JP2000204473A - 化学気相蒸着処理用原料ガスの供給装置 - Google Patents

化学気相蒸着処理用原料ガスの供給装置

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JP2000204473A
JP2000204473A JP11005198A JP519899A JP2000204473A JP 2000204473 A JP2000204473 A JP 2000204473A JP 11005198 A JP11005198 A JP 11005198A JP 519899 A JP519899 A JP 519899A JP 2000204473 A JP2000204473 A JP 2000204473A
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gas
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pressure
material liquid
control valve
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JP11005198A
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English (en)
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Katsuji Kasai
勝司 笠井
Tsunehiro Yamaji
常弘 山路
Kazuhisa Okada
和久 岡田
Michiaki Tsutsumi
道明 堤
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 化学気相蒸着処理用の原料ガスを大量に且つ
安定的に供給することができる原料ガス供給装置を提供
する。 【解決手段】 原料液の蒸発槽と、蒸発槽内の原料液を
加熱して原料ガスを発生させる加熱装置と、蒸発槽に原
料液を供給する原料液供給装置と、蒸発槽に接続された
ガス排出管に設けられる圧力調整弁とを有し、前記加熱
装置が、蒸発槽内に配置される発熱体と、蒸発槽内での
原料ガス圧力を検出する圧力検出器と、圧力検出器によ
る検出圧力に基づき発熱体の発熱量を制御する制御装置
とを有し、前記原料液供給装置が、蒸発槽に接続された
原料液供給管と、原料液供給管に設けられる流量調整弁
と、蒸発槽内の原料液面レベルを検出する液面レベル検
出器と、液面レベル検出器の検出値に基づき流量調整弁
の開度を調整する制御装置とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】本発明は、鋼帯の浸珪処理等
のような化学気相蒸着処理において、処理用原料ガスを
発生させ、これを化学気相蒸着処理設備に供給するため
の原料ガス供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】化学気相蒸着処理法(CVD法)により
金属等の表面にSi等の蒸着物を生成させる処理におい
ては、常温で液体であり、高温で強い腐食性を有する物
質(例えば、SiCl等)を原液の状態からガス化
し、このガス(処理ガス)を高温状態にしてキャリアガ
スとともにCVD処理炉に導く必要がある。
【0003】従来、このような処理ガスを得るには、バ
ブリングタンク内に入れられた原料液にキャリアガスを
吹き込み、このキャリアガスを原料液の蒸気で飽和蒸気
圧状態にして取り出す方法が一般的であり、この処理ガ
スはキャリアガスとともに加熱された後、CVD処理炉
へ送り込まれる。しかし、このような従来法では、連続
的にCVD処理を施すようなプロセスにおいて大流量の
処理ガスを安定的に供給することが非常に困難である。
【0004】また、特開昭63−28439号公報に示
されるように、供給経路中に充填材を使用した加熱装置
を設け、この加熱装置内で原料液の蒸発と蒸発ガスの加
熱を行ようにした設備も提案されているが、このような
設備では充填材の微妙な温度制御が困難であることか
ら、処理ガスを安定した流量で供給することが難しい。
また、このような従来装置では、鋼帯の連続浸珪処理炉
のような設備において大流量で安定した処理ガスの供給
を行うためには、装置自体の規模を極めて大きくする必
要がある。
【0005】また、上記のような充填材による加熱で
は、原料液中の不純物や経路内雰囲気中の水分と処理ガ
スとの反応により生じた生成物等により経路内の詰まり
が発生するという問題があり、これを解消するためには
充填材の定期的な交換や清掃などのメンテナンスが必要
となる。したがって、この面からも大量の処理ガスをC
VD処理炉に安定的に供給することは難しい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の装置
では大量の処理ガスを安定供給することが難しく、この
ため連続処理プロセス、例えば、高珪素鋼帯を製造する
