JPH0414114A - Mass flow rate controller for liquid raw material - Google Patents
Mass flow rate controller for liquid raw materialInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、■半導体製造プロセスにおける液体原料の高
精度供給、特にＴ Ｅ ＯＳ （Ｔｅｔｒａ Ｅｔｈｙ
ｌＯｒｔｈｏ ５ｉｌｉｃａｔｅ）を始めとする薄膜形
成用液体原料の高精度流量制御や、■化学工業分野にお
ける液体（例えば、アルコール類、有機酸類）の高精度
移送に最適な液体原料用質量流量制御器の改良に関する
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention is directed to:
Improving mass flow controllers for liquid raw materials that are ideal for high-precision flow control of liquid raw materials for thin film formation, such as lOrtho5ilicate), and high-precision transfer of liquids (e.g., alcohols, organic acids) in the chemical industry field. Regarding.
（従来の技術とその問題点〕
従来の液体原料用質量流量制御器（Ｌｉ［ＦＣ）は、第
１１図のようにセンサ管（１）としての毛細管に液体原
料（Ｌ）を流し、これを正確に測定すると共に前記セン
サ管（１）の流量に比例する流量の液体原料（Ｌ）をバ
イパス管（１）に流し、これを合流させて全流量とし、
最後に流量制御弁（７）で液体原料（Ｌ）の流出量を制
御するようにするものであったが、センサ管（１）とバ
イパス管（２）の位置関係が、バイパス管（２）の上方
にてバイパス管（２）をセンサ管（１）がまたぐような
形式となっていてため液体原料（Ｌ）内にガスか混入し
ていた場合や液体原料（Ｌ）内にガスか発生した場合に
は、液体原料（Ｌ）に比べて軽いガスかセンサ管（１）
内に流入してセンサ管（１）の水平部分にガス溜まり（
Ｇ）が発生し、液体原料（し）か流れなくなって測定不
能になるという問題点や、−旦、ガス溜まり（Ｇ）か発
生した場合にはセンサ管（１）を構成する毛細管か非常
に細いためにガスの抜けか悪く、測定不能状態か長く続
くという問題があった。(Prior art and its problems) The conventional mass flow controller for liquid raw material (Li[FC), as shown in FIG. A liquid raw material (L) that is accurately measured and has a flow rate proportional to the flow rate of the sensor pipe (1) is flowed into the bypass pipe (1), and these are merged to make the total flow rate,
Finally, the flow rate control valve (7) was used to control the outflow amount of the liquid raw material (L), but the positional relationship between the sensor pipe (1) and the bypass pipe (2) was different from that of the bypass pipe (2). Since the sensor pipe (1) is designed to straddle the bypass pipe (2) at the top, there is a possibility that gas may be mixed into the liquid raw material (L) or gas may be generated in the liquid raw material (L). If the gas is lighter than the liquid raw material (L) or the sensor tube (1)
gas flows into the sensor tube (1) and accumulates in the horizontal part of the sensor tube (1).
G) occurs, and only the liquid material (S) stops flowing, making it impossible to measure.-If a gas accumulation (G) occurs, the capillary tube constituting the sensor tube (1) may become extremely difficult to measure. Because of their thinness, gas leakage was difficult, resulting in measurements being impossible or lasting for a long time.
また、流量制御弁（７）の部分ても第１３図に示すよう
に流量制御室（６）内にガスか流入すると流量制御室（
６）の天井部分に溜まってしまい、ガス抜きを行うこと
が出来ず、バルブ操作ミスの原因になるという問題点が
あった。Furthermore, as shown in Fig. 13, when gas flows into the flow rate control chamber (6), the flow rate control valve (7) also
6) The problem is that the gas accumulates on the ceiling, making it impossible to vent the gas and causing valve operation errors.
（本発明の目的）
本発明はかかる従来例の欠点に鑑みてなされたもので、
その目的とする処は、たとえ、液体原料内にガスが混入
していても又は液体原料内にガスが発生しても内部を簡
単に通過して機器内部にガスか溜まり難い構造の液体原
料用質量流量制御器を提供するにある。(Objective of the present invention) The present invention was made in view of the drawbacks of the conventional example, and
The purpose is for liquid raw materials that have a structure that allows them to easily pass through the interior of the equipment and prevent gas from accumulating inside the equipment, even if gas is mixed into the liquid raw materials or gas is generated within the liquid raw materials. To provide a mass flow controller.
（問題点を解決するための手段）
本発明にかかる気化用開閉弁分離型の液体原料用質量流
量制御器（ＩＪＰＣ２）では上記問題点を解決するため
に、請求項（１）において、
■毛細管で構成され、内部を流れる液体原料の質量流量
を測定するセンサ管（１）と、
■センサ管（１）内を流れる液体原料（Ｌ）に比例して
液体原料（Ｌ）を流すことの出来るバイパス管（２）と
、前記センサ管（１）から又はセンサ管（１）とバイパ
ス管（２）から流出した液体原料（Ｌ）の供給量を制御
する流量制御弁（７）とで構成された液体原料用質量流
量制御器（ＩＪＦＣ２）において、
■バイパス管（２）の液体原料流通路（３３）を垂直方
向に穿設する。(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems in the vaporization on-off valve separated type liquid raw material mass flow controller (IJPC2) according to the present invention, in claim (1): A sensor tube (1) that measures the mass flow rate of the liquid raw material flowing inside the sensor tube (1); It is composed of a bypass pipe (2) and a flow rate control valve (7) that controls the supply amount of the liquid raw material (L) flowing out from the sensor pipe (1) or from the sensor pipe (1) and the bypass pipe (2). In the mass flow controller for liquid raw material (IJFC2), (1) A liquid raw material flow path (33) of the bypass pipe (2) is bored in the vertical direction.
