JP2003075234A - 高純度化学物質のための容器及びその液面の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 再充填又は内容物を一新する際のクリーニン
グを容易にし、液面検知の際の汚染物又は粒状物質の発
生の回避を可能にする、高純度化学物質のための容器と
その液面の測定方法を提供すること。 【解決手段】 容器１０内の高純度化学物質の量を測定
するため外部底表面１６に取り付けた超音波液面センサ
ー２４、容器１０から高純度化学物質を配給することが
でき、又は化学物質を配給するため容器１０に昇圧ガス
を供給することができる浸漬管２２、底表面１６にあ
り、浸漬管２２の下方の先端がそこに位置する液だめで
あって、浸漬管２２の下方先端を収容し且つ液だめの高
純度化学物質の量を測定するため超音波液面センサー２
４のための検知ゾーンを有する大きさにされた液だめ２
０を含み、当該超音波液面センサー２４が少なくとも液
だめ２０の化学物質の量を測定するため液だめ２０に隣
接して位置している容器とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高純度化学物質の
ための容器及びその液面の測定方法に関し、より詳しく
言えば、外部の超音波液面センサーと液だめとを備えた
高純度化学物質のための容器及びその液面の測定方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子デバイス製造産業は、集積回路やそ
の他の電子デバイスを製造するための原料あるいは前駆
物質として様々な液体化学物質を必要としている。この
必要性は、トランジスタ用の半導体やゲート酸化膜に適
切な電子的性質を与えるのに半導体に種々の化学物質を
ドープする必要があり、そしてまた回路が種々の金属、
バリヤ層、ビアを必要としていることから生じている。
その上、コンデンサや、層間の絶縁の必要のために、絶
縁層が必要とされている。サブトラクティブ手法を必要
とする製造では、レジスト、平坦化用の化学物質、そし
てエッチング剤が必要とされている。

【０００３】これらの用途で使用される化学物質の全て
は、それらの化学物質を用いて製造される現在及び将来
の電子デバイスにおける極端に微細な配線幅や高いデバ
イス密度により課される電子製造産業の厳しい必要条件
を満たすために、高純度の状態でもって必要とされる。

【０００４】高純度の化学物質を提供しようとする努力
の成果の一部は、電子デバイスを製造する反応器あるい
は炉にそのような化学物質を供給する容器や装置の設計
及び構造となっている。化学物質の純度は、それらを貯
蔵する容器及びそれらを配給する装置よりもよくなるこ
とはできない。

【０００５】その上、電子デバイス製造プロセスで使用
する際に利用することができる高純度化学物質の量を監
視することが重要である。電子デバイスは、半導体ウエ
ハ当たり一度に数百という量で製造され、加工される個
々のウエハの大きさは将来の製造プロセスではより大き
くなると予期されている。これは、ウエハ上で加工され
る電子デバイスの収量の値を非常に大きくし、その結
果、高純度化学物質をたまたま利用できないときに加工
あるいは製造を行うとかなりの損失になる。従って、電
子製造産業では、製造プロセスの設備構成の一部で高純
度化学物質の量の監視を利用している。

【０００６】化学物質の純度の問題と、使用する際に得
ることができるその量を監視する問題に対応するため
に、産業界ではそれらの目標を達成しようとする様々な
試みがなされてきた。

【０００７】米国特許第５１９９６０３号明細書には、
堆積装置で使用される有機金属化合物のための容器が開
示されており、この容器には入口弁と出口弁があり、ま
た出口を通して液体化学物質を配給するための浸漬管が
ある。ところが、液面センサーは設けられておらず、浸
漬管は容器の内部で終えている。

【０００８】米国特許第５５６２１３２号明細書には、
浸漬管出口と内部のフロート液面センサーを備えた高純
度化学物質のための容器が記載されている。浸漬管は一
体式の出口弁につながっている。しかし、浸漬管は、容
器を再充填しあるいは内容物を新しくする際に使いやす
くなく、そして内部のフロート液面センサーは容器内に
入っている高純度化学物質にとって粒状物質の発生源と
なることが知られている。

【０００９】米国特許第４４４０３１９号明細書には、
浸漬管が昇圧用ガスによる液の配給を可能にする飲料用
の容器が示されている。浸漬管は、飲料の完全な供給を
可能にするようくぼみ（ｗｅｌｌ）内に収めることがで
きる。液面センサーは教示されておらず、そして浸漬管
は容易に取り外されず、あるいは交換されない。

【００１０】米国特許第４０５３０８５号明細書には、
腐食性の化学物質の入った管をシールするための装置が
開示されており、この装置ではエラストマー材料の二つ
の同心ワッシャーシールが使用されている。一方のシー
ルは弾力性であり、一方は耐腐食性である。金属製シー
ルを用いることは提案されていない。

【００１１】米国特許第５６６３５０３号明細書には、
容器内に液が存在するのを検知するのに用いられること
が知られている超音波センサーが記載されている。浸入
式と非浸入式のセンサーが記載されている。

