KR20110123254A - 가스 공급장치 - Google Patents

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KR20110123254A
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다쓰야 하야시
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가부시키가이샤 호리바 에스텍
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Abstract

본 발명은, 필요 최소한의 가열수단에 의해서 기화한 가스가 다시 액화하는 것을 방지할 수 있고, 설치면적을 대폭 작게 할 수 있는 컴팩트한 구성의 가스 공급장치이며, 재료액(M)이 저장되는 탱크(1)와, 상기 탱크(1)의 내부와 제 1 밸브 유닛(31)을 통하여 접속되어, 상기 재료액(M)이 기화한 가스의 유량을 제어하는 매스 플로우 컨트롤러(2)를 구비하는 가스 공급장치(100)로서, 상기 탱크(1)의 외벽 내부에는 내부 유로(13)가 형성되어 있고, 상기 내부 유로는, 탱크(1)의 내부와 제 1 인렛 포트(31i)를 접속하는 제 1 밸브 유입유로(131)와, 제 1 아웃렛 포트(31o)와 상기 매스 플로우 컨트롤러(2)의 도입구(H)를 접속하는 제 1 밸브 유출유로 (132)를 구비하는 발생가스 도출라인(Gout)을 구비하였다.

Description

가스 공급장치{GAS SUPPLY DEVICE}
본 발명은, 재료액을 기화시키고, 그 기화한 가스를 소정의 유량으로 공급하는 가스 공급장치에 관한 것이다.
이 종류의 가스 공급장치(A100)로서는, 도 6 및 도 7에 도시되는, 재료액(M)이 저장되는 탱크(A1)에, 재료액(M)을 도입하기 위한 재료액 도입 배관과, 기화한 가스를 도출하는 발생가스 도출 배관이 설치되어 있고, 상기 발생가스 도출 배관이 매스 플로우 컨트롤러(mass flow controller)(A2)와 접속되어 있고, 기화한 가스의 유량이 제어되는 것이 특허문헌 1에 개시되어 있다.
이 가스 공급장치(A100)는, 탱크의 주위에 설치된 히터에 의해서 탱크내의 재료액을 가열하여 기화시키는 동시에, 매스 플로우 컨트롤러(A2)도 별도의 히터에 의해서 가열해 두는 것에 의해, 기화한 가스가 다시 액화하지 않게 하고 있다.
그러나, 특허문헌 1에 개시되는 가스 공급장치(A100)에서는, 상기 발생가스 도출 배관에 대해서는 상기 탱크 또는 상기 매스 플로우 컨트롤러로부터의 열전도에 의해서 일정 온도가 된다고 생각되고 있기 때문에 특히 히터 등의 가열수단이 설치되지 않고, 실제로는 배관 주위의 온도가 변화하는 것에 의해서 가스의 액화가 발생하는 경우가 있다. 이 때문에, 가스의 발생 효율이 저하해 버려, 매우 비효율적인 운전이 되고 있는 경우가 있다.
이러한 문제에 대해서 상기 발생가스 도출 배관에서의 가스의 액화를 방지하기 위해서 배관 자체를 가열하는 것도 생각할 수 있지만, 히터를 설치하는 개소가 증가해 버리고, 비용이 증대해 버리기 때문에 현실적이지 않다.
또한, 상기 탱크와 상기 매스 플로우 컨트롤러는 상기 발생가스 도출 배관에 의해서 떨어져 설치되어 있으므로, 장치 전체의 설치면적이 커져 버리고, 공장의 레이아웃 등에 따라서는 이러한 가스 공급장치를 부착하는 것이 어려운 경우도 있다.
일본 공개특허공보 2003-332327호
본 발명은 상술한 것과 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 필요 최소한의 가열수단에 의해서 기화한 가스가 다시 액화하는 것을 방지할 수 있어, 설치면적을 큰 폭으로 작게 할 수 있는 컴팩트한 구성의 가스 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
즉, 본 발명의 가스 공급장치는, 재료액이 저장되는 탱크와, 상기 탱크의 내부와 제 1 밸브 유닛을 통하여 접속되어, 상기 재료액이 기화한 가스의 유량을 제어하는 매스 플로우 컨트롤러를 구비하는 가스 공급장치로서, 상기 제 1 밸브 유닛은, 상기 탱크의 외벽 표면에 직접 부착되어, 한 면에 제 1 인렛 포트(first inlet port) 및 제 1 아웃렛 포트(first outlet port)가 형성된 제 1 밸브 본체와, 상기 제 1 밸브 본체의 내부에 설치되어, 상기 제 1 인렛 포트 및 상기 제 1 아웃렛 포트에 각각 접속되는 제 1 밸브로 구성되고, 상기 탱크의 외벽 내부에는 내부 유로가 형성되어 있고, 상기 내부 유로는, 탱크의 내부와 상기 제 1 인렛 포트를 접속하는 제 1 밸브 유입유로와, 상기 제 1 아웃렛 포트와 상기 매스 플로우 컨트롤러의 도입구를 접속하는 제 1 밸브 유출유로를 구비하는 발생가스 도출라인을 구비한 것을 특징으로 한다.
