JP3393702B2 - 液体材料気化流量制御器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体製造に
おいて用いる四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ₄ ）などの液体材
料を定量気化することができる気化器を有する液体材料
気化流量制御器に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種装置に具備されている気化
器の一つとして、図１０に示すように、適宜の温度に設
定された恒温槽８１内に、液体材料ＬＭを収容した液体
材料タンク８２を設け、この液体材料タンク８２をプレ
ートヒータ８３によって適宜加熱して液体材料タンク８
２内の温度を上昇させて液体材料ＬＭの蒸気圧を高めて
これを気化し、出口側との圧力差を得ることで、発生し
た気体Ｇを気体用マスフローコントローラ（以下、ＧＭ
ＦＣという）８４で直接流量制御するものがある。

【０００３】また、従来の気化器の他の例として、図１
１に示すように、ヒータ（図示してない）を内蔵した金
属ブロック９１内に、熱伝導性および耐腐食性の良好な
粉体９２を充填した気化室９３を形成し、この気化室９
３の一端側に、液体材料ＬＭを導入するための細径の液
体材料供給ライン９４とキャリアガスＣＧを導入するた
めの太径のキャリアガス供給ライン９５とを接続し、液
体材料供給ライン９４の上流側を液体材料用マスフロー
コントローラ（以下、ＬＭＦＣという）９６およびスト
ップバルブ９７を介して液体材料タンク９８に接続し、
液体材料状態でＬＭＦＣ９６によって流量制御された液
体材料ＬＭを気化室９３に導入し、その全量を気化する
ようにしたものがある。なお、９９は恒温槽、１００は
不活性ガス導入管である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記図
１０に示した気化器においては、液体材料タンク８２全
体を加熱する必要があり、液体材料ＬＭが常時熱の影響
下にあるため、熱による分解や、組成変化を起こすこと
があるとともに、液体材料タンク８２から不純物が溶出
し、これが液体材料ＬＭに混入するといった不都合があ
る。また、この図に示す気化器においては、ガス流量を
直接制御するため、ガス発生開始から流量が安定するま
での時間がＧＭＦＣ８４の性能に依存するところが大き
く、それだけ高性能のＧＭＦＣ８４用いなければなら
ず、したがって、コストが嵩むといった不都合があっ
た。

【０００５】また、前記図１１に示した気化器において
は、液体材料タンク９８内に窒素またはヘリウムなどの
不活性ガスを供給することにより、液体材料タンク９８
内の圧力を高め、その供給圧力によって液体材料ＬＭを
気化器側に圧送しているため、液体材料タンク９８内の
液体材料ＬＭに加圧に用いた不活性ガスが溶け込むこと
があり、したがって、液体材料ＬＭは、溶存ガスを含ん
だ状態で気化器に供給されることになる。

【０００６】そして、液体材料供給ライン９４に設けら
れているＬＭＦＣ９６において局所的な圧力低下が生ず
ると、液体材料ＬＭ中の溶存ガスが液体材料供給ライン
９４中に放出される（これをキャビテーション現象とい
う）。このようにして液体材料供給ライン９４中に放出
されたガスは微少な気泡となるが、この気泡は供給系の
たまり部などに蓄積される可能性があり、大きくなった
気泡は断続的、周期的に気化器に導入される。したがっ
て、気化器から導出される蒸気は、流量安定性の面で問
題となる場合があり、気化器の二次側（下流側）が真空
の場合、この現象はより顕著となる。すなわち、真空の
場合、溶存ガスのみならず、液体材料ＬＭもおいて液体
材料供給ライン９４中で気化するからである。

【０００７】また、図１１に示した気化器においては、
粉体９２を充填した気化室９３の内容積が、気化室９３
において発生する気化ガスのガス流量応答に影響を与え
るおそれがあって、液体材料ＬＭの注入後、気化室９３
において気化ガスが発生しても気化室９３の内部圧力が
平衡達するまで時間を費やし、そのため、前記図１０に
示した気相で流量制御するものに比べて応答性が悪いと
いった不都合があった。

