中不同气体同时流动到处理工具，例如气相沉积室、外延生长室、植入室或其它气体利用工具。在离子植入的情形中，此类气体可包括含有相同掺杂剂物种的共流气体，例如，GeF4及GeH4，其中共流气体是从选自基于吸附剂的气体存储与施配罐、内部压力调节式罐(即，具有内部安置的压力调节装置的罐)及此类基于吸附剂的罐与内部压力调节式罐的组合当中的相应罐递送。
图1及2中展示此类类型的气体供应罐。
图1是根据本发明的可用于气柜中的基于吸附剂的气体供应罐100的以部分截面表示的透视图。罐100包含其中安置有吸附剂104的容器102。在容器102的上部端处，容器102联接到包含内部阀室的阀头106，所述内部阀室中安置有可选择性地在完全打开与完全关闭位置之间平移的阀元件。阀室与容器102的内部体积连通并且与气体施配端口110连通。阀室中的阀元件与阀致动器108联接，阀致动器108可包括如所展示的手轮，或替代地包括自动致动器，例如气动致动器、电螺线管致动器或其它适合自动致动器。
容器102中的吸附剂104可为任何适合类型，且可例如包括碳吸附剂、铝硅酸盐、二氧化硅、吸附性粘土、分子筛或任何其它吸附剂，其适合于作为气体存储与施配介质用于在存储及运输条件下气体的吸附存储且在施配条件下(其中阀头106中的阀元件被打开以进行此施配)有效地以解吸附方式释放气体以便通过气体施配端口110将气体从容器排出。
在施配条件下气体从吸附剂的解吸附可为热介导的解吸附，其中容器及所容纳吸附剂被加热。替代地，解吸附可通过压差实现，例如，其中将气体施配端口110联接到其中压力低于容器102中的压力的流路。作为再一替代方案，解吸附可通过以下方式实现：使载气流动穿过容器的内部体积，以产生质量转移梯度，从而导致被吸附气体从吸附剂释放且传递到载气中以便经由气体施配端口110从罐排出。解吸附及气体施配的前述模式可以对于所涉及的气体及其最终使用适当的特定组合用于给定应用中。
图2是根据本发明的可用于气柜中的压力调节式气体供应罐200的以部分截面表示的透视图。罐200包含界定经封围内部体积204的容器202。容器202在其上部端处与凸缘226联接，凸缘226又与阀头220联接，阀头220在阀室中容纳阀元件，所述阀室与容器202的内部体积204连通并且与罐的气体排放端口222连通。阀元件与致动器224联接，致动器224可包括如所展示的手动手轮，或替代地包括任何适合类型的自动致动器。
容器202中的罐200装纳内部压力调节组合件，所述内部压力调节组合件包含通过气体施配导管212互连的压力调节器208及210的串联连接的布置。压力调节器208又通过气体入口管214连接到过滤器206。过滤器206可包括中心基质或其它过滤元素，其用于防止颗粒进入包含管214、压力调节器208、气体施配导管212、压力调节器210及连接压力调节器210与阀头220的气体施配导管(此气体施配导管在图2的视图中可不见)的气体排放路径的目的。
调节器208及210可为设定点调节器类型，其中下部压力调节器208具有较高设定点压力，且其中上部压力调节器210具有较低设定点压力，其中在相应设定点，压力经提供以确保在所要压力条件下在气体施配端口222中从罐施配气体。
图1及2中所展示的类型的容器可供应相应共流气体，其中所述容器安置于气柜中，在气柜中容器与流路联接以为下游气体利用工具供应相应气体。共流气体可在单独气体流动通道中流动到下游工具，或替代地，此类气体可例如在安置于气柜中的混合室中彼此混合。
