JPH1043575A - 高流速における超高純度気体のバルク輸送 - Google Patents

高流速における超高純度気体のバルク輸送

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JPH1043575A
JPH1043575A JP9037969A JP3796997A JPH1043575A JP H1043575 A JPH1043575 A JP H1043575A JP 9037969 A JP9037969 A JP 9037969A JP 3796997 A JP3796997 A JP 3796997A JP H1043575 A JPH1043575 A JP H1043575A
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vessel
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conduit
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− マリー・フリート ジャン
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 高気体流速における超高純度ESG の気体分配
の問題を解決する方法およびシステムを提供する。 【解決手段】 圧縮液化気体容器２、前記圧縮液化気体
容器２内の内部熱交換機１２、前記容器２から供給を入
手し、ESG ８をプロセスに輸送するところの気体供給導
管１８、および前記容器２の導管１８下流付近である
が、前記プロセスの上流に有効に配置される外部熱交換
器３０を具備するシステム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に、特に高流
速又は高く変化する流速におけるいくつかの電子特殊製
品用超高純度気体の輸送(delivery)のための方法および
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】超高純度電子特殊気体(ultra-high puri
ty electronics specialty gases、以下電子特殊気体を
ESG という) は、集積回路装置の製造に必要である。
【０００３】現在、超高純度は、いずれもの揮発性分
子、特にＨ2 Ｏが１００ppb （１０億分の１）よりも少
なく、通常の条件下にある気体１リットル当たり０．３
マイクロメートルよりも大きいサイズの粒子濃度が１よ
りも少なく、および１つの元素当たり１ppb （原子単位
で１００億分の１）よりも少ない金属不純物という不純
物濃度に換算して規定される。圧縮気体シリンダー内へ
ESG を封入する従来の技術においては、そのような結果
は、特別の注意を払って通常達成された。特に、ESG に
対して極めて安定な選択された材料および表面の使用、
および（腐食を促進させ、したがって粒子又は金属汚染
物を促進させるところの）いずれものこれらの表面上の
表面水分の存在を厳格に排除することである。さらに、
機械的摩擦による又は腐食による粒子発生のない気体流
制御部品（弁、減圧機、流れコントローラ）の選択がよ
い習慣であり、その後の注意深い動作手順が、要求され
る全ラインの表面の清浄さを確かにすることに役立つ。
ささいなことであるようであるが、上で規定した超高純
度ESG を使用の地点に輸送することを許容するようなシ
ステムの実際の遂行は、実際には極めて微妙であり、特
殊なノウハウを含んでいる。例えば、Ｈ2 Ｏおよび金属
ハロゲン化物のようないくつかの不純物は、実際上は、
例えばＨＢｒと表面金属酸化物、特にＭｎ又はＦｅ酸化
物との間の反応により、システム自体に発生し得、実際
の使用において、上述の注意を無効にする。
【０００４】多くのESG において、蒸発熱力学の原理に
よれば、高圧気体−液相平衡にある気体相は、高純度で
あろうこと、例えばHaase et al., J. Physik. Chem.,
37,210 (1963)により示され、ここに譲受人により確認
されたように、気体相および液相が共存する高圧システ
ムにおけるＨＢｒの気体相中に見いだされるＨ2 Ｏが１
ppm 未満であることを認識することが重要である（図１
を参照のこと）。
