KR20240128839A - 기화기 - Google Patents

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KR20240128839A
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heater
vaporizer
manipulator
opening
stopper
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KR1020247020419A
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아키노리 사와다
Original Assignee
가부시키가이샤 프로테리아루
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Publication date
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Abstract

기화기를, 재료 가스가 흐르는 유로와, 유로를 가열하는 1 또는 2 이상의 교환 가능한 히터와, 히터와 연결되며, 히터를 유로에 가까워지는 방향 또는 유로로부터 멀어지는 방향으로 변위시키는 매니퓰레이터와, 히터의 가동역을 정하는 가이드와, 매니퓰레이터와 가이드의 위치 관계를 고정하는 스토퍼로 구성한다. 이에 의해, 폭이 좁게 밀집되어 설치된 경우라도 히터의 교환을 용이하게 행할 수 있는 기화기를 실현한다. 바람직하게는, 케이스의 개구면을 떼어 냄으로써 나타나는 개구부를 통해 손의 손가락으로 직접적으로 접촉하는 것이 가능한 위치에 매니퓰레이터의 적어도 일부가 존재한다.

Description

기화기
본 발명은, 반도체 디바이스의 제조에 사용되는 기화기에 관한 것이다.
집적 회로로 대표되는 반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 공정의 목적에 따라서 다양한 종류의 반도체 재료 가스(이하 「재료 가스」라 함)가 사용된다. 재료 가스 중 액체 또는 고체로 이루어지는 전구체의 상태로 저장되는 것에 대해서는, 기화기를 사용하여 전구체를 기체의 상태의 재료 가스로 변화시킨 후, 배관을 경유하여 반도체 제조 장치에 공급된다. 기화기에 있어서 전구체로부터 재료 가스를 발생시키는 수단에는, 예를 들어 탱크에 저장된 전구체를 가열하여 증기를 발생시키는 방법 등이 있다. 기화기에는, 일반적으로, 발생한 재료 가스의 공급을 개시 또는 정지하기 위한 밸브나, 재료 가스의 유량을 제어하기 위한 유량 제어 장치 등이 조성되어 넣어진다.
집적 회로의 제조 기술의 진보에 수반하여, 종래의 재료 가스에 비해 평형 증기압이 낮고, 따라서 기화되기 어려운 신규의 재료 가스가 사용될 기회가 증가하고 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 이와 같은 신규의 재료 가스를 사용한 경우, 기화기로부터 반도체 제조 장치에 공급하는 과정에서 재료 가스의 온도가 저하되면, 재료 가스가 응축되어 액체 또는 고체의 전구체 상태로 되돌아가거나, 재료 가스의 유로 내벽에 부착된 전구체가 건조되어 고화되고, 그 후 내벽으로부터 박리되어 파티클의 원인이 되거나 할 우려가 있다. 따라서, 유로 내에서의 재료 가스의 응축 및 고화를 방지할 목적으로, 재료 가스의 유로의 주위에 히터를 마련하여 유로를 가온하는 것이 시도되고 있다.
히터는, 고장난 경우에 용이하게 교환할 수 있도록, 유로에 착탈 가능한 상태로 마련되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 특허문헌 2에는, 블록상의 보디 부재로 이루어지는 유로의 측면에 히터를 착탈 가능하게 밀착시켜 보유 지지할 수 있는 유량 제어 장치의 발명이 기재되어 있다. 또한, 예를 들어 특허문헌 3에는, 탄성을 갖는 클립 형상의 고정구를 사용하여, 가스 유로가 마련된 가스 라인의 측면에 히터를 가압 접촉되게 하여 장착할 수 있는 유량 제어 장치의 발명이 기재되어 있다. 이들 종래 기술에 관한 유량 제어 장치를 기화기에 조성하여 넣음으로써, 탱크에서 발생한 재료 가스의 응축·고화를 방지하면서, 재료 가스의 공급을 개시 또는 정지하거나, 공급량을 제어하거나 할 수 있다.
일본 특허 공개 제2009-74108호 공보 일본 특허 공개 제2020-153513호 공보 일본 특허 공개 제2020-159445호 공보
근년, 반도체 디바이스의 제조 공정이 복잡화됨에 따라서, 매우 많은 종류의 재료 가스를 구별하여 사용하거나, 동일한 종류의 재료 가스를 실리콘 기판 상의 복수의 위치에 독립적으로 공급하거나 하는 기술 동향이 보인다. 이 때문에, 1대의 반도체 제조 장치에 종래보다도 많은 수의 기화기를 설치하고자 한다고 하는 요구가 있다. 그러나, 기화기를 설치할 수 있는 면적에는 한계가 있다. 따라서, 기화기의 폭을 종래보다도 좁게 하여, 다수의 기화기를 밀집한 상태로 설치함으로써, 기화기를 설치하는 면적을 증가시키지 않고 대수를 증가시키는 것이 시도되고 있다.
밀집한 상태로 설치된 기화기에 있어서, 히터의 교환 등의 메인터넌스를 행할 목적으로 기화기의 내부에 액세스할 수 있는 범위는, 앞쪽의 개구면과, 개구면으로부터 일정한 거리 이내에 있는 위치에 한정된다. 특허문헌 2 및 3에 기재된 종래 기술에 관한 유량 제어 장치를 기화기에 조성하여 넣은 경우에 있어서, 히터의 교환을 위한 조작이 필요한 고정구 등의 위치는, 상기 범위보다도 내측의 깊숙한 위치에 있기 때문에, 액세스할 수 없거나, 혹은 액세스가 매우 곤란하다. 이 때문에, 히터가 고장난 경우에는 히터만을 용이하게 교환할 수 없고, 기화기 전체를 교환해야만 한다. 그렇게 되면, 백업용의 자재로서 히터의 가격의 몇십배, 몇백배나 되는 가격의 기화기를 필요한 수만큼 준비해야만 하여, 경제적인 부담이 커진다고 하는 과제가 있었다.
또한, 기화기의 폭이 50㎜, 혹은 그 이하까지 다운사이징되어 있으면, 개구면으로부터 히터의 교환을 행하는 경우에 히터가 통과할 수 있는 스페이스가 종래에 비해 좁아져 있다. 또한, 개구면의 부근에는 배관이나 전기 배선 등이 설치되어 있다. 이 때문에, 히터의 출입에 매우 곤란을 수반한다고 하는 과제가 있었다.
본 개시는, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 폭이 좁게 밀집되어 설치된 경우라도 히터의 교환을 용이하게 행할 수 있는 기화기를 실현하는 것을 목적으로 하고 있다.
일 실시 형태에 있어서, 본 개시는, 반도체 제조용의 재료 가스의 전구체를 기화하여 재료 가스를 생성하는 기화기이며, 재료 가스가 흐르는 유로와, 유로를 가열하는 1 또는 2 이상의 교환 가능한 히터와, 히터와 연결되며, 히터를 유로에 가까워지는 방향 또는 유로로부터 멀어지는 방향으로 변위시키는 매니퓰레이터와, 히터의 가동역을 정하는 가이드와, 매니퓰레이터와 가이드의 위치 관계를 고정하는 스토퍼를 구비하는 기화기에 관한 것이다.
상기 구성에 있어서, 매니퓰레이터 및 가이드의 작용에 의해 히터를 원활하게 변위시킬 수 있으므로, 히터가 고장난 경우에 고장난 히터를 백업용의 히터로 용이하게 교환할 수 있다. 또한, 가이드 및 스토퍼의 작용에 의해 히터와 유로의 상대적인 위치 관계가 고정되므로, 기화기의 동작이 안정된다.
바람직한 실시 형태에 있어서, 본 개시는, 상기 기화기의 구성에 더하여, 유로, 히터, 매니퓰레이터, 가이드 및 스토퍼를 수용하는 케이스를 더 구비하고, 케이스가, 기화기에 인접하여 다른 기화기 또는 그 밖의 구조물이 설치된 상태라도 떼어 내기가 가능한 적어도 1개의 개구면을 갖고, 매니퓰레이터가 스토퍼에 의해 고정된 상태에 있어서, 개구면을 떼어 냄으로써 나타나는 개구부를 통해 손의 손가락으로 직접적으로 접촉하는 것이 가능한 위치에 매니퓰레이터의 적어도 일부가 존재하는 기화기에 관한 것이다(상세하게는 후술한다). 이 구성에 있어서, 개구부를 통해 매니퓰레이터의 적어도 일부를 오퍼레이터가 손의 손가락을 사용하여 조작할 수 있으므로, 히터의 교환을 단시간에 용이하게 행할 수 있다.
