KR101486110B1 - 오염물이 가스 정제기에 도달하는 것을 방지하기 위한 시스템 - Google Patents

오염물이 가스 정제기에 도달하는 것을 방지하기 위한 시스템 Download PDF

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마이클 헨리 호크
키이스 랜달 페이스
토마스 존 버그만
브라이언 도날드 워릭
산토 산드로 디
릭 보이어
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프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 초고순도 가스 스트림을 지속적으로 생성 및 공급하기 위한 시스템에 관한 것이며, (a) 공기 분리 유닛을 사용하여 통상 순도의 가스 스트림을 생성하는 단계; (b) 통상 순도의 가스 스트림을 가스 정제기에 보내서 오염물을 추가 제거하는 단계; (c) 공기 분리 유닛으로부터 가스 정제기로 통상 순도의 가스 스트림을 안내하는 라인 상에 배치된 하나 이상의 오염물 검출 장치를 사용하여 통상 순도의 가스 스트림 내의 오염물 농도를 측정하는 단계; 및 (d) 오염물 검출 장치 하류에 하나 이상의 버퍼 공간을 제공하는 단계를 포함하여, 버퍼 용기 상류에서 검출된 오염물 농도가 설정 수준을 초과하는 경우, 오염된 통상 순도의 가스 스트림이 가스 정제기에 도달하여 발열 반응을 야기하는 것이 방지될 수 있다.

Description

오염물이 가스 정제기에 도달하는 것을 방지하기 위한 시스템{SYSTEM FOR PREVENTING CONTAMINANTS FROM REACHING A GAS PURIFIER}
본 발명은 초고순도 가스 제조 플랜트에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 과도한 수준의 오염물을 함유한 가스 스트림이 가스 정제기에 도달하여 유입되는 것을 방지하여, 정제기에서 발열 반응이 일어나는 것을 방지하는 것에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 신규한 시스템은 가스 정제기를 정지시키거나 대안적으로 오프-라인을 취할 필요성을 제거한다.
반도체 웨이퍼, 액정 디스플레이, 발광 다이오드 및 태양 전지와 같은 전자 부품의 제조는 통상적으로 일산화탄소, 수소 및 산소를 비롯한 몇몇 오염물을 10 ppb 이하로 함유한 질소를 필요로 한다. 이러한 수준으로 오염물을 함유한 질소는 초고순도 질소로 지칭된다. 초고순도 질소는 예컨대, 다양한 전자 부품 처리 단계 중에 오염물 없는 분위기를 생성하여, 제조되는 제품의 결함의 수를 최소화시키는데 사용된다.
초고순도 질소의 제조에 사용되는 기본 물질은 공기이다. 도 1을 참조하면, 종래의 시스템(100)이 도시되어 있다. 공기는 압축기(110)로 도입되어 35 psig 내지 200 psig 범위의 압력으로 압축된다. 생성된 고압 공기 스트림은 평행하게 배열된 둘 이상의 베드를 포함하는 흡착 시스템(120)으로 공급된다. 흡착 시스템(120)은 통상적으로 주위 온도에서 또는 주위 온도 부근에서 작동하며, 물 및 이산화탄소와 같은 고 비점 오염물을 제거한다. 생성된 정제 기체는 예컨대, 하나 이상의 증류 컬럼을 포함하고 산소와 같은 중간 비점 오염물의 대부분을 제거하는 극저온 공기 분리 유닛(130)으로 보내진다. 공기 분리 유닛에서 방출되는 질소 스트림은 통상 순도의 질소 스트림이며, 통상 1-10 ppm의 산소, 1-10 ppm의 일산화탄소 및 1-10 ppm의 수소를 함유한다. 공기 분리 유닛은 또한 흡착 시스템(120)으로부터 오염물을 제거하는데 부분적으로 사용될 수 있는 산소 함유 스트림을 생성한다.
통상 순도의 질소 스트림은 화학 흡착 기반 가스 정제기(140)에서 추가 정제된다. 이러한 가스 정제기는 통상적으로 니켈과 같은 금속을 기반으로 하고 임의의 잔류 산소, 수소 및 일산화탄소와 반응하고/하거나 이들을 흡착하는 화학 흡착제를 함유한다. 금속 기반 촉매와 반응하거나 이에 흡착된 오염물은 가열된 수소/초고순도 질소 혼합물을 사용한 열 탈착(thermal desorption) 및 반응에 의해 재생 단계에서 제거된다. 통상적으로, 이를 위해 1-10 %의 초고순도 질소 스트림이 사용된다. 화학 흡착 기반 정제 시스템(140)에서 방출되는 질소/수소/오염물 혼합물은 폐기된다.
