JP2022118634A - 粉体搬送装置、ガス供給装置及び粉体除去方法 - Google Patents

粉体搬送装置、ガス供給装置及び粉体除去方法 Download PDF

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Abstract

【課題】内部リークを抑制する粉体搬送装置、ガス供給装置及び粉体除去方法を提供する。【解決手段】粉体原料供給源を気化器に接続し、前記粉体原料供給源から前記気化器に粉体を供給する粉体搬送配管と、第１分岐点にてバッファタンクを前記粉体搬送配管に接続し、前記バッファタンクから前記粉体搬送配管にパージガスを供給する第１パージガス供給配管と、前記粉体搬送配管の前記第１分岐点よりも前記粉体原料供給源の側に設けられる第１バルブと、前記粉体搬送配管の前記第１分岐点よりも前記気化器の側に設けられ、開度調整可能な第２バルブと、前記第１パージガス供給配管に設けられる第１パージガスバルブと、前記第１バルブ、前記第２バルブ及び前記第１パージガスバルブの開閉を制御する制御部と、を備える、粉体搬送装置。【選択図】図９

Description

本開示は、粉体搬送装置、ガス供給装置及び粉体除去方法に関する。
固体原料を気化させて、成膜処理装置に原料ガスを供給する基板処理システムが知られている。
特許文献１には、粉体状ソース供給系と成膜処理装置とを備え、粉体状ソース供給系は、粉体状ソースを収容するアンプルと、該アンプル内へキャリアガスを供給するキャリアガス供給装置と、アンプル及び成膜処理装置を接続する粉体状ソース導入管と、該粉体状ソース導入管から分岐するパージ管と、粉体状ソース導入管を開閉する開閉弁とを有し、成膜処理に先立って、開閉弁が閉弁し且つパージ管内を排気する際に、キャリアガス供給装置が、キャリアガスによる粘性力が成膜処理時におけるキャリアガスによる粘性力よりも大きくなるようにキャリアガスを供給する基板処理システムが開示されている。
また、特許文献２には、流体管路に使用されるダイヤフラムバルブが開示されている。
特開２００８－２５１９０５号公報 特開２０１６－８９８８５号公報
一の側面では、本開示は、内部リークを抑制する粉体搬送装置、ガス供給装置及び粉体除去方法を提供する。
上記課題を解決するために、一の態様によれば、粉体原料供給源を気化器に接続し、前記粉体原料供給源から前記気化器に粉体を供給する粉体搬送配管と、第１分岐点にてバッファタンクを前記粉体搬送配管に接続し、前記バッファタンクから前記粉体搬送配管にパージガスを供給する第１パージガス供給配管と、前記粉体搬送配管の前記第１分岐点よりも前記粉体原料供給源の側に設けられる第１バルブと、前記粉体搬送配管の前記第１分岐点よりも前記気化器の側に設けられ、開度調整可能な第２バルブと、前記第１パージガス供給配管に設けられる第１パージガスバルブと、前記第１バルブ、前記第２バルブ及び前記第１パージガスバルブの開閉を制御する制御部と、を備える、粉体搬送装置が提供される。
一の側面によれば、内部リークを抑制する粉体搬送装置、ガス供給装置及び粉体除去方法を提供することができる。
第１実施形態に係る粉体搬送装置を備える基板処理システムの構成図の一例。 第２バルブ２２の部分断面図の一例。 粉体搬送装置の動作の一例を説明するフローチャート。 粉体原料の搬送時におけるバルブの開閉と流路の形成を説明する図。 パージガスの充填時におけるバルブの開閉と流路の形成を説明する図。 第３バルブにパージガスを供給する際のバルブの開閉と流路の形成を説明する図。 パージガスの充填時におけるバルブの開閉と流路の形成を説明する図。 第２バルブにパージガスを供給する際のバルブの開閉と流路の形成を説明する図。 第２実施形態に係る粉体搬送装置を備える基板処理システムの構成図の一例。 粉体搬送装置の動作の一例を説明するフローチャート。 粉体原料の搬送時におけるバルブの開閉と流路の形成を説明する図。 パージガスの充填時におけるバルブの開閉と流路の形成を説明する図。 第２バルブにパージガスを供給する際のバルブの開閉と流路の形成を説明する図。
