混合物的制備
【專利說明】高壓BF3/Hjg合物的制備
[0001]相關(guān)申請的相互參引
[0002]根據(jù)35USC 119(e)，本發(fā)明要求于2013年5月17日以O(shè)leg Byl和Jos印hD.Sweeney 的名義提交的名為“PREPARAT1N OF HIGH PRESSURE BF3/H2 MIXTURES” 的美國臨時專利申請61/824，709的優(yōu)先權(quán)。由此，美國臨時專利申請61/824，709的全部公開內(nèi)容在此通過弓I證的方式納入本說明書用于所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用于應(yīng)用的多組分氣體混合物的制備和封裝，在所述應(yīng)用中，該組成氣體的組分的精確的相對比例和濃度是至關(guān)重要的。在一個具體方面，本發(fā)明涉及制備三氟化硼與氫氣的精確混合物。
技術(shù)背景
[0004]在多組分氣體混合物的使用中，在許多應(yīng)用中都必須確保使氣體混合物中的組成氣體的組分的量嚴格地建立在特定的濃度值。
[0005]例如，這在半導(dǎo)體制造工業(yè)中是必須的，其中將包含摻雜劑源氣體(dopantsource gas)和補充氣體的摻雜劑源氣體混合物提供至離子注入工具的電離室中。在此類應(yīng)用中，對注入操作的性能和經(jīng)濟性而言，維持摻雜劑源氣體的設(shè)定點條件是至關(guān)重要的。將注入工具設(shè)置在特定的過程條件下來操作，而供給到電離室中的氣體混合物中的摻雜劑源氣體的設(shè)定點濃度的變化可對注入過程產(chǎn)生嚴重的不利影響。所述不利影響可包括，但不限于，離子化不充分、注入離子的無效率的質(zhì)量選擇、束電流減少、在注入設(shè)備的電離室和束線組件中的過度沉積、以及注入設(shè)備組件(如電離室燈絲)的操作壽命縮短。
[0006]因此，必須首先形成具有高精確度的氣體混合物，從而使得氣體混合物的組分均處在與氣體使用方法和最終使用該氣體混合物的設(shè)備的基本要求相符合的濃度下。因此，在多組分氣體混合物的制備中，需要實現(xiàn)相應(yīng)的高準確度，但是這通常很難實現(xiàn)，原因是氣體混合物的組分的可壓縮性以及易于受到引入氣體混合物單獨組分的容器的填裝環(huán)境中的溫度變化的影響，而該溫度變化可能反過來導(dǎo)致填裝過程中的壓力變化，其阻礙了在氣體混合物中獲得精確的氣體組分濃度的目的。
[0007]因此，本領(lǐng)域一直在探尋填裝方法方面的改進，以得到在混合物中具有精確控制的組成氣體濃度的高精確多組分氣體混合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明涉及以精確控制的方式進行的多組分氣體混合物的制備和封裝，所述精確控制的方式滿足多組分氣體混合物中的相關(guān)氣體的嚴格的濃度標準。
[0009]—方面，本公開內(nèi)容涉及一種用組成氣體來填裝氣體混合物供應(yīng)容器以得到精確組成的氣體混合物的方法，其中所述氣體混合物包含至少兩種組成氣體，所述方法包括:
[0010](A)提供第一組成氣體的源容器，以及待用所述至少兩種組成氣體填裝的多個目標容器；
[0011](B)使第一組成氣體向多個目標容器中的至少一個流動填裝(flowing) —段時間，直至達到預(yù)定壓力或直至壓力穩(wěn)定；
[0012](C)中止第一組成氣體向所述多個目標容器中的至少一個的流動填裝，包括關(guān)閉已向其中流入了第一組成氣體的所述的多個目標容器中的至少一個；
[0013](D)對于尚未向其中引入第一組成氣體的多個目標容器中的其他每個容器重復(fù)步驟(A)-(C);
[0014](E)關(guān)閉所述源容器；以及
[0015](F)任選地，用其他的源容器重復(fù)步驟(A)-(E)，直至在所述多個目標容器中達到第一組成氣體的預(yù)定目標壓力為止，從而在所述多個目標容器中提供處于所述預(yù)定目標壓力下的第一組成氣體。
[0016]然后，可以向該多個目標容器中引入第二和任意其他組成氣體，以完成所述氣體混合物的制備和所述氣體混合物在多個目標容器中的封裝。
[0017]另一方面，本發(fā)明涉及一種用組成氣體來填裝氣體混合物供應(yīng)容器以得到精確組成的氣體混合物的方法，其中所述氣體混合物包含至少兩種組成氣體，所述方法包括:
[0018](A)提供第一組成氣體的第一源容器，以及待用所述至少兩種組成氣體填裝的多個目標容器；
