專利名稱：具備氣化器的氣體供給裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在半導(dǎo)體制造裝置或化學(xué)工業(yè)設(shè)備、藥品工業(yè)設(shè)備等中使用的具備氣 化器的氣體供給裝置的改進(jìn)，并涉及這樣的具備氣化器的氣體供給裝置通過組合氣化器 和高溫型壓力式流量控制裝置來活用壓力式流量控制裝置的穩(wěn)定的流量控制特性，從而結(jié) 構(gòu)簡單且實現(xiàn)節(jié)能和設(shè)備的小型化，而且能夠容易地進(jìn)行溫度管理和流量控制。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造設(shè)備等中，以往大多使用這樣的氣體供給系統(tǒng)利用氣化器使收納 于罐中的半導(dǎo)體制造用的各種液化氣體氣化后，將其供給到處理腔等。例如，圖12表示由氣化器Va和液體型熱式質(zhì)量流量控制裝置LMFC構(gòu)成的氣體供 給設(shè)備的基本構(gòu)成的一例，構(gòu)成為使用加壓用氣體Gp的壓力或液體輸送用泵(省略圖示)， 利用液體型熱式質(zhì)量流量控制裝置LMFC —邊對收納于液化氣體收納罐T內(nèi)的液化氣體LG 進(jìn)行流量控制，一邊將其送至氣化器Va，并將預(yù)定流量的氣化氣體G供給至處理腔CH。另 外，H為加熱區(qū)域。但是，在上述圖12的氣體供給裝置中，由于使用液體型熱式質(zhì)量流量控制裝置 LMFC，因此存在這樣的問題即使液體狀態(tài)下的流量控制誤差小，氣體流量的誤差也必然增 大，從而難以進(jìn)行精密的氣體流量控制。因此，如圖13所示，開發(fā)出在氣化器Va的下游側(cè)連接有高溫型熱式質(zhì)量流量控制 裝置HMFC的形式的氣體供給裝置，實現(xiàn)了氣化氣體G的質(zhì)量流量控制的高精度化。但是，在高溫型熱式質(zhì)量流量控制裝置HMFC中，具有當(dāng)一次側(cè)的流量、壓力變動 時控制流量隨之大幅變化的特性，因此，為了進(jìn)行氣體流量的高精度的流量控制，需要以高 精度進(jìn)行氣化器Va側(cè)的溫度控制，以將氣化器Va的二次側(cè)的流量、壓力保持為預(yù)定的設(shè)定 值。并且，高溫型熱式質(zhì)量流量控制裝置HMFC原理上需要將傳感器部分的溫度設(shè)定得比主 線的溫度高，容易引起液體源(材料)的分解、析出。然而，為了以高精度將氣化器Va的二次側(cè)保持為預(yù)定的流量、壓力，如上所述需 要以更高的精度進(jìn)行氣化器Va的溫度控制，結(jié)果需要增大加熱容量或擴大加熱區(qū)域等。因 此，不僅氣體供給裝置自身必然大型化，而且在節(jié)能和運轉(zhuǎn)成本等方面還會發(fā)生各種不良 情況。專利文獻(xiàn)1 日本特開平11-278987號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開2003-142473號公報專利文獻(xiàn)3 日本特開2004-143591號公報專利文獻(xiàn)4 日本特開2007-036265號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種具備氣化器的氣體供給裝置，解決以往的液體型 熱式質(zhì)量流量控制裝置LMFC和氣化器Va的組合、或氣化器Va和高溫型熱式質(zhì)量流量控制裝置HMFC的組合的氣體供給裝置中的如上問題，即解決如下等問題(a)在使用液體型熱 式質(zhì)量流量控制裝置的情況下，即使存在略微的液體量的誤差，也會由于膨脹而成為大的 氣體量的誤差，無法進(jìn)行精密的氣化氣體G的流量控制；以及(b)在使用高溫型熱式質(zhì)量流 量控制裝置HMFC的情況下，需要氣化器Va的高精度的溫度控制，導(dǎo)致氣體供給裝置的大型 化和溫度控制裝置的復(fù)雜化，本發(fā)明的氣體供給裝置通過組合氣化器Va和高溫型壓力式 質(zhì)量流量控制裝置HFCS，從而不特別需要高精度的溫度控制和流量控制，是所謂的粗略的 溫度控制等小型化的氣體供給裝置，并能夠進(jìn)行高精度的氣化氣體G的流量控制。