【０００５】しかしながら、相平衡特性を実際に利用す
ることの困難性は、実際の利用においては圧縮された気
体シリンダーから抜かれる高い気体流速又は高度に変化
する気体流速故に、圧縮された気体−液体システムの温
度および圧力が広範に変化する場合のような通常の実際
の使用条件から発生する。このことは、実際の利用条件
下において、蒸発熱は、外的熱供給により補償(compens
ate)されないことが頻繁であるという事実から生じる。
すなわち、全体の圧縮気体−液体システムは極めて顕著
に冷却するので、気体−液体相平衡の条件を完全に、そ
して度々好ましくなく変化させる。より大きい流速にお
いては、液相ESG は、抜かれるESG の気体流とともに同
伴し得さえする。
【０００６】流れる気体を追加して冷却する源は、例え
ば、弁、圧力調整装置又は他の部品内において遭遇する
ような狭められた開口部を通過するジュール−トンプソ
ン膨張による。そのような部品は、圧力および温度変化
を導入し、これは、気体相からの液相液滴又はアエロゾ
ル(aerosol) の追加の凝縮を導き得る。ＨＢｒ−Ｈ2Ｏ
相図によれば、そのような液相液滴は、Ｈ2 Ｏ濃度が高
く富化され得、したがって、これは、液体が金属表面に
接触する場合に、（そのような液滴を含有しない）気相
が金属表面に接触する場合のそれよりも強い腐食を導く
であろう。これにより、粒子および金属汚染物が導入さ
れるだけではなく、先に説明した反応により金属表上に
形成される金属ハロゲン化合物を含む吸着−離脱現象に
より気体流の組成も修飾される。この問題は、例えば、
管入り口に特に、蒸気相からＨ2Ｏを除去する清浄機を
導入することにより、また狭められた開口部の出口にお
いて周囲の温度になるように、狭められたサイズの開口
部を気体が通過する前に予熱することにより、部分的に
解決されてきた。しかしながら、圧縮気体の冷却および
その結果起こるアエロゾル含有気体相および液相液滴の
蒸発は、特に、シリンダー出口弁および他の制御装置の
近辺において、液化圧縮容器から抜かれる気体流速が高
い場合、上記の技術により完全に回避することはできな
い。
【０００７】気体−液体界面から蒸発した液相液滴は、
準安定(metastable)であるが、実際は長い寿命で存在
し、気体分配ネットワーク内において蒸気相内に有効に
転換することが困難である。したがって、液相液滴は、
気体分配ネットワークの大きい部分に影響を与える。な
ぜならば、液相液滴は、金属表面上に沈着した場合に金
属表面に対して、同じESG の気相のそれよりも非常に高
く腐食性だからである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】要約すると、 ・通常（例えば、HBr 、HCl 、Cl2 、NH3 、BCl 3 のよ
うな気体について１分当たり１００〜５００標準リット
ル(slm) ）よりもずっと速い気体流速において、実質的
に一定の組成の気体流を圧縮液化気体容器から抜き取る
ことを保証し、 ・圧縮液体−気体界面から発生する準安定圧縮気体アエ
ロゾルの発生をおさえ、および ・ジュール−トンプソン膨張による冷却現象を補償し、
よって、気相における液滴生成および気体分配システム
全体内の望ましくない結果を回避する方法およびシステ
ムが入手し得るならば有利であろう。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、高い気
体流速にある超高純度ESG の気体分配についての上記問
題を解決し得る方法およびシステムが提供される。本発
明の第１の側面は、圧縮液化気体容器、前記圧縮液化気
体容器内の内部熱交換機、前記容器から供給気体を運搬
しおよびESG をプロセス(process) へ送る気体供給導
管、前記導管が流れ制御部品および減圧部品をその内部
に有し、並びに前記容器の導管下流付近であるが、前記
供給導管における前記流れ制御部品および減圧部品の上
流に有効に配置される外部熱交換器を具備するシステム
である。
【００１０】内部熱交換機は、容器内の液体−気体界面
の温度を本質的に一定に保つために機能し、一方、外部
熱交換機は、第１に、流れる気体相中に液体相が生成す
ることを防止するために、いずれもの狭められた開口部
前において気体を予備加熱するために機能し、第２に、
