JP3387898B2 - How to remove moisture from gas supply system - Google Patents

How to remove moisture from gas supply system

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JP3387898B2 JP2000269676A JP2000269676A JP3387898B2 JP 3387898 B2 JP3387898 B2 JP 3387898B2 JP 2000269676 A JP2000269676 A JP 2000269676A JP 2000269676 A JP2000269676 A JP 2000269676A JP 3387898 B2 JP3387898 B2 JP 3387898B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体や化学品、薬
品、精密機械部品等の製造に用いられるガス供給系の水
分除去方法に関するものである。更に詳細には、ガス供
給系をベーキング(加熱)することなく、水分除去用ガ
スの流通圧力を所定範囲内に調整したり、或いは水分除
去用ガスの供給を所定のピッチで断・続させることによ
り、効果的な水分除去を行なえるようにしたガス供給系
の水分除去方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for removing water in a gas supply system used for manufacturing semiconductors, chemicals, chemicals, precision machine parts and the like. More specifically, without circulating (heating) the gas supply system, the distribution pressure of the moisture removing gas is adjusted within a predetermined range, or the supply of the moisture removing gas is interrupted / continuously performed at a predetermined pitch. The present invention relates to a method for removing water in a gas supply system, which enables effective removal of water.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体製造設備や化学品製造設
備等のガス供給系には、高純度の各種原料ガスが供給さ
れている。製造される半導体や化学品等の性能や純度を
高度に保持するには、前記高純度ガスへの不純物の混入
を極力避けなければならない。
2. Description of the Related Art In general, various high-purity source gases are supplied to a gas supply system such as a semiconductor manufacturing facility or a chemical manufacturing facility. In order to maintain the performance and purity of manufactured semiconductors and chemicals at a high level, it is necessary to avoid mixing impurities into the high-purity gas as much as possible.

【0003】ところが、点検や製造の中断等によりガス
供給系が大気に対して開放された場合には、ガス供給系
の内部に空気や水分、その他の不純物ガスが一気に流入
する。
However, when the gas supply system is opened to the atmosphere due to inspection or manufacturing interruption, air, moisture, or other impurity gas flows into the gas supply system at a stretch.

【0004】これらのガスは、配管内面だけでなく、構
成部材である各種のバルブやフィルター等にも吸着され
る。特に、フィルタは吸着面積が大きく、吸着された不
純物分子を除去しにくいと云う性質を有する。
These gases are adsorbed not only on the inner surface of the pipe but also on various valves and filters which are constituent members. In particular, the filter has a large adsorption area and has a property that it is difficult to remove the adsorbed impurity molecules.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来、ガス供給系内部
に吸着された不純物ガスを除去するためには、高純度ガ
スを用いて長時間ガス供給系の内部をパージしたり、真
空ポンプでガス供給系の内部を排気したり、ガス供給系
を外部からベーキングすること等が行なわれている。特
に、H2 O分子は他の吸着分子に比較して吸着力が強い
ため、ベーキングが最も有効な除去手段であると云われ
てきた。
Conventionally, in order to remove the impurity gas adsorbed inside the gas supply system, a high-purity gas is used to purge the inside of the gas supply system for a long time, or the gas is supplied by a vacuum pump. The inside of the supply system is exhausted and the gas supply system is baked from the outside. In particular, since H 2 O molecules have a stronger adsorption force than other adsorbed molecules, baking has been said to be the most effective removal means.

【0006】一般に、不純物ガスの除去を確認する方法
としては、ベーキングの前後に於ける排気ガスの主成分
を比較する実験が行なわれている。ベーキング前の最大
量の不純物ガスはH2 Oガスであり、しかもベーキング
による水の減少率は他のガス種と比べて著しいものがあ
る。つまり、水分は、常温で排気により除去する場合に
は極めて厄介なガスであるが、ベーキングをすることに
より容易に水分を除去することができる。
Generally, as a method for confirming the removal of the impurity gas, an experiment for comparing the main components of the exhaust gas before and after baking is conducted. The maximum amount of impurity gas before baking is H 2 O gas, and the reduction rate of water due to baking is remarkably higher than that of other gas species. In other words, water is a very troublesome gas when it is removed by exhausting at room temperature, but it can be easily removed by baking.

【0007】しかしながら、ベーキングはガス供給系に
対して悪影響を与える場合が多い。例えば、高温におけ
る材料物性の劣化や固体内の拡散係数の増大による表面
への偏析、熱分解等が発生する。特に、ガス供給系自体
が、その設計から加熱を受け付けない場合もある。この
様な場合には、水分除去の方法としてベーキングを施こ
すことができない。
However, baking often adversely affects the gas supply system. For example, deterioration of material properties at high temperature and segregation on the surface due to increase of diffusion coefficient in solid, thermal decomposition and the like occur. In particular, the gas supply system itself may not accept heating due to its design. In such a case, baking cannot be performed as a method of removing water.

【0008】本発明は、ベーキングを施すことなしに不
純物ガスを効率よく除去する方法を提供しようとするも
のであり、本発明の第1目的は、常温排気処理により、
吸着水分を有効に除去できるガス供給系の水分除去方法
を提供することである。また、本発明の第2目的は、水
分除去用ガスの流通圧力を特定範囲に保持することによ
り、吸着水分を有効に除去できるガス供給系の水分除去
方法を提供することである。
The present invention is intended to provide a method for efficiently removing an impurity gas without baking, and a first object of the present invention is to perform a room temperature evacuation treatment.
It is an object of the present invention to provide a gas supply system water removal method capable of effectively removing adsorbed water. A second object of the present invention is to provide a method of removing moisture in a gas supply system, which can effectively remove adsorbed moisture by keeping the flow pressure of the moisture removing gas within a specific range.

【0009】更に、本発明の第3の目的は、バルブやフ
ィルタ、圧力調整器、流量調整器等を含む複雑な構成の
ガス供給系であっても、常温下の排気処理によって、効
率よく吸着水分を除去できるようにしたガス供給系の水
分除去方法を提供することにある。加えて、本発明の第
4の目的は、水分除去用ガスの供給流量を細かく流量制
御することなしに、供給する水分除去用ガスの流通を所
定のピッチで断・続させることにより、複雑な構成のガ
ス供給系であっても常温下の排気処理によって、効率よ
く吸着水分を除去できるようにしたガス供給系の水分除
去方法を提供することにある。
Further, a third object of the present invention is to efficiently adsorb gas even by a gas supply system having a complicated structure including a valve, a filter, a pressure regulator, a flow rate regulator, etc., by means of exhaust treatment at room temperature. Another object of the present invention is to provide a method for removing water in a gas supply system, which is capable of removing water. In addition, a fourth object of the present invention is to provide a complicated structure by interrupting / continuing the flow of the moisture removing gas at a predetermined pitch without finely controlling the flow rate of the moisture removing gas. An object of the present invention is to provide a method of removing moisture in a gas supply system, which enables efficient removal of adsorbed moisture even by a gas supply system having a configuration by exhaust treatment at room temperature.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するためになされたものであり、本発明の請求項1に係
るガス供給系の水分除去方法は、ガス供給系に水分除去
用ガスを流通させてガス供給系内部に残留する水分を除
去する方法であって、ガス供給系の内部を連続的に排気
すると共に、ガス供給系の内部へ供給する水分除去用ガ
スを所定のピッチで断・続させるようにしたガス供給系
の水分除去方法に於いて、前記ガス供給系の内部へ供給
する水分除去用ガスを断にしている間に、排気により、
ガス供給 系の内部の水分除去用ガスの流通圧力が、ガス
流が粘性流になる最小圧力と、水分除去用ガスの流通温
度における水の飽和蒸気圧力との間の圧力値になるよう
にしたことを発明の基本構成とするものである。
The present invention has been made to solve the above problems, and a method for removing water from a gas supply system according to claim 1 of the present invention removes water from the gas supply system.
Water for circulation is removed to remove water remaining inside the gas supply system.
It is a method of removing and continuously exhausting the inside of the gas supply system
In addition, the gas for removing water supplied to the inside of the gas supply system
Gas supply system that disconnects and connects the gas at a specified pitch
In the method of removing water, the gas is supplied to the inside of the gas supply system.
By turning off the gas for removing moisture,
The flow pressure of the moisture removal gas inside the gas supply system is
Minimum pressure at which the flow becomes viscous and the flow temperature of the gas for removing water
To a pressure value between the saturated vapor pressure of water and
This is what constitutes the basic configuration of the invention.

