JP2002336677A - 洗浄機能を有する原料液供給装置 - Google Patents
洗浄機能を有する原料液供給装置Info
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Abstract
いて、原料液や洗浄液に由来する残留物が残りにくい原
料液供給装置を提供する。 【解決手段】原料液供給装置20の原料タンク22には
流れ切換え機構Vcが取付けられる。流れ切換え機構V
cは、原料タンク22の出口ポート管24に接続された
第1ポート33、供給管16に接続された第2ポート3
4、排出管25に接続された第3ポート35を有する。
第1ポート33は共通室38内に配設されたダイアフラ
ム42上の弁体43により、第2及び第3ポート34、
35間の連通を維持した状態で、閉鎖可能となる。供給
管16には洗浄液源55及びパージガス源57が接続さ
れる。供給管16に供給された洗浄液及びパージガスは
第2及び第3ポート34、35から排出管25を介して
排出される。
Description
料液供給装置及びその原料タンクの取外し方法、並びに
原料液供給管の洗浄方法に関し、より具体的には、化学
薬品等の原料液を所定の設備、例えばMOCVD(Meta
l Organic Chemical Vapor Deposition)装置に供給す
るための装置の構造とそのメンテナンス技術に関する。
セス設備においては、ガスパージだけでは残留物の除去
が困難となるような、取扱いが容易でない化学薬品がし
ばしば原料液として使用される。即ち、このような原料
液が通過するマニホルドや蒸発器等の室内は、メンテナ
ンス或いは薬品の交換や変更に際して、単純なサイクル
ガスパージ(ガス加圧と真空排気との繰返し)だけでパ
ージ及び洗浄しようとしても、十分な処理を行うことが
できない。この問題に対応する技術として、対象室内を
良好にパージ及び洗浄するため、ガスパージに加えて、
溶剤を洗浄液として使用する技術が知られている。
4,230には、化学薬品を取扱うマニホルドを溶剤に
よりパージ及び洗浄する装置が開示される。この装置に
おいては、マニホルドに対して同軸状に配設されたノズ
ルを介して溶剤が導入されると共に、残留物の溶解に加
えて機械的な擦り操作が使用される。
CVD用の処理ガス分配装置が開示され、ここで洗浄用
補助装置が使用される。このシステムにおいては、処理
ガス分配装置に対して洗浄液を供給すると共に使用後の
洗浄液を排出するため、傾斜した洗浄液供給管が配設さ
れる。また、メンテナンスのタイミングを自動的に決定
する等のため、処理ガス供給管に光学センサが配設され
る。光学センサは、配管内の堆積物の蓄積状態を検出す
るために使用されると共に、洗浄処理後に配管内に残存
する洗浄液を検出するためにも使用される。
D処理室に気化された原料を供給するための装置及び方
法が開示され、ここでもCVDプロセス中に生じる固体
堆積物の悪影響から原料気化装置を保護するため、洗浄
用補助装置が使用される。例えば、気化装置は、比較的
不揮発性の原料をCVD処理室に供給するため、熱伝導
効率の高い大きな表面積を有するように構成される。こ
のような気化装置がCVDシステムで使用されると、原
料に由来する副生成物が気化部で生成され、詰まりや気
化効率の低下をもたらす。この公報に開示の技術は、気
化装置を洗浄用補助装置により定期的に洗浄することに
より、上述のような問題を解消するものである。
4−27616)には、半導体原料を分配/精製するた
めの装置が開示され、この装置は気密に一体化された容
器及びバルブブロックを具備する。バルブブロックに
は、原料を供給するための第1及び第2ポートと、パー
ジを行うためのパージポートとが配設される。パージポ
ートは、原料の供給等に先立ち、デッドスペースに残留
したガスを第1及び第2ポートやガス流路から除去する
ため、第1及び第2ポートを閉じた状態で開放される。
年3月13日発行)には、薬品を供給するための装置が
開示され、この装置では配管類から薬品をパージするた
めに少なくとも3つのパージ源が使用される。例えば、
3つのパージ源として、真空引き、溶剤、及び不活性ガ
スが使用され、溶剤は不活性ガスの供給に伴って系外に
押出される。
示のシステムを含む、従来のこの種のシステムに共通す
る問題として、処理装置への原料液供給管と原料タンク
との接続部近傍において、パージを行うことが困難なデ
ッドスペースが存在しており、配管パージ後もこのデッ
ドスペース内に原料液や洗浄液、或いはこれ等の半分解
物質が残留しやすいということがある。このような残留
物が、例えば、原料タンクの交換に際して空気に触れる
と、除去が困難な物質を形成して配管を詰まらせる、或
いは処理に対する有害物質を発生させる等の問題をもた
らす。例えば、高誘電体膜の材料として使用されるPE
T(ペンタエトキシタンタル)の場合、これが空気に晒
されると、O2 及びH2 Oと反応してゲル状の物質を形
成する。また、TiCl4 の場合はH2 Oと反応して成
膜レートを低下させるHClを形成する。
てなされたものであり、原料液供給管と原料タンクとの
接続部近傍において、原料液や洗浄液に由来する残留物
が残りにくい、洗浄機能を有する原料液供給装置及び同
装置における原料タンクの取外し方法、並びに原料液供
給管の洗浄方法を提供することを目的とする。
原料液供給装置であって、原料液を収容すると共に、前
記原料液を送出すための出口ポートと、前記原料液圧送
用の加圧ガスを導入するための加圧ポートと、を有する
気密な原料タンクと、前記原料タンクに前記加圧ガスを
供給するため、前記加圧ポートと加圧ガス源とを接続す
る加圧ガス管と、前記出口ポートに取付けられた流れ切
換え機構であって、前記出口ポートに接続された第1ポ
ートと、中間流路を介して互いに接続されると共に前記
第1ポートに接続された第2及び第3ポートと、前記第
2及び第3ポート間の連通を維持した状態で前記第1ポ
ートと前記第2及び第3ポートとの連通を遮断する遮断