為了達(dá)到上述的發(fā)明目的，本發(fā)明的第一方面的具備氣化器的氣體供給裝置的基 本結(jié)構(gòu)為，該氣體供給裝置由下列部件構(gòu)成液體收納罐；使從液體收納罐壓送來的液體 氣化的氣化器；對來自氣化器的流出氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的高溫型壓力式流量控制裝置； 以及加熱裝置，該加熱裝置對氣化器、高溫型壓力式流量控制裝置以及與氣化器和高溫型 壓力式流量控制裝置等連接的配管路徑的期望部分進(jìn)行加熱。本發(fā)明第二方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第一方面中，液體為水(H2O)、氟 化氫(HF)、四乙氧基硅烷(TE0S)、三甲基鋁(TMA)或四(二乙基氨基)鉿(TDEAH)中的任一個。本發(fā)明第三方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第一方面中，該氣體供給裝置形 成為這樣的結(jié)構(gòu)在氣化器的氣化腔的上方裝備有高溫型壓力式流量控制裝置的裝置本 體。本發(fā)明第四方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第一方面中，該氣體供給裝置形 成為這樣的結(jié)構(gòu)具備液體供給控制裝置，該液體供給控制裝置調(diào)節(jié)從液體收納罐向氣化 器壓送的液體量，以使高溫型壓力式流量控制裝置的上游側(cè)的氣體壓力成為預(yù)先確定的設(shè) 定壓力以上。本發(fā)明第五方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第一方面中，該氣體供給裝置形 成為這樣的結(jié)構(gòu)具備溫度控制裝置，該溫度控制裝置調(diào)節(jié)氣化器的加熱溫度，以使高溫型 壓力式流量控制裝置的上游側(cè)壓力成為預(yù)先確定的設(shè)定壓力以上。本發(fā)明第六方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第一方面中，使氣化器形成為由 下列部件構(gòu)成的氣化器具備期望的內(nèi)部空間容積的氣化腔；隔開間隔地配置于氣化腔內(nèi) 部的多個脈動減少用孔板；以及配設(shè)于氣化腔的外側(cè)面的加熱器。本發(fā)明第七方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第一方面中，該氣體供給裝置形 成為這樣的結(jié)構(gòu)在氣化器和高溫型壓力式流量控制裝置之間的配管通路上具備溢流閥， 在通路內(nèi)的氣體壓力達(dá)到預(yù)先確定的高溫壓力式流量控制裝置的最高使用壓力附近時，該 溢流閥動作。本發(fā)明第八方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第一方面中，該氣體供給裝置進(jìn) 行利用加熱器將高溫型壓力式流量控制裝置的裝置本體加熱至20°C 250°C的溫度的高 溫型壓力式流量控制。本發(fā)明第九方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第一方面中，氣化器的加熱溫度 為 20°C 250°C。本發(fā)明第十方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第一方面中，在氣化器和高溫型 壓力式流量控制裝置之間的配管路徑上夾設(shè)有緩沖罐。
