(57)【要約】本発明は、タンク（ＴＫ）と、液体材料（ＬＭ）を収容するタンク本体（２００）と、タンク本体（２００）の開口を塞ぐ蓋体（２１０）と、蓋体（２１０）に対向させて位置付けられる支持体（２２０）と、タンク本体（２００）の開口端に設けられたフランジ（２０１）及び蓋体（２１０）によって挟まれるシール体（２３０）と、蓋体（２１０）及び支持体（２２０）を締結する締結部材（２４０）とを備えた収容タンクであり、タンク本体の開口端に設けられたフランジの厚みが薄くても、密着性を維持しつつフランジに対して蓋材を取り付けることができる。
2018110545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも液体又は固体のいずれか一方又は双方からなる収容物を収容するタンク本体と、前記タンク本体の開口を塞ぐ蓋体と、前記蓋体に対向させて位置付けられる支持体と、前記蓋体と前記支持体とを締結する締結部材と、を具備し、前記タンク本体が、その開口端にフランジを備え、前記蓋体及び前記支持体が、前記フランジを挟んだ状態で締結部材によって締結されていることを特徴とする収容タンク。
【請求項２】
前記蓋体及び前記支持体が、前記フランジの外縁よりも外側において前記締結部材によって締結されている請求項１記載の収容タンク。
【請求項３】
前記締結部材が、前記蓋体又は前記支持体のいずれか一方における前記フランジの外縁よりも外側から突出するネジであり、前記蓋体又は前記支持体の他方に、前記ネジが差し込まれるネジ孔が設けられており、前記蓋体及び前記支持体が、前記ネジ孔に対する前記ネジの締め付けによって締結されている請求項２記載の収容タンク。
【請求項４】
前記蓋体及び前記フランジによって挟まれるシール体をさらに具備している請求項１記載の収容タンク。
【請求項５】
前記蓋体及び前記支持体によって挟まれるスペーサをさらに具備し、前記スペーサが、前記フランジの厚みよりも厚く、かつ、前記フランジの厚みに前記シール体の非加圧状態における厚みを加算した厚みよりも薄くなっている請求項４記載の収容タンク。
【請求項６】
前記蓋体が、前記フランジと対向する面に前記シール体を保持する保持溝を有している請求項４記載の収容タンク。
【請求項７】
前記タンク本体が、一体成型されたものである請求項１記載の収容タンク。
【請求項８】
前記請求項１に記載の収容タンクを備えた材料気化装置であって、前記タンク本体に収容された前記収容物を加熱するヒータと、前記蓋材に設けられ、前記タンク本体外へ前記収容物を気化したガスを導出する導出管と、前記導出管に接続される流量制御装置と、を備えることを特徴とする材料気化装置。
【請求項９】
前記請求項１に記載の収容タンクを備えた液体材料供給装置であって、前記蓋材に設けられ、前記タンク本体外へ液体からなる収容物を導出する導出管を備えることを特徴とする液体材料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、収容タンク、その収容タンクを備えた材料気化装置及び液体材料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  半導体製造プロセスにおいては、液体材料供給装置から供給される液体材料を材料気化装置で気化してチャンバーへ導出するものや、固体材料を材料気化装置で気化してチャンバーへ導出するものがあり、これらの半導体製造プロセスに用いられる各装置の材料収容タンクとして、特許文献１には、材料を収容するタンク本体と、タンク本体の開口を塞ぐ蓋体と、を具備し、タンク本体の開口端に設けられたフランジに蓋体を重ね、フランジ及び蓋体を貫通する貫通孔に通された締結部材の締め付けにより、フランジ及び蓋体を締結する構造のものが開示されている。【０００３】  しかし、前記特許文献１に開示された材料収容タンクにおいては、フランジの厚みが薄いと、締結部材の締め付けによってフランジが変形し、これにより、フランジに対する蓋材の密着性を維持できなくなるという問題点があり、ある程度厚みを有するフランジを備えたタンク本体しか使用することができない。