JPH0522256Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、例えば光フアイバー母材或いは半導
体素子等の製造に用いる原料ガス供給装置に関す
るものである。

［従来技術］ 従来のこの種の原料ガス供給装置では、第３図
に示すように、気密な原料タンク１には大気中の
酸素又は水分と反応するSiCl₄、G_eCl₄等の原料液
２が収容されている。原料タンク１の外周には原
料液２を気化するためのヒータ等の加熱手段３が
取り付けられている。原料タンク１内の上部空間
４には、原料液２の気化により得られた原料ガス
が原料タンク１の温度における蒸気圧で満たされ
るようになつている。原料タンク１内の上部空間
４と供給相手である図示しない反応装置との間に
は、原料ガスをその蒸気圧を利用して供給するガ
ス供給流路５が設けられている。ガス供給流路５
には開閉弁６、自動開閉弁７、マスフローコント
ローラの如き流量制御器８が接続されている。自
動開閉弁７と流量制御器８との間には、自動開閉
弁１０を介して配管９が接続されていて、該配管
９を通してパージ用の窒素ガスが供給されるよう
になつている。自動開閉弁１０は自動開閉弁７と
連動し、原料供給中は、自動開閉弁７が開で、自
動開閉弁１０が閉となつて、原料ガスを反応装置
に流すようになつている。原料供給をしていない
時には、自動開閉弁７が閉で、自動開閉弁１０が
開となつてガス供給流路５中に窒素ガスを流して
ガス供給流路５の保護のためにパージを行うよう
になつている。

［考案が解決しようとする課題］ 上記の如き原料液２の直接加熱による原料ガス
供給装置では、非常に高濃度の原料ガスが流量制
御器８を有するガス供給流路５内を流れる。一方
使用される原料ガスは、酸素や水分と容易に反応
し、強い腐食性ガスや粉状の生成物質を発生し
（例えば、SiCl₄＋2H₂Ｏ→SiO₂：生成物質＋
4HCl：腐食性ガス）、ガス供給流路５内の詰りや
腐食の原因となる問題点がある。特に、流量制御
器８として使用されるマスフローコントローラ
は、流量制御のため微小なオリフイス状の流路
と、微動往復弁により出入口間の圧力損失をコン
トロールしているため、上記の腐食や粉末生成物
質により正常な制御ができなくなると共に、腐食
保護のためには高価で複雑なものが必要となる問
題点がある。

このような事故防止のため、ガス供給流路５の
気密性、原料導入前の不活性ガスによる流路内置
換、高純度原料の使用等の対策がとられている
が、完璧な予防は不可能であり、このためマスフ
ローコントローラを中心とした定期的な部品交換
が必要となり、装置の稼動停止を余儀なくされて
いる。

また、従来の装置では、ガス供給流路５の圧力
損失が大きくなればなるほど、高い蒸気圧を必要
とするため、原料タンク１の加熱手段３が大容量
となると共に、ガス供給流路５の加熱もより高温
にする必要がある。このガス供給流路５の加熱温
度にむらがあると、該ガス供給流路５内で原料ガ
スの再液化が生じ、正常な流量制御ができなくな
るため、注意が必要であるが、これは高温になる
程、温度制御が困難になる問題点がある。

また、ガス供給流路５内に設けられたマスフロ
ーコントローラは、構造上耐熱性に限界があるた
め、加熱温度はこれをネツクとして制限される問
題点がある。

一方、流量制御器８としてのマスクローコント
ローラは、圧力損失の増減により流量を制御する
という性質上、流路の圧力損失増大の主要因とな
る問題点があつた。

従つて、流量制御器８としてのマスフローコン
トローラの設置は、加熱手段３の複雑、大容量化
という結果をもたらすと共に、自らの耐熱性から
流量を大きくできないという問題点をもつてい
る。

本考案の目的は、マスフローコントローラの如
き圧力損失型の流量制御器を用いないで流量制御
を行うことができる原料ガス供給装置を提供する
ことにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、本考案は原料液を
収容する原料タンクと、前記原料タンク内の前記
原料液を加熱して原料ガスを得る加熱手段と、得
られた前記原料ガスの蒸気圧により該原料ガスを
供給相手側へ導くガス供給流路とを備えた原料ガ
ス供給装置において、 前記ガス供給流路にその中を流れる前記原料ガ
スの流量又はガス圧を検出する流量検出器又はガ
ス圧検出器が設けられ、前記流量検出器又は前記
ガス圧検出器からの信号により前記ガス供給流路
を流れる前記原料ガスの流量又はガス圧が所望の
値となるように前記加熱手段の温度を制御する温
度制御器が設けられていることを特徴とする。

