クロスパージバルブおよび容器の組立体
【課題】クロスパージ性能を有する石英泡立て容器であり、このクロスパージによって、ユーザーは、単に不活性ガスを流すことによって容易に空気および化学製品をバルブ入口およびバルブ出口からパージすることができる。
【解決手段】その設計は、泡立て容器１０の入口１９および出口２１の接続部に取り付けられた少ない設置面積の２つの３方向バルブ７，１１を組み入れる。それぞれのバルブの３番目のポートは、クロスパージ管路をともなった複数のバルブの間に一緒に配管される。バルブは、腐食耐性があり、漏れがなく、保全不要であり、不純物の浸出もなく、そして、（アンプルの入口および出口の）石英ブレークシールを突き通すことになる任意選択的なブレークシールクラッシャーを適用する。
【解決手段】その設計は、泡立て容器１０の入口１９および出口２１の接続部に取り付けられた少ない設置面積の２つの３方向バルブ７，１１を組み入れる。それぞれのバルブの３番目のポートは、クロスパージ管路をともなった複数のバルブの間に一緒に配管される。バルブは、腐食耐性があり、漏れがなく、保全不要であり、不純物の浸出もなく、そして、（アンプルの入口および出口の）石英ブレークシールを突き通すことになる任意選択的なブレークシールクラッシャーを適用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本特許出願は，２００８年８月２２日に出願された米国仮特許出願第６１／０９１１５５号の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造産業は、周囲状況などの標準温度および圧力の下、貯蔵および計量分配で、固体、液体および蒸気相の一連の化学製品を利用する。これらの化学製品は、それらの化学構造および、それらがそれらの希釈していない形態、もしくは純粋な形態であるか、または溶媒に含まれているかに基づいて、広範囲にわたって変化する蒸気圧および粘性を有することができる。
【０００３】
半導体製造産業では、様々な大きさおよび容量の容器から、集積回路、メモリー装置および光起電力装置などの半導体装置を製造するために化学製品を利用する反応チャンバーへ化学製品を分配することによって、化学製品を一般的に利用する。
【０００４】
化学容器の大きさに関係なく、そのうちどこかの時点で、半導体製造者は、化学製品を使い果たした化学容器を取り替える、または他の用途の要求のために化学容器を取り外すことが必要になるであろう。
【０００５】
半導体製造における化学容器の取り外しまたは取り替えは、軽視される作業ではない。これらの化学製品は、一般的に極めて高純度の状態が要求され、そして、化学製品の容器のそのような取り外しまたは取り替えの間に化学製品純度に影響を与えるかもしれない空気または制御できない外部状況に化学製品をさらすことができないことが多い。
【０００６】
さらに、これらの化学製品は、不都合なことに、空気中の水分および／または酸素と反応することが可能であることが多い。そのような反応により、汚染を起こす副産物の不純物が発生する可能性があり、それは、容器もしくは供給管路をふさぐ可能性があり、そして、腐食もしくは不純物または両方を引き起こす可能性がある。半導体製造産業は、構造がコンパクトで単純であり、容器が供給する反応装置の近くで少ない設置面積を有すると同時に、上記で明らかにされた要求を満たすことになる容器および供給装置を捜し求め続けている。本発明は、より十分に、以下に記載されているように、長い間感じられてきたそれらの必要性を満たす。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、高純度プロセス化学製品を貯蔵および分配するための容器およびバルブ−クロスパージの組立体であって、
（Ａ）高純度プロセス化学製品を分配するための、および前記高純度プロセス化学製品を分配するのを補助するキャリヤーガスを導入するための入口および出口を有する、前記高純度プロセス化学製品を含むための容器と、
（Ｂ）一方が前記容器の前記入口と接続し、他方が前記容器の前記出口と接続する
（ｉ）第１のバルブ、および
（ｉｉ）第２のバルブ、
ならびに
（ｉｉｉ）前記容器からの別々の前記２つのバルブの間に流動体流れの接続を提供する、前記第１のバルブと前記第２のバルブとの間のクロスパージ接続部を含む
バルブ−クロスパージ継手とを含み、
それぞれのバルブは、
（ａ）前記容器に対する第１のオリフィス、
（ｂ）前記組立体の外部における流動体流れの接続のための導管に対する第２のオリフィス、
および
（ｃ）前記バルブの前記第２のオリフィスから軸方向に第１の距離離して配置された前記クロスパージ接続部に対する第３のオリフィス、
（ｄ）バルブハウジング、ならびに、
（ｅ）前記バルブハウジングの中で、（１）容器開放および（２）クロスパージ開放−容器閉鎖の２つの位置のうちの１つに移動することができる弁棒を有し、
前記弁棒が、
（Ｉ）前記容器に対する前記第１のオリフィスを閉鎖するために、第１のバルブ底部で密閉するように構成された第１のバルブ密閉面、
（ＩＩ）前記第２のオリフィス−前記第１のオリフィス間を閉鎖するために、前記バルブハウジングの内壁で密閉するように構成された、前記弁棒の主要な断面に比較して拡大された断面における第２のバルブ密閉面、および
（ＩＩＩ）前記第２のバルブ密閉面を使用して、前記クロスパージ接続部の前記第３のオリフィスと前記第２のオリフィスとの間に流路を形成するために、前記バルブハウジングの内壁で密閉するように構成された、前記弁棒の主要な断面に比較して拡大された断面における第３のバルブ密閉面、
の３つのバルブ密閉面を有し、
前記弁棒上の前記第３のバルブ密閉面から前記第２のバルブ密閉面までの前記軸上の間隔が、（ＩＩＩ）に記載された前記流路を形成するように、少なくとも（ｃ）に記載された前記第１の距離と同じである。
【０００８】
別の態様では、弁棒は、２つの密閉面のみを有し、第１の密閉面を除外する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、相互に反対方向を向いているバルブ出口を有する直線アライメントのバルブ−クロスパージ継手を有する高純度化学容器を説明する本発明の態様の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、同じ方向を向いているバルブ出口を有するＵ字型アライメントのバルブ−クロスパージ継手を有する高純度化学容器を説明する本発明の態様の斜視図である。
【図２】図２は、図１の容器および継手の断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、クロスパージ位置のバルブ−クロスパージ継手におけるバルブの１つの断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、生成物計量分配位置のバルブ−クロスパージ継手におけるバルブの１つの断面図である。
【図４】図４は、バルブ−クロスパージ継手のバルブを組み立てる部品の分解図である。
【図５】図５は、バルブ−クロスパージ継手のバルブにおける弁棒の分離平面図である。
【図６】図６は、２つのみの密閉面を有するバルブ−クロスパージ継手のバルブにおける弁棒の別の分離平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、容器の非計量分配モードの間におけるバルブの改良された流れの調節およびパージクリーニングを備えた高純度プロセス化学製品用の容器に向いている。
【００１１】
これらのタイプの容器は、半導体製造産業、光起電力産業および、正確な制御ならびに、装置の清浄度およびプロセス化学製品の純度が高いことが重要である他の産業で使用されることが多い。
【００１２】
半導体製造産業では、ガラス、とくに石英またはステンレス鋼などの金属で、これらの容器を一般的に組み立てる。粒子を除去するために、そして清浄化することを容易にし、プロセス化学製品の望まない表面収着をしにくくする平滑な面を作り出すために、鋼鉄容器を一般的に電解研磨するかまたは表面処理する。
【００１３】
半導体製造産業の高純度プロセス化学製品は、好ましくは１０億部当たり複数部（ｐｐｂ）以下のレベルの金属不純物の仕様を一般的に有し、好ましくは、有機物などの他の汚染物質の含有量は、その産業で使用されている分析装置の検出限界またはそれよりも低い。
【００１４】
