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JP2021169847A - Gas supply device - Google Patents

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JP2021169847A
JP2021169847A JP2020073622A JP2020073622A JP2021169847A JP 2021169847 A JP2021169847 A JP 2021169847A JP 2020073622 A JP2020073622 A JP 2020073622A JP 2020073622 A JP2020073622 A JP 2020073622A JP 2021169847 A JP2021169847 A JP 2021169847A
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liquid
gas
tank
supply device
liquid container
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JP2020073622A
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卓也 石松
Takuya Ishimatsu
亨明 峰原
Komei MINEHARA
健太 深井
Kenta FUKAI
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Shinwa Controls Co Ltd
Original Assignee
Shinwa Controls Co Ltd
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

To provide a gas supply device that can improve accuracy of controlling a gas supply amount to be gasified from liquid, thereby improving accuracy of controlling gas concentration (such as humidity) when generating a mixed gas by mixing two or more types of gasses, for example.SOLUTION: A gas supply device 1 includes: a tank 10 for storing liquid; a liquid heater 20 for heating liquid W stored in the tank 10; and a liquid level maintenance mechanism 30 for always maintaining a liquid level height Wa of the liquid W stored in the tank 10 to a predetermined height H. The gas supply device 1 causes a processing gas which is gasified from the liquid W by the heat of the liquid heater 20 to flow out to the outside of the tank 10 and supplies the gas to a supply object space or supply object T.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、例えば半導体製造プロセス等に利用されるガス供給装置に関する。 The present invention relates to a gas supply device used in, for example, a semiconductor manufacturing process.

半導体製造プロセスでは種々の処理でガスが利用される。例えば成膜処理では、一般に材料ガスとキャリアガスとの混合ガスが利用される。また、異物の洗浄及び除去処理でも材料ガスとキャリアガスとの混合ガスが利用されることがある。 Gas is used in various processes in the semiconductor manufacturing process. For example, in the film forming process, a mixed gas of a material gas and a carrier gas is generally used. In addition, a mixed gas of a material gas and a carrier gas may be used for cleaning and removing foreign substances.

ガスを供給する装置としては従来から種々のものが提案されており、例えば特許文献１は成膜処理で利用される混合ガスの供給装置を開示し、特許文献２は除去処理で利用される混合ガスの供給装置を開示する。 Various devices have been conventionally proposed for supplying gas. For example, Patent Document 1 discloses a mixed gas supply device used in a film forming process, and Patent Document 2 discloses a mixing device used in a removal process. Disclose the gas supply device.

またクリーンルームでは内部空間の温度の一定化とともに湿度の一定化が望まれる場合がある。このような場合に、ガスとしての水蒸気を生成するガス供給装置が空気調和装置とともに用いられることがある。このような構成では、空調された空気に所望の量の水蒸気を混合させてクリーンルームに供給することにより、クリーンルームの湿度を制御できる。 Further, in a clean room, it may be desired to keep the temperature of the internal space constant and the humidity constant. In such a case, a gas supply device that produces water vapor as a gas may be used together with an air conditioner. In such a configuration, the humidity of the clean room can be controlled by mixing the conditioned air with a desired amount of water vapor and supplying it to the clean room.

特開２０１９−９２１０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-9210 特開２０１３−１４５８８７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-145878

半導体製造プロセス用のガス供給装置では、供給するガスの供給量を所望の量に精度良く制御することが強く望まれる場合がある。 In a gas supply device for a semiconductor manufacturing process, it may be strongly desired to accurately control the supply amount of the supplied gas to a desired amount.

本発明は上記事情に着目してなされたものであり、液体から気化させるガスの供給量の制御精度を向上でき、これにより、例えば２種以上のガスを混合させて混合ガスを生成する際のガス濃度（例えば湿度）の制御精度を向上できるガス供給装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to the above circumstances, and can improve the control accuracy of the supply amount of the gas vaporized from the liquid, whereby, for example, when two or more kinds of gases are mixed to generate a mixed gas. An object of the present invention is to provide a gas supply device capable of improving the control accuracy of a gas concentration (for example, humidity).

本発明の一実施の形態にかかるガス供給装置は、液体を貯留する液体容器と、前記液体容器に貯留された前記液体を加熱する液体用ヒータと、前記液体容器に貯留された前記液体の液面高さを所定高さに常時維持する液面高さ維持機構と、を備え、前記液体用ヒータの加熱により前記液体から気化した処理用ガスを前記液体容器の外部に供給するガス供給装置、である。 The gas supply device according to the embodiment of the present invention includes a liquid container for storing a liquid, a liquid heater for heating the liquid stored in the liquid container, and a liquid of the liquid stored in the liquid container. A gas supply device comprising a liquid level maintaining mechanism that constantly maintains the surface height at a predetermined height, and supplying a processing gas vaporized from the liquid to the outside of the liquid container by heating the liquid heater. Is.

前記液体容器は、前記液体を流入させるための流入口を有し、前記流入口は、前記液体容器における前記所定高さに対応する位置よりも下方に設けられてもよい。 The liquid container has an inflow port for flowing the liquid, and the inflow port may be provided below a position corresponding to the predetermined height in the liquid container.

前記液面高さ維持機構は、前記液体容器の内部に前記液体を常時流入させる液体供給部と、前記液体容器に貯留された前記液体の液面高さが前記所定高さを越えないように前記液体を排出する液体排出部と、を有してもよい。 The liquid level maintaining mechanism is such that the liquid supply unit that constantly flows the liquid into the liquid container and the liquid level height of the liquid stored in the liquid container do not exceed the predetermined height. It may have a liquid discharge part for discharging the liquid.

前記液体排出部は、前記液体容器における前記所定高さに対応する位置で前記液体容器の内部に開口する排出管を有してもよい。 The liquid discharge unit may have a discharge pipe that opens inside the liquid container at a position corresponding to the predetermined height in the liquid container.