という技術的手段を採用しており、
更に、これに加えて請求項（２）では、■請求項（１）
の液体用質量流量制御器（ＬＩ［ＦＣ２）において、セ
ンサ管（１）をバイパス管（２）の下方に配置し、
■更に、バイパス管（２）の出口通路（４ｂ）とセンサ
管（１）の出口通路（３ｂ）とが合流する合流通路（５
）を、前記バイパス管（２）の出口より上方に位置する
ように構成する。In addition, claim (2) adopts the technical means of ■Claim (1).
In the liquid mass flow controller (LI[FC2), the sensor pipe (1) is arranged below the bypass pipe (2), and the sensor pipe (1) is connected to the outlet passage (4b) of the bypass pipe (2). ) merges with the exit passage (3b) of the merging passage (5).
) is configured to be located above the outlet of the bypass pipe (2).
という技術的手段を採用しており、
請求項（３）では、
■請求項（１）の液体原料用質量流量制御器（ＬＭＦＣ
２）において、バイパス管（２）の入口通路（４ａ）ｒ
、；いし出口通路（４ｂ）にバイパス開閉弁（９）を配
設する。Claim (3) adopts the following technical means: ■ Claim (1) mass flow controller for liquid raw materials (LMFC)
2), the inlet passage (4a)r of the bypass pipe (2)
A bypass on-off valve (9) is disposed in the insulator outlet passage (4b).
という技術的手段を採用している。This technical method is adopted.
また、気化用開閉弁一体型液体原料用質量流量制御器（
ＬＭＰＣＩ）は、請求項（４）において、■毛細管で構
成され、内部を流れる液体原料（Ｌ）の質量流量を測定
するセンサ管（１）と、■センサ管（１）内を流れる液
体原料（Ｌ）に比例して液体原料（Ｌ）を流すことが出
来かつその液体原料流通路（３３功・垂直方向に穿設さ
れたバイパス管（２）と、
■バイパス管（２）の入口通路（４ａ）ないし出口通路
（４ｂ）に配設されたバイパス開閉弁（９）と、■バイ
パス管（２）の出口上方にてバイパス管（２）の８０通
路（４ｂ）とセンサ管（１）の出口通路（３ｂ）とが合
流する合流通路（５）に配設された流量制御弁（７）と
、
■流量制御弁（７）の連通路（２３）の出口を開閉する
気化用開閉弁（１２）と、
■前記気化用開閉弁（１２）の弁体（１２ａ）周囲に形
成され弁開放時に液体原料（Ｌ）が露頭する気化制御室
（１３）と、■前記気化制御室（１３）に搬送ガスｆｌ
）を流入させるための搬送ガス流入路（１４）と、■弁
開放時に気化した原料ガス（Ｌ“）と前記搬送ガス（１
１）との混合ガス（Ｉｎ）か流出する混合ガス流出路（
１５）とで構成される。In addition, a mass flow controller for liquid raw materials with an integrated on-off valve for vaporization (
In claim (4), the LMPCI) includes: (1) a sensor tube (1) that is composed of a capillary tube and measures the mass flow rate of the liquid raw material (L) flowing inside the sensor tube (1); A bypass pipe (2) that can flow the liquid raw material (L) in proportion to 4a) or the bypass opening/closing valve (9) disposed in the outlet passage (4b), and A flow rate control valve (7) disposed in the merging passage (5) where the outlet passage (3b) merges with the outlet passage (3b); 12); (1) a vaporization control chamber (13) formed around the valve body (12a) of the vaporization on-off valve (12) and in which the liquid raw material (L) is exposed when the valve is opened; and (1) the vaporization control chamber (13). carrier gas fl
) for the inflow of the carrier gas (14);
1) Mixed gas outflow path (In) from which the mixed gas (In) flows out
15).
という技術的手段を採用している。This technical method is adopted.
（作 用）
■不活性ガス（Ｆ）を原料タンク（Ｔ）に供給して原料
タンク（Ｔ）内の液体原料（Ｌ）をサイフオンの原理に
て押し出し、液体用質量流量制御器（ＬＭＦＣＩ、 ２
）に液体原料（Ｌ）を供給する。(Function) - Inert gas (F) is supplied to the raw material tank (T) to push out the liquid raw material (L) in the raw material tank (T) using the siphon principle, and the liquid mass flow controller (LMFCI) 2
) is supplied with liquid raw material (L).
■液体原料（Ｌ）か液体用質量流量制御器（ＩＪＰＣＩ
、 ２）に供給されると「１」の流量の液体原料（Ｌ）
がセンサ管（１）に流れ、そのＩＮＪＩ倍の液体原料（
Ｌ）かノ＼イパス管（２）を流れ、合流通路（５）にて
両者が合流し、正確に［ｒＮ、＋１ｊ倍となって流量制
御弁（７）に供給される。そして正確に流量か制御され
た後、液体原料（Ｌ）は気化用開閉弁（１２）に送られ
る。■Liquid raw material (L) or liquid mass flow controller (IJPCI)
, 2) A liquid raw material (L) with a flow rate of "1" when supplied to
flows into the sensor tube (1), and the liquid raw material (INJI times) flows into the sensor tube (1).
L) flows through the pass pipe (2), joins together in the merging passage (5), becomes exactly [rN, +1j times larger, and is supplied to the flow rate control valve (7). After the flow rate is accurately controlled, the liquid raw material (L) is sent to the vaporization on-off valve (12).
■一方、搬送ガス（Ｈ）や必要に応して混入された反応
ガス（Ｒ）は供給配管（Ｋ）を流れ、ガスヒータ（ＧＨ
）にて所定の温度に昇温された後、気化用開閉弁（１２
）に供給される。■On the other hand, the carrier gas (H) and the reactant gas (R) mixed in as necessary flow through the supply pipe (K) and the gas heater (GH
) to a predetermined temperature, the vaporization on-off valve (12
).