이러한 것이라면, 종래에는 상기 탱크로부터 기화한 가스가 상기 매스 플로우 컨트롤러에 유입되는 것을 완전하게 멈추기 위한 밸브는 상기 탱크와 상기 매스 플로우 컨트롤러와의 사이의 배관에 설치할 수밖에 없다고 생각되고 있었기 때문에, 상기 탱크와 상기 매스 플로우 컨트롤러와 사이의 파이프 등의 배관을 없애 버린다고 하는 발상은 없었던 것에 대하여, 본 발명과 같이 상기 탱크의 외벽 내부에 내부 유로를 설치하는 동시에 외벽 평면에 상기 제 1 밸브 유닛을 직접 부착하는 것에 의해서 비로소 파이프 등의 배관을 없앨 수 있다. 이 때문에, 상기 탱크 및 상기 매스 플로우 컨트롤러를 근접시키거나, 직접 부착하거나 할 수 있어, 컴팩트화나 열적으로 대략 일체가 되는 것에 의한 가스의 액화를 방지한다고 하는 효과를 발생시킬 수 있다.
바꾸어 말하면 상기 탱크, 상기 제 1 밸브 유닛, 상기 매스 플로우 컨트롤러는 각각 상기 탱크의 외벽 내부에 형성된 내부 유로에 의해서 각각 접속되어, 바깥 공기와 접촉하는 배관을 짧게 할 수 있으므로, 기화한 가스가 주변 온도의 변화 등에 의해서 배관이 차가워지는 것에 의해 액화하는 문제가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 매스 플로우 컨트롤러를 상기 탱크의 외벽 표면에 근접시켜 부착한다는 것은, 상기 매스 플로우 컨트롤러를 이음매 등을 통하여 상기 외벽 표면에 직접 부착하는 것을 포함한 개념이다. 상기 매스 플로우 컨트롤러와 상기 외벽 표면을 근접시키는 거리로서는, 예를 들면, 소정 시간 이내에 상기 매스 플로우 컨트롤러와 상기 탱크가 대략 같은 온도가 되는 열전달 효율이 되는 거리를 들 수 있다.
또한, 상기 제 1 밸브 유닛 및 상기 매스 플로우 컨트롤러가 상기 탱크의 외벽 표면에 직접 부착할 수 있으므로, 탱크, 제 1 밸브 유닛, 매스 플로우 컨트롤러는 열적으로 대략 일체가 되어 있으므로, 어디 한 곳을 따뜻하게 하는 것만으로 모든 부재를 대략 균일한 온도로 유지할 수 있다. 따라서, 필요 최소한의 가열수단에 의해서 기화한 가스가 다시 액화하는 것을 방지할 수 있게 된다. 덧붙여, 상기 탱크의 외벽 내부에 상기 발생가스 도출라인을 구비하는 내부 유로가 형성되어 있으므로, 종래라면, 온도 조절되지 않았던 유로에 대해서도 상기 탱크 등을 통하여 온도 조절할 수 있어, 보다 기화한 가스가 다시 액화하는 것을 방지할 수 있다.
게다가, 상기 탱크의 외벽 표면에 상기 제 1 밸브 유닛 및 상기 매스 플로우 컨트롤러를 직접 부착할 수 있으므로, 종래 있던 배관분만큼 각 부재가 떨어져 있던 것에 의해 발생되어 있었던 설치면적을 없앨 수 있어, 매우 컴팩트한 가스 공급장치로 할 수 있다.