容器から高流速で流れる気体により同伴され得るいずれ
もの準安定液滴を有効に気化させるために機能する。内
部熱交換機用電力は、好ましくは、システムの使用者に
より所望される実際の気体流速に従いコンピュータによ
り制御される。流れ測定手段が気体供給導管内に配置さ
れ、加熱電力は容器内の液体の蒸発エネルギーの計算に
基づいて実験的に調整される。手順(procedure) の有効
性は、本質的に一定であるべきところの容器内の圧力の
測定値により制御される。容器は、好ましくは、化学物
質を液体として維持するために容器に要求される圧力を
導き得る(conductive)形を有する。好ましくは、容器
は、液体−気体界面についての極大面積および他の技術
的側面を考慮して設計された、溶接された、円柱状容器
である。
【００１１】いずれもの開口部、他の流れ制限部品又は
減圧部品の前に気体を予備加熱することは好ましい。圧
縮液体−気体界面の温度よりも低い温度に到達するいず
れもの地点を排除するように、気体供給導管全体の熱制
御も好ましい。
【００１２】本発明のシステムにおいてESG にさらされ
る全ての材料は、ESG がこれらの表面に対して実質的に
不活性であるように選択される。さらに、特に、システ
ム内に周囲の空気が侵入することにより促進されるかも
しれないシステムの内部金属表面上に吸収および／又は
吸着される水分のいずれもの痕跡を排除するために、表
面清浄および乾燥手順がこれらの表面をESG にさらす前
に行われる。
【００１３】本発明のシステムおよび方法は、HBr 、HC
l 、NH3 又はCl2 を１分当たり１００〜５００標準リッ
トル(slm) のように、超高純度ESG を高流速に供給する
ことができる。同じ原理を他のESG(SiH 2 Cl2 、WF6 、
BCl 3 ) に異なる熱および流速状態(regime)において適
用する。
【００１４】
【発明の実施の態様】圧縮液化ESG は、使用の地点にお
いて、例えば、タイプ３０４およびタイプ３１６ステン
レス鋼又はハステロイ(Hastelloy) 又はニッケル又はコ
ートされた金属、例えばジルコニウムコートされた炭素
鋼容器のような、ESG と厳密に非反応性であるところの
材料製高圧容器である容器中に移動され貯蔵される。容
器内にESG を導入する前に、容器は、好ましくは、配置
される加熱器を用いて約８０から１２０℃にわたる温度
に容器全体を加熱するとともに、好ましくは、高純度不
活性気体を真空と高圧との交互のサイクルにより一回又
はそれ以上パージ(purge) される。したがって、容器は
真空および１００bar までの圧力の両者に耐える必要が
ある。容器の典型的な動作圧力は、約２ないし約１００
bar 、より好ましくは６ないし６０bar にわたる。
【００１５】好ましくは、ESG は、気体相又は液相流れ
のいずれかを用いて母タンクから高圧下の容器内に移動
充填される。この移動充填により、ESG を浄化する他の
手段を提供する。なぜならば、ほこりおよび粒子物質
は、母タンク中に残留する傾向があるからである。好ま
しくは、移動は、もし必要であれば、外部および／又は
内部熱交換機を用いて容器を低温(cryogenic temperatu
re) に冷却することにより補助される。好ましくは、容
器は、「現場」、すなわちESG の安全な取り扱いのため
に設計された建物内にあるESG が用いられるであろう場
所に近接する場所に配置される。特に、好ましくは、前
記建物は、思いがけない漏れの発生の場合に備える自動
気体感知器および非常緩和システムを具備する。
【００１６】容器は、気体供給導管内に所望されるよう
に配置される減圧器、弁、圧力感知器および流れメータ
を１個又は数個を用いる導管システムを経由して、ESG
の使用場所に連結される。好ましくは、これらの全て
が、容器として好適であると先に言及した材料を用い
て、ESG に対して非反応性材料から製造される。
【００１７】全導管ネットワークは、ネットワーク温度
を気体−液体界面の温度をちょうど越える温度に、好ま
しくは少なくとも５℃の差に制御するように設計された
外部熱交換器を備える。導管ネットワークをESG にさら
す前に、導管ネットワークは、全導管ネットワークが約
８０から１２０℃に変化する温度に加熱されるととも
に、高純度不活性気体（例えばppb 純度窒素）により注