■気化用開閉弁（１２）では、加熱された搬送ガスヒー
タ（Ｈ）と反応ガス（Ｒ）とが液体原料（Ｌ）の露頭に
接してこれを加熱し、この露頭部分から原料液体（Ｌ）
か若干量つつ連続して蒸発し、気化用開閉弁（１２）に
供給された搬送ガス（Ｈ）や反応ガス（Ｒ）と混合され
、恒温化された気体供給配管ＣＫＫ）を通って反応炉（
Ｂ１）に供給される。■In the vaporization on-off valve (12), the heated carrier gas heater (H) and the reaction gas (R) contact and heat the outcrop of the liquid raw material (L), and from this outcrop, the raw material liquid (L) is released.
It is continuously evaporated in small amounts, mixed with the carrier gas (H) and reaction gas (R) supplied to the vaporization on-off valve (12), and passed through the constant temperature gas supply pipe CKK) to the reactor. (
B1).
■反応炉（Ｂ１）内では、高温に熱せられた被処理基板
（Ｓ）上に前記気化混合ガス（Ｋｎ）か供給され、被処
理基板（Ｓ）の表面に成膜する。(2) In the reactor (B1), the vaporized mixed gas (Kn) is supplied onto the substrate to be processed (S) heated to a high temperature, and a film is formed on the surface of the substrate to be processed (S).
■反応ｔｒ（Ｂｌ）の稼働が終了すると直ちに気化用開
閉弁（１２）か閉して液体原料（Ｌ）の供給を停止する
。(2) Immediately after the operation of the reaction tr (Bl) is completed, the vaporization on-off valve (12) is closed to stop the supply of the liquid raw material (L).
これにより液体原料（Ｌ）の蒸発は停止する。This stops the evaporation of the liquid raw material (L).
一方、搬送ガス（Ｈ）は引き続いて気化用開閉弁（１２
）内を流れて反応炉（Ｂ１）へ供給され、その結果、原
料ガス（Ｇ）の反応炉（Ｂ１）への供給は停止する。On the other hand, the carrier gas (H) continues to flow through the vaporization on-off valve (12).
) and is supplied to the reactor (B1), and as a result, the supply of the raw material gas (G) to the reactor (B1) is stopped.
■これにより、速やかに液体原料（Ｌ）の供給かＯに立
ち下がる。(2) As a result, the supply of liquid raw material (L) is quickly reduced to O.
（実施例） 以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail according to illustrated embodiments.
第１図は本発明の気化用開閉弁一体型液体質量流量制御
器（ＬＭＦＣＩ）を用いた場合のフローチャートであり
、第２図は気化用開閉弁分離型液体質量流量制御器（Ｌ
ＭＦＣ２）を用いた場合のフローチャートである。第３
図の気化用開閉弁一体型液体質量流量制御器（Ｌｉ［Ｆ
Ｃｌ）は第１図の場合に使用され、第５図の気化用開閉
弁別体型液体質量流量制御器（ＬＭＦＣ２）は第２図の
場合に使用される。FIG. 1 is a flowchart when the vaporization on-off valve integrated liquid mass flow controller (LMFCI) of the present invention is used, and FIG. 2 is a vaporization on-off valve separate liquid mass flow controller (LMFCI).
FIG. 2 is a flowchart when using MFC2). Third
The liquid mass flow controller with integrated on-off valve for vaporization (Li[F
Cl) is used in the case shown in FIG. 1, and the vaporizing on-off valve type liquid mass flow controller (LMFC2) shown in FIG. 5 is used in the case shown in FIG.
まず、本発明にかかる液体質量流量制御器（ＬＩ（ＦＣ
）を利用した液体原料（Ｌ）の気化供給装置のフローに
付いて説明する。第１図から分かるように気化供給装置
は、原料タンク（Ｔ）、気化用開閉弁−体型液体質量流
量制御器（Ｌｉ（ＦＣｌ）並びに各種ホシへ（ＢＢＩ〜
ＢＢＮ）とその配管群にて構成されており、原料タンク
（Ｔ）には液体原料（Ｌ）か気密状に収納されていてそ
の上部空間に不活性ガス供給配管か接続されており、不
活性ガス（Ｆ）を前記上部空間に供給して原料夕〉り（
Ｔ）を加圧する事により液体原料（Ｌ）内に挿入された
原料供給配管（ＬＰ）を通して一体型液体用質量流量制
御器（ＬＭＰＣＩ）に液体原料（Ｌ）を供給する。First, the liquid mass flow controller (LI (FC)
) The flow of the vaporization supply device for liquid raw material (L) using the following will be explained. As can be seen from Fig. 1, the vaporization supply device includes a raw material tank (T), a vaporization on/off valve, a liquid mass flow controller (Li (FCl)), and various ports (BBI~
BBN) and its piping group, the raw material tank (T) stores the liquid raw material (L) in an airtight manner, and the inert gas supply piping is connected to the upper space. Gas (F) is supplied to the upper space to remove the raw material (
By pressurizing T), the liquid raw material (L) is supplied to the integrated liquid mass flow controller (LMPCI) through the raw material supply pipe (LP) inserted into the liquid raw material (L).
本発明で使用される搬送ガス（Ｈ）は、勿論これに限ら
れるものではないか、本実椎例てはＨｅである。また、
反応ガス（Ｒ）としては、酸素や０２Ｆ６、ＮＦ３等か
使用され、それぞれボンへ（ＢＢｌ、）・・（ＢＢＮ）
に収納されている。尚、これらの各種ガスは必要に応し
て混合して使用される。The carrier gas (H) used in the present invention is of course not limited to this, and in the present example, it is He. Also,
Oxygen, 02F6, NF3, etc. are used as the reaction gas (R), and each gas is sent to the bomb (BBl,)...(BBN).
