(57)【要約】【課題】  有機原料流体の供給系等で使用する濃度計の構造の簡素化、小型化、製品コストの引下げを図り、光透過窓の透明度を一定に保って安定した濃度測定が出来ると共に、気密性能や耐パーティクル性を高めた濃度計を提供する。【解決手段】  検出器本体２と、検出器本体２の上面または下面に設けた光発振部及び光検出部とからなる光分析式原料流体濃度検出器であって、検出器本体には上面及び下面に少なくとも一つの凹部を形成し、検出器本体の流体入口から凹部に連通する流体流路と、凹部間を連通する流体通路と、凹部から検出器本体の流体出口に連通する流体流路とを備えた構成とし、最も入口に近い凹部に光発振部を配置し、残りの凹部に光検出部を配置する構成とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出器本体と、検出器本体の上面または下面に設けた光発振部及び光検出部とを備える光分析式原料流体濃度検出器であって、検出器本体には上面及び下面の其々に少なくとも一つの凹部が形成され、検出器本体の流体入口から凹部に連通する流体流路と、凹部間を連通する流体通路と、凹部から検出器本体の流体出口に連通する流体流路とを備え、少なくとも１つの凹部に光発振部が配置され、残りの凹部に光検出部が配置された、原料流体濃度検出器。
【請求項２】
光発振部が、光透過板と、光強度検出用のフォトダイオードと、光発振用の光源(光ファイバ)とを備え、光検出部が、光透過板と、光強度検出用のフォトダイオードと、を備える、請求項１に記載の原料流体濃度検出器。
【請求項３】
検出器本体に形成した凹部に配置する光透過板は、ガスケット型シールを用いて気密に固定されるようにした、請求項２に記載の原料流体濃度検出器。
【請求項４】
検出器本体と、検出器本体の上面に設けた光発振部及び検出器本体の下面に設けた光検出部とを備える光分析式原料流体濃度検出器であって、検出器本体の上面及び下面に設けられ流体通路により連通された凹部と、当該凹部内に装着したガスケット型シールと、ガスケット型シールと対向して配置され、光透過板を気密に挟着して接合固定した第一固定フランジ及び第二固定フランジと、第二固定フランジ内に設けた光ファイバ及びフォトダイオードと、前記接合固定した両固定フランジをガスケット型シールを介して検出器本体の凹部内へ気密に固定する保持固定体と、を備える原料流体濃度検出器。
【請求項５】
検出器本体と、検出器本体の上面に設けた光発振部と、検出器本体の下面に設けた光検出部とを備えた光分析式原料流体濃度検出器であって、前記検出器本体が、上面及び下面に夫々設けた凹部と、両凹部間を連通する流体通路と、流体入口と上面の凹部間を連通する流体通路と、流体出口と下面の凹部間を連通する流体通路を備え、また、前記光発振部及び光検出部の各々が、前記凹部に繋がるガスケット収容部内に装着したガスケット型シールと、内周面が階段状に縮径した挿入凹部を有し、前記ガスケット型シールと対向状に配置した第一固定フランジと、前記第一固定フランジの挿入凹部の最奥部に配置した光透過板と、前記第一固定フランジの挿入凹部内に階段状外周面を有する突出部を挿入して前記光透過板を挟んで前記第一固定フランジへ気密に接合固定した第二固定フランジと、第二固定フランジ内の前記光透過板の外側に配設固定した光強度検出用のフォトダイオードと、前記接合固定した両固定フランジを収容するフランジ収納部を中央に備え、固定用ボルトの締め込みによりフランジ収納部内に収納した両固定フランジをガスケット型シールを介して検出器本体へ気密に固定する保持固定体と、を備える原料流体濃度検出器。
【請求項６】
第二固定フランジの突出部の先端面と、第一固定フランジの挿入凹部の底面を光透過板のシール面とした請求項５に記載の原料流体濃度検出器。
【請求項７】
第一固定フランジのガスケット収容部の底面をガスケットシール面とした請求項５に記載の原料流体濃度検出器。
【請求項８】
光発振部の第二固定フランジに光ファイバ挿入孔を設けると共に、フォトダイオードを光透過板からの反射光強度の検出用フォトダイオードとした請求項５に記載の原料流体濃度検出器。
【請求項９】
光検出部の第二固定フランジに設けたフォトダイオードを光透過板からの透過光強度の検出用フォトダイオードとした請求項５に記載の原料流体濃度検出器。
