(57)【要約】【課題】ダイアフラム弁体と弁座との接触をなくし、メタルタッチの繰返しによる接触部の摩耗を防止すること。【解決手段】  パージガス流路上に設けられ、パージガス流量を制御するパージガスマスフローコントローラ５０Ａと、プロセスガス供給流路のプロセスガス供給弁の入口側と排気ダクトとを連通する排気流路と、排気流路がプロセスガス供給流路から分岐する流路分岐点７９Ａと、排気流路上に設けられた排気弁と、を有し、パージガス流路は、プロセスガス供給流路上で流路分岐点からプロセスガス供給弁の入口側の間に連通すること、プロセスガス供給弁の弁体と弁座とが密閉しない状態のときに、プロセスガスが排気弁を通って排気ダクトへ流れるように制御する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスガス源と反応槽とを連通するプロセスガス供給流路上に設けられたプロセスガス供給弁と、パージガス源と前記プロセスガス供給流路を連通するパージガス流路上に設けられたパージガス供給弁と、を有するプロセスガス供給システムにおいて、
前記パージガス流路上に設けられ、パージガス流量を制御するパージガスマスフローコントローラと、
前記プロセスガス供給流路の前記プロセスガス供給弁の入口側と排気ダクトとを連通する排気流路と、
前記排気流路が前記プロセスガス供給流路から分岐する流路分岐点と、
前記排気流路上に設けられた排気弁と、を有し、
前記パージガス流路は、前記プロセスガス供給流路上で前記流路分岐点から前記プロセスガス供給弁の入口側の間に連通すること、
前記プロセスガス供給弁の弁体と弁座とが密閉しない状態のときに、
前記プロセスガスが前記排気弁を通って前記排気ダクトへ流れるように、制御する制御手段を有すること、
を特徴とするプロセスガス供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載するプロセスガス供給システムにおいて、
前記制御手段により、
前記パージガスマスフローコントローラが、パージガスの供給量を一定とすること、
前記プロセスガス供給弁、又は、前記パージガス供給弁のいずれか一方、又は、両方の開度を変化させ、前記パージガス供給弁の出力流路における圧力を制御すること、
を特徴とするプロセスガス供給システム。
【請求項３】
請求項１に記載するプロセスガス供給システムにおいて、
前記制御手段により、
前記プロセスガス供給弁、又は、前記パージガス供給弁のいずれか一方、又は、両方の開度を一定とすること、
前記パージガスマスフローコントローラが、パージガスの供給量を変化させ、前記パージガス供給弁の出力流路における圧力を制御すること、
を特徴とするプロセスガス供給システム。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載するプロセスガス供給システムにおいて、
前記パージガス供給弁の出力流路における圧力により、前記プロセスガス供給弁の弁体と弁座の隙間から流れ込もうとするプロセスガスの前記反応槽への流出を防止し、前記プロセスガスを前記排気ダクトへ流入させること、
を特徴とするプロセスガス供給システム。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載するプロセスガス供給システムにおいて、
前記パージガス供給弁の出力流路における出力流路圧力を計測する圧力計を有すること、
前記圧力計は、前記プロセスガス供給流路上で前記流路分岐点から前記プロセスガス供給弁の入口側の間に連通すること、
を特徴とするプロセスガス供給システム。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一つに記載するプロセスガス供給システムにおいて、
前記プロセスガス供給流路上で、前記分岐点から前記パージガス流路のプロセスガス供給流路連通部の間にオリフィスを備えること、
を特徴とするプロセスガス供給システム。
【請求項７】
請求項１又は請求項４に記載するプロセスガス供給システムにおいて、
前記パージガス流路から分岐した第２パージガス流路上に第２パージガス供給弁を有すること、
を特徴とするプロセスガス供給システム。
【請求項８】
請求項５に記載するプロセスガス供給システムにおいて、
前記第２パージガス供給弁の出力流路における出力流路圧力を計測する第２圧力計を有すること、
前記第２圧力計は、前記排気流路上で前記流路分岐点から前記排気弁の入口側の間に連通すること、
を特徴とするプロセスガス供給システム。
【請求項９】
請求項７又は請求項８に記載するプロセスガス供給システムにおいて、
前記排気流路上で、前記分岐点から前記第２パージガス流路の排気流路連通路の間に第２オリフィスを備えること、
を特徴とするプロセスガス供給システム。
【請求項１０】
請求項７乃至請求項９のいずれか一つに記載するプロセスガス供給システムにおいて、
前記パージガス供給弁の出力流路における圧力により、前記排気弁の弁体と弁座の隙間から流れ込もうとするプロセスガスの前記排気ダクトへの流出を防止し、前記プロセスガスを前記反応槽へ流入させること、
