CN105714271B

CN105714271B - 汽化系统

Info

Publication number: CN105714271B
Application number: CN201510794900.2A
Authority: CN
Inventors: 田口明広; 滨田昌资; 矢田秀贵
Original assignee: Horiba Stec Co Ltd
Current assignee: Horiba Stec Co Ltd
Priority date: 2014-12-22
Filing date: 2015-11-18
Publication date: 2020-07-31
Anticipated expiration: 2035-11-18
Also published as: US9982883B2; JP2016122841A; KR20160076430A; TW201630054A; CN105714271A; TWI684204B; JP6577860B2; US20160178193A1; KR102371902B1

Abstract

本发明提供一种小型化的汽化系统，不必在汽化器的内部形成用于安装流量控制设备的流道，并取消了汽化系统中的配管。所述汽化系统包括：使液体材料汽化的汽化器(21)；控制向所述汽化器(21)的液体材料供给量的供给量控制设备(22)；以及歧管块(B)，其内部形成有流道，并且具有安装所述汽化器(21)和所述供给量控制设备(22)的设备安装面(B1x)，所述汽化器(21)和所述供给量控制设备(22)通过安装到所述设备安装面(B1x)上、借助所述流道R1～R4彼此连接。

Description

汽化系统

技术领域

本发明涉及使液体材料汽化的汽化系统。

背景技术

以往，例如作为生成成膜工序等半导体制造工序中所用的气体的装置，使用将液体材料汽化的汽化系统。

例如专利文献1(日本专利公开公报特开2003-273026号)所示，所述汽化系统具备储存液体材料并加热所述液体材料使其汽化的汽化器，以及控制向所述汽化器供给的液体材料供给量的供给量控制设备(例如质量流控制器和流量控制阀等)。

可是，由于所述汽化器和所述供给量控制设备通过配管连接，所以因上述配管使汽化系统难以小型化。此外，虽然考虑了利用配管的长度来减小汽化系统的长度尺寸、而在所述汽化器的上部装载所述供给量控制设备的结构，但是这需要将配管在汽化系统内弯折，从而使汽化系统的结构复杂化。

另外，如专利文献2(国际公开第2010/101077号)所示，也考虑了通过在汽化器的汽化罐的侧壁上直接安装流量控制阀(供给量控制设备)、并将所述汽化罐安装在气体面板上的结构。可是，所述结构中，需要在汽化罐的侧壁上设置流量控制阀、并形成用于控制流量的复杂的流道。此外，拆下汽化罐时，也需要拆下流量控制阀，使更换作业等变得繁复。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的主要目的是提供一种小型化的汽化系统，不必在汽化器的内部形成用于安装供给量控制设备的流道，并可取消汽化系统中的配管。

即本发明的汽化系统包括：使液体材料汽化的汽化器；控制向所述汽化器的液体材料供给量的供给量控制设备；以及歧管块，所述歧管块呈长条状，在所述歧管块的长边方向一端侧设置有导入口且在长边方向的另一端侧设置有导出口，所述歧管块的内部形成有内部流道，所述歧管块的一面呈具有长边方向的矩形，并且将所述一面作为安装所述汽化器和所述供给量控制设备的设备安装面，所述汽化器和所述供给量控制设备沿着长边方向配置，通过在所述设备安装面上安装所述供给量控制设备和所述汽化器，从设置了所述导入口的上游侧按照所述供给量控制设备和所述汽化器的顺序由所述内部流道串联连接。

按照上述结构，通过在歧管块的设备安装面上安装汽化器和供给量控制设备，由于上述设备借助歧管块的流道连接，所以能够取消汽化器和供给量控制设备之间的配管，从而使汽化系统小型化。此外，因为汽化器和供给量控制设备分别安装在设备安装面上，所以不必在汽化器的内部形成用于安装供给量控制设备的流道，可以简化汽化器的结构。而且，能够使汽化器和供给量控制设备在歧管块上单独拆卸，可以简化更换作业等。此外，由于将汽化器和供给量控制设备安装在歧管块上，所以能够将汽化系统组装入其他的气体面板。

本发明的汽化系统优选还具备把供给所述汽化器的液体材料预热到规定的温度的预热器，所述预热器通过安装到所述设备安装面上，借助所述流道与所述汽化器和所述供给量控制设备连接。

按照所述结构，由于对供给汽化器的液体材料进行预热，因此不会使汽化器的加热器大型化，从而可以使汽化器小型化。此外，通过将预热器安装在设备安装面上，由于所述预热器借助流道与所述汽化器和所述供给量控制设备连接，所以不需要具有预热器的汽化系统的配管，可以使所述汽化系统小型化。

