JP2000257797A - 減圧機能付き容器弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高圧ガス領域の低減を図り、減圧によるガス
温度の低下も最小限とし、大気成分のパージも効率よく
行うことができる減圧機能付き容器弁を提供する。 【解決手段】 ガス容器に装着される弁ブロック内に、
容器取付部側に設けられる閉止弁５と、該閉止弁５の下
流側に直列に設けられる少なくとも二つの減圧弁７，９
とを備えるとともに、閉止弁５と第１の減圧弁７との間
の流路にパージガスを導入するためのパージガス導入路
１２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、減圧機能付き容器
弁に関し、詳しくは、減圧機構を内蔵するとともにパー
ジ機構も備えた減圧機能付き容器弁であって、特に、半
導体産業に使用される半導体プロセスガス容器に使用す
るのに最適な減圧機能付き容器弁に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】半導体
産業に使用される半導体プロセスガスは、デバイス寸法
の微細化と共に高品質化が要求されており、特に、デバ
イス不良に対して支配的な水分、酸素並びに酸素化合物
及び金属不純物やパーティクルの低減が厳しく要求され
ている。また、半導体プロセスガスは、一般に、可燃
性、毒性及び腐食性を有しており、特に、可燃性が高
く、毒性の強いガス、例えば、モノゲルマン、モノシラ
ン、ジシラン、ジボラン、アルシン、フォスフィン、セ
レン化水素等は、特殊高圧ガスとして高圧ガス保安法で
技術的かつ設備的に具備していなければならない要件が
明確化されており、安全性の確保は、必須の項目となっ
ている。また、ウェハの大口径化に伴って半導体プロセ
スガスの使用量も増加することが予想されており、半導
体プロセスガスの大量供給の実現を真近にして安全性に
対する厳格さが更に要求されている。

【０００３】半導体プロセスガスは、通常、ガス充填工
場で高圧容器に充填された後、トラックに積載されて半
導体製造工場へ運搬され、半導体製造工場に設けられて
いる半導体プロセスガス用の高圧ガス貯蔵所に一時保管
される。半導体プロセス装置での半導体プロセスガスの
消費時には、高圧ガス容器は、シリンダーキャビネット
に格納され、安全性を確保した上で、半導体プロセスガ
スが半導体プロセス装置に供給される。

【０００４】通常の４７リットル以下の容量の高圧ガス
容器の場合について、半導体プロセスガスを供給する方
法をさらに詳しく述べると、高圧ガス容器には、半導体
プロセスガスの供給を制御するために容器弁が具備され
ているが、通常、高圧ガス容器内の半導体プロセスガス
は高圧であるから、シリンダーキャビネット内に付属さ
れた減圧弁によってガス圧力が調整され、半導体プロセ
ス装置に供給される。

【０００５】また、シリンダーキャビネットは、パージ
ガス容器やパージガスライン、さらに半導体プロセスガ
ス用の除害設備が備わっており、ガス容器交換時に混入
する大気成分やパージガスを半導体プロセスガスに置換
できるような構造を有している。加えて、シリンダーキ
ャビネットには、安全性を確保するために、容器やガス
供給ラインのガス漏洩を検知できる警報器が備え付けら
れ、ガス漏洩を検知した場合は、ガス供給を停止するた
めの緊急遮断弁機能がガス容器元弁に元々備わっていた
り、容器元弁直後に、容器元弁とは別に緊急遮断弁が備
わっている。通常、シリンダーキャビネットは、常時排
気されており、続くスクラバーや除害装置によって漏洩
したガスを無害化できる機構を有している。

【０００６】しかしながら、半導体プロセスガスを大量
に供給する場合は、通常の４７リットル容器を束ねてカ
ードルを形成するか、容器径を３００ｍｍ以上に大きく
したり、容器長さを１．５ｍから１２ｍに長くした容器
を使用して単体で供給するか、これらを集合させてロー
ダーとして供給しなければならず、４７リットル以下の
容器に適応されるシリンダーキャビネトを大量供給に応
用しようとすると、そのシリンダーキャビネットが非常
に大きなものになってしまい、現実的ではなかった。

