TWI632609B - Gasification supply device - Google Patents

Gasification supply device Download PDF

Info

Publication number
TWI632609B
TWI632609B TW105112439A TW105112439A TWI632609B TW I632609 B TWI632609 B TW I632609B TW 105112439 A TW105112439 A TW 105112439A TW 105112439 A TW105112439 A TW 105112439A TW I632609 B TWI632609 B TW I632609B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
liquid
gasifier
gas
control valve
control device
Prior art date
Application number
TW105112439A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201705279A (zh
Inventor
日高敦志
永瀬正明
平田薰
杉田勝幸
中谷貴紀
山下哲
西野功二
池田信一
平尾圭志
Original Assignee
富士金股份有限公司
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 富士金股份有限公司 filed Critical 富士金股份有限公司
Publication of TW201705279A publication Critical patent/TW201705279A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI632609B publication Critical patent/TWI632609B/zh

Links

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

本發明的課題是在於提供一種可解除從氣化器內通往流量控制裝置的氣體流路內被液體充滿的狀態不佳的氣化供給裝置。
其解決手段是具備：氣化器(2)，其係將液體(L)加熱而使氣化；流量控制裝置(3)，其係控制從氣化器送出的氣體的流量；第1控制閥(5)，其係在往氣化器(2)的液體的供給路(4)中介入；壓力檢測器(6)，其係用以檢測出在氣化器(2)被氣化送往流量控制裝置(3)的氣體的壓力；液體檢測部(7A)，其係測定超過氣化器(2)內的預定量的液體的參數；及控制裝置(8)，其係以能夠根據壓力檢測器(6)之檢測出的壓力值來對氣化器(2)供給預定量的液體(L)之方式控制第1控制閥(5)，且在液體檢測部(7)檢測到液體時，控制成關閉第1控制閥(5)。

