JPH0347526A - 原料供給装置 - Google Patents
原料供給装置Info
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- JPH0347526A JPH0347526A JP18206389A JP18206389A JPH0347526A JP H0347526 A JPH0347526 A JP H0347526A JP 18206389 A JP18206389 A JP 18206389A JP 18206389 A JP18206389 A JP 18206389A JP H0347526 A JPH0347526 A JP H0347526A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/01413—Reactant delivery systems
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/32—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2207/00—Glass deposition burners
- C03B2207/80—Feeding the burner or the burner-heated deposition site
- C03B2207/90—Feeding the burner or the burner-heated deposition site with vapour generated from solid glass precursors, i.e. by sublimation
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
この発明は、原料を気体の状態で供給する装置に関する
。
。
たとえばＣＶＤ法（化学気相成長法）などによる光フア
イバ母材の製造工程では、シリコン原料やドーパント剤
（ＳｉＣ（１４やＧｅＣＱ４など）を気体の状態にして
反応系に供給するようにしている。 このように原料を気化させることにより反応系に供給す
る気相移送法は、その純度を最も高くする方法として知
られており、且つ広く使用されている。 この場合、反応系が密閉容器内で行われるのであれば、
原料供給系もその密閉容器内に含ませ、それらす、べて
を発熱体からの熱により原料の沸点あるいは昇華点より
も高い温度に保てばよいが、反応系が開放系である場合
には気化した原料を定量供給することが不可欠となる。 このように定量輸送しなければならない場合、従来では
、一部の液体原料（ＳｉＣ１２４、ＧｅＣＱ４等）につ
いては、蒸気圧を利用し、キャリアガスによって液中を
バブリングすることにより気化し、あるいはその温度を
沸点以上に上昇させることにより気化した上で、そのガ
スの流量を流量コントローラによって制御する装置が用
いられている。
イバ母材の製造工程では、シリコン原料やドーパント剤
（ＳｉＣ（１４やＧｅＣＱ４など）を気体の状態にして
反応系に供給するようにしている。 このように原料を気化させることにより反応系に供給す
る気相移送法は、その純度を最も高くする方法として知
られており、且つ広く使用されている。 この場合、反応系が密閉容器内で行われるのであれば、
原料供給系もその密閉容器内に含ませ、それらす、べて
を発熱体からの熱により原料の沸点あるいは昇華点より
も高い温度に保てばよいが、反応系が開放系である場合
には気化した原料を定量供給することが不可欠となる。 このように定量輸送しなければならない場合、従来では
、一部の液体原料（ＳｉＣ１２４、ＧｅＣＱ４等）につ
いては、蒸気圧を利用し、キャリアガスによって液中を
バブリングすることにより気化し、あるいはその温度を
沸点以上に上昇させることにより気化した上で、そのガ
スの流量を流量コントローラによって制御する装置が用
いられている。
しかしながら、従来のように流量コントローラを使用し
て気化ガスの流量を制御する場合には、流量コントロー
ラの限界使用温度等に制限され、原料として常温に比較
的近い温度で供給可能なものに限られ、高温（２００℃
付近）で昇華する原料（たとえばＡＱＣＱ３ 、ＡＱＢ
ｒ３等）については適用が困難であるという問題があっ
た。 また、流Ｉコントローラを使用せずに熱源を調整して気
化量自体を制御することも考えられるが、発熱体からの
熱伝播を利用した熱源では応答性に非常に難があり、コ
ントロール性が悪く、正確な原料供給量の制御には適し
ていない。しかも、過供給や粉体原料がそのまま飛散し
