JP6760999B2 - Gas supply device - Google Patents
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Description
本発明は、ガス供給装置に関し、特に、ジボラン(B2H6)の供給に好適なガス供給装置に関する。 The present invention relates to a gas supply device, and more particularly to a gas supply device suitable for supplying diborane (B 2 H 6 ).
例えば、p型半導体のドーパント用として使用されるジボランは、通常は、水素などとの混合ガスとして高圧でガス容器(シリンダ、ボンベ)内に充填され、減圧弁で減圧されて使用先に供給されている。ジボランは、室温でゆっくりと反応して固体のデカボランを生成し、生成したデカボランが減圧弁で凝集して閉塞することにより、ガス容器から使用先にジボラン混合ガスを供給できなくなることがあった。このため、ガス容器に着脱可能に装着した金属製のジャケットに冷却水を循環させる冷却水方式(例えば、特許文献1参照。)や、ガス容器を収納したシリンダキャビネット内に冷風を供給する空調方式(例えば、特許文献2参照。)などによってガス容器を20℃以下に冷却し、ガス容器内でジボランが反応することを抑制するようにしていた。 For example, diboran used as a dopant for p-type semiconductors is usually filled in a gas container (cylinder, cylinder) at high pressure as a mixed gas with hydrogen or the like, decompressed by a pressure reducing valve, and supplied to the destination. ing. Diborane reacts slowly at room temperature to produce solid decabolane, and the produced decabolane aggregates and closes at the pressure reducing valve, which may make it impossible to supply the diborane mixed gas from the gas container to the destination. For this reason, a cooling water system that circulates cooling water in a metal jacket that is detachably attached to the gas container (see, for example, Patent Document 1) and an air conditioning system that supplies cold air into the cylinder cabinet that houses the gas container. (For example, refer to Patent Document 2), the gas container is cooled to 20 ° C. or lower to suppress the reaction of diboran in the gas container.
しかし、特許文献1に記載された冷却水方式では、高価な冷却水循環設備が必要になるだけでなく、水漏れに対する配慮が必要であり、金属製であることから、重量もあり、ガス容器への着脱が面倒で、作業性が悪く、オペレータの大きな負担となっていた。また、特許文献2に記載された空調方式においても、高価な空調設備が必要になり、連続換気されているシリンダキャビネット内を十分に冷却するためには、空調設備の負担も大きくなっていた。
However, the cooling water method described in
そこで本発明は、簡単な構成でガス容器を冷却したり、加温したりすることができる温度調節手段を備えたガス供給装置を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a gas supply device provided with a temperature control means capable of cooling or heating a gas container with a simple configuration.
上記目的を達成するため、本発明のガス供給装置は、ガス容器の胴部外周を覆う筒状のジャケットを備えたガス供給装置であって、前記ジャケットは、柔軟性を有する材料で形成されるとともに、ジャケットを貫通してジャケット外部からジャケット内部に向けて圧縮ガスを導入するガス導入ノズルを有し、ガス容器にジャケットを装着して前記ガス導入ノズルからジャケット内周部に圧縮ガスを導入したときに、ガス容器外周面とジャケット内周面との間に、前記ガス導入ノズルからジャケット内周部に導入された前記圧縮ガスをジャケット上端部又は下端部からジャケット外部に放出する通気路が形成されることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the gas supply device of the present invention is a gas supply device provided with a tubular jacket that covers the outer periphery of the body of the gas container, and the jacket is made of a flexible material. At the same time, it has a gas introduction nozzle that penetrates the jacket and introduces compressed gas from the outside of the jacket toward the inside of the jacket. The jacket is attached to the gas container and the compressed gas is introduced from the gas introduction nozzle to the inner circumference of the jacket. Occasionally, a ventilation path is formed between the outer peripheral surface of the gas container and the inner peripheral surface of the jacket to discharge the compressed gas introduced from the gas introduction nozzle into the inner peripheral portion of the jacket from the upper end or lower end of the jacket to the outside of the jacket. It is characterized by being done.