【0011】前記水分除去用ガスが粘性流になる条件
は、ガス分子の平均自由行程がガス供給系の配管の直径
より小さくなることにより判断される点に特徴を有す
る。また、水分除去用ガスとして不活性ガスを用いるこ
とができる。
The condition for the moisture removing gas to become a viscous flow is characterized in that it is judged by the mean free path of gas molecules being smaller than the diameter of the pipe of the gas supply system. Further, an inert gas can be used as the moisture removing gas.

【0012】前記水分を除去するためのガス供給系は、
フィルタ及びバルブを含む比較的単純な構造のガス供給
系であっても、或いは、フィルタや圧力調整器、流量調
整器、バルブ等を含む比較的複雑な構造のガス供給系で
あってもよい。
The gas supply system for removing the moisture is
It may be a gas supply system having a relatively simple structure including a filter and a valve, or may be a gas supply system having a relatively complicated structure including a filter, a pressure regulator, a flow rate regulator, a valve and the like.

【0013】また、前記ガス供給系は、ガス供給系の末
端と流量調整器の上流側とに水分除去用ガスの排気口を
設けたガス供給系とすることもできる。
Further, the gas supply system may be a gas supply system in which an exhaust port for the moisture removing gas is provided at the end of the gas supply system and the upstream side of the flow rate regulator.

【0014】上記請求項のガス供給系の水分除去方法
に於いて、ガス供給系の内部へ供給する水分除去用ガス
の供給圧力を100〜4500Torrとすることによ
り、水分除去用ガスの供給が断の間に、ガス供給系内の
水分除去用ガス流が確実に粘性流になると共に、ガス供
給系内のガス圧も水の飽和蒸気圧以下となり、吸着した
水分子の脱着除去が効率よく行なわれる。そして、この
脱着された水分子が、次の水分除去用ガスの供給の続行
によって外部へ追い出されることにより、より高能率な
水分除去が行なえる。
In the method for removing moisture of the gas supply system according to the above-mentioned claim 1, the moisture removing gas is supplied by setting the supply pressure of the moisture removing gas to be supplied to the inside of the gas supply system to 100 to 4500 Torr. During the disconnection, the gas flow for water removal in the gas supply system surely becomes a viscous flow, and the gas pressure in the gas supply system becomes equal to or lower than the saturated vapor pressure of water, so that the adsorbed water molecules can be efficiently desorbed and removed. Done. Then, the desorbed water molecules are expelled to the outside by continuing supply of the next moisture removing gas, so that more efficient moisture removal can be performed.

【0015】また、前記請求項のガス供給系の水分除
去方法に於いて、供給源からの水分除去用ガスは、ガス
供給系の一次側に於いてガス流量の調整を行なうことな
しに、ガス供給系の内部へ供給することも可能である。
これにより、水分除去処理がより簡単に行なえることに
なる。
Further, the In water removal method of the gas supply system of claim 1, the moisture removing gas from the source, without at the primary side of the gas supply system to adjust the gas flow rate, It is also possible to supply the gas to the inside of the gas supply system.
As a result, the water removal process can be performed more easily.

【0016】更に、前記請求項のガス供給系の水分除
去方法に於いて、ガス供給系の内部へ供給する水分除去
用ガスの断・続は、流通時間が0.9〜5秒間並びに流
通遮断時間が0.3〜175秒間の割合で、繰り返して
断・続させるのが望ましい。これによって、水分除去の
効率がより一層向上する。
Further, in the method for removing water from the gas supply system according to the first aspect , the water removal gas to be supplied to the inside of the gas supply system is interrupted / interrupted at a distribution time of 0.9 to 5 seconds. It is desirable that the cutoff time is 0.3 to 175 seconds, and the cutoff and connection are repeated. As a result, the efficiency of water removal is further improved.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】(第1実施形態) 本発明者等は加熱以外の手段でガス供給系の水分除去方
法を鋭意研究した結果、水分除去用ガスの流通圧力を調
整することにより水分除去を効率化できるのではとの着
想を得るに到った。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION (First Embodiment) As a result of intensive studies of the method for removing water in a gas supply system by means other than heating, the present inventors have found that water removal by adjusting the flow pressure of the gas for water removal. We came to the idea that we could improve efficiency.

【0018】水分除去用ガスをガス供給系に流通しなが
ら排気する場合、ガス分子は、配管内面や複雑なフィル
ター内面に衝突しながら流通する。内面には水分子が付
着しており、ガス分子が水分子に衝突してエネルギーを
交換したとき、水分子は、得たエネルギーで流通して排
気されるが、ガス分子も流通排気される必要がある。
When the moisture removing gas is exhausted while flowing through the gas supply system, the gas molecules flow while colliding with the inner surface of the pipe or the inner surface of the complicated filter. Water molecules are attached to the inner surface, and when the gas molecules collide with the water molecules and exchange energy, the water molecules are circulated and exhausted with the obtained energy, but the gas molecules also need to be circulated and exhausted. There is.

【0019】つまり、衝突して低速化したガス分子が、
他のガス分子と再衝突することができれば、この衝突に
より高速化して、流通排気されることが可能になる。換
言すれば、ガス分子と水分子が共に排気されるために
は、ガス分子が内面の水分子に衝突し、しかもガス分子
同士の衝突も頻繁に生じることである。
That is, the gas molecules that have collided and slowed down,
If it can re-collide with other gas molecules, it becomes possible to accelerate the flow due to this collision and to circulate and exhaust. In other words, in order for gas molecules and water molecules to be exhausted together, gas molecules collide with water molecules on the inner surface, and moreover, gas molecules collide with each other frequently.

【0020】本発明者等は、この現象を実現させるため
には、流体力学におけるクヌーセン数K(Knudse
n数)を用いる必要を感じた。クヌーセン数KはK=L
/D(L:平均自由行程、D:物体の代表長さ)で与え
られる。本発明では、代表長さDは配管直径と考えてよ
い。
In order to realize this phenomenon, the inventors of the present invention have proposed the Knudse number K (Knudse) in fluid mechanics.
I felt the need to use (n number). Knudsen number K is K = L
/ D (L: mean free path, D: representative length of object). In the present invention, the representative length D may be considered as the pipe diameter.

【0021】クヌーセン数Kが1より小さい場合、即
ち、平均自由行程Lが配管直径Dより小さい場合には、
水分除去用ガス分子同士は、相互に衝突しやすくなる。
特に、0.01<K<1.00の範囲は、すべり流と呼
ばれ、ガス流が配管内面をすべると考えられている。従
って、L≦Dが本発明の目的とする一つの条件である。
本発明では、L≦Dが成立する流体を粘性流と呼ぶ。
When the Knudsen number K is smaller than 1, that is, when the mean free path L is smaller than the pipe diameter D,
Moisture-removing gas molecules are likely to collide with each other.
Particularly, the range of 0.01 <K <1.00 is called a slip flow, and it is considered that the gas flow slips on the inner surface of the pipe. Therefore, L ≦ D is one condition targeted by the present invention.
In the present invention, a fluid satisfying L ≦ D is called a viscous flow.

【0022】これに反し、K>1、即ちL>Dの範囲で
は、ガス分子間の衝突が少なくなる。この条件では、ガ
ス分子が水分子と衝突して、水分子を排気できたとして
も、ガス分子の再衝突の確率が小さいため、ガス分子が
内面に吸着されるという事態が生じる。この条件が成立
する流体を、本発明では分子流と呼ぶ。
On the contrary, in the range of K> 1, that is, L> D, collisions between gas molecules are reduced. Under this condition, even if the gas molecules collide with the water molecules and the water molecules can be exhausted, the probability of re-collision of the gas molecules is small, so that the gas molecules are adsorbed on the inner surface. A fluid satisfying this condition is called a molecular flow in the present invention.

