(57)【要約】【課題】簡単な構成でガス容器を冷却したり、加温したりすることができる温度調節手段を備えたガス供給装置を提供する。【解決手段】ガス容器１１の胴部外周を覆う筒状のジャケット１２を備え、ジャケットは、柔軟性を有する材料で形成されるとともに、ジャケット外部からジャケット内部に向けて圧縮ガスを導入するガス導入ノズル１８を有し、ガス容器にジャケットを装着してガス導入ノズルからジャケット内周部に圧縮ガスを導入したときに、ガス容器外周面とジャケット内周面との間に、ガス導入ノズルからジャケット内周部に導入された圧縮ガスをジャケット上端部又は下端部からジャケット外部に放出する通気路が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス容器の胴部外周を覆う筒状のジャケットを備えたガス供給装置であって、前記ジャケットは、柔軟性を有する材料で形成されるとともに、ジャケットを貫通してジャケット外部からジャケット内部に向けて圧縮ガスを導入するガス導入ノズルを有し、ガス容器にジャケットを装着して前記ガス導入ノズルからジャケット内周部に圧縮ガスを導入したときに、ガス容器外周面とジャケット内周面との間に、前記ガス導入ノズルからジャケット内周部に導入された前記圧縮ガスをジャケット上端部又は下端部からジャケット外部に放出する通気路が形成されることを特徴とするガス供給装置。
【請求項２】
前記ジャケットは、前記ガス容器の軸線方向に設けられた着脱可能な連結部によって展開可能に形成されていることを特徴とする請求項１記載のガス供給装置。
【請求項３】
前記ジャケットは、ガス容器の外周に配置される筒状の内周側表面材と、該内周側表面材の外周面に積層された筒状の断熱材と、該断熱材の外周面に積層された外周側表面材との三層構造で形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のガス供給装置。
【請求項４】
前記内周側表面材及び外周側表面材は、ガラスクロスにシリコーン系樹脂をコーティングしたシリコンコートガラスクロスで形成されていることを特徴とする請求項３記載のガス供給装置。
【請求項５】
前記断熱材は、ガラスフェルトで形成されていることを特徴とする請求項３記載のガス供給装置。
【請求項６】
前記ガス導入ノズルは、ボルテックスチューブの冷気供給側に接続されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のガス供給装置。
【請求項７】
前記ガス導入ノズルは、前記ジャケットの上部側に設けられていることを特徴とする請求項６記載のガス供給装置。
【請求項８】
前記ガス導入ノズルは、ボルテックスチューブの暖気供給側に接続されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のガス供給装置。
【請求項９】
前記ガス導入ノズルは、前記ジャケットの下部側に設けられていることを特徴とする請求項８記載のガス供給装置。
【請求項１０】
前記ジャケットは、前記通気路を流れる圧縮ガスの温度又は前記ガス容器の外周面温度を測定する温度センサを備えるとともに、該温度センサの測定温度に基づいて前記ジャケット内周部への圧縮ガスの導入量を制御する制御手段を備えていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項記載のガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス供給装置に関し、特に、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）の供給に好適なガス供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ｐ型半導体のドーパント用として使用されるジボランは、通常は、水素などとの混合ガスとして高圧でガス容器（シリンダ、ボンベ）内に充填され、減圧弁で減圧されて使用先に供給されている。ジボランは、室温でゆっくりと反応して固体のデカボランを生成し、生成したデカボランが減圧弁で凝集して閉塞することにより、ガス容器から使用先にジボラン混合ガスを供給できなくなることがあった。このため、ガス容器に着脱可能に装着した金属製のジャケットに冷却水を循環させる冷却水方式（例えば、特許文献１参照。）や、ガス容器を収納したシリンダキャビネット内に冷風を供給する空調方式（例えば、特許文献２参照。）などによってガス容器を２０℃以下に冷却し、ガス容器内でジボランが反応することを抑制するようにしていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３３７５１７８号公報