さらに、本発明のガス供給装置は、前記ジャケットが、前記ガス容器の軸線方向に設けられた着脱可能な連結部によって展開可能に形成されていること、前記ジャケットが、ガス容器の外周に配置される筒状の内周側表面材と、該内周側表面材の外周面に積層された筒状の断熱材と、該断熱材の外周面に積層された外周側表面材との三層構造で形成されていること、前記内周側表面材及び外周側表面材が、ガラスクロスにシリコーン系樹脂をコーティングしたシリコンコートガラスクロスで形成され、前記断熱材が、ガラスフェルトで形成されていることを特徴としている。 Further, in the gas supply device of the present invention, the jacket is formed so as to be deployable by a detachable connecting portion provided in the axial direction of the gas container, and the jacket is arranged on the outer periphery of the gas container. A three-layer structure consisting of a tubular inner peripheral side surface material, a tubular heat insulating material laminated on the outer peripheral surface of the inner peripheral side surface material, and an outer peripheral side surface material laminated on the outer peripheral surface of the heat insulating material. The inner peripheral side surface material and the outer peripheral side surface material are formed of a silicon-coated glass cloth obtained by coating a glass cloth with a silicone-based resin, and the heat insulating material is formed of a glass felt. It is characterized by.
また、前記ガス導入ノズルが、ボルテックスチューブの冷気供給側に接続されてジャケットの上部側に設けられていること、暖気供給側に接続されてジャケットの下部側に設けられていることを特徴とし、さらに、前記ジャケットが、前記通気路を流れる圧縮ガスの温度又は前記ガス容器の外周面温度を測定する温度センサを備えるとともに、該温度センサの測定温度に基づいて前記ジャケット内周部への圧縮ガスの導入量を制御する制御手段を備えていることを特徴としている。 Further, the gas introduction nozzle is connected to the cold air supply side of the vortex tube and is provided on the upper side of the jacket, and is connected to the warm air supply side and is provided on the lower side of the jacket. Further, the jacket includes a temperature sensor for measuring the temperature of the compressed gas flowing through the ventilation path or the temperature of the outer peripheral surface of the gas container, and the compressed gas to the inner peripheral portion of the jacket based on the temperature measured by the temperature sensor. It is characterized by being provided with a control means for controlling the amount of gas introduced.
本発明のガス供給装置によれば、柔軟性を有する材料で形成したジャケットにガス導入ノズルから冷気を導入することによってガス容器を効果的に冷却でき、暖気を導入することによってガス容器を効果的に加温できる。また、ジャケットをシリコンコートガラスクロスやガラスフェルトで形成することにより、金属製ジャケットに比べて大幅に軽量化できるだけでなく、連結部で展開可能に形成することにより、ガス容器への着脱を容易に行うことができる。さらに、冷気や暖気をボルテックスチューブで発生させることにより、大掛かりな設備が不要となるのでコストの削減を図ることができる。 According to the gas supply device of the present invention, the gas container can be effectively cooled by introducing cold air from the gas introduction nozzle into the jacket made of a flexible material, and the gas container can be effectively cooled by introducing warm air. Can be heated to. In addition, by forming the jacket with silicon-coated glass cloth or glass felt, not only can it be significantly lighter than a metal jacket, but also by forming it expandable at the connecting part, it can be easily attached to and detached from the gas container. It can be carried out. Furthermore, by generating cold air and warm air with a vortex tube, large-scale equipment is not required, so that cost can be reduced.
図1乃至図3は、本発明のガス供給装置の一形態例を示しており、図4は、ガス供給中のガス容器を冷却している状態の一例を示し、図5は、ガス供給中のガス容器を加温している状態の一例を示している。 1 to 3 show an example of a form of the gas supply device of the present invention, FIG. 4 shows an example of a state in which a gas container during gas supply is cooled, and FIG. 5 shows a state in which gas is being supplied. An example of a state in which the gas container is heated is shown.
