KR100858077B1 - Gas cabinet assembly comprising sorbent-based gas storage and delivery system - Google Patents

Gas cabinet assembly comprising sorbent-based gas storage and delivery system Download PDF

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Abstract

가스 공급 장치는 엔클로저를 형성하는 가스 캐비넷(402)을 포함하며, 상기 엔클로저는 그 안에 가스 분배용 매니폴드(426)를 포함하고, 하나 이상의 흡착제에 기초한 가스 저장 및 분배 베셀(433, 460, 462)이 상기 엔클로저 내에 장착되어 상기 가스 분배용 매니폴드(426)와 가스 흐름 연통 관계로 연결되어 있다. 상기 엔클로저는 낮은 압력 또는 부압 상태로 유지되어, 엔클로저 내의 가스 저장 및 분배 베셀(433, 460, 462)로부터 가스가 누설되는 경우의 안전성을 향상시킬 수 있다. 상기 가스 공급 장치는 반도체 제조 설비 내의 가스 소비 유닛, 예를 들면 이온 주입기, 에칭실 또는 화학적 증착 반응기에 연결될 수 있다.The gas supply device includes a gas cabinet 402 forming an enclosure, the enclosure including a gas distribution manifold 426 therein, the gas storage and distribution vessels 433, 460, 462 based on one or more adsorbents. ) Is mounted in the enclosure and connected in gas flow communication with the gas distribution manifold 426. The enclosure may be maintained at a low or negative pressure to improve safety in the event of gas leakage from the gas storage and distribution vessels 433, 460, 462 in the enclosure. The gas supply device may be connected to a gas consuming unit in a semiconductor manufacturing facility, for example an ion implanter, an etching chamber or a chemical deposition reactor.

Description

가스 공급 장치, 이온 주입 장치, 가스 시약 공급 방법, 흡탈착 방법 및 반도체 제조 설비 {GAS CABINET ASSEMBLY COMPRISING SORBENT-BASED GAS STORAGE AND DELIVERY SYSTEM}Gas supply device, ion implanter, gas reagent supply method, adsorption and desorption method and semiconductor manufacturing equipment {GAS CABINET ASSEMBLY COMPRISING SORBENT-BASED GAS STORAGE AND DELIVERY SYSTEM}

본 발명은 일반적으로 말하면, 가스 성분(들)이 고체 흡착 매체에 대하여 흡착 관계로 유지되고 분배 작업에서 흡착 매체로부터 탈착 방출되는 베셀 또는 저장 용기로부터 기상(氣相) 시약, 예컨대 수소화물 및 할로겐 화합물 가스를 선택적으로 분배하기 위한 저장 및 분배 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로 말하자면, 본 발명은 가스 분배용 매니폴드 및/또는 다른 유동 회로에 접속되어 가스 저장 및 분배 베셀과 가스 캐비넷으로부터 하류의 공정 유닛, 예컨대 반도체 제조 설비로 선택적으로 분배하는 전술한 형태의 흡착제를 기초로 한 하나 이상의 가스 저장 및 분배 베셀을 수용하는 가스 캐비넷 조립체에 관한 것이다.The present invention generally relates to gas phase reagents, such as hydrides and halogen compounds, from vessels or storage vessels in which the gas component (s) are held in adsorption relation to the solid adsorption medium and desorbed and released from the adsorption medium in a dispensing operation. A storage and dispensing device for selectively dispensing gas. More specifically, the present invention is an adsorbent of the type described above which is connected to a gas distribution manifold and / or other flow circuit to selectively dispense from gas storage and distribution vessels and gas cabinets to downstream processing units, such as semiconductor manufacturing facilities. A gas cabinet assembly for receiving one or more gas storage and distribution vessels based thereon.

반도체 재료 및 장치의 제조에 있어서, 그리고 여러 가지 다른 산업적인 공정 및 용례에 있어서, 신뢰성 있는 수소화물 및 할로겐화물 가스 소스에 대한 필요성이 존재하고 있다. 예를 들면, 실란, 게르만(germane,GeH4), 암모니아, 포스핀(phosphine), 아르신(arsine), 디보란(diborane), 스티빈(stibine), 황화수소, 세렌화 수소, 텔루르화 수소 및 이에 상응하는 기타의 할로겐화물(염소, 브롬, 요드 및 플루오르) 화합물을 비롯한 많은 가스는 독성 및 안전성을 고려하여 산업적인 공정 설비에 세심하게 저장 및 취급되어야 한다.In the manufacture of semiconductor materials and devices, and in many other industrial processes and applications, there is a need for reliable hydride and halide gas sources. For example, silane, germane (GeH 4 ), ammonia, phosphine, arsine, diborane, stibine, hydrogen sulfide, hydrogen serene, hydrogen telluride and Many gases, including their corresponding halide (chlorine, bromine, iodine and fluorine) compounds, must be carefully stored and handled in industrial process equipment in consideration of toxicity and safety.

기상의 수소화 비소(AsH3) 및 포스핀(PH3)은 이온 주입에 있어서 비소(As) 및 인(P)의 소스로서 일반적으로 사용되고 있다. 이들 가스의 맹독성 및 높은 증기압 때문에, 이들 가스의 사용, 운반 및 저장은 반도체 산업에 있어서 심각한 안전상의 문제를 야기한다. 이온 주입 장치는 통상 1500 psig 정도의 높은 압력의 AsH3와 PH3의 희석한 혼합물을 사용하고 있다. 이들 고압 실린더의 재해적인 방출은 엄청난 작업자들에게 심각한 부상을 입힐 잠재성이 있고 심지어는 죽음에 이르게 할 수 있다.Gas phase hydrogenated arsenic (AsH 3 ) and phosphine (PH 3 ) are commonly used as sources of arsenic (As) and phosphorus (P) in ion implantation. Because of the high toxicity and high vapor pressure of these gases, the use, transport and storage of these gases cause serious safety problems in the semiconductor industry. The ion implantation apparatus generally uses a diluted mixture of AsH 3 and PH 3 at a high pressure of about 1500 psig. Disruptive release of these high pressure cylinders has the potential to seriously injure huge workers and even lead to death.

이러한 점을 고려하여, 이온 주입 사용자는 비소종 및 인산종을 고체 소스 또는 가스 소스 사이에서 선택하여야 한다. 고체 소스를 갖는 이온 주입기(implanter)상에서 As에서 P로 전환하는 데에는 90분 정도의 긴 시간이 소요될 수 있다. 가스 소스의 경우, 동일한 종의 교체에는 단지 15분 밖에 소요되지 않는다. 그러나, 가장 일반적으로 사용되는 소스 가스인 아르신(AsH3) 및 포스핀(PH3)은 맹독성이다. 최근, 이들의 사용은 이들 가스의 취급 및 처리의 안전성 관점에서 널리 확산된 주의의 초점이 되어 왔다. 많은 이온 주입 장치는 400 - 1800 psig의 압력의 0.44 L 또는 2.3 L 용량의 실린더에 담긴 희석된 혼합물(10 - 15%)로 공급되는 수소화물 가스 소스를 사용하고 있다. 사용자들이 보다 안전한 대안을 연구하도록 자극해온 것은 실린더로부터 가스의 압력에 의한 방출에 대한 걱정이다.In view of this, the ion implantation user must select between arsenic and phosphate species between a solid source or a gas source. The conversion from As to P on an ion implanter with a solid source can take as long as 90 minutes. In the case of a gas source, it takes only 15 minutes to replace the same species. However, the most commonly used source gases arsine (AsH 3 ) and phosphine (PH 3 ) are highly toxic. In recent years, their use has been the focus of widespread attention in terms of the safety of handling and processing of these gases. Many ion implanters use a hydride gas source that is supplied in a diluted mixture (10-15%) contained in a 0.44 L or 2.3 L cylinder at a pressure of 400-1800 psig. What has stimulated users to study safer alternatives is the concern about the release of gas from the cylinder by pressure.

1988년 5월 17일자로 Karl O. Knollmeuller에게 허여된 미국 특허 제4,744,221호는 약 -30℃에서 +30℃의 온도에서 아르신을 기포 크기가 약 5 내지 15 옹스트롬 범위인 제올라이트와 접촉시켜 아르신을 제올라이트에 흡착시킨 후에, 아르신을 제올라이트 재료로부터 방출하기에 충분한 시간 동안 약 175℃까지의 상승된 온도로 제올라이트를 가열하여 분배하여, 아르신을 저장하고 후에 공급하는 방법이 개시되어 있다.US Patent No. 4,744,221, issued to Karl O. Knollmeuller on May 17, 1988, contacts arsine with a zeolite having a bubble size ranging from about 5 to 15 Angstroms at a temperature of about -30 ° C to + 30 ° C. After adsorbing to a method, a method is disclosed in which the zeolite is heated and distributed to an elevated temperature of up to about 175 ° C. for a time sufficient to release arsine from the zeolite material, thereby storing and subsequently feeding arsine.

Knollmeuller의 특허에 개시된 방법은 제올라이트로부터 미리 흡착된 아르신을 원하는 양만큼 탈착시키기에 충분한 온도까지 제올라이트를 가열하도록 구성 및 배치되어야 하는 제올라이트 가열 수단을 마련하여야 한다는 점에서 불리하다.The method disclosed in Knollmeuller's patent is disadvantageous in that it must provide a zeolite heating means which must be constructed and arranged to heat the zeolite to a temperature sufficient to desorb the adsorbed arsine from the zeolite by the desired amount.

아르신을 보유하고 있는 제올라이트를 유지하는 베셀의 외부에서 가열 자켓 또는 기타의 수단을 사용하는 것은, 베셀이 대개 충분한 열용량을 가지고 있고, 따라서 분배 작업에 대하여 상당한 지체 시간을 요한다고 하는 점에서 문제가 있다. 또한 아르신은 가열에 의하여 분해되어 수소 가스를 형성하게 되고, 이 수소는 처리 장치에 폭발 위험성을 제기한다. 아울러, 이처럼 열을 매개로 한 아르신의 분해는 처리 장치에 가스 압력의 상당한 상승을 초래하는데, 이는 장치의 수명 및 작동 효율의 관점에서 극히 불리하다. The use of a heating jacket or other means outside of the vessel holding the zeolite containing the arsine is problematic in that the vessel usually has sufficient heat capacity and therefore requires considerable delay time for dispensing operations. . Arsine also decomposes upon heating to form hydrogen gas, which poses an explosion hazard to the treatment device. In addition, this thermally mediated decomposition of arsine results in a significant increase in gas pressure in the processing apparatus, which is extremely disadvantageous in terms of the lifetime and operating efficiency of the apparatus.

제올라이트 베드(zeolite bed) 자체의 내부에 배치되는 가열 코일 또는 기타의 가열 요소를 마련하더라도, 이러한 수단을 이용해서는 제올라이트를 균일하게 가열하여 아르신 가스 방출의 원하는 균일성을 달성할 수 없기 때문에 문제가 된다.Even if a heating coil or other heating element is provided that is placed inside the zeolite bed itself, the problem is that such means cannot be used to uniformly heat the zeolite to achieve the desired uniformity of arsine gas release. do.

가열된 담체 가스가 담긴 용기 내의 제올라이트 베드를 통과하는 가열된 담체 가스를 사용하는 것은 전술한 결점들을 극복할 수 있지만, 아르신의 가열된 담체 가스의 탈착을 달성하는 데에 필요한 온도가 바람직하지 않게 높거나 그렇지 않으면 아르신 가스의 최종 사용에 부적절할 수 있고, 이에 따라 궁극적인 사용을 위하여 분배된 가스를 컨디셔닝하기 위하여 냉각 또는 기타의 다른 처리가 필요하다.Using a heated carrier gas through a zeolite bed in a vessel containing a heated carrier gas can overcome the above-mentioned drawbacks, but the temperature required to achieve desorption of the heated carrier gas of arsine is undesirably high. Or otherwise may be inappropriate for the final use of arsine gas, and thus cooling or other treatment is required to condition the dispensed gas for ultimate use.

본 발명은 Knollmueller 특허에 개시된 방법의 전술한 문제점을 극복하는, 수소화물 및 할로겐화물 가스와 같은 시약 가스의 저장 및 분배를 위한 가스 저장 및 분배 장치를 고려하고 있다.The present invention contemplates a gas storage and dispensing apparatus for the storage and distribution of reagent gases, such as hydrides and halide gases, which overcomes the aforementioned problems of the method disclosed in the Knollmueller patent.

본 발명의 장치는 수소화물 및 할로겐화물 가스를 비롯한 다양한 시약 가스의 저장 및 분배에 적합한 것으로서 주위 온도 수준에서 선택적으로 작동 가능하지만 제올라이트와 같은 물리적 흡착제의 높은 저장(흡착) 용량을 효율적으로 사용할 수 있다.The device of the present invention is suitable for the storage and distribution of various reagent gases, including hydride and halide gases, which can be selectively operated at ambient temperature levels but can efficiently utilize the high storage (adsorption) capacity of physical adsorbents such as zeolites. .

본 발명은 가스 공급 장치에 관한 것이다. 이 가스 공급 장치는 내측에 가스 분배용 매니폴드을 포함하는 엔클로저(enclosure)를 형성하는 가스 캐비넷과, 이 엔클로저 내에 장착되어 가스 분배용 매니폴드와 가스 흐름이 연통되게 접속되어 있는 흡착제를 기초로 한 하나 이상의 가스 저장 및 분배 베셀을 포함한다.The present invention relates to a gas supply device. The gas supply device is based on a gas cabinet that forms an enclosure that includes a gas distribution manifold inside, and an adsorbent, which is mounted in the enclosure and is connected in communication with the gas distribution manifold and the gas flow. The above gas storage and distribution vessels are included.

엔클로저는 이 엔클로저 내의 가스 저장 및 분배 베셀(들)로부터의 가스 누 설의 경우에 안전성을 증진시키기 위하여 저압 또는 부압(負壓)으로 유지될 수 있다. 가스 공급 장치는 반도체 제조 설비 내의 공정 유닛, 예컨대 이온 주입기, 에칭 챔버, 화학적 기상 증착 반응기 등과 같은 하류의 가스 소비 유닛에 연결될 수 있다.The enclosure may be maintained at low or negative pressure to enhance safety in the event of gas leakage from gas storage and distribution vessel (s) in the enclosure. The gas supply device may be connected to processing units in a semiconductor manufacturing facility, such as downstream gas consuming units such as ion implanters, etching chambers, chemical vapor deposition reactors, and the like.

흡착제를 기초로 한 가스 저장 및 분배 장치는, 예를 들면, 수소화물 가스, 할로겐화물 가스 및 Ⅴ족 화합물과 같은 유기 금속 시약 가스로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 가스를 저장 및 분배하기 위한 흡탈착 장치를 구성한다. 상기 흡탈착 장치는 Gas storage and distribution devices based on adsorbents include, for example, adsorption and desorption devices for storing and dispensing gases selected from the group consisting of organometallic reagent gases such as hydride gases, halide gases and Group V compounds. Configure. The adsorption and desorption device

고상(固相)의 물리적 흡착 매체를 유지하고 가스를 베셀에 선택적으로 유입 및 유출하도록 구성하여 배치된 저장 및 분배 베셀과;A storage and distribution vessel arranged to hold a solid physical adsorption medium and to selectively inflow and outflow of gas into the vessel;

내부 가스 압력으로 상기 저장 및 분배 베셀 내에 배치된 고상의 물리적 흡착 매체와;A solid phase physical adsorption medium disposed in said storage and distribution vessel at internal gas pressure;

상기 고상의 물리적 흡착 매체상에 물리적으로 흡착되는 피흡착 가스와;Adsorption gas to be physically adsorbed on the solid physical adsorption medium;

상기 저장 및 분배 베셀과 가스 흐름이 연통되게 연결됨과 아울러, 상기 고상의 물리적 흡착 매체로부터의 피흡착 가스의 탈착 및 탈착된 가스의 분배 조립체를 통한 가스 흐름을 일으키도록 상기 저장 및 분배 베셀의 외부에 상기 내부 압력 미만의 압력을 제공하는 분배 조립체A gas flow in communication with the storage and distribution vessel, the gas flow through the distribution assembly of desorbed gas and desorbed gas from the solid physical adsorption medium and external to the storage and distribution vessel A dispensing assembly providing a pressure below said internal pressure

를 포함하며,Including;

상기 고상의 물리적 흡착 매체에는 상기 저장 및 분배 베셀 내의 피흡착 가스를 분해시키기에 충분한 농도의, 물, 금속 및 산화 전이 금속종(oxidic transition metal species)(예컨대, 산화물, 아황산염 및/또는 질산염)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분(trace components)은 존재하지 않는다.The solid phase physical adsorption medium comprises water, metal and oxidic transition metal species (eg, oxides, sulfites and / or nitrates) at concentrations sufficient to decompose the adsorbed gases in the storage and distribution vessels. There are no trace components selected from the group consisting of.

그러한 장치에 있어서는, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여, 중량으로 350 ppm(parts-per-million) 미만, 바람직하게는 100 ppm 미만, 더욱 바람직하게는 10 ppm 미만, 가장 바람직하게는 1 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유한다.In such a device, the solid phase physical adsorption medium is, based on the weight of the physical adsorption medium, by weight less than 350 parts-per-million, preferably less than 100 ppm, more preferably less than 10 ppm, Most preferably it contains a trace component selected from the group consisting of water and oxidation transition metal species of less than 1 ppm.

본 발명의 장치에 있어서는, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분의 상기 고상의 물리적 흡착 매체에 있어서의 농도가, 상기 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여, 25℃ 및 상기 내부 압력에서 일년 후에 상기 피흡착 가스를 5 중량%을 초과하여, 바람직하기로는 1 중량%를 초과하여 분해시키기에는 불충분하다.In the apparatus of the present invention, the concentration in the physical adsorption medium of the solid phase of a trace component selected from the group consisting of water and oxide transition metal species is 25 ° C. and the internal pressure based on the weight of the physical adsorption medium. Insufficient to decompose the adsorbed gas in excess of 5% by weight, preferably in excess of 1% by weight after one year.

다른 한 가지 양태에 있어서, 본 발명은 가스, 예를 들면, 수소화물 가스, 할로겐화물 가스 및 유기 금속 Ⅴ족 성분으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 가스를 저장 및 분배하기 위한 흡탈착 장치에 관한 것으로서, 이 장치는In another aspect, the present invention relates to an adsorption and desorption apparatus for storing and distributing a gas selected from the group consisting of a hydride gas, a halide gas, and an organometallic Group V component. Is

고상의 물리적 흡착 매체를 유지하고 가스를 베셀에 선택적으로 유입 및 유출하도록 구성하여 배치된 저장 및 분배 베셀과;A storage and distribution vessel arranged to hold a solid physical adsorption medium and to selectively introduce and inert gas into and out of the vessel;

내부 가스 압력으로 상기 저장 및 분배 베셀 내에 배치된 고상의 물리적 흡착 매체와;A solid phase physical adsorption medium disposed in said storage and distribution vessel at internal gas pressure;

상기 고상의 물리적 흡착 매체상에 물리적으로 흡착되는 피흡착 가스와;Adsorption gas to be physically adsorbed on the solid physical adsorption medium;

상기 저장 및 분배 베셀과 가스 흐름이 연통되게 연결되는 분배 조립체로서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체로부터의 피흡착 가스의 탈착 및 탈착된 가스의 상기 분배 조립체를 통한 가스 흐름을 유발하도록 상기 저장 및 분배 베셀의 외부에 상기 내부 압력 미만의 압력을 제공하는 분배 조립체A dispensing assembly in gas communication with the storage and dispensing vessel in communication with the storage and dispensing vessel to cause desorption of the adsorbed gas from the solid physical adsorption medium and gas flow through the dispensing assembly of desorbed gas A dispensing assembly that provides a pressure below the internal pressure to the outside of the

를 포함하며,Including;

물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분의 상기 고상의 물리적 흡착 매체에서의 농도가, 상기 고상의 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로, 25℃의 온도에서 일주일 후에 상기 저장 및 분배 베셀 내에서 내부 압력을 25%를 초과하여, 바람직하게는 10% 초과하여 상승시키기에는 불충분하다.The concentration in the physical adsorption medium of the solid phase of a trace component selected from the group consisting of water and oxidation transition metal species is determined in the storage and distribution vessel after one week at a temperature of 25 ° C., based on the weight of the physical adsorption medium of the solid phase. Insufficient to raise the internal pressure in excess of 25%, preferably more than 10%.

그러한 장치에 있어서는, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여, 중량으로 350 ppm 미만, 바람직하게는 100 ppm 미만, 더욱 바람직하게는 10 ppm 미만, 가장 바람직하게는 1 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유한다.In such a device, the solid phase physical adsorption medium is less than 350 ppm by weight, preferably less than 100 ppm, more preferably less than 10 ppm, most preferably less than 1 ppm by weight, based on the weight of the physical adsorption medium. It contains a trace component selected from the group consisting of water and oxidation transition metal species.

본 발명의 다른 한 가지 양태는 3불화붕소의 저장 및 분배용 흡탈착 장치에 관한 것으로서, 이 장치는Another aspect of the invention relates to an adsorption and desorption apparatus for the storage and distribution of boron trifluoride, the apparatus

3불화붕소에 대하여 수착 친화력을 갖는 고상의 물리적 흡착 매체를 유지하도록 구성 및 배치되어 3불화붕소를 선택적으로 유입 및 유출시키는 저장 및 분배 베셀과;A storage and distribution vessel configured and arranged to maintain a solid physical adsorption medium having a sorption affinity for boron trifluoride for selectively introducing and discharging boron trifluoride;

소정 내부 가스 압력의 상기 저장 및 분배 베셀 내에 배치되는, 3불화붕소에 대하여 수착 친화력을 갖는 고상의 물리적 흡착 매체와; A solid phase physical adsorption medium having a sorption affinity for boron trifluoride, disposed within said storage and distribution vessel at a predetermined internal gas pressure;                 

상기 고상의 물리적 흡착 매체에 물리적으로 흡착되어 있는 3불화붕소 가스; 그리고Boron trifluoride gas that is physically adsorbed to the solid physical adsorption medium; And

상기 저장 및 분배 베셀에 가스 흐름이 연통되게 연결되는 분배 조립체를 구비하고, 이 분배 조립체는 고상의 물리적 흡착 매체로부터 3불화붕소 가스를 탈착시키고 탈착된 3불화붕소 가스가 분배 조립체를 통해서 흐르도록 하기 위하여 상기 저장 및 분배 베셀의 외부에 상기 내부 압력 미만의 압력을 제공하도록 구성 및 배치된다.A dispensing assembly having a gas flow in communication with said storage and dispensing vessel, said dispensing assembly desorbing boron trifluoride gas from a solid physical adsorption medium and allowing desorbed boron trifluoride gas to flow through the dispensing assembly. And to provide a pressure below the internal pressure to the exterior of the storage and dispensing vessel.