상기 탱크의 내부에 재료액을 도입하는 배관을 가능한 한 없게 하여, 가스 공급장치를 보다 컴팩트하게 구성할 수 있도록 하기 위해서는, 상기 탱크의 외벽 표면에 직접 부착되는 제 2 밸브 유닛과, 상기 내부 유로가 상기 탱크의 내부에 재료액을 도입하기 위한 재료액 도입라인을 더 구비하고, 상기 제 2 밸브 유닛은, 제 2 인렛 포트 및 제 2 아웃렛 포트가 형성된 제 2 밸브 본체와, 상기 제 2 밸브 본체의 내부에 설치되어, 상기 제 2 인렛 포트 및 상기 제 2 아웃렛 포트에 각각 접속되는 제 2 밸브로 구성되고, 상기 재료액 도입라인은, 상기 제 2 아웃렛 포트와 상기 탱크의 내부를 접속하는 제 2 밸브 유출유로를 구비하는 것이면 좋다.
컴팩트화를 진행시키기 위해서 보다 바람직한 실시형태로서는, 상기 제 2 밸브 유닛은, 상기 제 2 밸브 본체의 한 면에 상기 제 2 인렛 포트와 상기 제 2 아웃렛 포트가 형성되어 있고, 상기 재료액 도입라인은, 상기 탱크의 외벽 표면에 형성된 재료액 도입구와 상기 제 2 인렛 포트를 접속하는 제 2 밸브 유입유로를 더 구비하는 것을 들 수 있다.
상기 매스 플로우 컨트롤러의 교환시 등에 있어서 잔류가스를 퍼지하기 위한 퍼지가스를 도입하기 위한 배관을 없애고, 컴팩트하게 하기 위해서는, 상기 탱크의 외벽 표면에 부착되는 제 3 밸브 유닛과, 상기 내부 유로가 퍼지가스를 도입하기 위한 퍼지가스 도입라인을 더 구비하고, 상기 제 3 밸브 유닛은, 제 3 인렛 포트 및 제 3 아웃렛 포트가 형성된 제 3 밸브 본체와, 상기 제 3 밸브 본체의 내부에 설치되어, 상기 제 3 인렛 포트 및 상기 제 3 아웃렛 포트에 각각 접속되는 제 3 밸브로 구성되고, 상기 퍼지가스 도입라인은, 상기 제 3 아웃렛 포트와 상기 발생가스 도출라인을 접속하는 제 3 밸브 유출유로를 구비하는 것이면 좋다.
컴팩트한 구성으로 하기 위해서 보다 바람직한 형태로서는, 상기 제 3 밸브 유닛은, 상기 제 3 밸브 본체의 한 면에 상기 제 3 인렛 포트와 상기 제 3 아웃렛 포트가 형성되어 있고, 상기 퍼지가스 도입라인은, 상기 탱크의 외벽 표면에 형성된 퍼지가스 도입구와 상기 제 3 인렛 포트를 접속하는 제 3 밸브 유입유로를 더 구비한 것을 들 수 있다.
복수의 프로세스에 대해서 각각 유량이 다른 가스를 공급할 수 있도록 하기 위해서는, 상기 가스 발생 라인이 복수 설치되어 있고, 각 가스 발생 라인에 매스 플로우 컨트롤러가 접속되어 있는 것을 들 수 있다.
공장내에서의 레이아웃의 관리를 실시하기 쉽게 하거나, 풋프린트 (footprint)를 작게 하거나 하기 위해서는, 상기 탱크 또는 상기 매스 플로우 컨트롤러가 가스 패널에 부착되어 있는 것이면 좋다.
가스 공급장치에 있어서, 매스 플로우 컨트롤러와 탱크와의 배관을 없앨 수 있고, 컴팩트화나 열전도가 좋은 것으로 할 수 있도록 하기 위해서는, 가스 공급장치에서 재료액이 저장되어, 그 재료액이 가열되는 탱크로서, 상기 탱크의 외벽 표면에 직접 부착되어, 한 면에 제 1 인렛 포트 및 제 1 아웃렛 포트가 형성된 제 1 밸브 본체와, 상기 제 1 인렛 포트 및 상기 제 1 아웃렛 포트를 연결하는 유로에 설치되는 제 1 밸브로 구성되는 제 1 밸브 유닛을 구비하고 상기 탱크의 외벽 내부에는 내부 유로가 형성되어 있고, 상기 내부 유로는, 탱크의 내부와 상기 제 1 인렛 포트를 접속하는 제 1 밸브 유입유로와, 상기 제 1 아웃렛 포트와 매스 플로우 컨트롤러의 도입구를 접속하기 위한 제 1 밸브 유출유로를 구비하는 발생가스 도출라인을 구비한 것을 특징으로 하는 것이면 좋다.