本發(fā)明第十一方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第六方面中，所述氣化器形成 為，氣化器的氣化腔為金屬制氣化腔，并且在該氣化腔的外側(cè)面設(shè)置有均熱板，進(jìn)而在該均 熱板的外側(cè)具備絕熱部件。本發(fā)明第十二方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第六方面中，氣化器的氣化腔 形成為具備存在于氣化腔內(nèi)的液體成分的積存部的氣化腔的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明第十三方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第六方面中，金屬制氣化腔形 成為金屬制圓筒型氣化腔，并且該金屬制氣化腔在氣化腔的內(nèi)部隔開間隔呈同心狀地配置 有兩張脈動減少用孔板，該脈動減少用孔板為圓盤型。本發(fā)明第十四方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第六方面中，在氣化腔的內(nèi)部 填充有鋼制滾珠或多孔金屬板制的加熱促進(jìn)體。本發(fā)明第十五方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第八方面中，在高溫型壓力式 流量控制裝置的裝置本體上固定有鋁制均熱板，并且在裝置本體的氣體入口側(cè)通路和氣體 出口側(cè)通路的附近配設(shè)有封裝加熱器，使氣體接觸部分的溫度差為6°C以下。本發(fā)明第十六方面的具備氣化器的氣體供給裝置在第八或九方面中，該氣體供給 裝置形成為這樣的結(jié)構(gòu)在形成于鋁制厚板的內(nèi)側(cè)面的加熱器插入槽內(nèi)插裝固定期望長度 的封裝加熱器而構(gòu)成加熱器，該加熱器配設(shè)于高溫型壓力式流量控制裝置的兩側(cè)面或氣化 器的兩側(cè)面以及底面。發(fā)明效果在本發(fā)明中，由于利用流量控制特性穩(wěn)定的高溫型壓力式流量控制裝置來控制由 氣化器氣化后的氣體流量，因此，即使氣化器側(cè)的條件稍微變動，也不會對流量控制裝置側(cè) 的流量測定精度造成大的影響。其結(jié)果為，即使氣化器側(cè)的溫度控制精度或壓力控制(液 體流入量控制)精度有些許降低或些許變動，氣體側(cè)的流量控制精度也不會降低，能夠穩(wěn) 定地進(jìn)行高精度的氣體流量控制。并且，由于利用脈動減少用孔板將氣化器的氣化腔的內(nèi)部空間劃分為多個區(qū)域， 并且設(shè)置殘留于氣化腔內(nèi)的液體成分的積存部并將積存部內(nèi)的液體成分排出到外部，因 此，由于液體成分的殘留而引起的氣化腔內(nèi)的壓力變動大幅減少。另外，通過在氣化器和高溫型壓力式流量控制裝置之間設(shè)置緩沖罐，使得氣體對 流量控制流量的供給壓力穩(wěn)定，能夠進(jìn)行更高精度的氣體流量控制。由于利用加熱器對氣化腔進(jìn)行加熱，并且在氣化腔的外側(cè)面配設(shè)均熱板，因此，氣 化腔均勻地被加熱而能夠進(jìn)行更穩(wěn)定的液體成分的氣化。利用筒式加熱器將高溫型壓力式流量控制裝置加熱至50°C 200°C，并且，在流 量控制裝置的本體安裝鋁制均熱板，或在氣體入口側(cè)通路和氣體出口側(cè)通路設(shè)置輔助封裝 加熱器，由此，能夠?qū)怏w接觸部分的溫度差抑制在大約6°C以下，能夠完全防止流量控制 裝置本體內(nèi)產(chǎn)生液體成分。


圖1是本發(fā)明的具備氣化器的氣體供給裝置A的基本構(gòu)成圖。圖2是在本發(fā)明中使用的氣化器1的剖視概要圖。圖3是在本發(fā)明中使用的高溫型壓力式流量控制裝置2的基本構(gòu)成圖。
圖4是在本發(fā)明中使用的高溫型壓力式流量控制裝置2的控制裝置本體部分的剖 視概要圖。圖5是表示一個實施例的加熱器13的概要的立體圖。圖6是表示一個實施例的氣化腔3的概要的局部剖開的立體圖。圖7是表示本發(fā)明的一個實施例的具備氣化器的氣體供給裝置A的概要的立體 圖。圖8是利用本發(fā)明的氣化器1進(jìn)行的氣化試驗的說明圖。圖9是表示試驗1中的經(jīng)過時間與各部分的壓力之間的關(guān)系的線圖。圖10是表示試驗1中的經(jīng)過時間與高溫型壓力式流量控制裝置的流量之間的關(guān) 系的線圖。圖11是表示試驗2中的經(jīng)過時間與各部分的壓力以及壓力式流量控制裝置的流 量之間的關(guān)系的線圖。圖12是表示以往的具備氣化器的氣體供給裝置的一例的說明圖。圖13是表示以往的具備氣化器的氣體供給裝置的其他示例的線圖。