【０００４】  ところで、従来の半導体製造プロセス用材料収容タンクに用いられるタンク本体は、金属等からなる複数の板材をタンク本体の外形に沿わせて折り曲げ、その複数の板材を互いに溶接して繋げた構造になっているため、必然的にその内面には、液体材料の液面に対して交差する方向へ伸びる溶接跡が残り、この溶接跡の下方は常に液体材料に晒された状態となるため、ここから腐食が始まってタンク本体の強度が低下するという問題点があった。また、腐食が始まると、タンク本体内面から腐食した部分が剥がれ落ちて材料ガス中に粒子となって混ざり、タンクの下流側に接続される各機器へ悪影響を与えるという問題点もあった。【０００５】  そこで、出願人は、製造コストを抑えつつ、タンク本体を成形する際に生じる、液体材料の液面に対して上下方向へ伸びる溶接跡を無くすために、板材をタンク本体の外形に沿わせて引き延ばして成形する方法を試みたが、このような方法で成形したタンク本体は、必然的にフランジの厚みが薄くなり、前記特許文献１に開示されている材料収容タンクに採用されるフランジに対する蓋材の取り付け構造を使用することができないという問題に直面した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第５３２３６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  そこで、本発明は、タンク本体の開口端に設けられたフランジの厚みが薄くても、密着性を維持しつつフランジに対して蓋材を取り付けることを主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  すなわち、本発明に係る収容タンクは、少なくとも液体又は固体のいずれか一方又は双方からなる収容物を収容するタンク本体と、前記タンク本体の開口を塞ぐ蓋体と、前記蓋体に対向させて位置付けられる支持体と、前記蓋体と前記支持体とを締結する締結部材と、を具備し、前記タンク本体が、その開口端にフランジを備え、前記蓋体及び前記支持体が、前記フランジを挟んだ状態で締結部材によって締結されていることを特徴とするものである。【０００９】  このようなものであれば、フランジの厚みが薄い場合であっても、フランジを変形させることなく、タンク本体と蓋体との密閉性を維持することができる。よって、タンク本体として、フランジの厚みが薄くなる、金属等からなる板材を引き延ばして成型したものも使用することができるようになり、これに伴ってタンク本体が腐食し難くなる。【００１０】また、前記収容タンクにおいて、前記蓋体及び前記支持体が、前記フランジの外縁よりも外側において前記締結部材によって締結されているものであってもよい。【００１１】このようなものであれば、締結部材による締め付ける力がフランジに対して局所的に加わることがなく、これにより、蓋体及び支持体による締め付け力がフランジ全体に略均等に加わり、フランジに対する蓋体の密閉度合を向上させることができる。【００１２】  また、前記収容タンクにおいて、前記締結部材が、前記蓋体又は前記支持体のいずれか一方における前記フランジの外縁よりも外側の位置から突出するネジであり、前記蓋体又は前記支持体の他方に、前記ネジが差し込まれるネジ孔が設けられており、前記蓋体及び前記支持体が、前記ネジ孔に対する前記ネジの締め付けによって締結されているものであってもよい。【００１３】  このようなものであれば、フランジの厚みが薄い場合であっても、強度の弱いフランジに対して加工することなく、フランジと蓋体との密閉性を高く維持することができる。また、ネジの締め付け度合を変更するだけでフランジに対する蓋体の密閉性を容易に調整できる。【００１４】  また、前記いずれかの収容タンクにおいて、前記蓋体及び前記フランジによって挟まれるシール体をさらに具備しているものであってもよい。