通过针对相应气体提供单独基于吸附剂的罐或内部压力调节式罐，可在低压(例如，次气压)下供应相应气体，且此类压力可彼此相同或不同。以此方式，通过在不同压力下供应不同气体，可促进相应气体的混合以平衡压力，但其中使用第一实例中的不相等压力来实现气体的混合，并且所述混合是以高效方式且在气体组分中的每一者相对于其它气体组分的所要比例下。举例来说，较低流率较高压力气体可与较高流率较低压力气体混合。可采用特定气体相对于其它气体的流率及压力的其它变化来提供下游气体利用工具中的经混合气体组成。
共流气体的此混合可通过根据本发明的又一方面的气体混合系统实现。
在许多气体利用处理系统中，采用特种气体混合物，例如上文所描述的共流气体混合物。在各种处理中，可从改变混合物的相应气体组分的混合比例的能力导出实质益处。在32nm及以下的处理节点中利用的等离子体掺杂处理尤其如此。
本发明的气体混合系统包括具有仅利用几种输入气体产生多种输出混合物的能力的混合歧管。所述气体混合系统的特征在于具有输出通道之间的混合隔离的隔离歧管、所述歧管的循环净化以确保气体混合物含量、处理工具通信、具有将通道互锁以防止意外气体混合物污染的能力的计算机控制、利用计量进行气体取样以确认混合百分比及长距离远程通信。
此气体混合系统可用于装纳基于吸附剂的罐及/或内部压力调节式气体供应罐的气柜中，如上文中以图解说明方式描述。所述气体混合系统可包括多个预混合输入或混合后输出。在各种实施例中，所述气体混合系统包括具有两个输入及一个输出的混合歧管、与处理工具通信且具有远程控制。
图3是根据本发明的又一实施例的气体混合系统300的示意性表示，气体混合系统300可用于从例如在本发明的气柜中的气体供应罐供应气体。
气体混合系统300包含具有多个气体输入304及多个经混合气体输出306的气体混合歧管302。气体混合歧管302经配置以由例如图3中所展示的控制PC 312等中央处理器单元控制，控制PC 312是通过双向信号传输线310以与所述气体混合歧管成双向信号传输关系的方式接合。此信号传输线提供控制信号从控制PC 312到混合歧管302的传输以及监测及从混合歧管到控制PC的反馈信号传输。为了提供此监测及反馈信号传输，混合歧管302可包括适当监测组件、检测组件及信号产生组件，例如以监测气体组成、流率、压力、温度、组成等。
控制PC 312可以可编程方式经配置以根据预定循环时间程序控制混合歧管302，所述预定循环时间程序例如涉及将致动器致动为关闭或打开与气体输入304及/或经混合气体输出306相关联的气体流动控制阀。更一般来说，控制PC 312可以可编程方式经配置而以将经混合气体提供到下游气体利用工具的任何适合方式控制混合歧管302的操作。
气体混合系统300还可包括通过用于与本地气体混合系统组件的长距离接口连接的光纤启用的接口，且所述系统可包括多个远程接口及相关联通信能力，使得其经布置以通过对应处理工具连接将经混合气体供应到多个处理工具。本地气体混合歧管302可安装于经配置为在其中安装基于吸附剂的罐的适合类型的气柜中，所述气柜例如是从英特格(Entegris)公司(美国马萨诸塞州比勒利卡镇)购得的TX 4柜，所述基于吸附剂的罐例如是以商标SDS从英特格公司(美国马萨诸塞州比勒利卡镇)购得的罐及/或例如以商标VAC从英特格公司(美国马萨诸塞州比勒利卡镇)购得的罐等内部压力调节式罐。
如图3中所图解说明，气体混合歧管302由控制PC中央处理器单元312及输入/输出(I/O)驱动器控制，且可具备多个(至少2个)输入端口及输出端口。作为对将系统或其组件(例如混合歧管302)安装于气柜中的替代方案，气体混合系统300可经提供作为独立系统。控制PC中央处理器单元312被展示为通过双向光纤传输线316链接到远程光纤(FO)链路314。