【０００７】それゆえ、半導体プロセスガスの大量供給
には、屋外に大型容器を設置し、その近くに減圧弁が内
蔵されたガス供給パネルを配置してこのパネルを介して
供給するようにしている。しかし、この供給方法では、
通常の半導体プロセスガスは１ＭＰａ以上の高圧ガス状
態である場合が多く、半導体プロセス用大型容器とガス
供給パネルとが離れているため、高圧ガスが減圧される
までの配管が長くなり、その分、安全性が欠如すること
になる。半導体プロセスガスを導入するための高圧ガス
配管は、場合によっては、数十ｍも減圧されない状態で
半導体工場を引き回されることになり、漏洩の危険機会
が増すことになり、安全管理上、大きな問題を有してい
る。

【０００８】また、大型容器とガス供給パネルとの間が
離れているため、大型容器を交換したときに混入する大
気成分を迅速に除去することができず、大気成分である
水分や酸素、あるいはパーティクルが半導体プロセス装
置内を汚染したり、あるいは、半導体プロセスガスと水
分や酸素とが反応し、酸素化合物やパーティクル、さら
には、腐食生成物等を形成し、その副生成物が、半導体
プロセス装置内を汚染したりして半導体デバイスの電気
的特性を劣化させたり、歩留まりの低下を引き起す原因
となっていた。

【０００９】さらに、減圧弁でガスを減圧すると、断熱
膨張（ジュールトムソン膨張）によってガス温度が低下
し、ガス自体が液化して供給量が低下したり、減圧弁の
外面温度が低下して結露したり、霜が付着したりするこ
とによって、ボディ自体が腐食するという問題が発生す
る。

【００１０】そこで本発明は、大量の半導体プロセスガ
スを供給する場合においても、ガス漏洩の起こりやすい
高圧ガス封入個所（高圧ガス領域）の低減を図り、漏洩
危険機会の低減によって安全性を確保し、安全管理を容
易とし、かつ、ガス供給パネル内に設けられていた減圧
弁を容器弁に一体化してガス供給パネルの配管スペース
の低減を図ることもでき、非常にコンパクトな大量供給
容器設備を実現することによってコスト低減にも貢献
し、しかも、減圧によるガス温度の低下も最小限とし、
ガスの液化防止、結露や霜付きの防止も図れ、加えて、
容器交換時に混入した大気成分を迅速にパージすること
が可能で、高純度の半導体プロセスガスを供給すること
ができ、高品質の半導体プロセスガスの供給によって半
導体デバイスの電気的特性の向上や歩留まりの向上に貢
献することができる減圧機能付き容器弁を提供すること
を目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の減圧機能付き容器弁は、ガス容器に装着さ
れる弁ブロック内に、容器取付部側に設けられる閉止弁
と、該閉止弁の下流側に直列に設けられる少なくとも二
つの減圧弁とを備えるとともに、前記閉止弁と、該閉止
弁の下流側の第１の減圧弁との間の流路にパージガスを
導入するためのパージガス導入路を設けたことを特徴と
している。

【００１２】さらに、前記閉止弁と容器取付部との間の
流路から安全弁を備えた流路が分岐していること、前記
閉止弁から前記減圧弁を経てガスを導出する流路に圧力
センサー又は温度センサーが設けられていること、前記
閉止弁と容器取付部との間の流路から、ガス容器内にガ
スを充填するためのガス充填路が分岐していることを特
徴としている。

