JP2022007656A - Cleaning method, cleaning mechanism and raw material supply system - Google Patents
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
Abstract
Description
本開示は、洗浄方法、洗浄機構、および原料供給システムに関する。 The present disclosure relates to cleaning methods, cleaning mechanisms, and raw material supply systems.
半導体デバイスの製造工程において、固体原料を昇華させた原料ガスを用いてCVDのような成膜処理を行う技術が知られている。そして、固体原料を供給する技術として、固体原料を溶剤に溶解させ溶液として供給し、そのような溶液を気化器にスプレーして溶媒を気化させ、残存した固体原料を昇華させて原料ガスとする技術が提案されている(例えば特許文献1)。 In the manufacturing process of a semiconductor device, there is known a technique of performing a film forming process such as CVD using a raw material gas obtained by sublimating a solid raw material. Then, as a technique for supplying a solid raw material, the solid raw material is dissolved in a solvent and supplied as a solution, and such a solution is sprayed on a vaporizer to vaporize the solvent, and the remaining solid raw material is sublimated into a raw material gas. A technique has been proposed (eg, Patent Document 1).
このように、固体原料を溶解させた溶液をスプレーして容器内で気化させる場合、容器や、溶液を容器内にスプレーするノズル等に残渣が蓄積する。このため、特許文献2には、残渣を溶かすクリーニング液を容器(気化器)に供給し、容器を加熱することによって残渣を除去しながらクリーニング液を気化し、残渣とともにクリーニング液を除去する技術が提案されている。 As described above, when the solution in which the solid raw material is dissolved is sprayed and vaporized in the container, the residue accumulates in the container, the nozzle for spraying the solution in the container, and the like. Therefore, Patent Document 2 discloses a technique in which a cleaning liquid for dissolving a residue is supplied to a container (vaporizer), the cleaning liquid is vaporized while removing the residue by heating the container, and the cleaning liquid is removed together with the residue. Proposed.
本開示は、固体原料を溶剤により溶液やスラリーもしくはゾル状態にして供給する際に、溶剤を噴霧するノズル等に存在する残渣を効率的に除去することができる洗浄方法、洗浄機構、および原料供給システムを提供する。 The present disclosure discloses a cleaning method, a cleaning mechanism, and a raw material supply capable of efficiently removing residues existing in a nozzle or the like for spraying a solvent when a solid raw material is supplied in a solution, slurry, or sol state with a solvent. Provide the system.
本開示の一態様に係る洗浄方法は、固体原料を溶剤に溶解させた溶液または固体原料を溶剤に分散させたスラリーもしくはゾルを、ノズルから減圧された容器内に噴霧し、前記容器内で前記溶液または前記スラリーから溶剤を気化させて除去する装置において、前記ノズルおよび前記ノズルの近傍部分を洗浄する洗浄方法であって、前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力から変化するように調整することと、洗浄液を前記ノズルに供給して前記ノズルおよび前記ノズルの近傍部分を洗浄することと、を有する。 In the cleaning method according to one aspect of the present disclosure, a solution in which a solid raw material is dissolved in a solvent or a slurry or sol in which a solid raw material is dispersed in a solvent is sprayed from a nozzle into a container depressurized and described in the container. In a device for vaporizing and removing a solvent from a solution or the slurry, a cleaning method for cleaning the nozzle and a portion in the vicinity of the nozzle, the pressure in the container is changed from the pressure at the time of vaporizing the solvent. To clean the nozzle and the vicinity of the nozzle by supplying a cleaning liquid to the nozzle.
本開示によれば、固体原料を溶媒により溶液やスラリーもしくはゾル状態にして供給する際に、溶剤を噴霧するノズル等に存在する残渣を効率的に除去することができる洗浄方法、洗浄機構、および原料供給システムが提供される。 According to the present disclosure, a cleaning method, a cleaning mechanism, and a cleaning mechanism capable of efficiently removing residues existing in a nozzle or the like for spraying a solvent when a solid raw material is supplied in a solution, slurry, or sol state with a solvent. A raw material supply system is provided.
以下、添付図面を参照しながら、実施形態について説明する。
図1は、一実施形態に係る洗浄方法が用いられる原料供給システムの一例を示す概略構成図である。
Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a raw material supply system in which the cleaning method according to the embodiment is used.
原料供給システム100は、固体原料を溶液の状態またはスラリーやゾルの状態にして輸送し、溶液、スラリー、またはゾルから溶剤を気化部により気化させ、残存した固体原料を昇華させて原料ガスを生成し、処理装置200に供給するものである。また、溶剤を気化する際に用いる噴霧器等の洗浄を行う洗浄機構も有している。
The raw
溶液は固体原料の粉末を溶剤に溶解させたものであり、スラリーおよびゾルは固体原料の粉末を溶剤に分散させたものである。スラリーとゾルの違いは、スラリーが単に固体原料を分散させたものであるのに対し、ゾルはコロイド粒子が分散した状態のものである。なお、以下においては、溶液、スラリー、およびゾルを総称して液状原料とも記す。 The solution is a solid raw material powder dissolved in a solvent, and the slurry and sol are solid raw material powders dispersed in a solvent. The difference between a slurry and a sol is that the slurry is simply a dispersion of solid raw materials, whereas the sol is a state in which colloidal particles are dispersed. In the following, solutions, slurries, and sol are collectively referred to as liquid raw materials.