前記液体容器は、前記処理用ガスに対するキャリアガスを流入させるためのキャリアガス入口と、前記処理用ガスと前記キャリアガスとの混合ガスを前記液体容器の外部に流出させるための流出口と、を有してもよい。 The liquid container has a carrier gas inlet for allowing a carrier gas to flow into the processing gas, and an outlet for allowing a mixed gas of the processing gas and the carrier gas to flow out of the liquid container. You may have.

前記液体用ヒータは、前記液体容器における前記所定高さに対応する位置よりも下方において前記液体容器の内部に設けられてもよい。 The liquid heater may be provided inside the liquid container below a position corresponding to the predetermined height in the liquid container.

また実施の形態にかかるガス供給装置は、前記液体容器における前記所定高さに対応する位置よりも上方において前記液体容器の内部に設けられるガス用ヒータをさらに備えてもよい。 Further, the gas supply device according to the embodiment may further include a gas heater provided inside the liquid container above a position corresponding to the predetermined height in the liquid container.

本発明によれば、液体から気化させるガスの供給量の制御精度を向上でき、これにより、例えば２種以上のガスを混合させて混合ガスを生成する際のガス濃度（例えば湿度）の制御精度を向上できる。 According to the present invention, the control accuracy of the supply amount of the gas vaporized from the liquid can be improved, whereby, for example, the control accuracy of the gas concentration (for example, humidity) when two or more kinds of gases are mixed to generate a mixed gas. Can be improved.

本発明の第１の実施の形態にかかるガス供給装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the gas supply device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態にかかるガス供給装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the gas supply device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の各実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

＜第１の実施の形態＞
図１は第１の実施の形態にかかるガス供給装置１の概略構成を示す図である。 <First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a gas supply device 1 according to the first embodiment.

図１に示すガス供給装置１は、液体Ｗを貯留する液体容器としてのタンク１０と、タンク１０に貯留された液体Ｗを加熱する液体用ヒータ２０と、タンク１０に貯留された液体Ｗの液面高さＷａを所定高さＨに常時維持する液面高さ維持機構３０と、を備える。 The gas supply device 1 shown in FIG. 1 includes a tank 10 as a liquid container for storing the liquid W, a liquid heater 20 for heating the liquid W stored in the tank 10, and a liquid of the liquid W stored in the tank 10. A liquid level height maintaining mechanism 30 for constantly maintaining the surface height Wa at a predetermined height H is provided.

ガス供給装置１では、液体用ヒータ２０の加熱により液体Ｗから気化した処理用ガスがタンク１０の外部に流出し、タンク１０に接続された流出管５０を介して供給対象空間又は供給対象物Ｔ側に供給される。本実施の形態におけるガス供給装置１は、上記処理用ガスに対するキャリアガスを貯留するガス貯留部４０を備えており、ガス貯留部４０からタンク１０の内部にキャリアガスが供給される。すなわち、上記処理用ガスは、詳しくはキャリアガスとの混合ガスの状態でタンク１０の外部に流出し、流出管５０を介して供給対象空間又は供給対象物Ｔ側に供給される。また図１における符号６０は、ガス供給装置１の各部の動作を制御するコントローラ６０を示す。 In the gas supply device 1, the processing gas vaporized from the liquid W by heating the liquid heater 20 flows out to the outside of the tank 10, and the supply target space or the supply target T is passed through the outflow pipe 50 connected to the tank 10. Supplied to the side. The gas supply device 1 in the present embodiment includes a gas storage unit 40 for storing the carrier gas for the processing gas, and the carrier gas is supplied from the gas storage unit 40 to the inside of the tank 10. That is, the processing gas flows out of the tank 10 in the state of a mixed gas with the carrier gas, and is supplied to the supply target space or the supply target T side via the outflow pipe 50. Reference numeral 60 in FIG. 1 indicates a controller 60 that controls the operation of each part of the gas supply device 1.

タンク１０は、液体Ｗを流入させるための流入口１１と、上記キャリアガスを流入させるためのキャリアガス入口１２と、上記混合ガスをタンク１０の外部に流出させるための流出口１３と、を有する。 The tank 10 has an inflow port 11 for inflowing the liquid W, a carrier gas inlet 12 for inflowing the carrier gas, and an outflow port 13 for flowing out the mixed gas to the outside of the tank 10. ..

流入口１１は、タンク１０における上記所定高さＨに対応する位置よりも下方に設けられ、詳しくは図示の例ではタンク１０の底壁で開口している。流入口１１は、液面高さ維持機構３０が備える後述の液体供給部３１から液体Ｗを受け入れる。なお、流入口１１の形成位置は図示の例に限られるものではない。 The inflow port 11 is provided below the position corresponding to the predetermined height H in the tank 10, and is opened at the bottom wall of the tank 10 in the illustrated example in detail. The inflow port 11 receives the liquid W from the liquid supply unit 31 described later provided in the liquid level height maintaining mechanism 30. The formation position of the inflow port 11 is not limited to the illustrated example.

キャリアガス入口１２は、タンク１０における上記所定高さＨに対応する位置よりも上方に設けられ、詳しくは図示の例ではタンク１０の側壁で開口している。キャリアガス入口１２はキャリアガス配管４１を介してガス貯留部４０に接続し、ガス貯留部４０からのキャリアガスをキャリアガス配管４１を介して受け入れる。なお、キャリアガス入口１２の形成位置は図示の例に限られるものではない。 The carrier gas inlet 12 is provided above the position corresponding to the predetermined height H in the tank 10, and is opened in the side wall of the tank 10 in the illustrated example in detail. The carrier gas inlet 12 is connected to the gas storage unit 40 via the carrier gas pipe 41, and receives the carrier gas from the gas storage unit 40 via the carrier gas pipe 41. The formation position of the carrier gas inlet 12 is not limited to the illustrated example.