【請求項１０】
検出器本体の上面に間隔を置いて他の光検出部を設けると共に、検出器本体の下面に設けた光検出部の凹部と前記他の光検出部の凹部間を流体通路により連通し、前記下面に設けた光検出部の光透過板からの反射光強度を前記他の光検出部にて検出するようにした請求項５に記載の原料流体濃度検出器。
【請求項１１】
原料流体を、析出性又は高反応性若しくは腐食性の有機原料蒸気とした請求項５に記載の原料流体濃度検出器。
【請求項１２】
光透過板をサファイア製光透過板とした請求項５に記載の原料流体濃度検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造装置の原料流体供給装置等で使用するプロセス流体濃度計の改良に関するものであり、特に、濃度計のセンサー部の小型化及びインライン型を図ると共に、高析出性や高光反応性、腐食性の原料流体に対しても、長期に亘って安定した光透過窓の高透明度及びセンサー内部の高清浄度（耐パーティクル性）を保持できるようにしたインライン型光分析方式の原料流体濃度検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造装置の原料流体供給装置等では、半導体製品の品質向上を図る点から、安定した濃度のプロセス原料流体を処理装置へ供給することが必要とされる。
そのため、従前のこの種原料流体供給装置、例えば図９に示す如きバブリング型原料流体供給装置においては、温度制御された原料タンク２１の原料蒸気出口の近傍に光分析方式の濃度計２２を設け、当該濃度計２２からの濃度検出信号によって原料タンク２１の温度、キャリアガスＣＧの流量、タンク内蒸気圧力Po等を調整することにより、反応炉２３へ所定の原料濃度のプロセスガス２４（例えば、タンク２１内に貯留したトリメチルガリウムTMGa等の有機金属材料蒸気を含んだプロセスガス）が供給されて行く。
尚、図９において、２５は熱式マスフローコントローラ、２６はタンク内圧の圧力調整装置である。
【０００３】
又、上記光分析方式の濃度計２２としては、各種の構成の濃度計２２が実用化されているが、大多数の濃度計２２は、図１０（特開平９−１７８６５２）及び図１１（特開２００４−１０８９８１号）に示すように、被測定ガスGが流通する光学セル（ガスセル）２７と、光学セル２７内へ光線を照射する光源２８と、光学セル２７内を通過した光線の受光装置２９と、受光装置２９の信号から吸光度を求めて原料濃度を算出する演算装置３０等から形成されている。尚、３１は主管路、３２は分岐管路である。
【０００４】
そして、図１０の濃度計２２においては、光学セル２７内におけるガスの所謂吸光光度を測定すると共に、吸光度の測定結果にランバート・ベールの法則を適用してガス濃度を演算するようにしている。
又、後者の特開２００４−１０８９８１号においては、図１１に示すように、光学セル（吸光セル）を内蔵したインラインセンサー３３を管路３１へ固定し、前記光学セルを透過した光の光度測定を行うようにしている。
【０００５】
尚、上記光分析方式の濃度計２２や光学セル（吸光セル）２７を内蔵したインラインセンサー３３は、公知であるためここではその詳細な説明を省略する。
【０００６】
而して、原料ガス濃度の測定に際しては、先ず、光学セル２７を管路３２（又は管路３１）へ接続固定することが必要になる。しかし、光学セル２７と管路３２（又は管路３１）の接続部の気密性確保は容易でなく、例えば、通常のパッキン材やシール材を用いたねじ込み接続やフランジ接続工法では、高度な気密性を備えた接続固定が容易でなく、半導体製造装置の分野で要求される気密性能（外部リーク１×１０-１０Pa・m３/sec以下）を確保することが、現実に達成できないと云う問題がある。
【０００７】
又、安定したガス濃度測定を長期に亘って連続的に行なう為には、光学セル２７の光透過窓の透明度が長期に亘って安定している必要があり、透明度が経時変化をする場合には、安定したガス濃度測定が困難となる。
【０００８】
ところが、従前のガス濃度計においては、光透過窓の構成材として石英ガラスが多く用いられているため、高腐食性又は高析出性を有する有機原料ガスの濃度測定においては、光透過窓が腐食され、又は原料の析出によりその透明度が早期に低下することになり、安定した原料ガス濃度の測定ができないと云う問題が残されている。