を特徴とするプロセスガス供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスガス源と反応槽とを連通するプロセスガス供給流路上に設けられたプロセスガス供給弁と、パージガス源と前記プロセスガス供給流路を連通するパージガス流路上に設けられたパージガス供給弁と、を有するプロセスガス供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜生成を行う半導体・ＦＰＤ・太陽電池製造装置において使用される製膜装置として、従来、図１０に示すプロセスガス供給システム１００がある。
プロセスガス供給システム１００において、プロセス中、気化器１０３により気化されたプロセスガスは、気化器１０３の構造上その流れを止めることができないため、反応槽へプロセスガスを供給するときは、第１制御弁１０４を開け、第２制御弁１０５を閉じる。反対に、プロセスガスを供給しない時は、第１制御弁１０４を閉じ、第２制御弁１０５を開く。
プロセスガスは、２００℃以上で気化させた状態で流される。気体の温度が２００℃以上であると、樹脂製の制御弁は使用することができないため、金属弁座と金属ダイアフラム弁体によるメタルタッチで開閉するダイアフラム弁を第１制御弁１０４及び第２制御弁１０５に使用する。
しかし、メタルタッチで開閉するダイアフラム弁は、密閉されるために強い押圧力で金属弁座と金属ダイアフラム弁体を接触させる必要があり、メタルタッチの繰返しにより、接触部が摩耗する問題がある。メタルタッチにより摩耗粉が発生すると半導体等の歩留りを悪くする問題があった。さらに摩耗が長期間にわたると弁体又は弁座に傷が生じてプロセスガスが傷から漏れる恐れがあった。そのため金属製のダイアフラム弁は頻繁に交換する必要があり問題であった。
【０００３】
そこで、従来、弁座と弁体の傷から発生するプロセスガスの漏れを防止するものとして、図１１に示す、特許文献１に記載するダイアフラム弁２００が公知である。ダイアフラム弁２００は、第１弁体２０４及び第２弁体２０９を有する２重弁体構造である。また、弁座２０５にパージガス供給孔２０６が形成され、パージガス供給孔２０６は、閉弁時には、第１弁体２０４及び第２弁体２０９の隙間２１０に連通する。
したがって、ダイアフラム弁２００が閉弁時には、第１弁体２０４及び第２弁体２０９と弁座２０５と間に磨耗による傷ができたとしても、パージガスが第１弁体２０４及び第２弁体２０９の間の隙間２１０に流れ込み、プロセスガスが流れないようにするため、プロセスガスが反応槽に漏れ出すことを防止できた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５８−１３４２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のダイアフラム弁２００を用いたプロセスガス供給システムには、以下のような問題がある。
すなわち、特許文献１には、プロセスガスの漏れ防止の効果は記載されているが、第１弁体２０４、第２弁体２０９と弁座２０５との接触により発生する摩耗についての対策については、何ら記載されていない。したがって、発生する摩耗粉による半導体等の歩留まりが悪化する課題は解決されていないため問題となる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ダイアフラム弁体と弁座との強い押圧力での接触をなくし、メタルタッチの繰返しによる接触部の摩耗を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るプロセスガス供給システムは、以下の構成を有する。
（１）プロセスガス源と反応槽とを連通するプロセスガス供給流路上に設けられたプロセスガス供給弁と、パージガス源と前記プロセスガス供給流路を連通するパージガス流路上に設けられたパージガス供給弁と、を有するプロセスガス供給システムにおいて、前記パージガス流路上に設けられ、パージガス流量を制御するパージガスマスフローコントローラと、前記プロセスガス供給流路の前記プロセスガス供給弁の入口側と排気ダクトとを連通する排気流路と、前記排気流路が前記プロセスガス供給流路から分岐する流路分岐点と、前記排気流路上に設けられた排気弁と、を有し、前記パージガス流路は、前記プロセスガス供給流路上で前記流路分岐点から前記プロセスガス供給弁の入口側の間に連通すること、前記プロセスガス供給弁の弁体と弁座とが密閉しない状態のときに、前記プロセスガスが前記排気弁を通って前記排気ダクトへ流れるように、制御する制御手段を有すること、を特徴とするものである。
（２）（１）に記載するプロセスガス供給システムにおいて、前記制御手段により、前記パージガスマスフローコントローラが、パージガスの供給量を一定とすること、前記プロセスガス供給弁、又は、前記パージガス供給弁のいずれか一方、又は、両方の開度を変化させ、前記パージガス供給弁の出力流路における圧力を制御すること、を特徴とするものである。
（３）（１）に記載するプロセスガス供給システムにおいて、前記制御手段により、前記プロセスガス供給弁、又は、前記パージガス供給弁のいずれか一方、又は、両方の開度を一定とすること、前記パージガスマスフローコントローラが、パージガスの供給量を変化させ、前記パージガス供給弁の出力流路における圧力を制御すること、を特徴とするものである。
