JP2005529294A - 高圧ガスの貯蔵およびデリバリと関連する危険性を低減するための圧力ベースのガスデリバリシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

ガスマニホルド（１２６）と選択的なフロー関係で結合されたガスソース（１０２）を使用してガスを分配するための装置および方法。ガスを使用するゾーンにガスを放出するためのフロー回路（１１０）を含むガスマニホルド（１２６）、およびガスソース（１２６）は、過圧のガスを含む圧力調整式ガスソース容器（１２６）を含む。

Description

発明の分野
本発明は、一般に、高圧圧縮ガスの貯蔵およびデリバリと関連する危険性を低減するための圧力ベースのガスデリバリシステムおよび方法に関する。

関連技術の説明
半導体工業の発展全体にわたって、半導体工業は、信頼性の高い高純度ガスソースを必要としてきた。半導体製造工場において、このような高純度ガスのデリバリは、ガス供給容器と半導体プロセスツールおよび／または他のガス消費チャンバあるいは施設内の領域とを結合するためのフロー回路を含む。

１９７０年代に始まって、高純度ガスデリバリマニホルドが開発され、改良され、また高い完全性の溶接部および改良された制御システムを有する標準設計に従って製作されたガスキャビネットが一般に使用されることになった。同時に、通気仕様、電気調整、アラームおよび構成要素アレイが標準化された。ガスフロー回路は、圧力トランスデューサ、空圧作動弁、調整器、高流量弁、結合部およびガス供給容器の交換を行うために使用される方法論に関して、一般に受け入れられる装置に発展した。

１９８０年頃に、流量制限オリフィス（ＲＦＯ）が導入かつ標準化され、また一般に受け入れられるガスデリバリマニホルドおよびフロー回路の構成要素になった。

上述の発展により、半導体産業に関する標準および規則を採用することが可能になった。今日、統一消防コードおよび複数の産業当局は、半導体製造運転において使用される毒性、腐食性および自然発火性のガスの貯蔵およびデリバリに関する方法を規定している。

米国運輸省（ＤＯＴ）は、半導体製造設備に使用するためのガスを供給するために使用される容器を承認している。半導体製造用の危険ガスの輸送およびデリバリのために一般に使用されるＤＯＴ認定のガスシリンダは、それ自体本質的に安全である。このようなＤＯＴ認定のガスシリンダの破局的故障の発生は、非常に低く、例えば、１０，０００年の運転当たり１回程度である。

ガスシリンダの破壊圧力は、通常、シリンダの最大動作圧力の５／３倍に設定される。ガスシリンダは、少なくとも約４０００ｐｓｉｇの破壊圧力を有することが好ましく、５０００ｐｓｉｇを上回る破壊圧力が典型的である。このようなガスシリンダ用に現在使用されているステンレス鋼の弁は、極めて信頼性が高く、弁破断の報告事例はない。シリンダは、それらの完全性を保証するために、初期製造時および（再）充填時に、規定ベースで圧力試験される。対照的に、シリンダ弁は一定の改造を必要とし、また寿命は有限である。

半導体製造設備（ファブ）のガスデリバリの方法は、日常的および確立された性格を有する。高圧ガスシリンダはガスデリバリマニホルドに接続され、高圧ガスはガスマニホルドパネルに導入される。パネルに装着されたガス調整器はガス圧力を低減し、結果として得られる圧力調整されたガス流は、ファブ内に送り込まれる。半導体プロセスツールの近くに配置された弁マニホルドボックス（ＶＭＢ）を使用して、ガス流を分割できるので、ガスはファブ内のいくつかのプロセスツールに配分される。ＶＭＢおよび／またはプロセスツールに、追加のガス調整器が使用可能である。

米国特許第５，５１８，５２８号明細書に開示されたタイプの、吸着相のガスソースの開発は、幾分この方法を変えてきた。ガスは減圧で貯蔵することができ、またイオン注入用途に一般に使用されるＳＤＳ（登録商標）ガスソース（ＡＴＭＩインコーポレイテッド（ＡＴＭＩ，Ｉｎｃ．）、コネチカット州ダンベリーから商業的に入手可能）の場合のように、約６５０トルから１０〜２０トルの圧力範囲にわたって使用できる。このような減圧（sub-atmospheric pressure）のガスソースの用途は、ファブの周囲圧力環境における対応する適応を必要とする。例えば、大気圧で運転されるファブプロセスシステムが、減圧のシリンダおよびマニホルドに引き込まれる周囲空気によって害を受けないことを確実にするために、ＲＰＭ（商標）ガスキャビネットのような専用のガスキャビネット製品（ＡＴＭＩインコーポレイテッド（ＡＴＭＩ，Ｉｎｃ．）、コネチカット州ダンベリーから商業的に入手可能）が開発されてきた。このようなガスキャビネットには、ガスデリバリシステム内の圧力差を比較して、「高圧波」が生じた場合にガスシリンダを分離するための監視および制御構成部分が設けられる。

米国特許第６，０８９，０２７号明細書および同第６，１０１，８１６号明細書に記述されているような予め調整された圧力のガスソースの開発は、従来の高圧ガスシリンダの用途から基本的に出発しており、圧縮ガスを使用する危険を低減する機会を提供している。このような予め調整された圧力のガスソースでは、ガス調整器要素またはアセンブリは弁頭にまたはガスシリンダ内に配置され、この結果、ガスはシリンダ内で高圧に維持されるが、調整器によって決定される圧力で分配される。調整器によって制御されるガス圧力は、容器内のバルクガスの収容圧力よりも実質的に低いことがあり、この結果、適度な過圧、大気圧近辺、または減圧においてもガス分配が使用可能である。

圧縮ガスシリンダを使用する従来の実施では、完全なシリンダ圧力のガス、例えば、２０００ｐｓｉｇまでのガスが、ガスデリバリマニホルドに導入されるのに対し、今や、予め調整された圧力のガスソースの使用は、名目上正の、例えば２０〜１００ｐｓｉｇまたは減圧のガスを適所に導入することを可能にする。このように、予め調整された圧力のガスソースは、半導体産業における顕著な発展であり、より安全なガスデリバリシステムを運転するための基礎を提供する。

この開発の結果は重要である。多くの事故はシリンダ交換の間に生じるかあるいはガスデリバリシステムの構成要素の故障に関連するので、シリンダ内またはそこの圧力を低減する能力は、インシデントの程度および関連の放出を限定する。予め調整された圧力のガスソースはまた、他の実質的な利点を提供する。システム内の異常発生を証拠づける、圧力がガスデリバリシステム内の予め確立された閾値レベルを越えて上昇した場合、システム制御器は、ガスシリンダの空圧弁の閉鎖とマニホルドの高圧遮断弁の閉鎖とシステムアラームの作動とを含む自動遮断ステップを迅速に開始することができる。

一般に、半導体製造に使用されるガスの多くは、その性質が有毒であるかさもなければ危険であるので、シリンダ内に閉じ込められた高圧ガスシリンダの内容物を安全に維持すること、および安全性の懸念に対応する効率的な方法で分配ガスのデリバリを制御することが必要である。

当業界では、ガスソースの安全性と信頼性およびそれらの使用方法の改良を追求し続けている。

発明の概要
本発明は、一般に、半導体製造のような工業プロセスにおけるガス分配のための装置および方法に関する。

装置の一態様では、本発明は、ガスを分配するためのガス分配アセンブリであって、
（ａ）ガスを過圧に保持し、実質的により低い圧力でガスを放出するために構成かつ配置された圧力調整式ガスソース容器と、
（ｂ）前記圧力調整式ガスソース容器から放出されたガスを収容するように配置され、前記ガスを分配するためのガスフロー回路を備えるガスマニホルドと、
（ｃ）前記ガスマニホルドのフロー回路を前記圧力調整式ガスソース容器から選択的に分離するための手段と、
（ｄ）前記容器のガスが使い尽くされたときに前記ガスソース容器の交換を可能にするために、ガスを前記ガスフロー回路から除去するための手段と、を具備するガス分配アセンブリに関する。

他の装置の態様では、本発明は、ガスを使用位置に分配するためのガス分配アセンブリに関する。ガス分配アセンブリは、
（ａ）ガスソース容器におけるまたはその中の少なくとも１つの圧力調整器と、前記ガスソース容器に結合されたフロー制御弁とを有する、ガスを過圧（super-atmospheric pressure）に保持するための前記ガスソース容器であって、前記ガスソース容器から放出されたガスが前記フロー制御弁を通して流れる前に前記少なくとも１つの圧力調整器を通して流れるように、前記少なくとも１つの圧力調整器および前記フロー制御弁が配置される、前記ガスソース容器と、
（ｂ）前記ガスソース容器からのガスを収容するように配置され、ガスを分配するためのガスフロー回路を備えるガスマニホルドと、
（ｃ）前記容器のガスが使い尽くされたときに前記ガスソース容器の交換を可能にするために、ガスを前記ガスフロー回路から除去するための手段とを含む。

方法の一態様では、本発明は、ガスマニホルドと選択的なフロー関係で結合されたガスソースを内部に含むガス分配アセンブリを運転する方法であって、前記ガスマニホルドが、ガスを使用するゾーンにガスを放出するためのフロー回路を含み、前記方法が、前記ガスソースとして、過圧のガスを収容する圧力調整式ガスソース容器を使用することを含み、前記圧力調整器が、前記ガスソース容器内の過圧のガスの圧力を実質的に下回るガス圧力を前記マニホルドに供給するように構成かつ配置される方法に関する。

他の方法の態様では、本発明は、ガスマニホルドと選択的なフロー関係で結合されたガスソースを運転する方法であって、前記ガスマニホルドが、ガスを使用するゾーンにガスを放出するためのフロー回路を含み、前記方法が、ガスソース容器におけるまたはその中の圧力調整器と前記ガスソース容器にフロー関係で結合されたフロー制御弁とを有する過圧のガスを収容するガスソース容器を前記ガスソースとして使用することを含み、前記ガスソース容器から分配されたガスが前記フロー制御弁を通して流れる前に前記圧力調整器を通して、前記ガスマニホルドに流入するように、前記圧力調整器および前記フロー制御弁が配置され、前記圧力調整器が、前記ガスソース容器内の過圧のガスの圧力を実質的に下回る（少なくとも２５％、好ましくは少なくとも４０％、より好ましくは少なくとも６０％、および最も好ましくは少なくとも８０％下回る）ガス圧力を前記マニホルドに供給するように構成かつ配置される方法に関する。

本発明の装置のさらなる態様は、ガスを半導体プロセスに分配するためのガスマニホルドにガス供給関係で結合された圧力調整式ソースガス容器を含むガス分配システムであって、前記マニホルド内のガス圧力が、前記圧力調整式ソースガス容器内のガス圧力よりも少なくとも４０％低く、前記圧力調整式ソースガス容器が、該容器内の前記ガスを保持するための内部容量を画定するコンテナと、該コンテナに装着されたヘッドアセンブリとを備え、前記圧力調整式ソースガス容器が、前記コンテナの内部容量の内部に配置されたガス圧力調整器を含み、前記ヘッドアセンブリがフロー制御弁を含み、前記圧力調整式ソースガス容器から前記ガスマニホルドに流れたガスが、前記ヘッドアセンブリの前記フロー制御弁を通して流れる前に前記ガス圧力調整器を通して流れ、また前記ガス分配システムが、圧力調整されないソースガス容器を含む対応するガス分配システムに関して、次の特性、
（Ｉ）より小さなサイズのソースガス容器、
（ＩＩ）低減された通気ガス要件、
（ＩＩＩ）増大されたオンストリーム分配能力、
（ＩＶ）耐用寿命の延長、
の少なくとも１つを有するガス分配システムに関する。