【0023】従って、本発明では粘性流が成立条件とな
る。一般に、平均自由行程LはL=1/√2πd2
(d:分子の直径、n:分子の数密度)で与えられる。
分子数密度nはn∝P(P:ガス流通圧力)となるか
ら、L=k/P(k:比例係数)で表わされる。
Therefore, in the present invention, the viscous flow is a necessary condition. Generally, the mean free path L is L = 1 / √2πd 2 n
(D: diameter of molecule, n: number density of molecule).
Since the molecular number density n is n∝P (P: gas flow pressure), it is expressed by L = k / P (k: proportional coefficient).

【0024】ガス種によって比例係数kの値は異なる
が、極端な違いはない。そこで、20℃の空気で考えて
みると、L=4.98×10-3/Pとなる。ここでは、
L(cm)、P(Torr)の単位系を用いている。
Although the value of the proportionality coefficient k differs depending on the gas type, there is no extreme difference. Then, considering air at 20 ° C., L = 4.98 × 10 −3 / P. here,
A unit system of L (cm) and P (Torr) is used.

【0025】P=10-3(Torr)ではL=5(c
m)、P=10-2(Torr)ではL=0.5(c
m)、P=10-1(Torr)ではL=0.05(c
m)となる。今、配管直径D=0.5(cm)とする
と、粘性流になるためにはL≦Dの条件が成立しなけれ
ばならないから、P≧10-2(Torr)の圧力条件が
成立することになる。従って、粘性流になるための条件
は、ガス流通圧力の下限を与えることに相当する。
When P = 10 -3 (Torr), L = 5 (c
m) and P = 10 -2 (Torr), L = 0.5 (c
m) and P = 10 −1 (Torr), L = 0.05 (c
m). Now, assuming that the pipe diameter D = 0.5 (cm), the condition of L ≦ D must be satisfied in order to obtain a viscous flow, so the pressure condition of P ≧ 10 −2 (Torr) must be satisfied. become. Therefore, the condition for producing a viscous flow corresponds to giving a lower limit of the gas circulation pressure.

【0026】次に、ガス流通圧力Pの上限を与えなけれ
ばならない。この上限条件は、内面に吸着した水分が配
管内に蒸発する条件と同等であることが分る。配管内の
ガス流通圧力が水の飽和蒸気圧Pw以下ならば、水分は
蒸発する能力を有する。従って、P≦Pwが成立すれ
ば、吸着水分の蒸発は可能になる。水の飽和蒸気圧Pw
の値は、0〜150(℃)の範囲について、表1に示さ
れている。
Next, the upper limit of the gas flow pressure P must be given. It can be seen that this upper limit condition is equivalent to the condition that the water adsorbed on the inner surface evaporates in the pipe. If the gas flow pressure in the pipe is equal to or lower than the saturated vapor pressure Pw of water, the water has the ability to evaporate. Therefore, if P ≦ Pw is established, the adsorbed moisture can be evaporated. Saturated vapor pressure Pw of water
The values of are shown in Table 1 for the range of 0 to 150 (° C).

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】20℃ではPw=17.5(Torr)で
ある。以上から、水分除去用ガスが空気の場合、水分を
除去できるガス流通圧力Pの範囲は、10-2(Tor
r)≦P≦17.5(Torr)である。水分除去用ガ
スとして他のガス種を用いたとしても、この圧力範囲は
それ程変わらない。
At 20 ° C., Pw = 17.5 (Torr). From the above, when the moisture removing gas is air, the range of the gas circulation pressure P at which moisture can be removed is 10 -2 (Tor.
r) ≦ P ≦ 17.5 (Torr). Even if other gas species are used as the moisture removing gas, this pressure range does not change so much.

【0029】ガスが分子流になるのはP<10-2(To
rr)の範囲であるから、水分を除去するには、それ程
の高真空にする必要はなく、通常の真空ポンプで十分で
ある。従って、粘性流の実現のためには、ドライポンプ
DPやベンチュリー管を利用したバキュームジェネレー
タVG等が利用できる。但し、粘性流の実現は容易であ
るが、飽和水蒸気圧Pw以下の条件に注意する必要があ
る。
The gas has a molecular flow of P <10 -2 (To
Since it is in the range of rr), it is not necessary to make such a high vacuum to remove water, and a normal vacuum pump is sufficient. Therefore, in order to realize the viscous flow, a dry pump DP or a vacuum generator VG using a Venturi tube can be used. However, although it is easy to realize a viscous flow, it is necessary to pay attention to the condition of the saturated water vapor pressure Pw or less.

【0030】水分除去用ガスとしては、ヘリウム(H
e)、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、窒素
(N2 )等の多様なガス種が利用できる。特に、不活性
ガスは反応性が極めて低く、ガス供給系に再吸着されに
くい性質を有するため、水分除去用ガスとして最適であ
る。
As gas for removing water, helium (H
Various gas species such as e), neon (Ne), argon (Ar), nitrogen (N 2 ) can be used. In particular, an inert gas is extremely low in reactivity and has a property of being hardly re-adsorbed in the gas supply system, and is therefore an optimum gas for removing water.

【0031】[0031]

【第1実施例】次に、本発明に係るガス供給系の水分除
去方法の第1実施例を図面に従って詳細に説明する。図
1は本発明の第1実施形態に係るガス供給系の構成図で
ある。水分除去用ガスとして、純粋なアルゴンガス(A
r)が用いられている。本発明の要点である水分除去が
可能な流通圧力条件は、20℃で10-2(Torr)≦
P≦17.5(Torr)である。P<10-2(Tor
r)では分子流となり、またP>17.5(Torr)
では飽和水蒸気圧を超えてしまうため、水分除去ができ
なくなる。
First Embodiment Next, a first embodiment of the method for removing water in a gas supply system according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a gas supply system according to a first embodiment of the present invention. Pure argon gas (A
r) is used. The flow pressure condition capable of removing water, which is the point of the present invention, is 10 −2 (Torr) ≦ 20 ° C.
P ≦ 17.5 (Torr). P <10 -2 (Tor
In r), it becomes a molecular flow, and P> 17.5 (Torr)
Then, since the saturated steam pressure is exceeded, it becomes impossible to remove water.

【0032】圧力調整器RG1は、圧力4(kg/cm
2 G)のArガスを所望圧力に低下させて供給する。ガ
ス精製器PFはガスの不純物を除去する。マスフローコ
ントローラMFC1、MFC2、MFCは、任意の圧力
範囲および流量範囲のガス流の流量制御ができ、またマ
スフローメータMFMは、所定範囲のガス流量を計測で
きる。
The pressure regulator RG1 has a pressure of 4 (kg / cm
2 G) Ar gas is supplied after reducing it to a desired pressure. The gas purifier PF removes gas impurities. The mass flow controllers MFC1, MFC2, MFC can control the flow rate of the gas flow in an arbitrary pressure range and flow rate range, and the mass flow meter MFM can measure the gas flow rate in a predetermined range.

【0033】バルブV1〜V14はガス流を開閉操作す
る部材で、またサンプルSとしては任意の部材が利用で
きるが、本構成では、ガスフィルターが採用されてい
る。API−MSは、大気圧イオン化ガス質量分析計で
あり、ガスに含まれる成分ガス種およびそれらの重量比
を特定できる。
The valves V1 to V14 are members for opening and closing the gas flow, and any member can be used as the sample S. In this configuration, a gas filter is used. API-MS is an atmospheric pressure ionized gas mass spectrometer and can specify the component gas species contained in a gas and their weight ratio.

【0034】バルブV9には2種類の真空ポンプが選択
的に取り付けされる。一つ目は、ドライポンプDPであ
り、ガス流通圧力を10-3(Torr)まで排気でき、
上流から流す流量により数百Torrまで可変調整でき
る。二つ目はベンチュリー型のバキュームジェネレータ
VGであり、到達圧力は60(Torr)までであるた
め、圧力調整範囲は60(Torr)まで排気でき、上
流から流す流量により数百Torrまで可変調整でき
る。従って、ドライポンプDPは、分子流領域、本発明
領域、飽和水蒸気圧超過領域をカバーできるのに対し
て、バキュームジェネレータVGは、飽和水蒸気圧超過
領域の試験ができるだけである。
Two types of vacuum pumps are selectively attached to the valve V9. The first is the dry pump DP, which can exhaust the gas flow pressure to 10 -3 (Torr),
It can be variably adjusted up to several hundred Torr depending on the flow rate from the upstream. The second is a Venturi type vacuum generator VG, and since the ultimate pressure is up to 60 (Torr), the pressure adjustment range can be exhausted up to 60 (Torr), and can be variably adjusted up to several hundred Torr by the flow rate flowing from the upstream. Therefore, the dry pump DP can cover the molecular flow region, the present invention region, and the saturated vapor pressure excess region, while the vacuum generator VG can only test the saturated vapor pressure excess region.