（４）（１）乃至（３）のいずれか一つに記載するプロセスガス供給システムにおいて、前記パージガス供給弁の出力流路における圧力により、前記プロセスガス供給弁の弁体と弁座の隙間から流れ込もうとするプロセスガスの前記反応槽への流出を防止し、前記プロセスガスを前記排気ダクトへ流入させること、を特徴とするものである。
（５）（１）乃至（４）のいずれか一つに記載するプロセスガス供給システムにおいて、前記パージガス供給弁の出力流路における出力流路圧力を計測する圧力計を有すること、前記圧力計は、前記プロセスガス供給流路上で前記流路分岐点から前記プロセスガス供給弁の入口側の間に連通すること、を特徴とするものである。
（６）（１）乃至（５）のいずれか一つに記載するプロセスガス供給システムにおいて、前記プロセスガス供給流路上で、前記分岐点から前記パージガス流路のプロセスガス供給流路連通部の間にオリフィスを備えること、を特徴とするものである。
（７）（１）又は（４）に記載するプロセスガス供給システムにおいて、前記パージガス流路から分岐した第２パージガス流路上に第２パージガス供給弁を有すること、を特徴とするものである。
（８）（５）に記載するプロセスガス供給システムにおいて、前記第２パージガス供給弁の出力流路における出力流路圧力を計測する第２圧力計を有すること、前記第２圧力計は、前記排気流路上で前記流路分岐点から前記排気弁の入口側の間に連通すること、を特徴とするものである。
（９）（７）又は（８）に記載するプロセスガス供給システムにおいて、前記排気流路上で、前記分岐点から前記第２パージガス流路の排気流路連通路の間に第２オリフィスを備えること、を特徴とするものである。
（１０）（７）乃至（９）のいずれか一つに記載するプロセスガス供給システムにおいて、前記パージガス供給弁の出力流路における圧力により、前記排気弁の弁体と弁座の隙間から流れ込もうとするプロセスガスの前記排気ダクトへの流出を防止し、前記プロセスガスを前記反応槽へ流入させること、を特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
上記のプロセスガス供給システムの作用及び効果について説明する。
（１）プロセスガス源と反応槽とを連通するプロセスガス供給流路上に設けられたプロセスガス供給弁と、パージガス源と前記プロセスガス供給流路を連通するパージガス流路上に設けられたパージガス供給弁と、を有するプロセスガス供給システムにおいて、前記パージガス流路上に設けられ、パージガス流量を制御するパージガスマスフローコントローラと、プロセスガス供給流路の前記プロセスガス供給弁の入口側と排気ダクトとを連通する排気流路と、排気流路がプロセスガス供給流路から分岐する流路分岐点と、排気流路上に設けられた排気弁と、を有し、パージガス流路は、プロセスガス供給流路上で流路分岐点からプロセスガス供給弁の入口側の間に連通すること、プロセスガス供給弁の弁体と弁座とが密閉しない状態のときに、プロセスガスが排気弁を通って排気ダクトへ流れるように、制御する制御手段を有するので、プロセスガス供給弁の弁体と弁座とが密閉しないため弁体と弁座のメタルタッチの繰返しによる接触部の摩耗が発生せず、かつ、制御手段によりパージガスがプロセスガスを排気ダクトへ流れるように制御するため、予定外のタイミングで反応槽にプロセスガスが流れ込むことを防止することができる。
これにより、摩耗粉を発生させることがないため、半導体等の歩留まりを発生させることがない。また、傷が発生することがないため、ダイアフラム弁は頻繁に交換する必要がなくなる。
（２）制御手段により、パージガスマスフローコントローラが、パージガスの供給量を一定とすること、プロセスガス供給弁、又は、パージガス供給弁のいずれか一方、又は、両方の開度を変化させ、パージガス供給弁の出力流路における圧力を制御することにより、パージガスがプロセスガスを排気ダクトへ流れるように制御するため、予定外のタイミングで反応槽にプロセスガスが流れ込むことを防止することができる。
（３）制御手段により、プロセスガス供給弁、又は、パージガス供給弁のいずれか一方、又は、両方の開度を一定とすること、パージガスマスフローコントローラが、パージガスの供給量を変化させ、パージガス供給弁の出力流路における圧力を制御することにより、パージガスがプロセスガスを排気ダクトへ流れるように制御するため、予定外のタイミングで反応槽にプロセスガスが流れ込むことを防止することができる。
（４）パージガス供給弁の出力流路における圧力により、プロセスガス供給弁の弁体と弁座の隙間から流れ込もうとするプロセスガスの反応槽への流出を防止し、プロセスガスを排気ダクトへ流入させることにより、プロセスガス供給弁の弁体と弁座とが密閉しないため弁体と弁座のメタルタッチの繰返しによる接触部の摩耗が発生せず、かつ、制御手段によりパージガスがプロセスガスを排気ダクトへ流れるように制御するため、予定外のタイミングで反応槽にプロセスガスが流れ込むことを防止することができる。
これにより、摩耗粉を発生させることがないため、半導体等の歩留まりを発生させることがない。また、傷が発生することがないため、ダイアフラム弁は頻繁に交換する必要がなくなる。
（５）パージガス供給弁の出力流路における出力流路圧力を計測する圧力計を有すること、圧力計は、プロセスガス供給流路上で流路分岐点からプロセスガス供給弁の入口側の間に連通することにより、プロセスガスが、プロセスガス供給弁の弁体と弁座の間から予定外のタイミングで反応槽へ流れるのを防止することができる。すなわち、プロセスガスは、圧力の高いパージガス供給弁の出力流路には流入しないため、パージガス供給弁の出力流路における出力流路圧力が、プロセスガス供給流路の圧力よりも高くなるように圧力計で計測し、出力流路の圧力を制御することができるからである。