이와 같이 본 발명의 가스 공급장치에 의하면, 상기 탱크의 외벽 내부에 내부 유로를 형성하는 동시에, 그 내부 유로가 외벽 표면에 개구하고 있는 개소에 상기 제 1 밸브 유닛을 외벽 표면에 부착하도록 되어 있으므로, 제 1 밸브 유닛을 설치하기 위한 배관을 상기 탱크와 상기 매스 플로우 컨트롤러와의 사이에 설치할 필요가 없고, 따라서, 매스 플로우 컨트롤러를 상기 탱크의 외벽 표면에 근접시켜 부착하거나, 또는 직접 부착할 수 있게 된다. 이 때문에, 각 부재를 접속하는 배관이 바깥 공기에 접촉하지 않게 할 수 있어, 온도 변화에 의한 기화한 가스의 액화를 방지할 수 있다. 게다가, 상기 탱크의 외벽 표면에 각 부재가 직접 또는 근접시켜 부착할 수 있게 되기 때문에 가스 공급장치 전체를 컴팩트하게 구성하는 것이 가능해지는 동시에, 열적으로 대략 일체된 것으로 할 수 있어, 예를 들면, 탱크를 온도 조절해 두는 것만으로도 가스 공급장치 전체를 균일한 온도로 유지할 수 있고, 가스의 액화를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 관한 가스 공급장치의 모식적 사시도.
도 2는 상기 실시형태에 있어서의 가스 공급장치의 탱크의 내부 유로를 도시하는 모식적 사시도.
도 3은 상기 실시형태에 있어서의 가스 공급장치의 각 기기의 모식적 구성도.
도 4는 다른 실시형태에 관한 가스 공급장치의 모식적 사시도.
도 5는 또 다른 실시형태에 관한 가스 공급장치의 모식적 사시도.
도 6은 종래의 가스 공급장치의 모식적 사시도.
도 7은 종래의 가스 공급장치의 모식적 구성도.
이하, 본 발명의 일실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 1에는 본 실시형태의 가스 공급장치(100)의 외관을 도시하는 사시도를 도시하고, 도 2에는 탱크(1)의 내부 구조를 도시하는 모식도가 도시되어 있다.
본 실시형태에서의 가스 공급장치(100)는, 반도체 제조라인 등에 있어서, 프로세스 챔버에 소정의 유량의 가스를 공급하기 위한 것으로서, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이 재료액(M)이 저장되는 탱크(1)와, 그 탱크(1)의 외벽 표면(11)에는 3개의 밸브 유닛 및 매스 플로우 컨트롤러(2)가 설치되어 있는 것이다. 이것은, 상기 탱크(1)의 내부와, 상기 매스 플로우 컨트롤러(2)가 상기 밸브 유닛(31,32,33) 중 하나를 통하여 접속되어 있는 것이고, 상기 탱크(1)를 히터에 의해서 가열하는 것에 의해서 재료액(M)을 기화시켜, 그 기화한 가스의 유량은 매스 플로우 컨트롤러(2)에 의해 제어되도록 되어 있다.
상기 가스 공급장치(100)의 형상에 대해 도 1을 참조하면서 설명하면, 상기 탱크(1)는 개략 직방체 형상을 이루는 것이고, 그 측면부에 원통형 형상의 외관을 가진 밸브 유닛이 상기 탱크(1)의 장방향을 따라서 일렬로 나열하여 설치되어 있고, 상기 탱크(1)의 도 1에 있어서의 상면에 개략 직방체 형상을 한 매스 플로우 컨트롤러(2)의 바닥부가 직접 부착되어 있고, 상기 밸브 유닛(31,32,33)이 늘어나는 방향과 같은 방향으로 돌출시키고 있다. 또한, 상기 탱크(1), 상기 밸브 유닛 (31,32,33), 상기 매스 플로우 컨트롤러(2)의 단방향의 폭은 대략 동일해지도록 구성되어 있고, 도 1에 도시하는 바와 같이 단방향으로 얇아지도록 되어 있다.
각 부에 대해서 설명한다.
상기 매스 플로우 컨트롤러(2)는, 내부에서 측정되는 측정 유량이 미리 설정해 둔 설정 유량이 되도록 그 내부의 피에조 밸브 또는 전자 밸브 등의 개도(開度)를 조작하는 것이다.