状態を形成するための弁体と、を有する流れ切換え機構
と、所定の設備に前記原料液を供給するため、前記第2
ポートと前記設備とを接続する供給管と、前記供給管に
洗浄液を供給するため、前記供給管と洗浄液源とを接続
する洗浄液管と、前記供給管にパージガスを供給するた
め、前記供給管とパージガス源とを接続するパージガス
管と、前記遮断状態において、前記供給管に供給された
前記洗浄液及び前記パージガスを、前記第2ポート、前
記中間流路及び前記第3ポートを通して排出するため、
前記第3ポートに接続された排出管と、を具備すること
を特徴とする。
において、前記第1、第2及び第3ポートは、前記中間
流路の一部として機能する共通室に対して第1、第2及
び第3開口を介して夫々接続され、前記弁体は前記第2
及び第3開口を開放した状態で前記第1開口を閉鎖可能
であることを特徴とする。
において、前記第1ポートは、前記中間流路の一部とし
て機能する共通室に対して第1開口を介して接続され、
前記第2及び第3ポートは前記共通室を介さずに互いに
接続されると共に前記共通室に対して共通開口を介して
接続され、前記弁体は前記共通開口を閉鎖可能であるこ
とを特徴とする。
点のいずれかの装置において、前記弁体は前記共通室の
内壁の一部を形成するダイアフラムまたはベローズによ
り支持されることを特徴とする。
点のいずれかの装置において、前記排出管に真空排気部
が接続されることを特徴とする。
点のいずれかの装置において、前記第2ポートの近傍で
前記供給管に第1取付けバルブが配設され、前記第3ポ
ートの近傍で前記排出管に第2取付けバルブが配設さ
れ、前記流れ切換え機構は、前記第1及び第2取付けバ
ルブから取外し可能であることを特徴とする。
液供給装置の原料タンクの取外し方法であって、前記排
出管或いは前記原料タンクを減圧した後、これにより生
じた圧力差を利用して前記供給管内に残存する前記原料
液を前記排出管或いは前記原料タンクに排出する残存液
排出工程と、前記残存液排出工程後、前記遮断状態を形
成すると共に、前記排出管を閉鎖した状態において、前
記洗浄液管から前記供給管内に前記洗浄液を供給するこ
とにより、前記供給管、前記第2ポート、前記中間流路
及び前記第3ポート内を前記洗浄液で満たし、その後、
前記排出管を開放して、前記洗浄液を前記排出管に排出
する洗浄工程と、前記洗浄工程後、前記遮断状態を形成
すると共に、前記排出管を閉鎖した状態において、前記
パージガス管から前記供給管内に前記パージガスを供給
することにより、前記供給管、前記第2ポート、前記中
間流路及び前記第3ポート内を前記パージガスで満た
し、その後、前記排出管を開放して、前記パージガスを
前記排出管に排出するガスパージ工程と、前記パージ工
程後、前記流れ切換え機構を前記第1及び第2取付けバ
ルブから取外すことにより、前記流れ切換え機構と共に
前記原料タンクを前記原料液供給装置から取外す取外し
工程と、を具備することを特徴とする。
において、前記取外し工程後、前記第1及び第2取付け
バルブを介して前記供給管及び前記排出管を接続すると
共に、前記パージガス管から前記供給管を通して前記排
出管に前記パージガスを流す工程を更に具備することを
特徴とする。
視点の方法において、前記洗浄工程において、前記供給
管内に前記洗浄液を供給する供給操作と、前記供給管内
に前記パージガスを供給することにより前記洗浄液を前
記排出管に排出する排出操作とを繰返すことを特徴とす
る。
法において、前記排出操作において、前記排出管を閉鎖
した状態で前記パージガスを供給して前記供給管内を
0.1〜1MPaに加圧した後、前記排出管を開放する
ことを特徴とする。
料液を供給するため、原料タンクと前記設備とを接続す
る供給管の対象部分を洗浄する方法であって、前記対象
部分の両端部を選択的に閉鎖できるように、前記両端部
の一方及び他方に夫々第1及び第2バルブを配設し、ま
た、前記対象部分の一方の側に、洗浄液及びパージガス
を夫々供給するための洗浄液源及びパージガス源を、夫
々洗浄液バルブ及びパージガスバルブを介して接続し、
更に、前記対象部分の他方の側に、廃液を回収するため
の廃棄タンクを、廃棄バルブを介して接続した状態を形
成する準備工程と、前記準備工程後、前記対象部分内に
残存する前記原料液を前記原料タンク或いは前記廃棄タ
ンクに排出する残存液排出工程と、前記残存液排出工程
後、前記廃棄バルブを閉鎖した状態で前記対象部分内に
前記洗浄液を供給する供給操作と、前記廃棄バルブを開
放した状態で前記パージガスを供給しながら前記洗浄液
を前記廃棄タンクへ排出する排出操作とを繰返す洗浄工
程と、前記洗浄工程後、前記対象部分内を前記パージガ
スによりガスパージするガスパージ工程と、を具備する
ことを特徴とする。
方法において、前記第1及び第2バルブの一方は、前記
原料タンクに接続された第1ポートと、中間流路を介し
て互いに接続されると共に前記第1ポートに接続された
第2及び第3ポートと、前記第2及び第3ポート間の連
通を維持した状態で前記第1ポートと前記第2及び第3
ポートとの連通を遮断する遮断状態を形成するための弁
体と、を有する流れ切換え機構を具備し、前記第2ポー
トは前記対象部分を介して前記設備と接続され、前記第
3ポートは前記洗浄液源及び前記パージガス源または前
記廃棄タンクへ接続されること特徴とする。
方法において、前記第1、第2及び第3ポートは、前記
中間流路の一部として機能する共通室に対して第1、第
2及び第3開口を介して夫々接続され、前記弁体は前記
第2及び第3開口を開放した状態で前記第1開口を閉鎖
可能であることを特徴とする。
3の視点のいずれかの方法において、前記排出操作にお
いて、前記排気バルブを閉鎖した状態で、前記パージガ
スを供給して前記対象部分内を0.1〜1MPaに加圧
した後、前記排気バルブを開放することを特徴とする。
4の視点のいずれかの方法において、前記洗浄工程は、
前記パージガスバルブ、前記第1及び第2バルブ、及び
前記廃棄バルブを閉鎖した状態で、前記洗浄液バルブを
開放し、前記洗浄液源から前記対象部分へ前記洗浄液を