意深くパージされる。高気体流速（ここでは１分当たり
約１００〜５００標準リットル(slm) と規定される）に
おいても相図平衡熱力学により予想される液体−気体生
成特性を完全に利用するために、内部熱交換器を好まし
くは容器の頂部に配置し、界面を放射エネルギー移動お
よび容器内の気相による熱伝導の両者により加熱するこ
とにより、液体−気体界面は本質的に周囲の温度（約２
０〜２５℃）に維持される。好ましくは、熱エネルギー
は、システムから出る気体の用いられた流速に従い、蒸
発（蒸発性冷却）のエネルギーを補償するようにコンピ
ュータ制御される。
【００１８】容器内の圧力は、圧縮液化ESG の使用の全
期間中に本質的に一定であるようにモニターされる。容
器圧力のいずれもの観察される有意な変化は、コンピュ
ータ制御又は手動のいずれかにより加熱エネルギーを変
化させることにより補正される。
【００１９】好ましくは、容器の形は、熱源から液相内
へのエネルギー移転を最適化するように、液相−気体相
界面の面積を高めるように設計される。（垂直状のおよ
び水平状の）円柱状容器、さらには球状容器が望まし
い。
【００２０】さらに、多くの蒸発した気体流れによる液
滴の非平衡同伴の場合のために、熱交換器は、もし熱交
換器がなければ液滴が容器から出るであろう前に、全て
の液滴を気化させるように設計される。
【００２１】熱交換器のための熱源は、金属製コイル中
を循環する液体熱移動媒体によるか、又は例えば、THER
MOCOAXの商品名で知られるもののような金属製コイル内
に埋め込まれたヒーターを用いる電気的加熱により保証
される。いずれの場合にも、金属製コイルは、ステンレ
ス鋼、ハステロイ、ニッケル又は考慮される特定のESG
に対して最適に選択された合金のような腐食耐性合金製
である。液体がエネルギーを提供する場合、液体熱移動
媒体は、その熱特性によってのみならず、思いがけない
漏れの場合における安全面によって、考慮される特定の
ESG に対するその化学的安定性によって選択され、例え
ば、液体グリコール又はシリコンオイルである。液体熱
移動媒体は、取り扱われるべき特定のESG に最終的に依
存して選択される。
【００２２】本発明のESG 分配システム全体の温度は、
そのいずれの部分も圧縮ESG 容器内の気体−液体界面の
温度、すなわち容器の周囲の温度（約２５℃）よりも低
くならないように熱制御される。このことは、特に、い
ずれもの狭められたサイズの開口部又は他の圧力低下促
進部品により、システム内においていずれもの気体膨張
が起こる前に過剰の熱エネルギーを提供することに関連
する。実際には、所望する気体流速および取り扱われる
べき特定のESG に依存して、好ましくは、容器圧力は、
単一の減圧器による冷却効果を最小にするために、連続
工程において所望する使用圧力にまで下げられる。
【００２３】さて、図を具体的に参照する。図２は、本
発明のシステムの概略の断面図である。シール６により
容器ベースにシールされる蓋４を有する容器２は、ESG
８を保持している。ESG ８は、入り口導管１０を通り容
器にあらかじめ入っている。シール６は、金属又は金属
コートされたガスケットであり、ニッケル又は適切な腐
食耐性合金から構成される。内部熱交換器１２は、有利
には、容器２の上部付近に位置し、ハンガー１４および
１６により蓋４に物理的に据え付けられている。気化し
たESG は、容器２を出て、導管１８を通り流れる。導管
１８は、その内部に減圧手段２０および２２、さらには
流れ制御弁２４を有する。気化したESGは、好ましくは
半導体処理器具への入り口地点を表すところの２６を出
る。圧力は、圧力感知装置（Ｐ）を用いてモニターされ
る。
【００２４】導管１８および関連する流れ部品２０、２
２および２４は、典型的には例えばガラスウール絶縁体
のような通常の既知の絶縁体２８を用いて絶縁されてい
る。導管１８および部品２０、２２および２４が接近し
た場所に外部熱交換器３０がある。外部熱交換器３０
は、先に説明したような、その中を液体熱移動媒体が通
過するところの金属製コイルであるか又は金属製コイル
中に埋め込まれた電気的加熱要素である。
【００２５】内部熱交換器１２は、エネルギー源３２を
具備している。エネルギー源３２は、電流又は上述した
ような他の温度管理された熱移動媒体のいずれかであり