流出口１３は、タンク１０における上記所定高さＨに対応する位置よりも上方に設けられ、詳しくは図示の例ではタンク１０の側壁で開口している。流出口１３には上述した流出管５０が接続されている。なお、流出口１３の形成位置は図示の例に限られるものではない。 The outflow port 13 is provided above the position corresponding to the predetermined height H in the tank 10, and is opened in the side wall of the tank 10 in the illustrated example in detail. The outflow pipe 50 described above is connected to the outflow port 13. The formation position of the outlet 13 is not limited to the illustrated example.

タンク１０は気密空間を形成しており、図示の例では、底壁と、底壁から上方に立ち上がる側壁と、側壁を閉塞する頂壁とを有するが、その形状も特に限られるものではない。なお、タンク１０にキャリアガスを導入せず、液体Ｗから気化した処理用ガスを例えば上方の空間に供給（放出）する場合には、タンク１０に頂壁が形成されなくもよいし、または頂壁に開口が形成されてもよい。 The tank 10 forms an airtight space, and in the illustrated example, it has a bottom wall, a side wall that rises upward from the bottom wall, and a top wall that closes the side wall, but the shape thereof is not particularly limited. When the carrier gas is not introduced into the tank 10 and the processing gas vaporized from the liquid W is supplied (released) to, for example, the upper space, the top wall may not be formed in the tank 10 or the top may be formed. An opening may be formed in the wall.

タンク１０は液体Ｗとして超純水を貯留する。タンク１０が貯留する液体Ｗは超純水に限られるものではなく、純水、水道水等でもよいし、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）等の有機溶媒や、その他の液体でもよい。 The tank 10 stores ultrapure water as a liquid W. The liquid W stored in the tank 10 is not limited to ultrapure water, but may be pure water, tap water, or the like, an organic solvent such as IPA (isopropyl alcohol), or any other liquid.

液体用ヒータ２０は、タンク１０の上記所定高さＨに対応する位置よりも下方においてタンク１０の内部に設けられている。すなわち、液体用ヒータ２０は液体Ｗ内に配置される浸漬タイプのヒータである。 The liquid heater 20 is provided inside the tank 10 below the position corresponding to the predetermined height H of the tank 10. That is, the liquid heater 20 is a immersion type heater arranged in the liquid W.

液体用ヒータ２０は加熱部分がステンレス等の電熱ヒータでもよいが、液体Ｗから気化した処理用ガス内の異物が問題となり得る場合には、液体用ヒータ２０として、加熱部分を石英カバーで覆う石英ヒータが用いられてもよい。 The liquid heater 20 may be an electric heater whose heating portion is stainless steel or the like, but if foreign matter in the processing gas vaporized from the liquid W can be a problem, the liquid heater 20 is a quartz whose heating portion is covered with a quartz cover. A heater may be used.

また、本実施の形態におけるガス供給装置１は混合ガスを加熱するためのガス用ヒータ２５を更に備えている。ガス用ヒータ２５は、タンク１０における上記所定高さＨに対応する位置よりも上方においてタンク１０の内部に設けられている。このようなガス用ヒータ２５が設けられることで、混合ガスの温度を調節することが可能となる。 Further, the gas supply device 1 in the present embodiment further includes a gas heater 25 for heating the mixed gas. The gas heater 25 is provided inside the tank 10 above the position corresponding to the predetermined height H in the tank 10. By providing such a gas heater 25, it is possible to adjust the temperature of the mixed gas.

液面高さ維持機構３０は、上述した液体供給部３１と、液体排出部３２とを有している。液体供給部３１はタンク１０の内部に液体Ｗを常時流入させるようになっており、液体排出部３２はタンク１０に貯留された液体Ｗの液面高さＷａが上記所定高さＨを越えないように液体Ｗを排出するようになっている。 The liquid level maintaining mechanism 30 has the liquid supply unit 31 and the liquid discharge unit 32 described above. The liquid supply unit 31 is designed to constantly allow the liquid W to flow into the tank 10, and the liquid discharge unit 32 does not allow the liquid level Wa of the liquid W stored in the tank 10 to exceed the predetermined height H. The liquid W is discharged as described above.

液体供給部３１は、タンク１０の内部に供給するための液体Ｗ、すなわち超純水を貯留する液体貯留部３１Ａと、液体貯留部３１Ａとタンク１０の流入口１１とを接続する液体流路３１Ｂと、液体流路３１Ｂ上に設けられた液体流量調節弁３１Ｃと、を有する。 The liquid supply unit 31 is a liquid W for supplying to the inside of the tank 10, that is, a liquid storage unit 31A for storing ultrapure water, and a liquid flow path 31B connecting the liquid storage unit 31A and the inflow port 11 of the tank 10. And a liquid flow rate control valve 31C provided on the liquid flow path 31B.

