材料气体浓度控制装置制造方法及图纸

一种材料气体浓度控制装置，用于材料气化系统，所述材料气化系统包括贮槽，收纳材料；导入管，将使被收纳的材料气化的载气导入所述贮槽；及导出管，从所述贮槽中导出材料气化而成的材料气体及所述载气的混合气体；所述材料气体浓度控制装置包括基体，具有连接于所述导出管，以使所述混合气体流动的内部流路；浓度测量部，对在所述内部流路中流动的混合气体中的材料气体的浓度进行测量；及第１阀，在所述内部流路中设置在所述浓度测量部的下游，对由所述浓度测量部测量的测量浓度进行调节；且所述浓度测量部及所述第１阀安装在所述基体上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在将载气导入到贮槽内所收纳的材料中并使材料气化的材料气化系统中，对所述气化后的材料气体浓度进行控制的装置。
技术介绍
作为此种材料气化系统中的材料气体的浓度控制系统可以列举以下系统，此种系 统包括质量流量控制器(massflow controller)，设置在导入载气(carriergas)的导入 管；恒温槽(constant temperature bath)，用来将蓄积材料液体的贮槽(tank)保持为恒 温；以及压力计(pressuremeter)，设置在将材料气体和载气的混合气体导出的导出管上， 用来测量混合气体的压力、即总压(total pressure)。 所述系统是通过将材料液体保持为固定温度，而可始终以饱和蒸气压 (saturation v即or pressure)使材茅斗液体气化(gasification)，并使材茅斗气体的分压 (partial pressure)达到固定，再利用质量流量控制器来控制载气的流量，以使由压力计 所测量的总压达到固定。据此，气体的浓度通过分压/总压来表示，分压及总压固定，故认 为气体的浓度即材料气体的浓度也必然达到固定。 但是，即便利用恒温槽将贮槽保持为恒温，但因材料液体气化时的气化热会使温 度降低，导致饱和蒸气压产生变化，所以材料气体的分压会产生变化而偏离预期浓度。而 且，因材料液体量的变化等，鼓泡(bubbling)下的载气和材料液体接触的时间或状态也会 产生变化，使得材料气体不会气化达到饱和蒸气压为止，最终材料气体的分压产生变化而 偏离预期的浓度。 另外，即便可始终以饱和蒸气压使材料液体进行气化，但需要从某一浓度变化成 其他浓度时，则必须改变贮槽内的温度后，改变饱和蒸气压。为了改变贮槽内的温度，通常 需要消耗较长的时间，所以导致材料气体的浓度控制的响应性(responsibility)变差。 而且，为了进行材料气体的浓度控制，如上所述必须在导入管和导出管两者上预 先设置设备，使得装置的安装工序数量增多或者极其费事。 美国公开专利公报2007/0254093号 日本专利特开2003-257871号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于如上所述的问题研究而成，其目的在于提供一种材料气体浓度控制装置，此材料气体浓度控制装置最初并非以通过将贮槽保持为恒温等而可将材料气体的分压保持固定为前提开发研制，而是即便材料气体的分压产生变动，也可以将混合气体中的材料气体的浓度保持固定，且响应性优异，可易于安装在材料气化系统中进行浓度控制。 S卩，本专利技术的材料气体浓度控制装置用于材料气化系统，所述材料气化系统包括贮槽，收纳材料；导入管，将使被收纳的材料气化的载气导入所述贮槽；以及导出管，从所述贮槽中导出材料气化而成的材料气体及所述载气的混合气体；其特征在于所述材料气体3浓度控制装置包括基体，具有连接于所述导出管，用来使所述混合气体流动的内部流路； 浓度测量部，对在所述内部流路中流动的混合气体中的材料气体的浓度进行测量；以及第 1阀，在所述浓度测量部的下游，将由所述浓度测量部测量的测量浓度调节为预定的设定浓 度；且，所述浓度测量部及所述第1阀安装在所述基体上。 根据此种装置，可以利用浓度测量部来测量混合气体中材料气体的浓度，且可以 利用第1阀来调节测量浓度，使其达到预定的设定浓度，所以当贮槽内材料液体并未以饱 和蒸气压进行气化时、或者鼓泡状态产生变化时等，材料气体的产生量发生变动后，也可以 将浓度保持固定而不受此变动的影响。 换句话说，即便不通过控制贮槽内的温度等来将材料液体的气化量保持固定，也 可以将混合气体的浓度保持固定。 