【００１３】特に、本発明の減圧機能付き容器弁は、Ｓ
ｉＨ_４，ＡｓＨ_３，ＰＨ_３，ＳＦ_６，ＮＦ_３，ＣＦ_４，
Ｃ_２Ｆ_６，ＣＨ_４，ＨＦ，ＨＣｌ，ＨＢｒ，ＣｌＦ_３，
ＮＨ _３，Ｎ_２Ｏ，Ｈｅ，Ａｒ，Ｎ_２，Ｈ_２，Ｏ_２，ＣＯ
_２，ＣＯ等に代表される半導体プロセスガスを充填した
高圧ガス容器に最適である。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の減圧機能付き容器
弁の第１形態例を示す系統図、図２はその変形例を示す
系統図である。まず、図１に示す減圧機能付き容器弁１
は、弁ブロック２内に、容器取付部３に入口流路４を介
して設けられた閉止弁５と、該閉止弁５に高圧流路６を
介して設けられた第１減圧弁７と、該第１減圧弁７に中
圧流路８を介して設けられた第２減圧弁９と、該第２減
圧弁９に低圧流路１０を介して設けられた配管接続部１
１と、前記高圧流路６から分岐したパージガス導入路１
２とを一体的に内蔵したものであって、減圧機能付き容
器弁１は、前記容器取付部３によってガス容器に装着さ
れるとともに、前記配管接続部１１にガス供給配管１３
が、パージガス導入路１２にパージガス導入配管１４が
それぞれ接続される。なお、パージガス導入配管１４
は、通常、遮断弁（図示せず）を介して、窒素、Ａｒ、
Ｈｅ、水素等のパージガス供給源が接続されている。

【００１５】上記減圧機能付き容器弁１を装着する高圧
ガス容器としては、一方のみに開口部（弁装着部）を有
するガス容器や、開口部が両端にあるもののいずれでも
よく、ガス容器の材質も、ステンレス鋼、ＣｒＭｏ鋼、
炭素鋼、Ｍｎ鋼、Ａｌ合金、Ａｌライニング強化プラス
チック製のいずれでもよい。また、形状、大きさも限定
されるものではなく、半導体工場に配置されるものとし
ては、外径が５０ｍｍ以上１２００ｍｍ以下、長さが３
５０ｍｍ以上１２ｍ以下が好適に用いられている。

【００１６】また、半導体プロセスガスの容器では、一
般に、水分等のガス分子やパーティクルが接ガス部表面
へ吸着する量を少なくし、金属表面の耐食性を向上させ
る目的から、ガス容器の接ガス部表面には、機械研磨、
砥粒研磨、電解研磨、複合電解研磨、化学研磨、複合化
学研磨等を施しており、容器内表面粗度を、Ｒｍａｘで
２５μｍ以下、好ましくは１２μｍ以下としている。さ
らに、Ｎｉを無電界で、あるいは電解でメッキすること
もあり、Ｎｉをコーティングした表面に、フッ素によっ
て不動態膜を形成することもある。また、容器の材質が
ステンレス鋼である場合は、ＦｅやＣｒの酸化膜を形成
し、耐食性をさらに向上させることも行われている。

【００１７】減圧機能付き容器弁１のボディ（弁ブロッ
ク２）は、真鍮、ステンレス鋼、ニッケル合金等を機械
加工することによって製作される。閉止弁５は、キープ
レート式あるいはダイヤフラム式が一般的であり、ダイ
ヤフラム式が、容器弁内部のデッドスペースが少なく、
効率よくパージできるのでより好ましい。また、閉止弁
５のケレップシートは、ＰＣＴＦＥ（ポリクロロトリフ
ルオロエチレン）、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−
ペンフルオロビニルエーテル共重合体）、ポリイミド等
が使用される。さらに、閉止弁５の開閉駆動は、従来の
ように手動によるマニュアル弁を使用することもできる
が、緊急遮断弁を兼ねるため、エアー駆動によるニュー
マチック弁を使用することが好ましい。一方、両減圧弁
７，９は、スプリング式の減圧弁が一般的であるが、デ
ットスペースが少なく、パーティクルの発生が少ないダ
イヤフラム式の減圧弁構造を採用することが好ましい。

【００１８】減圧機能付き容器弁１の接ガス面には、機
械研磨、砥粒研磨、電解研磨、複合電解研磨、化学研
磨、複合化学研磨等を施しておくことが好ましく、Ｎｉ
を電解もしくは無電界でメッキすることもでき、フッ化
によってＮｉフッ化物の表面形成も可能である。また、
ボディがステンレス鋼製の場合は、研磨後に、熱処理に
よって鉄やクロムの酸化膜で不動態膜を形成することも
できる。これらの内表面粗度は、Ｒｍａｘで、１μｍ以
下が好適であり、０．３μｍ以下がより好ましい。

