JP2009529605A - 化学蒸着法により形成されたガス貯蔵コンテナーライニング - Google Patents

Abstract

ガス貯蔵コンテナーの内部にコーティングする方法であって、上記方法は化学蒸着のための前駆物質を上記貯蔵コンテナーに供給する工程、および金属コーティングを上記コンテナーの内部表面上に形成する工程を含み、上記コーティングは化学蒸着のための前駆物質より形成される、方法。また、内部表面を有するガス貯蔵容器を含むガス貯蔵コンテナーであって、上記貯蔵容器の上記内部表面上に形成されたライナーを有する、ガス貯蔵コンテナー。上記ライナーは約９９重量％またはそれ以上の純度のタングステン金属を含み得る。さらに、化学蒸着前駆物質発生器および上記前駆物質をガス貯蔵コンテナー中に輸送するための前駆物質注入アセンブリを含み得る金属ライニングされたガス貯蔵コンテナーを作製するためのシステム。上記システムは、上記ガス貯蔵容器からガス状の蒸着生成物を除くための排気出口も含み得る。

Description

（関連出願への相互参照）
本願は、米国仮特許出願第６０／７４０，３９９号（２００５年１１月２８日に出願され、発明の名称は「Ｇａｓ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｃｏｎｔａｉｎｅｒ Ｌｉｎｉｎｇｓ Ｆｏｒｍｅｄ Ｗｉｔｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ」である）の優先権を主張し、すべての目的のために、その全体の内容を本明細書中で参考として援用する。

（発明の背景）
コンピューター製造業者および電子機器製造業者は、半導体チップ製造のための純粋なプロセスガスをますます要求している。このことは、チップ構成要素のドーピング、エッチングおよび蒸着のために使用されるより高い純度の前駆物質の要求を含む。上記前駆物質が腐食性であるときには、この腐食物質と貯蔵コンテナとの反応を妨げるというさらなる問題がある。例えば、フッ化水素または塩化水素のような腐食性前駆物質は、標準的な炭素鋼貯蔵シリンダーの内壁と反応して、上記前駆物質を汚染し得る。

上記の腐食による汚染を減らす１つの方法は、上記貯蔵コンテナーを、上記前駆物質と反応しない物質で作る（またはコートする）ことである。例えば、塩化水素を貯蔵するのに使用される炭素鋼貯蔵シリンダーは、その内部を非反応性のニッケル層でコートされ得る。しかし、従来のコーティング方法は、反応性の前駆物質が下にある基材に浸透し得る場合、コーティングに欠陥を残し得る。

例えば、電解めっきにおいては、開放貯蔵シリンダーは金属塩の溶解した水溶液で満たされる。上記シリンダーに加えられた電圧は、上記溶液中の金属イオンが、上記シリンダーの内部表面上に還元された金属のライニングとしてめっきすることを引き起こす。上記金属コーティングが形成され、磨かれた後、上記シリンダーの先端は、加熱してシリンダー上で鍛造されまたは溶接され得る。上記熱鍛造は、薄い金属コーティングに対し高い圧力をかけて、上記前駆物質によって破られ得る欠陥を作り得る。腐食した生成物は、欠陥のあるライニングを通ってしみ出し、上記前駆物質を汚染し得る。

他のコーティング方法として、完成した貯蔵シリンダー上へのライニングの無電解めっきが挙げられる。上記シリンダーは完全に形成されているため、上記シリンダーの先端を接着させるときに上記ライニング中に欠陥を形成する機会がない。しかし、上記無電解めっきにより形成されたライニングは、腐食性前駆物質と反応し得る化合物またはアロイである。例えば、無電解めっきは、ハロゲン化水素の貯蔵シリンダーのためのニッケル−リンのライニングの形成に使用されている。上記ライニング中のリンは、上記前駆物質中に浸出し、純度を減少し得る。上記ライニングはまた、もろく、および上記炭素鋼シリンダーの下にある壁よりも非常に困難な熱膨張特性を有する。ひびは上記ライニング中に容易に形成し、上記前駆物質に上記反応性の炭素鋼がさらされる。

上記ライニング中の上記欠陥および不純物は、上記腐食性前駆物質を、高純度の応用へ使用ができなくなるほどまで汚染し得る。この問題は、純度の高い腐食性前駆物質をますます必要とする応用の開発において増加している。したがって、有意により少ない欠陥および不純物の不活性な貯蔵コンテナーライニングを形成し得る新しいコーティング方法の必要がある。これらの方法、およびその方法によって作られたライニングされた貯蔵コンテナーは、本発明に記載される。

（発明の簡単な趣旨）
本発明の実施形態は、ガスのための貯蔵コンテナーにコーティングをする方法を含む。上記方法は、上記貯蔵コンテナーの内部空間に化学蒸着のための前駆物質を提供する工程、および上記貯蔵コンテナーの内部空間にさらされた内部表面上に金属コーティングを形成する工程を含み得る。上記コーティングは、上記化学蒸着のための前駆物質より形成される。