処理装置200は、原料供給システム100から供給された原料ガスにより半導体ウエハ等の基板に対して特定の処理、例えば成膜処理を行う。成膜処理としてはCVDやALDであってよい。
The
原料供給システム100は、液状原料供給系10と、第1および第2の気化部20a,20bと、第1および第2の加熱部30a,30bと、原料ガス搬送系40と、第1および第2の圧力調整部50a,50bと、溶剤供給系60と、制御部80とを有している。溶剤供給系60は、後述するように溶剤を洗浄液として供給する洗浄機構として構成される。
The raw
液状原料供給系10は、第1および第2の気化部20a,20bに液状原料(溶液、スラリー、またはゾル)Sを供給するものであり、液状原料Sを貯留する原料容器11と、原料容器11からの液状原料Sを輸送する配管群12とを有する。原料容器11には、液面計11aが設けられている。
The liquid raw
配管群12は、圧送配管13、送出配管14、中間配管15、および分岐配管16aおよび16bを有している。圧送配管13は、その一端が原料容器11内に上方から挿入されており、圧送ガス、例えばN2ガスを原料容器11内に導入する。送出配管14は、その一端が原料容器11内に上方から液状原料S内に浸漬するように挿入され、圧送ガスが供給されることにより溶液またはスラリーSを送出する。送出配管14の他端は中間配管15に接続され、分岐配管16aおよび16bは、中間配管15から分岐して第1の気化部20aおよび第2の気化部20bに至る。
The
圧送配管13にはバルブ17が設けられ、送出配管14の中間配管15との接続点近傍にはバルブ18が設けられている。また、分岐配管16aの第1の気化部22a近傍にはバルブ19aが設けられ、分岐配管16bの第2の気化部22b近傍にはバルブ19bが設けられている。
A
なお、原料容器11からの液状原料Sの送出は、ガス圧送に限らず、自重による送出であってもよいし、原料容器11の底部に排出配管を設けて重力による自然落下により送出してもよい。また、スラリーを搬送する場合には、スラリーが固まらないように振動台の上に原料容器11を載置して原料容器11を振動させながら搬送してもよい。
The liquid raw material S can be sent from the
ここで、固体原料とは、常温で固体状態の化合物原料である。固体原料は、基板の処理に用いるものであれば特に限定されず、処理に応じて適切なものを使用すればよい。例えば、半導体装置、特に3DNANDやDRAMに用いる金属膜を成膜するための原料を挙げることができる。具体例としては、ストロンチウム(Sr)、モリブデン(Mo)、ルテニウム(Ru)、ジルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)、タングステン(W)、アルミニウム(Al)等を成膜するための有機化合物や無機化合物(例えば、有機金属錯体や塩化物)を挙げることができる。 Here, the solid raw material is a compound raw material in a solid state at room temperature. The solid raw material is not particularly limited as long as it is used for processing the substrate, and an appropriate solid material may be used depending on the processing. For example, a raw material for forming a metal film used for a semiconductor device, particularly 3D NAND or DRAM, can be mentioned. Specific examples include organic compounds and inorganic compounds for forming a film of strontium (Sr), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), zirconium (Zr), hafnium (Hf), tungsten (W), aluminum (Al) and the like. Compounds (eg, organic metal complexes and chlorides) can be mentioned.
溶剤も、固体原料の溶液、スラリー、またはゾルを生成できればよく、特に限定されない。一例としてヘキサンを挙げることができる。 The solvent is also not particularly limited as long as it can produce a solution, slurry, or sol of a solid raw material. Hexane can be mentioned as an example.