本发明的汽化系统优选还包括：流体检测设备，检测有关由所述汽化器生成的汽化气体的流量的物理量；以及控制由所述汽化器生成的汽化气体的流量的流量控制阀，所述流体检测设备和所述流量控制阀通过安装在所述设备安装面上，借助所述流道与所述汽化器连接。

按照所述结构，通过在歧管块上安装流体检测设备和流量控制阀，在使汽化系统保持汽化气体的流量控制功能的同时，可以取消汽化器、流量检测设备和流量控制阀之间的配管，从而使所述汽化系统小型化。

本发明的汽化系统优选所述歧管块通过连接第一主体单元和第二主体单元构成，且所述第一主体单元安装有所述汽化器和所述供给量控制设备，所述第二主体单元安装有所述流体检测设备和所述流量控制阀。

按照所述结构，由于歧管块是分为所述第一主体单元和所述第二主体单元的结构，所以相比歧管块由单个单元构成的情况，可以容易形成流道。

本发明的汽化系统优选所述第一主体单元上设有加热所述第一主体单元的第一加热器，所述第二主体单元上设有加热所述第二主体单元的第二加热器。

按照所述结构，由于第一主体单元和第二主体单元分别设有加热器，所以能够将第一主体单元和第二主体单元分别控制在最佳的温度，可以提高汽化效率，并且能够防止汽化气体的再液化。此时，优选将第二主体单元设为比第一主体单元温度高的状态。此外，由于将歧管块分为第一主体单元和第二主体单元，所以用于插入加热器的孔的加工变得容易。

按照上述结构的本发明，通过在歧管块的设备安装面上安装汽化器和供给量控制设备，由于上述设备借助歧管块的流道连接，所以不用在汽化器的内部形成用于安装供给量控制设备的流道，可取消汽化系统中的配管，从而可以使汽化系统小型化。

附图说明

图1是表示本实施方式的汽化系统的结构的示意图。

图2是上述实施方式的主体单元(第一主体单元和第二主体单元)的、从设备安装面观察的平面图。

附图标记说明

100 汽化系统

B 主体单元(歧管块)

B1 第一主体单元

B1x 设备安装面

H1 第一加热器

B2 第二主体单元

B2x 设备安装面

H2 第二加热器

2 汽化部

21 汽化器

22 供给量控制设备

23 预热器

3 质量流控制器

31 流体检测设备

32 流量控制阀

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的汽化系统的一个实施方式。

本实施方式的汽化系统100用于组装到例如半导体生产线等中、向进行半导体制造工序的腔室供给规定流量的气体，如图1所示，汽化系统100具备：使液体原料汽化的汽化部2；以及控制由所述汽化部2汽化的、气体的流量的质量流控制器3。

所述汽化部2具备：通过热烘方式使液体材料汽化的汽化器21；控制向所述汽化器21的液体材料供给量的供给量控制设备22；以及将供给到所述汽化器21中的液体材料预热到规定的温度的预热器23。

上述汽化器21、供给量控制设备22和预热器23，安装在设备安装面B1x上，所述安装面B1x设定于内部形成流道的歧管块亦即主体单元B1(以下，称第一主体单元B1)的一面上。这里第一主体单元B1是例如不锈钢等金属制品，呈具有长边方向的大体柱状(具体为大致长方体形状)，所述设备安装面B1x是呈具有长边方向的矩形的面。另外，本实施方式的第一主体单元B1，以其长边方向朝向上下方向(垂直方向)的方式设置在半导体生产线等上。

具体地，所述预热器23、所述供给流量控制设备22和所述汽化器21，在所述设备安装面B1x上沿长边方向安装成一列。此外，所述预热器23、所述供给流量控制设备22和所述汽化器21，从上游侧依次由所述第一主体单元B1内形成的内部流道(R1～R4)串联连接。另外，第一主体单元B1的内部，设有用于加热流过所述内部流道(R1～R4)的液体材料的加热器H1。此外，第一主体单元B1的内部流道R1的上游侧开口，与第一主体单元B1的长边方向一端面上设置的液体材料导入口P1连接。

所述汽化器21具有：内部具有储存液体材料的空间的、作为汽化罐的储存容器211；以及设置在所述储存容器211上、用以使液体材料汽化的汽化加热器212。

所述储存容器211具有安装在所述第一主体单元B1的设备安装面B1x上的被安装面211x。本实施方式的储存容器211例如呈具有长边方向的大体柱状，长边方向一端面成为所述被安装面211x，具体呈大体长方体形状。而且，本实施方式的储存容器211，以其长边方向朝向水平方向的方式设置在半导体生产线等上。