【００１５】  また、前記シール体を具備した収容タンクにおいて、前記蓋体及び前記支持体によって挟まれるスペーサをさらに具備し、前記スペーサが、前記フランジの厚みよりも厚く、かつ、前記フランジの厚みに前記シール体の非加圧状態における厚みを加算した厚みよりも薄くなっているものであってもよく、さらに、前記蓋体が、前記フランジと対向する面に前記シール体を保持する保持溝を有しているものであってもよい。【００１６】  このようなものであれば、シール体の加圧状態における潰れ過ぎを防止することができ、また、フランジを蓋体及び支持体によって締め付けた際に、フランジの周面を均等な力で締結することができる。さらに、シール体のフランジや蓋体に対するズレも防止することができる。【００１７】  前記いずれかの収容タンクにおいて、前記タンク本体が、一体成型されたものであってもよい。【００１８】  このようなものであれば、タンク本体の内面に溶接跡が残らないため、材料に対する耐腐食性が格段に向上し、耐久期間が伸びる。【００１９】  また、前記いずれかの収容タンクを備えた材料気化装置であって、前記タンク本体に収容された前記収容物を加熱するヒータと、前記蓋材に設けられ、前記タンク本体外へ前記収容物を気化した気体を導出する導出管と、前記導出管に接続される流量制御装置と、を備えることを特徴とするものであってもよい。【００２０】  また、前記いずれかの収容タンクを備えた液体材料供給装置であって、前記蓋材に設けられ、前記タンク本体外へ液体からなる前記収容物を導出する導出管を備えるものであてもよい。
【発明の効果】
【００２１】  本発明によれば、タンク本体の開口端に設けられたフランジの厚みが薄くても、密着性を維持しつつフランジに対して蓋材を取り付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施形態に係る材料気化装置を示した斜視図である。
【図２】実施形態に係る材料気化装置を模式的に示した模式図である。
【図３】実施形態に係る材料気化装置のタンクを示した分解斜視図である。
【図４】実施形態に係る材料気化装置のタンクを示した断面図である。
【図５】その他の実施形態に係る材料気化装置のタンク本体を示した断面図である。
【図６】その他の実施形態に係る材料気化装置のタンクを示した部分断面図である。
【符号の説明】
【００２３】  １００  材料気化装置  ＴＫ  タンク  ２００  タンク本体  ２１０  蓋体  ２２０  支持体  ２３０  シール体  ２４０  締結部材  ２５０  スペーサ
【発明を実施するための形態】
【００２４】以下に、本発明に係る材料気化装置を図面を参照して説明する。
【００２５】  本実施形態の材料気化装置１００は、例えば、半導体製造プロセスに用いられるものであり、材料を気化して材料ガスを生成し、その材料ガスをチャンバー等の対象機器へ送るものである。本実施形態の材料気化装置１００は、溶液気化法又はバブリング法のいずれにも使用することができる。なお、半導体製造プロセスには、半導体素子、液晶、ソーラーパネル、光ファイバ等の製造プロセスが含まれる。
【００２６】  本実施形態の材料気化装置１００は、図１又は図２に示すように、液体材料ＬＭを収容するタンクＴＫ（収容タンク）と、タンクＴＫに液体材料ＬＭを供給する導入管１０と、タンクＴＫから液体材料ＬＭを気化して生成した材料ガスＧＭを導出する第１導出管２０ａ及び第２導出管２０ｂと、第１導出管２０ａから流れ込む材料ガスＧＭの流量を制御して第２導出管２０ｂへ導出する流量制御装置３０と、タンクＴＫ内の圧力を測定する圧力測定装置４０と、タンクＴＫ内の温度を測定する温度測定装置５０と、タンクＴＫ内の液体材料ＬＭの液面の高さを測定する液面測定装置６０と、タンクＴＫを加熱するヒータ（図示せず）と、これらを収容するケースＣＡ（図１中、二点鎖線にて示す）とを備えている。なお、導入管１０、第１導出管２０ａ、第２導出管２０ｂ、圧力測定装置４０、温度測定装置５０及び液面測定装置６０は、タンクＴＫの構造を示す図３及び図４において、これらの部材は省略されており、図示されていない。