Description

氣化供給裝置
本發明是有關使用在半導體製造裝置、化學產業設備、或藥品產業設備等之使液體原料氣化而供給的氣化供給裝置。
以往，例如在使用有機金屬氣相成長法(MOCVD：Metal Organic Chemical Vapor Deposition)的半導體製造裝置使用供給原料流體的液體原料氣化供給裝置(例如專利文獻1~4)。
此種的液體原料氣化供給裝置是例如圖8所示般，先將TEOS(Tetraethyl orthosilicate)等的液體原料L儲存於儲液槽100，對儲液槽100供給加壓後的惰性氣體FG，藉由惰性氣體FG的加壓，以一定壓力來推出儲液槽100內的液體原料L，供給至氣化器101，藉由氣套加熱器(jacket heater)等的加熱手段102，在氣化器101內加熱而使液體原料L氣化，藉由流量控制裝置103來將氣化後的氣體控制成預定流量，供給至半導體製造裝置104。圖8中，符號110是停止閥(Stop Valve)，符號 111是表示真空泵。
為了填補因使氣化器101內的液體原料L氣化所造成氣化器101內的液體原料L的減少，需要檢測出液體原料L的減少，將減少部分補給至氣化器101。
為了檢測出氣化器101內的液體原料的減少而補給，以往是往氣化器101的供給路106設置用以控制往氣化器101的液體原料L的供給之控制閥105，且配設用以檢測出連通氣化器101與流量控制裝置103的氣體流路107內的氣體的壓力之壓力檢測器108，藉由壓力檢測器108來監視氣化器101內的氣體壓力，一旦因氣化器101內的液體原料L氣化減少，壓力檢測器101的檢測壓力形成預定值以下，則在預定時間開啟後關閉控制閥105，對氣化器101內供給預定量的液體原料，若再度氣化器101內的液體原料L因氣化減少而檢測壓力到達預定值，則在一定時間開啟後關閉控制閥105，進行重複如此的順序之控制。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2009-252760號公報
[專利文獻2]日本特開2010-180429號公報
[專利文獻3]日本特開2013-77710號公報
[專利文獻4]日本特開2014-114463號公報
然而，若因某些的事故等而產生從氣化器通往流量控制裝置的氣體流路內被液體原料充滿的狀態不佳，則會有無法藉由流量控制裝置來控制氣體流量而供給的問題。
於是，本發明是主要以提供一種可解除從氣化器內通往流量控制裝置的氣體流路內被液體原料充滿的狀態不佳的氣化供給裝置為目的。
為了達成上述目的，本發明的氣化供給裝置係具備：氣化器，其係將液體加熱而使氣化；流量控制裝置，其係控制從前述氣化器送出的氣體的流量；第1控制閥，其係在往前述氣化器的液體的供給路中介入；壓力檢測器，其係用以檢測出在前述氣化器被氣化送往前述流量控制裝置的氣體的壓力；液體檢測部，其係測定超過前述氣化器內的預定量的液體的參數；及控制裝置，其係以能夠根據前述壓力檢測器之檢測出 的壓力值來對前述氣化器供給預定量的液體之方式控制前述第1控制閥，且在前述液體檢測部檢測到超過預定量而流入前述氣化器內的液體時，控制成關閉前述第1控制閥。
在一形態中，更具備：在前述氣化器與前述流量控制裝置之間的氣體流路中介入的第2控制閥，前述控制裝置，在前述液體檢測部檢測到超過預定量而流入前述氣化器內的液體時，控制成關閉前述第1控制閥，且關閉前述第2控制閥。
又，為了達成上述目的，本發明的氣化供給裝置係具備：氣化器，其係將液體加熱而使氣化；流量控制裝置，其係控制從前述氣化器送出的氣體的流量；第1控制閥，其係在往前述氣化器的液體的供給路中介入；壓力檢測器，其係用以檢測出在前述氣化器被氣化送往前述流量控制裝置的氣體的壓力；第2控制閥，其係在前述氣化器與前述流量控制裝置之間的氣體流路中介入；液體檢測部，其係測定超過前述氣化器內的預定量的液體的參數；及控制裝置，其係以能夠根據前述壓力檢測器之檢測出的壓力值來對前述氣化器供給預定量的液體之方式控制前 述第1控制閥，且當前述液體檢測部檢測到超過預定量而流入前述氣化器內的液體時，控制成關閉前述第2控制閥。
前述液體檢測部是可設為溫度檢測器。
前述液體檢測部是可設為液面計。
前述液體檢測部是可設為荷重元(loadcell)。
前述氣化器具備氣化室，且在該氣化室配設前述液體檢測部。
前述氣化器具備氣化室及連通至該氣化室的氣體加熱室，且在前述氣體加熱室配設有前述液體檢測部。