本発明は、以下により詳細に説明するように、過圧のガスを分配すること、減圧のガスを分配すること、および以下により詳細に説明するように、減圧にさらに下方調整される過圧でガスを分配することを含むハイブリッド運転を含む様々なモードおよび構造で実施することが可能である。

本発明の実施のガスソース容器およびマニホルドは、ガスキャビネットに配置し得るか、あるいは代わりに「オープンエア」マニホルドシステムの一体成形アセンブリとして設けてもよく、この場合、ガスマニホルドは、ユニストラット壁、ラック、ガスパネルボード、他の支持構造体に装着され、ガスソース容器はそれらに結合される。

本発明の他の態様において、ガス分配システムは、分配ガスの圧力調整を利用するガスソース容器を使用するように構成してもよく、この場合、ガスソース容器は、選択的に調整器の後の手動遮断弁を有する統合された弁頭アセンブリとして、ガス圧力調整器装置、例えば、１次容器弁の後の調整器を使用する容器を含む関連の弁頭アセンブリを有し、この結果、ガスは次に１次容器弁、圧力調整器および手動遮断弁を通して流れる。このようなアセンブリの手動遮断弁は、ガスソース容器の弁頭アセンブリに統合してもよい。

本発明の実施に使用し得る代わりのガスソース容器の例は、米国特許第６，３１４，９８６号明細書；同第５，９３７，８９５号明細書；および同第６，００７，６０９号明細書、および欧州特許出願公開第１１８０６３８Ａ２号明細書に開示された容器である。

本発明の他の態様、特徴および実施態様は、次の開示および添付の特許請求の範囲からより完全に明白になるであろう。

発明および発明の好ましい実施態様の詳細な説明
次の特許出願および特許の開示は、それらの全体が参照により本明細書に援用されている。
・ ２０００年１０月１７日交付の米国特許第６，１３２，４９２号明細書；
・ １９９９年８月１０日交付の米国特許第５，９３５，３０５号明細書；
・ １９９６年５月１６日交付の米国特許第５，５１８，５２８号明細書；
・ １９９８年１月６日交付の米国特許第５，７０４，９６５号明細書；
・ １９９８年１月６日交付の米国特許第５，７０４，９６７号明細書；
・ １９９８年１月１３日交付の米国特許第５，７０７，４２４号明細書；
・ １９９９年６月２９日交付の米国特許第５，９１７，１４０号明細書；
・ ２０００年８月１５日交付の米国特許第６，１０１，８１６号明細書；
・ ２０００年１２月５日交付の米国特許第６，１５５，２８９号明細書；
・ ２０００年７月１８日交付の米国特許第６，０８９，０２７号明細書；
・ ２０００年４月１９日出願の米国特許出願第０９／５２２，３４７号明細書；
・ ２００１年６月５日出願の米国特許出願第０９／８７４，０８４号明細書。

本発明は、ハロゲン化物ガスを使用するプロセス装置のエッチ洗浄、ガス状の前駆体化合物を使用する化学気相成長法、気相ドーパント種のためのドーパントガスまたは前駆体のドーパントデリバリ、水素化物ガスおよびハロゲン化物ガス、および有機金属第Ｖ族化合物、例えば、アルシン、ホスフィン、塩素、ＮＦ_３、ＢＦ_３、ＢＣｌ_３、ジボラン（Ｂ_２Ｈ_６およびその重水素類似体、Ｂ_２Ｄ_６）、ＨＣ１、ＨＢｒ、ＨＦ、ＨＩ、六フッ化タングステン、および（ＣＨ_３）_３Ｓｂのイオン注入のような半導体処理を含む用途のためのソースガス供給手段として、低い高圧または減圧の貯蔵およびデリバリシステム装置を提供する。

本発明による分配ガスのガス圧力の低減は、ガスソース（貯蔵および分配）容器からガスをデリバリするために利用される弁および調整器の寿命性能を相当延ばす。低減された圧力において、接続部をリークタイトにすることがより容易であり、圧力サージが低減されるかあるいは排除もされ、また弁をより有効にシールすることが可能であり、これによって、漏洩および粒子の発生が低減される。さらに、パージまたは通気運転中に除去しなければならない材料の低減の結果、パージ／通気サイクルの効率が向上される。

ガス分配装置の構成部分は、圧力の低減によって使用寿命を向上させており、また運転の安全性は、漏れの場合に周囲環境内へのガス分散の低減をもたらす圧力レベルの低下のみならず、それ自体ガス供給システム内のこのような漏れまたは故障事象を最小化する装置の信頼性向上によっても高められる。

本発明の実施に利用されたガス貯蔵および分配容器は、従来の高圧シリンダ容器を含む任意の適切なタイプでよく、高圧でガスを収容するためのその厚さおよび過度設計は、分配すべきガス（すなわち「作動ガス」）をより低いまたは減圧に保持する場合、さらに運転安全性を高める。ガス貯蔵および分配容器には弁頭アセンブリを装備してもよく、この弁頭アセンブリには、充填および放出ポート、安全弁のような過圧逃し手段、バーストディスク、あるいは他の過圧逃し手段、手動または自動的性格の弁のような流体調整器およびフロー制御要素、フロー回路または分配ガスを使用位置に給送するための他の分配手段に接続するための結合部等が含まれる。

本発明の実施における作動ガスを供給するために使用される容器は、圧力調整式容器である。本明細書に使用されているように、ガスソース容器に関連する「圧力調整式」という用語は、分配すべきガスを収容する内部容量を囲むコンテナ部分を含み、かつ内部容量からガスを放出するためのポートを有する容器を指し、容器におけるまたはその中のガス調整器装置は、すなわち、ガス調整器は容器の内部容量に配置されるか、さもなければコンテナ部分のポートに配置されるか（例えば、調整器は部分的に内部容量の中に、また部分的に容器の首部開口部にあることが可能であるか、あるいは容器の首部開口部から突出する）、あるいは容器に装着されるヘッドアセンブリにある。ヘッドアセンブリは、その調整器および弁構成要素を構成する、内部に流路および補助要素を収容する一体成形ブロックまたは他の構造体を含むことが可能である。本発明の好ましい態様の調整器は、容器から分配されたガスが、弁、質量流量制御器、エゼクタ、エダクタ等のようなフロー制御要素を通して流れる前に調整器を通して流れるように配置される。

このようなタイプの容器は、米国特許第６，１０１，８１６号明細書および同第６，０８９，０２７号明細書に開示され、また様々な半導体処理ガスについてＡＴＭＩインコーポレイテッド（ＡＴＭＩ，Ｉｎｃ）（コネチカット州ダンベリー）から商業的に入手可能である。

代わりに、ガスソース容器は、遮断弁／調整器／フロー制御弁装置内のガスの流れを変更するために調整できる容器フロー制御弁の上流側にある調整器の上流側に配置された容器遮断弁を有するタイプであり得、またこのような構成要素は、ガスソース容器用の弁頭アセンブリに例えば統合可能であるか、さもなければ容器と関連させ得る。

容器は、例えば、ガスソース容器に結合された弁頭アセンブリに出口ポートを有し、流量制限オリフィス（ＲＦＯ）要素が、容器運転の安全性を高めるために、好ましい実施のガス出口ポートに設けられる。

単一のガスソース容器は、本発明の実施のマニホルドに結合されるように設けてもよく、あるいは代わりに、このようなタイプの複数の容器を一列で使用してもよく、これによって、容器のガス内容物の消耗時点に使用済み容器の交換、および列内の完全なバックアップ容器によるオンストリーム運転の開始が行われる。このため、多数の容器をガスキャビネットに取り付けられるか、さもなければガスマニホルドに結合してもよく、第１のオンストリーム容器のガスが使い尽くされたときに、容器を自動的に切り換えてガス分配システムの連続運転を維持するために、自動切換システムが使用される。

ガスソース容器のフロー制御弁（ならびに上述の遮断弁／調整器／フロー制御弁装置の遮断弁）は、ガス分配システム内の圧縮空気または他の作動ガスを用いて自動運転を容易にするために、本発明の実施の空圧弁であることが好ましい。このような弁装置はまた、システム内の２つの点の分離を可能にし、１つの分離点はガスソース容器弁によって画定され、また他方の分離点は、ガスソース容器の分配ラインがガスマニホルドと接続するフロー回路で特徴的に使用されるマニホルド遮断弁である。

本発明のガス供給システムは、半導体装置およびそのための前駆構造体の製造に使用されるガス、ならびにクリーニングチャンバまたはプロセスチャンバおよびフロー回路のために使用されるガス、ならびに半導体製造運転から生じる流出ストリームの抑制に使用されるガスを含む任意の適切な半導体処理ガスをデリバリするために有用に使用される。半導体処理用途のガスのデリバリを参照して主に本明細書に記述しているが、本発明の利用はこのようには限定されず、本発明のガス供給システムは、ガスが消費される他の用途に利用可能である。このような代わりの用途の例示的な例は、限定なしに、少数の例を挙げれば、溶接システム、水中の救急呼吸器具、対テロリズムの建物のパージガスシステム、油井鎮火システム、水素駆動車両、化学品貯蔵および分配施設（例えば、化学兵器、神経ガスおよび風媒材料の貯蔵）、および農業の果実成熟システムを含む。

したがって、本発明は、三フッ化ホウ素、シラン、メチルシラン、トリメチルシラン、アルシン、ホスフィン、ジボラン、塩素、ＢＣ１_３、Ｂ_２Ｄ_６、六フッ化タングステン、フッ化水素、塩化水素、ヨウ化水素、臭化水素、ゲルマン、アンモニア、スチビン、硫化水素、セレン化水素、テルル化水素、およびＮＦ_３のような対応する他のハロゲン化物（塩素、臭素、ヨウ素、およびフッ素）の気相化合物、および有機金属化合物、例えば、半導体処理運転の（ＣＨ_３）_３Ｓｂのような第Ｖ族化合物のようなガス、および炭化水素ガス、水素、メタン、窒素、一酸化炭素のようなガス、および他の用途の希ガスハロゲン化物のデリバリのために使用することが可能である。

本発明は、単一のガス種が貯蔵され、ガスソース容器から分配される半導体処理用途に関連して主に説明しているが、本発明の利用がこのように限定されず、むしろ多成分のガス混合気の貯蔵および分配に敷衍しかつ包含することが理解されるであろう。

本発明は、シリンダまたは他の流体貯蔵および分配容器を含むガスソースを利用する安全性を高めたガス供給システムを提供し、このシステムでは、高圧の流体が、シリンダ内でまたはそこにおいて圧力調整器装置またはアセンブリによって圧力調整される。シリンダ内またはそこにおけるこのような圧力調整は、高圧ガス用の正規の運転構成ではなかったので、本発明のガス供給システムは、従来技術の実施からの出発を示しており、このシステムでは、高圧ガスは、ガスが使用される半導体プロセスツールまたはチャンバで、さもなければガスソースの下流側で、絞られるかさもなければ調整される。

好ましい実施態様における本発明は、ガスソース容器と関連付けられた圧力調整器のバックアップとして、またガス供給システムのガスソース容器から供給されているガスを使用するプロセスによって必要とされることに近い二次圧力調整を行うために、ガス分配マニホルドの追加の調整器を使用する。このような「第２ステージ」調整器は、ガスソース容器圧力およびガス在庫が使い尽くされるときに「供給圧力効果」を減じる。

このような関連で使用されるように、ガスマニホルドのガス圧力調整器に関連した「追加」という用語は、このようなマニホルド調整器が、ガスソース容器と統合される少なくとも１つの圧力調整器に加えられているという事実を指す。ガスソース容器と関連付けられた圧力調整器に関連した「統合」および「統合された」という用語は、ヘッドアセンブリの弁および圧力調整器が容器のコンテナ部分の内部ガス保持容量とガス流連通関係で結合されるように、このような調整器が、容器の内部容量に少なくとも部分的に内部に配置されおよび／または容器のガスコンテナ部分に装着される容器のヘッドアセンブリに設けられることを意味する。