It is stored in. It should be noted that these various gases may be mixed and used if necessary.
以下、気化用開閉弁一体型液体質量流量制御器（Ｌｌ［
ＦＣｌ）を中心に説明し、気化用開閉弁分離型液体質量
流量制御器（ＬＩ［ＦＣ２）については相違点たけを述
へる。Below, the liquid mass flow controller with integrated on-off valve for vaporization (Ll[
The explanation will focus on the liquid mass flow controller (FC1), and only the differences will be described with respect to the vaporization on-off valve separate type liquid mass flow controller (LI[FC2).
（１）はセンサ管て、極く細い毛細管で構成されており
、ホディ（１６）の最下部に水平に配設されており、矢
印方向に液体原料（Ｌ）か流れるようになっている。（
Ｒｕ） （Ｒｄ）はセンサ管（１）上の適当に離れた２
点にそれぞれ設けられる感熱センサて、その下方にはヒ
ートシンク（１７）を介して温度差設定抵抗（Ｒｓｕ）
（Ｒｓｄ）が設置されている。The sensor tube (1) is composed of an extremely thin capillary tube, and is arranged horizontally at the bottom of the body (16), so that the liquid raw material (L) flows in the direction of the arrow. (
Ru) (Rd) is an appropriately spaced 2 on the sensor tube (1).
A temperature difference setting resistor (Rsu) is installed below the heat sensitive sensor provided at each point via a heat sink (17).
(Rsd) is installed.
バイパス管（２）は、センサ管（１）を流れる液体原料
（Ｌ）に比例して液体原料（Ｌ）を大量に流すことの出
来るもので、その液体原料流通路（３３）か垂直方向に
穿設されており、流入した液体原料（Ｌ）が垂直上方に
向かって上昇するようになっている。バイパス管（２）
としては、例えば第８〜１０図に示すような流通路通〔
３３）用の溝を形成した帯を巻き付けて形成されたもの
が使用されている。（３５）はコアである。The bypass pipe (2) is capable of flowing a large amount of liquid raw material (L) in proportion to the liquid raw material (L) flowing through the sensor pipe (1), and the liquid raw material flow path (33) is vertically A hole is provided so that the flowing liquid raw material (L) rises vertically upward. Bypass pipe (2)
For example, as shown in Figs.
33) is used by wrapping a band with grooves formed around it. (35) is the core.
バイパス管（２）の上端出口部分に一致してバイパス開
閉弁（９）が水平に配設されており、バイパス開閉弁（
９）の開閉制御室（１１）にバイパス管（２）の出口水
平孔（１９）と、合流通路（５）につながっている合流
用水平孔（２０）とが開口しており、ピエゾ制御体（２
１）で駆動される開閉制御弁体（２２）で前記出口水平
孔（１９）か開閉されるようになっている。A bypass on-off valve (9) is arranged horizontally in line with the upper end outlet portion of the bypass pipe (2).
The exit horizontal hole (19) of the bypass pipe (2) and the horizontal merging hole (20) connected to the merging passage (5) are opened in the opening/closing control chamber (11) of 9), and the piezo control body (2
The outlet horizontal hole (19) is opened and closed by an opening/closing control valve body (22) driven by step 1).
センサ管（１）の出口からは垂直上方に伸びた出口通路
（４ｂ）か穿設されており、前記合流用水平孔（２０）
と合流して合流通路（５）を形成している。この合流通
路（５）は、バイパス開閉弁〔９）に隣接し、バイパス
開閉弁（９）よりやや上方に位置する流量制御弁（７）
の流量制御室（６）に連通している。流量制御弁（７）
は、合流通路（５）の開度を弁体（７ａ）をピエゾ制御
体（７ｂ）で精密に制御して合流通路（５）から流量制
御室（６）に流入した液体原料（Ｌ）の気化用開閉弁（
１２）への供給量を正確に制御する。更に、流量制御弁
（７）から気化開閉弁（１２）の気化制御室（１３）に
つながる連通孔（２３）が穿設されている。図から分か
るように、センサ管（１）、バイパス管（２）、バイパ
ス開閉弁（９）、流量制御弁（７）、気化用開閉弁（１
２）の順て上部に位置するように配置されるようになっ
ており、流入した液体原料（Ｌ）中にガスが混入してい
たり又は液体原料（Ｌ）中にガスが発生じたとしてもガ
スか容易に上昇して機器外に抜けるようになっている。An exit passage (4b) extending vertically upward is bored from the exit of the sensor tube (1), and the horizontal merging hole (20)
The merging passage (5) is formed by merging with the merging passageway (5). This confluence passage (5) is adjacent to the bypass on-off valve [9] and is connected to a flow control valve (7) located slightly above the bypass on-off valve (9).
It communicates with the flow rate control room (6). Flow control valve (7)
The opening degree of the merging passage (5) is precisely controlled using the valve body (7a) and the piezo control body (7b) to control the liquid raw material (L) flowing from the merging passage (5) into the flow rate control chamber (6). Vaporization on-off valve (
12) Accurately control the amount supplied to. Furthermore, a communication hole (23) is provided which connects the flow rate control valve (7) to the vaporization control chamber (13) of the vaporization on/off valve (12). As can be seen from the figure, the sensor pipe (1), bypass pipe (2), bypass on-off valve (9), flow control valve (7), vaporization on-off valve (1)
2), so that even if gas is mixed into the liquid raw material (L) that has flowed in or gas is generated in the liquid raw material (L), Gas can easily rise and escape out of the equipment.
