[发明专利]流体提纯装置

说明书

本申请是申请日为2003年12月22日、申请号为 200380109982.8、发明名称为“用于供应高纯度流体的系统和方法” 的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及流体提纯领域，并且涉及惰性流体、非活性流体 和活性流体的提纯。另外，本发明涉及选择性地将微量杂质从惰 性流体、非活性流体和活性流体中除掉的方法和材料。

背景技术

在大量的工业以及科研应用中，高纯度流体流的供应是非常 重要的。在半导体工业领域内诸如化学蒸镀等汽相处理技术的快 速扩张是与使用在半导体生产设备上的生产装置的配置和使用相 关的，该生产装置完全依赖于在使用半导体生产设备的现场高纯 度处理流体的供应。

考虑到半导体生产中含有出现在流体流中的杂质，需要注意 的是，大量的低水准处理杂质会抑制由化学蒸镀或其他蒸镀技术 加工出的高质量薄膜电子和光电管的发展。这些杂质由于增加了 废品的数量而造成了减产的缺陷，其代价是非常昂贵的。这些杂 质可以是微粒或化学污染物。

化学杂质可产生于源流体本身的生产中，也可产生于其后续 的包装、出货、存储以及处理中。尽管源流体的生产者典型提供 了对发送至半导体生产设备的源气体材料的分析，但是流体的纯 度可由于气体保存在其内的容器(如高压气瓶)的气体渗入和逸 出而变化。杂质污染物还可来自于不正常的流体容器变化、泄漏 进入下游处理装置的渗入物、或该下游装置的逸出气体。

例如，在半导体生产过程中，杂质的去除有助于确保高质量、 高性能半导体芯片的生产。当这些杂质在半导体生产期间被引入 到半导体芯片中时，这些杂质出于其有意的目的趋向于令芯片低 效或甚至失效。因而，越来越多的工业企业现在需要杂质浓度不 超过大约十亿分之十(10ppb)水平的流体。

例如，在使用金属有机化学蒸镀(MOCVD)的III-V半导体 器件的生产中，IIIA族有机金属源气体，如三甲基铝、三甲基铟 和三甲基镓可通过分馏和/或升华来提纯从而除掉杂质。这些有机 金属化合物同氧有很高活性，并且形成能够严重降低III-V半导体 器件性能的氧化杂质。

本领域仍然需要一种从惰性、非活性以及活性流体中除掉如 氧气和水的杂质的反应剂。另外，仍然需要提纯方法和装置，其 在流体和提纯材料之间提供相对快的平衡从而确保提纯后的流体 具有能被使用的合适的浓度。同样，需要这样的提纯材料，即从 惰性、非活性以及活性流体中除掉氧、氧化物以及其他杂质而同 时不向提纯后的流体流中散发如水分的污染物。

发明内容

本发明一个实施例包含流体提纯装置，该流体提纯装置包括 罐，所述罐包括容纳提纯材料的第一内侧容室和容纳含有杂质流 体的第二内侧容室，其中由可渗透流体的支承将第一内侧容室和 第二内侧容室隔开。在另一个实施例中，膜设置在流体与可渗透 流体的支承之间，其中膜防止流体接触提纯材料直至膜破裂。

本发明另一实施例包括流体提纯装置，该流体提纯装置包括 第一容器、第二容器和密封元件，所述第一容器包括第一接头和 提纯材料，所述第二容器包括第二接头和将被提纯的流体，当第 一容器接合至第二容器时，密封元件内置在第一接头和第二接头 之间，其中密封元件包括内膜，所述内膜使将被提纯的流体与提 纯材料隔开直至内膜破裂。

本发明另一实施例包括流体提纯装置，该流体提纯装置包括 岐管、第一单向阀和提纯单元，所述岐管包括第一分支和第二分 支，所述第一单向阀接合至岐管的第一分支，所述提纯单元包括 第一端部和第二端部，其中第一端部接合至所述岐管的第二分支。

本发明另一实施例包括流体提纯装置，该流体提纯装置包括 含有罐阀的流体罐、安置在所述流体罐外侧的提纯单元和温度控 制装置，其中所述提纯单元包括第一开口和第二开口，所述第一 开口接合至所述罐阀并且所述第二开口接合至用于提纯的流体的 使用场所，所述温度控制装置热耦合至所述流体罐和所述提纯单 元。

本发明另一实施例包括提纯流体的方法，该方法包括设置一 个包括第一容室和第二容室的罐，其中由可渗透流体的支承将第 一容室和第二容室分隔开；在第一容室内设置提纯材料并在第二 容室内提供流体；使用于防止所述流体接触所述提纯材料的膜破 裂；以及使流体流经可渗透流体的支承和提纯材料以将杂质从流 体去除。