以下、図面を参照して本開示を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
＜第１実施形態＞
第１実施形態に係る粉体搬送装置２を備える基板処理システムについて、図１を用いて説明する。図１は、第１実施形態に係る粉体搬送装置２を備える基板処理システムの構成図の一例である。基板処理システムは、粉体原料供給源１と、粉体搬送装置２と、パージガス供給源３と、気化器４と、処理容器５と、排気装置６と、を備える。基板処理システムは、粉体原料供給源１から粉体搬送装置２を介して気化器４に粉体原料を供給する。また、基板処理システムは、気化器４で粉体原料を気化させて気化した原料ガスを処理容器５に供給することにより、処理容器５内の基板Ｗに所望の処理（例えば、成膜処理）を施す。なお、粉体原料供給源１、粉体搬送装置２及び気化器４は、処理容器５に原料ガスを供給するガス供給装置として機能する。
粉体原料供給源１は、粉体原料を貯留する。また、粉体原料供給源１は、粉体原料を粉体搬送装置２の粉体搬送配管１１に送り出す（押し出す）。
粉体搬送装置２は、粉体搬送配管１１と、第１バルブ２１と、第２バルブ２２と、第３バルブ２３と、バッファタンク３０と、第１パージガス供給配管４１と、第２パージガス供給配管４２と、第１パージガスバルブ５１と、第２パージガスバルブ５２と、制御装置６０と、を備える。
粉体搬送配管１１は、一端が粉体原料供給源１と接続し、他端が気化器４と接続する。粉体原料供給源１から粉体搬送配管１１に送り出された粉体原料は、粉体原料に作用する重力によって粉体搬送配管１１を搬送され、気化器４へと供給される。これにより、粉体搬送配管１１は、粉体原料供給源１から気化器４に粉体原料を搬送する粉体原料搬送路として機能する。
粉体搬送配管１１には、粉体搬送配管１１の流路を開閉する第１バルブ２１及び第２バルブ２２が設けられている。換言すれば、第１バルブ２１は、粉体原料供給源１の二次側配管である粉体搬送配管１１に設けられる。第２バルブ２２は、気化器４の一次側配管である粉体搬送配管１１に設けられる。また、第１バルブ２１は、第２バルブ２２よりも上流側（粉体原料供給源１の側）に設けられる。第２バルブ２２は、第１バルブ２１よりも下流側（気化器４の側）に設けられる。
また、第１バルブ２１は、粉体搬送配管１１と第１パージガス供給配管４１との分岐点（第１分岐点）よりも粉体原料供給源１の側の粉体搬送配管１１に設けられる。第２バルブ２２は、粉体搬送配管１１と第１パージガス供給配管４１との分岐点（第１分岐点）よりも気化器４の側の粉体搬送配管１１に設けられる。また、第１バルブ２１は、粉体搬送配管１１と第２パージガス供給配管４２との分岐点（第２分岐点）よりも粉体原料供給源１の側の粉体搬送配管１１に設けられる。第２バルブ２２は、粉体搬送配管１１と第２パージガス供給配管４２との分岐点（第２分岐点）よりも気化器４の側の粉体搬送配管１１に設けられる。
また、第１バルブ２１は、開閉可能な弁であり、例えば、ボールバルブを用いることができる。また、第２バルブ２２及び第３バルブ２３は、開度調整可能な弁であり、例えば、ダイヤフラムバルブ（後述する図２参照）を用いることができる。なお、第１バルブ２１も第２バルブ２２及び第３バルブ２３と同様に、開度調整可能な弁であってもよい。
また、粉体搬送配管１１には、粉体搬送配管１１の流路を開閉する第３バルブ２３が設けられている。第３バルブ２３は、第１バルブ２１と第２バルブ２２との間に設けられる。また、第３バルブ２３は、粉体搬送配管１１と第２パージガス供給配管４２との分岐点（第２分岐点）と粉体搬送配管１１と第１パージガス供給配管４１との分岐点（第１分岐点）の間に設けられる。