【０００８】更に、液体材料ＬＭが反応性が高い場合、
例えば、大気中の水分と反応して反応生成物を生ずるよ
うなものである場合は、トラブル時の気化器の部品交換
の際に気化器内部に形成されている液体材料供給ライン
の配管内から液体材料を充分に取り除き、反応物の生成
をできる限り回避する必要がある。この配管に残存して
いる液体材料を取り除くために、ガスパージや液パー
ジ、あるいは、真空排気等の方法があるけれども、気化
器の下流側に設けた半導体製造装置のチャンバー等のユ
ースポイントを介してチャンバー排気用のポンプにて気
化器上流側からパージガスを気化器に送り込んでガスパ
ージ、真空排気を行う必要があり、気化器を通してパー
ジが施されるから圧損が大きくなり、充分なパージ効率
を得るのが難しい。同様のことが液パージの場合にも言
える。

【０００９】この発明は、上述の事柄に留意してなされ
たもので、気化すべき液体材料が熱的影響を受けるのを
できるだけ少なくし、常に安定にしかも高速応答性でも
って気化ガスを流量制御することができるとともに、パ
ージ効率を向上できる気化器を有する液体材料気化流量
制御器を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の液体材料気化流量制御器は、気化機能と
流量調整機能とを備え、液体材料タンクから供給される
液体材料を気化制御する気化器と、該気化器の本体ブロ
ック内に形成された、液体材料供給ライン，気化ガス供
給ライン、前記液体材料供給ラインから分岐して前記本
体ブロック外に連通する第１ライン、両端部が前記本体
ブロック外に連通し、前記液体材料供給ラインをパージ
するための第２ラインと、前記本体ブロックの外周に設
けられ、前記第１ラインと第２ラインの連通をシート部
の開閉により可能にする開閉バルブとを具備し、更に、
前記気化器は、前記本体ブロックの上面に載置される弁
ブロックと前記上面との間に前記液体材料を気化させる
気化室を有する一方、前記液体材料の流量を調整する弁
と前記気化室の構成部材とを兼ねているダイアフラム を
有することを特徴とする。

【００１１】また、この発明は、別の観点から、気化機
能と流量調整機能とを備え、液体材料タンクから供給さ
れる液体材料を気化制御する気化器と、該気化器の本体
ブロック内に形成された、気化室に通ずる液体材料主供
給ライン，該液体材料主供給ラインからそれぞれ分岐す
る複数の液体材料供給ラインと，該各液体材料供給ライ
ンに対応する数だけ前記本体ブロック内に設けられ、両
端部が前記本体ブロック外に連通する連通ラインと，前
記本体ブロックに設けられ、前記各連通ラインとこれに
対応する前記液体材料供給ラインとをそれぞれ接続する
複数の開閉バルブと、該各開閉バルブに設けられ、前記
各連通ラインとこれに対応する前記液体材料供給ライン
の連通を可能にするシート部とからなり、前記複数の開
閉バルブのうち選択された１つの開閉バルブを当該液体
材料供給ラインのパージに使用するようにし、更に、前
記気化器は、前記本体ブロックの上面に載置される弁ブ
ロックと前記上面との間に前記液体材料を気化させる気
化室を有する一方、前記液体材料の流量を調整する弁と
前記気化室の構成部材とを兼ねているダイアフラムを有
することを特徴とする液体材料気化流量制御器を提供す
る。

【００１２】

【作用】液体材料気化流量制御器においては、気化器の
気化室が気化機能と流量調整機能とを備えているととも
に、デッドボリュームが極めて小さい。したがって、気
化室において発生した気化ガスが気化室外に速やかに導
出され、高速応答が可能となる。そして、高速応答が可
能になることにより、気化ガスの短時間の繰り返し発生
が可能となる。また、前述したように、気化室が気化機
能と流量調整機能とを備えているので、装置の小型化お
よびコストダウンが図れる。

【００１３】また、気化器の本体ブロック内に形成され
た液体材料供給ラインに前記本体ブロック外に連通する
第１ラインを形成し、両端部が前記本体ブロック外に連
通するよう本体ブロック内に第２ラインを形成し、第１
ラインと第２ラインとの連通をシート部の開閉により可
能にする開閉バルブを、本体ブロックの外周に設けたの
で、気化器を通してパージが施されていた従来装置に比
して、パージ効率を向上できる。しかも液体材料を気化
器の二次側（下流側）に設けた半導体製造装置のチャン
バー等のユースポイントに送り込むことなく液体材料供
給ラインのパージを行うことができる。また、気化器
は、前記開閉バルブのシート部を第１ラインと第２ライ
ンとの連通が不可能な閉状態にしておくだけで、常時作
動可能であり、従来のように前記ユースポイントをわざ
わざ利用してパージを行う必要はなくなり、パージのた
めに使用する部品を最小限に抑えることができ、しかも
メンテナンスが容易である。