【0035】バキュームジェネレータVGの構成は、N
2 ガスをマスフローコントローラMFCで流量制御しな
がら流通させることにより、真空引きをするものであ
り、前述したように、到達圧力は60(Torr)まで
である。
The construction of the vacuum generator VG is N
The two gases are evacuated by circulating them while controlling the flow rate by the mass flow controller MFC, and as described above, the ultimate pressure is up to 60 (Torr).

【0036】ガス供給系の配管は、バイパスラインB
L、サンプルラインSL、サンプルバイパスラインSB
L、パージラインPLおよびベーキングエリアBAから
構成される。この実施例では、バイパスラインBLおよ
びサンプルバイパスラインSBLは、分析器のバックグ
ランドを上げないために高純度ガスを常に流すもの、及
びサンプルラインのバックグランドを確認するときに高
純度ガスを流すものであり、実際のパージには使用され
ない。従って、バルブV1、V3、V4、V6およびV
11は常閉の状態にある。
The gas supply system piping is a bypass line B.
L, sample line SL, sample bypass line SB
L, a purge line PL, and a baking area BA. In this embodiment, the bypass line BL and the sample bypass line SBL always flow high-purity gas so as not to raise the background of the analyzer, and flow high-purity gas when confirming the background of the sample line. And is not used for the actual purging. Therefore, valves V1, V3, V4, V6 and V
11 is in a normally closed state.

【0037】ガス流通時には、ベーキングエリアBAは
常に120℃に加熱されており、吸着水分は残留せず、
このエリアからの水分発生を失くしている。また、残留
ガス測定時にも、水分が吸着しにくくなっている。
During the gas flow, the baking area BA is always heated to 120 ° C., and the adsorbed water does not remain,
Water is lost from this area. Further, it is difficult for water to be adsorbed even when measuring the residual gas.

【0038】多数の試験において、水分吸着の初期状態
を同じにするため、まずバルブV7、V8、V12、V
9を閉、V10、V14を開にして、配管内を開放した
あと、V9を開にして、大気を吸い込み乍ら3分間排気
した後、V10を閉にして、大気圧に戻す。一定時間こ
の状態を保持することにより、配管内に同量の水分を吸
着させる。尚、この操作中、バルブV2、V13、V
6、V11、V5を開、バルブV1、V4、V12を閉
にして、Arガスを1. 2l/minの流量でサンプル
バイパスラインSBLに流し、そのバックグランドを確
認しておく。
In many tests, the valves V7, V8, V12, V were first used to make the initial state of water adsorption the same.
9 is closed, V10 and V14 are opened to open the inside of the pipe, V9 is opened, air is sucked in and exhausted for 3 minutes, and then V10 is closed to return to atmospheric pressure. By maintaining this state for a certain period of time, the same amount of water is adsorbed in the pipe. During this operation, the valves V2, V13, V
6, V11 and V5 are opened, valves V1, V4 and V12 are closed, and Ar gas is flown to the sample bypass line SBL at a flow rate of 1.2 l / min to check the background.

【0039】次に、バルブV14を閉にし、バルブV
7、V9、V10を開にして、Arガスを所定圧力で流
通させることにより、サンプルS内の吸着水分を真空ポ
ンプで所定時間だけ除去する。このArガスによるパー
ジの後、バルブV7、V9、V10を閉にし、バルブV
2、V5、V8、V12、V13を開、バルブV6、V
11を閉にし、Arガスを約1. 2l/minの流量で
サンプルラインSLに通す。このとき、ベーキングエリ
アBAは120℃で加熱する。
Next, the valve V14 is closed, and the valve V
By opening 7, V9, and V10 and flowing Ar gas at a predetermined pressure, the adsorbed water in the sample S is removed by a vacuum pump for a predetermined time. After purging with Ar gas, the valves V7, V9, and V10 are closed, and the valve V
2, V5, V8, V12, V13 open, valves V6, V
11 is closed and Ar gas is passed through the sample line SL at a flow rate of about 1.2 l / min. At this time, the baking area BA is heated at 120 ° C.

【0040】つまり、第1段階のパージラインPLを通
してのArガスパージで、サンプルS内の水分を所定圧
力下で除去する。そして、第2段階のサンプルラインS
Lを通してのArガスの流通により、大気圧イオン化質
量分析計API−MSによって水分含有率を計測しなが
ら、Arガスを排気する。これによって、Arガスパー
ジによる水分除去の効率を測定する。
That is, the water in the sample S is removed under a predetermined pressure by Ar gas purging through the purge line PL in the first stage. Then, the sample line S of the second stage
The Ar gas is exhausted while the water content is measured by the atmospheric pressure ionization mass spectrometer API-MS by the circulation of the Ar gas through L. With this, the efficiency of water removal by Ar gas purging is measured.

【0041】図2は、試験例の詳細図である。試験例は
、、、A〜Hの11例である。は連続パージ測
定、残りの〜Hは、前述した第1段階のArガスパー
ジと第2段階のArガスのサンプルライン流通との組み
合せにより、測定を行なっている。
FIG. 2 is a detailed view of the test example. The test examples are 11 of A to H. Is a continuous purge measurement, and the remaining ~ H is measured by a combination of the above-described first stage Ar gas purge and second stage Ar gas sample line flow.

【0042】前記連続パージ測定とは、水分除去のパー
ジと水分含有率測定を同時に行うものである。つまり、
大気注入後、バルブV7、V9、V10、V14、V
6、V11、V1、V3、V4を閉にし、バルブV2、
V13、V12、V8、V5を開にして、直ちに約1.
2l/minの流量のArガスをサンプルラインSLに
通し、大気圧イオン化ガス質量分析計API−MSによ
り水分含有率を測定するものである。
In the continuous purge measurement, purging for removing water and measurement of water content are performed simultaneously. That is,
After injection into the atmosphere, valves V7, V9, V10, V14, V
6, V11, V1, V3, V4 are closed and valves V2,
Open V13, V12, V8, and V5 and immediately start about 1.
Ar gas at a flow rate of 2 l / min is passed through the sample line SL, and the water content is measured by an atmospheric pressure ionized gas mass spectrometer API-MS.

【0043】連続パージ測定では、室温(約20℃)
のArガスを1.2SLMの流量で流通させている。試
験例、の回分パージとは、第1段階の水分除去パー
ジを、ガス圧力を切り換えながら行ったものである。例
えばでは、バキュームジェネレータVGを用いて、圧
力2(kgf・cm2 )のArガスによるパージを5
秒、圧力60(Torr)のArガスによるパージを5
(秒)、夫々連続的に切り換えて行なったものである
(合計10分間で60回の切り換えをしている)。
At continuous purge measurement, room temperature (about 20 ° C.)
Ar gas is circulated at a flow rate of 1.2 SLM. The batch purge in the test example is the first-stage water removal purge performed while switching the gas pressure. For example, using a vacuum generator VG, a purge with Ar gas at a pressure of 2 (kgf · cm 2 ) is performed for 5 times.
Purge with Ar gas at a pressure of 60 (Torr) for 5 seconds
(Seconds), each of them was continuously switched (60 times of switching in a total of 10 minutes).

【0044】試験例〜Hにおける( )内の時間は水
分除去のパージ時間を示し、これらのパージ後、水分含
有率を測定する。試験例、は17.5(Torr)
の飽和水蒸気圧を超過した例である。試験例は、飽和
水蒸気圧超過領域と分子流領域を切り換えている。試験
例A、B、C、D、E、F、Gは、粘性流領域でしかも
飽和水蒸気圧以下領域の例である。最後に、試験例Hは
粘性流領域ではあるが、飽和水蒸気圧超過領域を示して
いる。従って、本発明の試験例はA、B、C、D、E、
F、Gの7例で、他の4例は比較例である。
The time in parentheses in Test Examples to H indicates the purge time for water removal, and the water content is measured after these purges. Test example is 17.5 (Torr)
This is an example of exceeding the saturated water vapor pressure of. In the test example, the saturated vapor pressure excess region and the molecular flow region are switched. Test examples A, B, C, D, E, F, and G are examples in a viscous flow region and a saturated water vapor pressure or lower region. Finally, Test Example H shows a saturated vapor pressure excess region although it is a viscous flow region. Therefore, the test examples of the present invention are A, B, C, D, E,
There are 7 examples of F and G, and the other 4 examples are comparative examples.

