(57)【要約】【課題】半導体製品の製造などの用途に用いるための、加圧ガスを貯蔵及び送出するシステムを提供する。【解決手段】ガスを所望の圧力で保持するための容器（１０２）を備えるガス貯蔵送出システム（１００）を開示する。容器（１０２）は、その容積内部にガス圧レギュレータ（１３２）を具有し、送出するガスの圧力をレギュレータ（１３２）の設定値により決定された所望の圧力に維持する。第二のガス圧レギュレータ（２６０）を、第一のガス圧レギュレータ（２４２）に直列に接合して、ガス流を連通させることができる。このとき、送出されるガスは、第一のガス圧レギュレータを通過する前に、第二のガス圧レギュレータ（２６０）にまず進入し、第二のガス圧レギュレータの圧力設定値は、第一のガス圧レギュレータが有する圧力設定値の少なくとも２倍である。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧ガスを保持するための内部容積を囲繞し、ポートを備えるガス貯蔵送出容器と、 該ポートに配設されたバルブヘッドと、 該バルブヘッドに連結されてガス流を連通させるガス送出組立体と、 該バルブヘッドの下方に位置付けられ、該容器から放出されるガスを所定の圧力に維持するように配置された、該容器の内部容積にあるガス圧レギュレータと、を備え、 ガスを該容器から放出するために、該ガス送出組立体は該ガスを該容器の内部容積から、該ガス圧レギュレータ、該バルブヘッド及び該ガス送出組立体を通じて流動させるように選択的に作動可能である、ガス貯蔵送出システム。
【請求項２】
前記バルブヘッドと前記ガス圧レギュレータとの間に、微粒子フィルタをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記送出組立体は前記容器内の流体からガス流を調節して放出するために、バルブアクチュエータを作動的に連結している流量制御バルブと、該バルブの調節を開始させるように該バルブアクチュエータを動作させるための自動コントローラとを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記容器の内部容積に格納された、ハイドライドガス類、ハロゲン化物ガス類及び気相有機金属ガス類からなる群から選択されるガスをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記容器の内部容積に格納された、アルシン、ホスフィン、スチビン、シラン、ジボラン、フッ化水素、三塩化ホウ素、三フッ化ホウ素、塩化水素、ハロゲン化シラン及びジシランからなる群から選択されるガスをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記容器の内部容積に格納された、アルシン、三塩化ホウ素及び三フッ化ホウ素からなる群から選択されるガスをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記ガス圧レギュレータは第一のガス圧レギュレータであり、該第一のガス圧レギュレータに直列関係で接合された第二のガス圧レギュレータをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第一のガス圧レギュレータは約１トル〜約２５５０ｐｓｉｇの範囲の圧力設定値を有する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第二のガス圧レギュレータは約２０ｐｓｉｇ〜約２５５０ｐｓｉｇの範囲の圧力設定値を有する、請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第二のガス圧レギュレータは前記第一のガス圧レギュレータの圧力設定値を上回っている圧力設定値を有する、請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第二のガス圧レギュレータは前記第一のガス圧レギュレータの圧力設定値の少なくとも２倍である圧力設定値を有する、請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第二のガス圧レギュレータは前記第一のガス圧レギュレータと垂直に同軸上に整合されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