【００１２】米国特許第６０７７３５６号明細書には、
化学気相成長のための化学物質供給容器が示されてお
り、この容器には、液を排出する浸漬管の末端が位置
し、そしてまた液面センサーの末端が位置する、液だめ
のくぼみがある。超音波センサーが考えられている（第
６欄３７行）が、この米国特許明細書は、その態様で
は、その液だめをセンサーは検知操作のために利用しな
いことをはっきりと教示している（第６欄３８〜４３
行）。

【００１３】純度と液面検知の目標に対処する上での従
来技術の欠点は、高純度の収容を提供し、再充填又は内
容物を一新する際のクリーニングを容易にし、液面検知
の際の汚染物又は粒状物質の発生を回避し、浸漬管を収
容し且つ超音波センサーのための検知ゾーンを有する大
きさにした液だめにより外部の超音波液面センサーを用
いて液面を感知し、そしてまた液面検地装置の交換又は
修理の際の大気中の汚染物による汚染を回避する、本発
明により克服される。本発明のそのほかの利点も下記に
記載される。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、高純度化学物
質のための容器であって、上表面、側部表面材及び底表
面を含む外部表面を有する外殻、入口として使用するこ
とができる開口部、出口として使用することができる開
口部、容器内の高純度化学物質の量を測定するため上記
外殻の外部底表面に取り付けられた超音波液面センサ
ー、上記出口に取り外し可能に接続され、容器からそれ
を通し高純度化学物質を配給することができる浸漬管、
上記底表面にあり、浸漬管の下方の先端がそこに位置す
る液だめであって、浸漬管の下方先端を収容し且つ液だ
めの高純度化学物質の量を測定するため超音波液面セン
サーのための検知ゾーンを有する大きさにされた液だ
め、を含み、当該超音波液面センサーが少なくとも液だ
めの化学物質の量を測定するため液だめに隣接して位置
している高純度化学物質のための容器である。

【００１５】好ましくは、超音波液面センサーは容器の
外部表面のうちの液だめより下方の底表面に位置する。

【００１６】もう一つの態様において、本発明は、高純
度化学物質のための容器であって、金属製の外殻、弁付
きの入口、弁付きの出口、容器中の高純度化学物質の量
を測定するため上記外殻の外部底表面に取り外し可能に
取り付けられた超音波液面センサー、上記出口に取り外
し可能に接続されていて、下流の高純度化学物質配給装
置への接続により容器から高純度化学物質を配給するこ
とができる浸漬管、上記底表面にあり、浸漬管の下方先
端が挿入されている液だめであって、浸漬管の下方先端
を収容し且つ液だめの高純度化学物質の量を測定するた
めの超音波液面センサーのための検出ゾーンを有する大
きさにされている液だめを有し、上記超音波液面センサ
ーがこの液だめの浸漬管が位置していない部分の下方に
配置されている容器である。

【００１７】好ましくは、液面センサーは液だめのうち
の、浸漬管の下方でない部分の下方に位置する。

【００１８】好ましくは、液だめは、浸漬管の下方先端
を収容し、且つ浸漬管が液面センサーによる液面感知を
妨げるのを回避するのに十分な大きさである超音波液面
センサーのための検知ゾーンを収容する大きさにされて
いる。

【００１９】好ましくは、液だめは上記底表面の平面よ
り下方にあり、且つ当該底表面の一部を構成する。

【００２０】本発明は、上表面、側表面及び底表面を含
む外部表面を備えた金属製の外殻を有する高純度化学物
質の容器であり、弁付きの入口、弁付きの出口、当該容
器内の高純度化学物質の量を測定するため外殻の外部底
表面に取り付けられた超音波液面サンサー、上記出口に
接続していてそれを通し当該容器から高純度化学物質を
配給することができる浸漬管、この浸漬管の下方端が挿
入されている上記底表面の液だめ、を有する容器内の高
純度化学物質の液面を測定するための方法であって、当
該超音波液面センサーを当該液だめより下方に配置し、
容器内の高純度化学物質中に超音波を発生させ、発生し
た超音波の反射を当該センサーにより感知し、そして当
該反射に比例する信号を発生させることを含む、容器内
の高純度化学物質の液面を測定するための方法でもあ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明は、半導体装置、フラット
パネルディスプレイ、及び電子デバイスの製造に必要と
されるような、高純度化学物質のための容器に関するも
のである。そのような製造には、一般に、高純度の原料
あるいは前駆化学物質が必要とされる。この状況での高
純度は、一般に９９．９ｗｔ％より高く、多くの場合に
は少なくとも９９．９９９ｗｔ％純粋であり、最も多く
の場合９９．９９９９ｗｔ％純粋であることである。高
純度化学物質の、例えばテトラエチルオルトシリケート
（ＴＥＯＳ）の部類の液体化学物質の容器内で、そのよ
うな純度を維持するためには、容器は厳しい純度と不活
性の必要を満たすために設計されなくてはならない。そ
のためには、高純度化学物質に濡れる表面である内表面
を電気研磨すること、例えばステンレス鋼（３１６Ｌ）
あるいは石英といったような、不活性の製作材料（化学
物質に依存する）、容器内に動きを生じる部品がないこ
と、優れた不活性のシール、そして再充填及び／又は内
容物の変更の際に容器とそのハードウェアに容易にアク
セスできること、を含め、いくつかのパラメーターが使
用される。