【００１９】半導体プロセスガス容器には、法律で安全
弁の設置が義務づけられているため、２つの開口部を有
する容器にあっては、半導体プロセスガス容器の一方の
開口部に上記減圧機能付き容器弁１を装着し、他方の開
口部には、通常の安全弁付き容器弁を装着することによ
って、法的な義務措置を満足することができる。

【００２０】一方、開口部が１つだけの容器の場合は、
法的義務のため、安全弁を組込む必要がある。このよう
な場合は、図２の変形例に示すように、前記入口流路４
から安全弁用流路１５を分岐させて安全弁１６を設ける
ようにすればよい。安全弁１６には、破裂板式、スプリ
ング式あるいは可溶栓式のいずれかを採用することがで
き、複数の方式を併用することもできる。また、半導体
プロセスガスの大量供給方法であるカードルやローダー
による供給の場合も、開口部が１つの容器の場合と同様
の供給形態とすればよい。

【００２１】さらに、減圧機能付き容器弁には、適当な
位置に圧力センサーや温度センサーを設けることができ
る。例えば、第１減圧弁７の上流側（高圧流路６）に圧
力センサーを設けることによって容器内圧力を知ること
ができ、第２減圧弁９の下流側（低圧流路１０）に圧力
センサーを設けることによって供給圧力を知ることがで
きる。また、高圧流路６に温度センサーを設けることに
よって高圧ガスの温度を知ることができ、低圧流路１０
に圧力センサーを設けることによって供給ガスの圧力を
知ることができる。さらに、高圧流路６に圧力センサー
と温度センサーとを設けることにより、両センサーの表
示から容器内のガスの残量を推測することも可能であ
る。

【００２２】これらの圧力センサーや温度センサーは、
必要に応じて設ければよく、圧力センサー、温度センサ
ーの一方だけでもよく、高圧側、低圧側のいずれか一方
でもよく、中圧部分にも設けることができる。また、圧
力センサーとしては、ブルドン管式、歪みゲージ式、半
導体センサー式が好適に使用され、デットスペースの最
小化の観点から、ダイヤフラム式の半導体センサー式が
より好ましい。温度センサーは、シース型の熱電対が好
適である。

【００２３】さらに、前記入口流路４にガス充填路１７
を設けておくこともできる。このガス充填路１７は、入
口流路４から充填弁１８を介して分岐したものであっ
て、ガス容器内へのガスの充填や、これに先立ってのガ
ス容器内の真空引き等にも利用することができる。この
ガス充填路１７と前記安全弁用流路１５とは、入口流路
４への接続部で合流させるようにして設けることもでき
る。

【００２４】なお、安全弁１６や充填弁１８は、弁ブロ
ック２の外部に設けることもでき、弁ブロック２内の低
圧流路１０やパージガス導入路１２にも遮断弁を設けて
おくことができる。遮断弁の形式は、手動式でも空気圧
式でも応用可能であり、通常は、ステンレス鋼製のダイ
ヤフラム式遮断弁が、内部構造的にデッドスペースが少
ないため好適である。これらの流路及び遮断弁等は、充
填操作やパージ操作等の使用条件に応じて任意に設置す
ることができ、前記圧力センサーや温度センサーも、使
用条件に応じて任意に設置することができる。さらに、
高圧流路６の途中等に、パーティクル除去用のフィルタ
ーを設けておくこともできる。