前記第二のガス圧レギュレータはその入口端部にて微粒子フィルタに接合されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第一のガス圧レギュレータはその放出端部にて第一の微粒子フィルタに接合されており、前記第二のガス圧レギュレータはその入口端部にて第二の微粒子フィルタに接合されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第一の微粒子フィルタと、前記第一のガス圧レギュレータと、前記第二のガス圧レギュレータと、前記第二の微粒子フィルタとが、互いに同軸上に整合されている、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記バルブヘッドは２ポート式バルブ本体を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記バルブ本体はその下方部分にて前記容器内で、該バルブ本体から該容器の内部容積に下方に延在し、その下方端部にて前記ガス圧レギュレータに接合されている延長管に接合されている、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記延長管は前記バルブ本体内にて放出路と同軸上に整合されており、該放出路は前記ガス送出組立体と連結されてガス流を連通させている、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ガス送出組立体はその中に流量制御バルブを備える、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ガス送出組立体は半導体製造設備に接合されてガス流を連通させている、請求項１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、１９９８年４月２８日に出願され、Ｌｕｐｉｎｇ Ｗａｎｇ及びＧｌｅｎｎ Ｍ．Ｔｏｍを名義とする米国特許出願第第０９／０６７，３９３号「流体を貯蔵し、ガスを送出するシステム（Ｆｌｕｉｄ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｇａｓ ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）」の一部係属出願である、１９９９年４月２８日に出願され、Ｌｕｐｉｎｇ Ｗａｎｇ及びＧｌｅｎｎ Ｍ．Ｔｏｍを名義とする米国特許出願第０９／３００，９９４号「流体を貯蔵し、ガスを送出するシステム（Ｆｌｕｉｄ ｓｔｏｒａｇｅ ａｎｄ ｇａｓ ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ）」の一部係属出願である。
【０００２】
本発明は、半導体材料及びデバイスの製造などの用途に有用な、加圧ガスを貯蔵し、ガスを送出するシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
多種多用な産業処理及び応用において、信頼性の高い処理ガス（１種類あるいは複数種類）の供給源が要望されている。
【０００４】
かかる処理及び用途分野の例として、半導体製造、イオン打込み、平面パネルディスプレイの製造、医療介入及び治療、水処理、応急呼吸装置、溶接作業、液体及びガスの空間を設けた送出が挙げられる。
【０００５】
本発明は、ハロゲン化合物（ＢＦ３、Ｆ２など）、ハイドライドガス（アルシン、ホスフィンなど）及び気相有機金属源試薬などのガスをオンデマンドで供給する半導体製造設備における使用に特に適した、信頼性の高い供給源を提供するものである。
【０００６】
ガスの貯蔵及び送出システムの分野における従来技術として、以下の米国特許に記載された装置及び方法が挙げられる。
【０００７】
１９８８年５月１７日に発行され、Ｋａｒｌ Ｏ．Ｋｎｏｌｌｍｕｅｌｌｅｒに付与された米国特許第４，７４４，２２１号（５〜１５オングストロームの孔径を有するゼオライト上にアルシンを吸着して貯蔵し、アルシンを脱離する高温までそのゼオライトを加熱することにより送出させる、アルシンの貯蔵及び送出）がある；
【０００８】
１９９６年５月２１日に発行され、Ｇｌｅｎｎ Ｍ．Ｔｏｍ及びＪａｍｅｓ Ｖ．ＭｃＭａｎｕｓに付与された米国特許第５，５１８，５２８号（ガスを低圧力にて物理的吸着媒体上に吸着式に保持し、圧力差を形成してガスをその吸着媒体から脱離する、ガスの貯蔵及び送出システム）がある；
【０００９】
１９９９年８月１７日に発行され、Ｄａｖｉｄ Ａ．ＬｅＦｅｂｒｅ及びＴｈｏｍａｓ Ｂ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｊｒ．に付与された米国特許第５，９３７，８９５号、並びに、１９９９年１２月２８日に発行され、Ｒｏｙ Ｖ．Ｓｅｍｅｒｄｊｉａｎ、Ｄａｖｉｄ Ａ．ＬｅＦｅｂｒｅ及びＴｈｏｍａｓ Ｂ．Ｍａｒｔｉｎ，Ｊｒ．に付与された米国特許第６，００７，６０９号（送出逆止め弁の形態をとるレギュレータ及び流体送出用毛細管流量制限装置を備えた加圧容器）がある；