【００２２】一般に、今日では高純度化学物質は、より
多くの場合、炉や機械装置の使用箇所へオンサイトの貯
蔵器から供給され、この場合それらは液体状態で使用さ
れ、炉あるいは機械装置で気化されもしくは揮発され
る。これは、より多くの生産量とより簡潔な配給を可能
にする。容器から化学物質を配給する方法の一つは、容
器内の化学物質中に配置される浸漬管を使用することで
あった。液面より上方の容器の上部空間に圧力をかける
ことにより、化学物質は容器から浸漬管を通し第二の装
置へと押し出される。あるいはまた、浸漬管を使用し不
活性のキャリヤガスを液体の化学物質中へ配給してバブ
リングさせ、化学物質をガスに同伴させて液体化学物質
の液面より上の出口を通し取り出し、その結果として容
器から気相でもって配給することができる。そのような
容器は、当該産業界ではバブラーとして知られている。

【００２３】この浸漬管は、化学物質を充填しようとす
る容器を処理する間にクリーニングすることが困難なた
め、過去においては粒状物質による汚染源であった。本
発明では、浸漬管は、エラストマーシールと金属シール
との組み合わせ及び／又は金属シールのみを利用するこ
とにより、容器から取り外し可能であるように設計する
ことができる。浸漬管は、エラストマーのＯリング又は
金属シールにより容器へシールされて、浸漬管を通しそ
して容器の外への化学物質の移送を可能にする。その
上、浸漬管は、全ての金属シールにより環境からの汚染
に対してシールされる。浸漬管を容器から取り外し可能
にすることによって、それはよりずっと完全にクリーニ
ングすることができる。これは容器を処理する際のより
完全なクリーニングを可能にするばかりでなく、例えば
取り外し可能なフィルターのような、副次的な装置を浸
漬管に付け加えるのも可能にする。それはまた、浸漬管
用に別の材料を使用するのも可能にする。これには、非
腐食性の、全て金属の、被覆された容器における用途が
ある。

【００２４】本発明ではまた、容器の濡らされない恒久
的な部分に取り付けられる非挿入式液面センサーが考え
られる。本発明において、「容器の濡らされない恒久的
な部分」とは、液面センサーが容器の決められた外部表
面又は箇所に取り付けられることを指す。このセンサー
は、二つの方法のうちの一方で、すなわち恒久的にある
いは完全に取り外せるように、取り付けられる。本発明
において、「完全に取り外せる」とは、化学物質又は容
器の完全な状態を損なうことなく容器から取り外すこと
ができる液面センサーを想定しているものである。容器
の濡らされることのない外表面部分に液面センサーを取
り付けることは、化学物質をより完全な状態にする。液
面センサーを容器から取り外しできるようにするのは、
液面センサーが故障した場合に現場で容易に交換するの
を可能にする。

【００２５】本発明のいろいろな態様において、外部に
位置する超音波液面センサーと浸漬管について特定の位
置と取り付け手法が説明される。とは言うものの、本発
明では、バブラーのため又は蒸気の配給のための、取り
外し可能な化学物質配給管又は昇圧用のガス入口が考え
られ（浸漬管）、そしてこれは多数の同等の仕方でもっ
て、すなわち、ａ）容器の上表面の高純度化学物質の液
面より上方から、ｂ）容器の側表面の高純度化学物質の
液面より上方から、ｃ）容器の側表面の高純度化学物質
の液面より下方から、ｄ）容器の底表面の高純度化学物
質の液面より下方から、取り付けることができる。容器
のそのような上表面、側表面及び底表面は、容器の外郭
を構成する。場合によっては、種々の表面の境界面ある
いは交差する継ぎ目は、例えば容器が概して球形であ
り、あるいは上表面と底表面とが側表面又は側壁の滑ら
かな曲線の連続するものに相当する場合などには、はっ
きりしないことがある。とは言え、上表面は一般には、
容器が標準の使用状態の位置にあるときに容器の外表面
の一番高い箇所である外部表面の領域であると見なされ
る。低表面は、容器が標準の使用状態の位置にあるとき
に容器の外部表面の一番低い箇所である。これは、容器
のスカートやチャイムリングを除外する。容器の外部表
面は、外殻の外側の濡れない表面である。高純度のサー
ビス、クリーニングと交換の容易さについて、そして液
の配給が考えられる場合には、高純度化学物質容器の内
容物の実質的に全てを取り出すことについての、本発明
の目的を満たす上で、そのような様々な態様や組み合わ
せの全てが、適切なものである。