此外，和通过控制贮槽内的温度来控制材料气体量的方法相比，由于利用第1阀 来调节混合气体中材料气体的浓度，所以并不存在等待温度变化的时间，故时间延迟小，可 响应性优异地进行材料气体浓度的控制。 另外，由于所述第1阀设置在所述浓度测量部的下游，因此所述浓度测量部可以 准确地测量受到第1阀调节影响之前的浓度、即贮槽内的浓度。所以，能够准确地掌握应该 如何操作第1阀以调节成预定的设定浓度，因而，也可以高精度地进行材料气体浓度的控 制。 此外，材料气体浓度控制装置是在所述基体上安装所述浓度测量部及所述第1 阀，从而构成为一个单元(皿it)，所以，仅通过连接内部流路以构成鼓泡系统的导出管的一 部分或全部，便可易于进行材料气体浓度控制。而且，为了控制浓度，常规是向导入管侧实 施用来反馈(feedback)测量浓度的布线等，设置时极其费事，而由于可仅在导入管侧进行 设置，所以能够大幅度减少设置的工序数量。 而且，即便当浓度测量部由多个测量器构成时，材料气体浓度控制装置也可以构 成为一个单元，所以和将多个测量器作为其他单元设置在导出管等上的情况相比，可以使 测量器彼此的设置位置靠近，从而能够对近似相同的测量点进行测量。因此，可以进行准确 的浓度测量，故也可以高精度地进行材料气体浓度的控制。 另外，由于测量器彼此聚集为一个单元，所以，例如即便在通过温度调节来保持 测量精度的情况下，也无需单独地对各测量器进行温度调节，可以减少或者汇集加热器 (heater)的设置数量，从而实现成本降低(costdown)。 此外，由于材料气体浓度控制装置为一个单元，所以可保持着精度随后设置在接 近下一个工序(process)的位置上。这样根据本专利技术的材料气体浓度控制装置，受到一次 控制的浓度将难以产生变化，故可易于保持着所需的材料气体浓度的精度随后供给到下一 个工序中。 作为可以简单构成来测量材料气体浓度的所述浓度测量部的具体实施形态，可列 举如下所述浓度测量部包括测量材料气体分压的分压测量部、以及测量所述混合气体压 力的压力测量部，并根据所述分压测量部所测量的测量分压和所述压力测量部所测量的测 量压力，来测量混合气体中材料气体的浓度。 根据材料气体的成分不同，有的材料气体易于粘附在流路中的管壁上，导致流路 阻力变大，或者使得管径变小而导致可流动的流量产生变化，由此对材料气体浓度的控制4产生恶劣影响。为了防止此种问题发生，而对所述内部流路的表面实施镜面加工(mirror finishing)，以防止材料气体产生液化、固化等附着便可。 因浓度测量部不同，有时会由于在内部流路中流动的混合气体的温度变化，而产 生测量误差。为了减小此种测量误差以进一步提高材料气体浓度控制的精度，可进一步包 括温度测量部，所述温度测量部用来测量在所述内部流路中流动的混合气体的温度。如以 此种方式构成，则可以根据测量温度并使用校正曲线(correction curve)等来进行测量值 补偿。 这样，根据本专利技术的材料气体浓度控制装置，由于通过浓度测量部来测量混合气 体中材料气体的浓度，并利用第1阀来将所述测量浓度调节为期望值，所以即便由贮槽的 材料液体气化而成的材料气体量发生变动，也可以进行浓度控制而不受此变动的影响。而 且，需要改变浓度时，并非通过时间性温度变化来增减材料气体，而是通过第1阀来进行浓 度控制，所以可以进行响应性优异的浓度控制。附图说明 图1是包含本专利技术一实施形态的材料气体浓度控制装置的示意性设备构成图。 图2是该实施形态中的材料气体浓度控制装置的示意性透视图。 图3是该实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种材料气体浓度控制装置，用于材料气化系统，所述材料气化系统包括：贮槽，收纳材料；导入管，将使被收纳的材料气化的载气导入所述贮槽；以及导出管，从所述贮槽中导出所述材料气化而成的材料气体及所述载气的混合气体，其特征在于所述材料气体浓度控制装置包括：　　基体，具有连接于所述导出管，用来使所述混合气体流动的内部流路；　　浓度测量部，对在所述内部流路中流动的所述混合气体中的所述材料气体的浓度进行测量；以及　　第１阀，在所述浓度测量部的下游，将由所述浓度测量部测量的测量浓度调节为预定的设定浓度；　　且，所述浓度测量部及所述第１阀安装在所述基体上。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：南雅和，井上正规，
申请(专利权)人：株式会社堀场制作所，株式会社堀场STEC，
类型：发明
国别省市：JP[日本]