高純度プロセス化学製品には、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3）、テトラエチルオルソシリケート、トリメチルリン酸、トリエチルリン酸、トリメチル亜リン酸、トリメチルボレート、トリエチルボレート、１，２ビス（メチルシリル）エタン、ジエチルシラン、テトラメトキシゲルマン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、テトラキス−ジエチルアミドハフニウム、テトラキス−ジメチルアミノシラン、テトラキス（ジエチルアミノ）チタン、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン、チタンテトラクロリド、ジメチルアルミニウムヒドリド、ジメチルアルミニウムヒドリド・ＤＭＥＡ、ジメチルアルミニウムヒドリド・ＴＭＡ、ジメチルエチルアミンアラン、安定化ジメチルエチルアミンアラン、フルオロトリエトキシシラン、1，２ビス(メチルジフルオロシリル)エタン、1，２ビス(トリフルオロシリル)エタン、ポリ（アリーレンエーテル)重合体、タンタルペンタエトキシド、チタンイソプロポキシド、タンタルテトラエトキシドジメチルアミノエトキシド、バリウムストロンチウムチタン酸塩、テルブチルイミドトリス（ジエチルアミド）タンタル、トランス１，２−ジクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、メチレンクロリド、トリフルオロ無水酢酸、トリエチルひ酸、三臭化ホウ素、三酸化アンチモン、三臭化リン、三塩化リン、赤リン、ひ素、三酸化アンチモン、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン、テトラキス（ジエチルアミノ）チタン、テトラキス（エチルメチルアミノ）チタン、テトラキス（ジメチルアミノ）ジルコニウム、テトラキス（ジエチルアミノ）ジルコニウム、テトラキス（エチルメチルアミノ）ジルコニウム、テトラキス（ジメチルアミノ）ハフニウム、テトラキス（ジエチルアミノ）ハフニウム、テトラキス（エチルメチルアミノ）ハフニウム、ｔｅｒｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル、ｔｅｒｔ−ブチルイミノトリス(ジメチルアミノ)タンタル、ｔｅｒｔ−ブチルイミノトリス（エチルメチルアミノ）タンタル、エチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル、エチルイミノトリス（ジメチルアミノ）タンタル、エチルイミノトリス（エチルメチルアミノ）タンタル、ｔｅｒｔ−アミルイミノトリス（ジメチルアミノ）タンタル、ｔｅｒｔ−アミルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル、ペンタキス（ジメチルアミノ）タンタル、ｔｅｒｔ−アミルイミノトリス（エチルメチルアミノ）タンタル、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミノ）ビス（ジメチルアミノ）タングステン、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミノ）ビス（ジエチルアミノ）タングステン、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミノ）ビス（エチルメチルアミノ）タングステン、トリス（ｔｅｒｔ−ペントオキシ）シラノール、２，５−ノルボルナジエンおよびバイサイクル−２，２，１−ヘプタ−２，５−ジエンがあり得る。
【００１５】
上に列挙された高純度プロセス化学製品および半導体製造産業で使用される他の高純度プロセス化学製品の少なくともいくつかで、高純度プロセス化学製品が充填された容器を取り付けたり、取り外したり、変更したり、または取り替えたりすることができることが重要であり、そして、高純度プロセス化学製品が、水分に反応しやすく、酸素に反応しやすく、極めて高純度のレベルおよび／または不純物のないことを要求する場合、これは技術的課題のひとつを構成する。上記の容器を取り外す際、バルブや導管の中に残っているどのような高純度プロセス化学製品も、取り外している間、望ましくない雰囲気と接触し、そして、不純物を作り出したり、固体副産物を生み出したり、または腐食させるおよび／もしくは有害な副産物を作り出す可能性が潜在的にある。
【００１６】
本発明の利益は、バルブ−クロスパージ継手の構成であり、これにより、単純でコンパクトなデザインのバルブが計量分配機能およびクロスパージ機能で作動することができ、その結果、キャリヤーガスまたは押出しガスが、高純度プロセス化学製品にさらされてきたバルブ内面から高純度プロセス化学製品を除去し、そして、外部の雰囲気にそれらのバルブ内面をさらす可能性のある容器またはバルブのどのような取り外しの前にも、上記の残留化学製品を追い出す。上記雰囲気が再接続の際に捕獲される可能性のあるバルブ内部に高純度プロセス化学製品を流す前に、再接続の後におけるバルブ内部からの上記雰囲気の同様なパージング（追い出し）が可能である。
【００１７】
様々な図を参照して特定の態様で本発明を説明しよう。
【００１８】
図１Ａおよび図１Ｂに、容器およびバルブ−クロスパージの組立体１が示されており、石英容器１０およびバルブ−クロスパージ継手３を含む。組立体は、レベルセンサー、上流配管および下流配管の接続部、重量計ならびに電子センサーなどの本発明の記述に重要でない他の普通の特徴を含むことができることが理解されるべきである。図１Ａでは、バルブ−クロスパージ継手３は、直線の接続部および相互に反対の方向を向いているバルブ出口を有する。一方、図１Ｂでは、バルブ−クロスパージ継手３は「Ｕ」字型の接続部および同じ方向を向いているバルブ出口を有しており、操作者の組み立ておよび取り外しを容易にする。
【００１９】
図２には、図１の容器およびバルブ−クロスパージの組立体の断面が示され、そこには、容器１０が、バルブ７およびバルブ１１を含むバルブ−クロスパージ継手３を備えている。バルブ７は、容器１０と接続された第１のオリフィス２７を有し、これにより、バルブ７と容器１０の内部との間を流動体流れの接続が、容器１０の底２５のすぐ近くを終端にしディップチューブ２３と接続された容器入口１９を通ることができる。これにより、この構成で、キャリヤーガスまたは押出しガスは、加圧されたキャリヤーガスまたは押出しガスのガス源と接続できるバルブ７の第２のオリフィス５に入ることができ、ディップチューブ２３の終端から気泡を出して、そして、好ましくは液体高純度プロセス化学製品を運び出し、容器出口２１を通って分配するためのガスにする。バルブ７は、また、そのバルブハウジング１７に第３のオリフィス１３ａを有し、バルブハウジング１７は、２つのバルブ７と１１の間のクロスパージ接続部１３ｃの一部を形成する。
【００２０】
バルブ１１は、ハウジング１５、容器出口２１に接続された第１のオリフィス２９、集積回路または太陽電池構造体などの半導体装置の製造で高純度プロセス化学製品を消費する下流反応装置に一般的に接続される第２のオリフィス９、２つのバルブ７と１１の間のクロスパージ接続部１３ｃの一部を形成するそのバルブハウジング１５の第３のオリフィス１３ｂを含む同じような鏡像特徴を有する。
【００２１】
図３Ａおよび３Ｂは、分離されたバルブ１１の断面を示す。しかし、容器１０へのその接続部および不図示の外部配管源は別として、構造的にバルブ１１はバルブ７の鏡像であることに留意すべきである。バルブ本体１５および弁棒３１を有するバルブ１１が示される。バルブ１１は、容器出口２１と接続できる第１のオリフィス２９、高純度プロセス化学製品を消費するための反応装置などの、組立体の外部における流動体流れの接続のための導管と接続できる第２のオリフィス、および図２で説明したクロスパージ接続部１３ｃと接続できる第３のオリフィス１３ｂを有する。バルブハウジングで、相互に真向かいにならないように、または相互にそばに配置されないように、第２のオリフィス９は、バルブハウジングに沿って軸方向に第３のオリフィス１３ｂから「第１の距離」の間隔をあけて配置される。弁棒３１は、バルブハウジング１５の第１のバルブ底部３５で密閉するように構成される第１のバルブ密閉面３３を有し、容器出口２１からバルブを通って第２のオリフィス９へ向かう流動体の流れを密閉または閉じることができる。
【００２２】
弁棒３１は、弁棒の主要な断面３１に比べて拡大された断面における第２のバルブ密閉面３７を有し、第２のバルブ密閉面３７は、バルブハウジング１５の内壁３８で密閉するような大きさおよび構成にされ、図３Ａの位置では、第２のオリフィス９−第１のオリフィス２９間を閉鎖し、そして、図３Ｂの位置では、第２のオリフィス９−第３のオリフィス１３ｂ間を閉鎖する。
【００２３】
弁棒３１は、弁棒の主要な断面３１に比べて拡大された断面における第３のバルブ密閉面３９を有し、第３のバルブ密閉面３９は、バルブハウジング１５の内壁３８で密閉するような大きさおよび構成にされ、ねじ部４３に最も近い密閉３９より上のバルブを密閉する。
【００２４】
第３のバルブ密閉面３９から第２のバルブ密閉面３７までの軸方向の間隔は、上述の、第２のオリフィス９および第３のオリフィス１３ｂの軸方向の間隔である「第１の距離」と少なくとも同じである。したがって、クロスパージ接続部１３ｃの第３のオリフィス１３ｂと第２のオリフィス９との間に流動体流路４０を形成するように、第２のオリフィス９の開口部６の軸中心および第３のオリフィス１３ｂの開口部１４の軸中心は、好ましくは、バルブハウジング１５の軸長さに沿って、弁棒３１上の相互にとって最も近い端である第２のバルブ密閉面３７の端から第３のバルブ密閉面３９の端までの距離に等しい間隔を有する。バルブ面およびバルブ密閉面のそれぞれの位置でのバルブ機能をさらに可能にする他の軸上の間隔を考え、その結果、図３Ａに示すように、軸上の間隔を第１の距離よりも大きくしたり小さくしたりすることを考えることができる。