본 개시에 의하면, 밀집한 설치 상황에 있어서도 기화기의 히터를 용이하게 교환할 수 있으므로, 기화기의 메인터넌스성이 향상되어, 백업용의 기기에 요하는 비용을 대폭 삭감할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 기화기의 예를 도시하는 사시도이다.
도 2는 본 발명에 관한 기화기의 배관계의 예를 도시하는 모식도이다.
도 3은 유로를 가열하는 히터의 일례를 도시하는 사시도이다.
도 4는 유로의 예를 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 3의 히터를 도 4의 유로에 조립 장착한 상태를 도시하는 조립도이다.
도 6은 유로를 가열하는 히터의 다른 예를 도시하는 사시도이다.
도 7은 기화부를 가열하는 히터의 예를 도시하는 사시도이다.
도 8은 기화부를 구성하는 탱크를 도시하는 사시도이다.
도 9는 카트리지 히터를 도시하는 사시도이다.
도 10은 기화기에 2개의 카트리지 히터가 조성되어 넣어진 상태를 도시하는 사시도이다.
도 11은 전구체 보급 배관을 가열하는 히터의 예를 도시하는 사시도이다.
1. 각 실시 형태에 공통되는 구성
본 발명에 관한 기화기가 공통으로 구비하는 구성에 대하여, 도 1 및 도 2를 사용하여 설명한다. 본 발명은, 반도체 제조용의 재료 가스의 전구체를 기화하여 재료 가스를 생성하는 기화기에 관한 발명이다. 기화되기 전의 전구체는 액체의 상태여도 되고, 고체의 상태여도 된다. 전구체는 본 발명에 관한 기화기에 의해 기화되어 재료 가스가 되고, 생성된 재료 가스가 반도체 제조 장치에 공급되어 반도체의 제조에 이용된다.
<기화부>
전술한 바와 같이, 기화기에 있어서 전구체로부터 재료 가스를 발생시키는 수단에는, 예를 들어 탱크에 저장된 전구체를 가열하여 증기를 발생시키는 방법 등이 있지만, 본 발명에 관한 기화기에 있어서의 재료 가스의 발생 수단은 이 방법에 한정되지는 않고, 공지의 다양한 방법을 사용할 수 있다. 본 발명에 관한 기화기의 내부에는, 전구체를 기화하여 재료 가스를 생성하는 기능을 갖는 어떤 수단을 구성하는 부위가 마련되어 있다. 이하의 설명에서는, 이와 같은 부위를 포괄적으로 나타내는 용어로서 「기화부」를 채용하여 설명한다.
<케이스>
도 1은 본 발명에 관한 기화기(1)의 예를 도시하는 사시도이다. 도 1에 예시된 기화기(1)는, 기화부(31) 및 그 밖의 구성 부품의 전체가 세로로 긴 직육면체의 형상을 갖는 케이스(2)에 수용되어 있다. 케이스(2)를 구성하는 면 중 도 1의 앞쪽에 위치하는 면은, 떼어 내기가 가능하도록 구성된 개구면(21)이다. 기화부(31)를 사이에 두고 개구면(21)과 반대 측에 위치하는 면은 고정면(22)이다. 기화기(1)는, 수직인 벽면으로 이루어지는 설치면에 고정면(22)을 볼트 등으로 고정함으로써, 도 1에 도시된 자세로 고정된다. 케이스(2)를 구성하는 다른 면은, 상면(23), 하면(24), 좌측면(25) 및 우측면(26)이다. 케이스(2)를 구성하는 각각의 면은, 케이스(2)의 프레임에 착탈 가능하게 설치할 수 있다. 도 1은 기화기(1)를 구성하는 구성 부품을 도시할 수 있도록, 개구면(21) 및 우측면(26)이 투시 가능한 상태로 도시되어 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 케이스는 본 발명에 필수의 발명 특정 사항은 아니다.
전술한 바와 같이, 1대의 반도체 제조 장치에 종래보다도 많은 대수의 기화기를 설치하고자 한다고 하는 요구가 있다. 이 때문에, 마치 복수의 서적을 책장에 간극없이 세워 나열하는 바와 같이, 폭이 좁은 직육면체 형상을 갖는 복수의 기화기를 폭 방향으로 간극없이 나열하여 설치하는 경우가 있다. 이와 같은 밀집한 설치 상황의 경우, 케이스(2) 중 좌측면(25) 및 우측면(26)의 근처에는 이웃의 기화기가 설치되어 있다. 또한, 밀집하여 설치된 복수의 기화기 중 가장 단부에 있는 기화기의 좌측면(25) 또는 우측면(26)의 근처에 기화기 이외의 그 밖의 구조물이 설치되는 경우도 있다. 이들의 경우에는, 설령 좌측면(25) 및 우측면(26)이 착탈 가능하게 구성되어 있었다고 해도, 인접하는 기화기 또는 구조물을 떼어 내지 않는 한 좌측면(25) 또는 우측면(26)을 떼어 내어 기화기(1)의 내부에 액세스할 수는 없다.
인접하는 기화기 또는 구조물을 떼어 내지 않고 기화기의 내부에 액세스할 수 있는 방향은, 개구면(21), 상면(23) 및 하면(24) 중 어느 한 방향이다. 그러나, 기화기(1)가 세로로 긴 직육면체의 형상을 갖기 때문에, 상면(23) 및 하면(24)의 방향으로부터는 기화기(1)의 내부 전체에 액세스할 수는 없다. 따라서, 메인터넌스 시에 이용할 수 있는 방향은, 실질적으로 개구면(21)의 방향에 한정된다.
개구면(21)은, 평소에는 비스 등의 고정 수단에 의해 케이스(2)의 프레임에 고정되어 있다. 기화기(1)의 메인터넌스가 필요로 되었을 때는, 고정 수단을 해제하여 개구면(21)을 케이스(2)로부터 떼어 냄으로써, 기화기(1)의 내부를 노출시킬 수 있다. 본 명세서에 있어서 「개구부」란, 케이스(2)가 갖는 개구면(21)을 떼어 냄으로써 나타나는 개방된 공간을 말한다. 개구부에 있어서는, 개구면(21)이 떼어 내어짐으로써 개구면(21)에 의해 이격되어 있던 기화기(1)의 외부와 내부가 연통하기 때문에, 개구부를 통해 기화기(1)의 내부에 액세스하는 것이 가능해진다. 전술한 바와 같이, 기화기(1)의 폭은 예를 들어 50㎜ 이하와 같이 좁기 때문에, 그것에 수반하여 개구면(21)의 폭도 좁다. 또한, 기화기(1)의 케이스(2)의 내부에는 다양한 구성 부품이 조성되어 넣어져 있다. 이 때문에, 개구부를 통해 기화기(1)의 내부에 액세스 가능한 범위는 한정된다.
본 명세서에 있어서 「액세스 가능한 범위」란, 기화기(1)의 메인터넌스를 행하는 오퍼레이터가 손의 손가락으로 직접 접촉할 수 있는 범위를 말한다. 본 발명에 있어서, 「손의 손가락으로 직접 접촉할 수 있는 범위」에는, 클린룸 등에 있어서 글로브를 장착한 손의 손가락으로 접촉할 수 있는 범위가 포함된다. 손의 손가락으로 직접 접촉할 수 없어, 핀셋이나 자루가 긴 드라이버 등의 공구를 사용하지 않으면 조작할 수 없는 범위는, 본 명세서의 액세스 가능한 범위에 해당하지 않는다. 기화기(1)의 메인터넌스 시에, 오퍼레이터의 손의 손가락으로 직접 접촉하면서 기화기(1)를 구성하는 부재를 조작할 수 있으면, 작업의 정밀도가 향상되고, 메인터넌스에 요하는 시간도 짧아진다. 즉, 메인터넌스성이 향상된다. 본 발명은, 액세스 가능한 범위가 한정되어 있는 설치 상황에 있어서의 기화기(1)의 메인터넌스성을 향상시키는 것을 목적의 하나로 하고 있다.