ための鋼帯の連続浸珪処理プロセスでは、浸珪量が変動
することにより製品鋼帯の長手方向で品質にバラツキが
生じたり、操業の安定性が阻害される等の問題を生じ
る。したがって本発明の目的は、化学気相蒸着処理用の
原料ガスを大量に且つ安定的に供給することができる原
料ガス供給装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、本発明の原料ガス供給装置は以下のような特徴
を有する。 [1] 原料液の供給口を有するととにも、上部に原料ガス
を排出するためのガス排出口を有する蒸発槽と、該蒸発
槽内の原料液を加熱して蒸発させ、原料ガスを発生させ
るための加熱装置と、前記蒸発槽の供給口に原料液を供
給するための原料液供給装置と、前記ガス排出口に接続
されたガス排出管に設けられる圧力調整弁とを有し、前
記加熱装置が、前記蒸発槽内に配置される発熱体と、前
記蒸発槽内での原料ガス圧力を検出する圧力検出器と、
該圧力検出器による検出圧力に基づき前記発熱体の発熱
量を制御する制御装置とを有し、前記原料液供給装置
が、前記蒸発槽の供給口に接続された原料液供給管と、
該原料液供給管に設けられる流量調整弁と、前記蒸発槽
内の原料液面レベルを検出する液面レベル検出器と、該
液面レベル検出器の検出値に基づき前記流量調整弁の開
度を調整する制御装置とを有することを特徴とする化学
気相蒸着処理用原料ガスの供給装置。
【0008】[2] 上記[1]の装置において、圧力調整弁
の下流側のガス排出管に流量調整弁を設けたことを特徴
とする化学気相蒸着処理用原料ガスの供給装置。 [3] 上記[2]の装置において、流量調整弁の下流側のガ
ス排出管に不活性ガスを混合するためのミキサーを設
け、該ミキサーから原料ガスと不活性ガスの混合ガスを
化学気相蒸着処理設備に供給する供給管系を設けたこと
を特徴とする化学気相蒸着処理用原料ガスの供給装置。
【0009】
【発明の実施の形態】図1は本発明装置の一実施形態を
示している。本発明の装置は、原料液(例えば、SiC
)が入れられる蒸発槽1と、この蒸発槽1内の原料
液を加熱して蒸発させ、処理用原料ガスを発生させるた
めの加熱装置2と、蒸発槽1内に原料液を供給するため
の原料液供給装置3と、蒸発槽1で発生した原料ガスを
排出するためのガス排出管5及びこれに設けられる圧力
調整弁4(減圧弁)とを有している。
【0010】前記蒸発槽1は、その下部に原料液の供給
口6を有するととにも、上部に発生した原料ガスを排出
するためのガス排出口7を有している。前記加熱装置2
は、蒸発槽1内に配置される発熱体8と、蒸発槽1内
(空間部A内)での原料ガス圧力を検出する圧力検出器
9と、この圧力検出器9による該検出圧力に基づき前記
発熱体8の発熱量を制御する制御装置10を有してい
る。また、本実施形態における発熱体8は、内部に熱源
である蒸気が通される管体で構成され、この発熱体8へ
の蒸気の供給量で発熱量(原料ガスの蒸発量と蒸発槽内
圧力)を調整できるようにしている。なお、この発熱体
8は電気ヒータ等の加熱手段により構成してもよい。
【0011】前記原料液供給装置3は、蒸発槽1の前記
供給口6に接続された原料液供給管11と、この原料液
供給管11に設けられる流量調整弁12と、蒸発槽1内
の原料液面レベルを検出する液面レベル検出器13と、
この液面レベル検出器13の検出値に基づき前記流量調
整弁12の開度を調整する制御装置14を有している。
また、前記流量調整弁12の上流側の原料液供給管11
には供給ポンプ15が設けられている。また、前記圧力
調整弁4の下流側のガス排出管5には流量調整弁16が
設けられている。
【0012】このような本発明の装置では、蒸発槽1内
の原料液面レベルが液面レベル検出器13で検出され、
この検出値に基づき制御装置14が流量調整弁12の開
度を制御することにより、発熱体8が原料液中に常に浸
漬され、且つ液面レベルが常に一定となるよう蒸発槽1
内への原料液の供給量が制御される。
【0013】蒸発槽1の原料液中に浸漬した発熱体8は
原料液を加熱して蒸発させ、原料ガスを発生させる。発
生した原料ガスは蒸発槽1内の液面上方の空間部Aに溜
る。ここで、蒸発槽1内の原料液の液面レベルは、発熱
体8が常に原料液中に浸漬されるよう制御され、発熱体
8の一定の伝熱面積が確保できるため、発熱体8の発熱
量の制御により空間部A内のガス圧力を比較的容易に制
御することが可能となる。
【0014】圧力検出器9により前記空間部A内のガス
圧力が検出される。制御装置10では、必要とされる原
料ガス供給量に応じた蒸発槽内ガス圧力(空間部A内の
ガス圧力)が設定されており、前記圧力検出器9により
検出された蒸発槽内ガス圧力が設定圧力となるよう、制
御装置10により発熱体8による発熱量を制御し、原料
ガスの蒸発量を調整する。これによりガス排出口7での
ガス圧力を一定にすることができ、ガス排出管5を通じ
た化学気相蒸着処理設備への原料ガスの安定供給が可能
となる。
【0015】また、ガス排出管5に設けられた圧力調整
弁4の開度調整により蒸発槽内ガス圧力が高められ、こ
れにより低圧力(低流量)の原料ガスを化学気相蒸着処