본 발명의 장치는 압력차 만으로도 작동하는 것이 일반적으로 바람직하지만, 순차적으로 분배될 가스의 흡착 및 탈착과 관련하여, 몇 가지 경우에는, 저장 및 분배 베셀에 관하여 고상의 물리적 흡착 매체를 선택적으로 가열시키도록 작동하게 배치되어 피흡착 가스의 상기 고상의 물리적 흡착 매체로부터 탈착을 열로 증진시키는 히터를 채용하는 것이 유리할 수도 있다.Although the device of the present invention is generally preferred to operate with a pressure differential alone, in connection with the adsorption and desorption of the gases to be sequentially dispensed, in some cases, the solid phase physical adsorption medium is selectively heated with respect to the storage and distribution vessels. It may be advantageous to employ a heater arranged to operate so as to heat up the desorption from the solid physical adsorption medium of the gas to be adsorbed.

바람직한 고상의 물리적 흡작 매체는, 예컨대 기공의 크기가 약 4 내지 13 옹스트롬인 결정질 알루미노실리케이트(aluminosilicate) 성분으로 구성되며, 다만 잠재적으로는 기공 크기가 약 20 내지 40 옹스트롬인 이른바 메소포어(mesopore) 성분과 같은 더 큰 기공의 결정질 알루미노실리케이트 성분이 본 발명의 폭넓은 실시에 유용하게 채용될 것이다. 그러한 결정질 알루미노실리케이트 성분의 예는 5A 분자체(molecular sieve) 및 바람직하기로는 무바인더(bindless) 분자체를 포함한다. 많은 경우, 결정질 알루미노실리케이트 및 탄소 분자체와 같은 분자체 물질이 바람직하지만, 실리카, 알루미나, 거대 망상 폴리머(macroreticulate polymers), 규조토 및 탄소 등과 같은 다른 물질을 포함하는 것이 유용할 수 있다. 흡착 물질은 가스 저장 및 분배 장치의 성능에 악영향을 미치는 미량 성분이 확실이 없도록 하기 위하여 적절히 가공 처리된다. 예를 들면, 탄소 흡착제는 예컨대 불화수소산으로 세정 처리를 받아 금속 및 산화 전이 금속종과 같은 미량 성분이 충분히 없게 할 수 있다. 잠재적으로 유용한 탄소 물질로는 매우 균일한 구상(球狀) 입자 형태의, 이른바 비드 활성탄(bead activated carbon)", 예컨대 미국, 뉴욕주, 뉴욕에 소재하는 Kreha Corporation으로부터 입수 할 수 있는 BAC-MP, BAC-LP, BAG-G-70R를 포함한다.Preferred solid phase physical absorption media consist of crystalline aluminosilicate components, eg pore sizes of about 4 to 13 angstroms, but potentially so-called mesopores with pore sizes of about 20 to 40 angstroms. Larger pore crystalline aluminosilicate components such as components will be usefully employed in the broad practice of the present invention. Examples of such crystalline aluminosilicate components include 5A molecular sieves and preferably bindless molecular sieves. In many cases molecular sieve materials such as crystalline aluminosilicates and carbon molecular sieves are preferred, but it may be useful to include other materials such as silica, alumina, macroreticulate polymers, diatomaceous earth and carbon and the like. The adsorbent material is suitably processed to ensure that there are no traces that adversely affect the performance of the gas storage and distribution device. For example, the carbon adsorbent may be subjected to washing treatment with, for example, hydrofluoric acid, so as to be sufficiently free of trace components such as metals and oxidation transition metal species. Potentially useful carbon materials include so-called bead activated carbon, in the form of highly uniform spherical particles such as BAC-MP, available from Kreha Corporation, New York, New York, BAC-LP, BAG-G-70R.

본 발명의 장치는 저장 및 분배 용기 내에 피흡착 가스의 오염물, 예컨대 분해 생성물의 수착 친화력를 갖는 화학적 흡착 물질(chemisorbent material)과 함께 존재하는 고상의 물리적 흡착 매체를 구비하도록 구성될 수 있다. 그러한 화학적 흡착 물질은, 예컨대 비불활성 분위기 가스에 대하여 수착 친화력을 가져도 좋다. 잠재적으로 적절한 화학적 흡착제의 예로는 그러한 오염물용 스캐빈저(scavenger)가 있는데, 이 스캐빈저는The apparatus of the present invention may be configured to have a solid physical adsorption medium present in the storage and distribution vessel together with a contaminant of the adsorbed gas, such as a chemisorbent material with a sorption affinity of the decomposition product. Such a chemical adsorption substance may, for example, have a sorption affinity for a non-inert atmosphere gas. An example of a potentially suitable chemical adsorbent is a scavenger for such contaminants.

(A) 스캐빈저와 결합되어 있으나 공유 결합은 되어 있지 않은 지지체(support)와, 오염물이 존재하는 경우에, 이 오염물을 제거하도록 반응하는 음이온을 제공하는 화합물을 포함하며, 이 화합물은(A) a support that is associated with a scavenger but not covalently bonded, and a compound that provides an anion that reacts to remove the contaminant, if present;

(ⅰ) 양성자가 가해진 대응하는 카르보 음이온(carbanion)이 약 22 내지 36의 pKa 값을 갖는 카르보 음이온 소스 화합물과;(Iii) a carbo anion source compound having a corresponding carbanion to which protons have been added has a pKa value of about 22 to 36;

(ⅱ) 상기 피흡착 가스와 상기 카르보 음이온 소스 화합물의 반응에 의하여 생성된 음이온 소스 화합물(Ii) an anion source compound produced by the reaction of the adsorbed gas with the carboanion source compound

로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 스캐빈저와;A scavenger selected from the group consisting of;

(B) (ⅰ) 그램당 약 50 내지 1000 제곱 미터 범위의 표면적을 가지며 250℃ 이상의 온도에서 열적으로 안정한 불활성 지지체와;(B) (iii) an inert support thermally stable at a temperature of at least 250 ° C. with a surface area in the range of about 50 to 1000 square meters per gram;

(ⅱ) 상기 지지체 리터당 약 0.01 내지 1.0 몰의 농도로서 상기 지지체에 존재하고, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 및 그 혼합물로부터 선택된 ⅠA족 금속 및 합금의 상기 지지체 상에서의 침적 및 상기 지지체 상에서의 이들 성분의 열분해에 의하여 형성되는 활성 정화종(active scavenging species)(Ii) deposition on said support and deposits on said support of a Group IA metal and alloy selected from sodium, potassium, rubidium, cesium and mixtures thereof, at a concentration of about 0.01 to 1.0 mole per liter of said support; Active scavenging species formed by pyrolysis

으로 구성되는 스캐빈저Scavenger

로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다.It is selected from the group which consists of.

예를 들면, 그러한 화학적 흡착 물질은 트리틸리튬(trityllithium) 및 칼륨 비화물(potassium arsenide)로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 스캐빈저 성분을 포함하는 것이 유리할 수도 있다.For example, such chemically adsorbent material may advantageously include a scavenger component selected from the group consisting of trityllithium and potassium arsenide.

분배될 피흡착 가스의 오염물에 대한 화학적 흡착 물질과 관련하여, 1988년 8월 2일자로 Glenn M. Tom 등에게 허여된 미국 특허 제4,761,395호 및 1998년 6월 29일자로 Glenn M. Tom과 James V. McManus 명의로 출원된 미국 특허 출원 제08/084,414호에 개시되고 특허 청구된 형태의 스캐빈저 성분을 비롯한 다양한 형태의 스캐빈저 또는 화학적 흡착 물질 중 어느 것이라도 사용해도 좋은데, 상기 특허 및 특허 출원의 설명 내용은 여기에 참고로 인용된다.Concerning the chemical adsorption material for the contaminants of the adsorbed gas to be dispensed, US Pat. No. 4,761,395 to Glenn M. Tom et al. On August 2, 1988 and Glenn M. Tom and James on June 29, 1998 Any of a variety of scavenger or chemisorption materials may be used, including scavenger components of the type disclosed and claimed in U.S. Patent Application 08 / 084,414, filed under the name of V. McManus, the patent and The description of the patent application is incorporated herein by reference.

상기 화학적 흡착 물질이 채용되는 경우, 이 흡착 물질은 물리적 흡착 물질 의 베드와 가스 흐름이 연통하는 별도의 베드로서 이용될 수 있으며, 그렇지 않으면 화학적 흡착 물질을 저장 및 분배 베셀 내의 물리적 흡착 물질의 베드 전체에 걸쳐 랜덤하게 또는 선택적으로 분산시켜도 좋다.If the chemisorbent material is employed, the adsorbent material can be used as a separate bed in which the gas flow is in communication with the bed of physical adsorbent material, otherwise the chemisorbed material is stored in the entire bed of the physical adsorbent material in the storage and distribution vessel. It may be randomly or selectively dispersed over.

본 발명의 다른 한 가지 양태는 시약 소스 물질용의 시약 소스와 이러한 시약 소스와 가스 흐름이 연통되게 연결된 이온 주입 장비를 포함하고, 상기 시약 소스는 전술한 형태의 것인 이온 주입 장치에 관한 것이다.Another aspect of the invention is directed to an ion implantation apparatus comprising a reagent source for reagent source material and ion implantation equipment in communication with the reagent source and the gas stream, wherein the reagent source is of the type described above.

본 발명의 또 다른 한 가지 양태는 수소화물 가스, 할로겐화물 가스 및 유기 금속 Ⅴ족 화합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 가스 시약을 공급하는 방법에 관한 것으로서, 이 방법은Another aspect of the invention relates to a method for supplying a gas reagent selected from the group consisting of hydride gas, halide gas and organometallic Group V compound,

상기 가스 시약에 대하여 물리적인 수착 친화력을 갖는 고상의 물리적 흡착 매체를 수용하는 저장 및 분배 베셀을 마련하는 단계와;Providing a storage and distribution vessel containing a solid physical adsorption medium having a physical sorption affinity for the gas reagent;

수소화물 가스와 할로겐화 붕소 가스로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 피흡착 가스를 상기 고상의 물리적 흡착 매체에 물리적으로 수착되게 충전하여 피흡착 가스가 충전된 물리적 흡착 매체를 형성하는 단계와;Forming a physical adsorption medium filled with the gas to be adsorbed by filling the adsorption gas selected from the group consisting of a hydride gas and a boron halide gas so as to be physically sorbed to the solid physical adsorption medium;

상기 피흡착 가스의 분배를 위하여, 감압 탈착에 의하여 상기 피흡착 가스가 충전된 물리적 흡착 매체로부터 피흡착 가스를 탈착시키는 단계Desorbing the adsorbed gas from the physical adsorption medium filled with the adsorbed gas by depressurizing desorption for distributing the adsorbed gas;

를 포함하고, 상기 고상의 물리적 흡착 매체에는 상기 저장 및 분배 베셀 내의 피흡착 가스를 분해할 만큼 충분한 농도의 물, 금속 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분이 존재하지 않는다.Wherein the solid phase physical adsorption medium is free of trace components selected from the group consisting of water, metal and oxidative transition metal species at concentrations sufficient to decompose the adsorbed gas in the storage and distribution vessel.

또 다른 특별한 양태에 있어서, 본 발명은 3불화붕소의 저장 및 분배를 위한 흡탈착 방법으로서,In another particular embodiment, the present invention provides a desorption method for the storage and distribution of boron trifluoride,

3불화붕소에 대하여 물리적 수착 친화력을 갖는 고상의 물리적 흡착 매체를 수용하는 저장 및 분배 베셀을 마련하는 단계와;Providing a storage and distribution vessel containing a solid physical adsorption medium having a physical sorption affinity for boron trifluoride;

상기 고상의 물리적 흡착 매체에 3불화붕소를 물리적 수착으로 충전하여 3불화붕소가 충전된 물리적 흡착 매체를 형성하는 단계와;Filling the solid phase physical adsorption medium with physical sorption of boron trifluoride to form a physical adsorption medium filled with boron trifluoride;

3불화붕소의 분배를 위하여, 감압 탈착에 의하여 상기 3불화붕소가 충전된 물리적 흡착 매체로부터 3불화붕소를 선택적으로 탈착시키는 단계Selectively desorbing boron trifluoride from the physical adsorption medium filled with boron trifluoride by vacuum desorption for the distribution of boron trifluoride;

를 포함하는 흡탈착 방법에 관한 것이다.It relates to a adsorption and desorption method comprising a.

본 발명의 다른 한 가지 양태의 장치는 고상의 물리적 매체상에 흡착 가능한 가스의 저장 및 분배를 위한 흡탈착 장치에 관한 것으로, 이 장치는 Another aspect of the present invention relates to an adsorption and desorption device for the storage and distribution of gas adsorbable on a solid physical medium.

고상(固相)의 물리적 흡착 매체를 유지하고 가스가 베셀에 선택적으로 유입 및 유출하도록 구성하여 배치된 저장 및 분배 베셀과;A storage and distribution vessel arranged to hold a solid physical adsorption medium and to selectively allow gas to flow in and out of the vessel;

내부 가스 압력으로 상기 저장 및 분배 베셀 내에 배치된 고상의 물리적 흡착 매체와;A solid phase physical adsorption medium disposed in said storage and distribution vessel at internal gas pressure;

상기 고상의 물리적 흡착 매체상에 물리적으로 흡착되는 피흡착 가스와;Adsorption gas to be physically adsorbed on the solid physical adsorption medium;

상기 저장 및 분배 베셀과 가스 흐름이 연통되게 연결됨과 아울러, 상기 고상의 물리적 흡착 매체로부터의 피흡착 가스의 탈착 및 분배 조립체를 통한 탈착된 가스의 가스 흐름을 유발하도록 상기 내부 압력 미만의 압력을 상기 저장 및 분배 베셀의 외부에 제공하는 분배 조립체와;A pressure less than the internal pressure is connected to the storage and distribution vessel and the gas flow in communication, and to cause a gas flow of the desorbed gas through the desorption and distribution assembly of the adsorbed gas from the solid physical adsorption medium. A dispensing assembly providing outside of the storage and dispensing vessel;

탈착된 가스를 압축하고, 이에 따라 압축된 가스를 분배하도록 분배 조립체 에 연결된 크라이오펌프(cryopump)A cryopump connected to the dispensing assembly to compress the desorbed gas and thereby distribute the compressed gas.

를 구비한다.It is provided.

또 다른 발명의 양태에 있어서, 본 발명은 고상의 물리적 흡착 매체상에 흡착 가능한 가스의 저장 및 분배 방법에 관한 것으로서, 이 방법은In yet another aspect of the invention, the invention relates to a method for storing and distributing gas that is adsorbable on a solid physical adsorption medium, the method comprising:

고상의 물리적 흡착 매체를 유지하는 저장 및 분배 베셀을 마련하는 단계와;Providing a storage and distribution vessel for holding a solid physical adsorption medium;

고상의 물리적 흡착 매체상에 그러한 가스를 흡착시키는 단계와;Adsorbing such gas onto a solid physical adsorption medium;

상기 저장 및 분배 베셀 외부에 상기 고상의 물리적 흡착 매체로부터 피흡착 가스를 탈착시키기 위하여 내부 압력보다 낮은 압력을 조성하여, 저장 및 분배 베셀로부터 탈착된 가스를 유출시키는 단계와;Creating a pressure lower than an internal pressure to desorb the adsorbed gas from the solid physical adsorption medium outside the storage and distribution vessel, thereby draining the desorbed gas from the storage and distribution vessel;

저장 및 분배 베셀로부터 탈착된 가스를, 저장 및 분배 베셀로부터 유출된 탈착 가스의 압력보다 높은 소정의 압력으로 크라이오펌핑하는 단계Cryopumping the gas desorbed from the storage and distribution vessel to a predetermined pressure that is higher than the pressure of the desorption gas emanating from the storage and distribution vessel

를 포함한다.It includes.

전술한 모든 양태에 있어서, 본 발명의 가스 저장 및 분배 베셀은 내부에 가스 분배용 매니폴드 및 관련 유동 회로가 설치된 가스 캐비넷 내에 배치되어, 베셀 내의 흡착제로부터 탈착된 가스를 분배하고 이 탈착된 가스를 매니폴드 유동 회로를 통해서 상기 캐비넷으로부터 상기 가스 소비 유닛으로 탈착된 가스를 유출시킨다. 상기 가스 저장 및 분배 베셀과 가스 분배용 매니폴드는 펌프, 팬, 송풍기, 터어빈, 추출기, 이젝터, 압축기, 크라이오펌프, 또는 다른 동적 유동 수단에 연관되어, 압력을 강하시키고 베셀 내의 흡착제로부터 가스를 추출하여 가스 분배용 매니폴드 내로 유입되게 한다.In all of the foregoing embodiments, the gas storage and distribution vessel of the present invention is disposed in a gas cabinet having a gas distribution manifold and associated flow circuits disposed therein to distribute the desorbed gas from the adsorbent in the vessel and to remove the desorbed gas. Desorbed gas is discharged from the cabinet to the gas consuming unit through a manifold flow circuit. The gas storage and dispensing vessel and the gas distribution manifold are associated with a pump, fan, blower, turbine, extractor, ejector, compressor, cryopump, or other dynamic flow means to reduce pressure and remove gas from the adsorbent in the vessel. Extraction and entry into the gas distribution manifold.

본 발명의 다른 한 가지 양태는 반도체 제조 공정 유닛에 연결되는 전술한 형태의 가스 캐비넷을 구비하는 반도체 제조 장치에 관한 것이다.Another aspect of the invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus having a gas cabinet of the type described above connected to a semiconductor manufacturing process unit.

본 발명의 그 밖의 양태, 특징 및 실시 형태는 이하의 상세한 설명과 첨부된 청구범위로부터 더욱 명백해질 것이다.Other aspects, features and embodiments of the invention will become more apparent from the following detailed description and the appended claims.

도 1은 제올라이트 5A 리터당 아르신 그램으로 아르신 장입량을 Torr 단위 로그 압력의 함수로서 플롯한 아르신 흡착 등온선 그래프.1 is an arsine adsorption isotherm plot plotting arsine loading in grams of arsine per 5 A liter of zeolite as a function of logarithmic pressure.

도 2는 제올라이트 5A 리터당 포스핀 그램으로 아르신 장입량을 Torr 단위 로그 압력의 함수로서 플롯한 아르신 흡착 등온선 그래프.FIG. 2 is an arsine adsorption isotherm plot plotting arsine loading in grams of phosphine per 5 A liter of zeolite as a function of logarithmic pressure.

도 3은 본 발명의 한 가지 실시 형태에 따른 저장 및 공급 장치의 개략도.3 is a schematic representation of a storage and supply apparatus according to one embodiment of the invention.

도 4는 Torr 단위 아르신 압력의 공급 수명을 저장 및 공급 장치의 작동 시간의 함수로서 플롯한 도면.FIG. 4 plots the supply life of Arsine pressure in Torr as a function of operating time of the storage and supply device.

도 5는 실린더 압력(Torr 단위)을 시간(초 단위)의 함수로서 플롯하고 온도(섭씨 단위)를 시간(초 단위)의 함수로서 플롯(우측 y축)하여, 포스핀 가스 저장 및 공급 장치를 실내 공기로 실험적으로 재충전하는 도중의 온도 및 압력의 상승을 보여주는 그래프.5 plots the cylinder pressure (in Torr) as a function of time (in seconds) and the temperature (in degrees Celsius) as a function of time (in seconds) (right y-axis) to show a phosphine gas storage and supply device. Graph showing rise in temperature and pressure during experimental recharging with room air.

도 6은 표준 아르신 실린더와 아르신 공급 및 저장 장치를 비교하기 위해 최악의 경우인 방출 사고를 시뮬레이션했을 때 아르신 방출량(그램 단위)을 시간(초 단위)의 함수로서 플롯한 도면.FIG. 6 is a plot of arsine release in grams as a function of time in seconds when simulating a worst-case release incident to compare a standard arsine cylinder with an arsine supply and storage device.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 크라이오펌핑용 저장 및 공급 장치의 개략적인 사시도.7 is a schematic perspective view of a storage and supply apparatus for cryopumping according to another embodiment of the present invention.

도 8은 철 함량이 다른 2종의 분자체 흡착제에 대해 저장 및 공급 장치 실린더 압력 수준(psia 단위)을 경과 시간(분 단위)의 함수로서 나타낸 그래프.FIG. 8 is a graph showing the storage and supply cylinder pressure levels in psia as a function of elapsed time in minutes for two molecular sieve adsorbents with different iron contents.

도 9는 본 발명의 한 가지 실시 형태에 따른 흡착제계 가스 저장 및 분배 조립체를 포함하는 가스 캐비넷 조립체의 정면 사시도.9 is a front perspective view of a gas cabinet assembly including an adsorbent based gas storage and distribution assembly in accordance with one embodiment of the present invention.

이하의 특허 출원 및 특허의 개시 내용 전체를 본 명세서에 참고로 인용한다.The entire contents of the following patent applications and patents are incorporated herein by reference.

1997년 4월 11일에 출원된 미국 특허 출원 제08/809,019호;US patent application Ser. No. 08 / 809,019, filed April 11, 1997;

1995년 10월 13일에 출원된 PCT 국제 출원 PCT/US95/13040호;PCT International Application PCT / US95 / 13040, filed October 13, 1995;

1994년 10월 13일에 출원된 미국 특허 출원 제08/322,224호;US patent application Ser. No. 08 / 322,224, filed October 13, 1994;

1996년 5월 20일에 출원된 미국 특허 출원 제08/650,633호;US patent application Ser. No. 08 / 650,633, filed May 20, 1996;

1996년 5월 20일에 출원된 미국 특허 출원 제08/650,634호;US Patent Application No. 08 / 650,634, filed May 20, 1996;

1996년 11월 1일에 출원된 미국 특허 출원 제08/742,856호;US patent application Ser. No. 08 / 742,856, filed November 1, 1996;

1997년 5월 20일에 출원된 미국 특허 출원 제08/859,172호.US patent application Ser. No. 08 / 859,172, filed May 20, 1997.