若根據本發明的氣化供給裝置，則可藉由液體檢測部來測定超過氣化器內的預定量之液體原料的參數，當前述液體檢測部超過預定量而檢測到流入前述氣化器內的液體時，關閉第1控制閥，藉此停止過剩的液體原料往氣化器供給，防範液體原料往氣體流路浸入於未然。
並且，當前述液體檢測部檢測到超過預定量而流入前述氣化器內的液體時，關閉第1控制閥，藉此若氣化器內的原料液體變無，則往流量控制裝置的氣體供給會停止，因此可確認在壓力檢測器產生製品壽命或經年劣化等所造成的異常。
又，當液體檢測部檢測到超過氣化器內的預 定量的液體原料時，關閉第2控制閥，藉此防止來自氣化器之液體原料的流出，防範液體原料浸入至氣體流路於未然。
一旦超過預定量的液體原料流入氣化器內，液體流入應作為氣體狀態存在的部位，則該部位的溫度會降低，因此藉由將液體檢測部設為溫度檢測器來測定此溫度降低，可檢測超過氣化器內的預定量的液體原料。
又，一旦超過預定量的液體原料流入氣化器內，液體流入應作為氣體狀態存在的部位，則該部位的液面會上昇，因此藉由將液體檢測部設為液面計來測定此液面上昇，可檢測超過氣化器內的預定量的液體原料。
又，一旦超過預定量的液體原料流入氣化器內，液體流入應作為氣體狀態存在的部位，則氣化器內的液體的重量會增加，因此藉由將液體檢測部設為荷重元來檢測此重量增加，可檢測超過氣化器內的預定量的液體原料。
1A、1B、1C、1D‧‧‧氣化供給裝置
2‧‧‧氣化器
2a2‧‧‧氣化室
2b1‧‧‧第1氣體加熱室
2c1‧‧‧第2氣體加熱室
3‧‧‧流量控制裝置
5‧‧‧第1控制閥
6‧‧‧壓力檢測器
7A、7B、7C‧‧‧液體檢測部
8‧‧‧控制裝置
70‧‧‧第2控制閥
圖1是表示本發明的氣化供給裝置的第1實施形態的部分縱剖正面圖。
圖2是圖1的部分擴大圖。
圖3是表示本發明的氣化供給裝置的第2實施形態的部分縱剖正面圖。
圖4是熱式液面計的說明圖。
圖5是熱式液面計的檢測電路圖。
圖6是表示本發明的氣化供給裝置的第3實施形態的部分縱剖正面圖。
圖7是表示本發明的氣化供給裝置的第4實施形態的部分縱剖正面圖。
圖8是表示以往的氣化供給裝置的概略構成圖。
以下一面參照圖面一面說明有關本發明的氣化供給裝置的實施形態。另外，全實施形態，對同一或類似的構成部分附上同符號。
圖1是表示本發明的氣化供給裝置的第1實施形態。
如圖1所示般，氣化供給裝置1A是具備：氣化器2，其係將液體原料L加熱而使氣化；流量控制裝置3，其係控制從氣化器2送出的氣體G的流量；第1控制閥5，其係在往氣化器2的液體原料L的供給路4中介入；壓力檢測器6，其係用以檢測出在氣化器2被氣化送往流量控制裝置3的氣體G的壓力；液體檢測部7A，其係測定超過氣化器2內的預定量的液體原料L的參數；及 控制裝置8，其係根據壓力檢測器6之檢測出的壓力值，以能夠對氣化器2供給預定量的液體原料L之方式控制第1控制閥5，且在液體檢測部7檢測到液體時，控制成關閉第1控制閥5。
氣化器2是具備以不鏽鋼所形成的本體2A。本體2A是藉由以假想線所示的加熱用的氣套加熱器等的加熱手段H來包圍。本體2A是連結第1區塊體2a、第2區塊體2b、及第3區塊體2c來構成。第1區塊體2a是在上部形成有液供給口2a1，在內部形成有氣化室2a2。在第2區塊體2b是形成有與第1區塊體2a的氣化室2a2的上部連通的第1氣體加熱室2b1。第3區塊體2c是與第1氣體加熱室2b1連通的第2氣體加熱室2c1會被形成於內部，氣體排出口2c2會被形成於上部。第1氣體加熱室2b1及第2氣體加熱室2c1是在圓筒狀空間內設置有圓柱狀的加熱促進體2b3、2c3，該圓筒狀空間與加熱促進體2b3、2c3的間隙會成為氣體流路。在第1區塊體2a與第2區塊體2b之間、及第2區塊體2b與第3區塊體2c之間的各個氣體連通部是有附通孔襯墊9、10介入，藉由氣體通過該等的附通孔襯墊9、10的通孔，防止氣體的脈動。
液體原料L的預備加熱用區塊體11會被連結至第1區塊體2a。預備加熱用區塊體11是在側面連接液流入埠12，連通至液流入埠12的液積存室13會被形成於內部，連通至液積存室13的液流出口14會被形成於上 面。預備加熱用區塊體11是從圖外的儲液槽(參照圖8的符號100)將以預定壓壓送而來的液體原料L積存於液積存室13，藉由氣套加熱器等的加熱手段H來預熱。
以能跨越第1區塊體2a與預備加熱用區塊體11的上面之方式固定第1控制閥5。第1控制閥5是藉由開閉或開度調整連通預備加熱用區塊體11的液流出口14與第1區塊體2a的液供給口2a1之供給路4來控制往氣化器2的液體原料L的供給量。圖示例的第1控制閥5是使用利用空氣壓來控制閥體5a的開閉之空氣驅動閥。在第1區塊體2a的液供給口2a1介入設置形成有細孔的襯墊15，藉由液體原料通過於襯墊15的細孔，往氣化室2a2內的供給量會被調整。