本形態例に示すガス供給装置は、ガス容器11の胴部外周を覆う筒状に形成されたジャケット12を備えている。ジャケット12は、頻繁にガス容器への着脱を行うことから、不織布などの軽量で柔軟性を有する材料で形成されており、前記ガス容器11の軸線方向に設けられた面ファスナなどの着脱可能な連結部13によって平面状に展開可能に形成されている。また、ジャケット12の上下両端部には、ガス容器11への装着状態を保持するためのベルト14がそれぞれ設けられている。
The gas supply device shown in this embodiment includes a
また、ジャケット12は、ガス供給設備の使用環境に対応できるように、耐候性や耐薬品性、耐熱性、耐寒性、耐傷性、断熱性といった性状に優れた材料を適宜組み合わせて形成されている。例えば、図2及び図3に示すように、ガス容器11の胴部外周に配置される筒状の内周側表面材15と、該内周側表面材15の外周面に積層された筒状の断熱材16と、該断熱材16の外周面に積層された筒状の外周側表面材17との三層構造で形成している。
Further, the
例えば、内周側表面材15及び外周側表面材17は、ガラスクロスにシリコーン系樹脂をコーティングしたシリコンコートガラスクロスで形成し、中間の断熱材16は、ガラス繊維をフェルト状に成形したガラスフェルトで形成することが好ましい。これにより、断熱性、取扱性、耐久性などに優れるとともに、軽量なジャケット12を得ることができる。
For example, the inner peripheral
また、ジャケット12には、該ジャケット12を貫通してジャケット外部からジャケット内部に向けて圧縮ガスを導入するためのガス導入ノズル18が設けられている。このガス導入ノズル18に外部から適当な圧力の圧縮ガスを供給し、ガス導入ノズル18を介してジャケット内部に圧縮ガスを導入することにより、ガス容器外周面とジャケット内周面との間に、ガス導入ノズル18からジャケット内周部に導入された圧縮ガスをジャケット上端部又は下端部からジャケット外部に放出する通気路19が形成される。
Further, the
また、ジャケット12には、通気路19を流れる圧縮ガスの温度又は前記ガス容器11の外周面温度を測定する温度センサ20の測定部20aが設けられるとともに、該温度センサ20の測定温度に基づいて前記ジャケット内周部への圧縮ガスの導入量を制御する制御手段21を備えている。
Further, the
使用する圧縮ガスは、適宜な冷却手段や加温手段によって冷却又は加温されたガスを使用できるが、圧縮ガス源としてボルテックスチューブ22を使用することが好ましい。このボルテックスチューブ22は、圧縮機23からの圧縮空気Aによってチューブ内に旋回気流を発生し、該旋回気流を冷気Cと暖気Hとに分離するものであって、冷気Cを前記ガス導入ノズル18に供給することでガス容器11を冷却でき、暖気Hをガス導入ノズル18に供給することでガス容器11を加温することができる。
As the compressed gas to be used, a gas cooled or heated by an appropriate cooling means or heating means can be used, but it is preferable to use the
例えば、シリンダキャビネット24に収納したガス容器11からジボランガス(ジボラン混合ガスを含む)を、容器弁11aから供給経路11bを介して使用先に供給する場合には、ガス容器11の胴部外周を、ガス導入ノズル18を上部に配置した状態のジャケット12で覆い、ボルテックスチューブ22の冷気供給側経路22aをガス導入ノズル18に接続し、暖気供給側経路22bからの暖気Hは、シリンダキャビネット24の排気部24aから排気できるように配置する。また、ベルト14は、通気路19の形成を損なうことなく、ジャケット12がガス容器11の胴部外周から落下しない程度に締め付けるようにする。
For example, when the diboran gas (including the diboran mixed gas) is supplied from the
このように設置した状態で、圧縮機23を作動させて圧縮空気Aをボルテックスチューブ22に供給し、ボルテックスチューブ22で発生した冷気Cを、ガス導入ノズル18を介してガス容器外周面とジャケット内周面との間に導入する。これにより、通気路19内を冷気Cが流れてガス容器11が冷却され、ガス容器内でのジボランの反応を抑制し、デカボランの生成を防止することができる。
In this installed state, the
また、制御手段21は、温度センサ20の測定温度があらかじめ設定された最高温度、例えば20℃を上回ったときに、ボルテックスチューブ22への圧縮空気供給経路22cに設けた調節弁22dを開方向に作動させて圧縮空気供給量を増加させることにより通気路19内への冷気Cの導入量を増大させ、最低温度、例えば15℃を下回ったときには、調節弁22dを閉方向に作動させて圧縮空気供給量を減少させる。これにより、ガス容器11をあらかじめ設定された温度範囲、例えば15〜20℃の範囲に保持することができ、ガス容器11から半導体製造装置などへのジボランガスの供給を安定した状態で行うことができる。
Further, when the measurement temperature of the
図5は、本発明のガス供給装置を、ガス供給中のガス容器を加温している状態の一例を示している。例えば、常温付近で液体となっているアンモニアなどの低蒸気圧ガスをガス容器から半導体製造装置に供給する際には、蒸発潜熱によってガス容器内の温度が低下して蒸発量が減少し、ガス供給量が低下するため、ガス容器を加温して蒸発を促進する必要がある。 FIG. 5 shows an example of a state in which the gas supply device of the present invention is heating a gas container during gas supply. For example, when a low vapor pressure gas such as ammonia, which is liquid at around room temperature, is supplied from a gas container to a semiconductor manufacturing apparatus, the temperature inside the gas container is lowered by the latent heat of vaporization, and the amount of evaporation is reduced. Since the supply amount is reduced, it is necessary to heat the gas container to promote evaporation.