본 발명은 수소화물 가스 및 할로겐화물 가스와, 유기 금속 V족 화합물, 예컨대 아르신, 포스핀, 염소, NF3, BF3, BCl3, 디보란(B2H6 및 그 중수소 유사체, B2D6), HCl, HBr, HF, HI, 6불화텅스텐 및 (CH3)3Sb의 이온 주입과 같은 용도를 위해 소스 가스 공급 수단으로서 새로운 대기압 저장 및 공급 장치를 포함하는 가스 캐비넷 조립체를 제공한다. 이 새로운 가스 소스 장치는 제올라이트나 기타 적절한 물리적 흡착 재료를 포함하는 흡착제 내로 흡착된 분배 대상 가스, 예컨대 아르신 또는 포스핀을 포함하는, 가스 실린더와 같은 누설이 방지된 가스 베셀로 구성되어 있다. 아르신 및 포스핀의 경우, 제올라이트는 아르신 및 포스핀의 증기압을 1 대기압으로 감소시킨다.The present invention relates to hydride and halide gases and organometallic Group V compounds such as arsine, phosphine, chlorine, NF 3 , BF 3 , BCl 3 , diborane (B 2 H 6 and deuterium analogues thereof, B 2 D 6 ), a gas cabinet assembly comprising a new atmospheric pressure storage and supply device as a source gas supply means for applications such as ion implantation of HCl, HBr, HF, HI, tungsten hexafluoride and (CH 3 ) 3 Sb. . This new gas source device consists of a leak-proof gas vessel, such as a gas cylinder, containing a gas of distribution, such as arsine or phosphine, adsorbed into an adsorbent containing zeolite or other suitable physical adsorption material. For arsine and phosphine, zeolites reduce the vapor pressure of arsine and phosphine to 1 atmosphere.

상기 저장 및 분배 장치는 초기에 대기압 상태에 있으므로, 방출 속도는 압력차가 아니라 주로 확산에 의해 제어된다. 상기 저장 및 공급 장치로부터의 부주의한 방출이 측정되었으며, 그 결과 노출 농도가 < 1/2 IDLH로 되었다. 본 발명의 저장 및 공급 장치와 표준 실린더 간의 방출 속도 비교에 대해 이하에서 더 상세히 설명할 것인데, 비교 결과 본 발명의 저장 및 공급 장치 및 방법이 압축 가스 소스보다 대략 1 x 105 더 안전하다는 것이 입증되었다.Since the storage and dispensing device is initially at atmospheric pressure, the rate of release is controlled primarily by diffusion, not by pressure difference. Inadvertent release from the storage and feeding device was measured, resulting in an exposure concentration of <1/2 IDLH. The release rate comparison between the storage and supply device and the standard cylinder of the present invention will be described in more detail below, which shows that the storage and supply device and method of the present invention are approximately 1 × 10 5 safer than a compressed gas source. It became.

비록 이하에서는 본 발명을 주로 아르신 가스와 포스핀 가스의 저장 및 공급에 관하여 설명할 것이지만, 본 발명의 용도는 그러한 내용으로 제한되지 않으며, 다양한 기타 수소화물 가스 및 할로겐화물 가스, 예컨대 실란, 디보란, 아르신, 포스핀, 염소, BCl3, BF3, B2D6, 6불화텅스텐, 불화수소, 염화수소, 요오드화수소, 브롬화수소, 게르만, 암모니아, 스티빈, 황화수소, 셀렌화수소, 텔루르화수소, 그리고 NF3와 같은 그 밖의 대응하는 할로겐화물(염소, 브롬, 요오드 및 불소)의 기상 화합물, 그리고 유기급속 화합물, 예컨대 (CH3)3Sb와 같은 V족 화합물까지 연장되고 그러한 가스들을 포함한다는 것을 이해할 것이다.Although the present invention will now be described primarily with regard to the storage and supply of arsine and phosphine gases, the use of the present invention is not limited to such content, and various other hydride and halide gases such as silane, dibo Columns, arsine, phosphine, chlorine, BCl 3 , BF 3 , B 2 D 6 , tungsten fluoride, hydrogen fluoride, hydrogen chloride, hydrogen iodide, hydrogen bromide, germane, ammonia, styrene, hydrogen sulfide, hydrogen selenide, hydrogen telluride And gaseous compounds of other corresponding halides (chlorine, bromine, iodine and fluorine), such as NF 3 , and organic group compounds such as (CH 3 ) 3 Sb and extend to include those gases. I will understand that.

기상의 아르신과 포스핀을 0 ≤psig에서 저장 및 공급하기 위한 본 발명의 새로운 수단 및 방법은 이들 가스가 주는 위험을 크게 감소시킨다. 본 발명의 기법에는, 이들 가스를 예컨대 제올라이트 5A와 같은 물리적 흡착제 내로 흡착시키는 것이 포함된다. 가스를 제올라이트나 기타 적절한 고체 물리적 흡착제 내로 흡착시킴으로써, 가스의 증기압이 0 ≤psig로 감소할 수 있다. 이 장치로부터의 방출 퍼텐셜은 압력의 구동력이 제거되기 때문에 크게 감소한다. 집합적으로, 상기 저장 및 공급 장치는 탈수된 제올라이트 5A가 장입된 표준 가스 실린더와 실린더 밸브로 유용하게 구성될 수 있다. 이어서, 실린더에 수소화물 가스를 1 대기압까지 충전한다. 비록 이하에서는 주로 제올라이트를 참조하여 설명하겠지만, 본 발명은 규조토, 실리카, 알루미나, 거대 망상 폴리머(예컨대, 펜실베니아주 필라델피아에 소재하는 Rohm & Haas사가 시판 중인 Amberlite 수지), 탄소(예를 들면, 비드 활성 탄소) 등과 같은 광범위한 기타 물리적 흡착제의 이용에 폭넓게 적용될 수 있다.The novel means and methods of the present invention for storing and supplying gaseous arsine and phosphine at 0 ≦ psig greatly reduce the risk of these gases. Techniques of the present invention include adsorbing these gases into a physical adsorbent such as zeolite 5A. By adsorbing the gas into zeolite or other suitable solid physical adsorbent, the vapor pressure of the gas can be reduced to 0 ≦ psig. The release potential from this device is greatly reduced because the driving force of the pressure is removed. Collectively, the storage and supply device may be usefully configured as a standard gas cylinder and cylinder valve loaded with dehydrated zeolite 5A. Subsequently, the cylinder is filled with hydride gas up to 1 atmosphere. Although the following will mainly describe the zeolite, the present invention relates to diatomaceous earth, silica, alumina, macroreticular polymers (e.g. Amberlite resins available from Rohm & Haas, Philadelphia, PA), carbon (e.g., bead activity Widely applicable to the use of a wide variety of other physical adsorbents).

제올라이트는 알칼리 또는 알칼리토 원소의 미세 다공성 결정질 규산알루미늄으로, 화학량론 Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y]zH2O로 나타낼 수 있으며, 여기서 x와 y는 정수로서 y/x는 하나 이상이고, n은 양이온 M의 원자가이며, z는 각 단위 셀 내의 물 분자의 개수이다. 제올라이트 5A는 그램당 2.5 x 1021개의 수소화물 흡착 사이트를 갖는다. 제올라이트 1 리터는 25 ℃ 및 1 대기압에서 포스핀 100 그램과 아르신 220 그램을 흡착한다. 도 1 및 도 2는 각각 아르신 및 포스핀에 대한 흡착 등온선을 도시한 그래프이다.Zeolites are microporous crystalline aluminum silicates of alkaline or alkaline earth elements, which can be represented by stoichiometry M x / n [(AlO 2 ) x (SiO 2 ) y ] z H 2 O, where x and y are integers as y / x is one or more, n is the valence of the cation M, z is the number of water molecules in each unit cell. Zeolite 5A has 2.5 × 10 21 hydride adsorption sites per gram. One liter of zeolite adsorbs 100 grams of phosphine and 220 grams of arsine at 25 ° C. and 1 atmospheric pressure. 1 and 2 are graphs showing adsorption isotherms for arsine and phosphine, respectively.

이들 등온선은 증기압을 1 리터 실린더에 대해 흡착된 수소화물의 함수로서 나타낸 것들이다. 이들 등온선은 공급 가능한 수소화물 가스의 양을 결정하는 데에 유용하다. 이들 등온선으로부터 알 수 있는 바와 같이, 수소화물의 대략 50%가 50 - 760 Torr 에서 흡착된다. 이는 각각의 저장 및 공급 장치에 의해 실제로 공급될 수 있는 수소화물의 양이다.These isotherms are those in which vapor pressure is expressed as a function of hydride adsorbed on a 1 liter cylinder. These isotherms are useful for determining the amount of hydride gas that can be supplied. As can be seen from these isotherms, approximately 50% of the hydrides are adsorbed at 50-760 Torr. This is the amount of hydride that can actually be supplied by each storage and supply device.

상기 저장 및 공급 장치로부터의 가스 흐름은 그 저장 및 공급 장치와 이온 주입 진공실 또는 기타 하류 사용 궤적 사이에 존재하는 압력차를 이용하여 형성된다. 질량 흐름 제어기와 같은 장치를 사용하여, 흡착 용기의 압력이 감소할 때 일정한 흐름을 얻을 수 있다.The gas flow from the storage and supply device is formed using a pressure difference existing between the storage and supply device and the ion implantation vacuum chamber or other downstream use trajectory. Using a device such as a mass flow controller, a constant flow can be obtained when the pressure in the adsorption vessel is reduced.

본 발명에 따른 제올라이트 저장 장치를 위한 적절한 공급 장치가 도 3에 도시되어 있다.A suitable supply for the zeolite storage device according to the invention is shown in FIG. 3.

도 3에 개략적으로 도시된 저장 및 공급 장치에는 가스 저장 실린더(10)가 마련되어 있고, 이 가스 저장 실린더(10)는 적절한 물리적 흡착제, 예를 들면 제올라이트 흡착제나 앞에서 상세히 설명한 형태의 기타 적절한 물리적 흡착 매체의 베드로 충전될 수 있다. 가스 저장 실린더(10) 안에는 아르신이나 포스핀과 같은 가스 성분(들)을 물리적으로 흡착하고 있는 물리적 흡착제가 마련되어 있다.The storage and supply device shown schematically in FIG. 3 is provided with a gas storage cylinder 10, which may be a suitable physical adsorbent, for example a zeolite adsorbent or other suitable physical adsorption medium of the type described in detail above. Can be charged to a bed of. The gas storage cylinder 10 is provided with a physical adsorbent that physically adsorbs gas component (s) such as arsine or phosphine.

가스 저장 실린더(10)는 매니폴드(12)에 연결되어 있으며, 이 매니폴드(12) 안에는 가스 저장 실린더(10)로부터 가스를 제어식으로 방출시키기 위한 실린더 밸브(14)가 가스 실린더 격리 밸브(16) 상류에 위치하며, 이 가스 실린더 격리 밸브(16)는 가스 저장 실린더(10)와 매니폴드(12)의 연통을 폐쇄하기 위해 선택적 으로 작동될 수 있다.The gas storage cylinder 10 is connected to a manifold 12, in which a cylinder valve 14 for controlled release of gas from the gas storage cylinder 10 is provided with a gas cylinder isolation valve 16. Upstream), the gas cylinder isolation valve 16 may be selectively actuated to close communication between the gas storage cylinder 10 and the manifold 12.

매니폴드(12)는 분기 이음쇠(18)를 내장하며, 이 분기 이음쇠(18)가 매니폴드(12)를 분기 퍼지 라인(20)과 가스 흐름 연통 상태로 결합시키고, 상기 분기 퍼지 라인(20)에는 불활성 가스 퍼지 격리 밸브(22)가 내장되어 있어서, 가스 저장 실린더(10)로부터 가스를 공급하는 작동을 개시하기 전에 매니폴드를 불활성 가스로 퍼지할 수 있다.Manifold 12 incorporates branch fitting 18, which couples manifold 12 in gas flow communication with branch purge line 20, and branch purge line 20. The inert gas purge isolation valve 22 is incorporated, so that the manifold can be purged with the inert gas before the operation of supplying the gas from the gas storage cylinder 10 is started.

분기 이음쇠(18) 하류에서 매니폴드(12)는 2개의 일련의 가스 필터(28 및 30)를 포함하며, 이들 가스 필터 사이에는 압력 변환기(32)가 위치해 있고, 이 압력 변환기(32)는 예컨대 압력 작동 범위가 대략 0 내지 대략 25 psia일 수 있다.Downstream of the branch fitting 18, the manifold 12 comprises two series of gas filters 28 and 30, between which are located a pressure transducer 32, which for example has a pressure transducer 32. The pressure operating range can be from about 0 to about 25 psia.

매니폴드(12)는 가스 필터(30) 하류에서 분기 이음쇠(34)와 연결되어 있고, 그 분기 이음쇠(34)에는 바이패스 격리 밸브(38)를 내장한 바이패스 도관(36)이 연결되어 있다. 매니폴드(12)는 분기 이음쇠(34) 하류에 가스 흐름 온-오프 밸브(40)를 내장하고 있으며, 이 가스 흐름 온-오프 밸브(40) 하류에는 질량 흐름 제어기(42)가 위치하여, 매니폴드(12)를 통해 분배되는 수소화물 가스 또는 할로겐화물 가스의 유량을 제어 가능하게 조정한다. 질량 흐름 제어기(42) 하류의 말단에서는 매니폴드(12)가 연결 이음쇠(44)에 의해 흐름 제어 밸브(48)를 내장한 분배 라인(46)에 연결되어 있고, 또한 이음쇠(50)를 통해 가스 흐름 연통 상태로 바이패스 라인(36)에 연결되어 있다. 배출 라인(46)은, 요소(52)로 개략 도시된 이온 소스 발생 수단에 연결된 것으로 도시되어 있다. 배출 라인(46)의 다른 단부(54)는, 도 3의 저장 및 공급 장치의 최종 사용 용도에 바람직하거나 필요한 또 다른 가스 분배 수단에 가스 흐름 연통 상태로 적절하게 연결될 수 있다.The manifold 12 is connected to the branch fitting 34 downstream of the gas filter 30, and the branch fitting 34 is connected to the bypass conduit 36 incorporating the bypass isolation valve 38. . The manifold 12 incorporates a gas flow on-off valve 40 downstream of the branch fitting 34, and a mass flow controller 42 is located downstream of the gas flow on-off valve 40. The flow rate of the hydride gas or the halide gas distributed through the fold 12 is controlled to be controlled. At the end downstream of the mass flow controller 42, the manifold 12 is connected by means of a connecting fitting 44 to a dispensing line 46 incorporating the flow control valve 48, and also via the fitting 50. It is connected to the bypass line 36 in flow communication. Discharge line 46 is shown as being connected to the ion source generating means schematically depicted as element 52. The other end 54 of the discharge line 46 may be suitably connected in gas flow communication with another gas distribution means which is desirable or necessary for the end use application of the storage and supply device of FIG. 3.

도 4에는, 아르신 저장 및 공급 장치에서 1 sccm의 유량일 때 4X 분자체(2.35 리터)의 공급 수명이 1000시까지인 것으로 도시되어 있다.In FIG. 4, the supply life of the 4X molecular sieve (2.35 liters) is up to 1000 hours at a flow rate of 1 sccm in the arsine storage and supply device.

그 수명 테스트는 도 3에 개략적으로 도시된 것과 유사한 저장 및 공급 장치를 사용하여 행하였다.Its life test was done using a storage and supply device similar to that shown schematically in FIG.

본 발명의 제올라이트 저장 기술은 안전상의 잇점 외에도 가스의 대량 공급을 가능하게 한다. 이하의 표 1은 전형적인 고압 소스와 본 발명의 저장 및 공급 장치 사이의 수소화물 공급량을 비교한 결과를 기재한 것이다.The zeolite storage technology of the present invention allows for the bulk supply of gases in addition to safety benefits. Table 1 below describes the results of comparing the hydride feed amount between a typical high pressure source and the storage and feed device of the present invention.

저장 및 공급 장치 실린더와 표준 고압 실린더 간의 공급량(그램 단위) 비교Comparison of supply in grams between storage and supply cylinders and standard high pressure cylinders 가스gas 400 PSIG 15%400 PSIG 15% 440 ml 저장/공급 장치440 ml storage / supply unit 2.3 리터 저장/공급 장치2.3 liter storage / supply unit 아르신Arsine 66 4040 225225 포스핀Phosphine 33 1818 105105

저장 및 공급 장치가 표준 실린더보다 대략 5배 내지 20배 많은 수소화물이 공급하므로, 실린더를 교체할 필요가 더 적어지고, 따라서 주입 공구의 생산성이 향상된다. 또한, 대부분의 가스 사고가 실린더 교체 중에 일어나므로 안전성이 더욱 개선된다.Since the storage and supply device supplies approximately five to twenty times more hydride than standard cylinders, there is less need to replace the cylinders, thus improving the productivity of the injection tool. In addition, since most gas accidents occur during cylinder replacement, the safety is further improved.

본 발명의 저장 및 공급 장치는 대기압 미만의 범위에서 작동하므로, 포스핀 저장 및 공급 장치 내로 공기가 사고로 칩입하는 것과 관련된 안전상 문제를 조사하였다. 포스핀은 이하의 식으로 나타낸 바와 같이 공기와 자발적으로 반응한다. Since the storage and supply devices of the present invention operate at sub-atmospheric pressures, the safety issues associated with accidental intrusion of air into the phosphine storage and supply devices have been investigated. Phosphine reacts spontaneously with air as shown by the following formula.                 

4PH3 + 8O2 -> P4O10 + 6H2O4PH 3 + 8O 2- > P 4 O 10 + 6H 2 O

P4O10의 Hf = -720 Kcal/몰H f of P 4 O 10 = -720 Kcal / mol

임계 상황에서의 우려 및 직관적인 예상은, 반응의 과도한 열이 고압 탈선이나 심지어 실린더내 폭발까지 일으킬 것이라는 것이었다. 그러나, 공기 칩입이라는 사건은 대처할 수 있는 특성을 갖는 것으로 판명되었는데, 왜냐하면 결과적으로 발생하는 열의 대부분이 제올라이트 기재에 의해 흡수될 것이기 때문이다. 도 5는 0.5 리터의 포스핀 저장 및 공급 장치를 실내 공기로 재충전한 실험 중의 온도와 압력 상승을 실린더 압력(Torr 단위)의 시간에 대한 함수(초 단위)로서 플롯한 그래프이다.Concerns and intuitive predictions in critical situations were that excessive heat of the reaction would cause high pressure derailments or even in-cylinder explosions. However, the event of air entrapment has proved to have a coping characteristic, since most of the resulting heat will be absorbed by the zeolite substrate. FIG. 5 is a graph plotting the temperature and pressure rise during an experiment in which a 0.5 liter phosphine storage and supply device is refilled with room air as a function (in seconds) of cylinder pressure (in Torr).

도 5의 장치에서, 포스핀 저장 및 공급 장치의 최초 압력은 50 Torr였다. 재충전 시의 반응 온도를 저장 및 공급 장치 실린더 내부에 위치한 열전대로 모니터링하였다. 공기와 반응한 결과 실린더내 온도가 35℃ 상승하였다. 실린더 압력은 캐패시턴스 압력 변환기로 측정하였다. 최대 압력은 800 Torr로 기록되었다. 1 대기압을 초과한 압력 상승은 베드 온도가 상승한 결과이다. 이러한 실험 데이터로부터, 부분적으로 사용된 포스핀 저장 및 공급 장치의 공기 재충전은 심각한 안전 문제를 일으키지 않는다는 결론에 이를 수 있다. 아르신은 실온에서 공기와 느리게 반응하므로, 아르신의 경우는 조사하지 않았다.In the apparatus of FIG. 5, the initial pressure of the phosphine storage and feeding device was 50 Torr. The reaction temperature at recharging was monitored with a thermocouple located inside the storage and supply cylinder. As a result of reaction with air, the temperature in the cylinder rose by 35 ° C. Cylinder pressure was measured with a capacitance pressure transducer. The maximum pressure was recorded at 800 Torr. A pressure rise above 1 atmospheric pressure is the result of an increase in bed temperature. From these experimental data, it can be concluded that air refilling of partially used phosphine storage and supply devices does not pose serious safety problems. Arsine reacts slowly with air at room temperature, so arsine was not investigated.

도 3에 도시된 형태의 전술한 저장 및 공급 장치 내에서 수소화물 방출량을 측정하였다. 저장 및 공급 장치로부터의 아르신의 방출 속도를 측정한 결과 3.8 mg/분이었다. 비록 작기는 하지만, 그러한 속도는 확산식으로부터 계산한 것보다 3배 크기 더 큰 것이다. 추출 효과 때문에, 이 실험에 사용된 장치의 방출 속도가 매우 높았던 것으로 의심된다. 그러나, 이 실험 결과에 따른 최악의 경우의 방출 속도는 표준 고압 실린더보다 여전히 10-5배 작은 것이다. 도 6은 표준 가스 실린더와 아르신 저장 및 공급 장치 간의 방출 속도 비교를 보여주고 있다.The hydride emissions were measured in the above-described storage and feeding device of the type shown in FIG. 3. The release rate of arsine from the storage and feed device was measured and found to be 3.8 mg / min. Although small, such rates are three times larger than those calculated from the diffusion equation. Due to the extraction effect, it is suspected that the release rate of the device used in this experiment was very high. However, the worst case release rate from this test result is still 10-5 times smaller than a standard high pressure cylinder. 6 shows a release rate comparison between a standard gas cylinder and an arsine storage and supply device.

본 발명의 저장 및 공급 장치로부터의 아르신과 포스핀의 순도는 예외적이다. 유일하게 다량 검출된 불순물은 H2이다. 수소 수준은 10 - 1000 ppm에서 변하는 것으로 판명되었다. H2는 고압 실린더에서 희석제로 현재 쓰이고 있으므로, H2의 존재는 저장 및 공급 장치 및 방법의 작동 효율면에서 문제가 되지 않는다. 가스 크로마토그래피와 질량 분광법을 이용하여 수소화물의 순도를 확인하였다.The purity of arsine and phosphine from the storage and feeding device of the present invention is exceptional. The only largely detected impurity is H 2 . Hydrogen levels were found to vary from 10-1000 ppm. Since H 2 is currently used as a diluent in high pressure cylinders, the presence of H 2 is not a problem in terms of the operating efficiency of the storage and feeding devices and methods. The purity of the hydride was confirmed using gas chromatography and mass spectroscopy.

