JP2013145887A - Material gas concentration controller - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、タンク内に収容されている材料にキャリアガスを導入し、材料を気化させる材料気化システムにおいて、その気化した材料ガスの濃度を制御する装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for controlling the concentration of a vaporized material gas in a material vaporization system that introduces a carrier gas into a material accommodated in a tank and vaporizes the material.
この種の材料気化システムにおける材料ガスの濃度制御システムとしては、キャリアガスを導入する導入管に設けられたマスフローコントローラと、材料液が貯留されているタンクを恒温に保つための恒温槽と、材料ガス及びキャリアガスの混合ガスを導出する導出管に設けられ、混合ガスの圧力、すなわち、全圧を測定するための圧力計とを備えたものが挙げられる。 As a material gas concentration control system in this type of material vaporization system, there are a mass flow controller provided in an introduction pipe for introducing a carrier gas, a thermostatic chamber for keeping a tank in which a material liquid is stored, and a material Examples include a pressure gauge for measuring a pressure of the mixed gas, that is, a total pressure, which is provided in a lead-out pipe for leading the mixed gas of the gas and the carrier gas.
このものは、材料液を一定の温度に保つことによって常に材料液が飽和蒸気圧で気化するようにして、材料ガスの分圧が一定になるようにし、圧力計によって測定される全圧が一定になるようにマスフローコントローラによってキャリアガスの流量を制御するようにしている。このようにすれば、気体の濃度は分圧／全圧で表されることから、分圧及び全圧が一定であるのだから、気体の濃度すなわち材料ガスの濃度も当然一定になると考えられている。 This keeps the material liquid at a constant temperature so that the material liquid always vaporizes at the saturated vapor pressure so that the partial pressure of the material gas is constant, and the total pressure measured by the pressure gauge is constant. The flow rate of the carrier gas is controlled by a mass flow controller. In this way, since the gas concentration is expressed by partial pressure / total pressure, the partial pressure and the total pressure are constant, so the gas concentration, that is, the material gas concentration is naturally considered to be constant. Yes.
しかしながら、恒温槽によってタンクを恒温に保っていたとしても、材料液が気化する際の気化熱によって温度が低下し、飽和蒸気圧が変化してしまうため、材料ガスの分圧が変化して所望の濃度から変化してしまう。また、材料液の量の変化などによっても、バブリングよるキャリアガスが材料液に接する時間や状態が変化してしまい、材料ガスが飽和蒸気圧に達するまで気化せず、やはり、材料ガスの分圧が変化して所望の濃度から変化してしまう。 However, even if the tank is kept at a constant temperature by the thermostatic bath, the temperature is lowered by the heat of vaporization when the material liquid is vaporized, and the saturated vapor pressure changes. It will change from the concentration. Also, due to changes in the amount of the material liquid, the time and state of contact of the carrier gas by bubbling with the material liquid will change, and it will not vaporize until the material gas reaches the saturated vapor pressure. Will change from the desired concentration.
さらに、常に飽和蒸気圧で材料液を気化させることができたとしても、ある濃度から別の濃度に変化させたい場合には、タンク内の温度を変化させて飽和蒸気圧を変化させる必要がある。タンク内の温度を変化させるには通常、非常に長い時間がかかってしまうため、材料ガスの濃度制御は応答性の悪いものとなってしまう。 Furthermore, even if the material liquid can always be vaporized at the saturated vapor pressure, if it is desired to change from one concentration to another, it is necessary to change the saturated vapor pressure by changing the temperature in the tank. . Usually, since it takes a very long time to change the temperature in the tank, the control of the concentration of the material gas becomes poor in responsiveness.
また、材料ガスの濃度制御を行うために上述したように導入管と導出管の両方に機器を設けておかなくてはならないので、装置の取り付け工数が多くなったり、非常に手間がかかったりすることになる。 In addition, since it is necessary to provide equipment in both the introduction pipe and the outlet pipe as described above in order to control the concentration of the material gas, the number of man-hours for installing the apparatus increases and it takes a lot of time and effort. It will be.
本発明は上述したような問題を鑑みてなされたものであり、そもそも、タンクを恒温に保つことなどによって材料ガスの分圧を一定に保つことができるという前提から出発するのではなく、材料ガスの分圧が変動したとしても、混合ガスにおける材料ガスの濃度を一定に保つことができ、応答性が良く、材料気化システムに容易に取り付けて濃度制御を行うことができる材料ガス濃度制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and in the first place, it does not start from the premise that the partial pressure of the material gas can be kept constant by keeping the tank constant temperature or the like. A material gas concentration control device that can keep the concentration of the material gas in the mixed gas constant even if the partial pressure of the gas mixture fluctuates, has good responsiveness, and can be easily attached to the material vaporization system to control the concentration. The purpose is to provide.
すなわち本発明に係る材料ガス濃度制御装置は、材料を収容するタンクと、収容された材料を気化させるキャリアガスを前記タンクに導入する導入管と、材料が気化した材料ガス及び前記キャリアガスの混合ガスを前記タンクから導出する導出管とを具備した材料気化システムに用いられるものであって、前記導出管に接続され、前記混合ガスを流すための内部流路を有した基体と、前記内部流路を流れる混合ガスにおける材料ガスの濃度を測定する濃度測定部と、前記濃度測定部よりも下流において、前記濃度測定部によって測定された測定濃度を予め定めた設定濃度に調節する第１バルブとを具備しており、前記濃度測定部と前記第１バルブは前記基体に取り付けられていることを特徴とする。 That is, the material gas concentration control device according to the present invention includes a tank that contains a material, an introduction pipe that introduces into the tank a carrier gas that vaporizes the contained material, and a mixture of the material gas that vaporizes the material and the carrier gas. A material vaporization system including a lead-out pipe for leading gas from the tank, the base connected to the lead-out pipe and having an internal flow path for flowing the mixed gas, and the internal flow A concentration measuring unit for measuring the concentration of the material gas in the mixed gas flowing through the path, and a first valve for adjusting the measured concentration measured by the concentration measuring unit to a predetermined set concentration downstream from the concentration measuring unit; The concentration measuring unit and the first valve are attached to the substrate.
このようなものであれば、濃度測定部によって混合ガスにおける材料ガスの濃度そのものを測定して、予め定めた設定濃度となるように測定濃度を第１バルブによって調節することができるので、タンク内で材料液が飽和蒸気圧で気化していない場合や、バブリングの状態が変化する場合などにおいて材料ガスの発生する量が変動したとしても、その変動とは関係なく濃度を一定に保つことができる。 If it is such, since the density | concentration of the material gas in mixed gas itself can be measured by a density | concentration measurement part and a measurement density | concentration can be adjusted with a 1st valve so that it may become a predetermined setting density | concentration, Even if the amount of generated material gas fluctuates when the material liquid is not vaporized with saturated vapor pressure or when the bubbling state changes, the concentration can be kept constant regardless of the fluctuation. .