在此布置中，混合歧管302中的混合操作可通过来自控制PC 312或与远程光纤链路314相关联的远程接口的预编程控制来实现。控制PC 312及/或远程接口还可与一或若干处理工具介接，且使用来自工具的控制信号来将气体的经改变混合物递送到工具。以此方式，远程接口可以光纤方式链接以允许极长距离信号传输。可针对混合操作采用软件互锁来防止产生成不正确比例的混合物，或避免处理工具需求之间的冲突。
混合歧管因此可安装于装纳多个气体供应罐(为相同或不同大小、类型等)的气柜中或与所述气柜相关联，所述罐用于将气体输入到混合歧管。在每一混合操作之后可将混合歧管抽空，且混合歧管可包括经配置以检测及/或验证歧管所产生的气体混合物中的气体纯度及气体组分比例的板上传感器。
图4是根据本发明的一个实施例的并入有基于吸附剂的气体供应罐的气柜组合件的前透视图，可连同所述气柜组合件一起来采用图3的气体混合系统，例如，其中混合歧管302安装于气柜中，其中相关联流路联接到所述歧管的气体输入304及经混合气体输出306。代替单独的基于吸附剂的气体供应罐，气柜组合件替代地可并入有内部压力调节式罐，或作为再一替代方案，并入有基于吸附剂的气体供应罐及内部压力调节式罐的组合。
气柜组合件400包含气柜402。气柜402具有侧壁404及406、底板408、后壁410及顶板411，所述组件与前门414及420一起界定壳体。壳体及相应门封围内部体积412。
所述门可经布置为具有自关闭及自闩锁特性。出于此目的，门414可具有闩元件418，闩元件418合作地啮合门420上的锁元件424。门414及420可以使得在门关闭后产生气密密封的方式为经斜削的及/或装有垫圈的。
如所展示，门414及420可分别配备有窗416及422。所述窗可为嵌丝玻璃及/或钢化玻璃以便抗断裂，同时具有提供对内部体积412及歧管426的无障碍观看的充足区域，歧管426可具有图4中所展示的简化形式，或可包括如图3中以图解说明方式展示的类型的气体混合歧管。
如所展示，歧管426可布置有可以与气体供应罐433成封闭流动连通的方式接合的入口连接管线430。歧管426可包括任何适合组件，包含例如：流动控制阀；质量流控制器；过程气体监测仪器，其用于监测从供应罐施配气体的过程条件(例如压力、温度、流率、浓度等等)；歧管控制件，其包含用于在众多气体供应罐安装于气柜中时切换此类罐的自动切换组合件；泄漏检测装置；自动净化设备及相关联致动器，其用于在检测到来自供应罐中的一或多者的泄漏的情况下净化气柜的内部体积。
歧管426连接到柜的壁404处的出口428，且出口428又可连接到用于将从供应罐施配的气体运送到与气柜联接的下游气体利用单元的管道。
气体利用单元可例如包括离子植入器、化学气相沉积反应器、光刻轨道、扩散室、等离子体产生器、氧化室等。歧管426可经构造及布置以用于提供所施配气体从供应罐及气柜到气体利用单元的预定流率。
气柜具有与歧管元件及柜的内部体积中的辅助元件联接以监测从柜的内部体积中的气体供应罐施配气体的过程的顶部安装式显示器472。
气柜还可具备通过联接配件476联接到排放导管478以沿箭头E所指示的方向将气体从柜的内部体积排出的顶部安装式排气扇474。排气扇474可以适当旋转速度操作以在柜的内部体积中强加预定真空压力或负压力，以作为对抗气体从气柜泄漏的任何不合意的流出的又一保护性措施。排放导管可因此联接到例如洗涤器或提取单元等下游气体处理单元(未展示)以从排气流去除任何泄漏气体。出于此目的，为了提供一定量的流入空气，柜(例如，门)可经构造以允许周围空气作为吹扫流或净化流的净流入以清洁柜的内部体积气体。因此，门可为装有百叶窗的，或以其它方式经构造为实现周围气体的进入。