본 발명의 저장 및 공급 장치에 의해 공급되는 아르신과 포스핀은 이온 주입 공정과 완전한 호환성이 있다. 분할편으로부터 웨이퍼의 수율을 분석한 결과, 본 발명의 저장 및 공급 장치로부터의 As 및 P로 주입된 것과, 표준 소스로부터의 As 및 P로 주입된 것을 비교했을 때 동일한 것으로 판명되었다.Arsine and phosphine supplied by the storage and feeding device of the present invention are fully compatible with the ion implantation process. As a result of analyzing the yield of the wafer from the divided pieces, it was found to be the same when comparing the injected with As and P from the storage and supply apparatus of the present invention and the injected with As and P from a standard source.

따라서, 본 발명의 저장 및 공급 장치 및 방법은, 수소화물 가스 및 할로겐화물 가스의 저장 및 분배를 위해 현재 사용되고 있는 고압 가스 실린더를 대체할 수 있는 훨씬 더 안전한 대안을 제시한다. 본 발명은 0 psig에서 실린더 또는 기타 베셀로부터 수소화물을 운반, 저장 및 공급할 수 있는 능력을 제공한다. 본 발명은, 수소화물 가스 및 할로겐화물 가스가 제올라이트와 같은 적절한 담지재의 미 세 공동 내로 물리적으로 흡착될 수 있어서, 저장 및 분배를 위한 가스의 압력을 크게 감소시킬 수 있다는 발견에 기초한 것이다.Thus, the storage and supply apparatus and method of the present invention provide a much safer alternative to the high pressure gas cylinders currently used for storage and distribution of hydride gas and halide gas. The present invention provides the ability to transport, store and supply hydrides from cylinders or other vessels at 0 psig. The present invention is based on the discovery that hydride gas and halide gas can be physically adsorbed into fine cavities of suitable supporting materials such as zeolites, thereby greatly reducing the pressure of the gas for storage and distribution.

본 발명의 실시에 있어서는, 소위 열 원조 공급에 의해, 흡착제를 단지 낮은 수준으로만 가열함으로써 탈찰 가스의 공급 속도를 증가시킬 수 있으므로, 500 sccm 이상의 유량을 쉽게 얻을 수 있다. 하지만, 높은 가스 공급 속도는 단열 상태 작동(소르빈산염이 장입된 흡착 매체에 열이나 열 에너지가 보충적으로 입력되지 않음)으로 본 발명의 넓은 범위의 실시에서 가능하며, 이는 단지 흡착 베셀과, 이온 주입, 분자 빔 에피택시 및 화학적 증착과 같은 반도체(또는 기타 공업용 또는 제조) 공정의 감소한 압력 사이에 존재하는 압력차에 의해서 이루어진다.In the practice of the present invention, by supplying only the low level of the adsorbent by the so-called heat aid supply, the feed rate of the debonding gas can be increased, so that a flow rate of 500 sccm or more can be easily obtained. However, high gas supply rates are possible in a wide range of implementations of the present invention in adiabatic operation (no supplemental input of heat or thermal energy into the adsorbent medium loaded with sorbate), which is merely an adsorption vessel and ion implantation. And the pressure difference present between the reduced pressures of semiconductor (or other industrial or manufacturing) processes such as molecular beam epitaxy and chemical vapor deposition.

본 발명의 장치는 가스 캐비넷 내에 위치하는 등의 단일 장치 형태로 쉽게 제공될 수 있는데, 상기 가스 캐비넷은 다수의, 예를 들면 3개의 흡착 베셀을 포함하고, 각각의 흡착 베셀은 하나 이상의 그러한 흡착 베셀로부터 흡착 가스를 선택적으로 공급하기 위해 서로 매니폴드로 연결되어 있다. 상기 가스 캐비넷은 사용 시에 그 가스 캐비넷의 흡착 베셀 및/또는 기타 내부 구성품의 과열을 방지하기 위한 독립적인 열전대 또는 기타 온도 감지/모니터링 장치 및 구성품을 추가로 내장할 수 있다.The apparatus of the present invention can easily be provided in the form of a single device, such as located within a gas cabinet, wherein the gas cabinet comprises a plurality of, for example, three adsorption vessels, each adsorption vessel being one or more such adsorption vessels. Manifolds are connected to each other for selectively supplying adsorption gas from the gas. The gas cabinet may further incorporate independent thermocouples or other temperature sensing / monitoring devices and components to prevent overheating of the adsorption vessel and / or other internal components of the gas cabinet in use.

상기 가스 캐비넷은, 흡착 베셀 및 그 안의 흡착제의 가열을 선택적으로 증가시키기 위한 가요성 링크 히터 요소; 스프링클러 시스템; 배출열 센서; 유독 가스가 감지되면 장치를 정지시키는 작용을 하는 유독 가스 모니터; 스크러버 또는 벌크 흡착 장치; 그리고 여분의 압력 및 온도 제어 수단을 더 포함할 수 있다. 그러한 저장 및 공급 장치로는 15 psig에서 500 sccm의 가스 공급 속도를 쉽게 얻을 수 있다.The gas cabinet includes: a flexible link heater element for selectively increasing heating of the adsorption vessel and adsorbent therein; Sprinkler system; Exhaust heat sensor; A toxic gas monitor which serves to stop the device when toxic gas is detected; Scrubber or bulk adsorption apparatus; And extra pressure and temperature control means. Such storage and supply devices can easily obtain gas supply rates of 500 sccm at 15 psig.

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 고상의 물리적 흡착 매체는 저장 및 분배 베셀 내의 흡착 가스를 분해시키기에 불충분한 농도의 물, 금속 및 산화 전이 금속종으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 미량 성분이 결여되어 있다. 그러한 형태의 매우 유리한 흡착 매체는 Zeochem Company(켄터키주 루이스빌 소재)가 Zeochem Binderless 5A 흡착제로서 시판 중이며, 이 제품은 화학식이 (CaO·Na2O)·Al2O3·2SiO2·xH2O인 합성 칼슘 규산알루미늄이다. In a preferred embodiment of the present invention, the solid physical adsorption medium lacks a trace component selected from the group consisting of water, metal and oxide transition metal species at concentrations insufficient to decompose the adsorption gas in the storage and distribution vessels. A very advantageous adsorbent medium of this type is commercially available as Zeochem Binderless 5A adsorbent from Zeochem Company (Louisville, KY), which has the formula (CaO.Na 2 O) .Al 2 O 3 .2SiO 2 .xH 2 O. Phosphorus synthetic calcium is aluminum silicate.

이와 관련하여, 흡착제에 물, 금속 또는 천이 금속 산화물이 다량 존재하면, 흡착 가스의 분해가 불필요하게 높은 수준으로 될 수 있다는 것에 주목해야 한다. 그러한 "오염물"이 없는 분자체 및 기타 재료에서는 흡착 가스 열화 수준 및 그에 따른 압력 수준이 상응하게 낮은 값으로 유지된다. 가장 구체적으로 분자체 재료와 관련하여, 다수의 그러한 흡착제는 전술한 분해 촉진제를 함유하는 점토나 기타 미네랄 바인더를 변함없이 함유하고 있으며, 그에 따라서 저장 및 공급 장치 및 방법의 성능이 불필요하게 저하된다.In this regard, it should be noted that the presence of large amounts of water, metal or transition metal oxides in the adsorbent can lead to unnecessarily high levels of decomposition of the adsorbent gas. In molecular sieves and other materials that are free of such "contaminants," the adsorption gas degradation level and hence the pressure level are kept at correspondingly low values. Most specifically with regard to molecular sieve materials, many such adsorbents invariably contain clays or other mineral binders containing the above-mentioned decomposition promoters, thereby unnecessarily degrading the performance of storage and supplying devices and methods.

예컨대, 전술한 바인더없는 Zeochem 재료는 검출 가능한 금속 불순물을 포함하지 않지만, 다른 통상적인 분자체 재료, 예를 들면 Linde 5A 제올라이트는 철을 다량 함유하고 있다. 따라서, 바인더없는 제올라이트는 연간 아르신(그러한 제올라이트를 포함한 아르신 저장 및 공급 장치에서)의 대략 1-2% 규모의 분해 수준을 나타내는 반면, Linde 5A 제올라이트의 아르신 분해 수준은 일일당 아르신 백분율의 1/10의 수배 규모이다. 바인더없는 제올라이트의 경우, 흡착제 함유 베셀 내의 압력 상승은 주당 5% 미만인 반면, Linde 5A 제올라이트(바인더 금속 성분을 함유하고 있음)는 상응하는 저장 및 공급 장치에서의 압력 상승이 일일당 9 psig(60%)이다.For example, the aforementioned binderless Zeochem material does not contain detectable metal impurities, but other conventional molecular sieve materials, such as Linde 5A zeolite, contain large amounts of iron. Thus, binderless zeolites exhibit degradation levels on the order of 1-2% of annual arsine (in arsine storage and feeder including such zeolites), while the arsine degradation levels of Linde 5A zeolites are in percent arsine per day. The scale is 1/10 of the scale. For binderless zeolites, the pressure rise in the adsorbent-containing vessel is less than 5% per week, while the Linde 5A zeolite (which contains the binder metal component) has a pressure rise of 9 psig per day (60%) in the corresponding storage and feeder. )to be.

따라서, 본 발명의 바람직한 실시에 있어서 고상의 물리적 흡착 매체는 그 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 할 때 물과 산화 전이 금속종으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 미량 성분의 함량이 중량 기준으로 350 ppm 미만이고, 바람직하게는 100 중량 ppm 미만이며, 더욱 바람직하게는 10 중량 ppm 미만이고, 가장 바람직하게는 상기 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 할 때 물과 산화 전이 금속종으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 미량 성분의 함량이 단지 1 중량 ppm이다.Therefore, in the preferred embodiment of the present invention, the solid phase physical adsorption medium has a content of a trace component selected from the group consisting of water and an oxide transition metal species, based on the weight of the physical adsorption medium, of less than 350 ppm by weight, It is preferably less than 100 ppm by weight, more preferably less than 10 ppm by weight, and most preferably, based on the weight of the physical adsorption medium, the content of trace elements selected from the group consisting of water and oxide transition metal species Only 1 weight ppm.

따라서, 고상의 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 할 때, 물과 산화 전이 금속종(예를 들면, 산화물, 아황산염 및 질산염)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 미량 성분의 상기 고상의 물리적 흡착 매체 중의 농도는, 상기 내부 압력에서, 그리고 25℃에서 일년 후에 흡착제를 5 중량%를 초과하여 분해하기에 불충분한 것이 바람직하다.Thus, based on the weight of the physical adsorption medium of the solid phase, the concentration in the physical adsorption medium of the solid phase of a trace component selected from the group consisting of water and oxide transition metal species (e.g., oxides, sulfites and nitrates), Insufficient to decompose the adsorbent by more than 5% by weight at this internal pressure and after one year at 25 ° C.

어떤 용도에서는, 저장 및 공급 장치의 흡착제 함유 베셀로부터의 배출 압력보다 높은 압력에서 저장 및 공급 장치로부터 유도되는 가스르 제공하는 것이 바람직하다. 그러한 경우에는, 공급되는 가스의 압력을 실린더 헤드(분배되는 가스를 결합시키는 흡착제를 함유하는 실린더의 헤드)에서의 압력 수준보다 높은 선택된 압력 수준으로 상승시킬 수 있는 벤츄리 펌프를 채용할 수 있다. 비록 그러한 벤츄리 펌핑 장치는 분배되는 가스를 선택된 더 높은 압력 수준이 되도록 하지만, 그러한 장치는 분배되는 가스를 캐리어 가스로 희석시키는 결과를 초래하는데, 왜냐하면 실린더로부터 캐리어 가스가 분배 대상 가스와 함께 유입되기 때문이다.In some applications, it is desirable to provide gas derived from the storage and supply apparatus at a pressure higher than the discharge pressure from the adsorbent containing vessel of the storage and supply apparatus. In such a case, a venturi pump can be employed that can raise the pressure of the gas to be supplied to a selected pressure level that is higher than the pressure level in the cylinder head (head of the cylinder containing the adsorbent that binds the gas being dispensed). Although such venturi pumping devices cause the dispensed gas to be at the higher pressure level selected, such a device results in dilution of the dispensed gas with the carrier gas, since the carrier gas flows from the cylinder with the gas to be dispensed. to be.

그러한 희석 효과는, 상기 저장 및 공급 장치로부터 고순도의 순가스가 유도되는 경우에 전체 공정 시스템에 큰 제약을 준다. 벤츄리 펌핑 수단 대신 기계적인 펌프를 사용할 수 있지만, 기계적인 펌프는 가동부가 많다는 불리한 점을 안고 있으며, 이는 펌프내 입자 형성 및/또는 윤활제 유입과 관련된 문제를 일으킬 수 있다.Such dilution effects place great constraints on the overall process system when high purity pure gas is derived from the storage and feeder. Although mechanical pumps can be used instead of venturi pumping means, mechanical pumps have the disadvantage of having a lot of moving parts, which can cause problems with particle formation and / or lubricant inflow in the pump.

그러한 경우에, 상기 저장 및 공급 장치로부터 공급되는 가스가 고압 및 고순도의 순수한 상태로 공급되어야 하는 필요가 있는 경우, 상기 저장 및 공급 장치에 크라이오펌핑 조립체를 마련하는 것이 유리할 수 있다.In such a case, it may be advantageous to provide a cryopumping assembly in the storage and supply device if the gas supplied from the storage and supply device needs to be supplied in a pure state of high pressure and high purity.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 그러한 크라이오펌핑식 저장 및 공급 장치(100)의 개략적인 사시도이다.7 is a schematic perspective view of such a cryopumped storage and supply device 100 according to another embodiment of the present invention.

상기 크라이오펌핑식 저장 및 공급 장치에서, 메인 실린더(102)는, 추후에 분배되는 적절한 흡착 가스종이 장입된 적절한 흡착제(도시하지 않았음), 예를 들면 분자체를 포함하며, 메인 실린더 밸브(106)를 포함하는 밸브 헤드 조립체(104)가 장착되어 있고, 상기 메인 실린더 밸브(106)는 분배 공정 시작 시에 "오프" 위치에 있다.In the cryopumped storage and supply device, the main cylinder 102 comprises a suitable adsorbent (not shown), for example a molecular sieve, loaded with a suitable adsorbent gas species which is subsequently dispensed, and includes a main cylinder valve ( A valve head assembly 104 comprising 106 is mounted and the main cylinder valve 106 is in the " off " position at the start of the dispensing process.

상기 밸브 헤드 조립체(104)는 격리 밸브(110), 질량 흐름 제어기(112), 격 리 밸브(114) 및 크라이오펌프(116)를 포함하는 도관(108)에 연결되어 있다. 한편, 상기 도관(108)은 격리 밸브(118 및 122)와 생성물 분배용 조절기 조립체(130)를 포함하는 도관(109)에 연결되어 있으며, 상기 생성물 분배용 조절기 조립체(130)는 하류 공정 장치에 연결될 수 있는 배출 포트(134)를 구비하고 있다. 상기 도관(109)에는 중압 저장 베셀(120)이 연결되어 있다.The valve head assembly 104 is connected to a conduit 108 that includes an isolation valve 110, a mass flow controller 112, an isolation valve 114, and a cryopump 116. On the other hand, the conduit 108 is connected to a conduit 109 comprising isolation valves 118 and 122 and a regulator assembly 130 for product dispensing, wherein the regulator assembly 130 for product dispensing is It has a discharge port 134 that can be connected. The conduit 109 is connected to a medium pressure storage vessel 120.

상기 도관(108)에 연결된 크라이오펌프(116)에는 액체 질소(또는 그 밖의 적절한 극저온 액체 또는 유체) 유입구(128)와 액체 질소 유출구(126)가 마련되어 있으며, 상기 액체 질소 유입구(128)와 액체 질소 유출구(126)의 중간에는, 도시된 바와 같이 가열 요소(124)로 둘러싸여 있는 액체 냉동제 유로가 마련되어 있다. 상기 크라이오펌프의 액체 냉동제 유출구 및 유입구는 액체 냉동제의 소스, 예컨대 극저온 공기 분리 설비나, 액체 질소 또는 기타 냉각제의 극저온 실린더 소스에 적절하게 연결될 수 있다. 따라서, 상기 크라이오펌프는 극저온트랩(cryotrap) 장치를 형성한다. 그러므로, 상기 크라이오펌프의 유출구에는 격리 밸브(122)가 마련되고, 그 격리 밸브(122)에 의해 중압 실린더(120)가 격리될 수 있다.The cryopump 116 connected to the conduit 108 is provided with a liquid nitrogen (or other suitable cryogenic liquid or fluid) inlet 128 and a liquid nitrogen outlet 126, and the liquid nitrogen inlet 128 and liquid In the middle of the nitrogen outlet 126 is a liquid refrigerant flow passage surrounded by the heating element 124 as shown. The liquid refrigeration outlet and inlet of the cryopump may be suitably connected to a source of liquid refrigerant, such as a cryogenic air separation plant or a cryogenic cylinder source of liquid nitrogen or other coolant. Thus, the cryopump forms a cryotrap device. Therefore, the isolation valve 122 is provided at the outlet of the cryopump, and the medium pressure cylinder 120 can be isolated by the isolation valve 122.

압력 변환기(111)가 도관(108) 내에 마련되어 있으며, 이 압력 변환기(111)는 메인 실린더 내의 압력을 모니터링하고 그에 응답하여 격리 밸브(118)를 조정하는 압력 모니터링 관계로 메인 실린더(102)에 연결되어 있다.A pressure transducer 111 is provided in the conduit 108, which is connected to the main cylinder 102 in a pressure monitoring relationship that monitors the pressure in the main cylinder and in response adjusts the isolation valve 118. It is.

이하에서는, 도 7에 개략적으로 도시된 저장 및 공급 장치의 작동에 대해, 메인 실린더(102) 내의 흡착제에 흡착되어 적절한 고압으로 공급되는 가스는 실란이고, 크라이오펌프(116) 내의 작동 유체로서 사용하는 냉동제가 질소인 경우에 대 해 설명한다. 실란은 비등점이 -111.5℃이고 융점은 185℃이며, 질소는 비등점이 -195.8℃이다.In the following, for the operation of the storage and supply device shown schematically in FIG. 7, the gas adsorbed to the adsorbent in the main cylinder 102 and supplied at an appropriate high pressure is silane and is used as the working fluid in the cryopump 116. Explain that the refrigerant is nitrogen. Silane has a boiling point of −111.5 ° C., melting point of 185 ° C., and nitrogen of −195.8 ° C.

실란이 예시 목적으로 선택된 것은 적절한 고압으로 공급하기가 비교적 어렵기 때문이다(그것은 비등점과 동결점이 실란보다 더 높아서, 더 적은 극저온 냉각 수요로 더 쉽게 크라이오펌핑할 수 있는 아르신과 같은 그 밖의 수소화물 가스와 비교할 때 그러함).The silane was chosen for illustration purposes because it is relatively difficult to supply at a suitable high pressure (other hydrides such as arsine, which have a higher boiling point and freezing point than silane, which can be cryo-pumped more easily with less cryogenic cooling demands). As compared to gas).

만약 초기에 밸브(110, 114 및 106)가 열려 있고 밸브(118 및 122)가 닫혀 진공 상태에 있으며, 크라이오펌프 내의 온도가 액체 질소 온도로 낮아지면, 공급 실린더(102) 내에 비교적 낮은 내압이 존재하더라도 크라이오펌프 내에서 실란이 응축하여 동결된다.If valves 110, 114 and 106 are initially open, valves 118 and 122 are closed and in vacuum, and the temperature in the cryopump is lowered to liquid nitrogen temperature, a relatively low internal pressure in the supply cylinder 102 If present, silane condenses and freezes in the cryopump.

질량 흐름 제어기(112)는 크라이오펌프(116)로 이송되는 가스의 양을 정확하게 결정할 수 있게 한다. 그러한 정확한 결정이 중요한 것은 크라이오펌프의 과압을 피하는 것이 바람직하기 때문이다. 그러한 작동 상태 하에서는, 실란이 임계 온도를 초과하게 되어 크라이오펌프 내의 최종 압력이 매우 높아질 가능성이 있다.The mass flow controller 112 allows to accurately determine the amount of gas delivered to the cryopump 116. Such accurate determination is important because it is desirable to avoid overpressure of the cryopump. Under such operating conditions, there is a possibility that the silane will exceed the critical temperature resulting in a very high final pressure in the cryopump.

정확한 양의 가스가 크라이오펌프(116)로 이송되고 나면 밸브(110 및 114)가 폐쇄된다. 그 후, 응축된 실란이 주위 온도 부근까지 가온된다. 그러한 가열은 가열 수단(124)에 의해 실행되며, 이 가열 수단(124)은 도시된 실시 형태에서는 밴드 히터를 포함하지만, 그러한 용도에 적합한 임의의 적절한 가열 수단일 수 있다. 따라서, 실란 가스는 고온으로 가열될 필요가 없으므로, 분배되는 생성 가스의 안정성 및 순도가 향상되는데, 왜냐하면 가열로 인해 실란 가스가 열화되어 순도 및 안정성에 악영향을 받을 수 있기 때문이다.After the correct amount of gas is delivered to the cryopump 116, the valves 110 and 114 are closed. The condensed silane is then warmed to near ambient temperature. Such heating is performed by heating means 124, which in the illustrated embodiment comprises a band heater, but may be any suitable heating means suitable for such use. Therefore, the silane gas does not need to be heated to a high temperature, so that the stability and purity of the product gas to be distributed are improved because the silane gas may be deteriorated due to heating, which may adversely affect the purity and stability.

크라이오펌프 내에서의 가열 후에 실란 가스의 압력이 크게 상승할 수 있으며, 결과적으로 실란 가스는 고순도 상태로 압축되었고, 이는 가동부가 다수 있는 기계적 펌프에 노출되지 않고 이루어져 있으며, 노출되었더라면 생성 가스가 오염되었을 것이다.After heating in the cryopump, the pressure of the silane gas may rise significantly, and consequently the silane gas is compressed to a high purity state, which is achieved without being exposed to a mechanical pump with a large number of moving parts, which, if exposed, produces gas It may have been contaminated.