【００１４】また、この発明では、両端部が前記本体ブ
ロック外に連通する各連通ラインとこれに対応する液体
材料供給ラインとをそれぞれ複数の開閉バルブで接続
し、前記複数の開閉バルブのうち選択された１つの開閉
バルブに設けられたシート部により、連通ラインとこれ
に対応する液体材料供給ラインの連通を可能にして当該
液体材料供給ラインのパージを行うことができる。すな
わち、この発明の特徴の一つとして、前記本体ブロック
に予め形成されている連通ラインとこれに対応する液体
材料供給ラインとを利用するだけで当該液体材料供給ラ
インのパージを行うことができるので、当該液体材料供
給ラインのパージの経路を任意に選択できるという点
で、いわば、パージ選択の自由度を有する。

【００１５】

【実施例】図１乃至図４は、この発明の気化器１を有す
る液体材料気化流量制御器の第１実施例を示す。なお、
図３、図４には、便宜上、この発明の特徴である第１ラ
インＡ、第２ラインＢおよび開閉バルブ４０は省略し
た。まず、図１において、液体材料気化流量制御器は、
気化機能と流量調整機能とを備え、液体材料タンクから
供給される液体材料ＬＭを気化する気化器１と、気化器
１の本体ブロック２内に形成された液体材料導入路（液
体材料供給ライン）４およびガス導出路（気化ガス供給
ライン）５と、液体材料供給ライン４から分岐して本体
ブロック２外に連通する連通口ａを有する第１ラインＡ
と、両端部の連通口ｂ₁ ，ｂ₂ が本体ブロック２外に連
通するよう形成され、パージガスＰを用いて液体材料供
給ライン４をパージするための第２ラインＢと、本体ブ
ロック２の外周に装着され、第１ラインＡと第２ライン
Ｂの連通をシート部（図示せず）の開閉により可能にす
る開閉バルブ４０とを主として具備している。このシー
ト部を有する開閉バルブ４０としては、例えば、常時
（気化器１の作動時）は閉状態にセットされ空気圧によ
り開状態に切替わる空圧弁（シート部）を有する空圧タ
イプの常閉型バルブや、ハンドル操作することにより弁
（シート部）が開閉する手動タイプのストップバルブ等
の公知のバルブを挙げることができ、これらバルブを、
適宜、使用できる。

【００１６】以下、気化器１について詳述する。図１お
よび図３において、本体ブロック２は例えばステンレス
鋼などのように熱伝導性および耐腐食性の良好な金属材
料からなる直方体形状に形成されている。この本体ブロ
ック２には、詳細には図示してないが、本体ブロック２
全体を加熱する例えばカートリッジヒータ３が内蔵され
ている。

【００１７】また、液体材料導入路４、ガス導出路５は
互いに交わることなく本体ブロック２内に鉤型に形成さ
れている。すなわち、液体材料導入路４は、その一方の
開口（液体材料導入口）６が本体ブロック２の一つの側
面７に形成され、他方の開口８が側面７に直交する上面
９に形成され、後述する気化室２１に液体材料ＬＭを導
入するように構成されている。また、ガス導出路５は、
一方の開口１０が前記上面９に形成され、他方の開口
（ガス導出口）１１が前記側面７と対向する側面１２に
形成され、気化室２１において発生したガスＧを本体ブ
ロック２外に導出するように構成されている。１３，１
４は液体材料導入口６、ガス導出口１１にそれぞれ接続
される継手である。

【００１８】前記本体ブロック２の上面９における構成
を、本体ブロック２の平面構成を示す図３および本体ブ
ロック２の上部構成を示す図４，５をも参照しながら詳
細に説明すると、液体材料導入路４の前記上面９におけ
る開口８は、上面９の例えば中央部分１５に開口してい
る。この中央部分１５の周囲には、開口８と同心状に溝
１６が形成され、この溝１６に臨むようにしてガス導出
路５の開口１０が開設されている。そして、液体材料導
入路４の内径は、例えば０．５〜１．５ｍｍ程度であ
り、ガス導出路５の内径は、例えば２〜４ｍｍ程度であ
り、開口８と同心状に形成された溝１６の距離は、３〜
６ｍｍ程度である。これらの寸法は、液体材料導入口６
から導入される液体材料ＬＭの量に応じて適宜定められ
ることは言うまでもない。