圖示例的流量控制裝置3是被稱為高溫對應型的壓力式流量控制裝置之周知的流量控制裝置。參照圖1及圖2，此流量控制裝置3是具備：閥區塊31、及被形成於閥區塊31內的氣體流路32、及在氣體流路32中介入的金屬製隔膜閥體33、及被固定於閥區塊31而被立設的筒狀引導構件34、及可滑動地插入筒狀引導構件34的閥棒容器35、及貫通閥棒容器35的下部所形成的孔35a、35a，藉由筒狀引導構件34來推壓固定於閥區塊31的橋36、及被收容於閥棒容器35內且被橋36支持的放熱間隔件37及壓電驅動元件38、及突設於閥棒容器35的外周，貫通筒狀引導構件34中所形成的孔34a而延伸的凸緣支架35b、及被安裝於凸緣支架35b的凸緣體39、 及形成於筒狀引導構件34的上端部的凸緣部34b、及在凸緣部34b與凸緣體39之間以壓縮狀態配設的線圈彈簧40、及在金屬隔膜閥體33的下游側的氣體流路32中介入，形成有微細孔的空孔薄板41、及檢測出金屬隔膜閥體33與空孔薄板41之間的氣體流路32內的壓力的流量控制用壓力檢測器42。放熱間隔件37是以invar材等所形成，即使高溫的氣體流動於氣體流路32，也會防止壓電驅動元件38形成耐熱溫度以上。
壓電驅動元件38的非通電時，閥棒容器35會藉由線圈彈簧40來推至圖2的下方，如圖2所示般，金屬隔膜閥體33會抵接於閥座31a，關閉氣體流路32。藉由通電至壓電驅動元件38，壓電驅動元件38會擴展，一旦藉由線圈彈簧40的彈性力來將閥棒容器35往圖2的上方舉起，則金屬隔膜閥體33會藉由自己彈性力來恢復成原來的倒碟形狀，而氣體流路32會開通。
流量控制裝置3是藉由流量控制用壓力檢測器42來檢測出空孔薄板41的至少上游側的氣體壓力，根據檢測出的壓力訊號，藉由壓電驅動元件38來使氣體流路32中介入的金屬製隔膜閥體33開閉，而進行流量控制。一旦空孔薄板41的上游側的絕對壓力形成空孔薄板41的下游側的絕對壓力的約2倍以上(臨界膨脹條件)，則通過空孔薄板41的微細孔的氣體會成為音速，由於不會形成音速以上的流速，因此其流量是只依賴微細孔上游側的壓力，通過空孔薄板41的微細孔的流量是利 用與壓力成比例的原理。另外，雖未圖示，但亦可空孔薄板41的微細孔下游側的壓力也檢測出，根據微細孔的上游側與下游側的差壓來控制流量。另外，空孔薄板41就圖示例而言是形成有流孔的流孔板，但空孔薄板41的孔是不限於流孔，只要是縮限流體的構造者即可。
間隔件區塊50會被連結至第3區塊體2c，閥區塊31會被連結至間隔件區塊50。以能跨越第3區塊體2c與間隔件區塊50的方式被固定的流路區塊51內的氣體流路52會使第3區塊體2c的氣體流路之第2氣體加熱室2c1與間隔件區塊50的氣體流路50a連通。間隔件區塊50的氣體流路50a是連通至閥區塊31的氣體流路32。
在閥區塊31的氣體流路32的金屬隔膜閥體33的上游位置設有壓力檢測器6，在氣化器2被氣化送往流量控制裝置3的氣體的壓力會藉由壓力檢測器6來檢測出。
壓力檢測器6之檢測出的壓力值的訊號(P0)是經常被送往控制裝置8，被監視。一旦氣化室2a2內的液體原料L因氣化而變少，則氣化器2的內部壓力會減少。一旦氣化室2a2內的液體原料L減少，氣化器2內的內部壓力減少，壓力檢測器6的檢測壓力到達預先被設定的設定值，則控制裝置8會僅預定時間開啟第1控制閥5後關閉，藉此將預定量的液體原料L供給至氣化室2a2。一旦預定量的液體原料L被供給至氣化室2a2內， 則液體原料L會氣化，藉此氣化器2內的氣體壓力會再度上昇，然後，液體原料L會變少，藉此再度氣化器2的內部壓力會減少。然後，一旦氣化器2的內部壓力到達設定值，則如前述般再度僅預定時間開啟第1控制閥5後關閉。藉由如此的控制順序，預定量的液體原料會逐次被補充於氣化室2a2。
被供給至氣化室2a2的液體原料L的最大水位會預先被設定，按照該最大水位來設定被供給至氣化室2a2的液體原料L的前述預定量。圖1所示的氣化室2a2的液體原料L的水位是表示設定最大水位。
在流量控制裝置3的下游側的氣體流路55設有停止閥56。
第1實施形態的氣化供給裝置1A是採用測定監視第1氣體加熱室2b1內的溫度之溫度檢測器，作為測定超過氣化器2內的預定量的液體原料的參數之液體檢測部7A。構成液體檢測部7A的溫度檢測器是可使用白金測溫電阻體、熱電對、熱敏電阻、或紅外線溫度計等的周知的溫度檢測器。圖示例是使用保護管中插入白金測溫電阻體的保護管式白金測溫電阻體。