전체 장치 내의 가스의 목록은 이 점에서 매우 낮을 수 있으며, 흡착 베셀, 실린더(102) 내에 있는 대부분의 실란은 저압 상태에 있다.The list of gases in the entire apparatus can be very low in this respect, and most of the silane in the adsorption vessel, cylinder 102, is at low pressure.

밸브(118)를 개방하면 가스가 중압 실린더(120) 내로 흘러들러 간다. 그리고, 밸브(122)가 개방되면 생성 실란 가스가 배출 포트(134)를 통해 하류 공정으로 흘러갈 수 있으며, 이는 조절기 조립체(130)와 관련된 모니터링 수단(예컨대, 흐름 압력)에 의해 모니터링된다. 조절기 조립체(130)는 연관된 압력 변환기(132)를 구비하며, 이 압력 변환기(132)는 전체 장치 내의 다른 밸브 및 크라이오펌프 구성품과 작동 가능하게 연결되어 생성 가스가 선택된 압력 및 체적 유량으로 공급될 수 있다.Opening the valve 118 causes gas to flow into the medium pressure cylinder 120. And, when the valve 122 is open, product silane gas may flow through the discharge port 134 to the downstream process, which is monitored by monitoring means (eg, flow pressure) associated with the regulator assembly 130. The regulator assembly 130 has an associated pressure transducer 132, which is operably connected with other valves and cryopump components in the overall apparatus such that the product gas is supplied at a selected pressure and volumetric flow rate. Can be.

따라서, 다양한 밸브, 질량 흐름 제어기, 크라이오펌프, 변환기 및 조절기는, 예컨대 사이클 타이머 및 공정 안전 시스템과 임의의 적절한 방식으로 작동 가능하게 상호 연결되어, 실란이나 그 밖의 흡착 가스를 수요에 기초하여 쉽게 제어 가능하고 재생 가능한 방식으로 공급한다.Thus, the various valves, mass flow controllers, cryopumps, transducers and regulators are operatively interconnected in any suitable manner with, for example, cycle timers and process safety systems, so that silane or other adsorbed gases can be easily based on demand. Supply in a controllable and reproducible manner.

따라서, 도 7에 개략적으로 도시된 장치의 작동은 하류 공정 흐름의 붕괴 또는 간섭을 피하도록 시간 조정되는 것이 바람직하다. 크라이오펌프 내의 압력 변환기와 질량 흐름 제어기와 중압 탱크로부터의 신호는 자동화된 공정 시스템에 이용될 수 있다. 크라이오펌프를 순환시킴으로써 가스를 저장 및 공급 장치로부터 중압 실린더(120)로 이동시켜 조절기의 유출구 압력을 일정하게 유지할 수 있다.Thus, the operation of the apparatus shown schematically in FIG. 7 is preferably timed to avoid disruption or interference of downstream process flows. Signals from pressure transducers, mass flow controllers and medium pressure tanks in cryopumps can be used in automated process systems. By circulating the cryopump, the gas can be moved from the storage and supply device to the medium pressure cylinder 120 to maintain a constant outlet pressure of the regulator.

실시예 ⅠExample I

저장 및 공급 실린더 내의 아르신 가스의 분해를 두 종류의 분자체 흡착제, 즉 Linde 5A 분자체(미국 커네티컷주 댄버리에 소재하는 Union Carbide Corporation이 시판 중임, 이하 「A 흡착제」라고 함)와 Zeochem 5A 분자체(미국 켄터키주 루이스빌에 소재하는 Zeochem이 시판 중임, 이하 「B 흡착제」라 함)에 대해 각각 비교 평가하였다. A 흡착제와 B 흡착제는 공극 크기가 5 Å인 합성 결정질 칼슘 규산알루미늄인데, A 흡착제는 점토 바인더를 함유하는 반면, B 흡착제는 바인더를 함유하지 않는다.Decomposition of arsine gas in the storage and supply cylinders was carried out using two types of molecular sieve adsorbents, Linde 5A molecular sieve (commercially available from Union Carbide Corporation, Danbury, Connecticut, hereinafter referred to as “A adsorbent”) and Zeochem 5A. The molecular sieves (Zeochem, Louisville, KY, are commercially available, hereafter referred to as "B adsorbents") were compared and evaluated, respectively. The A and B adsorbents are synthetic crystalline calcium aluminum silicate with a pore size of 5 mm 3, while the A adsorbent contains a clay binder, while the B adsorbent does not contain a binder.

이하의 표 Ⅱ에는 A 흡착제와 B 흡착제 간의 조성 차이를 보여주는 정량 분석이 기재되어 있으며, ppm 농도는 ±50%으로 기재하였다. Table II below describes the quantitative analysis showing the difference in composition between the A and B adsorbents, with ppm concentrations of ± 50%.                 

A 흡착제와 B 흡착제의 정량 분석(ppm)Quantitative Analysis of A and B Adsorbents (ppm) A 흡착제A adsorbent B 흡착제B adsorbent 알루미늄aluminum 주성분a Active ingredient a 주성분chief ingredient 바륨barium <372<372 <301<301 베릴륨beryllium <372<372 <301<301 칼슘calcium 주성분chief ingredient 주성분chief ingredient 코발트cobalt <372<372 <301<301 크롬chrome <372<372 <301<301 구리Copper <372<372 <301<301 철iron 30843084 <301<301 갈륨gallium <372<372 <301<301 마그네슘magnesium 556556 <301<301 망간manganese <372<372 <301<301 몰리브덴molybdenum <372<372 <301<301 니켈nickel <372<372 <301<301 인sign <372<372 <301<301 납lead <372<372 <301<301 규소silicon 주성분chief ingredient 주성분chief ingredient 주석Remark <372<372 <301<301 스트론튬strontium <372<372 <301<301 티탄titanium <372<372 <301<301 반듐Vandium <372<372 <301<301 아연zinc <372<372 <301<301 지르코늄zirconium <372<372 <301<301 %규소%silicon 21.1921.19 19.7019.70 %알루미늄%aluminum 19.1119.11 17.3917.39 %칼슘%calcium 7.217.21 7.457.45

여기서 주성분a이란 분자체의 전체 중량을 기준으로 적어도 5 중량%라는 것을 의미함.By main component a is meant at least 5% by weight, based on the total weight of the molecular sieve.

상기 표 Ⅱ의 데이터로부터 알 수 있는 바와 같이, B 흡착제는 분자체, 칼슘, 알루미늄 및 규소의 주성분을 제외하고는 모든 측정된 원소를 미량(여기서는 특정 성분의 대략 500 ppm 미만의 양을 의미함) 함유하고 있지만, A 흡착제는 다량(3084 ppm)의 철과 미량을 약간 초과하는 함유하고 있다.As can be seen from the data in Table II above, the B adsorbent contains a trace amount of all measured elements except the main components of molecular sieves, calcium, aluminum and silicon (which means less than approximately 500 ppm of certain components). Although it contains, A adsorbent contains a large amount (3084 ppm) of iron and trace amount slightly.

상기 2종의 흡착제에 대한 비교 테스트에서, 동일한 가스 실린더에 각기 분자체 재료를 각각 충전하였으며(A 흡착제는 제1 실린더에, B 흡착제는 제2 실린더에), 각 실린더의 분자체 재료에 동일한 양의 아르신 가스를 장입하였다. 각 실린더에 분자체 재료를 장입한 후, 각 실린더 내의 압력을 모니터링하여 As + 1.5 H2의 반응에 의한 아르신 분해로 인한 압력 상승을 감시하였는데, 왜냐하면 수소는 분자체에 흡착되지 않기 때문이다. 그러한 모니터링을 일정한 온도에서 행하였다.In comparative tests of the two adsorbents, the same gas cylinders were respectively filled with molecular sieve material (A adsorbent in the first cylinder, B adsorbent in the second cylinder), and the same amount in the molecular sieve material of each cylinder. Was charged with arsine gas. After loading the molecular sieve material into each cylinder, the pressure in each cylinder was monitored to monitor the pressure rise due to arsine decomposition by the reaction of As + 1.5 H 2 because hydrogen is not adsorbed to the molecular sieve. Such monitoring was done at a constant temperature.

결과적인 압력 변동 이력을 시간의 함수로서 도 8에 그래프로 나타내었는데, psia 단위의 압력을 분 단위 경과 시간의 함수로서 플롯하였다. 도시된 바와 같이, A 흡착제를 함유한 실린더 내의 가스의 압력 거동을 나타내는 A 곡선은 250 시간 후에 대략 37.5 spia로 상승한 반면, B 흡착제를 함유한 실린더 내의 가스의 거동을 나타내는 B 곡선에서는 동일한 시험 기간에서 압력 상승이 나타나지 않았다.The resulting pressure fluctuation history is graphically shown in FIG. 8 as a function of time, where the pressure in psia is plotted as a function of elapsed time in minutes. As shown, the A curve representing the pressure behavior of the gas in the cylinder containing A adsorbent rose to approximately 37.5 spia after 250 hours, while the B curve representing the behavior of the gas in the cylinder containing B adsorbent was found in the same test period. No pressure rise was seen.

A 흡착제와 B 흡착제가 각각 발휘하는 성능의 차이는 놀라운 것으로, 다른 조성은 동등하지만, A 흡착제 중에는 미량 농도를 초과하여 철이 포함되어 있다를 사실로 인해, A 흡착제를 함유한 실린더 내에서 아르신이 분해되어 압력이 크게 상승한 반면, B 흡착제는 아르신을 분해되지 않은 상태로 유지함으로써, 압력 상승과 관련하여 수소의 형성이 관찰되지 않았다.The difference in performance between the A and B adsorbents is surprising and the arsine decomposes in the cylinder containing the A adsorbent due to the fact that, while the other compositions are equivalent, the A adsorbent contains iron in excess of trace concentrations. The pressure increased significantly, while the B adsorbent kept arsine undecomposed, so that no hydrogen formation was observed in relation to the pressure rise.

따라서, 시판 중인 분자체와, 미네랄 또는 점토계 바인더를 포함하는 기타 흡착제 중에 통상적으로 존재하는, 흡착제의 구조적 안정성과 통합성을 향상시키기 위해 흡착제 성분에 포함되어 온 철과 같은 오염물이 미량을 초과하여 존재하지 않는 흡착제를 마련함으로써, 아르신, 포스핀 등과 같은 수소화물 가스의 분해를 억제될 수 있다는 것은 큰 발견이다.Thus, trace amounts of contaminants, such as iron, included in the adsorbent component to enhance the structural stability and integrity of the adsorbent, commonly present in commercially available molecular sieves and other adsorbents, including mineral or clay-based binders. It is a great discovery that by providing a non-existent adsorbent, decomposition of hydride gases such as arsine, phosphine and the like can be suppressed.

도 9는 본 발명의 한 가지 실시 형태에 따른 흡착제에 기초한 가스 저장 및 분배 조립체를 포함하는 가스 캐비넷 조립체(400)의 정면 사시도이다.9 is a front perspective view of a gas cabinet assembly 400 that includes a gas storage and distribution assembly based on an adsorbent in accordance with one embodiment of the present invention.

이 가스 캐비넷 조립체(400)는 가스 캐비넷(402)을 포함한다. 이 가스 캐비넷(402)은 측벽(404 및 406), 플로어(408), 후벽(410) 및 천정(411)을 구비하여, 전방 도어(414 및 420)가 있는 하우징을 형성한다. 이 하우징과 각각의 도어들이 내부 공간(412)을 둘러싸고 있다.This gas cabinet assembly 400 includes a gas cabinet 402. The gas cabinet 402 has side walls 404 and 406, floor 408, rear wall 410, and ceiling 411 to form a housing with front doors 414 and 420. The housing and respective doors surround the interior space 412.

상기 도어는 특성상 자동 개폐가 가능하도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 전방 도어(414)는 전방 도어(420) 상의 잠금 요소와 함께 맞물리는 래치 요소(418)를 구비할 수 있다. 이들 전방 도어(414 및 420)는 폐쇄 시에 가스가 통하지 않게 밀봉되도록 베벨 및/또는 가스켓이 형성될 수 있다.The door may be configured to enable automatic opening and closing in nature. To this end, the front door 414 may have a latch element 418 that engages with the locking element on the front door 420. These front doors 414 and 420 may be formed with bevels and / or gaskets such that they are sealed so that no gas passes through when closed.

도시된 전방 도어(414 및 420)에는 창(416 및 422)이 각각 부착될 수 있다. 이들 창은 파괴에 저항할 수 있도록 와이어 보강 유리 및/또는 강화 유리일 수 있으며, 동시에 내부 공간(412)과 매니폴드(426)를 방해받지 않고 들여다볼 수 있도록 면적이 충분해야 한다.Windows 416 and 422 may be attached to the front doors 414 and 420 shown, respectively. These windows may be wire reinforcement glass and / or tempered glass to resist fracture, while at the same time the area should be large enough to allow unobstructed views of the interior space 412 and manifold 426.

도시된 바와 같은 매니폴드(426)는 가스 공급 베셀(433)과 폐쇄식 흐름 연통 상태로 연결될 수 있는 유입 연결 라인(430)을 갖도록 구성될 수 있다.Manifold 426 as shown may be configured to have an inlet connection line 430 that may be connected in a closed flow communication with gas supply vessel 433.

매니폴드(426)는 임의의 적절한 구성품을 포함할 수 있으며, 그러한 구성품의 예로는, 흐름 제어 밸브; 질량 흐름 제어기; 가스 공급 베셀로부터 분배되고 있는 가스의 공정 상태, 예컨대 압력, 온도, 유량, 농도 등을 모니터링하기 위한 공정 가스 모니터링 계기; 가스 캐비넷에 다수의 가스 공급 베셀이 설치되었을 때 그 가스 공급 베셀의 전환을 위한 자동화된 전환 조립체를 포함하는 매니폴드 제어부; 누설 검출 장치; 가스 공급 베셀 중 하나 이상으로부터 누설이 검출되었을 때 가스 캐비넷의 내부 공간을 퍼지하기 위한 자동화된 퍼지 장비 및 관련 액츄에이터가 있다.Manifold 426 may include any suitable component, examples of which include, but are not limited to, flow control valves; Mass flow controllers; A process gas monitoring instrument for monitoring the process status of the gas being dispensed from the gas supply vessel, such as pressure, temperature, flow rate, concentration, etc .; A manifold control unit including an automated switching assembly for switching the gas supply vessel when a plurality of gas supply vessels are installed in the gas cabinet; Leak detection device; There are automated purge equipment and associated actuators for purging the interior space of the gas cabinet when a leak is detected from one or more of the gas supply vessels.

매니폴드(426)는 가스 캐비넷의 측벽(404)에 있는 유출구(428)에 연결되고, 이 유출구(428)는 가스 공급 베셀로부터 분배되는 가스를 가스 캐비넷과 연결된 하류의 가스 소비 유닛으로 운반하는 배관에 연결될 수 있다. 가스 소비 유닛은, 예컨대 이온 주입기, 화학적 증착 반응기, 포토리소그라피 트랙, 확산실, 플라즈마 생성기, 산화실 등을 포함할 수 있다. 매니폴드(426)는 가스 공급 베셀과 가스 캐비넷으로부터 분배되는 가스를 미리 정해진 유량으로 가스 소비 유닛에 공급하도록 제조 및 배치될 수 있다.Manifold 426 is connected to an outlet 428 in the side wall 404 of the gas cabinet, which outlet 428 carries a gas dispensing from the gas supply vessel to a downstream gas consumption unit connected to the gas cabinet. Can be connected to. The gas consumption unit may include, for example, an ion implanter, a chemical vapor deposition reactor, a photolithography track, a diffusion chamber, a plasma generator, an oxidation chamber, and the like. Manifold 426 may be manufactured and arranged to supply gas dispensed from the gas supply vessel and gas cabinet to the gas consumption unit at a predetermined flow rate.

상기 가스 캐비넷의 지붕에는 가스 캐비넷의 내부 공간에 있는 매니폴드 요소 및 보조 요소와 연결된 디스플레이(472)가 장착되어, 가스 캐비넷의 내부 공간에 있는 가스 공급 베셀로부터 가스가 분배되는 공정을 모니터링한다.The roof of the gas cabinet is equipped with a display 472 connected to the manifold and auxiliary elements in the interior space of the gas cabinet to monitor the process of distributing gas from the gas supply vessel in the interior space of the gas cabinet.

또한, 상기 가스 캐비넷의 지붕에는 연결 이음쇠(476)에 의해 배출 도관(478)에 연결되는 배출 팬(474)이 장착되어, 가스 캐비넷의 내부 공간으로부터 화살표(E)로 표시된 방향으로 가스를 배출시킨다. 배출 팬(474)은 가스 캐비넷의 내부 공간에 미리 정해진 진공 또는 부압이 인가되도록 적절한 회전 속력으로 작동할 수 있으며, 이는 가스 캐비넷으로부터 가스가 누출되어 바람직하지 못하게 방출되는 것에 대한 추가의 보호 대책이다. 따라서, 배출 도관은 배출 흐름으로부터 임의의 누설을 제거하기 위한 추출 유닛 또는 스크러버와 같은 하류의 가스 처리 유닛(도시하지 않았음)에 연결될 수 있다. 그러한 목적으로 유입 공기를 공급하기 위해서, 캐비넷으로부터 내부 공간 가스를 세정하기 위한 스위프(sweep) 또는 퍼지 스프림으로서 주위 공기가 유입되도록 캐비넷, 예컨대 도어를 제작할 수 있다. 따라서, 도어에 루버(louver)를 마련하거나 다른 방식으로 주위 공기가 유입되도록 구성할 수 있다.In addition, the roof of the gas cabinet is equipped with a discharge fan 474 connected to the discharge conduit 478 by a connecting fitting 476, to discharge the gas from the inner space of the gas cabinet in the direction indicated by the arrow (E). . The exhaust fan 474 can operate at an appropriate rotational speed such that a predetermined vacuum or negative pressure is applied to the interior space of the gas cabinet, which is an additional protection against gas leakage from the gas cabinet and undesirable discharge. Thus, the exhaust conduit can be connected to a downstream gas treatment unit (not shown), such as an extraction unit or a scrubber for removing any leakage from the exhaust stream. To supply the inlet air for that purpose, a cabinet, such as a door, can be fabricated so that ambient air is introduced as a sweep or purge stream for cleaning the internal space gas from the cabinet. Thus, louvers may be provided in the door or configured to allow ambient air to flow in another way.

가스 공급 베셀(433)은 새지 않는 가스 용기, 예를 들면 통상적인 고압 가스 실린더에 사용되는 형태의 원통형 용기를 적절하게 포함할 수 있으며, 벽(432)이 그 가스 용기의 내부 공간을 둘러싸고 있다. 그 가스 용기의 내부 공간에는 입상 고체 흡착 매체, 예컨대 탄소, 분자체, 실리카, 알루미나 등과 같은 물리적 흡착제가 위치한다. 흡착제는 분배되는 가스에 대한 흡착 친화성 및 용량이 큰 전술한 형태의 것일 수 있다.The gas supply vessel 433 may suitably include a leaky gas container, for example a cylindrical container of the type used in a typical high pressure gas cylinder, with a wall 432 surrounding the interior space of the gas container. In the interior space of the gas vessel is placed a particulate solid adsorption medium such as carbon, molecular sieve, silica, alumina and the like. The adsorbent may be of the type described above with high adsorption affinity and capacity for the gas being dispensed.

반도체 제조와 같은 용도의 경우, 분배되는 시약 가스는 초고순도인 것이 바람직한데, 예를 들면 순도가 "7-9's"이고, 더욱 바람직하게는 순도가 "9-9's"이며, 더욱 높은 것이 좋고, 흡착제는, 베셀에 저장된 가스를 분해시켜 베셀의 내부 압력을 원하는 셋포인트(set point) 저장 압력보다 크게 높은 수준으로 상승시킬 수 있는 오염물 종이 실질적으로 없어야 하며, 거의 완전히 없는 것이 바람직하다.For applications such as semiconductor manufacturing, the reagent gas to be dispensed is preferably of ultra high purity, for example a purity of "7-9's", more preferably a purity of "9-9's", and even higher, The adsorbent should be substantially free of contaminant species, which is capable of decomposing the gas stored in the vessel to raise the vessel's internal pressure to a level significantly above the desired set point storage pressure, and is preferably almost completely free.

예를 들면, 본 발명의 흡착제에 기초한 저장 및 분배 베셀은 가스를 대기압을 초과하지 않는 압력, 예를 들면 대략 25 내지 800 torr의 범위에서 저장 상태로 유지하는 데에 이용하는 것이 바람직한 것이 전형적이다. 그러한 대기압 이하의 압력 수준은 고압 압축 가스 실린더에 부족한 안전 및 신뢰성의 수준을 제공한다.For example, storage and dispensing vessels based on the adsorbents of the present invention are typically used to maintain the gas in storage at pressures not exceeding atmospheric pressure, for example in the range of approximately 25 to 800 torr. Such subatmospheric pressure levels provide a level of safety and reliability lacking in high pressure compressed gas cylinders.

본 발명의 흡착제에 기초한 저장 및 분배 장치로부터 그러한 고순도 가스 분배 작동을 하기 위해서는, 베셀 베이크아웃(bake-out) 및/또는 퍼징과 같은 적절한 준비 작동을 공급 베셀에 실시하여, 본 발명의 흡착제에 기초한 저장 및 분배 장치의 후속 사용에서 가스를 제거하거나 가스 분배 작업에 악영향을 줄 수 있는 오염물이 베셀에 없는 상태가 되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 모든 외부 화학종을 공급 베셀에 장입되기 전에 흡착제로부터 탈착시키기 위한 예비 처리, 또는 대안으로서 베이크아웃 및/또는 흡착제가 베셀에 충전된 후의 퍼징과 같은 적절한 준비 작업을 흡착제 자체에 실시할 수 있다.In order to make such high purity gas dispensing operation from the adsorbent based storage and dispensing apparatus of the present invention, an appropriate preparation operation such as a vessel bake-out and / or purging may be performed to the supply vessel, and In subsequent use of the storage and dispensing device, it is desirable to leave the vessel free of contaminants that may degas or adversely affect the gas distribution operation. In addition, suitable preparations such as pretreatment for desorption of all external species from the adsorbent prior to loading into the feed vessel, or alternatively, bakeout and / or purging after the adsorbent is filled into the vessel may be carried out on the adsorbent itself. .