【００１０】
１９９８年４月２８日に出願され、Ｌｕｐｉｎｇ Ｗａｎｇ及びＧｌｅｎｎ Ｍ．Ｔｏｍの名義の同時係属中である米国特許先行出願第０９／０６７，３９３号、並びに、１９９９年４月２８日に出願され、Ｌｕｐｉｎｇ Ｗａｎｇ及びＧｌｅｎｎ Ｍ．Ｔｏｍの名義の同時係属中である米国特許先行出願第０９／３００，９９４号（容器から送出される流体をレギュレータから下流の流量制御手段に流動させるように配置された流体圧レギュレータを有する貯蔵及び送出用容器を備える、流体を貯蔵し、ガスを送出するシステム）がある；
【００１１】
Ｓｔｅｎｎｅｒに付与された米国特許第３，５９０，８６０号（レギュレータ・ダイヤフラム及び作動バネアセンブリを備える、手動で調節可能な液体プロパンカートリッジ用レギュレータ弁）がある；
【００１２】
Ｃｏｆｆｒｅ他に付与された米国特許第４，８３６，２４２号（ベロー及び入口弁を備え、ベローと低圧出口との間に固体粒子フィルタを配設した、電子工学等級のガスを供給する圧力低減器）がある；
【００１３】
Ｏｌｌｉｖｉｅｒに付与された米国特許第５，２３０，３５９号（加圧流体流を調節自在に減圧するための弁を中に配設した、高圧ガスシリンダ用のダイヤフラムを設けた圧力レギュレータ）がある；
【００１４】
Ｂａｒａｎｏｗｓｋｉ，Ｊｒ．に付与された米国特許第３，６９９，９９８号（リーフスプリングファスナを用いてレギュレータ構成要素を定位置に保持する較正可能な圧力レギュレータ）がある；
【００１５】
Ｍａｙｓに付与された米国特許第３，７９１，４１２号（流体を減圧して送出するための一対の弁要素を含む、高圧ガス容器用減圧弁）がある；
【００１６】
Ｗｏｒｍｓｅｒに付与された米国特許第３，９７２，３４６号（Ｕ字型リングシールポペットアセンブリを特徴とする圧力レギュレータ）がある；
【００１７】
Ｅｉｄｓｍｏｒｅに付与された米国特許第４，７９３，３７９号（弁構成要素に対する磁気作動を用いる、加圧ガスシリンダに対する主な遮断と流量制御を行なうボタン操作式弁）がある；
【００１８】
Ｓｅｎｅｓｋｙに付与された米国特許第２，６１５，２８７号（ダイヤフラム及びダイヤフラムクランプ部材要素を備える、ガス圧レギュレータ）がある；
【００１９】
Ｍａｒｔｉｎに付与された米国特許第４，１７３，９８６号（圧力レギュレータ及び応動式ポペット弁構造を備える加圧ガス流量制御弁）がある；
【００２０】
Ｂａｕｍａｎｎ他に付与された米国特許第３，３８８，９６２号（焼結金属製ペレット流動構成要素を備える、加圧ガス燃料計量装置）がある；
【００２１】
Ｊｅｎｋｉｎｓに付与された米国特許第１，６７９，８２６号（ダイヤフラム構成要素とフェルト製ストリップを含むガスフィルタ手段とを用いる高圧容器用流体圧レギュレータ）がある；
【００２２】
Ｓｔ．Ｃｌａｉｒに付与された米国特許第２，３５４，２８３号（振動を最小限に抑えるために流量レストリクタ構造を備えた圧力作動式ダイヤフラムを備える、液化石油ガスタンク用流体圧レギュレータ）がある；
【００２３】
Ｌｈｏｍｅｒ他に付与された米国特許第５，５６６，７１３号（ピストン式圧力レギュレータ及びブロック減圧器／レギュレータ手段を備える、ガス流制御送出アセンブリ）がある；
【００２４】
Ａｍｉｄｚｉｃｈに付与された米国特許第５，６４５，１９２号（シールリング／ばねアセンブリを含む、容器内の過剰ガス圧を解放するための弁アセンブリ）がある；
【００２５】
Ｃａｎｎｅｔ他に付与された米国特許第５，６７８，６０２号（指標付き流量計弁を備える減圧器及びレギュレータ手段を含む、加圧ガスタンク用ガス制御送出アセンブリ）がある；
【００２６】
Ｗｅｂｓｔｅｒに付与された米国特許第２，７９３，５０４号（減圧器及びレギュレータとバネ付勢閉塞手段とを備える加圧流体容器用弁）がある；
【００２７】
Ｈａｒｒｉｓに付与された米国特許第１，６５９，２６３号（ダイヤフラムと、ダイヤフラムと環状シートとの間の摩擦防止ワッシャとを備える、加圧ガスシリンダ用レギュレータ）がある；
【００２８】
Ｔｈｏｍａｓに付与された米国特許第２，０４７，３３９号（流量制御ユニット及び漏れ防止弁を備える、液化石油ガス貯蔵装置）がある；
【００２９】
Ｂａｕｍａｎｎ他に付与された米国特許第３，９９４，６７４号（レギュレータ弁アセンブリを備える、加圧液化可燃性ガス容器用の着脱自在なバーナアセンブリ）がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