本発明の実施形態はまた、貯蔵されるガスにさらされ得る内部表面を有するガス貯蔵容器を含むガス貯蔵コンテナー、および上記貯蔵容器の内部表面上に形成されるライナーを含む。上記ライナーは、金属または金属アロイを約９９重量％の純度、またはそれ以上の純度で含み得る。

本発明の実施形態は、さらに金属ライナーされたガス貯蔵コンテナーを作るシステムを含み得る。上記システムは化学蒸着のための前駆物質を発生させるための化学蒸着前駆物質発生器、およびガス貯蔵容器の内部空間に上記化学蒸着のための前駆物質を輸送するための前駆物質注入アセンブリを含み得る。上記システムはまた、上記ガス貯蔵容器の内部空間よりガス状の蒸着生成物を除くための排気出口を含み得る。上記化学蒸着のための前駆物質は、上記貯蔵容器の内部表面に金属ライニングを形成する。

さらなる実施形態および特徴は、一部は以下の明細書中に記載され、および一部は明細書の精読により当業者に明らかになり、または本発明の実施により分かり得る。本発明の特徴および利点は、本明細書に記載の手段、組み合わせ、および方法より理解され、ならびに得られ得る。

（発明の詳細な説明）
液体およびガス貯蔵コンテナーのための、低欠陥性で高純度のライニング（すなわち、コーティング）を形成する方法が記載される。上記方法は、上記貯蔵コンテナーの内部表面上にライニングを蒸着する化学蒸着法（ＣＶＤ）を含み得る。上記ＣＶＤプロセスは、熱鍛造および他の組立工程によって引き起こされる上記ライニング中の欠陥を減らすために、組立貯蔵コンテナー（例えば、ガスシリンダー）に行われ得る。上記プロセスはまた、上記ライニング中に不純物をより少なく残す出発原料を使用し得、上記コンテナー中に貯蔵される液体およびガスの汚染を減らす。上記出発原料は、多数の異なる性質を上記ライニングに与えるように選択され得、以下に限定されないが、腐食防止、強度改良、耐粉砕性、導電性、電磁反射率、耐摩耗性および／または耐摩擦性が挙げられる。

例としては、金属−有機化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ）を用いて炭素鋼貯蔵シリンダーの内部表面上に金属ライニングを形成する工程が挙げられる。金属有機化学蒸着のための前駆物質は、金属置換体を上記シリンダーの内部表面上に蒸着させ、上記金属ライニングを形成させる条件下で、上記シリンダーに供給され得る。上記化学蒸着のための前駆物質およびプロセス条件は、上記金属ライニングを、金属純度が少なくとも９０重量％；９９重量％（すなわち９が２桁の純度（ｔｗｏ−ｎｉｎｅｓ ｐｕｒｅ））；９９．９重量％（すなわち９が３桁の純度（ｔｈｒｅｅ−ｎｉｎｅｓ ｐｕｒｅ））；９９．９９重量％（すなわち９が４桁の純度（ｆｏｕｒ−ｎｉｎｅｓ ｐｕｒｅ））；９９．９９９重量％（すなわち９が５桁の純度（ｆｉｖｅ−ｎｉｎｅｓ ｐｕｒｅ））、またはそれ以上で形成するように選択され得る。上記金属ライニングを作るのに使用される有機金属前駆物質は、腐食性液体またはガスに対する高い耐腐食性を上記シリンダーに与え得る。

本発明は、複雑な形状の内部に金属コーティングを制御して蒸着させる。コーティングは均一であるかさまざまな厚さであり得、そして選択された範囲はまた、蒸着より保護され得る。コーティングは通常は、すべての成型操作が完了した後に最終の製造工程として塗布され得、上記金属コーティングにおける変形および残留応力を最小化し得る。

蒸着が均一に起こり得ないかまったく起こらない、非常に難しい配置で電極および基材の形状が提供され得るため、本明細書に記載の技術は、電子化学的な手段によるめっきに対して利点を有する。無電解の方法は、より入り組んだ設計に等しく塗布し得るが、概して化学還元剤を蒸着された物質に混合し得る。

他の手段によってコートまたはめっきするのが一般的に難しい型への純金属の塗布は、かなりの商業的価値がある。現在、半導体産業において、腐食性ガスの適用のためのニッケルライニングされたシリンダーを利用する必要があり、ここでニッケル含有量は９９％純度より高くなければならない。上記めっきする工程は製造プロセスの中間で行わなければならないため、このようなシリンダーの製造における現在の手段は、困難であり、高価である。めっきされた円筒（ｓｈｅｌｌ）は、次に円筒を閉じ、および穴をあけ、ねじを取り付ける工程のためにシリンダー製造業者に返される。ネックダウンプロセスの間、上記ニッケルコーティングは製造プロセスの応力によりしばしば薄層に裂ける。さらに、上記ねじを取り付けた範囲は、このプロセスの間に上記ニッケルコーティングがはがれるため、穴あけおよび取り付けの後に再びめっきされなければならない。