在圖示例中，例如，氣化室2a2內的液體原料L的溫度是被保持於185℃，第1氣體加熱室2b1內的氣體溫度是被保持於195℃。假設若液體原料L從氣化室2a2內溢出而流入第1氣體加熱室2b1內，液體原料L接觸於構成液體檢測部7A的溫度檢測器，則依據該溫度檢 測器的測定溫度的降低，可檢測液體原料流入第1氣體加熱室2b1內的情形。
控制裝置8是經常監視來自構成液體檢測部7A的溫度檢測器的檢測溫度，當有上述溫度降低時，判定成液體原料L流入至第1氣體加熱室2b1，關閉第1控制閥5。此時，被程式化成即使壓力檢測器6的檢測訊號比前述設定值還降低，控制裝置8還是會關閉第1控制閥5。
因此，當液體原料L流入第1氣體加熱室2b1時，馬上第1控制閥5會被關閉。藉此，當液體原料L流入第1氣體加熱室2b1時，因壓力檢測器6誤作動等的某寫事故等而檢測壓力值比設定值還降低，也會因為第1控制閥5不開啟馬上被關閉，所以可防範從氣化器2往流量控制裝置3之氣體流路32內被液體原料充滿的狀態不佳於未然。
並且，一旦液體檢測部7A檢測到液體原料L而關閉第1控制閥5，則氣化器2內的液體原料L會被氣化而變無，停止往流量控制裝置3的原料氣體的供給。因此，此情況，判定壓力檢測器6異常，例如因製品壽命或經年劣化等造成發生異常。
構成液體檢測部7A的溫度檢測器是不限於第1氣體加熱室2b1，亦可配設在第2氣體加熱室2c1，或配置在比氣化室2a2的設定最大水位還上部空間。
圖3是表示本發明的氣化供給裝置的第2實 施形態。第2實施形態的氣化供給裝置1B是以測定超過氣化器2內的預定量的液體原料的參數的液體檢測部7B為測定氣化器2內的液面位準的變化的液面計的點為主，與上述第1實施形態不同，其他的構成是與上述第1實施形態同樣。
由於氣化器2內是處於高溫多溼的環境下，因此構成液體檢測部7B的液面計是可適用熱式液面計，該熱式液面計是利用熱放散常數在液相及氣相為不同的情形。
以下參照圖4及圖5來說明此種的熱式液面計的原理。熱式液面計是設置分別封入白金等的測溫電阻體R1、R2的2根保護管60、61，在一方的測溫電阻體R1是為了藉由自己發熱來將測溫電阻體R1保持於比周圍溫度還高溫，而流動比較大的定電流I1(加熱電流)，在另一方的測溫電阻體R2是以可測定周圍溫度的程度來流動可無視發熱的程度的大小的微小定電流I2(周圍溫度測定用電流)。
於是，流動大的電流I1的測溫電阻體R1雖發熱，但此時測溫電阻體處於液相L中時的熱放散常數是比處於氣相V中時的熱放散常數更大，因此處於氣相V中時的測溫電阻體的溫度與處於液相中時作比較變高。
而且，此情形是意思氣相中的測溫電阻體電阻值要比液相中的測溫電阻值更高，因此藉由看流動大的電流的測溫電阻體R1的電壓輸出與流動微小的電流的測 溫電阻體R2的電壓輸出的差分，可判別測溫電阻體為液面的上方或下方。亦即，當差分小時，可判斷測溫電阻體是處於比液面更下方，當差分大時，可判斷測溫電阻體是處於比液面更上方。
圖4是液面檢測電路的一例，在測溫電阻體R1，R2是經由定電流電路S1、S2來從電源Vcc供給定電流。在測溫電阻體R2是以可測定周圍溫度的程度來流動可無視發熱的大小的微小電流，在測溫電阻體R1是流動比測溫電阻體R2大的電流值的電流，設定成為了將測溫電阻體R1加熱成高溫而流動比較大的電流，在定電流電路S1是設定成流動比定電流電路S2大的電流。測溫電阻體R1的端子電壓V1及測溫電阻體R2的端子電壓V2會分別被輸入至差動放大電路D的反相輸入及非反相輸入，從差動放大電路D，相當於端子電壓V1，V2的差電壓(V1-V2)的電壓訊號會被輸入至比較器C。比較器C是將藉由分壓電阻器R3，R4所設定的基準電壓V3與前述差電壓作比較。
測溫電阻體R1處於液相中時，測溫電阻體R1是對於周圍溫度的溫度上昇要比氣相中的溫度上昇來得小。其結果，相當於與從同處於液相中的測溫電阻體R2發出之對應於周圍溫度的大小的電壓訊號的差之來自作動放大電路D的輸出電壓會形成比基準電壓小，比較器C的輸出是形成低位準。另一方面，一旦液面下降，測溫電阻體R1露出於氣相中，則因為對於周圍溫度的溫度上 昇會形成氣相中的溫度上昇，所以相當於與從同處於氣相中的測溫電阻體R2發出之對應於周圍溫度的大小的電壓訊號的差之差動放大電路D的輸出電壓會形成比基準電壓大，比較器C的輸出是成為高位準。被判別成，比較器C的輸出為高位準時，測溫電阻體R1，R2為處於氣相中，比較器C的輸出為低位準時，測溫電阻體R1，R2為處於液相中。
