KR101962659B1 - 기화 공급 장치 - Google Patents

기화 공급 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101962659B1
KR101962659B1 KR1020177017535A KR20177017535A KR101962659B1 KR 101962659 B1 KR101962659 B1 KR 101962659B1 KR 1020177017535 A KR1020177017535 A KR 1020177017535A KR 20177017535 A KR20177017535 A KR 20177017535A KR 101962659 B1 KR101962659 B1 KR 101962659B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
liquid
vaporizer
control valve
gas
control device
Prior art date
Application number
KR1020177017535A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170088416A (ko
Inventor
아츠시 히다카
마사아키 나가세
카오루 히라타
카츠유키 스기타
타카토시 나카타니
사토루 야마시타
코우지 니시노
노부카즈 이케다
케이지 히라오
Original Assignee
가부시키가이샤 후지킨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 후지킨 filed Critical 가부시키가이샤 후지킨
Publication of KR20170088416A publication Critical patent/KR20170088416A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101962659B1 publication Critical patent/KR101962659B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/008—Feed or outlet control devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J7/00—Apparatus for generating gases
    • B01J7/02—Apparatus for generating gases by wet methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
    • C23C16/4485—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation without using carrier gas in contact with the source material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/52—Controlling or regulating the coating process
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3205—Deposition of non-insulating-, e.g. conductive- or resistive-, layers on insulating layers; After-treatment of these layers
    • H01L21/321—After treatment
    • H01L21/3213—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer
    • H01L21/32133—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only
    • H01L21/32135—Physical or chemical etching of the layers, e.g. to produce a patterned layer from a pre-deposited extensive layer by chemical means only by vapour etching only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H01L21/67063—Apparatus for fluid treatment for etching
    • H01L21/67075—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching
    • H01L21/6708—Apparatus for fluid treatment for etching for wet etching using mainly spraying means, e.g. nozzles

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)

Abstract

(과제) 기화기 내로부터 유량 제어 장치로 통하는 가스 유로 안이 액체로 채워지는 문제를 해소할 수 있는 것에 관한 기화 공급 장치를 제공한다.
(해결 수단) 액체(L)를 가열하여 기화시키는 기화기(2)와, 기화기로부터 송출되는 가스의 유량을 제어하는 유량 제어 장치(3)와, 기화기(2)로의 액체의 공급로(4)에 개재된 제 1 제어 밸브(5)와, 기화기(2)에서 기화되어 유량 제어 장치(3)에 보내지는 가스의 압력을 검출하기 위한 압력 검출기(6)와, 기화기(2) 내의 소정량을 초과하는 액체의 파라미터를 측정하는 액체 검지부(7A)와, 압력 검출기(6)가 검출한 압력값에 의거하여 기화기(2)에 소정량의 액체(L)를 공급하도록 제 1 제어 밸브(5)를 제어함과 아울러, 액체 검지부(7)가 액체를 검지했을 때에는 제 1 제어 밸브(5)를 닫도록 제어하는 제어 장치(8)를 구비한다.

Description

기화 공급 장치{VAPORIZATION SUPPLY APPARATUS}
본 발명은 반도체 제조 장치, 화학산업 설비 또는 약품산업 설비 등에서 사용되는 액체 원료를 기화시켜서 공급하는 기화 공급 장치에 관한 것이다.
종래, 예를 들면 유기 금속 기상 성장법(MOCVD: Metal Organic Chemical Vapor Deposition)이 사용되는 반도체 제조 장치에 원료 유체를 공급하는 액체 원료 기화 공급 장치가 사용되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1~4).
이 종류의 액체 원료 기화 공급 장치는 예를 들면 도 8에 나타내는 바와 같이 TEOS(Tetraethyl orthosilicate) 등의 액체 원료(L)를 저류액 탱크(100)에 저장해 두고, 저류액 탱크(100)에 가압한 불활성 가스(FG)를 공급하고, 불활성 가스(FG)의 가압에 의해 저류액 탱크(100) 내의 액체 원료(L)를 일정 압력으로 압출하여 기화기(101)에 공급하고, 재킷 히터 등의 가열 수단(102)에 의해 기화기(101) 내에서 가열하여 액체 원료(L)를 기화시키고, 기화시킨 가스를 유량 제어 장치(103)에 의해 소정 유량으로 제어하여 반도체 제조 장치(104)에 공급한다. 도 8 중, 부호 110은 스탑 밸브, 부호 111은 진공 펌프를 나타내고 있다.
기화기(101) 내의 액체 원료(L)를 기화시키는 것에 의한 기화기(101) 내의 액체 원료(L)의 감소를 보충하기 위해서 액체 원료(L)의 감소를 검출하고, 감소분을 기화기(101)에 보급하는 것이 필요하다.
기화기(101) 내의 액체 원료의 감소를 검출하여 보급하기 위해서 종래에는 기화기(101)로의 액체 원료(L)의 공급을 제어하는 제어 밸브(105)를 기화기(101)로의 공급로(106)에 설치하고, 기화기(101)와 유량 제어 장치(103)를 연통하는 가스 유로(107) 내의 가스의 압력을 검출하는 압력 검출기(108)를 배치하고, 압력 검출기(108)에 의해 기화기(101) 내의 가스 압력을 모니터링하여 기화기(101) 내의 액체 원료(L)가 기화되어 감소함으로써 압력 검출기(101)의 검출 압력이 소정값 이하가 되면 제어 밸브(105)를 소정 시간 연 후에 닫아서 기화기(101) 내에 소정량의 액체 원료를 공급하고, 다시 기화기(101) 내의 액체 원료(L)가 기화에 의해 감소해서 검출 압력이 소정값에 도달하면 제어 밸브(105)를 일정 시간 연 후에 닫는다는 시퀀스를 반복하는 제어를 행하고 있었다.
일본 특허공개 2009-252760호 공보 일본 특허공개 2010-180429호 공보 일본 특허공개 2013-77710호 공보 일본 특허공개 2014-114463호 공보
그러나, 어떠한 엑시던트 등에 의해 기화기로부터 유량 제어 장치로 통하는 가스 유로 안이 액체 원료로 채워지는 문제가 생기면, 유량 제어 장치에 의해 가스를 유량 제어하여 공급할 수 없게 된다는 문제가 있다.