配管のつまり等の原因になるなど問題が多い。 この発明は、応答性が非常に良好で、気化した原料の供
給量を正確にコントロールできる、原料供給装置を提供
することを目的とする。
て気化ガスの流量を制御する場合には、流量コントロー
ラの限界使用温度等に制限され、原料として常温に比較
的近い温度で供給可能なものに限られ、高温（２００℃
付近）で昇華する原料（たとえばＡＱＣＱ３ 、ＡＱＢ
ｒ３等）については適用が困難であるという問題があっ
た。 また、流Ｉコントローラを使用せずに熱源を調整して気
化量自体を制御することも考えられるが、発熱体からの
熱伝播を利用した熱源では応答性に非常に難があり、コ
ントロール性が悪く、正確な原料供給量の制御には適し
ていない。しかも、過供給や粉体原料がそのまま飛散し
配管のつまり等の原因になるなど問題が多い。 この発明は、応答性が非常に良好で、気化した原料の供
給量を正確にコントロールできる、原料供給装置を提供
することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明による原料供給装置
においては、光エネルギーを照射することにより原料を
加熱し昇華させる光照射手段と、該光エネルギーの原料
に対する照射体積を調整して気化量を変化させる照射体
積調整手段とが備えられている。
においては、光エネルギーを照射することにより原料を
加熱し昇華させる光照射手段と、該光エネルギーの原料
に対する照射体積を調整して気化量を変化させる照射体
積調整手段とが備えられている。
紫外光や赤外光などの光エネルギーを原料に照射するこ
とによって、原料を加熱する。昇華点よりも高い温度に
加熱すれば、原料は昇華し、気化する。 光エネルギーが照射される原料の体積が変われば、昇華
点にまで達する原料の量が変化するので、気化量も変わ
る。 そこで、光エネルギーを遮蔽するなどにより、光エネル
ギーの原料に対する照射体積を調整すると、任意の原料
供給量を得ることができる。 光エネルギーの原料に対する照射体積の調整は遮蔽量を
変えることなどにより容易に実現でき、且つ高い応答性
を得ることも容易である。 そのため、流量コントローラを使用できない、高い昇華
温度を有する原料についても、その供給量を正確に制御
することができる。
とによって、原料を加熱する。昇華点よりも高い温度に
加熱すれば、原料は昇華し、気化する。 光エネルギーが照射される原料の体積が変われば、昇華
点にまで達する原料の量が変化するので、気化量も変わ
る。 そこで、光エネルギーを遮蔽するなどにより、光エネル
ギーの原料に対する照射体積を調整すると、任意の原料
供給量を得ることができる。 光エネルギーの原料に対する照射体積の調整は遮蔽量を
変えることなどにより容易に実現でき、且つ高い応答性
を得ることも容易である。 そのため、流量コントローラを使用できない、高い昇華
温度を有する原料についても、その供給量を正確に制御
することができる。
つぎにこの発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。第１図において、集光炉１は、内壁が鏡面と
なっている鏡筒２と、その中に配置されたいくつかくこ
の実施例では４個）の赤外ランプ３とからなっている。 鏡筒２の内壁の形状及び赤外ランプ３の位置は、赤外ラ
ンプ３から発せられた光が鏡筒２の内壁鏡面で反射し、
中央に置かれた原料容器４の集束するようなものに設定
されている。 ここでは、原料容器４として、赤外光に対する吸収レベ
ルが非常に低い石英系ガラスで形成された容器を用いて
いる。そして、この原料容器４の中に、たとえば粉体と
なっているＡＱＣ０３などが入れられる。原料容器４に
は、上下に移動可能な光遮蔽筒５が取り付けられる。こ
の光遮蔽筒５はたとえば、表面に金を蒸着して反射率を
高めた金属筒よりなり、原料容器４の光遮蔽筒５に覆わ
れた部分には赤外光のエネルギーは到達しないようにな
っている。 原料容器４に原料を入れ、赤外ランプ３をオンにすると
、光遮蔽筒５に覆われていない部分にのみ光エネルギー
が到達して内部の原料にその光エネルギーが吸収される
ことになる。原料容器４での赤外エネルギーの吸収は非
常に低いので、この容器４でのエネルギーロスは微量な
ものとなり、赤外照射エネルギーそのものを原料に加え
られるエネルギー・と考えることができる。この原料に
加えられた光エネルギーが吸収されて熱量に変換され、
原料が昇華温度にまで高められる。そのため、この熱量
は光エネルギーの照射体積に比例することになり、光遮
蔽筒５を上下に移動させることにより、熱量をすばやい
レスポンスで変化させることができる。すなわち、光照