【００２６】本発明により考えられる容器には、炉ある
いは電子デバイス製造炉の付属機器あるいは化学物質を
実際に使用する機器へ直接化学物質を供給する容器であ
り、時によりアンプル、缶（キャニスター）あるいはプ
ロセス容器と呼ばれる容器が含まれ、そしてまたこのよ
うな容器を再充填する容器であり、時によりバルク容器
と呼ばれる容器が含まれる。これらの容器は、１リット
ル以上から５リットル以上までを含め、任意の実用的大
きさのものでよい。容器の大きさは重要ではない。化学
物質を容器へ供給しあるいは容器から配給する配管ある
いは弁付きのマニホールドは当該産業界でよく知られて
おり、更に詳しく説明することはしないが、それらは一
般に化学物質供給装置と呼ばれ、そしてそれらには、配
管や弁付きマニホールドのほかに、昇圧した不活性ガス
（キャリヤガス又はプッシュガス）の供給源、自動化し
た制御装置、空気式（空気圧作動）の弁を操作するため
の空気の供給源、ベント配管、減圧源、流量制御及び監
視用器材、並びにその他の付随装置が含まれるが、これ
らは本発明の論題ではない。

【００２７】本発明の容器中に収容することができる化
学物質には、テトラエチルオルトシリケート（ＴＥＯ
Ｓ）、ボラジン、アルミニウムトリｓｅｃ−ブトキシ
ド、四塩化炭素、トリクロロエタン、クロロホルム、ト
リメチルホスファイト、ジクロロエチレン、トリメチル
ボレート、ジクロロメタン、チタンｎ−ブトキシド、ジ
アルキルシラン、ジエチルシラン、ジブチルシラン、ア
ルキルシランハイドライド、ヘキサフルオロアセチルア
セトナト銅（Ｉ）トリメチルビニルシラン、イソプロポ
キシド、トリエチルホスフェート、四塩化ケイ素、タン
タルエトキシド、テトラキス（ジエチルアミノ）チタ
ン、テトラキス（ジメチルアミド）チタン、ビスｔｅｒ
ｔ−ブチルアミドシラン、トリエチルボレート、四塩化
チタン、トリメチルホスフェート、トリメチルオルトシ
リケート、チタンエトキシド、テトラメチルシクロテト
ラシロキサン、チタンｎ−プロポキシド、トリス（トリ
メチルシロキシ）ホウ素、チタンイソブトキシド、トリ
ス（トリメチルシリル）ホスフェート、１，１，１，
５，５，５−ヘキサフルオロ−２，４−ペンタンジオ
ン、テトラメチルシラン、１，３，５，７−テトラメチ
ルシクロテトラシロキサン及びそれらの混合物を含める
ことができる。

【００２８】これらの化学物質は、大抵の場合、比較的
高価であり、使用者は、化学物質を使い果たすことなく
且つ化学物質を消費するプロセスを運転停止することな
しに化学物質のできる限り多くを使用することを要望す
る。電子デバイスの製造では、高価な機器類を使用し、
そしてウエハ当たりの個別の集積回路の数が大量である
高価で付加価値のあるウエハを生産する。集積回路の費
用を節約するためには化学物質のできる限り多くを使用
することが重要であるが、同時に、ウエハ加工機器類を
停止しあるいは欠陥のある集積回路を製造するのは高く
つく。

【００２９】従って、センサーによる化学物質の汚染を
避けるため及び化学物質の品質に影響を及ぼさずにセン
サーを交換するのを容易にするために、液体化学物質の
液面を感知するのに外部の超音波液面センサーを使用す
るのが望ましい。

【００３０】更に、化学物質をほぼ完全に利用するため
センサーが非常に少量の消費化学物質を測定することが
できるよう、外部の超音波液面センサーを容器の底壁の
液だめより下方に位置するようにするのが望ましい。

【００３１】液だめより下方の外部の超音波液面センサ
ーを使用することにより、化学物質をほぼ完全に利用し
たときに液だめにできる液柱による確かな検出が際立つ
ことになる。これに対し、そのような液だめがないと、
センサーは、非常に浅いが容量のかなり大きな残留化学
物質での信号を分析することになる。

【００３２】従って、本発明の重要な側面は、容器内の
液面を検知するために外部の超音波液面センサーを配置
することと、根本的に容器内の液だめの残留化学物質を
検出して液だめの非常に少量の残留化学物質でもって化
学物質の正確な信号の提供を可能にすることの組み合わ
せである。

【００３３】その目標の達成のために、本発明は、外部
の超音波液面センサーの感知機能を発揮させるのに適合
した液だめと、容器から化学物質を抜き出すための浸漬
管の下方端部とを備えた容器を提供する。液だめは、超
音波液面センサーが液だめの液体化学物質中に発生させ
感知する信号を浸漬管が妨害しないよう適切な大きさに
されなくてはならない。