標(biāo)號說明A具備氣化器的氣體供給設(shè)備；T液體收納罐；LG液體；G氣體乂液體供給量控制 閥；v2 v7開閉閥；Q液體供給量控制裝置；M加熱溫度控制裝置；L溢流閥；Gp液體收納罐 加壓用氣體；To加熱器溫度檢測器；Ptl-P1壓力檢測器J1溫度檢測器；1氣化器；2高溫型 壓力式流量控制裝置；3氣化腔；3a、3b、3c塊體；3d液體入口 ；3e氣體出口 ；3f、3g加熱促 進(jìn)體；4脈動減少用孔板；4a節(jié)流孔；5液體積存部；6 8加熱裝置；9控制閥；9a驅(qū)動部； 9b隔膜閥芯；10節(jié)流孔；11緩沖罐；12均熱板；13加熱器；13a鋁板；13b加熱器插入槽； 13c盤管式加熱器；14絕熱部件；15運算控制裝置；15a流量運算部；15b比較部；15c放大 /AD轉(zhuǎn)換部；15d設(shè)定輸入部；16控制裝置本體；16a氣體出口 ； 17筒式加熱器；18輔助封裝 加熱器；19配管路徑；20處理腔；21真空泵；22節(jié)流孔；23配管路徑。
具體實施例方式以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。圖1是表示本發(fā)明的具備氣化器的氣體供給裝置A的基本構(gòu)成的構(gòu)成框圖，在圖 1中，T是液體收納罐，Q是液體供給量控制裝置，M是加熱溫度控制裝置，V1是液體供給量 控制閥，L是溢流閥，Gp是液體收納罐加壓用氣體，To是加熱器溫度檢測器，V2 V7是開閉 閥，Ptl P1是壓力檢測器，T1是溫度檢測器，1是氣化器，2是高溫型壓力式流量控制器，3是 氣化腔，4是脈動減少用孔板，5是液體積存部，6 8是加熱裝置，9是控制閥，10是節(jié)流孔， 11是緩沖罐，19是配管路徑，20是處理腔。另外，上述液體積存部5和緩沖罐11也可以去 掉。本發(fā)明的具備氣化器的氣體供給設(shè)備A(以下簡稱為氣體供給設(shè)備)由液體收納 罐T、液體供給量控制裝置Q、氣化器1、高溫型壓力式流量控制裝置(以下簡稱為壓力式流 量控制裝置)2、加熱裝置6、7、8等形成，氣化器1、壓力式流量控制裝置2以及兩者的組合 結(jié)構(gòu)構(gòu)成本發(fā)明的主要部分。圖2是在本發(fā)明中使用的氣化器1的剖視概要圖，包括平面形狀為四邊形的殼體(氣化腔)3 ；將氣化腔3的內(nèi)部劃分為三個區(qū)域的兩張脈動減少用孔板4 ；液體積存部5 ；自 液體積存部5的排液機構(gòu)；固定于氣化腔3的上/下兩面以及前/后側(cè)面(省略圖示)的 鋁制的均熱板12 ；配設(shè)于均熱板12的外側(cè)面的加熱器13 ；覆蓋加熱器13的外側(cè)的絕熱部 件14;以及壓力傳感器P。等。上述氣化腔3通過不銹鋼形成為內(nèi)部容積為IOcm3以上的具有適當(dāng)容積的殼體， 與液體LG的種類和所需氣體流量對應(yīng)地適當(dāng)確定內(nèi)部容積值。另外，如后所述，在液體LG 為純水且所需氣體流量為100SCCM的情況下，氣化腔3的內(nèi)部容積為大約18cm3。并且，上述脈動減少用孔板4也由不銹鋼形成，該脈動減少用孔板4的節(jié)流孔4a 的內(nèi)徑根據(jù)液體的種類及其液體氣化量來適當(dāng)?shù)剡x定。另外，在液體LG為水且所需氣體流 量為100SCCM的情況下，兩張孔板4、4的各孔徑為Φ0. 2mm。另外，在圖2中將氣化腔3的內(nèi)部空間劃分為三個區(qū)域，但根據(jù)腔出口側(cè)的內(nèi)壓Ptl 的允許變動幅度，劃分?jǐn)?shù)量選定為2 5。上述氣化器1通過由加熱器13和鋁制的均熱板12等構(gòu)成的加熱裝置6加熱至大 約50°C 300°C，成為溫度為20°C 250°C的氣體G而向壓力式流量控制裝置2側(cè)流出。另外，在上述圖2的氣化器1中，將氣化腔3形成為殼型，但也可以將其形成為圓 筒型并將脈動減少用孔板4形成為圓盤型，將多個孔板4呈圓心狀地配置，并焊接固定于氣 化腔3的內(nèi)壁面。在圖2的實施方式中，將氣化腔3的內(nèi)部中除了孔板4之外的部分作為空間部，但 為了實現(xiàn)液體(液化氣體)LG的加熱的促進(jìn)以及氣化后的氣體的熱量的保持，也可以將由 小徑的鋼制滾珠或多孔質(zhì)金屬板的層疊體構(gòu)成的加熱促進(jìn)體(省略圖示)按照期望量填充 到氣化腔3內(nèi)的內(nèi)部空間中。