【００２５】
この流動体流路４０により、キャリヤーガスまたは押出しガスが、第１のバルブ７の第２のオリフィス５から、それぞれのバルブの第３のオリフィス１３ａと１３ｂおよびクロスパージ接続部１３ｃを通り、バルブ１１を通って流れることが可能になる。その結果、容器およびバルブ−クロスパージの組立体を取り外したり、変更したりする前に、どのような高純度プロセス化学製品も両方のバルブから流し出し、同様に、再接続の後で高純度プロセス化学製品が流れる前に周囲の雰囲気を除去することが容易になる。そして、高純度プロセス化学製品の計量分配を始める。第２のバルブ密閉面３７は、好ましくは、第１のバルブ密閉面３３が第１のバルブ底部３５と接触する場合、第２の密閉面３７によって開口部６が、流動体流路４０を通る開口部１４との流動伝達を有することが可能となるように軸方向に寸法をとる。第２のバルブ密閉面３７が、開口部６が完全に開くのに適した軸上の寸法を、または図３Ａの位置の場合に開口部６と１４の十分な流動伝達が可能となる、より大きなもしくはより小さな寸法のいずれかを有することができることが考えられる。弁棒３１のねじ部４３の移動は、好ましくは、第２のバルブ密閉面３７が、バルブハウジング１５の寸法に関して第２のバルブ密閉面３７の一定の軸上の長さの間を、図３Ｂに示す位置から図３Ａに示す位置まで軸方向に動くことが可能であれば十分である。
【００２６】
図４は、バルブ１１の分解図であり（バルブ７はバルブ１１の鏡像である）、第１のオリフィス２９、反応装置への流動体流れのためのパイプまたは導管と密閉可能に接続するための圧縮ナット８を有する第２のオリフィス９、およびクロスパージ接続部１３ｃと密閉可能に接続するための圧縮ナット１６を有する第３のオリフィス１３ｂを有するバルブハウジング１５と、バルブハウジング１５の同様なねじ部と係合し、バルブハウジング１５に対して弁棒３１の軸上の動きを可能とするねじ部４３、第１のバルブ密閉面３３、弁棒の主要な断面３１に比べて拡大された断面を明らかに示す第２のバルブ密閉面３７、および弁棒の主要な断面３１に比べて拡大された断面を明らかに示す第３のバルブ密閉面３９を有する弁棒３１とを示す。同時に、第２のバルブ密閉面３７および第３のバルブ密閉面３９は弁棒３１の領域５３を画定し、それは、バルブハウジング１５と協働して流動体流路４０を形成する。領域５３を弁棒３１と同一または同様の断面寸法であるようにすることができ、または、流動体流路４０全体をより大きくするために、領域５３は、弁棒３１よりも小さな断面寸法であるようにすることができる。
【００２７】
意図したとおりに機能を果たすために十分な寸法の流動体流路４０を形成するため、領域５３が、第２のバルブ密閉面３７および第３のバルブ密閉面３９よりも小さな断面寸法を有する限り、意図して領域５３が弁棒３１よりも大きな断面寸法になるようにすることもできる。
【００２８】
弁棒３１は、バルブハウジング１５の穴の中に、割りワッシャー４９および圧縮ナット４７で密閉可能に設置される。図５および６に示すように弁棒３１の穴５１に通され、その穴の中で真ん中にくるようにされたハンドル４５で、弁棒３１をその軸上に回転する。
【００２９】
どちらのバルブ７または１１の弁棒３１もブレークシール穴あけ突き錐４１を外側に取り付けることができ、それは、弁棒が、入口および／または出口にブレークシールを有する容器１０へ向かって軸方向に最初に下げられたとき、入口および／または出口を一時的に封鎖している壊れやすいシールに穴を開け、容器に貯蔵されていた高純度プロセス化学製品を、バルブ７と１１の機構を経て計量分配することができる。ブレークシールは、一般的に、充填された容器の入口および／または出口全体にわたる、工場取り付けの壊れやすいガラス膜または石英膜であり、バルブが、容器およびバルブ−クロスパージの組立体の計量分配状態、パージ状態および閉鎖状態から定期的に切り替える必要がある場合の積極的な使用の前に、ユーザーに安全かつ清浄な追加の方法を与える。
【００３０】
図５に穴５１を示す。図５は、分離状態の弁棒３１の平面図を説明し、バルブハウジング１５の中の同じような部分と係合するねじ部４３、領域５３および密閉面３３、３７および３９を示す。
【００３１】
図６は、分離状態の別の態様の弁棒３１の平面図を説明し、バルブハウジング１５の中の同じような部分と係合するねじ部４３、領域５３、そして、密閉面３７（この態様で下方バルブ密閉面）および３９（この態様で上方バルブ密閉面）のみを有することを示す。この別の態様では密閉面３３を使用せず、密閉面３７によって容器を密閉する。
【００３２】
以前に述べたように、とくにバルブ１１に関してバルブ−クロスパージ継手を記述してきた。しかし、バルブ７も、バルブ１１に対する鏡像で単に配置された同じような特徴を有することは明らかであり、そして同じような方法または同じ方法で機能を果たすこれらの特徴を別々に記述する必要ない。
【００３３】
容器およびバルブ−クロスパージの組立体を記述し、液体高純度プロセス化学製品の貯蔵および計量分配に関して説明してきた。そこでは、バルブ７は、キャリヤーガスを、ディップチューブ２３を通して容器１０の中に導入し、液体高純度プロセス化学製品に気泡を発生通過させ、そして、蒸気計量分配のために、バルブ１１を通って出て行く前に化学製品を運び出してガスにする。しかし、バルブ１１を通って、容器１０の液体高純度プロセス化学製品の上の上部空間へ導入された押出しガスを使用して、バルブ７から外への液体計量分配のために液体化学製品を押してディップチューブ２３を登らせるために、容器およびバルブ−クロスパージの組立体を操作することができるとさらに考える。これは、バルブ７およびバルブ１１における第２のオリフィスの接続部を相互の間で単に交換するだけで達成される。
【００３４】
キャリヤーガスもしくは押出しガスは、高純度プロセス化学製品を容器から取り出すのに十分な高圧の、一般的に窒素、ヘリウム、アルゴンまたはそれらの混合ガスなどの不活性ガスである。また、反応ガスは、たとえば、水素ガスが考えられる。
【００３５】
一態様では、本発明は、泡立て容器の入口弁棒および出口弁棒（相互の鏡像）に取り付けられた同一の３方向バルブを有する１．５Ｌの石英泡立て容器から成る。それぞれの３方向バルブは、クロスパージ接続パイプを経て反対側のバルブのクロスパージオリフィスに向けて配管されているクロスパージオリフィスを有する。
【００３６】
両方のバルブが十分に閉鎖している状態である場合、クロスパージ接続部は、泡立て容器およびバルブ−クロスパージの組立体の入口および出口を構成するバルブの第２のオリフィスと連通している。これにより、組立体の入口または泡立て容器入口に取り付けられたバルブの第２のオリフィスから、クロスパージ接続部をわたって、そして組立体の出口または泡立て容器出口に取り付けられたバルブの第２のオリフィスを出て行く不活性ガスの流れのための通り道ができる。
【００３７】
入口バルブハンドルを開放位置に向けて回した場合（反時計回り）、弁棒の移動によって、最初に、クロスパージ接続部と接続している第３のオリフィスが十分閉鎖されるようになり、開放位置へさらに移動すると、その後、バルブをわたって、泡立て容器入口からディップチューブへの通り道が十分開放される。同様に、泡立て容器の出口と接続しているバルブのハンドルを開放位置に向けて回転した場合（反時計回り）、弁棒の移動により、最初に、クロスパージ接続部と接続している第３のオリフィスが十分閉鎖されるようになり、そして、その後、十分な開放に向けてのその後に続く追加の移動により、泡立て容器の出口からの通り道が開放されることになり、これにより、出口と泡立て容器のヘッドスペース（蒸気空間）との間が十分流れるようになる。
【００３８】
十分閉鎖された位置から十分開放された位置へ弁棒が移動している間、３つのバルブオリフィスの全てが、同時に流動体流れ伝達の状態になることはない。３つのオリフィスの全てのそのような望ましくない同時の流動体流れ伝達によって、２以上の移動の通り道がバルブを通ることがあり、それによって、液体化学製品が押されてディップチューブを登り、入口またはクロスパージ接続部の中に入ることがある。弁棒またはクロスパージ接続部内の液体を除去することが困難である場合があり、それによって、泡立て容器につながっていない間に、化学製品の危険な放出が起こる可能性がある。上述したように、先行技術の容器およびバルブの組立体に本来備わっているこの問題は本発明によって克服された。
【００３９】
以下、表１で説明するように、本発明の組立体の構成部分を、交互にモネル（Ｍｏｎｅｌ）合金、インコロイ（Ｉｎｃｏｌｏｙ）合金、ハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙtm）合金から製造することができる。