また、粉体搬送配管１１に配置されるバルブ２１～２３は、弁体（図示せず）及び弁座（図示せず）を有する。弁体が弁座から離間することで流路が開放され、バルブ２１～２３が開弁する。弁体が弁座と密着することで流路が閉塞され、バルブ２１～２３が閉弁する。
パージガス供給源３は、バッファタンク３０にパージガスを供給する。バッファタンク３０は、パージガス供給源３からパージガスが供給され、高圧（例えば、０．１ＭＰａ～０．３ＭＰａ）のパージガスが充填される。パージガスとしては、例えばＮ２ガスを用いることができる。
第１パージガス供給配管４１は、一端が第２バルブ２２よりも上流側（第３バルブ２３と第２バルブ２２との間）の分岐点（第１分岐点）で粉体搬送配管１１と接続し、他端がバッファタンク３０と接続する。これにより、第１パージガス供給配管４１は、バッファタンク３０から粉体搬送配管１１にパージガスを供給する第１のパージガス供給路として機能する。第１パージガス供給配管４１には、第１パージガス供給配管４１の流路を開閉する第１パージガスバルブ５１が設けられている。
第２パージガス供給配管４２は、一端が第３バルブ２３よりも上流側（第１バルブ２１と第３バルブ２３との間）の分岐点（第２分岐点）で粉体搬送配管１１と接続し、他端がバッファタンク３０と接続する。これにより、第２パージガス供給配管４２は、バッファタンク３０から粉体搬送配管１１にパージガスを供給する第２のパージガス供給路として機能する。第２パージガス供給配管４２には、第２パージガス供給配管４２の流路を開閉する第２パージガスバルブ５２が設けられている。
なお、パージガスバルブ５１～５２は、少なくとも開閉可能な弁である。また、パージガスバルブ５１～５２は、開度調整可能な弁であってもよい。
制御装置６０は、バルブ２１～２３及びパージガスバルブ５１～５２の開閉及び開度を制御する。
気化器４は、一次側配管としての粉体搬送配管１１から粉体原料が供給される。気化器４は、粉体原料を加熱するヒータ等の加熱部（図示せず）を有する。気化器４は、粉体原料を加熱し気化させて、原料ガスとする。また、気化器４には、粉体原料を捕集するフィルタ（図示せず）を有する。これにより、粉体原料が気化器４の二次側配管を介して処理容器５へと流入することを防止する。
気化器４の二次側配管は、バルブ７１を介して処理容器５と接続される。これにより、バルブ７１を開くことで気化器４から処理容器５に原料ガスを供給し、バルブ７１を閉じることで処理容器５への原料ガスの供給を遮断する。
また、気化器４の二次側配管は、バルブ７２を介して排気装置６と接続される。これにより、バルブ７２を開くことで気化器４から排気装置６にガスを排気し、バルブ７２を閉じることで排気装置６へのガスの排気を遮断する。
処理容器５は、基板Ｗを載置する載置部５ａを有する。処理容器５内は、排気装置６によって減圧可能となっている。また、気化器４から処理容器５内に原料ガスが供給されることにより、載置部５ａに載置された基板Ｗに所望の処理を施す。
排気装置６は、処理容器５と接続され、処理容器５内を減圧する。また、排気装置６は、気化器４と接続され、気化器４内を減圧する。
ここで、第２バルブ２２及び第３バルブ２３について、図２を用いて更に説明する。図２は、第２バルブ２２の部分断面図の一例である。なお、第３バルブ２３の構成は、第２バルブ２２のと同様であり重複する説明を省略する。
第２バルブ２２は、例えば、操作エア供給部２２０から操作エアが供給されることにより開閉するダイヤフラムバルブである。第２バルブ２２は、ボディ２０１と、シート２０２と、ダイヤフラム２０３と、押えアダプタ２０４と、ボンネット２０５と、キャップ２０６と、ダイヤフラム押さえ２０７と、ステム２０８と、ピストン２０９と、圧縮コイルばね２１０と、Ｏリング２１１～２１３と、を備える。