ニッケルライニングが完全に組み立てられたガスシリンダー上に形成される、上記方法の実施形態は、従来の製造方法と比べて、かなりの素材および時間の節約を有する。さらに、直接的な化学蒸着法によりコートされたシリンダーの欠陥率は、対応する電解的にニッケルめっきされたシリンダーよりかなり低いものであり得る。
（典型的なコーティング方法)
図１を参照すると、本発明の実施形態に従い、ガス貯蔵コンテナーにコーティングする方法１００における工程が記載されたフローチャートが示される。上記方法１００は、コーティングのための貯蔵コンテナーを提供する工程１０２を含む。上記貯蔵コンテナーは、炭素鋼、鉄、アルミニウムなどより作られた、液体／ガス貯蔵シリンダーを含み得る。上記シリンダーは、ドーム型の先端部分が熱鍛造されて、溶接されて、はんだ付けされて、接着されて、および／または他の方法で上記円筒シリンダー本体に取り付けられるまで、組み立てられ得る。

開口部は、上記シリンダー内に貯蔵される流体（すなわち液体およびガス)の放出を制御するバルブアセンブリを受け入れるように、上記先端部分に形成（例えば、機械加工）され得る。炭素鋼の栓は、上記開口部にねじを付けるのに使用され得る。上記炭素鋼の栓を上記開口部に必要以上に打ち込むことにより、上記開口部は過度にねじを付けられ得る。上記ねじが上記ライニング物質によりコートされた後、上記開口部は再度栓をつけられ得、対のバルブ軸または他のねじに適切に合うように提供され得る。上記ねじを付けられた範囲へのコーティングはまた、上記ねじに接触する化学蒸着のための前駆物質の流量を制御することでより薄く作製され得る。上記流量は、上記ねじを付けられた開口部への上記前駆物質の接近を制限するバッフルにより制御され得る。追加の実施形態において、図４に示される第２の栓は、上記開口部のコートされていない部分に使用され得、この栓は、ＮＰＴの栓（ｔａｐｅｒ）またはＮＧＴの栓に対しよりまっすぐに近い。この第２の栓は、栓の根元部分（ｔｈｅ ｂｏｔｔｏｍ ｏｆ ｔｈｅ ｎｅｃｋ）でより深く切断し得、および開口部の根元部分に再度ねじをつけるときの機械的結着性（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）のために、上記開口部の先端により多くの素材を残し得る。

上記貯蔵コンテナーの内部表面は、前処理され得、それにより上記ライニングは上記コンテナー基材によりしっかりと接着する。前処理は、有機汚染物質を除去するために、上記コンテナーの内部表面を溶媒洗浄により洗浄する工程を含み得る。洗浄はまた、上記コンテナーの内部表面よりオキサイド化合物を除去する酸性溶液によって、行われ得る。

上記方法１００はまた、上記貯蔵コンテナーに化学蒸着のための前駆物質を供給する工程１０４を含み得る。化学蒸着のための前駆物質の例は、有機置換基および金属置換基を含む有機金属前駆物質を含み得、ここで上記有機置換基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられ、そして上記金属置換基としては、ニッケル、金、白金、銅、チタン、鉛、クロム、鉄、タングステン、コバルトおよび銀が挙げられる。特定の有機金属前駆物質として、例えばニッケルカルボニル、テトラエチル鉛、およびジメチルアルミニウムヒドリドが、多くの他の有機金属前駆物質中より挙げられる。さらに、金属置換基はハロゲン置換基と組み合わされて前駆物質を形成し得、この前駆物質は分解して表面上で金属を形成する。例としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を有する上記に記載された金属が挙げられる。分子の例としては、以下に限定されないが、ＮｉＣｌ_２、ＡｓＣｌ_３、ＡｇＢｒ、ＴｉＣｌ_４およびＷＦ_６が挙げられる。

上記化学蒸着のための前駆物質は、あらかじめ作製された前駆物質の供給源より供給され得るか、または蒸着操作の間にインサイチューで生成され得る。例えば、有機金属前駆物質は、金属基質と炭素含有反応物とを反応させることによりインサイチューで生成され得る。上記金属基質としては、特に例えばニッケル、金、白金、銅、チタン、鉛、クロム、鉄、タングステン、コバルトおよび／または銀が挙げられ得る。上記炭素含有反応物としては、特に例えば、Ｃ_１〜６アルキル基、ＣＯ基および／または芳香族基が挙げられ得る。追加の例としては、金属ハライドである化学蒸着のための前駆物質、例えばＮｉＣｌ_２、ＡｓＣｌ_３、ＡｇＢｒ、ＴｉＣｌ_４およびＷＦ_６を供給する工程が挙げられる。