【００１９】そして、溝１６の外方には、図４に示すよ
うに、例えば２０〜８０μｍ程度の厚みを有するステン
レス鋼よりなる環状のスペーサ１７が周設されている。
このスペーサ１７は、後述するダイヤフラム２３の下部
周辺を当接保持する。１８はスペーサ１７の外方に周設
された溝１９に嵌設されたシール部材で、このシール部
材１８には後述する弁ブロック２０の下面が当接する。

【００２０】再び図１に戻り、２０は本体ブロック２の
上面９に載置される弁ブロックで、例えばステンレス鋼
などのように熱伝導性および耐腐食性の良好な素材から
なる。この弁ブロック２０と前記上面９との間に気化室
２１が形成されている。すなわち、弁ブロック２０の内
部空間２２に、ダイヤフラム２３がその下部周辺をスペ
ーサ１７に当接し、ばね２４によって常時上方に付勢さ
れるようにして設けられ、このダイヤフラム２３とスペ
ーサ１７とによって気化室２１が構成されるのである。

【００２１】前記ダイヤフラム２３は、耐熱性および耐
腐食性の良好な素材からなり、図３に示すように、軸部
２５の下方に本体ブロック２の上面９の中央部分１５と
当接または離間し、液体材料導入路４の開口８を開閉す
るための弁部２６が形成されるとともに、この周囲に薄
肉部２７を備え、さらに、この薄肉部２７の周囲に厚肉
部２８を備えてなるもので、常時はばね２４によって上
方に付勢されることにより、弁部２６が前記中央部分１
５から離間しているが、軸部２５に下方向への押圧力が
作用すると、弁部２６が中央部分１５と当接密着し、前
記開口８を閉じるように構成されている。

【００２２】この実施例においては、前記ダイヤフラム
２３を液体材料ＬＭの流量調整およびシャットオフのた
めの弁、並びに、液体材料導入口６を介して本体ブロッ
ク２内に供給される液体材料ＬＭの気化室２１を構成す
る部材として使用している。したがって、前記シャット
オフをより確実に行うため、ダイヤフラム２３のフラッ
トな下面には、フッ素系樹脂をコーティングしたり、ラ
イニングが施されている。なお、このコーティングなど
に代えて、ダイヤフラム２３そのものをフッ素系樹脂で
形成してもよい。

【００２３】上記構成のダイヤフラム２３は、その軸部
２５が上になるようにして、その下面周辺部がスペーサ
１７に当接し、その下面側に形成される気化室２１内に
は、本体ブロック２の上面２ｂに形成された開口８，１
０および溝１６が全て含まれるように設けられる。つま
り、液体材料導入路４およびガス導出路５の開口８，１
０は、気化室２１内において連通している。そして、こ
のダイヤフラム２３が後述するアクチュエータ２９によ
って押圧され、液体材料ＬＭを気化室２１内に導入する
ための開口８の開度を調節したり、閉じることにより、
液体材料ＬＭの気化室２１内への導入量を制御するので
ある。

【００２４】２９は前記ダイヤフラム２３を下方に押圧
してこれを歪ませるアクチュエータで、この実施例にお
いては、弁ブロック２０の上部に立設されたハウジング
３０内に複数の圧電素子を積層してなるピエゾスタック
３１を設け、このピエゾスタック３１の押圧部３２をダ
イヤフラム２３の軸部２５に当接させたピエゾアクチュ
エータに構成されている。

【００２５】そして、気化器１は、開閉バルブ４０のシ
ート部を閉状態にセットしておくだけで常時作動可能で
あり、この場合、第１ラインＡの連通口ａと第２ライン
Ｂの連通口ｂ₁ がそれぞれシート部によって閉じられた
状態にある。

【００２６】次に、上記気化器１の動作について、図５
をも参照しながら説明する。上述したように、ダイヤフ
ラム２３はばね２４の付勢力によって常に上方に付勢さ
れており、ダイヤフラム２３の弁部２６は、図４に示す
ように、本体ブロック２の上面９と僅かな隙間をもって
離間した状態にある。したがって、液体材料導入路４お
よびガス導出路５の上部側の開口８，９は開放されてい
る。