［作用］ このように流量検出器又はガス圧検出器にてガ
ス供給流路の流量又はガス圧を検出し、その信号
に基いて温度制御器が加熱手段の温度制御を行う
と、マスフローコントローラの如き圧力損失型の
流量制御器を用いないで流量制御が行える。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。なお、前述した第３図と対応する部分
には同一符号をつけて示している。第１図は本考
案の第１実施例を示したものである。本実施例の
原料ガス供給装置においては、第３図の流量制御
器８の代りにガス供給流路５に流量検出器１１が
設けられ、該ガス供給流路５を流れる原料ガスの
流量が検出されるようになつている。流量検出器
１１からの流量信号は温度制御器１２に与えら
れ、該温度制御器１２では流量設定器１３から与
えられる流量設定値と該流量信号との比較がなさ
れ、所定の流量が得られるように加熱手段３に温
度制御信号が出力される。これにより加熱手段３
の温度が制御され、ガス供給流路５を流れる原料
ガスの流量が所定の流量になるように制御がなさ
れる。

なお、流量検出器１１の代りにガス圧検出器を
用い、流量設定器１３の代りに圧力設定器を用い
ても同様に流量制御を行うことができる。

また、自動開閉弁７を開いた直後の設定流量へ
の到達時間を短縮するため、第２図に示す第２実
施例のように、原料タンク１内のガス温度（又は
液温度）を検出する温度検出器１４を設け、この
温度検出器１４からの温度信号を温度制御器１２
に入力して、自動開閉弁７を閉じている時は原料
タンク１内のガス温度（液温度）を最適値に維持
しておき、自動開閉弁７を用いてから温度制御器
１２の目標値を流量（圧力）設定器１３からの目
標値に切替えるのが有効である。

流量検出器１１としては、質量流量値に応じた
電圧（電流）を発生するメータが、またガス圧検
出器１１としては、圧力値に応じた電圧（電流）
を発生する圧力発振器が市販されており、これを
利用できる。

このような圧力を制御する方法は、本考案の場
合、ガス供給流路５中には、一定流量のもとで圧
力損失変動をもたらす要因がないため、結果的に
流量の定量制御を意味する。流量検出器／ガス圧
検出器の信頼性、耐久性の良否により選択が可能
で、いずれの方法でも目的を達することができ
る。

［考案の効果］ 以上説明したように本考案の原料ガス供給装置
は、ガス供給流路に流れる原料ガスの流量又はガ
ス圧を検出し、その検出信号をもとに温度制御器
が加熱手段の温度制御をして流量制御を行うよう
に構成したので、マスフローコントローラの如き
圧力損失型の流量制御器を用いないで流量制御を
行うことができ、従つて腐食や反応生成物質等に
よる故障の可能性を改善できる利点がある。ま
た、本考案によれば流量制御器に基因する圧力損
失が取り除かれたので、その分ガス供給流路の圧
力損失が小さくなり、このため一定流量のもとで
はより低い温度で所定の流量が確保できる利点が
ある。逆に、同じ温度ではより多量の原料ガスの
供給が可能であり、更に、従来の温度ネツクであ
つた流量制御器がないので、より高温でより多量
の原料ガスの供給が可能になる利点がある。更
に、本考案によれば高価な流量制御器が不要とな
り、またガス供給流路の加熱も低温でよいため、
安価な原料ガス供給装置が提供できる利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本考案に係る原料ガス供給
装置の第１，第２実施例の系統図、第３図は従来
の原料ガス供給装置の系統図である。 １……原料タンク、２……原料液、３……加熱
手段、４……上部空間、５……ガス供給流路、１
１……流量（ガス圧）検出器、１２……温度制御
器、１３……流量（圧力）設定器、１４……温度
検出器。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 原料液を収容する原料タンクと、前記原料タン
   ク内の前記原料液を加熱して原料ガスを得る加熱
   手段と、得られた前記原料ガスの蒸気圧により該
   原料ガスを供給相手側へ導くガス供給流路とを備
   えた原料ガス供給装置において、 前記ガス供給流路にその中を流れる前記原料ガ
   スの流量又はガス圧を検出する流量検出器又はガ
   ス圧検出器が設けられ、前記流量検出器又は前記
   ガス圧検出器からの信号により前記ガス供給流路
   を流れる前記原料ガスの流量又はガス圧が所望の
   値となるように前記加熱手段の温度を制御する温
   度制御器が設けられていることを特徴とする原料
   ガス供給装置。