また、バイパス管（２）に対してセンサ管（１）は下方
に位置しており、管抵抗の少ないバイパス管（２）に前
記ガスか流れ、センサ管（１）にガスか混入しないよう
に配置しているものである。In addition, the sensor tube (1) is located below the bypass tube (2), so that the gas flows into the bypass tube (2), which has less tube resistance, and the gas does not mix into the sensor tube (1). This is what is being placed.
気化用開閉弁（１２）は、第３．４図のようにホディ（
１６）の側面に設置されているもので、ホディ（１６）
の側面に設けられた側方開口凹所（２４）を閉塞するよ
うに駆動部（２５）が設置されている。駆動部（２５）
の下面中央に弁体（１２ａ）が突設されており、側方開
口凹所（２４）の中央に張設されたダイヤフラム（２８
）を介して駆動部（２５）の作用にて連通孔（２３）を
開閉するようになっている。又、連通孔（２３）の開口
端には弁シート（２７）か装着されている。そして前記
プランジャ（２６）も弁シート（２７）の開口に一致し
て配設されている。ダイヤフラム（２８）と弁シート（
２７）との間か気化制御室（１３）となっている。連通
孔（２３）の両側には搬送ガス流入路（１４）と混合ガ
ス流出路（１５）とが穿設されており、前記気化制御室
（１３）に開口している。The vaporization on-off valve (12) is connected to the body (as shown in Figure 3.4).
It is installed on the side of the body (16).
A drive unit (25) is installed to close a side opening recess (24) provided on the side surface of the drive unit. Drive part (25)
A valve body (12a) is protruded from the center of the lower surface of the diaphragm (28), which is stretched in the center of the side opening recess (24).
), the communication hole (23) is opened and closed by the action of the drive section (25). Further, a valve seat (27) is attached to the open end of the communication hole (23). The plunger (26) is also arranged in alignment with the opening of the valve seat (27). Diaphragm (28) and valve seat (
27) is the vaporization control room (13). A carrier gas inflow path (14) and a mixed gas outflow path (15) are bored on both sides of the communication hole (23) and open into the vaporization control chamber (13).
反応ｔｒ（Ｂｌ）は、例えばＣＶＤ装置のような半導体
製造装置である。The reaction tr(Bl) is, for example, a semiconductor manufacturing device such as a CVD device.
而して、ヘリウムや窒素なとの不活性ガスＣＦ）を原料
タンク（Ｔ）の上部空間に供給して原料タンク（Ｔ）内
の気圧を上げ、内部の液体原料（Ｌ）を気化用開閉弁一
体型液体用質量流量制御器（ＩＪＰＣＩ）に供給する。Then, an inert gas such as helium or nitrogen (CF) is supplied to the upper space of the raw material tank (T) to increase the pressure inside the raw material tank (T), and the liquid raw material (L) inside is opened and closed for vaporization. Supplies the valve-integrated liquid mass flow controller (IJPCI).
一体型液体用質量流量制御器（Ｌｌ［ＦＣｌ）ては前記
て詳述したように流量制御弁（７）の制御作用にて一定
量の液体原料（Ｌ）か気化用開閉弁（Ｉ２）に供給され
る事になる。As described in detail above, the integrated liquid mass flow controller (Ll[FCl) controls a certain amount of liquid raw material (L) to the vaporization on-off valve (I2) by controlling the flow rate control valve (7). It will be supplied.
液体原料（Ｌ）か気化用開閉弁（１２）に供給されると
、連通孔（２３）を通って弁シート（２７）の中央の通
孔から液体原料（Ｌ）の先端が露出して弁ンーｈ （２
７）上を濡らす。この時、気化用開閉弁（１２）は加熱
されているため（又は、加熱せずに単に搬送ガス（Ｈ）
のガス流れによる蒸発たけても良い。）に前記流出液体
原料（Ｌ）は気化蒸発する。一方、気化用開閉弁（１２
）の搬送ガス流入路（１４）からは例えば水素なとの搬
送ガス（Ｅｌ）が供給されており、蒸発した前記原料ガ
ス（Ｇ）と混合して混合ガス（Ｉｎ）となり、混合ガス
流出路（１５）から流出し、ラインヒータ（ＬＨ）で所
定温度に加熱されつつ反応炉（Ｂ１）に供給される。When the liquid raw material (L) is supplied to the vaporization on-off valve (12), the tip of the liquid raw material (L) passes through the communication hole (23) and is exposed from the central hole of the valve seat (27), causing the valve to close. Nh (2)
7) Wet the top. At this time, since the vaporization on-off valve (12) is heated (or simply the carrier gas (H) is not heated).
It may also be evaporated by a gas flow. ), the outflowing liquid raw material (L) is vaporized. On the other hand, the on-off valve for vaporization (12
For example, a carrier gas (El) such as hydrogen is supplied from the carrier gas inlet (14) of ), and mixes with the evaporated raw material gas (G) to form a mixed gas (In), which flows into the mixed gas outlet (14). (15) and is supplied to the reactor (B1) while being heated to a predetermined temperature by a line heater (LH).
尚、バイパス開閉弁（９）を閉しるとバイパス管（２）
か閉しられるため、液体原料（Ｌ）はセンサ管（１）を
通ってのみ流量制御弁（７）に供給され、バイパス開閉
弁（９）を開くとバイパス管（２）とセンサ管（１）の
両者を通って液体原料（Ｌ）か供給される事になる。こ
れにより、微量供給と大量供給の２通りの供給方法が可
能となる。In addition, when the bypass on-off valve (9) is closed, the bypass pipe (2)
The liquid raw material (L) is supplied to the flow control valve (7) only through the sensor pipe (1), and when the bypass on-off valve (9) is opened, the bypass pipe (2) and the sensor pipe (1) are closed. ), the liquid raw material (L) is supplied through both of them. This enables two supply methods: small quantity supply and large quantity supply.