상기 밸브 유닛(31,32,33)은, 도 1 및 도 3에 도시하는 바와 같이 정방형 형상의 면을 갖는 직방체를 바닥부에 갖고, 그 상부가 원통형 형상을 한 밸브 본체 (311,321,331)와, 상기 밸브 본체(311,321,331)의 내부에는, 예를 들면 피봇형 등의 밸브에 의해서 개폐동작이 행하여지는 밸브(312,322,332)가 설치되어 있다. 한편, 본 명세서에서는 실제로 가동하는 부분을 밸브로서 정의하고 있다. 상기 탱크 (1)의 외벽 표면(11)에 직접 부착되는 상기 밸브 본체(311,321,331)의 바닥면의 한 면에는 유체가 유입되는 인렛 포트(31i,32i,33i)와, 유체가 유출되는 아웃렛 포트 (31o,32o,33o)가 형성되어 있고, 상기 밸브(312,322,332)는 상기 인렛 포트 (31i,32i,33i)와 상기 아웃렛의 각각과 접속하도록 상기 밸브 본체(311,321,331)의 내부에는 유로가 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 후술하는 탱크(1)의 일부가 평면이 되어 있는 부분에 각 밸브 유닛(31,32,33)은 한데 모아 부착되어 있다.
상기 탱크(1)는, 개략 직방체 형상의 블록체이며, 그 내부에는 원통형 형상의 공간이 형성되어 있고, 그 공간내에 재료액(M)이 저장되도록 되어 있다. 상기 탱크(1)의 외벽 내부에는, 도 2에 도시하는 바와 같이 내부 유로(13)가 블록체에 드릴 등으로 구멍을 뚫는 것에 의해서 형성되어 있다. 상기 내부 유로(13)는, 상기 탱크(1)의 내부 공간(12)에서 기화한 가스를 상기 매스 플로우 컨트롤러(2)에 도출하기 위한 발생가스 도출라인(Gout)과, 상기 탱크(1)의 내부 공간(12)에 재료액(M)을 도입하기 위한 재료액 도입라인(Min)과, 상기 매스 플로우 컨트롤러(2)의 교환시 등에 잔류가스를 퍼지하는 퍼지가스를 도입하기 위한 퍼지가스 도입라인(Pin)을 구비하는 것이다.
상기 내부 유로(13)의 각 라인에 대해 설명한다. 이하의 설명에서는 도 1의 사시도에 도시하는 3개의 밸브 유닛을 도면에서 보아 위로부터 순서대로 제 1 밸브 유닛(31), 제 3 밸브 유닛(33), 제 2 밸브 유닛(32)과 청구항의 기재와 대응시켜 기술한다. 한편, 제 1 밸브 유닛(31)은 상기 발생가스 도출라인(Gout)에, 제 2 밸브 유닛(32)은 재료액 도입라인(Min)에, 제 3 밸브 유닛(33)은 퍼지가스 도입라인 (Pin)에 관련된 것이다. 한편, 제 1 밸브 유닛(31) 및 제 3 밸브 유닛(33)에는 주로 가스가 흐르고, 제 2 밸브 유닛(32)에는 주로 액체가 흐르도록 구성되어 있다.
상기 발생가스 도출라인(Gout)은, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 상기 탱크(1)의 내부와 상기 제 1 밸브 유닛(31)의 제 1 인렛 포트(31i)를 접속하는 제 1 밸브 유입유로(131)와, 상기 제 1 밸브 유닛(31)의 제 1 아웃렛 포트(31o)와 상기 매스 플로우 컨트롤러(2)의 도입구를 접속하는 제 1 밸브 유출유로(132)를 구비하는 것이다.
상기 제 1 밸브 유입유로(131)는 도 2에 있어서, 상기 탱크(1)의 각 밸브 유닛이 부착되어 있는 측면으로부터 탱크(1)의 내부 공간(12)까지 구멍이 뚫려 형성되어 있고, 상기 제 1 밸브 유출유로(132)는 탱크(1)의 상면으로부터 장방향으로 구멍이 뚫려 있어, 그 구멍과 교차하도록 상기 측면 상부로부터 수직으로 구멍을 뚫는 것에 의해서 형성되어 있는 것이다.
상기 재료액 도입라인(Min)은, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 상기 매스 플로우 컨트롤러(2)가 부착되어 있는 면과 마주하는 면인 바닥면에 형성된 재료액 도입구(MH)와 상기 제 2 밸브 유닛(32)의 제 2 인렛 포트(32i)를 접속하는 제 2 밸브 유입유로(133)와, 상기 제 2 밸브 유닛(32)의 제 2 아웃렛 포트(32o)와 상기 탱크(1)의 내부 공간(12)을 접속하는 제 2 밸브 유출유로(134)를 구비하는 것이다.