この場合、液体状態の低蒸気圧ガスを充填したガス容器31の胴部を、前記ガス導入ノズル18を下部側に配置した状態の前記ジャケット12で覆うとともに、前記ボルテックスチューブ22の暖気供給側経路22bを前記ガス導入ノズル18に接続し、ボルテックスチューブ22で発生した暖気Hを通気路19に導入する。これにより、通気路19を流れる暖気Hによってガス容器31を加温することができ、低蒸気圧ガスの蒸発を促進することができる。
In this case, the body of the
また、図5に示す例では、容器弁31aから使用先に接続される供給経路31bに、供給するガスの圧力を測定する圧力センサ32を設けている。制御手段21では、通気路19内の温度又はガス容器31の温度に応じて調節弁22dを調節することにより、あらかじめ設定された温度範囲内に制御するとともに、圧力センサ32で測定した供給経路31b内の圧力が上昇したときには、調節弁22dを閉方向に作動させて圧縮空気供給量を減少させ、加温量を抑えて蒸発量を少なくし、供給経路31b内のガス圧力の過度の上昇を防止して安全性を確保するようにしている。
Further, in the example shown in FIG. 5, a pressure sensor 32 for measuring the pressure of the supplied gas is provided in the supply path 31b connected from the
以上のように、本発明のガス供給装置は、ガス容器の胴部外周を、着脱可能に覆う筒状のジャケット内に冷却ガス又は加温ガスを導入することでガス容器の冷却や加温を効率よく行うことができ、しかも、柔軟性を有する材料で形成しているので、金属に比べて軽量に形成することができ、ガス容器への着脱を極めて容易に行うことができる。さらに、冷却源、加温源としてボルテックスチューブを使用することにより、大掛かりな設備を必要とせず、簡単な構成の設備で実施可能であることから、設備費や運転費の節減も図ることができる。 As described above, the gas supply device of the present invention cools and heats the gas container by introducing cooling gas or heating gas into a tubular jacket that detachably covers the outer periphery of the body of the gas container. Since it can be efficiently formed and is made of a flexible material, it can be formed to be lighter in weight than metal, and can be attached to and detached from the gas container extremely easily. Furthermore, by using a vortex tube as a cooling source and a heating source, it is possible to reduce equipment costs and operating costs because it can be implemented with equipment with a simple configuration without the need for large-scale equipment. ..
