KR20050085494A - 직각 평행육면체 유체 저장 및 분배 용기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직각 평행육면체 형태를 갖는 유체 저장 및 분배 용기를 포함하는 유체 저장 및 분배 장치, 및 상기 유체 저장 및 분배 장치 및/또는 벤트된 가스 캐비넷 내 포인트-오브-유스 배기 가스 스크러버를 포함하는 통합 가스 캐비넷 어셈블리에 관한 것이다. 물리적 흡착제 및 화학적 흡착 매질들을 이용하여, 가스 캐비넷은 그로부터 공급되는 공정 가스가 유독하거나 위험한 경우와 같은 작동에 있어서 안전성을 높일 수 있다.

Description

직각 평행육면체 유체 저장 및 분배 용기{RECTANGLUAR PARALLELEPIPED FLUID STORAGE AND DESPENSING VESSEL}
본 발명은 직각 평행육면체 형태의 유체 저장 및 분배용기를 포함하는 유체 저장 및 분배 장치와 상기 유체 저장 및 분배 장치를 포함하는 통합 가스 캐비넷 어셈블리에 관한 것이다.
흡착에 기한 유체 저장 및 분배 장치는 최근 몇 년 동안 반도체 제조에 적용되어 다양한 반도체 제조 유닛 작동에 가스 공급기로서 이용되었다.
상기 반도체 제조 공정의 예로는 제한없이 보론 트리플루오라이드(boron trifluoride), 아르신(arsine), 포스핀(phosphine) 및 디보란(diborane)과 같은 기체상 반응물을 사용하는 이온주입; 다양한 유기금속 전구체 반응 가스(organometallic precursor reagent gases)의 이용하는 금속을 함유한 필름의 화학 증착(chemical vapor deposition of metal-containing films); 및 실란(silane) 및 할로실란(halosilane)가스와 같은 실리콘 소스 반응물을 활용하는 실리콘 이중막 (SOI(silicon-on-insulator)) 광학전자(optoelectronic) 디바이스 구조물의 제작을 포함한다.
상업적으로 이용가능한 흡착을 기초로한 유체 저장 및 분배 장치는 ATMI사(Danbury, CT) 및 Matheson Gas Products사(Parsippany, NJ)로부터의 상표 SDS® 및 SAGE® 하에 이용가능한 가스 소스 시스템을 포함한다. 상기 시스템은 전형적으로, 분자로 된 시브(molecular sieve)(알루미노규산염(aluminosilicate)), 예를 들어 저장될 유체의 흡착 친화도를 갖는 탄소 또는 다른 물질을 활성시키고 가스 실린더 용기로부터 선택적으로 분배되는 고체상 물리적 흡착 매개물(solid-phase physical adsorbent medium)용 용기와 같은 전통적인 고압 가스 실린더 용기를 포함한다. 가스 실린더 용기는 흡착 파티클 베드(bed) 형태로 흡착 매개물을 갖고 있고, 상기 가스 실린더가 가스 저장을 위해 사용될 때의 높은 압력(예를들어, 1500-5000torr 또는 그 이상으로 정해진 압력)보다 전형적으로 훨씬 낮은 압력에서, 흡착 가스가 흡착된 상태로 흡착 베드(bed)에 유지되기 위해, 용기는 흡착가스로 채워진다.
상기 압력 수준은 용기로부터 공급될 중요한 가스 인벤토리를 허용했던 이후로, 고압 가스 실린더에 관한 선행기술에서는 가스 저장을 위해 실질적인 초대기압을 활용하였다. 그러나, 이 실질적인 가스 공급 용적은 가스가 압축된 높은 압력으로 저장함으로써 일어나는 위험 및 안전 염려가 수반된다. 드물게 기능불량 또는 손상된 밸브 해드로부터 가스 누출 또는 실린더 파열로 인하여 고압 가스 실린더는 압축된 가스가 용기 주변으로 신속하게 배출되기 때문에, 주위 대기로 가스가 방출되는 위험을 안고 있다. 이것은 반도체 제조공정에 적용되는 경우 특별히 문제되는 것으로, 보편적으로 많이 쓰이는 반응물 또는 세정가스는, 자연발화성의 또는 폭발적인 등 환경상 위험할 뿐만 아니라, 대기와 접촉되어 매우 유독하다.
상기 가스는 낮은 저장 압력, 예를 들어 대기중보다 낮은 400∼700torr 또는 가스 실린더에서 압축되어 높은 압력으로 저장되는 가스보다 훨씬 낮은 압력으로, 흡착 베드상에 유지되기 때문에, 상기에서 참고한 유형의 물리적 흡착에 기한 가스 저장 및 분배 용기는 가스 저장 시스템의 안전과 활용면에서 실질적인 진보를 가져왔다. 따라서, 드물게 용기 파손 또는 벨브 해드 작동 실패 경우에, 예를 들어 용기내 흡착 배드상에 포함되어 있는 가스가 대기중보다 낮은 압력으로 유지되는 경우 발산 배출율 같은 주변 대기로의 배출율은 매우 낮다. 이렇게 안전성을 높인 결과, 흡착에 기한 가스 저장 및 분배 용기에는, 압축된 가스 실린더의 전통적인 높은 압력에 의해 요구되는 것들보다, 수송 및 활용면에서 안전 시스템을 모니터링 또는 백업하는 기능을 가진 간편하고 좀더 저렴한 용기가 설비되었다.
물리적 흡착에 기한 가스 저장 및 분배 시스템의 이용에서, 분배는 용기의 내부 용적에 유지되는 물리적 흡착 매질로부터 가스의 탈착에 의해 수행되고, 탈착된 가스는 용기 밖으로 흘러나온다.
탈착은 압력차에 의해 수행가능하고, 용기 내부 압력보다 낮은 용기 외부에 상기 압력이 제공된다. 바람직하게, 또는 추가적으로, 탈착은, 흡착 가스와 물리적 흡착 매질 사이의 낮은 결합성의 연결을 분쇄시키기 위해, 물리적 흡착 매질의 가열에 의해 수행된다. 더한 분배 방식으로, 캐리어 가스를 통하여 흐르는 용기로부터의 수반하는 분배를 위해, 캐리어 가스 스트림으로 흡착 가스의 질량 이동을 수행하도록 흡착 가스상에 농도차를 주기 위해, 캐리어 가스는 가스 실린더 용기의 내부 용량을 통하여 흐른다.
전통적인 고압 압축된 가스 저장 및 분배에서 사용된 그리고 여태까지 물리적 흡착에 기한 가스 저장 및 분배 시스템에서 사용된 바와 같이, 가스 실린더 용기는 그 이름에서 의미하듯이, 원통형 형태를 한 용기로, 전통적으로 강철 또는 다른 합금으로 구성되어 있고. 상위 넥 개구부(upper neck opening)를 갖는다. 밸브 해드 어셈블리는 용접, 납질 또는 그와 유사한 기술에 의해, 넥 개구부와 연결되고, 바람직하게는 가스 실린더 용기의 내부 용량으로부터 반응물 유체의 플로우를 배출하도록, 플로우 통로에 장착된 움직이는 밸브 요소가 선택적으로 개방, 폐쇄가능한 것으로 플로우 통로 내 밸브 해드 블럭에 플로우 조절 밸브를 포함하고 있다.
밸브 해드는 자동 밸브 작동기인 핸드 휠(hand wheel) 또는 밸브 작동을 위한 다른 구조적 요소를 포함하고 있다. 밸브 해드는 배출에 관하여, 전형적으로 플로우 조절기에 조립되거나, 플로우 라인들(lines), 도관들(conduits), 집합체(manifolds) 등을 연결하는 다른 수단들을 갖추고 있다. 이는 가스가 밸브 해드 및 연결된 플로우 회로를 통해 용기로부터 사용할 로커스로 흐르도록 한다. 밸브 해드는 용기를 흡착 매질로 채우기 위해서, 또는 설치된 흡착 베드에 흡착가능한 가스를 채우거나, 용기를 정화하거나, 전처리로 용기내 흡착 매질을 건조시키는 등을 하기 위하여 선택적으로 추가적인 통로와 포트(ports)를 그 내부에 포함한다. 그리고 밸브 해드는 바람직하게 가스 저장 및 분배 시스템의 작동을 위해서, 적절한 분배, 모니터링, 인스트루멘테이션(instrumentation) 및 조절 디바이스와 연결되어 있거나 통합되어 있다.
상기에서 설명한 형태의 유체 저장 및 분배 장치는 그대로 참고로 편입되어 개시한, Glenn M.Tom과 James V. McManus의 발행된 미국 특허 5,518,528에 좀 더 상세히 기재되어 있다.
물리적 흡착에 기한 상업적 낮은 압력 가스 저장 및 분배 시스템에 구현된 용기는 고압 압축된 가스 저장 및 분배 장치에서 전통적으로 사용되었던 무거운 금속 실린더 형태를 유지해왔다. 흡착에 기한 시스템에서 무거운 금속 실린더의 사용을 고집하는 것은 여러가지 요소에 기인한다.
상기 실린더형 용기는 100년 넘게 사용되어 왔고, 일반적으로 가스의 저장, 운송, 분배에 관해 세계적으로 권위있는 자들에 의해 승인된 것이다. 이러한 용기들은 많은 제조자들의 다량 생산에 의해 쉽게 이용가능하다. 그것들은 상대적으로 저렴하고, 널리 인정된 것들이다.
이러한 요인에 부수적으로, 저장된 가스의 용량은 압력의 기능을 하므로, 최소 면적(즉, 원형) 횡단면 형태인 실린더형 용기는 다른 외형들에 비해 최소한의 스트레스와 변형으로, 높아진 압력 수준을 갖는 가스를 수용가능하다. 그러므로 그것은 용기내 가스 인벤토리를 최대화하기 위하여, 안전성을 고려하여 최고압력을 유지하도록 상기 용기를 활용할 수 있는 보편적인 응용인 것이다. 그래서 실린더형 용기는 높은 압력을 갖도록 "오버디자인(overdesign)"되었기 때문에, 상기 용기는 안전한 패키징으로 간주된다. 또한, 유독하고 위험한 가스가 관련된 경우, 이러한 안전한 패키징을 통해 조절된다.