本発明は、半導体製品の製造などの用途に用いるための、加圧ガスを貯蔵及び送出するシステムに関する。
【課題を解決するための手段】
【００３１】
一の態様において、本発明は、 加圧ガスを保持するための内部容積を囲繞し、ポートを備えるガス貯蔵及び送出容器と、 容器ポートに配設されたバルブヘッドと、 前記バルブヘッドに連結されてガス流を連通させているガス送出組立体と、 バルブヘッドの下方に位置付けられ、容器から放出されるガスを所定の圧力に維持するように配置された、容器の内部容積にあるガス圧レギュレータと、 ガスを容器から放出するために、ガスを容器の内部容積から、ガス圧レギュレータ、バルブヘッド及びガス送出組立体を介してガスを流動させるように選択的に作動可能なガス送出組立体とを備える、流体貯蔵送出システムに関する。
【００３２】
かかるシステムの一の態様において、上述したガス圧レギュレータは第一のガス圧レギュレータであり、本システムは、容器内に第二のガス圧レギュレータを、容器内にて第一のガス圧レギュレータと直列関係で接合してさらに備える。
【００３３】
かかるレギュレータ２個連続配列に対する具体的な一の実施形態において、第一のガス圧レギュレータは、その放出端部にて第一の微粒子フィルタに接合されており、第二のガス圧レギュレータはその入口端部にて第二の微粒子フィルタに接合されている。
【００３４】
かかるレギュレータ２個連続配列に対する具体的な別の実施形態は、容器内において互いに同軸上に整合されている第一の微粒子フィルタ、第一のガス圧レギュレータ、第二のガス圧レギュレータ及び第二の微粒子フィルタを備える。
【００３５】
以上のみならず、本発明の他の態様、特徴及び実施形態は、以下の開示内容及び添付した特許請求の範囲から、さらに十分に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一の実施形態によるガス貯蔵及び送出システムの略断面図である。
【図２】図１に示したガス貯蔵及び送出システムのバルブヘッド組立体の斜視図である。
【図３】図１に示したガス貯蔵及び送出システムに用いられているフィルタユニットの正面図である。
【図４】図１に示したガス貯蔵及び送出システムのレギュレータの部分分解図である。
【図５】図１に示したガス貯蔵及び送出システムのガス貯蔵送出容器の上方部分の断面図である。
【図６】本発明の別の実施形態によるガス貯蔵及び送出システムの略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下の米国特許出願の内容全体を本明細書内に援用する：すなわち、１９９９年４月２８日に出願され、Ｌｕｐｉｎｇ Ｗａｎｇ及びＧｌｅｎｎ Ｍ．Ｔｏｍを名義とする米国特許出願第０９／３００，９９４号「流体を貯蔵し、ガスを送出するシステム」、並びに１９９８年４月２８日に出願され、Ｌｕｐｉｎｇ Ｗａｎｇ及びＧｌｅｎｎ Ｍ．Ｔｏｍを名義とする米国特許出願第第０９／０６７，３９３号「流体を貯蔵し、ガスを送出するシステム」である。
【００３８】
本発明は、加圧ガスを保持する容器の内部容積に、１つまたは複数のガス圧レギュレータを具有するガス貯蔵及び送出システムに関する。
【００３９】
かかる構成において、レギュレータ（若しくは複数のレギュレータ組立体）は、封じ込められている加圧ガスとガス送出組立体との間に配設される。このガス送出組立体は、ガス流シャットオフバルブ、マスフローコントローラなどのガス流制御要素を備えるなど、さまざまに構成することができる。
【００４０】
レギュレータをガス貯蔵及び送出容器内に位置付けることにより、レギュレータは、衝撃、環境曝露及び破損から容器により保護されることになる。さらに、容器から送出されるガスの圧力が容器内にある大半の加圧ガスの圧力よりも大幅に低くなるように、レギュレータが極めて低い圧力設定値に設定されている点で、レギュレータは高圧ガスに対する安全な閉じ込め要素として機能する。
【００４１】
本発明の広範な実施に有用であるガス圧レギュレータ装置は、適したタイプであればいずれでもよい。好適なレギュレータの例として、圧力設定値が真空レベル〜１７２３６．９ｋＰａ（２５５０ｐｓｉｇ）程度までの範囲であるＳｗａｇｅｌｏｋ（登録商標）ＨＦシリーズの設定圧力レギュレータ（Ｓｗａｇｅｌｏｋ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。ｗｗｗ．ｓｗａｇｅｌｏｋ．ｃｏｍ）が挙げられる。高精度のレギュレータを使用することにより、ガスを所望の圧力レベルにて、内部にレギュレータを含む容器から高い信頼性で送出することができる。
【００４２】