次に、気化用開閉弁分離型液体用質量流量制御器（ＬＩ
［Ｆｅ２）に付いて説明する。気化用開閉弁分離型液体
用質量流量制御器（ＬＭＦＣ２）における分離型の気化
用開閉弁（１２’ ）は第２図のように恒温槽（Ａ１）
内に収納されており、流量制御弁（７）で制御された液
体原料（Ｌ）か供給され、気化されて前記同様反応炉（
Ｂ１）に供給されるものである。Next, we installed a liquid mass flow controller (LI) with separate valve for vaporization.
[Fe2) will be explained. Vaporization on-off valve The separate vaporization on-off valve (12') in the separate liquid mass flow controller (LMFC2) is connected to the constant temperature bath (A1) as shown in Figure 2.
The liquid raw material (L) stored in the chamber and controlled by the flow rate control valve (7) is supplied, vaporized, and transferred to the reactor (
B1).
（本発明の効果）
本発明の液体原料用質量流量制御器は、請求項（１）に
示すように、毛細管で構成され、内部を流れる液体原料
の質量流量を測定するセンサ管と、センサ管内を流れる
液体原料に比例して液体原料を流すことの出来るバイパ
ス管と、前記センサ管から又はセンサ管とバイパス管か
ら流出した液体原料の供給量を制御する流量制御弁とで
構成された液体原料用質量流量制御器において、バイパ
ス管の液体原料流通路を垂直方向に穿設しであるので、
液体原料内に混入したガスや液体原料内で発生したガス
は垂直の液体原料流通孔を通って上昇してしまい、バイ
パス管の内部に溜まらないという利点かある。又、請求
項（２）では、センサ管をバイパス管の下方に配置しで
あるので、比重の軽いガスはほとんと全て浮き上かって
バイパス管の流通孔に流れ込んてセンサ管側に流入せす
、センサ管内にガス溜まりか発生しないという利点かあ
る。 更に、請求項（３）では、バイパス管の入口通路
ないし出口通路にバイパス開閉弁を配設しであるので、
バイパス開閉弁を閉しればバイパス管か閉塞され、それ
故、流量制御弁にはセンサ管を流れる極く僅かな液体原
料か供給され、逆にバイパス開閉弁を開くとバイパス管
とセンサ管の両方を液体原料か流れる事になり、大流量
の液体原料か流量制御弁に供給される事になり、１つの
装置で２通りの制御か可能となる。(Effects of the present invention) As shown in claim (1), the mass flow rate controller for liquid raw materials of the present invention includes a sensor tube that is configured of a capillary tube and measures the mass flow rate of the liquid raw material flowing inside the sensor tube, and A liquid raw material comprising a bypass pipe that can flow the liquid raw material in proportion to the liquid raw material flowing through the liquid raw material, and a flow rate control valve that controls the supply amount of the liquid raw material flowing out from the sensor pipe or from the sensor pipe and the bypass pipe. In the mass flow controller for the
This has the advantage that gas mixed into the liquid raw material or gas generated within the liquid raw material rises through the vertical liquid raw material flow hole and does not accumulate inside the bypass pipe. Further, in claim (2), since the sensor tube is arranged below the bypass tube, almost all the gas with a light specific gravity floats up and flows into the flow hole of the bypass tube and flows into the sensor tube side. This has the advantage that no gas accumulates inside the sensor tube. Furthermore, in claim (3), since a bypass opening/closing valve is disposed in the inlet passage or the outlet passage of the bypass pipe,
When the bypass on-off valve is closed, the bypass pipe is blocked, so the flow control valve is supplied with a very small amount of liquid material flowing through the sensor pipe, and conversely, when the bypass on-off valve is opened, both the bypass pipe and the sensor pipe are blocked. A large flow rate of liquid raw material is supplied to the flow rate control valve, and two types of control are possible with one device.
気化用開閉弁一体型の液体原料用質量流量制御器として
は、請求項（４）において、毛細管で構成され、内部を
流れる液体原料の質量流量を測定するセンサ管と、セン
サ管内を流れる液体原料に比例して液体原料を流すこと
が出来かつその液体原料流通路か垂直方向に穿設された
バイパス管と、バイパス管の入口通路ないし出口通路に
配設されたバイパス開閉弁と、バイパス管の出口上方に
てバイパス管の出口通路とセンサ管の出口通路とが合流
する合流通路に配設された流量制御弁と、流量制御弁の
流出路の出口を開閉する気化用開閉弁と、前記気化用開
閉弁の周囲に形成され弁開放時に液体原料が露頭する気
化制御室と、前記気化制御室に搬送ガスを流入させるた
めの搬送ガス流入路と、弁開放時に気化した原料ガスと
前記搬送ガスとの混合ガスか流出する混合ガス流出路と
で構成されているので、前述同様、機器内にガス溜まり
か発生しないという利点や２通りのｔＭ量制御か出来る
という１１１点の他、装置か非常にコンパクトになると
いう利点等もある。The mass flow rate controller for a liquid raw material integrated with an on-off valve for vaporization according to claim (4) includes a sensor tube configured of a capillary tube and configured to measure the mass flow rate of the liquid raw material flowing inside the sensor tube; A bypass pipe that can flow a liquid raw material in proportion to the flow rate and is perforated in a direction perpendicular to the liquid raw material flow passage, a bypass opening/closing valve disposed in the inlet passage or outlet passage of the bypass pipe, and a flow rate control valve disposed in a confluence passage where the outlet passage of the bypass pipe and the outlet passage of the sensor pipe meet above the outlet; a vaporization on-off valve that opens and closes the outlet of the outflow passage of the flow control valve; a vaporization control chamber formed around the on-off valve and in which the liquid raw material is exposed when the valve is opened; a carrier gas inflow path for allowing the carrier gas to flow into the vaporization control chamber; and a vaporized raw material gas and the carrier gas when the valve is opened. Since it consists of a mixed gas outlet and a mixed gas outflow path, as mentioned above, there are advantages in that no gas is accumulated inside the device, and there are two ways of controlling the tM amount. It also has the advantage of being more compact.