ボディ２０１には、円柱状の弁室２０１ａと、弁室２０１ａの底面に連通する流路２０１ｂ，２０１ｃと、が形成されている。なお、流路２０１ｂは上流側であり、流路２０１ｃは下流側である。弁室２０１ａの底面には、流路２０１ｂと弁室２０１ａとが連通する開口部を囲うように、弁座である環状のシート２０２が設けられている。また、弁室２０１ａには、シート２０２の上方に弁体であるダイヤフラム２０３が設けられている。ダイヤフラム２０３の外周縁部は、ボンネット２０５の下端に配置された押えアダプタ２０４と弁室２０１ａの底面とによって挟持され気密に接する。ダイヤフラム２０３の中央部は、上下動してシート２０２に当離座する。
ボンネット２０５は、略円筒状を有し、その下端部をボディ２０１に対し螺合させることにより、ボディ２０１に対し固定される。また、ボンネット２０５の下端に配置された押えアダプタ２０４と弁室２０１ａの底面とによって、ダイヤフラム２０３の外周縁部を挟持する。
キャップ２０６は、略有蓋円筒状を有し、その下端部をボンネット２０５の上端部に螺合させることにより、ボンネット２０５に対し固定される。キャップ２０６は、上端部に位置する上蓋部２０６ａを有する。上蓋部２０６ａには、図示せぬ管継手が螺合される螺合孔２０６ｂが形成されている。図示せぬ管継手には、図示せぬエアチューブの一端が接続され、エアチューブの他端は、図示せぬエア供給源に連結された図示せぬ電磁弁ユニットに接続されている。また、ボンネット２０５とキャップ２０６とにより、ピストン２０９および圧縮コイルばね２１０を収容する収容空間２０６ｃが形成されている。また、キャップ２０６には、外部と収容空間２０６ｃとを連通する空気孔２０６ｄが形成されている。キャップ２０６は、金属（例えば、アルミ合金等）により構成されている。なお、ボンネット２０５およびキャップ２０６は、アクチュエータのケーシングに相当する。
ダイヤフラム押さえ２０７は、ボディ２０１に設けられたダイヤフラム２０３の上側に設けられ、ボンネット２０５により上下方向に移動可能に支持されている。
ステム２０８は、ボンネット２０５により上下方向に移動可能に支持され、ダイヤフラム２０３に対して近接および離間移動することにより、流路２０１ｂ，２０１ｃを開閉させるように構成されている。
ピストン２０９は、ステム２０８と一体的に構成され、ステム２０８の上側に設けられ、ボンネット２０５およびキャップ２０６により上下方向に移動可能に支持されている。ピストン２０９の下面とボンネット２０５の上面とにより操作エア導入室２０９ａが画成されている。また、ピストン２０９には、その上端から操作エア導入室２０９ａまで延びる操作エア導入路２０９ｂが形成されている。
圧縮コイルばね２１０は、上蓋部２０６ａの下面とピストン２０９の上面との間に配置されており、ピストン２０９を常に下側に付勢している。
Ｏリング２１１は、ボンネット２０５とステム２０８との間に介在し、ステム２０８およびピストン２０９の上下方向に移動をガイドする。Ｏリング２１２は、ボンネット２０５とピストン２０９との間に介在し、ステム２０８およびピストン２０９の上下方向に移動をガイドする。また、Ｏリング２１１およびＯリング２１２は、操作エア導入室２０９ａの操作エア導入路２０９ｂに連通する部分以外を密閉している。Ｏリング２１３は、ピストン２０９の上端とキャップ２０６との間に介在し、ピストン２０９の上下方向に移動をガイドし、操作エアが圧縮コイルばね２１０が配置された空間に流入するのを防止している。
操作エア供給部２２０は、螺合孔２０６ｂ、操作エア導入路２０９ｂを介し、操作エア導入室２０９ａに操作エアを供給する。
操作エアの供給を遮断することにより、圧縮コイルばね２１０の付勢力によって、ダイヤフラム押さえ２０７は下方に付勢され、ダイヤフラム２０３がシート２０２に着座して、第２バルブ２２は閉弁状態となる。
また、操作エア導入室２０９ａに操作エアを供給することにより、圧縮コイルばね２１０の付勢力逆らって、ピストン２０９が持ち上げられ、併せてダイヤフラム押さえ２０７は持ち上げられ、ダイヤフラム２０３がシート２０２に離座して、第２バルブ２２は開弁状態となる。