言い換えると、タンク内の温度などを制御することによって材料液が気化する量を一定に保つようにしなくても、混合ガスの濃度を一定に保つことができる。 In other words, the concentration of the mixed gas can be kept constant without keeping the amount of the material liquid vaporized by controlling the temperature in the tank and the like.
また、タンク内の温度を制御することによって材料ガスの量を制御するのに比べて、第１バルブによって混合ガスにおける材料ガスの濃度を調節するので、温度変化を待つ時間がない分、時間遅れが小さく、応答性の良い材料ガス濃度の制御を行うことができる。 Also, compared to controlling the amount of material gas by controlling the temperature in the tank, the concentration of the material gas in the mixed gas is adjusted by the first valve, so there is no time to wait for the temperature change and time delay The gas concentration can be controlled with a small responsiveness.
さらに、前記第１バルブは、前記濃度測定部よりも下流に設けられているので、前記濃度測定部は第１バルブの調節の影響を受ける前の濃度、すなわち、タンク内の濃度を正確に測定することができる。従って、予め定められた設定濃度に調節するには、どのように第１バルブを操作すればよいのかも正確にわかるので材料ガス濃度の制御も精度よく行うことができるようになる。 Further, since the first valve is provided downstream of the concentration measuring unit, the concentration measuring unit accurately measures the concentration before being affected by the adjustment of the first valve, that is, the concentration in the tank. can do. Therefore, in order to adjust to the predetermined set concentration, it is possible to accurately know how to operate the first valve, so that the control of the material gas concentration can be performed with high accuracy.
加えて、材料ガス濃度制御装置は、前記基体に前記濃度測定部及び前記第１バルブは取り付けられており、一つのユニットとして構成されているので、バブリングシステムの導出管の一部又は全部を構成するように内部流路を接続するだけで、材料ガス濃度の制御を容易に行うことができるようになる。しかも、濃度を制御するには、従来であれば導入管側へ測定濃度をフィードバックするための配線を施すなど、設置に非常に手間がかかったものが、導入管側だけに設定を行うだけでもよいので設置の工数を大幅に減らすことができる。 In addition, since the concentration measuring unit and the first valve are attached to the base body and configured as one unit, the material gas concentration control device constitutes part or all of the outlet tube of the bubbling system. Thus, the material gas concentration can be easily controlled by simply connecting the internal flow path. In addition, in order to control the concentration, wiring that feeds back the measured concentration to the introduction tube side is conventionally required. Since it is good, the number of installation steps can be greatly reduced.
また、濃度測定部が複数の測定器で構成される場合でも、１つのユニットとして材料ガス濃度制御装置は構成されているので、複数の測定器が別のユニットとして導出管などに設けられる場合に比べて、測定器同士の設置位置を近くすることができ、略同じ測定点を測定することができる。従って、正確な濃度測定を行えることから材料ガス濃度の制御も精度よく行うことができるようになる。 In addition, even when the concentration measuring unit is composed of a plurality of measuring devices, the material gas concentration control device is configured as one unit. Therefore, when a plurality of measuring devices are provided as separate units in the outlet pipe or the like. In comparison, the installation positions of the measuring instruments can be close to each other, and substantially the same measurement points can be measured. Therefore, since accurate concentration measurement can be performed, it is possible to accurately control the material gas concentration.
さらに、測定器同士が１ユニットにまとめられているので、例えば、温調することによって測定精度を保つ場合でもそれぞれを別々に温調する必要がなく、ヒーターの設置する数を減らしたり、まとめたりすることができ、コストダウンを図ることができる。 Furthermore, since the measuring instruments are combined into one unit, for example, even when measuring accuracy is maintained by adjusting the temperature, there is no need to adjust the temperature separately, and the number of heaters installed can be reduced or integrated. Cost reduction.
さらに、材料ガス濃度制御装置は１ユニットであるので、精度を保ったまま後に続くプロセスに近い位置に設けることができる。このように本発明の材料ガス濃度制御装置によれば、一度制御された濃度に変化が生じにくく、必要とされる材料ガス濃度の精度を保ったまま後に続くプロセスに供給することが容易になる。 Furthermore, since the material gas concentration control device is one unit, it can be provided at a position close to the subsequent process while maintaining accuracy. Thus, according to the material gas concentration control apparatus of the present invention, it is difficult for the concentration once controlled to change, and it is easy to supply to the subsequent process while maintaining the accuracy of the required material gas concentration. .
簡単な構成で材料ガス濃度を測定できるようにする前記濃度測定部の具体的な実施の態様としては、前記濃度測定部が、材料ガスの分圧を測定する分圧測定部と、前記混合ガスの圧力を測定する圧力測定部とを備えたものであり、前記分圧測定部が測定した測定分圧と前記圧力測定部が測定した測定圧力とに基づいて、混合ガスにおける材料ガスの濃度を測定するものが挙げられる。 As a specific embodiment of the concentration measuring unit that enables measurement of the material gas concentration with a simple configuration, the concentration measuring unit includes a partial pressure measuring unit that measures a partial pressure of the material gas, and the mixed gas. A pressure measuring unit for measuring the pressure of the gas mixture, and based on the measured partial pressure measured by the partial pressure measuring unit and the measured pressure measured by the pressure measuring unit, the concentration of the material gas in the mixed gas is determined. What is measured.
材料ガスの成分によっては、流路中の管壁にこびりつきやすいものもあり、流路抵抗が大きくなってしまったり、管径が小さくなることによって流すことができる流量に変化が出てしまったりすることによって、材料ガス濃度の制御に悪影響を及ぼすことがある。このような問題が生じるのを防ぐためには、前記内部流路が、その表面に鏡面加工が施されたものとして、材料ガスが液化、固化するなどして付着するのを防ぐようにすればよい。 Some material gas components tend to stick to the tube wall in the flow path, and the flow resistance increases or the flow rate that can be flowed changes as the tube diameter decreases. This may adversely affect the control of the material gas concentration. In order to prevent such a problem from occurring, the internal flow path should be mirror-finished on the surface, and the material gas may be prevented from adhering due to liquefaction or solidification. .
濃度測定部によっては、内部流路を流れる混合ガスの温度変化によって測定誤差が発生することがある。このような測定誤差を小さくし、より材料ガス濃度制御の精度を向上させるには、前記内部流路を流れる混合ガスの温度を測定するための温度測定部を更に備えたものであればよい。このようなものであれば、測定温度に応じて補正曲線などを用いて測定値の補償を行うことができる。 Depending on the concentration measurement unit, a measurement error may occur due to a temperature change of the mixed gas flowing through the internal flow path. In order to reduce such a measurement error and further improve the accuracy of the material gas concentration control, it is only necessary to further include a temperature measuring unit for measuring the temperature of the mixed gas flowing through the internal flow path. If it is such, compensation of a measured value can be performed using a correction curve etc. according to measured temperature.