供給する洗浄液供給工程と、前記洗浄液供給工程後、前
記洗浄液バルブ、前記第1及び第2バルブ、及び前記廃
棄バルブを閉鎖した状態で、前記パージガスバルブを開
放し、前記パージガス源から前記対象部分へ前記パージ
ガスを供給することにより前記対象部分内を0.1〜1
MPaに加圧する加圧工程と、前記加圧工程後、前記洗
浄液バルブ及び前記第1及び第2バルブを閉鎖する一
方、前記パージガスバルブを開放した状態で、前記廃棄
バルブを開放し、前記パージガスを供給しながら前記洗
浄液を前記廃棄タンクへ排出する排出工程と、を具備す
ることを特徴とする。
5の視点のいずれかの方法において、前記洗浄工程にお
いて、前記対象部分へ前記洗浄液を供給するのに先立っ
て前記対象部分内を減圧状態とすること特徴とする。
6の視点のいずれかの方法において、前記洗浄工程にお
いて、前記対象部分へ前記洗浄液を0.1〜1MPaに
加圧して供給すること特徴とする。
の発明が含まれており、開示される複数の構成要件にお
ける適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得
る。例えば、実施の形態に示される全構成要件から幾つ
かの構成要件が省略されることで発明が抽出された場
合、その抽出された発明を実施する場合には省略部分が
周知慣用技術で適宜補われるものである。
て図面を参照して説明する。なお、以下の説明におい
て、略同一の機能及び構成を有する構成要素について
は、同一符号を付し、重複説明は必要な場合にのみ行
う。
給装置を組込んだ、酸化タンタル(Ta2 O5 )膜のM
OCVDシステムを概略的に示す配管図である。即ち、
このシステムはMOCVD装置10と原料液供給装置2
0とを具備する。
支持すると共に加熱するためのサセプタ13が内部に配
設された気密な処理室12を含む。処理室12には、こ
の内部を排気すると共に真空に設定するための真空排気
部14が接続される。処理室12にはまた、タンタルの
原料液であるPET(ペンタエトキシタンタル:Ta
(OC2 H5 )5 )を供給するための供給管16と、酸
化剤であるO2 等を供給するための供給管18とが接続
される。供給管16は本発明の実施の形態に係る原料液
供給装置20に接続され、一方、供給管18はO2 源1
9に接続される。処理室12の直前で供給管16上に
は、PETを気化させるための蒸発器17が配設され
る。
Tを収容する気密な原料タンク22を含む。原料タンク
22には、原料液を送出すための出口ポート管24と、
原料液圧送用の加圧ガスを導入するための加圧ポート管
26とが配設される。加圧ポート管26はバルブVpが
配設された加圧ガス管27を介してヘリウム等の不活性
ガスを供給するための加圧ガス源28に接続される。一
方、出口ポート管24には流れ切換え機構Vc(第1バ
ルブ)が接続される。
の内部構造を概略的に示す縦断面図及び横断面図であ
る。図示の如く、流れ切換え機構Vcは、気密なケーシ
ング32内に形成された第1、第2及び第3ポート3
3、34、35と、これ等を互いに接続する中間流路3
6とを含む。中間流路36の一部として共通室38が形
成され、第1、第2及び第3ポート33、34、35
は、共通室38に対して夫々第1、第2及び第3開口3
3a、34a、35aを介して接続される。
り規定され、ダイアフラム42の中央は第1ポート33
の第1開口33aを開閉するための弁体43として構成
される。ダイアフラム42はその上部に配設されたスピ
ンドル(図示せず)により上下に駆動され、弁体43は
ダイアフラム42の上下動に伴って開閉駆動される。弁
体43は、第2及び第3開口34a、35aを開放した
ままで第1開口33aの開放(図2(a)中の一点鎖線
の位置)及び閉鎖(図2(a)中の実線の位置)を行
う。即ち、弁体43が図2(a)中の実線の位置にあ
り、第1ポート33と第2及び第3ポート34、35と
の連通が遮断された状態(閉鎖状態=遮断状態)におい
ても、第2及び第3ポート34、35は共通室38を介
して互いに連通する。
PRO社、DFシリーズ、マルチバルブマニホルド、6L
V-F5V(商品名)または(株)フジキン、メガ1シリー
ズ、ダイレクトダイヤフラムバルブ、FUDDFTRO-71G(商
品名)を使用することができる。
ポート管24が接続される。第2ポート34には原料液
であるPETを供給するための供給管16の上流部16
aが接続される。第3ポート35には供給管16内の流
体を排出するための排出管25が接続される。第2ポー
ト34の近傍で供給管上流部16aにバルブV4が配設
され、第3ポート35の近傍で排出管25にバルブV5
が配設される。流れ切換え機構VcをバルブV4、V5
に対して着脱可能に取付けるように、第2及び第3ポー
ト34、35に夫々フランジFc1、Fc2が配設さ
れ、バルブV4、V5に夫々フランジF4、F5が配設
される。
介して供給管下流部16bに接続される。マニホルド5
2には、PETに由来する残留物を溶解するアルコール
類、ケトン類、エーテル類等の適当な溶剤、即ち洗浄液
を供給するための洗浄液源55が洗浄液管54を介して
接続される。マニホルド52にはまた、窒素等の不活性
ガスを供給するためのパージガス源57がパージガス管
56を介して接続される。管54、56、16bに対応
して、マニホルド52にバルブV1、V2、V3(V
3:第2バルブ)が夫々配設される。
めの廃棄タンク62と、排出管25内を減圧排気する真
空排気部63とが接続される。廃棄タンク62には2つ
のポート管64、66が配設され、両ポート管64、6
6はバイパス管65により接続される。排出管25及び
真空排気部63はバイパス管65の両端部に夫々接続さ
れる。管64、65、66には、夫々バルブV7、V
8、V9が配設される。
いて行う、本発明の実施の形態に係る原料液供給管の洗
浄及び原料タンクの取外し方法について説明する。図3
は同方法を使用した原料タンクの交換方法のシーケンス
を示すフローチャートである。
4、V3を開放する一方、他のバルブを全て閉鎖する。