【００２５】このように、閉止弁５、第１減圧弁７及び
第２減圧弁９を弁ブロック２内に内蔵した状態で容器弁
１を形成することにより、高圧ガス封入個所の低減を図
れるとともに、ガス供給パネルの配管スペースの低減も
図れる。しかも、容器内の高圧ガスを、第１減圧弁７と
第２減圧弁９との２段階で減圧して供給するように形成
したことにより、減圧弁で減圧されたガスのジュールト
ムソン膨張によるガス温度の低下を抑制することができ
る。例えば、Ｎ_２ガスの場合、充填圧力１５ＭＰａのガ
スを、使用圧力０．７ＭＰａまで１段で減圧すると、ガ
ス温度が約２８℃低下するのに対し、１段目で５ＭＰａ
に、２段目で０．７ＭＰａに減圧した場合は、ガス温度
の低下を１段目で１７℃、２段目で１１℃程度に分散で
きるため、ボディからの熱侵入によってガス温度の低下
を約１０℃程度に改善することができる。

【００２６】第１減圧弁７及び第２減圧弁９における減
圧度は、充填圧力と使用圧力とによって適宜に設定する
ことができるが、一般的には、１段目の第１減圧弁７に
よって５ＭＰａ〜１ＭＰａに減圧し、２段目の第２減圧
弁９によって通常の供給圧力である１ＭＰａ〜０．１Ｍ
Ｐａに減圧すればよい。また、圧力差が大きい場合は、
３個以上の減圧弁を直列に配置して順次減圧するように
形成することもできる。

【００２７】図３は本発明の第２形態例を示す系統図で
ある。本形態例に示す容器弁は、閉止弁５、第１減圧弁
７、第２減圧弁９を有するとともに、高圧流路６に、温
度センサー２１、第１圧力センサー２２及びフィルター
２３を、また、中圧流路８に第２圧力センサー２４を、
それぞれ設けたものである。さらに、パージガス導入路
１２は、その供給端１２ａを高圧流路６と共に、閉止弁
５のバルブシート部分に開口させており、該閉止弁部分
で高圧流路６とパージガス導入路１２とを連通させるよ
うにしている。これにより、閉止弁５が閉状態のとき
に、バルブシート部分のデッドスペースを効率よくパー
ジすることが可能となる。

【００２８】図４乃至図７は、上記系統図に示す容器弁
の具体的形状例を示すものであって、図４は断面正面
図、図５は底面図、図６は図４のＶＩ−ＶＩ線断面図、
図７は図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

【００２９】この容器弁は、一側に容器装着用の雄ねじ
を有する容器取付部３１を突設した直方体状のボディ
（弁ブロック）３２に、各流路及びセンサー取付部を形
成したものであって、ボディ３２は、ステンレス３１６
Ｌ鋼材からＲｍａｘで３．２μｍまで精密加工し、複合
電解研磨を施して表面粗さを、Ｒｍａｘで０．３μｍと
している。

【００３０】ガス容器の開口部に形成されている雌ねじ
（図示せず）に対して、容器取付部３１の雄ねじがシー
ルテープを介して気密に接合され、ガス容器内と容器弁
とは、容器取付部３１内の流路３３を介して連通する。
容器取付部３１内の流路３３とボディ３２内の入口流路
４とは直角に交わって連通しており、入口流路４の下流
端は、閉止弁５のＰＣＴＦＥ製のバルブシートの中央部
に開口し、該バルブシートによって遮断可能に形成され
ている。本形態例の閉止弁５は、空圧式のダイヤフラム
タイプのものであって、作動用空気供給口３４からの
０．６ＭＰａ程度の圧縮空気又は窒素ガスによって作動
するようにしている。

【００３１】閉止弁５のバルブシート部分における入口
流路４の開口外周部には、高圧流路６とパージガス導入
路１２とが開口しており、閉止弁５を閉じると、これら
の流路６，１２と入口流路４とは遮断された状態になる
が、高圧流路６とパージガス導入路１２とは常に連通し
た状態になるように形成されている。

【００３２】閉止弁５から第１減圧弁７に至る高圧流路
６の途中には、温度センサー２１を取付けるための雌ね
じ穴からなる温度センサー取付部３５が、フィルター交
換口と兼用した状態で形成されるとともに、第１圧力セ
ンサー２２を取付けるための圧力センサー取付部３６及
びフィルター２３を設置するためのフィルター取付部３
７が設けられている。