只要測定端子電壓V1，V2，便可藉由歐姆的法則來從電流值I1、I2求取測溫電阻體R1，R2的電阻值，只要測溫電阻體R1，R2的電阻值得知，且若測溫電阻體R1，R2對於溫度的電阻變化率為既知，則便可導出測溫電阻體R1，R2的溫度。因此，在液面檢測電路中，取代測溫電阻體R1、R2的電壓輸出的比較，而藉由比較測溫電阻體R1，R2的電阻值也可判別，或利用測溫電阻體R1，R2對於溫度的電阻變化率，由各個的電阻值來測定測溫電阻體R1，R2的溫度，藉由比較該等的溫度也可判別。另外，白金時，0℃，100Ω，每上昇1℃，電阻值上昇0.39Ω。
若再度參照圖3，則在第2實施形態的氣化供給裝置1B中，構成液體檢測部7B的液面計的2根保護管60、61是被配設於第1氣體加熱室2b1內。另外，第2實施形態是將保護管60、61設置在第1氣體加熱室2b1內，藉此加熱促進體2b3會形成比上述第1實施形態還短。
被封入保護管60，61的測溫電阻體是可適用白金測溫電阻體，但亦可使用其他周知的測溫電阻體。保護管60、61在第2實施形態中是被設置於鉛直方向，但亦可設在於水平方向。
當構成液體檢測部7B的液面計檢測到液體原料L流入第1氣體加熱室2b1內的情形時，控制裝置8是與上述第1實施形態同樣，不管來自壓力檢測器6的檢測壓力值，控制成關閉第1控制閥5。
構成液體檢測部7B的液面計是不限於第1氣體加熱室2b1內，亦可設在氣化室2a2或第2氣體加熱室2c1。又，液面計是不限於熱式液面計，亦可採用雷射液面計、超音波液面計、其他周知的液面計。另外，在本發明中，液面計的「測定」是除了如上述第2實施形態般測定液體原料L的液面位準從最大設定水位往保護管60，61的檢測位準移行的變化的情況以外，還包含測定液體原料L的液面位準與液面計的距離的情況。
參照圖6來說明有關本發明的氣化供給裝置的第3實施形態。第3實施形態的氣化供給裝置1C是測定超過氣化器2內的預定量的液體原料的參數之液體檢測部7C為測定重量的荷重元的點與上述第1實施形態不同，其他的構成是與上述第1實施形態同樣。
構成液體檢測部7C的荷重元是可採用使壓電元件內藏的板狀的荷重元，被配置於第1氣體加熱室2b1的底部。另外，在第3實施形態中，設在第1實施形態的 第1氣體加熱室2b1內的加熱促進體2b3會被省略。一旦液體原料L流入第1氣體加熱室2b1內，則以荷重元所構成的液體檢測部7C的檢測重量會增加，可檢測出液體原料L流入至第1氣體加熱室2b1內的情形。控制裝置8是一旦以荷重元所構成的液體檢測部7C檢測出流入第1氣體加熱室2b1內的液體原料L，則與上述第1實施形態同樣，不管來自壓力檢測器6的檢測壓力值，控制成關閉第1控制閥5。
構成液體檢測部7的荷重元是不限於第1氣體加熱室2b1內，亦可配設在氣化室2a2的底、或第2氣體加熱室2c1的底。
其次，參照圖7來說明有關本發明的氣化供給裝置的第4實施形態。第4實施形態的氣化供給裝置1D是取代第1實施形態的流路區塊51，而具備在氣化器2與流量控制裝置3之間的氣體流路52中介入的第2控制閥70。
控制裝置8是當液體檢測部7A檢測到液體原料L時，控制成關閉第2控制閥70。
控制裝置8是在一形態中，當液體檢測部7A檢測到液體原料L時，與上述第1實施形態同樣不管壓力檢測器6的檢測壓力，將第1控制閥5也關閉。亦即，此情況，控制裝置8是當液體檢測部7A檢測到液體原料L時，控制成馬上關閉第1控制閥5及第2控制閥70的雙方。
或，控制裝置8是在其他的一形態中，當液體檢測部7A檢測到液體原料L時，對第1控制閥5是發送根據液體檢測部7A的檢測訊號的控制指令，只將第2控制閥70控制成關閉。亦即，此情況，液體檢測部7A的檢測訊號是只被用在第2控制閥70的開閉控制。此情況，第1控制閥5是根據壓力檢測器6的檢測訊號來與以往同樣控制。
第2控制閥70是被配置於氣化器2的下游部，藉此當有超過往氣化器2內的液體原料L的設定限度之流入時，可防範液體原料L從氣化器2流入至外側的氣體流路32於未然。
在上述第4實施形態中，採用上述第1實施形態的溫度檢測器之液體檢測部7A，但亦可取代溫度檢測器，而採用以上述第2實施形態的液面計所構成的液體檢測部7B、或以上述第3實施形態的荷重元所構成的液體檢測部7C。
在上述第1~第4實施形態中，作為液體檢測部所測定的液體之參數，是舉溫度、液面位準、及重量為例，但液體檢測部所測定的液體之參數是只要為可檢測超過預定量而流入氣化器內的液體之參數即可，亦可為其他的參數。
本發明是不限於上述實施形態，亦可在不脫離本發明的主旨範圍中採用各種的形態。