この状態で、加圧ポート管26から原料タンク22内に
加圧ガスを導入することにより、出口ポート管24から
原料液を送出し、供給管16を介してMOCVD装置1
0に原料液であるPETを供給する。
由で原料タンク22取外す場合、以下のような手順で作
業を進める。なお、以下の説明において、全てのバルブ
は最初に上述の通常の処理中に設定された状態(バルブ
Vp、Vc、V4、V3が開放状態で、他のバルブが全
て閉鎖状態)にあるものとする。
する(工程S1)。この工程においては、先ず、バルブ
V9、V7を開放する一方、バルブV3、Vcを閉鎖し
(ちなみにバルブV5も閉鎖状態)、真空排気部63に
より廃棄タンク62及び排出管25を減圧する。次に、
バルブV5を開放し、上記減圧操作により生じた供給管
上流部16aと廃棄タンク62及び排出管25との間の
圧力差を利用して、供給管上流部16a内に残存する原
料液を排出管25を介して廃棄タンク62に回収する。
必要であれば、この操作を、供給管上流部16a内の原
料液の回収が完了するまで繰返す。
要な、廃棄タンク62及び排出管25の減圧操作は、予
め通常の処理中に行うこともできるし、或いはこれ等を
原料タンク22の取外し作業時以外は常に減圧に維持し
ておくこともできる。また、原料液を回収する際、バル
ブV2、V5の開閉を繰返し、パージガス源57から供
給されるパージガスを原料液の回収に利用することもで
きる。
22に原料液を回収することもできる。この場合、先
ず、原料タンク22を適当な手段で減圧し、次に、Vc
を開放することにより、供給管上流部16aと原料タン
ク22との間の圧力差を利用して、原料液を原料タンク
22に回収する。原料タンク22を減圧するための構造
としては、例えば、加圧ガス管27にバルブ付のベント
管を接続する、或いは真空排気部を接続する等(図示せ
ず)を採用することができる。
浄する(工程S2)。この工程においては、先ず、バル
ブV1を開放する一方、バルブV5を閉鎖し(ちなみに
バルブV2、V3、Vcも閉鎖状態)、洗浄液源55か
ら供給される洗浄液で、供給管上流部16a、並びに流
れ切換え機構Vcの第2及び第3ポート34、35及び
共通室38を満たす。この状態を、PETに由来する残
留物を溶解するための適当な時間、例えば、30秒間維
持する。次に、バルブV1を閉鎖する一方、バルブV
2、V5を開放し、パージガス源57から供給されるパ
ージガスを利用し、使用後の洗浄液を排出管25を介し
て廃棄タンク62に回収する。この操作を、流れ切換え
機構Vcの第2及び第3ポート34、35及び共通室3
8内の残留物が完全に洗浄除去されるまで繰返す。
する(工程S3)。この工程においては、先ず、バルブ
V2を開放する一方、バルブV5を閉鎖し(ちなみにバ
ルブV1、V3、Vcも閉鎖状態)、パージガス源57
から供給されるパージガスで、供給管上流部16a、並
びに流れ切換え機構Vcの第2及び第3ポート34、3
5及び共通室38を満たす。次に、バルブV2を閉鎖し
た後、バルブV5を開放し、パージガスを排出管25を
介して排出する。この操作を、流れ切換え機構Vcの第
2及び第3ポート34、35及び共通室38内に残る洗
浄液の痕跡がなくなるまで繰返す。
4)。この工程においては、先ず、バルブV2を開放し
てパージガス源57から供給されるパージガスを供給管
上流部16a内に流しながら、バルブV4、V5を閉鎖
する。次に、バルブV4、V5のフランジF4、F5と
流れ切換え機構VcのフランジFc1、Fc2との接続
を解除し、原料タンク22を、流れ切換え機構Vcと共
にバルブV4、V5から、即ち原料液供給装置20から
取外す。
2を取外したままとする場合は(工程S5、「N
O」)、バルブV4、V5を直接或いは接続ユニットを
介して接続することが望ましい。そして、バルブV2、
V4、V5、V8を開放する一方、バルブV7、V9を
閉鎖し、パージガス源57から供給されるパージガスに
より供給管上流部16a内をアイドルパージ状態に維持
する(工程S6)。これにより、原料タンク22の取外
し中、供給管上流部16a内に空気が侵入するのを防ぐ
ことができる。一方、原料タンク22の取外し時に、既
に、専用の流れ切換え機構Vcを備えた新たな原料タン
ク22が準備できている場合は、直ぐに原料タンクの交
換を行う(工程S5、「YES」)。
5を閉鎖した状態で、バルブV4、V5間に取付ける
(工程S7)。次に、流れ切換え機構Vcを閉鎖したま
まバルブV5を開放し、取付け作業中にバルブV4、V
5間に紛れ込んだ空気を排出管25を介して排出する
(工程S8)。そして、MOCVD装置10側からの要
請に応じて、新たな原料タンク22からMOCVD装置
10にPETを供給する通常の処理に移行する。通常の
処理に移行する前に、必要に応じて、供給管上流部16
a内の洗浄/排出/パージ/真空排気を更に行うことが
できる。
にそのバルブに関しては機能的な表示を行っている。従
って、これ等のバルブは特定のタイプのものに限られる
ものではない。例えば、流れ切換え機構VcにバルブV
4、V5の機能を具備させることができる。また、他の
配管部分についても、図4及び図5図示のように変更す
ることができる。
液供給装置を概略的に示す配管図である。この実施の形
態に係る装置は、洗浄液源55及びパージガス源57を
供給管16に接続するため、マニホルド52を使用して
いない点が図1図示の装置と異なる。即ち、洗浄液管5
4及びパージガス管56は、通常の2方バルブV1、V
2を介して、供給管16に接続される。
原料液供給装置を概略的に示す配管図である。この実施
の形態に係る装置は、洗浄液源55及びパージガス源5
7を供給管16に接続するため、マニホルド52に代
え、2つの3方バルブV11、V13(V13:第2バ
ルブ)を使用している点が図1図示の装置と異なる。即
ち、洗浄液管54及びパージガス管56は3方バルブV
11の2つのポートを介して互いに接続される。3方バ
ルブV11の残りの1つのポートはバルブ12を介して