도 9에 도시된 바와 같이, 공급 베셀(433)은 길고 수직으로 직립한 형태로, 그 하단부는 캐비넷의 플로어(408) 상에 위치하고, 상부 목부(436)에는 밸브 헤드(438)가 부착되어 베셀을 누설되기 않게 밀봉한다. 제작 시에, 공급 베셀(433)은 흡착제로 충전될 수 있으며, 그 후, 흡착제에 흡착 가스가 장입되기 전이나 장입된 후에, 밸브 헤드(438)가 베셀의 목부에 용접, 브레이징, 납땜, 적절한 밀봉재를 사용한 가압 연결 접합 등의 방법으로 부착되어, 베셀이 밸브 헤드와 목부에서 밀봉 연결되도록 할 수 있다.As shown in FIG. 9, the supply vessel 433 is long and vertically upright, the lower end of which is located on the floor 408 of the cabinet, and the valve head 438 is attached to the upper neck 436 by the vessel. To prevent leakage. At the time of manufacture, the supply vessel 433 may be filled with an adsorbent, after which the valve head 438 is welded, brazed, soldered, suitable for the neck of the vessel before or after the adsorbent gas is charged. It can be attached by a method such as pressure connection bonding using a sealing material, so that the vessel can be sealingly connected at the valve head and the neck.

밸브 헤드(438)에는, 적절한 배관이나 베셀로부터 가스가 선택적으로 분배되도록 하는 그 밖의 흐름 수단에 베셀을 연결하기 위한 커플링(442)이 마련되어 있다. 밸브 헤드에는, 연결 배관 내로 가스가 흐르게 하거나 흐름을 멈추기 위해 밸브 헤드 내의 밸브를 수동 개폐하기 위한 핸드 휠(439)이 마련될 수 있다. 대안으로서, 밸브 헤드에는 적절한 흐름 제어 수단에 연결된 자동화된 밸브 액츄에이터가 마련되어, 분배 동작 중의 가스 흐름을 원하는 수준으로 유지할 수 있다.The valve head 438 is provided with a coupling 442 for connecting the vessel to other flow means for selectively distributing gas from the appropriate piping or vessel. The valve head may be provided with a hand wheel 439 for manually opening and closing the valve in the valve head to allow gas to flow into the connection pipe or stop the flow. As an alternative, the valve head may be provided with an automated valve actuator connected to an appropriate flow control means to maintain the gas flow during the dispensing operation at a desired level.

작동시, 공급 베셀(433)의 내부 공간과 매니폴드의 외부 배관/흐름 회로 사이에 압력차가 형성되어, 흡착제로부터 가스를 탈착시켜 베셀로부터 가스 흐름 매니폴드(426)로 흐르게 한다. 그에 따라, 질량 이송을 위한 농도 구동력이 생성되어, 가스가 흡착제로부터 탈착되고 베셀의 자유 가스 공간으로 이동하여 베셀로부터 유출되며, 이 때 밸브 헤드 내의 밸브는 개방되어 있다.In operation, a pressure difference is formed between the interior space of the supply vessel 433 and the external piping / flow circuit of the manifold, desorbing gas from the adsorbent and flowing from the vessel to the gas flow manifold 426. As a result, a concentration driving force for mass transfer is generated so that the gas is desorbed from the adsorbent and moved to the free gas space of the vessel and out of the vessel, at which time the valve in the valve head is open.

대안으로서, 분배 대상 가스는 베셀(433) 내의 흡착제로부터 적어도 부분적으로 열적으로 탈착될 수 있다. 그러한 목적을 위해, 캐비넷의 플로어(408)는 베셀이 배치되는 전기 작동실 저항 가열 구역을 구비하여, 그 구역이 전기적으로 작동되면 열이 베셀과 그 안의 흡착제로 전달되도록 할 수 있다. 그러한 가열의 결과, 저장된 가스가 베셀 내의 흡착제로부터 탈착되어 분배될 수 있다.Alternatively, the gas to be dispensed may be at least partially thermally desorbed from the adsorbent in vessel 433. For that purpose, the floor 408 of the cabinet has an electrical operating chamber resistance heating zone in which the vessel is disposed so that heat can be transferred to the vessel and the adsorbent therein when the zone is electrically operated. As a result of such heating, the stored gas can be desorbed and distributed from the adsorbent in the vessel.

대안으로서, 베셀 케이싱을 포위하거나 둘러싸는 가열 재킷이나 가열 블랭킷을 전개함으로써 그러한 목적을 위해 베셀을 가열할 수 있으며, 그러면 베셀과 그 내용물이 적절하게 가열되어 저장된 가스가 탈착된 후 분배된다.Alternatively, the vessel may be heated for that purpose by deploying a heating jacket or heating blanket surrounding or surrounding the vessel casing, whereby the vessel and its contents are adequately heated so that the stored gas is desorbed and then dispensed.

또 다른 접근으로서, 압력차에 의한 탈착과 열에 의한 탈착 모두의 작용에 의하여 베셀에 저장될 가스를 탈착시킬 수 있다.As another approach, the gas to be stored in the vessel can be desorbed by the action of both desorption by pressure difference and desorption by heat.

또 다른 대안으로서, 공급 베셀에 캐리어 가스 유입 포트(449)를 마련할 수 있으며, 이 포트는 캐비넷의 내부나 외부에 있는 캐리어 가스의 소스(도시하지 않았음)에 연결될 수 있다. 그러한 가스 소소는 적절한 가스, 예컨대 불활성 가스나 하류의 가스 소비 유닛의 공정에 무해한 기타 가스가 흐르게 할 수 있다. 그러한 방식으로, 가스가 베셀을 통해 흘러 농도 구배가 생김으로써 베셀 내의 흡착제로부터 흡착 가스를 탈착시킬 수 있다. 따라서, 캐리어 가스는 질소, 아르곤, 크립톤, 제논, 헬륨 등의 가스일 수 있다.As another alternative, a carrier gas inlet port 449 may be provided in the supply vessel, which port may be connected to a source of carrier gas (not shown) inside or outside the cabinet. Such gas sources can cause suitable gases to flow, such as inert gases or other gases that are harmless to the process of downstream gas consuming units. In that way, gas can flow through the vessel resulting in a concentration gradient to desorb the adsorbent gas from the adsorbent in the vessel. Thus, the carrier gas may be a gas such as nitrogen, argon, krypton, xenon, helium or the like.

도 9에 도시된 바와 같이, 공급 베셀(433)은 통상적인 형태의 스트랩 패스너(446 및 448)에 의해 가스 캐비넷 내의 제자리에 유지된다. 네크 링과 같은 그 밖의 패스너를 사용하거나, 가스 캐비넷의 플로어에 마련되어 짝을 이루는 베셀의 하단부을 수용하는 수용 함몰부 또는 공동과 같은 기타 부착 구조를 채용하거나, 가스 캐비넷의 내부 공간에서 베셀을 원하는 위치에 고정 유지시키는 안내 부재 또는 격실 구조를 채용할 수 있다.As shown in FIG. 9, the supply vessel 433 is held in place in the gas cabinet by strap fasteners 446 and 448 of conventional form. Use other fasteners, such as neck rings, or other attachment structures such as receiving recesses or cavities provided on the floor of the gas cabinet to accommodate the lower ends of the mating vessels, or the vessel in the desired interior space of the gas cabinet. The guide member or the compartment structure which hold | maintains fixed can be employ | adopted.

비록 단 하나의 베셀(433)을 도 9의 가스 케비넷이에 도시하였지만, 그러한 가스 캐비넷은 하나, 둘 또는 세 개의 베셀을 안에 유지하도록 구성 및 배치된 것으로 도시되어 있다. 베셀(433) 외에, 선택적인 제2 베셀(460)과 선택적인 제3 베셀(462)이 도 9에 파선으로 도시되어 있으며, 이들은 스트랩 패스너(464 및 466)[선택적인 제2 베셀(460)용] 및 스트랩 패스너(468 및 470)[선택적인 제3 베셀(462)용]와 각각 연관되어 있다.Although only one vessel 433 is shown in the gas cabinet of FIG. 9, such a gas cabinet is shown constructed and arranged to hold one, two or three vessels therein. In addition to the vessel 433, an optional second vessel 460 and an optional third vessel 462 are shown in dashed lines in FIG. 9, which are strap fasteners 464 and 466 (optional second vessel 460). And strap fasteners 468 and 470 (for optional third vessel 462), respectively.

본 발명의 가스 캐비넷은 하나 이상의 베셀을 수용하기 위해 폭넓게 변형될 수 있다는 것은 명백할 것이다. 그러한 방식으로, 임의 개수의 가스 공급 베셀이 단일 엔클로저 내에 유지될 수 있으며, 따라서 종래의 고압 압축 가스 실린더의 사용과 관련된 안전성 및 공정 신뢰성이 향상된다. It will be apparent that the gas cabinet of the present invention can be widely modified to accommodate one or more vessels. In that way, any number of gas supply vessels can be maintained in a single enclosure, thus improving the safety and process reliability associated with the use of conventional high pressure compressed gas cylinders.                 

그러한 방식으로, 흡착제를 수용하는 다수의 가스 공급 베셀이 마련되어, 하류의 가스 소비 유닛에 필요한 다양한 가스 성분을 공급하거나, 동일 가스를 각각 수용하는 다수의 베셀을 제공할 수 있다. 따라서, 가스 캐비넷 내의 다수의 베셀 중의 가스는 동일하거나 서로 다를 수 있으며, 각각의 베셀이 동시에 작동하여 그로부터 하류의 가스 소비 유닛에 필요한 가스를 추출하거나, 각각의 베셀이 사이클 타이머 프로그램과 자동화된 밸브/매니폴드 작동 수단에 의해 작동하여 순서대로 베셀을 개방함으로써 연속적으로 작동하거나, 다른 방식으로 하류의 가스 소비 유닛의 공정 요구 사항을 충족시킬 수 있다.In such a manner, a plurality of gas supply vessels containing the adsorbent may be provided to supply various gas components required for the downstream gas consumption unit, or provide a plurality of vessels each containing the same gas. Thus, the gases in the multiple vessels in the gas cabinet may be the same or different, and each vessel operates simultaneously to extract the gas required for downstream gas consumption units therefrom, or each vessel may have a cycle timer program and an automated valve / The manifold actuation means can be operated continuously by opening the vessels in order, or in other ways, to meet the process requirements of the downstream gas consuming unit.

디스플레이(472)는 관련 컴퓨터/마이크로프로세서 수단과 프로그램 가능하게 구성되어, 공정 작동 상태, 분배되는 가스가 하류로 흐른 체적, 잔류 시간 또는 분배 작업용 가스 체적 등을 나타내는 시각 출력을 제공할 수 있다. 상기 디스플레이는 캐비넷의 유지 보수 사건의 시간 또는 주파수를 나타내는 출력이나, 가스 캐비넷 조립체의 작동, 사용 및 유지 보수에 적합한 그 밖의 적절한 정보를 제공하도록 구성될 수 있다.The display 472 may be programmable with associated computer / microprocessor means to provide visual output indicating the process operating status, volume of gas dispensed downstream, residence time or volume of gas for dispensing operations, and the like. The display may be configured to provide an output indicating the time or frequency of the cabinet's maintenance event or other suitable information suitable for operation, use and maintenance of the gas cabinet assembly.

또한, 상기 디스플레이는 가스 캐비넷내 베셀의 교체 필요성, 누설 사건, 사이클 종료 임박, 또는 가스 캐비넷의 작동, 사용 및 유지보수에 유용한 임의의 사건, 상태 또는 공정 상태를 알리는 가청 알람 출력 수단을 포함할 수 있다.The display may also include an audible alarm output means for notifying the need for vessel replacement in the gas cabinet, leakage events, end of cycle imminent, or any event, condition or process status useful for operation, use and maintenance of the gas cabinet. have.

따라서, 본 발명의 가스 캐비넷 조립체는 반도체 제조 설비의 공정 유닛과 같은 하류의 가스 소비 유닛에 시약 가스를 공급하기 위한 융통성있는 수단을 제공하기 위해 형태 및 기능에서 폭넓게 변형될 수 있다는 것을 이해할 것이다. Accordingly, it will be appreciated that the gas cabinet assembly of the present invention may be widely modified in form and function to provide a flexible means for supplying reagent gas to downstream gas consumption units, such as process units in semiconductor manufacturing facilities.                 

따라서, 본 발명은 반도체 재료 및 장치의 제조와, 그 밖의 가스를 소비하는 공정 작업에 유용하며, 신뢰성 있게 "수요에 따라 작동하는" 가스 소스를 제공하는데, 그러한 가스의 예로는 수소화물 가스 및 할로겐화물 가스와, 기상 유기 금속의 V족 화합물이 있으며, 그러한 화합물로는 예컨대 실란, 디보란, 게르만, 암모니아, 포스핀, 아르신, 스티빈, 황화수소, 셀렌화수소, 텔루르화수소, 삼불화붕소, 6불화텅스텐, 염소, 염화수소, 브롬화수소, 요오드화수소 및 불화수소가 있다.Accordingly, the present invention provides a gas source that is useful for the manufacture of semiconductor materials and devices, and for other gas consuming process operations, that reliably "works on demand", examples of which include hydride gases and halogens. Cargo gases and Group V compounds of gaseous organic metals, such as silane, diborane, germane, ammonia, phosphine, arsine, stibin, hydrogen sulfide, hydrogen selenide, hydrogen telluride, boron trifluoride, 6 Tungsten fluoride, chlorine, hydrogen chloride, hydrogen bromide, hydrogen iodide and hydrogen fluoride.

그러한 가스의 경제적이고 신뢰성 있는 소스를 제공함으로써, 가스가 흡착 매체에 흡착된 상태로 비교적 낮은 압력에서 안전하게 유지되고, 그 후 가스의 사용 지점으로 용이하게 분배되며, 따라서 본 발명은 종래의 고압 가스 실린더의 사용과 관련된 위험 및 가스 취급 문제를 제거한다.By providing an economical and reliable source of such gas, the gas is safely held at a relatively low pressure in the state of being adsorbed to the adsorption medium, and then easily dispensed to the point of use of the gas, thus the present invention provides a conventional high pressure gas cylinder. Eliminate hazards and gas handling problems associated with the use of

Claims (73)

