批量工艺气体净化系统及相关方法技术方案

本发明专利技术描述批量工艺气体净化系统及相关方法，其包含适于在容器的外表面处使用例如气体流的一定体积的气体以在再装填步骤期间、在再装填步骤之后的冷却步骤期间或两者期间控制容器内部的温度的系统。

【技术实现步骤摘要】
批量工艺气体净化系统及相关方法
本专利技术涉及批量工艺气体净化系统及相关方法，其包含适于在容器的外表面处使用一定体积的气体(例如，气体流)以在再装填步骤期间、在再装填步骤之后的冷却步骤期间或两者期间控制容器内部的温度的系统。
技术介绍
在电子工业中，许多操作需要高纯度的特种气体，例如氢气、氩气、氦气、氧气，二氧化碳、氮气、氨气(NH3)及超洁净干燥空气，并且通常以高纯度气缸形式获得或从在使用点(例如在半导体制造厂中)处净化的批量气体源获得。高纯度气缸源能够为气态原料提供所需的高纯度水平，但是在制造设施内的多个使用点连续需要大量气体的情况下，可能不方便或不具有成本效益。作为气缸源的替代，批量源特种气体可用于某些类型的气态原料。批量源特种气体可以加压或液化形式存储在罐车、罐卡车、大规模现场存储装置或类似者中，或者可从位于使用点或使用点附近的压气机中获取。可大量提供批量源特种气体，但批量源特种气体可能需要进行大量处理才能使气体满足所需的高纯度标准。当使用批量源特种气体时，可使用能够连续地净化非常大量特种气体的现场净化系统来实现必要水平的高纯度及高体积。此净化系统可在制造厂内集中操作以将气态原料输送到工厂内的多个目的地，所述多个目的地可包含多个工作空间及多个制造设备(工具)。相对于提供气态原料的其它模式，中央净化系统的使用可导致效率及成本节省。典型的现场净化系统包含至少一个(但更典型的是至少两个)净化容器，其含有用于净化特定类型的批量工艺气体的净化介质(例如，过滤介质)。在典型的现场净化系统的净化过程中，批量工艺气体流通过容器入口进入净化容器，行进通过容器内部包含的净化介质，且以经净化批量工艺气体的形式通过容器出口离开容器，所述经净化批量工艺气体接着被分配到制造设施内的一或多个不同目的地。净化介质可包含过滤介质，例如分离杂质(例如水(湿气)、碳氢化合物、微观颗粒或其它污染物)的吸附剂。净化过程在净化温度下操作。在一些系统中，净化温度的典型范围是从摄氏10度到摄氏60度。应避免过高的净化温度，因为过高的温度可能会降低净化介质分离污染物的能力，或甚至导致净化介质释放先前分离的污染物。为保持有效性，必须周期性地再生净化容器内的净化介质。在再生过程中，关闭容器入口及出口处的阀门以使容器脱机(即，对容器向其供应气态原料的设备关闭)，并允许被加热到再生气体温度的再生气体行进通过净化容器内的过滤介质。通常，为防止容器中过滤介质的污染，再生气体是经净化气体，例如先前经净化的批量工艺气体，例如已经净化过的并任选地存储的批量工艺气体(例如，使用相同容器或对应容器)。替代地，再生气体可为除先前净化的批量工艺气体以外的气体；如果是如此，再生气体必须是高纯度的，使得其有助于移除污染物。当行进通过容器时，典型的再生气体温度超过摄氏60度，通常远远超过摄氏60度，并且可在从摄氏250到摄氏450度的范围内。
技术实现思路
在再生步骤之后，仅在将容器及其容纳的过滤介质冷却到有用操作温度之后，才能使净化容器恢复联机并用于继续生产。在一些系统中，再生过程包含再生步骤，随后是冷却步骤，在冷却步骤期间，使处于冷却气体温度(低于再生温度)的冷却气体行进通过净化容器内的过滤介质，以从过滤介质移除热量，并降低过滤介质的温度。冷却气体可为纯净气体，例如经净化的批量工艺气体，其可为先前被净化及存储的净化批量工艺气体，或者是从另一容器获得的经净化批量工艺气体。典型的冷却气体温度可为从摄氏10度到摄氏60度。典型的现场净化系统包括至少两个净化容器以及随附的导管及阀门，以允许一个容器继续操作而另一容器被再生。一方面，本专利技术涉及一种批量工艺气体净化器系统。所述系统包含净化器，其包含容器，所述容器具有含有净化介质的容器内部。所述系统还包含外壳，其围封所述容器并界定所述外壳内部及所述容器外部的空隙。所述外壳包含空气循环通道以允许：环境气体在正输入压力下流入所述空隙；所述环境气体在所述空隙内的非对流循环；及循环环境气体在正出口压力下从所述空隙流动到所述外壳的外部。所述空气循环通道包含：外壳入口，其允许环境气体在正输入压力下从所述外壳的所述外部流动到所述空隙中；外壳出口，其允许环境气体在正输入压力下从所述空隙流动到所述外壳的外部；及批量工艺气体循环系统，其适于致使所述批量工艺气体流入所述容器内部，通过所述净化介质并流出所述容器内部。另一方面，本专利技术涉及一种使用及再生如本文所描述的批量工艺气体净化器系统的净化介质的方法。所述方法包含：使批量工艺气体在净化温度下行进通过所述净化介质，以致使所述批量工艺气体中的杂质由所述净化介质移除，并产生具有降低水平的所述杂质的经净化批量工艺气体；在杂质已被收集在所述净化介质中之后，通过使具有再生气体温度的再生气体行进通过所述净化介质来再生所述净化介质，借此所述再生气体将所述净化介质加热到再生温度以致使所收集杂质从所述净化介质移除并随所述再生气体一起从所述容器中流出；在再生所述净化介质之后，通过使冷却气体在低于所述再生温度的冷却气体温度下行进通过所述净化介质来降低所述净化介质的温度，从而冷却所述净化介质。在冷却期间，使环境空气流以低于摄氏60度的环境空气冷却温度行进通过所述空隙，其中所述环境空气：从所述系统外壳外部的位置行进通过所述外壳入口并到所述空隙中；以非对流方式在所述空隙内循环；及从所述空隙行进通过所述外壳出口到所述外壳外部的位置。本专利技术的前述
技术实现思路
并非希望描述本专利技术的每一实施例。本专利技术的一或多个实施例的细节也在下文描述中阐述。通过描述及权利要求书，本专利技术的其它特征、目的及优点将变得显而易见。除非另有说明，否则本文使用的所有科学及技术术语都具有所属领域中通常使用的含义。如在本说明书及所附权利要求书中所使用，单数形式“一”及“所述”涵盖具有多个指示物的实施例，除非内容另外明确指出。如在本说明书及所附权利要求书中所使用，术语“或”通常以包含“及/或”的意义使用，除非内容另外明确指出。如本文所用，“具有”、“包含”、“包括”或类似者以其开放式意义使用，并且通常意指“包含(但不限于)”。应理解，术语“由……组成”及“基本上由……组成”归入术语“包括”及类似者中。附图说明图1是根据本专利技术的气体净化系统在半导体制造厂中的使用的一个实施例的示意图。图2是根据本专利技术的气体净化系统的一个实施例的一部分的示意图。图3A、3B及3C分别是在净化过程、再生过程的再生步骤及再生过程的冷却步骤期间的气体净化系统的一个实施例的一部分的示意图。具体实施方式以下描述涉及在净化容器的再生过程中实现更快冷却步骤的方法及设备，所述再生过程包括再生步骤，在所述再生步骤期间，加热净化容器及其过滤介质的内容物，随后进行冷却步骤，在所述冷却步骤期间，冷却净化容器及其内容物。更快的再生过程带来许多优点。再生过程在再生步骤期间消耗一定量的再生气体，而在冷却步骤中消耗一定量的冷却气体。这些气体中的每一者通常是经净化批量工艺气体，其先前已由正在再生的净化系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种批量工艺气体净化器系统，其包括：/n净化器，其包括容器，所述容器具有含有净化介质的容器内部，/n外壳，其围封所述容器并界定在所述外壳内部且在所述容器外部的空隙，空气循环通道，其在所述外壳中以允许：/n环境气体在正输入压力下流入所述空隙；/n所述环境气体在所述空隙内的非对流循环；及/n循环环境气体在正出口压力下从所述空隙流动到所述外壳的外部；/n所述空气循环通道包括：/n外壳入口，其允许环境气体在正输入压力下从所述外壳的所述外部流动到所述空隙中；/n外壳出口，其允许环境气体在正输入压力下从所述空隙流动到所述外壳的外部；及/n批量工艺气体循环系统，其适于致使所述批量工艺气体流入所述容器内部，通过所述净化介质并流出所述容器内部。/n