一実施態様における本発明は、分配されるガスが、ガス分配弁のようなガスフロー制御要素を通して流れる前に調整器を通して流れるように、容器にまたはその中に配置された圧力調整器を有するガスソース容器を利用する。このように、本発明は、関連する統合された圧力低減機能をガスソース容器に設け、このようなガス供給システムは、以下により詳細に説明するように、新規で有効な方法で、圧力を遮断および制御方法の部分として利用することが可能である。本発明の利点は、少数の例を挙げれば、シラン、シラン混合物、ホスフィン、アルシン、一酸化炭素、四フッ化ケイ素のような危険な製造材料を使用する危険性を約一桁以上低減するためのその能力を含む。ガス供給マニホルド内の材料の容量および質量は、本発明の実施ではガス圧力の低減に正比例して低減され、この結果、マニホルド内に存在しかつ漏洩事象の場合に周囲環境内に拡散可能な材料の量は、現在の高圧ガス供給システムと較べて相当低減される。ガス供給システムの運転において許容可能な最大値運転圧力を厳しく制限することによって、本発明のガス供給システムは、ガス放出事象の可能性および／または程度を限定するために、従来利用できない方法による圧力の使用が可能である。

本発明のガス供給システムが減圧モードで運転される場合、追加の安全性制御方法が利用可能である。このような減圧運転は、フロー回路内の周囲の（例えば大気の）圧力均衡化が達成されるまで、システム内のすべての漏れが「内部にある」か、あるいはフロー回路への流入となり、これに続き、分配ガスの外側方向の漏洩は散乱的であり、したがって極めて本質的に遅いという利点を有する。

一実施態様における本発明のガス供給システムは、ガス供給シリンダから減圧でガスが分配されるシステムにおいて、ガス供給マニホルドの圧力が所定の圧力を超えた場合、例えば、５ｐｓｉｇのようにゲージ圧力が僅かにプラスになった場合、ガス供給シリンダを分離するように動作する。このようなシリンダ分離の特徴は、シリンダ内容物が環境に到達して、健康および／または安全性の問題を提起する危険性を大幅に低減する。さらなる実施態様では、負の圧力がガス供給マニホルド内に確立されない限り、シリンダの空圧弁がガス分配のために開放しないようにシステムを構成かつ配置してもよい。このことは、安全な分配条件が存在しない限り、危険なガス内容物がシリンダ内に留まることを確実にする。

本発明の様々な実施態様では、多数の圧力感知要素、例えば、ガスフロー回路の圧力トランスデューサまたは圧力スイッチを使用することによって冗長性が付与される。さらなる変形として、ガスソース容器と関連付けられたタイプの調整器、または他のタイプの調整器をガスキャビネットエンクロージャの内部に、マニホルドの処理用ガス出口の近くのフロー回路に配置してもよい。このような追加の調整器は、ガスソース容器と関連付けられる調整器の故障の場合に、キャビネットの外側で、ガスソース容器の内部の高圧でのガス導入に対し追加的な保護レベルを提供する。

減圧のガス分配のためのガス供給システムの運転は、他の利点も有する。例えば、従来の高圧シリンダのガス供給システムは、典型的に、パージガス、例えば窒素の専用シリンダを利用する。減圧運転により、専用のＮ_２パージガスシリンダの要求は、多くの場合排除できる。分配すべき半導体処理ガスを収容するガスシリンダの空圧弁は、パージ中に閉鎖維持され、また設定点調整器（ＳＰＲ）が本発明の実施の圧力調整式ガスソース容器に使用され、この容器は、高い外部圧力（例えば、＞２０００ｐｓｉｇ）でも開放せず、このため、作動ガスシリンダからパージ窒素システム内への危険ガスの導入の可能性を無視できる。この結果、ガス供給システムは、より小さく、それほど複雑でなく、また通常運転において、本発明のシステムの圧力調整特性を欠いている従来の高圧ガスシリンダを使用するガスキャビネットよりも低い通気速度で済むガスキャビネットを使用できる。

本発明のガス供給システムのさらなる利点として、ガスキャビネットの通気速度は、対応する従来の高圧ガスシリンダシステムに対してガスキャビネットのサイズ低減に付随する通気速度の前述の低減に加えて、予想される最悪ケースの運転上の放出の大きさに比例して低減できる。

さらに、ファブの保険料率は、本発明のシステムによって可能になる安全運転の向上の結果、低減することができ、また半導体プロセスツールからのガス室の配置および距離は、高圧材料の危険性の低減の帰結として最適化できる。

本発明による減圧運転は、構成要素の耐用寿命を著しく短縮する可能性がある圧力サージのフロー回路構成要素に対する不利な効果が、従来の高圧運転と較べて最小にされるという追加の利点を提供する。

本発明による他の実施態様では、圧力制御式ガスデリバリは、圧力調整式シリンダを例えば１０〜１００ｐｓｉｇのような名目上正の圧力に設定（調整器の設定点の設定または調整によって）し、またシステムの高圧アラームの圧力設定点を、システム遮断を誘発するために選択された運転圧力を１０〜２０ｐｓｉｇ上回る圧力に置くことにより実施される。

特定の例示的な例として、本発明は、ガスキャビネットに配置されたＶＡＣ（登録商標）圧力調整式容器からのシランのデリバリを含む半導体ファブで評価され、この場合、ガスキャビネットは、そのフロー回路の圧力が１０ｐｓｉｇに達したときにアラームを作動するように修正された。

本発明のさらに別の実施態様は、ファブ内へのデリバリのためのガス圧力を調整するための手段として、ガスシリンダにおけるまたはその中の調整器に加えて、ガスデリバリパネルの別の調整器を利用する。このように、ガスデリバリパネル調整器は、ガス分配のための第２のステージ調整器として機能し、ガスシリンダにおけるまたはその中の調整器が誤作動する起こりそうもない事象の際に、バックアップ安全措置も提供する。

本発明は、空圧弁がガスシリンダにおよび／またはそこで使用される様々な実施態様の実施を受け入れることができる。このようなタイプの用途は、イオン注入ガスボックス、標準ガスキャビネット、ガスキャビネットが使用されない独立ガスマニホルド、４５０リットルのシリンダのような大量デリバリシステム、およびチューブトレーラーを含む。

本発明のガス貯蔵および分配システムは、分配ガスに対するプロセス要件に適合するガス分配流路の流量制限オリフィスを使用することによって、固定流量において、所望の低さの過圧でまたは減圧で、ガスを分配するために配置することが可能である。容器内のまたはそこの調整器は通常閉鎖され、また流れは、ガス貯蔵および分配容器から下流側のデリバリマニホルドフロー回路が閾値運転圧力に適合するときにのみに生じる。

本発明の実施に使用される調整器は、単一の調整器でもよく、あるいは２つ以上の調整器のアセンブリでもよく、またこのような各々の調整器の設定点は固定してもよく、あるいは本質的に調整可能に可変でもよい。設定点調整器装置の使用は、パージガスがガスソース容器内に偶然戻って充填する可能性を排除し、一方、容器は、減圧のガスをマニホルドガスフロー回路から下流側のプロセスに分配するとき、マニホルドガスフロー回路内に結合される。例えば、１００ｐｓｉｇで過圧のガスを分配するために、ガスソース容器と関連付けられた設定点調整器を設定する場合、設定点調整器が閉鎖維持され、これによって、偶然の戻り充填が回避されることを確実にするように、パージガスの圧力はガスソース容器の調整器の設定点圧力を超えるべきである。

設定圧力調整器は、例示によって、ガス流を調整するための溶接されたベローズダイヤフラムのような感圧装置［ＰＳＡ］を使用するタイプでもよく、ＰＳＡは下流側のデリバリ圧力に反応して、ガス流路内のテーパポペットまたは対応する要素の位置を調整する。ＰＳＡユニットは、調整器装置の製造中に較正され、シールされることが望ましい。

したがって、ガス貯蔵および分配容器は、分配ガスが弁頭に入りまたその中の弁を通して流れる前に調整器を通して流れるように配置された単一段または２段の内部調整器を利用することが可能である。圧力調整式容器は、ガス貯蔵および分配容器を収容するガスキャビネットの追加の調整器と関連して使用してもよく、ガス貯蔵および分配容器では、少なくとも１つの追加調整器が、ガスキャビネットのマニホルドフロー回路の容器の下流に配置され、これによって、容器内ならびにその外部で多段調整器の性能および圧力の制御を行う。

弁頭内または容器の内部容量の首部または他の部分の調整器をフロー制御弁の上流側に位置決めすることにより、ガス貯蔵および分配システムの修正が可能であることが理解されるであろう。実際には、ガスソース容器の内部容量内に調整器を少なくとも部分的に配置し、これによって、容器の保管、輸送および使用中のショック、衝撃および振動から調整器を保護すること、ならびに調整器をフロー制御弁の上流側に位置決めする性能および安全性の利点を実現することが好ましい。

本発明の広範囲の実施に有用なガス圧力調整器装置は、任意の適切なタイプであり得る。好ましい調整器は、真空レベルから約２５５０ｐｓｉｇの圧力の範囲の設定点圧力を有する、Ｓｗａｇｅｌｏｋ（登録商標）ＨＦシリーズの設定圧力調整器（スウェージロック・カンパニー（Ｓｗａｇｅｌｏｋ Ｃｏｍｐａｎｙ）、ｗｗｗ．ｓｗａｇｅｌｏｋ．ｃｏｍから商業的に入手可能）を含む。高精密調整器の使用は、所望の設定点圧力レベルで、圧力調整式容器からのガスの確実な分配を可能にする。

一般のガス圧力調整器は、設定点値を上回る圧力の流れを防止するために、シート構造体に付勢されるポペット要素を備えるポペット弁タイプであることが好ましい。このような調整器は、設定点圧力を維持するために、感圧アセンブリの対応する拡張／収縮による出口の圧力変化およびポペットの並進運動を受け入れるガス作動の感圧アセンブリを使用する。

本発明によるガス貯蔵および分配システムの長期運転をシミュレートするために、４つの調整器（スウェージロック（Ｓｗａｇｅｌｏｋ）（登録商標）ＨＦシリーズの設定圧力調整器、スウェージロック・カンパニー（Ｓｗａｇｅｌｏｋ Ｃｏｍｐａｎｙ）から商業的に入手可能）を作動ガスとしてのＢＦ_３内で７５０，０００運転サイクルにわたって同時に試験し、また他の４つの組の調整器を作動ガスとしてのシラン内で３５０，０００回にわたって循環させた。各サイクルは、約５から１０秒〜１０分のガスフローを含んでおり、引き続き調整器の密封およびシールを必要とした。調整器制御の平均の変動は６％であり、大きな問題は観測されなかった。調整器の漏洩速度は７×１０^−６気圧ｃｃ／時間未満であった。

ガスソース容器の調整器の好ましい内部位置決めにより、調整器のあり得る故障に付随する、例えば、ＰＳＡのダイヤフラム溶接の故障による放出問題が回避される。このような故障は、校正用ガスの損失をもたらすであろう。ＰＳＡの補償力なしに、調整器は「閉鎖」状態の故障に陥り、フロー損失を生じ、この結果、構成要素の故障はシリンダ容器内に限定され、容器からのガスの損失または漏洩を引き起こさない。

次に、図面を参照すると、図１は、本発明による安全性を高めた運転のために修正し得る高圧ガスキャビネットの概略図である。

ガスキャビネットは、破線の囲み１００によって概略的に示され、また高圧ガスシリンダ１０２と、関連付けられたフロー回路と、弁と、調整器フロースイッチと、関連の計測および制御手段とを収容し、フロー回路および前述の要素の少なくともあるものは、ガスキャビネット１００の内部に位置決めされた構造アセンブリとして、ガスキャビネットパネルに装着することができる。

