发明名称 控制液态,气体输送的系统和方法
摘要 本发明提供一种输送一液化状态气体之新颖系统和方法。该系统包括:(a)连接有一气体管线之一压缩液化气体筒,透过该管线抽出该气体;(b)一气体筒室,将该气体筒容置于其中;以及(c)用以增加大气与该气体筒间热传速率,而不会使该气体筒内之液体温度增加至高于大气温度的装置。该装备与方法使得来自气体室之液化气体于高速率下之输送可受控制。发现其于半导体处理工具之气体输送中有其特别的适用性。
申请公布号 TW372263 申请公布日期 1999.10.21
申请号 TW086117543 申请日期 1997.11.24
申请人 液态空气.乔治斯.克劳帝方法研究开发股份有限公司 发明人 班杰明泽西克;瑞查.乌地沙斯;王化奇
分类号 F17C5/00 主分类号 F17C5/00
代理机构 代理人 林镒珠
主权项 1.一种输送一液化状态气体之系统,该系统包括:(a)一压缩之液化气体筒,其上连接有一气体管线,透过该气体管线抽出气体;(b)一气体筒室,将该气体筒容置于其中;以及(c)用以增加周围大气与该气体筒间热传速率,而不会使该气体筒内之液体温度增加至高于大气温度的装置。2.根据申请专利范围第1项之系统,进一步包括:(d)用以对自该气体筒中抽出之气体进行减压之装置;以及(e)用以使自该气体筒中抽出之气体过热之装置,其中该过热装置系位于该减压装置之上游。3.根据申请专利范围第1项之系统,进一步包括:(f)可用以整体控制该热传速率增加装置与该过热装置之装置,使得气体筒之压力与温度,以及位于该减压装置上游之气体筒中所抽出气体之过热程度可受控制。4.根据申请专利范围第1项之系统,其中该热传速率增加装置包括一或多个于该气体室中之开口,以及用以迫使一热传气体流经该一或多个开口。5.根据申请专利范围第4项之系统,其中该热传气体为空气或一种惰性气体。6.根据申请专利范围第4项之系统,其中该气体室中之一或多个开口包括一或多个充气板(plenum plate)或缝(slit)。7.根据申请专利范围第6项之系统,其中该一或多个充气板或缝包括用以引导该热传气体流动之翼。8.根据申请专利范围第6项之系统,其中该热传速率增加装置进一步包括用以电控该一或多个充气板或缝之温度至一稍高于周围温度之値之装置。9.根据申请专利范围第1项之系统,其中该热传速率增加装置基本上可将一空气流导至该筒上对应于一液体-气体界面之位置。10.根据申请专利范围第1项之系统,其中该热传速率增加装置包括一或多个辐射面板加热器。11.根据申请专利范围第1项之系统,其中该热传速率增加装置包括一加热器,位于该筒下方。12.根据申请专利范围第11项之系统,其中位于该筒下方之加热器为一加热天秤盖(heatedscale cover),该加热天秤盖包括一上表面、一下表面、以及一加热元件,该加热元件位于一形成于该上、下表面间之孔穴内,该系统进一步包括一秤盘,用以量测该筒之重量。13.根据申请专利范围第12项之系统,其中该天秤盖进一步包括一下凹形状之物件,附着至该上表面上。14.根据申请专利范围第11项之系统,进一步包括用以根据筒压与重量输入而控制该加热天秤盖之热输出之装置。15.根据申请专利范围第1项之系统,其中该过热装置包括一加热气体过滤器或一加热气体纯化器。16.根据申请专利范围第1项之系统,其中该过热装置包括一加热器,与该管线相接触。17.根据申请专利范围第16项之系统,其中该与管线接触之加热器包括电热带。18.根据申请专利范围第1项之系统,其中该过热装置包括用以加热空气之装置与用以将受热空气吹至一气体流经之管件上之装置。19.根据申请专利范围第1项之系统,其中该过热装置包括一加热阀,包括一气体入口埠、一气体出口埠、一用以开启或关闭该阀之驱动器、以及一与该阀热接触之加热器。20.根据申请专利范围第19项之系统,其中该加热阀为一区块阀(block valve)。21.根据申请专利范围第19项之系统,其中该加热阀进一步包括第二气体入口埠,一驱洗气体可经由其中进入该阀。22.根据申请专利范围第19项之系统,其中该加热阀进一步包括一压力量测装置,连接至其上。23.根据申请专利范围第19项之系统,其中该加热器系选自自动调节式加热器、电阻式加热器以及卷筒式加热器(cartridge heater)。24.根据申请专利范围第23项之系统,其中该加热器系热追踪器(heat trace)。25.一种半导体处理系统,包括一半导体处理装置以及根据申请专利范围第1项之气体输送系统。26.一种输送一液化状态气体之方法,该方法包括:(a)于连接有一气体管线之气体筒中提供一压缩之液化气体,该气体筒系容置于一气体筒室中;以及(b)增加周围大气与该气体筒间之热传速率,而勿使该气体筒内之液体温度增加至高于大气温度。27.根据申请专利范围第26项之方法,进一步包括:(c)于该气体膨胀前使自该气体筒中抽出之气体过热。28.根据申请专利范围第26项之方法,进一步包括:(d)整体控制增加该热传速率与该过热之步骤,使得气体筒之压力与温度,以及任何气体膨胀前之气体筒中所抽出气体之过热程度可受控制。29.根据申请专利范围第26项之方法,其中该气体系选自NH3,AsH3,BCl3,CO2,Cl2,SiH2Cl2,Si2H6,HBr,HCl,HF,N2O,C3F8,SF6,PH3以及WF6。30.根据申请专利范围第26项之方法,其中该热传速率系藉由迫使一热传气体经过一或多个该气体室中之开口而增加。