ガス圧レギュレータは、通例、有利なことに、設定値より高い圧力での流動を防止するように、シート構造に付勢されるポペット要素を含むポペットバルブタイプである。かかるレギュレータは、設定値圧力を維持するために、感圧アセンブリが応答して膨脹／収縮し、ポペットが並進することにより出口圧力における変化に適合するガス作動式感圧アセンブリを用いている。
【００４３】
そこで、このようにガス圧レギュレータが、たとえば、９３．３ｋＰａ(７００トル)などの適当な圧力レベルに設定しておき、ガス容器に付随する送出組立体の流動制御バルブを開口する、あるいは他の適当な方法により送出組立体を開口して流動を開始すれば、ガス流をその設定値圧力でガス貯蔵送出容器から提供できるようにする。
【００４４】
容器に付随する送出組立体が流動回路を画成している。本回路は、例えば、送出操作用にガス容器に連結される細長い（「伸張」）導管あるいはマニホールドを備える。この流動回路は、ガス送出操作を監視し、流動回路に連結されている複数のガス容器（複数容器マニホールド構成の場合など）間をうまく切り換え、及び／又は、容器からガスを供給される下流のガス消費設備を適合させるように、周期的若しくは断続的な操作を提供することを目的に、適した計測及び制御手段を含むことができる。
【００４５】
本発明によるガス貯蔵及び送出容器内に格納するガスは、半導体製造作業用ハイドライドガスなどの適したすべてのガスを含むことができる。かかるハイドライドガスの例として、アルシン、ホスフィン、スチビン、シラン、クロロシラン及びジボランが挙げられる。半導体製造作業に有用な他のガスも利用可能であり、その例として、ハロゲン化物エッチング液、洗浄剤、試薬源などとして半導体製造作業に有用なフッ化水素、三塩化ホウ素、三フッ化ホウ素、塩化水素、ハロゲン化シラン（ＳｉＦ４など）及びジシラン（Ｓｉ２Ｆ６など）などの酸性ガス類が挙げられる。他の試薬として、有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ）の前駆体として用いられる気相有機金属試薬が挙げられる。
【００４６】
ここで図面を参照するに、図１は本発明の一の例示実施形態による一のガス貯蔵及び送出システム１００を示す略断面図である。システム１００は、床部材１０６で下方端部を閉じた円柱状の側壁１０４を具備する、略円柱状の流体貯蔵送出容器１０２を含む。容器の上方端部は、容器の頂部開口（ポート）を画成し、囲繞する円柱状のカラー１１０を含むネック１０８となっている。図示のように、容器の壁部、床部材及びネックが容積内部１２８を密閉している。
【００４７】
容器のネックでは、バルブヘッド組立体１１４のねじ切りプラグ１１２が、カラー１１０の内側ねじ切り開口部にねじ付け自在に係合している。バルブヘッド組立体１１４は、中央の作業域キャビティに接合されて流体流を連通させている中央の流体流路１２０をバルブヘッド組立体内に含む。この中央の作業域キャビティは、続いて、出口１２４に接合されており、本出口はコネクタ及び関連配管、導管などをそこに装着できるように、外部にねじ切りする、あるいは他の方法で形成することができる。
【００４８】
中央作業域キャビティ内に配置されているのは、バルブ要素１２２である。このバルブ要素は、図示した実施形態では手回しハンドル１２６に接合されているが、別法として、自動的バルブアクチュエータ若しくは他のコントローラや作動手段に接合してもよい。
【００４９】
また、バルブヘッド組立体１１４は、バルブブロック内に、充填ポート１１８及び容器の内部容積１２８と連通している充填路１１６を有することを特徴とする。これにより、容器１０２に加圧ガスを送り込むことができる。送り込んだ後、図示のように、充填ポートを閉じて蓋をする。
【００５０】
バルブヘッド組立体１１４内の中央流体流路１２０は、その下方端部にてコネクタ流管１３０に接合されており、この流管１３０はその反対側でレギュレータ１３２に接合されている。このレギュレータは、容器から放出される流体を選択された圧力に維持するように、設定されている。
【００５１】
レギュレータの下方端部には、管状嵌合部１３６が接合されており、この嵌合部には突合せ溶接などにより、下方先端部にディフューザ端部キャップ１３１を有するフィルタユニット１３４が接合されている。このフィルタユニットは、ステンレス鋼で製造可能であり、ディフューザ壁部は３１６Ｌステンレス鋼などの焼結ステンレス鋼で製造可能である。フィルタユニットは、０．００３マイクロメートルより大きいなど、所定の直径より大きな粒子すべてを３０標準リットル／分のガス流速で、システムから除去できる壁部気孔率を有する。かかるフィルタユニットは、Ｍｏｔｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（コネチカット州、Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎ）から市販されている。