【００４０】
【表１】
【表２】
【００４１】
さらに、表２に一覧されていないハステロイ合金はハステロイＢ３であり、それは、Ｎｉ−６５％、Ｍｏ−２８．５％、Ｃｒ−１．５％、Ｆｅ−１．５％、Ｃｏ−３％、Ｗ−３％、Ｍｎ−３％、Ａｌ−０．５％、Ｔｉ−０．２％、Ｓｉ−０．１％およびＣ−０．０１％（ｗｔ％）の成分を有する。
【００４２】
また、もっぱら、またはポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエーテル−エーテルケトン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンの共重合体およびペルフルオロアルコキシ樹脂を含む重合体／プラスチックの密閉面などの様々な構成部分で、本発明の組立体を製造することができる。
【００４３】
他の可能性のある構造材料には、ステンレス鋼、真ちゅう、ニッケル、銅、ガラス、石英およびそれらの混合物がある。
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本特許出願は，２００８年８月２２日に出願された米国仮特許出願第６１／０９１１５５号の利益を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造産業は、周囲状況などの標準温度および圧力の下、貯蔵および計量分配で、固体、液体および蒸気相の一連の化学製品を利用する。これらの化学製品は、それらの化学構造および、それらがそれらの希釈していない形態、もしくは純粋な形態であるか、または溶媒に含まれているかに基づいて、広範囲にわたって変化する蒸気圧および粘性を有することができる。
【０００３】
半導体製造産業では、様々な大きさおよび容量の容器から、集積回路、メモリー装置および光起電力装置などの半導体装置を製造するために化学製品を利用する反応チャンバーへ化学製品を分配することによって、化学製品を一般的に利用する。
【０００４】
化学容器の大きさに関係なく、そのうちどこかの時点で、半導体製造者は、化学製品を使い果たした化学容器を取り替える、または他の用途の要求のために化学容器を取り外すことが必要になるであろう。
【０００５】
半導体製造における化学容器の取り外しまたは取り替えは、軽視される作業ではない。これらの化学製品は、一般的に極めて高純度の状態が要求され、そして、化学製品の容器のそのような取り外しまたは取り替えの間に化学製品純度に影響を与えるかもしれない空気または制御できない外部状況に化学製品をさらすことができないことが多い。
【０００６】
さらに、これらの化学製品は、不都合なことに、空気中の水分および／または酸素と反応することが可能であることが多い。そのような反応により、汚染を起こす副産物の不純物が発生する可能性があり、それは、容器もしくは供給管路をふさぐ可能性があり、そして、腐食もしくは不純物または両方を引き起こす可能性がある。半導体製造産業は、構造がコンパクトで単純であり、容器が供給する反応装置の近くで少ない設置面積を有すると同時に、上記で明らかにされた要求を満たすことになる容器および供給装置を捜し求め続けている。本発明は、より十分に、以下に記載されているように、長い間感じられてきたそれらの必要性を満たす。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、高純度プロセス化学製品を貯蔵および分配するための容器およびバルブ−クロスパージの組立体であって、
（Ａ）高純度プロセス化学製品を分配するための、および前記高純度プロセス化学製品を分配するのを補助するキャリヤーガスを導入するための入口および出口を有する、前記高純度プロセス化学製品を含むための容器と、
（Ｂ）一方が前記容器の前記入口と接続し、他方が前記容器の前記出口と接続する
（ｉ）第１のバルブ、および
（ｉｉ）第２のバルブ、
ならびに
（ｉｉｉ）前記容器からの別々の前記２つのバルブの間に流動体流れの接続を提供する、前記第１のバルブと前記第２のバルブとの間のクロスパージ接続部を含む
バルブ−クロスパージ継手とを含み、
それぞれのバルブは、
（ａ）前記容器に対する第１のオリフィス、
（ｂ）前記組立体の外部における流動体流れの接続のための導管に対する第２のオリフィス、
および
（ｃ）前記バルブの前記第２のオリフィスから軸方向に第１の距離離して配置された前記クロスパージ接続部に対する第３のオリフィス、
（ｄ）バルブハウジング、ならびに、
（ｅ）前記バルブハウジングの中で、（１）容器開放および（２）クロスパージ開放−容器閉鎖の２つの位置のうちの１つに移動することができる弁棒を有し、
前記弁棒が、
（Ｉ）前記容器に対する前記第１のオリフィスを閉鎖するために、第１のバルブ底部で密閉するように構成された第１のバルブ密閉面、
（ＩＩ）前記第２のオリフィス−前記第１のオリフィス間を閉鎖するために、前記バルブハウジングの内壁で密閉するように構成された、前記弁棒の主要な断面に比較して拡大された断面における第２のバルブ密閉面、および
（ＩＩＩ）前記第２のバルブ密閉面を使用して、前記クロスパージ接続部の前記第３のオリフィスと前記第２のオリフィスとの間に流路を形成するために、前記バルブハウジングの内壁で密閉するように構成された、前記弁棒の主要な断面に比較して拡大された断面における第３のバルブ密閉面、
の３つのバルブ密閉面を有し、
前記弁棒上の前記第３のバルブ密閉面から前記第２のバルブ密閉面までの前記軸上の間隔が、（ＩＩＩ）に記載された前記流路を形成するように、少なくとも（ｃ）に記載された前記第１の距離と同じである。
【０００８】
別の態様では、弁棒は、２つの密閉面のみを有し、第１の密閉面を除外する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、相互に反対方向を向いているバルブ出口を有する直線アライメントのバルブ−クロスパージ継手を有する高純度化学容器を説明する本発明の態様の斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、同じ方向を向いているバルブ出口を有するＵ字型アライメントのバルブ−クロスパージ継手を有する高純度化学容器を説明する本発明の態様の斜視図である。
【図２】図２は、図１の容器および継手の断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、クロスパージ位置のバルブ−クロスパージ継手におけるバルブの１つの断面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、生成物計量分配位置のバルブ−クロスパージ継手におけるバルブの１つの断面図である。
【図４】図４は、バルブ−クロスパージ継手のバルブを組み立てる部品の分解図である。
【図５】図５は、バルブ−クロスパージ継手のバルブにおける弁棒の分離平面図である。
【図６】図６は、２つのみの密閉面を有するバルブ−クロスパージ継手のバルブにおける弁棒の別の分離平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明は、容器の非計量分配モードの間におけるバルブの改良された流れの調節およびパージクリーニングを備えた高純度プロセス化学製品用の容器に向いている。
【００１１】
これらのタイプの容器は、半導体製造産業、光起電力産業および、正確な制御ならびに、装置の清浄度およびプロセス化学製品の純度が高いことが重要である他の産業で使用されることが多い。
【００１２】
半導体製造産業では、ガラス、とくに石英またはステンレス鋼などの金属で、これらの容器を一般的に組み立てる。粒子を除去するために、そして清浄化することを容易にし、プロセス化学製品の望まない表面収着をしにくくする平滑な面を作り出すために、鋼鉄容器を一般的に電解研磨するかまたは表面処理する。
【００１３】
半導体製造産業の高純度プロセス化学製品は、好ましくは１０億部当たり複数部（ｐｐｂ）以下のレベルの金属不純物の仕様を一般的に有し、好ましくは、有機物などの他の汚染物質の含有量は、その産業で使用されている分析装置の検出限界またはそれよりも低い。
【００１４】