그래서 본 발명은 기화기 내로부터 유량 제어 장치에 통하는 가스 유로 안이 액체 원료로 채워지는 문제를 해소할 수 있는 기화 공급 장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기화 공급 장치는 액체를 가열하여 기화시키는 기화기와, 상기 기화기로부터 송출되는 가스의 유량을 제어하는 유량 제어 장치와, 상기 기화기로의 액체의 공급로에 개재시킨 제 1 제어 밸브와, 상기 기화기에서 기화되어 상기 유량 제어 장치에 보내지는 가스의 압력을 검출하기 위한 압력 검출기와, 상기 기화기 내의 소정량을 초과하는 액체의 파라미터를 측정하는 액체 검지부와, 상기 압력 검출기가 검출한 압력값에 의거하여 상기 기화기에 소정량의 액체를 공급하도록 상기 제 1 제어 밸브를 제어함과 아울러, 상기 액체 검지부가 소정량을 초과하여 상기 기화기 내에 유입한 액체를 검지했을 때에는 상기 제 1 제어 밸브를 닫도록 제어하는 제어 장치를 구비한다.
일실시형태에 있어서, 상기 기화기와 상기 유량 제어 장치 사이의 가스 유로에 개재된 제 2 제어 밸브를 더 구비하고, 상기 제어 장치는 상기 액체 검지부가 소정량을 초과하여 상기 기화기 내에 유입한 액체를 검지했을 때에 상기 제 1 제어 밸브를 닫음과 아울러, 상기 제 2 제어 밸브를 닫도록 제어한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 기화 공급 장치는 액체를 가열하여 기화시키는 기화기와, 상기 기화기로부터 송출되는 가스의 유량을 제어하는 유량 제어 장치와, 상기 기화기로의 액체의 공급로에 개재된 제 1 제어 밸브와, 상기 기화기에서 기화되어 상기 유량 제어 장치에 보내지는 가스의 압력을 검출하기 위한 압력 검출기와, 상기 기화기와 상기 유량 제어 장치 사이의 가스 유로에 개재된 제 2 제어 밸브와, 상기 기화기 내의 소정량을 초과하는 액체의 파라미터를 측정하는 액체 검지부와, 상기 압력 검출기가 검출한 압력값에 의거하여 상기 기화기에 소정량의 액체를 공급하도록 상기 제 1 제어 밸브를 제어함과 아울러, 상기 액체 검지부가 소정량을 초과하여 기화기 내에 유입한 액체를 검지했을 때에 상기 제 2 제어 밸브를 닫도록 제어하는 제어 장치를 구비한다.
상기 액체 검지부는 온도 검출기로 할 수 있다.
상기 액체 검지부는 액면계로 할 수 있다.
상기 액체 검지부는 로드셀로 할 수 있다.
상기 기화기가 기화실을 구비하고, 상기 기화실에 상기 액체 검지부가 배치될 수 있다.
상기 기화기가 기화실과 상기 기화실에 연통하는 가스 가열실을 구비하고, 상기 가스 가열실에 상기 액체 검지부가 배치될 수 있다.
(발명의 효과)
본 발명에 의한 기화 공급 장치에 의하면, 액체 검지부에 의해 기화기 내의 소정량을 초과하는 액체 원료의 파라미터를 측정하고, 상기 액체 검지부가 소정량을 초과하여 상기 기화기 내에 유입한 액체를 검지했을 때에 제 1 제어 밸브를 닫음으로써 과잉한 액체 원료의 기화기로의 공급을 정지하여 가스 유로로의 액체 원료의 침입을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 상기 액체 검지부가 소정량을 초과하여 상기 기화기 내에 유입한 액체를 검지했을 때에 제 1 제어 밸브를 닫음으로써 기화기 내의 원료 액체가 없어지면 유량 제어 장치로의 가스 공급이 정지하기 때문에 압력 검출기에 제품 수명이나 경년 열화 등에 의한 이상이 발생하고 있는 것을 확인할 수 있다.
또한, 기화기 내의 소정량을 초과하는 액체 원료를 액체 검지부가 검지했을 때에 제 2 제어 밸브를 닫음으로써 기화기로부터의 액체 원료의 유출을 방지하여 가스 유로로의 액체 원료의 침입을 미연에 방지할 수 있다.
기화기 내에 소정량을 초과하는 액체 원료가 유입하여 가스 상태로서 존재해야 할 부위에 액체가 유입하면 상기 부위의 온도가 저하되기 때문에 액체 검지부를 온도 검출기로서 이 온도 저하를 측정함으로써 기화기 내의 소정량을 초과하는 액체 원료를 검지할 수 있다.
또한, 기화기 내에 소정량을 초과하는 액체 원료가 유입하여 가스 상태로서 존재해야 할 부위에 액체가 유입하면 상기 부위의 액면이 상승하기 때문에 액체 검지부를 액면계로서 이 액면 상승을 측정함으로써 기화기 내의 소정량을 초과하는 액체 원료를 검지할 수 있다.
또한, 기화기 내에 소정량을 초과하는 액체 원료가 유입하여 가스 상태로서 존재해야 할 부위에 액체가 유입하면 기화기 내의 액체의 중량이 증가하기 때문에 액체 검지부를 로드셀로서 이 중량 증가를 측정함으로써 기화기 내의 소정량을 초과하는 액체 원료를 검지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 기화 공급 장치의 제 1 실시형태를 나타내는 부분 종단 정면도이다.
도 2는 도 1의 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명에 의한 기화 공급 장치의 제 2 실시형태를 나타내는 부분 종단 정면도이다.
도 4는 열식 액면계의 설명도이다.
도 5는 열식 액면계의 검지 회로도이다.
도 6은 본 발명에 의한 기화 공급 장치의 제 3 실시형태를 나타내는 부분 종단 정면도이다.
도 7은 본 발명에 의한 기화 공급 장치의 제 4 실시형태를 나타내는 부분 종단 정면도이다.