上記化学蒸着のための前駆物質は、上記貯蔵コンテナーに、純粋なガスとして、または上記前駆物質および非反応性のキャリヤーガスを含むガス混合物として供給され得る。ガス混合物が使用されるときは、上記前駆物質および他のガスの分圧は、上記前駆物質の密度をあらかじめ定義された範囲に保持するように制御され得る。上記貯蔵コンテナー中の上記化学蒸着のための前駆物質の流体力学はまた、上記前駆物質が上記コンテナーのさらされるすべての範囲に供給されるのを保持するように制御され得る。このことは、上記前駆物質を、上記コンテナー中に延びる有孔の管または配給マニホルドを通って供給する工程を含み得る。穴を通って上記管に存在する前駆物質は、上記内部コンテナー表面のすべての範囲（特に上記コンテナーの底部）に、さらに均一の流量で到達し得る。

ガス注入アセンブリはまた、コートされる部分内に差し込まれて使用され得、および上記部分内にガスを配給し、さまざまな金属の厚さで、異なる範囲をコートするために設計され得る。上記ガスの温度、上記アセンブリマニホルドおよび上記部分はまた、均一なライニングの厚さを得るために、独立して制御され得る。上記アセンブリマニホルドはまた、不活性ガスのための配給ラインを含み得、その配給ラインは局所的な範囲、例えば化学反応容器の透明なサイトグラスの内部表面上へのライニングの蒸着を防ぐブランケットとして使用され得る。上記化学蒸着のための前駆物質はまた、さまざまな開口部を通る層流の進路により制御され得る。さらに、上記前駆物質は、蒸着の方向の制御を得るためにさまざまなチャネルおよび制限開口部によって方向付けられ得る。

昇温にさらすことで分解する金属蒸着前駆物質に対し、上記ガス注入アセンブリはまた、上記マニホルド自身上への金属の蒸着を妨ぐために、上記マニホルドまたは上記ガスを冷却する設備を含み得る。冷却工程は、例えば上記マニホルドに入る前駆物質を、進入前に冷却することで達成され得、これにより上記マニホルドへの伝熱率は十分に低くなり、上記ガスは上記マニホルドから出て行く前にほとんど分解されない。上記マニホルド中で上記前駆物質を冷却する工程はまた、上記マニホルド中に組み込まれた通路を用いて、冷却した伝熱流体を循環するために上記マニホルドを強制的に冷却することで行われ得る。冷却工程はまた、上記前駆物質の減圧バルブを通っての上記マニホルドへの進入によって行われ得、したがって膨張したガスの熱力学的冷却（Ｊｏｕｌｅ−Ｔｈｏｍｐｓｏｎ効果として公知)は、上記ガスを十分に冷却し、上記ガス配給マニホルド上に蒸着物を生じない。追加の方法はまた、上記マニホルド中の上記前駆物質を冷却するのに使用され得る。

上記化学蒸着のための前駆物質は、上記貯蔵コンテナーの内部に蒸着され、コンテナーライニングを形成し得る（１０６）。上記ライニングの純度、厚さ、および他の性質に影響するよう制御され得る蒸着のパラメーターとしては、特に上記貯蔵コンテナー中の化学蒸着のための前駆物質の圧力（または分圧)、上記コンテナーの内部表面の温度、および上記前駆物質の流量が挙げられ得る。上記前駆物質はまた、部分的に分解されて荷電化学種を形成し得、そして続く荷電化学種は電気的な手段および磁気的な手段によって指向的に制御され得る。ターゲットの基材表面はまた、蒸着が起こる範囲を制御するように、電気的にまたは磁気的に制御され得る。

揮発性の金属含有種を分解するのに使用される熱的方法に加えて、他の方法、例えば光誘導分解、磁場誘導分解、および化学誘導分解が、特定の範囲に金属を蒸着するために、および／またはさまざまな基材上に金属をパターンで配置する（ｐａｔｔｅｒｎ）ために使用され得る。

蒸着中に生成する揮発性の廃棄物は、コンテナーから除去され得る（１０８）。上記ライニングを形成する化学蒸着のための前駆物質は、蒸着中に廃棄物質をしばしば生成する。上記廃棄物質は、上記前駆物質のライニング部分が上記貯蔵コンテナーの内部表面上に蒸着されるときに放出される揮発性の置換基を含み得る。例えば、ニッケルカルボニル、Ｎｉ（ＣＯ）_４は、ニッケルライニングを蒸着するための化学蒸着のための前駆物質として使用され得る。Ｎｉ原子が蒸着されると、一酸化炭素はフリーになり、上記コンテナー中で揮発性の廃棄生成物になる。上記ＣＯは上記ライニングが形成されると、除去され得る。