高純度プロセス化学製品には、オキシ塩化リン（ＰＯＣｌ3）、テトラエチルオルソシリケート、トリメチルリン酸、トリエチルリン酸、トリメチル亜リン酸、トリメチルボレート、トリエチルボレート、１，２ビス（メチルシリル）エタン、ジエチルシラン、テトラメトキシゲルマン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、テトラキス−ジエチルアミドハフニウム、テトラキス−ジメチルアミノシラン、テトラキス（ジエチルアミノ）チタン、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン、チタンテトラクロリド、ジメチルアルミニウムヒドリド、ジメチルアルミニウムヒドリド・ＤＭＥＡ、ジメチルアルミニウムヒドリド・ＴＭＡ、ジメチルエチルアミンアラン、安定化ジメチルエチルアミンアラン、フルオロトリエトキシシラン、1，２ビス(メチルジフルオロシリル)エタン、1，２ビス(トリフルオロシリル)エタン、ポリ（アリーレンエーテル)重合体、タンタルペンタエトキシド、チタンイソプロポキシド、タンタルテトラエトキシドジメチルアミノエトキシド、バリウムストロンチウムチタン酸塩、テルブチルイミドトリス（ジエチルアミド）タンタル、トランス１，２−ジクロロエチレン、１，１，１−トリクロロエタン、メチレンクロリド、トリフルオロ無水酢酸、トリエチルひ酸、三臭化ホウ素、三酸化アンチモン、三臭化リン、三塩化リン、赤リン、ひ素、三酸化アンチモン、テトラキス（ジメチルアミノ）チタン、テトラキス（ジエチルアミノ）チタン、テトラキス（エチルメチルアミノ）チタン、テトラキス（ジメチルアミノ）ジルコニウム、テトラキス（ジエチルアミノ）ジルコニウム、テトラキス（エチルメチルアミノ）ジルコニウム、テトラキス（ジメチルアミノ）ハフニウム、テトラキス（ジエチルアミノ）ハフニウム、テトラキス（エチルメチルアミノ）ハフニウム、ｔｅｒｔ−ブチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル、ｔｅｒｔ−ブチルイミノトリス(ジメチルアミノ)タンタル、ｔｅｒｔ−ブチルイミノトリス（エチルメチルアミノ）タンタル、エチルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル、エチルイミノトリス（ジメチルアミノ）タンタル、エチルイミノトリス（エチルメチルアミノ）タンタル、ｔｅｒｔ−アミルイミノトリス（ジメチルアミノ）タンタル、ｔｅｒｔ−アミルイミノトリス（ジエチルアミノ）タンタル、ペンタキス（ジメチルアミノ）タンタル、ｔｅｒｔ−アミルイミノトリス（エチルメチルアミノ）タンタル、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミノ）ビス（ジメチルアミノ）タングステン、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミノ）ビス（ジエチルアミノ）タングステン、ビス（ｔｅｒｔ−ブチルイミノ）ビス（エチルメチルアミノ）タングステン、トリス（ｔｅｒｔ−ペントオキシ）シラノール、２，５−ノルボルナジエンおよびバイサイクル−２，２，１−ヘプタ−２，５−ジエンがあり得る。
【００１５】
上に列挙された高純度プロセス化学製品および半導体製造産業で使用される他の高純度プロセス化学製品の少なくともいくつかで、高純度プロセス化学製品が充填された容器を取り付けたり、取り外したり、変更したり、または取り替えたりすることができることが重要であり、そして、高純度プロセス化学製品が、水分に反応しやすく、酸素に反応しやすく、極めて高純度のレベルおよび／または不純物のないことを要求する場合、これは技術的課題のひとつを構成する。上記の容器を取り外す際、バルブや導管の中に残っているどのような高純度プロセス化学製品も、取り外している間、望ましくない雰囲気と接触し、そして、不純物を作り出したり、固体副産物を生み出したり、または腐食させるおよび／もしくは有害な副産物を作り出す可能性が潜在的にある。
【００１６】
本発明の利益は、バルブ−クロスパージ継手の構成であり、これにより、単純でコンパクトなデザインのバルブが計量分配機能およびクロスパージ機能で作動することができ、その結果、キャリヤーガスまたは押出しガスが、高純度プロセス化学製品にさらされてきたバルブ内面から高純度プロセス化学製品を除去し、そして、外部の雰囲気にそれらのバルブ内面をさらす可能性のある容器またはバルブのどのような取り外しの前にも、上記の残留化学製品を追い出す。上記雰囲気が再接続の際に捕獲される可能性のあるバルブ内部に高純度プロセス化学製品を流す前に、再接続の後におけるバルブ内部からの上記雰囲気の同様なパージング（追い出し）が可能である。
【００１７】
様々な図を参照して特定の態様で本発明を説明しよう。
【００１８】
図１Ａおよび図１Ｂに、容器およびバルブ−クロスパージの組立体１が示されており、石英容器１０およびバルブ−クロスパージ継手３を含む。組立体は、レベルセンサー、上流配管および下流配管の接続部、重量計ならびに電子センサーなどの本発明の記述に重要でない他の普通の特徴を含むことができることが理解されるべきである。図１Ａでは、バルブ−クロスパージ継手３は、直線の接続部および相互に反対の方向を向いているバルブ出口を有する。一方、図１Ｂでは、バルブ−クロスパージ継手３は「Ｕ」字型の接続部および同じ方向を向いているバルブ出口を有しており、操作者の組み立ておよび取り外しを容易にする。
【００１９】
図２には、図１の容器およびバルブ−クロスパージの組立体の断面が示され、そこには、容器１０が、バルブ７およびバルブ１１を含むバルブ−クロスパージ継手３を備えている。バルブ７は、容器１０と接続された第１のオリフィス２７を有し、これにより、バルブ７と容器１０の内部との間を流動体流れの接続が、容器１０の底２５のすぐ近くを終端にしディップチューブ２３と接続された容器入口１９を通ることができる。これにより、この構成で、キャリヤーガスまたは押出しガスは、加圧されたキャリヤーガスまたは押出しガスのガス源と接続できるバルブ７の第２のオリフィス５に入ることができ、ディップチューブ２３の終端から気泡を出して、そして、好ましくは液体高純度プロセス化学製品を運び出し、容器出口２１を通って分配するためのガスにする。バルブ７は、また、そのバルブハウジング１７に第３のオリフィス１３ａを有し、バルブハウジング１７は、２つのバルブ７と１１の間のクロスパージ接続部１３ｃの一部を形成する。
【００２０】
バルブ１１は、ハウジング１５、容器出口２１に接続された第１のオリフィス２９、集積回路または太陽電池構造体などの半導体装置の製造で高純度プロセス化学製品を消費する下流反応装置に一般的に接続される第２のオリフィス９、２つのバルブ７と１１の間のクロスパージ接続部１３ｃの一部を形成するそのバルブハウジング１５の第３のオリフィス１３ｂを含む同じような鏡像特徴を有する。
【００２１】
図３Ａおよび３Ｂは、分離されたバルブ１１の断面を示す。しかし、容器１０へのその接続部および不図示の外部配管源は別として、構造的にバルブ１１はバルブ７の鏡像であることに留意すべきである。バルブ本体１５および弁棒３１を有するバルブ１１が示される。バルブ１１は、容器出口２１と接続できる第１のオリフィス２９、高純度プロセス化学製品を消費するための反応装置などの、組立体の外部における流動体流れの接続のための導管と接続できる第２のオリフィス、および図２で説明したクロスパージ接続部１３ｃと接続できる第３のオリフィス１３ｂを有する。バルブハウジングで、相互に真向かいにならないように、または相互にそばに配置されないように、第２のオリフィス９は、バルブハウジングに沿って軸方向に第３のオリフィス１３ｂから「第１の距離」の間隔をあけて配置される。弁棒３１は、バルブハウジング１５の第１のバルブ底部３５で密閉するように構成される第１のバルブ密閉面３３を有し、容器出口２１からバルブを通って第２のオリフィス９へ向かう流動体の流れを密閉または閉じることができる。
【００２２】
弁棒３１は、弁棒の主要な断面３１に比べて拡大された断面における第２のバルブ密閉面３７を有し、第２のバルブ密閉面３７は、バルブハウジング１５の内壁３８で密閉するような大きさおよび構成にされ、図３Ａの位置では、第２のオリフィス９−第１のオリフィス２９間を閉鎖し、そして、図３Ｂの位置では、第２のオリフィス９−第３のオリフィス１３ｂ間を閉鎖する。
【００２３】
弁棒３１は、弁棒の主要な断面３１に比べて拡大された断面における第３のバルブ密閉面３９を有し、第３のバルブ密閉面３９は、バルブハウジング１５の内壁３８で密閉するような大きさおよび構成にされ、ねじ部４３に最も近い密閉３９より上のバルブを密閉する。
【００２４】
第３のバルブ密閉面３９から第２のバルブ密閉面３７までの軸方向の間隔は、上述の、第２のオリフィス９および第３のオリフィス１３ｂの軸方向の間隔である「第１の距離」と少なくとも同じである。したがって、クロスパージ接続部１３ｃの第３のオリフィス１３ｂと第２のオリフィス９との間に流動体流路４０を形成するように、第２のオリフィス９の開口部６の軸中心および第３のオリフィス１３ｂの開口部１４の軸中心は、好ましくは、バルブハウジング１５の軸長さに沿って、弁棒３１上の相互にとって最も近い端である第２のバルブ密閉面３７の端から第３のバルブ密閉面３９の端までの距離に等しい間隔を有する。バルブ面およびバルブ密閉面のそれぞれの位置でのバルブ機能をさらに可能にする他の軸上の間隔を考え、その結果、図３Ａに示すように、軸上の間隔を第１の距離よりも大きくしたり小さくしたりすることを考えることができる。
【００２５】