（６）プロセスガス供給流路上で、分岐点からパージガス流路のプロセスガス供給流路連通部の間にオリフィスを備えることにより、プロセスガス供給弁とオリフィスの間に区切られた流路ができ、その区切られた流路内の圧力は、少ないパージガス量で、安定した圧力を得ることができるため、フィードバック制御しようとするときに安定した制御ができる。
（７）パージガス流路から分岐した第２パージガス流路上に第２パージガス供給弁を有するので、排気弁の弁体と弁座とが密閉しない状態のときに、プロセスガスを反応槽へ流すことができる。排気弁の弁体と弁座とが密閉しないため弁体と弁座のメタルタッチの繰返しによる接触部の摩耗が発生せず、かつ、制御手段によりパージガスがプロセスガスを反応槽へ流れるように制御するため、排気ダクトに高価なプロセスガスが流れ込む量を減少させることができる。
（８）第２パージガス供給弁の出力流路における出力流路圧力を計測する第２圧力計を有すること、第２圧力計は、排気流路上で流路分岐点から排気弁の入口側の間に連通することにより、プロセスガスが、排気弁の弁体と弁座の間から予定外のタイミングで排気ダクトへ流れるのを防止することができる。すなわち、プロセスガスは、圧力の高い第２パージガス供給弁の出力流路には流入しないため、第２パージガス供給弁の出力流路における出力流路圧力が、プロセスガス供給流路の圧力よりも高くなるように圧力計で計測し、出力流路の圧力を制御することができるからである。
（９）排気流路上で、分岐点から第２パージガス流路の排気流路連通路の間に第２オリフィスを備えることにより、排気弁と第２オリフィスの間に区切られた流路ができ、その区切られた流路内の圧力は、少ないパージガス量で、安定した圧力を得ることができるため、フィードバック制御しようとするときに安定した制御ができる。
（１０）パージガス供給弁の出力流路における圧力により、排気弁の弁体と弁座の隙間から流れ込もうとするプロセスガスの排気ダクトへの流出を防止し、プロセスガスを反応槽へ流入させることにより、排気弁の弁体と弁座とが密閉しないため弁体と弁座のメタルタッチの繰返しによる接触部の摩耗が発生せず、かつ、制御手段によりパージガスがプロセスガスを反応槽へ流れるように制御することができる。
これにより、摩耗粉を発生させることがないため、半導体等の歩留まりを発生させることがない。また、傷が発生することがないため、ダイアフラム弁は頻繁に交換する必要がなくなる。
（１１）制御手段が、パージガスマスフローコントローラを一定流量のパージガスが流れるように流量制御すること、プロセスガス供給弁と排気弁を開度制御すること、パージガス供給弁及び第２パージガス供給弁を開度制御するので、弁体と弁座のメタルタッチの繰返しによる接触部の摩耗を防止できる。また、反応槽に予定外のタイミングでプロセスガスが流れ込むことを防止することができる。
（１２）制御手段が、パージガスマスフローコントローラを一定流量のパージガスが流れるように流量制御すること、プロセスガス供給弁を開度制御すること、排気弁を開度制御すること、パージガス供給弁及び第２パージガス供給弁を開度制御するので、弁体と弁座のメタルタッチの繰返しによる接触部の摩耗を防止できる。また、反応槽に予定外のタイミングでプロセスガスが流れ込むことを防止することができる。
（１３）制御手段が、パージガスマスフローコントローラを一定流量のパージガスが流れるように流量制御すること、プロセスガス供給弁及び排気弁を開度制御すること、パージガス供給弁及び第２パージガス供給弁を開度制御するので、弁体と弁座のメタルタッチの繰返しによる接触部の摩耗を防止できる。また、反応槽に予定外のタイミングでプロセスガスが流れ込むことを防止することができる。
（１４）制御手段が、パージガスマスフローコントローラでパージガスを流量制御（可変）すること、プロセスガス供給弁及び排気弁を開度制御すること、パージガス供給弁及び第２パージガス供給弁を開度制御するので、弁体と弁座のメタルタッチの繰返しによる接触部の摩耗を防止できる。また、反応槽に予定外のタイミングでプロセスガスが流れ込むことを防止することができる。
（１５）制御手段が、パージガスマスフローコントローラを流量測定によりパージガスの流量監視すること、プロセスガス供給弁及び排気弁を開度制御すること、パージガス供給弁及び第２パージガス供給弁を開度制御するので、弁体と弁座のメタルタッチの繰返しによる接触部の摩耗を防止できる。また、反応槽に予定外のタイミングでプロセスガスが流れ込むことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の本実施例１に係るプロセスガス供給システム１Ａのシステム図である。
【図２】本発明の本実施例１に係るプロセスガス供給システム１Ａ（反応槽にプロセスガスを供給している状態）のシステム図である。
【図３】本発明の本実施例１に係るプロセスガス供給システム１Ａ（排気ダクトにプロセスガスを供給している状態）のシステム図である。
【図４】本発明の本実施例１に係る圧力の制御方法をまとめた表である。