上記ＣＯのようにいくつかの廃棄生成物は、より多くの化学蒸着のための前駆物質の生成のため再循環され得る。これらの廃棄物は、上記貯蔵コンテナーより回収され得、および金属基質に再導入される前に精製され得、インサイチューで上記前駆物質をより多く生成し得る。この方法で廃棄生成物を再循環することは、上記ライニングの形成に必要な出発原料の量をかなり減らし得、ならびに廃棄物を処理するための費用を減らす。

上記方法１００はまた、化学蒸着のための前駆物質より形成された上記貯蔵コンテナーのライニングを仕上げる工程１１０を含み得る。この仕上げる工程は、上記蒸着したライニングを洗浄する工程、焼きなます工程、研磨する工程などを含み得る。上記ライニングを仕上げる工程は、特に未完了なライニングが、必要とされるライニングの性質を有するときは、任意であり得る。

（典型的な貯蔵コンテナーのコーティングシステム）
図２は、本発明の実施形態に従った、ガス貯蔵コンテナー中に金属ライニングを形成するためのシステム２００を示す。記載された実施形態において、システム２００は、ニッケルカルボニル（Ｎｉ（ＣＯ）_４）前駆物質の化学蒸着によって、ガス貯蔵コンテナーの内側にニッケルコーティングを形成するように構成される。

上記システム２００は、前駆物質蒸着マニホルド２０２を含み、このマニホルド２０２は１つ以上の化学蒸着前駆物質発生器２０４および前駆物質注入アセンブリ２０６と連結され得る。上記マニホルド２０２はまた、化学蒸着のための前駆物質と混合され得る追加のガス（示されていない）のためのバルブ制御された注入口２０８を含み得る。

上記マニホルド２０２はさまざまな素材から構築され得、以下に限定されないが、金属蒸着するガスと適合性のある金属、またはＴｅｆｚｅｌのようなポリマーが挙げられ、それらは上記マニホルドへ蒸着する金属の接着を制限する。さらに、上記マニホルド２０２は、ポリマーおよび金属素材の組み合わせより作製され得、それによってコーティングまたはライニングは、上記ライニングが周期的に置き換えられ得る様式で、ステンレス鋼管中に置かれ得る。

システム２００では、コーティングプロセスは上記化学蒸着のための前駆物質のインサイチューでの生成により始まり得る。上記前駆物質は、置換基（この例では一酸化炭素である）を、金属ペレット（例えば、ニッケルペレット）で満たされた上記発生器２０４に供給することで生成され得る。上記ペレットを上記発生器２０４で約８０℃に熱し、約１〜２気圧で一酸化炭素と接触させることで、上記ニッケルカルボニル（Ｎｉ（ＣＯ）_４）前駆物質を生成する。上記前駆物質はマニホルド２０２にバルブ制御された注入口２１０から入り、および出口２１２よりマニホルドから排出される。排出される前駆物質は、上記前駆物質がガス貯蔵容器２１４の内部表面と接触し得る、注入アセンブリ２０６を通って流れる。上記貯蔵容器２１４の内部壁は、炭素鋼より作製され得、蒸着中に熱源（示されていない）により加熱される。

上記ニッケルカルボニル前駆物質が約１気圧に強められ、そして上記容器２１４が約１６０℃に加熱されると、上記前駆物質は分解して、ニッケル金属のコーティングを上記内部表面に蒸着し始める。前駆物質の分解は、１つのニッケルカルボニルの分子に対して４ＣＯの分子を生成し、このことは上記シリンダー中のすばやい圧力増加を引き起こし得る。圧力制御器（示されていない）は、上記シリンダーの圧力をあらかじめ定義された範囲に保持するように、上記マニホルド２０２またはアセンブリ２０６とつながれ得る。

一酸化炭素を大部分含む揮発性の廃棄生成物は、上記容器２１４から、容器の先端に差し込まれる出口２１６を通って除去され得る。実施形態で示したように、出口２１６は上記容器２１４とつながれる。追加の実施形態において、１つ以上の排気出口は、上記注入アセンブリ２０６および／またはマニホルド２０２の中に形成され得る（示されていない）。上記廃棄生成物は、排気として処理され得るか、または追加の化学蒸着のための前駆物質のために、出発原料を提供するように再循環され得る。

図３は、本発明の実施形態に従った、ガス貯蔵コンテナー中でライニングを形成するのに使用された前駆物質を循環し、および再循環するためのシステム３００を示す。記載された実施形態において、システム３００は、ニッケルカルボニル（Ｎｉ（ＣＯ）_４）前駆物質を循環させ、および一酸化炭素である反応生成物を追加の前駆物質に再循環するように構成される。