<유로>
본 명세서에 있어서 「유로」란, 재료 가스가 흐르는 경로 또는 그것을 구성하는 부재를 말한다. 도 2는 본 발명에 관한 기화기(1)의 배관계의 예를 도시하는 모식도이다. 여기에 나타내는 예에 있어서, 기화부(31)는, 탱크로 구성되며, 탱크 내에 전구체가 저장된다. 탱크 내의 전구체는 도시하지 않은 히터에 의해 가열되어 증발되어, 재료 가스가 생성된다. 생성된 재료 가스는, 탱크의 상면을 기점으로 하여 마련된 가스 공급 배관(32)을 통해 기화기(1)의 케이스(2)의 외부로 유도되고, 기화기(1)의 외부의 배관을 경유하여 반도체 제조 장치에 공급된다. 기화부(31) 및 가스 공급 배관(32)은, 본 발명에 있어서의 유로(3)에 상당한다. 유로(3)은, 본 발명에 있어서 히터가 가열을 행하는 대상의 하나이다.
재료 가스의 흐름을 계측 또는 제어할 목적으로, 재료 가스가 흐르는 유로(3)에 몇 가지의 구성 부품을 마련할 수 있다. 압력계(33)는, 유로(3)를 흐르는 재료 가스의 압력을 계측한다. 제1 밸브(341)는, 재료 가스의 공급을 개시 또는 정지한다. 유량 제어 장치(35)는, 재료 가스의 유량을 계측하고, 원하는 유량으로 제어한다. 유로(3)에 이들 구성 부품을 마련한 경우에는, 이들 구성 부품 중 재료 가스가 흐르는 부분은 가스 공급 배관(32)에 포함되어, 히터에 의한 가열의 대상이 된다.
본 발명에 관한 기화기(1)에는, 유로 퍼지 배관(8)을 마련할 수 있다. 유로 퍼지 배관(8)은, 재료 가스가 흐르는 유로(3)에 기화기(1)의 외부로부터 퍼지 가스를 도입하여, 유로(3)에 잔류하는 재료 가스를 기화기(1)의 외부로 배출하는 기능을 갖는다. 퍼지 가스로서는, 예를 들어 질소 가스나 아르곤 가스 등의 불활성 가스를 사용할 수 있다. 유로 퍼지 배관(8)과 재료 가스가 흐르는 유로(3) 사이에 제2 밸브(342)를 마련함으로써, 유로(3)의 퍼지를 행할 때 이외에 양자를 차단할 수 있다. 유로 퍼지 배관(8)은, 본 발명에 있어서의 재료 가스가 흐르는 유로(3)에 해당하지 않는다. 그러나, 어떤 목적으로 유로 퍼지 배관(8)을 히터에 의해 가열하는 것은, 본 발명에 있어서 허용된다.
본 발명에 관한 기화기(1)에는, 전구체 보급 배관(37)을 마련할 수 있다. 전구체 보급 배관(37)은, 기화기(1)의 운전에 의해 기화부(31)에 저장된 액체의 전구체가 소비되었을 때, 기화기(1)의 외부로부터 기화부(31)에 새로운 전구체를 보급하는 기능을 갖는다. 또한, 전구체 보급 배관(37)은, 기화부(31)에 남은 전구체를 외부로 꺼낼 때에도 사용할 수 있다. 전구체 보급 배관(37)은, 케이스(2)의 표면에 마련된 전구체 도입구를 기점으로 하고, 예를 들어 기화부(31)의 저면을 종점으로 하여 마련할 수 있다. 전구체 보급 배관(37)은, 본 발명에 있어서의 유로(3)에 포함되는 경우가 있다. 전구체 보급 배관(37)에 제3 밸브(343)를 마련함으로써, 전구체의 보급 또는 추출을 개시 또는 정지할 수 있다. 전구체 보급 배관(37)에 잔류하는 전구체를 기화기(1)의 외부로 배출할 목적으로, 전구체 보급 배관(37)을 가열하는 경우가 있다. 이 경우에는, 전구체 보급 배관(37)도 또한 히터에 의한 가열을 행하는 대상이 된다.
케이스(2)의 내부를 불활성 가스 등의 퍼지 가스로 채움으로써, 어떤 이유로 전구체가 기화부(31)로부터 누출된 경우라도, 기화기(1)의 손상이나 외부 환경에 대한 영향을 최소한으로 억제할 수 있다. 이 목적으로, 본 발명의 기화기(1)에 케이스 퍼지 배관(27)을 마련할 수 있다. 도 2에 예시한 바와 같이, 케이스 퍼지 배관(27)의 출구를 케이스(2)의 내부의 저부에 가까운 위치에 마련함과 함께, 케이스(2)의 상부에 가까운 위치에 배기 구멍(28)을 마련함으로써, 퍼지 가스를 케이스(2)의 저부로부터 케이스 내에 채우고, 케이스 내의 공기를 배기 구멍(28)으로부터 외부로 배출할 수 있다. 혹은, 배출해야 할 케이스 내의 공기의 밀도 등의 성상에 따라서는, 상기와는 반대로, 케이스 퍼지 배관(27)의 출구를 케이스(2)의 내부의 상부에 가까운 위치에 마련함과 함께, 케이스(2)의 저부에 가까운 위치에 배기 구멍(28)을 마련함으로써, 퍼지 가스를 케이스(2)의 상부로부터 케이스 내에 채우고, 케이스 내의 공기를 배기 구멍(28)으로부터 외부로 배출하도록 해도 된다.
상기 제1 밸브(341), 제2 밸브(342) 및 제3 밸브(343)에는, 예를 들어 압축 공기로 구동하는 노멀 클로즈드형의 에어 밸브를 채용할 수 있다. 에어 밸브를 구동하는 압축 공기의 제어에는 솔레노이드 코일을 사용할 수 있다. 솔레노이드 코일을 기화기(1)와는 다른 유닛으로서 구성하고, 기화기(1)의 외부에 설치된 유닛과 기화기(1)의 내부의 에어 밸브를 배관으로 접속함으로써, 기화기 자체의 폭을 좁게 하여 설치 면적을 삭감할 수 있다. 도 2에 예시한 기화기(1)에 있어서는, 케이스(2)의 표면에 솔레노이드 코일로부터의 배관을 받는 3개의 포트가 마련되고, 거기로부터 에어 밸브까지의 사이는 점선으로 나타내어진 배관에 의해 접속되어 있다. 이들 배관은 히터에 의한 가열을 행하는 대상은 아니지만, 히터를 교환할 때의 히터의 변위의 장애가 될 수 있다.
2. 제1 실시 형태
<히터>
본 발명의 제1 실시 형태에 대하여, 도 3부터 도 6까지를 사용하여 설명한다. 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기화기(1)는, 유로(3)를 가열하는 1 또는 2 이상의 교환 가능한 히터(4)를 구비한다. 도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기화기(1)가 구비하는 히터(41)의 일례를 도시하는 사시도이다. 히터(41)는, 1 또는 2 이상의 발열 부재로 구성되고, 또한, 교환 가능하게 구성된다. 본 명세서에 있어서 히터(4)에 대하여 「교환 가능」이란, 히터(4)가 유로에 대하여 단순히 착탈 가능할 뿐만 아니라, 예를 들어 기화기(1)의 전체가 케이스(2)에 수용되어 있는 경우와 같이 히터(4)에 직접 액세스하는 것이 곤란 또는 불가능한 상황이라도, 히터(4)를 교환할 수 있는 것을 말한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기화기(1)에 있어서 1 또는 2 이상의 히터(4)의 일부가 고장에 의해 본래의 기능을 할 수 없게 된 경우에는, 그 고장난 히터(4)를, 백업용으로서 미리 준비된 다른 히터(4)와 교환함으로써 히터(4)의 기능을 신속하게 회복시킬 수 있다. 이에 의해, 기화기(1)의 히터(4)에 문제가 발생한 경우라도, 기화기 전체를 교환할 필요는 없고, 고장난 히터(4)만을 교환하면 되므로, 기능 회복에 요하는 자재와 시간을 삭감할 수 있다.
도 3에 예시된 히터(41)는, 재료 가스가 흐르는 유로(3)의 일부인 가스 공급 배관(32)을 가열하도록 설계되어 있다. 히터(41)는, 도면의 상하 방향으로 마련된 가스 공급 배관(32)을 양측으로부터 사이에 개재시키는 형태로 마련된 2매의 평면상의 발열체로 구성되어 있다. 히터(41)를 구성하는 발열체로서는, 예를 들어 러버 히터(44) 등을 채용할 수 있다. 히터(41)에는, 전력을 공급하기 위한 도시하지 않은 케이블이 접속된다. 히터(41)에는, 또한, 과잉의 승온을 방지하기 위한 서모스탯이나, 온도를 계측하기 위한 온도 센서 등을 마련할 수 있다. 히터(41)를 2매 1조의 발열체로 구성하는 경우, 히터(41)의 교환은 그 2매를 동시에 교환해도 되고, 혹은, 2매 중 고장난 쪽의 1매만을 교환해도 된다.