Claims (7)

  1. 一種氣化供給裝置，其特徵係具備：氣化器，其係將液體加熱而使氣化；流量控制裝置，其係控制從前述氣化器送出的氣體的流量；第1控制閥，其係在往前述氣化器的液體的供給路中介入；壓力檢測器，其係用以檢測出在前述氣化器被氣化送往前述流量控制裝置的氣體的壓力；液體檢測部，其係測定超過前述氣化器內的預定量的液體的參數；及控制裝置，其係以能夠根據前述壓力檢測器之檢測出的壓力值來對前述氣化器供給預定量的液體之方式控制前述第1控制閥，且在前述液體檢測部檢測到超過預定量而流入前述氣化器內的液體時，控制成關閉前述第1控制閥，更具備：在前述氣化器與前述流量控制裝置之間的氣體流路中介入的第2控制閥，前述控制裝置，在前述液體檢測部檢測到超過預定量而流入前述氣化器內的液體時，控制成關閉前述第1控制閥，且關閉前述第2控制閥。
  2. 一種氣化供給裝置，其特徵係具備：氣化器，其係將液體加熱而使氣化；流量控制裝置，其係控制從前述氣化器送出的氣體的流量；第1控制閥，其係在往前述氣化器的液體的供給路中介入；壓力檢測器，其係用以檢測出在前述氣化器被氣化送往前述流量控制裝置的氣體的壓力；第2控制閥，其係在前述氣化器與前述流量控制裝置之間的氣體流路中介入；液體檢測部，其係測定超過前述氣化器內的預定量的液體的參數；及控制裝置，其係以能夠根據前述壓力檢測器之檢測出的壓力值來對前述氣化器供給預定量的液體之方式控制前述第1控制閥，且當前述液體檢測部檢測到超過預定量而流入前述氣化器內的液體時，控制成關閉前述第2控制閥。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之氣化供給裝置，其中，前述液體檢測部為溫度檢測器。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之氣化供給裝置，其中，前述液體檢測部為液面計。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之氣化供給裝置，其中，前述液體檢測部為荷重元。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之氣化供給裝置，其中，前述氣化器具備氣化室，且在該氣化室配設有前述液體檢測部。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之氣化供給裝置，其中，前述氣化器具備氣化室及連通至該氣化室的氣體加熱室，在前述氣體加熱室配設有前述液體檢測部。
TW105112439A 2015-04-30 2016-04-21 Gasification supply device TWI632609B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-093494 2015-04-30
JP2015093494A JP6578125B2 (ja) 2015-04-30 2015-04-30 気化供給装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201705279A TW201705279A (zh) 2017-02-01
TWI632609B true TWI632609B (zh) 2018-08-11