도 8은 종래의 기화 공급 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
본 발명에 의한 기화 공급 장치의 실시형태에 대해서 이하에 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 모든 실시형태를 통해 동일하거나 또는 유사한 구성 부분에는 같은 부호를 붙였다.
도 1은 본 발명에 의한 기화 공급 장치의 제 1 실시형태를 나타내고 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이 기화 공급 장치(1A)는 액체 원료(L)를 가열하여 기화시키는 기화기(2)와, 기화기(2)로부터 송출되는 가스(G)의 유량을 제어하는 유량 제어 장치(3)와, 기화기(2)로의 액체 원료(L)의 공급로(4)에 개재된 제 1 제어 밸브(5)와, 기화기(2)에서 기화되어 유량 제어 장치(3)에 보내지는 가스(G)의 압력을 검출하기 위한 압력 검출기(6)와, 기화기(2) 내의 소정량을 초과하는 액체 원료(L)의 파라미터를 측정하는 액체 검지부(7A)와, 압력 검출기(6)가 검출한 압력값에 의거하여 기화기(2)에 소정량의 액체 원료(L)를 공급하도록 제 1 제어 밸브(5)를 제어함과 아울러, 액체 검지부(7A)가 액체를 검지했을 때에는 제 1 제어 밸브(5)를 닫도록 제어하는 제어 장치(8)를 구비하고 있다.
기화기(2)는 스테인레스강으로 형성된 본체(2A)를 구비하고 있다. 본체(2A)는 가상선으로 나타내어진 가열용의 재킷 히터 등의 가열 수단(H)에 의해 둘러싸여 있다. 본체(2A)는 제 1 블록체(2a), 제 2 블록체(2b), 및 제 3 블록체(2c)를 연결하여 구성되어 있다. 제 1 블록체(2a)는 상부에 액체 공급구(2a1)가 형성되고, 내부에 기화실(2a2)이 형성되어 있다. 제 2 블록체(2b)에는 제 1 블록체(2a)의 기화실(2a2)의 상부와 연통하는 제 1 가스 가열실(2b1)이 형성되어 있다. 제 3 블록체(2c)는 제 1 가스 가열실(2b1)과 연통하는 제 2 가스 가열실(2c1)이 내부에 형성되고, 가스 배출구(2c2)가 상부에 형성되어 있다. 제 1 가스 가열실(2b1) 및 제 2 가스 가열실(2c1)은 원통형상 공간 내에 원기둥형상의 가열 촉진체(2b3, 2c3)가 설치되고, 상기 원통형상 공간과 가열 촉진체(2b3, 2c3)의 간극이 가스 유로로 되어 있다. 제 1 블록체(2a)와 제 2 블록체(2b) 사이, 및 제 2 블록체(2b)와 제 3 블록체(2c) 사이 각각의 가스 연통부에는 통과 구멍이 형성된 개스킷(9, 10)이 개재되고, 이들 통과 구멍이 형성된 개스킷(9, 10)의 통과 구멍을 가스가 통과함으로써 가스의 맥동이 방지된다.
제 1 블록체(2a)에 액체 원료(L)의 예비 가열용 블록체(11)가 연결되어 있다. 예비 가열용 블록체(11)는 측면에 액 유입 포트(12)가 접속되고, 액 유입 포트(12)에 연통하는 액 저류실(13)이 내부에 형성되며, 액 저류실(13)에 연통하는 액 유출구(14)가 상면에 형성되어 있다. 예비 가열용 블록체(11)는 도면 외의 저류액 탱크(도 8의 부호 100 참조)로부터 소정 압력으로 압송되어 오는 액체 원료(L)를 액 저류실(13)에 저류해 두고, 재킷 히터 등의 가열 수단(H)에 의해 예열한다.
제 1 블록체(2a)와 예비 가열용 블록체(11)의 상면을 넘도록 하여 제 1 제어 밸브(5)가 고정되어 있다. 제 1 제어 밸브(5)는 예비 가열용 블록체(11)의 액 유출구(14)와 제 1 블록체(2a)의 액체 공급구(2a1)를 연통하는 공급로(4)를 개폐 또는 개도 조정함으로써 기화기(2)로의 액체 원료(L)의 공급량을 제어한다. 도시예의 제 1 제어 밸브(5)는 공기압을 이용하여 밸브 본체(5a)의 개폐를 제어하는 에어 구동 밸브가 사용되어 있다. 제 1 블록체(2a)의 액체 공급구(2a1)에는 세공이 형성된 개스킷(15)이 개설되고, 개스킷(15)의 세공에 액체 원료를 통과시킴으로써 기화실(2a2) 내로의 공급량이 조정되어 있다.
도시예의 유량 제어 장치(3)는 고온 대응형의 압력식 유량 제어 장치로 불리는 공지의 유량 제어 장치이다. 이 유량 제어 장치(3)는 도 1 및 도 2를 참조하면 밸브 블록(31)과, 밸브 블록(31) 내에 형성된 가스 유로(32)와, 가스 유로(32)에 개재된 금속 다이어프램 밸브체(33)와, 밸브 블록(31)에 고정되어 세워서 설치된 통형상 가이드 부재(34)와, 통형상 가이드 부재(34)에 슬라이딩 가능하게 삽입된 밸브 봉 케이스(35)와, 밸브 봉 케이스(35)의 하부에 형성된 구멍(35a, 35a)을 관통하여 통형상 가이드 부재(34)에 의해 밸브 블록(31)에 압박 고정된 브릿지(36)와, 밸브 봉 케이스(35) 내에 수용됨과 아울러, 브릿지(36)에 지지된 방열 스페이스(37) 및 압전 구동 소자(38)와, 밸브 봉 케이스(35)의 외주에 돌출하여 설치되어 통형상 가이드 부재(34)에 형성된 구멍(34a)을 관통하여 연장되는 플랜지 받침(35b)과, 플랜지 받침(35b)에 장착된 플랜지체(39)와, 통형상 가이드 부재(34)의 상단부에 형성된 플랜지부(34b)와, 플랜지부(34b)와 플랜지체(39) 사이에 압축 상태로 배치된 코일 스프링(40)과, 금속 다이어프램 밸브체(33)의 하류측의 가스 유로(32)에 개재되어 미세 구멍이 형성된 박판(41)과, 금속 다이어프램 밸브체(33)와 구멍이 형성된 박판(41) 사이의 가스 유로(32) 내의 압력을 검출하는 유량 제어용 압력 검출기(42)를 구비하고 있다. 방열 스페이서(37)는 인바(invar)재 등으로 형성되어 있어 가스 유로(32)에 고온의 가스가 흘러도 압전 구동 소자(38)가 내열 온도 이상이 되는 것을 방지한다.