【００２７】そして、ヒータ３に通電を行い、本体ブロ
ック２を加熱しておいた状態において、ピエゾスタック
３１に所定の直流電圧を印加すると、ダイヤフラム２３
が下方に押し下げられ、その弁部２６は、図５に示すよ
うに、前記上面９の中央部分１５と当接するように歪
み、液体材料導入路４の開口８が閉鎖され、液シャット
オフの状態になる。したがって、液体材料ＬＭを例えば
３ｋｇ／ｃｍ² 程度の圧力で気化器１に供給しても、気
化室２１内に液体材料ＬＭが流入することはない。

【００２８】次に、ピエゾスタック３１に印加する電圧
を前記印加電圧よりやや小さくして、ダイヤフラム２３
への押圧力を小さくすると、ダイヤフラム２３による開
口８閉鎖が解除され、弁部２６と前記中央部分１５との
間に僅かな隙間が生じ、この隙間を介して液体材料ＬＭ
が気化室２１に導入されるようになる。そして、液体材
料ＬＭは、気化室２１への流入に伴う圧力降下とヒータ
３による加熱（例えば１００℃程度）とによって速やか
に気化し、気化によって生じたガスＧはガス導出路５を
経てガス導出口１１側へ流れていく。

【００２９】上述の説明から理解されるように、上記気
化器１においては、液体材料ＬＭが気化室２１への流入
に伴う圧力降下とヒータ３による加熱とによって速やか
に気化されるとともに、気化室２１のボリュームが極め
て小さいので、気化によって生じたガスＧを速やかに効
率よく導出できる。そして、ダイヤフラム２３が液体材
料ＬＭの流量を調整する弁と、液体材料ＬＭを気化させ
る気化室２１の構成部材とを兼ねているため、例えば図
１０に示した従来の気化器と異なり、流量調整弁と気化
室との間にデッドボリュームが生じることはなく、した
がって、気泡が蓄積されたり、成長するといったことが
なく、従来の気化器で問題とされていたキャビテーショ
ン現象が生ずることはなく、所望流量のガスＧを安定に
出力することができる。

【００３０】このように、気化室２１が気化機能と流量
調整機能とを備えているので、高速応答が可能となり、
気化ガスの短時間の繰り返し発生が可能となる。また、
気化器１がコンパクトとなり、コストダウンが図れる。
なお、前記気化ガスＧを最も安定的に得るための条件
は、液体材料ＬＭをコントロールし、気化室２１への液
体材料ＬＭの流入量を制御しているときであることは言
うまでもない。

【００３１】図６は、上記構成の気化器１を例えば半導
体製造装置の材料供給ラインに組み込んだ液体材料気化
流量制御器の１例を示し、この図において、３３は気化
器１の上流側の液体材料供給ラインであり、これは図１
で示した液体材料導入路４に通じている。３４はこの液
体材料供給ライン３３に設けられる液体用流量計、３５
は気化器１の下流側のガスライン（図１のガス導出路５
に対応する）で、その外部にはヒータ３６が巻設されて
いる。３７はライン全体を制御するコントローラであ
る。また、液体用流量計３４と気化器１間の配管３８の
外部にはヒータ３９が巻設されており、液体材料ＬＭを
予熱し、気化時に必要な熱エネルギーを液体材料ＬＭに
予め与えることができる。このように構成した場合、気
化器１における気化をより効率よく行え、より大きな流
量のガスを容易に得ることができる。そして、液体材料
供給ライン３３、配管３８を含む液体材料導入路４から
分岐してパージライン１００が備わっている。

【００３２】上記構成の液体材料気化流量制御器におい
て、液体材料供給ライン３３を気化器１の方向に流れる
液体材料ＬＭの流量が液体用流量計３４によって検出さ
れ、コントローラ３７に入力される。コントローラ３７
には予め設定流量が入力されており、前記検出流量と設
定流量とが比較される。コントローラ３７は、前記比較
に基づいて気化器１のアクチュエータ２９に対する印加
電圧を制御することにより、気化器１に導入される液体
材料ＬＭの流量を一定に制御する。定流量制御された液
体材料ＬＭは、気化室２１において全量気化され、この
気化によって生じたガスＧはガスライン３６を介して図
示しない半導体製造装置に送られる。