【００３４】外部の超音波液面センサーは、超音波を発
生して容器の底壁を通し液体中へ供給し、そして超音波
の一部を液体化学物質の表面から反射させることにより
機能する。反射した超音波はセンサーにより検出され、
発生した超音波の検出に要する時間が液の高さに比例す
る。液だめを設けることは、より大きな液柱を提供する
ことにより、そしてそのため、液だめのない容器、ある
いは、具体的にはそのような組み合わせとはほど遠いも
のを教示している米国特許第６０７７３５６号明細書に
記載のような、液だめを超音波による液面感知機能のた
めに使用しない容器よりも小さな液容量についてさえ
も、液面を感知する時間間隔をより長くすることによ
り、正確な信号感知を際立たせる。

【００３５】液だめの大きさを、センサーのための検出
ゾーンと浸漬管のための抜き出しゾーンとを備えるよう
なものにすることによって、本発明は、残留する高価な
化学物質が非常に少量になるまで液面を感知するのに最
も正確な環境を提供する一方で、末端が液だめ中で終え
る浸漬管を通して取り出すことにより残留化学物質を使
い尽くすのを可能にする。

【００３６】検出ゾーンと浸漬管による抜き出しゾーン
の両方を収容するのに様々な液だめの形状寸法が考えら
れる。例示される態様では、液だめは容器の側壁により
画定される円形断面の半分である。その底表面は、この
態様においては概して滑らかな凹状に湾曲した水平面を
構成する容器の底壁より、およそ２５ｍｍ（約１イン
チ）下方にある。底壁における水平面で円形のくぼみ、
容器の底壁におけるより低い箇所、水平面で長円形のく
ぼみ、及び水平面で犬の骨状の形をしたくぼみを含め
て、このほかの液だめの形状寸法が考えられる。容器の
底壁と側壁との交差するところに連続の環状の液だめが
存在するように、概して上向きに凸状になった底壁を使
用することが可能である。後者の場合、化学物質液面を
センサーが感知するのを妨げ、そして化学物質の液面の
誤った読みを与えかねない浸漬管が存在する可能性を一
番うまく回避するように、浸漬管と超音波センサーは互
いに正反対のところに配置することができよう。

【００３７】液だめの検出ゾーンと液だめの抜き出しゾ
ーンの大きさは、外部の超音波液面センサーの発生及び
検出パラメーターに依存している。検出ゾーンは、浸漬
管からの反射超音波が容器内の液の表面からの、とりわ
け化学物質が容器の液だめより上方から抜き出された後
の液だめに残されている液の表面からの、反射超音波を
有意にじゃまする原因にならないように、十分大きくな
くてはならない。これは、浸漬管を液だめ中に、且つ検
出ゾーンと液だめの底壁とに近接して配置することによ
りなされる。これはまた、浸漬管を取り付ける容器の上
方の空間と取り付けの仕方によりなされる。

【００３８】本発明の容器への浸漬管の取り付けは、考
えられるいくつかの方法により行うことができる。浸漬
管は、ＶＣＲ（商標）グランドを使用する金属対金属の
シール、浸漬管の外壁と容器の出口の内径との間の弾性
シール、及び出口と浸漬管のフランジとの金属対金属の
シールのうちの一つにより、あるいはプロセス化学産業
において管を出口に接続するためのその他の既知の接続
装置により、出口に接続される。

【００３９】上記の浸漬管のシールの様式においては、
Ｏリングシールを浸漬管とともに使用して、不活性の昇
圧用ガス、例えば窒素又はヘリウムのようなものを使っ
て入口及び入口弁を介し容器の上部空間へ圧力をかけた
ときに、化学物質が容器から浸漬管を通って出口及び出
口弁の外へ流れるようにする。この金属ガスケットは、
環境からのいずれの汚染物も寄せつけない。取り外し可
能な浸漬管の取り付けは、電子製造産業における高純度
化学物質使用用途向けの浸漬管をクリーニングし又は交
換する能力を増強する。その上、取り外し可能な浸漬管
は、容器の寿命中に保守点検あるいは交換を必要とする
ことがある追加の高純度用オプション類の使用、例えば
フィルター、ゲッター、膜（隔膜）、計量ディスペンサ
ーや、同様の装置・機器類を配置するといったことを容
易にする。

【００４０】説明したこれらの態様では、構成部品は全
てが、適当な金属又は非金属の、適合した材料から製作
される。一般的には、容器中の化学物質に応じて、これ
にはステンレス鋼（電解研磨した３１６Ｌ鋼）、ニッケ
ル、クロム、銅、ガラス、石英、テフロン（商標）、ハ
ステロイ、Ｖｅｓｐｅｌ（商標）、アルミナ、Ｋｅｌ−
Ｆ、ＰＥＥＫ、Ｋｙｎａｒ（商標）、炭化ケイ素あるい
はその他の任意の金属、プラスチック又はセラミック材
料が含まれるが、材料はこれらには限定されず、変性種
や組み合わせも考えられる。