【特許文献２】特許第３１１７６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された冷却水方式では、高価な冷却水循環設備が必要になるだけでなく、水漏れに対する配慮が必要であり、金属製であることから、重量もあり、ガス容器への着脱が面倒で、作業性が悪く、オペレータの大きな負担となっていた。また、特許文献２に記載された空調方式においても、高価な空調設備が必要になり、連続換気されているシリンダキャビネット内を十分に冷却するためには、空調設備の負担も大きくなっていた。
【０００５】
そこで本発明は、簡単な構成でガス容器を冷却したり、加温したりすることができる温度調節手段を備えたガス供給装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明のガス供給装置は、ガス容器の胴部外周を覆う筒状のジャケットを備えたガス供給装置であって、前記ジャケットは、柔軟性を有する材料で形成されるとともに、ジャケットを貫通してジャケット外部からジャケット内部に向けて圧縮ガスを導入するガス導入ノズルを有し、ガス容器にジャケットを装着して前記ガス導入ノズルからジャケット内周部に圧縮ガスを導入したときに、ガス容器外周面とジャケット内周面との間に、前記ガス導入ノズルからジャケット内周部に導入された前記圧縮ガスをジャケット上端部又は下端部からジャケット外部に放出する通気路が形成されることを特徴としている。
【０００７】
さらに、本発明のガス供給装置は、前記ジャケットが、前記ガス容器の軸線方向に設けられた着脱可能な連結部によって展開可能に形成されていること、前記ジャケットが、ガス容器の外周に配置される筒状の内周側表面材と、該内周側表面材の外周面に積層された筒状の断熱材と、該断熱材の外周面に積層された外周側表面材との三層構造で形成されていること、前記内周側表面材及び外周側表面材が、ガラスクロスにシリコーン系樹脂をコーティングしたシリコンコートガラスクロスで形成され、前記断熱材が、ガラスフェルトで形成されていることを特徴としている。
【０００８】
また、前記ガス導入ノズルが、ボルテックスチューブの冷気供給側に接続されてジャケットの上部側に設けられていること、暖気供給側に接続されてジャケットの下部側に設けられていることを特徴とし、さらに、前記ジャケットが、前記通気路を流れる圧縮ガスの温度又は前記ガス容器の外周面温度を測定する温度センサを備えるとともに、該温度センサの測定温度に基づいて前記ジャケット内周部への圧縮ガスの導入量を制御する制御手段を備えていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のガス供給装置によれば、柔軟性を有する材料で形成したジャケットにガス導入ノズルから冷気を導入することによってガス容器を効果的に冷却でき、暖気を導入することによってガス容器を効果的に加温できる。また、ジャケットをシリコンコートガラスクロスやガラスフェルトで形成することにより、金属製ジャケットに比べて大幅に軽量化できるだけでなく、連結部で展開可能に形成することにより、ガス容器への着脱を容易に行うことができる。さらに、冷気や暖気をボルテックスチューブで発生させることにより、大掛かりな設備が不要となるのでコストの削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のガス供給装置の一形態例を示す正面図である。
【図２】ガス導入ノズルの取付状態の一例を示す要部断面図である。
【図３】温度センサの取付状態の一例を示す要部断面図である。
【図４】ガス供給中のガス容器を冷却している状態の一例を示す説明図である。