【００３３】したがって、上記液体材料気化流量制御器
においては、気化器１以降のユースポイント（この場
合、半導体製造装置）に一定に流量制御されたガスを安
定に供給することができる。

【００３４】また、気化器１の本体ブロック内２に形成
された液体材料供給ライン３３、配管３８を含む液体材
料導入路４に本体ブロック２外に連通する第１ラインＡ
を形成し、両端部ｂ₁ ，ｂ₂ が本体ブロック２外に連通
するよう本体ブロック２内に第２ラインＢを形成し、第
１ラインＡと第２ラインＢとの連通をシート部の開閉に
より可能にする開閉バルブ４０を、本体ブロック２の外
周に設けたので、液体材料供給ライン３３の配管内から
液体材料ＬＭを充分に取り除く際に、従来のように気化
器を通してパージが施されることを回避できることか
ら、気化器１を通すことによる圧損は皆無となり、充分
なパージ効率を得ることができる。しかも液体材料ＬＭ
を気化器１の二次側（下流側）に設けた半導体製造装置
のチャンバー等のユースポイントに送り込むことなく液
体材料供給ライン３３のパージを行うことができる。ま
た、気化器１は、開閉バルブ４０のシート部を第１ライ
ンＡと第２ラインＢとの連通が不可能な閉状態にしてお
くだけで、常時作動可能であり、従来のように前記ユー
スポイントをわざわざ利用してパージを行う必要はなく
なり、パージのために使用する部品を最小限に抑えるこ
とができ、しかもメンテナンスが容易である。

【００３５】この発明は、上述の実施例に限られるもの
ではなく、種々に変形して実施することができる。すな
わち、気化室２１を本体ブロック２内に形成するように
してもよい。そして、ヒータ３はプレートヒータであっ
てもよく、本体ブロック２の特に気化室２１近傍を加熱
できるようにしてあればよい。また、液体材料導入路４
やガス導出路５は、鉤型状に形成する必要はなく、スト
レートであってもよい。さらに、アクチュエータ２９と
して、電磁式のものやサーマル式のものを用いてもよ
い。

【００３６】そして、液体材料ＬＭは、常温常圧で液体
状態であるものに限られるものではなく、常温常圧で気
体であっても適宜加圧することにより常温で液体となる
ようなものであってもよい。

【００３７】図７は、第１液体材料ＬＭ₁ を供給する場
合、第２液体材料ＬＭ₂ を開閉バルブ４０ｂで供給停止
状態にし、気化器１内の第１液体材料供給ライン４ａお
よび主液体材料供給ライン４を第１液体材料ＬＭ₁ でパ
ージした後、気化室２１に供給するようにしたこの発明
の第２実施例を示す。

【００３８】図７において、液体材料気化流量制御器
は、気化器１と、該気化器１の本体ブロック２内に形成
された、気化室２１に通ずる液体材料主供給ライン４，
該液体材料主供給ライン４からそれぞれ分岐する複数の
液体材料供給ライン４ａ，４ｂ，４ｃ，該各液体材料供
給ライン４ａ，４ｂ，４ｃに対応する数だけ本体ブロッ
ク２に設けられ、両端部が本体ブロック２外に連通する
連通ラインＢ₀ ，Ｂ₁ ，Ｂ₂ ，該各連通ラインＢ₀ ，Ｂ
₁ ，Ｂ₂ とこれに対応する液体材料供給ライン４ｃ，４
ａ，４ｂとをそれぞれ接続する複数の開閉バルブ４０
ａ，４０ｂ，４０ｃと、該各開閉バルブ４０ａ，４０
ｂ，４０ｃに設けられ、各連通ラインＢ₀ ，Ｂ₁ ，Ｂ₂
とこれに対応する液体材料供給ライン４ａ，４ｂ，４ｃ
の連通を可能にするシート部（図示せず）とからなり、
本実施例では、複数の開閉バルブ４０ａ，４０ｂ，４０
ｃのうち選択された１つの開閉バルブ４０ａを当該第１
液体材料供給ライン４ａおよび主液体材料供給ライン４
のパージに使用するようにしたものである。なお、パー
ジラインは、第１液体材料供給４ａ、主液体材料供給ラ
イン４および連通ラインＢ ₁ からなる。