射された部分の原料のみが昇華温度にまで達し、且つそ
の温度上昇した部分の体積を変えることができる。原料
に対する光エネルギーの照射体積を変化させることによ
り、気化ガスの量を変えることができる。光遮蔽筒５を
移動させることで気化ガス量を変化させることができる
ので、その応答性は非常に良好なものとなり、原料供給
量の正確な制御が可能となる。 第２図は他の実施例を示すものである。この実施例はよ
り具体的に構成されている。集光炉１が、内壁が鏡面と
なっている鏡筒２と、赤外ランプ３とにより構成され、
その中心に赤外エネルギーに対する吸収の少ない材質で
なる原料容器４が置かれ、この原料容器４に光遮蔽筒５
が上下方向に移動可能に配置される点は第１図と同様で
ある。原料容器４には、その中に粉状の固体原料（たと
えばｋＱｃＱ３など）６が入れられており、その上部に
は気化したガスを反応系などの供給先に導く配管７が連
結されている。原料容器４の上部及び配管７にはヒータ
ー線８が巻かれており、気化したガスの経路が昇華温度
以下に冷えないようにしている。さらに原料容器４の上
部を覆うように筒状ヒーター９と、このヒーター９を覆
う光遮蔽筒１０が、両者が一体に上下動するように、取
り付けられている。配管７には圧力計１３が設けられて
おり、内部の圧力を測定し、その測定データを制御袋Ｗ
１４に送るようにされる。光遮蔽筒５及び筒状ヒーター
９はそれぞれ駆動機構１１．１２によって上下に移動さ
せられ、これらの駆動機構１１．１２は制御装置１４に
よって制御される。 原料容器４中の固体原料６が、赤外ランプ３からの赤外
エネルギーに照射されて加熱され昇華し、その気化ガス
が配管７を通って供給される。この配管７での圧力が圧
力計１３によって測定されることにより気化ガス量の測
定が行われる。そこでこの測定された気化ガス量に応じ
て制御装置１４及び駆動機構１１を介して光遮蔽筒５を
移動させ、固体原料６に対する光エネルギーの照射体積
を変化させることにより、一定の気化ガス量を供給する
ことが可能となる。 固体原料６は昇華することにより消費され、減少するこ
とになる。消費されてなくなった部分に赤外エネルギー
を照射しても発熱は生じず、その固体原料６がなくなっ
た部分では温度が低くなることになる。そこでこの温度
低下を防ぐために筒状ヒーター９が固体原料６の消費量
に応じて徐々に降下するよう駆動機＄１１１２が筒状ヒ
ーター９を移動させる。なお、この筒状ヒーター９を覆
う光遮蔽筒１０も、筒状ヒーター９と一体に移動するよ
うにしたのは筒状ヒーター９を赤外エネルギーから保護
するためである。このように昇華により消費された部分
の温度低下を防ぐように構成したことにより、さらに安
定した原料ガスの供給が可能となる。 実際に第２図の系で、赤外ランプ３としてタングステン
ランプを用い、固体原料６として粉状のＡＱＣＱ、を直
径４０ｍの石英系ガラスの原料容器４に入れて、赤外光
を照射し加熱したところ、２２０℃以上に昇温でき、昇
華させることができた。容器４中の固体原料６の照射さ
れる長さが約２０１となるよう光遮蔽筒５を移動させる
ことにより、毎分３００ｃｃの原料ガスの供給ができた
。 圧力計１３の出力を制御装置１４に送り、駆動機構１１
を制御して照射体積にフィードバックすることにより、
上記の原料ガス供給量を安定化することができた。 なお、原料は上記の物質に限定されず、他にジルコニア
やチタニアなどの希土類元素の物質などに適用できる。 また、原料容器の直径は種々に工夫することが可能であ
り、これにより高温で昇華させることによってのみ気化
可能な物質の、気相での長時間の安定な供給が可能にな
るとともに、原料容器を細くすることにより微量な供給
が可能となる。
説明する。第１図において、集光炉１は、内壁が鏡面と
なっている鏡筒２と、その中に配置されたいくつかくこ
の実施例では４個）の赤外ランプ３とからなっている。 鏡筒２の内壁の形状及び赤外ランプ３の位置は、赤外ラ
ンプ３から発せられた光が鏡筒２の内壁鏡面で反射し、
中央に置かれた原料容器４の集束するようなものに設定
されている。 ここでは、原料容器４として、赤外光に対する吸収レベ
ルが非常に低い石英系ガラスで形成された容器を用いて
いる。そして、この原料容器４の中に、たとえば粉体と
なっているＡＱＣ０３などが入れられる。原料容器４に
は、上下に移動可能な光遮蔽筒５が取り付けられる。こ
の光遮蔽筒５はたとえば、表面に金を蒸着して反射率を
高めた金属筒よりなり、原料容器４の光遮蔽筒５に覆わ
れた部分には赤外光のエネルギーは到達しないようにな
っている。 原料容器４に原料を入れ、赤外ランプ３をオンにすると
、光遮蔽筒５に覆われていない部分にのみ光エネルギー