本実施の形態では、ガス供給装置１の運転時に、液体貯留部３１Ａが液体流量調節弁３１Ｃに向けて一定の流量の液体Ｗを送る。また、液体流量調節弁３１Ｃは一定の開度で開く。これにより、液体供給部３１は、タンク１０の内部に一定の流量で液体Ｗを常時流入させるようになっている。液体貯留部３１Ａは例えば内部に備えるポンプの駆動により、液体流量調節弁３１Ｃに向けて液体Ｗを送るが、このような態様に代えて、液体流路３１Ｂ上に設けたポンプにより液体Ｗを通流させてもよい。液体供給部３１からの液体Ｗの通流及び液体流量調節弁３１Ｃの開閉及び開度調節は、コントローラ６０によって制御されることになる。なお、液体流量調節弁３１Ｃに代えて開閉弁が用いられてもよい。 In the present embodiment, during the operation of the gas supply device 1, the liquid storage unit 31A sends a constant flow rate of liquid W toward the liquid flow rate control valve 31C. Further, the liquid flow rate control valve 31C opens at a constant opening degree. As a result, the liquid supply unit 31 constantly causes the liquid W to flow into the tank 10 at a constant flow rate. The liquid storage unit 31A sends the liquid W toward the liquid flow rate control valve 31C by driving, for example, a pump provided inside, but instead of such an embodiment, the liquid W is passed by a pump provided on the liquid flow path 31B. You may let it flow. The flow of the liquid W from the liquid supply unit 31 and the opening / closing and opening / closing adjustment of the liquid flow rate control valve 31C are controlled by the controller 60. An on-off valve may be used instead of the liquid flow rate control valve 31C.

一方で、液体排出部３２は、図示の例ではタンク１０の側壁に形成された排出口１４に接続された排出管３２Ａと、排出管３２Ａに設けられたドレインタンク３２Ｂと、排出管３２Ａにおいてドレインタンク３２Ｂよりも下流側に設けられた排出流量調節弁３２Ｃと、を有する。本実施の形態における排出管３２Ａは、タンク１０の側壁における上記所定高さＨに対応する位置でタンク１０の内部に開口している。これにより、タンク１０に貯留された液体Ｗの液面高さＷａが所定高さＨに達した際に、液体Ｗが自動的に排出管３２Ａに排出され、液面高さＷａが所定高さＨに常時維持される。
図示の例の排出管３２Ａは、逆Ｕ字管部３２Ａ１を有する。この場合、排出管３２Ａのタンク１０側の開口が液体Ｗに浸された後、液体Ｗがさらに増加した際に、液体Ｗが逆Ｕ字管部３２Ａ１に次第に入り込んでいき、その後、逆Ｕ字管部３２Ａ１の上端を越えて排出される。この場合、排出管３２Ａのタンク１０側の開口の上端又はタンク１０の排出口１４の上端が、所定高さＨの位置に対応する。この構成では、排出管３２Ａのタンク１０側の開口が液体Ｗに浸された状態で、タンク１０内の液体Ｗを順次排出できるため、排出管３２Ａへのガスの流入を抑制できる。なお、排出管３２Ａは逆Ｕ字管部３２Ａ１を有していなくてもよい。また、排出管３２Ａは、タンク１０を貫通するように設けられてもよく、この場合、排出管３２Ａの開口は、タンク１０の内部で開口する。 On the other hand, in the illustrated example, the liquid discharge unit 32 is a drain pipe 32A connected to a discharge port 14 formed on the side wall of the tank 10, a drain tank 32B provided in the discharge pipe 32A, and a drain in the discharge pipe 32A. It has a discharge flow rate control valve 32C provided on the downstream side of the tank 32B. The discharge pipe 32A in the present embodiment opens inside the tank 10 at a position corresponding to the predetermined height H on the side wall of the tank 10. As a result, when the liquid level Wa of the liquid W stored in the tank 10 reaches the predetermined height H, the liquid W is automatically discharged to the discharge pipe 32A, and the liquid level Wa becomes the predetermined height. Always maintained at H.
The discharge pipe 32A of the illustrated example has an inverted U-shaped pipe portion 32A1. In this case, after the opening on the tank 10 side of the discharge pipe 32A is immersed in the liquid W, when the liquid W further increases, the liquid W gradually enters the inverted U-shaped pipe portion 32A1, and then the inverted U-shape. It is discharged beyond the upper end of the pipe portion 32A1. In this case, the upper end of the opening of the discharge pipe 32A on the tank 10 side or the upper end of the discharge port 14 of the tank 10 corresponds to the position of the predetermined height H. In this configuration, the liquid W in the tank 10 can be sequentially discharged while the opening on the tank 10 side of the discharge pipe 32A is immersed in the liquid W, so that the inflow of gas into the discharge pipe 32A can be suppressed. The discharge pipe 32A does not have to have the inverted U-shaped pipe portion 32A1. Further, the discharge pipe 32A may be provided so as to penetrate the tank 10, and in this case, the opening of the discharge pipe 32A opens inside the tank 10.

ドレインタンク３２Ｂは、タンク１０から排出管３２Ａを介して排出された液体Ｗを一時的に貯留することができる。排出流量調節弁３２Ｃは、ドレインタンク３２Ｂ内の液体Ｗの貯留及び排出を切り換えるとともに、排出される液体Ｗの流量調節を行うために設けられている。排出流量調節弁３２Ｃはコントローラ６０によって開度を制御され、ドレインタンク３２Ｂ内の液体Ｗの排出流量を調節できる。このような構成では、排出流量調節弁３２Ｃの開度の調節によって液体Ｗを緩やかに、好ましくは一定流量で排出することが可能となり、これにより、液体Ｗを急激に排出した場合に生じ得る、排出管３２Ａへのガスの流入を抑制できる。排出管３２Ａへのガスの流入の抑制は、液体Ｗから生じるガスの供給量の制御精度及び混合ガスのガス濃度（本例では湿度）の制御制度を向上させ得る。なお、排出流量調節弁３２Ｃの代わりにオリフィスを用いた場合においても、液体Ｗを緩やかに排出することができる。
また、液体排出部３２は、排出流量調節弁３２Ｃに加えて開閉弁をさらに備えてもよい。 The drain tank 32B can temporarily store the liquid W discharged from the tank 10 through the discharge pipe 32A. The discharge flow rate control valve 32C is provided to switch the storage and discharge of the liquid W in the drain tank 32B and to adjust the flow rate of the discharged liquid W. The opening degree of the discharge flow rate adjusting valve 32C is controlled by the controller 60, and the discharge flow rate of the liquid W in the drain tank 32B can be adjusted. In such a configuration, the liquid W can be discharged slowly, preferably at a constant flow rate, by adjusting the opening degree of the discharge flow rate control valve 32C, which can occur when the liquid W is rapidly discharged. The inflow of gas into the discharge pipe 32A can be suppressed. Suppression of the inflow of gas into the discharge pipe 32A can improve the control accuracy of the supply amount of gas generated from the liquid W and the control system of the gas concentration (humidity in this example) of the mixed gas. Even when an orifice is used instead of the discharge flow rate control valve 32C, the liquid W can be discharged gently.
Further, the liquid discharge unit 32 may further include an on-off valve in addition to the discharge flow rate control valve 32C.