ここで、流路２０１ｂから供給されるガス（パージガス）の供給圧をＰｇ、操作エア供給部２２０から操作エア導入室２０９ａに供給される操作エアの供給圧をＰａ、バネ（圧縮コイルばね２１０及びダイヤフラム２０３）のバネ定数をＫ、バネのイニシャルの縮み量をｔ、供給ガス圧が作用するダイヤフラムの面積をＡｄ、ピストン２０９の操作エア圧が作用する面積をＡａとし、バルブ開度（ダイヤフラム２０３の上方への移動量）をΔｔとすると、以下の式（１）の関係を有する。
Ａｄ・Ｐｇ＋Ａａ・Ｐａ＝Ｋ（ｔ＋Δｔ） ・・・（１）
即ち、バルブ開度Δｔとなるようなエアの供給圧Ｐａは、以下の式（２）で表すことができる。
Ｐａ＝｛Ｋ（ｔ＋Δｔ）－Ａｄ／Ｐｇ｝／Ａａ ・・・（２）
即ち、制御装置６０は、操作エア供給部２２０の操作エア供給圧Ｐａを制御することにより、第２バルブ２２の開度を制御することができる。
次に、粉体搬送装置２の動作の一例について、図３から図８を用いて説明する。図３は、粉体搬送装置２の動作の一例を説明するフローチャートである。図４から図８は、各工程におけるバルブ２１～２３，５１～５２の開閉と流路の形成を説明する図である。なお、図４から図８（及び後述する図１１から図１３）において、開弁状態のバルブを白抜きで図示し、閉弁状態のバルブを黒塗りで図示する。また、バルブの開閉により形成される流路を太線で図示する。
ステップＳ１０１において、制御装置６０は、粉体原料供給源１から気化器４に粉体原料の搬送を行う。図４は、粉体原料の搬送時におけるバルブの開閉と流路の形成を説明する図である。制御装置６０は、第１バルブ２１、第３バルブ２３、第２バルブ２２を開弁する。制御装置６０は、第１パージガスバルブ５１、第２パージガスバルブ５２を開弁する。これにより、粉体搬送装置２の粉体搬送配管１１は粉体原料供給源１と気化器４とを連通する。また、第１パージガス供給配管４１及び第２パージガス供給配管４２は閉塞している。ここで、制御装置６０は、操作エア供給部２２０を制御して、第２バルブ２２及び第３バルブ２３の開度を全開とする。
粉体原料供給源１から送り出された粉体原料は、粉体搬送配管１１を通り気化器４へと搬送される。この際、粉体原料の一部は、粉体搬送配管１１の内壁面、バルブ２１～２３の弁体や弁座の表面等に付着する。
ステップＳ１０２において、制御装置６０は、バッファタンク３０にパージガスを充填する。図５は、パージガスの充填時におけるバルブの開閉と流路の形成を説明する図である。ここでは、後述するステップＳ１０３に示すパージ工程の前にバッファタンク３０にパージガスを充填する。制御装置６０は、第１パージガスバルブ５１及び第２パージガスバルブ５２を閉弁する。これにより、第１パージガス供給配管４１及び第２パージガス供給配管４２は閉塞している。よって、パージガス供給源３から供給されたパージガスがバッファタンク３０に充填される。また、後述するステップＳ１０３の準備として、制御装置６０は、第１バルブ２１を閉弁し、第３バルブ２３及び第２バルブ２２を開弁する。ここで、制御装置６０は、操作エア供給部２２０を制御して、第３バルブ２３の開度を全開よりも狭くする。換言すれば、第３バルブ２３の開度を、粉体原料の搬送時（ステップＳ１０１）における開度よりも狭くする。また、制御装置６０は、操作エア供給部２２０を制御して、第２バルブ２２の開度を全開（粉体原料の搬送時）よりも狭くしてもよい。
なお、バッファタンク３０へのパージガスの充填は、ステップＳ１０１と同時に行われていてもよい。バッファタンク３０にパージガスが充填されている場合、制御装置６０の処理は、ステップＳ１０２を省略してステップＳ１０３に進んでもよい。