并且，在圖2中，將液體積存部5設(shè)置于氣化腔3的出口側(cè)， 但也可以省略該液體積存部5和排液機構(gòu)。圖3是在本發(fā)明中使用的高溫型壓力式流量控制裝置2的基本構(gòu)成圖。在圖3中，9是控制閥，9a是驅(qū)動部，10是節(jié)流孔，15是運算控制部，壓力檢測器P1 和溫度檢測器T1的檢測值通過放大/AD轉(zhuǎn)換部15c輸入到流量運算部15a，流過節(jié)流孔10 的氣體流量作為Qc = KP1運算。然后，在比較部15b中將來自設(shè)定輸入部15d的設(shè)定流量 值Qs和上述運算流量值Qc進(jìn)行比較，并將兩者的差信號Qy輸入到控制閥9的驅(qū)動部9a， 由此，控制閥9向上述差信號Qy成為零的方向開/閉。該壓力式流量控制裝置2在流過節(jié)流孔10的氣體流速為聲速以上的所謂臨界狀 態(tài)下的流體流的情況下，通過節(jié)流孔10的氣體流量Q能夠作為Q = KP1 (K為常數(shù)，P1為節(jié) 流孔上游側(cè)壓力)運算是基本的，流量控制的響應(yīng)性極高且穩(wěn)定，具有熱式質(zhì)量流量控制 裝置所不能比的優(yōu)異的控制響應(yīng)性和高的控制精度。另外，壓力式流量控制裝置自身由日本特開平8-338546號等其他公報所公知，因 此，在這里省略其詳細(xì)的說明。另外，構(gòu)成上述高溫型壓力式流量控制裝置2的控制閥9和節(jié)流孔10、壓力檢測器 P1、溫度檢測器T1以及運算控制裝置15等如圖4示出的概要圖所示，全部一體地組裝于不 銹鋼制的裝置本體16。即，在裝置本體(主體)16中插裝有筒式加熱器17，由此，裝置本體16和控制閥9 的隔膜閥芯9b的部分被加熱至大約50°C 300°C。
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并且，在形成于裝置本體16內(nèi)的流體通路的部分配設(shè)有輔助封裝加熱器18， 由此，入口流體通路和出口流體通路的附近被加熱，其結(jié)果為，在液體LG為純水(H2O) 或氟化氫(HF)、四乙氧基硅烷(TE0S*Si(0C2H5)4)那樣的情況下，流通的氣體G的溫度 最低也保持于20°C 250°C的范圍，能夠完全防止液體成分附著于控制閥9的隔膜閥 芯％，并且兩個流體通路內(nèi)的氣體溫度的差保持在大約6°C以下。另外，在本發(fā)明中， 作為供給的源用的液體LG，存在三甲基銦(TMI · (CH3)3In)、二甲基鋅(DMZ · (CH3)2Zn), 二 乙基鋅(DEZ · (C2H5) 2Zn)、三甲基鎵(TMG · (CH3) 3Ga)、三乙基鎵(TEG · (C2H5) 3Ga)、 三甲基鋁(TMA · (CH3)3Al)、三乙基鋁(TEA · (C2H5)3Al)、四(二乙基氨基)鉿 (TDEAH.Hf[N(C2H5)2]4)、四雙(乙基甲基氨)鉿(Hf [N (CH3) (C2H5) ]4)、四(乙基甲基氨基) 鉿(TEMAZ · (Zr [N (CH3) (C2H5) ] 4)、五乙氧基鉭(ΤΑΕΤ0 · Ta (C2H5) 5)、三(二甲胺基)硅烷 (TDMAS · SiH[N(CH3)2]3)、三甲基硅烷(3MS · (CH3) 3SiH)、四甲基硅烷(4MS · (CH3)4Si)、雙叔 丁基氨基硅烷(BTBAS · H2Si[NH(t-C4H9)]2)、磷酸三乙酯(ΤΕΡ0 · PO(C2H5O)3)、硼酸三乙酯 (TEB · B (OC2H5) 3)、四氯化鈦(TiC14)等。另外，在裝置本體16的上表面?zhèn)群颓昂蟮膬蓚?cè)面(省略圖示)緊貼固定著比較厚 的鋁制的均熱板12，由此，控制裝置本體16的各部分的溫度變得均勻。另外，在圖4中，使用筒式加熱器17和輔助封裝加熱器18形成壓力式流量控制裝 置2的加熱裝置7，但是，當(dāng)然使用的加熱器的形式和使用方式怎樣都可以。圖5是表示在本發(fā)明中使用的加熱器13的概要的立體圖，在厚度為4 8mm的四 邊形的鋁板13a的內(nèi)側(cè)面設(shè)置加熱器插入槽13b，并將線狀的盤管式加熱器13c插裝固定于 該加熱器插入槽13b內(nèi)，由此構(gòu)成加熱器13。