【００５２】
使用時、加圧ガスは、容器１０２の内部容積１２８内に格納される。ガス圧レギュレータ１３２は、バルブヘッド組立内１１４のバルブが開口されると、フィルターユニット１３４、嵌合部１３６、レギュレータ１３２、コネクタ流管１３０、バルブヘッド組立体１１４内の中央流体流路１２０、中央作業域キャビティ及び出口１２４を通じて流動するガス送出流を提供できるように、選択された設定値に設定されている。このバルブヘッド組立体を、本発明を用いる所与最終用途における所望若しくは必要に応じて、他の配管、導管、流量コントローラ、モニタ手段などに接合することができる。
【００５３】
図２は、図１の流体貯蔵及び送出システムに用いられているバルブヘッド組立体１１４を示す斜視図である。図２では、図１に相当する構成要素には同じ参照番号を付しており、プラグ１１２を、カラー１１０の内側表面のねじ切りに対して相補形であるねじ切り１１３を備えたものとして図示している。これにより、バルブヘッド組立体のプラグと容器とを互いに密着させて嵌合自在に係合することができる。
【００５４】
図３は、図１の流体貯蔵及び送出システム１００に用いられているフィルタユニット１３４を示す正面図である。図示のように、フィルタユニット１３４は、図１に示すレギュレータ１３２の筐体と嵌合自在に係合するようにねじ切り１３７を設けた管状嵌合部分を有する。
【００５５】
図４は、図１の流体貯蔵及び送出システム１００に用いられているレギュレータ１３２を示す部分分解図である。例示しているように、レギュレータ１３２は下方ガス入口１３３を有し、フィルタユニットの管状嵌合部が前記入り口とねじ接合される。レギュレータ１３２の上方端部には、図１に示すようにコネクタ流管１３０に接合されるガス出口１３５が設けられている。
【００５６】
図５は、図１の流体貯蔵及び送出システム１００に用いられているガス貯蔵送出容器１０２の上部を示す断面図である。図示した容器１０２部分は、円柱状壁部１０４と、ネック１０８及びカラー１１０とを含む。カラーの内面は、ねじ切り１０９が設けられており、これはバルブヘッド組立体１１４のプラグ１１２に設けられたねじ切り１１３に対して相補形となっている。この容器は、２．５４ｃｍ（１インチ）以上のＮＧＴネック開口部及び適当なＮＧＴねじ切りを設けることを条件に、ステンレス鋼材料や他の鉄含有金属合金、あるいは他の金属や非金属材料で形成することができる。
【００５７】
図６は、本発明の別の実施形態によるガス貯蔵及び送出システム２００を示す略断面図である。ガス貯蔵及び送出システム２００は、協働して容器の内部容積２１８を密閉している円柱状の側壁２１４及び床部２１６とを含むガス貯蔵及び送出容器２１２を具備している。この側壁及び床部は、容器内に格納されるガス、装置の最終用途の環境、並びに、貯蔵及び送出時に容器内で維持される圧力レベルに適当であるという理由から、金属、ガス不透過性プラスチック、繊維−樹脂複合材料などの適した構成材料であればいずれで形成してもよい。
【００５８】
容器は、その上方端部２２０において、ネック２２１がその内側壁部２２３で取り囲むことによりポート開口部２２２を画成していることを特徴としている。バルブ本体２２６を含むバルブヘッド２２５が、相補的にねじ接合できる、あるいは係合できるように他の形状をとることができるようになっているため、そのバルブ本体２２６を含むバルブヘッド２２５を中に嵌合自在に係合するために、内側壁部２２３をねじ切りする、あるいは他の相補形状を施すことができる。
【００５９】
こうして、バルブヘッド２２５を容器２１２と密着させて係合して、ガスを所望の貯蔵状態で内部容積２１８内に保持する。
【００６０】
バルブヘッド本体２２６内に、容器２１２内の流体に由来するガスを通過させて送出するための、中央に鉛直に走る通路２２８を形成し、この中央鉛直通路２２８は、図示のようにガス放出ポート２２９のガス放出路２３０と連通する。
【００６１】
バルブヘッド本体はバルブ要素２２７を備え、これには、バルブを選択的に手動で開閉するための手回しハンドル２３８が連結されている。これにより、送出操作中、中央鉛直通路２２８を介してガスをガス放出ポート２２９に流動させるために手回しハンドルを開口する、あるいは、中央鉛直通路２２８からガス放出ポート２２９への流動を停止させるために手動で手回しハンドルを閉鎖することができる。
【００６２】