この流動体流路４０により、キャリヤーガスまたは押出しガスが、第１のバルブ７の第２のオリフィス５から、それぞれのバルブの第３のオリフィス１３ａと１３ｂおよびクロスパージ接続部１３ｃを通り、バルブ１１を通って流れることが可能になる。その結果、容器およびバルブ−クロスパージの組立体を取り外したり、変更したりする前に、どのような高純度プロセス化学製品も両方のバルブから流し出し、同様に、再接続の後で高純度プロセス化学製品が流れる前に周囲の雰囲気を除去することが容易になる。そして、高純度プロセス化学製品の計量分配を始める。第２のバルブ密閉面３７は、好ましくは、第１のバルブ密閉面３３が第１のバルブ底部３５と接触する場合、第２の密閉面３７によって開口部６が、流動体流路４０を通る開口部１４との流動伝達を有することが可能となるように軸方向に寸法をとる。第２のバルブ密閉面３７が、開口部６が完全に開くのに適した軸上の寸法を、または図３Ａの位置の場合に開口部６と１４の十分な流動伝達が可能となる、より大きなもしくはより小さな寸法のいずれかを有することができることが考えられる。弁棒３１のねじ部４３の移動は、好ましくは、第２のバルブ密閉面３７が、バルブハウジング１５の寸法に関して第２のバルブ密閉面３７の一定の軸上の長さの間を、図３Ｂに示す位置から図３Ａに示す位置まで軸方向に動くことが可能であれば十分である。
【００２６】
図４は、バルブ１１の分解図であり（バルブ７はバルブ１１の鏡像である）、第１のオリフィス２９、反応装置への流動体流れのためのパイプまたは導管と密閉可能に接続するための圧縮ナット８を有する第２のオリフィス９、およびクロスパージ接続部１３ｃと密閉可能に接続するための圧縮ナット１６を有する第３のオリフィス１３ｂを有するバルブハウジング１５と、バルブハウジング１５の同様なねじ部と係合し、バルブハウジング１５に対して弁棒３１の軸上の動きを可能とするねじ部４３、第１のバルブ密閉面３３、弁棒の主要な断面３１に比べて拡大された断面を明らかに示す第２のバルブ密閉面３７、および弁棒の主要な断面３１に比べて拡大された断面を明らかに示す第３のバルブ密閉面３９を有する弁棒３１とを示す。同時に、第２のバルブ密閉面３７および第３のバルブ密閉面３９は弁棒３１の領域５３を画定し、それは、バルブハウジング１５と協働して流動体流路４０を形成する。領域５３を弁棒３１と同一または同様の断面寸法であるようにすることができ、または、流動体流路４０全体をより大きくするために、領域５３は、弁棒３１よりも小さな断面寸法であるようにすることができる。
【００２７】
意図したとおりに機能を果たすために十分な寸法の流動体流路４０を形成するため、領域５３が、第２のバルブ密閉面３７および第３のバルブ密閉面３９よりも小さな断面寸法を有する限り、意図して領域５３が弁棒３１よりも大きな断面寸法になるようにすることもできる。
【００２８】
弁棒３１は、バルブハウジング１５の穴の中に、割りワッシャー４９および圧縮ナット４７で密閉可能に設置される。図５および６に示すように弁棒３１の穴５１に通され、その穴の中で真ん中にくるようにされたハンドル４５で、弁棒３１をその軸上に回転する。
【００２９】
どちらのバルブ７または１１の弁棒３１もブレークシール穴あけ突き錐４１を外側に取り付けることができ、それは、弁棒が、入口および／または出口にブレークシールを有する容器１０へ向かって軸方向に最初に下げられたとき、入口および／または出口を一時的に封鎖している壊れやすいシールに穴を開け、容器に貯蔵されていた高純度プロセス化学製品を、バルブ７と１１の機構を経て計量分配することができる。ブレークシールは、一般的に、充填された容器の入口および／または出口全体にわたる、工場取り付けの壊れやすいガラス膜または石英膜であり、バルブが、容器およびバルブ−クロスパージの組立体の計量分配状態、パージ状態および閉鎖状態から定期的に切り替える必要がある場合の積極的な使用の前に、ユーザーに安全かつ清浄な追加の方法を与える。
【００３０】
図５に穴５１を示す。図５は、分離状態の弁棒３１の平面図を説明し、バルブハウジング１５の中の同じような部分と係合するねじ部４３、領域５３および密閉面３３、３７および３９を示す。
【００３１】
図６は、分離状態の別の態様の弁棒３１の平面図を説明し、バルブハウジング１５の中の同じような部分と係合するねじ部４３、領域５３、そして、密閉面３７（この態様で下方バルブ密閉面）および３９（この態様で上方バルブ密閉面）のみを有することを示す。この別の態様では密閉面３３を使用せず、密閉面３７によって容器を密閉する。
【００３２】
以前に述べたように、とくにバルブ１１に関してバルブ−クロスパージ継手を記述してきた。しかし、バルブ７も、バルブ１１に対する鏡像で単に配置された同じような特徴を有することは明らかであり、そして同じような方法または同じ方法で機能を果たすこれらの特徴を別々に記述する必要ない。
【００３３】
容器およびバルブ−クロスパージの組立体を記述し、液体高純度プロセス化学製品の貯蔵および計量分配に関して説明してきた。そこでは、バルブ７は、キャリヤーガスを、ディップチューブ２３を通して容器１０の中に導入し、液体高純度プロセス化学製品に気泡を発生通過させ、そして、蒸気計量分配のために、バルブ１１を通って出て行く前に化学製品を運び出してガスにする。しかし、バルブ１１を通って、容器１０の液体高純度プロセス化学製品の上の上部空間へ導入された押出しガスを使用して、バルブ７から外への液体計量分配のために液体化学製品を押してディップチューブ２３を登らせるために、容器およびバルブ−クロスパージの組立体を操作することができるとさらに考える。これは、バルブ７およびバルブ１１における第２のオリフィスの接続部を相互の間で単に交換するだけで達成される。
【００３４】
キャリヤーガスもしくは押出しガスは、高純度プロセス化学製品を容器から取り出すのに十分な高圧の、一般的に窒素、ヘリウム、アルゴンまたはそれらの混合ガスなどの不活性ガスである。また、反応ガスは、たとえば、水素ガスが考えられる。
【００３５】
一態様では、本発明は、泡立て容器の入口弁棒および出口弁棒（相互の鏡像）に取り付けられた同一の３方向バルブを有する１．５Ｌの石英泡立て容器から成る。それぞれの３方向バルブは、クロスパージ接続パイプを経て反対側のバルブのクロスパージオリフィスに向けて配管されているクロスパージオリフィスを有する。
【００３６】
両方のバルブが十分に閉鎖している状態である場合、クロスパージ接続部は、泡立て容器およびバルブ−クロスパージの組立体の入口および出口を構成するバルブの第２のオリフィスと連通している。これにより、組立体の入口または泡立て容器入口に取り付けられたバルブの第２のオリフィスから、クロスパージ接続部をわたって、そして組立体の出口または泡立て容器出口に取り付けられたバルブの第２のオリフィスを出て行く不活性ガスの流れのための通り道ができる。
【００３７】
入口バルブハンドルを開放位置に向けて回した場合（反時計回り）、弁棒の移動によって、最初に、クロスパージ接続部と接続している第３のオリフィスが十分閉鎖されるようになり、開放位置へさらに移動すると、その後、バルブをわたって、泡立て容器入口からディップチューブへの通り道が十分開放される。同様に、泡立て容器の出口と接続しているバルブのハンドルを開放位置に向けて回転した場合（反時計回り）、弁棒の移動により、最初に、クロスパージ接続部と接続している第３のオリフィスが十分閉鎖されるようになり、そして、その後、十分な開放に向けてのその後に続く追加の移動により、泡立て容器の出口からの通り道が開放されることになり、これにより、出口と泡立て容器のヘッドスペース（蒸気空間）との間が十分流れるようになる。
【００３８】
十分閉鎖された位置から十分開放された位置へ弁棒が移動している間、３つのバルブオリフィスの全てが、同時に流動体流れ伝達の状態になることはない。３つのオリフィスの全てのそのような望ましくない同時の流動体流れ伝達によって、２以上の移動の通り道がバルブを通ることがあり、それによって、液体化学製品が押されてディップチューブを登り、入口またはクロスパージ接続部の中に入ることがある。弁棒またはクロスパージ接続部内の液体を除去することが困難である場合があり、それによって、泡立て容器につながっていない間に、化学製品の危険な放出が起こる可能性がある。上述したように、先行技術の容器およびバルブの組立体に本来備わっているこの問題は本発明によって克服された。
【００３９】
以下、表１で説明するように、本発明の組立体の構成部分を、交互にモネル（Ｍｏｎｅｌ）合金、インコロイ（Ｉｎｃｏｌｏｙ）合金、ハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙtm）合金から製造することができる。
【００４０】
【表１】
【表２】
【００４１】
さらに、表２に一覧されていないハステロイ合金はハステロイＢ３であり、それは、Ｎｉ−６５％、Ｍｏ−２８．５％、Ｃｒ−１．５％、Ｆｅ−１．５％、Ｃｏ−３％、Ｗ−３％、Ｍｎ−３％、Ａｌ−０．５％、Ｔｉ−０．２％、Ｓｉ−０．１％およびＣ−０．０１％（ｗｔ％）の成分を有する。
【００４２】
また、もっぱら、またはポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエーテル−エーテルケトン、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンの共重合体およびペルフルオロアルコキシ樹脂を含む重合体／プラスチックの密閉面などの様々な構成部分で、本発明の組立体を製造することができる。