圖6是表示本發(fā)明的實施例的氣化器的概要的局部剖開的立體圖，通過氣密狀地 組裝三個塊體3a、3b、3c來形成氣化腔3，使從液體入口 3d送入的液體LG在通過孔板4的 節(jié)流孔4a流通期間氣化，并從氣體出口 3e流出。另外，3f和3g是由小徑的鋼球滾珠或多 孔質(zhì)金屬板的層疊體構(gòu)成的加熱促進(jìn)體。圖7是表示本發(fā)明的具備氣化器的氣體供給裝置A的實施例的概要立體圖，在圖 6所示的氣化器1的上方裝備高溫型壓力式流量控制裝置2，在氣化器1和高溫型壓力式流 量控制裝置2的裝置本體16的兩側(cè)面以及底面配設(shè)圖5所示的板狀的加熱器13，形成為對 其進(jìn)行加熱的結(jié)構(gòu)。另外，圖7的標(biāo)號16a為氣體出口。并且省略最外層的絕熱部件的圖
7J\ ο接著對本發(fā)明的動作概要進(jìn)行說明。參照圖1，經(jīng)由液體供給量控制裝置Q調(diào)節(jié)罐 T內(nèi)的內(nèi)壓和液體供給量控制閥V1的開度，由此控制來自液體收納罐T內(nèi)的液體LG的供給 量，根據(jù)來自氣化器1的出口側(cè)的壓力檢測器Ptl的信號，控制液體LG的供給量，使得高溫 型壓力式流量控制裝置2的上游側(cè)的氣體壓力成為預(yù)定的壓力值以上。同樣，根據(jù)來自氣化器1的加熱溫度檢測器Ttl的信號，經(jīng)由加熱溫度控制裝置M調(diào) 節(jié)對加熱裝置6的加熱器13的輸入和液體供給量控制閥V1的開度，利用上述液體供給量 控制裝置Q和加熱溫度控制裝置M進(jìn)行控制，使得高溫型壓力式流量控制裝置2的上游側(cè) 的氣體壓力成為期望的流量以及壓力值以上。另外，在連接氣化器1和高溫型壓力式流量控制裝置2的管路中設(shè)置有溢流閥L， 在萬一氣化器1的出口側(cè)氣體壓力異常上升的情況下，將氣體G排出到外部。
并且，圖1的緩沖罐11貯存預(yù)定量的氣體G，由此來防止流入壓力式流量控制裝置 2的氣體G的流量(壓力)的大幅變動。如上所述，壓力式流量控制裝置2的響應(yīng)性優(yōu)異， 因此，即使來自氣化器1的流出氣體G的流量(壓力)稍微變動，流量控制自身也不存在障 礙。因此，緩沖罐11的容積可以小，或者也可以取而代之，在配管路徑19呈分支狀地設(shè)置 通氣管(省略圖示)。實施例1圖8是使用本發(fā)明的氣化器1(內(nèi)部容積約18cm3)的水的氣化試驗的說明圖，利 用真理泵(oj夕；^ Ψ。> ) Pm2使罐T內(nèi)的純水LG通過Φ = 0. 8mm的節(jié)流孔22，并將其 壓入氣化器1的氣化腔3內(nèi)，通過Φ = 0. 2mm的節(jié)流孔4a和Φ = 0. 2mm的節(jié)流孔4b，利 用以I/H加熱器13為主體的加熱裝置6進(jìn)行加熱，使氣化后的氣體(水蒸氣氣體)G通過 流量為100SCCM的高溫型壓力式流量控制裝置2而流通。另外，壓力式流量控制裝置2的 出口側(cè)配管路徑23的末端由渦旋泵型真空泵21抽真空。上述高溫型壓力式流量控制裝置2的加熱裝置7以筒式加熱器17為主體形成，并 且配管路徑23等的加熱裝置8以橡膠加熱器為主體構(gòu)成。首先，使構(gòu)成加熱裝置6的I/H加熱器、形成加熱裝置7的筒式加熱器和形成加熱 裝置8的橡膠加熱器動作，確認(rèn)I/H加熱器的預(yù)熱后的氣化腔3的溫度穩(wěn)定。然后，開始供 給純水LG，持續(xù)供給純水GL直到氣化腔3的內(nèi)壓保持140 160KPa的位置，然后開通壓力 式流量控制裝置2。另外，壓力式流量控制裝置2的設(shè)定流量為100SCCM。并且，進(jìn)行真理泵Pm2的流 量調(diào)節(jié)，以使氣化腔3內(nèi)的內(nèi)壓保持在140 160KPa。另外，通風(fēng)閥V8的開放設(shè)定壓力為 300KPa。在上述的試驗狀態(tài)下，利用壓力檢測器PQ1、Ptl2測定氣化腔3內(nèi)的壓力，利用壓力 檢測器P2測定配管路徑23內(nèi)的壓力，利用溫度檢測器TM1測定氣化腔內(nèi)的溫度，利用溫度 檢測器TM2測定控制裝置本體16的外表面溫度。[試驗1]設(shè)氣化器的加熱裝置6(I/H加熱器13)的設(shè)定溫度為160°C，液體壓送用的真理泵 Pm2的流量為0. 