したがって、容器から送出される流体が、バルブ要素２２７を含む流量制御バルブを通過する前にレギュレータを介して流動するように、バルブ要素２２７をレギュレータの下流に配置する。
【００６３】
手回しハンドルバルブ作動要素の代わりに、自動的バルブアクチュエータを設けてもよい。その例として、空気式バルブアクチュエータ、電気機械式バルブアクチュエータ、あるいは、バルブヘッド内のバルブを自動的に開閉するのに他の適した手段が挙げられる。
【００６４】
バルブヘッド本体２２６はまた、その中に、上方端部で充填ポート２３４と連通するように形成された充填路２３２を含む。図６では、容器を充填した後、流体の貯蔵及びその流体からのガス送出に容器を使用するに当たり、充填ポートを汚染や破損から保護するために、充填ポート２３４を充填ポートキャップ２３６により蓋を付したものとして図示している。
【００６５】
充填路の下方端部は、図示のようにバルブヘッド本体２２６の底面から突出している。充填ポート２３４が容器に投入すべきガス供給源に連結されると、ガスは、この充填路を通過して容器２１２の内部容積１２８内に流入することができる。
【００６６】
バルブヘッド本体２２６の下方端部に接合されているのは、中に第一の粒子フィルタ２３９を具備する延長管２４０である。第一のレギュレータ２４２が、この延長管２４０の端部に取付けられている。第一のレギュレータ２４２を、例えば、レギュレータ２４２がねじ付け自在に係合可能となるねじを延長管の下方端部の内側に切ることにより、延長管の下方端部に適した方法のいずれかにより固定する。
【００６７】
別法として、例えば、溶接、ろう接、はんだ付け、溶融接合、あるいは適した機械的接合手段及び／又は方法などにより接着させて、第一のレギュレータを延長管の下方端部に接合してもよい。
【００６８】
第一のレギュレータ２４２を、図示のように第二のレギュレータ２６０と直列関係に配置する。かかる配置するために、第一のレギュレータ２４２の下方延出部分をねじ切りすることと、それと嵌合自在に係合できるねじを第二のレギュレータ２６０の上方延出部分に切ることとを含む相補形ねじ切りにより、第一及び第二のレギュレータを互いにねじ付け自在に係合可能にすることができる。
【００６９】
別法として、結合あるいは嵌合手段、接着、溶接、ろう接、はんだ付けなどを含む、適した方法により、第一及び第二のレギュレータを互いに接合してもよい。あるいは、第一及び第二のレギュレータを、二重レギュレータ組立体の構成要素として一体成形してもよい。
【００７０】
第二のレギュレータ２６０の下方端部を高効率粒子フィルタ２４６に接合する。
【００７１】
高効率粒子フィルタ２４６は、レギュレータ構成要素および上流のバルブ要素２２７を、何も手段を講じなければ装置の操作時にレギュレータ及びバルブ内を流動する流体内に含有される可能性のある微粒子や他の汚染種で汚染されないように保護する役割を果たす。
【００７２】
また、図６に図示する実施形態は、微粒子除去性能をさらに高め、送出されるガスを確実に高純度にするために、延長管２４０内に配置された高効率粒子フィルタ２３９を有する。
【００７３】
レギュレータが、これと直列の流動関係で配置された少なくとも１つの粒子フィルタを有することが好ましい。図６の実施形態において図示しているように、システムが、容器容積内部２１８からガス放出ポート２２９までのガス流路内に、レギュレータ（１つあるいは複数）の上流に位置する粒子フィルタ、並びにレギュレータ（１つあるいは複数）の下流に位置する粒子フィルタを含むことが好ましい。
【００７４】
したがって、図６の実施形態におけるバルブヘッド２２５は、一方のポートがガス充填ポート２３４であり、もう一方のポートがガス放出ポート２３９である２ポート型バルブヘッド組立体となる。
【００７５】
このレギュレータは、ポペット保持ウェハを連結したダイヤフラム構成要素を含む種類である。このウェハは、出口のガス圧を正確に制御する感圧アセンブリの一部として、ポペット構成要素のステムに接続されている。出口での圧力がわずかに高まると、感圧アセンブリが収縮し、出口での圧力がわずかに高まると、感圧アセンブリが膨脹する。この収縮や膨脹が、圧力制御を正確に行なうためにポペット構成要素を並進させる役割を果たす。感圧アセンブリは、ガス貯蔵及び送出システムの所与の用途に対して事前に確立された、あるいは設定された設定値を有する。
【００７６】
図示のように、流量制御バルブ２６８を具備するガス吐出ライン２６６には、放出ポート２２９に連結されている。こうした配置により、流体貯蔵送出システム２１０の送出モードにおいて、ガス放出ラインの流量制御バルブが開口されると、ガスは容器２１２から関連処理設備２７０（半導体製造設備や他の使用設備など）に流動する。
【００７７】