得る。内部熱交換機１２は、気体−液体界面３６が、分
配されたESG に依存して一定の温度に容易に維持される
ように、特定の容器形状に対して有利な形状を有するこ
とが好ましい。熱交換器１２は、複数の貫通穴１３を有
し、貫通穴１３は、気化したESG が容器２から流れ出る
ことを許容する。好ましくは、熱交換器１２は、フィン
１５又は熱移動を高めるところの他の表面も有する。熱
源３２がコンピュータ手段（図示せず）に連結され、気
体液体界面３６が一定温度に維持されていることも好ま
しい。これは、好ましくは、導管１８を通過するESG の
流速を検知し、かつ比例定数を用いて蒸発熱を補償する
ために必要な熱インプットを計算し、測定したESG 流速
を生むことにより、内部熱交換器１２に必要な熱インプ
ットを計算することにより実験的に達成される。容器内
部の圧力をモニターすることは、二次的制御測定値とし
て用いられる。
【００２６】圧力解除弁３４も、システムの過剰な加圧
およびシステムの悲劇的な失敗を防止するためにシステ
ム内に具備される。本発明のシステムには、好ましくは
ESGサンプリング地点３８も具備する。ESG のサンプル
は、３８の地点において集められ、その場で不純物（金
属、水蒸気等）を分析されるか、又はサンプルは、例え
ば、１９９６年３月１日に出願された合衆国出願番号08
/609,836(ID279/95)に開示されるようなポータブル気体
サンプリング装置により現場外の分析実験室に運ばれる
こともできる。この接続およびそれと同様の他のもの
は、当技術において知られているように、システムを不
活性ガスで満たし、システムをパージするために用いら
れ得るが、そのような技術は本発明の一部分ではない。
【００２７】図３は、図２に説明されるシステムの部品
を部分的に削除した平面図である。図３において、内部
熱交換器１２の周囲形状は、容器２の内部形状に接近し
て沿っていることを明確に指摘することができる。すな
わち、内部熱交換器１２の周囲は、容器２の内側と接近
している。
【００２８】上述した本発明の方法およびシステムによ
り、ここで規定する高い流速又は高く変化する流速にお
いて（好ましくは連続的に）超高純度ESG の使用地点に
おける輸送を可能にし、全分配システムの故障のない連
続作動と腐食の点における完全さを維持することができ
る。このことは、ESG 微小汚染物質の制御の点だけでな
く、腐食の排除と腐食から生じる全システムの安全性お
よびスムーズな作動に関する望ましくない結果の排除の
点から好ましい。
【００２９】所望するならば、完全な品質保証のために
清浄剤およびフィルターを本発明の分配システム内に導
入することができるが、もし上述の手順が厳密に実施さ
れたならばこれらは必要ではない。
【００３０】結局、圧縮液化ESG のバルク輸送システム
を用いることにより、高圧液化気体容器からの例えば、
HCl 、HBr 、Cl2 のような高流速（１００〜５００slm
）の超高純度ESG が記載されている。これは、第１
に、液体が気体になる際の液体の蒸発性冷却を補償する
ために、内部熱交換機を使用することにより気体−液体
界面を一定の温度（周囲の温度）に維持することによ
り、気相を圧縮液相と比較して精製することにより達成
される。第２に、外部熱交換機により気体を温度制御し
た導管内を流すことにより、そのような高気体流速故に
形成され得るところのいずれもの準安定アエロゾルが低
減されるか又は排除される。
【００３１】超高純度気体ESG は、分配システム全体
（導管、弁等）が、圧縮気体容器の温度よりも高い温度
に常に維持されるように分配システム全体の温度を制御
することにより、純度低下することなく使用の地点に移
動される。気体が減圧器、弁又は他のシステム部品内を
通過することにより起こり得る気体のいずれもの膨張の
前に、過剰の熱エネルギーが供給される。これにより、
望ましくない冷却と最終的には気相内の液相の生成を防
止する一方で、気相が分配システム内を流れ、もって腐
食現象、特に液滴沈着により促進される腐食を防止す
る。これにより安全性が上昇し、製造プロセスの生産性
が改良される。
【００３２】本発明の適切かつ安全な作動のために、加
圧容器および全ての導管、弁、開口部等は、好ましく
は、ステンレス鋼、ハステロイ、ニッケル等のような高
い腐食耐性合金から構成される。寄生腐食(parasitic c
orrosion) を避けるために、いずれものESL およびESG
にさらす前およびさらす後に高純度不活性ガスパージを
用いて高温（約８０〜１２０℃）に初めにさらすことに
より、いずれもの吸着された水分をこれらの合金の表面
から除去することが非常に好ましい。
【００３３】上述した、使用の地点におけるESG の高流
速、超高純度輸送の故障のない作動に加えて、大量供給
することは、二次汚染および失敗又は機能不全に対して
頻繁に責任のあるきわどい作動であるとして周知である
ところの容器の遮断および再連結の頻度を低下させる利
点を有する。
【００３４】適切な熱および流速状態によりスケーリン
グ(scaling) することにより、同じ原理が他のESG に適
用される。
【００３５】本発明を以下の実施例を参照してさらに説
明する。ここで、全ての部および百分率は、別段の断り
がないかぎり重量によるものである。
【００３６】
【実施例】上述の技術がいくつかの気体について実証さ
れたが、HBr を一例として示す。
【００３７】１０ないし１５０リットル／分の範囲の気
体流速におけるHBr を用いる実験を以下に記載する。
【００３８】容器は、使用および導管の地点に設置さ
れ、全ての金属部分が８０ないし１２０℃に加熱される
とともに、この容器とバルク源容器（母タンク）との間
の移動導管および容器の両者は、超高純度不活性気体(p
pb純度窒素）を用いる真空−圧縮を繰返すサイクルによ
り注意深くパージされる。
【００３９】次に、容器は、液体窒素を用いて約−１９
５℃に冷却され、電子部品グレード液化HBr が、周囲の
温度に維持されるHBr のバルク源、例えば３５bar 圧力
下の大サイズシリンダーから、そのように冷却された容
器内に流される。容器内に取り込まれないところの過剰
のHBr 気体は、適切な研磨装置(scrubbing device)内で
破壊される。
【００４０】容器に具備される弁は閉じられ、次いで、
容器は、室温にされ、その結果容器圧力は約２５bar に
なる。
【００４１】移送手順について上で説明したのと同様
に、容器出口弁と使用の地点との間の導管全体は、真空
−圧縮サイクルパージされるとともに、管は８０〜１２
０℃に加熱される。
【００４２】次に、気体は、容器の上部に位置する熱交
換器の制御された加熱により、容器内において維持され
る約２０bar のおおむね一定圧力下に容器から使用の地
点へ流れる。
【００４３】１分当たり１０ないし１５０リットルでHB
r 気体を輸送するようなシステムを用いることにより、
気体供給の初めの数分を除いた気体が流れている全期間
中、Ｈ2 Ｏ濃度、粒子濃度および金属不純物濃度の点に
おいて超高純度である気体を使用の地点に輸送すること
ができる。また、容器が完全に液相を消耗されることを
回避するために、消費されたHBr の量は、詳細にモニタ
ーされる。なぜならば、圧縮容器内の液体相が消失する
まで気体が消費される場合、不純物濃度が急激に上昇す
ることが知られており、またここでも再び観察されたか
らである。
【００４４】容器の液体相が完全に空になる前に、流れ
は停止され、供給は、第２の同一容器に切換えられる。
【００４５】使用された容器は、研磨装置により完全に
空にされ、次いで、繰返される真空−圧縮サイクルによ
り高温において再び注意深くパージされる。システムが
完全にパージされたことを確認した後に、湿洗浄および
シーリング部品の取替えのために容器は解放される。
【００４６】厳密に上述の手順、特に、解放空気にさら
される前および後のいずれもの金属表面の厳密なパージ
ングに従うことにより、管および容器全体の腐食が本質
的に妨げられ、したがって、分配される気体の汚染物質
の点における望ましくない結果を妨げる。
【００４７】したがって、技術全体により、長期間故障
のない高流速における超高純度ESGの輸送ができる。更
なる利点は、従来のシリンダーESG 分配において共通す
る失敗の主な理由であるとして知られているところの、
容器交換連結およびそれにより発生する周囲の大気へさ
らされる危険の数を減らすことである。
【００４８】バルク圧縮液化HBr 容器から輸送されるHB
r 内の不純物濃度が、輸送される気体の量の関数として
図４に概略的に表わされている。
【００４９】本発明のさらなる修飾は、当業者により考
えられ、それらの修飾は、請求項の範囲内にあると考え
られる。請求項は、具体的に説明した態様に限定される
ことを意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】HBr −Ｈ2 Ｏシステムの相図。
【図２】本発明のシステムのプロセス概略流れ図（側の
高さが低められている）。
【図３】一部分削除された図２のシステムの断面図。
【図４】輸送時間又は輸送量の関数としてのESG 中の典
型的不純物を表す図。
【符号の説明】
２…容器、４…蓋、６…シール、８…電子特殊気体(ES
G) 、１０…入口導管、１２…内部熱交換器、１４、１
６…ハンガー、１８…導管、２０…減圧手段、３０…外
部熱交換器、３４…圧力解除弁、３６…液体気体界面

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液体の形態から超高純度気体の輸送をす
    るためのシステムにおいて、前記気体が高流速又は高く
    変化する流速において供給され、前記システムが、 圧縮液化気体容器と、 前記圧縮液化気体容器内の内部熱交換器と、 前記容器からの供給を運搬する気体供給導管と、 前記容器と気体供給導管との近辺に配置される外部熱交
    換器とを具備し、並びに同伴される液滴が前記導管内に
    入ることおよび前記導管内に生成することが前記内部熱
    交換器および外部熱交換器により防止されるシステム。
  2. 【請求項２】 前記輸送される気体が、HCl 、HBr 、Cl
    2 、NH3 又はその気体の気体相と液体相との間で危険な
    不純物を精製することを相図により予想することのでき
    るところの他の気体である請求項１記載のシステム。
  3. 【請求項３】 前記内部熱交換器が、前記容器の頂上付
    近に配置される請求項１記載のシステム。
  4. 【請求項４】 前記容器が、前記容器内の液体と気体と
    の間の界面面積を極大化する形状を有する請求項１記載
    のシステム。
  5. 【請求項５】 前記熱交換器が、前記気体供給導管を前
    記容器の温度よりも高い温度に維持するように適応して
    いる請求項３記載のシステム。
  6. 【請求項６】 前記外部熱交換器が、前記容器の温度よ
    りも全ての位置において少なくとも５℃高い温度に前記
    気体供給導管を維持するように適応している請求項５記
    載のシステム。
  7. 【請求項７】 前記気体供給導管が、少なくとも１つの
    減圧手段をその中に有する請求項１記載のシステム。
  8. 【請求項８】 前記液体および気体と接触するシステム
    の全ての部品が、ステンレス鋼、ハステロイ、ニッケル
    およびそれらの組み合わせからなる群から選ばれる材料
    製である請求項１記載のシステム。
  9. 【請求項９】 前記内部熱交換器が、前記システムから
    の気体の流速に従って蒸発エネルギーを補償するように
    制御されるコンピュータに適応している請求項１記載の
    システム。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載のシステムを用いて半導
    体製造場所に気体を高純度および高流速（少なくとも約
    １００slm ）に供給する方法において、 ａ）真空と高圧とを交互におこなう高純度不活性気体サ
    イクルを１回又はそれ以上用いて、前記容器および気体
    供給導管をパージする行程と、 ｂ）気体−液体界面を有するために十分な前記容器の圧
    力を維持しつつ、気体又は液体流れのいずれかを用いて
    所望の化学物質を母タンクから前記容器に移送充填する
    行程と、 ｃ）前記液体−気体界面をおよそ周囲の温度に維持し、
    前記気体供給導管を通り前記容器から気体が逃避するこ
    とを許容する工程と、 ｄ）前記外部熱交換器を用いて前記逃避する気体を加熱
    し、もって前記化学物質の非平衡同伴液滴の存在を実質
    的に減らす行程とを具備する方法。
  11. 【請求項１１】 工程（ｃ）および（ｄ）の間、前記導
    管が、前記容器の温度よりも高い温度に維持される請求
    項１０記載の方法。
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