【0045】図3は、各種パージ後の残留水分濃度の比
較図である。試験、、およびHは、測定開始直後
の立上り頂点が高く、連続パージおよび第1段階パージ
による水分除去が、十分でないことを示している。試験
例の頂点は、、と比べてやや低いが、A〜Gと比
べれば高くなっている。特に、本発明の試験例A〜Gの
頂点は、他の比較例と比べても低く、第1段階の水分除
去パージの有効性を証明している。試験例と、Cの頂
点の落差Δから分るように、水分濃度は1/10に低下
している。このように、水分除去用ガスのパージ圧力
を、粘性流領域であり且つ飽和水蒸気圧以下に設定すれ
ば、水分除去を効果的に行えることが立証されている。
FIG. 3 is a comparison diagram of the residual water concentration after various purging. Tests, and H have a high rising peak immediately after the start of measurement, and show that moisture removal by continuous purging and first-stage purging is not sufficient. The apex of the test example is slightly lower than that of, but higher than those of A to G. In particular, the peaks of Test Examples A to G of the present invention are lower than those of the other Comparative Examples, demonstrating the effectiveness of the first-stage water removal purge. As can be seen from the test example and the drop Δ of the apex of C, the water concentration is reduced to 1/10. As described above, it has been proved that the moisture can be effectively removed by setting the purge pressure of the moisture removing gas in the viscous flow region and below the saturated steam pressure.

【0046】(第2実施形態) 図4は、本発明の第2実施形態に係るガス供給系の構成
図である。前記図1に示した第1実施形態に係るガス供
給系の構成図と異なる点は、水分除去を行なうサンプ
ルSとしてフィルタFILや圧力調整器RG2 、マスフ
ロコントローラMFC3、バルブ等を含んだより現実に
近いガス供給系(図3の点線で囲んだ部分)としている
点と、排気をマスフロコントローラMFC3の上流側
と、ガス供給系の末端との二個所から行なうようにして
いる点である。
(Second Embodiment) FIG. 4 is a configuration diagram of a gas supply system according to a second embodiment of the present invention. The difference from the configuration diagram of the gas supply system according to the first embodiment shown in FIG. 1 is that a sample S for removing water includes a filter FIL, a pressure regulator RG 2 , a mass flow controller MFC 3, and a valve. The point is that the gas supply system is close to the reality (the part surrounded by the dotted line in FIG. 3), and the exhaust is performed from two points: the upstream side of the mass flow controller MFC3 and the end of the gas supply system. .

【0047】尚、前記図4では、小流量用のマスフロコ
ントローラMFC3は内部の流路抵抗が大きいため、排
気を2個所から行なうようにしている。しかし、マスフ
ロコントローラMFC3 の内部抵抗が小さい場合やマス
フロコントローラMFC3を含まない場合、或いはドラ
イポンプDP排気容量が大きい場合には、バルブV9a
をを通しての1個所からの真空引きであってもよいこと
は、勿論である。
In FIG. 4, the mass flow controller MFC3 for small flow rate has a large internal flow path resistance, and therefore exhaust is performed from two locations. However, when the internal resistance of the mass flow controller MFC 3 is small, when the mass flow controller MFC 3 is not included, or when the dry pump DP exhaust capacity is large, the valve V9a
Needless to say, it may be a vacuum drawing from one location through.

【0048】[0048]

【第2実施例】図4のガス供給系で、圧力調整器RG1
でArガス圧を0.2MPaGに調整し、前記第1実施
例の場合と同様に、先ずバルブV7、V8、V12、V
9a、V9bを閉、バルブV14、V15〜V16、V
10を開にして配管内を大気へ開放し、そのあと、バル
ブV9a、V9bを開にして大気を吸い込み乍ら3分間
排気し、そして、バルブV10を閉にして配管内を大気
圧に戻し、一定時間この状態を保持することにより、サ
ンプルラインSL内に同量の水分を吸着させる。
[Second Embodiment] In the gas supply system of FIG. 4, a pressure regulator RG 1
Then, the Ar gas pressure is adjusted to 0.2 MPaG, and the valves V7, V8, V12, and V are first set in the same manner as in the first embodiment.
9a, V9b closed, valves V14, V15-V16, V
10 is opened to open the inside of the pipe to the atmosphere, then the valves V9a and V9b are opened to suck the atmosphere and exhaust for 3 minutes, and the valve V10 is closed to return the inside of the pipe to atmospheric pressure, By maintaining this state for a certain time, the same amount of water is adsorbed in the sample line SL.

【0049】尚、この操作中、バルブV2、V13、V
6、V11、V5を開、バルブV1、V4、V12を閉
にして、Arガスを1.2l/minの流量でサンプル
バイパスラインSBLに流し、そのバックグクランドを
確認しておく。
During this operation, the valves V2, V13, V
6, V11, V5 are opened, valves V1, V4, V12 are closed, Ar gas is caused to flow through the sample bypass line SBL at a flow rate of 1.2 l / min, and its back ground is confirmed.

【0050】次に、第1段階のArガスパージを行なう
ために、バルブV14を閉にし、バルブV7、V9a、
V9b、V10、V15〜V19を開にして、Arガス
を所定圧力で流通させることにより、サンプルラインS
L内の吸着水分を真空ポンプで所定時間だけ除去する。
上記第1段階のArガスパージが終ると、次に第2段階
の水分含有率の計測を行なうために、バルブV7、V9
a、V9b、V10を閉にし、バルブV2、V5、V
8、V12、V13、V15〜V19を開、バルブV
6、V11を閉にし、Arガスを約1.21/minの
流量でサンプルラインSLに通す。このときベーキング
エリアBAは120℃で加熱する。そして、バルブV5
を通して、大気圧イオン化質量分析計API−MSによ
り水分含有率を計測しながら、Arガスを排気する。こ
れにより、Arガスパージによる水分除去の効率を測定
する。
Next, in order to perform the first stage Ar gas purge, the valve V14 is closed and the valves V7, V9a,
By opening V9b, V10, and V15 to V19 and flowing Ar gas at a predetermined pressure, the sample line S
The adsorbed moisture in L is removed by a vacuum pump for a predetermined time.
When the Ar gas purging in the first step is completed, the valves V7 and V9 are used to measure the water content in the second step.
a, V9b, V10 are closed and valves V2, V5, V
8, V12, V13, V15 to V19 open, valve V
6. V11 is closed and Ar gas is passed through the sample line SL at a flow rate of about 1.21 / min. At this time, the baking area BA is heated at 120 ° C. And valve V5
Through, Ar gas is exhausted while measuring the water content by an atmospheric pressure ionization mass spectrometer API-MS. Thus, the efficiency of water removal by Ar gas purging is measured.

【0051】図5は、前記図4のガス供給系のArガス
パージ後の残留水分濃度を示すものであり、Arガスパ
ージは、Arガス流量19.7sccm、ドライポンプ
DPの内圧14.8Torrの下で行なわれている。
尚、この場合、配管内径は4.4mmであり、且つAr
ガスの圧力が14.8Torrであるから、上記Arガ
スパージは粘性流の条件下に於けるパージである。
FIG. 5 shows the residual water content of the gas supply system of FIG. 4 after the Ar gas purge. The Ar gas purge was performed under the Ar gas flow rate of 19.7 sccm and the internal pressure of the dry pump DP of 14.8 Torr. Has been done.
In this case, the inner diameter of the pipe is 4.4 mm, and Ar
Since the gas pressure is 14.8 Torr, the Ar gas purge is a purge under viscous flow conditions.