【００３３】本形態例では、温度センサー２１にはクロ
メルアルメルのステンレスさやのシース熱電対を、圧力
センサー２２には半導体センサー内蔵のダイヤフラム式
圧力センサーを、また、フィルター２３には最小孔径５
μｍの焼結ステンレスフィルターを、それぞれ使用して
いる。

【００３４】第１減圧弁７から第２減圧弁９に至る中圧
流路８には、第１圧力センサー２２と同じ半導体センサ
ー内蔵のダイヤフラム式圧力センサーからなる第２圧力
センサー２４を取付けるための圧力センサー取付部３８
が設けられている。また、第１減圧弁７及び第２減圧弁
９は、ダイヤフラム式の減圧弁構造を有し、任意に減圧
圧力を設定できるものを使用している。第２減圧弁９の
下流側には、低圧流路１０を介して配管接続部１１が設
けられており、この配管接続部１１に、ガス使用設備の
ガス供給パネルが接続される。

【００３５】次に、この容器弁を、ＳｉＨ_４を充填圧
７．６ＭＰａで充填したガス容器に取付けた例で説明す
る。ガス容器は、その開口部に容器弁が取付けられ、閉
止弁５が遮断されている状態で容器は輸送され、保管、
貯蔵される。

【００３６】配管接続部１１にガス供給パネルを接続し
てガス供給のために閉止弁５を開くと、ガス容器内のＳ
ｉＨ_４は、雄ねじ３１内の流路３３から入口流路４を通
って閉止弁５のバルブシート中央部に導かれ、高圧流路
６に導出する。閉止弁５から高圧流路６に導出したＳｉ
Ｈ_４は、温度センサー２１で温度が測定され、第１圧力
センサー２２で圧力が測定された後、フィルター２３を
通り、ごみの噛み込みによる減圧弁の圧力制御不能の原
因となるごみが除去されて第１減圧弁７に導かれる。

【００３７】第１減圧弁７では、ガスの圧力を７．６Ｍ
Ｐａから１．５ＭＰａまで減圧して中圧流路８に導出す
る。この中圧流路８に設けた第２圧力センサー２４で中
間圧力を測定することによって第１減圧弁７の圧力制御
不良を検知することができる。

【００３８】中圧流路８のガスは、第２減圧弁９で消費
圧力である０．７ＭＰａに圧力制御され、低圧流路１０
から配管接続部１１を経て消費先に送られる。このよう
な２段の減圧効果により、供給されるＳｉＨ_４のジュー
ルトムソン膨張による温度低下を抑制できるため、容器
弁外面に結露が発生することはほとんどない。

【００３９】また、パージガス導入路１２には、パージ
ガス供給用の遮断弁を有するパージガス導入配管を介し
て圧力０．７ＭＰａの窒素ガスを供給する窒素ガス供給
源が接続されており、閉止弁５のバルブシート部分から
配管接続部１１に至るまでの流路や機器を窒素ガスでパ
ージできるようにしている。

【００４０】すなわち、ガス供給パネルと容器弁とを接
続する際に、配管接続部１１から低圧流路１０にかけて
が大気に開放された状態になり、大気成分で汚染される
ことになるため、パージガス導入路１２から、パージガ
スとして０．７ＭＰａの窒素ガスを導入し、配管接続部
１１から放出することにより容器弁内から大気成分をパ
ージする必要がある。

【００４１】閉止弁５が閉じられている状態でパージガ
ス供給用の遮断弁を開くと、閉止弁５のバルブシート部
分の二次側に窒素ガスが供給され、閉止弁内部をパージ
して同じく二次側に開口している高圧流路６に導出す
る。高圧流路６を流れる窒素ガスは、温度センサー２１
部分、第１圧力センサー２２部分からフィルター２３を
通って第１減圧弁７を通り、中圧流路８及び第２圧力セ
ンサー２４部分を通って第２減圧弁９に至り、さらに、
第２減圧弁９から低圧流路１０に流れ、配管接続部１１
を経てガス供給パネルに供給され、混入した大気成分を
パージして排気される。