이후, 정제기에서 생성된 초고순도 질소 스트림은 여과 시스템(150)으로 보내져서 미립자를 제거한 다음, 초고순도 질소 스트림은 사용 지점으로 보내진다.
공기 분리 유닛(130)으로부터 방출되는 통상 순도의 질소 스트림의 오염물 수준은 예컨대, 스트림이 가스 정제기(140)에 도달하기 전에 시스템에 유입되는 공기에 의해 높아질 수 있다. 산소와 같은 일부 오염물/불순물의 고농도는 발열 반응을 야기할 수 있다. 그 결과, 가스 정제기(140) 내의 화학 흡착제는 설정치, 통상 120 ℉ 내지 400 ℉ 범위를 초과하는 온도에 도달한다. 이러한 발열 반응은 화학 흡착제의 파괴 뿐만 아니라, 가스 정제기를 손상시키고 하류의 관(piping)을 오염시킬 수 있는 수성 부식성 물질의 방출을 야기할 수 있다.
이러한 잠재적으로 치명적인 경우가 발생하는 것을 방지하기 위해, 통상 순도의 질소 스트림에 과도한 오염물 수준이 검출되면 가스 정제기(140)는 오프-라인을 취하고 최종 사용자로의 초고순도 질소 유동은 중단된다. 가스 정제기(140)는 통상 순도의 질소 스트림으로부터 격리되며, 최종 사용자는 초고순도 질소를 얻지 못한다. 따라서, 상당한 경제적 손실이 발생한다.
공기 분리 유닛으로부터 유입되는 가스상 스트림의 오염물 수준을 모니터링하여 정제기가 특정 온도를 초과하지 않게 하려는 다양한 시도가 있어 왔다. 구체적으로, 관련 기술 시스템은 질소 스트림 내의 오염물 수준을 결정하기 위한 산소 센서 또는 온도 검출 기구를 포함하도록 설계된다. 빌링험(Billingham) 등의 미국특허 제7,097,689 B2호는 정제기의 상류 및 하류 모두에서의 가스 샘플링을 개시한다. 가스 스트림은 조합되어 단일 산소 분석기로 보내진다. 산소 수준이 선택된 수준을 초과하는 경우, 가스 분석기는 상류 또는 하류 가스가 너무 많은 산소를 함유하고 있음을 경고할 것이다.
터봇(Terbot) 등의 미국특허 제6,824,752 B1호는 순수하지 않은 가스 스트림을 촉매 베드를 통해 통과시키고 데이터 분석기를 통해 촉매화 베드 반응 전후의 온도 차이를 측정하여 가스 내의 불순물 수준을 결정하는 단계를 포함하는, 손상으로부터 정제기를 보호하는 시스템에 관한 것이다.
석씨(Succi) 등의 미국특허 제6,168,645 B1호는 비정제 가스 입구 라인 또는 정제 가스 출구 라인, 또는 양자 모두에 결합된 안전 장치에 관한 것이다. 이러한 안전 장치는 가스 오염물이 일정 시간 동안 주어진 농도 수준을 초과하는 경우에 경보 신호를 발생시킨다.
미국특허 제6,068,685호는 금속 용기 및 입구와 출구 사이에 연장하는 차단 벽을 갖는 게터 컬럼(getter column)을 포함하는 가스 정제기를 개시한다. 게터 물질은 불순물을 흡착함으로써 이를 통해 유동하는 가스를 정제한다. 제1 온도 센서가 게터 물질의 상부 부분에 위치되고 제2 온도 센서가 게터 물질의 하부 부분에 위치되어, 정제될 가스 내의 초과 불순물의 존재를 나타내는 발열 반응의 개시를 신속히 검출한다.