상기 제 2 밸브 유입유로(133)는, 도 2에 도시하는 바와 같이 탱크(1)의 바닥면으로부터 장방향을 향하여 구멍이 뚫려, 그 구멍과 교차하도록 상기 측면 하부로부터 수직으로 구멍을 뚫는 것에 의해서 형성되어 있다. 상기 제 2 밸브 유출유로(134)는, 상기 측면으로부터 수직으로 상기 내부 공간(12)에 개구할 때까지 구멍을 뚫는 것에 의해서 형성되어 있다.
상기 퍼지가스 도입라인(Pin)은, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 상기 바닥면에 형성된 퍼지가스 도입구(PH)와 상기 제 3 밸브 유닛(33)의 제 3 인렛 포트(33i)를 접속하는 제 3 밸브 유입유로(135)와, 상기 제 3 밸브 유닛(33)의 제 3 아웃렛 포트(33o)와 상기 발생가스 도출라인(Gout)을 구성하는 제 1 밸브 유출유로 (132)와 접속하는 제 3 밸브 유출유로(136)를 구비하는 것이다.
상기 제 3 밸브 유입유로(135)는, 도 2에 도시하는 바와 같이 상기 바닥면에 형성되어 있는 퍼지가스 도입구로부터 장방향으로 구멍이 뚫려, 그 구멍과 교차하도록 상기 측면의 중앙부로부터 수직으로 구멍을 뚫는 것에 의해서 형성되어 있다. 상기 제 3 밸브 유출유로(136)는, 상기 측면으로부터 상기 제 1 밸브 유출유로 (132)와 교차하도록 구멍을 뚫는 것에 의해 형성되어 있다.
이상과 같이 상기 탱크(1)의 외벽 내부에 내부 유로(13)가 형성되어 있고, 상기 탱크(1)의 외벽 표면(11)에 각 밸브 유닛 및 상기 매스 플로우 컨트롤러(2)를 직접 부착할 수 있도록 되어 있다.
이와 같이 본 실시형태의 가스 공급장치(100)에 의하면, 외벽 내부에 내부 유로(13)를 형성하고 있는 동시에 상기 탱크(1)에 대해서 각 밸브 유닛을 외벽 표면(11)에 직접 부착하고 있으므로, 탱크(1)와 매스 플로우 컨트롤러(2)와의 사이에 파이프 등의 배관을 설치할 필요가 없다. 따라서, 상기 탱크(1)와 상기 매스 플로우 컨트롤러(2)를 직접 부착하는 것이 가능해지므로 가스 공급장치(100) 전체를 컴팩트하게 구성할 수 있는 동시에, 열적으로 일체된 것으로 할 수 있다. 따라서, 상기 탱크(1)를 히터에 의해 가열하는 것에 의해서, 다른 각 밸브 유닛 및 상기 매스 플로우 컨트롤러(2)에도 열전도에 의해서 충분히 열이 전도되어 모든 구성 부재에 있어서 대략 균일한 온도로 유지하는 것이 가능해진다. 따라서, 한 번 기화한 가스가 다시 액화하여 재료액(M)으로 되돌아와 버리는 것을 적합하게 방지할 수 있게 되므로, 가스 공급장치(100)의 운전 효율을 큰 폭으로 향상시킬 수 있다.
또한, 종래라면 가스가 액화하는 한 요인이었던 주변 바깥 공기에 노출되는 배관은, 내부 유로(13)를 형성하는 것에 의해서 전혀 혹은 거의 없게 할 수 있으므로, 가스의 액화를 보다 방지하기 쉽게 할 수 있다.
그 외의 실시형태에 대해서 설명한다.
상기 실시형태에서는 상기 내부 유로는 퍼지가스 도입라인을 구비한 것이었지만, 예를 들면, 매스 플로우 컨트롤러의 교환 등을 실시할 필요가 거의 없는 경우에는, 상기 퍼지가스 도입라인이 없는 것이더라도 상관없다.
상기 제 2 밸브 유닛 및 제 3 밸브 유닛은 밸브 본체의 바닥면에서 각각 인렛 포트 및 아웃렛 포트가 형성되어 있는 것이었지만, 적어도 아웃렛 포트만이 상기 탱크(1)의 외벽 표면에 접할 수 있도록 설치하고 있어도 상관없다. 이러한 경우에는, 상기 인렛 포트와 재료액이 흐르는 배관 또 퍼지가스가 흐르는 배관을 접속하도록 해도 상관없다.