ガス貯留部４０は、キャリアガスとして窒素ガス（Ｎ２ガス）を貯留する。ただし、ガス貯留部４０が貯留するキャリアガスは窒素ガスに限られるものではなく、例えばアンモニアガス（ＮＨ３ガス）やアルゴンガス（Ａｒガス）等の希ガスであってもよい。 The gas storage unit 40 stores nitrogen gas (N 2 gas) as a carrier gas. However, a carrier gas the gas reservoir 40 for storing is not limited to the nitrogen gas, it may be a rare gas such as ammonia gas (NH 3 gas), argon gas (Ar gas) or the like.

ガス貯留部４０とタンク１０とを接続するキャリアガス配管４１上には、キャリアガス流量調節弁４２と、キャリアガス流量センサ４３とが設けられる。キャリアガス流量調節弁４２は、キャリアガス流量センサ４３が検出するガス流量に基づくコントローラ６０の制御によって、タンク１０に所望の流量でキャリアガスを供給する。 A carrier gas flow rate control valve 42 and a carrier gas flow rate sensor 43 are provided on the carrier gas pipe 41 that connects the gas storage unit 40 and the tank 10. The carrier gas flow rate control valve 42 supplies the carrier gas to the tank 10 at a desired flow rate by controlling the controller 60 based on the gas flow rate detected by the carrier gas flow rate sensor 43.

流出管５０には、混合ガス流量調節弁５１と、その下流側に配置される混合ガス開閉弁５２と、これら混合ガス流量調節弁５１と混合ガス開閉弁５２との間に配置される混合ガス流量センサ５３と、混合ガス流量調節弁５１の上流側に配置される温度センサ５４及び湿度センサ５５と、を有している。これら各弁５１、５２及び各センサ５３〜５５は、コントローラ６０に電気的に接続されている。 The outflow pipe 50 includes a mixed gas flow control valve 51, a mixed gas on-off valve 52 arranged on the downstream side thereof, and a mixed gas arranged between the mixed gas flow control valve 51 and the mixed gas on-off valve 52. It has a flow rate sensor 53, a temperature sensor 54 and a humidity sensor 55 arranged on the upstream side of the mixed gas flow rate control valve 51. The valves 51 and 52 and the sensors 53 to 55 are electrically connected to the controller 60.

混合ガスを供給対象空間又は供給対象物Ｔ側に供給する場合、混合ガス開閉弁５２はコントローラ６０によって閉状態から開状態に切り換えられ、混合ガスを供給しない場合には閉状態となる。 When the mixed gas is supplied to the supply target space or the supply target T side, the mixed gas on-off valve 52 is switched from the closed state to the open state by the controller 60, and is closed when the mixed gas is not supplied.

混合ガス流量センサ５３は、流出管５０を通流する混合ガスの流量を検出し、その検出結果をコントローラ６０に送る。混合ガス流量調節弁５１は、混合ガス流量センサ５３が検出する流量が目標の流量になるようにその開度をコントローラ６０によって制御される。 The mixed gas flow rate sensor 53 detects the flow rate of the mixed gas flowing through the outflow pipe 50, and sends the detection result to the controller 60. The opening degree of the mixed gas flow rate control valve 51 is controlled by the controller 60 so that the flow rate detected by the mixed gas flow rate sensor 53 becomes a target flow rate.

また、温度センサ５４は、流出管５０を通流する混合ガスの温度を検出し、その検出結果をコントローラ６０に送る。湿度センサ５５は、流出管５０を通流する混合ガスの湿度を検出し、その検出結果をコントローラ６０に送る。 Further, the temperature sensor 54 detects the temperature of the mixed gas flowing through the outflow pipe 50 and sends the detection result to the controller 60. The humidity sensor 55 detects the humidity of the mixed gas flowing through the outflow pipe 50 and sends the detection result to the controller 60.

コントローラ６０は、温度センサ５４が検出する混合ガスの温度及び湿度センサ５５が検出する混合ガスの湿度に基づいて液体用ヒータ２０及びガス用ヒータ２５を制御し、これにより、混合ガスの温度及び湿度を目標の値に調節することが可能となる。 The controller 60 controls the liquid heater 20 and the gas heater 25 based on the temperature and humidity of the mixed gas detected by the temperature sensor 54 and the humidity of the mixed gas detected by the humidity sensor 55, whereby the temperature and humidity of the mixed gas are controlled. Can be adjusted to the target value.

コントローラ６０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を備えるコンピュータで構成されてもよく、この場合、記憶されたプログラムに従って各部の動作を制御してもよい。コントローラ６０は、上述した各弁（３１Ｃ，３２Ｃ，４２，５１，５２）の開閉や、ヒータ（２０、２５）の加熱量の調節等を行う。 The controller 60 may be composed of a computer including a CPU, ROM, RAM, and the like. In this case, the operation of each unit may be controlled according to a stored program. The controller 60 opens and closes each of the above-mentioned valves (31C, 32C, 42, 51, 52), adjusts the heating amount of the heaters (20, 25), and the like.