第1の気化部20aは、容器21aと、分岐配管16aが接続され、液状原料Sを容器21a内に注入するノズル22aと、キャリアガス導入部24aと、原料ガス排出部25aとを有する。ノズル22a、キャリアガス導入部24a、および原料ガス排出部25aは、容器21aの上面に設けられている。
The
第2の気化部20bは、容器21bと、分岐配管16bが接続され、液状原料Sを容器21b内に注入するノズル22bと、キャリアガスを容器21bに導入するキャリアガス導入部24bと、原料ガス排出部25bとを有する。ノズル22b、キャリアガス導入部24b、および原料ガス排出部25bは、容器21bの上面に設けられている。
The
第1の気化部20aおよび第2の気化部20bは、いずれも、液状原料Sから溶剤を気化させる機能を有する。また、第1の気化部20aおよび第2の気化部20bは、溶剤を気化させた後の固体原料を貯留する機能も有する。
Both the
ノズル22a,22bは、液状原料Sの溶剤を気化させるために、液状原料Sを容器21a,21bに噴霧(スプレー)するものであり、スプレーノズルとして構成される。液状原料Sがノズル22a,22bから噴霧されて溶剤が気化されることにより固体原料S´が生成される。すなわち、スプレーノズルであるノズル22a,22bから噴霧された液状原料Sが容器21a,21bに到達する前に、液状原料S中の溶剤が気化し、固体原料S´が容器21a,21bに貯留される。
The
キャリアガス導入部24a,24bは、後述する原料ガス搬送系40のキャリアガス配管からのキャリアガスを導入するものである。また、原料ガス排出部25a,25bは、後述する原料ガス搬送系40の原料ガス送出配管へキャリアガスに搬送された原料ガスを排出させるものである。
The carrier
第1の加熱部30aおよび第2の加熱部30bは、容器21a,21b内に貯留された固体原料を昇華させて原料ガスとする機能を有する。また、第1の加熱部30aおよび第2の加熱部30bは、容器21a,21bを加熱することにより、注入(噴霧)された液状原料Sを加熱して溶剤を気化させる機能を有する。
The
原料ガス搬送系40は、キャリアガスを供給するキャリアガス配管41と、キャリアガス配管41から分岐した第1分岐配管43aおよび第2分岐配管43bと、第1原料ガス送出配管44aおよび第2原料ガス送出配管44bとを有する。キャリアガス配管41にはキャリアガス供給源(図示せず)からキャリアガスとして例えばN2ガスが供給される。キャリアガス配管41には、マスフローコントローラ(MFC)のような流量制御器42が設けられている。なお、キャリアガスはN2ガス以外の他の不活性ガスであってもよい。
The raw material
第1分岐配管43aおよび第2分岐配管43bは、それぞれ第1の気化部20aのキャリアガス導入部24aおよび第2の気化部20bのキャリアガス導入部24bに上方から接続される。また、第1原料ガス送出配管44aおよび第2原料ガス送出配管44bは、それぞれ第1の気化部20aの原料ガス排出部25aおよび第2の気化部20bの原料ガス排出部25bに上方から接続される。
The
また、第1分岐配管43aと第1原料ガス送出配管44aとの間の容器21aの近傍部分には、両者をつなぐように第1バイパス配管45aが設けられている。また、第2分岐配管43bと第2原料ガス送出配管44bとの間の容器21bの近傍には、両者をつなぐように第2バイパス配管45bが設けられている。さらに、第1原料ガス送出配管44aおよび第2原料ガス送出配管44bは合流配管46に合流し、合流配管46は処理装置200に接続される。
Further, in the vicinity of the
第1分岐配管43aにおける第1バイパス配管45aとの合流点の上流側および下流側には、それぞれバルブ47a1および47a2が設けられている。また、第1原料ガス送出配管44aにおける第1バイパス配管45aとの合流点の上流側および下流側には、それぞれバルブ48a1および48a2が設けられている。また、バイパス配管45aにはバルブ49aが設けられている。バルブ47a1,47a2,48a1,48a2の開閉操作により、キャリアガスの供給/停止、原料ガスの供給/停止の切り替えを行えるように構成されている。また、バルブ47a1,48a1を開、バルブ47a2,48a2を閉にした状態で、バルブ49aを開にすることにより、キャリアガスをバイパス配管45aに流し、容器21aをバイパスして処理装置200にキャリアガスを供給することができる。
Valves 47a1 and 47a2 are provided on the upstream side and the downstream side of the confluence point of the
第2分岐配管43bにおける第2バイパス配管45bとの合流点の上流側および下流側には、それぞれバルブ47b1および47b2が設けられている。また、第2原料ガス送出配管44bにおける第2バイパス配管45bとの合流点の上流側および下流側には、それぞれバルブ48b1および48b2が設けられている。また、バイパス配管45bにはバルブ49bが設けられている。バルブ47b1,47b2,48b1,48b2の開閉操作により、キャリアガスの供給/停止、原料ガスの供給/停止の切り替えを行えるように構成されている。また、バルブ47b1,48b1を開、バルブ47b2,48b2を閉にした状態で、バルブ49bを開にすることにより、キャリアガスをバイパス配管45bに流し、容器21bをバイパスして処理装置200にキャリアガスを供給することができる。
Valves 47b1 and 47b2 are provided on the upstream side and the downstream side of the confluence point of the
また、第1原料ガス送出配管44aには、合流配管46との合流点近傍分にバルブ441aが設けられている。また、第2原料ガス送出配管44bには、合流配管46との合流点近傍部分にバルブ441bが設けられている。バルブ441aを開、バルブ441bを閉にすることにより、第1の気化部20aからの原料ガスが合流配管46を経て処理装置200に供給される。また、バルブ441aを閉、バルブ441bを開にすることにより、第2の気化部20bからの原料ガスが合流配管46を経て処理装置200に供給される。
Further, the first raw material
第1の圧力調整部50aは、第1原料ガス送出配管44aから分岐した第1排気配管51aと、第1排気配管51aに介装されたバルブ52aと、第1排気配管51aに接続された真空ポンプ等の排気装置53aとを有する。
