本文公开的是用于产生卤素气体的一种方法和系统的实施例。所述方法可包含使固体氧化剂与包含卤化物化合物的蒸气接触，以产生包含对应于所述卤化物化合物中的卤化物的卤素的气流。所述卤化物化合物可以是酰卤，如乙酰卤或草酰卤。所述氧化剂可以是任何适合氧化剂，并且在某些实例中，使用高锰酸钾。可在减压下进行所述方法。本文还公开了一种适合于进行本公开的方法的系统。所述系统可包含储集器、氧化剂载体和气流出口。
【技术实现步骤摘要】
卤素产生器
技术介绍
在制造和成像工具中使用卤化物气体前体通常需要采取多种安全预防措施。这些安全预防措施成本高昂，并且仅向工具提供一种气体就需要多级支持。在某些情况下，由于与气体储存和向所述工具的气体输送相关的困难，所期望的气体可能被回避了。例如，需要使用储气箱(gasboxes)来储存和输送氯和溴。这类储气箱制造昂贵，占用大量空间并且需要对储气箱进行单独排气以避免潜在的危险气体混合。可用于氯气的这种储存和输送的现有产品是Nanochemix，并且即使氯气瓶处于低于大气压的压力下，也需要配备氯气传感器以防泄漏。溴由于难以处理，目前不可用，溴液体对不锈钢焊接有腐蚀性，最好保存在昂贵的哈氏合金坩埚中。通常，希望有一种提供卤化物蚀刻气体的气体储存和输送系统，该气体具有用于带电粒子束加工的纯净气体的全部蚀刻增强率，无论目的地如何都易于运输，不腐蚀坩埚，在低于大气压的压力下产生，并且能够被处理并与大部分气体输送硬件连接。
技术实现思路
本文公开了一种方法和系统的实施例，所述方法和系统用于产生包含卤素气体(特别是氯气或溴气)的气流。在一些实施例中，所述方法包含使固体氧化剂与包含卤化物化合物的蒸气接触以产生包含卤素气体的气流。所述卤化物化合物可以是酰卤，如乙酰卤或草酰卤或其组合。在一些实施例中，所述卤化物化合物是乙酰氯或乙酰溴，但在其它实施例中，所述卤化物化合物是草酰氯或草酰溴。和/或在某些实施例中，所述卤素气体是氯气或溴气。在任何实施例中，所述氧化剂可包含高锰酸盐、重铬酸盐、次氯酸盐、次溴酸盐、氯酸盐、溴酸盐、亚氯酸盐、亚溴酸盐、高氯酸盐、高溴酸盐、氯铬酸盐、过硼酸盐、铋酸盐、硝酸盐、铬酸盐、三氧化物或其组合。和/或所述氧化剂可包含锂、钙、钡、钠、钾、镁、铬或其组合。在某些实施例中，所述氧化剂包含高锰酸钾、铬酸钾、三氧化铬、铬酸钠、重铬酸钠、重铬酸钾、氯铬酸钾、铋酸钠、硝酸钾、过硼酸钠、次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠、高氯酸钠、次溴酸钠、亚溴酸钠、溴酸钠、高溴酸钠、四氧化锇、四氧化钌或其组合，并且在特别的实施例中，所述氧化剂是高锰酸钾。所述方法可包含使所述固体氧化剂与所述蒸气在大于零到小于1个大气压(如从1托到650托、从10托到600托、从50托到500托、从50托到300托或从100托到250托)下接触。另外或替代地，所述卤化物化合物可处于从-200℃到50℃，如从-80℃到30℃，或从0℃到25℃的温度下。和/或所述方法可包含使所述固体氧化剂与所述蒸气在所述温度下的所述卤化物化合物的蒸气压下接触。在一些实施例中，所述卤化物化合物为或包含乙酰卤，并且所述气流进一步包含乙酸酐。在一个实施例中，所述方法包含使高锰酸钾与乙酰氯蒸气在600托及20℃到30℃下接触以产生包含氯气的气流。在一个实施例中，所述方法包含使高锰酸钾与乙酰溴蒸气在130托下和20℃到30℃下接触以产生包含溴气的气流。在任何实施例中，所述方法可进一步包含在离子束装置中使用所述气流。还公开了一种系统的实施例，所述系统包含卤化物化合物储集器、流体地偶联到所述储集器的氧化剂载体和气流出口。从参考附图进行的以下详细描述中将更显而易见本专利技术的以上和其它目标、特征和优点。附图说明图1是适合于实践所公开的方法的某些实施例的示范性装置的照片。具体实施方式I.定义提供以下术语和缩写的解释以更好地描述本专利技术并在本专利技术的实践中指导本领域普通技术人员。除非上下文另外明确规定，否则如本文中所用，“包含”意指“包括”，并且单数形式“一个/种(a或an)”或“所述”包括复数个参考物。除非上下文另外明确指示，否则术语“或”是指所陈述的替代要素中的单一要素，或两个或更多个要素的组合。除非另外解释，否则本文中所用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域的一般技术人员通常所了解相同的含义。虽然可以在本专利技术的实践或测试中使用类似于或等效于本文中所描述的那些方法和材料的方法和材料，但在下文描述合适的方法和材料。材料、方法和实例仅具有说明性且并不意图是限制性的。从以下详细描述和权利要求书，本专利技术的其它特征是显而易见的。除非另有说明，否则在说明书或权利要求书中使用的表示组分、分子量、百分比、温度、时间等的所有数字均应理解为由术语“约”修饰。因此，除非另有含蓄或明确指示，否则所陈述的数值参数是近似值，所述近似值可取决于所寻求的所需性质和/或在本领域普通技术人员熟悉的测试条件/方法下的检测限。当直接并且明确地区别实施例与所论述的现有技术时，除非叙述词语“约”，否则实施例数字不为近似值。“卤素”或“卤化物”是指氟、氯、溴或碘，或对应的卤化物，尤其是氯或溴。