高圧ガスシリンダ１０２は、弁ハンドホイール１０６および出口ポート１０８が関連付けられる弁頭１０４を有する従来のタイプである。代わりに、ハンドホイール１０６は、弁頭１０４の弁の自動制御を行うために、高圧ガス分配するための自動弁アクチュエータで置き換えてもよい。好ましい実施では、シリンダ弁は、他の弁タイプに対する大部分の制御を行う空圧弁であることが望ましく、圧力スイッチによって開閉可能である。手動弁はそれほど好ましくないが、この理由は、技術者または装置オペレータがシリンダの手動制御弁を作動することが必要であるからである。

分配運転中、ハンドホイール１０６が開放して、高圧ガスが高圧ガスシリンダから弁頭１０４の弁を通して流れ、この結果、ガスは、弁１１２と１１６調整器１１４と超過フロースイッチ１１８とを収容する放出ライン１１０を通して流れる。

ガス放出ライン１１０はまた、マニホルドライン１２６と１２０に接合されている。ガス放出ライン１１０は、ガスマニホルドと容器１０２とを互いに分離するために作動可能であるマニホルド遮断弁１１１を収容する。マニホルドライン１２６は、内部にフロー制御弁１２８を収容し、マニホルドライン１２０は、内部にパージガス調整器１２２と弁１２４とを収容する。

マニホルドは、図示したように、内部に弁１４４を収容するバイパスライン１４２を含む。マニホルドは、ベンチュリノズル１３２に接合された真空発生器駆動ガス入口ライン１３４を含む真空ベンチュリアセンブリを備える。次に、ベンチュリノズル１３２は、真空ライン１３０を介してマニホルドライン１２６と結合される。ベンチュリノズル１３２はその出口で、内部に弁１３８を収容する放出ライン１３６に接合される。

圧力スイッチ１４０は、マニホルドドライン１２６に作動的に結合される。

図１のガスキャビネットシステムでは、過圧のガスは、前述したように、通常運転において弁頭１０４の弁が開放しているときにガスソース容器１０２から分配される。放出ライン１１０は、調整器１１４の設定点によって決定される所定圧力で、下流側のプロセスユニット（図１に図示せず）にガスを分配するための調整器１１４を収容する。放出ライン１１０のフロー制御弁１１２と１１６は、このような分配中に開放している。分配ライン１１０は、例えば分配ガスの容積流量が所定値を超えた場合、大気圧超のガスの供給を遮断するために、超過フロースイッチ１１８をさらに収容する。代わりに、超過フロースイッチ１１８は、その容積流量よりむしろ、分配ガスの圧力または他の特性に基づく作動のために配置してもよい。このように、超過フロースイッチは、マニホルドフロー回路のシステム構成部分の故障の場合、ガスキャビネット１００からの分配ガスの流れを終了するための手段を提供する。

調整器１１４をガスソース容器１０２の下流側のマニホルドに配置することによって、ガスキャビネットマニホルド内に最初に分配される高圧ガスは、調整器の設定点設定に従って所定の低減された圧力で分配される。

フローラインおよび関連付けられた弁と他の構成部分とを含むマニホルドは、ガス入口ライン１３４と、ベンチュリノズル１３２と、放出ライン１３６と、関連付けられた真空吸引ライン１３０とを含む真空発生回路を含む。運転時、入口ライン１３４とベンチュリノズル１３２とを通した駆動ガス、例えば、空気、窒素、または他のガスの流れは、ライン１３０における吸引を形成し、これによって、マニホルドは、弁１２４、１２８、１４４と１１６の適切な開閉によって、容器１０２の高圧ガスが使い尽くされたときに、例えば、ガスソース容器１０２の交換の前に排気されることが可能である。

また、ガスキャビネットマニホルドは、パージガス供給ライン１２０に関して、パージ能力を含み、これによって、弁１２４、１２８、１１２、１１６、１４４と１３８の適切な開閉を介して、ガスマニホルドの配管、弁装置等から残余の作動ガスを取り除くために、ガスマニホルドを通してパージガスを流すことができる。

ガスマニホルドは、マニホルドの感圧レベルに応じて運転の遮断またはマニホルドの部分の分離を行うために使用し得る圧力スイッチ１４０を収容する。

したがって、ガスキャビネット１００のガスマニホルドは、ガスソース容器１０２の交換に関連して、あるいはガスマニホルドまたはその構成要素を含むメンテナンスまたは修理作業中に、マニホルドを排気かつパージするための適切な構成部分を収容する。

図２は、本発明の一実施態様による、圧力調整式容器からの減圧の分配ガスを供給する減圧ガスキャビネットの概略図である。

図２に示したように、ガスキャビネット２００は、出口ポート２０８のガスの流れを開始または終了するために、弁の選択的な開放または閉鎖のための弁作動要素２０６と作動的に結合された弁を収容する弁頭２０４が装備された圧力調整式ガスソース容器２０２を収容する。弁は、弁作動要素２０６付きで概略的に示され、実際に、弁頭２０４の弁は、空圧式アクチュエータおよび作動手段（図２に図示せず）と結合された空圧弁である。

弁頭２０４の出口ポート２０８は、その中のシリンダ出口弁のスロートに流量制限オリフィス（ＲＦＯ）を収容する。これにより、分配マニホルドに結合されることなくシリンダ弁が開放される場合に、安全措置が提供される。代わりにまたは追加して、ガスパネル構造体の部分としてこのような安全性を高めるために、および／またはガス供給システムによってガス供給される下流側プロセスの要件に分配ガスの流れを適合させるために、ＲＦＯをガスマニホルドに配置してもよい。

ガスソース容器２０２の壁部によって囲まれた内部容量に、調整器アセンブリが配置される。本実施態様の調整器アセンブリは、直列結合された調整器ユニット２０１と２０３を備え、これらを通して、弁作動要素２０６によって作動される弁を通した流れのために高圧のガスが弁頭２０４に流れ、この結果、分配モードにおいて、ガスは分配ポート２０８からプロセスガス分配ライン２１０に流入する。ガス分配ライン２１０は、ガスマニホルドと容器２０２とを互いに分離するために作動可能であるマニホルド遮断弁２０７を収容する。

このように、圧力調整式ガスソース容器２０２は高圧ガスを収容し、調整器２０１と２０３の設定点は、所定の低圧力、例えば、減圧でガスを分配するように設定される。

ガス分配ライン２１０は、圧力スイッチ２１１、ならびにフロー制御弁２１６のいずれかの側面に圧力トランスデューサ２１３と２１５を収容する。

ガス分配ライン２１０は、フロー制御弁２２４と２２８を収容するマニホルドライン２２６に接合される。圧力スイッチ２４０は、マニホルドライン２２６と連通して設けられる。マニホルドライン２２６は、内部にパージガス調整器を有するパージガス供給ライン２２０と結合され、所定の圧力のパージガスをパージガスソース（図２に図示せず）からマニホルドに供給する。

また、真空発生回路は、図２に示したガスキャビネット２００に設けられる。真空発生回路は、駆動ガスソース（図示せず）とベンチュリ２３２のベンチュリ供給ライン２３１とを結合する駆動ガス供給ライン２３４を含む。ベンチュリ２３２は、内部にフロー制御弁２３８を収容するライン２３６に駆動ガスを通気口に放出し、これによって、駆動ガスはガスキャビネットの外部に放出される。

ベンチュリ２３２は、マニホルドライン２２６に真空を引くための吸引ライン２３０に接続される。マニホルドのパージは、その真空回路の排気に続き、パージガスソース（図２に図示せず）を使用して行われる。このようなパージガスソースは、内部にパージガス調整器２２２を有するパージガス供給ライン２２０と結合され、所定の圧力のパージガスをマニホルドライン２２６に導入する。

マニホルド２２４、２２８、２１６と２３８の適切な開放または閉鎖によって、システムを（１）プロセスガスの分配から、（２）マニホルドフロー回路の排気に、（３）パージガスによるマニホルドのパージに移行することができる。パージガスは、窒素、アルゴン、ヘリウム等のような不活性ガスであり得る。（１）〜（３）のこのような運転順序は、容器内容物が所定の程度に使い尽くされた場合、ガスソース容器の能動的な使用が終了されるときに行うことが可能である。次に、容器は、ガスキャビネット２００のマニホルドフロー回路から切り離され、マニホルド排気およびパージステップが完了した後に交換される。

プロセスガス分配ライン２１０の圧力トランスデューサ２１３と２１５は、分配ガスの圧力を監視するために使用される。分配ガスの流量は、フロー制御弁２１６によって調整することができる。圧力トランスデューサはまた、プロセス制御手段（図２に図示せず）と結合して、ガスキャビネットの分配ガスのガスフローおよび運転圧力の変化に関連してガスキャビネット運転を制御することが可能である。

圧力スイッチ２１１と２４０は、プロセスガス分配ライン２１０およびマニホルドライン２２６それぞれの圧力レベルに応じて、アラームおよび／または遮断目的のために使用してもよい。

図２の調整器アセンブリは、直列構成で結合された２つの調整器ユニットを備えるものとして例示されているが、ガスソース容器の内部容量内のあるいはガスソース容器の弁頭または分配ポートにおける調整器装置の数および配置は、本発明の実施において変更して、異なる任意の構成の圧力調整式ガスソース容器を提供することが可能である。

図２に示したガスキャビネットシステムは、図１に示したシステムが、圧力および流量を引き続き下流側で調整して所望のプロセス条件の分配ガスを供給するために高圧ガスをマニホルドに直接分配するという点で、図１に示したシステムに対し利点を有する。図２のシステムは、作動ガスの実質的な容量の提供の必要に応じて（容器２０２の容量はガス圧力の増加と共に増加する）、ガスソース容器２０２内の高圧ガス閉じ込めを利用し、調整器アセンブリを弁頭２０４の分配弁の上流側に設けることにより、低い、例えば、減圧において、予め調整されたガスソース容器２０２からのガス分配が可能になる。

その結果、図２のシステムは、図１のシステムと較べて実質的な安全性の向上および危険の対応する減少を達成する。

図３は、本発明の他の実施態様による、圧力調整式容器によって供給され、かつ下流側の減圧の調整器によってさらに調整された低圧分配ガスを利用する減圧ガスキャビネットシステムの概略図である。

図示したようなガスキャビネット３００は、ガスマニホルドフロー回路および関連付けられた要素が装着されるガスパネル３５０を収容する。

ガスキャビネットは、図示したように、調整器ユニット３０１と３０３を収容する調整器アセンブリを収容する圧力調整式ガスソース容器３０２を収容する。ガスソース容器３０２には、弁アクチュエータ３６２に結合された弁ホイール３０６によって作動される弁を収容する弁頭３０４が装備される。弁アクチュエータ３６２は、電子モジュール３５２の中央処理ユニット（ＣＰＵ）３５４への信号伝送ライン３６４によって、相互接続される。

コンピュータ、マイクロプロセッサベースの装置、プログラム可能論理制御装置、または他のマイクロ電子工学処理ユニットによって適切に構成し得るＣＰＵは、ガスキャビネットに適切に配置されるかあるいはそれと関連付けられ、ガスキャビネット内のガスのプロセス条件（ガス圧力、温度、流量および／または組成）を監視および／または制御するために配置される。

ガスキャビネットは、単一の高圧ガスソース容器３０２を有するものとして図３に示されているが、ガスキャビネットがこのような２つ以上の容器を使用し得ること、および切換操作のためにガスキャビネットのマニホルドを相応して構成可能であり、この結果、マニホルドに結合された１つのガスソース容器のガスが使い尽くされるか、あるいは所定の低さの残余量の設定点に達した場合、使い尽くされた容器がマニホルドの適切な弁装置の作動（ガス供給ラインの他の弁を開放して、他の一杯の容器とマニホルドとをガスフロー連通して結合する間に、容器をマニホルドに結合するガス供給ラインの弁を閉鎖すること）によって分離され、この結果、一杯の容器がオンラインで運ばれた後に使用済みの容器を取り除くことができることが認識されるであろう。