在所述被安装面211x上形成用于导入来自第一主体单元B1的内部流道R3的、液体材料的导入口，以及用于将汽化后的气体向第一主体单元B1的内部流道R4导出的导出口。而且，通过将所述储存容器211的被安装面211x安装到所述第一主体单元B1的设备安装面B1x上，被安装面211x上形成的导入口，与设备安装面B1x上形成的内部流道R3的开口(下游侧开口)连通，被安装面211x上形成的导出口，与设备安装面B1x上形成的内部流道R4的开口(上游侧开口)连通。

此外，所述储存容器211上设有用于检测储存的液体材料的储存量的液面传感器213。本实施方式的液面传感器213设置为从储存容器211的上壁插入内部。

所述汽化加热器212插入设置在所述储存容器211的壁部(例如下壁部)上，具体地，从和所述安装面211x相反一侧的面(长边方向另一端面)朝向第一主体单元B1(沿长边方向)插入设置。

供给量控制设备22是控制向所述汽化器21的液体材料供给流量的控制阀，本实施方式中为电磁开关阀。所述电磁开关阀22以覆盖所述第一主体单元B1的设备安装面B1x上形成的、内部流道R2的开口(下游侧开口)和内部流道R3的开口(上游侧开口)的方式安装。具体地，电磁开关阀22的未图示的阀体将所述设备安装面B1x上形成的内部流道R2的开口(下游侧开口)和内部流道R3的开口(上游侧开口)敞开或堵塞。

而且，未图示的控制设备根据来自所述储存容器211上设置的液面传感器213的检测信号，以使所述储存容器211中储存的液体材料始终为规定量的方式、对所述电磁开关阀22进行接通/断开控制。这样，在汽化运转中，间歇性向汽化器21供给液体材料。这里，通过利用接通/断开控制进行间歇性供给、来控制液体材料的供给流量，相比用质量流控制器等、连续性控制液体材料的供给流量的结构，可以使汽化部2更小型化。

预热器23具有内部形成液体材料流通的流道的预热单元231，以及设置在所述预热单元231上、用于预热液体材料的预热加热器232。利用所述预热器23，将液体材料加热到即将汽化前的温度(不足沸点)。

所述预热单元231具有向所述第一主体单元B1安装的被安装面231x。本实施方式的预热单元231例如呈具有长边方向的大体柱状，长边方向一端面成为所述安装面231x，具体呈大致长方体形状。而且，本实施方式的预热单元231以其长边方向朝向水平方向的方式、设置在半导体生产线等上。此外，在预热单元231上从其长边方向另一端面的中央部沿长边方向上，形成用于插入预热加热器232的插入孔。

所述被安装面231x上形成用于导入来自第一主体单元B1的内部流道R1的液体材料的导入口，以及用于将预热后的液体材料向第一主体单元B1的内部流道R2导出的导出口。而且，通过将所述预热单元231的被安装面231x安装到所述第一主体单元B1的设备安装面B1x上，被安装面231x上形成的导入口，与设备安装面B1x上形成的流道R1的开口(下游侧开口)连通，被安装面231x上形成的导出口，与设备安装面B1x上形成的流道R2的开口(上游侧开口)连通。

所述预热加热器232通过插入所述预热单元231上形成的插入孔，在所述预热单元231中从和所述被安装面231x相反一侧的面(长边方向另一端面)朝向第一主体单元B1(沿长边方向)设置。

在所述预热单元231中，所述液体材料流通的流道包括：沿所述长边方向形成的多个长边方向流道部；以及沿垂直所述长边方向的短边方向形成、将所述长边方向流道部的各端部彼此连接的短边方向流道部。而且，利用这些长边方向流道部和短边方向流道部，在所述预热单元231的内部以包裹预热加热器232周围的方式、在长边方向一端和另一端之间形成一次或多次往返的流道。

利用如上所述结构的汽化部2，从液体材料导入口P1导入的液体材料，流过预热器23的预热单元231的流道，被预热到规定温度。被所述预热器23预热过的液体材料，利用作为供给量控制设备的电磁开关阀22的接通/断开控制，被间歇性导入汽化器21。而后，汽化器21成为始终储存有液体材料的状态，不受电磁开关阀22的接通/断开控制影响，所述液体材料被汽化且连续生成所述汽化气体，并连续向质量流控制器3导出。