上記システム３００は、前駆物質発生器３０２を含み、この発生器３０２は前駆物質を前駆物質蒸着マニホルド３０４に供給する。前駆物質の蒸着により生成する廃棄生成物は、精製装置３０６に送られ、この精製装置３０６は少なくとも一部分の廃棄物を置換物に再利用し得、その置換物は発生器３０２に戻され、上記前駆物質をより多く生成するのを助け得る。上記精製装置３０６は、有用な置換物（例えば、ＣＯ）を上記貯蔵コンテナー壁からの金属のような汚染物質より分離し得る。例を示すと、ニッケルカルボニル廃棄生成物中の鉄汚染物質は分離され、上記精製装置３０６により、鉄カルボニル（Ｆｅ（ＣＯ）_５）として除去される。

上記システム２００および３００は、貯蔵コンテナー中にさまざまな低欠陥性で高い純度のライニングを形成するのに使用され得る、ということは認識されるべきであり、ニッケルカルボニルからニッケルライニングを形成することに限定されるべきではない。例えば、システム２００および３００は、適切な化学蒸着のための前駆物質から、金、白金、銅、チタン、鉛、クロム、鉄、タングステン、コバルト、ハフニウム、ジルコニウム、タンタル、ルテニウム、亜鉛、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、ケイ素、ヒ素および／または銀のライニングを形成するのに使用され得る。

（炭素鋼ガスシリンダー上のタングステンライニングの典型的な形成方法）
ＣＶＤコーティングプロセスは、タングステン金属ライニングを炭素鋼圧縮ガスシリンダーの内部に蒸着するのに、タングステンヘキサフルオリド（ＷＦ_６）を用いる。上記タングステンヘキサフルオリドは高純度（例えば、９９重量％純度、９９．９重量％純度、９９．９９重量％純度、９９．９９９重量％純度など）であり得、類似の純度レベル（例えば、タングステン純度が９９重量％純度、９９．９重量％純度、９９．９９重量％純度、９９．９９９重量％純度などを有するライナー）の高純度のタングステン金属ライニングを生成し得る。タングステン蒸着操作は、流体の貯蔵のために、例えば１００ｐｓｉ以上、１０００ｐｓｉ以上などの圧力で定められたシリンダーで始まり得る。上記シリンダーはすでに最終の型であり得、シリンダーが閉じられ、穴をあけられ、栓をつけられる前に塗布される電気めっきコーティングとは対照的である。このことは、シリンダー製造業者と電気めっき設備との間の多くの操作工程および輸送工程を除き、ならびに電気めっき接着および残留応力の問題も除く。

（炭素鋼ガスシリンダー上のニッケルライニングの典型的な形成方法）
ＣＶＤコーティングプロセスは、タングステンヘキサフルオリドの輸送に用いる炭素鋼圧縮ガスシリンダーの内部にニッケルライニングを蒸着するのに、ニッケルカルボニルを用いる。このカルボニルプロセスはかなり安価であるはずであり、よりよい性質のシリンダーライニングを生成するはずである。上記ニッケルコーティング中の不純物および介在物は、かなり減少されるはずである。このコーティング操作は、すでに最終の型であるシリンダーで始まり、シリンダーが閉じられ、穴をあけられ、栓をつけられる前に塗布される電気めっきコーティングとは対照的である。このことは、シリンダー製造業者と電気めっき設備との間の多くの操作工程および輸送工程を除き、ならびに電気めっき接着および残留応力の問題も除く。これらのシリンダーはまた、ハロゲン化水素（例えば、塩化水素、臭化水素など）を含む多くの他の腐食性ガスの輸送にも適する。

ニッケル（ならびにより少ない程度のコバルトおよび鉄（ｔｏ ａ ｌｅｓｓｅｒ ｅｘｔｅｎｔ ｃｏｂａｌｔ ａｎｄ ｉｒｏｎ））は、固体のニッケルが純粋な一酸化炭素ガス（ＣＯ）にさらされると、ガス状の化合物であるニッケルカルボニル（Ｎｉ（ＣＯ）_４）をすぐに形成する。代表的なプロセス条件は以下に記載され；このような条件は適切でありそうだが、本発明の目的には最適ではない。

高純度の固体ニッケルおよび純粋なＣＯを約８０℃および１気圧で使用することで、ニッケルカルボニルはわずかに発熱を伴うプロセスで形成される。上記Ｎｉ（ＣＯ）_４は、上記炭素鋼シリンダーの内部に１気圧および１６０℃で入れられ、ここで形成反応が逆になり、純粋なニッケルが上記シリンダー表面上に蒸着し、ならびに回収され、再循環される一酸化炭素が放出される。