The first
第2の圧力調整部50bは、第2原料ガス送出配管44bから分岐した第2排気配管51bと、第2排気配管51bに介装されたバルブ52bと、第2排気配管51bに接続された真空ポンプ等の排気装置53bとを有する。
The second
第1の圧力調整部50aおよび第2の圧力調整部50bにより、それぞれ第1の気化部20aにおける容器21a内の圧力および第2の気化部20bにおける容器21b内の圧力が調整される。第1および第2の気化部20a,20bにおいてノズル22a、22bで液状原料Sを噴霧して気化させる際には、容器20a,20bの圧力が例えば、100~300Torrに設定される。また、後述するように、溶剤容器61内の溶剤を洗浄液として用いてノズル22a,22b等を洗浄する際には、容器20a,20bの圧力が、液状原料Sの溶剤を気化させる際の圧力から変化するように調整される。この際に、後述するように、第1の圧力調整部50aおよび第2の圧力調整部50bの圧力調整は、制御部80により制御される。すなわち、第1の圧力調整部50aおよび第2の圧力調整部50b、ならびに制御部80も洗浄機構として機能する。また、圧力の変化に迅速に対応する観点から、バルブ52a,52bとして自動圧力制御バルブ(APC)を用いてもよい。
The first
溶剤供給系60は、第1および第2の気化部20a,20bに溶剤を洗浄液として供給するものであり、溶剤Lを貯留する溶剤容器61と、溶剤容器61から溶剤Lを輸送する配管群62とを有する。溶剤容器61には、液面計61aが設けられている。
The
溶剤Lを洗浄液として第1および第2の気化部20a,20bに供給することにより、ノズル22a,22bおよびその近傍部分が洗浄される。すなわち、溶剤供給系60は洗浄機構として機能する。ノズル22a,22bの近傍部分は、例えば、ノズル22a,22bの近傍の配管部分(分岐配管16a,16bのノズル近傍部分)およびそこに設けられたバルブ19a,19bである。
By supplying the solvent L as a cleaning liquid to the first and
配管群62は、圧送配管63および送出配管64を有する。圧送配管63は、その一端が溶剤容器61内に上方から挿入されており、圧送ガス、例えばN2ガスを溶剤容器61内に導入する。送出配管64は、その一端が溶剤容器61内に上方から溶剤L内に浸漬するように挿入され、圧送ガスが供給されることにより溶剤Lを送出する。送出配管64の他端は、液状原料供給系10の送出配管14と中間配管15の接続部に接続されており、送出配管64を経た溶剤Lは、中間配管15ならびに分岐配管16aおよび16bを介して第1の気化部20aおよび第2の気化部20bに供給されるようになっている。すなわち、液状原料供給系10の中間配管15ならびに分岐配管16aおよび16bも溶剤供給系60の一部として機能する。
The
圧送配管63にはバルブ65が設けられ、送出配管64には、溶剤容器61の近傍および液状原料供給系10の中間配管15との合流点近傍に、それぞれ、バルブ66および67が設けられている。バルブ66を開にした状態で、バルブ67と液状原料供給系10のバルブ18とを開閉させることにより、液状原料供給系10の中間配管15ならびに分岐配管16aおよび16bを、液状原料供給部10または溶剤供給系60として機能させることができる。すなわち、バルブの開閉により、第1の気化部20aの容器21aおよび第2の気化部20bの容器21bに対して、液状原料Sと溶剤Lとを切り替えて供給することができる。
The
溶剤供給系60のバルブ67と液状原料供給系10のバルブ18を両方とも開にすることにより、溶剤容器61の溶剤Lを原料容器11に供給して液状原料Sの生成に用いることができる。
By opening both the
このように、液状原料Sに用いる溶剤を洗浄液として用いるので、別途に洗浄液を用意する必要がなく効率的である。 As described above, since the solvent used for the liquid raw material S is used as the cleaning liquid, it is not necessary to separately prepare the cleaning liquid, which is efficient.
なお、溶剤容器61を洗浄液専用のものとしてもよい。これにより、洗浄液を液状原料S生成のための溶剤に限定する必要がなく、洗浄液を自由に選択することができる。
The
制御部80はコンピュータで構成されており、CPUを備えた主制御部と、入力装置、出力装置、表示装置、記憶装置(記憶媒体)を有している。主制御部は、原料供給システム100の各構成部、例えば、各バルブや圧力調整部50a,50b等の動作を制御する。主制御部による各構成部の制御は、記憶装置に内蔵された記憶媒体(ハードディスク、光デスク、半導体メモリ等)に記憶された制御プログラムに基づいてなされる。記憶媒体には、制御プログラムとして処理レシピが記憶されており、処理レシピに基づいて原料供給システム100の処理が実行される。特に、本実施形態では、制御部80により、洗浄時に第1の気化部20aの容器21aおよび第2の気化部20bの容器21bの圧力が液状原料から溶剤を気化させる際の圧力から変化するように圧力調整部50a,50bを制御する。
The
次に、以上のように構成される原料供給システム100の動作について説明する。
Next, the operation of the raw
第1の気化部20aおよび第2の気化部20bにおいては同様の処理が行われるので、ここでは、第1の気化部20aについてのみ説明する。
Since the same processing is performed in the
第1の気化部20aにおいては、液状原料の溶剤を気化して容器21a内に固体原料S´を貯留する処理と、容器21a内に貯留された固体原料S´を加熱して固体原料S´を昇華させ、処理装置200に原料ガスを供給する処理が行われる。そして、定期的にノズル22aまたはノズル22aとその近傍部分の洗浄処理が行われる。
In the
まず、「液状原料の溶剤の気化」について説明する。
図2は、「液状原料の溶剤の気化」を行っている際の第1の気化部20aの状態を示す図である。なお、図2において、バルブは開の状態を白抜き、閉の状態を黒塗りで示している(以下の図3、4、10も同じ)。
First, "vaporization of the solvent of the liquid raw material" will be described.
