[发明专利]小型气柜

说明书

本发明涉及一种在特殊的和隔离的应用中使用以分配特殊气体(ESG)的装置，所述应用在硅工业中发生，更具体地在微电子、光电、光电子或半导体工业中发生。本发明的装置也可以用于使用气体、例如有毒或易燃气体的实验室，尤其是与硅工业相关的实验室。

许多工业设施需要具备能够自动控制气体和流体到特定设备的供应的设备。一般来说，集成电路的制造包括若干工序，例如汽相沉积工序，在所述工序中多种气体被传输到封闭有半导体基底的反应室中。需要仔细控制该空间中的温度和压力，多个材料层在该温度和压力下逐渐形成以便生成集成电路的三维模型。

因为组成蒸汽气氛的多种反应物的比例最终决定多个元件的结构尺寸，所述多个元件将在很小的硅片上一起构成大量基本电路，尤其是晶体管、电容器和电阻器，所以必须不间断地监控所有输入和输出反应室的物质。集成电路错误运行的最大的一个原因是微小粉尘颗粒污染了制造电路的工作区域。极小的外来物体可以损坏很贵的电路并使其报废。为了避免这种微粒污染，半导体厂家在受到保护的“洁净室”环境中生产产品。

进入洁净室的空气首先被过滤，从而几乎完全消除不希望有的粉尘颗粒。在此环境中工作的技术人员穿戴专用的口罩和衣服以避免引入不利于他们精细工作的物质。维护和正确运行这种高标准的专用环境的成本很高。因此必须尽可能高效地利用任何洁净室内的空间。

除了这些严格的条件，必须极其小心地分配所使用的化学物品。半导体工业中使用的液态化学物品和特殊气体经常是有毒的。选择用于分配这些具有潜在危险的物品的装置必须提供可靠使用的保障，避免腐蚀或泄漏。

在传统气体分配系统中，将要被吹扫(清除，清洗，purger)的具有潜在危险的大量气体将会产生安全问题。输送管线和精密配合装置也同样有泄漏或者使用中产生严重损坏的风险。因此这类设备不太适合于需要频繁拆除及吹扫的隔离使用，频繁拆除及吹扫增加了操作员暴露在危险气体中的风险。

至今，分配特殊气体的气柜装置的使用在隔离应用方面显示其安全、成本及控制停机时间不是最优化的。这些标准气柜可以尤其稳定、可靠地用于长期生产和分配应用。这些系统完全安装在专用房间里的大的柜内，所述房间可能距离与这些系统连接的设备有几十米远。当对现有方法的ESG的新气源进行维护、校准、测试或者资格评定时，或者对包括在现有机器上使用ESG的新方法进行评估时，或者需要修理时，可能需要将分配管线从气柜上拆离并且可能相当长的时间保持这种状态。

就实验室来说，由于标准气柜的成本高，有时甚至在不具备抽气装置的柜的条件下分配具有潜在危险的气体，尤其在连接/拆开气罐时给操作员增加了风险。

没有专用于上述提到的特定应用并包括允许在不修改气罐的情况下装配到任何气罐的系统的分配装置。专利申请EP1316755、EP0916891和EP1180638公开了代替标准阀装配在气罐上的小型气体分配系统。这意味着这种类型的系统只特定用于其安装的气罐而不能用于其它气罐。在这一点上，其不满足本发明提出的适应性、灵活性、占用最小空间和应用需要的低成本的要求。

目前在实验室或者用于前述应用的分配特殊气体的解决方案是使用标准气柜。这种气柜可以是已经专用于对特定设备分配气体的气柜或者为此目的专门购得的气柜。

标准气柜不适合用于上述提到的特定应用，它尤其可能由于吹扫和可能的拆开而产生危险。特别是由于它的成本、占用的空间、复杂性和交付使用时包含的限制，例如与设备的联接，标准气柜特别不适合于上述应用。在微电子工业领域，可以通过在生产中使用气柜并将其连接到进行试验的设备实施这样的试验。然而，通常放置于生产设施的特定空间的标准气柜的使用使得需要例如在连接待测试的新气罐之前对长的输送管线进行吹扫/清除处理。另外，在微电子工业领域，分配装置可能潜在地被设备的几个元件使用。将分配装置用于隔离使用可能导致不受试验影响的设备的不必要的关闭。

另一解决方案是购买专用于这种类型试验的标准气柜。此方案由于分配装置的成本和连接到机器的连接件的成本而被证实非常昂贵。另外，标准气柜位于指定的位置，这意味着管线必须经过所有可能进行试验的设备或者这些气柜的数量必须增加。对于这两种情况，操作成本都相当高。

因此，获取标准气柜和使用现有气柜的方案都不太适合于这种类型的应用。另外，在洁净室中使用的任何设备都必须占用最少量的空间。

开发一种能够与任何气罐一起使用、安全、具有智能自动控制、可以用于硅工业及更特别地用于微电子、光电、光电子或者甚至半导体工业或者能够用于实验室的小型化特殊气体分配装置，将会带来重大的技术进步。如前述的创新装置的实施在前述工业中将会满足长期以来的需求。