【技术特征摘要】
20181221 US 16/230,5241.一种批量工艺气体净化器系统，其包括：
净化器，其包括容器，所述容器具有含有净化介质的容器内部，
外壳，其围封所述容器并界定在所述外壳内部且在所述容器外部的空隙，空气循环通道，其在所述外壳中以允许：
环境气体在正输入压力下流入所述空隙；
所述环境气体在所述空隙内的非对流循环；及
循环环境气体在正出口压力下从所述空隙流动到所述外壳的外部；
所述空气循环通道包括：
外壳入口，其允许环境气体在正输入压力下从所述外壳的所述外部流动到所述空隙中；
外壳出口，其允许环境气体在正输入压力下从所述空隙流动到所述外壳的外部；及
批量工艺气体循环系统，其适于致使所述批量工艺气体流入所述容器内部，通过所述净化介质并流出所述容器内部。


2.根据权利要求1所述的批量工艺气体净化器系统，其中所述外壳入口具有至少7平方英寸的开口面积。


3.根据权利要求1所述的批量工艺气体净化器系统，其中所述外壳出口具有至少7平方英寸的开口面积。


4.根据权利要求1所述的批量工艺气体净化器系统，其中所述外壳入口适于接纳入口管道系统的附接。


5.根据权利要求1所述的批量工艺气体净化器系统，其中所述外壳出口适于接纳出口管道系统的附接。


6.根据权利要求1所述的批量工艺气体净化器系统，其进一步包括循环风扇，所述循环风扇包括位于所述空隙内的叶轮以使气态流体在所述空隙内循环。


7.根据权利要求1所述的批量工艺气体净化器系统，其进一步包括：
第二净化器，其包括第二容器，所述第二容器具有含有第二净化介质的第二容器内部，
第二外壳，其围封所述第二容器并界定在所述第二外壳内部且在所述第二容器外部的第二空隙，
第二空气循环通道，其在所述第二外壳中以允许：
环境气体在第二正输入压力下流入所述第二空隙；
所述环境气体在所述第二空隙内的非对流循环；及
循环环境气体在第二负出口压力下从所述第二空隙流动到所述第二外壳的外部；
所述第二空气循环通道包括：
第二外壳入口，其允许环境气体在第二正输入压力下从所述第二外壳的所...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·施洛特贝克，D·P·莫菲，
申请(专利权)人：恩特格里斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US