このように本発明の材料ガス濃度制御装置によれば、濃度測定部によって混合ガスにおける材料ガスの濃度を測定し、第１バルブによってその測定濃度が所望の値になるように調節するので、タンクの材料液から気化する材料ガスの量が変動するとしても、その変動と関係なく濃度制御を行うことができる。また、濃度を変化させたい場合にも、時間の係る温度変化によって材料ガスを増減させるのでなく、第１バルブによって濃度制御を行うようにしているので、応答性の良い濃度制御を行うことができる。 As described above, according to the material gas concentration control apparatus of the present invention, the concentration measurement unit measures the concentration of the material gas in the mixed gas, and the first valve adjusts the measured concentration to a desired value. Even if the amount of the material gas vaporized from the material liquid varies, the concentration can be controlled regardless of the variation. Even when it is desired to change the concentration, since the concentration control is performed by the first valve instead of increasing / decreasing the material gas due to the time-related temperature change, the concentration control with good responsiveness can be performed. .
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明に係る材料ガス濃度制御システム１００は、例えば、半導体製造プロセスに使用されるウエハ洗浄装置の乾燥処理槽内のＩＰＡ濃度を安定供給するために用いられる。より具体的には、ＩＰＡ材料液Ｌを気化させて乾燥処理槽内に供給するバブリングシステム１に用いられるものである。なお、ＩＰＡ材料液Ｌが請求項での材料に対応し、バブリングシステム１が請求項での材料気化システムに対応する。ここで、材料は固体材料であっても本発明は同様の効果を奏し得る。また、本発明は、ＩＰＡ材料液Ｌが気化した材料ガスの濃度制御に限られるものではない。例えば、ＣＶＤ製膜装置やＭＯＣＶＤ製膜装置などにおいて、濃度制御を行うために用いることもできる。 The material gas concentration control system 100 according to the present invention is used, for example, to stably supply the IPA concentration in the drying treatment tank of a wafer cleaning apparatus used in a semiconductor manufacturing process. More specifically, it is used for the bubbling system 1 that vaporizes the IPA material liquid L and supplies it to the drying treatment tank. The IPA material liquid L corresponds to the material in the claims, and the bubbling system 1 corresponds to the material vaporization system in the claims. Here, even if the material is a solid material, the present invention can achieve the same effect. Further, the present invention is not limited to the concentration control of the material gas vaporized from the IPA material liquid L. For example, it can also be used for concentration control in a CVD film forming apparatus, an MOCVD film forming apparatus, or the like.
図１に示すように、前記バブリングシステム１は、材料液Ｌを貯留するタンク１３と、前記タンク１３に貯留された材料液Ｌ中にキャリアガスを導入してバブリングさせる導入管１１と、前記タンク１３に貯留された材料液Ｌの上方空間Ｎから材料液Ｌが気化した材料ガス及び前記キャリアガスの混合ガスを導出する導出管１２とを具備したものである。さらに、前記導入管１１と導出管１２との間を接続するパージラインＰがタンク１３の外側に設けてある。パージラインＰには開閉バルブＶが設けられており、前記開閉バルブＶは材料ガスを気化させ、濃度制御を行う場合である通常時には閉止してある。後述する濃度測定部ＣＳのゼロ点調整を行う場合には、開閉バルブＶは開放され、キャリアガスがタンク１３内を通過しないようにして、材料ガスを含まないようにされる。 As shown in FIG. 1, the bubbling system 1 includes a tank 13 for storing a material liquid L, an introduction pipe 11 for introducing a carrier gas into the material liquid L stored in the tank 13 and bubbling, and the tank 13 and a lead-out pipe 12 for deriving a mixed gas of the material gas vaporized from the material liquid L and the carrier gas from the upper space N of the material liquid L stored in 13. Further, a purge line P connecting the introduction pipe 11 and the outlet pipe 12 is provided outside the tank 13. The purge line P is provided with an open / close valve V. The open / close valve V is closed during normal times, ie, when the material gas is vaporized and concentration control is performed. When the zero point adjustment of the concentration measuring unit CS to be described later is performed, the opening / closing valve V is opened so that the carrier gas does not pass through the tank 13 and does not contain the material gas.
さらに、このバブリングシステム１には、前記タンク１３にはタンク１３内の温度を測定するための温度センサＴと、前記導出管１２に材料ガス濃度制御装置２が設けてある。 Further, in the bubbling system 1, the tank 13 is provided with a temperature sensor T for measuring the temperature in the tank 13, and the material gas concentration control device 2 is provided in the outlet pipe 12.
次に、図１、図２、図３を参照しながら前記材料ガス濃度制御装置２について詳述する。 Next, the material gas concentration control device 2 will be described in detail with reference to FIGS. 1, 2, and 3.
ハードウェアの構成について説明すると、図２の斜視図及び図３の断面図に示すように、前記材料ガス濃度制御装置２は、前記バブリングシステム１の導出管１２に接続されてその一部を構成する内部流路Ｂ１を有する概略直方体形状の基体Ｂに対して、前記混合ガス中の材料ガスの分圧を測定する分圧測定部たる分圧測定センサ２１と、前記内部流路Ｂ１を流れる混合ガスの圧力（全圧）を測定する圧力測定部たる圧力計２２と、弁体の開度によって混合ガスの圧力を調節する第１バルブ２３とをこの順に上流から設けてあるものである。さらに、図１の模式図に示すように、前記第１バルブ２３の制御を行うための制御機構２４を具備している。 The hardware configuration will be described. As shown in the perspective view of FIG. 2 and the cross-sectional view of FIG. 3, the material gas concentration control device 2 is connected to the outlet pipe 12 of the bubbling system 1 and constitutes a part thereof. A partial pressure measuring sensor 21 serving as a partial pressure measuring unit for measuring a partial pressure of a material gas in the mixed gas with respect to a substantially rectangular parallelepiped base B having an internal flow path B1 and a mixture flowing through the internal flow path B1. A pressure gauge 22 serving as a pressure measuring unit for measuring the gas pressure (total pressure) and a first valve 23 for adjusting the pressure of the mixed gas according to the opening degree of the valve body are provided in this order from the upstream side. Furthermore, as shown in the schematic diagram of FIG. 1, a control mechanism 24 for controlling the first valve 23 is provided.
ここで、混合ガス中の材料ガスの濃度を制御するためには、分圧測定センサ２１及び圧力計２２は第１バルブ２３よりも上流に設けておく必要がある。これは、前記第１バルブ２３の影響を受ける前のタンク１３内の全圧及び混合ガス中における材料ガスの濃度を正確に測定し、材料液の気化状態の変化に合わせて濃度制御を行えるようにするためである。 Here, in order to control the concentration of the material gas in the mixed gas, the partial pressure measurement sensor 21 and the pressure gauge 22 need to be provided upstream of the first valve 23. This is because the total pressure in the tank 13 before being affected by the first valve 23 and the concentration of the material gas in the mixed gas are accurately measured, and the concentration can be controlled in accordance with the change in the vaporized state of the material liquid. It is to make it.