【００４１】図１に示した容器１０は、側表面又は側壁
１４、スカート１８の内側にあり側表面１４の下方又は
一番下の円周方向のへりに取り付けられた底部又は底表
面１６（部分破断部分に示される）、上部又は上表面１
２、容器を手で取り扱うため及び弁と入口／出口開口部
を保護するためのチャイムリングアセンブリ４６、化学
物質を浸漬管から押し出すため高純度液体化学物質の液
面より上方の上部空間を昇圧する不活性の昇圧ガス（例
えば窒素、ヘリウム）の供給源に一般的に接続される入
口開口部３６（弁付きの入口）につながれた空気式（空
気圧作動）の入口弁４０、取り外し可能な浸漬管２２
（この事例ではテフロン（商標）又は同様の不活性なプ
ラスチック）を備えた出口開口部３８、を備えている。
このテフロン（商標）の浸漬管は、同じ物質又は異なる
物質を充填しなおす際に新しい浸漬管を使用することが
できるように、容器から取り外し可能で且つ使い捨て可
能である。浸漬管２２は、出口３８の近くの一方の先端
と、液の上部空間を昇圧する間に液体の高純度化学物質
の大部分を取り出すよう、図２にいっそう詳しく示した
ように、容器の液だめ２０の底部のすぐ近くに達してい
る他方の先端とを有する。

【００４２】本発明の液面センサー２４は、液だめ２０
の底表面を通して容器１０内の高純度化学物質を調べる
ことができる。好ましくは、容器１０の外表面のうちの
底表面１６は、側表面１４から通常は下方へ凹状に湾曲
していて、そしてセンサー２４は、容器内の液体化学物
質の最低充填量まで液面を読み取るように、液だめ２０
の検出ゾーン４８である底表面１６のうちの一番低い箇
所に位置している。この配置は、センサー２４が底表面
１６より下方のスカート１８により保護され、そしてこ
のスカート１８は側壁１４が底表面１６より下方へ連続
するものであることから、独特の利点を提供する。スカ
ート１８と底表面１６は、センサー２４が、外乱から切
り離されそして輸送中の誤った取り扱いを回避する位置
に安全に存在することができる、保護された空洞を形成
する。好ましくは、センサー２４は、容器１０が置かれ
る面との接触を避けるように、スカート１８の一番低い
円周方向のへりに対応する平面より下方に突き出さな
い。この配置はまた、音波が液を通り抜けて液体化学物
質と気体の上部空間との界面に至りこの界面からはね返
ってセンサー２４へ反射することにより感知されること
から、容器１０及びその液だめ２０に収容されている液
体化学物質の液面を感知するための超音波液面センサー
２４の性能を最良のものにする。液はガスよりも良好な
音波の伝導体であり、そのためこの配置は、容器１０の
外表面から液面を感知するための超音波液面センサー２
４にとって最高の精度と正確さをもたらす。

【００４３】超音波信号は、容器を通して伝送され、そ
して容器１０内の高純度液体化学物質の表面又はこの液
表面とそれより上方の気体の上部空間との界面からはね
返る。液面は、気体中及び／又は液体化学物質中での音
の速度を基にする。使用される種々のブランケットガス
について信号を調節することができよう。適切な超音波
液面センサーは商業的に入手でき、例えば米国ニューヨ
ーク州Ｈａｕｐｐａｇｅ，Ｒｉｃｅｆｉｅｌｄ １５５
のＣｏｓｅｎｓｅ， Ｉｎｃ．から入手されるＭＬ１０
１等がある。センサーの信号は、コネクタワイヤ２６を
通し、保護シュラウド２８を通して容器１０の側壁１４
を上り、信号を増幅又は変調するための適切な電子処理
機器３２につながるケーブル３０に伝えられ、そして最
後に、何らかのプロセス制御器に接続してセンサー信号
をそれに伝送するためのコネクタ３４へ伝えられ、その
プロセス制御器により容器を操作することができる。

【００４４】容器は、搬送を容易にし、且つまた、いず
れも上表面又は上壁１２にある出口３８、入口３６、空
気式の弁４０と４２、及び充填口４４を保護する、標準
的なチャイムリング４６を有する。

【００４５】図２に、液だめ２０を拡大して詳しく示
す。この液だめは、浸漬管２２により使用されていない
検出ゾーン４８と、液体化学物質が近くの浸漬管２２に
より抜き出される抜き出しゾーン５０とを含むことが示
されており、この浸漬管２２は液だめ２０のその部分を
使用し、液だめの底に集まる粒状物質を浸漬管へ引き入
れずに液だめ２０中の残留化学物質の大部分を使用する
のに十分な距離５２まで液だめ２０の底面にずっと接近
して終えていることが分かる。距離５２は０．５〜１．
０ｃｍでよいが、実際の距離は容器内に入っている化学
物質を利用する用途に依存する。

【００４６】特定の態様に関して本発明を例示し説明し
てきたが、入口もしくは出口を追加し、電磁式に作動さ
れる弁、手動弁、油圧式の弁等を用いるといったよう
な、そのほかの態様や改変が可能であることが理解され
る。本発明の特徴は、下流の容器を再充填するバルクの
化学物質配送容器、直接配送のアンプルで使用すること
ができ、両者とも蒸気配給装置、すなわちバブラーと、
液の直接注入装置（ＤＬＩ）とをともに備えることがで
きる。