FIG. 2 is a diagram showing the state of the
液状原料Sを気化する際には、まず、加熱部30aにより容器21aを溶剤の気化が可能な温度に加熱する。そして、バルブ47a1,47a2、48a1,48a2、52aを開にし、バルブ441aを閉にした状態で、第1分岐配管43aからキャリアガスを調圧ガスとして容器21aに供給しつつ、第1の圧力調整部50aにより容器21a内の圧力を調圧する。このときの容器21a内の圧力は噴霧可能な減圧状態、例えば100~300Torrとする。この状態で、バルブ17、18、19aを開にし、バルブ67を閉にして、原料容器11内の液状原料Sを、送出配管14、中間配管15、および分岐配管16aを介してスプレーノズルであるノズル22aに供給し、ノズル22aから容器21a内に噴霧する。噴霧された液状原料Sは、容器21aに到達する前にその中の溶剤が気化される。気化された溶剤は排気配管51aを介して排出される。これにより、固体原料S´のみが容器21a内に貯留される。
When vaporizing the liquid raw material S, first, the
次に、「固体原料の昇華」について説明する。
図3は、「固体原料の昇華」を行っている際の第1の気化部20aの状態を示す図である。
Next, "sublimation of solid raw materials" will be described.
FIG. 3 is a diagram showing a state of the
固体原料の昇華を行う際には、分岐配管16aのバルブ19aを閉じて液状原料Sの供給を停止する。そして、バルブ47a1,47a2、48a1,48a2、441aを開にし、バルブ52aを閉にした状態とし、加熱部30aで容器21aを加熱して固体原料S´を昇華させる。原料ガス搬送系40では、キャリアガス配管41から第1分岐配管43a、キャリアガス導入部24aを経て容器21a内にキャリアガス、例えばN2ガスを導入する。昇華した原料ガスは、キャリアガスにキャリアされて第1原料ガス送出配管44aに至り、合流配管46を経て処理装置200へ供給される。
When sublimating the solid raw material, the
次に、「ノズル等の洗浄」について説明する。
図4は、「ノズル等の洗浄」を行っている際の第1の気化部20aの状態を示す図である。
Next, "cleaning of nozzles and the like" will be described.
FIG. 4 is a diagram showing a state of the
ノズル等の洗浄を行う際には、バルブ47a1,47a2、48a1,48a2、52aを開にし、バルブ441aを閉にした状態で、第1分岐配管43aからキャリアガスを調圧ガスとして容器21aに供給しつつ、第1の圧力調整部50aにより容器21a内の圧力を調圧する。このとき、制御部80により、容器21a内の圧力が、液状原料Sの溶剤を気化させる際の圧力から変化させるように第1の圧力調整部50aが制御される。
When cleaning the nozzle or the like, the carrier gas is supplied to the
そして、バルブ65,67,19aを開にし、バルブ18を閉にして、液状原料Sを溶剤容器61内の溶剤Lに切り替える。すなわち、溶剤容器61内の溶剤Lを洗浄液として、送出配管64、中間配管15、および分岐配管16aを介してノズル22aに供給し、ノズル22aから容器21a内に供給する。これによりノズル22aおよびその近傍部分を洗浄する。ノズル22aの近傍部分は、例えばノズル22a近傍の配管部分(分岐配管16aのノズル近傍部分)およびそこに設けられたバルブ19aである。
Then, the
このように、洗浄の際の容器21a内の圧力を、液状原料Sの溶剤を気化させる際の圧力から変化させるように調整することにより、洗浄液として供給される溶剤Lの状態を、溶剤を気化させる際とは異なった状態とすることができる。このため、ノズル22aやその近傍に付着または固化する原料(残渣)に溶剤Lを供給しやすくすることができ、高い洗浄効果が得られる。
In this way, by adjusting the pressure in the
以下、ノズル洗浄時の容器21aの圧力を溶剤気化時の圧力から変化させる際の態様について説明する。
Hereinafter, an embodiment in which the pressure of the
一例として、図5に示すように、洗浄時の圧力を、液状原料Sの溶剤気化の際の圧力より高圧にする場合を挙げることができる。この場合は、クリーニング液として供給された溶剤が、より液体状に近い、湿度が高い状態となり、高い洗浄力でノズル22aやその近傍部分を洗浄することができる。
As an example, as shown in FIG. 5, a case where the pressure at the time of cleaning is made higher than the pressure at the time of solvent vaporization of the liquid raw material S can be mentioned. In this case, the solvent supplied as the cleaning liquid is in a state of higher humidity, which is closer to a liquid state, and the
他の例として、図6に示すように、洗浄時の圧力を、液状原料Sの溶剤気化の際の圧力より低圧にする場合を挙げることができる。この場合は、クリーニング液として供給された溶剤が、ノズル22aから、より高速で噴霧されて、高い洗浄力でノズル22aやその近傍部分を洗浄することができる。
As another example, as shown in FIG. 6, a case where the pressure at the time of cleaning is made lower than the pressure at the time of solvent vaporization of the liquid raw material S can be mentioned. In this case, the solvent supplied as the cleaning liquid is sprayed from the
また、容器20a内の圧力を変動させてもよい。圧力の変動を与えることにより、ノズルやバルブ等に存在する、洗浄液が行き渡りにくいまたは洗浄液の流速が低くなるデッドスペース等の洗浄しにくい箇所の洗浄も行うことができる。また、除去しにくい残渣に与える衝撃を変化させて除去しやすくすることもできる。これにより、洗浄効果をより高めることができる。圧力の変動の態様としては脈動を挙げることができる。脈動させることにより、上記効果をより有効に発揮することができる。
Further, the pressure in the
容器20a内の圧力を変動させる態様としては、図7~9に示すようなものを挙げることができる。
Examples of the mode in which the pressure in the