次に本実施の形態にかかるガス供給装置１の作用を説明する。 Next, the operation of the gas supply device 1 according to the present embodiment will be described.

混合ガスを供給対象空間又は供給対象物Ｔ側に供給する場合、まず、液体流量調節弁３１Ｃが開かれ、タンク１０に液体Ｗが貯留される。そしてタンク１０に貯留された液体Ｗの液面高さＷａが所定高さＨに達した際、液体Ｗは排出管３２Ａに排出される。これにより、液面高さＷａが所定高さＨに常時維持される。また、液体用ヒータ２０は液体Ｗの液面高さＷａが所定高さＨに達した際又は達する前において加熱を開始し、これにより、タンク１０内において超純水が気化し、超純水から処理用ガスとしての水蒸気が生成される。 When supplying the mixed gas to the supply target space or the supply target T side, first, the liquid flow rate control valve 31C is opened, and the liquid W is stored in the tank 10. When the liquid level Wa of the liquid W stored in the tank 10 reaches a predetermined height H, the liquid W is discharged to the discharge pipe 32A. As a result, the liquid level height Wa is always maintained at a predetermined height H. Further, the liquid heater 20 starts heating when or before the liquid level height Wa of the liquid W reaches a predetermined height H, whereby the ultrapure water is vaporized in the tank 10 and the ultrapure water is vaporized. Water vapor as a processing gas is generated from the water vapor.

また本実施の形態では、超純水から処理用ガスとしての水蒸気が生成される適宜のタイミングで、キャリアガス流量調節弁４２、混合ガス流量調節弁５１及び混合ガス開閉弁５２が開かれる。これ以降、超純水から気化した水蒸気とキャリアガスとの混合ガスが、流出管５０を介して供給対象空間又は供給対象物Ｔ側に供給される。コントローラ６０は、温度センサ５４が検出する混合ガスの温度及び湿度センサ５５が検出する混合ガスの湿度に基づいて液体用ヒータ２０及びガス用ヒータ２５を制御し、これにより、混合ガスの温度及び湿度は、次第に目標の値に調節されていく。 Further, in the present embodiment, the carrier gas flow rate control valve 42, the mixed gas flow rate control valve 51, and the mixed gas on-off valve 52 are opened at an appropriate timing when water vapor as a processing gas is generated from the ultrapure water. After that, a mixed gas of water vapor vaporized from ultrapure water and a carrier gas is supplied to the supply target space or the supply target T side via the outflow pipe 50. The controller 60 controls the liquid heater 20 and the gas heater 25 based on the temperature and humidity of the mixed gas detected by the temperature sensor 54 and the humidity of the mixed gas detected by the humidity sensor 55, whereby the temperature and humidity of the mixed gas are controlled. Is gradually adjusted to the target value.

上述のように混合ガスを供給する際、本実施の形態におけるガス供給装置１は液面高さ維持機構３０を備えることで、タンク１０に貯留された液体Ｗの液面高さＷａが所定高さＨに常時維持される。この場合、常時、概ね一定の量でタンク１０に貯留された液体Ｗから処理用ガスが気化するため、液体Ｗから気化する処理用ガスも一定の供給量で供給され易くなる。 When supplying the mixed gas as described above, the gas supply device 1 in the present embodiment includes the liquid level maintaining mechanism 30, so that the liquid level Wa of the liquid W stored in the tank 10 becomes a predetermined height. It is always maintained at H. In this case, since the processing gas is always vaporized from the liquid W stored in the tank 10 in a substantially constant amount, the processing gas vaporized from the liquid W can be easily supplied in a constant supply amount.

詳しくは、本実施の形態とは異なり、タンク１０内の液体Ｗの液面高さが所定量だけ低くなった際にまとめて液体Ｗを補充するような態様である場合には、液体Ｗの温度分布が大きくなり処理用ガスである水蒸気の気化量（つまり供給量）が変化することで、処理用ガスの供給量及び温度、並びに混合ガスの濃度（本例では湿度）の制御精度が低下し得る。これに対して、本実施の形態では液体Ｗの液面高さＷａが所定高さＨに常時維持されることで、処理用ガスである水蒸気の気化量（つまり供給量）が安定する。その結果、処理用ガスの供給量及び温度、並びに供給対象空間又は供給対象物Ｔ側に供給される混合ガスの濃度の制御精度を向上できる。さらに、本実施の形態では、液体Ｗの液面高さＷａが所定高さＨに常時維持されることで、タンク１０内に供給される液体Ｗが常時流動していることになり、液体Ｗの停滞によるバクテリアの発生等の液体Ｗの劣化が抑制され、異物が供給対象空間又は供給対象物Ｔ側に供給されることも抑制できる。 More specifically, unlike the present embodiment, when the liquid W in the tank 10 is replenished collectively when the liquid level height of the liquid W is lowered by a predetermined amount, the liquid W is replenished. As the temperature distribution increases and the amount of vaporization (that is, the amount of supply) of water vapor, which is the treatment gas, changes, the control accuracy of the supply amount and temperature of the treatment gas and the concentration of the mixed gas (humidity in this example) decreases. Can be done. On the other hand, in the present embodiment, the liquid level Wa of the liquid W is always maintained at a predetermined height H, so that the vaporization amount (that is, the supply amount) of water vapor, which is a processing gas, is stabilized. As a result, it is possible to improve the control accuracy of the supply amount and temperature of the processing gas and the concentration of the mixed gas supplied to the supply target space or the supply target T side. Further, in the present embodiment, the liquid level Wa of the liquid W is always maintained at a predetermined height H, so that the liquid W supplied into the tank 10 is constantly flowing, and the liquid W is constantly flowing. Deterioration of the liquid W such as the generation of bacteria due to the stagnation of the liquid W can be suppressed, and the supply of foreign matter to the supply target space or the supply target T side can also be suppressed.