3方バルブV13の1つのポートに接続される。3方バ
ルブV13の残りの2つのポートは供給管上流部16a
と供給管下流部16bとを接続するために使用される。
なお、3方バルブV11、V13として、図2(a)、
(b)図示のような流れ切換え機構Vcを使用すること
ができる。
流れ切換え機構Vcの変更例を示す縦断面図である。こ
の実施の形態に係る機構は、ダイアフラム42に代えて
ベローズ45が使用される点が図2図示の機構と異な
る。即ち、原料タンク22に接続される第1ポート33
の第1開口33aを開閉するための弁体43がベローズ
45の先端に取付けられる。弁体43はベローズ45の
伸縮動に伴って第1ポート33に対して開閉駆動され
る。
施の形態に係る流れ切換え機構Vcの別の変更例を示す
縦断面図及び横断面図である。この実施の形態に係る機
構において、原料タンク22に接続される第1ポート3
3は、中間流路46の一部として機能する共通室48に
対して第1開口33aを介して接続される。供給管16
及び排出管25に夫々接続される第2及び第3ポート3
4、35は共通室48を介さずに互いに接続されると共
に共通室48に対して共通開口46aを介して接続され
る。弁体43は共通開口46aを閉鎖することにより、
第1ポート33と第2及び第3ポート34、35との連
通を遮断する(閉鎖状態=遮断状態)。なお、この場合
も、弁体43を駆動するため、ダイアフラム42に代え
てベローズを使用することができる。
原料液供給装置を概略的に示す配管図である。この実施
の形態に係る装置は、図5図示の装置と殆ど同じ構造を
有するが、洗浄液源55がガス圧送型である点が明示さ
れる。また、バルブV2とパージガス源57との間でパ
ージガス管56にガス流量を制御するためのニードルバ
ルブNVが配設される。また、3方バルブV11、V1
3として、図2(a)、(b)図示のような流れ切換え
機構が使用される。
るPETを洗浄するエタノールを収容する気密な洗浄液
タンク72を含む。洗浄液タンク72には、原料液を送
出すための出口ポート管74と、原料液圧送用の加圧ガ
スを導入するための加圧ポート管76とが配設される。
加圧ポート管76はバルブVS1が配設された加圧ガス
管77を介してヘリウム等の不活性ガスを供給するため
の加圧ガス源78に接続される。一方、出口ポート管7
4はバルブVS2を介して洗浄液管54に接続される。
行う、本発明の更に別の実施の形態に係る原料液供給管
の洗浄方法について説明する。図10は同方法のシーケ
ンスを示すフローチャートである。ここで、洗浄対象部
分は、供給管上流部16a及びバルブVc、V4、V
5、V12、V13となる。
行う(工程S11)。本実施の形態においては、洗浄を
実施する上で必要な準備品として、対象部分である供給
管上流部16aの両端部を選択的に閉鎖できるように、
夫々バルブVc、V13(第1及び第2バルブ)が配設
される。また、対象部分である供給管上流部16aの一
方の側に、洗浄液及びパージガスを夫々供給するための
洗浄液源55及びパージガス源57が、夫々洗浄液バル
ブV11及びパージガスバルブV2を介して接続され
る。更に、対象部分である供給管上流部16aの他方の
側に、廃液を回収するための廃棄タンク62が廃棄バル
ブV5を介して接続される。これ等の準備品は、本実施
の形態において、装置設置時に既に原料液供給装置に組
込まれている。しかし、洗浄液源55、パージガス源5
7、及び廃棄タンク62等は洗浄時にのみ洗浄対象部分
に接続するようにしてもよい。
管16を洗浄する場合、以下のような手順で作業を進め
る。ここで、初期設定として、全てのバルブを閉鎖状態
とした上で、バルブVS1、VS2を開放し、且つバル
ブNVを大気圧下で10〜100L/minの流量とな
るように設定したものとする。
状態とは、図2(a)中に実線で示すように、第2及び
第3ポート34、35間の連通を維持した状態で、第2
及び第3ポート34、35に対して第1ポート33を閉
鎖した状態を意味する。従って、閉鎖されたバルブV1
1は、供給管上流部16aに対して、パージガス源57
へのラインが連通した状態で、洗浄液源55へのライン
が閉鎖した状態となる。また、閉鎖されたバルブV13
は、供給管上流部16aに対して、洗浄液源55及びパ
ージガス源57へのラインが連通した状態で、MOCV
D装置10へのラインが閉鎖した状態となる。また、閉
鎖されたバルブVcは、供給管上流部16aに対して、
廃棄タンク62へのラインが連通した状態で、原料タン
ク22へのラインが閉鎖した状態となる。
排出する(工程S12)。この工程においては、バルブ
をV9、V7、V2、V12、V4、V5の順で開放
し、洗浄対象部分である供給管上流部16aに対して、
パージガス源57からパージガスを供給する一方、真空
排気部63により真空引きを行う。これにより、パージ
ガスを利用して供給管上流部16a内に残存する原料液
を、排出管25を介して廃棄タンク62に回収する。
63により廃棄タンク62及び排出管25を予め減圧
し、供給管上流部16aと廃棄タンク62及び排出管2
5との間の圧力差を利用して原料液を回収することもで
きる。
22に原料液を回収することもできる。この場合、先
ず、原料タンク22を適当な手段で減圧し、次に、Vc
を開放することにより、供給管上流部16aと原料タン
ク22との間の圧力差を利用して、原料液を原料タンク
22に回収する。原料タンク22を減圧するための構造
としては、例えば、加圧ガス管27にバルブ付のベント
管を接続する、或いは真空排気部を接続する等(図示せ
ず)を採用することができる。
13)。この工程においては、上記工程S12の状態か
ら、真空排気部63を作動させたまま、バルブV2のみ
を閉鎖し、この状態で1〜100秒放置する。このよう
にして、真空排気部63により、供給管上流部16a内
を1〜30kPa、望ましくは洗浄液の常温での蒸気圧
(エタノールの場合、20℃で5.8kPa)程度まで
減圧する。
(工程S14)。この工程においては、上記工程S13