図7は、洗浄時の圧力を、液状原料Sの溶剤気化の際の圧力より高圧に保ったまま、圧力を変動(脈動)させる例である。これにより、高圧にした場合の溶剤を湿度が高い状態として高い洗浄力を保つ効果を維持しつつ、上述したような圧力変動による効果を得ることができ、さらに高い洗浄効果を得ることができる。 FIG. 7 is an example in which the pressure at the time of cleaning is fluctuated (pulsating) while being maintained at a pressure higher than the pressure at the time of solvent vaporization of the liquid raw material S. As a result, it is possible to obtain the effect due to the pressure fluctuation as described above while maintaining the effect of maintaining a high detergency while keeping the solvent in a high humidity state when the pressure is high, and it is possible to obtain a higher detergency effect.
図8は、洗浄時の圧力を、液状原料Sの溶剤気化の際の圧力より低圧に保ったまま、圧力を変動(脈動)させる例である。これにより、低圧にした場合の溶媒の高速噴霧による高い洗浄力を保つ効果を維持しつつ、上述したような圧力変動による効果を得ることができ、さらに高い洗浄効果を得ることができる。 FIG. 8 is an example in which the pressure at the time of washing is fluctuated (pulsating) while being kept at a lower pressure than the pressure at the time of solvent vaporization of the liquid raw material S. As a result, the effect of pressure fluctuation as described above can be obtained while maintaining the effect of maintaining high detergency by high-speed spraying of the solvent when the pressure is lowered, and a higher detergency effect can be obtained.
図9は、洗浄時の圧力を、液状原料Sの溶剤気化の際の圧力を跨ぐように変動(脈動)させる例である。これにより、クリーニング液である溶剤の状態を湿度が高い状態と高速噴霧状態との間で変化させることができるので、圧力変動による効果をより高めることができ、より一層高い洗浄効果を得ることができる。 FIG. 9 is an example in which the pressure at the time of washing is fluctuated (pulsated) so as to straddle the pressure at the time of solvent vaporization of the liquid raw material S. As a result, the state of the solvent as the cleaning liquid can be changed between the high humidity state and the high-speed spraying state, so that the effect due to the pressure fluctuation can be further enhanced and a higher cleaning effect can be obtained. can.
また、洗浄の際の圧力を溶剤気化の際の圧力から変化させる態様としては、図5~9に示す態様を適宜組み合わせたものであってもよい。 Further, as an embodiment in which the pressure at the time of cleaning is changed from the pressure at the time of solvent vaporization, the embodiments shown in FIGS. 5 to 9 may be appropriately combined.
上述したように特許文献1に記載された、固体原料を溶剤に溶解させ溶液として供給し、そのような溶液を気化器にスプレーして溶媒を気化させ、残存した固体原料を昇華させて原料ガスとする技術は知られており、溶液の代わりにスラリーを用いる技術も知られている。このような技術により、固体原料を直接容器に入れて昇華させる場合における固体原料の交換頻度が高いという問題を解決することができる。しかし、このような技術では、長時間運用すると溶液をスプレーするためのノズルに原料が付着または固化する。特に、スラリーは高粘度であり、凝集しやすいため、ノズルの目詰まりが生じやすい。このため、オーバーホール等のメンテナンス周期が短くなってしまう。ゾルも固体原料を溶剤に分散させたものであり、同様な問題が生じる。
As described above, the solid raw material described in
一方、特許文献2には、固体原料を溶解させた溶液をスプレーして容器内で気化させる場合に、容器や、溶液を容器内にスプレーするノズル等に蓄積する残渣をクリーニング液に溶かし、加熱によって残渣とともにクリーニング液を除去する技術が記載されている。しかし、このような手法では、ノズルやバルブ等のデッドスペースに付着または固化した原料(残渣)を十分に除去できない場合がある。スラリーの場合には、同様の問題が生じるとともに、高粘度であるためノズルの目詰まりが発生しやすく、残渣の洗浄がますます難しくなる。ゾルの場合にも同様な問題が生じる。 On the other hand, in Patent Document 2, when a solution in which a solid raw material is dissolved is sprayed and vaporized in a container, a residue accumulated in a container or a nozzle for spraying the solution in the container is dissolved in a cleaning liquid and heated. Describes a technique for removing the cleaning solution along with the residue. However, with such a method, it may not be possible to sufficiently remove the raw material (residue) adhering to or solidified in the dead space such as a nozzle or a valve. In the case of slurries, the same problem arises, and the high viscosity makes it easy for nozzles to become clogged, making it even more difficult to clean the residue. Similar problems occur with sol.