ステップＳ１０３において、制御装置６０は、第３バルブ２３にパージガスを供給する。図６は、第３バルブ２３にパージガスを供給する際のバルブの開閉と流路の形成を説明する図である。制御装置６０は、第１バルブ２１、第１パージガスバルブ５１及び第２パージガスバルブ５２を閉弁し、第３バルブ２３及び第２バルブ２２を開弁した状態（図５参照）から、第２パージガスバルブ５２を開弁する。これにより、第２パージガス供給配管４２は粉体搬送配管１１と連通する。
バッファタンク３０に充填された高圧のパージガスは、第２パージガス供給配管４２を通り第３バルブ２３に供給される。パージガスは、第３バルブ２３の弁体（ダイヤフラム２０３）や弁座（シート２０２）等に残留した粉体原料を吹き飛ばす。また、パージガスは、第３バルブ２３から第２バルブ２２に供給される。パージガスは、第２バルブ２２の弁体や弁座等に残留した粉体原料を吹き飛ばす。パージガス及びパージガスによって吹き飛ばされた粉体原料は、気化器４へと流入する。気化器４のフィルタ（図示せず）で粉体原料は捕集される。パージガスは、バルブ７２を通り、排気装置６へと排気される。なお、第１バルブ２１は閉弁しており、パージガスが粉体原料供給源１に流入することを防止している。
また、第３バルブ２３の開度を全開（粉体原料の搬送時）よりも狭くすることにより、シート２０２とダイヤフラム２０３との隙間が狭くなり、パージガスの流速が増加する。これにより、第３バルブ２３の弁体（ダイヤフラム２０３）や弁座（シート２０２）に残留した粉体原料を好適に吹き飛ばすことができる。よって、第３バルブ２３の弁体と弁座が当接した際、第３バルブ２３の気密性が向上し、第３バルブ２３を閉弁した際のリークを抑制することができる。
ステップＳ１０４において、制御装置６０は、バッファタンク３０にパージガスを充填する。図７は、パージガスの充填時におけるバルブの開閉と流路の形成を説明する図である。ここでは、後述するステップＳ１０５に示すパージ工程の前にバッファタンク３０にパージガスを充填する。制御装置６０は、第１パージガスバルブ５１及び第２パージガスバルブ５２を閉弁する。これにより、第１パージガス供給配管４１及び第２パージガス供給配管４２は閉塞している。よって、パージガス供給源３から供給されたパージガスがバッファタンク３０に充填される。また、後述するステップＳ１０５の準備として、制御装置６０は、第１バルブ２１及び第３バルブ２３を閉弁し、第２バルブ２２を開弁する。ここで、制御装置６０は、操作エア供給部２２０を制御して、第２バルブ２２の開度を全開よりも狭くする。換言すれば、第２バルブ２２の開度を、粉体原料の搬送時（ステップＳ１０１）における開度よりも狭くする。
ステップＳ１０５において、制御装置６０は、第２バルブ２２にパージガスを供給する。図８は、第２バルブ２２にパージガスを供給する際のバルブの開閉と流路の形成を説明する図である。制御装置６０は、第１バルブ２１、第３バルブ２３、第１パージガスバルブ５１及び第２パージガスバルブ５２を閉弁し、第２バルブ２２を開弁した状態（図７参照）から、第１パージガスバルブ５１を開弁する。これにより、第１パージガス供給配管４１は粉体搬送配管１１と連通する。
バッファタンク３０に充填された高圧のパージガスは、第１パージガス供給配管４１を通り第２バルブ２２に供給される。パージガスは、第２バルブ２２の弁体（ダイヤフラム２０３）や弁座（シート２０２）等に残留した粉体原料を吹き飛ばす。パージガス及びパージガスによって吹き飛ばされた粉体原料は、気化器４へと流入する。気化器４のフィルタ（図示せず）で粉体原料は捕集される。パージガスは、バルブ７２を通り、排気装置６へと排気される。なお、第１バルブ２１、第３バルブ２３及び第２パージガスバルブ５２は閉弁しており、パージガスが粉体原料供給源１に流入することを防止している。