接着，说明质量流控制器3。

质量流控制器3具备用以检测流过流道的汽化气体的流体检测设备31，以及控制流过流道的汽化气体的流量的流量控制阀32。另外，流体检测设备31包括：检测设置在流道上的流阻313上游侧的压力的、例如静电容量型的第一压力传感器311，以及检测所述流阻313下游侧的压力的、例如静电容量型的第二压力传感器312。此外，控制所述汽化器21生成的汽化气体的流量的控制阀，在本实施方式中是压电阀门。

上述流体检测设备31和流量控制阀32，安装在设备安装面B2x上，所述设备安装面B2x设置在内部形成流道的作为歧管块的、主体单元B2(以下，称第二主体单元B2)的一面上。这里第二主体单元B2例如为不锈钢等金属制品，呈具有长边方向的大体长方体形状，所述设备安装面B2x是呈具有长边方向的矩形的面。另外，第二主体单元B2的设备安装面B2x的宽度尺寸，和所述第一主体单元B1的设备安装面B1x的宽度尺寸相同。

具体地，所述流量控制阀32和所述流体检测设备31，在所述设备安装面B2x上沿其长边方向安装成一列。此外，所述流量控制阀32和所述流体检测设备31，从上游侧依次由所述第二主体单元B2上形成的内部流道(R5，R6)串联连接。另外，本实施方式中，流量控制阀32的上游侧，设有上游侧压力传感器34和开关阀35。此外，第二主体单元B2的内部，设有用于加热流过所述内部流道(R5，R6)的气体的加热器H2。而且，第二主体单元B2的内部流道R6的下游侧开口，与第二主体单元B2的长边方向另一端面上设置的汽化气体导出口P2连接。

而后，质量流控制器3的第二主体单元B2，与所述汽化部2的第一主体单元B1通过螺钉等连接后形成主体单元B。所述主体单元B以液体材料导入口P1位于下侧、汽化气体导出口P2位于上侧的方式，将其长边方向朝向上下方向(铅垂方向)设置在半导体生产线等上。此外，所述主体单元B上安装有箱体C，所述箱体C收容所述主体单元B的一面上安装的设备。另外，附图标记CN代表用于连接外部的控制设备的连接器。

此外，在所述主体单元B中，所述主体单元B上安装的设备21～23、31～35中，一部分的设备锯齿状配置。具体如图2所示，安装在所述第二主体单元B2上的上游侧压力传感器34，相对于所述汽化器21和所述开关阀35、在宽度方向上错开呈锯齿状配置。具体地，向上游侧压力传感器34导入流体的流体导入通道，从液体材料导入口P1观察时相对于设备安装面B2x倾斜形成。这样，在和汽化器21上设置的液面传感器213不发生干涉的同时，可以使汽化系统100在长边方向上小型化。另外，还可以将全部设备锯齿状配置。

按照本实施方式的汽化系统100，通过在第一主体单元B1的设备安装面B1x上安装汽化器21和供给量控制设备22，由于上述设备借助第一主体单元B1的流道R1～R4彼此连接，所以能够取消汽化器21和供给量控制设备22之间的配管，可以使汽化系统100小型化。此外，由于汽化器21和供给量控制设备22分别安装在设备安装面B1x上，所以不必在汽化器21的内部形成用于安装供给量控制设备22的流道，可以简化汽化器21的结构。而且，汽化器21和供给量控制设备22能够在第一主体单元B1上单独拆卸，可以简化更换作业等。此外，因为在第一主体单元B1上安装汽化器21和供给量控制设备22，所以能够将汽化系统100组装入其他的气体面板。

此外，按照本实施方式，由于利用预热器23预热向汽化器21供给的液体材料，所以不会使汽化器21的加热器212大型化，从而可以使汽化器21小型化。而且，因为由预热器23预热液体材料，所以即使向储存容器(汽化罐)211断续性供给液体材料，储存容器211的温度变化也很小，尽管是小型的汽化系统100也能稳定地实现大流量汽化。此外，由于通过将预热器23安装到设备安装面B1x上，所述预热器23借助流道R1～R4与汽化器21和供给量控制设备22连接，所以能取消具有预热器23的、汽化系统100的配管，可以使所述汽化系统100小型化。