そこで、本実施形態では、気化部の容器内の圧力を、液状原料の溶剤気化の際の圧力から変化させた状態で、洗浄液である溶剤を気化部の容器内に供給することによりノズル等を洗浄する。これにより、洗浄液として供給される溶剤の状態を、溶剤を気化させる際とは異なった状態とすることができ、ノズルやその近傍のバルブに付着または固化する原料(残渣)に溶剤を供給しやすくすることができる。このため、特許文献2のように単にクリーニング液を供給する場合よりも高い洗浄効果が得られる。特に、圧力を変動させることにより、デッドスペース等にも洗浄液である溶剤を供給して洗浄することができ、また残渣に与える衝撃を変化させることにより除去し難い残渣を除去しやすくすることもでき、一層洗浄効果を高めることができる。このように、高い洗浄効果を有するノズルやバルブ等の洗浄処理をインラインで行うことができるので、オーバーホール等のメンテナンス周期を長くすることができ、処理装置のダウンタイムを低減することができる。 Therefore, in the present embodiment, the nozzle or the like is provided by supplying the solvent as the cleaning liquid into the container of the vaporization part in a state where the pressure in the container of the vaporization part is changed from the pressure at the time of solvent vaporization of the liquid raw material. To wash. As a result, the state of the solvent supplied as the cleaning liquid can be changed to a state different from that when the solvent is vaporized, and it is easy to supply the solvent to the raw material (residue) that adheres to or solidifies in the nozzle or the valve in the vicinity thereof. can do. Therefore, a higher cleaning effect can be obtained as compared with the case where the cleaning liquid is simply supplied as in Patent Document 2. In particular, by fluctuating the pressure, it is possible to supply a solvent as a cleaning liquid to a dead space or the like for cleaning, and it is also possible to easily remove a residue that is difficult to remove by changing the impact applied to the residue. , The cleaning effect can be further enhanced. As described above, since the cleaning process of nozzles and valves having a high cleaning effect can be performed in-line, the maintenance cycle such as overhaul can be lengthened, and the downtime of the processing device can be reduced.
圧力調整部50a(50b)のバルブ52a(52b)としては、上述したように、自動圧力制御バルブ(APC)を用いることができる。自動圧力制御バルブ(APC)を用いることにより、洗浄の際の圧力の変化に迅速に対応することができる。また、自動圧力制御バルブ(APC)は、例えば図7~9に示すように圧力を変動させる場合にも容易に圧力を制御することができ、圧力を変動させる場合に特に有効である。
As described above, an automatic pressure control valve (APC) can be used as the
原料供給システム100では、第1の気化部20aと第2の気化部20bの2つの気化部を設けているが、これにより以下のような効果を得ることができる。例えば、図10に示すように、第1の気化部20aで容器21aに貯留されている固体原料を昇華させて原料ガスを処理装置200に供給している間に、第2の気化部20bで洗浄処理を行うことができる。第1の気化部20aで容器21aに貯留されている固体原料を昇華させている間に、第2の気化部20bで液状原料Sから溶剤を気化させることもできる。
In the raw
このように、一方の気化部で固体原料S´を昇華させて処理装置200への原料ガスを供給している間に、他の気化部で洗浄処理や液状原料Sからの溶剤気化処理を行うことにより、原料ガスの処理装置200への供給を止める時間を少なくするまたはなくすことができる。このため、処理のスループットを高くすることができる。
In this way, while the solid raw material S'is sublimated in one vaporizing section and the raw material gas is supplied to the
<他の適用>
以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
<Other applications>
Although the embodiments have been described above, the embodiments disclosed this time should be considered to be exemplary in all respects and not restrictive. The above embodiments may be omitted, replaced or modified in various forms without departing from the scope of the appended claims and their gist.
例えば、上記実施形態では、固体原料を溶液の状態またはスラリーの状態にして輸送し、溶液、スラリー、またはゾルから溶剤を気化部により気化させ、残存した固体原料を昇華させて原料ガスを生成し、処理装置に供給する原料供給システムを示した。しかし、これに限らず、固体原料を溶解または分散させた溶液またはスラリーをノズルから噴霧する装置において、ノズル等を洗浄する場合であれば適用可能である。 For example, in the above embodiment, the solid raw material is transported in the form of a solution or a slurry, the solvent is vaporized from the solution, the slurry, or the sol by the vaporizing unit, and the remaining solid raw material is sublimated to generate a raw material gas. , The raw material supply system to supply to the processing equipment is shown. However, the present invention is not limited to this, and is applicable to a device for spraying a solution or slurry in which a solid raw material is dissolved or dispersed from a nozzle, as long as the nozzle or the like is washed.