본 발명에 있어서, 기화기(1)가 구비하는 1 또는 2 이상의 히터는, 그 모두가 교환 가능한 히터여도 되고, 혹은 기화기(1)에 고정되어 용이하게 교환할 수 없는 고정 히터를 포함해도 된다. 후자의 경우, 기화기(1)가 구비하는 복수의 히터 중 1 또는 2 이상의 히터는 교환 가능한 히터이다. 또한, 기화기(1)가 구비하는 1 또는 2 이상의 히터는, 그 모두가 유로(3)를 가열하는 것이어도 되고, 혹은 유로 이외의 부분을 가열하는 히터를 포함해도 된다.
<매니퓰레이터>
본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기화기(1)는, 매니퓰레이터(5)를 구비한다. 본 발명에 있어서 「매니퓰레이터(manipulator)」란, 인간의 손에 의해 조작할 수 있는 부재이며, 히터(4)에 연결되어, 히터(4)를 유로(3)에 가까워지는 방향 또는 유로(3)로부터 멀어지는 방향으로 변위시키는 것을 말한다. 「인간의 손에 의한 조작」이란, 구체적으로는, 2개 이상의 손의 손가락으로 매니퓰레이터(5)의 일부를 파지한 상태에서 누르거나 당기거나 하는 조작, 손의 손가락의 배로 매니퓰레이터(5)의 일부를 누르는 조작 등을 말하지만, 이들 조작에 한정되지는 않는다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기화기(1)는, 액세스 가능한 범위가 한정되어 있는 상황에서 설치되는 경우가 많다. 그와 같은 상황에 있어서도, 히터(4)에 연결되는 매니퓰레이터(5)를 조작함으로써, 액세스가 곤란 또는 불가능한 위치에 설치되어 있는 히터(4)를 용이하게 교환할 수 있다. 글로브를 장착한 손에 의해 매니퓰레이터(5)를 조작하는 것은, 본 발명에 있어서 허용된다.
도 3에 예시한 히터(41)에는, 히터(41)와 동일한 사이즈의 금속판으로 된 히터 플레이트(53)가 연결되어 있다. 히터 플레이트(53)는, 히터(41)보다도 내측, 즉 유로(3)가 존재하는 측에 위치하고 있다. 히터(41)의 단부에 있어서, 히터 플레이트(53)의 일부가 히터(41)의 위치로부터 돌출되어 소편을 이룬다. 그 소편의 부분에는, 통형 부재(51)가 접속되어 있다. 즉, 도 3에 예시한 히터(41)는, 히터 플레이트(53) 및 통형 부재(51)로 구성되는 매니퓰레이터(5)에 의해 변위된다. 매니퓰레이터(5)를 구성하는 통형 부재(51) 및 후술하는 가이드(6)를 구성하는 막대상 부재(61)는, 각각 모두 곧은 형상을 갖는 부재로 구성하는 것이 히터(4)를 원활하게 변위시키는 데 있어서 바람직하다. 단, 어떤 목적으로 통형 부재(51) 및 막대상 부재(61)의 형상을 다소 만곡시키는 것은, 본 실시 형태에 있어서 허용된다.
통형 부재(51)의 길이는, 기화기(1)의 깊이의 길이와 동일 정도로 되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 기화기(1)의 고정면(22)의 부근에 존재하는 유로(3)의 근처에 히터(41)가 위치하고 있어도, 히터 플레이트(53)를 통해 히터(41)와 연결된 통형 부재(51)의 단부를 케이스(2)의 개구부에 노출시킬 수 있다. 이 때문에, 개구부를 통해 통형 부재(51)의 단부를 손의 손가락으로 파지하여 잡아 당김으로써, 고장난 히터(41)를 유로(3)로부터 멀어지는 방향으로 변위시켜 기화기(1)로부터 꺼낼 수 있다. 또한, 개구부를 통해 교환용의 다른 히터(41)와 연결되는 통형 부재(51)의 단부를 손의 손가락으로 압입함으로써, 히터(41)를 유로(3)에 가까워지는 방향으로 변위시켜 기화기(1)에 설치할 수 있다. 도 3에 예시한 2개 1조의 히터(41)는, 각각이 독립적으로 변위 가능한 부재로서 구성되어도 되고, 2개 1조를 연결 부재에 의해 연결시켜 불가분 일체의 유닛으로서 구성되어도 된다.
<가이드>
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기화기(1)가 구비하는 가스 공급 배관(32), 즉 유로(3)의 예를 도시하는 사시도이다. 여기에 예시된 가스 공급 배관(32)은, 상류측으로부터 순서대로 압력계(33), 제1 밸브(341) 및 유량 제어 장치(35)에 의해 구성된다. 도 4에는, 유로 퍼지 배관(8)을 구성하는 제2 밸브(342)도 도시되어 있다. 모든 구성 부재는, 내부에 유로를 구비하는 조인트 블록(36)에 의해 서로 결합되어 있다. 유로(3)의 전체는, 기화기(1)의 폭보다도 약간 작은 폭을 갖는 가늘고 긴 형상을 한 베이스 플레이트(38)의 편면에 고정되어 있다. 베이스 플레이트(38)의 4 구석에는, 막대상 부재(61)로 구성된 가이드(6)가 마련되어 있다. 가이드(6)는, 매니퓰레이터(5)에 의해 변위되는 히터(4)의 가동역, 즉 매니퓰레이터(5)에 연결된 히터(41)가 변위시켜지는 범위를 결정한다. 막대상 부재(61)의 선단에는, 후술하는 스토퍼(7)를 고정하기 위한 수나사(62)가 마련되어 있다.
도 5는 도 4에 도시한 유로(3)에 도 3에 도시한 히터(41)가 조성되어 넣어진 상태를 도시하는 사시도이다. 유로(3)에 히터(41)를 조성하여 넣기 위해서는, 먼저, 2개 1조의 통형 부재(51)에 대하여, 히터 플레이트(53)의 소편에 접속되어 있는 측의 단부를, 막대상 부재(61)로 이루어지는 2개의 가이드(6)의 선단에 각각 삽입한다. 다음으로, 통형 부재(51)의 반대 측의 단부 2개소를 양손의 손의 손가락으로 각각 파지하여, 2개의 통형 부재(51)의 밸런스를 잡으면서 가이드(6)를 따라서 미끄러지게 하여, 히터(41)의 단부가 베이스 플레이트(38)에 닿을 때까지 압입한다. 이들 조작에 의해, 히터(41)는 유로(3)에 가까워지는 방향으로 변위된다. 히터(41)를 떼어낼 때는, 상기와는 반대로, 통형 부재(51)의 2개소의 단부를 양손의 손의 손가락으로 각각 파지하여 인출함으로써, 히터(41)를 유로(3)로부터 멀어지는 방향으로 변위시킨다.
상기 어느 조작에 있어서도, 매니퓰레이터(5)는 가이드(6)를 따라서 변위하므로, 히터(41)의 가동역은 가이드(6)가 설치되는 위치에 따라 미리 정해져 있다. 따라서, 유로(3)와 케이스(2) 사이의 좁은 간극에서 히터(41)를 변위시켜야만 하는 경우라도, 히터(41)는 유로(3)나 케이스(2)와 접촉하지 않고 원활하게 이동시킬 수 있다. 또한, 베이스 플레이트(38)가 유로(3)의 근처에 있는 경우라도, 케이스(2)의 개구부에 가이드(6)의 선단을 노출시킬 수 있다. 이 때문에, 히터(41)의 교환을 용이하게 행할 수 있다. 또한, 매니퓰레이터(5)와 가이드(6)가 막대상의 가는 소재로 구성되므로, 히터(41)에서 발생한 열이 매니퓰레이터(5) 및 가이드(6)에 전달되어 기화기(1)의 외부로 불필요하게 방출될 우려가 적다.