상기 실시형태에서는, 탱크는 직방체 형상의 것이었지만, 원통형 형상 등의 곡면을 가진 형상이더라도 상관없다. 또한, 탱크의 곡면을 가진 형상의 경우에는, 각 유닛 밸브 또는 매스 플로우 컨트롤러를 부착하기 쉽게 하기 위해서는, 탱크의 외벽 표면에 일부 평면이 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 탱크에의 상기 매스 플로우 컨트롤러의 부착방법으로서는, 상기 매스 컨트롤러의 케이스를 직접 탱크의 외벽 표면에 부착하는 것이더라도 상관없다. 이 경우, 탱크와 매스 플로우 컨트롤러와의 사이의 열전도가 매우 좋아져, 특히 가스의 액화를 방지하기 위해서 적합한 형태가 된다.
또한, 상기 매스 플로우 컨트롤러와 상기 탱크와의 사이에 이음매가 있고, 각각이 근접하도록 하여 부착해도 좋다. 요컨대 탱크와 매스 플로우 컨트롤러와의 사이에 가스의 액화가 발생해 버리는 길이의 배관이 존재하지 않게 하면 좋다. 덧붙여, 탱크와 매스 플로우 컨트롤러의 접속면에 O자 형상의 홈을 형성해 두고, O링에 의해서 밀폐할 수 있도록 하여 각각이 접속할 수 있게 해 두어도 상관없다.
게다가, 상기 탱크와 상기 매스 플로우 컨트롤러가 일체로 성형되어 있는 것이더라도 상관없다. 이 경우, 각 부재의 온도를 균일하게 제어하기 쉬워지지만, 매스 플로우 컨트롤러의 교정 등은 행하기 어렵게 되어 버린다. 그러한 불량을 방지하기 위해서는, 매스 플로우 컨트롤러와 탱크를 떼어내기 가능한 것으로 해 두는 것이 바람직하다.
상기 실시형태에서는, 상기 재료액 도입구 및 퍼지가스 도입구는, 매스 플로우 컨트롤러의 마주하는 면인 탱크의 바닥면에 설치하고 있었지만, 다른 장소라도 상관없다. 다만, 내부 유로의 형성하기 용이함이나, 다른 부재의 배치를 방해받지 않도록 하는 것을 생각하면, 밸브 유닛이 설치되어 있는 면 또는 매스 플로우 컨트롤러가 설치되어 있는 면 이외에 재료액 도입구 또는 퍼지가스 도입구를 형성하는 것이 바람직하다.
상기 실시형태에서는 가스를 하나의 라인으로밖에 공급할 수 없는 것이었지만, 복수 라인으로부터 다른 유량의 가스를 공급할 수 있도록 해도 상관없다. 구체적으로는, 도 4에 도시하는 바와 같이 상기 발생가스 도출라인(Gout)이 복수 설치되어 있고, 각 발생가스 도출라인(Gout)에 매스 플로우 컨트롤러(2)가 접속되어 있는 것이면 좋다.
또한, 각 발생가스 도출라인(Gout)은 각각 탱크내에 다른 내부 공간에 접속되는 것이더라도 좋고, 모든 발생가스 도출라인(Gout)이 탱크내의 공통의 내부 공간과 접속되어, 공유하고 있는 것이더라도 좋다.
게다가, 도 5에 도시하는 바와 같이 가스 공급장치(100)의 탱크(1) 및 매스 플로우 컨트롤러(2)가 가스 패널(GP)상에 부착되는 것이더라도 상관없다. 여기서, 가스 패널(GP)이란, 미터, 매스 플로우 컨트롤러, 밸브 등의 가스 기기가 탑재되는 패널이다. 가스 패널(GP)에 가스 기기를 부착해 두고, 각 가스 기기를 배관으로 접속하도록 구성되어 있는 것이라도 좋고, 각 가스 기기의 가스 유입구, 가스 유출구가 직접 패널에 접속되어, 패널 내부에 형성된 유체가 흐르는 유로에 의해, 각 가스 기기에 가스가 흐르도록 해도 좋다. 또한, 각 패널을 연결해 가는 것에 의해 각 가스 기기를 접속해 갈 수 있는 것이라도 좋다. 이 실시형태에서는, 가스 공급장치 (100)의 도면에서 보아 배면에 평면이 형성되어 있으므로, 그대로 가스 패널의 평면에 부착할 수 있어, 가스 공급장치(100) 이외의 가스 기기와의 접속을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 가스 패널에 의해 각 가스 기기를 접속하는 배관을 최소한으로 하는 동시에, 레이아웃을 눈으로 보고 확인하기 쉽게 최소한의 면적에 설치하는 것이 가능해지므로, 유체 제어기기로서 사용하기 쉽고, 공장 등의 사용장소에서의 풋프린트(설치면적)를 작게 할 수 있게 된다. 또한, 탱크(1)만이 가스 패널(GP)에 부착되어도 상관없고, 매스 플로우 컨트롤러(2)만이 가스 패널에 부착되도록 구성해도 상관없다.