압전 구동 소자(38)의 비통전 시에는 코일 스프링(40)에 의해 밸브 봉 케이스(35)가 도 2의 하방으로 밀려 도 2에 나타내는 바와 같이 금속 다이어프램 밸브체(33)가 밸브좌(31a)에 접촉하여 가스 유로(32)를 닫고 있다. 압전 구동 소자(38)에 통전함으로써 압전 구동 소자(38)가 신장되고, 코일 스프링(40)의 탄성력에 저항하여 밸브 봉 케이스(35)를 도 2의 상방으로 들어올리면 금속 다이어프램 밸브체(33)가 자기 탄성력에 의해 원래의 반대 그릇형상으로 복귀하여 가스 유로(32)가 개통한다.
유량 제어 장치(3)는 구멍이 형성된 박판(41)의 적어도 상류측의 가스 압력을 유량 제어용 압력 검출기(42)에 의해 검출하고, 검출한 압력 신호에 의거하여 압전 구동 소자(38)에 의해 가스 유로(32)에 개재된 금속 다이어프램 밸브체(33)를 개폐시켜서 유량 제어한다. 구멍이 형성된 박판(41)의 상류측의 절대압력이 구멍이 형성된 박판(41)의 하류측의 절대압력의 약 2배 이상(임계 팽창 조건)이 되면 구멍이 형성된 박판(41)의 미세 구멍을 통과하는 가스가 음속이 되고, 그 이상의 유속이 되지 않는 점에서 그 유량은 미세 구멍 상류측의 압력에만 의존하고, 구멍이 형성된 박판(41)의 미세 구멍을 통과하는 유량은 압력에 비례한다는 원리를 이용하고 있다. 또한, 도시하지 않지만, 구멍이 형성된 박판(41)의 미세 구멍 하류측의 압력도 검출하여 미세 구멍의 상류측과 하류측의 차압에 의거하여 유량 제어하는 것도 가능하다. 또한, 구멍이 형성된 박판(41)은 도시예에서는 오리피스가 형성된 오리피스 플레이트이지만, 구멍이 형성된 박판(41)의 구멍은 오리피스에 한정되지 않고 유체를 좁히는 구조의 것이면 좋다.
제 3 블록체(2c)에 스페이서 블록(50)이 연결되고, 스페이서 블록(50)에 밸브 블록(31)이 연결되어 있다. 제 3 블록체(2c)와 스페이서 블록(50)에 걸치도록 하여 고정된 유로 블록(51) 내의 가스 유로(52)가 제 3 블록체(2c)의 가스 유로인 제 2 가스 가열실(2c1)과 스페이서 블록(50)의 가스 유로(50a)를 연통시킨다. 스페이서 블록(50)의 가스 유로(50a)는 밸브 블록(31)의 가스 유로(32)에 연통하고 있다.
밸브 블록(31)의 가스 유로(32)의 금속 다이어프램 밸브체(33)의 상류 위치에 압력 검출기(6)가 설치되고, 기화기(2)에서 기화되어 유량 제어 장치(3)에 보내지는 가스의 압력이 압력 검출기(6)에 의해 검출된다.
압력 검출기(6)가 검출한 압력값의 신호(P0)는 항상 제어 장치(8)에 보내져 모니터링되어 있다. 기화실(2a2) 내의 액체 원료(L)가 기화에 의해 적어지면 기화기(2)의 내부압력이 감소한다. 기화실(2a2) 내의 액체 원료(L)가 감소하여 기화기(2) 내의 내부압력이 감소하고, 압력 검출기(6)의 검출 압력이 미리 설정된 설정값에 도달하면 제어 장치(8)는 제 1 제어 밸브(5)를 소정 시간만큼 연 후에 닫음으로써 소정량의 액체 원료(L)를 기화실(2a2)에 공급한다. 기화실(2a2) 내에 소정량의 액체 원료(L)가 공급되면 액체 원료(L)가 기화됨으로써 기화기(2) 내의 가스 압력이 다시 상승하고, 그 후 액체 원료(L)가 적어짐으로써 다시 기화기(2)의 내부압력이 감소한다. 그리고 기화기(2)의 내부압력이 설정값에 도달하면 상기한 바와 같이 다시 제 1 제어 밸브(5)를 소정 시간만큼 연 후에 닫는다. 이러한 제어 시퀸스에 의해 기화실(2a2)에 소정량의 액체 원료가 차차 보충된다.
기화실(2a2)에 공급되는 액체 원료(L)의 최대 수위가 미리 설정되고, 그 최대 수위에 따라 기화실(2a2)에 공급되는 액체 원료(L)의 상기 소정량이 설정된다. 도 1에 나타내는 기화실(2a2)의 액체 원료(L)의 수위는 설정 최대 수위를 나타내고 있다.
유량 제어 장치(3)의 하류측의 가스 유로(55)에는 스탑 밸브(56)가 설치되어 있다.
제 1 실시형태의 기화 공급 장치(1A)는 기화기(2) 내의 소정량을 초과하는 액체 원료의 파라미터를 측정하는 액체 검지부(7A)로서 제 1 가스 가열실(2b1) 내의 온도를 측정하여 모니터링하는 온도 검출기가 채용되어 있다. 액체 검지부(7A)를 구성하는 온도 검출기는 백금 측온 저항체, 열전대, 서미스트, 또는 적외 온도계 등의 공지의 온도 검출기를 사용할 수 있다. 도시예에서는 보호관에 백금 측온 저항체가 삽입된 보호관식 백금 측온 저항체가 사용되어 있다.