Family

ID=57199662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW105112439A TWI632609B (zh) 2015-04-30 2016-04-21 Gasification supply device

Country Status (6)

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

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110914470A (zh) 2017-07-25 2020-03-24 株式会社富士金 流体控制装置
US20200149162A1 (en) 2017-07-25 2020-05-14 Fujikin Incorporated Fluid control device
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
KR20240024359A (ko) 2019-08-30 2024-02-23 가부시키가이샤 후지킨 다이어프램 밸브
US11976356B2 (en) 2019-09-19 2024-05-07 Fujikin Incorporated Vaporized feed device
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
US20230002900A1 (en) * 2019-12-16 2023-01-05 Fujikin Incorporated Vaporization supply method and vaporization supply device
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
US20230349041A1 (en) * 2020-07-27 2023-11-02 Jiangsu Favored Nanotechnology Co., Ltd. Raw material gasification device, film coating device, film coating apparatus and feeding method therefor
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
KR20230042729A (ko) * 2020-10-31 2023-03-29 가부시키가이샤 후지킨 가스 공급 시스템 및 가스 공급 방법
WO2022190711A1 (ja) * 2021-03-11 2022-09-15 株式会社フジキン 気化器および気化供給装置
JP7461686B2 (ja) 2021-04-01 2024-04-04 株式会社フジキン 制御器及び気化供給装置

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
TW200946811A (en) * 2008-04-01 2009-11-16 Fujikin Kk Gas supply device equipped with carburetor

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
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
JP2014006151A (ja) 2012-06-25 2014-01-16 Taiyo Nippon Sanso Corp 液体材料有無検知方法
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
TW200946811A (en) * 2008-04-01 2009-11-16 Fujikin Kk Gas supply device equipped with carburetor

Also Published As

Publication number Publication date
TW201705279A (zh) 2017-02-01
JP2016211021A (ja) 2016-12-15
US10646844B2 (en) 2020-05-12
CN107532298A (zh) 2018-01-02
KR20170088416A (ko) 2017-08-01
US20180071702A1 (en) 2018-03-15
JP6578125B2 (ja) 2019-09-18
CN107532298B (zh) 2019-07-26
KR101962659B1 (ko) 2019-03-27
WO2016174832A1 (ja) 2016-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI632609B (zh) Gasification supply device
TWI417697B (zh) 質流控制器之熱虹吸補償
TWI437402B (zh) Pressure flow control device
TWI521190B (zh) 質流控制器
KR101930303B1 (ko) 액면계 및 액체 원료 기화 공급 장치
US20140216339A1 (en) Raw material vaporizing and supplying apparatus
JP2016211021A5 (zh)
KR102363117B1 (ko) 유체 제어 장치
US10240233B2 (en) Heating vaporization system and heating vaporization method
JP2016095212A5 (zh)
EP3271655B1 (en) Device and method for mixing combustible gas and combustion air, hot water installation provided therewith, corresponding thermal mass flow sensor and method for measuring a mass flow rate of a gas flow
US20210405667A1 (en) Mass flow control system, and semiconductor manufacturing equipment and vaporizer including the system
KR0145188B1 (ko) 액체재료기화공급장치
JP2016017844A (ja) 流量計および補正値算出方法