したがって、以上に説明した本実施の形態におけるガス供給装置１によれば、液体から気化させるガスの供給量の制御精度を向上でき、これにより、例えば２種以上のガスを混合させて混合ガスを生成する際のガス濃度（例えば湿度）の制御精度を向上できる。 Therefore, according to the gas supply device 1 in the present embodiment described above, the control accuracy of the supply amount of the gas vaporized from the liquid can be improved, whereby, for example, two or more kinds of gases are mixed to produce the mixed gas. It is possible to improve the control accuracy of the gas concentration (for example, humidity) at the time of generation.

また、本実施の形態ではタンク１０に液体Ｗを流入させるための流入口１１が、タンク１０における上記所定高さＨに対応する位置よりも下方に設けられる。これにより、タンク１０に供給される液体Ｗは、貯留された液体Ｗ中でタンク１０の内部に供給されるため、液体Ｗ供給時の液体Ｗの跳ねが抑制され、その結果、気化しないままの液体Ｗが供給対象空間又は供給対象物Ｔ側に供給される虞を効果的に低減できる。 Further, in the present embodiment, the inflow port 11 for flowing the liquid W into the tank 10 is provided below the position corresponding to the predetermined height H in the tank 10. As a result, the liquid W supplied to the tank 10 is supplied to the inside of the tank 10 in the stored liquid W, so that the splash of the liquid W when the liquid W is supplied is suppressed, and as a result, the liquid W remains unvaporized. The possibility that the liquid W is supplied to the supply target space or the supply target T side can be effectively reduced.

また、液面高さ維持機構３０は、タンク１０の内部に液体Ｗを常時流入させる液体供給部３１と、タンク１０に貯留された液体Ｗの液面高さＷａが所定高さＨを越えないように液体Ｗを排出する液体排出部３２と、を有し、液体排出部３２は、タンク１０における所定高さＨに対応する位置でタンク１０の内部に開口する排出管３２Ａを有する。これにより、タンク１０に貯留された液体Ｗの液面高さＷａが所定高さＨに達した際に、液体Ｗが自動的に排出管３２Ａに排出される。本実施の形態では、このような機械的な構造で液面高さ維持機構３０を構成し得るため、ガス供給装置１の製造コスト、耐久性及び信頼性を向上できる。 Further, in the liquid level maintaining mechanism 30, the liquid supply unit 31 that constantly allows the liquid W to flow into the tank 10 and the liquid level Wa of the liquid W stored in the tank 10 do not exceed the predetermined height H. The liquid discharge unit 32 has a liquid discharge unit 32 that discharges the liquid W as described above, and the liquid discharge unit 32 has a discharge pipe 32A that opens inside the tank 10 at a position corresponding to a predetermined height H in the tank 10. As a result, when the liquid level height Wa of the liquid W stored in the tank 10 reaches a predetermined height H, the liquid W is automatically discharged to the discharge pipe 32A. In the present embodiment, since the liquid level height maintaining mechanism 30 can be configured with such a mechanical structure, the manufacturing cost, durability, and reliability of the gas supply device 1 can be improved.

また、液体用ヒータ２０は、タンク１０における所定高さＨに対応する位置よりも下方においてタンク１０の内部に設けられるため、効率的に液体Ｗから処理用ガスを生成でき、液体用ヒータ２０の占有スペースも抑制できる。 Further, since the liquid heater 20 is provided inside the tank 10 below the position corresponding to the predetermined height H in the tank 10, the processing gas can be efficiently generated from the liquid W, and the liquid heater 20 can generate the processing gas. Occupied space can also be suppressed.

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態にかかるガス供給装置２について図２を参照しつつ説明する。図２はガス供給装置２の概略構成を示す図である。本実施の形態における構成のうちの第１の実施の形態と同一のものには同一の符号を付し、説明は省略する。 <Second Embodiment>
Next, the gas supply device 2 according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the gas supply device 2. Of the configurations in the present embodiment, the same as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

本実施の形態では液面高さ維持機構３０の構成が第１の実施の形態と異なる。本実施の形態における液面高さ維持機構３０は、液体供給部３１と、液体排出部３２とを有する。このうちの液体供給部３１は、第１の実施の形態と同じ構成を有するが、液体排出部３２が第１の実施の形態と異なる。 In the present embodiment, the configuration of the liquid level height maintaining mechanism 30 is different from that in the first embodiment. The liquid level height maintaining mechanism 30 in the present embodiment includes a liquid supply unit 31 and a liquid discharge unit 32. Of these, the liquid supply unit 31 has the same configuration as that of the first embodiment, but the liquid discharge unit 32 is different from the first embodiment.

液体排出部３２は、排出管３２Ａがタンク１０の底壁に接続される点及びドレインタンク３２Ｂを備えない点で第１の実施の形態と異なる。コントローラ６０は、液面高さＷａが所定高さＨに常時維持されるように排出流量調節弁３２Ｃの開度を調節して液体Ｗの排出流量を調節する。なお、排出流量調節弁３２Ｃの代わりにオリフィスを用いてもよい。 The liquid discharge unit 32 is different from the first embodiment in that the discharge pipe 32A is connected to the bottom wall of the tank 10 and the drain tank 32B is not provided. The controller 60 adjusts the discharge flow rate of the liquid W by adjusting the opening degree of the discharge flow rate control valve 32C so that the liquid level height Wa is always maintained at the predetermined height H. An orifice may be used instead of the discharge flow rate control valve 32C.