도시예에 있어서, 예를 들면 기화실(2a2) 내의 액체 원료(L)의 온도는 185℃로 유지되어 있고, 제 1 가스 가열실(2b1) 내의 가스 온도는 195℃로 유지되어 있다. 가령, 액체 원료(L)가 기화실(2a2) 내로부터 흘러 나와서 제 1 가스 가열실(2b1) 내에 유입하고, 액체 원료(L)가 액체 검지부(7A)를 구성하는 온도 검출기에 접촉하면 상기 온도 검출기의 측정 온도의 저하에 의해 제 1 가스 가열실(2b1) 내에 액체 원료가 유입하여 온 것을 검지할 수 있다.
제어 장치(8)는 액체 검지부(7A)를 구성하는 온도 검출기로부터의 검출 온도를 항상 모니터링하고, 상기 온도 저하가 있었을 경우에 액체 원료(L)가 제 1 가스 가열실(2b1)에 유입했다고 판정하여 제 1 제어 밸브(5)를 닫는다. 이때, 압력 검출기(6)의 검출 신호가 상기 설정값보다 내려가고 있어도 제어 장치(8)는 제 1 제어 밸브(5)를 닫도록 프로그래밍되어 있다.
따라서, 제 1 가스 가열실(2b1)에 액체 원료(L)가 유입했을 경우에는 즉시 제 1 제어 밸브(5)가 닫힌다. 이에 따라 제 1 가스 가열실(2b1)에 액체 원료(L)가 유입했을 경우에 압력 검출기(6)가 오작동하는 등의 어떠한 엑시던트 등에 의해 검출 압력값이 설정값보다 내려가고 있었다고 해도 제 1 제어 밸브(5)가 열리지 않고 즉시 닫히므로 기화기(2)로부터 유량 제어 장치(3)로의 가스 유로(32) 안이 액체 원료로 채워지는 문제를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 액체 검지부(7A)가 액체 원료(L)를 검지하여 제 1 제어 밸브(5)를 닫으면 기화기(2) 내의 액체 원료(L)가 기화되어 없어지고, 유량 제어 장치(3)로의 원료 가스의 공급은 정지한다. 따라서, 이 경우 압력 검출기(6)에 이상, 예를 들면 제품 수명이나 경년 열화 등에 의한 이상이 생긴 것이 판명된다.
액체 검지부(7A)를 구성하는 온도 검출기는 제 1 가스 가열실(2b1)에 한정되지 않고, 제 2 가스 가열실(2c1)에 배치할 수도 있고, 기화실(2a2)의 설정 최대 수위보다 상부 공간에 배치할 수도 있다.
도 3은 본 발명에 의한 기화 공급 장치의 제 2 실시형태를 나타내고 있다. 제 2 실시형태의 기화 공급 장치(1B)는 기화기(2) 내의 소정량을 초과하는 액체 원료의 파라미터를 측정하는 액체 검지부(7B)가 기화기(2) 내의 액면 레벨의 변화를 측정하는 액면계인 점이 주로 상기 제 1 실시형태와 다르고, 그 밖의 구성은 상기 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
기화기(2) 내는 고온 다습한 환경하에 있기 때문에 액체 검지부(7B)를 구성하는 액면계로서는 액상과 기상으로 열방산 정수가 다른 것을 이용한 열식 액면계를 적합하게 사용할 수 있다.
이 종류의 열식 액면계의 원리를 도 4 및 도 5를 참조하여 이하에 설명한다. 열식 액면계는 각각 백금 등의 측온 저항체(R1, R2)를 봉입한 2개의 보호관(60, 61)을 설치하고, 한쪽 측온 저항체(R1)에는 측온 저항체(R1)를 자기 발열에 의해 주위 온도보다 고온으로 유지하기 위해서 비교적 큰 정전류(I1)(가열 전류)를 흘리고, 다른쪽 측온 저항체(R2)에는 주위 온도를 측정할 수 있을 정도로 발열을 무시할 수 있을 정도의 크기의 미소한 정전류(I2)(주위 온도 측정용 전류)를 흘린다.
그러면, 큰 전류(I1)를 흘린 측온 저항체(R1)는 발열하지만, 이때 측온 저항체가 액상(L) 중에 있는 경우의 열방산 정수는 기상(V) 중에 있는 경우의 열방산 정수보다 크기 때문에 기상(V) 중에 있는 경우의 측온 저항체의 온도는 액상 중에 있는 경우에 비하면 높아진다.
그리고 이것은 기상 중의 측온 저항체는 액상 중의 측온 저항값보다 저항값이 높은 것을 의미하기 때문에 큰 전류를 흘린 측온 저항체(R1)의 전압 출력과, 미소한 전류를 흘린 측온 저항체(R2)의 전압 출력의 차분을 측정함으로써 측온 저항체가 액면의 상방인지 하방인지를 판별하는 것이 가능해진다. 즉, 차분이 작을 경우에는 측온 저항체는 액면보다 하방에 있으며, 차분이 클 경우에는 측온 저항체는 액면보다 상방에 있다고 판단할 수 있다.
도 4는 액면 검지 회로의 일례이며, 측온 저항체(R1, R2)에는 정전류 회로(S1, S2)를 개재하여 전원(Vcc)으로부터 정전류가 공급된다. 측온 저항체(R2)에는 주위 온도를 측정할 수 있을 정도로 발열을 무시할 수 있는 크기의 미소한 전류가 흐르고, 측온 저항체(R1)에는 측온 저항체(R2)보다 큰 전류값의 전류이며, 측온 저항체(R1)를 고온으로 가열하기 위해서 비교적 큰 전류가 흐르도록, 정전류 회로(S1)에는 정전류 회로(S2)보다 큰 전류가 흐르도록 설정되어 있다. 측온 저항체(R1)의 단자 전압(V1)과 측온 저항체(R2)의 단자 전압(V2)이 차동 증폭 회로(D)의 반전 입력 및 비반전 입력으로 각각 입력되고, 차동 증폭 회로(D)로부터 단자 전압(V1, V2)의 차전압(V1-V2)에 상당하는 전압 신호가 비교기(C)에 입력된다. 비교기(C)는 분압 저항기(R3, R4)에 의해 설정된 기준 전압(V3)을 상기 차전압과 비교한다.