도 5에 도시한 유로(3)에 히터(41)가 조성되어 넣어진 상태에 있어서, 유로(3)와 히터(41)의 거리가 0.10㎜ 이상이면 양자가 접촉하는 일이 없고, 0.80㎜ 이하이면 히터(41)로부터 유로(3)로의 열의 전달이 방해 받지 않는다. 따라서, 유로(3)와 히터(41)의 거리는 0.10㎜ 이상, 0.80㎜ 이하인 것이 바람직하다. 유로(3)와 히터(41)의 거리의 보다 바람직한 범위는 0.20㎜ 이상, 0.60㎜ 이하이다. 또한, 도 3에 예시한 바와 같이, 히터(41)가 히터 플레이트(53)에 접착되어 있고, 유로(3)가 존재하는 측에 히터 플레이트(53)가 위치할 때는, 상기 유로(3)와 히터(41)의 거리는, 유로(3)와 히터 플레이트(53)의 거리로 대체하여 읽을 수 있다.
<스토퍼>
본 발명의 제1 실시 형태에 관한 기화기(1)는, 매니퓰레이터(5)와 가이드(6)의 위치 관계를 고정하는 스토퍼(7)를 구비한다. 스토퍼(7)는, 히터(4)가 매니퓰레이터(5)의 작용에 의해 유로(3)에 가까워지는 방향으로 변위된 상태를 유지하는 것이다. 스토퍼(7)에 의한 고정을 해제함으로써, 히터(4)는 유로(3)로부터 멀어지는 방향으로 변위시킬 수 있다. 본 발명의 제1 실시 형태를 나타내는 도 5에 있어서, 매니퓰레이터(5)는 가이드(6)를 따라서 안쪽까지 압입된 상태에 있어, 히터(41)가 유로(3)에 가까운 위치에 있다. 그러나, 매니퓰레이터(5)는 가이드(6)를 따라서 용이하게 변위할 수 있으므로, 기화기(1)가 외부로부터 진동을 받거나 하면 히터(41)의 위치가 어긋나서, 유로(3)를 효율적으로 가열할 수 없게 될 우려가 있다. 스토퍼(7)를 사용함으로써, 매니퓰레이터(5)와 가이드(6)의 위치 관계를 고정하여 히터(4)의 위치가 유로(3)로부터 멀어지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 히터(4)를 교환할 때는, 가이드(6)에 고정되어 있는 스토퍼(7)를 해제함으로써, 히터(4)를 떼어낼 수 있다.
도 5에는, 너트(71)로 구성된 스토퍼(7)의 예가 도시되어 있다. 이 너트(71)는, 도 4에 도시한 가이드(6)의 선단에 마련된 수나사(62)에 비틀어 넣어짐으로써, 매니퓰레이터(5)의 선단을 기화기(1)의 안쪽을 향하여 가압 접촉시켜, 매니퓰레이터(5)와 가이드(6)의 위치 관계를 고정할 수 있다. 이를 위해서는, 가이드(6) 및 매니퓰레이터(5)의 길이를 조정하여, 히터(41)를 고정하는 위치에 있어서 가이드(6)의 선단이 매니퓰레이터(5)의 선단으로부터 약간 돌출되도록 하면 된다. 스토퍼(7)에는, 상기에 나타낸 너트(71)와 수나사(62)에 의한 구성을 채용할 수 있는 것 외에, 클립 그 밖의 공지의 구성을 채용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 기화기(1)가, 유로(3), 히터(4), 매니퓰레이터(5), 가이드(6) 및 스토퍼(7)를 수용하는 케이스(2)를 더 구비하고, 케이스(2)가, 기화기(1)에 인접하여 다른 기화기 또는 그 밖의 구조물이 설치된 상태여도 떼어 내기가 가능한 적어도 1개의 개구면(21)을 갖고, 매니퓰레이터(5)와 가이드(6)의 위치 관계가 스토퍼(7)에 의해 고정된 상태에 있어서, 개구면(21)을 떼어 냄으로써 나타나는 개구부를 통해 손의 손가락으로 직접적으로 접촉하는 것이 가능한 위치에 매니퓰레이터(5)의 적어도 일부가 존재한다. 이 실시 형태에서는, 매니퓰레이터(5)의 적어도 일부는, 개구부를 통해 손의 손가락으로 직접적으로 접촉하는 것이 가능한 위치에 존재하기 때문에, 전술한 의미에서 액세스 가능한 범위에 있다. 이와 같이 기화기(1)의 메인터넌스를 행하는 오퍼레이터가 매니퓰레이터(5)의 적어도 일부에 손의 손가락으로 직접 접촉할 수 있으므로, 히터(4)의 교환 작업의 정밀도가 향상되고, 메인터넌스에 요하는 시간도 짧아진다. 즉, 메인터넌스성이 향상된다.
본 발명의 보다 바람직한 실시 형태에 있어서, 매니퓰레이터(5)의 적어도 일부가, 개구면(21)으로부터 케이스(2)의 내부를 향하여 30㎜만큼 들어간 위치보다도 개구면(21) 측에 존재한다. 개구면(21)의 위치로부터 케이스(2)의 내부를 향하여 개구면(21)에 수직인 방향으로 30㎜만큼 들어간 위치보다도 개구면(21) 측의 위치는, 매니퓰레이터(5)에 액세스가 가능한 개구면(21)에 가까운 위치 중에서도 액세스가 보다 용이하다. 따라서, 그와 같은 위치에 매니퓰레이터(5)의 적어도 일부가 존재하고 있으면, 히터(4)의 교환 작업을 보다 용이하게 행할 수 있다. 매니퓰레이터(5)의 적어도 일부가 존재하는 위치는, 개구면(21)으로부터 케이스(2)의 내부를 향하여 20㎜만큼 들어간 위치보다도 개구면(21) 측에 있으면 더욱 바람직하다. 10㎜만큼 들어간 위치보다도 개구면(21) 측에 있으면 가장 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 개구면(21)을 떼어 냄으로써 나타나는 개구부를 통해 손의 손가락으로 직접적으로 접촉하는 것이 가능한 위치에 매니퓰레이터(5)의 적어도 일부가 존재할 뿐만 아니라, 스토퍼(7)도 그것과 동등한 위치에 존재하면 보다 바람직하다. 스토퍼(7)를 구성하는 구체적인 부재인 비스나 너트 등은 통상은 공구를 사용하여 조작을 행하는 경우가 많지만, 이들 부재를 가이드(5)에 착탈하는 데 오퍼레이터의 손의 손가락을 사용하는 쪽이 편리한 경우가 있다.
<변형예 1>
도 3부터 도 5까지에 도시한 실시 형태의 구성과는 달리, 가이드(6)를 통형 부재로 구성하고, 매니퓰레이터(5)를 통형 부재의 내부를 슬라이드하면서 변위하는 막대상 부재로 구성해도 된다. 이 경우에 있어서, 가이드(6)에는 양단부의 사이에 연속하는 슬릿을 마련하고, 그 슬릿을 통해 매니퓰레이터(5)와 히터(4)를 연결하는 부재를 마련해도 된다. 또한, 스토퍼(7)를, 통형 부재의 개구면(21) 측의 단부에 고정할 수 있는 캡으로 구성해도 된다.
<변형예 2>
도 6은 유로(3)를 가열하는 히터(41)의 다른 예를 도시하는 사시도이다. 여기에 도시된 히터(41)의 예는, 도 3에 도시된 히터의 예와 동일하게 제1 실시 형태에 속하고, 도 3에 도시된 히터의 구성의 일부를 변경한 변형예이다. 히터(41)는, 도 3에 도시된 히터와 동일하게, 1 또는 2 이상의 발열 부재로 구성되며, 히터(41)와 동일한 사이즈의 금속판으로 된 히터 플레이트(53)가 연결되어 있다. 단, 도 3에 도시된 히터와 달리, 도 6에 도시된 히터(41)에서는 히터(41)가 히터 플레이트(53)보다도 내측, 즉 유로(3)가 존재하는 측에 접착되어 있다. 이 때문에, 히터(41)를 유로(3)에 보다 가까워지게 할 수 있으므로, 히터(41)에 의한 유로(3)의 가열을 효율적으로 행할 수 있다.