【0052】前記図5に於いて、曲線b、曲線c及び曲
線dは、前記第1段階のArガスパージを10分間、3
0分間及び60分間行なったあとに於ける残留水分濃度
の測定値である。また、曲線aは、実施例1と同じ条件
でもって連続パージをした場合の残留水分濃度を示すも
のであり、比較のために記載されている。上記曲線aと
曲線b、c、dとの比較からも明らかなように、後者の
残留水分濃度は、前者の約1/2に減少している。
In FIG. 5, the curves b, c and d are obtained by performing the Ar gas purge of the first stage for 10 minutes and 3 times.
It is the measured value of the residual water concentration after 0 minute and 60 minutes. The curve a shows the residual water concentration when continuous purging was performed under the same conditions as in Example 1, and is shown for comparison. As is clear from the comparison between the curve a and the curves b, c and d, the residual water concentration of the latter is reduced to about 1/2 of that of the former.

【0053】[0053]

【第3実施例】次に本発明の第3実施例を説明する。当
該第3実施例を適用するガス供給系の構成図は図示して
いないが、前記図4の場合と実質的に同一である。即
ち、バルブV7が、所定の短い周期で連続開・閉が可
能な構成のものになっている点及びマスフロコントロ
ーラMFC2を省略している点のみが異なっている。
尚、マスフロコントローラMFC2を省略しているの
は、後述するように、第1段階のArガスパージ(Ar
ガスの供給を断・続し乍らパージを行なうこと)に於い
て、供給するArガス流量を特に調整する必要が無いた
めである。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described. Although the configuration diagram of the gas supply system to which the third embodiment is applied is not shown, it is substantially the same as the case of FIG. That is, the only difference is that the valve V7 is configured so that it can be continuously opened and closed in a predetermined short cycle, and that the mass flow controller MFC2 is omitted.
The mass flow controller MFC2 is omitted because the Ar gas purge (Ar
This is because it is not necessary to particularly adjust the flow rate of the Ar gas to be supplied when the gas supply is interrupted / continuously performed and the purge is performed).

【0054】この第3実施例に於いても、前記第1実施
例や第2実施例の場合と同様に、先ず配管内へ同一条件
下で同量の水分を吸着させる。また、サンプルバイパス
ラインSBLにArガスを1.2l/minの流量で流
し、そのバックグランドを確認しておく。
Also in the third embodiment, as in the first and second embodiments, the same amount of water is first adsorbed into the pipe under the same conditions. Further, Ar gas is caused to flow through the sample bypass line SBL at a flow rate of 1.2 l / min to check the background.

【0055】次に、第1段階のArガスパージを行なう
ために、ドライポンプDPを運転し、バルブV7、V9
a、V9b、V10、V15、V19を開に、V8、V
14、V12を閉にする。その後、本第3実施例に於い
ては、バルブV7を所定の周期で開・閉させ、ガス供給
系へ供給するArガスを断・続させることにより、サン
プルラインSL内のArガス圧力を数拾Torr(例え
ば60Torr)から数Torr(例えば1Torr)
に亘って変動させる。
Next, in order to perform the first stage Ar gas purge, the dry pump DP is operated and the valves V7 and V9 are set.
a, V9b, V10, V15, V19 open, V8, V
14 and V12 are closed. Then, in the third embodiment, the valve V7 is opened / closed at a predetermined cycle, and the Ar gas supplied to the gas supply system is interrupted / interrupted, so that the Ar gas pressure in the sample line SL is controlled to several degrees. Pickup Torr (eg 60 Torr) to several Torr (eg 1 Torr)
Fluctuate over.

【0056】このバルブV7の開・閉作動により、例え
ば、バルブV7が閉鎖されると、サンプルラインSL内
は数Torrの圧力にまで排気される。その結果、Ar
ガス流は、粘性流の領域に入ると共に、Arガスの圧力
は水の飽和蒸気圧よりも低い圧力値にまで減圧されるこ
とになり、前記第1実施例の場合と同じ条件下で、高能
率で水分が除去される。
When the valve V7 is closed by the opening / closing operation of the valve V7, the sample line SL is exhausted to a pressure of several Torr. As a result, Ar
The gas flow enters the viscous flow region, and the pressure of the Ar gas is reduced to a pressure value lower than the saturated vapor pressure of water, which is high under the same conditions as in the first embodiment. Water is removed efficiently.

【0057】また、逆に、バルブV7が開放されると、
サンプルラインSL内は数拾Torr(例えば60To
rr)のArガス圧となり、粘性流の領域外となる。し
かし、バルブV7が開放された時に流入する大量のAr
ガス流によって、サンプルラインSL内の剥離された水
分子が、効率よく外部へ押し出されることになる。
On the contrary, when the valve V7 is opened,
Within the sample line SL several Torr (eg 60To
It becomes Ar gas pressure of rr), and is outside the region of viscous flow. However, a large amount of Ar that flows in when the valve V7 is opened
Due to the gas flow, the separated water molecules in the sample line SL are efficiently pushed to the outside.

【0058】尚、前記ガス供給系へ供給するArガスの
圧力及び流量等は、ガス供給系の構成や排気装置(ドラ
イポンプDP)の能力、配管路の内径D等によって適宜
な値に選定されることは勿論であり、通常は100〜4
500Torr程度に選定されている。
The pressure and flow rate of the Ar gas supplied to the gas supply system are appropriately selected depending on the configuration of the gas supply system, the capacity of the exhaust device (dry pump DP), the inner diameter D of the pipe line, and the like. Of course, it is usually 100-4
It is selected to be about 500 Torr.

【0059】図6は、当該第3実施例により、図4と同
じ構成のサンプルラインSLの水分除去を行なった場合
の残留水分濃度を示すものであり、曲線d、曲線e、曲
線f1 及び曲線f2 が第3実施例の場合の測定値であ
る。
FIG. 6 shows the residual water concentration when water is removed from the sample line SL having the same structure as in FIG. 4 according to the third embodiment, and the curves d, e, f 1 and The curve f 2 is the measured value in the case of the third embodiment.

【0060】即ち、曲線dは、ドライポンプDPで真空
排気し乍ら、Arガスを5sec間流したあと、175
sec間遮断する操作を、60分間繰り返して第1段階
のパージを行なった場合の残留水分濃度の測定値であ
る。また、曲線eは、Arガスを5sec間流した後、
55sec間遮断する操作を、60分間繰り返した場
合、更に曲線f1 は、Arガスを5sec間流した後、
25sec間遮断する操作を60分間繰り返した場合の
測定値を示すものである。同様に、曲線f2 は、Arガ
スを5sec間流したあと、25sec間遮断する操作
を360分間繰り返した場合の測定値を示すものであ
る。
That is, the curve d is 175 after evacuating by the dry pump DP and flowing Ar gas for 5 seconds.
This is the measured value of the residual water concentration when the operation of shutting off for sec is repeated for 60 minutes to perform the first stage purge. In addition, the curve e shows that after Ar gas is flown for 5 seconds,
When the operation of shutting off for 55 seconds is repeated for 60 minutes, the curve f 1 shows that after flowing Ar gas for 5 seconds,
It shows the measured values when the operation of shutting off for 25 seconds was repeated for 60 minutes. Similarly, the curve f 2 shows the measured value when the operation of flowing Ar gas for 5 seconds and then interrupting it for 25 seconds is repeated for 360 minutes.

【0061】一方、図6に於ける曲線a、曲線b、曲線
1 〜C4 は、夫々比較のために記載されたものであ
り、曲線aはArガスによる連続パージを行なった場合
の測定値であり、第1実施例の図3の曲線1及び第2実
施例の図5の曲線aと同じ内容のものである。
On the other hand, the curve a, the curve b, and the curves C 1 to C 4 in FIG. 6 are shown for comparison, respectively, and the curve a is measured when continuous purging with Ar gas is performed. It is a value and has the same contents as the curve 1 of FIG. 3 of the first embodiment and the curve a of FIG. 5 of the second embodiment.

【0062】また、図6の曲線bは、Arガス圧2kg
f/cm2 による10sec間の加圧とバキュームジェ
ネレータVGによる30sec間の排気(約70Tor
r)を繰り返す操作を、30分間行なった場合の(回分
操作)の測定値を示すものである。
The curve b in FIG. 6 shows that the Ar gas pressure is 2 kg.
Pressurization by f / cm 2 for 10 seconds and exhaust by vacuum generator VG for 30 seconds (about 70 Torr)
It shows the measured value of (batch operation) when the operation of repeating r) is performed for 30 minutes.