측온 저항체(R1)가 액상 중에 있을 때에는 측온 저항체(R1)는 주위 온도에 대한 온도 상승은 기상 중의 온도 상승보다 작다. 그 결과, 통일하게 액상 중에 있는 측온 저항체(R2)로부터 발생하는 주위 온도에 대응한 크기의 전압 신호와의 차에 상당하는 작동 증폭 회로(D)로부터의 출력 전압이 기준 전압보다 작아져 비교기(C)의 출력은 로우 레벨이 된다. 한편, 액면이 낮아져 측온 저항체(R1)가 기상 중에 노출하면 주위 온도에 대한 온도 상승이 기상 중의 온도 상승이 되기 때문에 마찬가지로 기상 중에 있는 측온 저항체(R2)로부터 발생하는 주위 온도에 대응한 크기의 전압 신호와의 차에 상당하는 차동 증폭 회로(D)의 출력 전압이 기준 전압보다 커져 비교기(C)의 출력은 하이 레벨이 된다. 비교기(C)의 출력이 하이 레벨일 때에의 시는 측온 저항체(R1, R2)가 기상 중에 있고, 비교기(C)의 출력이 로우 레벨일 때에는 측온 저항체(R1, R2)가 액상 중에 있는 것으로 판별된다.
단자 전압(V1, V2)을 측정하면, 전류값(I1, I2)으로부터 옴의 법칙에 의해 측온 저항체(R1, R2)의 저항값을 구할 수 있고, 측온 저항체(R1, R2)의 저항값을 알면, 측온 저항체(R1, R2)의 온도에 대한 저항 변화율이 기지이면, 측온 저항체(R1, R2)의 온도를 도출할 수 있다. 따라서, 액면 검지 회로에서는 측온 저항체(R1, R2)의 전압 출력의 비교 대신에 측온 저항체(R1, R2)의 저항값을 비교함으로써도 판별 가능하며, 또는 측온 저항체(R1, R2)의 온도에 대한 저항 변화율을 이용해서 각각의 저항값으로부터 측온 저항체(R1, R2)의 온도를 측정해서 그들의 온도를 비교함으로써도 판별 가능하다. 또한, 백금의 경우, 0℃에서 100Ω이며, 1℃ 상승할 때마다 저항값이 0.39Ω 상승한다.
다시 도 3을 참조하면, 제 2 실시형태의 기화 공급 장치(1B)에 있어서는 액체 검지부(7B)를 구성하는 액면계의 2개의 보호관(60, 61)이 제 1 가스 가열실(2b1) 내에 배치되어 있다. 또한, 제 2 실시형태에서는 보호관(60, 61)을 제 1 가스 가열실(2b1) 내에 설치함으로써 가열 촉진체(2b3)가 상기 제 1 실시형태의 것보다 짧아져 있다.
보호관(60, 61)에 봉입되는 측온 저항체로서는 백금 측온 저항체를 적합하게 사용할 수 있지만, 다른 공지의 측온 저항체를 사용할 수도 있다. 보호관(60, 61)은 제 2 실시형태에 있어서는 연직 방향으로 설치되어 있지만, 수평 방향으로 설치할 수도 있다.
제 1 가스 가열실(2b1) 내에 액체 원료(L)가 유입된 것을 액체 검지부(7B)를 구성하는 액면계가 검지했을 경우, 제어 장치(8)는 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 압력 검출기(6)로부터의 검출 압력값에 관계없이 제 1 제어 밸브(5)를 닫도록 제어한다.
액체 검지부(7B)를 구성하는 액면계는 제 1 가스 가열실(2b1) 내에 한정되지 않고 기화실(2a2) 또는 제 2 가스 가열실(2c1)에 설치할 수도 있다. 또한, 액면계로서는 열식 액면계에 한정되지 않고 레이저 액면계, 초음파 액면계, 그 밖의 공지의 액면계를 채용할 수도 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 액면계에 의한 「측정」에는 상기 제 2 실시형태와 같이 액체 원료(L)의 액면 레벨이 최대 설정 수위로부터 보호관(60, 61)의 검지 레벨로 이행하는 변화를 측정할 경우 이외에 액체 원료(L)의 액면 레벨과 액면계의 거리를 측정하는 경우를 포함한다.
이어서, 본 발명에 의한 기화 공급 장치의 제 3 실시형태에 대해서 도 6을 참조하여 설명한다. 제 3 실시형태의 기화 공급 장치(1C)에서는 기화기(2) 내의 소정량을 초과하는 액체 원료의 파라미터를 측정하는 액체 검지부(7C)가 중량을 측정하는 로드셀인 점이 상기 제 1 실시형태와 다르고, 그 밖의 구성은 상기 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
액체 검지부(7C)를 구성하는 로드셀은 압전 소자를 내장시킨 플레이트형상의 로드셀을 채용할 수 있고, 제 1 가스 가열실(2b1)의 저부에 설치되어 있다. 또한, 제 3 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태의 제 1 가스 가열실(2b1) 내에 설치되어 있던 가열 촉진체(2b3)가 생략되어 있다. 제 1 가스 가열실(2b1) 내에 액체 원료(L)가 유입하면 로드셀로 구성된 액체 검지부(7C)의 검출 중량이 증가하여 제 1 가스 가열실(2b1) 내에 액체 원료(L)가 유입한 것을 검출할 수 있다. 제어 장치(8)는 로드셀로 구성되는 액체 검지부(7C)가 제 1 가스 가열실(2b1) 내에 유입한 액체 원료(L)를 검출하면 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 압력 검출기(6)로부터의 검출 압력값에 관계없이 제 1 제어 밸브(5)를 닫도록 제어한다.
액체 검지부(7)를 구성하는 로드셀은 제 1 가스 가열실(2b1) 내에 한정되지 않고 기화실(2a2)의 바닥, 또는 제 2 가스 가열실(2c1)의 바닥에 배치할 수도 있다.
이어서, 본 발명에 의한 기화 공급 장치의 제 4 실시형태에 대해서 도 7을 참조하여 설명한다. 제 4 실시형태의 기화 공급 장치(1D)에서는 제 1 실시형태의 유로 블록(51) 대신에 기화기(2)와 유량 제어 장치(3) 사이의 가스 유로(52)에 개재된 제 2 제어 밸브(70)를 구비하고 있다.