【００２７】  タンクＴＫは、図３及び図４に示すように、液体材料ＬＭを収容するタンク本体２００と、タンク本体２００の開口を塞ぐ蓋体２１０と、蓋体２１０に対向させて位置付けられる支持体２２０と、タンク本体２００の開口端に設けられたフランジ２０１及び蓋体２１０によって挟まれるシール体２３０と、蓋体２１０及び支持体２２０を締結する締結部材２４０とを備えている。
【００２８】  タンク本体２００は、金属等からなる板材を引き延ばして一体成型されたものであり、所定面に開口する有底穴を有する円柱状の胴体２０２を備えている。そして、タンク本体２００には、その胴体２０２の開口端から湾曲して外方へ伸びるフランジ２０１が設けられている。フランジ２０１は、円形状の外形を有している。なお、フランジ２０１は、胴体２０２の開口端から外側に向かって伸びる環状のものである。また、フランジ２０１は、同一平面上に沿った形状のものがより好ましい。
【００２９】  蓋体２１０は、金属等からなる比較的分厚い板材からなっており、円板状になっている。そして、蓋体２１０は、タンク本体２００に設けられたフランジ２０１よりも大きな外径を有している。また、蓋体２１０には、締結部材２４０を差し込むための複数の貫通孔２１１が外周に沿って等間隔並べて設けられている。なお、これらの貫通孔２１１は、外面（上面）側の開口が内面（下面）側の開口に比べて大径になっており、これにより、貫通孔２１１の内面には段差２１２が設けられている。また、蓋体２１０には、フランジ２０１と対向する面にシール体２３０を保持するための保持溝２１３が設けられている。なお、保持溝２１３は、非加圧状態のシール体２３０の厚みよりも浅い深さになっている。因みに、導入管１０、第１導出管２０ａ、圧力測定装置４０、温度測定装置５０及び液面測定装置６０は、いずれも蓋体２１０の外面に接続される。
【００３０】  支持体２２０は、金属等からなる比較的分厚い板材からなっており、リング状になっている。そして、支持体２２０の内径は、タンク本体２００の胴体２０２よりも大径になっており、フランジ２０１よりも小径になっている。これにより、支持体２２０は、タンク本体２００の胴体２０２が通された状態でフランジ２０１に接触するようになっている。また、支持体２２０には、蓋体２１０の各貫通孔２１１と対向する複数のネジ孔２２１が設けられている。
【００３１】  シール体２３０は、金属、樹脂、ゴム等からなる弾性材料からなっており、リング状になっている。
【００３２】  締結部材２４０は、所謂ボルトである。そして、締結部材２４０は、円柱状の頭部２４１と、頭部２４１から伸びる軸体２４２とを備え、軸体２４２の先端にネジ溝２４３が設けられている。また、頭部２４１には、六角レンチを差し込むことができる六角穴２４４が設けられている。
【００３３】  そして、タンクＴＫは、タンク本体２００のフランジ２０１に対して開口を塞ぐように蓋体２１０を密着させると共に、タンク本体２００の胴体２０２側からフランジ２０１に対して支持体２２０を密着させ、蓋体２１０の各貫通孔２１１に締結部材２４０を差し込み、その軸体２４２に設けられたネジ溝２４３を支持体２２０のネジ孔２２１に差し込んで締め付けることにより、蓋体２１０及び支持体２２０によってフランジ２０１を締結した構造となっている。なお、この状態において、蓋体２１０の保持溝２１３に嵌め込まれたシール体２３０がフランジ２０１と接触して加圧されて変形し、これにより、蓋体２１０とフランジ２０１との間の密閉性が確保される。また、締結部材２４０は、蓋体２１０におけるフランジ２０１の外縁よりも外側に位置する貫通孔２１１からフランジ２０１を避けるように支持体２２０に向かって突出し、その支持体２２０のネジ孔２２１へ差し込まれるようになっている。これにより、締結部材２４０が締め付ける力が蓋体２１０及び支持体２２０を介してフランジ２０１に伝わるため、フランジ２０１に対して局所に力が加わらず、フランジ２０１の厚みが薄くても変形することがない。
【００３４】  次に、タンクＴＫの蓋体２１０に接続される各機器について説明する。