【００４２】このとき、上述のようにして閉止弁５のバ
ルブシート部分にもパージガスを流通させるようにした
ことにより、閉止弁５のバルブシート部分から下流側の
流路を効果的にパージすることができる。パージ操作終
了後にＳｉＨ_４を消費先である半導体プロセス装置に供
給するためには、パージガス導入用の遮断弁を閉じ、ガ
ス供給パネルに備わっているターボ分子ポンプにより、
容器弁内を１ｘ１０^{− ４}Ｔｏｒｒまで排気した後、閉止
弁５を開くことによって行われる。

【００４３】本形態例の圧機能付き容器弁を使用して供
給したＳｉＨ_４の品質を評価した結果、供給したＳｉＨ
_４中の０．１μｍ以上のパーティクル数は１００個／
Ｌ、水分は１００ｐｐｂ以下、水分に起因すると考えら
れるシロキサンは２００ｐｐｂ以下であった。

【００４４】一方、従来の容器弁を使用してＳｉＨ_４を
供給した場合は、容器交換後に２時間かけてガスパネル
側から真空引きし、ガス供給パネル内の減圧弁を経由し
たＳｉＨ_４ガスの品質を分析した結果、０．１μｍ以上
のパーティクル数は１００００個／Ｌ、水分は１００ｐ
ｐｂ以下、シロキサン濃度は１ｐｐｍであった。

【００４５】したがって、この減圧機能付き容器弁は、
高圧ガスの封入箇所が、弁ブロック内の第１減圧弁７ま
でとなり、ガス供給パネルには、第１減圧弁７及び第２
減圧弁９を経た低圧のガスが供給されるので、安全性を
向上できるとともに、減圧によるガス温度の低下を最小
限に抑えることができ、しかも、効率的な大気成分のパ
ージが可能であり、供給するガスの品質が劣化すること
もない。

【００４６】図８乃至図１１は本発明の第３形態例を示
すものであって、図８は系統図、図９は具体的な形状例
を示す断面正面図、図１０は同じく断面側面図、図１１
は同じく平面図である。なお、前記第２形態例に示すも
のと同一の構成要素には同一符号を付して詳細な説明を
省略する。

【００４７】この容器弁は、図８の系統図から明らかな
ように、安全弁１６と充填弁１８とを備えたものであ
り、開口部が１つだけの容器に最適な構造を有してい
る。安全弁１６は、容器取付部３１内の流路３３から入
口流路４に至る部分から分岐した安全弁用流路１５の流
路端に設けられており、充填弁１８は、容器取付部３１
内の流路３３から入口流路４に至るガス充填路１７と充
填口１７ａに至る流路とを開閉可能な状態で設けられて
いる。なお、本形態例では、温度センサー取付部に、温
度センサーに代えてフィルター交換用のためのプラグ２
１ａを着脱可能な状態で装着している。

【００４８】この容器弁を取付けたガス容器内へのガス
の充填は、充填口１７ａに所定の充填用枝管を接続し、
充填弁１８を開いた状態で所定の真空引き等の操作を行
ってから所定圧力までガスを充填することにより行われ
る。

【００４９】ガス容器をガス供給パネルに接続した後の
パージは、前記第２形態例と同様に、パージガス導入路
１２からパージガスを導入し、閉止弁５のバルブシート
部分から高圧流路６、第１圧力センサー２２部分、フィ
ルター２３、第１減圧弁７、中圧流路８、第２圧力セン
サー２４部分、第２減圧弁９、低圧流路１０を経て配管
接続部１１からガス供給パネルを介して排気することに
より行うことができる。