과도한 오염물, 예컨대 산소가 가스 정제기에 도달하는 것을 방지하도록 설계된, 상기 기술한 종래의 시스템은 특정 면이 결여되어 있다. 예컨대, 산소 분석기/센서는 통상적으로 산소 판독에 반응하는데 5-10 초를 필요로 한다. 따라서, 통상 순도의 질소 스트림은 과도한 산소 수준이 검출되기 전에 가스 정제기에 도달할 수 있다. 이러한 경우, 증가된 산소 수준이 검출되면 최종 사용자로의 초고순도 질소 유동을 중단시키는 가스 정제기의 격리(즉, 오프-라인을 취함)를 필요로 할 것이다. 질소 유동의 손실은 최종 사용자에게 많은 비용을 발생시키는 전자 부품의 손상을 야기할 수 있다.
초고순도 가스 제조 플랜트에서, 과도한 불순물 수준을 함유한 가스 스트림이 화학 흡착 기반 가스 정제기에 도달하는 것을 방지하면서 최종 사용자로의 지속적인 가스 공급을 유지하는 시스템을 설계하는 것이 점점 요망되고 있다. 구체적으로, 과도한 산소 수준을 함유한 질소가 화학흡착제 기반 가스 정제기에 도달하는 것을 방지하면서 최종 사용자로의 질소 공급을 유지하는 것이 본 발명의 목적이다.
일 실시양태에 따르면, 본 발명은 초고순도 가스 제조 시스템의 가스 정제기 내 발열 반응의 방지에 관한 것이다. 본 시스템은 질소에 대해 기술되지만, 아르곤과 같은 임의의 불활성 가스 및 희가스(rare gas)가 사용될 수 있다.
공기 분리 시스템을 떠나는 통상 순도의 질소 중 산소 수준은 산소 분석기를 사용하여 측정된다. 이후, 공기 분리 시스템에서 방출되는 통상 순도의 질소 스트림은 백업 질소 결합 지점(tie-in point) 상류의 버퍼 공간에 유입된다. 이러한 버퍼 공간은 과도한 산소 수준의 존재의 경우 산소 분석기가 과도한 산소 수준을 검출하도록 충분히 오래 질소가 정제기에 유입되는 것을 지연시키도록 설계된다. 과도한 산소 수준이 검출되면, 오염된 통상 순도의 질소 스트림은 버퍼 공간 내에 격리되어 백업 질소 결합 지점에 도달하는 것이 방지된다. 동시에, 가스 정제기로의 백업 질소 유동이 개시된다. 그 결과, 증가된 산소 수준을 함유하는 통상 순도의 질소 스트림은 가스 정제기에 도달하지 않고, 가스 정제기로부터 최종 사용자로의 초고순도 질소 유동은 중단되지 않는다. 이후, 버퍼 공간은 백업 소스로부터의 가스로 백-퍼징(back-purging)되어 오염된 가스를 방출시킨다. 공기 분리 시스템은 격리 상태로 유지되어, 공기 분리 유닛으로부터의 통상 순도의 질소는 통기되고 증가된 오염의 소스가 검출될 때까지 정제기로 재안내되지 않는다.
본 발명의 목적 및 장점은 전체에 걸쳐 유사한 참조 번호가 동일한 특징부를 지칭하는 첨부 도면과 관련된 이하 바람직한 실시양태의 상세한 설명으로부터 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 초고순도 질소 제조 플랜트 시스템의 개략도이다.
도 2는 백업 질소 결합 지점 상류의 임계 공정 파라미터 분석기와 함께 배치된 버퍼 공간을 구비하는 초고순도 질소 제조 플랜트 시스템의 개략도이다.
도 3은 초고순도 질소 플랜트 시스템 내에 직렬로 배치된 변형 버퍼 공간을 도시한다.
본 발명은 과도한 산소 수준이 관측되는 경우, 가스 정제기에 도달하기 전에 공기 분리 유닛(130) 하류의 통상 순도의 질소를 포획하여, 내부에서 발열 반응이 일어나는 것을 방지하도록 설계된 초고순도 질소 제조 플랜트 시스템을 제공한다. 추가적으로, 본 시스템은 통상 순도의 백업 질소를 가스 정제기로 보내는 수단을 제공한다. 그 결과, 본 발명의 시스템은 수성 염산 또는 황산과 같은 화학 부식성 물질의 잠재적인 방출을 포함한 화학흡착제 베드 내 발열 반응의 발생을 해결하기 위해 조작자가 가스 정제기를 정지시키거나 그렇지 않으면 오프-라인을 취하게 할 필요성을 제거한다.