【００４３】
他の可能性のある構造材料には、ステンレス鋼、真ちゅう、ニッケル、銅、ガラス、石英およびそれらの混合物がある。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高純度プロセス化学製品を貯蔵および分配するための容器およびバルブ−クロスパージの組立体であって、
（Ａ）高純度プロセス化学製品を分配するための、および前記高純度プロセス化学製品を分配するのを補助するキャリヤーガスを導入するための入口および出口を有する、前記高純度プロセス化学製品を含むための容器と、
（Ｂ）一方が前記容器の前記入口と接続し、他方が前記容器の前記出口と接続する
（ｉ）第１のバルブ、および
（ｉｉ）第２のバルブ、
ならびに
（ｉｉｉ）前記容器からの別々の前記２つのバルブの間に流動体流れの接続を提供する、前記第１のバルブと前記第２のバルブとの間のクロスパージ接続部を含む
バルブ−クロスパージ継手とを含み、
それぞれのバルブは、
（ａ）前記容器に対する第１のオリフィス、
（ｂ）前記組立体の外部における流動体流れの接続のための導管に対する第２のオリフィス、
および
（ｃ）前記バルブの前記第２のオリフィスから軸方向に第１の距離離して配置された前記クロスパージ接続部に対する第３のオリフィス、
（ｄ）バルブハウジング、ならびに、
（ｅ）前記バルブハウジングの中で、（１）容器開放および（２）クロスパージ開放−容器閉鎖の２つの位置のうちの１つに移動することができる弁棒を有し、
前記弁棒が、
（Ｉ）前記容器に対する前記第１のオリフィスを閉鎖するために、第１のバルブ底部で密閉するように構成された第１のバルブ密閉面、
（ＩＩ）前記第２のオリフィス−前記第１のオリフィス間を閉鎖するために、前記バルブハウジングの内壁で密閉するように構成された、前記弁棒の主要な断面に比較して拡大された断面における第２のバルブ密閉面、および
（ＩＩＩ）前記第２のバルブ密閉面を使用して、前記クロスパージ接続部の前記第３のオリフィスと前記第２のオリフィスとの間に流路を形成するために、前記バルブハウジングの内壁で密閉するように構成された、前記弁棒の主要な断面に比較して拡大された断面における第３のバルブ密閉面、
の３つのバルブ密閉面を有し、
前記弁棒上の前記第３のバルブ密閉面から前記第２のバルブ密閉面までの前記軸上の間隔が、（ＩＩＩ）に記載された前記流路を形成するように、少なくとも（ｃ）に記載された前記第１の距離と同じである。
【請求項２】
前記弁棒が、前記第１のオリフィスに近い前記弁棒の端にブレークシールプランジャを有する請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記バルブハウジングにおける前記弁棒の回転で、前記（１）容器開放および（２）クロスパージ開放−容器閉鎖位置に、前記バルブハウジングの内部で軸方向に動くように、前記弁棒が前記バルブハウジングと螺合する請求項１に記載の組立体。
【請求項４】
前記バルブハウジングの構造材料が、ステンレス鋼、プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン共重合体およびペルフルオロアルコキシ樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエーテル−エーテルケトンもしくはポリイミド、モネル（Ｍｏｎｅｌtm）合金、ハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙtm）合金、インコロイ（Ｉｎｃｏｌｏｙtm）合金、真ちゅう、ニッケル、銅、ガラス、石英およびそれらの混合物から成る群から選択される請求項１に記載の組立体。
【請求項５】
前記弁棒の構造材料が、ステンレス鋼、プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン共重合体およびペルフルオロアルコキシ樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエーテル−エーテルケトンもしくはポリイミド、モネル（Ｍｏｎｅｌtm）合金、ハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙtm）合金、インコロイ（Ｉｎｃｏｌｏｙtm）合金、真ちゅう、ニッケル、銅、ガラス、石英およびそれらの混合物から成る群から選択される請求項１に記載の組立体。
【請求項６】
前記容器の構造材料が、ステンレス鋼、プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン、モネル（Ｍｏｎｅｌtm）合金、ハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙtm）合金、インコロイ（Ｉｎｃｏｌｏｙtm）合金、真ちゅう、ニッケル、銅、ガラス、石英およびそれらの混合物から成る群から選択される請求項１に記載の組立体。
【請求項７】
前記容器入口が、前記容器の内部へ突き出し、前記容器の底のすぐ近くを終端にするディップチューブを有する請求項１に記載の組立体。
【請求項８】
前記容器中の高純度プロセス化学製品のレベルを示すことが可能なレベルセンス機構を有する請求項１に記載の組立体。
【請求項９】
第２のオリフィス９の開口部の前記軸上の中心と第３のオリフィスの開口部の前記軸上の中心とが、前記バルブハウジングの前記軸上の長さに沿って、前記弁棒上の相互に最も近い第２のバルブ密閉面の前記端から第３のバルブ密閉面の端までの前記距離に等しい間隔を有する請求項１に記載の組立体。
【請求項１０】
前記第１のバルブが、前記第１のバルブの第１のオリフィスで前記容器入口と接続され、前記第１のバルブの第２のオリフィスが、キャリヤーガス源と接続される請求項７に記載の組立体。
【請求項１１】
前記第２のバルブが、前記第２のバルブの第１のオリフィスで前記容器出口と接続され、前記第２のバルブの第２のオリフィスが、前記高純度化学製品を消費することができる反応装置と接続される請求項１０に記載の組立体。
【請求項１２】
高純度プロセス化学製品を貯蔵および分配するための容器およびバルブ−クロスパージの組立体であって、
（Ａ）高純度プロセス化学製品を分配するための、および前記高純度プロセス化学製品を分配するのを補助するキャリヤーガスを導入するための入口および出口を有する、高純度プロセス化学製品を含むための容器と、
（Ｂ）一方が前記容器の前記入口と接続し、他方が前記容器の前記出口と接続する
（ｉ）第１のバルブ、および
（ｉｉ）第２のバルブ、
ならびに
（ｉｉｉ）前記容器からの別々の前記２つのバルブの間に流動体流れの接続を提供する、前記第１のバルブと前記第２のバルブとの間のクロスパージ接続部を含む
バルブ−クロスパージ継手とを含み、
それぞれのバルブは、
（ａ）前記容器に対する第１のオリフィス、
（ｂ）前記組立体の外部における流動体流れの接続のための導管に対する第２のオリフィス、
および
（ｃ）前記バルブの前記第２のオリフィスから軸方向に第１の距離離して配置された前記クロスパージ接続部に対する第３のオリフィス、
（ｄ）バルブハウジング、ならびに、
（ｅ）前記バルブハウジングの中で、（１）容器開放および（２）クロスパージ開放−容器閉鎖の２つの位置のうちの１つに移動することができる弁棒を有し、
前記弁棒が、
（Ｉ）前記第２のオリフィス−前記第１のオリフィス間を閉鎖するために、前記バルブハウジングの内壁で密閉するように構成された、前記弁棒の主要な断面に比較して拡大された断面における下方バルブ密閉面、および
（ＩＩ）前記下方バルブ密閉面を使用して、前記クロスパージ接続部の前記第３のオリフィスと前記第２のオリフィスとの間に流路を形成するために、前記バルブハウジングの内壁で密閉するように構成された、前記弁棒の主要な断面に比較して拡大された断面における上方バルブ密閉面、
の２つのバルブ密閉面を有し、
前記弁棒上の前記上方バルブ密閉面から前記下方バルブ密閉面までの前記軸上の間隔が、（ＩＩＩ）に記載された前記流路を形成するように、少なくとも（ｃ）に記載された前記第１の距離と同じである。
【請求項１】
高純度プロセス化学製品を貯蔵および分配するための容器およびバルブ−クロスパージの組立体であって、
（Ａ）高純度プロセス化学製品を分配するための、および前記高純度プロセス化学製品を分配するのを補助するキャリヤーガスを導入するための入口および出口を有する、前記高純度プロセス化学製品を含むための容器と、
（Ｂ）一方が前記容器の前記入口と接続し、他方が前記容器の前記出口と接続する
（ｉ）第１のバルブ、および
（ｉｉ）第２のバルブ、
ならびに
（ｉｉｉ）前記容器からの別々の前記２つのバルブの間に流動体流れの接続を提供する、前記第１のバルブと前記第２のバルブとの間のクロスパージ接続部を含む
バルブ−クロスパージ継手とを含み、
それぞれのバルブは、
（ａ）前記容器に対する第１のオリフィス、