【００５０】このように、閉止弁５、２つの減圧弁、２
つの圧力センサー、フィルター、安全弁及び充填弁を有
する容器弁を１つの弁ブロック３２内に一体的に設ける
ことにより、減圧機能を有する容器弁を極めてコンパク
トに形成することができる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の減圧機能
付き容器弁によれば、高圧ガス領域の最小化を図ること
が可能となり、特に大量供給を実施する場合に大変長く
なるガス供給パネルまでの接続管を低圧ガス領域とで
き、安全管理上非常に好ましいものとなる。特に、減圧
を複数段階で行うようにしたので、ジュールトムソン膨
張によるガス温度の低下を極力抑えることができ、ボデ
ィ外面に結露や霜がほとんど発生することがないので、
ボディの腐食も防止することができる。また、パージガ
スを供給可能としているので、容器交換時に混入する大
気成分を効率的に除去可能であり、高純度の半導体プロ
セスガスを供給することができる。しかも、容器弁にガ
ス減圧機能を一体化したので、半導体プロセスガスを減
圧して供給するガス供給系（容器を含む）を相対的にコ
ンパクトにでき、トータル的にコストダウンダウンを図
ることできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の減圧機能付き容器弁の第１形態例を
示す系統図である。

【図２】 第１形態例の変形例を示す系統図である。

【図３】 本発明の第２形態例を示す系統図である。

【図４】 第２形態例の具体的形状例を示す断面正面図
である。

【図５】 同じく底面図である。

【図６】 図４のＶＩ−ＶＩ線断面図である。

【図７】 図４のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。

【図８】 本発明の第３形態例を示す系統図である。

【図９】 第３形態例の具体的な形状例を示す断面正面
図である。

【図１０】 同じく断面側面図である。

【図１１】 同じく平面図である。

【符号の説明】

１…減圧機能付き容器弁、２…弁ブロック、３…容器取
付部、４…入口流路、５…閉止弁、６…高圧流路、７…
第１減圧弁、８…中圧流路、９…第２減圧弁、１０…低
圧流路、１１…配管接続部、１２…パージガス導入路、
１３…ガス供給配管、１４…パージガス導入配管、１５
…安全弁用流路、１６…安全弁、１７…ガス充填路、１
８…充填弁、２１…温度センサー、２２…第１圧力セン
サー、２３…フィルター、２４…第２圧力センサー、３
１…容器取付部、３２…ボディ、３３…流路、３４…作
動用空気供給口、３５…温度センサー取付部、３６…圧
力センサー取付部、３７…フィルター取付部、３８…圧
力センサー取付部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 羽坂 智 東京都港区西新橋１−16−７ 日本酸素株 式会社内 (72)発明者 星 朝秋 東京都港区西新橋１−16−７ 日本酸素株 式会社内 (72)発明者 黒岩 誉 東京都港区西新橋１−16−７ 日本酸素株 式会社内 (72)発明者 河野 靖彦 東京都港区西新橋１−16−７ 日本酸素株 式会社内 (72)発明者 堀内 豊 埼玉県入間郡三芳町大字竹間沢11番地 株 式会社田中製作所内 (72)発明者 三吉 敬 埼玉県入間郡三芳町大字竹間沢11番地 株 式会社田中製作所内 (72)発明者 小泉 正男 東京都府中市西原町１−３ 株式会社ハマ イ内 Ｆターム(参考） 3E072 AA10 CA01 CA05 CA06 GA30 3H052 AA01 BA25 EA01 EA09

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガス容器に付属する容器弁であって、ガ
   ス容器に装着される弁ブロック内に、容器取付部側に設
   けられる閉止弁と、該閉止弁の下流側に直列に設けられ
   る少なくとも二つの減圧弁とを備えるとともに、前記閉
   止弁と、該閉止弁の下流側の第１の減圧弁との間の流路
   にパージガスを導入するためのパージガス導入路を設け
   たことを特徴とする減圧機能付き容器弁。
2. 【請求項２】 前記閉止弁と容器取付部との間の流路か
   ら、安全弁を備えた流路が分岐していることを特徴とす
   る請求項１記載の減圧機能付き容器弁。
3. 【請求項３】 前記閉止弁から前記減圧弁を経てガスを
   導出する流路に、少なくとも一つの圧力センサー又は温
   度センサーが設けられていることを特徴とする請求項１
   又は２記載の減圧機能付き容器弁。
4. 【請求項４】 前記閉止弁と容器取付部との間の流路か
   ら、ガス容器内にガスを充填するためのガス充填路が分
   岐していることを特徴とする請求項１，２又は３記載の
   減圧機能付き容器弁。