내측에 가스 분배용 매니폴드를 포함하는 엔클로저(enclosure)를 형성하는 가스 캐비넷을 포함하고, 상기 가스 분배용 매니폴드는 엔클로저 내에 장착된 하나 이상의 대기압 미만의 가스 저장 및 분배 베셀과 연결되도록 구성되며, 상기 가스 저장 및 분배 베셀은 상기 가스 분배용 매니폴드와 가스 흐름이 연통되게 접속되어 있는 가스 공급 장치로서, A gas cabinet defining an enclosure therein, the enclosure including a gas distribution manifold, wherein the gas distribution manifold is configured to be connected to one or more sub-atmospheric gas storage and distribution vessels mounted within the enclosure, The gas storage and distribution vessel is a gas supply device connected to the gas distribution manifold and the gas flow in communication, (ⅰ) 상기 캐비넷 내에 가스를 퍼지하기 위한 자동화된 퍼지 장비;(Iii) automated purge equipment for purging gas into the cabinet; (ⅱ) 상기 엔클로저에 다수의 상기 가스 공급 베셀이 설치되었을 때 가스 저장 및 분배 베셀을 전환하기 위한 자동화된 전환 조립체;(Ii) an automated switching assembly for switching a gas storage and distribution vessel when a plurality of said gas supply vessels are installed in said enclosure; (ⅲ) 상기 가스 캐비넷 내의 상기 가스 저장 및 공급 베셀의 교체 필요성, 누설 사건, 또는 사이클 종료 임박을 알리도록 구성된 가청 알람;(Iii) an audible alarm configured to signal a need for replacement of the gas storage and supply vessel, leakage event, or end of cycle in the gas cabinet; (ⅳ) 가스 분배의 연속적인 작동 또는 하류 가스 소비 유닛 내의 분배된 가스의 공정 요구 사항을 충족시키기 위하여 상기 복수의 가스 저장 및 분배 베셀 중 연속적인 것들을 개방하도록 구비된 사이클 타이머;(Iii) a cycle timer provided to open successive ones of the plurality of gas storage and distribution vessels to meet a continuous operation of gas distribution or process requirements of the dispensed gas in the downstream gas consumption unit; (v) 분배되는 가스가 하류로 흐른 체적, 잔류 시간 또는 분배 작업용 가스 체적, 또는 캐비넷의 유지 보수 사건의 시간 또는 주파수를 나타내는 시각 출력을 제공하도록 구성된 디스플레이(v) a display configured to provide a visual output indicating the volume of gas dispensed downstream, residence time or volume of gas for dispensing operations, or the time or frequency of a cabinet maintenance event. 중 적어도 하나를 포함하는 가스 공급 장치. Gas supply device comprising at least one of. 제1항에 있어서, 상기 엔클로저를 대기압 미만의 압력 조건 하에서 유지하기 위한 수단을 더 구비하는 것인 가스 공급 장치.The gas supply apparatus of claim 1, further comprising means for maintaining the enclosure under pressure conditions below atmospheric pressure. 제1항에 있어서, 상기 가스 분배용 매니폴드를 가스 소비 유닛에 연결하는 수단을 더 구비하는 것인 가스 공급 장치.The gas supply apparatus according to claim 1, further comprising means for connecting said gas distribution manifold to a gas consumption unit. 제1항에 있어서, 상기 가스 저장 및 분배 베셀(들)에 수용되는 가스의 압력은 25 내지 800 Torr인 것인 가스 공급 장치.The gas supply apparatus of claim 1, wherein a pressure of a gas received in the gas storage and distribution vessel (s) is 25 to 800 Torr. 제1항에 있어서, 상기 엔클로저는 하나의 가스 저장 및 분배 베셀을 수용하고 있는 것인 가스 공급 장치.The gas supply apparatus of claim 1, wherein the enclosure contains one gas storage and distribution vessel. 제1항에 있어서, 상기 엔클로저는 둘 이상의 가스 저장 및 분배 베셀을 수용하고 있는 것인 가스 공급 장치.The gas supply apparatus of claim 1, wherein the enclosure houses two or more gas storage and distribution vessels. 제1항에 있어서, 상기 엔클로저 내의 물리적 가스 흡착제를 기초로 한 각각의 가스 저장 및 분배 베셀은The gas storage and distribution vessel of claim 1, wherein each gas storage and distribution vessel is based on a physical gas adsorbent in the enclosure. 고상의 물리적 흡착 매체를 유지하고 가스를 베셀에 선택적으로 유입 및 유출하도록 구성하여 배치된 저장 및 분배 베셀과;A storage and distribution vessel arranged to hold a solid physical adsorption medium and to selectively introduce and inert gas into and out of the vessel; 내부 가스 압력으로 상기 저장 및 분배 베셀 내에 배치된 고상의 물리적 흡착 매체와;A solid phase physical adsorption medium disposed in said storage and distribution vessel at internal gas pressure; 상기 고상의 물리적 흡착 매체상에 물리적으로 흡착되는 피흡착 가스Adsorbed gas that is physically adsorbed on the solid physical adsorption medium 를 포함하며,Including; 상기 가스 분배용 매니폴드는 저장 및 분배 베셀과 가스 흐름이 연통되게 연결됨과 아울러, 상기 고상의 물리적 흡착 매체로부터의 피흡착 가스의 탈착 및 분배 조립체를 통한 탈착된 가스의 가스 흐름을 일으키도록, 상기 저장 및 분배 베셀의 외부에 상기 내부 압력 미만의 압력을 제공하도록 구성하여 배치되어 있고,The gas distribution manifold is connected in communication with a storage and distribution vessel and a gas flow, and also causes a gas flow of desorbed gas through the desorption and distribution assembly of the adsorbed gas from the solid physical adsorption medium. Is configured and arranged to provide a pressure below said internal pressure to the exterior of the storage and dispensing vessel, 상기 고상의 물리적 흡착 매체에는 상기 저장 및 분배 베셀 내의 피흡착 가스를 분해시키기에 충분한 농도의, 물, 금속 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분이 존재하지 않는 것인 가스 공급 장치.And wherein said solid physical adsorption medium is free of trace components selected from the group consisting of water, metal and oxidative transition metal species at a concentration sufficient to decompose the adsorbed gas in said storage and distribution vessel. 제7항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는, 이 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여 중량으로 350 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유하는 것인 가스 공급 장치.8. The gas of claim 7, wherein the solid phase physical adsorption medium contains a trace component selected from the group consisting of water and oxide transition metal species of less than 350 ppm by weight based on the weight of the physical adsorption medium. Feeding device. 제7항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는, 이 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여 중량으로 100 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유하는 것인 가스 공급 장치.8. The gas of claim 7, wherein the solid phase physical adsorption medium contains a trace component selected from the group consisting of water and oxide transition metal species of less than 100 ppm by weight based on the weight of the physical adsorption medium. Feeding device. 제7항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는, 이 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여, 중량으로 1 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유하는 것인 가스 공급 장치.8. The solid phase physical adsorption medium according to claim 7, wherein the solid phase physical adsorption medium contains a trace component selected from the group consisting of water and oxide transition metal species of less than 1 ppm by weight, based on the weight of the physical adsorption medium. Gas supply. 제7항에 있어서, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분의 상기 고상의 물리적 흡착 매체에 있어서의 농도는, 이 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여, 25℃ 및 상기 내부 압력에서 일년 후에 상기 피흡착 가스를 5 중량%를 초과하여 분해시키기에는 불충분한 것인 가스 공급 장치.8. The concentration of the trace component selected from the group consisting of water and oxidation transition metal species in the physical adsorption medium of the solid phase is based on the weight of the physical adsorption medium at 25 ° C and the internal pressure. Insufficient to decompose the adsorbed gas by more than 5% by weight after one year. 제7항에 있어서, 상기 산화 전이 금속종은 산화물, 아황산염 및 질산염으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 가스 공급 장치.8. The gas supply apparatus of claim 7, wherein the oxidation transition metal species is selected from the group consisting of oxides, sulfites and nitrates. 제7항에 있어서, 상기 피흡착 가스는 수소화물 가스인 가스 공급 장치.The gas supply device according to claim 7, wherein the adsorbed gas is a hydride gas. 제7항에 있어서, 상기 피흡착 가스는 실란, 디보란, 아르신, 포스핀, 염소, BCl3, BF3, B2D6, 6불화텅스텐, (CH3)3Sb, 불화수소, 염화수소, 요오드화수소, 브롬화수소, 게르만(GeH4), 암모니아, 스티빈, 황화수소, 셀렌화수소, 텔루르화수소 및 NF3로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 가스 공급 장치.The method of claim 7, wherein the adsorbed gas is silane, diborane, arsine, phosphine, chlorine, BCl 3 , BF 3 , B 2 D 6 , tungsten hexafluoride, (CH 3 ) 3 Sb, hydrogen fluoride, hydrogen chloride , Hydrogen iodide, hydrogen bromide, germane (GeH 4 ), ammonia, styrene, hydrogen sulfide, hydrogen selenide, hydrogen telluride, and NF 3 . 청구항 15은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 15 was abandoned upon payment of a registration fee. 제7항에 있어서, 상기 피흡착 가스는 3불화붕소인 가스 공급 장치.The gas supply device according to claim 7, wherein the adsorbed gas is boron trifluoride. 내측에 가스 분배용 매니폴드를 포함하는 엔클로저를 형성하는 가스 캐비넷과, 상기 엔클로저 내에 장착되어 가스 분배용 매니폴드와 가스 흐름이 연통되게 접속되어 있는, 가스 흡착제를 기초로 한 하나 이상의 가스 저장 및 분배 베셀을 포함하는 가스 공급 장치로서, 가스 흡착제를 기초로 한 각각의 상기 가스 저장 및 분배 베셀은, At least one gas storage and distribution based on a gas adsorbent, the gas cabinet forming an enclosure including a gas distribution manifold therein, and a gas adsorbent mounted in the enclosure and in communication with the gas distribution manifold. A gas supply device comprising a vessel, wherein each of said gas storage and distribution vessels based on a gas adsorbent, 고상의 물리적 흡착 매체를 유지하고 가스를 베셀에 선택적으로 유입 및 유출하도록 구성하여 배치된 저장 및 분배 베셀과;A storage and distribution vessel arranged to hold a solid physical adsorption medium and to selectively introduce and inert gas into and out of the vessel; 내부 가스 압력으로 상기 저장 및 분배 베셀 내에 배치된 고상의 물리적 흡착 매체와;A solid phase physical adsorption medium disposed in said storage and distribution vessel at internal gas pressure; 상기 고상의 물리적 흡착 매체상에 물리적으로 흡착되는 피흡착 가스Adsorbed gas that is physically adsorbed on the solid physical adsorption medium 를 포함하며,Including; 상기 가스 분배용 매니폴드는 저장 및 분배 베셀과 가스 흐름이 연통되게 연결됨과 아울러, 상기 고상의 물리적 흡착 매체로부터의 피흡착 가스의 탈착 및 탈착된 가스의 분배 조립체를 통한 가스 흐름을 일으키도록 상기 저장 및 분배 베셀의 외부에 상기 내부 압력 미만의 압력을 제공하도록 구성하여 배치되어 있고,The gas distribution manifold is connected to the storage and distribution vessel and the gas flow in communication with the storage and to cause gas flow through the distribution assembly of desorbed gas and desorbed gas from the solid physical adsorption medium. And configured to provide a pressure below the internal pressure outside of the dispensing vessel, 물, 금속 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분의 상기 고상의 물리적 흡착 매체에서의 농도는, 상기 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로, 상기 저장 및 분배 베셀 내의 피흡착 가스를 분해시켜 25℃에서 일주일 후에 상기 저장 및 분배 베셀 내의 내부 압력을 5%를 초과하여 상승시키기에는 불충분한 것인 가스 공급 장치.The concentration in the physical adsorption medium of the solid phase of a trace component selected from the group consisting of water, a metal and an oxide transition metal species is decomposed by decomposing the adsorbed gas in the storage and distribution vessel, based on the weight of the physical adsorption medium. Insufficient to raise the internal pressure in the storage and dispensing vessel by more than 5% after one week at &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 17 was abandoned upon payment of a registration fee. 제16항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여 중량으로 350 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유하는 것인 가스 공급 장치.17. The gas supply apparatus of claim 16, wherein the solid phase physical adsorption medium contains a trace component selected from the group consisting of water and oxide transition metal species of less than 350 ppm by weight based on the weight of the physical adsorption medium. . 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 18 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제16항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여 중량으로 100 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유하는 것인 가스 공급 장치.17. The gas supply apparatus of claim 16, wherein the solid phase physical adsorption medium contains less than 100 ppm by weight based on the weight of the physical adsorption medium and a minor component selected from the group consisting of water and oxide transition metal species. . 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 19 was abandoned upon payment of a registration fee. 제16항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여 중량으로 1 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유하는 것인 가스 공급 장치.17. The gas supply apparatus of claim 16, wherein the solid phase physical adsorption medium contains a trace component selected from the group consisting of water and oxide transition metal species of less than 1 ppm by weight based on the weight of the physical adsorption medium. . 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 20 was abandoned upon payment of a registration fee. 제16항에 있어서, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분의 상기 고상의 물리적 흡착 매체에 있어서의 농도는, 상기 저장 및 분배 베셀 내에서, 25℃ 및 상기 내부 압력에서 일년 후에 상기 피흡착 가스를 5 중량%를 초과하여 분해시키기에는 불충분한 것인 가스 공급 장치.17. The method of claim 16, wherein the concentration in said solid phase physical adsorption medium of a trace component selected from the group consisting of water and oxidation transition metal species is determined after one year at 25 ° C. and said internal pressure in said storage and distribution vessel. Insufficient to decompose the adsorbed gas by more than 5% by weight. 청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 21 was abandoned upon payment of a registration fee. 제16항에 있어서, 상기 산화 전이 금속종은 산화물, 아황산염 및 질산염으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 가스 공급 장치.17. The gas supply device of claim 16, wherein the oxidation transition metal species is selected from the group consisting of oxides, sulfites and nitrates. 청구항 22은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 22 was abandoned upon payment of a registration fee. 제16항에 있어서, 상기 피흡착 가스는 수소화물 가스인 가스 공급 장치.The gas supply device according to claim 16, wherein the adsorbed gas is a hydride gas. 청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 23 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제16항에 있어서, 상기 피흡착 가스는 실란, 디보란, 아르신, 포스핀, 염소, BCl3, BF3, B2D6, 6불화텅스텐, (CH3)3Sb, 불화수소, 염화수소, 요오드화수소, 브롬화수소, 게르만, 암모니아, 스티빈, 황화수소, 셀렌화수소, 텔루르화수소 및 NF3로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 가스 공급 장치.The method of claim 16, wherein the gas to be adsorbed is silane, diborane, arsine, phosphine, chlorine, BCl 3 , BF 3 , B 2 D 6 , tungsten hexafluoride, (CH 3 ) 3 Sb, hydrogen fluoride, hydrogen chloride , Hydrogen iodide, hydrogen bromide, germane, ammonia, stibin, hydrogen sulfide, hydrogen selenide, hydrogen telluride and NF 3 . 청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 24 was abandoned when the setup registration fee was paid. 제16항에 있어서, 상기 피흡착 가스는 3불화붕소인 가스 공급 장치.The gas supply device according to claim 16, wherein the gas to be adsorbed is boron trifluoride. 내측에 가스 분배용 매니폴드를 포함하는 엔클로저를 형성하는 가스 캐비넷과, 상기 엔클로저 내에 장착되어 가스 분배용 매니폴드와 가스 흐름이 연통되게 접속되어 있는, 가스 흡착제를 기초로 한 하나 이상의 가스 저장 및 분배 베셀을 포함하는 것인 가스 공급 장치로서, 흡착제를 기초로 한 각각의 상기 가스 저장 및 분배 베셀은,At least one gas storage and distribution based on a gas adsorbent, the gas cabinet forming an enclosure including a gas distribution manifold therein, and a gas adsorbent mounted in the enclosure and in communication with the gas distribution manifold. A gas supply device comprising a vessel, wherein each of said gas storage and distribution vessels based on an adsorbent is: 3불화붕소에 대하여 수착 친화력을 갖는 고상의 물리적 흡착 매체를 유지하고 3불화붕소를 선택적으로 유입 및 유출하도록 구성하여 배치된 저장 및 분배 베셀과;A storage and distribution vessel configured to hold a solid physical adsorption medium having a sorption affinity for boron trifluoride and to selectively inflow and outflow of boron trifluoride; 소정의 내부 가스 압력의 상기 저장 및 분배 베셀 내에 배치되는, 3불화붕소에 대하여 수착 친화력을 갖는 고상의 물리적 흡착 매체와;A solid physical adsorption medium having a sorption affinity for boron trifluoride, disposed within said storage and distribution vessel at a predetermined internal gas pressure; 상기 고상의 물리적 흡착 매체에 물리적으로 흡착되어 있는 3불화붕소 가스Boron trifluoride gas that is physically adsorbed to the solid physical adsorption medium 를 포함하고, Including, 상기 가스 분배용 매니폴드는 상기 저장 및 분배 베셀에 가스 흐름이 연통되게 연결되고, 고상의 물리적 흡착 매체로부터 3불화붕소 가스의 탈착 및 탈착된 3불화붕소 가스의 상기 매니폴드를 통한 흐름을 일으키도록 상기 저장 및 분배 베셀의 외부에 상기 내부 압력 미만의 압력을 제공하도록 구성하여 배치되어 있는 것인 가스 공급 장치.The gas distribution manifold is connected in a gas flow in communication with the storage and distribution vessel, to cause desorption of boron trifluoride gas from a solid physical adsorption medium and flow through the manifold of desorbed boron trifluoride gas. And configured to provide a pressure below the internal pressure outside of the storage and dispensing vessel. 제7항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체로부터의 피흡착 가스의 탈착을 열로 증진하기 위해서 상기 고상의 물리적 흡착 매체를 선택적으로 가열하도록 상기 저장 및 분배 베셀에 대하여 작동하게 배치되어 있는 히터를 더 포함하는 것인 가스 공급 장치.8. The heater of claim 7, further comprising a heater operatively arranged with respect to said storage and dispensing vessel to selectively heat said solid phase physical adsorption medium to thermally promote desorption of the adsorbed gas from said solid phase physical absorption medium. The gas supply device which includes. 제7항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 실리카, 탄소 분자체, 알루미나, 거대 망상 폴리머, 규조토 및 알루미노실리케이트로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 가스 공급 장치.8. The gas supply apparatus of claim 7, wherein the solid physical adsorption medium comprises a material selected from the group consisting of silica, carbon molecular sieve, alumina, macroreticular polymer, diatomaceous earth, and aluminosilicate. 제7항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 결정질 알루미노실리케이트 성분을 포함하는 것인 가스 공급 장치.8. The gas supply of claim 7, wherein the solid phase physical adsorption medium comprises a crystalline aluminosilicate component. 제28항에 있어서, 상기 결정질 알루미노실리케이트 성분은 기공 크기가 4 내지 13 옹스트롬 범위인 것인 가스 공급 장치.29. The gas supply of claim 28, wherein the crystalline aluminosilicate component has a pore size in the range of 4 to 13 angstroms. 제28항에 있어서, 상기 결정질 알루미노실리케이트 성분은 5A 분자체를 포함하는 것인 가스 공급 장치.29. The gas supply of claim 28, wherein the crystalline aluminosilicate component comprises a 5 A molecular sieve. 제28항에 있어서, 상기 결정질 알루미노실리케이트 성분은 무바인더(binderless) 분자체를 포함하는 것인 가스 공급 장치.29. The gas supply device of claim 28, wherein the crystalline aluminosilicate component comprises a binderless molecular sieve. 제7항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 상기 저장 및 분배 베셀 내에, 그 매체 내의 상기 피흡착 가스의 오염물에 대하여 수착 친화력이 있는 화학적 흡착 물질과 함께 존재하는 것인 가스 공급 장치.8. The gas supply apparatus of claim 7, wherein the solid physical adsorption medium is present in the storage and distribution vessel together with a chemical adsorption material that has a sorption affinity for contaminants of the adsorbed gas in the medium. 제32항에 있어서, 상기 화학적 흡착 물질은 비불활성 분위기 가스에 대하여 수착 친화력이 있는 것인 가스 공급 장치.33. The gas supply apparatus of claim 32, wherein the chemisorption material has a sorption affinity for a non-inert atmosphere gas. 청구항 34은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 34 was abandoned upon payment of a registration fee. 제32항에 있어서, 상기 화학적 흡착 물질은 스캐빈저(scavenger)를 포함하고, 이 스캐빈저는33. The method of claim 32, wherein the chemisorbent material comprises a scavenger, the scavenger (A) 스캐빈저와 결합되어 있으나 공유 결합은 되어 있지 않은 지지체와, 오염물이 존재하는 경우에, 이 오염물을 제거하도록 반응하는 음이온을 제공하는 화합물을 포함하며, 이 화합물은(A) a support that is bound to the scavenger but not covalently bound, and a compound that provides an anion that reacts to remove the contaminant, if present, and the compound (ⅰ) 양성자가 가해진 대응하는 카르보 음이온(carbanion) 화합물이 22 내지 36의 pKa 값을 갖는 카르보 음이온 소스 화합물과;(Iii) the corresponding carbanion compound to which the proton has been added is a carboanion source compound having a pKa value between 22 and 36; (ⅱ) 상기 피흡착 가스와 상기 카르보 음이온 소스 화합물의 반응에 의하여 생성된 음이온 소스 화합물(Ii) an anion source compound produced by the reaction of the adsorbed gas with the carboanion source compound 로 이루어지는 그룹의 하나 이상의 성분으로부터 선택되는 것인 스캐빈저와;A scavenger selected from one or more components of the group consisting of; (B) (ⅰ) 그램당 50 내지 1000 제곱미터 범위의 표면적을 가지며 250℃ 이상의 온도에 이르기까지 열적으로 안정한 불활성 지지체와;(B) (iii) an inert support having a surface area in the range of 50 to 1000 square meters per gram and thermally stable up to a temperature of at least 250 ° C; (ⅱ) 지지체의 1리터당 0.01 내지 1.0 몰의 농도로 상기 지지체에 존재하고, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 및 그 혼합물로부터 선택된 ⅠA 족 금속 및 합금의 상기 지지체 상에서의 침적 및 상기 지지체 상에서의 이들 성분의 열분해에 의하여 형성되는 활성 정화종(active scavenging species)(Ii) deposition on said support and deposits on said support of Group IA metals and alloys present in said support at a concentration of 0.01 to 1.0 mole per liter of support and selected from sodium, potassium, rubidium, cesium and mixtures thereof Active scavenging species formed by pyrolysis 으로 구성되는 스캐빈저Scavenger 로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 가스 공급 장치.Gas supply device is selected from the group consisting of. 청구항 35은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 35 was abandoned upon payment of a registration fee. 제32항에 있어서, 상기 화학적 흡착 물질은 칼륨 비화물(potassium arsenide) 및 트리틸리튬(trityllithium)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 가스 공급 장치. 33. The gas supply of Claim 32, wherein said chemically adsorbent material is selected from the group consisting of potassium arsenide and trityllithium. 시약 소스 물질용 시약 소스와, 이 시약 소스에 가스 흐름이 연통되게 접속된 이온 주입 설비를 구비하는 이온 주입 장치로서, 상기 시약 소스는An ion implantation device having a reagent source for a reagent source material and an ion implantation facility connected to the reagent source in a gas flow communication, wherein the reagent source comprises: 내측에 가스 분배용 매니폴드를 포함하는 엔클로저를 형성하는 가스 캐비넷과, 상기 엔클로저 내에 장착되어 상기 가스 분배용 매니폴드와 가스 흐름이 연통되게 접속되어 있는, 가스 흡착제를 기초로 한 하나 이상의 가스 저장 및 분배 베셀을 포함하고, 흡착제를 기초로 한 각각의 상기 가스 저장 및 분배 베셀은,At least one gas storage based gas adsorbent, the gas cabinet forming an enclosure including a gas distribution manifold therein, and a gas adsorbent based on the enclosure, the gas adsorbent being connected in communication with the gas distribution manifold; A dispensing vessel, each said gas storage and dispensing vessel based on an adsorbent, 고상의 물리적 흡착 매체를 유지하고 가스를 베셀에 선택적으로 유입 및 유출하도록 구성하여 배치된 저장 및 분배 베셀과;A storage and distribution vessel arranged to hold a solid physical adsorption medium and to selectively introduce and inert gas into and out of the vessel; 내부 가스 압력으로 상기 저장 및 분배 베셀 내에 배치된 고상의 물리적 흡착 매체와;A solid phase physical adsorption medium disposed in said storage and distribution vessel at internal gas pressure; 상기 고상의 물리적 흡착 매체상에 물리적으로 흡착되는 피흡착 가스Adsorbed gas that is physically adsorbed on the solid physical adsorption medium 를 포함하며,Including; 상기 가스 분배용 매니폴드는 가스 흐름이 연통되게 저장 및 분배 베셀과 상기 이온 주입 설비를 상호 연결 시키는 유동 회로의 적어도 일부이고, 상기 유동 회로는 상기 고상의 물리적 흡착 매체로부터의 피흡착 가스의 탈착 및 탈착된 가스의 상기 유동 회로를 통한 상기 이온 주입 설비로의 가스 흐름을 일으키도록 상기 저장 및 분배 베셀의 외부에 상기 내부 압력 미만의 압력을 제공하도록 구성하여 배치되어 있고,The gas distribution manifold is at least part of a flow circuit that interconnects the storage and distribution vessel and the ion implantation facility so that a gas flow is in communication, wherein the flow circuit is configured to desorb adsorbed gas from the solid phase physical adsorption medium and And configured to provide a pressure below the internal pressure to the exterior of the storage and distribution vessel to cause gas flow of desorbed gas through the flow circuit to the ion implantation facility, 상기 고상의 물리적 매체에는, 상기 저장 및 분배 베셀 내의 피흡착 가스를 분해시키기에 충분한 농도의, 물, 금속 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분이 존재하지 않는 것인 이온 주입 장치.And wherein said solid phase physical medium is free of trace components selected from the group consisting of water, metal and oxidative transition metal species in a concentration sufficient to decompose the adsorbed gas in said storage and distribution vessel. 