본 시스템은 질소에 대해 기술되었지만, 아르곤과 같은 기타 불활성 가스 및 희가스가 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 흡착 시스템(120)으로부터 수용된 공기는 공기 분리 유닛(130)에서 처리되며, 통상 순도의 스트림은 초고순도 가스로의 추가 처리를 위해 가스 정제기(140)로 전달된다. 이들 시스템은 통상적으로 한 개 또는 두 개의 증류 컬럼을 사용하며 생성물로서 질소를 생성한다. 질소를 산소 및 다른 성분으로부터 분리하기 위한 증류 컬럼을 갖는 공기 분리 유닛이 그 전체 내용이 참조로 도입된 미국특허 제5,740,683호 및 제6,543,253호에 기술되어 있다.
통상적으로 질소는 1,000 cfh-NTP 내지 1,000,000 cfh-NTP, 바람직하게는 5,000 cfh-NTP 내지 750,000 cfh-NTP, 및 가장 바람직하게는 10,000 cfh-NTP 내지 500,000 cfh-NTP 범위의 유량으로 공기 분리 시스템을 떠난다. 이러한 통상 순도의 질소는 통상적으로 각각 0.1 내지 10 ppm의 수소, 일산화탄소 및 산소를 함유한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 태양에 따라, 공기 분리 유닛에서 방출되는 통상 순도의 질소 스트림은 라인(210)을 통해 가스 정제기(140)로 보내진다. 일산화탄소, 수소 및 일부 다른 오염물이 가스 정제기(140)에서 제거되지만, 전술한 이유로 산소가 가장 관심있는 오염물이다. 따라서, 통상 순도의 질소 스트림의 일부는 산소 분석기(220)와 같은 오염물 검출 장치로 보내진다. 이러한 장치는 질소 스트림 내의 산소 수준을 측정한다. 통상적으로, 이러한 장치는 상업적으로 입수가능한 Thermox Model Number TM 2000과 같은 산화지르코늄 기반 분석기일 수 있다. 분석기는 그와 관련한 반응 시간을 가지며, 이는 통상 약 2 내지 30 초, 대개는 4 내지 20 초의 범위이고 종종 5 내지 10 초이다.
증가된 산소 수준이 잘못 측정되는 것을 방지하기 위해, 복수의 산소 분석기가 사용될 수 있다. 과도한 산소 수준은 그 수준이 하나 초과의 분석기에 나타나지 않으면 존재하는 것으로 탐지되지 않는다.
산소 검출 장치에 대해 적절히 설계 및 배치된 버퍼 공간(230)(종종, 밸러스트 또는 버퍼 용기로도 지칭됨) 뿐만 아니라 백업 질소 가스 라인 결합 지점을 설치하는 것은 공기 분리 유닛으로부터 제거되는 통상 순도의 질소 중 과도한 산소 수준의 검출을 가능케 하며, 과도한 산소 수준을 함유하는 질소가 가스 정제기에 도달하는 것을 방지하는 것으로 밝혀졌다.
도 2를 계속 참조하면, 통상 순도의 질소는 가스 정제기로 가는 도중에 버퍼 용기(230)를 통과한다. 버퍼 용기는 통상의 스트림이 버퍼 용기를 통과하는데 필요한 시간이 산소 검출 장치 반응 시간을 초과하도록 설계된다. 예를 들어, 통상의 산소 검출기는 반응하는데 7 초를 필요로 할 수 있다. 따라서, 버퍼 용기는 7 초 동안, 및 최적으로는 7 초 초과(예컨대, 10 초) 동안 질소 스트림을 내부에 포획 및 유지하도록 크기설정될 것이다. 이러한 방식으로, 오염된 가스는 가스 정제기에 도달하기 전에 억제된다. 산소 수준이 장치(220)에 의해 검출되며, 검출값을 설정된 허용 수준과 비교하는 프로그램 논리 제어기(PLC)와 같은 제어 유닛으로 신호를 보낸다. 검출값이 허용 수준을 초과하는 경우, 격리 밸브(240)가 폐쇄되고 밸브(250)가 개방되어, 백업 질소 소스로부터 통상 순도의 질소가 보내진다. 이러한 소스는 별도의 공기 분리 유닛이거나 단순히 벌크 질소의 소스일 수 있으며, 여기서 벌크 질소는 통상 수준으로 정제된다. 그 결과, 가스 정제기 및 궁극적으로는 최종 사용자에게 지속적인 가스 공급이 제공된다.