また、第２バルブ２２の開度を全開（粉体原料の搬送時）よりも狭くすることにより、シート２０２とダイヤフラム２０３との隙間が狭くなり、パージガスの流速が増加する。これにより、第２バルブ２２の弁体（ダイヤフラム２０３）や弁座（シート２０２）に残留した粉体原料を好適に吹き飛ばすことができる。よって、第２バルブ２２の弁体と弁座が当接した際、第２バルブ２２の気密性が向上し、第２バルブ２２を閉弁した際のリークを抑制することができる。
ステップＳ１０６において、制御装置６０は、第２バルブ２２のパージが所定の繰り返し回数に到達したか否かを判定する。所定の繰り返し回数に到達していない場合（Ｓ１０６・Ｎｏ）、制御装置６０の処理はステップＳ１０４に戻り、バッファタンク３０へのパージガスの充填（Ｓ１０４）と第２バルブ２２のパージ（Ｓ１０５）とを繰り返す。所定の繰り返し回数に到達した場合（Ｓ１０６・Ｙｅｓ）、制御装置６０は、バルブ２１～２３及びパージガスバルブ５１～５２を閉じ、処理を終了する。
このように、気化器４に粉体原料を充填（Ｓ１０１）した後に、第３バルブ２３のパージ（Ｓ１０２，Ｓ１０３）及び第２バルブ２２のパージ（Ｓ１０４～Ｓ１０６）を行う。そして、気化器４に充填した粉体原料を加熱して気化させる前に、気化器４内は、排気装置６によって排気され、高真空となる。
ここで、第１実施形態に係る粉体搬送装置２によれば、粉体原料供給源１から気化器４へと接続される粉体搬送配管１１に設けられた複数のバルブ（第１バルブ２１、第３バルブ２３、第２バルブ２２）のうち、気化器４に最も近い第２バルブ２２の内部に残留した粉体原料を除去することができるので、第２バルブ２２の弁体と弁座との密着性を向上させ、内部リークの発生を防止することができる。これにより、気化器４内を高真空とすることができる。
また、バッファタンク３０へのパージガスの充填（Ｓ１０４）と第２バルブ２２のパージ（Ｓ１０５）とを繰り返すことにより、第２バルブ２２の内部に残留した粉体原料を除去することができる。また、繰り返し回数は、３回以上が好ましい。これにより、第２バルブ２２の内部に残留した粉体原料を除去することができる。
また、第１実施形態に係る粉体搬送装置２によれば、第３バルブ２３の内部に残留した粉体原料を除去することができるので、第３バルブ２３の弁体と弁座との密着性を向上させ、内部リークの発生を防止することができる。これにより、粉体搬送配管１１を第２バルブ２２及び第３バルブ２３で確実に閉塞することができるので、内部リークの発生を更に防止することができる。これにより、気化器４内を高真空とすることができる。
また、バッファタンク３０へのパージガスの充填（Ｓ１０２）と第３バルブ２３のパージ（Ｓ１０３）とを繰り返してもよい。これにより、第３バルブ２３の内部に残留した粉体原料を除去することができる。また、繰り返し回数は、３回以上が好ましい。これにより、第３バルブ２３の内部に残留した粉体原料を除去することができる。
なお、第２バルブ２２、第３バルブ２３の内部に残留した粉体原料が除去されたか否かの確認方法として、第２バルブ２２、第３バルブ２３の気密チェック（リークチェック）を行ってもよい。第２バルブ２２、第３バルブ２３の気密チェックは、第２バルブ２２のパージ（Ｓ１０５）の後に実施される。気密チェックの方法として、まず、制御装置６０は、第２バルブ２２及び第３バルブ２３を閉じた状態で第１パージガスバルブ５１を開く。これにより、バッファタンク３０から第１パージガスバルブ５１を介して第２バルブ２２と第３バルブ２３との間の粉体搬送配管１１にパージガスが供給される。次に、制御装置６０は、第１パージガスバルブ５１を閉じる。これにより、第２バルブ２２と第３バルブ２３との間の粉体搬送配管１１にパージガスが充填される。次に、制御装置６０は、粉体搬送配管１１の第２バルブ２２と第３バルブ２３との間に設置されたゲージ圧力計（図示せず）の圧力変動を確認する。所定の時間内で圧力変動が無い、または、圧力変動が所定の範囲内である場合、制御装置６０は第２バルブ２２、第３バルブ２３の内部に残留した粉体原料が除去されたと判断し、粉体除去の処理を完了する。