が到達して内部の原料にその光エネルギーが吸収される
ことになる。原料容器４での赤外エネルギーの吸収は非
常に低いので、この容器４でのエネルギーロスは微量な
ものとなり、赤外照射エネルギーそのものを原料に加え
られるエネルギー・と考えることができる。この原料に
加えられた光エネルギーが吸収されて熱量に変換され、
原料が昇華温度にまで高められる。そのため、この熱量
は光エネルギーの照射体積に比例することになり、光遮
蔽筒５を上下に移動させることにより、熱量をすばやい
レスポンスで変化させることができる。すなわち、光照
射された部分の原料のみが昇華温度にまで達し、且つそ
の温度上昇した部分の体積を変えることができる。原料
に対する光エネルギーの照射体積を変化させることによ
り、気化ガスの量を変えることができる。光遮蔽筒５を
移動させることで気化ガス量を変化させることができる
ので、その応答性は非常に良好なものとなり、原料供給
量の正確な制御が可能となる。 第２図は他の実施例を示すものである。この実施例はよ
り具体的に構成されている。集光炉１が、内壁が鏡面と
なっている鏡筒２と、赤外ランプ３とにより構成され、
その中心に赤外エネルギーに対する吸収の少ない材質で
なる原料容器４が置かれ、この原料容器４に光遮蔽筒５
が上下方向に移動可能に配置される点は第１図と同様で
ある。原料容器４には、その中に粉状の固体原料（たと
えばｋＱｃＱ３など）６が入れられており、その上部に
は気化したガスを反応系などの供給先に導く配管７が連
結されている。原料容器４の上部及び配管７にはヒータ
ー線８が巻かれており、気化したガスの経路が昇華温度
以下に冷えないようにしている。さらに原料容器４の上
部を覆うように筒状ヒーター９と、このヒーター９を覆
う光遮蔽筒１０が、両者が一体に上下動するように、取
り付けられている。配管７には圧力計１３が設けられて
おり、内部の圧力を測定し、その測定データを制御袋Ｗ
１４に送るようにされる。光遮蔽筒５及び筒状ヒーター
９はそれぞれ駆動機構１１．１２によって上下に移動さ
せられ、これらの駆動機構１１．１２は制御装置１４に
よって制御される。 原料容器４中の固体原料６が、赤外ランプ３からの赤外
エネルギーに照射されて加熱され昇華し、その気化ガス
が配管７を通って供給される。この配管７での圧力が圧
力計１３によって測定されることにより気化ガス量の測
定が行われる。そこでこの測定された気化ガス量に応じ
て制御装置１４及び駆動機構１１を介して光遮蔽筒５を
移動させ、固体原料６に対する光エネルギーの照射体積
を変化させることにより、一定の気化ガス量を供給する
ことが可能となる。 固体原料６は昇華することにより消費され、減少するこ
とになる。消費されてなくなった部分に赤外エネルギー
を照射しても発熱は生じず、その固体原料６がなくなっ
た部分では温度が低くなることになる。そこでこの温度
低下を防ぐために筒状ヒーター９が固体原料６の消費量
に応じて徐々に降下するよう駆動機＄１１１２が筒状ヒ
ーター９を移動させる。なお、この筒状ヒーター９を覆
う光遮蔽筒１０も、筒状ヒーター９と一体に移動するよ
うにしたのは筒状ヒーター９を赤外エネルギーから保護
するためである。このように昇華により消費された部分
の温度低下を防ぐように構成したことにより、さらに安
定した原料ガスの供給が可能となる。 実際に第２図の系で、赤外ランプ３としてタングステン
ランプを用い、固体原料６として粉状のＡＱＣＱ、を直
径４０ｍの石英系ガラスの原料容器４に入れて、赤外光
を照射し加熱したところ、２２０℃以上に昇温でき、昇
華させることができた。容器４中の固体原料６の照射さ
れる長さが約２０１となるよう光遮蔽筒５を移動させる
ことにより、毎分３００ｃｃの原料ガスの供給ができた
。 圧力計１３の出力を制御装置１４に送り、駆動機構１１
を制御して照射体積にフィードバックすることにより、
上記の原料ガス供給量を安定化することができた。 なお、原料は上記の物質に限定されず、他にジルコニア
やチタニアなどの希土類元素の物質などに適用できる。 また、原料容器の直径は種々に工夫することが可能であ
り、これにより高温で昇華させることによってのみ気化
可能な物質の、気相での長時間の安定な供給が可能にな
るとともに、原料容器を細くすることにより微量な供給
が可能となる。
この発明の原料供給装置によれば、原料に対する光エネ
ルギーの照射体積により気化量をコントロールしている
ので、流量コントローラを使用できないような高い昇華
温度を有する原料について、気化したガスの供給量を、
非常に良好な応答性で正確にコントロールできる。とく
に粉体原料などではその熱伝導性が低いため、光エネル