なお、前記分圧測定センサ２１と、前記圧力計２２と、後述する濃度算出部２４１が請求項での濃度測定部ＣＳに対応するものである。 The partial pressure measurement sensor 21, the pressure gauge 22, and a concentration calculation unit 241 described later correspond to the concentration measurement unit CS in the claims.
前記基体Ｂの内部流路Ｂ１は、概略円筒形状の貫通孔によって形成されているものである。その内部表面には鏡面加工が施されているものであり、材料ガスが液化や固化するなどして、管の表面に付着することを防ぐようにしてある。このようにしておくことによって、内部流路Ｂ１が材料ガスなどによって狭窄し、想定している流量が得られなくなる、又は、測定精度や濃度制御の精度に悪影響が出るなどするのを防ぐことができる。また、後述する分圧測定センサ２１や圧力計２２が材料ガスと接する部分にも鏡面加工が施されていることが望ましい。また、基体Ｂの材質はステンレス等が考えられるが、混合ガスにフッ化水素ガス等の腐食性のガスを用いる場合はテフロン（登録商標）等の腐食されない樹脂を内部流路などに用いるようにしたものが望ましい。 The internal flow path B1 of the base B is formed by a substantially cylindrical through hole. The inner surface is mirror-finished to prevent the material gas from adhering to the surface of the tube due to liquefaction or solidification. By doing in this way, it is possible to prevent the internal flow path B1 from being narrowed by a material gas or the like so that the assumed flow rate cannot be obtained or the measurement accuracy and concentration control accuracy are adversely affected. it can. Further, it is desirable that the part where the partial pressure measuring sensor 21 and the pressure gauge 22 described later are in contact with the material gas is also mirror-finished. The base B may be made of stainless steel or the like, but when a corrosive gas such as hydrogen fluoride gas is used as the mixed gas, a non-corrosive resin such as Teflon (registered trademark) is used for the internal flow path. Is desirable.
前記分圧測定センサ２１は、非分散式赤外線吸収方式のものであり、前記内部流路Ｂ１を半径方向に挟むように基体Ｂに取り付けてある。図３の断面図において下部に設けられた光源部と、上部に設けられた受光部とから構成されるものであり、それらの間を通過する材料ガスの分圧を測定するように構成してある。 The partial pressure measurement sensor 21 is of a non-dispersive infrared absorption type, and is attached to the base B so as to sandwich the internal flow path B1 in the radial direction. In the cross-sectional view of FIG. 3, the light source section provided at the lower part and the light receiving part provided at the upper part are configured to measure the partial pressure of the material gas passing between them. is there.
前記圧力計２２は、前記分圧測定センサ２１の測定を行っている領域から所定距離下流側へ離間して、前記内部流路Ｂ１の半径方向の上部から測定を行うように基体Ｂに取り付けてある。この圧力計２２は内部流路Ｂ１を流れる混合ガスの圧力を測定することによって、タンク１３内の圧力を測定するものである。ここで、本明細書でのタンク内の圧力とは、タンク１３内の圧力そのものや第１バルブ２３よりも上流の導出管１２における圧力を含む概念である。 The pressure gauge 22 is attached to the base body B so as to be measured from the upper part in the radial direction of the internal flow path B1 while being separated by a predetermined distance downstream from the area where the partial pressure measurement sensor 21 is measuring. is there. The pressure gauge 22 measures the pressure in the tank 13 by measuring the pressure of the mixed gas flowing through the internal flow path B1. Here, the pressure in the tank in this specification is a concept including the pressure in the tank 13 itself and the pressure in the outlet pipe 12 upstream of the first valve 23.
前記第１バルブ２３は、前記圧力計２２から所定距離下流側へ離間して設けてあり、其体Ｂに取り付けてある。この第１バルブ２３は、後述する濃度制御部ＣＣによってその開度を制御されて、材料ガス濃度を制御するものである。 The first valve 23 is provided at a predetermined distance downstream from the pressure gauge 22 and is attached to the body B. The first valve 23 has its opening degree controlled by a concentration control unit CC, which will be described later, and controls the material gas concentration.
また、基体Ｂには内部流路Ｂ１と並行に延びるようにヒーター（図示しない）が設けてある。このヒーターＨは前記分圧測定センサ２１及び前記圧力計２２を温調するためのものであり、それらを所定温度に保つようにしている。このようにすることにで、材料ガス濃度制御装置の周囲の温度変化や内部流路Ｂ１を流れる混合ガスによる温度変化などの影響をそれらの測定器が影響を受けないようにすることができる。さらに、前記分圧測定センサ２１の内部流路Ｂ１へ光を透過させるための窓などに混合ガス中の物質が付着するのを防止したり、結露が生じたりするのを防ぐことができる。特に分圧測定センサ２１は温度変化に起因する現象に影響を受けやすいので、分圧測定線センサのみを温調するように構成しても構わない。 Further, the base B is provided with a heater (not shown) so as to extend in parallel with the internal flow path B1. The heater H is for controlling the temperature of the partial pressure measurement sensor 21 and the pressure gauge 22, and keeps them at a predetermined temperature. By doing in this way, it is possible to prevent these measuring instruments from being affected by temperature changes around the material gas concentration control device and temperature changes caused by the mixed gas flowing through the internal flow path B1. Furthermore, it is possible to prevent substances in the mixed gas from adhering to a window or the like for transmitting light to the internal flow path B1 of the partial pressure measuring sensor 21, and to prevent condensation from occurring. In particular, since the partial pressure measurement sensor 21 is easily affected by a phenomenon caused by a temperature change, the temperature of only the partial pressure measurement line sensor may be adjusted.
次にソフトウェアである制御機構２４について図１の模式図及び図４の機能ブロック図に基づいて説明する。 Next, the control mechanism 24 which is software will be described based on the schematic diagram of FIG. 1 and the functional block diagram of FIG.
前記制御部２４はコンピュータを利用したものであり、内部バス、ＣＰＵ、メモリ、Ｉ／Ｏチャネル、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ等を備えている。そして、メモリに予め記憶させた所定プログラムにしたがって前記ＣＰＵや周辺機器が動作することにより、第１バルブ制御部２４２、前記濃度算出部２４１、前記設定圧力設定部２４３、前記全圧算出部２４４、前記材料液量推定部２４５としての機能を発揮するようにしてある。ここで、第１バルブ制御部２４２のみが独立した１チップマイコン等の制御回路により構成されて、設定圧力を受け付けるようにしてあり、前記圧力計２２及び前記第１バルブ２３を１ユニットとして設定圧力を入力するだけで容易に圧力制御を行うことができるように構成してある。このような制御部の構成であれば、従来から圧力制御用に開発された制御回路やソフトウェアを濃度制御のために使うことができるので、設計や開発コストの増大を防ぐことができる。 The control unit 24 uses a computer and includes an internal bus, a CPU, a memory, an I / O channel, an A / D converter, a D / A converter, and the like. Then, when the CPU and peripheral devices operate according to a predetermined program stored in advance in the memory, the first valve control unit 242, the concentration calculation unit 241, the set pressure setting unit 243, the total pressure calculation unit 244, The function as the material liquid amount estimation unit 245 is exhibited. Here, only the first valve control unit 242 is configured by an independent control circuit such as a one-chip microcomputer so as to receive a set pressure, and the pressure gauge 22 and the first valve 23 are set as one unit. It is configured so that pressure control can be easily performed simply by inputting. With such a configuration of the control unit, it is possible to use a control circuit or software that has been developed for pressure control in the past for concentration control, and thus it is possible to prevent an increase in design and development costs.