도 6에 도시된 2매 1조의 히터 플레이트(53)는, 히터(41)의 단부로부터 히터(41)와 동일한 면내 방향으로 연장된 연장부(52)와 접속되어 있다. 또한, 2매 1조의 연장부(52)는, 연결부(72)에 의해 연결되어 있다. 연장부(52)의 일부, 구체적으로는 연결부(72) 측의 단부는, 기화기(1)에 히터(41)를 조성하여 넣은 상태에서 케이스(2)의 개구면(21)을 떼어 냄으로써 나타나는 개구부를 통해 손의 손가락으로 직접적으로 접촉하는 것이 가능한 위치에 존재하고 있으므로, 액세스 가능하다. 연장부(52) 또는 연결부(72)의 일부를 손의 손가락으로 조작함으로써, 히터 플레이트(53)에 연결된 히터(41)를 유로(3)에 가까워지는 방향 또는 유로로부터 멀어지는 방향으로 변위시킬 수 있다.
이 변형예에 있어서, 히터(41)는, 도시하지 않은 케이스의 좌측면(25) 및 우측면(26)과 유로(3)의 양측면 사이의 간극을 통과하여 변위할 수 있다. 히터(41)의 가동역은 이 간극에 의해 정해지므로, 케이스(2)의 좌측면(25) 및 우측면(26) 그리고 유로(3)의 양측면은, 본 발명에 있어서의 가이드에 상당한다. 또한, 케이스(2)의 개구면(21)을 폐쇄한 상태에서는, 연결부(72)가 개구면(21)의 내측에 닿아 케이스(2)보다도 외부로 돌출되는 일이 없으므로, 연결부(72) 및 개구면(21)은, 본 발명에 있어서의 스토퍼에 상당한다. 변형예는 이와 같이 평판만으로 구성할 수 있으므로, 제조가 용이하고 비용도 저감할 수 있다.
3. 제2 실시 형태
본 발명의 제2 실시 형태에 대하여, 도 7을 사용하여 설명한다. 도 7은 기화부(31)를 가열하는 히터(42)의 예를 도시하는 사시도이다. 제2 실시 형태에 있어서의 기화부(31)는, 도 7에 예시한 바와 같이 탱크로 구성할 수 있지만, 전술한 바와 같이, 기화부(31)를 탱크 이외의 것으로 구성해도 된다. 히터(42)는, 1 또는 2 이상의 평면상의 히터로 구성되며, 기화부(31)의 1개소 또는 2개소 이상에 마련된다. 히터(42)는, 히터(42)의 교환을 용이하게 행할 수 있는 위치에 마련하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 히터(42)를 기화부(31)의 상면, 하면 또는 가스 공급 배관(32)으로부터 가장 먼 면 중 어느 것에 마련하는 것이 바람직하다. 기화부(31)가 갖는 면 중 가스 공급 배관(32)에 가장 가까운 면은 기화부(31)를 떼어 내지 않으면 액세스할 수 없으므로, 이 면에 히터(42)를 마련하는 것은 바람직하지 않다. 단, 어떤 목적으로, 가스 공급 배관(32)에 가장 가까운 면에 고정 히터를 마련하는 것은, 본 발명에 있어서 허용된다. 또한, 기화부(31)의 좌측면 또는 우측면에 히터(42)를 마련하면, 기화부(31)의 좌우 방향의 폭을 히터(42)의 두께 분만큼 좁게 해야만 하여, 기화부(31)의 용적이 감소되어 버리므로, 역시 바람직하지 않다. 단, 어떤 목적으로, 용적을 희생하여 기화부(31)의 좌측면이나 우측면에 히터(42)를 마련하는 것은, 본 발명에 있어서 허용된다.
도 7에 도시된 상하 1조의 히터(42)는, 평면상의 히터 플레이트(53)로 구성된 매니퓰레이터(5)에 연결되어 있다. 이 히터 플레이트(53)의 일부, 구체적으로는 개구면(21) 측(즉, 유로(3)와는 반대 측)의 단부는, 기화기(1)에 히터(42)를 조성하여 넣은 상태에서 케이스(2)의 개구면(21)을 떼어 냄으로써 나타나는 개구부를 통해 손의 손가락으로 직접적으로 접촉하는 것이 가능한 위치에 존재하고 있으므로, 액세스 가능하다. 히터 플레이트(53)의 일부를 손의 손가락으로 조작함으로써, 히터 플레이트(53)에 연결된 히터(42)를, 기화부(31)를 포함하는 유로(3)에 가까워지는 방향 또는 유로(3)로부터 멀어지는 방향으로 변위시킬 수 있다. 히터 플레이트(53)를 구성하는 평판의 단부(531)를 기화부(31)와는 반대의 방향으로 직각으로 절곡함으로써, 히터 플레이트(53)의 굽힘 응력에 대한 강도를 높일 수 있다. 이에 의해, 히터(42)를 기화부(31)에 밀착시킨 상태로 고정할 수 있으므로, 히터(42)에 의한 기화부(31)의 가열 효율이 향상된다.
도 7에 있어서, 히터(42)는, 기화부(31)의 표면 부근을 슬라이드하여 변위할 수 있다. 히터(42)의 가동역은 기화부(31)의 표면에 의해 정해지므로, 기화부(31)는 본 발명의 제2 실시 형태에 있어서의 가이드에 상당한다. 또한, 히터 플레이트(53)는, 케이스(2)의 고정면(22)에 가까운 측의 단부에 있어서 기화부(31)와는 반대 측으로 절곡된 부분에 형성된 개구 구멍인 걸림 고정부(73)를 구비한다. 이 걸림 고정부(73)는, 기화부(31)에 마련된 핀(311)을 삽입하여 히터 플레이트(53)의 위치를 고정할 수 있다. 또한, 히터 플레이트(53)는, 케이스(2)의 개구면(21)에 가까운 측에 비스로 이루어지는 체결부(74)를 구비한다. 걸림 고정부(73), 핀(311) 및 체결부(74)는, 제2 실시 형태에 있어서의 스토퍼에 상당한다.
히터(42)를 기화부(31)에 고정할 때는, 먼저 히터 플레이트(53)를 손의 손가락으로 조작하여 히터(42)를 기화부(31)를 따라서 슬라이드시켜, 안쪽의 걸림 고정부(73)에 핀(311)을 삽입한다. 다음으로, 드라이버를 사용하여 비스로 이루어지는 체결부(74)를 기화부(31)에 체결한다. 히터(42)를 떼어낼 때는, 이것과는 역의 조작을 하면 된다. 상기 조작에 있어서, 비스는 액세스 가능한 위치에 있으므로, 통상의 드라이버를 사용하여 용이하게 체결 또는 해제할 수 있다. 비스 대신에 나비 나사를 사용하면, 드라이버를 사용하지 않고 손의 손가락으로 조작할 수 있다.
<변형예 3>
도 8부터 도 10까지는, 제2 실시 형태의 변형예를 도시하는 사시도이다. 도 8은 기화부(31)를 구성하는 탱크를 도시하는 사시도이다. 탱크를 구성하는 벽면 중 탱크 하부(312)는, 다른 벽면보다도 두께가 두꺼운 판형 부재로 구성되며, 2개의 삽입 구멍(63)이 형성되어 있다. 삽입 구멍(63)의 개구부의 근처에는 후술하는 커버(75)를 고정하는 비스를 나사 고정하기 위한 구멍이 마련되어 있다.
도 9는 카트리지 히터(421)를 도시하는 사시도이다. 카트리지 히터(421)는, 일단이 폐쇄된 스테인리스제의 관 중에 발열체가 조성되어 넣어진 구조를 갖는 막대상의 히터이다. 스테인리스제의 관 중 폐쇄되어 있지 않은 쪽의 단부로부터는 2개의 리드선(54)이 나와 있다. 리드선(54)은, 관의 내부의 발열체와 전기적으로 접속되어 있다. 리드선(54)에 전원을 접속하여 전력을 공급함으로써, 카트리지 히터(421)를 발열시킬 수 있다.