가스 시약 공급 방법으로서,As a gas reagent supply method, 상기 가스 시약에 대하여 물리적으로 수착 친화력이 있는 고상의 물리적 흡착 매체를 수용하는 저장 및 분배 베셀을 마련하는 단계와;Providing a storage and dispensing vessel containing a physically sorbent affinity solid physically sorbent medium for the gas reagent; 상기 고상의 물리적 흡착 매체에 피흡착 가스를 물리적으로 수착 충전하여 피흡착 가스가 충전된 물리적 흡착 매체를 형성하는 단계와;Physically sorption-filling the adsorbed gas to the solid physical adsorption medium to form a physical adsorption medium filled with the adsorbed gas; 내부에 가스 분배용 매니폴드를 포함하는 엔클로져를 형성하는 가스 캐비넷 내에 상기 저장 및 분배 베셀을 장착하는 단계와;Mounting the storage and distribution vessel in a gas cabinet forming an enclosure therein, the enclosure including a gas distribution manifold; 상기 저장 및 분배 베셀을 상기 가스 분배용 매니폴드와 가스 흐름이 연통되게 연결하는 단계와;Connecting the storage and distribution vessel in gas communication with the gas distribution manifold; 탈착된 피흡착 가스가 가스 분배용 매니폴드 내로 유입하도록 감압 탈착에 의하여 상기 피흡착 가스가 충전된 물리적 흡착 매체로부터 피흡착 가스를 선택적으로 탈착시켜 분배하는 단계Selectively desorbing and distributing the adsorbed gas from the physical adsorption medium filled with the adsorbed gas by depressurizing desorption so that the desorbed adsorbed gas flows into the gas distribution manifold 를 포함하고, Including, 상기 고상의 물리적 흡착 매체에는, 상기 저장 및 분배 베셀 내의 피흡착 가스를 분해시키기에 충분한 농도의, 물, 금속 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분이 존재하지 않는 것인 가스 시약 공급 방법.The solid phase physical adsorption medium is free of trace components selected from the group consisting of water, metal and oxidative transition metal species in a concentration sufficient to decompose the adsorbed gas in the storage and distribution vessels. . 청구항 38은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 38 was abandoned upon payment of a registration fee. 제37항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여 중량으로 350 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유하는 것인 가스 시약 공급 방법.38. The gas reagent supply of Claim 37, wherein the solid phase physical adsorption medium contains a trace component selected from the group consisting of water and oxide transition metal species of less than 350 ppm by weight based on the weight of the physical adsorption medium. Way. 청구항 39은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 39 was abandoned upon payment of a registration fee. 제37항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여 중량으로 100 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유하는 것인 가스 시약 공급 방법.38. The gas reagent supply of Claim 37, wherein the solid physical adsorption medium contains a trace component selected from the group consisting of water and oxide transition metal species, by weight based on the weight of the physical adsorption medium, of less than 100 ppm. Way. 청구항 40은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 40 was abandoned upon payment of a registration fee. 제37항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여 중량으로 1 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유하는 것인 가스 시약 공급 방법.38. The gas reagent supply of Claim 37, wherein the solid phase physical adsorption medium contains a minor component selected from the group consisting of water and oxidation transition metal species, by weight based on the weight of the physical adsorption medium, of less than 1 ppm. Way. 청구항 41은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 41 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제37항에 있어서, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분의 상기 고상의 물리적 흡착 매체에 있어서의 농도는, 상기 저장 및 분배 배셀 내에서, 25℃ 및 상기 내부 압력에서 일년 후에 상기 피흡착 가스를 5 중량%를 초과하여 분해시키기에는 불충분한 것인 가스 시약 공급 방법.38. The method of claim 37, wherein the concentration of said trace component in said solid phase physical adsorption medium of a trace component selected from the group consisting of water and oxidation transition metal species is determined after one year at 25 [deg.] C. and said internal pressure in said storage and distribution vessel. A gas reagent supply method that is insufficient to decompose the adsorbed gas by more than 5% by weight. 청구항 42은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 42 was abandoned upon payment of a registration fee. 제37항에 있어서, 상기 산화 전이 금속종은 산화물, 아황산염 및 질산염으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 가스 시약 공급 방법.38. The method of claim 37, wherein the oxidation transition metal species is selected from the group consisting of oxides, sulfites and nitrates. 청구항 43은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 43 was abandoned when the set registration fee was paid. 제37항에 있어서, 상기 피흡착 가스는 수소화물 가스인 것인 가스 시약 공급 방법.38. The method of claim 37, wherein said adsorbed gas is a hydride gas. 청구항 44은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 44 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제37항에 있어서, 상기 피흡착 가스는 실란, 디보란, 아르신, 포스핀, 염소, BCl3, BF3, B2D6, 6불화텅스텐, (CH3)3Sb, 불화수소, 염화수소, 요오드화수소, 브롬화수소, 게르만, 암모니아, 스티빈, 황화수소, 셀렌화수소, 텔루르화수소 및 NF3로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 가스 시약 공급 방법.The method of claim 37, wherein the gas to be adsorbed is silane, diborane, arsine, phosphine, chlorine, BCl 3 , BF 3 , B 2 D 6 , tungsten hexafluoride, (CH 3 ) 3 Sb, hydrogen fluoride, hydrogen chloride , Hydrogen iodide, hydrogen bromide, germane, ammonia, stibin, hydrogen sulfide, hydrogen selenide, hydrogen telluride and NF 3 . 청구항 45은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 45 was abandoned upon payment of a registration fee. 제37항에 있어서, 상기 피흡착 가스는 3불화붕소인 가스 시약 공급 방법.38. The method of claim 37, wherein said adsorbed gas is boron trifluoride. 가스 시약 공급 방법으로서,As a gas reagent supply method, 상기 가스 시약에 대하여 물리적으로 수착 친화력이 있는 고상의 물리적 흡착 매체를 수용하는 저장 및 분배 베셀을 마련하는 단계와;Providing a storage and dispensing vessel containing a physically sorbent affinity solid physically sorbent medium for the gas reagent; 상기 고상의 물리적 흡착 매체에 피흡착 가스를 물리적으로 수착 충전하여 피흡착 가스가 충전된 물리적 흡착 매체를 형성하는 단계와;Physically sorption-filling the adsorbed gas to the solid physical adsorption medium to form a physical adsorption medium filled with the adsorbed gas; 내부에 가스 분배용 매니폴드를 포함하는 엔클로져를 형성하는 가스 캐비넷 내에 상기 저장 및 분배 베셀을 장착하는 단계와;Mounting the storage and distribution vessel in a gas cabinet forming an enclosure therein, the enclosure including a gas distribution manifold; 상기 저장 및 분배 베셀을 상기 가스 분배용 매니폴드와 가스 흐름이 연통되게 연결하는 단계와;Connecting the storage and distribution vessel in gas communication with the gas distribution manifold; 탈착된 피흡착 가스가 가스 분배용 매니폴드 내로 유입하도록 감압 탈착에 의하여 상기 피흡착 가스가 충전된 물리적 흡착 매체로부터 피흡착 가스를 선택적으로 탈착시켜 분배하는 단계Selectively desorbing and distributing the adsorbed gas from the physical adsorption medium filled with the adsorbed gas by depressurizing desorption so that the desorbed adsorbed gas flows into the gas distribution manifold 를 포함하고, Including, 물, 금속 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분의 상기 고상의 물리적 흡착 매체에서의 농도는, 상기 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로, 상기 저장 및 분배 베셀 내의 피흡착 가스를 분해시켜 25℃에서 일주일 후에 상기 저장 및 분배 베셀 내의 내부 압력을 25%를 초과하여 상승시키기에는 불충분한 것인 가스 시약 공급 방법.The concentration in the physical adsorption medium of the solid phase of a trace component selected from the group consisting of water, a metal and an oxide transition metal species is decomposed by decomposing the adsorbed gas in the storage and distribution vessel, based on the weight of the physical adsorption medium. Insufficient to raise the internal pressure in the storage and dispensing vessel by more than 25% after one week at &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 청구항 47은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 47 was abandoned upon payment of a registration fee. 제46항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여 중량으로 350 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유하는 것인 가스 시약 공급 방법.47. The gas reagent supply of Claim 46, wherein the solid phase physical adsorption medium contains a trace component selected from the group consisting of water and oxide transition metal species of less than 350 ppm by weight based on the weight of the physical adsorption medium. Way. 청구항 48은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 48 was abandoned when the setup fee was paid. 제46항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 물리적 흡착 매체의 중량 을 기준으로 하여 중량으로 100 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유하는 것인 가스 시약 공급 방법.47. The gas reagent supply of Claim 46, wherein the solid phase physical adsorption medium contains a minor component selected from the group consisting of water and oxidation transition metal species, by weight based on the weight of the physical adsorption medium, of less than 100 ppm. Way. 청구항 49은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 49 was abandoned upon payment of a registration fee. 제46항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여 중량으로 1 ppm 미만의, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분을 함유하는 것인 가스 시약 공급 방법.47. The gas reagent supply of Claim 46, wherein said solid physical adsorption medium contains a minor component selected from the group consisting of water and oxidation transition metal species, by weight based on the weight of the physical adsorption medium, of less than 1 ppm. Way. 청구항 50은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 50 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제46항에 있어서, 물 및 산화 전이 금속종으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 미량 성분의 상기 고상의 물리적 흡착 매체에 있어서의 농도는 물리적 흡착 매체의 중량을 기준으로 하여, 상기 저장 및 분배 배셀 내에서, 25℃ 및 상기 내부 압력에서 일년 후에 상기 피흡착 가스를 5 중량%를 초과하여 분해시키기에는 불충분한 것인 가스 시약 공급 방법.47. The method of claim 46, wherein the concentration of said trace component in said solid phase physical adsorption medium of a trace component selected from the group consisting of water and oxidation transition metal species is based on the weight of the physical adsorption medium, in said storage and distribution vessel. Insufficient to decompose the adsorbed gas by more than 5% by weight after one year at &lt; RTI ID = 0.0 &gt; 청구항 51은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 51 was abandoned upon payment of a registration fee. 제46항에 있어서, 상기 산화 전이 금속종은 산화물, 아황산염 및 질산염으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 가스 시약 공급 방법.47. The method of claim 46, wherein the oxidation transition metal species is selected from the group consisting of oxides, sulfites and nitrates. 청구항 52은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 52 was abandoned upon payment of a registration fee. 제46항에 있어서, 상기 피흡착 가스는 수소화물 가스인 것인 가스 시약 공급 방법.47. The method of claim 46, wherein the adsorbed gas is a hydride gas. 청구항 53은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 53 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제46항에 있어서, 상기 피흡착 가스는 실란, 디보란, 아르신, 포스핀, 염소, BCl3, BF3, B2D6, 6불화텅스텐, (CH3)3Sb, 불화수소, 염화수소, 요오드화수소, 브롬화수소, 게르만(GeH4), 암모니아, 스티빈, 황화수소, 셀렌화수소, 텔루르화수소 및 NF3로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 가스 시약 공급 방법.47. The method of claim 46, wherein the gas to be adsorbed is silane, diborane, arsine, phosphine, chlorine, BCl 3 , BF 3 , B 2 D 6 , tungsten hexafluoride, (CH 3 ) 3 Sb, hydrogen fluoride, hydrogen chloride , Hydrogen iodide, hydrogen bromide, germane (GeH 4 ), ammonia, stibin, hydrogen sulfide, hydrogen selenide, hydrogen telluride and NF 3 . 청구항 54은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 54 was abandoned upon payment of a setup registration fee. 제46항에 있어서, 상기 피흡착 가스는 3불화붕소인 것인 가스 시약 공급 방법.47. The method of claim 46, wherein the adsorbed gas is boron trifluoride. 3불화붕소를 저장 및 분배하기 위한 흡탈착 방법으로서,As a desorption method for storing and distributing boron trifluoride, 상기 3불화붕소에 대하여 물리적으로 수착 친화력이 있는 고상의 물리적 흡착 매체를 수용하는 저장 및 분배 베셀을 마련하는 단계와;Providing a storage and distribution vessel containing a solid physical adsorption medium having a physically sorption affinity for the boron trifluoride; 상기 고상의 물리적 흡착 매체에 3불화붕소를 물리적으로 수착 충전하여 3불화붕소가 충전된 물리적 흡착 매체를 형성하는 단계와;Physically sorption filling boron trifluoride into the physical adsorption medium in the solid phase to form a physical adsorption medium filled with boron trifluoride; 상기 저장 및 분배 베셀을 내부에 가스 분배용 매니폴드를 포함하는 엔클로져를 형성하는 가스 캐비넷 내에 장착하는 단계와;Mounting the storage and distribution vessel in a gas cabinet forming an enclosure therein, the enclosure including a gas distribution manifold; 상기 저장 및 분배 베셀을 상기 가스 분배용 매니폴드와 가스 흐름이 연통되게 연결하는 단계와;Connecting the storage and distribution vessel in gas communication with the gas distribution manifold; 탈착된 3불화붕소 가스를 가스 분배용 매니폴드 내로 유입하도록 감압 탈착에 의하여 상기 3불화붕소가 충전된 물리적 흡착 매체로부터 3불화붕소를 선택적으로 탈착시켜 분배하는 단계Selectively desorbing and distributing boron trifluoride from the physical adsorption medium filled with boron trifluoride by desorption under pressure so that desorbed boron trifluoride gas is introduced into a gas distribution manifold. 를 포함하는 흡탈착 방법.Adsorption and desorption method comprising a. 제37항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체로부터의 피흡착 가스의 탈착을 열로 증진시키기 위해 상기 고상의 물리적 흡착 매체를 선택적으로 가열하는 것을 더 포함하는 가스 시약 공급 방법.38. The method of claim 37, further comprising selectively heating the solid physical adsorption medium to thermally promote desorption of the adsorbed gas from the solid physical adsorption medium. 제37항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 실리카, 탄소 분자체, 알루미나, 거대 망상 폴리머, 규조토 및 알루미노실리케이트로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 물질을 포함하는 것인 가스 시약 공급 방법.38. The method of claim 37, wherein said solid physical adsorption medium comprises a material selected from the group consisting of silica, carbon molecular sieves, alumina, macroreticular polymers, diatomaceous earth, and aluminosilicates. 제37항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 결정질 알루미노실리케이트 성분을 포함하는 것인 가스 시약 공급 방법.38. The method of claim 37, wherein said solid phase physical adsorption medium comprises a crystalline aluminosilicate component. 제58항에 있어서, 상기 결정질 알루미노실리케이트 성분은 기공 크기가 4 내지 13 옹스트롬 범위인 것인 가스 시약 공급 방법.59. The method of claim 58, wherein the crystalline aluminosilicate component has a pore size in the range of 4 to 13 angstroms. 제58항에 있어서, 상기 결정질 알루미노실리케이트 성분은 5A 분자체를 포함하는 것인 가스 시약 공급 방법.59. The method of claim 58, wherein the crystalline aluminosilicate component comprises a 5A molecular sieve. 제58항에 있어서, 상기 결정질 알루미노실리케이트 성분은 무바인더 분자체를 포함하는 것인 가스 시약 공급 방법.59. The method of claim 58, wherein said crystalline aluminosilicate component comprises a binder free molecular sieve. 제37항에 있어서, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 상기 저장 및 분배 베셀 내에, 그 매체 내의 상기 피흡착 가스의 오염물에 대하여 수착 친화력이 있는 화학적 흡착 물질과 함께 존재하는 것인 가스 시약 공급 방법.38. The method of claim 37, wherein said solid physical adsorption medium is present in said storage and distribution vessel together with a chemisorption material having a sorption affinity for contaminants of said adsorbed gas in said medium. 제37항에 있어서, 상기 피흡착 가스는 불순물 성분을 함유하고 있고, 상기 고상의 물리적 흡착 매체는 상기 피흡착 가스로부터 불순물 성분을 제거하기 위한 불순물 스캐빈저와 함께 상기 저장 및 분배 베셀 내에 마련되는 것인 가스 시약 공급 방법.38. The apparatus of claim 37, wherein the adsorbed gas contains an impurity component and the solid physical adsorption medium is provided in the storage and distribution vessel with an impurity scavenger for removing the impurity component from the adsorbed gas. Gas reagent supplying method. 제62항에 있어서, 상기 화학적 흡착 물질은 비불활성 분위기 가스에 대하여 수착 친화력이 있는 것인 가스 시약 공급 방법.63. The method of claim 62, wherein said chemisorption material has a sorption affinity for a non-inert atmosphere gas. 청구항 65은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 65 was abandoned upon payment of a setup registration fee. 제62항에 있어서, 상기 화학적 흡착 물질은 스캐빈저를 포함하고, 이 스캐빈저는63. The method of claim 62, wherein the chemisorbent material comprises a scavenger, the scavenger (A) 스캐빈저와 결합되어 있으나 공유 결합은 되어 있지 않은 지지체와, 오염물이 존재하는 경우에, 이 오염물을 제거하도록 반응하는 음이온을 제공하는 화합물을 포함하며, 이 화합물은(A) a support that is bound to the scavenger but not covalently bound, and a compound that provides an anion that reacts to remove the contaminant, if present, and the compound (ⅰ) 양성자가 가해진 대응하는 카르보 음이온 화합물이 22 내지 36의 pKa 값을 갖는 카르보 음이온 소스 화합물과;(Iii) a carbo anion source compound having a pKa value of 22 to 36, wherein the corresponding caron anion compound to which protons have been added; (ⅱ) 상기 피흡착 가스와 상기 카르보 음이온 소스 화합물의 반응에 의하여 생성된 음이온 소스 화합물(Ii) an anion source compound produced by the reaction of the adsorbed gas with the carboanion source compound 로 이루어지는 그룹의 하나 이상의 성분으로부터 선택되는 것인 스캐빈저와;A scavenger selected from one or more components of the group consisting of; (B) (ⅰ) 그램당 50 내지 1000 제곱 미터 범위의 표면적을 가지며 250℃ 이상의 온도에 이르기까지 열적으로 안정한 불활성 지지체와;(B) (iii) an inert support having a surface area in the range of 50 to 1000 square meters per gram and thermally stable up to a temperature of at least 250 ° C; (ⅱ) 지지체의 1리터당 0.01 내지 1.0 몰의 농도로 상기 지지체에 존재하고, 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘 및 그 혼합물로부터 선택된 ⅠA 족 금속 및 합금의 상기 지지체 상에서의 침적 및 상기 지지체 상에서의 이들 성분의 열분해에 의하여 형성되는 활성 정화종(Ii) deposition on said support and deposits on said support of Group IA metals and alloys present in said support at a concentration of 0.01 to 1.0 mole per liter of support and selected from sodium, potassium, rubidium, cesium and mixtures thereof Purified species formed by pyrolysis of 으로 구성되는 스캐빈저Scavenger 로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 가스 시약 공급 방법.Gas reagent supply method selected from the group consisting of. 청구항 66은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 66 was abandoned when the setup fee was paid. 제62항에 있어서, 상기 화학적 흡착 물질은 칼륨 비화물 및 트리틸리튬으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것인 가스 시약 공급 방법.63. The method of claim 62, wherein said chemisorbent material is selected from the group consisting of potassium arsenide and tritium. 내측에 가스 분배용 매니폴드를 포함하는 엔클로저를 형성하는 가스 캐비넷과, 엔클로저 내에 장착되어 가스 분배용 매니폴드와 가스 흐름이 연통되게 접속되어 있는, 가스 흡착제를 기초로 한 하나 이상의 가스 저장 및 분배 베셀을 구비하며, 상기 흡착제를 기초로 한 가스 저장 및 분배 베셀로부터 취출된 탈착 가스를 압축하고, 이에 따라 압축된 탈착 가스를 방출하도록 상기 가스 분배용 매니폴드에 연결된 크라이오펌프(cryopump)를 포함하는 것인 가스 공급 장치.One or more gas storage and distribution vessels based on a gas adsorbent, the gas cabinet forming an enclosure including a gas distribution manifold therein, and a gas adsorbent based therein, the gas adsorbent being connected in communication with the gas distribution manifold. And a cryopump connected to the gas distribution manifold to compress the desorption gas extracted from the gas storage and distribution vessel based on the adsorbent, thereby releasing the compressed desorption gas. Gas supply device. 가스 시약 공급 방법으로서,As a gas reagent supply method, 상기 가스 시약에 대하여 물리적으로 수착 친화력이 있는 고상의 물리적 흡착 매체를 수용하는 저장 및 분배 베셀을 마련하는 단계와;Providing a storage and dispensing vessel containing a physically sorbent affinity solid physically sorbent medium for the gas reagent; 상기 고상의 물리적 흡착 매체에 피흡착 가스를 물리적으로 수착 충전하여 피흡착 가스가 충전된 물리적 흡착 매체를 형성하는 단계와;Physically sorption-filling the adsorbed gas to the solid physical adsorption medium to form a physical adsorption medium filled with the adsorbed gas; 내부에 가스 분배용 매니폴드를 포함하는 엔클로져를 형성하는 가스 캐비넷 내에 상기 저장 및 분배 베셀을 장착하는 단계와;Mounting the storage and distribution vessel in a gas cabinet forming an enclosure therein, the enclosure including a gas distribution manifold; 상기 저장 및 분배 베셀을 크라이오펌프와 가스 흐름이 연통되게 연결하는 단계와;Connecting the storage and distribution vessel in communication with a cryopump and a gas flow; 상기 크라이오펌프를 상기 가스 분배용 매니폴드와 가스 흐름이 연통되게 연결하는 단계와; Connecting the cryopump so that the gas flow is in communication with the gas distribution manifold; 탈착된 피흡착 가스를 크라이오펌프로 유입하도록 감압 탈착에 의하여 상기 피흡착 가스가 충전된 물리적 흡착 매체로부터 피흡착 가스를 선택적으로 탈착시키는 단계와;Selectively desorbing the adsorbed gas from the physical adsorption medium filled with the adsorbed gas by depressurizing desorption to introduce the desorbed adsorbed gas into the cryopump; 탈착된 피흡착 가스를 상기 저장 및 분배 베셀로부터, 상기 저장 및 분배 베셀로부터 유출되는 탈착 가스의 압력보다 더 높은 소정의 압력으로 크라이오펌핑하는 단계Cryopumping the desorbed adsorbed gas from the storage and distribution vessel to a predetermined pressure higher than the pressure of the desorbed gas flowing out of the storage and distribution vessel. 를 포함하는 가스 시약 공급 방법. Gas reagent supply method comprising a. 내측에 가스 분배용 매니폴드를 포함하는 엔클로저를 형성하는 가스 캐비넷과, 상기 엔클로저 내에 장착되어 가스 분배용 매니폴드와 가스 흐름이 연통되게 접속되어 있는 가스 흡착제를 기초로 한 하나 이상의 가스 저장 및 분배 베셀을 포함하는 가스 공급 장치로서, 가스 공급 장치의 소정의 온도 특성을 유지하기 위한 열 탐지 및 제어 조립체를 포함하는 가스 공급 장치.At least one gas storage and distribution vessel based on a gas cabinet forming an enclosure including a gas distribution manifold therein and a gas adsorbent mounted in the enclosure and in communication with the gas distribution manifold and the gas flow. A gas supply apparatus comprising: a heat supply and control assembly for maintaining a predetermined temperature characteristic of the gas supply apparatus. 제69항에 있어서, 상기 베셀 및 이 베셀 내의 흡착제의 선택적인 추가 가열을 위한 히터 요소와; 캐비넷 내의 화염을 억제하도록 작동하게 구성된 스프링클러 장치와; 상기 가스 캐비넷으로부터 배기되는 가스의 온도를 감시하기 위한 배기 가스 열 센서와; 독성 가스가 감지되는 경우에 공급 장치를 차단하기 위한 독성 가스 모니터와; 캐비넷 내의 가스 누설의 대량 흡착을 위한 스크러버와; 이중 압력 및 온도 제어 수단을 더 구비하는 것인 가스 공급 장치.70. The apparatus of claim 69, further comprising: a heater element for selective further heating of the vessel and the adsorbent in the vessel; A sprinkler device configured to operate to suppress a flame in the cabinet; An exhaust gas heat sensor for monitoring a temperature of the gas exhausted from the gas cabinet; A toxic gas monitor for shutting off the supply device when toxic gas is detected; A scrubber for mass adsorption of gas leakage in the cabinet; And a dual pressure and temperature control means. 내측에 가스 분배용 매니폴드를 포함하는 엔클로저를 형성하는 캐비넷과, 상기 엔클로저 내에 장착되어 상기 가스 분배용 매니폴드와 가스 흐름이 연통되게 접속되어 있는, 가스 흡착제를 기초로 한 하나 이상의 가스 분배 베셀을 포함하는 가스 공급 장치와;At least one gas distribution vessel based on a gas adsorbent, the cabinet forming an enclosure including a gas distribution manifold therein, and a gas adsorbent based gas adsorbent mounted in the enclosure and connected in communication with the gas distribution manifold. A gas supply device comprising; 상기 가스 공급 장치로부터의 가스를 사용하도록 구성된 반도체 제조 공정 유닛으로서, 상기 가스 공급 장치로부터 반도체 제조 공정 유닛으로 가스를 유동시키기 위해 상기 가스 분배용 매니폴드를 포함하는 유동 회로에 의하여 상기 가스 공급 장치와 연결되는 반도체 제조 공정 유닛A semiconductor manufacturing process unit configured to use a gas from the gas supply device, wherein the gas supply device is provided by a flow circuit including a gas distribution manifold for flowing gas from the gas supply device to a semiconductor manufacturing process unit. Connected Semiconductor Manufacturing Process Units 을 포함하는 것인 반도체 제조 설비.Semiconductor manufacturing equipment comprising a. 제71항에 있어서, 상기 반도체 제조 공정 유닛은 화학적 기상 증착 반응기와, 이온 주입기와, 포토리소그래피 트랙과, 식각 챔버와, 디퓨전 챔버, 그리고 플라즈마 발생기로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 공정 유닛을 포함하는 것인 반도체 제조 설비.76. The semiconductor manufacturing process unit of claim 71, wherein the semiconductor manufacturing process unit comprises a chemical vapor deposition reactor, an ion implanter, a photolithography track, an etching chamber, a diffusion chamber, and a plasma generator selected from the group consisting of a plasma generator. Semiconductor manufacturing equipment. 엔클로저를 형성하는 가스 캐비넷으로서, As a gas cabinet forming an enclosure, 하나 이상의 가스 공급 베셀에 연결되도록 구성된 유동 회로; 및 A flow circuit configured to be connected to one or more gas supply vessels; And 자동화된 작동을 위한 장비로서, (ⅰ) 자동화된 가스 퍼지를 위한 장비 및 (ⅱ) 자동화된 가스 분배의 개시를 위한 장비 중 적어도 하나를 포함하는 자동화된 작동을 위한 장비Equipment for automated operation, the apparatus for automated operation comprising at least one of (i) equipment for automated gas purge and (ii) equipment for initiating automated gas distribution. 를 포함하는 가스 캐비넷.Gas cabinet comprising a.
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