図３に示したガスソース容器３０２の弁頭３０４は、プロセスガス分配ライン３１０に結合された放出ポート３０８を有する。弁頭３０４の出口ポート３０８は、その中のシリンダ出口弁のスロートに流量制限オリフィス（ＲＦＯ）を収容する。代わりにまたは追加して、上の図２に関連して説明したように、ＲＦＯをガスマニホルドに使用し得る。

ガス分配ライン３１０は、ガスマニホルドと容器３０２とを互いに分離するために作動可能であるマニホルド遮断弁３０７を収容する。プロセスガス分配ライン３１０は、圧力スイッチ３１１および圧力トランスデューサ３１３と３１５を収容する。このラインの圧力トランスデューサの中間に、フロー制御弁３１６があり、次にこのフロー制御弁は、信号伝送ライン３８４によってＣＰＵ３５４と信号伝送関係で接合された弁アクチュエータ３８２と作動的に結合される。

プロセスガス分配ライン３１０はまた、ガスソース容器３０２から（すなわち、ポート３０８からプロセスガス分配ライン３１０に）放出される圧力レベルに対し減圧されたレベルでガスを分配するための調整器３２１を収容する。調整器３２１は、調整器の設定点を調整するために信号伝送ライン３８０によってＣＰＵ３５４に接合される。代わりに、調整器３２１は、手動調整可能な設定点調整器、または固定設定点装置でもよい。

ガスソース容器３０２およびその中の調整器ユニット３０１と３０３に関し、図３は、破線３５８と３６０によってＣＰＵ３５４に応答するような調整器ユニットを概略的に示している。この図は、調整器ユニットの設定ポイントに関して、ＣＰＵとそれぞれの調整器ユニット３０１と３０３との間の作動的に結合された関係を示している。調整器の設定ポイントは、調整器ユニットの圧力設定点を調整するために調整器ユニットに伝送される信号を例えば発生し得るＣＰＵによって、独立して調整可能である。調整器ユニットとＣＰＵとの結合は、設定点調整のために容器３０２の内部容量内に通過する信号伝送ラインを含み得る。代わりに、ＣＰＵは、容器の調整器の設定点設定を非侵襲的に変更するために、調整器ユニットの各調整機構を調整する信号を発生し得る。

ガスパネル３５０に、内部にフロー制御弁３２４と３２８を収容するマニホルドライン３２６が装着される。弁３２４は、弁アクチュエータ３８８と結合され、次に弁アクチュエータは信号伝送ライン３９０によってＣＰＵ３５４に接合される。同様に、フロー制御弁３２８は、信号伝送ライン３７２によってＣＰＵ３５４に接合される弁アクチュエータ３７０に結合される。マニホルドライン３２６は、圧力スイッチ３４０に結合され、次に圧力スイッチは、信号伝送ライン３６６によってＣＰＵ３５４に接合される。マニホルドライン３２６はまた、吸引ライン３３０を介してベンチュリ３３２と連通する。ベンチュリ３３２は、駆動ガス供給ライン３３４に、また内部にフロー制御弁３３８を収容する駆動ガス放出ライン３３６に接合される。ベンチュリ放出ライン３３６は、ガスキャビネット３００の外部の駆動ガスを通気するために配置される。ライン３３６の弁３３８は、弁アクチュエータ３７４と結合され、次に弁アクチュエータは信号伝送ライン３７６によってＣＰＵ３５４に接合される。

マニホルドライン３２６は、内部にパージガス調整器３２２を有するパージガス供給ライン３２０に接続される。パージガス供給ライン３２０は、信号伝送ライン４０８によってＣＰＵ３５４に連結される弁アクチュエータを含む弁頭４０６が装備されたパージガスソース４０４に接合される。

ガスキャビネット３００には通気能力が付与され、これには、例えばガスキャビネットのルーバドアが含まれることが可能であり、このドアを通して、空気または他の通気ガスが流れ、例えば通気ライン３７８のガスキャビネットから通気し得る。ガスキャビネットは、建物の空気をキャビネットドアのルーバとガスキャビネットの内部容量とを通して通気ライン３７８に、また管路を通して施設の屋根に引くために配置される半導体処理施設の屋根の上の例えば送風機／ファンアセンブリを含めて、従来の方法で通気可能であり、排気は、ガスキャビネット内の有毒またはさもなければ危険な成分を低減するために湿式スクラバを通して流される。

代わりに、ガスキャビネットは、内部に弁４２２を収容する通気ガスライン４２０によって通気させることができる。弁４２２は、その操作のために弁アクチュエータ４２４と結合され、ガスキャビネットを通して流される通気ガスの流量を制御する。次に、弁アクチュエータ４２４は、信号伝送ライン４２６を介してＣＰＵ３５４と結合され、これによって、ガスキャビネットの監視状態に応じて、ＣＰＵで弁４２２を調整して、制御された方法で通気ガスの流量を変更することができる。通気ライン４２０は、例えば、清浄な乾燥した空気を通気ガスとして用いて、ガスキャビネットを通した空気流を起こすための送風機と結合することが可能である。

容器内のまたはそこにおける圧力調整を欠いている対応するサイズの容器よりも実質的に大きな量のガスを収容する本発明の実施の圧力調整式容器の能力の結果として、同時に、ガスキャビネットから下流側の半導体プロセスへのより低い圧力のガスの安全性を高めた（貯蔵および分配容器の高圧ガスに対して）分配が提供される。この特性は、シリンダ当たりより高いデリバリ可能性およびシリンダ交換時間の短縮を提供する。

さらに、同一のガス在庫を保持する等価の低さの圧力の容器の寸法は、はるかに大きくなり、相応してより大きなガスキャビネットを必要とし、次にその容量の増加は、より大きなガスキャビネット等を通してより大きな流れの通気ガスを必要とするので、ガスキャビネットの寸法が小さくなる可能性がある。したがって、本発明は、排気の低減／最小化の利点を提供する。キャビネットの通気要件は、一般に、指示的な考慮（例えば、シランの分配の場合、ガスキャビネットを通してある一定の流量および線形速度の通気ガスが義務化される）に基づくか、あるいは代わりに、ガスキャビネットの近傍の作業員が、分配される特定の濃度のガス、例えば、閾値の限界値（ＴＬＶ）の２５％超のガスにさらされないように、ガス放出を閉じ込める目的に基づいている。分配流体としての有毒ガスについて、セミＦ−１５トレーサガス試験のような試験を用いて、通気レベルを設定することが可能であり、この場合、ＳＦ_６のような代用ガスが最悪ケースの放出（ＷＣＲ）速度で放出され、次に、キャビネット通気速度は、キャビネットの前の有害ガスの濃度をＴＬＶの２５％の濃度に維持するように調整される。

ガス収容容器の最悪ケースの放出速度は、収容ガスの圧力および容器（例えば、容器の弁頭のガス放出ポート）に使用される流量制限オリフィスのサイズに左右される。本発明の圧力調整式容器は、その圧力調整の結果、より低いＷＣＲ速度を提供し、したがって、ガスキャビネットは、より高い圧力のガスの対応する放出に必要であるよりも低い速度で使い尽くすことができる。したがって、排気空気（または他の通気ガス）のコストは、本発明の実施において減少させることができる。

クリーンルーム２０００に関するＮＦＰＡ ３１８ガイドラインは、最小希釈をガスの爆発下限界（ＬＥＬ）の２５％に維持することに基づき、シランおよび他の自然発火性ガスの基準を確立している。一例として、このような容器の弁頭の放出ポートに０．０１０インチの流量制限オリフィスを使用する高圧シランガスシリンダでは、推奨される最小排気流量は、８００ｐｓｉｇの内筒圧において名目上１分当たり３４０立方フィート（ＣＦＭ）、６００ｐｓｉｇの内筒圧において６００ＣＦＭ、および１５００ｐｓｉｇの内筒圧において７６５ＣＦＭである。同様に、最小排気に関する圧縮ガス協会（ＣＧＡ）のガイドライン［Ｐ−３２−２０００］が基礎とされる。

したがって、本発明は、圧力調整式ガス貯蔵および分配容器の提供によって、本発明の圧力調整特徴を欠いている対応するガス分配システムに対して、排気ガス要件の実質的な低減をもたらす。

なお別の代替例として、通気ガスライン４２０は、窒素ソース、例えば、半導体処理施設の「ハウスガス」窒素ガスラインに接合して、ガスキャビネット用の通気ガスとして、ガスキャビネットを通して窒素ガスを流すことが可能である。

ガスキャビネット３００にはまた、対象のガス種を収容する容器を備える外部ガスソース３９２によってガス導入能力を付与してもよい。外部ガスソースには、弁アクチュエータ３９８に結合された弁ホイール３９６によって作動される内部弁を収容する弁頭３９４が装備される。弁アクチュエータ３９８は、信号伝送ライン４００によってＣＰＵ３５４と結合される。

外部ガスソース３９２は、収容されたガスを容器からその放出ポートの弁頭３９４を通して、放出ライン４０１に分配するために配置される。放出ライン４０１は、入口ライン４０３のガスをガスキャビネット３００にポンプ供給するガスポンプ４０２に結合される。このようにして、外部に供給されるガスは、ガスキャビネットに入り、ガスキャビネットから退出するためにその内部容量を通して、例えば、ガス放出ライン３７８を通して流れる。ポンプ４０２は、信号伝送ライン４１０によってＣＰＵ３５４と結合される。

外部ガスソース３９２は、ガスキャビネットの内部の定期修理のための、例えば、清掃、消毒等のための特殊ガスを供給し得る。代わりに、特殊ガスは、容器３０２からの分配ガスの存在がガスキャビネット３００内の周囲環境に検出された場合に、容器３０２から導かれる、例えば、容器の弁頭、あるいはガスキャビネットの取付け部または結合部等から漏れる任意の漏洩材料と反応する反応ガスでよい。さらに別の代替例として、特殊ガスは、自然発火性ガスがガスキャビネット内で分配されつつあり、当該ガスの漏洩が検出された場合に、安全ガス、例えば火災抑制ガスを含んでもよい。

プロセスガス分配ライン３１０は、信号伝送ライン３６８によってＣＰＵ３５４と結合された圧力スイッチ３１１を収容する。分配ラインはまた、信号伝送ライン３８６と３１７それぞれによって同様にＣＰＵに結合される圧力トランスデューサ３１３と３１５を収容する。

図３のシステムのシステム構成部分は、システムの統合プロセス制御のために統合され、電子モジュール３５２のＣＰＵ３５４と作動可能に結合されることが理解されるであろう。電子モジュール３５２は、ＣＰＵ３５４と作動可能に結合されたアラームユニット３５６を含み、この結果、所定の設定点限界の外側の運転は、ＣＰＵによって適切な音声および／または視覚アラームに変換され、アラームユニット３５６で出力される。