【００４７】本発明は、高純度化学物質の貯蔵と配給に
おける従来技術を上回るいくつかの重要な利点を提供す
る。超音波液面センサーは連続式の感知装置であり、全
ての液高さにおいて特定の液体化学物質液高さのデータ
を提供するが、それはまた、事実上不連続式であること
もでき、設定点の適切なインプット、プログラミング又
は電気的な監視により、前もって定められた液高さでの
みデータを提供してもよい。また、それは完全に容器の
外部にある。この非挿入式の液面センサーは、もう一つ
の汚染源を取り除くので、より高い化学物質純度を可能
にする。その上、液面センサーを容器から完全に取り外
し可能にすることは、液面センサーが故障した場合に容
器が使用中であろうとなかろうと、現場での液面センサ
ーの交換を可能にする。最も重要なことに、液だめを液
体化学物質製品のほぼ完全な利用を可能にし且つ液面セ
ンサーの精度を高めるようにすることは、従来技術を上
回る重要な利点をもたらす。液だめを、浸漬管を収容す
るばかりでなく、センサーの感知機能に適応もする大き
さにすることは、従来技術を上回る重要な性能を提供す
る。液だめを液体化学物質の抜き出しのためばかりでな
く、センサーのための信号精度を高めるためにも使用す
るのが、重要なことである。これを行うためには、液だ
めは、センサーにより発生されそれにより受け取られる
信号のために確保された検出ゾーンを提供し、そしてま
た浸漬管を通して液体化学物質を取り出すための抜き出
しゾーンを提供する大きさにされなくてはならない。

【００４８】本発明をいくつかの好ましい態様に関して
説明したが、本発明の完全な範囲は特許請求の範囲の記
載により確認されるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】一部において底表面及び液だめを示している、
本発明の一態様により装備を施した容器の概要図であ
る。

【図２】液だめ、及び浸漬管との間隔をあけて配置され
た外部超音波液面センサーを示す、図１の１Ｂで示した
部分の部分断面図である。

【符号の説明】

１０…容器 １２…上表面 １４…側表面 １６…底表面 １８…スカート ２０…液だめ ２２…浸漬管 ２４…センサー ３６…入口 ３８…出口 ４０…入口弁 ４２…出口弁 ４８…検出ゾーン ５０…抜き出しゾーン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェフリー ローウェル チェイス アメリカ合衆国，ペンシルベニア 18011 −2623，アルバーティス，ヘンピル スト リート 25 (72)発明者 ジョン エリック ベイカー アメリカ合衆国，カリフォルニア 92592, テムキュラ，エスメレイド コート 45271 (72)発明者 リー セネカル アメリカ合衆国，カリフォルニア 92084, ビスタ，ビア クリスティーナ 1302 (72)発明者 ロバート サム ゾリッチ アメリカ合衆国，カリフォルニア 92009, カールスバッド，パセオ デル ビスタ 6735 (72)発明者 デイビッド アレン ロバーツ アメリカ合衆国，カリフォルニア 92029, エンシニタス，カントリー ヘイブン ロ ード 280 Ｆターム(参考） 2F014 AA14 AB01 AC00 FB01 3E014 PA01 PB03 PB07 PC02 PC11 PC16 PD21 PE11 PE30 PF06