の状態から、バルブV5を閉鎖する一方、バルブV11
を開放し、供給管上流部16aへ洗浄液源55から洗浄
液を供給する。なお、この際、必要に応じて、加圧ガス
源78からの不活性ガスにより、洗浄液を0.1〜1M
Pa、望ましくは0.3〜0.7MPaに加圧して供給
することができる。供給管上流部16a内を減圧するこ
と及び更に必要に応じて洗浄液を加圧することにより、
洗浄液は供給管上流部16a内へ勢いよく流れ込み、そ
の機械的な摩擦作用により、管16a内面に付着する付
着物を削り取ることができる。
状態とする(工程S15)。この工程においては、上記
工程S14でバルブV11を開放した後、1〜10秒経
過後にバルブV11を閉鎖して放置する。このようにし
て、洗浄液源55から供給される洗浄液で、供給管上流
部16a等を満たした状態とする。この状態を、PET
に由来する残留物を溶解するための適当な時間、1〜1
00秒、例えば、30秒間維持する。
16)。この工程においては、上記工程S15の状態か
ら、バルブV2を開放し、供給管上流部16aに対し
て、パージガス源57からパージガスを供給する。この
ようにして、パージガスにより供給管上流部16a内を
0.1〜1MPa、望ましくは0.5〜1MPaまで加
圧する。この圧力は、洗浄液の逆流を防ぐため、洗浄液
の圧力よりも高いことが望ましい。
(工程S17)。この工程においては、上記工程S16
の状態から、バルブV5を開放し、供給管上流部16a
内の使用後の洗浄液を、排出管25を介して廃棄タンク
62に回収する。なお、この際、必要に応じて、真空排
気部63により廃棄タンク62及び排出管25を1〜3
0kPa、望ましくは洗浄液の常温での蒸気圧程度に減
圧しておくことができる。供給管上流部16a内の洗浄
液を加圧する及び更に必要に応じて廃棄タンク62側を
減圧しておくことにより、洗浄液は供給管上流部16a
から勢いよく流れ出し、その機械的な摩擦作用により、
管16a内面に付着する付着物を削り取ることができ
る。
S18)。上述の工程S13〜S17は、共通室38内
の残留物が完全に洗浄除去されるまで、例えば3〜10
0回、望ましくは5〜20回繰返す。即ち、本実施の形
態においては、洗浄対象部分である供給管上流部16a
に対する洗浄液及びパージガスの供給や真空排気等から
なる処理をバッチ処理として繰返して行う。しかも、そ
の際、上述の如く、洗浄液の供給及び排出に圧力を加
え、洗浄液に機械的な作用を持たせる。これにより、本
実施の形態によれば、少ない量の洗浄液で効果的な洗浄
を行うことができるようになる。
(工程S19)。この工程においては、上述の工程S1
7の状態から、バルブV5、V7、V9を閉鎖し、パー
ジガス源57から供給されるパージガスで、供給管上流
部16a等を満たした状態とする。次に、バルブV2を
閉じた後、バルブV5、V8を開放し、パージガスを排
出管25を介して排出する。この操作を、供給管上流部
16a内に残る洗浄液の痕跡がなくなるまで繰返す。
外し、新たな原料タンクと交換することができる。な
お、この際の操作は、前述の工程S4〜S8を参照して
述べたものと実質的に同じであるから、説明を省略す
る。
て洗浄処理の実験を行った。但し、この実験において、
図8図示の廃棄タンク62側の構成に代えて、図9図示
のサンプリング部を用いた。図9図示の如く、この交換
可能なサンプリング部82は、排気管25から分岐した
ポート管86に接続されたサンプリングボトル84を具
備する。排気管25にはバルブVA1が配設され、ポー
ト管86にはバルブVA2及びニードルバルブVA3が
配設される。
6aは、外径6.35mm、肉厚1mmで且つ内面を電
解研磨処理した、長さ1000mmのステンレス鋼(S
S316L)とした。原料液は純度99.9999%の
PET、洗浄液はエタノール、パージガスは高純度N2
ガス、原料液加圧ガスは高純度へリウムとした。
ッチ処理)として、先ず、上記工程S11、S12に従
って、装置のセッティング及び管部分16a内の残存P
ETの排出を行った。次に、真空排気部63により、管
部分16a内を6.5kPaまで減圧した(工程S1
3)。次に、管部分16a内にエタノールを0.3MP
aに加圧して供給した後(工程S14)、5秒間放置し
た(工程S15)。次に、N2 ガスにより管部分16a
内を0.6MPaまで加圧した(工程S16)。次に、
バルブV5、VA2、VA3(図8及び図9参照)を開
放し(工程S17)、加圧されたエタノールをサンプリ
ングボトル84(図9参照)に回収した。このような工
程S13〜S17のサイクルを10回繰返した。各サイ
クルにおいて、回収したエタノール20cm3 中のTa
濃度をICP−MS(高周波誘導結合プラズマ質量分析
計)により分析した。
記工程S11、S12に従って、装置のセッティング及
び管部分16a内の残存PETの排出を行った。次に、
管部分16a内にエタノールを0.3MPaに加圧して
供給し、バルブVA3を調節することにより、管部分1
6a内に20cm3 /minの流量で連続するエタノー
ル流を形成した。管部分16aから排出されるエタノー
ルを、バルブVA3(図9参照)の出口で、1分毎にボ
トル84を交換しながら回収した。各ボトル84毎に、
回収したエタノール20cm3 中のTa濃度をICP−
MSにより分析した。
り、横軸はエタノールの積算消費量(cm3 )、縦軸は
Taの濃度(ppm)を示す。図3において、記号
「○」及び「×」は、夫々実施例EB(バッチ処理)及
び比較例EC(連続処理)の実験結果を示す。図3図示
の如く、実施例EBの場合、比較例ECに比べて、エタ
ノールの積算消費量に対するTaの濃度の減少が急激と
なる。即ち、実施例EBの場合、比較例ECに比べて、
少ない量の洗浄液で効果的な洗浄を行うことができるこ
とが分かる。
実施の形態に係る原料液供給装置を概略的に示す配管図
である。これ等の実施の形態に係る装置は、図8図示の
装置の変更例に相当するもので、これ等の装置の洗浄
は、上述の工程S11〜S19に従って行うことができ
る。