【０００９】
一方、光学セル２７内部の各種構造物も、高い気密性をもって光学セル２７の本体に堅固に固定保持する必要がある。そのため、光学セル２７の内部では、各種の合成樹脂製シール材や銀蝋付け、金蝋付け等が使用されている。
しかし、光学セル２７内の合成樹脂製シール材や銀蝋付け、金蝋付け等の部材は、各部材自体の内部に含有されているガスやパーティクルを有機原料ガス内へ放出する放出源になる危険性があり、現実に、パーティクルの放出によるガス純度の低下が生ずると云う問題がある。そのため、半導体製造用ガス供給系に於いては、銀蝋付けや金蝋付けの使用は望ましいことでない。
【００１０】
上述のように、従前の光分析方式の濃度計を用いた場合には、設備の小型化や設備費の低減が困難なだけでなく、ガス気密性の保持や濃度測定精度の安定性確保及び高ガス純度の保持等の点に多くの問題があり、特に、有機原料ガスの場合には、その腐食性に起因して生ずる光透過窓の透明度の低下や、シール用部材によるガス純度の低下及び気密性確保等の問題の解決が急がれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平９−１７８６５２号公報
【特許文献２】特開２００４−１０８９８１号公報
【特許文献３】特開平１１-２８０９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、従前の原料流体供給装置等で使用する原料濃度計に於ける上述のような問題、即ち（I）濃度計の構造の簡素化及び小型化並びに製品コストの引下げを容易に図れないこと、及び、（II）光透過窓の透明度が変動するため、安定且つ高精度な原料流体濃度の測定が出来ないこと等の問題を解決し、高腐食性の有機原料流体であっても、長期に亘って光透過窓の透明度が変動せずに高精度で安定した濃度測定が行なえ、しかも、小型で安価に製造できるようにしたインライン型の原料流体濃度検出器を提供することを、発明の主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る原料流体濃度検出器の第１の態様は、検出器本体２と、検出器本体２の上面または下面に設けた光発振部５a及び光検出部５bとを備える光分析式原料流体濃度検出器であって、検出器本体２には上面及び下面に少なくとも一つの凹部１７を形成し、検出器本体２の流体入口から凹部１７に連通する流体流路２aと、凹部17間を連通する流体通路２bと、凹部１７から検出器本体２の流体出口に連通する流体流路２cとを備え、少なくとも１つの凹部に光発振部５aを配置し、残りの凹部に光検出部５bを配置したことを発明の基本構成とする。
【００１４】
本発明に係る原料流体濃度検出器の第２の態様は、上記第１の態様において、光発振部が、光透過板と、光強度検出用のフォトダイオードと、光発振用の光源(光ファイバ)を備え、光検出部が、光透過板と、光強度検出用のフォトダイオードと、を備える。
【００１５】
本発明に係る原料流体濃度検出器の第３の態様は、前記第２の態様において、検出器本体に形成した凹部に配置する光透過板は、ガスケット型シールを用いて気密に固定される。
【００１６】
本発明に係る原料流体濃度検出器の第４の態様は、検出器本体２と、検出器本体２の上面に設けた光発振部５a及び検出器本体２の下面に設けた光検出部５bとを備える光分析式原料流体濃度検出器であって、検出器本体２の上面及び下面に設けられ流体通路２bにより連通された凹部１７と、当該凹部１７内に装着したガスケット型シール６と、ガスケット型シール６と対向して配置され、光透過板１１aを気密に挟着して接合固定した第一固定フランジ１４及び第二固定フランジ１６と、第二固定フランジ１６内に設けた光ファイバ９及びフォトダイオード１０と、前記接合固定した両固定フランジ１４、１６をガスケット型シール６を介して検出器本体２の凹部内へ気密に固定する保持固定体１２と、を備える。
【００１７】