なお、ジャケットに設けるガス導入ノズルの位置や個数は任意であり、ガス容器11の形状、大きさに応じて適宜設定することができる。また、複数のガス導入ノズルを設ける場合は、ガス容器11の軸線方向に適当な間隔で設けたり、周方向に適当な角度で設けたりすることができる。さらに、ベルトの締め付け程度を調節することにより、通気路を流れるガスの上下方向のガス量の割合を調節することができ、冷気Cや暖気Hを,より効果的に使用できる。また、ガス容器の材質や大きさ、充填したガスの種類などは任意である。
The position and number of gas introduction nozzles provided on the jacket are arbitrary, and can be appropriately set according to the shape and size of the
11…ガス容器、11a…容器弁、11b…供給経路、12…ジャケット、13…連結部、14…ベルト、15…内周側表面材、16…断熱材、17…外周側表面材、18…ガス導入ノズル、19…通気路、20…温度センサ、20a…測定部、21…制御手段、22…ボルテックスチューブ、22a…冷気供給側経路、22b…暖気供給側経路、22c…圧縮空気供給経路、22d…調節弁、23…圧縮機、24…シリンダキャビネット、24a…排気部、31…ガス容器、31a…容器弁、31b…供給経路、A…空気、C…冷気、H…暖気 11 ... gas container, 11a ... container valve, 11b ... supply path, 12 ... jacket, 13 ... connecting part, 14 ... belt, 15 ... inner peripheral side surface material, 16 ... heat insulating material, 17 ... outer peripheral side surface material, 18 ... Gas introduction nozzle, 19 ... Ventilation path, 20 ... Temperature sensor, 20a ... Measuring unit, 21 ... Control means, 22 ... Vortex tube, 22a ... Cold air supply side path, 22b ... Warm air supply side path, 22c ... Compressed air supply path, 22d ... Control valve, 23 ... Compressor, 24 ... Cylinder cabinet, 24a ... Exhaust part, 31 ... Gas container, 31a ... Container valve, 31b ... Supply path, A ... Air, C ... Cold air, H ... Warm air
Claims (11)
前記ジャケットは、前記ガス容器の軸線方向に設けられた着脱可能な連結部によって展開可能に形成されていることを特徴とするガス供給装置。 A gas supply device provided with a tubular jacket that covers the outer periphery of the body of a gas container. The jacket is made of a flexible material and penetrates the jacket from the outside to the inside of the jacket. It has a gas introduction nozzle that introduces compressed gas, and when a jacket is attached to the gas container and compressed gas is introduced from the gas introduction nozzle to the inner peripheral surface of the jacket, between the outer peripheral surface of the gas container and the inner peripheral surface of the jacket. A ventilation path is formed to discharge the compressed gas introduced from the gas introduction nozzle into the inner peripheral portion of the jacket from the upper end portion or the lower end portion of the jacket to the outside of the jacket .
The jacket is a gas supply device that is deployably formed by a detachable connecting portion provided in the axial direction of the gas container .
前記ジャケットは、ガス容器の外周に配置される筒状の内周側表面材と、該内周側表面材の外周面に積層された筒状の断熱材と、該断熱材の外周面に積層された外周側表面材との三層構造で形成されていることを特徴とするガス供給装置。 A gas supply device provided with a tubular jacket that covers the outer periphery of the body of a gas container. The jacket is made of a flexible material and penetrates the jacket from the outside to the inside of the jacket. It has a gas introduction nozzle that introduces compressed gas, and when a jacket is attached to the gas container and compressed gas is introduced from the gas introduction nozzle to the inner peripheral surface of the jacket, between the outer peripheral surface of the gas container and the inner peripheral surface of the jacket. A ventilation path is formed to discharge the compressed gas introduced from the gas introduction nozzle into the inner peripheral portion of the jacket from the upper end portion or the lower end portion of the jacket to the outside of the jacket.
The jacket has a tubular inner peripheral side surface material arranged on the outer periphery of the gas container, a tubular heat insulating material laminated on the outer peripheral surface of the inner peripheral side surface material, and a laminated on the outer peripheral surface of the heat insulating material. A gas supply device characterized in that it is formed in a three-layer structure with a surface material on the outer peripheral side .
前記ジャケットは、前記通気路を流れる圧縮ガスの温度又は前記ガス容器の外周面温度を測定する温度センサを備えるとともに、該温度センサの測定温度に基づいて前記ジャケット内周部への圧縮ガスの導入量を制御する制御手段を備えていることを特徴とするガス供給装置。 A gas supply device provided with a tubular jacket that covers the outer periphery of the body of a gas container. The jacket is made of a flexible material and penetrates the jacket from the outside to the inside of the jacket. It has a gas introduction nozzle that introduces compressed gas, and when a jacket is attached to the gas container and compressed gas is introduced from the gas introduction nozzle to the inner peripheral surface of the jacket, between the outer peripheral surface of the gas container and the inner peripheral surface of the jacket. A ventilation path is formed to discharge the compressed gas introduced from the gas introduction nozzle into the inner peripheral portion of the jacket from the upper end portion or the lower end portion of the jacket to the outside of the jacket.
The jacket includes a temperature sensor that measures the temperature of the compressed gas flowing through the ventilation path or the temperature of the outer peripheral surface of the gas container, and introduces the compressed gas into the inner peripheral portion of the jacket based on the temperature measured by the temperature sensor. A gas supply device comprising a control means for controlling the amount .
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