그 외, 본 발명의 취지에 반하지 않는 한에서, 여러 가지 변형이나 조합이 가능하다.
본 발명에 의하면 각 부재를 접속하는 배관이 외부 공기에 접촉하지 않게 할 수 있고, 온도 변화에 의한 기화한 가스의 액화를 방지할 수 있는 가스 공급장치를 얻을 수 있다.
100 : 가스 공급장치
1 : 탱크
11 : 외벽 표면
13 : 내부 유로
2 : 매스 플로우 컨트롤러
31 : 제 1 밸브 유닛
32 : 제 2 밸브 유닛
33 : 제 3 밸브 유닛
Gout : 발생가스 도출라인
Min : 재료액 도입라인
Pin : 퍼지가스 도입라인
GP : 가스패널

Claims (5)

  1. 재료액이 저장되어, 그 재료액이 가열되는 탱크와, 상기 탱크의 내부와 제 1 밸브 유닛을 통하여 접속되고, 상기 재료액이 기화한 가스의 유량을 제어하는 매스 플로우 컨트롤러(mass flow controller)를 구비하는 가스 공급장치로서,
    상기 제 1 밸브 유닛은, 상기 탱크의 외벽 표면에 직접 부착되며, 한 면에 제 1 인렛 포트(first inlet port) 및 제 1 아웃렛 포트(first outlet port)가 형성된 제 1 밸브 본체와, 상기 제 1 인렛 포트 및 상기 제 1 아웃렛 포트를 연결하는 유로에 설치되는 제 1 밸브로 구성되고,
    상기 탱크의 외벽 내부에는 내부 유로가 형성되어 있으며, 상기 내부 유로는, 탱크의 내부와 상기 제 1 인렛 포트를 접속하는 제 1 밸브 유입유로와, 상기 제 1 아웃렛 포트와 상기 매스 플로우 컨트롤러의 도입구를 접속하기 위한 제 1 밸브 유출유로를 구비하는 발생가스 도출라인을 구비한 것을 특징으로 하는 가스 공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 탱크의 외벽 표면에 직접 부착되는 제 2 밸브 유닛과, 상기 내부 유로가 상기 탱크의 내부에 재료액을 도입하기 위한 재료액 도입라인을 더 구비하고,
    상기 제 2 밸브 유닛은, 제 2 인렛 포트 및 제 2 아웃렛 포트가 형성된 제 2 밸브 본체와, 상기 제 2 밸브 본체의 내부에 설치되어, 상기 제 2 인렛 포트 및 상기 제 2 아웃렛 포트에 각각 접속되는 제 2 밸브로 구성되고,
    상기 재료액 도입라인은, 상기 제 2 아웃렛 포트와 상기 탱크의 내부를 접속하는 제 2 밸브 유출유로를 구비하는 가스 공급장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가스 발생 라인이 복수 설치되어 있고, 각 가스 발생 라인에 매스 플로우 컨트롤러가 접속되어 있는 가스 공급장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 탱크 또는 상기 매스 플로우 컨트롤러가, 가스 패널에 부착되어 있는 가스 공급장치.
  5. 가스 공급장치에서 재료액이 저장되어, 그 재료액이 가열되는 탱크로서,
    상기 탱크의 외벽 표면에 직접 부착되며, 한 면에 제 1 인렛 포트 및 제 1 아웃렛 포트가 형성된 제 1 밸브 본체와, 상기 제 1 인렛 포트 및 상기 제 1 아웃렛 포트를 연결하는 유로에 설치되는 제 1 밸브로 구성되는 제 1 밸브 유닛을 구비하고,
    상기 탱크의 외벽 내부에는 내부 유로가 형성되어 있고, 상기 내부 유로는, 탱크의 내부와 상기 제 1 인렛 포트를 접속하는 제 1 밸브 유입유로와, 상기 제 1 아웃렛 포트와 매스 플로우 컨트롤러의 도입구를 접속하기 위한 제 1 밸브 유출유로를 구비하는 발생가스 도출라인을 구비한 것을 특징으로 하는 가스 공급장치용 탱크.
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