ギーが照射され加熱された部分から照射されず加熱され
ていない部分に対する熱の移動が少なく、制御性が良好
である。光フアイバ母材の製造工程においてドーパント
剤の供給に適用する場合には、ドーパント濃度が長手方
向に均一となっている光フアイバ母材を容易に作製する
ことができる。さらにＣＶＤ法における原料の適用範囲
が広がる。
ルギーの照射体積により気化量をコントロールしている
ので、流量コントローラを使用できないような高い昇華
温度を有する原料について、気化したガスの供給量を、
非常に良好な応答性で正確にコントロールできる。とく
に粉体原料などではその熱伝導性が低いため、光エネル
ギーが照射され加熱された部分から照射されず加熱され
ていない部分に対する熱の移動が少なく、制御性が良好
である。光フアイバ母材の製造工程においてドーパント
剤の供給に適用する場合には、ドーパント濃度が長手方
向に均一となっている光フアイバ母材を容易に作製する
ことができる。さらにＣＶＤ法における原料の適用範囲
が広がる。
第１図はこの発明の一実施例の一部切欠斜視図、第２図
は他の実施例の断面図である。 １・・・集光炉、２・・・鏡筒、３・・・赤外ランプ、
４・・・原料容器、５．１０・・・光遮蔽筒、６・・・
固体原料、７・・・配管、８・・・ヒーター線、９・・
・筒状ヒーター １１．１２・・・駆動機構、１３・・
・圧力計、１４・・・制御装置。
は他の実施例の断面図である。 １・・・集光炉、２・・・鏡筒、３・・・赤外ランプ、
４・・・原料容器、５．１０・・・光遮蔽筒、６・・・
固体原料、７・・・配管、８・・・ヒーター線、９・・
・筒状ヒーター １１．１２・・・駆動機構、１３・・
・圧力計、１４・・・制御装置。
Claims (1)
- （１）光エネルギーを照射することにより原料を加熱し
昇華させる光照射手段と、該光エネルギーの原料に対す
る照射体積を調整して気化量を変化させる照射体積調整
手段とを備えることを特徴とする原料供給装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18206389A JPH0347526A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 原料供給装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18206389A JPH0347526A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 原料供給装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0347526A true JPH0347526A (ja) | 1991-02-28 |
Family
ID=16111695
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18206389A Pending JPH0347526A (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | 原料供給装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0347526A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008240119A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Tokyo Electron Ltd | ガス供給方法、ガス供給装置、半導体製造装置及び記憶媒体 |
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1989
- 1989-07-14 JP JP18206389A patent/JPH0347526A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008240119A (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-09 | Tokyo Electron Ltd | ガス供給方法、ガス供給装置、半導体製造装置及び記憶媒体 |
| WO2008123309A1 (ja) * | 2007-03-28 | 2008-10-16 | Tokyo Electron Limited | ガス供給方法及びガス供給装置 |
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