本発明に係る原料流体濃度検出器の第５の態様は、検出器本体２と、検出器本体２の上面に設けた光発振部５aと、検出器本体２の下面に設けた光検出部５bとを備えた光分析式原料流体濃度検出器であって、前記検出器本体２が、上面及び下面に夫々設けた凹部１７と、両凹部１７間を連通する流体通路２bと、流体入口と上面の凹部１７間を連通する流体通路２aと、流体出口と下面の凹部１７間を連通する流体通路２cを備え、前記光発振部５a及び光検出部５bが、前記凹部１７に繋がるガスケット収容部１７a内に装着したガスケット型シール６と、内周面が階段状に縮径した挿入凹部１４ｂを有し、前記ガスケット型シール６と対向状に配置した第一固定フランジ１４と、前記第一固定フランジ１４の挿入凹部１４ｂの最奥部に配置した光透過板１１aと、前記第一固定フランジ１４の挿入凹部１４ｂ内へ階段状外周面を有する突出部１６bを挿入して前記光透過板１１aを挟んで前記挿入凹部１４ｂへ気密に接合固定した第二固定フランジ１６と、第二固定フランジ１６内の前記光透過板１１aの外側に配設固定した光強度検出用のフォトダイオード１０と、前記嵌合固定した両固定フランジ１４、１６を収容するフランジ収納部１２aを中央に備え、固定用ボルト８の締め込みによりフランジ収納部１２a内に収納した両固定フランジ１４、１６をガスケット型シール６を介して検出器本体２へ気密に固定する保持固定体１２と、を備える。
【００１８】
本発明に係る原料流体濃度検出器の第６の態様は、上記第５の態様において、第二固定フランジ１６の突出部１６bの先端面１６dと、第一固定フランジ１４の挿入凹部１４ｂの底面１４ｃを光透過板１１aのシール面とした。
【００１９】
本発明に係る原料流体濃度検出器の第７の態様は、上記第５の態様において、第一固定フランジ１４のガスケット収容部１４dの底面１４eをガスケットシール面とするようにしたものである。
【００２０】
本発明に係る原料流体濃度検出器の第８の態様は、上記第５の態様において、光発振部５aの第二固定フランジ１６に光ファイバ挿入孔９aを設けると共に、フォトダイオード１０を光透過板１１aからの反射光強度の検出用フォトダイオードとしたものである。
【００２１】
本発明に係る原料流体濃度検出器の第９の態様は、上記第５の態様において、光検出部５bの第二固定フランジ１６に設けたフォトダイオード１０を光透過板１１aからの透過光強度の検出用フォトダイオードとしたものである。
【００２２】
本発明に係る原料流体濃度検出器の第１０の態様は、上記第５の態様において、検出器本体２の上面に間隔を置いて他の光検出部５bを設けると共に、検出器本体２の下面に設けた光検出部５bの凹部１７と前記他の光検出部５bの凹部１７間を流体通路２cにより連通し、前記下面に設けた光検出部５bの光透過板１１aからの反射光強度を前記他の光検出部５bにて検出するように構成したものである。
【００２３】
本発明に係る原料流体濃度検出器の第１１の態様は、上記第５の態様において、原料流体を、析出性又は高反応性若しくは腐食性の有機原料蒸気としたものである。
【００２４】
本発明に係る原料流体濃度検出器の第１２の態様は、上記第５の態様において、光透過板１１aをサファイア製としたものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、検出器本体２には上面及び下面に少なくとも一つの凹部１７を形成し、検出器本体２の流体入口から凹部１７に連通する流体流路２aと、凹部17間を連通する流体通路２bと、凹部１７から検出器本体２の流体出口に連通する流体流路２cとを備え、少なくとも１つの凹部に光発振部５aを配置し、残りの凹部に光検出部５bを配置しているため、原料濃度検出器をインライン型で且つ極めて簡単な構成のものとすることが出来る。
【００２６】
又、光発振部５ａ及び光検出部５ｂが、前記ガスケット収容部１７ａ内に装着したガスケット型シール６と、これと対向状に配置した挿入凹部１４ｂを有する第一固定フランジ１４と、挿入凹部１４ｂへ突出部１６bを挿入して圧入により第一固定フランジ１４へ気密に接合固定した第二固定フランジ１６と、両フランジ間に気密に挟持したサファイア製光透過板１１aと、両フランジ１４，１６を検出器本体２へ押圧固定する保持固定体１２を備えるため、光発振部５ａ及び光検出部５ｂの構造を単純化できると共に、高度な気密性を保持できる。
【００２７】
更に、光透過窓１１をサファイア製としているため、析出性や反応性、腐食性流体であっても光透過率が低下せず、安定した高精度な濃度測定が可能となる。
また、ガスケット型シールを用いているため、他の合成樹脂製シール材や銀蝋材、金蝋材等を用いるシール構造に比較して、流体内への不純物の混入を皆無にすることが出来る。