理設備側へ安定的に供給することが可能である。また、
圧力調整弁4の下流側に設けられた流量調整弁16によ
り、化学気相蒸着処理設備側への原料ガスの流量調整が
行われる。
【0016】図2は本発明の他の実施形態を示すもの
で、図1に示す圧力調整弁4の下流側のガス排出管5に
キャリアガスである不活性ガス(窒素ガス、Arガス
等)を混合するためのミキサー17を設け、このミキサ
ー17で混合された原料ガスと不活性ガスの混合ガス
を、供給管18を通じて化学気相蒸着処理設備19に供
給するようにしている。また、前記ミキサー17等では
混合されたガスを適宜加熱することもでき、必要に応じ
てミキサー17に加熱機構を設けるか、若しくはミキサ
ー17の下流側に加熱装置を設けてもよい。その他の構
成は図1に示すものと同様であり、同一の符号を付して
詳細な説明は省略する。なお、炉に供給されるガスの加
熱については、ガスを炉内に供給するためのガスノズル
部に加熱装置を設け、この加熱装置でガスの加熱を行っ
てもよい。
【0017】
【発明の効果】以上述べた本発明の装置によれば、蒸発
槽内の原料液中に浸漬された発熱体にって原料液を加熱
することにより、大量の原料ガスを安定的に発生させる
ことができ、しかも発熱体による原料液の蒸発量、原料
液の蒸発槽への供給量、発生した原料ガスの蒸発槽内圧
力等を適切に制御することができる手段を備えているた
め、化学気相蒸着処理設備に対して処理用原料ガスを大
量に且つ安定的に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の一実施形態を示す説明図
【図2】本発明装置の他の実施形態を示す説明図
【符号の説明】
1…蒸発槽、2…加熱装置、3…原料液供給装置、4…
圧力調整弁、5…ガス排出管、6…供給口、7…ガス排
出口、8…発熱体、9…圧力検出器、10…制御装置、
11…原料液供給管、12…流量調整弁、13…液面レ
ベル検出器、14…制御装置、15…供給ポンプ、16
…流量調整弁、17…ミキサー、18…供給管、19…
化学気相蒸着処理設備、A…空間部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡田 和久 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 堤 道明 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 Fターム(参考) 4K030 AA02 BA29 CA02 CA17 EA01 GA14 HA15 KA39 KA41

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料液の供給口を有するととにも、上部
    に原料ガスを排出するためのガス排出口を有する蒸発槽
    と、該蒸発槽内の原料液を加熱して蒸発させ、原料ガス
    を発生させるための加熱装置と、前記蒸発槽の供給口に
    原料液を供給するための原料液供給装置と、前記ガス排
    出口に接続されたガス排出管に設けられる圧力調整弁と
    を有し、 前記加熱装置が、前記蒸発槽内に配置される発熱体と、
    前記蒸発槽内での原料ガス圧力を検出する圧力検出器
    と、該圧力検出器による検出圧力に基づき前記発熱体の
    発熱量を制御する制御装置とを有し、 前記原料液供給装置が、前記蒸発槽の供給口に接続され
    た原料液供給管と、該原料液供給管に設けられる流量調
    整弁と、前記蒸発槽内の原料液面レベルを検出する液面
    レベル検出器と、該液面レベル検出器の検出値に基づき
    前記流量調整弁の開度を調整する制御装置とを有するこ
    とを特徴とする化学気相蒸着処理用原料ガスの供給装
    置。
  2. 【請求項2】 圧力調整弁の下流側のガス排出管に流量
    調整弁を設けたことを特徴とする請求項1に記載の化学
    気相蒸着処理用原料ガスの供給装置。
  3. 【請求項3】 流量調整弁の下流側のガス排出管に不活
    性ガスを混合するためのミキサーを設け、該ミキサーか
    ら原料ガスと不活性ガスの混合ガスを化学気相蒸着処理
    設備に供給する供給管系を設けたことを特徴とする請求
    項2に記載の化学気相蒸着処理用原料ガスの供給装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010059483A (ja) * 2008-09-03 2010-03-18 Tokyo Electron Ltd ガス処理装置、ガス処理方法、および記憶媒体
CN112538615A (zh) * 2020-11-16 2021-03-23 武汉新芯集成电路制造有限公司 一种液态源存储系统
WO2023076165A1 (en) * 2021-10-27 2023-05-04 Entegris, Inc. High vapor pressure delivery system

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