모든 이유에서, 중금속 실린더형 용기는 물리적 흡착에 기한 가스 저장 및 전달 시스템에 표준 패키징이다. 이러한 사실에도 불구하고, 상기 용기는 다수의 관련 결점이 인정된다. 그것들의 오버디자인 때문에, 실린더 벽은 두껍고, 강철 또는 다른 구조적 금속의 제작으로 상기 용기는 무거운 중량을 갖는다. 그러므로 상대적으로 가벼운 용량물들에 비해, 운송에 있어 비싸다. 또한, 무거운 실린더 용기는 수직으로 세워진 형태이고, 이것은 직경 일반적으로 >> 1 이고, 그래서 움직이거나 설치하거나 교체하기에 너무 커서 어렵다.
그러므로, 물리적 흡착에 기한 가스 분배 및 저장 시스템에 있어서 새롭고 진보된 패키징이 본 기술분야에서 필요로 된다.
도 1은 본 발명의 하나의 구현으로, 파이프 밸브 연결(pipe valve connection)을 갖는 직각 평행육면체 유체 저장 및 분배 용기의 투시도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현으로, 플랜지 타입(flange type) 밸브 연결을 갖는 직각 평행육면체 유체 저장 및 분배 용기의 투시도를 나타낸 것이다.
도 3은 도 2 구조의 세부를 보여주는 직각 평행육면체 유체 저장 및 분배 용기의 정면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 구현으로, 본 발명에 따른 다수의 직각 평행육면체 유체 저장 및 분배 용기가 장착된 가스 캐비넷 어셈블리를 개략적으로 나타낸 것이다.
발명의 요약
본 발명은 그 위에 유체를 흡착적으로 보유하고 용기로부터의 분배를 위해 유체를 탈착할 수 있는 물리적 흡착제를 함유하는, 내부 용적을 가지는 유체 저장 및 분배 용기, 및 용기로부터 탈착된 유체를 분배하기 위하여 상기 용기와 결합되어 있는 분배 어셈블리를 포함하는, 수동적으로 운송가능한 유체 저장 및 분배 장치에 있어서, 상기 유체 저장 및 분배 용기는 직각 평행육면체 형태인 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치에 관한 것이다.
본 발명은 다음을 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리에 관한 것이다:
(a) 둘러싸인 내부 용적을 한정하고 캐비넷으로부터의 가스 분배를 위해 배치된 상기 내부 용적내 플로우 회로를 함유하는 가스 캐비넷; 및
(b) 상기 가스 캐비넷의 내부 용적에 장착되고, 플로우 회로에 관계된 가스 공급원에 연결된 가스 소스, 여기서, 상기 가스 소스는, 상기 유체 저장 및 분배 용기 각각이 상기 가스를 흡착하여 유지하는 물리적 흡착제를 함유하는 적어도 하나의 직각 평행육면체 형태의 유체 저장 및 분배 용기, 및 플로우 용기로부터 상기 플로우 회로의 상기 가스 분배를 위해 상기 유체 저장 및 분배 용기에 연결된 분배 어셈블리를 포함.
또한, 본 발명은 가스 캐비넷의 작동에 있어 용기의 교환을 위해 수동으로 운송가능한 적어도 하나의 가스 저장 및 분배 용기를 함유하는 가스 소스를 함유하는 가스 캐비넷을 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리의 풋프린트(footprint)를 감소시키는 방법에 있어서, 상기 가스 캐비넷은 그 위에 상기 가스를 흡착하여 보유하는 물리적 흡착제를 함유하고, 상기 방법은 직각 평행육면체 형태의 용기로 상기 적어도 하나의 가스 저장 및 분배 용기 각각을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 다음을 포함하는 낮은 압력에서 가스를 저장 및 분배하는 방법에 관한 것이다: 직각 평행육면체 형태를 갖는 수동으로 운송가능한 용기를 제작하는 단계; 상기 가스에 대하여 흡착 친화도를 갖는 물리적 흡착제를 용기내에 장착하는 단계; 상기 가스를 상기 물리적 흡착제에 흡착시키기 위해 상기 용기에 채우는 단계; 물리적 흡착제 및 흡착된 가스를 둘러싸고, 용기의 외부환경으로부터 이를 분리시키기 위하여, 상기 용기를 작동가능한 밸브가 있는 밸브 해드(valve head)로 밀폐하는 단계; 물리적 흡착제로부터 흡착된 가스를 탈착하는 단계 및, 가스 분배를 위해, 작동가능한 밸브를 통하여 용기로부터 가스를 흐르도록 하기 위하여, 밸브 해드에 작동가능한 밸브를 작동하는 단계.
또 다른 면에서, 본 발명은 가스 캐비넷의 작동시 흐르는 배기 가스가 통과하는 벤트된 가스 캐비넷을 포함하는 반도체 제조 시설의 배출 스크러버(exhaust scrubber)상에 남는 유체(fluid burden)를 감소시키는 방법에 있어서, 상기 방법은 세척가능한 오염물을 가스 캐비넷으로부터 제거하기 위하여, 가스 캐비넷으로부터 배기 가스를 배출하기 전에 가스 캐비넷 내 스크러빙 매질과 상기 배기 가스를 접촉시키는 단계 및, 가스 캐비넷으로부터 세척된 배기 가스를 배출하는 단계를 포함하되, 이에 의해 반도체 제조 시설의 상기 배출 스크러버에 의해 배출된 배기 가스를 처리할 필요가 제거되는 것을 특징으로 하는 방법에 관한 것이다.
다른 면에서, 본 발명은 다음을 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리에 관한 것이다: 둘러싸인 내부 용적을 한정하고 캐비넷으로부터 공정가스의 분배를 위해 배치된 상기 내부 용적내에 플로우 회로를 함유하는 벤트된 가스 캐비넷; 상기 가스 캐비넷의 내부 용적 내에 장착되고, 플로우 회로에 대한 가스 공급부와 연결된 공정 가스 소스; 상기 벤트된 가스 캐비넷으로 배기 가스를 공급하도록 배치된 배기 가스 소스; 상기 벤트된 가스 캐비넷으로부터 배기 가스를 배출하기 위한 배기 가스 배출구; 및 상기 벤트된 가스 캐비넷의 내부 용적에 장착되고, 상기 벤트된 가스 캐비넷으로부터 배기 가스 배출구를 통하여 배기 가스를 배출하기 전에 배기 가스로부터 세척가능한 오염물을 제거하도록 배치된 포인트-오브-유스 스크러버(point-of-use scrubber).
본 발명의 다른 관점, 특징 및 개략적인 구현은 뒤이은 개시와 청구항에 의해 좀 더 명백해질 것이다.
발명의 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 구현예
본 발명은 물리적 흡착제에 기한 유체 저장 및 분배 장치가 직각 평행육면체 구조를 갖는 유체 저장 및 분배 용기를 활용하여 제작된 발명에 근거한 것이다.
본 발명의 유체 저장 및 분배 장치에서 직각 평행육면체 구조 용기의 예기치 못한 장점의 해석을 배경으로, 이러한 단점을 극복하는 물리적 흡착제에 기한 유체 저장 및 분배 시스템을 위한 직각 평행육면체 구조를 구현하게 되었다.:(ⅰ) 직각 평행육면체 용기는 여섯 면을 갖고 있고, 만약 용기의 각 면이 분리된 부분일 경우 제작에 필요한 12개의 용접선(weld-line)을 갖고 있다(대조적으로, 실린더형 용기는 원통형의 말린 강철 스톡으로부터 선이 없이 형성되어 있다);(ⅱ) (ⅰ)에 따라, 직각 구조 용기의 제작 비용은 이에 상응하는 실린더형 용기보다 실질적으로 클 것으로 예상된다; (ⅲ) 직각 평행육면체 구조는 실린더형 구조 용기(상기 코너들이 없고, 대신에 용기의 내부 용적에 물리적 흡착 물질 베드를 둘러싸는 최소한 면적의 횡단면이 있다)와 비교해 볼 때, 접합선들에 수직으로 놓여진 벽들에 인접한 접합부분에 "예리한" 코너를 포함하고, 상기 흡착 베드는 코너에 반대로 "채워져"있지 않는다; 및 (ⅳ) "선이 없는" 실린더형 용기와 비교해 볼때, 서로에 대해 수직인 두 벽의 교차점은 직접적인 압력이나 힘에 의해 파열되기 쉬운 조인트(joint)를 형성한다.
그러나, 본 출원인은, 직각 평행육면체 구조가 이웃한 벽들의 교차점에 선들에 인접한 덜 촘촘하게 채워진 흡착 베드부분을 갖는 용기를 형성하지만, 그것은 다소 단점이 되고, 상기 흡착 베드부분의 낮은 밀도는 대량의 흡착 베드없이 흐르는 틈의 탈착 또는 비흡착 가스를 위한 높은 가스 플로우 전도 통로(conductance pathway)로서 유용하다는 것을 발견하였다.
또한, 정확하게 실린더형 용기는 최소의 횡단면 면적(cross-sectional area) 구조이고, 둘러싸는 벽 면적의 최소의 넓이를 갖기 때문에, 실린더형 용기내 벽에 "존재하는" 흡착제의 양은 최대화된다. 반대로 생각해보면, 실린더형 용기보다 직각 평행육면체 구조에서 횡단면상 흡착 베드에 인접한(이웃한)벽의 주변 영역이 훨씬 커진다. 직각 평행육면체 구조는 동일한 크기의 실린더형 용기보다 용기로부터 더 많은 가스 배출이 가능하도록 한다. 왜냐하면 흡착 베드에 이웃한 벽 면적은 비흡착 성격을 갖기 때문이다. 그리고 비율적으로, 실린더형 용기보다 직각 구조 용기내에서, 흡착 베드의 외부 가장자리에 더 많이 존재한다. 그 결과, 흡착 매질로부터 초기에 탈착된 후 다음에, 벽에서 탈착된 가스는 흡착 베드 내부에서 탈착된 가스경우보다 덜 재흡착된다.