【図５】ガス供給中のガス容器を加温している状態の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１乃至図３は、本発明のガス供給装置の一形態例を示しており、図４は、ガス供給中のガス容器を冷却している状態の一例を示し、図５は、ガス供給中のガス容器を加温している状態の一例を示している。
【００１２】
本形態例に示すガス供給装置は、ガス容器１１の胴部外周を覆う筒状に形成されたジャケット１２を備えている。ジャケット１２は、頻繁にガス容器への着脱を行うことから、不織布などの軽量で柔軟性を有する材料で形成されており、前記ガス容器１１の軸線方向に設けられた面ファスナなどの着脱可能な連結部１３によって平面状に展開可能に形成されている。また、ジャケット１２の上下両端部には、ガス容器１１への装着状態を保持するためのベルト１４がそれぞれ設けられている。
【００１３】
また、ジャケット１２は、ガス供給設備の使用環境に対応できるように、耐候性や耐薬品性、耐熱性、耐寒性、耐傷性、断熱性といった性状に優れた材料を適宜組み合わせて形成されている。例えば、図２及び図３に示すように、ガス容器１１の胴部外周に配置される筒状の内周側表面材１５と、該内周側表面材１５の外周面に積層された筒状の断熱材１６と、該断熱材１６の外周面に積層された筒状の外周側表面材１７との三層構造で形成している。
【００１４】
例えば、内周側表面材１５及び外周側表面材１７は、ガラスクロスにシリコーン系樹脂をコーティングしたシリコンコートガラスクロスで形成し、中間の断熱材１６は、ガラス繊維をフェルト状に成形したガラスフェルトで形成することが好ましい。これにより、断熱性、取扱性、耐久性などに優れるとともに、軽量なジャケット１２を得ることができる。
【００１５】
また、ジャケット１２には、該ジャケット１２を貫通してジャケット外部からジャケット内部に向けて圧縮ガスを導入するためのガス導入ノズル１８が設けられている。このガス導入ノズル１８に外部から適当な圧力の圧縮ガスを供給し、ガス導入ノズル１８を介してジャケット内部に圧縮ガスを導入することにより、ガス容器外周面とジャケット内周面との間に、ガス導入ノズル１８からジャケット内周部に導入された圧縮ガスをジャケット上端部又は下端部からジャケット外部に放出する通気路１９が形成される。
【００１６】
また、ジャケット１２には、通気路１９を流れる圧縮ガスの温度又は前記ガス容器１１の外周面温度を測定する温度センサ２０の測定部２０ａが設けられるとともに、該温度センサ２０の測定温度に基づいて前記ジャケット内周部への圧縮ガスの導入量を制御する制御手段２１を備えている。
【００１７】
使用する圧縮ガスは、適宜な冷却手段や加温手段によって冷却又は加温されたガスを使用できるが、圧縮ガス源としてボルテックスチューブ２２を使用することが好ましい。このボルテックスチューブ２２は、圧縮機２３からの圧縮空気Ａによってチューブ内に旋回気流を発生し、該旋回気流を冷気Ｃと暖気Ｈとに分離するものであって、冷気Ｃを前記ガス導入ノズル１８に供給することでガス容器１１を冷却でき、暖気Ｈをガス導入ノズル１８に供給することでガス容器１１を加温することができる。
【００１８】
例えば、シリンダキャビネット２４に収納したガス容器１１からジボランガス（ジボラン混合ガスを含む）を、容器弁１１ａから供給経路１１ｂを介して使用先に供給する場合には、ガス容器１１の胴部外周を、ガス導入ノズル１８を上部に配置した状態のジャケット１２で覆い、ボルテックスチューブ２２の冷気供給側経路２２ａをガス導入ノズル１８に接続し、暖気供給側経路２２ｂからの暖気Ｈは、シリンダキャビネット２４の排気部２４ａから排気できるように配置する。また、ベルト１４は、通気路１９の形成を損なうことなく、ジャケット１２がガス容器１１の胴部外周から落下しない程度に締め付けるようにする。
【００１９】
このように設置した状態で、圧縮機２３を作動させて圧縮空気Ａをボルテックスチューブ２２に供給し、ボルテックスチューブ２２で発生した冷気Ｃを、ガス導入ノズル１８を介してガス容器外周面とジャケット内周面との間に導入する。これにより、通気路１９内を冷気Ｃが流れてガス容器１１が冷却され、ガス容器内でのジボランの反応を抑制し、デカボランの生成を防止することができる。