第１図・本発明の気化用開閉弁一体型液体原料用質量流
量制御器を用いた場合のフロー
チャート
第２図 本発明の気化用開閉弁分離型液体原料用質量流
量制御器を用いた場合のフロー
チャート
第３図 本発明の気（１用開閉弁一体型液体原料用質量
流量制御器の正＃′ｒ面図
第４図・第３図の制御器に使用する気化用開閉弁の部分
拡大断面図
第５図 本発明の気化用開閉弁分離型液体原料用質量流
量制御器の正断面図
第６図 第５図の気化用開閉弁分離型液体原料用質量流
量制御器のＸ−ｘ断面図
第７図・・第５図の気化用開閉弁分離型液体原料用質量
流量制御器のＹ−Ｙ断面図
第８〜１０図・・・本発明に使用するバイパス管用のバ
イパス体の部分拡大断面図、巻き上げ
状態を示す斜視図及び巻き上げた状態
の正面図
第１１図・・・従来例の概略断面図
第１２図・・・ガス溜まりの発生した従来のセンサ管の
拡大断面図
第１３図・・・ガス溜まりの発生した従来の流量制御室
の拡大断面図
（１）・・・センサ管 （２）・・・バイパス管（
３ａ）・・・センサ管の入口通路
（３ｂ）・・・センサ管の出口通路
（４ａ）・・バイパス管の入口通路
（４ｂ）・・・バイパス管の出口通路
（５）・・・合流通路 （６）・・・流量制御室（
７）・・・流量制御弁 （７ａ）・・・弁体（８）・
・・バイパス体（９）・・・バイパス開閉弁（１０）・
・・流出路 （１１）・・・開閉制御室（１２）
・・気化用開閉弁 （１２ａ）・・・弁体（１３）・・
気化制御室 （１４）・・・搬送ガス流入路（１５）
・・混合ガス流出路（１６）・・・ホディ（１７・・・
ヒートシンク （１８）・・欠番（１９・・出口水平孔
（２０）・・・合流用水平孔（２１・・ピエソ制御
体 （２２）・・・開閉制御弁（２３・・連通孔
（２４）・・・側方開口凹所（２５・駆動部
（２６）・・・プランジャ（２７）・・・弁シート（２
８）・・・ダイアフラム（２９）・・・欠番
（３０）・・・欠番（３１）・・・欠番 （３
２）・・・欠番（３３）・・・流通路 （３４）
・・・欠番（３５）・・・コア
（Ｌ）・・・液体原料 （Ｌｏ）・・・原料ガス（
Ｆ）・・・不活性ガス
（ＬＭＦＣＩ）
・・・気化用開閉弁一体型液体原料用質量流量計（ＬＩ
ｉＦＣ２）
・・・気化用開閉弁分離型液体原料用質量流量計（Ｔ）
・・原料タンク （Ｇｔｌ）・・・ガスヒータ（Ｋ
Ｋ）・気体供給配管
（Ｂ１）反応炉
（ＬＰ）・・原料供給配管
（Ｉｔ）・反応ガス
（Ｇ）・・・ガス溜まり
（Ａ１）・・・恒温槽
（Ｓ）・・・被処理基板
（［１）・・・搬送ガス
（Ｋ）・・・供給配管
第７図
／ａ
第８図
第９図
第１θ図Figure 1 - Flowchart when using the mass flow rate controller for liquid raw materials with an integrated on-off valve for vaporization of the present invention Figure 2 When using the mass flow rate controller for liquid raw materials with separate on-off valve for vaporization of the present invention Flowchart Fig. 3 Front view of the mass flow controller for liquid raw materials with integrated on-off valve for gas (1) according to the present invention Fig. 4 A partially enlarged cross-section of the on-off valve for vaporization used in the controller shown in Fig. 3 Figure 5: A front cross-sectional view of the mass flow rate controller for liquid raw materials with a separate valve for vaporization according to the present invention. Figure 6: A cross-sectional view taken along line X-X of the mass flow rate controller for liquid raw materials with a separate valve for vaporization in Figure 5. Figure 7: Y-Y sectional view of the mass flow controller for liquid raw material with separate valve for vaporization shown in Figure 5. Figures 8 to 10: Partially enlarged cross section of the bypass body for the bypass pipe used in the present invention. Fig. 11: A schematic cross-sectional view of a conventional example; Fig. 12: an enlarged cross-sectional view of a conventional sensor tube in which gas accumulation has occurred; Fig. 13; ...Enlarged cross-sectional view of a conventional flow control room where gas accumulation has occurred (1)...Sensor pipe (2)...Bypass pipe (
3a)...Sensor pipe inlet passage (3b)...Sensor pipe outlet passage (4a)...Bypass pipe inlet passage (4b)...Bypass pipe outlet passage (5)...merging passage (6)...Flow rate control room (
7)...Flow control valve (7a)...Valve body (8).
・・Bypass body (9) ・Bypass opening/closing valve (10)・
...Outflow channel (11) ...Opening/closing control room (12)
...Vaporization on-off valve (12a)...Valve body (13)...
Vaporization control room (14)...Carrier gas inflow path (15)
...Mixed gas outflow path (16)...Body (17...