このように、ＣＰＵ３５４をプログラム的に構成かつ配置して、ガスをガスキャビネットからプロセスガス分配ライン３１０に分配することを含む周期運転を実施することが可能である。このような分配は、減圧ガスを分配ライン３１０に供給するために、内部調整器３０１と３０３の所定の設定点条件で実施することが可能である。調整器ユニットの設定点は、ＣＰＵ３５４によって調整可能である。運転サイクルは、ガスソース容器内のガスを使い尽くしたときに分配機能の終了を含んでもよく、次にベンチュリ３３２によるマニホルドの排気が続き、その後、マニホルドがパージガスソース４０４からのパージガスでパージされる。したがって、弁をプログラム的に開閉し、またその他、ガスキャビネット運転のそれぞれの運転ステップを実施するＣＰＵによって、周期運転に対応することが可能である。圧力トランスデューサ３１３と３１５は、フロー制御弁３１６の上流側および調整器３２１の下流側の分配ライン３１０の圧力状態を連続的に監視するように、それぞれの信号伝送ライン３８６と３１７によってＣＰＵに作動可能に結合してもよい。フロー制御弁３１６それ自体をＣＰＵによって調整して、下流側の半導体プロセスツールまたはガスを使用する他の装置または位置に、所望の流量のプロセスガスを供給することが可能である。調整器３２１の設定点は、信号伝送ライン３８０を介した適切な制御信号によってＣＰＵ３５４によって調整してもよく、この場合、ガスキャビネットから分配されるプロセスガスは、所望の圧力特性を有する。

同様に、圧力スイッチ３１１と３４０は、信号伝送関係でＣＰＵに連結され、これによって、運転がマニホルドラインまたはプロセスガス分配ラインの圧力レベルに関し所定の限界の外側にある場合、ガスキャビネットシステムの自動遮断を行うことが可能である。

マニホルドの真空排気中、マニホルドライン３２６および吸引ライン３３０に対しベンチュリ３３２によって及ぼされる吸引レベルは、フロー制御弁３３８の弁アクチュエータ３７４の対応する作動によって選択的に調整可能である。弁アクチュエータ３７４は、信号伝送ライン３７６を介してＣＰＵ３５４と信号制御関係で連結される。

同様に、パージガス供給は、信号伝送ライン４０８の弁頭アセンブリ４０６の弁アクチュエータに送られるようなＣＰＵからの適切な信号によって調整可能である。パージガスは、パージガス供給ライン３２０の調整器３２２によって所望の圧力レベルに調整される。図示していないが、パージガス調整器３２２の設定点は、ＣＰＵ３５４と調整器３２１との接続に対応する方法で、調整器３２２とＣＰＵ３５４とを結合することによって、選択的に調整可能である。

ガスキャビネット３００に導入されて、通気ライン３７８でガスキャビネットから排出される通気ガスの流量は、ＣＰＵの制御下でポンプ４０２の速度を調整することによって、および／または通気ガスソース容器３９２の分配弁を調整することによって選択的に調整可能である。

例えば、ＣＰＵは、ガスキャビネットを通した通気ガスの流量を増加することによって、圧力トランスデューサ３１５によって感知されて、信号伝送ライン３１７を介してＣＰＵ３５４に信号伝送されるように、例えばガスマニホルドフロー回路の上流側の漏れによるプロセスガス分配ラインの圧力の突然の減少に応答することが可能である。このようにして、漏洩ガスの濃度は、通気ガスでガスキャビネットの内部容量を「掃き出す」ことによって、下方の有毒または危険濃度未満に低減される。

図３のガスキャビネットシステムは、本質的に様々であり得、すなわち、様々な構造および運転形態で安全性の高い運転を行うために、異なって構成しまた運転することが可能であることが認識されるであろう。例えば、ガスソース容器３０２の弁頭３０４の分配弁が閉鎖されるように、ライン３６６の信号伝送によって圧力スイッチ３４０を作動するために、マニホルドの圧力を感知し、利用することが可能である。このことは、信号伝送ライン３６４でＣＰＵ３５４から、弁ホイール３０６を閉鎖するようにする弁アクチュエータ３６２に伝送される制御信号によって行うことが可能である。このようにして、ガス供給マニホルドの圧力が所定の圧力限界を超えた場合、ガスソース容器３０２が分離される。弁頭３０４の弁はまた、分配ライン３１０の圧力が、例えば圧力トランスデューサ３１３または圧力トランスデューサ３１５によって感知されるような特定の値にない限り、分配が行われないように制御し得る。

このように、図３のシステムは、容器内のガス在庫を最大にするために、ガスが高圧で容器３０２に収容されるプロセスガス分配装置を提供し、圧力調整器は、実質的により低い圧力で容器から分配ラインに分配ガスを供給するように機能し、この圧力は、分配ライン調整器３２１によってなおさらに調整（低減）可能である。

高圧ガスソース容器３０２内のガスは、２０ｐｓｉｇ〜２０００ｐｓｉｇの範囲のような過圧にあり得、一方、圧力調整式容器から放出される分配ガスは、実質的により低い圧力にある（ガスソース容器の内部容量の圧力レベルに対して少なくとも２５％、好ましくは少なくとも４０％、より好ましくは少なくとも６０％、最も好ましくは少なくとも８０％低減）。

圧力調整式容器から放出される分配ガスは、例えば約２０トル〜１２００ｐｓｉｇの範囲、またガスソース容器のコンテナ部分のガスの圧力未満にあり得る圧力を有する。減圧の分配運転の分配ガスは、約２０トル〜約７５０トルの圧力範囲にあり得、より典型的には約４００〜約６００トルの範囲にある。ガスソース容器からガスマニホルド内に分配されるガスの好ましい圧力範囲は、約２０トルから約２００ｐｓｉｇ、より好ましくは約２０トル〜約１００ｐｓｉｇの範囲を含む。圧力調整式容器から分配されるガスの圧力は、例えば、約２０トル〜約２００ｐｓｉｇ程度の圧力範囲、より好ましくは約４００トル〜約１００ｐｓｉｇの範囲にあり得、またＣＰＵは、システム遮断を誘発するためのアラームユニット３５６の高圧アラームの圧力設定点が分配ガスの選択された運転圧力を約１０〜約２０ｐｓｉｇ上回るように、プログラム的に配置し得る。

さらなる実施態様では、ガスソース容器３０２の高圧ガスは、容器と関連付けられた調整器（容器内部に配置されるか、あるいは容器用の分配弁の上流側の首部または弁頭に設けられる）によって中間の圧力レベルに調整してもよい。次に、このような中間圧力は、分配ラインの圧力調整器３２１によってさらに低減され、この結果、分配ライン３１０で下流側のプロセスツールまたは使用位置に伝達されるガスの最終圧力は、このようなガスの最終用途に適切な所望の圧力レベルにある。

したがって、本発明は、ガスキャビネットシステムの安全特性の実質的な向上、および高圧ガスの分配に付随するリスクおよび危険の実質的な低減を可能にする。

本明細書の発明の概要の部分に言及されているように、本発明は、（１）過圧のガスを分配すること、（２）減圧のガスを分配すること、および（３）様々に上に説明したように、減圧にさらに下方調整される過圧でガスを分配することを含むハイブリッド運転を含む様々なモードで実施可能である。次に、各々のモードの例示的な実施態様において、好ましい運転条件に関し、これらのモードの各々について以下に説明する。

過圧の分配運転を含むモード（１）では、圧力調整式ガスソース容器は、１００ｐｓｉｇでガスをデリバリするように配置され、流量制限オリフィスが、１．５倍の最大流れで（下流側の半導体プロセスの）プロセス要件に適合するよう選択される容器の弁頭の出口ポートに配置される。空圧弁が容器に設けられ、また容器は、可変設定点のタイプの調整器を含むガスパネルに結合され、設定点は、工場デリバリ要件、典型的に３０〜７０ｐｓｉｇに適合するように設定される。容器の空圧弁ならびにマニホルド遮断弁を閉鎖するように、またアラーム出力を発するように機能するアラームおよび制御アセンブリが設けられる。同様に、２つの位置のガスキャビネットダンパを作動して、ガスキャビネットを通した排気流束を増加するように、アラームおよび制御システムを構成かつ配置し得る。同様に、他のオンストリームガスソース容器のガスが使い尽くされたときにバックアップガスソース容器をオンラインで運んで交換を行うために、自動スイッチシステムを多数のガスソース容器装置に使用することが可能である。

減圧の分配運転を含むモード（２）では、圧力調整式ガスソース容器は、６５０トルでガスをデリバリするように配置され、流量制限オリフィスが、１．５倍の最大流れで（下流側の半導体プロセスの）プロセス要件に適合するよう選択される容器の弁頭の出口ポートに配置される。空圧弁が容器に設けられ、また容器は、可変設定点のタイプの調整器を含むガスパネルに結合され、ガスパネル調整器の設定点は、典型的に約４００〜６００トルに設定される。容器の空圧弁ならびにマニホルド遮断弁を閉鎖するように、またアラーム出力を発するように機能するアラームおよび制御アセンブリが設けられる。同様に、２つの位置のガスキャビネットダンパを作動して、ガスキャビネットを通した排気流束を増加するように、アラームおよび制御システムを構成かつ配置し得る。同様に、他のオンストリームガスソース容器のガスが使い尽くされたときにバックアップガスソース容器をオンラインで運んで交換を行うために、自動スイッチシステムを多数のガスソース容器装置に使用することが可能である。

分配のために減圧のガスを製造するために、ガスパネル調整器によってさらに調整される過圧のハイブリッド分配運転を含むモード（３）では、圧力調整式ガスソース容器は、１０〜１００ｐｓｉｇの圧力でガスをデリバリするように配置され、流量制限オリフィスが、１．５倍の最大流れで（下流側の半導体プロセスの）プロセス要件に適合するよう選択される容器の弁頭の出口ポートに配置される。空圧弁が容器に設けられ、また容器は、可変設定点のタイプの調整器を含むガスパネルに結合され、設定点は約６００トルに設定される。容器の空圧弁ならびにマニホルド遮断弁を閉鎖するように、またアラーム出力を発するように機能するアラームおよび制御アセンブリが設けられる。同様に、２つの位置のガスキャビネットダンパを作動して、ガスキャビネットを通した排気流束を増加するように、アラームおよび制御システムを構成かつ配置し得る。同様に、他のオンストリームガスソース容器のガスが使い尽くされたときにバックアップガスソース容器をオンラインで運んで交換を行うために、自動スイッチシステムを多数のガスソース容器装置に使用することが可能である。

ハイブリッドモード（３）はマニホルドの限定圧力運転を可能にし、この運転は、減圧でガスキャビネットから半導体プロセスツールおよびＶＭＢへのデリバリにより、使用点（ＰＯＵ）のガス清浄器と関連する圧力低下を克服するために利用することができる。

本発明の特徴および利点は、次の非限定的な実施例によってより詳細に示される。

実施例１
フォールトツリー方法を用いて、内部に配置された調整器を有する「予め調整された」ＶＡＣ（登録商標）シリンダ（ＡＴＭＩインコーポレイテッド（ＡＴＭＩ，Ｉｎｃ．）、コネチカット州ダンベリー）をシランサービスの標準高圧シリンダと比較した。ガスキャビネット取付けは同一であり、また対応するフォールトツリーが構成され、リスク分析が完了された。潜在的な放出シナリオ［Ｓｉ］は、比較毎に２０超に達し、また多くは、放出の発生について多数の故障を含んでいた。このようにして、全体の発生頻度が決定され、リスクが計算され、またデリバリ方法が相対ベースで比較された。

インシデントの可能性は、シリンダの交換頻度およびデリバリ圧力によって影響を受ける。運転上のインシデントあるいは最悪ケースの放出速度［ＷＣＲ］の結果が、表１に示され、また３０．５〜７０．８標準リットル毎分（ｓｌｐｍ）の範囲にある（クリーンルーム保護のＮＦＰＡ ３１８標準（ＮＦＰＡ ３１８ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｌｅａｎｒｏｏｍｓ）、２０００年版）。予め調整されたシリンダのＷＣＲは、充填圧力すべてについて８．２ｓｌｐｍに制限された。