도 10은 기화부(31)에 2개의 카트리지 히터(421)가 조성되어 넣어진 상태를 도시하는 사시도이다. 카트리지 히터(421)를 기화부(31)에 조성하여 넣기 위해서는, 먼저, 카트리지 히터(421)를 도 8에 도시된 삽입 구멍(63)에 삽입한다. 이때, 삽입 구멍(63)은 본 변형예에 있어서의 가이드(6)의 기능을 발휘한다. 삽입 구멍(63)이 탱크 하부(312)를 관통하고 있는 경우, 삽입 구멍(63)의 안쪽의 단부는 커버(75)에 의해 미리 폐쇄되어 있다. 다음으로, 다른 1매의 커버(75)의 작은 구멍에 카트리지 히터(421)의 리드선(54)을 통과시킨 상태에서, 커버(75)를 도시하지 않은 비스에 의해 탱크 하부(312)의 앞쪽에 고정하여, 카트리지 히터(421)가 빠지지 않도록 한다. 이 경우, 2매의 커버는 본 변형예에 있어서의 스토퍼(7)의 기능을 발휘한다. 한편, 삽입 구멍(63)이 탱크 하부(312)를 관통하고 있지 않은 경우, 즉 카트리지 히터(421)에 대응하는 길이(깊이)를 갖도록 삽입 구멍(63)이 형성되고 또한 삽입 구멍(63)의 안쪽의 단부가 애당초 폐쇄되어 있는 경우에는, 1매의 커버(75)의 작은 구멍에 카트리지 히터(421)의 리드선(54)을 통과시킨 상태에서, 커버(75)를 도시하지 않은 비스에 의해 탱크 하부(312)의 앞쪽에 고정하여, 카트리지 히터(421)가 빠지지 않도록 한다. 이 경우, 1매의 커버 및 삽입 구멍(63)의 안쪽의 단부는 본 변형예에 있어서의 스토퍼(7)의 기능을 발휘한다. 75 카트리지 히터(421)를 교환할 목적으로 떼어낼 때는, 상기와 역의 조작을 행하면 된다. 삽입 구멍(63)으로부터 카트리지 히터(421)를 꺼낼 때, 리드선(54)이 본 변형예에 있어서의 매니퓰레이터(5)의 기능을 발휘한다.
기화부(31)에 있어서 전구체를 가열하여 재료 가스를 발생시키는 경우, 기화 또는 승화에 의해 열을 빼앗긴다. 이 때문에, 기화부(31)에 있어서 재료 가스를 효율적으로 발생시키기 위해서는, 와트수가 큰 히터(4)를 채용하는 것이 바람직하다. 카트리지 히터(421)는 일반적으로 러버 히터(44)에 비해 와트수가 크고, 내열 온도도 높으므로, 기화부(31)를 가열하는 데 적합하다.
4. 제3 실시 형태
본 발명의 제3 실시 형태에 대하여, 도 11을 사용하여 설명한다. 도 11은 전구체 보급 배관(37)을 가열하는 히터(43)의 예를 도시하는 사시도이다. 전술한 바와 같이, 전구체 보급 배관(37)에 잔류하는 전구체를 기화기(1)의 외부로 배출할 목적으로, 전구체 보급 배관(37)을 가열하는 경우가 있다. 도 11에 도시한 히터는, 이와 같은 경우에 사용되는 히터(43)의 예이다. 히터(43)는, 평판상의 히터로 구성되며, 평판 형상의 부분을 구비하는 히터 플레이트(53)에 연결되어 있다. 이 히터 플레이트(53)의 적어도 일부, 구체적으로는 개구면(21) 측의 단부는, 기화기(1)에 히터(43)를 조성하여 넣은 상태에서 케이스(2)의 개구면(21)을 떼어 냄으로써 나타나는 개구부를 통해 손의 손가락으로 직접적으로 접촉하는 것이 가능한 위치에 존재하고 있으므로, 액세스 가능하다. 히터 플레이트(53)의 일부를 손의 손가락으로 조작함으로써, 히터 플레이트(53)에 연결된 히터(43)를, 전구체 보급 배관(37)을 포함하는 유로(3)에 가까워지는 방향 또는 유로(3)로부터 멀어지는 방향으로 변위시킬 수 있다.
도 11에 있어서, 히터 플레이트(53)는, 전구체 보급 배관(37)이 들어가는 오목부(532)를 구비한다. 히터 플레이트(53)를 전구체 보급 배관(37)의 표면을 따라서 슬라이드시킴으로써, 히터(43)를 변위시킬 수 있다. 히터(43)의 가동역은 전구체 보급 배관(37)에 의해 정해지므로, 전구체 보급 배관(37)은, 본 발명의 제3 실시 형태에 있어서의 가이드에 상당한다. 또한, 히터 플레이트(53)는, 케이스(2)의 고정면(22)에 가까운 측에 개구 구멍(76)을 구비한다. 이 개구 구멍(76)은, 케이스(2)에 마련된 핀을 삽입하여 고정할 수 있다. 개구 구멍(76) 및 핀은, 제3 실시 형태에 있어서의 스토퍼에 상당한다. 도 7에 도시한 제2 실시 형태의 경우와 마찬가지로, 히터 플레이트(53)를 또한 비스 등의 체결부에 의해 고정해도 된다.
히터(43)를 전구체 보급 배관(37)에 고정할 때는, 히터 플레이트(53)를 손의 손가락으로 조작하여 히터(43)를 전구체 보급 배관(37)을 따라서 슬라이드시켜, 안쪽의 개구 구멍(76)에 핀을 삽입한다. 상술한 바와 같이 히터 플레이트(53)가 체결부로서 비스를 구비하는 경우에는, 드라이버를 사용하여 비스를 케이스(2)에 체결한다. 히터(43)를 떼어낼 때는, 이것과는 역의 조작을 하면 된다. 제3 실시 형태에 있어서, 히터(43)는, 전구체를 변경하거나 할 때 전구체 보급 배관(37)을 가열할 때만 일시적으로 마련해도 된다. 이 경우에는, 히터(43)를 비스로 고정하지 않고 단순히 전구체 보급 배관(37) 상에 히터(43)를 올려놓은 상태로 가열해도 된다.
5. 전기 배선 등의 퇴피
바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)는, 히터(4)의 가동역에 존재하는 전기 배선 및 튜브에 대하여, 그것들 자체의 변형 또는 커넥터의 해제에 의해 일시적으로 가동역으로부터 퇴피할 수 있도록 구성된다. 본 발명에 관한 기화기(1)는 좌우 방향의 폭이 좁아, 전체가 콤팩트하게 설계되어 있으므로, 도 1에 예시한 대로 케이스(2)의 내부의 스페이스는 좁다. 특히, 기화부(31)가 설치되어 있는 위치는 기화기(1)의 폭 방향 및 깊이 방향의 대부분을 차지하도록 기화부(31)가 설치되어 있으므로, 여분의 스페이스가 거의 없다. 이 때문에, 기화기(1)를 작동시키기 위해 필요한 전기 신호나 전력을 보내는 전기 배선 및 에어 밸브를 구동하기 위한 압축 공기를 보내는 튜브는, 기화부(31)가 설치되어 있는 영역 이외의 영역, 예를 들어 유량 제어 장치(35)와 케이스(2)의 개구면(21) 사이의 스페이스 등에 수용된다.
그러나, 이 스페이스는 마침 유로(3)를 가열하는 히터(4)를 교환할 때의 가동역에 해당한다. 이 때문에, 전기 배선 및 튜브가 존재하면, 히터(4)를 교환할 때의 변위를 방해할 우려가 있다. 바람직한 실시 형태에 있어서, 본 발명에 관한 기화기(1)는, 히터(4)의 가동역에 존재하는 전기 배선 및 튜브가 일시적으로 가동역으로부터 퇴피할 수 있도록 구성된다. 이에 의해, 히터(4)의 변위를 방해하는 장애물이 제거되므로, 히터(4)의 교환이 용이해진다.
전기 배선 및 튜브의 퇴피는, 그것들 자체의 변형에 의해 행할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 전기 배선 및 튜브를 필요한 길이보다도 길게 구성해 두고, 히터(4)를 교환할 때 기화기(1)의 케이스(2)의 개구면(21)으로부터 전기 배선 및 튜브를 일시적으로 외부로 인출하거나, 혹은, 교환하고자 하는 히터(4)와는 다른 히터(4)의 측으로 일시적으로 이동시킴으로써, 히터(4)의 가동역으로부터 퇴피시킬 수 있다. 고장난 히터(4)를 기화기(1)로부터 꺼내어, 백업용의 히터(4)를 설치한 후, 퇴피시킨 전기 배선 및 튜브를 원래의 위치로 되돌릴 수 있다.
또한, 전기 배선 및 튜브의 퇴피는, 커넥터의 해제에 의해서도 행할 수 있다. 이 경우, 예를 들어 전기 배선 및 튜브의 도중에 커넥터를 마련해 두고, 히터(4)를 교환할 때 커넥터를 해제한다. 그리고, 커넥터의 위치에서 분리된 전기 배선 및 튜브의 일부를 기화기(1)의 케이스(2)의 개구면(21)으로부터 일시적으로 인출하거나, 혹은, 교환하고자 하는 히터(4)와는 다른 히터(4)의 측으로 일시적으로 이동시킴으로써, 히터(4)의 가동역으로부터 퇴피시킬 수 있다. 고장난 히터(4)를 기화기(1)로부터 꺼내어, 백업용의 히터(4)를 설치한 후, 해제한 커넥터를 다시 결합시켜, 원래의 위치로 되돌릴 수 있다.