【図５】本発明の本実施例２に係るプロセスガス供給システム１Ｂのシステム図である。
【図６】本発明の本実施例３に係るプロセスガス供給システム１Ｃのシステム図である。
【図７】本発明の本実施例４に係るプロセスガス供給システム１Ｄのシステム図である。
【図８】本発明の本実施例５に係るプロセスガス供給システム１Ｅのシステム図である。
【図９】本発明の変形例に係るプロセスガス供給システム１Ｆのシステム図である。
【図１０】従来技術に係るプロセスガス供給システム１００のシステム図である。
【図１１】従来技術に係るダイアフラム弁２００の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明に係るプロセスガス供給システムの一実施の形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１には、プロセスガス供給システム１Ａのシステム図を示す。
プロセスガス供給システム１Ａの使用例は、図４に示す５つの使用例がある。以下では、使用例１〜５を用いて順に説明する。
（第１実施形態における使用例１）
＜プロセスガス供給システムの全体構成＞
プロセスガス供給システム１Ａは、プロセスガス源７０Ａとパージガス源８０Ａを有する。
プロセスガス源７０Ａは、プロセスガス連通流路７１Ａに連通する。プロセスガス連通流路７１Ａは、プロセスガス前流路７４Ａ、及び、排気前流路７６Ａに分岐する。プロセスガス前流路７４Ａと排気前流路７６Ａに分岐する分岐点を、流路分岐点７９Ａとする。
一方の、プロセスガス前流路７４Ａは、第１オリフィス４１Ａに連通し、プロセスガス後流路７５Ａを介して、供給弁１１Ａの入力ポートに連通し、出力ポートから反応槽９１Ａへ連通する。使用例１においては、供給弁１１Ａは、開度制御弁である。請求項中のプロセスガス供給流路は、プロセスガス連通路７１Ａ、プロセスガス前流路７４Ａ、プロセスガス後流路７５Ａを有する。
他方、排気前流路７６Ａは、第２オリフィス４２Ａに連通し、排気後流路７７Ａを介して、排気弁１２Ａの入力ポートに連通し、出力ポートから排気ダクト９２Ａへ連通する。排気ダクト９２Ａは、排気処理設備へ連通している。使用例１においては、排気弁１２Ａは、開度制御弁である。請求項中の排気流路は、排気前流路７６Ａ、排気後流路７７Ａを有する。
供給弁１１Ａ及び排気弁１２Ａは、図示しないが、金属弁座及び金属ダイアフラムを有する金属製弁である。
【００１１】
パージガス源８０Ａは、マスフローコントローラ５０Ａの入力ポートに連通し、マスフローコトローラ５０Ａの出力ポートは、第１パージガス流路８１Ａを介して、第１パージガス供給弁２１Ａの入力ポートに連通し、出力ポートがプロセスガス後流路７５Ａに連通している。使用例１においては、第１パージガス供給弁２１Ａは、開閉弁である。
また、第１パージガス流路８１Ａから第２パージガス流路８２Ａが分岐し、第２パージガス流路８２Ａは、第２パージガス供給弁２２Ａの入力ポートに連通し、出力ポートが排気後流路７７Ａに連通している。使用例１においては、第２パージガス供給弁２２Ａは、開閉弁である。
プロセスガス後流路７５Ａには、電子式真空圧力計である第１真空圧力計３１Ａが配設されている。排気後流路７７Ａには、電子式真空圧力計である第２真空圧力計３２Ａが配設されている。
【００１２】
次に、制御装置について説明する。
供給弁１１Ａ、排気弁１２Ａ、第１パージガス供給弁２１Ａ、第２パージガス供給弁２２Ａ、第１真空圧力計３１Ａ、第２真空圧力計３２Ａ、及び、マスフローコントローラ５０Ａは、プロセスガス供給システム１Ａの全体を電子制御するコントローラ６０Ａにより制御されている。
【００１３】
＜プロセスガス供給システムの作用・効果＞
プロセスガスを反応槽９１Ａへ流すときの作用を説明する。図２に、プロセスガス供給システム１Ａにおいて、反応槽９１Ａへプロセスガスを流入するときの図を示す。図２中の破線矢印は、プロセスガスの流れを示し、実線矢印は、パージガスの流れを示す。
図２においては、供給弁１１Ａが全開状態、排気弁１２Ａが制御状態（密閉しない弁閉近似状態）、第１パージガス供給弁２１Ａが閉弁され、第２パージガス供給弁２２Ａが開弁された状態である。(「密閉しない弁閉近似状態」とは、弁体を弁座からわずかに離間した場合はもちろん、弁体を弁座に当接させた場合であっても、弁体が弁座の全周にわたって当接されておらず、一か所でも隙間があるような場合も含む(以下同じ。))。
具体的には、図２の破線矢印で示すように、プロセスガス源７０Ａから流入したプロセスガスは、プロセスガス連通流路７１Ａを通り、プロセスガス前流路７４Ａ及び排気前流路７６Ａへ流入する。排気弁１２Ａは、コントローラ６０Ａにより制御状態（密閉しない弁閉近似状態）とされているため、プロセスガスは、排気ダクト９２Ａへは流入しない。反対に、供給弁１１Ａは、コントローラ６０Ａにより開弁状態とされるため、プロセスガスは、反応槽９１Ａへと流入する。
【００１４】
排気弁１２Ａは、コントローラ６０Ａにより開度が制御され金属製の弁座と弁体とを完全に当接させず密閉状態としない。弁座と弁体とを当接させず密閉させないことにより、メタルタッチがなくなり、弁座及び弁体の金属摩耗が生じないため、排気弁を頻繁に変える必要がないため、コストを削減することができる。