[0019](B)使第一組成氣體由第一源容器向多個目標容器中的第一個流動填裝一段時間，直至達到預(yù)定壓力或直至壓力穩(wěn)定；
[0020](C)中止第一組成氣體向多個目標容器中的第一個的流動填裝，包括關(guān)閉第一源容器；
[0021](D)測定第一目標容器中的壓力；
[0022](E)如果在步驟⑶中測定的壓力低于預(yù)定填裝壓力，則用第一組成氣體的至少一個第二源容器重復(fù)步驟(A) - (D)，直至第一目標容器中的壓力達到預(yù)定填裝壓力為止，所述第二源容器的壓力高于第一源容器；
[0023](F)當達到預(yù)定填裝壓力后，關(guān)閉第一目標容器；以及
[0024](G)對多個目標容器中的其他容器重復(fù)步驟(A)-(F)，直至所有的所述多個目標容器均含有處于所述預(yù)定填裝壓力下的第一組成氣體為止。
[0025]然后，可以向該多個目標容器中引入第二和任意其他組成氣體，以完成所述氣體混合物的制備和所述氣體混合物在多個目標容器中的封裝。
[0026]由以下的描述和所附的權(quán)利要求，本公開內(nèi)容的其他方面、特征和實施方案將更加清楚明了。
【具體實施方式】
[0027]本發(fā)明涉及多組分氣體混合物的制備和封裝，其中氣體組分的相對比例得以精確控制以提供設(shè)定點濃度的混合氣體。
[0028]—方面，本發(fā)明涉及一種用組成氣體來填裝氣體混合物供應(yīng)容器以得到精確組成的氣體混合物的方法，其中所述氣體混合物包含至少兩種組成氣體，所述方法包括:
[0029](A)提供第一組成氣體的源容器，以及待用所述至少兩種組成氣體填裝的多個目標容器；
[0030](B)使第一組成氣體向多個目標容器中的至少一個流動填裝一段時間，直至達到預(yù)定壓力或直至壓力穩(wěn)定(即，壓力隨時間變化停止)；
[0031](C)中止第一組成氣體向所述多個目標容器中的至少一個的流動填裝，包括關(guān)閉已向其中流入第一組成氣體的所述多個目標容器中的至少一個；
[0032](D)對于尚未向其中引入第一組成氣體的多個目標容器中的其他每個容器重復(fù)步驟(A)-(C);
[0033](E)關(guān)閉所述源容器；以及
[0034](F)任選地，用其他的源容器重復(fù)步驟(A)-(E)，直至在所述多個目標容器中達到第一組成氣體的預(yù)定目標壓力為止，從而在所述多個目標容器中提供處于所述預(yù)定目標壓力下的第一組成氣體。
[0035]然后，可以向該多個目標容器中引入第二和任意其他組成氣體，以完成所述氣體混合物的制備和所述氣體混合物在多個目標容器中的封裝。
[0036]另一方面，本發(fā)明涉及一種用組成氣體來填裝氣體混合物供應(yīng)容器以得到精確組成的氣體混合物的方法，其中所述氣體混合物包含至少兩種組成氣體，所述方法包括:
[0037](A)提供第一組成氣體的第一源容器，以及待用所述至少兩種組成氣體填裝的多個目標容器；
[0038](B)使第一組成氣體由第一源容器向多個目標容器中的第一個流動填裝一段時間，直至達到預(yù)定壓力或直至壓力穩(wěn)定；
[0039](C)中止第一組成氣體向多個目標容器中的第一個的流動填裝，包括關(guān)閉第一源容器。
[0040](D)測定第一目標容器中的壓力；
[0041](E)如果在步驟(D)中測定的壓力低于預(yù)定填裝壓力，則用第一組成氣體的至少一個第二源容器重復(fù)步驟(A) - (D)，直至第一目標容器中的壓力達到預(yù)定填裝壓力為止，所述第二源容器的壓力高于第一源容器；
[0042](F)當達到預(yù)定填裝壓力后，關(guān)閉第一目標容器；以及
[0043](G)對多個目標容器中的其他容器重復(fù)步驟(A)-(F)，直至所有的所述多個目標容器均含有處于所述預(yù)定填裝壓力下的第一組成氣體為止。
[0044]然后，可以向該多個目標容器中引入第二和任意其他組成氣體，以完成所述氣體混合物的制備和所述氣體混合物在多個目標容器中的封裝。
[0045]在各種實施方案中，上述方法可這樣實施，其中在第一組成氣體由源容器流至目標容器的任意時間，僅有一個源容器和一個目標容器相互之間開放氣流流通。
[0046]所述目標容器可包括氣缸(gas cylinders)，或其他合適的氣體混合物儲存和分包用件(dispensing packages)。
[0047]如上所述在本發(fā)明的方法中，第一組成氣體可包含該氣體混合物的組成氣體組分中的最重的氣體，以便隨后向容器中引入較輕的氣體以形成氣體混合物。上述方法可這樣實施，其中源容器的壓力高于目標容器的壓