上記回収された一酸化炭素は、ニッケルカルボニルならびに鉄カルボニルを含み、この鉄カルボニルは一酸化炭素がさらされたシリンダー表面上でさらされた鉄と反応して形成される。上記鉄カルボニルは上記ガスがニッケル蒸着のために再使用され得る前に除かれなければならない。

設計の簡素さのため、カルボニル形成容器内の圧力は、上記シリンダー内部の圧力よりもわずかに高くなり得、その結果、ガスはコンプレッサーの必要なしに上記システム内を流れる。同様に、消費されたＣＯは上記シリンダーからより低圧の領域に出て行き得る。このガスは、再循環される場合は再圧縮されなければならない。

いくつかの実施形態を記載してきたが、さまざまな変更、代わりの構成、および等価物は本発明の趣旨より逸脱することなく使用され得る、ということは当業者によって認識される。さらに、多くの周知のプロセスおよび要素は、本発明を不必要に不明瞭にすることを避けるため、記載されていない。従って、上記の記載は本発明の範囲を限定するように受け取られるべきではない。

値の範囲が提供される場合、それぞれの間にある値はまた、その文脈が明確に他の方法で規定されていない場合、下限の単位の１０分の１まで（ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｎｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｕｎｉｔ ｏｆ ｔｈｅ ｌｏｗｅｒ ｌｉｍｉｔ）、その範囲の上限と下限との間で、明確に開示される、ということは理解される。任意の規定された値または規定された範囲内の間にある値と、他の任意の規定された値または他の規定された範囲内の間にある値との間の、それぞれより小さい範囲が包含される。これらのより小さい範囲の上限および下限は、その範囲に独立して含まれ得るか、除かれ得、および上限、下限のどちらかか、どちらでもないか、または両方が上記のより小さい範囲に含まれるそれぞれの範囲はまた、上記規定された範囲内の任意の明確に除かれた範囲を前提として、本発明に包含される。上記規定された範囲が、１つのまたは両方の限界を含む場合、これらの含まれた限界のどちらかか、または両方を除く範囲もまた含まれる。

本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、その文脈が明確に他の方法で規定されていない場合、複数形の指示対象を含む。したがって、例えば「ａ プロセス」への言及は、そのようなプロセスの複数形を含み、そして「ｔｈｅ 電極」は、１つ以上の電極および当業者に公知であるそれらの同等のものなどを含む。

また、単語「含む」、「含んでいる」、「含有する」、「含有している」および「含有する」は、本明細書中および上記の特許請求の範囲で使用されるときには、規定された特徴、整数、構成要素または工程の存在を記載することを意図されるが、それらの単語は１つ以上の他の特徴、整数、構成要素、工程、行為もしくは群の存在または追加を排除しない。

図１は、本発明の実施形態に従って、ガス貯蔵コンテナーにコーティングする方法の工程を記載したフローチャートである。 図２は、本発明の実施形態に従って、ガス貯蔵コンテナーに金属ライニングを形成するためのシステムの簡単な概略図である。 図３は、本発明の実施形態に従って、ガス貯蔵コンテナーにライニングを形成するのに使用される前駆物質を循環および再循環するためのシステムの簡単な概略図である。 図４は、本発明の実施形態に従って、ガスシリンダーのＮＰＴ／ＮＧＴの栓の側面を示す。

Claims (37)