【００３９】一方、第２液体材料ＬＭ₂ を供給する場
合、第１液体材料ＬＭ₁ を開閉バルブ４０ａで供給停止
状態にし、気化器１内の第２液体材料供給ライン４ｂお
よび主液体材料供給ライン４を第２液体材料ＬＭ₂ でパ
ージした後、気化室２１に供給すればよい。

【００４０】なお、第２実施例において、各液体材料供
給ライン４ａ，４ｂおよび主液体材料供給ライン４のパ
ージは、上記第１実施例と同様に、ガスパージで行うこ
とも可能である。

【００４１】また、第２実施例においては、各液体材料
供給ライン４ａ，４ｂを介して液体材料主供給ライン４
から気化器１の方向に流れる液体材料ＬＭ₁ ，ＬＭ₂ の
流量をそれぞれ検出する液体用流量計を設け、かつ、予
め設定流量が入力されているコントローラを設け、コン
トローラに入力することで前記検出流量と設定流量とを
比較し、該コントローラは、前記比較に基づいて気化器
１のアクチュエータ２９に対する印加電圧を制御するこ
とにより、気化器１に導入される液体材料ＬＭ₁ ，ＬＭ
₂ それぞれの流量を一定に制御するように構成してもよ
い。

【００４２】また、第２実施例においては、第３液体材
料ＬＭ₃ を、液体材料タンクに接続された連通ラインＢ
₀ から開閉バルブ４０ｃを介して液体材料供給ライン４
ｃに供給することが可能であって、この場合の第３液体
材料ＬＭ₃ によるパージは、開閉バルブ４０ａ，４０ｂ
のどちらかを利用してパージライン１００を形成するこ
とで行うことができる。更に、ガスパージで行うことも
可能である。

【００４３】さらに、図８に示すように、一つの本体ブ
ロック２に複数（図示例では３つ）の気化室２１を設け
るとともに、それぞれの気化室２１に対して互いに異な
る液体材料ＬＭを設け、ガス導出口１１の上流側におい
て合流させ、混合ガスＫＧとして取り出すようにしても
よい。

【００４４】そしてさらに、図９に示すように、気化室
２１とガス導出口１１までの間のガス導出路５を複数
（図示例では２つ）設けてもよい。このようにした場
合、ガス導出口１１側の圧力損が軽減され、気化室２１
の圧力が低くなるので、気化効率が向上し、その分、液
体材料ＬＭの流入量を増加させ、気化量を増大させるこ
とができる。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、液体材料は気化室に導入されるまで液相かつ室温状
態であるから、従来の気化器と異なり、熱影響による液
体材料の分解や組成変化といった問題がなくなる。そし
て、この気化器においては、気化室の内容積が極めて小
さいので、液体材料の気化を開始してからガス流量が安
定するまでの応答時間が可及的に短くなり、したがっ
て、短時間の繰り返しの発生が可能となる。また、この
気化器においては、気化室が気化機能と流量調整機能と
を備えているので、装置の小型化およびコストダウンが
図れる。

【００４６】また、気化器の本体ブロック内に形成され
た液体材料供給ラインに前記本体ブロック外に連通する
第１ラインを形成し、両端部が前記本体ブロック外に連
通するよう本体ブロック内に第２ラインを形成し、第１
ラインと第２ラインとの連通をシート部の開閉により可
能にする開閉バルブを、本体ブロックの外周に設けたの
で、気化器を通してパージが施されていた従来装置に比
して、パージ効率を向上できる。しかも液体材料を気化
器の二次側（下流側）に設けた半導体製造装置のチャン
バー等のユースポイントに送り込むことなく液体材料供
給ラインのパージを行うことができる。また、気化器
は、前記開閉バルブのシート部を第１ラインと第２ライ
ンとの連通が不可能な閉状態にしておくだけで、常時作
動可能であり、従来のように前記ユースポイントをわざ
わざ利用してパージを行う必要はなくなり、パージのた
めに使用する部品を最小限に抑えることができ、しかも
メンテナンスが容易である。