오염된 질소 스트림이 가스 정제기로 향하기 전에 포획되는 것을 보장하기 위하여, 버퍼 용기(230)가 적절하게 크기설정되어야 한다. 버퍼 용기의 치수는 가스의 유량 및 공정 압력 뿐만 아니라 검출 장치의 반응 시간을 기초로 결정된다. 버퍼 용기의 체적은 다음의 수학식을 사용하여 계산할 수 있다.
버퍼 공간 = N2 물질 유량 × 지연 시간 / N2 밀도
예시적인 실시양태에서, 통상 순도의 질소 유량이 100,000 cfh-NTP이고 공정 압력이 100 psig인 경우, 10 초간 질소 스트림을 지연시키기 위해서는 35.6 ft3의 용기 체적을 필요로 할 것이다. 버퍼 용기는 5 피트의 높이를 갖는 3 피트 직경의 용기로 구성될 것이다. 용기 치수를 조절하기 쉽지 않은 경우, 복수의 용기가 사용될 수 있다. 이 실시양태에서, 질소 유량이 200,000 cfh-NTP라면, 두 개의 3 피트 직경 × 5 피트 높이의 용기가 사용될 수 있다. 이들 용기는 직렬 또는 병렬로 설치될 수 있다.
버퍼 용기의 적절한 설계는 본 발명의 초고순도 질소 제조 시스템의 성공적인 수행에 중요하다. 질소가 하나의 용기 헤드로 유입되고 다른 용기 헤드를 떠나는 수평 또는 수직의 빈 용기가 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 용기 설계를 이용하면, 대부분의 질소가 용기 내용물과 혼합되지 않고 용기의 중앙을 통해 곧장 유동하기 쉽다. 그 결과, 지연 시간은 예상보다 짧을 것이다. 도 3을 참조하면, 버퍼 용기 설계가 제공된다. 통상 등급의 질소가 용기 헤드를 통하지 않고 그 측면에서 밸러스트 용기(300)에 유입된다. 이는 질소가 용기를 통과할 때 용기 내용물과 혼합되게 하는 길고 복잡한 경로를 따르게 한다. 전술한 바와 같이, 추가의 지연 시간이 필요한 경우, 질소는 제1 밸러스트 용기와 직렬로 설치된 제2 밸러스트 용기(310)를 잠재적으로 통과할 수 있다. 또한, 배플(320)이 용기 내에 설치되어 질소 스트림이 보다 더 길고 복잡한 경로를 따라서 용기의 내용물과 혼합되게 할 수 있다.
이러한 예시적인 실시양태에서, 산소 검출 장치가 10 ppm 내지 10%, 바람직하게는 50 ppm 내지 1 %, 및 가장 바람직하게는 100 ppm 내지 0.1 %의 산소 수준을 검출하는 경우, 버퍼 공간(310) 하류에 배치된 공급 밸브(240)를 폐쇄함으로써 통상 순도의 질소 유동이 중단된다. 이는 증가된 산소 수준을 함유하는 질소를 버퍼 공간에 포획하고 가스 정제기(140)로 유입되는 것을 방지한다. 이후, 백업 질소 공급 밸브(250)를 개방하여 가스 정제기로의 백업 질소 유동(160)이 개시된다. 이러한 백업 질소는 가스상 또는 액체상으로 저장될 수 있다. 액상으로 저장된 백업 질소는 정제기로 이송되기 전에 증발을 필요로 할 것이다. 백업 질소가 가스 정제기에 허용되는 수준을 초과하는 산소 함량을 갖는 것은 극히 드물기 때문에 백업 질소 스트림에 대한 산소 분석을 필요로 하지 않는다. 백업 질소는 통상적으로 니켈 기반 촉매를 함유하고 주위 온도 부근에서 작동하는 가스 정제기(140)에서 정제된다. 당업자는 비제한적으로 팔라듐, 지르코늄, 백금, 로듐, 루테늄 또는 티타늄을 포함하는 다른 화학 흡착제가 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
금속 기반 촉매는 잔류 산소, 수소 및 일산화탄소와 반응하고/하거나 이들을 흡착하여, 통상 순도의 질소 스트림으로부터 이들을 제거하고 초고순도 질소 스트림을 생성한다. 화학 흡착제 기반 시스템을 떠나는 초고순도 질소는 각각 0 내지 20 ppb의 수소, 일산화탄소 및 산소, 바람직하게는 각각 0 내지 10 ppb의 수소, 일산화탄소 및 산소, 및 가장 바람직하게는 각각 0 내지 1 ppb의 수소, 일산화탄소 및 산소를 함유한다. 도 2를 다시 참조하면, 초고순도 질소 스트림은 화학 흡착제 더스트(dust) 및 금속과 같은 입자가 제거되는 여과 시스템(260)으로 및 최종적으로는 최종 사용자에게 유동한다. 백업 질소 유동이 개시되었기 때문에, 최종 사용자로의 초고순도 질소 유동은 방해되지 않는다.