제어 장치(8)는 액체 검지부(7A)가 액체 원료(L)를 검지했을 때에 제 2 제어 밸브(70)를 닫도록 제어한다.
제어 장치(8)는 일실시형태에 있어서, 액체 검지부(7A)가 액체 원료(L)를 검지했을 때에 상기 제 1 실시형태와 마찬가지로 압력 검지기(6)의 검지압력에 상관없이 제 1 제어 밸브(5)도 닫는다. 즉, 이 경우 제어 장치(8)는 액체 검지부(7A)가 액체 원료(L)를 검지했을 때에 제 1 제어 밸브(5)와 제 2 제어 밸브(70) 쌍방을 즉시 닫도록 제어한다.
또는 제어 장치(8)는 다른 일실시형태에 있어서, 액체 검지부(7A)가 액체 원료(L)를 검지했을 때에 제 1 제어 밸브(5)에는 액체 검지부(7A)의 검지 신호에 의거하는 제어 지령을 보내지 않고, 제 2 제어 밸브(70)만을 닫도록 제어한다. 즉, 이 경우, 액체 검지부(7A)의 검지 신호는 제 2 제어 밸브(70)의 개폐 제어에만 사용된다. 이 경우, 제 1 제어 밸브(5)는 압력 검지기(6)의 검지 신호에 의거하여 종래와 마찬가지로 제어된다.
제 2 제어 밸브(70)는 기화기(2)의 하류부에 배치됨으로써 기화기(2) 내로의 액체 원료(L)의 설정 한도를 초과한 유입이 있었을 경우에 기화기(2)로부터 외측의 가스 유로(32)로 액체 원료(L)가 유입하는 것을 미연에 방지할 수 있다.
상기 제 4 실시형태에 있어서, 상기 제 1 실시형태의 온도 검출기에 의한 액체 검지부(7A)를 채용했지만, 온도 검출기 대신에 상기 제 2 실시형태의 액면계로 구성되는 액체 검지부(7B) 또는 상기 제 3 실시형태의 로드셀로 구성된 액체 검지부(7C)를 채용할 수도 있다.
상기 제 1~제 4 실시형태에 있어서, 액체 검지부가 측정하는 액체의 파라미터로서 온도 액면 레벨 및 중량을 예시했지만, 액체 검지부가 측정하는 액체의 파라미터는 기화기 내에 소정량을 초과하여 유입한 액체를 검지할 수 있는 파라미터이면 다른 파라미터이어도 좋다.
본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 여러 가지 형태를 채용할 수 있다.
1A, 1B, 1C, 1D : 기화 공급 장치 2 : 기화기
2a2 : 기화실 2b1 : 제 1 가스 가열실
2c1 : 제 2 가스 가열실 3 : 유량 제어 장치
5 : 제 1 제어 밸브 6 : 압력 검출기
7A, 7B, 7C : 액체 검지부 8 : 제어 장치
70 : 제 2 제어 밸브

Claims (8)

  1. 액체를 가열하여 기화시키는 기화기와,
    상기 기화기로부터 송출되는 가스의 유량을 제어하는 유량 제어 장치와,
    상기 기화기로의 액체의 공급로에 개재된 제 1 제어 밸브와,
    상기 기화기에서 기화되어 상기 유량 제어 장치에 보내지는 가스의 압력을 검출하기 위한 압력 검출기와,
    상기 기화기 내의 소정량을 초과하는 액체의 파라미터를 측정하는 액체 검지부와,
    상기 압력 검출기가 검출한 압력값에 의거하여 상기 기화기에 소정량의 액체를 공급하도록 상기 제 1 제어 밸브를 제어함과 아울러, 상기 액체 검지부가 소정량을 초과하여 상기 기화기 내에 유입한 액체를 검지했을 때에는 상기 제 1 제어 밸브를 닫도록 제어하는 제어 장치와,
    상기 기화기와 상기 유량 제어 장치 사이의 가스 유로에 개재된 제 2 제어 밸브를 구비하고,
    상기 제어 장치는 상기 액체 검지부가 소정량을 초과하여 상기 기화기 내에 유입한 액체를 검지했을 때에 상기 제 1 제어 밸브를 닫음과 아울러, 상기 제 2 제어 밸브를 닫도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기화 공급 장치.
  2. 액체를 가열하여 기화시키는 기화기와,
    상기 기화기로부터 송출되는 가스의 유량을 제어하는 유량 제어 장치와,
    상기 기화기로의 액체의 공급로에 개재된 제 1 제어 밸브와,
    상기 기화기에서 기화되어 상기 유량 제어 장치에 보내지는 가스의 압력을 검출하기 위한 압력 검출기와,
    상기 기화기와 상기 유량 제어 장치 사이의 가스 유로에 개재된 제 2 제어 밸브와,
    상기 기화기 내의 소정량을 초과하는 액체의 파라미터를 측정하는 액체 검지부와,
    상기 압력 검출기가 검출한 압력값에 의거하여 상기 기화기에 소정량의 액체를 공급하도록 상기 제 1 제어 밸브를 제어함과 아울러, 상기 액체 검지부가 소정량을 초과하여 상기 기화기 내에 유입한 액체를 검지했을 때에 상기 제 2 제어 밸브를 닫도록 제어하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 기화 공급 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액체 검지부가 온도 검출기인 것을 특징으로 하는 기화 공급 장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액체 검지부가 액면계인 것을 특징으로 하는 기화 공급 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 액체 검지부가 로드셀인 것을 특징으로 하는 기화 공급 장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기화기가 기화실을 구비하고, 상기 기화실에 상기 액체 검지부가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기화 공급 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기화기가 기화실과 상기 기화실에 연통하는 가스 가열실을 구비하고, 상기 가스 가열실에 상기 액체 검지부가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기화 공급 장치.