또한, 직각 평행육면체 구조는 여기에 동시에 제출되어 함께 계류중인 미국특허출원 J.D. Carruthers의 "모노리틱(monolithic) 탄소 흡착제를 갖는 가스 저장 및 분배 시스템(Gas Storage and Dispensing System with Monolithic Carbon Adsorbent)"의 예에서 개시된 형태인 모노리틱 형태로 흡착제를 가지는 특별한 용도(utility)를 갖는다. 상기 문맥에서 쓰이는, "모노리틱"은 흡착 매질을 하나(unitary) 또는 블럭과 유사한(block-like) 형태를 의미하고, 이것은 비드(beads), 파티클(particles), 그래뉼(granules), 펠렛(pellets), 및 그와 유사한 정교하게 분할된 형태와는 대조되는 것으로, 일반적으로 다수의 상기 비드, 파티클, 그래뉼, 펠렛등을 포함하는 베드(bed)의 형태로 활용되었다. 그래서, 다수 정교하게 분할된 물리적 흡착제 구성요소의 베드 형태에서, 활성화된 흡착제의 빈 용적은 주요한 부분인 틈 또는 인터파티클(inter-particle) 및 성질면에서, 흡착 파티클의 밀도가 패킹(packing)되고, 면적, 형태에 따라 다양화된다. 대조적으로, 모노리틱 형태에서는, 활성화된 흡착제의 빈 공간은 흡착 물질 및 공정과정동안 대량 흡착 바디(sorbent body)에서 형성되는 빈 공간(voids) 본래의 다공성 형태로 존재한다.
하나의 구현으로, 본 발명은 용기로부터의 가스를 선택적으로 제거하기 위해, 밀폐된 내부 용적을 한정하고, 가스 분배 어셈블리에 연결된 포트를 갖는 직각의 평행육면체의 용기에 관한 것이다. 직각 평행육면체 용기는 예를 들어, 바람직한 양으로 가스의 흡착을 보유하기 위해 충분한 용적을 제공하는 형태와 같은 적절한 형태로 흡착 매질을 포함하고, 이는 탈착 조건하에서 가스의 충분한 탈착 방출을 제공하고, 충분한 힐 양식(good heels behavior)을 갖는 훌륭한 작업 용적을 제공하며, 용기내 가스가 저장된 동안 용기의 내부용적에 낮은 압력이 유지되도록 하기위해 가스가 적절한 흡착 친화도를 갖는다.
그러므로, 물리적 흡착제는 예를 들어, 비드(beads), 펠렛(pellets), 링(rings), 플레이트렛(platelets), 테이블렛(tablets), 실린더형 압출 성형물(cylindrical extrudates), 큐빅 형태(cubic shapes) 및 주형의 기하학적 규칙 및 불규칙 형태(molded geometrically regular and irregular shapes) 또는 다른 형태와 같은, 직각 평행육면체 용기의 내부 용량에 장착될 경우 흡착 매질에 유용하게 적용되고 상기 용기에 저장되며 그로부터 선택적으로 분배되는 가스를 유지하는데 활용되는 분할된 형태로 존재 가능하다.
물리적 흡착제는 상기와 같은 분할된 형태로 제공된 경우에, 흡착 매질의 베드로서, 상기 다수 형태들로 활용된다. 상기 분할된 형태의 크기는, 질량 이동 고려 및 용기내 구체화된 특별한 모양의 분할 형태에 따른 패킹 요인(packing factor)들에 기하여, 본 발명의 주어진 목적에 따른 적용에 의해 쉽게 정해진다.
바람직하게, 물리적 흡착제는 모노리틱 형태로 존재하며, 블럭(blocks), 브릭(bricks) 및 볼(boules) 또는 직각 평행육면체 용기에 적당한 크기를 갖는 흡착 물질의 유사한 형태를 포함하고, 용기는 하나 또는 예를 들어 75개 이하, 바람직하게는 20이하와 같은 적은 수의 개별 모노리틱 아티클(discrete monolithic articles)들을 포함한다. 좀 더 바람직하게는, 용기는 겨우 8개의 개별 모노리틱 아티클, 심지어 더 바람직하게는 겨우 4개 상기 아티클, 및 가장 바람직하게 용기는 단일의 모노리틱 물리적 흡착 아티클을 포함한다.
직각 평행육면체 용기내 구현된 모노리틱 아티클은 직각 평행육면체 용기의 내부 용적에 따른 크기와 형태에 바람직하게 따르는 흡착 매스(sorbent mass)를 제공하고,(총체적으로, 만약 흡착제가 다수의 모노리틱 아티클의 형태로 제공된다면) 모노리틱 아티클의 흡착 매스는 직각 평행육면체 용기의 내부 용적의 적어도 60%를 차지하고, 바람직하게는 상기 용기 내부 용적의 75∼95%를 차지하게 된다.
단일의 모노리틱 형태가 제공된다면, 흡착 매질은, 상기 목적으로, 용기내 열분해 이전에 용기내에 가득찬 유체 또는 유동성있는 형태의 유기성 수지(resin)의 열분해에 의해 용기내 in situ로 형성된다.
바람직하게 다수의 모노리틱 아티클의 형태로 제공된다면, 상기 아티클들 각각은 용기의 내부 용량의 높이의 0.3∼1.0배에 해당하는 길이를 갖고, 용기의 직각 횡단면적 넓이의 0.1∼0.5배의 횡단면 면적을 갖는다. 모노리틱 부재(member) 각각은, 바람직하게는 용기의 내부 용량의 체적 활용을 최대화하기 위한 직각 평행육면체 형태를 갖고, 상기 모노리틱 부재 각각은 용기 내부 용적내 인접한 모노리틱 부재와 가로 및/또는 세로로 접촉하는 것을 특징으로 한다. 바람직하게, 어떤 예에서는, 흡착 모노리틱 부재는, 측면을 서로 마주하도록 접촉되기 위하여 및 적어도 부분적으로 각각의 실린더 부재들은 원형의 횡단면 말단 표면에서 직접 서로 부분적으로 접촉하기위해, 내부 용적에 채워진 각각의 실린더형 부재를 갖는 솔리드 실린더(solid cylinder) 형태로 존재한다.
본 발명의 가스 저장 및 분배 장치에 있어서 직각 평행육면체 형태의 가스 저장 및 분배 용기는 가스 캐비넷에 설치 및 밀폐시켰다. 상기 반도체 제조 시설에서 널리 쓰이는 바와 같이, 가스 캐비넷 내부의 낭비되는 용적을 최소화 하였다. 이러한 성공은 전통적인 실린더형 용기에 관하여, 실질적인 이익을 가져다 주었고, 원형의 횡단면은 가스 저장 및 분배 용기들과 인접하거나 가까운 거리에 있는 용기내 벽 또는 다른 직각 또는 스퀘어 구성물에 근접하여 낭비되는 용적을 만들어 낸다.
또한, 다수의 용기들이 가스 캐비넷에서 구현되는 경우, 이들은 나란히 배치되고, 전통적인 실린더형 용기의 원형 횡단면은 가스 캐비넷 내부에 심각한 낭비 용적을 생산하는데 반하여, 본 발명의 직각 평행육면체 용기는 서로 또는 근접한 거리에서 접촉하는데 있어, 측벽 표면과 인접하여 나란히 배치됨으로써, 가스 캐비넷 내부에 버려지는 공간 또는 존재를 최소화하게 된다.
그러므로, 본 발명의 가스 저장 및 분배 장치에서 직각 평행육면체 용기들은 전통적인 실린더형 용기와 비교하여, 가스 캐비넷에 사용되지못한 공간을 감소시켜 준다. 그 결과, 선행기술인 실린더형 용기에서보다 본 발명의 용기를 갖는 동일한 내부 용적의 캐비넷에서 더 많은 가스가 저장가능하다. 이는 가스 캐비넷의 작동에 있어 용기 교환의 빈도를 감소시켜주고, 또한 고갈된 가스 공급 용기를 교환하는데에 소모되는 작동시간을 감소시켜주며, 가스 캐비넷 시설의 소유 비용을 감소시켜 준다. 도 1의 직각 평행육면체는 3.62리터의 부피-충전 공간을 갖는데 반하여, 가스 박스에 동일한 물리적 위치를 차지하는 전통적인 실린더형 용기는 단지 2.2리터의 부피-충전 공간을 갖는다. 덧붙여, 가스 캐비넷 안전성에 필요한 배기(ventilation)를 생산하는데 필요로 되는 공기흐름(airflow) 및 가스 캐비넷의 풋프린트(footprint)를 감소시킴으로써, 공급된 가스의 동일한 인벤토리(inventory)를 갖는 가스 캐비넷은 작게 제작가능하다.
여기에서 사용된 바와 같이, "가스 캐비넷(gas cabinet)" 및 " 가스 캐비너트리(gas cabinetry)"라는 용어는 적어도 한개의 구체화된 가스 공급 용기가 있는 인클로저(enclosure)를 뜻한다. 상기 인클로저는 플로우 회로가 갖추어진 것으로, 파이핑(piping), 매니폴딩(manifolding), 밸빙(valving), 매스 플로우 조절기(mass flow controllers), 압력 및 온도 모니터링 장치를 포함하고, 상기 인클로저는 배기되는 것으로, 인클로저와 동일한 외부의 소스로부터 청정 건조 공기(clean dry air)(CDA)의 흐름을 포함하고, 벤트된 배출물은 인클로저가 배치된 시설용 하우스 배출 처리 시스템으로 배출되거나 그렇지 않으면 재생된 세정 가스(recycled sweep gas)로서 인클로저를 통하여 처리되고 재순환된다.
상세한 설명에서 인클로저는 이온 주입 시스탬 내 가스 박스(gas box)와 같은 반도체 공정 도구의 구성요소 부분이다.
인클로저는 단일의 가스 공급 용기를 갖도록 배치되거나, 또는 둘 또는 셋 또는 그 이상의 용기가 일렬로 늘어서도록 배치되고, 상기 용기는 적절한 방식, 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 모니터된 공정 조건이 설정된 셋 포인트 범위(predetermined set point range)에 있는 시간 또는 설정된 시간(predetermined time)동안에, 온스트림(on-stream) 용기를 작동하도록 배치되고, 마이크로프로세서(microprocessor) 조절기에 연결되어 있는 사이클 타이머(cycle timer) 같이, 인클로저 안에 적절한 모니터링 및 조절 컴포넌트리(componentry)에 의해, 온-스트림(on-stream) 용기로부터 인클로저로 흐르는 가스의 고갈로 스위치되는 플로우 회로가 놓여있는 인클로저 내 백-업 용기와 같은 방식으로 플로우 회로에 연결된다.
본 발명의 가스 공급 장치내 직각 평행육면체 용기는 시트 금속(sheet metal)의 용접 또는 얇은 시트 금속 재고의 압출 성형에 의한 것과 같은 적절한 방식으로 제작 가능하다. 금속은 강철(steel), 스테인리스 스틸(stainless steel), 알루미늄, 구리, 놋쇠(brass), 청동, 및 그 합금을 포함하는 적절한 형태로 존재한다. 바람직하게, 용기의 가스 밀폐 기능을 위해 충분히 낮은 침투성을 갖도록 가스 저장 및 분배 용기의 구축 재료로서 적절한 성질을 갖는 중합 재료(polymeric materials), 세라믹 재료, 유리 및 유리질 재료(vitreous materials), 및 합성 재료로 부터, 유사한 기술 또는 예를 들어, 초음파 결합(ultrasonic bonding), 레이저 몰딩(laser welding)등과 같은 다른 기술들에 의해 용기는 형성된다.
용기는, 적절한 연결 또는 밀폐 기술과 용기 및 분배 수단의 특정 재료에 적합한 재료들에 의해 릭-타이트 방식(leak-tight fashion)으로, 밸브 해드 또는 다른 분배 어셈블리가 연결가능한 용기의 윗면 등의 면에서 포트(port)를 갖도록 적절하게 제작된다. 용기로 통하는 밸브 해드의 연결 전에, 용기는 열린 포트(port)를 통하여 미립자 흡착제로 채워지거나, 용기는 최종적인 벽 부재(final wall member)의 부착 전에 모노리틱 형태의 흡착제를 설치함으로써 형성되거나, 또는 모노리틱 흡착제는 이전에 언급한 것처럼 in situ로 형성가능하다.
용기내 일단 설치되면, 흡착 매질은 가스가 제거되거나, 열처리, 가압/탈압 사이클링(pressurization/depressurization cycling), 또는 다른 방법과 같은 방식에 의해 전처리된다. 흡착 가스는 최종적으로 밀폐 전에 용기에 채워지고, 이러한 충전 과정동안 용기는 냉각되거나 그렇지 않으면 흡착에 의한 열을 제거하기 위하여 단계적 충전(step-wise charging)과 같은 방법으로 열적으로 처리된다.
그리고나서 충전된 용기는 해드 밸브의 폐쇄로 밀폐되고, 충전된 가스 공급 용기는 저장되고, 운송되며 또는 적절하게 사용하도록 놓여진다.
이제 도면에 관하여 언급해보면, 도 1은 본 발명의 하나의 구현으로서, 용기의 윗면에 용접된 핸들(14) 및 밸브 해드(12)와 연결된 파이프 밸브를 갖는 직각 평행육면체 유체 저장 및 분배 용기(10)의 투시도이다. 본 구현에서, 용기(10)는 용기의 수직축을 따라 네모진 횡단면을 갖는 접합된 강철 벽 구조로 형성된다. 용기의 벽은 0.100 인치 두께 탄소 강철이고, 용기 내부 용량은 3.62리터이다. 핸들(14)은 1/4인치 로드 스톡(rod stock)이고, 나타난 바와 같은 형태로 형성되었으며, 용기(10)의 각각의 말단에 접합되었다.
밸브 해드(12)와 연결된 파이프 밸브의 분배 밸브는 11/2" 파이프 나사 연결에 의해 나사같이 용기에(10) 연결되어 있다. 밸브 해드는 예를 들어 단일 포트 밸브 해드, 두개의 포트 밸브 해드, 세개의 포트 밸브 해드 등의 적절한 수의 포트를 갖는다.
도 2는 본 발명의 구현에 따라, 용기(10)의 윗면에 접합된 핸들(14)과 밸브 해드(12A)에 연결된 플랜지(flange) 타입 밸브를 갖는 직각 평행육면체 유체 저장 및 분배 용기의 투시도이다. 그러므로 도 2의 밸브 해드는 도 1에서 보는 것과는 다른 것으로, 도 1에서 나타난 파이프 타입의 연결(connection)과는 반대되는 것으로서, 도 2에서는 플랜지 타입 연결을 갖는다. 도 2에서 나타난 바와 같이, 플랜지 연결은 용기(10)의 윗면을 죄어주는 O-링 홈(o-ring groove)을 갖는 플랜지 부재를 포함한다.
도 1 및 2의 구현에서, 가스 저장 및 분배 용기는 분배 플로우 회로를 통하는 밸브 해드를 통해 분배되는 흡착 가스를 갖는 흡착 가스를 함유하는 물리적 흡착 매질을 포함하는 내부 용적을 갖는다. 흡착 가스는 예를 들어 압력이 조절되는 탈착, 열적으로 조절된 탈착, 및/또는 농도차가 조절된 탈착을 포함하는 적절한 방식으로 용기로부터 충전을 위한 흡착 물질로부터 탈착된다.
다운스트림 가스-소모 공정(downstream gas-consuming process)은 반도체 제조 공정과 같은 적절한 형태로 존재한다. 상기 반도체 제조 공정의 개략적인 예는 제한없이, 이온 주입(ion implantation), 이온 주입 외의 방법에 의한 도핑(doping), 화학 기상 증착(chemical vapor deposition), 반응성 이온 에칭(reactive ion etching), 포토레지스트 잔류물 제거(photoresist residue removal) 등을 포함한다.
마찬가지로 흡착 가스는 제한없이 아르신(arsine), 포스핀(phosphine), 하이드로겐 세레나이드(hydrogen selenide), 하이드로겐 텔루라이드(hydrogen telluride), 나이트로겐 트리플루오라이드(nitrogen trifluoride), 보론 트리플루오라이드(boron trifluoride), 보론 트리클로라이드(boron trichloride), 디보란(diborane), 트리메틸실란(trimethylsilane), 테트라메틸실란(tetramethylsilane), 디실란(disilane), 실란(silane), 게르만(germane) 및 그와 유사종의 예로서 포함하는 적절한 형태로 존재가능하다
용기내 함유된 흡착 가스는 대기중보다 낮은, 대기의 초대기압을 포함하는 적절한 형태로 존재가능하다. 저장된 유체의 압력은 대기중보다 낮은, 예를 들어 본 발명의 적용에서 도핑 및 이온 주입을 위해, 약 700torr를 초과하지 않는 대기중보다 낮은 압력으로 존재한다. 예를 들어, 아르신, 포스핀 및 보론 트리플루오라이드와 같은 이온 주입 가스들은 약 400∼700torr 범위의 압력에서 용기내에 저장된다. 본 발명의 다양한 구체화에 있어서, 가스는 실질적으로 대기압에서 또는 초대기압보다 낮은 압력, 예를 들어 1500torr를 초과하지 않는 압력에서, 용기내에 저장된다.
도 3은 구조의 세부를 나타낸 것으로, 도 2에서 나타낸 유형의 직각 평행육면체 유체 저장 및 분배 용기의 정면도이다. 나타난 바와 같이, 저장 및 분배 용기는 물리적 흡착제가 장착된 내부 용적(16)을 포함한다. 물리적 흡착제는 탄소, 활성화된 탄소, 금속주입된 탄소(metal-impregnated carbon), 분자 체(알루미노규산염) 재료(molecular sieve (alumininosilicate) materials), 다공성 실리콘(porous silicon), 실리카, 알루미나, 스티렌 디비닐벤젠 중합 재료(styrene divinylbezene polymeric materials), 흡착 클레이(sorptive clays), 및 기능화된 소결성 유리 매질들(functionalized sintered glass media) 등을 포함하는 적절한 유형으로 존재한다.
구현된 특정 적용에서, 물리적 흡착제는 가스 저장 및 분배 시스템의 사용에 적절한 형태로서 존재한다. 흡착 매질은 비드, 그래뉼, 펠렛 등과 같은 분할된 형태 또는 상기에서 묘사한 바와 같은 모노리틱 형태로 존재한다.
평행육면체 형태의 저장 및 분배 용기의 구조의 또 다른 다양화로서, 도 3은 임의의 캡(13)이 제공된 용기를 나타낸다. 개략적으로 나타낸 캡(13)은 직각의 평행육면체 형태와 마찬가지로 존재하고, 캡의 측면 각각에 개구부(15)가 제공되어 있다. 도 3에서 나타난 바와 같이, 상기 캡이 제공된 경우 용기는 핸들없이 제작가능하거나 또는 바람직하게는 핸들은 캡(13) 위에 제작가능하다. 캡(13) 위의 개구부(15)는 핸들 구조를 제공하고, 이것은 완전한 용기 어셈블리가 수동적으로 잡히거나 운송가능하도록 해주고, 상기 개구부는 밸브 해드의 배출 포트에 분배 라인이 연결되기 위해 밸브 해드(12A)에 접근하도록 해준다.
캡(13)은, 예를 들어 보충적으로 용기 콘테이너 바디(container body) 및 캡의 연결 요소를 맞추어주는 방법과 같은 적절한 방법으로, 캡 및 용기 콘테이너 바디가 예를 들어, 베이어넷 타입(bayonet-type) 연결과 같은, 나사같이 맞추어지는 연결, 기계적으로 단단해지는 결합(래치 타입(latch-type) 연결, 볼트-앤드-너트(bolt-and-nut) 타입 연결 등), 스프링-비아스 압축 피트(spring-biased compression fit) 연결 등과 같이 서로 기계적으로 결합가능해짐으로써 도 3의 수정된 용기 구조내 용기 콘테이너 바디(container body)에 고정가능하다.
캡은 또한 충격, 다른 구조들 또는 바디들과의 접촉에 의한 압축/팽창 및 밸브 해드를 손상시키는 가능성을 가진 다른 물체들과의 다른 상호작용 또는 그 활용성의 손상으로부터 밸브 해드를 보호하는 장점을 제공한다.
캡은 핸들 요소가 더 제공되거나, 용접되거나 또는 그렇지 않으면 예를 들어 캡에 다른 방식으로 고정되거나 측면과 같이 캡(13)이 연결되는 것이 가능하다.
더 바람직하게, 용기 어셈블리는 용기 콘테이너 바디에 각각 분리되어 연결되는 분리한 캡 및 핸들 부재를 포함 가능하다.
본 발명에 따라, 유체 저장 및 분배 장치의 특정한 예로써, 도 3을 참고하여 나타낸 유형의 장치는 4.5인치 X 4.5인치 횡단면을 갖는 용기로 제작된다. 용기의 높이는 12.3인치이고, 용기의 벽 및 바닥은 0.188인치의 두께를 갖는다. 용기는 접합된 박스 터빙으로 형성된다. 용기는 플랜지(flanged)되거나, O-링 밀폐 탑 플레이트(O-ring seal top plate),또는 바람직하게는 접합된 탑 플레이트로 제작가능하다.
플랜지된, O-링 밀폐 탑 플레이트 배치는 중앙 개구부를 갖고, 약 0.61인치의 적절한 두께를 갖는 탑 플레이트로 이뤄진다. Vitron® 탄소중합체(elastomer)와 같은 O-링은 중앙 개구부의 주변에 위치되고, 그리고나서 밸브 삽입 링(valve insertion ring)은 개구부내에 고정된다. 밸브 삽입 링은, 상위 디스크 구역(upper disc portion)보다 작은 직경의 플러그 구역(plug portion)이 아래로 매달려 있는 상위 디스크 구역을 포함하며, 플러그 구역은 탑 플레이트의 중앙 개구부에 거의 꼭 맞게되어 있고, 탑 플레이트의 상위 표면과 상위 디스크 구역의 아래면 사이에 O-링이 위치한다.
용기 캡은 캡의 베이스(base)에 연장된 홈(slot) 및 세 개의 숄더 볼트(shoulder bolts)를 포함하는 스프링 플런저 라킹 키(spring plunger locking key)를 가지면서 뒤틀리고 잠긴 메커니즘을 갖는다. 사용에 있어서, 홈이 연장된 캡 베이스는 볼트들이 15도 회전되어 연결된 세개의 숄더 볼트 위로 눌려지고, 라킹 플런저는 더 회전되는 것을 막고, 용기 위에 캡을 위치상 고정시킨다. 바람직하게, 용기 캡은 직접적으로 접촉되어 있고, 두 개의 라킹 플런저를 갖는다.
개략적인 장치의 용기는 이음매 없는 관 (DOM)(drawn over mandrel) 스퀘어-크로스-섹션 터빙(square-cross-sectioned tubing)으로 존재가능하고, 상기 용기는 원형의 코너 또는 예리한 90°코너를 갖을 수 있고, 스퀘어-크로스-섹션 터빙은 용접된 튜브 스톡(stock)으로부터 형성되며, 이는 콜드 드로잉 공정(cold drawing process)에서 소멸되는 용접점을 갖는다. 상기 콜드 드로잉 공정의 결과로 한쪽 말단은 차단되고, 반대편 말단은 개방된 고른(seamless) 스퀘어-크로스-섹션 튜브가 형성된다. 모노리틱 흡착제가 스퀘어-크로스-섹션 튜브 내부 용적으로 삽입된 후, 탑 플레이트는 드론(drawn) 스퀘어-크로스-섹션 튜브의 말단 개구부에 용접된다. 탑 플레이트는 밸브 해드 어셈블리를 조정할 NPT 스레드(thread) 및 캡이 베이어넷 캡(bayonet cap)형태인 경우, 그 캡을 조정할 숄더 핀을 갖는다.
설명된 장치내 용기는 단조된 알루미늄, 강철 또는 다른 적절한 구축 재료로 형성된다. 탑 플레이트는 동일한 또는 다른 구축재료로 형성된다.
상기 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유체 저장 및 분배 장치는 그 기술분야에서 전통적으로 사용되던 실린더형 용기보다 실질적으로 진보한 방식으로, 가스 캐비넷 내에 유용하게 장착되어있다. 직각 구조의 전통적인 가스 캐비너트리에 관하여는, 직각 평행육면체 형태로 인해 본 발명의 용기는 등각 방식(conformal manner)으로 가스 캐비넷에 배치되어 있다. 가스 캐비넷 형태에 대한 컨퍼멀리티(conformality)에 의해(즉, 유체 저장 및 분배 용기의 벽들이 근접한 거리에서 마주하거나, 심지어 바람직하게는 가스 캐비넷의 측벽에 접촉하여 있는), 실린더형 용기로 인한 "상실된 용적"을 본 발명의 실시에서는 방지하게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 구현에 따라, 가스 캐비넷 어셈블리를 개략적으로 나타낸 것으로, 가스 캐비넷(20)은 내부 용적(30)을 포함하고, 여기에는 직각 평행육면체 가스 저장 및 분배 용기들(50 및 52)이 본 발명에 따라 구축된 각각의 가스 저장 및 분배 장치 요소로서 장착되어있다.
가스 저장 및 분배 용기(50)를 포함하는 가스 저장 및 분배 장치는 자동 밸브 작동기(automatic valve actuator)(44)에 연결된 밸브 해드(48)를 갖고 있고, 이 밸브 해드는 용기(50)로부터 탈착된 흡착 가스를 매니폴드 라인(24)과 연결되어 있는 브랜치 배출 라인(branch discharge line)(34)으로 흘리기 위해 밸브 해드(48)내에 밸브를 열도록 작동가능하다.
자동 밸브 작동기(44)는 중앙 처리 장치(CPU)(58)에 이르는 신호 전송 라인(46)에 의해 연결되어 있으며, 이 CPU는 자동 밸브 작동기(48)의 작동에 의해 가스 캐비넷 시스템의 작동 예정 기간동안 용기(50)로부터 나오는 가스의 분배 및 자동 밸브 작동기(44)에 이르는 라인(46)으로 전송된 적절한 신호에 의해 밸브 해드(48)내 가스 플로우 조절 밸브의 차단을 수행하도록 프로그램화되어 배치된 일반적인 목적의 프로그램화된 컴퓨터를 포함한다.
그래서, 용기(50)로부터 분배된 가스는 밸브 해드(48) 및 가스 플로우 분배 조절기(36)와 연결된 매니폴드 라인(24)에 배출 라인(discharge line)(34)를 통하여 흐르고, 최종적으로 가스 흐름 분배 조절기(36)와 연결된 배출구 라인(outlet line)(38)에서 배출된다. 가스 소모 공정 다운스트림(downstream gas-consuming process)의 가스 요구량에 따라 가스 플로우 분배 조절기(36)를 조절하기 위해, 가스 플로우 분배 조절기(36)는 CPU(58)에 이르는 신호 전송 라인(60)에 의해 연결되어 있다(도 4에는 나타나 있지 않음).
도 4의 가스 캐비넷 어셈블리는 배치된 가스 저장 및 분배 용기(52)를 포함하고, 밸브 해드(54)와 신호 전송 라인(66)에 의해 CPU(58)에 연결된 자동 밸브 작동기(56)가 장치되어 있으며, 이에 의해 용기(52)로부터 나오는 가스는, 처음 기술했던 용기(50)를 포함한 가스 저장 및 분배 장치와 동일한 방식으로, 가스 플로우 분배 조절기(36)가 연결된 매니폴드 라인(24)에 이르는 브랜치 배출 라인(22)으로 선택적으로 흐른다.
본 발명의 물리적 흡착제에 기한 가스 저장 및 분배 시스템의 사용에 있어, 가스 캐비넷 어셈블리는 가스 캐비넷으로부터 반도체 제조 시설의 배출 시스템으로 벤트 가스가 흐르기 위하여 전형적으로 구현된 덕팅(ducting)을 제거함으로써 재료면에 있어 간편화되었고, 이것은 전형적으로 시설의 배출 스트림을 처리하기위해 큰 스크러버를 포함한다. 본 발명의 물리적 흡착에 기한 가스 저장 및 분배 시스템은 낮은 압력 가스 공급 시스템이기 때문에, 가스 캐비넷 내에 손상되거나 기능불량인 밸브 해드, 커플링 등으로 부터 가스의 잠재적인 배출율이 최소화되고, 캐비넷 내부 용적을 통하여 CDA와 같은 세척 가스의 흐름율은 선행 기술인 고압 가스 실린더를 구현하는 가스 캐비넷 시스템에 비하여 눈에 띄게 감소될 수 있다.
본 발명의 다른 구현으로, 물리적 흡착제에 기한 가스 저장 및 분배 시스템은 배출 스크러버 시스템에 파이핑(piping)을 제거하고, 가스 캐비넷 자체에 간편한 포인트-오브-유스 스크러버를 배치하여 활용하며, 가스 캐비넷으로부터 배출된 벤트 가스내에 낮은 수준의 오염물 제거를 보장하도록 개발될 수 있다.
상기 포인트-오브-유스 스크러버의 개략적인 구현은 도 4의 가스 캐비넷 시스템에서 나타나 있다. 나타난 바와 같이, 주입 라인(inlet line)(25)은 가스 캐비넷(20)으로 CDA 또는 다른 세척 가스를 전달하고, 캐비넷 내에 유독하거나 위험한 오염물을 내부 용적으로부터 제거하고, 캐비넷 내에 가스 소스 용기를 포함하는 가스 분배 작동에 포함된 특정 위험 구성성분을 트레숄드 한계값(threshold limit value)(TLV)에 이르는 수준으로 축적하지 않도록 캐비넷의 내부 용적(30)을 세정한다.
캐비넷에는 내부 용적(30)으로부터 나온 벤트 가스를 받아들이고, 가스 오염물 화학종과 반응하여 탐지할만 하거나 위험한 농도 이하로 되도록 제거하는 적절한 스크러버 매질과 접촉하여 분출하는 포인트-오브-유스 스크러버(61)를 갖는 캐비넷(20)의 내부 용적(30)이 있다. 가스 스크러버(61)는 보는 바와 같이, 캐비넷의 측벽상 벽에 기대어 설치된다. 스크러버 매질과 접촉된 가스는 캐비넷으로부터 벤트 가스 배출 라인(63)을 통해 배출된다.
간편한 묘사와 설명으로 개략적으로 나타냈음에도 불구하고, 스크러버는 적절한 방식 즉, 캐비넷 내 가스 패널안에 벤투리 장치(venturi device)의 주입구(낮은 압력면)상 작은 스크러버로서, 배치된다. 벤트 가스 배출 라인(63)내 가스는 하우스 배출 스크러버에 의해 하우스 배출의 덕팅(ducting)으로 흘러가고, 하우스 스크러버 상 가스 존재량을 줄임으로써, 가스 캐비넷으로부터 배출된 가스의 안전성을 높은 수치로 유지한다.
도 4의 구현에 따라 구체화된 포인트-오브-유스 스크러버에서, 상기 스크러버는 종말점(end-point) 탐지기를 갖추고 있는 것으로, 스크러버 물질의 종말점을 확인한다(즉, 가스 캐비넷에서 확장하여 사용함으로써 스크러버 물질의 반응성이 고갈된 결과로서 배출되는) 종말점 탐지의 다양한 유형이 구체화 가능하다.
종말점 탐지기의 첫번째 유형으로, 사이트 글래스(sight glass)는 스크러버내에서 통합 가능하다. 스크러버 매질의 초기 소모는 가스 캐비넷의 작동자에 의해 시각적으로 모니터될 수 있고, 고갈된 스크러버 매질을 새로운 스크러버 매질로 교체하는 스크러버 매질의 교환은 사이트 글래스를 통해 스크러버 매질의 일반적인 검사 프로그램의 일부분으로 효율적으로 계획할 수 있다.
종말점 탐지기의 두번째 유형은 자동적으로 스크러버 매질의 색 변화를 탐지하고, 스크러버 교환의 필요를 작동자에게 경고하도록 알람 또는 리포트를 작동시키는 비색 정량 센서(colorimetric sensor)를 사용한다. 상기 센서는 또한 스크러버 매질이 교체될 때까지 작동을 재개하는 것을 막도록 가스 캐비넷 내 플로우 벨브를 차단하도록 배치되어있다.
종말점 측정의 세번째 접근으로, 유독 가스 모니터(toxic gas monitor)(TGM)는 스크러버 유닛의 바디로 통합된다. 이러한 접근은, 포인트-오브-유스 스크러버 유닛에 구현된 스크러버 매질이 타겟 가스 오염물 화학종과 접촉하여 색 변화를 증명하지 않는 경우, 유용하게 구체화된다.
네번째 종말점 측정 기술은 스크러버 유닛의 설치 이후로 가스 저장 및 분배 용기의 다수의 변화를 측정하고, 스크러버 유닛의 교체 필요를 나타내는 출력을 제공하는 알람 또는 리포트 수단을 작동시키도록 하는, 프로그램화된 논리 조절기(programmable logic controller)(PLC) 유닛을 활용한다. PLC 유닛은 단일 가스 저장 및 분배 용기로부터 나와 스크러버에 노출될 많은 양의 가스를 측정하도록 배치되고, 스크러버 매질이 소모되기 전에 수행할 수 있는 다수의 가스 저장 및 분배 용기 교환은 주입된 스크러버 매질 용량으로부터 결정된다.
본 발명의 조성물 및 방법은 여기 광범위한 개시와 일관되게, 넓고 다양한 방식으로 실시된다. 따라서, 본 발명은 발명의 특정 관점, 특징 및 개략적인 구현을 참고하여 여기서 기술됨에 있어 본 발명의 이용은 제한되지 않고 다소 확장되어 다른 관점, 특징, 구현들을 포함한다. 따라서, 본 발명은 그 발명이 속한 기술과 관점에서 모든 관점, 특징, 구현을 포함하여 여기서 기술한 것보다 다소 넓게 해석된다.

Claims (111)

  1. 그 위에 유체를 흡착적으로 보유하고 용기로부터의 분배를 위해 유체를 탈착할 수 있는 물리적 흡착제를 함유하는, 내부 용적을 가지는 유체 저장 및 분배 용기, 및 용기로부터 탈착된 유체를 분배하기 위하여 상기 용기와 결합되어 있는 분배 어셈블리를 포함하는, 수동적으로 운송가능한 유체 저장 및 분배 장치에 있어서, 상기 유체 저장 및 분배 용기는 직각 평행육면체 형태인 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 용기의 내부 용적(volume)에서 베드(bed)를 구성하는 분할된 형태인 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 분할된 형태는 비드(beads), 파티클(particles), 그래뉼(granules), 펠렛(pellets), 링(rings), 플레이트렛(platelets), 테이블렛(tablets), 실린더형 압출 성형물(cylindrical extrudates), 큐빅 형태(cubic shapes) 및 주형의 기하학적 규칙 및 불규칙 형태(molded geometrically regular and irregular shapes)로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 형태를 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 물리적 흡착제(physical adsorbent)는 모노리틱 형태(monolithic form)인 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 모노리틱 형태는 블럭(blocks), 브릭(bricks) 및 불(boules)로 구성된 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 모노리틱 형태는 단일 모노리틱 아티클(article)을 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 모노리틱 형태는 다수의 개별 모노리틱 아티클들을 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 용기의 내부 용적은 상기 물리적 흡착제의 개별 모노리틱 아티클들을 75개 이하로 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 용기의 내부 용적은 상기 물리적 흡착제의 개별 모노리틱 아티클들을 20개 이하로 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 용기의 내부 용적은 상기 물리적 흡착제의 개별 모노리틱 아티클들을 8개 이하로 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 용기의 내부 용적은 상기 물리적 흡착제의 개별 모노리틱 아티클들을 4개 이하로 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  12. 제4항에 있어서, 상기 모노리틱 물리적 흡착제는 용기의 내부 용적과 크기 및 형태가 일치하는 흡착 매스(sorbent mass)를 제공하는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 흡착 매스는 상기 용기 내부 용적의 적어도 60%를 차지하는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 흡착 매스는 상기 용기 내부 용적의 약 75∼95%를 차지하는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  15. 제4항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 유기 수지(organic resin)의 열분해(pyrolysis) 생산물인 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 용기 내 in situ에 형성된 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  17. 제7항에 있어서, 상기 다수의 개별 모노리틱 아티클들 각각은 용기 내부 용적 높이의 0.3∼1.0배의 길이와 용기의 직각 횡단면 면적(cross-sectional area)의 0.1∼0.5배의 횡단면 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  18. 제7항에 있어서, 상기 다수의 개별 모노리틱 아티클들 각각은 직각의 평행육면체 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  19. 제7항에 있어서, 상기 다수의 개별 모노리틱 아티클들 각각은 용기 내부 용적에 인접한 모노리틱 부재(member)와 접촉하는 면에 가로로 및/또는 세로로 접촉하는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  20. 제7항에 있어서, 상기 다수의 개별 모노리틱 아티클들 각각은 솔리드 실린더 형태(solid cylinder form)를 갖는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  21. 제1항에 있어서, 상기 유체는 반도체 제조 공정에 용도(utility)를 갖는 유체를 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 유체는 아르신(arsine), 포스핀(phosphine), 하이드로겐 세레나이드(hydrogen selenide), 하이드로겐 텔루라이드(hydrogen telluride), 나이트로겐 트리플루오라이드(nitrogen trifluoride), 보론 트리플루오라이드(boron trifluoride), 보론 트리클로라이드(boron trichloride), 디보란(diborane), 트리메틸실란(trimethylsilane), 테트라메틸실란(tetramethylsilane), 디실란(disilane), 실란(silane), 게르만(germane) 및 유기금속 가스상 반응물들(organometallic gaseous reagents)로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 유체 화학종을 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  23. 제1항에 있어서, 상기 유체는 상기 내부 용적에 약 1500torr를 초과하지 않는 압력을 갖는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  24. 제1항에 있어서, 상기 유체는 상기 내부 용적에 약 700torr를 초과하지 않는 압력을 갖는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  25. 제1항에 있어서, 상기 유체는 상기 내부 용적에 약 400∼700torr 범위의 압력을 갖는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  26. 제1항에 있어서, 상기 용기는 금속, 유리, 세라믹, 유리질 재료(vitreous materials), 폴리머, 및 합성 재료로 이루어진 군으로부터 선택된 구축 재료를 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  27. 제26항에 있어서, 상기 용기는 금속 구축 재료를 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 금속은 강철(steel), 스테인리스 스틸(stainless steel), 알루미늄, 구리, 놋쇠(brass), 청동, 및 그 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  29. 제1항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 탄소, 활성화된 탄소, 금속주입된 탄소(metal-impregnated carbon), 분자 체(알루미노규산염) 재료(molecular sieve (alumininosilicate) materials), 다공성 실리콘(porous silicon), 실리카, 알루미나, 스티렌 디비닐벤젠 중합 재료(styrene divinylbezene polymeric materials), 흡착 클레이(sorptive clays), 및 기능화된 소결성 유리 매질들(functionalized sintered glass media)로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 흡착 재료를 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  30. 제1항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 탄소를 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  31. 제1항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 활성화된 탄소를 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  32. 제1항에 있어서, 상기 분배 어셈블리는 상기 용기로부터 탈착된 유체를 분배하기 위하여 용기의 상부에 연결된 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  33. 제1항에 있어서, 상기 용기에 분리가능하게 고정된 캡(cap)을 더 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 분배 어셈블리는 보호되도록 캡에 의해 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  35. 제33항에 있어서, 상기 캡은 그 가운데에 개구부(openings)을 갖는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  36. 제35항에 있어서, 상기 캡은 직각 평행육면체 형태(rectangular parallelepiped shape)를 갖는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  37. 제36항에 있어서, 상기 캡은 상기 용기의 횡단면(cross-section)과 같은 공간에 있는(co-extensive) 횡단면인 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  38. 제35항에 있어서, 상기 개구부는 캡에 의한 장치의 수동 작동을 위해 개조된 크기인 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  39. 제1항에 있어서, 장치의 작동을 위해 상기 용기에 고정된 핸들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  40. 제1항에 있어서, 상기 용기는 금속 바디를 단조한 이음매 없는 관(drawn over mandrel)을 포함하는 유체 저장 및 분배 장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 단조된 금속 바디는 알루미늄으로 형성된 것을 특징으로 하는 유체 저장 및 분배 장치.
  42. 다음을 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리:
    (a) 둘러싸인 내부 용적을 한정하고 캐비넷으로부터의 가스 분배를 위해 배치된 상기 내부 용적내 플로우 회로를 함유하는 가스 캐비넷; 및
    (b) 상기 가스 캐비넷의 내부 용적에 장착되고, 플로우 회로에 관계된 가스 공급원에 연결된 가스 소스, 여기서, 상기 가스 소스는, 상기 유체 저장 및 분배 용기 각각이 상기 가스를 흡착하여 유지하는 물리적 흡착제를 함유하는 적어도 하나의 직각 평행육면체 형태의 유체 저장 및 분배 용기, 및 플로우 용기로부터 상기 플로우 회로의 상기 가스 분배를 위해 상기 유체 저장 및 분배 용기에 연결된 분배 어셈블리를 포함.
  43. 제42항에 있어서, 적어도 두개의 직각 평행육면체 형태 유체 저장 및 분배 용기를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  44. 제43항에 있어서, 상기 적어도 두개의 직각 평행육면체 형태의 유체 저장 및 분배 용기들 중 연속하는 것들은 서로 나란히 배치된 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  45. 제43항에 있어서, 상기 적어도 두개의 직각 평행육면체 형태의 유체 저장 및 분배 용기들 중 연속하는 것들은 그 마주보는 벽(facing walls)에 서로 접촉하도록 배치된 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  46. 제42항에 있어서, 상기 가스 캐비넷은 벤트된(vented) 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  47. 제46항에 있어서, 가스 캐비넷의 내부 용적을 통한 배기 가스의 흐름 및 배출을 위하여, 상기 배기 가스(ventilation gas) 소스는 가스 캐비넷과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  48. 제47항에 있어서, 상기 배기 가스의 소스는 공기 소스를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  49. 제42항에 있어서, 상기 가스 캐비넷은 반도체 제조 시설의 하우스 배출 시스템(house exhaust system)으로 벤트된 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  50. 제42항에 있어서, 상기 가스 캐비넷은 처리 및 재순환 유닛(treatment and recirculation unit)으로 벤트되고, 상기 벤트된 가스는 가스 캐비넷에서 처리되고 재순환되는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  51. 제42항에 있어서, 상기 가스 캐비넷은 이온 주입 시스템의 가스 박스(gas box)를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  52. 제42항에 있어서, 상기 플로우 회로에 연결된 적어도 두개의 용기, 및 가스 고갈된 용기를 차단하고 동시에 플로우 회로로 가스를 공급하기 위한 가스 충전 용기를 작동시키도록 배치된 모니터링 및 조절 유닛을 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  53. 제52항에 있어서, 상기 모니터링 및 조절 유닛은, 하나 또는 그 이상의 모니터된 공정 조건이 설정된 셋 포인트 범위(predetermined set point range)에 있는 시간, 또는 설정된 시간(predetermined time)동안, 온스트림(on-stream) 용기를 작동하도록 배치되고, 마이크로프로세서(microprocessor) 조절기에 연결된, 사이클 타이머(cycle timer)를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  54. 제52항에 있어서, 상기 플로우 회로는 가스 캐비넷 내 가스 저장 및 분배 용기들 각각으로부터의 가스 플로우를 조절하기 위한 밸브를 포함하고, 상기 밸브 각각은 모니터링 및 조절 유닛에 신호 전송 라인(signal transmission line)에 의해 연결된 자동 밸브 작동기와 결합되어 있으며, 상기 모니터링 및 조절 유닛은, 제1용기(first vessel)로부터의 가스 흐름을 조절하는 밸브의 자동 밸브 작동기의 작동 및 가스 캐비넷 어셈블리의 작동의 제1예정기간(first predetermined period)의 말기에, 상기 제1용기로부터의 가스 흐름을 조절하는 밸브의 차단을 통하여 가스 캐비넷 어셈블리의 상기 제1예정기간 동안 제1용기로부터 가스를 분배하고, 제2용기(second vessel)로부터의 가스 흐름을 조절하는 밸브의 자동 밸브 작동기의 작동 및 가스 캐비넷 어셈블리의 작동의 제2예정기간(second predetermined period)의 말기에, 상기 제2용기로부터의 가스 흐름을 조절하는 밸브의 차단을 통하여 가스 캐비넷 어셈블리의 상기 제2예정기간 동안 제2용기로부터 가스를 분배하는 공정을 수행하도록 프로그램화되어 배열된 일반적인 목적의 프로그램화된 컴퓨터를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  55. 제42항에 있어서, 상기 가스 캐비넷은 벤트되고 이를 통하는 배기 가스의 플로우에 따라 배치되고, 벤트된 가스 캐비넷으로부터 오염물을 제거하기 위해서, 상기 벤트된 가스 캐비넷으로부터 상기 배기 가스를 배출하기 전에 배기 가스를 세척하기위한 가스 캐비넷 내 포인트-오브-유스 스크러버(point-of-use scrubber)를 더 포함하는 상기 가스 캐비넷 어셈블리.
  56. 제55항에 있어서, 상기 포인트-오브-유스 스크러버는 벤트 가스로부터 오염물의 제거를 위한 상기 오염물과 반응성 있는 화학흡착 물질(chemisorbent materials)을 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  57. 제56항에 있어서, 상기 화학흡착 물질은 트레숄드 한계값 (threshold limit value)(TLV) 농도 아래로 상기 오염물을 제거하는데 효과적인 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  58. 제55항에 있어서, 상기 포인트-오브-유스 스크러버는 상기 가스 캐비넷의 벽에 설치된 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  59. 제55항에 있어서, 상기 포인트-오브-유스 스크러버용 종말점(end-point) 탐지기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  60. 제59항에 있어서, 상기 포인트-오브-유스 스크러버는 그안에 스크러빙 매질(scrubbing medium)을 포함하는 스크러버 하우싱(scrubber housing)을 포함하고, 상기 스크러빙 매질은 상기 오염물과 접촉하여 색변화를 거치며, 상기 스크러빙 매질의 소모를 시각적으로 측정하기 위하여, 상기 하우싱은 그안에 시각 유리 뷰잉 포트(sight glass viewing port)를 갖는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  61. 제59항에 있어서, 상기 포인트-오브-유스 스크러버는 그안에 스크러빙 매질(scrubbing medium)을 포함하는 스크러버 하우싱(scrubber housing)을 포함하고, 상기 스크러빙 매질은 상기 오염물과 접촉하여 색변화를 거치는 것을 특징으로 하며, 상기 가스 캐비넷 어셈블리는 상기 색변화를 탐지하고 스크러빙 매질의 소모를 나타내는 출력을 생산하는 비색 정량 센서(colorimetric sensor)를 더 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  62. 제61항에 있어서, 상기 출력부는 상기 가스 캐비넷 내 가스 플로우 조절 밸브를 차단하고, 소모된 스크러빙 매질이 새로운 스크러빙 매질로 교체될 때까지 가스 캐비넷 어셈블리의 작동이 재개되는 것을 막도록 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  63. 제59항에 있어서, 상기 포인트-오브-유스 스크러버는 스크러빙 매질을 포함하고, 상기 가스 캐비넷 어셈블리는 (ⅰ) 스크러빙 매질로부터의 상기 오염물의 브레이크도우(breakthough)를 탐지하고, (ⅱ) 스크러빙 매질의 소모를 나타내는 출력을 생성하도록 배치된 유독(toxic) 가스 모니터 유닛을 더 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  64. 제59항에 있어서, 상기 포인트-오브-유스 스크러버는 스크버링 매질을 포함하고, 상기 가스 캐비넷 어셈블리는 스크러빙 매질 설치 이후의 가스 저장 및 분배 용기의 교환(change-outs) 횟수를 계산하고, 스크러빙 매질 교환의 필요를 나타내는 출력을 제공하도록 배치된 프로그램화된 논리 조절기(PLC) 유닛을 더 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  65. 제64항에 있어서, 상기 PLC 유닛은 (ⅰ) 포인트-오브-유스 스크러버가 단일 가스 저장 및 분배 용기로부터 노출될때의 가스의 양 및 (ⅱ) 투입된 스크러빙 매질 수용력에 근거하여, 스크러빙 매질이 소모되기 전에 수행가능한 가스 저장 및 분배 용기 교환 횟수를 계산하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  66. 제42항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 용기의 내부 용적내 베드를 구성하는 분할된 형태인 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  67. 제66항에 있어서, 상기 분할된 형태는 비드(beads), 파티클(particles), 그래뉼(granules), 펠렛(pellets), 링(rings), 플레이트렛(platelets), 테이블렛(tablets), 실린더형 압출 성형물(cylindrical extrudates), 큐빅 형태(cubic shapes) 및 주형의 기하학적 규칙 및 불규칙 형태(molded geometrically regular and irregular shapes)로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 형태를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  68. 제42항에 있어서, 상기 물리적 흡착제(physical adsorbent)는 모노리틱 형태(monolithic form)인 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  69. 제68항에 있어서, 상기 모노리틱 형태는 블럭(blocks), 브릭(bricks) 및 불(boules)로 구성된 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  70. 제68항에 있어서, 상기 모노리틱 형태는 단일 모노리틱 아티클(article)을 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  71. 제68항에 있어서, 상기 모노리틱 형태는 다수의 개별 모노리틱 아티클들을 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  72. 제71항에 있어서, 상기 용기의 내부 용적은 상기 물리적 흡착제의 개별 모노리틱 아티클들을 75개 이하로 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  73. 제71항에 있어서, 상기 용기의 내부 용적은 상기 물리적 흡착제의 개별 모노리틱 아티클들을 20개 이하로 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  74. 제71항에 있어서, 상기 용기의 내부 용적은 상기 물리적 흡착제의 개별 모노리틱 아티클들을 8개 이하로 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  75. 제71항에 있어서, 상기 용기의 내부 용적은 상기 물리적 흡착제의 개별 모노리틱 아티클들을 4개 이하로 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  76. 제68항에 있어서, 상기 모노리틱 물리적 흡착제는 용기의 내부 용적과 크기 및 형태가 일치하는 흡착 매스(sorbent mass)를 제공하는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  77. 