【００２８】
加えて、脆性破壊材料から成る板材１１である光透過窓を第一固定フランジ１４と第二固定フランジ１６の間に挟み込みしたうえ両フランジを気密に接合固定すると共に、当該光透過窓を装着して気密に接合固定した両フランジを、本体２へ固定した保持固定体１２により凹部１７内へ気密に挿着するようにしているため、シール材を用いないで光透過窓を高気密性で容易に、且つ堅固に保持固定することが出来る。
【００２９】
このように、本発明の原料流体濃度検出器は、設備の小型化や設備費の削減、気密性の保持、濃度測定精度の安定性確保及び高ガス純度の保持等の点で、優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態に係る原料流体濃度検出器の縦断面概要図である。
【図２】図１の原料流体濃度検出器の平面図である。
【図３】図１の原料流体濃度検出器の光発振部の縦断面概要図である。
【図４】図３の光発振部の保持固定体の縦断面図及び平面図である。
【図５】図３の光発振部の第二固定フランジの縦断面図である。
【図６】図３の光発振部の第一固定フランジの縦断面図である。
【図７】図３の光発振部のガスケット型シールの概要を示す断面図である。
【図８】本発明に係る濃度計の試験装置の概要を示す系統図である。
【図９】従前の半導体製造装置用原料ガス供給装置の概要説明図である。
【図１０】従前のガス濃度計の使用例を示すものである。
【図１１】従前の他のガス濃度計の使用例を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１及び図２は、本発明の第１実施形態に係る原料流体濃度検出器１を示すものであり、当該原料流体濃度検出器１は、検出器本体２と、その両側部に固定した入口ブロック３及び出口ブロック４と、検出器本体２の上面側に並列状に設けた光発振部５a及び光検出部５bと、検出器本体２の下面側に設けた光検出部５b等から構成されている。
【００３２】
上記検出器本体２、入口ブロック３及び出口ブロック４はステンレス鋼等から形成されており、流体通路２a、２b、２c、３a、４aが夫々連通状に設けられている。また、検出器本体２の両側部にはガスケット型シール６を介して入口ブロック３及び出口ブロック４がボルト（図示省略）により気密に固定されている。尚、３b、４bは継手部、７は漏洩検査用孔、８は光発振部５aの固定用ボルトである。また、光検出部５bも前記光発振部５aと同様に固定用ボルト８により固定されている（図示省略）。
【００３３】
上記光発振部５a及び光検出部５bは、検出器本体２の上面側に間隔を置いて並置されており、光源や回析格子やミラー等からなる光源装置（図示省略）からの可視領域又は紫外領域の所定波長の光が、光ファイバ９を経て前記光発振部５a内の脆性破壊材料から成る板材１１、即ち、サファイア製光透過板材から成る光透過板１１aへ入射される。
【００３４】
前記入射された光の大部分は、サファイア製光透過板１１aを透過して流体通路２a内へ入射されるが、前記入射された光の一部はサファイア製光透過板１１aにより反射され、この反射光の強度がフォトダイオード１０により検出される。
【００３５】
前記光検出部５bは、光発振部５aの斜め下方の検出器本体２の下面側に前記光発振部５aと対向状に設けられており、流体通路２bを通して光発振部５aから入射された光が、サファイア製光透過板１１aを通して光検出部５b内のフォトダイオード１０へ入射され、当該入射光の光強度が検出される。
【００３６】
また、検出器本体２の下面側の光検出部５b内のサファイア製光透過板１１aに於いても、入射光の一部が反射されるが、この反射光は、流体通路２cを通して検出器本体２の上面側の光検出部５bへ入射され、当該光検出部５bで前記下面側の光検出部５bからの反射光の強度が検出される。
【００３７】
前記下面側の光検出部５bにおいて検出された光強度は、流体通路２b内を流通する原料流体（プロセス用流体）の濃度等によって変化し、検出した光強度信号は演算装置（図示省略）へ入力され、ここで原料流体内の原料濃度が演算される。
尚、原料濃度Cは、基本的には、分光光度計で求めた吸光度Ａを基にして、次の（１）式により演算される。
Ａ＝log10(I0/I)=ε×C×I・・・（１）