“酰基”是指R-C(O)-或-(O)C-R-C(O)-部分，其中R是基本上基于烃的基团或部分，包括芳基、烷基、烯基、炔基、其环状形式，如环烷基、环烯基或环炔基，并且进一步包括直链和支链排列，以及所有立体和位置异构体。除非另外明确地陈述，否则酰基部分含有一到二十五个碳原子；例如一到十五个、一到十个、一到六个或一到四个碳原子。示例性酰基部分包括但不限于甲酰基、乙酰基、丙酰基、丁酰基、异丁酰基、草酰基、丙二酰基、丁二酰基和苯甲酰基。II.概述卤素气体(如氯气和溴气)有毒并有腐蚀性，使得此类气体的存储和安全使用成问题。举例来说，当存储氯气时通常需要氯气传感器，即使气体存储于气瓶中。对于某些应用并未提供溴，因为其难以处理。溴液体会腐蚀不锈钢焊接件，并最好将其存储在非常昂贵的内衬有哈斯特合金(Hastelloy-lined)的容器中。某些应用使用气箱将卤素气体(如氯气和溴气)传递到系统中。但是，它们的建造昂贵，占用大量空间并且需要对气箱单独通风。并且对于一些应用(如波束蚀刻应用)，氯和溴的替代方案(如XeF2)的用途受限。XeF2对于许多应用(如硅蚀刻)来说，腐蚀性太强，因为其与硅自发反应。III.方法与系统本文公开了一种用于产生卤素气体(如氯气或溴气)的方法和系统。所述方法和系统适合于多种应用，包含但不限于包括波束蚀刻应用和合成应用的波束加工。可在亚大气压下提供卤素气体。按需要产生卤素气体，并且气体的产生可按需要停止。这避免了存储气体的需要，并且减少或消除了上述问题的可能，如氯气传感器、哈斯特合金容器、单独的通风口和/或气箱。因此，所公开的方法和系统具有优于其它卤素气体传递系统的显著成本和安全性益处。A.方法在一些实施例中，所述方法包含使氧化剂(通常是固体氧化剂)与包含卤化物化合物的蒸气接触以产生包含对应于卤化物化合物中的卤化物的卤素气体的气流。在一些实施例中，蒸气基本上由卤化物化合物组成或由卤化物化合物组成。也就是说，蒸汽不包含其它挥发性有机化合物、溶剂和/或水蒸汽，其含量可能会干扰或损害卤素气体的最终用途。在一些实施例中，蒸气不包含可侦测量的额外挥发性有机化合物、溶剂和/或水蒸气。本领域的普通技术人员理解的是，气流还包括由产生卤素气体产生的一种或多种氧化产物。举例来说，如果卤化物化合物是乙酰氯，那么气本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种方法，其包含使固体氧化剂与包含卤化物化合物的蒸气接触以产生包含卤素气体的气流。/n
【技术特征摘要】
20190422 US 16/3906171.一种方法，其包含使固体氧化剂与包含卤化物化合物的蒸气接触以产生包含卤素气体的气流。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述卤化物化合物是酰卤。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述卤化物化合物是乙酰卤、草酰卤或其组合。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述卤化物化合物是乙酰氯或乙酰溴。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述卤化物化合物是草酰氯或草酰溴。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述卤素气体是氯气。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述卤素气体是溴气。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化剂包含高锰酸盐、重铬酸盐、次氯酸盐、次溴酸盐、氯酸盐、溴酸盐、亚氯酸盐、亚溴酸盐、高氯酸盐、高溴酸盐、氯铬酸盐、过硼酸盐、铋酸盐、硝酸盐、铬酸盐、三氧化物、四氧化物或其组合。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化剂包含锂、钙、钡、钠、钾、镁、铬、锇、钌或其组合。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化剂包含高锰酸钾、铬酸钾、三氧化铬、铬酸钠、重铬酸钠、重铬酸钾、氯铬酸钾、铋酸钠、硝酸钾、过硼酸钠、次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠、高氯酸钠、次溴酸钠、亚溴酸钠、溴酸钠、高溴酸钠、四氧化锇、四氧化钌或其组合。
11.根据权利要求1所述的方法，其包含使所述固体氧化剂与所述蒸气在大于零到小于1个大气压的压力下接触。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述压力为从1托到650托。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述压...
【专利技术属性】
技术研发人员：C钱德勒，
申请(专利权)人：FEI公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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