58CC/min，壓力式流量控制裝置2的設(shè)定流量為lOOsccm，壓力式流量控制 裝置2的加熱裝置(筒式加熱器17)7的設(shè)定溫度為120°C，進(jìn)行純水LG的氣化試驗。圖9和圖10示出其結(jié)果，圖9示出經(jīng)過時間與各部分的壓力以及壓力流量控制裝 置的流量的關(guān)系，并且圖10示出經(jīng)過時間與各部分的溫度的關(guān)系。[試驗2]設(shè)氣化器的加熱裝置6(I/H加熱器13)的設(shè)定溫度為160°C，液體壓送用的真理泵 Pm1的流量為0. 63CC/min，壓力式流量控制裝置2的設(shè)定流量為lOOsccm，壓力式流量控制 裝置2的加熱裝置(筒式加熱器17)的設(shè)定溫度為120°C，進(jìn)行純水LG的氣化試驗。圖11示出其試驗結(jié)果，示出經(jīng)過時間與各部分的壓力以及壓力式流量控制裝置 的流量。根據(jù)上述各試驗的結(jié)果，可知以下方面等a.相對于一定量的液體LG的供給產(chǎn)生 些許壓力變動，但通過將氣化腔內(nèi)的壓力保持為大約150kpa以上，能夠保持穩(wěn)定的流量供 給；b.在液體LG為水的情況下，氣化腔3的設(shè)定溫度為160°C左右足夠，若氣化腔3的出口側(cè)的氣體壓力為HOkpa以上，則與上游側(cè)壓力的變動無關(guān)，壓力式流量控制裝置2能夠進(jìn) 行恒定流量的流量控制；c.與控制液體LG的供給量相比，控制氣化腔3內(nèi)的壓力更好，因 此，優(yōu)選設(shè)置使開放的氣體迅速返回液體罐T的機構(gòu)；d.在配管部被冷卻而液化后的水落 到氣化腔3內(nèi)，由此產(chǎn)生不穩(wěn)定的壓力，因此，需要留意氣化腔3的出口側(cè)的配管的縮短和 加熱。工業(yè)實用性本發(fā)明不僅能夠應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、化學(xué)工業(yè)、藥品工業(yè)、食品工業(yè)中的使用液化 氣體的氣體供給裝置，而且能夠應(yīng)用于所有工業(yè)中的使用液化氣體的氣體供給裝置。并且，本發(fā)明不僅能夠應(yīng)用于以水或半導(dǎo)體制造用的液化氣體為原料的氣體供給 裝置，還能夠應(yīng)用于以通過加溫而氣化的所有液體為原料的氣體供給裝置。
權(quán)利要求
一種具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，該氣體供給裝置由下列部件構(gòu)成液體收納罐；使從液體收納罐壓送來的液體氣化的氣化器；對來自氣化器的流出氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的高溫型壓力式流量控制裝置；以及加熱裝置，該加熱裝置對氣化器、高溫型壓力式流量控制裝置以及與氣化器和高溫型壓力式流量控制裝置等連接的配管路徑的期望部分進(jìn)行加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，液體為水、氟化氫、四乙氧基硅烷、三甲基鋁或四(二乙基氨基)鉿中的任一個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，該氣體供給裝置形成為這樣的結(jié)構(gòu)在氣化器的氣化腔的上方裝備有高溫型壓力式流 量控制裝置的裝置本體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，該氣體供給裝置形成為這樣的結(jié)構(gòu)具備液體供給控制裝置，該液體供給控制裝置調(diào) 節(jié)從液體收納罐向氣化器壓送的液體量，以使高溫型壓力式流量控制裝置的上游側(cè)的氣體 壓力成為預(yù)先確定的設(shè)定壓力以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，該氣體供給裝置形成為這樣的結(jié)構(gòu)具備溫度控制裝置，該溫度控制裝置調(diào)節(jié)氣化器 的加熱溫度，以使高溫型壓力式流量控制裝置的上游側(cè)壓力成為預(yù)先確定的設(shè)定壓力以 