しかし、排気弁１２Ａの弁座と弁体とを当接させず密閉しないと、弁座と弁体との隙間からプロセスガスが排気ダクト９２Ａへ漏れることになるため問題である。プロセスガスは高価な場合には、漏れをそのままにすると、コストがかかるからである。
第１実施形態の使用例１においては、パージガスの流量は、マスフローコントローラ５０Ａにより一定流量に流量制御されている。第２パージガス供給弁２２Ａがコントローラ６０Ａにより開弁され、図２の実線矢印で示すように、排気後流路７７Ａにパージガスが流入するため、第２オリフィス４２Ａよりも先の排気後流路７７Ａには、プロセスガスは流れない。
【００１５】
なぜならば、パージガスにより、プロセスガス後流路７５Ａの第１真空圧力計３１Ａで計測された圧力（Ｐ１）よりも、排気後流路７７Ａの第２真空圧力計３２Ａで計測された圧力（Ｐ２）のほうが高い圧力となるように排気弁１２Ａを制御しているからである。すなわち、圧力の高さが、Ｐ２＞Ｐ１であり、Ｐ２が高い状態にあれば、プロセスガスは、圧力の高い排気後流路７７Ａには流入しない。そのため、プロセスガスが排気ダクト９２Ａへ流れるのを確実に防止することができる。このとき、Ｐ２＞Ｐ１であるために、パージガスはプロセスガス側に流れ、プロセスガスと混合される。Ｐ２の圧力を高くしすぎると、パージガスとプロセスガスの混合比率が変化することになり、最終製品である半導体等に影響を与えることになる。そのため、Ｐ２の圧力を最終製品である半導体等に影響を与えないように、コントローラ６０Ａが制御をする。
コントローラ６０Ａは、圧力が、Ｐ２＞Ｐ１で一定となるように、第１真空圧力計３１Ａ及び第２真空圧力計３２Ａの圧力によるフィードバック制御で、排気弁１２Ａの開度を変化させる。
【００１６】
また、第２オリフィス４２Ａが配設されていることにより、第２オリフィス４２Ａと排気弁１２Ａとで区切られた流路である排気後流路７７Ａができる。排気後流路７７Ａが形成されていることにより、そこにパージガスを滞留させることができ、プロセスガスを排気ダクト９２Ａに流れないようにするために必要以上にパージガスを流す必要がない。したがって、第２オリフィス４２Ａが配設されていることにより、パージガスを無駄に浪費することはない。
また、排気後流路７７Ａに第２真空圧力計３２Ａを備えることにより、圧力測定を安定して行うことができる。なぜならば、排気後流路７７Ａは、第２オリフィス４２Ａと排気弁１２Ａとで区切られた流路であり、流路内の圧力は大きく変化しにくいため、フィードバック制御しようとするとき、安定した制御ができる。
【００１７】
次に、プロセスガスを反応槽９１Ａへ流さない工程を説明する。図３に、プロセスガス供給システム１Ａにおいて、反応槽９１Ａへプロセスガスを流さないときの図を示す。図３中の破線矢印は、プロセスガスの流れを示し、実線矢印は、パージガスの流れを示す。
図３においては、供給弁１１Ａが制御状態（密閉しない弁閉近似状態）、排気弁１２Ａが全開状態、第１パージガス供給弁２１Ａが開弁され、第２パージガス供給弁２２Ａが閉弁された状態である。
具体的には、図３の破線矢印で示すように、プロセスガス源７０から流入したプロセスガスは、プロセスガス連通流路７１Ａを通り、プロセスガス前流路７４Ａ及び排気後流路７６Ａへ流入する。供給弁１１Ａは、コントローラ６０Ａにより制御状態(密閉しない弁閉近似状態)とされているため、プロセスガスは、反応槽９１Ａは流入しない。反対に、排気弁１２Ａは、コントローラ６０Ａにより開弁状態とされているため、プロセスガスは、排気ダクト９２Ａへと流入する。
【００１８】
供給弁１１Ａは、コントローラ６０Ａにより開度が制御され金属製の弁座と弁体とを完全に当接させず密閉状態としない。弁座と弁体とを当接させず密閉状態としないことにより、メタルタッチがなくなり、弁座及び弁体の金属摩耗が生じないため、供給弁を頻繁に交換する必要がなく、コストを削減することができる。
しかし、供給弁１１Ａの弁座と弁体とを当接させず密閉状態としないと、弁座と弁体との隙間からプロセスガスが反応槽９１Ａへ漏れることになるため問題である。プロセスガスが反応槽９１Ａへ漏れると、プロセスガスの性質（濃度）が変化してしまい、結果として最終製品の性能に影響を与えるからである。
第１実施形態の使用例１においては、パージガスの流量は、マスフローコントローラ５０Ａにより一定流量に流量制御されている。第１パージガス供給弁２１Ａがコントローラ６０Ａにより開弁され、プロセスガス後流路７５Ａにパージガスが流入するため、第１オリフィス４１Ａよりも先のプロセスガス後流路７５Ａには、プロセスガスは流れない。
【００１９】
なぜならば、パージガスにより、排気後流路７７Ａの第２真空圧力計３２Ａで計測された圧力（Ｐ２）よりも、プロセスガス後流路７５Ａの第１真空圧力計３１Ａで計測された圧力（Ｐ１）のほうが高い圧力となるよう、供給弁１１Ａを制御しているからである。すなわち、圧力の高さが、Ｐ１＞Ｐ２であり、Ｐ１が高い状態にあれば、プロセスガスは、圧力の高いプロセスガス後流路７５Ａには流入しない。そのため、プロセスガスが反応槽９１Ａへ流れるのを確実に防止することができる。コントローラ６０Ａは、圧力の高さが、Ｐ１＞Ｐ２で一定となるように、第１真空圧力計３１Ａ及び第２真空圧力計３２Ａの圧力によるフィードバック制御で、供給弁１１Ａの開度を変化させる。