（ｂ）前記組立体の外部における流動体流れの接続のための導管に対する第２のオリフィス、
および
（ｃ）前記バルブの前記第２のオリフィスから軸方向に第１の距離離して配置された前記クロスパージ接続部に対する第３のオリフィス、
（ｄ）バルブハウジング、ならびに、
（ｅ）前記バルブハウジングの中で、（１）容器開放および（２）クロスパージ開放−容器閉鎖の２つの位置のうちの１つに移動することができる弁棒を有し、
前記弁棒が、
（Ｉ）前記容器に対する前記第１のオリフィスを閉鎖するために、第１のバルブ底部で密閉するように構成された第１のバルブ密閉面、
（ＩＩ）前記第２のオリフィス−前記第１のオリフィス間を閉鎖するために、前記バルブハウジングの内壁で密閉するように構成された、前記弁棒の主要な断面に比較して拡大された断面における第２のバルブ密閉面、および
（ＩＩＩ）前記第２のバルブ密閉面を使用して、前記クロスパージ接続部の前記第３のオリフィスと前記第２のオリフィスとの間に流路を形成するために、前記バルブハウジングの内壁で密閉するように構成された、前記弁棒の主要な断面に比較して拡大された断面における第３のバルブ密閉面、
の３つのバルブ密閉面を有し、
前記弁棒上の前記第３のバルブ密閉面から前記第２のバルブ密閉面までの前記軸上の間隔が、（ＩＩＩ）に記載された前記流路を形成するように、少なくとも（ｃ）に記載された前記第１の距離と同じである。
【請求項２】
前記弁棒が、前記第１のオリフィスに近い前記弁棒の端にブレークシールプランジャを有する請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記バルブハウジングにおける前記弁棒の回転で、前記（１）容器開放および（２）クロスパージ開放−容器閉鎖位置に、前記バルブハウジングの内部で軸方向に動くように、前記弁棒が前記バルブハウジングと螺合する請求項１に記載の組立体。
【請求項４】
前記バルブハウジングの構造材料が、ステンレス鋼、プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン共重合体およびペルフルオロアルコキシ樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエーテル−エーテルケトンもしくはポリイミド、モネル（Ｍｏｎｅｌtm）合金、ハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙtm）合金、インコロイ（Ｉｎｃｏｌｏｙtm）合金、真ちゅう、ニッケル、銅、ガラス、石英およびそれらの混合物から成る群から選択される請求項１に記載の組立体。
【請求項５】
前記弁棒の構造材料が、ステンレス鋼、プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン共重合体およびペルフルオロアルコキシ樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエーテル−エーテルケトンもしくはポリイミド、モネル（Ｍｏｎｅｌtm）合金、ハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙtm）合金、インコロイ（Ｉｎｃｏｌｏｙtm）合金、真ちゅう、ニッケル、銅、ガラス、石英およびそれらの混合物から成る群から選択される請求項１に記載の組立体。
【請求項６】
前記容器の構造材料が、ステンレス鋼、プラスチック、ポリテトラフルオロエチレン、モネル（Ｍｏｎｅｌtm）合金、ハステロイ（Ｈａｓｔｅｌｌｏｙtm）合金、インコロイ（Ｉｎｃｏｌｏｙtm）合金、真ちゅう、ニッケル、銅、ガラス、石英およびそれらの混合物から成る群から選択される請求項１に記載の組立体。
【請求項７】
前記容器入口が、前記容器の内部へ突き出し、前記容器の底のすぐ近くを終端にするディップチューブを有する請求項１に記載の組立体。
【請求項８】
前記容器中の高純度プロセス化学製品のレベルを示すことが可能なレベルセンス機構を有する請求項１に記載の組立体。
【請求項９】
第２のオリフィス９の開口部の前記軸上の中心と第３のオリフィスの開口部の前記軸上の中心とが、前記バルブハウジングの前記軸上の長さに沿って、前記弁棒上の相互に最も近い第２のバルブ密閉面の前記端から第３のバルブ密閉面の端までの前記距離に等しい間隔を有する請求項１に記載の組立体。
【請求項１０】
前記第１のバルブが、前記第１のバルブの第１のオリフィスで前記容器入口と接続され、前記第１のバルブの第２のオリフィスが、キャリヤーガス源と接続される請求項７に記載の組立体。
【請求項１１】
前記第２のバルブが、前記第２のバルブの第１のオリフィスで前記容器出口と接続され、前記第２のバルブの第２のオリフィスが、前記高純度化学製品を消費することができる反応装置と接続される請求項１０に記載の組立体。
【請求項１２】
高純度プロセス化学製品を貯蔵および分配するための容器およびバルブ−クロスパージの組立体であって、
（Ａ）高純度プロセス化学製品を分配するための、および前記高純度プロセス化学製品を分配するのを補助するキャリヤーガスを導入するための入口および出口を有する、高純度プロセス化学製品を含むための容器と、
（Ｂ）一方が前記容器の前記入口と接続し、他方が前記容器の前記出口と接続する
（ｉ）第１のバルブ、および
（ｉｉ）第２のバルブ、
ならびに
（ｉｉｉ）前記容器からの別々の前記２つのバルブの間に流動体流れの接続を提供する、前記第１のバルブと前記第２のバルブとの間のクロスパージ接続部を含む
バルブ−クロスパージ継手とを含み、
それぞれのバルブは、
（ａ）前記容器に対する第１のオリフィス、
（ｂ）前記組立体の外部における流動体流れの接続のための導管に対する第２のオリフィス、
および
（ｃ）前記バルブの前記第２のオリフィスから軸方向に第１の距離離して配置された前記クロスパージ接続部に対する第３のオリフィス、
（ｄ）バルブハウジング、ならびに、
（ｅ）前記バルブハウジングの中で、（１）容器開放および（２）クロスパージ開放−容器閉鎖の２つの位置のうちの１つに移動することができる弁棒を有し、
前記弁棒が、
（Ｉ）前記第２のオリフィス−前記第１のオリフィス間を閉鎖するために、前記バルブハウジングの内壁で密閉するように構成された、前記弁棒の主要な断面に比較して拡大された断面における下方バルブ密閉面、および
（ＩＩ）前記下方バルブ密閉面を使用して、前記クロスパージ接続部の前記第３のオリフィスと前記第２のオリフィスとの間に流路を形成するために、前記バルブハウジングの内壁で密閉するように構成された、前記弁棒の主要な断面に比較して拡大された断面における上方バルブ密閉面、
の２つのバルブ密閉面を有し、
前記弁棒上の前記上方バルブ密閉面から前記下方バルブ密閉面までの前記軸上の間隔が、（ＩＩＩ）に記載された前記流路を形成するように、少なくとも（ｃ）に記載された前記第１の距離と同じである。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−４８４１５（Ｐ２０１０−４８４１５Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−１８８４０５（Ｐ２００９−１８８４０５）
【出願日】平成２１年８月１７日（２００９．８．１７）
【出願人】（５９１０３５３６８）エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド (452)
【氏名又は名称原語表記】ＡＩＲ ＰＲＯＤＵＣＴＳ ＡＮＤ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】７２０１ Ｈａｍｉｌｔｏｎ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ， Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ， Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ １８１９５−１５０１， ＵＳＡ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８８４０５（Ｐ２００９−１８８４０５）
【出願日】平成２１年８月１７日（２００９．８．１７）
【出願人】（５９１０３５３６８）エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド (452)
【氏名又は名称原語表記】ＡＩＲ ＰＲＯＤＵＣＴＳ ＡＮＤ ＣＨＥＭＩＣＡＬＳ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】７２０１ Ｈａｍｉｌｔｏｎ Ｂｏｕｌｅｖａｒｄ， Ａｌｌｅｎｔｏｗｎ， Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ １８１９５−１５０１， ＵＳＡ
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]