【００３５】  導入管１０及び第１導出管２０ａは、いずれも蓋体２１０に接続されてタンクＴＫ内と繋がっている。そして、導入管１０及び第１導出管２０ａは、それぞれ開閉弁１１，２１を備えている。開閉弁１１，２１は、適宜状況に応じていずれか一方又は双方を開放し、タンクＴＫに液体材料供給装置から供給される液体材料ＬＭを導入するか、或いは、タンクＴＫから液体材料ＬＭが気化して生成された材料ガスＧＭを導出するようになっている。なお、導入管１０は、一端がケースＣＡ外に突出しており、その一端に接続ポート１２を備えている。そして、導入管１０の接続ポート１２は、液体材料供給装置から伸びる接続配管に接続される。また、第２導出管２０ｂは、第１導出管２０ａから流量制御装置３０を介して伸びている。そして、第２導出管２０ｂは、一端がケースＣＡ外に突出しており、その一端に接続ポート２２を備えている。そして、第２導出管２０ｂの接続ポート２２は、対象機器から伸びる接続配管に接続される。
【００３６】  流量制御装置３０は、所謂マスフローコントローラである。なお、流量制御装置３０は、第１導出管２０ａから送り込まれる材料ガスＧＭの流量を測定する測定機構と、測定機構で測定された測定流量に基づいて第２導出管２０ｂに送り出される材料ガスＧＭの流量が所定流量となるように流路の開度を制御する開閉機構とを備えている。
【００３７】  また、第１導出管２０ａにおける開閉弁２１と流量制御装置３０との間からパージ配管７０が分岐しており、このパージ配管７０にも、開閉弁７１が設けられている。なお、パージ配管７０は、一端がケースＣＡ外に突出しており、その一端に吸気ポート７２を備えている。なお、パージ配管７０は、流量制御装置３０のパージを行う場合に使用され、パージを行う場合には、開閉弁２１を閉じ、吸気ポート７２からパージガスを導入し、流量制御装置３０を通過させて第２導出管２０ｂを介して接続ポート２２からパージガスを排出する。
【００３８】  圧力測定装置４０、温度測定装置５０及び液面測定装置６０は、いずれも蓋体２１０からタンクＴＫ内に差し込まれている。なお、圧力測定装置４０は、所謂圧力センサであり、タンクＴＫ内の圧力を測定するものである。また、温度測定装置５０は、所謂白金測温抵抗体（Ｐｔセンサ）であり、タンクＴＫ内の温度を測定するものである。また、液面測定装置６０は、熱容量式（例えば一定電流を流した抵抗体がセンサ本体となり、該抵抗体を周囲環境より例えば高い温度で発熱させ、該抵抗体がガス中にあるときと液体に浸されたときとで、両者の比熱の違いにより該抵抗体の温度に変化が生じ、その結果生じる抵抗値の変化から、液面高さをセンシングするもの）や、その他、フロート式、超音波式、静電容量式、圧力式、振動式など、種々のものを用いることが可能であり、タンクＴＫ内に収容される液体材料ＬＭの液面を測定するものである。
【００３９】  ヒータは、タンク本体に収容された材料を加熱するものであり、例えば、ジェットヒータ、テープヒータ、カートリッジヒータ、ラバーヒータ等を使用することができる。
【００４０】  なお、材料気化装置１００は、図示しない制御部を備えている。制御部は、ＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ等を備えたものであり、メモリの所定領域に格納されたプログラムに従ってＣＰＵや周辺機器が協働することにより、制御部としての機能を発揮するように構成されたものである。具体的には、タンクＴＫ内の温度が所定温度になるように、温度測定装置５０によって測定したタンクＴＫ内の温度に基づいてヒータを制御し、また、タンクＴＫ内に収容された液体材料ＬＭの液面の高さが所定高さになるように、液面測定装置６０によって測定したタンクＴＫ内の液面高さに基づいて導入管１０に設けられた開閉弁１１を制御するようになっている。