【００４７】また、この発明では、両端部が前記本体ブ
ロック外に連通する各連通ラインとこれに対応する液体
材料供給ラインとをそれぞれ複数の開閉バルブで接続
し、前記複数の開閉バルブのうち選択された１つの開閉
バルブに設けられたシート部により、連通ラインとこれ
に対応する液体材料供給ラインの連通を可能にして当該
液体材料供給ラインのパージを行うことができる。すな
わち、この発明の特徴の一つとして、前記本体ブロック
に予め形成されている連通ラインとこれに対応する液体
材料供給ラインとを利用するだけで当該液体材料供給ラ
インのパージを行うことができるので、当該液体材料供
給ラインのパージの経路を任意に選択できるという点
で、いわば、パージ選択の自由度を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る液体材料気化流量制御器の気化
器の第１実施例を示す縦断面図である。

【図２】上記実施例における液体材料供給ラインの配管
内からドレンとしての液体材料を取除く際に構成される
ブロック図である。

【図３】前記気化器の本体ブロックの平面構成を示す図
である。

【図４】前記本体ブロックの上部構成を示す拡大縦断面
図である。

【図５】前記気化器の動作説明図である。

【図６】前記気化器を組み込んだ液体材料気化流量制御
器の構成図である。

【図７】この発明の第２実施例を示す要部構成説明図で
ある。

【図８】この発明の本体ブロックの変形例の平面構成を
概略的に示す図である。

【図９】この発明の本体ブロックの他の変形例の平面構
成を概略的に示す図である。

【図１０】従来の気化器を説明するための図である。

【図１１】従来の別の気化器を説明するための図であ
る。

【符号の説明】

２…本体ブロック、３…ヒータ、４…液体材料導入路
（液体材料供給ライン）、４ａ…第１液体材料供給ライ
ン、４ｂ…第２液体材料供給ライン、５…ガス導出路
（気化ガス供給ライン）、６…液体材料導入口、８…開
口、９…上面、１１…ガス導出口、２０…弁ブロック、
２１…気化室、２３…ダイヤフラム、２９…押圧駆動
部、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…開閉バルブ、Ａ…第１ラ
イン、Ｂ…第２ライン、Ｂ₀ ，Ｂ₁ ，Ｂ₂ …連通ライ
ン、Ｐ…パージガス、ａ…第１ラインの連通口、ｂ₁ ，
ｂ₂ …第２ライン両端部の連通口。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−143912（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−168494（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−216199（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−220641（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F17C 9/02

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 気化機能と流量調整機能とを備え、液体
   材料タンクから供給される液体材料を気化制御する気化
   器と、該気化器の本体ブロック内に形成された、液体材
   料供給ライン，気化ガス供給ライン、前記液体材料供給
   ラインから分岐して前記本体ブロック外に連通する第１
   ライン、両端部が前記本体ブロック外に連通し、前記液
   体材料供給ラインをパージするための第２ラインと、前
   記本体ブロックの外周に設けられ、前記第１ラインと第
   ２ラインの連通をシート部の開閉により可能にする開閉
   バルブとを具備し、更に、前記気化器は、前記本体ブロ
   ックの上面に載置される弁ブロックと前記上面との間に
   前記液体材料を気化させる気化室を有する一方、前記液
   体材料の流量を調整する弁と前記気化室の構成部材とを
   兼ねているダイアフラムを有することを特徴とする液体
   材料気化流量制御器。
2. 【請求項２】 気化機能と流量調整機能とを備え、液体
   材料タンクから供給される液体材料を気化制御する気化
   器と、該気化器の本体ブロック内に形成された、気化室
   に通ずる液体材料主供給ライン，該液体材料主供給ライ
   ンからそれぞれ分岐する複数の液体材料供給ラインと，
   該各液体材料供給ラインに対応する数だけ前記本体ブロ
   ック内に設けられ、両端部が前記本体ブロック外に連通
   する連通ラインと，前記本体ブロックに設けられ、前記
   各連通ラインとこれに対応する前記液体材料供給ライン
   とをそれぞれ接続する複数の開閉バルブと、該各開閉バ
   ルブに設けられ、前記各連通ラインとこれに対応する前
   記液体材料供給ラインの連通を可能にするシート部とか
   らなり、前記複数の開閉バルブのうち選択された１つの
   開閉バルブを当該液体材料供給ラインのパージに使用す
   るようにし、更に、前記気化器は、前記本体ブロックの
   上面に載置される弁ブロックと前記上面との間に前記液
   体材料を気化させる気化室を有する一方、前記液体材料
   の流量を調整する弁と前記気化室の構成部材とを兼ねて
   いるダイアフラムを有することを特徴とする液体材料気
   化流量制御器。