제76항에 있어서, 상기 흡착 매스는 상기 용기 내부 용적의 적어도 60%를 차지하는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  78. 제76항에 있어서, 상기 흡착 매스는 상기 용기 내부 용적의 약 75∼95%를 차지하는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  79. 제68항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 유기 수지(organic resin)의 열분해(pyrolysis) 생산물인 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  80. 제68항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 용기에 in situ로 형성된 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  81. 제71항에 있어서, 상기 다수의 개별 모노리틱 아티클들 각각은 용기 내부 용적 높이의 0.3∼1.0배의 길이와 용기의 직각 횡단면 면적(cross-sectional area)의 0.1∼0.5배의 횡단면 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  82. 제71항에 있어서, 상기 다수의 개별 모노리틱 아티클들 각각은 직각의 평행육면체 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  83. 제71항에 있어서, 상기 다수의 개별 모노리틱 아티클들 각각은 용기 내부 용적에 인접한 모노리틱 부재(member)와 접촉하는 면에 가로로 및/또는 세로로 접촉하는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  84. 제71항에 있어서, 상기 다수의 개별 모노리틱 아티클들 각각은 솔리드 실린더 형태(solid cylinder form)를 갖는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  85. 제42항에 있어서, 상기 유체는 반도체 제조 공정에 용도(utility)를 갖는 유체를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  86. 제85항에 있어서, 상기 유체는 아르신(arsine), 포스핀(phosphine), 하이드로겐 세레나이드(hydrogen selenide), 하이드로겐 텔루라이드(hydrogen telluride), 나이트로겐 트리플루오라이드(nitrogen trifluoride), 보론 트리플루오라이드(boron trifluoride), 보론 트리클로라이드(boron trichloride), 디보란(diborane), 트리메틸실란(trimethylsilane), 테트라메틸실란(tetramethylsilane), 디실란(disilane), 실란(silane), 게르만(germane) 및 유기금속 가스상 반응물들(organometallic gaseous reagents)로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 유체 화학종을 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  87. 제42항에 있어서, 상기 유체는 상기 내부 용적에 약 1500torr를 초과하지 않는 압력을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  88. 제42항에 있어서, 상기 유체는 상기 내부 용적에 약 700torr를 초과하지 않는 압력을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  89. 제42항에 있어서, 상기 유체는 상기 내부 용적에 약 400∼700torr 범위의 압력을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  90. 제42항에 있어서, 상기 용기는 금속, 유리, 세라믹, 유리질 재료(vitreous materials), 폴리머, 및 합성 재료로 이루어진 군으로부터 선택된 구축 재료를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  91. 제90항에 있어서, 상기 용기는 금속 구축 재료를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  92. 제91항에 있어서, 상기 금속은 강철(steel), 스테인리스 스틸(stainless steel), 알루미늄, 구리, 놋쇠(brass), 청동, 및 그 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  93. 제42항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 탄소, 활성화된 탄소, 금속주입된 탄소(metal-impregnated carbon), 분자 체(알루미노규산염) 재료(molecular sieve (alumininosilicate) materials), 다공성 실리콘(porous silicon), 실리카, 알루미나, 스티렌 디비닐벤젠 중합 재료(styrene divinylbezene polymeric materials), 흡착 클레이(sorptive clays), 및 기능화된 소결성 유리 매질들(functionalized sintered glass media)로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 흡착 재료를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  94. 제42항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 탄소를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  95. 제42항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 활성화된 탄소(activated carbon)를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  96. 가스 캐비넷의 작동에 있어 용기의 교환을 위해 수동으로 운송가능한 적어도 하나의 가스 저장 및 분배 용기를 함유하는 가스 소스를 함유하는 가스 캐비넷을 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리의 풋프린트(footprint)를 감소시키는 방법에 있어서, 상기 가스 캐비넷은 그 위에 상기 가스를 흡착하여 보유하는 물리적 흡착제를 함유하고, 상기 방법은 직각 평행육면체 형태의 용기로 상기 적어도 하나의 가스 저장 및 분배 용기 각각을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  97. 제96항에 있어서, 직각 평행육면체 형태의 상기 용기 각각은 시트 금속(sheet metal)으로 제작된 것을 특징으로 하는 방법.
  98. 제96항에 있어서, 상기 가스 소스는 둘 또는 그 이상의 가스 저장 및 분배 용기를 포함하고, 연속하는 가스 저장 및 분배 용기들을 서로 나란히 장착하는 것을 포함하는 방법.
  99. 제98항에 있어서, 연속하는 가스 저장 및 분배 용기들을 그 마주보는 벽을 따라 서로 접촉하도록 장착하는 것을 포함하는 방법.
  100. 제98항에 있어서, 상기 가스 캐비넷의 하나 또는 그 이상의 벽에 대하여 접촉하는데 있어 적어도 여러개의 상기 가스 저장 및 분배 용기를 장착하는 단계를 더 포함하는 방법.
  101. 다음을 포함하는 낮은 압력에서 가스를 저장 및 분배하는 방법: 직각 평행육면체 형태를 갖는 수동으로 운송가능한 용기를 제작하는 단계; 상기 가스에 대하여 흡착 친화도를 갖는 물리적 흡착제를 용기내에 장착하는 단계; 상기 가스를 상기 물리적 흡착제에 흡착시키기 위해 상기 용기에 채우는 단계; 물리적 흡착제 및 흡착된 가스를 둘러싸고, 용기의 외부환경으로부터 이를 분리시키기 위하여, 상기 용기를 작동가능한 밸브가 있는 밸브 해드(valve head)로 밀폐하는 단계; 물리적 흡착제로부터 흡착된 가스를 탈착하는 단계 및, 가스 분배를 위해, 작동가능한 밸브를 통하여 용기로부터 가스를 흐르도록 하기 위하여, 밸브 해드에 작동가능한 밸브를 작동하는 단계.
  102. 가스 캐비넷의 작동시 흐르는 배기 가스가 통과하는 벤트된 가스 캐비넷을 포함하는 반도체 제조 시설의 배출 스크러버(exhaust scrubber)상에 남는 유체(fluid burden)를 감소시키는 방법에 있어서, 상기 방법은 세척가능한 오염물을 가스 캐비넷으로부터 제거하기 위하여, 가스 캐비넷으로부터 배기 가스를 배출하기 전에 가스 캐비넷 내 스크러빙 매질과 상기 배기 가스를 접촉시키는 단계 및, 가스 캐비넷으로부터 세척된 배기 가스를 배출하는 단계를 포함하되, 이에 의해 반도체 제조 시설의 상기 배출 스크러버에 의해 배출된 배기 가스를 처리할 필요가 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
  103. 제102항에 있어서, 보충 배기 가스 요구량을(make-up ventilation gas requirement) 감소시키도록, 벤트된 가스 캐비넷으로 세척된 배기 가스를 재순환(recirculating)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  104. 제102항에 있어서, 상기 스크러빙 매질(scrubbing medium)은 배기 가스로부터 오염물의 제거를 위한 상기 오염물과 반응성 있는 화학흡착물(chemisorbent)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  105. 다음을 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리: 둘러싸인 내부 용적을 한정하고 캐비넷으로부터 공정가스의 분배를 위해 배치된 상기 내부 용적내에 플로우 회로를 함유하는 벤트된 가스 캐비넷; 상기 가스 캐비넷의 내부 용적 내에 장착되고, 플로우 회로에 대한 가스 공급부와 연결된 공정 가스 소스; 상기 벤트된 가스 캐비넷으로 배기 가스를 공급하도록 배치된 배기 가스 소스; 상기 벤트된 가스 캐비넷으로부터 배기 가스를 배출하기 위한 배기 가스 배출구; 및 상기 벤트된 가스 캐비넷의 내부 용적에 장착되고, 상기 벤트된 가스 캐비넷으로부터 배기 가스 배출구를 통하여 배기 가스를 배출하기 전에 배기 가스로부터 세척가능한 오염물을 제거하도록 배치된 포인트-오브-유스 스크러버(point-of-use scrubber).
  106. 제105항에 있어서, 상기 포인트-오브-유스 스크러버는 배기 가스로부터 오염물의 반응적 제거를 위하여, 배기 가스내 오염물과 반응성 있는 화학흡착 매질(chemisorbent medium)을 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  107. 제105항에 있어서, 상기 공정 가스 소스는 공정가스에 흡착 친화도가 있는 물리적 흡착제를 갖는 가스 저장 및 분배 용기를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  108. 제107항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 탄소를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  109. 제107항에 있어서, 상기 물리적 흡착제는 활성화된 탄소를 포함하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  110. 제105항에 있어서, 상기 공정가스는 반도체 제조 공정에 용도를 갖는 가스를 함유하는 가스 캐비넷 어셈블리.
  111. 제110항에 있어서, 상기 공정 가스는 아르신(arsine), 포스핀(phosphine), 하이드로겐 세레나이드(hydrogen selenide), 하이드로겐 텔루라이드(hydrogen telluride), 나이트로겐 트리플루오라이드(nitrogen trifluoride), 보론 트리플루오라이드(boron trifluoride), 보론 트리클로라이드(boron trichloride), 디보란(diborane), 트리메틸실란(trimethylsilane), 테트라메틸실란(tetramethylsilane), 디실란(disilane), 실란(silane), 게르만(germane) 및 유기금속 가스상 반응물들(organometallic gaseous reagents)로 구성된 군으로부터 선택된 하나의 가스를 함유하는 가스 캐비넷 어셈블리.
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