【0063】更に、図6の曲線C1 〜C4 は、第2実施
例の図5の場合と同様に、Arガス流流量19.7se
c、圧力14.8Torrの条件下(即ち粘性流パー
ジ)で、30分・60分・180分・360分間第1段
階のパージを行なった場合の、残留水分濃度の測定値を
示すものである。
Further, the curves C 1 to C 4 of FIG. 6 are the same as in the case of FIG. 5 of the second embodiment, and the Ar gas flow rate is 19.7 se.
c shows the measured value of residual water concentration when the first-stage purging is performed for 30 minutes, 60 minutes, 180 minutes, and 360 minutes under the conditions of c and pressure of 14.8 Torr (that is, viscous flow purge). .

【0064】図6の曲線f2 からも明らかなように、第
3実施例の場合には、前記第2実施例の場合の粘性流パ
ージ(曲線C4 )よりも、優れた水分除去性能を得るこ
とができる。
As is clear from the curve f 2 in FIG. 6, in the case of the third embodiment, the moisture removal performance superior to that of the viscous flow purge (curve C 4 ) in the case of the second embodiment is obtained. Obtainable.

【0065】図7は、第3実施例に於いて、バルブV7
の開・閉の切換のサイクル数を変化した場合の水分除去
性能の変化を示すものである。図7の曲線〜は第3
実施例に於けるArガス内の残留水分濃度の測定値を、
また、曲線は、比較のために連続パージの場合のAr
ガス内の残留水分濃度の測定値を示すものである。
FIG. 7 shows a valve V7 in the third embodiment.
It shows a change in water removal performance when the number of open / close switching cycles is changed. The curves in FIG. 7 are the third
The measured value of the residual water concentration in Ar gas in the example is
Also, the curve shows Ar for continuous purging for comparison.
It shows the measured value of the residual water concentration in the gas.

【0066】例えば、図7の曲線は、排気をし乍ら、
Arガスを0.9秒間流したあと0.3秒間Arガスを
遮断すると云うArガスパージを、3000回(即ち6
0分間)行ない、その後Arガス内の残留水分濃度を連
続的に30分間測定したものである。
For example, the curve in FIG. 7 shows that when exhausted,
Ar gas purging was performed 3000 times (that is, 6 times) by saying that Ar gas was blocked for 0.3 seconds after flowing Ar gas for 0.9 seconds.
(0 minutes), and then the residual water concentration in Ar gas was continuously measured for 30 minutes.

【0067】図7からも明らかなように、バルブV7の
開・閉切換の周波数を高めた方が、より高い水分除去性
能を得ることができる。
As is clear from FIG. 7, higher water removal performance can be obtained by increasing the frequency of switching the valve V7 between open and closed.

【0068】図8は、本発明の第3実施例に於いて、一
次側から供給したパージ用のArガスが粘性流となるよ
うに、Arガスの流量を調整した場合と、サンプルライ
ンSLへ送るパージ用Arガスの流量の調整を行なわず
に、Arガスの供給源側で最初に調整したままの流量
(即ち、図4のMFC2を設けない状態)で供給した場
合との、水分除去性能を比較したものである。
FIG. 8 shows the third embodiment of the present invention in which the flow rate of the Ar gas is adjusted so that the purging Ar gas supplied from the primary side becomes a viscous flow, and the sample line SL. Moisture removal performance in the case where the flow rate of the purge Ar gas to be sent is not adjusted and the flow rate is initially adjusted on the Ar gas supply source side (that is, the state in which the MFC 2 in FIG. 4 is not provided). Are compared.

【0069】図8の曲線と曲線との対比からも明ら
かなように、一次側からサンプルラインSLへ流すパー
ジ用のArガスの流量を、Arガス流が粘性流となるよ
うに、パージ中細かくその流量を調整しなくても、Ar
ガス圧力を0.2MPaG(約2300Torr)程度
で供給しつつバルブV7を開・閉切換させることによ
り、ほぼ同じ程度の水分除去性能が得られることが確認
された。尚、現実のArガスの供給圧力としては、10
0Torr〜4500Torr(5kg/cm2G)程
度が選定される。
As is clear from the comparison between the curves in FIG. 8, the flow rate of the purge Ar gas flowing from the primary side to the sample line SL is finely adjusted during the purge so that the Ar gas flow becomes a viscous flow. Ar without adjusting the flow rate
It was confirmed that by opening and closing the valve V7 while supplying the gas pressure at about 0.2 MPaG (about 2300 Torr), almost the same water removal performance can be obtained. The actual supply pressure of Ar gas is 10
About 0 Torr to 4500 Torr (5 kg / cm 2 G) is selected.

【0070】前記図1及び図4に示した第1実施形態及
び第2実施形態に係るガス供給系では、バイパスライン
BLやサンプルバイパスラインSBLを設けているが、
現実のガス供給系水分除去操作に於いては、バイパスラ
インBLやサンプルバイパスラインSBLを省略しても
よいことは勿論である。また、本発明は上記各実施例に
限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱し
ない範囲における種々の変形例、設計変更等をその技術
的範囲内に包含するものである。
In the gas supply system according to the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 4, the bypass line BL and the sample bypass line SBL are provided.
Of course, the bypass line BL and the sample bypass line SBL may be omitted in the actual gas supply system water removal operation. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, but includes various modifications, design changes and the like within the technical scope thereof within the scope not departing from the technical idea of the present invention.

【0071】[0071]

【発明の効果】本願発明によれば、ガス供給系の内部を
連続的に排気すると共に、ガス供給系の内部へ供給する
水分除去用ガスを所定のピッチで断・続させるようにし
たガス供給系の水分除去方法に於いて、前記ガス供給系
の内部へ供給する水分除去用ガスを断にしている間に、
排気により、ガス供給系の内部の水分除去用ガスの流通
圧力が、ガス流が粘性流になる最小圧力と、水分除去用
ガスの流通温度における 水の飽和蒸気圧力との間の圧力
値になるようにしているため、ガス分子の衝突によって
ガス供給系の内面に吸着された水分を効果的に除去する
ことができ、ベーキングができない部分を中心として、
ベーキング以外の有効な除去方法を確立したものであ
る。また、本願発明によれば、ガス分子の平均自由行程
を配管直径より小さくすることにより粘性流条件を与え
ることが出来るので、粘性流条件を満足する最小圧力を
簡単に導出することができる。更に、本願発明によれ
ば、水分除去用ガスとしてArガス等の不活性ガスを選
ぶことにより、水分子を叩き出したあと、ガス自体がガ
ス供給系内に吸着されにくい。加えて、本願発明によれ
ば、ガス供給系がフィルタのような単独の機器であって
も、或いはフィルタや圧力調整器、マスフロコントロー
ラ、制御弁等を含む複雑な配管系路であっても、若しく
は流路抵抗の大きな機器類が含まれている配管系路であ
っても、効率よく内部の水分を除去することができる。
According to the present invention, the inside of the gas supply system is
Evacuate continuously and supply to the inside of gas supply system
Make sure that the gas for removing water is cut off and connected at a specified pitch.
In a method for removing water in a gas supply system,
While the gas for removing moisture supplied to the inside of the
Distribution of gas for moisture removal inside the gas supply system by exhaust
The pressure is the minimum pressure at which the gas flow becomes viscous and for removing water
Pressure between saturated vapor pressure of water at gas flow temperature
Since it is set to a value, it is possible to effectively remove the water adsorbed on the inner surface of the gas supply system due to the collision of gas molecules, centering on the part that cannot be baked,
It established an effective removal method other than baking. Further , according to the present invention, a viscous flow condition is given by making the mean free path of gas molecules smaller than the pipe diameter.
Therefore, the minimum pressure satisfying the viscous flow condition can be easily derived. Further, according to the present invention
If an inert gas such as Ar gas as the gas for removing moisture selection
By hitting, the gas itself is less likely to be adsorbed in the gas supply system after knocking out water molecules. In addition, according to the present invention
If, even a gas supply system is a single device such as a filter or filters and pressure regulators, mass flow controller, even complex piping system path including a control valve or the like, Moshiku
Is a piping system path that contains equipment with large flow resistance.
Even in this case, it is possible to efficiently remove water inside.