そして、前記第１バルブ制御部２４２、前記設定圧力設定部２４３、前記全圧算出部２４４が協業することによって請求項でいう濃度制御部ＣＣとしての機能を発揮するものである。 The first valve control unit 242, the set pressure setting unit 243, and the total pressure calculation unit 244 cooperate to exert the function as the concentration control unit CC in the claims.
各部について説明する。 Each part will be described.
前記濃度算出部２４１は、前記分圧測定センサ２１によって測定される材料ガスの分圧と、前記圧力計２２によって測定される測定圧力たる全圧に基づいて、混合ガス中の材料ガスの濃度を算出するものである。ここで、混合ガス中の材料ガスの濃度は、気体の状態方程式から導出される分圧／全圧によって算出することができる。 The concentration calculation unit 241 determines the concentration of the material gas in the mixed gas based on the partial pressure of the material gas measured by the partial pressure measurement sensor 21 and the total pressure as the measurement pressure measured by the pressure gauge 22. Is to be calculated. Here, the concentration of the material gas in the mixed gas can be calculated by the partial pressure / total pressure derived from the gas equation of state.
第１バルブ制御部２４２は、前記圧力計２２で測定された圧力（全圧）が設定圧力設定部２４３によって設定された圧力である設定圧力になるように前記第１バルブ２３の開度を制御するものである。 The first valve control unit 242 controls the opening degree of the first valve 23 so that the pressure (total pressure) measured by the pressure gauge 22 becomes a set pressure that is set by the set pressure setting unit 243. To do.
設定圧力設定部２４３は、設定濃度が変更された後の一定期間においては、設定圧力を後述する全圧算出部２４４で算出されたタンク内圧力である仮設定圧力とする一方、その他の期間においては、予め定めた設定圧力を、濃度測定部ＣＳによって測定された測定濃度と設定濃度との偏差が小さくなる向きに変更するものである。 The set pressure setting unit 243 sets the set pressure as a temporary set pressure that is a tank internal pressure calculated by a total pressure calculation unit 244 described later in a certain period after the set concentration is changed, and in other periods. Is to change the predetermined set pressure so that the deviation between the measured concentration measured by the concentration measuring unit CS and the set concentration becomes smaller.
より具体的には、設定濃度が変更された後の一定期間においては、測定される材料ガスの分圧や混合ガスの全圧が変動しているとしても、第１バルブ制御部２４２に対して設定圧力を変更せずに、全圧算出部２４４で算出されたである仮設定圧力を設定圧力として設定した状態を維持する。ここで、一定期間とは測定される濃度が所望の濃度に達する、あるいは、その偏差が十分に小さくなるために必要な時間であって、実験的に求めておいても良いし、適宜その時間を設定するようにしてもよい。 More specifically, even if the partial pressure of the measured material gas or the total pressure of the mixed gas fluctuates in a certain period after the set concentration is changed, the first valve control unit 242 is controlled. Without changing the set pressure, the temporarily set pressure calculated by the total pressure calculating unit 244 is maintained as the set pressure. Here, the fixed period is a time required for the measured concentration to reach a desired concentration or the deviation becomes sufficiently small, and may be obtained experimentally, or the time may be appropriately determined. May be set.
前述した一定期間が経過した後のその他の期間、つまり通常運転時には、設定圧力設定部２４３は、測定される材料ガスの分圧や混合ガスの全圧が変動に応じて前記第１バルブ制御部２４２に対して測定濃度と設定濃度との偏差が小さくなる向きに設定圧力の変更を行う。具体的には、測定された測定濃度が設定濃度よりも高い場合には、濃度は分圧／全圧で表されることから、全圧を大きくすることによって濃度を下げることができる。従って、設定圧力設定部２４３は、測定濃度が設定濃度よりも高い場合には、前記第１バルブ制御部２４２に対して全圧を大きくするように設定圧力を変更する。その結果、前記第１バルブ制御部２４２は、第１バルブ２３の開度を小さくするように制御することになる。測定された測定濃度が設定濃度よりも低い場合には、この逆を行うことになる。 In the other period after the above-described fixed period has elapsed, that is, in normal operation, the set pressure setting unit 243 is configured so that the first valve controller The set pressure is changed so that the deviation between the measured concentration and the set concentration becomes smaller with respect to 242. Specifically, when the measured concentration is higher than the set concentration, the concentration is expressed by partial pressure / total pressure, and therefore the concentration can be lowered by increasing the total pressure. Accordingly, when the measured concentration is higher than the set concentration, the set pressure setting unit 243 changes the set pressure to increase the total pressure with respect to the first valve control unit 242. As a result, the first valve control unit 242 performs control to reduce the opening degree of the first valve 23. If the measured concentration is lower than the set concentration, the reverse is performed.
このように測定濃度と設定濃度の偏差が小さくなる向きに設定圧力の変更を行うとは、測定濃度が設定濃度が高い場合には、設定圧力をより高く変更し、測定濃度が設定濃度よりも低い場合には、設定圧力をより低く変更することを言う。 When the set pressure is changed in such a direction that the deviation between the measured concentration and the set concentration becomes smaller, if the measured concentration is high, the set pressure is changed higher, and the measured concentration is set higher than the set concentration. If it is lower, it means changing the set pressure lower.
前記全圧算出部２４４は、前記温度センサＴによって測定された測定温度において、材料ガスが設定濃度となるためのタンク内圧力を算出して仮設定圧力とするものである。ここで、算出されたタンク内圧力は前記設定圧力設定部２４３に伝達され、起動時や設定濃度変更時の後の一定期間において、前記設定圧力設定部２４３が前記第１バルブ制御部２４２に対して設定する設定圧力として用いられるものである。 The total pressure calculation unit 244 calculates a pressure in the tank at which the material gas has a set concentration at the measured temperature measured by the temperature sensor T and sets it as a temporarily set pressure. Here, the calculated tank internal pressure is transmitted to the set pressure setting unit 243, and the set pressure setting unit 243 controls the first valve control unit 242 in a certain period after starting or changing the set concentration. It is used as a set pressure to be set.