すのが不適当な構成部材Com1、例えば、液体MFC
(マスフローコントローラ)、オリフィス、ニードルバ
ルブ、逆止バルブ、圧力制御器、フィルタ、が洗浄対象
となる配管部からバイパスできるように予め設計され
る。なお、バルブや圧力センサ等の構成部材Com2
は、洗浄対象となる配管部と共に洗浄される。
が3つの異なる処理設備に向かう管161、162、1
63に枝別れする。各管161、162、163には、
図8図示の装置に準じる態様で、互いに共通の洗浄液源
55及びパージガス源57が接続される。管161、1
62、163は、上述の工程S11〜S19に従って一
緒に或いは個別に洗浄される。
設備10に対して2つの原料タンク22、222が管1
6a、216を介して置換使用可能に配設される(デュ
アルタンク構成)。追加配設された管216には、図8
図示の装置に準じる態様で、原料タンク22と共通の洗
浄液源55及びパージガス源57が接続される。管16
a、216は、上述の工程S11〜S19に従って交代
で洗浄される。
22に対して原料液補充用タンク322が管316を介
して接続される。追加配設された管316には、図8図
示の装置に準じる態様で、原料タンク22と共通の洗浄
液源55及びパージガス源57が接続される。管16
a、316は、上述の工程S11〜S19に従って一緒
或いは交代で洗浄される。
液を使用するため、第2の洗浄液源455と第2の廃棄
タンク462とが追加配設される。この場合、上述の工
程S13〜S17に従って、各洗浄液に対して、バッチ
式の洗浄処理を行うことができる。
業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るも
のであり、それら変更例及び修正例についても本発明の
範囲に属するものと了解される。
原料液供給管と原料タンクとの接続部近傍において、原
料液や洗浄液に由来する残留物が残りにくい、洗浄機能
を有する原料液供給装置及び同装置における原料タンク
の取外し方法、並びに原料液供給管の洗浄方法を提供す
ることができる。
込んだ、酸化タンタル膜のMOCVDシステムを概略的
に示す配管図。
造を概略的に示す縦断面図及び横断面図。
及び原料タンクの取外し方法を使用した原料タンクの交
換方法のシーケンスを示すフローチャート。
を概略的に示す配管図。
装置を概略的に示す配管図。
切換え機構の変更例を示す縦断面図。
に係る流れ切換え機構の別の変更例を示す縦断面図及び
横断面図。
装置を概略的に示す配管図。
廃棄タンク側の構成に代えて組込まれたサンプリング部
の構成を示す配管図。
給管の洗浄方法のシーケンスを示すフローチャート。
チ処理)と比較例EC(連続処理)との洗浄効果を比較
した実験の結果を示すグラフ。
給装置を概略的に示す配管図。
給装置を概略的に示す配管図。
給装置を概略的に示す配管図。
給装置を概略的に示す配管図。
給装置を概略的に示す配管図。
Claims (17)
- 【請求項1】原料液を収容すると共に、前記原料液を送
出すための出口ポートと、前記原料液圧送用の加圧ガス
を導入するための加圧ポートと、を有する気密な原料タ
ンクと、 前記原料タンクに前記加圧ガスを供給するため、前記加
圧ポートと加圧ガス源とを接続する加圧ガス管と、 前記出口ポートに取付けられた流れ切換え機構であっ
て、前記出口ポートに接続された第1ポートと、中間流
路を介して互いに接続されると共に前記第1ポートに接
続された第2及び第3ポートと、前記第2及び第3ポー
ト間の連通を維持した状態で前記第1ポートと前記第2
及び第3ポートとの連通を遮断する遮断状態を形成する
ための弁体と、を有する流れ切換え機構と、 所定の設備に前記原料液を供給するため、前記第2ポー
トと前記設備とを接続する供給管と、 前記供給管に洗浄液を供給するため、前記供給管と洗浄
液源とを接続する洗浄液管と、 前記供給管にパージガスを供給するため、前記供給管と
パージガス源とを接続するパージガス管と、 前記遮断状態において、前記供給管に供給された前記洗
浄液及び前記パージガスを、前記第2ポート、前記中間
流路及び前記第3ポートを通して排出するため、前記第
3ポートに接続された排出管と、を具備することを特徴
とする原料液供給装置。 - 【請求項2】前記第1、第2及び第3ポートは、前記中
間流路の一部として機能する共通室に対して第1、第2
及び第3開口を介して夫々接続され、前記弁体は前記第
2及び第3開口を開放した状態で前記第1開口を閉鎖可
能であることを特徴とする請求項1に記載の原料液供給
装置。 - 【請求項3】前記第1ポートは、前記中間流路の一部と
して機能する共通室に対して第1開口を介して接続さ
れ、前記第2及び第3ポートは前記共通室を介さずに互
いに接続されると共に前記共通室に対して共通開口を介
して接続され、前記弁体は前記共通開口を閉鎖可能であ
ることを特徴とする請求項1に記載の原料液供給装置。 - 【請求項4】前記弁体は前記共通室の内壁の一部を形成
するダイアフラムまたはベローズにより支持されること
を特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の原料液
供給装置。 - 【請求項5】前記排出管に真空排気部が接続されること
を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の原料液
供給装置。 - 【請求項6】前記第2ポートの近傍で前記供給管に第1
取付けバルブが配設され、前記第3ポートの近傍で前記
排出管に第2取付けバルブが配設され、前記流れ切換え
機構は、前記第1及び第2取付けバルブから取外し可能
であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記
載の原料液供給装置。 - 【請求項7】請求項6に記載の原料液供給装置の原料タ
ンクの取外し方法であって、 前記排出管或いは前記原料タンクを減圧した後、これに
より生じた圧力差を利用して前記供給管内に残存する前
記原料液を前記排出管或いは前記原料タンクに排出する