実施例２
シランデリバリ−比較例
充填圧力と無関係であった予め調整されたガスソース容器の一定のデリバリ圧力を固定するために、予め調整する圧力が設定された。シラン充填密度はリスク許容度の関数であり、この試験における充填の約半分は５ｋｇの充填であり、充填の残りは、容器への１０ｋｇ、１２ｋｇおよび１５ｋｇの流体チャージに分散された。下の表２は、８００ｐｓｉｇおよび１００ｐｓｉｇにおけるシランの最悪ケースの放出速度を示し、この場合、ＶＡＣは、ＡＴＭＩインコーポレイテッド（ＡＴＭＩ，Ｉｎｃ．）（コネチカット州ダンベリー）から商業的に入手可能な予め調整されたガス貯蔵および分配容器を指す。

下の表３は、シランデリバリオプションの相対リスク分析の結果を示している。

相対リスクベースで、ＶＡＣ（登録商標）デリバリシステム［１００ｐｓｉｇ］は、０．０１０インチの流量制限オリフィス（ＲＦＯ）が装備された標準シランシリンダよりも１２〜２３倍安全であると予測された。所定のインシデントに関するより低い放出速度［結果］の項、すなわちデリバリ圧力の関数が、この結果を提供する。

例示的な実施態様および特徴を参照して、本発明について本明細書に様々に開示してきたが、上述の実施態様および特徴は、本発明を限定するようには意図されないこと、および他の変形、修正および他の実施態様が当業者に想起されることが理解されるであろう。したがって、本発明は、規定される特許請求の範囲と一致して、広く解釈されるべきである。

本発明による安全性を高めた運転のために修正し得る高圧ガスキャビネットの概略図である。 本発明の一実施態様による、圧力調整式容器によって供給された減圧の分配ガスを利用する対応する減圧ガスキャビネットの概略図である。 本発明の他の実施態様による、圧力調整式容器によって供給され、かつ下流側の減圧の調整器によってガスキャビネットのガスパネルでさらに調整された低圧分配ガスを利用する減圧ガスキャビネットの概略図である。

Claims (94)