气体供应罐433可适合地包括防漏气体容器，防漏气体容器包含封围罐的内部体积的壁432。颗粒固体吸附剂介质(例如，例如碳、分子筛、二氧化硅、氧化铝等物理吸附剂材料)安置于容器的内部体积中。吸附剂可为针对待施配的气体具有高吸附亲和力及容量的类型。
对于其中所施配试剂气体优选地具有超高纯度(例如，“7-9's”纯度)、更优选地具有“9-9's”纯度及甚至更高纯度的应用(例如半导体制造)，吸附材料必须基本上不含且优选地本质上完全不含将导致罐中的所存储气体分解及导致罐内部压力上升到显著高于所要设定点存储压力的水平的任何污染物种。
举例来说，利用本发明的基于吸附剂的存储与施配罐来使处于存储状态的气体保持于不显著超过大气压力的压力(例如，在从约25托到约800托的范围内)下可为合意的。此大气压力水平或低于大气压力水平提供与使用高压压缩气缸相关的安全及可靠性等级。
如图4中所展示，气体供应罐433具有细长垂直直立的形式，其下部端安坐于柜的底板408上，且阀头438紧固到其上部颈部部分436以紧密防漏地密封罐。在其制作中，可向气体供应罐433填充吸附剂，且此后，在吸附气体载于吸附剂上之前或之后，可例如通过焊接、铜焊、软焊、利用适合密封剂材料的压缩接头固定等将阀头438紧固到罐颈部部分，使得罐此后在颈部与阀头的接头处具有紧密防漏特性。
阀头438具备用于将气体供应罐接合到适合管道或准许从罐选择性施配气体的其它流动构件的联接件442。阀头可具备用于手动地打开或关闭阀头中的阀以使气体流动到连接管道中或终止所述流动的手轮439。替代地，阀头可具备链接到适合流动控制构件借此使在施配操作期间气体的流动维持于所要水平的自动阀致动器。
在操作中，确立气体供应罐433的内部体积与歧管的外部管道/流路之间的压力差以致使气体从吸附剂材料解吸附且从罐流动到气体流动歧管426中。借此形成用于质量转移的浓度驱动力，通过质量转移气体从吸附剂解吸附且传递到罐的自由气体体积中以在阀头中的阀打开时从罐流出。
替代地，可至少部分地以热方式使待施配气体从气体供应罐433中的吸附剂解吸附。出于此目的，气柜的底板408可具有可电致动的电阻加热区域，罐安坐于所述区域上，使得底板的电阻加热区域的电致动致使热转移到罐及其中的吸附剂材料。由于此加热，所存储气体从罐中的吸附剂解吸附且可随后被施配。
出于此目的，可替代地通过部署包覆或环绕气体供应罐壳的加热套或加热毯而将所述罐加热，使得罐及其内含物被适当加热以实现所存储气体的解吸附及其后续施配。
作为又一方法，气体供应罐中的所存储气体的解吸附可在压力差介导的解吸附及热介导的解吸附两者的促进下执行。
作为又一替代方案，供应罐可具备载气入口端口449，载气入口端口449可连接到柜内部或外部的载气源(未展示)。此气体源可提供适合气体流，例如，惰性气体或对下游气体利用单元中的处理无害的其它气体。以此方式，气体可流动穿过罐以致使产生浓度梯度，所述浓度梯度将实现吸附气体从罐中的吸附剂的解吸附。载气可为例如氮气、氩气、氪气、氙气、氦气等气体。
如图4中所展示，气体供应罐433通过常规类型的条带式紧固件446及448保持于气柜中的适当位置中。可使用其它紧固件，例如颈环，或可采用其它固定结构，例如气柜的底板中可配合地在其中接纳罐的下部端的接纳凹部或腔、将罐牢固地固持于气柜的内部体积中的所要位置中的导引部件或隔间结构。