31.根据申请专利范围第30项之方法,其中该热传气体为空气或一种惰性气体。32.根据申请专利范围第30项之方法,其中该气体室中之一或多个开口包括一或多个充气板或缝。33.根据申请专利范围第32项之方法,其中该增加热传速率之步骤进一步包括电控该一或多个充气板或缝之温度至一稍高于周围温度之値。34.根据申请专利范围第26项之方法,其中该增加热传速率之步骤包括基本上将一空气流导至该筒上对应于一液体-蒸气界面之位置。35.根据申请专利范围第26项之方法,其中该增加热传速率之步骤包括于该气体室中提供一或多个充气板或缝,该一或多个充气板或缝进一步包括用以引导空气流动之翼。36.根据申请专利范围第26项之方法,其中该增加热传速率之步骤包括以一或多个辐射面板加热器加热该筒。37.根据申请专利范围第26项之方法,其中该增加热传速率之步骤包括以一位于该气体筒下方之加热器加热该筒。38.根据申请专利范围第37项之方法,其中位于该筒下方之加热器为一加热天秤盖,该加热天秤盖包括一上表面、一下表面、以及一加热元件,该加热元件位于一形成于该上、下表面间之孔穴内,该方法进一步包括以一秤盘测量该筒之重量。39.根据申请专利范围第38项之方法,进一步包括一根据筒压与重量输入而控制该加热天秤盖之热输出之步骤。40.根据申请专利范围第26项之方法,其中使气体筒中所抽出之气体过热之步骤包括以一加热气体过滤器或一加热纯化器使该气体过热。41.根据申请专利范围第26项之方法,其中使气体筒中所抽出之气体过热之步骤包括以一与该管线相接触加热器使该气体过热。42.根据申请专利范围第41项之方法,其中该与管线接触之加热器包括电热带。43.根据申请专利范围第26项之方法,其中使气体筒中所抽出之气体过热之步骤包括加热空气,并将受热空气吹至一气体流经之管件上。44.根据申请专利范围第26项之方法,其中使气体筒中所抽出之气体过热之步骤包括加热一阀中之气体流,该阀包括一与该阀热接触之加热器。45.根据申请专利范围第44项之方法,其中该加热阀为一区块阀(block valve)。46.根据申请专利范围第44项之方法,其中该加热器系选自自动调节式加热器、电阻式加热器以及卷筒式加热器。47.根据申请专利范围第46项之方法,其中该加热器系热追踪器。48.一种用以调节一气体流之加热阀,包括一气体可经其进入该阀中之气体入口埠、一气体可经其离开该阀之气体出口埠、一用以开启或关闭该阀之驱动器、以及一与该阀热接触之加热器。49.根据申请专利范围第48项之加热阀,其中该加热阀为一区块阀(bIock valve)。50.根据申请专利范围第48项之加热阀,其中该加热阀进一步包括第二气体入口埠,一驱洗气体可经由其中进入该阀。51.根据申请专利范围第48项之加热阀,其中该加热阀进一步包括一压力量测装置,连接至其上。52.根据申请专利范围第48项之加热阀,其中该加热器系选自自动调节式加热器、电阻式加热器以及卷筒式加热器(cartridge heater)。53.根据申请专利范围第52项之加热阀,其中该加热器系热追踪器。54.根据申请专利范围第48项之加热阀,进一步包括一与该加热器热接触之烧结金属盘,该盘提供额外的受热面积以供气体接触。55.一加热天秤盖,包括一上表面、一下表面、以及一加热元件,该加热元件位于一形成于该上、下表面间之孔穴内。56.根据申请专利范围第55项之加热天秤盖,其中该加热元件以线圈形式缠绕于该孔穴内。57.根据申请专利范围第55项之加热天秤盖,其中该加热元件可于至高达220℉之温度下操作。58.根据申请专利范围第55项之加热天秤盖,进一步包括一位于该孔穴下方之绝缘层,该绝缘层可有效将热由该加热元件导至该上表面。59.根据申请专利范围第55项之加热天秤盖,进一步包括一下凹形状之物件,附着至该上表面上。图式简单说明:第一图为对Cl2筒而言,沿该筒上多处不同位置所测得之外部筒壁温度以及筒内蒸气压对时间之函数关系图;第二图系筒内蒸气压对筒内液体温度之函数关系图,以及在不同流率下,对应于最冷外部筒温之理论蒸气压;第三图描绘出于一气体室中之第一平面上之空气流速向量;第四图描绘出于该气体室中垂直位移该第一平面所得之第二平面上之空气流速向量;第五图为一等高线图,绘示沿气体筒外表面之外部热传系数之变化;第六图绘示该筒外部热传系数之定性变化对该筒与筒中液体间温度差之函数关系图;第七图描绘以3slm自一Cl2筒抽出之气体流中所侦测到之液滴浓度对时间之函数关系图;第八图描绘以1slm自一Cl2筒抽出之气体流中所侦测到之液滴浓度对时间之函数关系图;第九图为无水HCl之相图;第十图为一气体室图,以及根据本发明之一方面用以增加周围大气与该气体筒间热传速率之装置;第十一图A与B分别绘示根据本发明之一气体筒加热器之侧视截面与上视图;第十二图为加热器温度对液体存在之影响对时间之函数关系图;第十三图为根据本发明之一方面用以控制液化状态气体输送之系统示意图;第十四图A与B绘示根据本发明之一方面用以使一气体流过热之装置;第十五图A与B为描绘一过热加热器对消除气体流中液滴存在之效果图;第十六图为根据本发明之一方面用以控制液化状态气体输送之一较佳系统示意图;第十七图绘示根据本发明之一方面用以控制一加热器之控制法则;以及第十八图为第十七图控制法则之流程图。
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