なお、プロセスガスを排気ダクト９２Ａへ流す工程では、プロセスガスを反応槽９１Ａへ流すときと異なり、パージガスが第１オリフィス４１Ａから第２流路側に漏れ、排気ダクト９２Ａに流れ込んだとしても、最終製品には影響が少ない。そのため、プロセスガスを反応槽９１Ａへ流すときほどの精密さは求められない。
プロセスガスは、圧力の低い排気前流路７６Ａ及び排気後流路７７Ａへ流れ、排気弁１２Ａが開弁されているため、そのまま排気ダクト９２Ａへ流れる。
【００２０】
また、第１オリフィス４１Ａが配設されていることにより、第１オリフィス４１Ａと供給弁１１Ａとで区切られた流路であるプロセスガス後流路７５Ａができる。プロセスガス後流路７５Ａが形成されていることにより、そこにパージガスを滞留させることができ、プロセスガスを反応槽９１Ａに流れないようにするために必要以上にパージガスを流す必要がない。したがって、第１オリフィス４１Ａが配設されていることにより、パージガスを無駄に浪費することはない。
また、プロセスガス後流路７５Ａに第１真空圧力計３１Ａを備えることにより、圧力測定を安定して行うことができる。なぜならば、プロセスガス後流路７５Ａは、第１オリフィス４１Ａと供給弁１１Ａとで区切られた流路であり、流路内の圧力は大きく変化しにくいため、フィードバック制御しようとするときに安定した制御ができる。
【００２１】
（第１実施形態における使用例２）
使用例２においては、プロセスガス供給システム１Ａの、供給弁１１Ａに開度制御弁を用い、排気弁１２Ａに開閉弁（弁閉状態では密閉しない弁閉近似状態）を用い、第１パージガス供給弁２１Ａ及び第２パージガス供給弁２２Ａに開閉弁を用いる。
使用例２では、コントローラ６０Ａが、パージガスマスフローコントローラ５０Ａを一定流量のパージガスが流れるように流量制御し、供給弁１１Ａを圧力フィードバックにより開度制御し、排気弁１２Ａを開閉（弁閉状態では密閉しない弁閉近似状態）し、第１パージガス供給弁２１Ａ及び第２パージガス供給弁２２Ａを開閉すること、によりプロセスガス供給システム１Ａを作用させる。使用例１に対して、よりガス混合量が嫌われる反応槽へ続く供給弁１１Ａのみを圧力のフィードバックによる開度制御としている。使用例１に対して、よりガス混合が嫌われる反応槽へのラインだけを圧力のフィードバック制御とするためである。
【００２２】
（第１実施形態における使用例３）
使用例３においては、プロセスガス供給システム１Ａの、供給弁１１Ａ、及び、排気弁１２Ａに開閉弁（弁閉状態では密閉しない弁閉近似状態）を用い、第１パージガス供給弁２１Ａ及び第２パージガス供給弁２２Ａに開閉弁を用いる。
使用例３では、コントローラ６０Ａが、パージガスマスフローコントローラ５０Ａを一定流量のパージガスが流れるように流量制御し、供給弁１１Ａ及び排気弁１２Ａを開閉（弁閉状態では密閉しない弁閉近似状態）し、第１パージガス供給弁２１Ａ及び第２パージガス供給弁２２Ａを開閉すること、によりプロセスガス供給システム１Ａを作用させる。
【００２３】
（第１実施形態における使用例４）
使用例４においては、プロセスガス供給システム１Ａの、供給弁１１Ａ、及び、排気弁１２Ａに開閉弁（弁閉状態では密閉しない弁閉近似状態）を用い、第１パージガス供給弁２１Ａ及び第２パージガス供給弁２２Ａに開閉弁を用いる。
使用例４では、コントローラ６０Ａが、パージガスマスフローコントローラ５０Ａを用い圧力計の圧力によるフィードバック制御によりパージガスを流量制御し、供給弁１１Ａ及び排気弁１２Ａを開閉（弁閉状態では密閉しない弁閉近似状態）し、第１パージガス供給弁２１Ａ及び第２第２パージガス供給弁２２Ａを開閉すること、によりプロセスガス供給システム１Ａを作用させる。
【００２４】
（第１実施形態における使用例５）
使用例５においては、プロセスガス供給システム１Ａの、供給弁１１Ａ、及び、排気弁１２Ａに開閉弁（弁閉状態では密閉しない弁閉近似状態）を用い、第１パージガス供給弁２１Ａ及び第２パージガス供給弁２２Ａに開度制御弁を用いる。
使用例５では、コントローラ６０Ａが、パージガスマスフローコントローラ５０Ａはパージガスの流量測定を行い、供給弁１１Ａ及び排気弁１２Ａを開閉（弁閉状態では密閉しない弁閉近似状態）し、第１パージガス供給弁２１Ａ及び第２パージガス供給弁２２Ａを圧力計の圧力によるフィードバック制御で開度を変化すること、によりプロセスガス供給システム１Ａを作用させる。
【００２５】
(第２実施形態)
図５に、第２実施形態に係るプロセスガス供給システム１Ｂを示す。プロセスガス供給システム１Ｂは、第１実施形態に係るプロセスガス供給システム１Ａと比較して、第２オリフィス４２Ａがないこと、第２オリフィスがないことにより、排気前流路７６Ａ、及び、排気後流路７７Ａがない点で異なる。それ以外の構成はプロセスガス供給システム１Ａと同様であるため、図５において、同様の構成のものについては、例えば、供給弁１１Ａを供給弁１１Ｂとして記載する。その他の、構成要素も同様である。
図１における排気後流路７７Ａがないため、第２真空圧力計３２Ｂの圧力測定を第１実施形態ほど安定して行うことができない。
しかし、プロセスガス供給システム１Ｂは、第２オリフィスがないことにより、オリフィス１つ分のコストを削減することができる効果を有する。
【００２６】
(第３実施形態)