尽管在图4中的气柜中展示仅一个气体供应罐433，但此气柜被展示为经构造及布置以在其中固持一个、两个或三个罐。除气体供应罐433外，在图4中还以虚线表示展示任选第二气体供应罐460及任选第三气体供应罐462，其与相应条带式紧固件464及466(用于任选气体供应罐460)以及条带式紧固件468及470(用于任选气体供应罐462)相关联。
将了解，本发明的气柜可具有广泛变化，以在其中容纳一个或多于一个气体供应罐。以此方式，任何数目个气体供应罐可固持于单个一体式外壳中，借此提供管理所供应气体时的经增强安全性及过程可靠性。
以此方式，可提供众多容纳吸附剂的气体供应罐及/或内部压力调节式罐及/或任何其它适当类型的罐，以提供下游气体消耗单元中所需的各种气体组分或提供各自容纳相同气体的多个罐。气柜中的多个罐中的气体可因此彼此相同或不同，且相应罐可同时被操作以从其提取气体以用于下游气体消耗单元，或相应罐可通过循环计时器程序及自动阀/歧管操作构件来操作以依次相继地打开罐以提供操作连续性，或以其它方式操作以适应下游气体消耗单元的处理要求。
显示器472可以编程方式布置有相关联计算机/微处理器构件以提供指示过程操作的状态、向下游流动的所施配气体的体积、用于施配操作的剩余时间或气体体积等的视觉输出。显示器可经布置以提供指示以下各项的输出：气柜的维护事件的时间或频率，或者对于气柜组合件的操作、使用及维护适当的任何其它适合信息(例如图3中所展示的类型的混合歧管在安装于气柜中时的操作)。
显示器还可包括发信号通知以下情况的可听警报输出构件：需要将气柜中的罐更换、泄漏事件、接近循环终止或者适用于气柜的操作、使用及维护的任何事件、状态或过程条件。
因此，将了解，气柜组合件的形式及功能可以有广泛变化，以提供用于将试剂气体供应到下游气体利用单元(半导体制造设施中的此类处理单元)的灵活构件。从气柜组合件所供应的气体可为任何适合类型，且可例如包括以下各项中的任一者或多者：氢化物气体、卤化物气体及气态有机金属基团V化合物(包含例如，硅烷、乙硼烷、锗烷、氨、膦、胂、锑、硫化氢、硒化氢、碲化氢、三氟化硼、六氟化钨、氯、氯化氢、溴化氢、碘化氢、氟化氢、四氟化锗等)，且此类气体可在与其的混合物中包含共流气体物种，例如氢气、氙气、氩气、氨气、一氧化碳、二氧化碳等。
气柜组合件可在其中安装有图3中所展示的类型的混合歧管以及上文中结合图1及2所描述的类型的气体供应罐，以便以灵活、具成本效益且高效的方式将具有适当组成及特性的气体提供到一或多个处理工具。
虽然本文中已参考特定方面、特征及说明性实施例陈述了本发明，但将了解，本发明的功效不因此受限制，而是延伸到且涵盖众多其它变化、修改及替代实施例，如本发明的所属领域的技术人员基于本文中的描述将显而易见。对应地，如所附权利要求书中所主张的揭示内容打算被广义地理解及解释为包含在其精神及范围内的所有此类变化、修改及替代实施例。

Claims (20)

1.一种气体供应系统，其包括：
至少一个气体供应罐，其易于在涉及从所述罐施配的气体的压力减小的施配操作中冷却；
监测系统，其经配置以检测压力减小到指示所述罐的排空的压力且终止所述罐的施配操作；及
增温系统，其经配置以在所述罐的施配操作终止之后将所述罐增温，使得所述罐被增温到使得所述罐中的剩余气体的压力被增加到高于指示所述罐的排空的所述压力的程度，以借此使得能够重新开始所述罐的施配操作。
2.根据权利要求1所述的气体供应系统，其中所述气体供应罐容纳作为用于将在施配操作中由所述罐供应的气体的存储介质的吸附剂，所述施配操作包括气体从所述吸附剂解吸附。
3.根据权利要求2所述的气体供应系统，其中所述吸附剂包括碳吸附剂。