このような第２の実施の形態にかかるガス供給装置２においても第１の実施の形態と同様の効果が得られる。とりわけ簡易な構成で排出管３２Ａへのガスの流入を抑制できるため、製造効率が良い。 The same effect as that of the first embodiment can be obtained in the gas supply device 2 according to the second embodiment. Since the inflow of gas into the discharge pipe 32A can be suppressed with a particularly simple configuration, the manufacturing efficiency is good.

以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、上述の実施の形態には各種の変更を加えることができる。例えば、ガス供給装置１は、キャリアガスをタンク１０の内部に導入しない構成であってもよい。 Although each embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made to the above-described embodiment. For example, the gas supply device 1 may be configured so that the carrier gas is not introduced into the tank 10.

１，２…ガス供給装置、１０…タンク、１１…流入口、１２…キャリアガス入口、１３…流出口、１４…排出口、２０…液体用ヒータ、２５…ガス用ヒータ、３０…液面高さ維持機構、３１…液体供給部、３１Ａ…液体貯留部、３１Ｂ…液体流路、３１Ｃ…液体流量調節弁、３２…液体排出部、３２Ａ…排出管、３２Ａ１…逆Ｕ字管部、３２Ｂ…ドレインタンク、３２Ｃ…排出流量調節弁、３３…液面レベルセンサ、４０…ガス貯留部、４１…キャリアガス配管、４２…キャリアガス流量調節弁、４３…キャリアガス流量センサ、５０…流出管、５１…混合ガス流量調節弁、５２…混合ガス開閉弁、５３…混合ガス流量センサ、６０…コントローラ、Ｔ…供給対象空間又は供給対象物、Ｗ…液体、Ｗａ…液面高さ、Ｈ…所定高さ 1,2 ... gas supply device, 10 ... tank, 11 ... inlet, 12 ... carrier gas inlet, 13 ... outlet, 14 ... outlet, 20 ... liquid heater, 25 ... gas heater, 30 ... liquid level height Maintenance mechanism, 31 ... Liquid supply unit, 31A ... Liquid storage unit, 31B ... Liquid flow path, 31C ... Liquid flow control valve, 32 ... Liquid discharge unit, 32A ... Discharge pipe, 32A1 ... Inverted U-shaped pipe unit, 32B ... Drain tank, 32C ... Discharge flow control valve, 33 ... Liquid level sensor, 40 ... Gas storage, 41 ... Carrier gas piping, 42 ... Carrier gas flow control valve, 43 ... Carrier gas flow sensor, 50 ... Outflow pipe, 51 ... Mixed gas flow control valve, 52 ... Mixed gas on-off valve, 53 ... Mixed gas flow sensor, 60 ... Controller, T ... Supply target space or supply target, W ... Liquid, Wa ... Liquid level height, H ... Predetermined height difference

Claims (7)

液体を貯留する液体容器と、
前記液体容器に貯留された前記液体を加熱する液体用ヒータと、
前記液体容器に貯留された前記液体の液面高さを所定高さに常時維持する液面高さ維持機構と、を備え、
前記液体用ヒータの加熱により前記液体から気化した処理用ガスを前記液体容器の外部に供給する、ガス供給装置。 A liquid container for storing liquid and
A liquid heater that heats the liquid stored in the liquid container,
A liquid level height maintaining mechanism for constantly maintaining the liquid level of the liquid stored in the liquid container at a predetermined height is provided.
A gas supply device that supplies a processing gas vaporized from the liquid by heating the liquid heater to the outside of the liquid container. 前記液体容器は、前記液体を流入させるための流入口を有し、
前記流入口は、前記液体容器における前記所定高さに対応する位置よりも下方に設けられる、請求項１に記載のガス供給装置。 The liquid container has an inflow port for allowing the liquid to flow in.
The gas supply device according to claim 1, wherein the inflow port is provided below a position corresponding to the predetermined height in the liquid container. 前記液面高さ維持機構は、前記液体容器の内部に前記液体を常時流入させる液体供給部と、前記液体容器に貯留された前記液体の液面高さが前記所定高さを越えないように前記液体を排出する液体排出部と、を有する、請求項１に記載のガス供給装置。 The liquid level maintaining mechanism is such that the liquid supply unit that constantly flows the liquid into the liquid container and the liquid level height of the liquid stored in the liquid container do not exceed the predetermined height. The gas supply device according to claim 1, further comprising a liquid discharge unit for discharging the liquid. 前記液体排出部は、前記液体容器における前記所定高さに対応する位置で前記液体容器の内部に開口する排出管を有する、請求項３に記載のガス供給装置。 The gas supply device according to claim 3, wherein the liquid discharge unit has a discharge pipe that opens inside the liquid container at a position corresponding to the predetermined height in the liquid container. 前記液体容器は、前記処理用ガスに対するキャリアガスを流入させるためのキャリアガス入口と、前記処理用ガスと前記キャリアガスとの混合ガスを前記液体容器の外部に流出させるための流出口と、を有する、請求項１乃至４のいずれかに記載のガス供給装置。 The liquid container has a carrier gas inlet for allowing a carrier gas to flow into the processing gas, and an outlet for allowing a mixed gas of the processing gas and the carrier gas to flow out of the liquid container. The gas supply device according to any one of claims 1 to 4. 前記液体用ヒータは、前記液体容器における前記所定高さに対応する位置よりも下方において前記液体容器の内部に設けられる、請求項１乃至５のいずれかに記載のガス供給装置。 The gas supply device according to any one of claims 1 to 5, wherein the liquid heater is provided inside the liquid container below a position corresponding to the predetermined height in the liquid container. 前記液体容器における前記所定高さに対応する位置よりも上方において前記液体容器の内部に設けられるガス用ヒータをさらに備える、請求項１乃至６のいずれかに記載のガス供給装置。 The gas supply device according to any one of claims 1 to 6, further comprising a gas heater provided inside the liquid container above a position corresponding to the predetermined height in the liquid container.
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