前記全圧算出部２４４のタンク内圧力の算出について具体的に説明すると、全圧算出部２４４は、タンク１３内の温度からその温度における材料ガスの飽和蒸気圧を算出し、その飽和蒸気圧が分圧である場合において、材料ガスが新しく設定された設定濃度となるためのタンク内圧力すなわち全圧を算出する。ここで、濃度は分圧／全圧で表されるので、前記タンク内圧力は（測定された温度における材料ガスの飽和蒸気圧）／（新しく設定された設定濃度）で求められる。 The calculation of the internal pressure of the tank of the total pressure calculation unit 244 will be specifically described. The total pressure calculation unit 244 calculates the saturated vapor pressure of the material gas at the temperature from the temperature in the tank 13, and the saturated vapor pressure is In the case of the partial pressure, the pressure in the tank, that is, the total pressure for the material gas to be a newly set concentration is calculated. Here, since the concentration is represented by partial pressure / total pressure, the pressure in the tank is obtained by (saturated vapor pressure of the material gas at the measured temperature) / (new set concentration).
前記材料液量推定部２４５は、前記温度センサＴによって測定された測定温度におけるタンク１３内の材料ガスの飽和蒸気圧を算出し、その飽和蒸気圧と、前記分圧測定センサ２１によって測定される材料ガスの測定分圧とを比較することによってタンク１３内の材料液Ｌの量を推定するものである。具体的には、材料液Ｌが少なくなると、キャリアガスの気泡が材料液Ｌに接する時間が短くなるなどの状態の変化によって十分に気化しないようになり、材料ガスの分圧は飽和蒸気圧に比べて小さい圧力にしか達しないようになる。材料液量推定部２４５は、例えば、測定される材料ガスの分圧が飽和蒸気圧に対して所定の割合よりも小さい場合には材料液Ｌの貯留量が規定量に対して少なくなっていると推定する。そして、この材料推定部によって材料液Ｌの貯留量が少なくなっていると推定されると、その旨が表示され、材料液Ｌの補充が促されるようにしてある。 The material liquid amount estimation unit 245 calculates the saturated vapor pressure of the material gas in the tank 13 at the measurement temperature measured by the temperature sensor T, and the saturated vapor pressure and the partial pressure measurement sensor 21 measure the saturated vapor pressure. The amount of the material liquid L in the tank 13 is estimated by comparing the measured partial pressure of the material gas. Specifically, when the material liquid L decreases, the carrier gas bubbles do not sufficiently vaporize due to a change in state such as the time for which the bubbles of the carrier gas are in contact with the material liquid L, and the partial pressure of the material gas becomes the saturated vapor pressure. Only a small pressure is reached. For example, when the measured partial pressure of the material gas is smaller than a predetermined ratio with respect to the saturated vapor pressure, the material liquid amount estimation unit 245 reduces the storage amount of the material liquid L with respect to the specified amount. Estimated. When the material estimation unit estimates that the storage amount of the material liquid L is small, a message to that effect is displayed and replenishment of the material liquid L is prompted.
このように構成されたハードウェア及びソフトウェアによって、材料ガス濃度制御装置２は、それぞれの機器が１ユニットとして構成されて、材料ガス濃度制御装置２単体で、混合ガスにおける材料ガスの濃度を制御するように構成してあるものである。 With the hardware and software configured as described above, the material gas concentration control device 2 is configured such that each device is configured as one unit, and the material gas concentration control device 2 alone controls the concentration of the material gas in the mixed gas. It is comprised as follows.
次に、混合ガス中の材料ガス濃度の制御動作及について図５、フローチャートを参照しながら説明する。 Next, the control operation of the material gas concentration in the mixed gas will be described with reference to FIG.
前記分圧測定センサ２１によって測定された材料ガスの分圧と、前記圧力計２２によって測定される混合ガスの全圧とによって、濃度算出部２４１は、混合ガスにおける材料ガスの濃度を式（１）によって算出する。 Based on the partial pressure of the material gas measured by the partial pressure measurement sensor 21 and the total pressure of the mixed gas measured by the pressure gauge 22, the concentration calculation unit 241 calculates the concentration of the material gas in the mixed gas using the equation (1). ).
Ｃ＝Ｐｚ／Ｐｔ （１） C = Pz / Pt (1)
ここで、Ｃは濃度、Ｐｚは材料ガスの分圧、Ｐｔは混合ガスの全圧。 Here, C is the concentration, Pz is the partial pressure of the material gas, and Pt is the total pressure of the mixed gas.
設定濃度が初めて設定される起動時や変更された時には、まず前記全圧算出部２４４は、温度センサＴによって測定された温度に基づいて材料ガスの飽和蒸気圧を算出する。そして、材料ガスの分圧がその飽和蒸気圧である時に、設定濃度になるようなタンク１３内の圧力すなわち混合ガスの全圧Ｐｔｓ（仮設定圧力）を設定濃度と算出された分圧を用いて式（１）により算出する（ステップＳ１）。 When the set concentration is initially set or changed, the total pressure calculation unit 244 first calculates the saturated vapor pressure of the material gas based on the temperature measured by the temperature sensor T. Then, when the partial pressure of the material gas is the saturated vapor pressure, the pressure in the tank 13 that gives a set concentration, that is, the total pressure P ts (temporary set pressure) of the mixed gas is calculated as the set concentration. And is calculated by equation (1) (step S1).
前記設定圧力設定部２４３は、前記全圧Ｐｔｓ（仮設定圧力）を設定圧力として前記第１バルブ制御部２４２に設定し、設定濃度変更後から所定時間の間は材料ガスの分圧などが変動したとしても変更を行わない（ステップＳ２）。第１バルブ制御部２４２は、所定時間の間は、設定圧力Ｐｔｓによって第１バルブ２３の開度を制御しており、結果として前記濃度測定部ＣＳによって測定される濃度は設定された設定濃度又はそれに近い値に制御される（ステップＳ３）。 The set pressure setting unit 243 sets the total pressure P ts (temporary set pressure) as a set pressure in the first valve control unit 242, and the partial pressure of the material gas is set for a predetermined time after the set concentration is changed. Even if it fluctuates, no change is made (step S2). The first valve control unit 242 controls the opening degree of the first valve 23 by the set pressure P ts for a predetermined time, and as a result, the concentration measured by the concentration measuring unit CS is the set set concentration. Or it is controlled to a value close to it (step S3).
設定濃度を変更した時から所定時間経過した後の通常運転時においては、濃度測定部によって測定された濃度が、設定圧力設定部２４３に設定された設定濃度と異なっている場合には、前記分圧測定センサ２１によって測定された材料ガスの分圧Ｐｚと設定濃度Ｃ０に基づいて式（２）によって、設定圧力設定部２４３は次のように設定圧力Ｐｔ０を変更する（Ｓ４）。 In normal operation after a predetermined time has elapsed since the set concentration was changed, if the concentration measured by the concentration measuring unit is different from the set concentration set in the set pressure setting unit 243, by equation (2) based on the partial pressure P z and set concentration C 0 of the measured material gas by pressure measuring sensor 21, the set pressure setting unit 243 changes the set pressure P t0 as follows (S4).