1. ガスを分配するためのガス分配アセンブリであって、
   （ａ）ガスを過圧に保持し、実質的により低い圧力でガスを放出するために構成かつ配置された圧力調整式ガスソース容器と、
   （ｂ）前記圧力調整式ガスソース容器から放出されたガスを収容するように配置され、前記ガスを分配するためのガスフロー回路を備えるガスマニホルドと、
   （ｃ）前記ガスマニホルドのフロー回路を前記圧力調整式ガスソース容器から選択的に分離するための手段と、
   （ｄ）前記容器のガスが使い尽くされたときに、前記ガスソース容器の交換を可能にするように、ガスを前記ガスフロー回路から除去するための手段と、
   を具備するガス分配アセンブリ。
2. ガスを前記ガスフロー回路から除去するための前記手段が、前記ガスマニホルドに接合された真空回路を備える、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
3. ガスを前記ガスフロー回路から除去するための前記手段が、前記ガスマニホルドに結合されたパージガスソースを備える、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
4. 前記ガスソース容器の内部に配置された少なくとも１つのガス圧力調整器を有する、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
5. 前記ガスソース容器に配置された少なくとも１つのガス圧力調整器を有する、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
6. 前記ガスソース容器が、前記ガスを保持するための内部容量を囲むと共に前記内部容量から前記ガスを放出するためのコンテナポートを有するコンテナ部分を含み、前記少なくとも１つのガス圧力調整器が前記コンテナポートにある、請求項５に記載のガス分配アセンブリ。
7. 前記容器が、少なくとも１つの弁を含むヘッドアセンブリを含む、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
8. 前記ガスソース容器のガス保持内部容量に配置された少なくとも１つのガス圧力調整器を含む、請求項７に記載のガス分配アセンブリ。
9. 前記ガスソース容器の前記ガス保持内部容量に直列結合された２つの圧力調整器を具備する、請求項８に記載のガス分配アセンブリ。
10. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが、前記ガスソース容器内のガス圧力よりも少なくとも４０パーセント低い圧力にあるように構成かつ配置された少なくとも１つのガス圧力調整器を含む、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
11. 前記ガスソース容器内の前記ガス圧力が、約２０ｐｓｉｇ〜約２０００ｐｓｉｇの範囲にある、請求項１０に記載のガス分配アセンブリ。
12. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが、減圧から約１２００ｐｓｉｇの範囲の圧力にある、請求項１１に記載のガス分配アセンブリ。
13. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが、減圧から約２００ｐｓｉｇの範囲の圧力にある、請求項１１に記載のガス分配アセンブリ。
14. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが、減圧から約１００ｐｓｉｇの範囲の圧力にある、請求項１１に記載のガス分配アセンブリ。
15. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが、減圧にある、請求項１１に記載のガス分配アセンブリ。
16. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが、約２０トル〜約７５０トルの範囲の圧力にある、請求項１５に記載のガス分配アセンブリ。
17. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが、前記ガスソース容器内のガス圧力よりも少なくとも６０パーセント低い圧力にあるように構成かつ配置された少なくとも１つのガス圧力調整器を含む、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
18. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが、前記ガスソース容器内のガス圧力よりも少なくとも８０パーセント低い圧力にあるように構成かつ配置された少なくとも１つのガス圧力調整器を含む、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
19. 前記ガスソース容器内のガスの前記過圧が約２０ｐｓｉｇ〜約２０００ｐｓｉｇの範囲にある、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
20. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが、約２０トル〜約２００ｐｓｉｇの範囲の圧力にある、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
21. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが、約２０トル〜約１００ｐｓｉｇの範囲の圧力にある、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
22. 前記ガスソース容器内の前記ガス圧力が約２０ｐｓｉｇ〜約２０００ｐｓｉｇの範囲にあり、前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが、約２０トル〜約２００ｐｓｉｇの範囲の圧力にある、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
23. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが所定値を上回る圧力にあるときに、アラーム出力を発生するために構成かつ配置されたアラーム手段をさらに具備する、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
24. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが所定値を上回る圧力にあるときに、前記ガスソース容器を前記ガスマニホルドから分離するための手段をさらに具備する、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
25. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが所定値を上回る圧力にあるときに、前記ガスソース容器を前記ガスマニホルドから分離するための手段が、前記ガスマニホルドで選択的に作動可能な弁装置を備える、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
26. 前記ガスマニホルドの前記フロー回路を前記圧力調整式ガスソース容器から選択的に分離するための手段が、前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが所定値を上回る圧力にあるときに、前記ガスソース容器を前記ガスマニホルドから分離するための手段を備える、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
27. 前記ガスフロー回路の前記ガスソース容器からのガスが所定値を上回る圧力にあるときに、ガス分配を終了するための手段をさらに具備する、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
28. 前記ガスマニホルドにガス圧力調整器をさらに具備し、（ｉ）前記ガスソース容器内のガスが第１の過圧にあり、（ｉｉ）前記ガスマニホルドによって、また前記ガスマニホルドの前記ガス圧力調整器の上流側で収容されたガスが、前記第１の高圧よりも低い第２の圧力にあり、（ｉｉｉ）前記ガスマニホルドの前記ガス圧力調整器の下流側の前記ガスマニホルド内のガスが、前記第２の圧力よりも低い第３の圧力にある、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
29. 前記第１の過圧が、約１０ｐｓｉｇ〜約２０００ｐｓｉｇの範囲にある、請求項２８に記載のガス分配アセンブリ。
30. 前記第２の圧力が、約０ｐｓｉｇ〜約２００ｐｓｉｇの範囲にある、請求項２８に記載のガス分配アセンブリ。
31. 前記第３の圧力が、約２０トル〜約１００ｐｓｉｇの範囲にある、請求項２８に記載のガス分配アセンブリ。
32. 前記第３の圧力が減圧である、請求項２８に記載のガス分配アセンブリ。
33. 前記容器が、前記容器のガス出口ポートに流量制限オリフィスを備える、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
34. 前記ガスキャビネット内のガスの少なくとも１つのプロセス条件を制御するために配置された中央処理装置（ＣＰＵ）を含む電子モジュールをさらに具備する、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
35. 前記少なくとも１つのプロセス条件が、ガスの圧力、温度、流量および組成からなる群から選択された条件を含む、請求項３４に記載のガス分配アセンブリ。
36. 前記少なくとも１つのプロセス条件が圧力を含む、請求項３４に記載のガス分配アセンブリ。
37. 中央処理装置（ＣＰＵ）を含む電子モジュールをさらに具備し、選択的に調整可能な弁を含めて前記マニホルドに弁が取り付けられ、また前記ガスキャビネットの運転中に前記弁を調整するために、前記弁の少なくとも１つが前記ＣＰＵに作動的に結合される、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
38. 前記ガスソース容器およびガスマニホルドが収容されるガスキャビネットを具備する、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
39. 中央処理装置（ＣＰＵ）を含む電子モジュールをさらに具備し、前記容器のガスが使い尽くされたときに前記ガスソース容器の交換を可能にするために、ガスを前記ガスフロー回路から除去するための前記手段が、前記フロー回路からのガスの除去が所定の計画に従って行われるかあるいはＣＰＵによって監視される少なくとも１つのプロセス変数に応じて行われるように前記ＣＰＵと応答結合される、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
40. 次の構成要素、
    （ｉ）前記手段（ｄ）の少なくとも一部として、前記ガスマニホルドの前記フロー回路の少なくとも一部の排気を行うために動作可能な真空回路と、
    （ｉｉ）前記手段（ｄ）の少なくとも一部として、前記ガスマニホルドの前記フロー回路の少なくとも一部のパージを行うために動作可能なパージガス回路と、
    （ｉｉｉ）前記ガスマニホルドの少なくとも１つのフロー制御弁と、
    （ｉｖ）前記ガスマニホルドの圧力センサと、
    （ｖ）前記ガスマニホルドの圧力スイッチと、
    （ｖｉ）前記ガスマニホルドの調整器と、
    および前記含まれる構成要素（ｉ）−（ｖｉ）の少なくとも１つを制御するために構成かつ配置される中央処理装置（ＣＰＵ）を含む電子モジュールと、
    のうちの少なくとも１つを具備する、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
41. 調整可能な設定ポイントを有する少なくとも１つの圧力調整器と、前記設定点を調整するための手段とを具備する、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
42. 前記ガスソース容器が半導体処理ガスを収容する、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
43. 前記ガスソース容器が、三フッ化ホウ素、シラン、メチルシラン、トリメチルシラン、アルシン、ホスフィン、ジボラン、塩素、ＢＣ１_３、Ｂ_２Ｄ_６、六フッ化タングステン、フッ化水素、塩化水素、ヨウ化水素、臭化水素、ゲルマン、アンモニア、スチビン、硫化水素、セレン化水素、テルル化水素、臭素、ヨウ素、フッ素、ＮＦ_３、（ＣＨ_３）_３Ｓｂ、および有機金属化合物からなる群から選択されたガス、炭化水素ガス、水素、窒素、一酸化炭素、および希ガスハロゲン化物を収容する、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
44. 前記ガスソース容器が、アルシン、ホスフィン、塩素、ＮＦ_３、ＢＦ_３、ＢＣ１_３、Ｂ_２Ｈ_６、Ｂ_２Ｄ_６、ＨＣ１、ＨＢｒ、ＨＦ、ＨＩ、六フッ化タングステン、および（ＣＨ_３）_３Ｓｂからなる群から選択されたガスを収容する、請求項１に記載のガス分配アセンブリ。
45. ガスマニホルドと選択的なフロー関係で結合されたガスソースを内部に含むガス分配アセンブリを運転する方法であって、前記ガスマニホルドが、ガスを使用するゾーンにガスを放出するためのフロー回路を含み、前記方法が、前記ガスソースとして、過圧のガスを収容する圧力調整式ガスソース容器を使用することを含み、前記圧力調整器が、前記ガスソース容器内の過圧のガスの圧力を実質的に下回るガス圧力を前記マニホルドに供給するように構成かつ配置される方法。
46. 真空回路が前記ガスマニホルドに接合され、前記ガスソース容器のガスが所定の程度に使い尽くされた後に、前記ガスマニホルドからガスを抽出するために前記真空回路を作動することをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
47. パージガスソースが前記ガスマニホルドと結合され、前記パージガスソースから前記ガスマニホルドを通してパージガスを流して、前記ガスソース容器から導かれるガスを除去することをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
48. 前記圧力調整式ソースガス容器が、前記ガスソース容器の内部に配置された圧力調整器を備える、請求項４５に記載の方法。
49. 前記圧力調整式ソースガス容器が、そのヘッドアセンブリの前記ガスソース容器に配置された圧力調整器を備える、請求項４５に記載の方法。
50. 前記圧力調整式ソースガス容器が、前記ガスを保持しかつガス放出ポートを有するコンテナ部分を備え、圧力調整器が前記ガス放出ポートに配置される、請求項４５に記載の方法。
51. 前記ガスソース容器に固定されたヘッドアセンブリのフロー制御弁を含む、請求項４５に記載の方法。
52. 圧力調整器が前記ガスソース容器の内部容量に配置され、この結果、前記容器から放出されるガスが、前記フロー制御弁を通して流れる前に前記圧力調整器を通して流れる、請求項５１に記載の方法。
53. 直列結合された圧力調整器が前記ガスソース容器の内部容量に配置される、請求項５２に記載の方法。
54. 前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが、前記ガスソース容器内のガス圧力よりも少なくとも４０パーセント低い圧力にあるように、前記ガスソース容器内にまたはそこに圧力調整器を設けることを含む、請求項４５に記載の方法。
55. 前記ガスソース容器内の前記ガス圧力が約２０ｐｓｉｇ〜約２０００ｐｓｉｇの範囲にある、請求項５４に記載の方法。
56. 前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが、減圧から約１２００ｐｓｉｇの範囲の圧力にある、請求項５５に記載の方法。
57. 前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが、減圧から約２００ｐｓｉｇの範囲の圧力にある、請求項５５に記載の方法。
58. 前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが、減圧から約１００ｐｓｉｇの範囲の圧力にある、請求項５５に記載の方法。
59. 前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが、減圧にある、請求項５５に記載の方法。
60. 前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが、約２０トル〜約７５０トルの範囲の圧力にある、請求項５９に記載の方法。
61. 前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが、前記ガスソース容器内のガス圧力よりも少なくとも６０パーセント低い圧力にあるように、前記ガスソース容器内にまたはそこに圧力調整器を設けることを含む、請求項４５に記載の方法。
62. 前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが、前記ガスソース容器内のガス圧力よりも少なくとも８０パーセント低い圧力にあるように、前記ガスソース容器内にまたはそこに圧力調整器を設けることを含む、請求項４５に記載の方法。
63. 前記ガスソース容器内の前記ガス圧力が約２０ｐｓｉｇ〜約２０００ｐｓｉｇの範囲にある、請求項４５に記載の方法。
64. 前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが、約２０トル〜約２００ｐｓｉｇの範囲の圧力にある、請求項４５に記載の方法。
65. 前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが、約２０トル〜約１００ｐｓｉｇの範囲の圧力にある、請求項４５に記載の方法。
66. 前記ガスソース容器内の前記ガス圧力が約２０ｐｓｉｇ〜約２０００ｐｓｉｇの範囲にあり、前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが、約２０トル〜約２００ｐｓｉｇの範囲の圧力にある、請求項４５に記載の方法。
67. 前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが所定値を上回る圧力にあるときに、アラームを出力することをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
68. 前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが所定値を上回る圧力にあるときに、前記ガスソース容器を前記ガスマニホルドから分離することをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
69. 前記ガスマニホルドがその中に弁装置を備え、前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが所定値を上回る圧力にあるときに、前記ガスソース容器を前記ガスマニホルドから分離するステップが、前記ガスマニホルドの弁装置を選択的に作動することを含む、請求項４５に記載の方法。
70. 前記ガスマニホルドの前記ガスソース容器からのガスが所定値を上回る圧力にあるときに、ガス分配を終了することをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
71. 前記ガスマニホルドにガス圧力調整器を設けることをさらに含み、（ｉ）前記圧力調整式ガスソース容器内のガスが第１の過圧にあり、（ｉｉ）前記ガスマニホルドによって、また前記ガスマニホルドの前記ガス圧力調整器の上流側で収容されたガスが、前記第１の高圧よりも低い第２の圧力にあり、（ｉｉｉ）前記ガスマニホルドの前記ガス圧力調整器の下流側の前記ガスマニホルド内のガスが、前記第２の圧力よりも低い第３の圧力にある、請求項４５に記載の方法。
72. 前記第１の過圧が、約１０ｐｓｉｇ〜約２０００ｐｓｉｇの範囲にある、請求項７１に記載の方法。
73. 前記第２の圧力が、約０ｐｓｉｇ〜約２００ｐｓｉｇの範囲にある、請求項７１に記載の方法。
74. 前記第３の圧力が、約２０トル〜約１００ｐｓｉｇの範囲にある、請求項７１に記載の方法。
75. 前記第３の圧力が減圧である、請求項７１に記載の方法。
76. 前記容器が、前記容器のガス分配ポートに流量制限オリフィスを備える、請求項４５に記載の方法。
77. 前記マニホルド内のガスの少なくとも１つのプロセス条件を制御することをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
78. 前記少なくとも１つのプロセス条件が、ガスの圧力、温度、流量および組成からなる群から選択された条件を含む、請求項７７に記載の方法。
79. 前記少なくとも１つのプロセス条件が圧力を含む、請求項７７に記載の方法。
80. 前記ガスマニホルドに少なくとも１つの弁を設け、前記ガス分配アセンブリの運転時に前記弁を調整することを含む、請求項４５に記載の方法。
81. 前記圧力調整式ガスソース容器と前記ガスマニホルドとをガスキャビネットに配置することをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
82. 所定の計画に従ってあるいは少なくとも１つのプロセス変数に応じて、ガスを前記ガスマニホルドから除去することをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
83. 次の構成要素、
    （ｉ）前記ガスマニホルドのフロー回路の少なくとも一部の排気を行うために動作可能な真空回路と、
    （ｉｉ）前記ガスマニホルドの前記フロー回路の少なくとも一部のパージを行うために動作可能なパージガス回路と、
    （ｉｉｉ）前記ガスマニホルドの少なくとも１つのフロー制御弁と、
    （ｉｖ）前記ガスマニホルドの圧力センサと、
    （ｖ）前記ガスマニホルドの圧力スイッチと、
    （ｖｉ）前記ガスマニホルドの調整器と、
    のうちの少なくとも１つを前記ガス分配アセンブリに設けること、
    および所定のサイクルに従ってあるいは少なくとも１つのプロセス条件に応じて、前記構成要素（ｉ）−（ｖｉ）の少なくとも１つを制御することをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
84. 調整可能な設定点を有する前記ガスソース容器にまたはその中に圧力調整器を配置し、該圧力調整器の調整可能な設定点を調整して、ガスの所定の分配速度を得ることを含む、請求項４５に記載の方法。
85. 前記ガスソース容器が半導体処理ガスを収容する、請求項４５に記載の方法。
86. 前記ガスソース容器が、アルシン、ホスフィン、ジボラン、塩素、ＢＣ１_３、Ｂ_２Ｄ_６、六フッ化タングステン、フッ化水素、塩化水素、ヨウ化水素、臭化水素、ゲルマン、アンモニア、スチビン、硫化水素、セレン化水素、テルル化水素、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素、ＮＦ_３、および有機金属化合物からなる群から選択されたガス、炭化水素ガス、水素、窒素、一酸化炭素、および希ガスハロゲン化物を収容する、請求項４５に記載の方法。
87. 前記ガスソース容器が、アルシン、ホスフィン、塩素、ＮＦ_３、ＢＦ_３、ＢＣ１_３、Ｂ_２Ｈ_６、Ｂ_２Ｄ_６、ＨＣ１、ＨＢｒ、ＨＦ、ＨＩ、六フッ化タングステン、および（ＣＨ_３）_３Ｓｂからなる群から選択されたガスを収容する、請求項４５に記載の方法。
88. ガス分配アセンブリにおいて、
    （ａ）ガスを過圧に保持するためのガスソース容器であって、前記容器におけるまたはその中の少なくとも１つの圧力調整器と、前記容器に結合されたフロー制御弁とを有し、前記ガスソース容器から放出されたガスが前記フロー制御弁を通して流れる前に前記少なくとも１つの圧力調整器を通して流れるように、前記少なくとも１つの圧力調整器および前記フロー制御弁が配置されるガスソース容器と、
    （ｂ）前記ガスソース容器からのガスを収容するように配置され、ガスを分配するためのガスフロー回路を備えるガスマニホルドと、
    （ｃ）前記容器のガスが使い尽くされたときに前記ガスソース容器の交換を可能にするために、ガスを前記ガスフロー回路から除去するための手段と、
    を具備するガス分配アセンブリ。
89. ガスマニホルドと選択的なフロー関係で結合されたガスソースを運転する方法であって、前記ガスマニホルドが、ガスを使用するゾーンにガスを放出するためのフロー回路を含み、前記方法が、ガスソース容器におけるまたはその中の圧力調整器と前記容器にフロー関係で結合されたフロー制御弁とを有する過圧のガスを収容するガスソース容器を前記ガスソースとして使用することを含み、前記容器から分配されたガスが前記フロー制御弁を通して流れる前に前記圧力調整器を通して、前記ガスマニホルドに流入するように、前記圧力調整器および前記フロー制御弁が配置され、前記圧力調整器が、前記ガスソース容器内の過圧のガスの圧力を実質的に下回るガス圧力を前記マニホルドに供給するように構成かつ配置される方法。
90. ガスを半導体プロセスに分配するためのガスマニホルドにガス供給関係で結合された圧力調整式ソースガス容器を含むガス分配システムであって、前記マニホルド内のガス圧力が、前記圧力調整式ソースガス容器内のガス圧力よりも少なくとも４０％低く、前記圧力調整式ソースガス容器が、該容器内の前記ガスを保持するための内部容量を画定するコンテナと、該コンテナに装着されたヘッドアセンブリとを備え、前記圧力調整式ソースガス容器が、前記コンテナの内部容量の内部に配置されたガス圧力調整器を含み、前記ヘッドアセンブリがフロー制御弁を含み、前記圧力調整式ソースガス容器から前記ガスマニホルドに流れたガスが、前記ヘッドアセンブリの前記フロー制御弁を通して流れる前に前記ガス圧力調整器を通して流れ、前記ガス分配システムが、圧力調整されないソースガス容器を含む対応するガス分配システムに関して、次の特性、
    （Ｖ）より小さなサイズのソースガス容器、
    （ＶＩ）低減された通気ガス要件、
    （ＶＩＩ）増大されたオンストリーム分配能力、
    （ＶＩＩＩ）耐用寿命の延長、
    の少なくとも１つを有するガス分配システム。
91. 前記ガスマニホルドがガス圧力調整器を含む、請求項９１に記載のガス分配システム。
92. 前記ガスマニホルドの前記ガス圧力調整器が、約３０〜約７０ｐｓｉｇの範囲の設定点圧力を提供するように調整可能である、請求項９２に記載のガス分配システム。
93. 前記ガスマニホルドの前記ガス圧力調整器が、約４００〜約６００トルの範囲の設定点圧力を提供するように調整可能である、請求項９２に記載のガス分配システム。
94. 前記ガスマニホルドが、前記圧力調整式ガスソース容器と前記ガスマニホルドとを互いに分離するように選択的に作動可能であるマニホルド遮断弁を含む、請求項９２に記載のガス分配システム。