[发明专利]液面计以及液体原料气化供给装置

说明书

本发明提供一种在可以从液相切换到气相的检测时间上减少流量依存性的同时，缩短检测时间的液面计以及液体原料气化供给装置。该液面计具备：贮存液体原料的腔体(2)；收容用于检测腔体(2)内的液面(L1)的测温电阻的至少一根保护管(3)；以及控制从腔体(2)流出的气体的流量并进行供给的流量控制装置(4)，其中，保护管(3)沿水平方向插入并固定于腔体(2)的侧壁(2a)。

技术领域

本发明涉及一种液面计以及液体原料气化供给装置，具体涉及一种检测液面水平的液面计以及具备该液面计的液体原料气化供给装置。

背景技术

以往，提出了例如向使用了有机金属气相成长法(MOCVD：Metal OrganicChemical Vapor Deposition)的半导体制造装置供给原料流体的液体原料气化供给装置(例如专利文献1～3)。

这种液体原料气化供给装置将TEOS(Tetraethyl orthosilicate)等液体原料在气化腔体内加热使其气化，并通过流量控制装置将气化的气体控制成规定流量向半导体制造装置供给。并且，为了补偿使液体原料气化所造成的液体原料的减少，需要检测液体原料的液面，并且通过供给减少的份量来控制液面。

作为检测液体原料的液面的方法，已知有例如，通过监视气化器内的压力减少来检测气化器内的液体原料因气化而减少的情况的压力检测式液面检测装置(专利文献2等)、或利用在液相和气相上热辐射常数不同的热式液面检测装置(专利文献4～6等)。

在这种热式液面检测装置中，如图15所示，将分别封入了铂等的测温电阻R1、R2的两根保护管3沿铅垂方向插入容器21内，在一侧的测温电阻R1中，为了通过测温电阻R1的自发热而维持比周围温度高的温度而流动较大的恒定电流I1(加热电流)，在另一侧的测温电阻R2中流动以能够测定周围温度的程度且能够无视发热的大小的微小的恒定电流I2(周围温度测定用电流)。

若是如此，虽然流动大电流I1的测温电阻R1会发热，但这时，由于测温电阻处于液相L中的情况下的热辐射常数大于处于气相V中的情况下的热辐射常数，因此处于气相V中的情况下的测温电阻的温度比处于液相中的情况高。

并且，由于这意味着气相中的测温电阻与液相中的测温电阻相比电阻值较高，因此通过观察流动较大电流的测温电阻R1的电压输出和流动微小电流的测温电阻R2的电压输出的差分，能够判别测温电阻在液面的上方或下方。即，能够在差分较小的情况下，判断测温电阻位于比液面靠下方，在差分较大的情况下，判断测温电阻位于比液面靠上方。

图16为液面检测电路的一例，经由恒定电流电路S1、S2从电源Vcc向测温电阻R1、R2供给恒定电流。设定为，在测温电阻R2中，流动以能够测定周围温度的程度且能够无视发热的大小的微小的电流，在测温电阻R1中，流动比测温电阻R2大的电流值的电流且为了高温加热测温电阻R1而比较大的电流，并且在恒定电流电路S1中流动比恒定电流电路S2大的电流。测温电阻R1的端子电压V1和测温电阻R2的端子电压V2分别输入差动放大电路D的反转输入和非反转输入，从差动放大电路D向比较器C输入相当于端子电压V1、V2的差电压(V1-V2)的电压信号。比较器C将由分压电阻器R3、R4设定的基准电压V3与所述差电压进行比较。

当测温电阻R1处于液相中时，测温电阻R1的相对于周围温度的温度上升比气相中的温度上升小。其结果是，与从同处于液相中的测温电阻R2发出的对应于周围温度的大小的电压信号之差相当的来自差动放大电路D的输出电压小于基准电压，比较器C的输出变为低电平。另一方面，当液面下降，测温电阻R1露出到气相中时，由于相对于周围温度的温度上升变为气相中的温度上升，因此与从同处于气相中的测温电阻R2发出的对应于周围温度的大小的电压信号之差相当的差动放大电路D的输出电压比基准电压大，比较器C的输出变为高电平。比较器C的输出为高电平时判断测温电阻R1、R2处于气相中，比较器C的输出为低电平时判断测温电阻R1、R2处于液相中。