【００２０】
また、制御手段２１は、温度センサ２０の測定温度があらかじめ設定された最高温度、例えば２０℃を上回ったときに、ボルテックスチューブ２２への圧縮空気供給経路２２ｃに設けた調節弁２２ｄを開方向に作動させて圧縮空気供給量を増加させることにより通気路１９内への冷気Ｃの導入量を増大させ、最低温度、例えば１５℃を下回ったときには、調節弁２２ｄを閉方向に作動させて圧縮空気供給量を減少させる。これにより、ガス容器１１をあらかじめ設定された温度範囲、例えば１５〜２０℃の範囲に保持することができ、ガス容器１１から半導体製造装置などへのジボランガスの供給を安定した状態で行うことができる。
【００２１】
図５は、本発明のガス供給装置を、ガス供給中のガス容器を加温している状態の一例を示している。例えば、常温付近で液体となっているアンモニアなどの低蒸気圧ガスをガス容器から半導体製造装置に供給する際には、蒸発潜熱によってガス容器内の温度が低下して蒸発量が減少し、ガス供給量が低下するため、ガス容器を加温して蒸発を促進する必要がある。
【００２２】
この場合、液体状態の低蒸気圧ガスを充填したガス容器３１の胴部を、前記ガス導入ノズル１８を下部側に配置した状態の前記ジャケット１２で覆うとともに、前記ボルテックスチューブ２２の暖気供給側経路２２ｂを前記ガス導入ノズル１８に接続し、ボルテックスチューブ２２で発生した暖気Ｈを通気路１９に導入する。これにより、通気路１９を流れる暖気Ｈによってガス容器３１を加温することができ、低蒸気圧ガスの蒸発を促進することができる。
【００２３】
また、図５に示す例では、容器弁３１ａから使用先に接続される供給経路３１ｂに、供給するガスの圧力を測定する圧力センサ３２を設けている。制御手段２１では、通気路１９内の温度又はガス容器３１の温度に応じて調節弁２２ｄを調節することにより、あらかじめ設定された温度範囲内に制御するとともに、圧力センサ３２で測定した供給経路３１ｂ内の圧力が上昇したときには、調節弁２２ｄを閉方向に作動させて圧縮空気供給量を減少させ、加温量を抑えて蒸発量を少なくし、供給経路３１ｂ内のガス圧力の過度の上昇を防止して安全性を確保するようにしている。
【００２４】
以上のように、本発明のガス供給装置は、ガス容器の胴部外周を、着脱可能に覆う筒状のジャケット内に冷却ガス又は加温ガスを導入することでガス容器の冷却や加温を効率よく行うことができ、しかも、柔軟性を有する材料で形成しているので、金属に比べて軽量に形成することができ、ガス容器への着脱を極めて容易に行うことができる。さらに、冷却源、加温源としてボルテックスチューブを使用することにより、大掛かりな設備を必要とせず、簡単な構成の設備で実施可能であることから、設備費や運転費の節減も図ることができる。
【００２５】
なお、ジャケットに設けるガス導入ノズルの位置や個数は任意であり、ガス容器１１の形状、大きさに応じて適宜設定することができる。また、複数のガス導入ノズルを設ける場合は、ガス容器１１の軸線方向に適当な間隔で設けたり、周方向に適当な角度で設けたりすることができる。さらに、ベルトの締め付け程度を調節することにより、通気路を流れるガスの上下方向のガス量の割合を調節することができ、冷気Ｃや暖気Ｈを，より効果的に使用できる。また、ガス容器の材質や大きさ、充填したガスの種類などは任意である。
【符号の説明】
【００２６】
１１…ガス容器、１１ａ…容器弁、１１ｂ…供給経路、１２…ジャケット、１３…連結部、１４…ベルト、１５…内周側表面材、１６…断熱材、１７…外周側表面材、１８…ガス導入ノズル、１９…通気路、２０…温度センサ、２０ａ…測定部、２１…制御手段、２２…ボルテックスチューブ、２２ａ…冷気供給側経路、２２ｂ…暖気供給側経路、２２ｃ…圧縮空気供給経路、２２ｄ…調節弁、２３…圧縮機、２４…シリンダキャビネット、２４ａ…排気部、３１…ガス容器、３１ａ…容器弁、３１ｂ…供給経路、Ａ…空気、Ｃ…冷気、Ｈ…暖気
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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