1. ガスのための貯蔵コンテナーにコーティングをする方法であって、該方法は：
   タングステンヘキサフルオリドを該ガス貯蔵コンテナーの内部空間に供給する工程；および
   タングステン金属コーティングを、該貯蔵コンテナーの該内部空間にさらされた内部表面上に形成する工程
   を含み、ここで該タングステンコーティングは該タングステンヘキサフルオリドの分解より形成される、方法。
2. 前記タングステンヘキサフルオリドが約９９重量％またはそれ以上の純度を有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記タングステンヘキサフルオリドが約９９．９重量％またはそれ以上の純度を有する、請求項１に記載の方法。
4. 前記タングステンヘキサフルオリドが約９９．９９重量％またはそれ以上の純度を有する、請求項１に記載の方法。
5. 前記タングステン金属コーティングが約９９重量％またはそれ以上の純度を有する、請求項１に記載の方法。
6. 前記タングステン金属コーティングが約９９．９重量％またはそれ以上の純度を有する、請求項１に記載の方法。
7. 前記タングステン金属コーティングが約９９．９９重量％またはそれ以上の純度を有する、請求項１に記載の方法。
8. 請求項１に記載の方法であって、前記タングステンヘキサフルオリドのガス状の生成物を前記貯蔵コンテナーの内部より除く工程をさらに含む、方法。
9. 前記ガス状の生成物が、化学蒸着のための前駆物質をより多く生成するために再循環される、請求項８に記載の方法。
10. 請求項１に記載の方法であって、前記貯蔵コンテナーが、少なくとも１００ｐｓｉの圧力でガスを貯蔵するように定められたガスシリンダーである、方法。
11. 請求項１に記載の方法であって、前記貯蔵コンテナーが、少なくとも１０００ｐｓｉの圧力でガスを貯蔵するように定められたガスシリンダーである、方法。
12. 請求項１に記載の方法であって、コートされた貯蔵コンテナー中に貯蔵される前記ガスが腐食性ガスを含む、方法。
13. 請求項１に記載の方法であって、前記ガス貯蔵コンテナーが炭素鋼を含む、方法。
14. ガス貯蔵コンテナーであって、該ガス貯蔵コンテナーが：
    貯蔵されるガスにさらされ得る内部表面を有するガス貯蔵容器；および
    該貯蔵容器の該内部表面上で形成されるライナー
    を含み、
    ここで該ライナーが、金属または金属アロイを約９９重量％またはそれ以上の純度で含む、ガス貯蔵コンテナー。
15. 前記ライナーが、金属または金属アロイを約９９．９重量％またはそれ以上の純度で含む、請求項１４に記載のガス貯蔵コンテナー。
16. 前記ライナーが、金属または金属アロイを約９９．９９重量％またはそれ以上の純度で含む、請求項１４に記載のガス貯蔵コンテナー。
17. 前記ガス貯蔵容器が金属シリンダーである、請求項１４に記載のガス貯蔵コンテナー。
18. 前記金属シリンダーが、１００ｐｓｉまたはそれ以上の圧力でガスを貯蔵するように定められた、請求項１７に記載のガス貯蔵コンテナー。
19. 前記金属シリンダーが、１０００ｐｓｉまたはそれ以上の圧力でガスを貯蔵するように定められた、請求項１７に記載のガス貯蔵コンテナー。
20. 前記ライナーが、金、白金、銅、チタン、鉛、クロム、鉄、コバルトまたは銀を含む、請求項１４に記載のガス貯蔵コンテナー。
21. 前記ライナーが、ハフニウム、ジルコニウム、タンタル、ルテニウム、亜鉛、ガリウム、インジウム、ゲルマニウム、ケイ素またはヒ素を含む、請求項１４に記載のガス貯蔵コンテナー。
22. 前記ライナーがニッケルを含む、請求項１４に記載のガス貯蔵コンテナー。
23. 前記ライナーがタングステンを含む、請求項１４に記載のガス貯蔵コンテナー。
24. 前記貯蔵されるガスが腐食性ガスを含む、請求項１４に記載のガス貯蔵コンテナー。
25. 前記腐食性ガスがハロゲン化水素を含む、請求項２４に記載のガス貯蔵コンテナー。
26. タングステンがライニングされたガス貯蔵コンテナーを作製するシステムであって、該システムは：
    タングステンヘキサフルオリドの供給源；
    該タングステンヘキサフルオリドをガス貯蔵容器の内部空間に輸送するための前駆物質注入アセンブリ；および
    ガス状のタングステンヘキサフルオリド蒸着生成物を該ガス貯蔵容器の該内部空間から除くための排気出口を含み、
    ここで、該タングステンヘキサフルオリドは分解し、タングステンライニングを該貯蔵容器の該内部表面上に蒸着する、システム。
27. 前記タングステンライニングが９９重量％またはそれ以上のタングステン純度を有する、請求項２６に記載のシステム。
28. 前記タングステンライニングが９９．９重量％またはそれ以上のタングステン純度を有する、請求項２６に記載のシステム。
29. 前記タングステンライニングが９９．９９重量％またはそれ以上のタングステン純度を有する、請求項２６に記載のシステム。
30. 前記タングステンライニングが９９．９９９重量％またはそれ以上のタングステン純度を有する、請求項２６に記載のシステム。
31. 前記前駆物質注入アセンブリが、前記ガス貯蔵容器中に延びる有孔の管を含む、請求項２６に記載のシステム。
32. 前記前駆物質注入アセンブリが不活性ガス供給源と連結され、前記ガス貯蔵容器の内部空間に不活性ガスを供給する、請求項２６に記載のシステム。
33. 前記不活性ガスがヘリウムまたはアルゴンを含む、請求項３２に記載のシステム。
34. 前記排気出口がポンプと連結され、前記蒸着生成物を精製装置に輸送する、請求項２６に記載のシステム。
35. 前記精製装置が、フッ素を含む再循環される混合物を生成する、請求項３４に記載のシステム。
36. 前記フッ素がタングステンヘキサフルオリド発生器に輸送され、追加のＷＦ_６を生成する、請求項３５に記載のシステム。
37. 前記追加のＷＦ_６がタングステンヘキサフルオリドの供給源に提供される、請求項３６に記載のシステム。

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