上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，使氣化器形成為由下列部件構(gòu)成的氣化器具備期望的內(nèi)部空間容積的氣化腔；隔開 間隔配置于氣化腔內(nèi)部的多個脈動減少用孔板；以及配設(shè)于氣化腔的外側(cè)面的加熱器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，該氣體供給裝置形成為這樣的結(jié)構(gòu)在氣化器和高溫型壓力式流量控制裝置之間的配 管通路上具備溢流閥，在通路內(nèi)的氣體壓力達(dá)到預(yù)先確定的高溫壓力式流量控制裝置的最 高使用壓力附近時，該溢流閥動作。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，該氣體供給裝置進(jìn)行利用加熱器將高溫型壓力式流量控制裝置的裝置本體加熱至 20°C 250°C的溫度的高溫型壓力式流量控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，氣化器的加熱溫度為20°C 250°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，該氣體供給裝置形成為這樣的結(jié)構(gòu)在氣化器和高溫型壓力式流量控制裝置之間的配 管路徑上夾設(shè)緩沖罐。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，所述氣化器形成為，氣化器的氣化腔為金屬制氣化腔，并且在該氣化腔的外側(cè)面設(shè)置 有均熱板，進(jìn)而在該均熱板的外側(cè)具備絕熱部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，氣化器的氣化腔形成為具備存在于氣化腔內(nèi)的液體成分的積存部的氣化腔的結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，金屬制氣化腔形成為金屬制圓筒型氣化腔，并且該金屬制氣化腔在氣化腔的內(nèi)部隔開 間隔呈同心狀地配置有兩張脈動減少用孔板，該脈動減少用孔板為圓盤型。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于， 在氣化腔的內(nèi)部填充有鋼制滾珠或多孔金屬板制的加熱促進(jìn)體。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，在高溫型壓力式流量控制裝置的裝置本體上固定有鋁制均熱板，并且在裝置本體的 氣體入口側(cè)通路和氣體出口側(cè)通路的附近配設(shè)有封裝加熱器，使氣體接觸部分的溫度差為 6°C以下。
16.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的具備氣化器的氣體供給裝置，其特征在于，該氣體供給裝置形成為這樣的結(jié)構(gòu)在形成于鋁制厚板的內(nèi)側(cè)面的加熱器插入槽內(nèi)插 裝固定期望長度的封裝加熱器而構(gòu)成加熱器，該加熱器配設(shè)于高溫型壓力式流量控制裝置 的兩側(cè)面或氣化器的兩側(cè)面以及底面。
全文摘要
本發(fā)明提供具備氣化器的氣體供給裝置，該氣體供給裝置由下列部件構(gòu)成液體收納罐；使液體氣化的氣化器；對氣化氣體的流量進(jìn)行調(diào)節(jié)的高溫型壓力式流量控制裝置；以及加熱裝置，該加熱裝置對氣化器、高溫型壓力式流量控制裝置以及與氣化器和高溫型壓力式流量控制裝置連接的配管路徑的期望部分進(jìn)行加熱，由此實現(xiàn)節(jié)能和小型化，并且不需要嚴(yán)格的氣化器側(cè)的溫度控制，就能夠穩(wěn)定且簡單地進(jìn)行高精度的氣體流量控制。
文檔編號H01L21/31GK101983418SQ200980111910
公開日2011年3月2日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月1日
發(fā)明者土肥亮介, 平田薰, 日高敦志, 松本篤咨, 永瀨正明, 池田信一, 西野功二, 長田厚 申請人:株式會社富士金