  8. 삭제
KR1020177017535A 2015-04-30 2016-04-11 기화 공급 장치 KR101962659B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015093494A JP6578125B2 (ja) 2015-04-30 2015-04-30 気化供給装置
JPJP-P-2015-093494 2015-04-30
PCT/JP2016/001967 WO2016174832A1 (ja) 2015-04-30 2016-04-11 気化供給装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170088416A KR20170088416A (ko) 2017-08-01
KR101962659B1 true KR101962659B1 (ko) 2019-03-27

Family

ID=57199662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177017535A KR101962659B1 (ko) 2015-04-30 2016-04-11 기화 공급 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10646844B2 (ko)
JP (1) JP6578125B2 (ko)
KR (1) KR101962659B1 (ko)
CN (1) CN107532298B (ko)
TW (1) TWI632609B (ko)
WO (1) WO2016174832A1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102338026B1 (ko) 2017-07-25 2021-12-10 가부시키가이샤 후지킨 유체 제어 장치
JP7097085B2 (ja) 2017-07-25 2022-07-07 株式会社フジキン 流体制御装置
JP7137921B2 (ja) * 2017-11-07 2022-09-15 株式会社堀場エステック 気化システム及び気化システム用プログラム
KR20220029730A (ko) 2019-08-30 2022-03-08 가부시키가이샤 후지킨 다이어프램 밸브
JPWO2021054135A1 (ko) * 2019-09-19 2021-03-25
JP7111408B2 (ja) * 2019-12-06 2022-08-02 株式会社フジキン 流量制御装置の異常検知方法および流量監視方法
JP7240770B2 (ja) * 2019-12-16 2023-03-16 株式会社フジキン 気化供給方法及び気化供給装置
JP7457522B2 (ja) 2020-02-20 2024-03-28 株式会社堀場エステック 気化システム
WO2022022188A1 (zh) * 2020-07-27 2022-02-03 江苏菲沃泰纳米科技股份有限公司 原料气化装置和镀膜装置以及镀膜设备及其进料方法
JP2022061803A (ja) * 2020-10-07 2022-04-19 東京エレクトロン株式会社 気化装置、ガス供給装置及びガス供給装置の制御方法
US20230324008A1 (en) * 2020-10-31 2023-10-12 Fujikin Incorporated Gas supply system and gas supply method
US20240101446A1 (en) * 2021-03-11 2024-03-28 Fujikin Incorporated Vaporizer and vaporization supply device
US20240167577A1 (en) 2021-04-01 2024-05-23 Fujikin Incorporated Controller and vaporization supply device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000133644A (ja) * 1998-10-28 2000-05-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造装置
JP2014006151A (ja) 2012-06-25 2014-01-16 Taiyo Nippon Sanso Corp 液体材料有無検知方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2814380B2 (ja) * 1989-04-01 1998-10-22 東京エレクトロン東北株式会社 液体材料気化供給装置
JP2005217089A (ja) * 2004-01-29 2005-08-11 Nec Kansai Ltd 半導体製造装置および半導体製造方法
JP3896594B2 (ja) * 2004-10-01 2007-03-22 株式会社ユーテック Ｃｖｄ用気化器、溶液気化式ｃｖｄ装置及びｃｖｄ用気化方法
JP4263206B2 (ja) * 2005-11-15 2009-05-13 東京エレクトロン株式会社 熱処理方法、熱処理装置及び気化装置
JP5461786B2 (ja) * 2008-04-01 2014-04-02 株式会社フジキン 気化器を備えたガス供給装置
JP5155895B2 (ja) 2009-01-27 2013-03-06 日本エア・リキード株式会社 充填容器内の液体材料の供給装置および該液体材料の供給装置における充填容器内の液面管理方法
JP5350824B2 (ja) * 2009-02-03 2013-11-27 株式会社フジキン 液体材料の気化供給システム
JP5652960B2 (ja) * 2011-08-01 2015-01-14 株式会社フジキン 原料気化供給装置
JP5913888B2 (ja) 2011-09-30 2016-04-27 国立大学法人東北大学 気化器
JP5837869B2 (ja) 2012-12-06 2015-12-24 株式会社フジキン 原料気化供給装置
JP5548292B1 (ja) * 2013-05-30 2014-07-16 株式会社堀場エステック 加熱気化システムおよび加熱気化方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000133644A (ja) * 1998-10-28 2000-05-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造装置
JP2014006151A (ja) 2012-06-25 2014-01-16 Taiyo Nippon Sanso Corp 液体材料有無検知方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107532298A (zh) 2018-01-02
JP6578125B2 (ja) 2019-09-18
CN107532298B (zh) 2019-07-26
JP2016211021A (ja) 2016-12-15
KR20170088416A (ko) 2017-08-01
TWI632609B (zh) 2018-08-11
WO2016174832A1 (ja) 2016-11-03
US10646844B2 (en) 2020-05-12
US20180071702A1 (en) 2018-03-15
TW201705279A (zh) 2017-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101962659B1 (ko) 기화 공급 장치
TWI417697B (zh) 質流控制器之熱虹吸補償
TWI437402B (zh) Pressure flow control device
KR102303943B1 (ko) 질량 유량 컨트롤러를 통해 유동을 모니터링하는 시스템 및 방법
JP5797246B2 (ja) 流量計及びそれを備えた流量制御装置
KR101930303B1 (ko) 액면계 및 액체 원료 기화 공급 장치
US11036242B2 (en) Calibration data generation apparatus, calibration data generation method, and flow rate control device
US20140216339A1 (en) Raw material vaporizing and supplying apparatus
US20060008328A1 (en) Flow control apparatus and method with internally isothermal control volume for flow verification
CN109324641B (zh) 流量控制装置、流量控制方法和程序存储介质
JP2015087110A5 (ko)
US10240233B2 (en) Heating vaporization system and heating vaporization method
KR102363117B1 (ko) 유체 제어 장치
JP2016211021A5 (ko)
KR20160122732A (ko) 압력 둔감형 자기 검증 질량 유량 컨트롤러를 제공하는 시스템 및 방법
KR20200054994A (ko) 질량 유량 제어 시스템 및 당해 시스템을 포함하는 반도체 제조 장치 및 기화기
EP3118711A1 (en) Inlet pressure perturbation insensitive mass flow controller
WO2021111979A1 (ja) 流量制御装置の異常検知方法および流量監視方法
US20220090951A1 (en) Devices for detecting material deposits in fluid flow conduits
JP2017181394A (ja) 加圧試験方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant