[发明专利]用于形成路易斯气/液系统和从中回收路易斯气体的接触法

说明书

背景技术

半导体工业中的许多方法需要可靠的过程气体源用于各种应用。通常，这些气体储存在气瓶或容器中，然后，在受控制的条件下将其从气瓶中递送至所述方法。例如，半导体制造业使用多种危险的专用气体，比如膦(PH₃)、胂(AsH₃)和三氟化硼(BF₃)，用于掺杂、蚀刻和薄膜沉积。这些气体由于其高毒性和自燃性(在空气中自发燃烧性)给安全和环境带来了重大的挑战。除了毒性因素外，为了在高压下在气瓶中储存，很多这样的气体都被压缩和液化。由于气瓶可能会发生泄露或灾难性破裂，所以将毒性气体高压储存在金属气瓶中通常是不可取的。

一种最近用来储存和递送路易斯酸性和路易斯碱性气体(例如PH₃、AsH₃和BF₃)的方法在于在具有相反路易斯特性的反应性液体，例如具有相反路易斯特性的离子液体(例如烷基磷鎓或烷基铵的盐)中络合路易斯碱或路易斯酸。这样的液体加成络合物提供了储存、运输和处理高毒性和挥发性化合物的安全、低压的方法。

下述参考文献阐述了用于从反应性液体中递送路易斯碱性和酸性气体的递送系统，并提出了用于形成路易斯气体与反应性液体的路易斯络合物的机理，和用于从反应性液体中回收气体和递送各种气体至现场设施的机理。

US 2004/0206241(将其主题引入作为参考)公开了将路易斯碱性和路易斯酸性气体储存在具有相反的路易斯酸性和路易斯碱性的非挥发性的反应性液体中的系统。优选的系统采用在离子液体中储存和递送胂、膦和BF₃。

发明内容

本发明涉及用于下述目的的装置和方法的改进：(a)形成路易斯酸性或路易斯碱性气体在具有相反路易斯特性的反应性液体中的络合物和(b)分解(裂解)所述路易斯酸性或路易斯碱性气体在具有相反特性的反应性液体中的所述络合物及从中回收路易斯气体。改进之处存在于包括下述步骤：

在用于形成所述反应性液体的液滴的条件下，使反应性液体雾化；和

控制所述路易斯气体的温度、压力和浓度，以提供(a)形成所述气体和反应性液体的所述络合物和(b)分解所述络合物和回收反应性液体的雾化液滴。

通过本文描述的方法可以获得数个优点，这些中的一些包括：

促进气体与反应性液体更快络合的能力；和

实现更快更有效地从反应性液体中抽出和回收气体的能力。

附图说明

图1和1A为用于实现使用载气形成路易斯气体与具有相反路易斯特性的反应性液体的络合物以及用于从所述络合物中回收气体的装置图。

图2和2A为用于实现使用泵形成络合物和用于回收路易斯气体与具有相反特性的反应性液体的装置图。

图3为用于采用超声雾化器作为形成细分液滴的机构来形成络合物和用于从具有相反特性的反应性液体中回收路易斯气体的装置图。

图4为用于形成络合物和用于回收路易斯气体与具有相反特性的反应性液体的装置图，其中反应性液体被储存在通过耦合流体与超声雾化器分离的容器内。

图5为使用旋转盘来获得细分液滴的装置图。

具体实施

在一种类型的低压储存和递送系统中，具有路易斯碱性或酸性的气体，特别是危险的专用气体例如在电子工业中使用的膦、胂和三氟化硼，被以络合物形式存储在连续液体介质中。具有路易斯碱性的气体与具有路易斯酸性的反应性液体之间，和可替换地，具有路易斯酸性的气体与具有路易斯碱性的反应性液体之间，发生可逆反应，导致形成络合物(本文有时称为具有相反的路易斯特性)。