이상의 기재에서는, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여, 도면을 참조하면서 상세한 설명을 행하였다. 이들 설명 및 도면은, 본 발명을 실시하기 위한 형태를 예시한 것에 지나지 않고, 본 발명의 실시 형태는 여기에 예시된 실시 형태에 한정되지는 않는다. 본 발명은, 여기에 설명된 기술 사상을 일탈하지 않는 범위에 있어서, 명세서 및 도면에 명시된 기재가 있는지 여부에 관계없이, 그 구성의 적어도 일부를 변경하여 실시할 수 있다.
1: 기화기
2: 케이스
21: 개구면
22: 고정면
23: 상면
24: 하면
25: 좌측면
26: 우측면
27: 케이스 퍼지 배관
28: 배기 구멍
3: 유로
31: 기화부
311: 핀
312: 탱크 하부
32: 가스 공급 배관
33: 압력계
34: 밸브
341: 제1 밸브
342: 제2 밸브
343: 제3 밸브
35: 유량 제어 장치
36: 조인트 블록
37: 전구체 보급 배관
38: 베이스 플레이트
4: 히터
41: 히터(제1 실시 형태)
42: 히터(제2 실시 형태)
421: 카트리지 히터
43: 히터(제3 실시 형태)
44: 러버 히터
5: 매니퓰레이터
51: 통형 부재
52: 연장부
53: 히터 플레이트
531: 단부
532: 오목부
54: 리드선
6: 가이드
61: 막대상 부재
62: 수나사
63: 삽입 구멍
7: 스토퍼
71: 너트
72: 연결부
73: 걸림 고정부
74: 체결부
75: 커버
76: 개구 구멍
8: 유로 퍼지 배관

Claims (12)

  1. 반도체 제조용의 재료 가스의 전구체를 기화하여 재료 가스를 생성하는 기화기이며,
    재료 가스가 흐르는 유로와,
    상기 유로를 가열하는 1 또는 2 이상의 교환 가능한 히터이며, 상기 기화기의 메인터넌스를 행하는 오퍼레이터가 손의 손가락으로 직접 접촉하는 것이 곤란 또는 불가능한 위치에 설치되어 있는 히터와,
    상기 히터에 연결되며, 상기 히터를 상기 유로에 가까워지는 방향 또는 상기 유로로부터 멀어지는 방향으로 변위시키는 매니퓰레이터이며, 적어도 일부가, 상기 오퍼레이터가 손의 손가락으로 직접 접촉하는 것이 가능한 위치에 존재하는 매니퓰레이터와,
    상기 히터의 가동역을 정하는 가이드와,
    상기 매니퓰레이터와 상기 가이드의 위치 관계를 고정하는 스토퍼를
    구비하는 기화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 유로, 상기 히터, 상기 매니퓰레이터, 상기 가이드 및 상기 스토퍼를 수용하는 케이스를 더 구비하고,
    상기 케이스가, 상기 기화기에 인접하여 다른 기화기 또는 그 밖의 구조물이 설치된 상태라도 떼어 내기가 가능한 적어도 1개의 개구면을 갖고,
    상기 매니퓰레이터와 상기 가이드의 위치 관계가 상기 스토퍼에 의해 고정된 상태에 있어서,
    상기 개구면을 떼어 냄으로써 나타나는 개구부를 통해 상기 오퍼레이터가 손의 손가락으로 직접적으로 접촉하는 것이 곤란 또는 불가능한 위치에 상기 히터가 설치되어 있고,
    상기 개구부를 통해 상기 오퍼레이터가 손의 손가락으로 직접적으로 접촉하는 것이 가능한 위치에 상기 매니퓰레이터의 적어도 일부가 존재하는, 기화기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 매니퓰레이터의 적어도 일부가, 상기 개구면으로부터 상기 케이스의 내부를 향하여 30㎜만큼 들어간 위치보다도 상기 개구면 측에 존재하는, 기화기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매니퓰레이터가, 통형 부재로 구성되고,
    상기 가이드가, 상기 통형 부재를 삽입하여 변위시킬 수 있고, 단부에 수나사를 갖는 막대상 부재로 구성되며,
    상기 스토퍼가, 상기 수나사에 대응하는 암나사를 갖고, 상기 막대상 부재의 단부에 나사 고정함으로써 상기 통형 부재를 상기 막대상 부재에 고정하는 너트로 구성되는, 기화기.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매니퓰레이터가, 막대상 부재로 구성되고,
    상기 가이드가, 상기 막대상 부재를 삽입하여 변위시킬 수 있고, 단부에 수나사를 갖는 통형 부재로 구성되며,
    상기 스토퍼가, 상기 통형 부재의 상기 개구면 측의 단부에 고정함으로써 상기 막대상 부재를 상기 통형 부재에 고정하는 캡으로 구성되는, 기화기.
  6. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 매니퓰레이터가, 2매 1조의 상기 히터의 각각의 단부로부터 상기 히터와 동일한 면내 방향으로 연장되는 2개의 연장부로 구성되고,
    상기 가이드가, 상기 유로의 양측면과, 상기 케이스 중 당해 양측면의 외측에 위치하는 좌측면 및 우측면으로 구성되고,
    상기 스토퍼가, 상기 연장부를 연결하는 연결부와, 상기 개구면에 의해 구성되는, 기화기.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유로가, 전구체를 기화하여 재료 가스를 생성하는 기화부를 포함하고,
    상기 히터가, 상기 기화부를 가열하는 1 또는 2 이상의 평면상의 히터로 구성되고,
    상기 매니퓰레이터가, 상기 히터에 연결되는 히터 플레이트로 구성되고,
    상기 스토퍼가, 상기 개구면으로부터 먼 측에 마련되는 걸림 고정부와, 상기 개구면에 가까운 측에 마련되는 체결부로 구성되고,
    상기 체결부를 상기 기화부의 표면에 체결함으로써 상기 히터가 상기 기화부의 표면에 고정되는, 기화기.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유로가, 전구체를 기화하여 재료 가스를 생성하는 기화부를 포함하고,
    상기 기화부가, 1개 또는 2개 이상의 삽입 구멍을 구비하고,
    상기 히터가, 상기 삽입 구멍에 삽입된 1개 또는 2개 이상의 막대상의 카트리지 히터로 구성되고,
    상기 매니퓰레이터가, 상기 카트리지 히터가 구비하는 리드선으로 구성되고,
    상기 스토퍼가, 상기 리드선을 통과시키는 작은 구멍을 구비하는 판상의 부재로 구성되고,
    상기 커버를 상기 기화부의 표면에 체결함으로써 상기 카트리지 히터가 상기 삽입 구멍에 고정되는, 기화기.
  9. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 유로가, 전구체를 상기 기화부에 보급하는 전구체 보급 배관을 포함하고,
    상기 히터가, 상기 전구체 보급 배관을 가열하는 1 또는 2 이상의 평면상의 히터로 구성되고,
    상기 매니퓰레이터가, 상기 히터에 연결되는 히터 플레이트로 구성되고,
    상기 스토퍼가, 상기 케이스의 상기 개구면에 대향하는 면인 고정면에 마련되는 핀 및 상기 히터 플레이트의 상기 고정면에 가까운 측에 형성되는 개구 구멍으로 구성되고,
    상기 개구 구멍에 상기 핀을 삽입함으로써 상기 히터 플레이트와 상기 전구체 보급 배관의 위치 관계가 고정되는, 기화기.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유로가, 압력계, 밸브, 유량 제어 장치 및 조인트 블록으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 또는 2 이상의 부재를 포함하는, 기화기.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매니퓰레이터와 상기 가이드의 위치 관계가 상기 스토퍼에 의해 고정된 상태에 있어서, 상기 유로의 표면과 상기 히터의 표면의 거리가 0.10㎜ 이상, 0.80㎜ 이하인, 기화기.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터의 가동역에 존재하는 전기 배선 및 튜브에 대하여, 그것들 자체의 변형 또는 커넥터의 해제에 의해 일시적으로 상기 히터의 가동역으로부터 퇴피할 수 있도록 구성되는, 기화기.
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