また、上記実施形態では、原料供給システムとして気化部を2つ設けた例を示したが、気化部は1つでも、3つ以上でもよい。ただし、気化部を2つ以上設けることにより、1つの気化部を洗浄処理や溶剤の気化処理を行っている間に他の気化部で原料ガスの供給が可能となるため、スループットが向上するという効果が得られる。 Further, in the above embodiment, an example in which two vaporization units are provided as the raw material supply system is shown, but the number of vaporization units may be one or three or more. However, by providing two or more vaporization parts, it is possible to supply the raw material gas to the other vaporization parts while the one vaporization part is being cleaned or the solvent is vaporized, so that the throughput is improved. The effect is obtained.
さらに、上記実施形態では、気化部の容器の原料ガス送出配管に圧力調整部の排気配管を設けたが、排気配管を容器に直接接続してもよい。 Further, in the above embodiment, the exhaust pipe of the pressure adjusting unit is provided in the raw material gas delivery pipe of the container of the vaporization unit, but the exhaust pipe may be directly connected to the container.
10;液状原料供給系
11;原料容器
12;配管群
20a;第1の気化部
20b;第2の気化部
21a,21b;容器
22a,22b;ノズル
30a;第1の加熱部
30b;第2の加熱部
40;原料ガス搬送系
50a;第1の圧力調整部
50b;第2の圧力調整部
60;溶剤供給系
61;溶剤容器
62;配管群
80;制御部
100;原料供給システム
200;処理装置
S;液状原料
10; Liquid raw
Claims (19)
前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力から変化するように調整することと、
洗浄液を前記ノズルに供給して前記ノズルおよび前記ノズルの近傍部分を洗浄することと、
を有する、洗浄方法。 A solution in which a solid raw material is dissolved in a solvent or a slurry or sol in which a solid raw material is dispersed in a solvent is sprayed from a nozzle into a container under reduced pressure, and the solvent is vaporized and removed from the solution or the slurry in the container. It is a cleaning method for cleaning the nozzle and the portion in the vicinity of the nozzle in the device to be used.
Adjusting the pressure inside the container so as to change from the pressure at which the solvent is vaporized,
To clean the nozzle and the vicinity of the nozzle by supplying a cleaning liquid to the nozzle.
A cleaning method.
前記容器内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記ノズルおよび前記ノズルの近傍部分を洗浄する洗浄液を前記ノズルに供給する洗浄液供給部と、
前記洗浄液を前記ノズルに供給する際に、前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力から変化するように前記圧力調整部を制御する制御部と、
を有する、洗浄機構。 A solution in which a solid raw material is dissolved in a solvent or a slurry or sol in which a solid raw material is dispersed in a solvent is sprayed from a nozzle into a container under reduced pressure, and the solvent is vaporized and removed from the solution or the slurry in the container. A cleaning mechanism that cleans the nozzle and the vicinity of the nozzle.
A pressure adjusting unit that adjusts the pressure inside the container,
A cleaning liquid supply unit that supplies a cleaning liquid for cleaning the nozzle and a portion in the vicinity of the nozzle to the nozzle, and a cleaning liquid supply unit.
A control unit that controls the pressure adjusting unit so that the pressure in the container changes from the pressure at which the solvent is vaporized when the cleaning liquid is supplied to the nozzle.
Has a cleaning mechanism.
前記原料供給部から供給された前記溶液または前記スラリーを、ノズルから減圧された容器内に噴霧し、前記容器内で前記溶液または前記スラリーから溶剤を気化させて除去し、前記容器内に前記溶剤が気化した後の前記固体原料を貯留する気化部と、
前記気化部の前記容器内に貯留された固体原料を昇華させて原料ガスとする加熱部と、
前記原料ガスを基板に対して処理を行う処理装置に搬送する原料ガス搬送系と、
前記容器内の圧力を調整する圧力調整部と、
前記ノズルおよび前記ノズルの近傍部分を洗浄する洗浄液を前記ノズルに供給する洗浄液供給部と、
前記洗浄液を前記ノズルに供給する際に、前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力から変化するように前記圧力調整部を制御する制御部と、
を有する、原料供給システム。 A raw material supply unit that supplies a solution in which a solid raw material is dissolved in a solvent or a slurry or sol in which a solid raw material is dispersed in a solvent.
The solution or the slurry supplied from the raw material supply unit is sprayed into a container depressurized from a nozzle, the solvent is vaporized and removed from the solution or the slurry in the container, and the solvent is placed in the container. The vaporization unit that stores the solid raw material after vaporization,
A heating unit that sublimates the solid raw material stored in the container of the vaporization unit into a raw material gas, and a heating unit.
A raw material gas transport system that transports the raw material gas to a processing device that processes the substrate, and
A pressure adjusting unit that adjusts the pressure inside the container,
A cleaning liquid supply unit that supplies a cleaning liquid for cleaning the nozzle and a portion in the vicinity of the nozzle to the nozzle, and a cleaning liquid supply unit.
A control unit that controls the pressure adjusting unit so that the pressure in the container changes from the pressure at which the solvent is vaporized when the cleaning liquid is supplied to the nozzle.
Has a raw material supply system.
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