Ｐｔ０＝Ｐｚ／Ｃ０ （２） P t0 = P z / C 0 (2)
ここで、Ｐｚは前記分圧測定センサ２１によって常に測定されている値であり、Ｃ０は設定されている濃度であるので既知である。 Here, Pz is a value that is constantly measured by the partial pressure measurement sensor 21, and C0 is a known concentration because it is a set concentration.
前記第１バルブ制御部２４２は、設定圧力がＰｔ０に変更されると、前記圧力計２２が測定する圧力（全圧）Ｐｔと設定圧力Ｐｔ０の偏差が小さくなるように第１バルブ２３の開度を制御する（ステップＳ５）。 When the set pressure is changed to P t0 , the first valve control unit 242 causes the first valve 23 to reduce the difference between the pressure (total pressure) P t measured by the pressure gauge 22 and the set pressure P t0. Is controlled (step S5).
前記測定圧力Ｐｔを設定圧力Ｐｔ０に追従させている間に材料ガスの分圧Ｐｚが変動しなければ最終的に測定される混合ガス中の材料ガスの濃度は設定濃度Ｃ０となる。 The concentration of the material gas in the mixed gas partial pressure P z is finally determined to be variations in the material gas becomes the set concentration C 0 while to follow the measured pressure P t to the set pressure P t0 .
追従中に、材料ガスの分圧Ｐｚが変動した場合には設定圧力設定部２４３は、式（２）によって再び設定圧力Ｐｔ０を変更しなおし、設定濃度Ｃ０となるようにする。 When the partial pressure Pz of the material gas changes during the follow-up, the set pressure setting unit 243 changes the set pressure P t0 again according to the equation (2) so that the set concentration C 0 is obtained.
以上のようにして、前記材料ガス濃度制御装置は、測定される測定濃度を予め設定される設定濃度と同じ値にして、材料ガスの気化状態が変化し、分圧が変動するようなことがあったとしても、安定して維持し続けることができる。 As described above, the material gas concentration control device may cause the measured concentration to be measured to be the same as a preset concentration, change the vaporization state of the material gas, and change the partial pressure. Even if there is, it can be maintained stably.
このように本実施形態に係る材料ガス濃度制御装置２によれば、応答性の悪い分圧又は分圧を含んだ濃度を直接の制御変数とするのではなく、第１バルブ２３によって容易に制御することのできる全圧を制御変数として濃度制御を行うように構成してあるので、材料ガスが飽和蒸気圧まで十分に気化しなかったり、気化に変動があったりしたとしても、精度良く応答性の良い材料ガス濃度の制御を行うことができる。 As described above, according to the material gas concentration control apparatus 2 according to the present embodiment, the partial pressure having poor responsiveness or the concentration including the partial pressure is not directly set as the control variable, but is easily controlled by the first valve 23. Concentration control is performed using the total pressure that can be controlled as a control variable, so even if the material gas does not sufficiently vaporize to the saturated vapor pressure or the vaporization fluctuates, the response is accurate. It is possible to control the material gas concentration with good quality.
また、濃度制御を行っている材料ガス濃度制御装置２は導出管１２に設けてあるので、濃度が一定の値に制御されてから、後に続くプロセスに混合ガスが導出されるまでの距離が短いので、ほとんど濃度を変動させずに次のプロセスに混合ガスを導出さえることができる。 Further, since the material gas concentration control device 2 performing concentration control is provided in the outlet pipe 12, the distance from when the concentration is controlled to a constant value until the mixed gas is led out to the subsequent process is short. Therefore, the mixed gas can be derived to the next process with almost no change in concentration.
さらに、前記第１バルブ２３は、前記分圧測定センサ２１と前記圧力計２２のいずれよりも下流に設けてあるので、それぞれの測定器は第１バルブ２３の操作の影響を受ける前の分圧や全圧を測定することができる。従って、実際の材料ガスの気化が起こっているタンク１３内の分圧や全圧を精度よく測定できるので、材料ガスの気化の変化に合った制御動作を前記第１バルブ２３に行わせることができる。つまり、材料ガス濃度の制御を精度よく行うことができる。 Furthermore, since the first valve 23 is provided downstream of both the partial pressure measurement sensor 21 and the pressure gauge 22, each measuring instrument has a partial pressure before being affected by the operation of the first valve 23. And the total pressure can be measured. Accordingly, since the partial pressure and total pressure in the tank 13 where the actual material gas is vaporized can be accurately measured, it is possible to cause the first valve 23 to perform a control operation corresponding to the change in the material gas vaporization. it can. That is, the material gas concentration can be accurately controlled.
加えて、前記分圧測定センサ２１、前記圧力計２２、前記第１バルブ２３は、それぞれ前記基体Ｂに取り付けられており、材料ガス濃度制御装置２は１ユニットとしてパッケージ化して構成してあるので、この材料ガス濃度制御装置２を導出管１２に取り付けるだけで、濃度制御を行うことができる。言い換えると、従来のように導出管１２に設けられたセンサ類の信号を前記導入管１１側へとフィードバックするための配線を設けるなどする手間をかけることもなく、しかも、精度の良い濃度制御を行うことができる。 In addition, the partial pressure measurement sensor 21, the pressure gauge 22, and the first valve 23 are each attached to the base B, and the material gas concentration control device 2 is packaged and configured as one unit. The concentration control can be performed only by attaching the material gas concentration control device 2 to the outlet pipe 12. In other words, there is no need to provide wiring for feeding back the signals of the sensors provided in the lead-out pipe 12 to the introduction pipe 11 side as in the prior art, and accurate concentration control is performed. It can be carried out.
その他の実施形態について説明する。以下の説明では前記実施形態に対応する部材には同じ符号を付すこととしている。 Other embodiments will be described. In the following description, the same reference numerals are given to members corresponding to the above-described embodiment.
前記実施形態では、混合ガスの全圧が設定圧力になるように第１バルブ２３を制御することによって混合ガス中の材料ガスの濃度を制御していたが、濃度測定部ＣＳによって測定された濃度を制御変数として、設定濃度となるように第１バルブ２３を制御してもかまわない。 In the above embodiment, the concentration of the material gas in the mixed gas is controlled by controlling the first valve 23 so that the total pressure of the mixed gas becomes the set pressure. However, the concentration measured by the concentration measuring unit CS As a control variable, the first valve 23 may be controlled so as to obtain a set concentration.
前記実施形態では、材料ガスの濃度のみを制御していたが、その流出流量も併せて制御するようにするのであれば、導入管１１にマスフローコントローラなどを設けてもかまわない。マスフローコントローラは、前記導入管１１に流入するキャリアガスの体積流量質量流量を測定する流量測定手段部たる差圧式サーマル式流量計と、弁体の開度によってキャリアガスの流量を調節する第２バルブとをこの順に上流から設けてあるものであり、さらに、キャリアガスの流量を制御するマスフローコントローラ制御部を具備したものであればよい。 In the above embodiment, only the concentration of the material gas is controlled. However, if the outflow rate is also controlled, a mass flow controller or the like may be provided in the introduction pipe 11. The mass flow controller includes a differential pressure type thermal flow meter that is a flow rate measuring unit that measures the volume flow mass flow rate of the carrier gas flowing into the introduction pipe 11 and a second valve that adjusts the flow rate of the carrier gas according to the opening of the valve body. Are provided in this order from the upstream side, and may further include a mass flow controller control unit for controlling the flow rate of the carrier gas.