残存液排出工程と、 前記残存液排出工程後、前記遮断状態を形成すると共
に、前記排出管を閉鎖した状態において、前記洗浄液管
から前記供給管内に前記洗浄液を供給することにより、
前記供給管、前記第2ポート、前記中間流路及び前記第
3ポート内を前記洗浄液で満たし、その後、前記排出管
を開放して、前記洗浄液を前記排出管に排出する洗浄工
程と、 前記洗浄工程後、前記遮断状態を形成すると共に、前記
排出管を閉鎖した状態において、前記パージガス管から
前記供給管内に前記パージガスを供給することにより、
前記供給管、前記第2ポート、前記中間流路及び前記第
3ポート内を前記パージガスで満たし、その後、前記排
出管を開放して、前記パージガスを前記排出管に排出す
るガスパージ工程と、 前記パージ工程後、前記流れ切換え機構を前記第1及び
第2取付けバルブから取外すことにより、前記流れ切換
え機構と共に前記原料タンクを前記原料液供給装置から
取外す取外し工程と、を具備することを特徴とする原料
液供給装置の原料タンクの取外し方法。 - 【請求項8】前記取外し工程後、前記第1及び第2取付
けバルブを介して前記供給管及び前記排出管を接続する
と共に、前記パージガス管から前記供給管を通して前記
排出管に前記パージガスを流す工程を更に具備すること
を特徴とする請求項7に記載の原料液供給装置の原料タ
ンクの取外し方法。 - 【請求項9】前記洗浄工程において、前記供給管内に前
記洗浄液を供給する供給操作と、前記供給管内に前記パ
ージガスを供給することにより前記洗浄液を前記排出管
に排出する排出操作とを繰返すことを特徴とする請求項
7または8に記載の原料液供給装置の原料タンクの取外
し方法。 - 【請求項10】前記排出操作において、前記排出管を閉
鎖した状態で前記パージガスを供給して前記供給管内を
0.1〜1MPaに加圧した後、前記排出管を開放する
ことを特徴とする請求項9に記載の原料液供給装置の原
料タンクの取外し方法。 - 【請求項11】所定の設備に原料液を供給するため、原
料タンクと前記設備とを接続する供給管の対象部分を洗
浄する方法であって、 前記対象部分の両端部を選択的に閉鎖できるように、前
記両端部の一方及び他方に夫々第1及び第2バルブを配
設し、また、前記対象部分の一方の側に、洗浄液及びパ
ージガスを夫々供給するための洗浄液源及びパージガス
源を、夫々洗浄液バルブ及びパージガスバルブを介して
接続し、更に、前記対象部分の他方の側に、廃液を回収
するための廃棄タンクを、廃棄バルブを介して接続した
状態を形成する準備工程と、 前記準備工程後、前記対象部分内に残存する前記原料液
を前記原料タンク或いは前記廃棄タンクに排出する残存
液排出工程と、 前記残存液排出工程後、前記廃棄バルブを閉鎖した状態
で前記対象部分内に前記洗浄液を供給する供給操作と、
前記廃棄バルブを開放した状態で前記パージガスを供給
しながら前記洗浄液を前記廃棄タンクへ排出する排出操
作とを繰返す洗浄工程と、 前記洗浄工程後、前記対象部分内を前記パージガスによ
りガスパージするガスパージ工程と、を具備することを
特徴とする原料液供給管の洗浄方法。 - 【請求項12】前記第1及び第2バルブの一方は、前記
原料タンクに接続された第1ポートと、中間流路を介し
て互いに接続されると共に前記第1ポートに接続された
第2及び第3ポートと、前記第2及び第3ポート間の連
通を維持した状態で前記第1ポートと前記第2及び第3
ポートとの連通を遮断する遮断状態を形成するための弁
体と、を有する流れ切換え機構を具備し、前記第2ポー
トは前記対象部分を介して前記設備と接続され、前記第
3ポートは前記洗浄液源及び前記パージガス源または前
記廃棄タンクへ接続されること特徴とする請求項11に
記載の原料液供給管の洗浄方法。 - 【請求項13】前記第1、第2及び第3ポートは、前記
中間流路の一部として機能する共通室に対して第1、第
2及び第3開口を介して夫々接続され、前記弁体は前記
第2及び第3開口を開放した状態で前記第1開口を閉鎖
可能であることを特徴とする請求項12に記載の原料液
供給管の洗浄方法。 - 【請求項14】前記排出操作において、前記排気バルブ
を閉鎖した状態で、前記パージガスを供給して前記対象
部分内を0.1〜1MPaに加圧した後、前記排気バル
ブを開放することを特徴とする請求項請求項11乃至1
3のいずれかに記載の原料液供給管の洗浄方法。 - 【請求項15】前記洗浄工程は、 前記パージガスバルブ、前記第1及び第2バルブ、及び
前記廃棄バルブを閉鎖した状態で、前記洗浄液バルブを
開放し、前記洗浄液源から前記対象部分へ前記洗浄液を
供給する洗浄液供給工程と、 前記洗浄液供給工程後、前記洗浄液バルブ、前記第1及
び第2バルブ、及び前記廃棄バルブを閉鎖した状態で、
前記パージガスバルブを開放し、前記パージガス源から
前記対象部分へ前記パージガスを供給することにより前
記対象部分内を0.1〜1MPaに加圧する加圧工程
と、 前記加圧工程後、前記洗浄液バルブ及び前記第1及び第
2バルブを閉鎖する一方、前記パージガスバルブを開放
した状態で、前記廃棄バルブを開放し、前記パージガス
を供給しながら前記洗浄液を前記廃棄タンクへ排出する
排出工程と、を具備することを特徴とする請求項11乃
至14のいずれかに記載の原料液供給管の洗浄方法。 - 【請求項16】前記洗浄工程において、前記対象部分へ
前記洗浄液を供給するのに先立って前記対象部分内を減
圧状態とすること特徴とする請求項11乃至15のいず
れかに記載の原料液供給管の洗浄方法。 - 【請求項17】前記洗浄工程において、前記対象部分へ
前記洗浄液を0.1〜1MPaに加圧して供給すること
特徴とする請求項11乃至16のいずれかに記載の原料
液供給管の洗浄方法。
Priority Applications (9)
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---|---|---|---|
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