但し、（１）式において、I0は光発振部５aからの入射光強度、Iは透過光強度（光検出部５bのフォトダイオード１０への入射光強度）、εは原料のモル吸光係数、Cは原料濃度、Ａは吸光度である。
【００３８】
また、経年変化等により、光発振部５aや光検出部５bの光透過特性は変化することに成るが、この光透過特性の変化は、反射光を検出する上面側の光発振部５aのフォトダイオード１０や上面側の光検出部５bのフォトダイオード１０の検出値の変化として現れる。そのため、当該上面側の光発振部５a及び光検出部５bの各フォトダイオード１０の検出値を用いて、上記（１）式における入射光強度I0や透過光強度Iの補正が行われる。
【００３９】
前記光発振部５a及び光検出部５bは、構造的には全く同一のものであり、図３に示すように、ステンレス鋼製の中央にフランジ収容孔１２aを有する保持固定体１２と、検出器本体２の外表面に設けた第一固定フランジ１４と、第二固定フランジ１６と、両フランジ１４，１６間に気密に挟み込み固定したサファイア製光透過板１１aと、光透過板１１aの上方に位置して第二固定フランジ１６に固定したフォトダイオード１０等とから形成されている。
【００４０】
即ち、第二固定フランジ１６と第一固定フランジ１４とは、後述するように第二固定フランジ１６の突出部１６ｂを第一固定フランジ１４の挿入凹部１４ｂ内へ８〜１２Nの力で圧入することにより、突出部１６ｂの先端面１６ｄと挿入凹部１４ｂの底面１４ｃとをシール面として、サファイア製光透過板１１aを挟み込み固定した状態で気密に一体化されている。
そして、この第二固定フランジ１６と第一固定フランジ１４を一体化したものを保持固定体１２のフランジ収容孔１２a内へ挿入し、保持固定体１２を固定用ボルト８によりガスケット型シール６を介設して検出器本体２へ押圧固定することにより、光発振部５a及び光検出部５bは検出器本体２へ気密に固定されている。
【００４１】
尚、図３において、１７は検出器本体２の外表面に形成した凹部、６aはガスケット、１３は両固定フランジ１４，１６間のシール面、１４ｅはガスケット６aと第一固定フランジ１４間のシール面、９aは光ファイバの挿入孔である。
また、前記図１の実施形態においては、検出器本体２の上面側に光発振部５a及び光検出部５bを間隔を置いて設けるようにしているが、上面側の光検出部５bを省略し、且つ下面側の光検出部５bの凹部１７と流体出口側とを流体通路２cにより直接連通しても良いことは勿論である。
更に、検出器本体２の上面側に光検出部５bを、下面側に光発振部５aを設ける、つまり、光発振部５aは入口に最も近い凹部に配置する以外に、別の凹部に設置することも可能であり、また、前記サファイア製光透過板１１aに代えて、その他の材質、例えば石英ガラス等を使用することも可能である。
【００４２】
具体的には、前記保持固定体１２は、図４に示すように、厚さ12〜15mmの四角型鋼板の中央部にフランジ収容孔１２aが設けられており、その両側部に固定用ボルト８の挿入孔１２bが設けられている。
また、保持固定体１２の下端部には、第一固定フランジ１４の外周部上面に嵌合してこれを押圧するための段部１２cが形成されており、フランジ収容孔１２aの下方は拡径されて、第一固定フランジ１４の収容部に形成されている。
【００４３】
前記第二固定フランジ１６は、図５に示すようにステンレス鋼製の短い円柱体に形成されており、その一側の中央部は、２段の段部１６aにより階段状に縮径された突出部１６bに形成されている。
又、縮径された突出部１６bの先端部の先端面１６ｄは、厚さ0.8〜1.5mm程度の薄い光透過板１１aに当接するシール面になっている。
【００４４】
前記第一固定フランジ１４は、図６に示すようにステンレス鋼により円盤状に形成されており、中央部には３段の段部１４aにより階段状に縮径された挿入凹部１４bに形成されている。又、この挿入凹部１４bは貫通状に形成されており、検出器本体２の凹部１７に連通されている。
更に、前記３段の段部１４aの中間部は、サファイア製光透過板１１aの収納部を成しており、ここにサファイア製光透過板１１aが載置固定されている。
尚、第一固定フランジ１４の下面側にはガスケット６aの収容部１４dが形成されており、ここにガスケット型シール６の上半部が挿入固定される。
【００４５】