前記濃度測定部ＣＳは、分圧と全圧によって濃度を算出するものであったが、例えば超音波濃度計などの直接濃度を測定するようなものであってもかまわない。また、分圧測定センサ２１としては非分散式赤外線吸収方式に限られず、ＦＴＩＲ分光式や、レーザ吸収分光方式などであってもかまわない。 The concentration measuring unit CS calculates the concentration based on the partial pressure and the total pressure. However, the concentration measuring unit CS may measure the concentration directly using, for example, an ultrasonic densitometer. Further, the partial pressure measurement sensor 21 is not limited to the non-dispersive infrared absorption method, but may be an FTIR spectroscopy method, a laser absorption spectroscopy method, or the like.
材料ガスの流量制御を行うのは、設定された設定流量と、測定される濃度と測定されるキャリアガス流量に基づいて算出される材料ガスの算出流量との偏差が小さくなるように第２バルブ３２を制御するようにしてもかまわない。 The flow control of the material gas is performed by controlling the second valve so that the deviation between the set flow rate set and the calculated flow rate of the material gas calculated based on the measured concentration and the measured carrier gas flow rate becomes small. 32 may be controlled.
コンクコントローラ２に温度センサを設けておき、温度変化による圧力や分圧の測定結果の変化を補償するようにしても構わない。このようにすれば、より精度よく濃度制御をおこなうことができるようになる。また、分圧測定部からの光源の劣化状態を示す信号を取得するようにしておいても構わない。例えば、光源に流れる電流の経時変化によって、光源の寿命を把握するようにしておき、測定結果に重大な影響が出るようになる前に交換するように促す旨の表示を行うように制御部を構成すればよい。 A temperature sensor may be provided in the concrete controller 2 to compensate for changes in pressure and partial pressure measurement results due to temperature changes. In this way, the density control can be performed with higher accuracy. Moreover, you may make it acquire the signal which shows the deterioration state of the light source from a partial pressure measurement part. For example, the control unit should be displayed so that the lifetime of the light source is ascertained by the change over time of the current flowing through the light source, and that replacement is requested before the measurement results have a significant effect. What is necessary is just to comprise.
圧力計と分圧測定センサの位置はどちらが上流に設けられるものであっても構わない。分圧測定センサの取り付ける方向は鉛直方向ではなく、水平方向に設けるように基体の側面に設けるようにしてもよい。この場合、分圧測定センサの光を透過させる窓などに、ガスの成分が重力によって滞留したり、たまったりするのを防ぐことができる。また結露による液適が貯まることをふせぐこともできる。 Either the pressure gauge or the partial pressure measurement sensor may be provided upstream. The direction in which the partial pressure measurement sensor is attached may be provided on the side surface of the base so as to be provided in the horizontal direction, not in the vertical direction. In this case, it is possible to prevent the gas component from staying or accumulating due to gravity in a window or the like that transmits light of the partial pressure measurement sensor. In addition, it is possible to prevent accumulation of liquid suitability due to condensation.
また、本発明の材料ガス濃度制御装置を、設置面積を小さくするために用いられるガスパネル等に接続することができるようにするには、内部流路の導入口又は導出口が鉛直方向下向きに設けられていればよい。もしくは、内部流路の導入口又は導出口が変換接手によって鉛直方向下向きに変化されているものであってもよい。 In addition, in order to be able to connect the material gas concentration control device of the present invention to a gas panel or the like used to reduce the installation area, the inlet or outlet of the internal channel is directed downward in the vertical direction. What is necessary is just to be provided. Alternatively, the inlet or outlet of the internal channel may be changed vertically downward by the conversion joint.
その他、本発明の趣旨に反しない範囲において、種々の変形を行うことが可能である。 In addition, various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
２・・・材料ガス濃度制御装置
１・・・バブリングシステム
１１・・・導入管
１２・・・導出管
１３・・・タンク
ＣＳ・・・濃度測定部
２１・・・分圧測定センサ
２２・・・圧力測定部
２３・・・第１バルブ
ＣＣ・・・濃度制御部
２４２・・・第１バルブ制御部
２４３・・・設定圧力設定部
ＦＳ・・・流量測定部
ＦＣ・・・流量制御部
３２・・・第２バルブ
３３２・・・第２バルブ制御部
３３３・・・設定キャリアガス流量設定部
2 ... Material gas concentration control device 1 ... Bubbling system 11 ... Introducing pipe 12 ... Outlet pipe 13 ... Tank CS ... Concentration measuring unit 21 ... Partial pressure measuring sensor 22 ... Pressure measurement unit 23 ... first valve CC ... concentration control unit 242 ... first valve control unit 243 ... set pressure setting unit FS ... flow rate measurement unit FC ... flow rate control unit 32 ... Second valve 332 ... Second valve control unit 333 ... Set carrier gas flow rate setting unit
Claims (4)
前記導出管に接続され、前記混合ガスを流すための内部流路を有した基体と、
前記内部流路を流れる混合ガスにおける材料ガスの濃度を測定する濃度測定部と、
前記濃度測定部よりも下流において、前記濃度測定部によって測定された測定濃度を予め定めた設定濃度に調節する第１バルブとを具備しており、
前記濃度測定部と前記第１バルブは前記基体に取り付けられていることを特徴とする材料ガス濃度制御装置。 A tank for storing the material; an introduction pipe for introducing a carrier gas for vaporizing the contained material into the tank; and a lead-out pipe for deriving a mixed gas of the material gas vaporized from the material and the carrier gas from the tank. Used in the material vaporization system,
A base body connected to the outlet pipe and having an internal flow path for flowing the mixed gas;
A concentration measuring unit for measuring the concentration of the material gas in the mixed gas flowing through the internal flow path;
A first valve for adjusting the measured concentration measured by the concentration measuring unit to a predetermined set concentration downstream from the concentration measuring unit;
The material gas concentration control device, wherein the concentration measuring unit and the first valve are attached to the base.
材料ガスの分圧を測定する分圧測定部と、
前記混合ガスの圧力を測定する圧力測定部とを備えたものであり、
前記分圧測定部が測定した測定分圧と前記圧力測定部が測定した測定圧力とに基づいて、混合ガスにおける材料ガスの濃度を測定するものである請求項１記載の材料ガス濃度制御装置。 The concentration measuring unit is
A partial pressure measuring unit for measuring the partial pressure of the material gas;
A pressure measuring unit for measuring the pressure of the mixed gas,
The material gas concentration control device according to claim 1, wherein the concentration of the material gas in the mixed gas is measured based on the measured partial pressure measured by the partial pressure measuring unit and the measured pressure measured by the pressure measuring unit.
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