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高純度化学物質のための容器であって、
   上表面、側表面及び底表面を含む外部表面を有する外
   殻、入口として使用することができる少なくとも一つの
   開口部、出口として使用することができる少なくとも一
   つの開口部、当該容器内の高純度化学物質の量を測定す
   るため上記外殻の外部底表面に取り付けられた超音波液
   面センサー、当該容器からそれを通し高純度化学物質を
   配給することができる、あるいは化学物質を配給するた
   めそれを通し昇圧ガスを当該容器に供給することができ
   る、上記開口部の一つに接続された浸漬管、上記底表面
   にあり、上記浸漬管の下方の先端がそこに位置する液だ
   めであって、当該浸漬管の下方先端を収容し且つ当該液
   だめの高純度化学物質の量を測定するため上記超音波液
   面センサーのための検知ゾーンを収容する大きさにされ
   た液だめ、を含み、当該超音波液面センサーが少なくと
   も当該液だめの化学物質の量を測定するため当該液だめ
   に隣接して位置している高純度化学物質のための容器。
2. 【請求項２】 入口として使用することができる前記開
   口部と出口として使用することができる前記開口部が、
   当該開口部を通る流体の流量を制御するための弁をおの
   おの有する、請求項１記載の容器。
3. 【請求項３】 前記弁が遠隔自動制御により操作するこ
   とができる空気式の弁である、請求項２記載の容器。
4. 【請求項４】 前記浸漬管が、当該浸漬管の一方の先端
   で出口として使用することができる前記開口部に取り外
   し可能に取り付けられ、当該浸漬管のもう一方の先端が
   前記液だめの底の内表面の近くに達している、請求項１
   記載の容器。
5. 【請求項５】 前記超音波液面センサーが前記液だめよ
   り下方の当該容器の前記外部表面のうちの底表面に位置
   している、請求項１記載の容器。
6. 【請求項６】 前記超音波液面センサーが前記液だめの
   下方且つ前記浸漬管に隣接して位置している、請求項５
   記載の容器。
7. 【請求項７】 前記液面センサーが当該容器の前記外部
   表面に取り外し可能に取り付けられている、請求項１記
   載の容器。
8. 【請求項８】 前記液面センサーが当該容器の前記外部
   表面に恒久的に取り付けられている、請求項１記載の容
   器。
9. 【請求項９】 高純度化学物質のための容器であって、
   金属製の外殻、弁付きの入口、弁付きの出口、当該容器
   中の高純度化学物質の量を測定するため上記外殻の外部
   底表面に取り外し可能に取り付けられた超音波液面セン
   サー、上記出口に取り外し可能に接続されていて、下流
   の高純度化学物質配給装置への接続により当該容器から
   高純度化学物質を配給することができる浸漬管、上記底
   表面にあり、上記浸漬管の下方先端が挿入されている液
   だめであって、当該浸漬管の下方先端を収容し且つ当該
   液だめの高純度化学物質の量を測定するための上記超音
   波液面センサーのための検出ゾーンを収容する大きさに
   されている液だめを有し、上記超音波液面センサーがこ
   の液だめの上記浸漬管が位置していない部分の下方に配
   置されている高純度化学物質のための容器。
10. 【請求項１０】 前記液面センサーが前記液だめのうち
    の、前記浸漬管の下方でない部分の下方に位置してい
    る、請求項９記載の容器。
11. 【請求項１１】 前記液だめが、前記浸漬管の前記下方
    先端を収容し、且つ当該浸漬管が前記液面センサーによ
    る液面感知を妨げるのを回避するのに十分な大きさであ
    る前記超音波液面センサーのための検知ゾーンを収容す
    る大きさにされている、請求項９記載の容器。
12. 【請求項１２】 高純度化学物質のための容器であっ
    て、上表面、側表面及び底表面を含む外部表面を有する
    金属の外殻、弁付きの入口、弁付きの出口、当該容器内
    の高純度化学物質の量を測定するため、当該容器のスカ
    ートの内側半径方向で上記外殻の外部底表面に取り外し
    可能に取り付けられ、且つ当該スカートの底の円周方向
    の下方のへりにより画定される平面より上方に位置する
    超音波液面センサー、上記出口に取り外し可能に接続さ
    れていて、下流の高純度化学物質配給装置への接続によ
    り当該容器から高純度化学物質を配給することができる
    浸漬管、上記底表面にあり、上記浸漬管の下方の先端が
    そこに位置する液だめであって、当該浸漬管の下方先端
    を収容し且つ当該液だめの高純度化学物質の量を測定す
    るため上記超音波液面センサーのための検知ゾーンを収
    容する大きさにされた液だめ、を含み、当該超音波液面
    センサーが上記液だめの上記浸漬管が位置していない部
    分の下方に配置されている高純度化学物質のための容
    器。
13. 【請求項１３】 前記液だめが前記底表面の平面より下
    方にあり、且つ当該底表面の一部を含む、請求項１２記
    載の容器。
14. 【請求項１４】 前記液だめが、前記浸漬管により使用
    される部分と、前記浸漬管によって使用されず、その下
    方に前記超音波液面センサーが位置している部分とを有
    する、請求項１３記載の容器。
15. 【請求項１５】 前記外部表面のうちの前記底表面が前
    記側表面から下方へ概して凹状の湾曲部を有する、請求
    項１４記載の容器。
16. 【請求項１６】 前記液だめが前記概して凹状の湾曲部
    より下方にある、請求項１５記載の容器。
17. 【請求項１７】 上表面、側表面及び底表面を含む外部
    表面を備えた金属製の外殻を有する高純度化学物質の容
    器であり、弁付きの入口、弁付きの出口、当該容器内の
    高純度化学物質の量を測定するため上記外殻の外部底表
    面に取り付けられた超音波液面サンサー、上記出口に接
    続していてそれを通し当該容器から高純度化学物質を配
    給することができる浸漬管、この浸漬管の下方端が挿入
    されている上記底表面の液だめ、を有する容器内の高純
    度化学物質の液面を測定するための方法であって、当該
    超音波液面センサーを当該液だめより下方に配置し、当
    該容器内の高純度化学物質中に超音波を発生させ、発生
    したこの超音波の反射を当該センサーにより感知し、そ
    して当該反射に比例する信号を発生させることを含む、
    容器内の高純度化学物質の液面を測定するための方法。
18. 【請求項１８】 前記感知が前記液だめの高純度化学物
    質を感知する、請求項１７記載の方法。