前記ガスケット型シール６は、図７に示すように、第一固定フランジ１４のガスケット収容部１４dと、検出器本体２側のガスケット収容部１７ａと、リング状のガスケット６aと、リング状のリテイナー６bと、リング状のガイドリング６c等から構成されており、シール面１５、１５によって２重にシールされる構成となっている。
【００４６】
又、前記脆性破壊材料から成る板材１１製の光透過窓を構成するサファイア製光透過板１１aは、所謂高純度のアルミナ（Al2O3）の単結晶であり、厚さ0.8〜1.5ｍｍに形成されていて、耐摩耗性、耐腐食性（耐薬品性）、耐熱性等に優れており、半導体製造用に使用され有機原料ガスにより腐食や変質され、その光透明度が変化することは殆ど無いことが確認されている。
【００４７】
尚、上記ガスケット型シール６、サファイア製光透過板１１a及びフォトダイオード１０等は公知なものであるため、ここではその詳細な説明は省略する。
【００４８】
次に、本発明に係る原料流体濃度検出器１の濃度検出試験とその結果について説明する。
先ず、図８に示すように、半導体製造装置用のプロセスガス（有機原料TMGa蒸気）の供給管路へ原料流体濃度検出器１をインライン状に接続し、光源装置１８より光ファイバ９を通して光発振部５aへ光を入射した。尚、光発振部５a及び光検出部５bのフォトダイオード１０は、受光面1.0mm×1.1mm、直径504mm、高さ3.6mmに選定されている、また、サファイア製光透過板１１aは、厚さ1.0mm、直径8.0mm、であり、更に、光発振部５aと光検出部５b間の流通路２bの長さは30mm、流路の内径は4.0mmΦに設定されている。
【００４９】
光発振部５aへ光を入射し、光発振部５aのフォトダイオード１０からの検出出力を反射光検出装置１８aを介して演算装置１９へ入力すると共に、光検出部５bのフォトダイオード１０からの検出出力を出力光検出装置１８bを介して演算装置１９へ入力し、ここで、前記（１）式を用いて、流体通路２a内を流通する有機原料TMGa蒸気の濃度を所定の時間間隔を置いて演算し、その結果を記録、表示する。
前記反射光検出装置１８aからの検出出力は、演算装置１９に於ける原料濃度検出値の補正に用いられ、これにより、光源装置１８からの入射光の所謂揺らぎやサファイア製光透過板１１aの光透過率の経年変化等により生ずる原料濃度の測定誤差が補正される。
【００５０】
試験の結果から、本発明に係る原料流体濃度検出器は、従前の高価な濃度検出計に劣ることない高精度な濃度測定が可能なことが、確認されている。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本願発明は、半導体製造用ガス供給系のみならず、析出性や光反応性、腐食性流体を取り扱うあらゆる流体供給管路や流体使用機器類における流体濃度の連続的検出に使用することが可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１は原料流体濃度検出器
２は検出器本体
２ａは流体通路
２ｂは流体通路
２cは流体通路
３は入口ブロック
３ａは流体通路
３ｂは継手部
４は出口ブロック
４ａは流体通路
４ｂは継手部
５aは光発振部
５bは光検出部
６はガスケット型シール
６aはガスケット
６bはリング状リテイナー
６cはガイドリング
７は漏洩検査用孔
８は固定用ボルト
９は光ファイバ
９aは光ファイバ挿入孔
１０はフォトダイオード
１１は脆性破壊材料から成る板材（光透過窓）
１１aはサファイア製光透過板
１２は保持固定体
１２aはフランジ収納部
１２bはボルト挿入孔
１２cは段部
１３はシール面
１４は第一固定フランジ
１４aは階段部
１４bは挿入凹部
１４cは凹部の底面（シール面）
１４dはガスケット収容部
１６は第二固定フランジ
１６aは階段部
１６bは突出部
１６cはフォトダイオード収納凹部
１６dは突出部の先端面（シール面）
１７は凹部
１７aはガスケット収容部
１８は光源装置
１８aは反射光検出装置
１８bは出力光検出装置
１９は演算装置
２０は標準濃度計
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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