4.根据权利要求1所述的气体供应系统，其中所述增温系统包括经布置以将所述气体供应罐加热的加热器。
5.根据权利要求1所述的气体供应系统，其中所述增温系统包括经布置以将所述气体供应罐加热的加热套。
6.根据权利要求1所述的气体供应系统，其包括众多所述气体供应罐，所述众多所述气体供应罐经操作地布置使得在所述监测系统终止第一罐的施配操作时，第二罐起始施配操作以确保气体供应的连续性。
7.根据权利要求6所述的气体供应系统，其经操作地布置使得在所述第一罐被增温以使得能够重新开始所述第一罐的施配操作时，所述第二罐的施配操作被终止且所述经增温第一罐的重新开始的施配操作被起始。
8.根据权利要求1到7中任一权利要求所述的气体供应系统，其中所述至少一个气体供应罐安置于气柜中。
9.根据权利要求8所述的气体供应系统，其包括所述气柜中的多个气体供应罐，所述多个气体供应罐与用于混合从所述多个气体供应罐中的两者或更多者施配的气体的混合歧管操作地布置。
10.一种用于递送含有相同掺杂剂物种的不同共流气体的气体供应系统，其中所述共流气体是从选自基于吸附剂的气体供应罐、内部压力调节式气体供应罐及前述罐的组合当中的相应罐递送。
11.根据权利要求10所述的气体供应系统，其中所述不同共流气体包括第一气体供应罐中的GeF4及第二气体供应罐中的GeH4。
12.一种气体混合系统，其包括：
气体混合歧管，其具有多个气体输入，具有多个经混合气体输出；
监测与控制系统，其经配置以操作所述气体混合歧管且经由信号传输线从所述气体混合歧管接收反馈；及
至少一个远程光纤链路，其将所述监测与控制系统和至少一个远程输入/输出接口单元互连。
13.根据权利要求12所述的气体混合系统，其中所述远程输入/输出接口单元经配置以直接向所述气体混合歧管传输用于操作所述气体混合歧管的控制信号或向所述监测与控制系统传输用于操作所述气体混合歧管的控制信号。
14.根据权利要求13所述的气体混合系统，其包括多个远程输入/输出接口单元，其中所述气体混合系统配置有软件互锁以防止产生成不正确比例的混合物及/或避免以气体混合物接纳关系联接到所述气体混合歧管的一或多个处理工具的处理工具需求之间的冲突。
15.根据权利要求12所述的气体混合系统，其中所述气体混合歧管安置于气柜中。
16.根据权利要求12所述的气体混合系统，其经配置以用于在所述混合歧管中的每一混合操作之后抽空所述混合歧管。
17.根据权利要求12所述的气体混合系统，其中所述混合歧管包括经配置以检测及/或验证由所述歧管产生的气体混合物中的气体纯度及/或气体组分比例的板上传感器。
18.一种从至少一个气体供应罐供应气体的方法，所述气体供应罐易于在涉及从所述罐施配的气体的压力减小的施配操作中冷却，所述方法包括：
监测从所述罐施配的气体的压力；
在检测到压力减小到指示所述罐的排空的压力之后，终止所述罐的施配操作；及
在终止所述罐的施配操作之后将所述罐增温，使得所述罐被增温到使得所述罐中的剩余气体的压力被增加到高于指示所述罐的排空的所述压力的程度，以借此使得能够重新开始所述罐的施配操作。
19.一种供应含有相同掺杂剂物种的共流气体的方法，其包括从选自基于吸附剂的气体供应罐、内部压力调节式气体供应罐及前述罐的组合当中的相应罐递送所述共流气体。
20.一种供应经混合气体的方法，其包括在根据权利要求12所述的气体混合系统中混合来自不同气体供应罐的气体，及在所述气体混合歧管的所述多个经混合气体输出中的一者中将经混合气体从所述气体混合歧管排出。
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