而且按照本实施方式，通过在主体单元B上安装流体检测设备31和流量控制阀32，在使汽化系统100保持汽化气体的流量控制功能的同时，可以取消汽化器21、流体检测设备31和流量控制阀32之间的配管，使所述汽化系统100小型化。这里，由于主体单元B分为第一主体单元B1和第二主体单元B2，所以相比主体单元B由单个单元构成的情况，可以容易地形成流道。此外，由于第一主体单元B1和第二主体单元B2上分别设有加热器H1、H2，所以能够将第一主体单元B1和第二主体单元B2分别控制在最佳的温度，从而可以提高汽化效率，并且能够防止汽化气体的再液化。此时，优选第二主体单元B2比第一主体单元B1温度高。此外，由于将主体单元B分为第一主体单元B1和第二主体单元B2，所以用于插入加热器H1、H2的孔的加工变得容易。

此外，由于构成所述汽化部2的汽化器21和供给量控制设备22，安装在歧管块的第一主体单元B1上，所以消除了配管接头等配管连接，可以使汽化部2小型化。此外，利用所述小型化，在第一主体单元B1上装载以往在用户侧准备的预热器23，作为具有预热器23的汽化部2也能实现小型化。而且，可以将汽化部2作为单个单元的气体面板处理。

另外，本发明不限于上述实施方式。

例如，在上述实施方式中主体单元通过第一主体单元和第二主体单元连接构成，但是也可以由单个单元构成。此时，可以将主体单元上设置的加热器H1和加热器H2也由单个加热器构成。而且，通过使所述单个加热器内温度不同，可以将质量流控制器3侧的温度控制为高于汽化部2侧的温度等。例如，通过在单个加热器的内部使电阻值变化，可以实现上述控制。此外，通过使单个加热器和质量流控制器3侧的设备安装面之间的距离，与单个加热器和汽化部2侧的设备安装面之间的距离彼此不同，可以将质量流控制器3侧的温度控制为比汽化部2侧温度高等。

此外，上述实施方式的汽化系统也可以没有质量流控制器，只要至少具有汽化器和供给量控制设备即可。

而且，虽然上述实施方式的汽化系统是将汽化部和质量流控制器收容在单个箱体中的一体型结构，也可以将汽化部和质量流控制器分开，并使汽化部的主体单元和质量流控制器的主体单元与连接配管连接。

虽然上述实施方式中主体单元B(B1，B2)以其长边方向朝向上下方向(铅垂方向)的方式设置，但是也能以所述长边方向朝向左右方向(水平方向)的方式设置。

此外，本发明不限于上述实施方式，在不脱离其发明思想的范围内可以进行各种变形。

Claims

1.一种汽化系统，其特征在于包括：

使液体材料汽化的汽化器；

控制向所述汽化器的液体材料供给量的供给量控制设备；以及

歧管块，所述歧管块呈长条状，在所述歧管块的长边方向一端侧设置有导入口且在长边方向的另一端侧设置有导出口，所述歧管块的内部形成有内部流道，所述歧管块的一面呈具有长边方向的矩形，并且将所述一面作为安装所述汽化器和所述供给量控制设备的设备安装面，

所述汽化器和所述供给量控制设备沿着长边方向配置，

通过在所述设备安装面上安装所述供给量控制设备和所述汽化器，从设置了所述导入口的上游侧按照所述供给量控制设备和所述汽化器的顺序由所述内部流道串联连接。

2.根据权利要求1所述的汽化系统，其特征在于，

还具备把供给所述汽化器的液体材料预热到规定的温度的预热器，

所述预热器通过安装到所述设备安装面上，借助所述内部流道与所述汽化器和所述供给量控制设备连接。

3.根据权利要求1所述的汽化系统，其特征在于，还包括：

流体检测设备，检测有关由所述汽化器生成的汽化气体的流量的物理量；以及

流量控制阀，控制由所述汽化器生成的汽化气体的流量，

所述流体检测设备和所述流量控制阀通过安装在所述设备安装面上，借助所述内部流道与所述汽化器连接。

4.根据权利要求3所述的汽化系统，其特征在于，所述歧管块通过连接第一主体单元和第二主体单元构成，所述第一主体单元安装有所述汽化器和所述供给量控制设备，所述第二主体单元安装有所述流体检测设备和所述流量控制阀。

5.根据权利要求4所述的汽化系统，其特征在于，

所述第一主体单元上设有加热所述第一主体单元的第一加热器，

所述第二主体单元上设有加热所述第二主体单元的第二加热器。

6.根据权利要求1所述的汽化系统，其特征在于，

所述汽化器的内部设有用于检测所述液体材料的液位的液面传感器，

通过对应所述液面传感器检测的液体材料的液位，间歇打开所述供给量控制设备、向所述汽化器供给所述液体材料，进行连续汽化。