図６に、第３実施形態に係るプロセスガス供給システム１Ｃを示す。プロセスガス供給システム１Ｃは、第１実施形態に係るプロセスガス供給システム１Ａと比較して、第１オリフィス４１Ａ、第２オリフィス４２Ａがないこと、及び、第１オリフィスがないことによりプロセスガス前流路７４Ａ、及び、プロセスガス後流路７５Ａがない点、第２オリフィスがないことにより、排気前流路７６Ａ、及び、排気後流路７７Ａがない点で異なる。それ以外の構成はプロセスガス供給システム１Ａと同様であるため、図６において、同様の構成のものについては、例えば、供給弁１１Ａを供給弁１１Ｃとして記載する。その他の、構成要素も同様である。
図１における、プロセスガス後流路７４Ａがないため、第１真空圧力計３１Ｃの圧力測定を第１実施形態ほど安定して行うことができない。さらに、排気後流路７７Ａがないため、第２真空圧力計３２Ｃの圧力測定を第１実施形態ほど安定して行うことができない。
しかし、プロセスガス供給システム１Ｃは、第１オリフィス及び第２オリフィスがないことにより、オリフィス２つ分のコストを削減することができる効果を有する。
【００２７】
(第４実施形態)
図７に、第４実施形態に係るプロセスガス供給システム１Ｄを示す。プロセスガス供給システム１Ｄは、第１実施形態に係るプロセスガス供給システム１Ａと比較して、第２真空圧力計３２Ａがない点で異なる。それ以外の構成はプロセスガス供給システム１Ａと同様であるため、図７において、同様の構成のものについては、例えば、供給弁１１Ａを供給弁１１Ｄとして記載する。その他の、構成要素も同様である。
図１における、第２真空圧力計３２Ａがないため、排気後流路７７Ｄの圧力を測定することができない。
しかし、プロセスガス供給システム１Ｄは、第２真空圧力計３２Ａがないことにより、真空圧力計１つ分のコストを削減することができる効果を有する。
【００２８】
(第５実施形態)
図８に、第５実施形態に係るプロセスガス供給システム１Ｅを示す。プロセスガス供給システム１Ｅは、第１実施形態に係るプロセスガス供給システム１Ａと比較して、第２パージガス供給弁２２がない点で異なる。それ以外の構成はプロセスガス供給システム１Ａと同様であるため、図８において、同様の構成のものについては、例えば、供給弁１１Ａを供給弁１１Ｅとして記載する。その他の、構成要素も同様である。
図１における排気後流路７７に第２パージガス供給弁２２がないため、排気弁１２を閉弁する場合には、弁座と弁体との間から、プロセスガスが漏れ、排気ダクト９２へ流れる。
しかし、排気ダクト９２からプロセスガスが漏れたとしても、最終製品には何ら影響を与えないため大きな問題はない。また、第２パージガス供給弁２２がないことにより、コストを削減できる効果がある。
【００２９】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で色々な応用が可能である。
例えば、供給弁１１及び排気弁１２は、空気圧弁又は電磁弁のどちらでも使用することができる。また、空気圧弁を使用するときには、コントローラ６０が操作用エアの圧力をコントロールすることで、バルブ開度を任意に制御する。また、電磁弁を使用するときには、コントローラ６０が、ソレノイドに負荷する電流値を制御することで、バルブ開度を任意に制御する。
例えば、供給弁１１及び排気弁１２が閉弁時に弁座と弁体との間に隙間を残すためには、シール力を発揮させるスプリングの荷重をあらかじめ小さくする。また、空気圧弁を使用するときには、アクチュエータに空気圧を残しシールのための荷重を軽減する。また、電磁弁を使用するときには、微小電流をソレノイドに負荷する。
例えば、圧力計は正圧の場合もある。
例えば、上記実施例においては、マスフローコントローラを使用したが、図９に示すように、ニードル弁であってもよい。
例えば、上記実施例において、閉弁時に隙間を残すために空気圧制御や電流通制御としたが、メガストッパを設けてもよい。
例えば、使用例１乃至使用例５では、プロセスガス供給弁、又は、パージガス供給弁のいずれか一方の開度を変化させることとしたが、プロセスガス供給弁とパージガス供給弁の開度を変化させ、パージガス供給弁の出力流路における圧力を制御することもできる。
【符号の説明】
【００３０】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ    プロセスガス供給システム
１１Ａ    供給弁（プロセスガス供給弁）
１２Ａ    排気弁
２１Ａ    第１パージガス供給弁（パージガス供給弁）
２２Ａ    第２パージガス供給弁
３１Ａ    第１真空圧力計（パージガス圧力計）
３２Ａ    第２真空圧力計（第２パージガス圧力計）
４１Ａ    第１オリフィス
４２Ａ    第２オリフィス
５０Ａ    パージガスマスフローコントローラ
６０Ａ    コントローラ
７０Ａ    プロセスガス源
７１Ａ、７４Ａ、７５Ａ    プロセスガス供給流路
７６Ａ、７７Ａ    排気流路
７９Ａ    流路分岐点
８０Ａ    パージガス源
８１Ａ    パージガス流路
９１Ａ    反応槽
９２Ａ    排気ダクト  
【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】
2011077083.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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