【0072】そのうえ、本願発明によれば、一次側から
供給する水分除去用ガスの流量調整を高精度で調整しな
くても、より複雑なガス供給系の水分を高能率で除去す
ることができ、短時間内で、しかも簡単且つ容易に水分
除去が行なえる。
Furthermore , according to the present invention, it is possible to remove water in a more complicated gas supply system with high efficiency without adjusting the flow rate of the water removal gas supplied from the primary side with high accuracy. The water can be removed easily and easily within a short time.

【0073】また、本願発明によれば、水分除去用ガス
の供給と供給遮断のサイクル数を増加させることによ
り、より短時間で効率よく水分除去が行なえる。本発明
は上述の通り優れた実用的効用を有するものである。
Further , according to the present invention, by increasing the number of cycles of supplying and shutting off the gas for removing water , the water can be removed efficiently in a shorter time. The present invention has excellent practical utility as described above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係るガス供給系の構成
図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of a gas supply system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】物理的諸条件を具体化した試験例の詳細図であ
る。
FIG. 2 is a detailed view of a test example embodying various physical conditions.

【図3】各種パージ後の残留水分濃度の比較図である。FIG. 3 is a comparison diagram of residual water concentration after various purging.

【図4】本発明の第2実施形態に係るガス供給系の構成
図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a gas supply system according to a second embodiment of the present invention.

【図5】図4のガス供給系を用いて、2箇所からの排気
による粘性流パージを夫々10分間、30分間、及び6
0分間行なった場合の残留水分濃度の比較図である。
5 is a viscous flow purge by exhaust from two locations for 10 minutes, 30 minutes, and 6 respectively using the gas supply system of FIG.
It is a comparison figure of the residual water concentration when it performs for 0 minutes.

【図6】図4と実質的に同一のガス供給系に於いて、排
気中に水分除去用ガスの供給を断・続させるパージ方法
の場合と、その他のパージ方法の場合との残留水分濃度
の比較図である。
FIG. 6 is a residual water concentration in the case of a purging method in which the supply of a gas for removing water is interrupted and continued during exhaust in the same gas supply system as that in FIG. 4 and in the case of other purging methods. FIG.

【図7】水分除去用ガスの供給を断・続させるパージ方
法に於いて、断・続のサイクル数を変えた場合の残留水
分濃度の比較図である。
FIG. 7 is a comparison diagram of residual moisture concentration when the number of interruption / continuing cycles is changed in the purging method of interrupting / continuing the supply of the moisture removal gas.

【図8】水分除去用ガスの供給を断・続させるパージ方
法に於いて、一次側から供給する水分除去用ガスの供給
流量を調整した場合と、調整しない場合との残留水分濃
度の比較図である。
FIG. 8 is a comparison diagram of the residual moisture concentration when the supply flow rate of the moisture removal gas supplied from the primary side is adjusted and when it is not adjusted in the purging method of interrupting / continuing the supply of the moisture removal gas. Is.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

RG1は圧力調整器、PFはガス精製器、MFC1・M
FC2・MFC3・MFCはマスフローコントローラ、
MFMはマスフローメータ、V1〜V19はバルブ、A
PI−MSは大気圧イオン化ガス質量分析計、DPはド
ライポンプ、VGはバキュームジェネレータ、BLはバ
イパスライン、SLはサンプルライン、SBLはサンプ
ルバイパスライン、PLはパージライン、BAはベーキ
ングエリア。
RG1 is pressure regulator, PF is gas purifier, MFC1 ・ M
FC2, MFC3, MFC are mass flow controllers,
MFM is a mass flow meter, V1 to V19 are valves, A
PI-MS is an atmospheric pressure ionized gas mass spectrometer, DP is a dry pump, VG is a vacuum generator, BL is a bypass line, SL is a sample line, SBL is a sample bypass line, PL is a purge line, and BA is a baking area.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 本井傳 晃央 大阪府大阪市西区立売堀2丁目3番2号 株式会社フジキン内 (72)発明者 川田 幸司 大阪府大阪市西区立売堀2丁目3番2号 株式会社フジキン内 (72)発明者 米華 克典 大阪府大阪市西区立売堀2丁目3番2号 株式会社フジキン内 (72)発明者 平井 暢 大阪府大阪市西区立売堀2丁目3番2号 株式会社フジキン内 (72)発明者 山路 道雄 大阪府大阪市西区立売堀2丁目3番2号 株式会社フジキン内 (56)参考文献 特開 平2−46726(JP,A) 特開 平4−180567(JP,A) 特開 昭57−31777(JP,A) 特開2000−120992(JP,A) 特開2000−97398(JP,A) 特開 平5−7764(JP,A) 特許2548764(JP,B2) 特公 平4−76492(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F17D 1/00 - 1/20 F17D 3/14 B01D 53/26 H01L 21/302 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Den Homoto, Akio 2-3-2, Nishimori, Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Fujikin Co., Ltd. (72) Inventor, Koji Kawata 2-3-2, Nishi-ku, Osaka-shi No. Fujikin Co., Ltd. (72) Inventor Katsunori Yoneka 2-3-2 Nishimo-ku, Osaka-shi, Osaka Prefecture Fujikin Co., Ltd. (72) Akira Hirai 2-3-2 Nishi-ku, Osaka-shi, Osaka-shi In Fujikin (72) Inventor Michio Yamaji 2-3-2 Sorihori Nishi-ku, Osaka City, Osaka Prefecture (56) References JP-A-2-46726 (JP, A) JP-A-4-180567 (JP, A) JP 57-31777 (JP, A) JP 2000-120992 (JP, A) JP 2000-97398 (JP, A) JP 5-7764 (JP, A) JP 2548764 (J P, B2) Japanese Patent Publication 4-76492 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) F17D 1/00-1/20 F17D 3/14 B01D 53/26 H01L 21 / 302

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ガス供給系に水分除去用ガスを流通させ
てガス供給系の内部に残留する水分を除去する方法であ
って、ガス供給系の内部を連続的に排気すると共に、ガ
ス供給系の内部へ供給する水分除去用ガスを所定のピッ
チで断・続させるようにしたガス供給系の水分除去方法
に於いて、前記ガス供給系の内部へ供給する水分除去用
ガスを断にしている間に、排気により、ガス供給系の内
部の水分除去用ガスの流通圧力が、ガス流が粘性流にな
る最小圧力と、水分除去用ガスの流通温度における水の
飽和蒸気圧力との間の圧力値になるようにしたことを特
徴とするガス供給系の水分除去方法。
1. A gas for removing moisture is circulated through a gas supply system.
Is a method of removing the water remaining inside the gas supply system.
The gas supply system is continuously exhausted and the gas
The gas for removing moisture supplied to the interior of the
Water removal method of gas supply system so that it can be disconnected and continued with
For removing water supplied to the inside of the gas supply system
While the gas is shut off, the gas supply system
The flow pressure of the moisture removal gas at the
Minimum pressure and water at the circulating temperature of the water removal gas
A method for removing water in a gas supply system, characterized in that a pressure value between the saturated steam pressure and the saturated steam pressure is set .
【請求項2】 ガス供給系の内部へ供給する水分除去用
ガスの供給圧力を100〜4500Torrとするよう
にした請求項に記載のガス供給系の水分除去方法。
2. The water removal method for a gas supply system according to claim 1 , wherein the supply pressure of the water removal gas supplied to the inside of the gas supply system is set to 100 to 4500 Torr.
【請求項3】 供給源からの水分除去用ガスを、ガス供
給系の一次側に於いてガス流量の調整を行なうことなし
に、ガス供給系の内部へ供給するようにした請求項
記載のガス供給系の水分除去方法。
The 3. A gas removing moisture from the source, without adjusting the gas flow rate at the primary side of the gas supply system, according to claim 1 which is adapted to supply to the interior of the gas supply system Method of removing water from gas supply system.
【請求項4】 ガス供給系の内部へ供給する水分除去用
ガスを、流通時間が0.9〜5秒間並びに流通遮断時間
が0.3〜175秒間の割合で、繰り返して断・続させ
るようにした請求項に記載のガス供給系の水分除去方
法。
4. The moisture removing gas supplied to the inside of the gas supply system is repeatedly disconnected and connected at a flow time of 0.9 to 5 seconds and a flow cutoff time of 0.3 to 175 seconds. The method for removing water from a gas supply system according to claim 1 , wherein
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