본 발명은 특정 실시양태를 참조하여 상세하게 기술되었지만, 다양한 변경 및 수정이 이뤄질 수 있고 등가물이 사용될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (13)

  1. 통상 순도의 가스 스트림을 초고순도 수준으로 정제하여 초고순도 가스 스트림을 생성하고 시스템을 발열 반응으로부터 보호하면서 상기 초고순도 가스 스트림을 지속적으로 공급하는 시스템이며,
    (a) 분리 유닛에 공급되는 가스 스트림을 오염물로부터 분리하는 공기 분리 유닛을 사용하여 통상 순도의 가스 스트림을 생성하는 단계;
    (b) 공기 분리 유닛에서 방출되는 통상 순도의 가스 스트림을 가스 정제기로 보내서 오염물을 추가로 제거하는 단계;
    (c) 공기 분리 유닛으로부터 가스 정제기로 통상 순도의 가스 스트림을 안내하는 라인 상에 배치된 하나 이상의 오염물 검출 장치를 사용하여 통상 순도의 가스 스트림 내의 오염물 농도를 측정하는 단계; 및
    (d) 오염물 검출 장치 하류에 하나 이상의 버퍼 공간(buffer volume)을 제공하는 단계를 포함하며, 통상 순도의 가스 스트림을 가스 정제기로 보내기 전에 설정된 체적의 통상 순도의 가스를 보유하도록 버퍼 용기가 크기설정되어, 버퍼 용기 상류에서 검출된 오염물 농도가 설정 수준을 초과하는 경우, 오염된 통상 순도의 가스 스트림이 가스 정제기에 도달하여 발열 반응을 야기하는 것이 방지될 수 있는 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 버퍼 공간은 다음의 수학식을 기초로 크기설정되는(sized) 시스템.
    버퍼 공간 = 통상 순도의 가스의 물질 유량 × 지연 시간 / 상기 가스의 밀도
  3. 제1항에 있어서, 버퍼 공간은 통상적인 스트림이 통과하는데 필요한 시간이 산소 검출 장치 반응 시간을 초과하도록 크기설정되는 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 버퍼 공간 하류에 연결된 통상 순도의 가스의 백업 소스를 더 포함하며, 백업 소스는 공기 분리 유닛에 의해 생성되는 통상 순도의 가스에서 설정된 양을 초과하는 오염물 수준이 검출되면 가스 정제기에 통상 순도의 가스를 제공하는데 이용되는 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 설정된 양을 초과하는 오염물 수준이 검출되면 폐쇄되는 격리 밸브를 더 포함하고, 별도의 밸브를 개방시켜 통상 순도의 백업 가스가 가스 정제기로 유동하게 하는 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 가스가 가로지르는 길고 복잡한 경로를 제공하도록 내부에 배플을 갖는 버퍼 용기를 더 포함하는 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 가스가 가로지르도록 직렬 또는 병렬로 배열된 둘 이상의 버퍼 용기를 포함하는 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 공기 분리 유닛은 극저온 증류 유닛인 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 가스 정제기는 산소, 일산화탄소 및 수소로 이루어진 군으로부터 선택되는 오염물의 높은 수준 농도에 노출되면 발열 반응을 겪는 화학 흡착제를 함유하는 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 통상 순도의 가스는 질소, 희가스 및 불활성 가스로 이루어진 군으로부터 선택되는 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 공기 분리 유닛에서 방출되는 가스는 0.1 - 10 ppm 범위의 양으로 산소, 일산화탄소 및 수소 불순물을 함유한 질소인 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 가스 정제기는 1 - 10 ppb 범위의 양으로 산소, 일산화탄소 및 수소 불순물을 갖는 초고순도 수준으로 질소를 추가 정제하는 시스템.
  13. 제1항에 있어서, 오염물 검출 장치는 통상 순도의 가스 내의 산소 농도 수준을 측정하는 시스템.
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