こうして送出されたガスは、レギュレータ２４２の設定値により決定された圧力となる。
【００７８】
図６の実施形態におけるレギュレータ２６０及びレギュレータ２４２の各設定値は、具体的な所望の最終用途に適合する適値のいずれかを選択、あるいはいずれかに予め設定することができる。
【００７９】
例えば、第二の、あるいは「上流の」レギュレータ２６０の設定値を、約１３７．９ｋＰａ（２０ｐｓｉｇ）〜約１７２３６．９ｋＰａ（２５００ｐｓｉｇ）の範囲内にすることができる。第一の、あるいは「下流の」レギュレータ２４２の設定値は、例えば約１３３．３Ｐａ（１トル）〜１７２３６．９ｋＰａ（２５００ｐｓｉｇ）にするなど、上流レギュレータ２６０の圧力設定値を下回るものにすることができる。
【００８０】
一の例示的実施形態において、上流レギュレータ２６０の圧力設定値は、約６８９．５ｋＰａ（１００ｐｓｉｇ）〜約１０３４２．１ｋＰａ（１５００ｐｓｉｇ）の範囲内であり、下流レギュレータ２４２の圧力設定値は、約１３．３ｋＰａ（１００トル）〜約３４４．７ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ）の範囲内であり、上流の圧力設定値の方が、下流レギュレータの設定値を上回っている。
【００８１】
直列式レギュレータ組立体における複数のレギュレータの設定値は、互いの関係で適した割合のいずれかに確立することができるが、図６に図示したような２レギュレータ組立体の場合、好適な実施において、有利なことに、上流レギュレータの圧力設定値は、下流レギュレータの設定値（同じ圧力測定ユニットで測定）の少なくとも２倍である。
【００８２】
図６の実施形態において、第一及び第二のレギュレータは、互いに同軸上に整合されて、微粒子フィルタを両端部に有するレギュレータ組立体を形成している。かかる配置を採用した結果、容器２１２から送出されるガスの純度は極めて高くなる。
【００８３】
別の修正案として、微粒子フィルタを、送出されるガスに含有されている不純物種（容器内のガスの反応や劣化に由来する分解生成物など）に対して選択能力のある化学吸着剤でコーティングする、あるいはこれに含浸させることができる。こうすることにより、微粒子フィルタを通過するガス流は、送出時、流路に沿ってその場で純化される。
【００８４】
図６に図示す種類のガス貯蔵及び送出システムに対する一の例示的実施形態において、容器２１２は、３ＡＡ２０１５ＤＯＴ２．２リットル用シリンダである。高効率粒子フィルタ２４６は、３１６Ｌ ＶＡＲ／電解研磨済みステンレス鋼若しくはニッケル製筐体内に０．００３ミクロンまで細かい直径粒子を９９．９９９９９９９％以上除去することのできる焼結金属製濾過媒体を有する、Ｍｏｔｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（コネチカット州、Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎ）から市販されているＧａｓＳｈｉｅｌｄ（登録商標）ＰＥＮＴＡＴＭ（登録商標）ポイント・オブ・ユースガスフィルタである。高効率粒子フィルタ２３９は、Ｍｏｔｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（コネチカット州、Ｆａｒｍｉｎｇｔｏｎ）から市販されているＭｏｔｔ製標準６６１０−１／４インラインフィルタである。複数のレギュレータは、第一のレギュレータ２４２が１３．３ｋＰａ（１００トル）〜３４４．７ｋＰａ（５０ｐｓｉｇ）の圧力設定値を有し、第二のレギュレータ２６０が、第二のレギュレータ２４２の圧力設定値の少なくとも２倍である６８９．５ｋＰａ（１００ｐｓｉｇ）〜１０３４２．１ｋＰａ（１５００ｐｓｉｇ）の圧力設定値を有する、ＨＦシリーズＳｗａｇｅｌｏｋ（登録商標）圧力レギュレータである。
以上、本発明を、具体的な構成要素、特徴及び実施形態を参照しながら本明細書において例示的に説明してきたが、本発明はこれらの構造や操作に制限されるものではなく、本発明は、当業者には明らかであろうさまざまな変更、修正および実施形態を含む限り、本明細書の開示内容と一貫しているものと広義に解釈されるものであることを理解されたい。
【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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【図６】
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【外国語明細書】
2010281459000001.pdf