【００４１】＜その他の実施形態＞  前記実施形態においては、タンク本体２００を板材を引き延ばして一体成型しているが、二以上の部材を接合したものであってもよい。すなわち、図５に示すように、タンク本体２００を形成する場合に、先ず、管材の一方側の開口端を湾曲してフランジを形成した部材２００ａと、板材を引き延ばして形成した所定面に開口する有底穴を有する円柱状の部材２００ｂを二つ作成し、一方の部材２００ａを、タンク本体２００の開口側とし、他方の部材２００ｂを、タンク本体２００の底側とし、これらを溶接にて接合する。そうすると、溶接跡２００ｃは、タンク本体２００内に収容される液体材料ＬＭの液面と略平行に伸びた状態となり、この溶接跡２００ｃの位置が液面より上方に位置付けられるようにすれば、溶接跡２００ｃが常に液体材料ＬＭに晒されることがなくなる。よって、このようなタンク本体２００であっても、溶接跡２００ｃが液体材料ＬＭに常に晒されて早期に腐食されることを防止できる。なお、タンク本体２００の溶接跡２００ｃは、図５（ｂ）において矢印にて示すように、タンク本体２００に収容される液体材料ＬＭの液面よりも上方に位置するようにすればよく、より好ましくは、その液面から最も離れた位置となるフランジ２０１と胴体２０２との境界に位置するようにすればよい。
【００４２】  また、前記実施形態においては、蓋体２１０のフランジ２０１と対向する面に設けられた保持溝２１３の深さによってシール体２３０の加圧時の形状を制御していたが、図６に示すように、蓋体２１０と支持体２２０とに挟まれるスペーサ２５０によってシール体２３０の加圧状態における形状を制御してもよい。なお、この場合、スペーサ２５０は、フランジ２０１の外径よりも大きな内径を有するリング状の部分を有し、その部分に蓋体２１０の各貫通孔２１１と対向する複数の通孔２５１が設けられている。そして、この部分のスペーサ２５０の厚みは、フランジ２０１の厚みよりも厚く、かつ、フランジ２０１の厚みにシール体２３０の非加圧状態における厚みを加算した厚みよりも薄くなるように設定されている。さらに、スペーサ２５０は、フランジ２０１と同様に一方面を支持体２２０に接触させた状態で、他方面側の一部、具体的には、この状態においてフランジ２０１より突出する内面の一部を、蓋体２１０とフランジ２０１との間へと伸ばした保持段差２５２を設けることにより、この保持段差２５２によってシール体２３０の位置決めを行うことができる。なお、図６には、スペーサ２５０として保持段差２５２を設ける態様を図示したが、スペーサ２５０は、保持段差２５２を設けない態様であってもよい。
【００４３】  また、前記実施形態においては、蓋体２１０と支持体２２０とを締結部材２４０の締め付けによって締結しているが、蓋体２１０と支持体２２０とをクランプによって挟むことによって締結してもよい。
【００４４】  また、前記実施形態においては、支持体２２０としてリング状のものを使用しているが、支持体２２０として複数に分割されたものを使用してもよい。
【００４５】  また、前記実施形態に係るタンクＴＫは、材料気化装置１００に液体材料ＬＭを供給する液体材料供給装置のタンクとしても使用することができる。なお、この場合、タンクＴＫ内へその内圧を調整するための気体を導入する気体導入管と、タンクＴＫ外へ液体材料ＬＭを導出して液体材料供給装置へ送る液体導出管とをそれぞれ蓋体２１０に接続すればよい。
【００４６】なお、本発明の材料気化装置に使用される半導体製造プロセス用材料収容タンクに収容する材料は、固体材料であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】  本発明によれば、タンク本体の開口端に設けられたフランジの厚みが薄くても、密着性を維持しつつフランジに対して蓋材を取り付けることができる。
【図１】
2018110545.tif 000003
【図２】
2018110545.tif 000004
【図３】
2018110545.tif 000005
【図４】
2018110545.tif 000006
【図５】
2018110545.tif 000007
【図６】
2018110545.tif 000008
【国際調査報告】
2018110545.tif 000009
2018110545.tif 000010
2018110545.tif 000011
2018110545.tif 000012