Heat sink (18)...Missed number (19...Horizontal outlet hole (20)...Horizontal hole for merging (21...Piezo control body (22)...Opening/closing control valve (23...Communication hole)
(24)...Side opening recess (25. Drive part
(26)... Plunger (27)... Valve seat (2
8)...Diaphragm (29)...missing number
(30)...missing number (31)...missing number (3
2)...Missing number (33)...Flow path (34)
... Missing number (35) ... Core (L) ... Liquid raw material (Lo) ... Raw material gas (
F)...Inert gas (LMFCI)...Mass flow meter for liquid raw materials with integrated on/off valve for vaporization (LI
iFC2) ... Separate on-off valve for vaporization type liquid raw material mass flow meter (T)
...Raw material tank (Gtl) ...Gas heater (K
K)・Gas supply piping (B1) Reactor (LP)・・Raw material supply piping (It)・Reaction gas (G)・Gas reservoir (A1)・Thermostatic chamber (S)・Substrate to be processed ([1)...Carrier gas (K)...Supply piping Fig. 7/a Fig. 8 Fig. 9 Fig. 1θ
Claims (4)
流量を測定するセンサ管と、センサ管内を流れる液体原
料に比例して液体原料を流すことの出来るバイパス管と
、前記センサ管から又はセンサ管とバイパス管から流出
した液体原料の供給量を制御する流量制御弁とで構成さ
れた液体原料用質量流量制御器において、バイパス管の
液体原料流通路を垂直方向に穿設してなる事を特徴とし
た液体原料用質量流量制御器。(1) A sensor tube that is composed of a capillary tube and measures the mass flow rate of the liquid raw material flowing inside the sensor tube, a bypass tube that allows the liquid raw material to flow in proportion to the liquid raw material flowing inside the sensor tube, and a sensor In a mass flow controller for liquid raw materials consisting of a pipe and a flow rate control valve that controls the supply amount of liquid raw material flowing out from the bypass pipe, the liquid raw material flow passage of the bypass pipe is perforated in the vertical direction. Characteristic mass flow controller for liquid raw materials.
センサ管をバイパス管の下方に配置すると共に、バイパ
ス管の出口通路とセンサ管の出口通路とが合流する合流
通路を、前記バイパス管の出口より上方に位置するよう
に構成してなる事を特徴とする液体原料用質量流量制御
器。(2) In the liquid mass flow controller of claim (1),
The sensor pipe is disposed below the bypass pipe, and the merging passage where the exit passage of the bypass pipe and the exit passage of the sensor pipe merge is located above the exit of the bypass pipe. Mass flow controller for liquid raw materials.
て、バイパス管の入口通路ないし出口通路にバイパス開
閉弁を配設してなる事を特徴とする液体原料用質量流量
制御器。(3) The mass flow rate controller for liquid raw materials according to claim (1), characterized in that a bypass opening/closing valve is disposed in the inlet passage or the outlet passage of the bypass pipe.
流量を測定するセンサ管と、センサ管内を流れる液体原
料に比例して液体原料を流すことが出来かつその液体原
料流通路が垂直方向に穿設されたバイパス管と、バイパ
ス管の入口通路ないし出口通路に配設されたバイパス開
閉弁と、バイパス管の出口上方にてバイパス管の出口通
路とセンサ管の出口通路とが合流する合流通路に配設さ
れた流量制御弁と、流量制御弁の流出路の出口を開閉す
る気化用開閉弁と、前記気化用開閉弁の周囲に形成され
弁開放時に液体原料か露頭する気化制御室と、前記気化
制御室に搬送ガスを流入させるための搬送ガス流入路と
、弁開放時に気化した原料ガスと前記搬送ガスとの混合
ガスが流出する混合ガス流出路とで構成された事を特徴
とする気化用開閉弁一体型の液体原料用質量流量制御器
。(4) A sensor tube that is composed of a capillary tube and measures the mass flow rate of the liquid raw material flowing inside the sensor tube, and a liquid raw material flow path that is capable of flowing the liquid raw material in proportion to the liquid raw material flowing inside the sensor tube, and that the liquid raw material flow path is vertically oriented. A bored bypass pipe, a bypass opening/closing valve disposed in the inlet passage or the outlet passage of the bypass pipe, and a merging passage where the outlet passage of the bypass pipe and the outlet passage of the sensor pipe merge above the outlet of the bypass pipe. a vaporization on-off valve that opens and closes an outlet of an outflow path of the flow control valve; a vaporization control chamber formed around the vaporization on-off valve and in which the liquid raw material is exposed when the valve is opened; It is characterized by comprising a carrier gas inflow path for causing the carrier gas to flow into the vaporization control chamber, and a mixed gas outlet path through which a mixed gas of the vaporized raw material gas and the carrier gas flows out when the valve is opened. Mass flow controller for liquid raw materials with integrated on-off valve for vaporization.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11932190A JP2822092B2 (en) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | Mass flow controller for liquid raw materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11932190A JP2822092B2 (en) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | Mass flow controller for liquid raw materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0414114A true JPH0414114A (en) | 1992-01-20 |
| JP2822092B2 JP2822092B2 (en) | 1998-11-05 |
Family
ID=14758567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11932190A Expired - Lifetime JP2822092B2 (en) | 1990-05-08 | 1990-05-08 | Mass flow controller for liquid raw materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2822092B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100684874B1 (en) * | 2004-11-23 | 2007-02-20 | 삼성전자주식회사 | Mass Flow Controller and Method Operating it |
-
1990
- 1990-05-08 JP JP11932190A patent/JP2822092B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100684874B1 (en) * | 2004-11-23 | 2007-02-20 | 삼성전자주식회사 | Mass Flow Controller and Method Operating it |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2822092B2 (en) | 1998-11-05 |
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