なお、気密チェック（リークチェック）は、第２バルブ２２、第３バルブ２３のパージを１回行う毎に実施してもよく、パージを複数回（３回以上）行った後に実施してもよい。
また、ステップＳ１０３及びステップＳ１０５のパージ時において、パージガスバルブ５１～５２の開度は一定であるものとして説明したがこれに限られるものではない。パージガスバルブ５１～５２の開度を制御することにより、バルブ２２，２３に供給されるパージガスの圧力Ｐｇを徐々に増加させたり、脈動させてもよい。これにより、クリーニング効果を向上させることができる。この際、制御装置６０は、前述の関係式（２）に基づいてパージガスの圧力Ｐｇに応じて操作エアの圧力Ｐａを調整することにより、バルブ開度Δｔを一定に保つように制御してもよい。これにより、クリーニング効果を安定させることができる。
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る粉体搬送装置２Ａを備える基板処理システムについて、図９を用いて説明する。図９は、第２実施形態に係る粉体搬送装置２を備える基板処理システムの構成図の一例である。第１実施形態の基板処理システム（図１参照）と第２実施形態の基板処理システム（図９参照）とは、粉体搬送装置２に替えて粉体搬送装置２Ａがを備える点で異なっている。
粉体搬送装置２Ａは、粉体搬送配管１１と、第１バルブ２１と、第２バルブ２２と、バッファタンク３０と、第１パージガス供給配管４１と、第１パージガスバルブ５１と、制御装置６０と、を備える。即ち、粉体搬送装置２Ａは、粉体搬送装置２（図１参照）と比較して、第３バルブ２３、第２パージガス供給配管４２及び第２パージガスバルブ５２が省略されている点で異なっている。その他の構成は同様であり、重複する説明は省略する。
次に、粉体搬送装置２の動作の一例について、図１０から図１３を用いて説明する。図１０は、粉体搬送装置２の動作の一例を説明するフローチャートである。図１１から図１３は、各工程におけるバルブ２１～２３，５１～５２の開閉と流路の形成を説明する図である。
ステップＳ２０１において、制御装置６０は、粉体原料供給源１から気化器４に粉体原料の搬送を行う。図１１は、粉体原料の搬送時におけるバルブの開閉と流路の形成を説明する図である。制御装置６０は、第１バルブ２１、第２バルブ２２を開弁する。制御装置６０は、第１パージガスバルブ５１を開弁する。これにより、粉体搬送装置２の粉体搬送配管１１は粉体原料供給源１と気化器４とを連通する。また、第１パージガス供給配管４１は閉塞している。
粉体原料供給源１から送り出された粉体原料は、粉体搬送配管１１を通り気化器４へと搬送される。この際、粉体原料の一部は、粉体搬送配管１１の内壁面、バルブ２１～２２の弁体や弁座の表面等に付着する。
ステップＳ２０２において、制御装置６０は、バッファタンク３０にパージガスを充填する。図１２は、パージガスの充填時におけるバルブの開閉と流路の形成を説明する図である。ここでは、後述するステップＳ２０３に示すパージ工程の前にバッファタンク３０にパージガスを充填する。制御装置６０は、第１パージガスバルブ５１を閉弁する。これにより、第１パージガス供給配管４１は閉塞している。よって、パージガス供給源３から供給されたパージガスがバッファタンク３０に充填される。また、後述するステップＳ２０３の準備として、制御装置６０は、第１バルブ２１を閉弁し、第２バルブ２２を開弁する。ここで、制御装置６０は、操作エア供給部２２０を制御して、第２バルブ２２の開度を全開よりも狭くする。換言すれば、第２バルブ２２の開度を、粉体原料の搬送時（ステップＳ２０１）における開度よりも狭くする。
ステップＳ２０３において、制御装置６０は、第２バルブ２２にパージガスを供給する。図１３は、第２バルブ２２にパージガスを供給する際のバルブの開閉と流路の形成を説明する図である。制御装置６０は、第１バルブ２１及び第１パージガスバルブ５１を閉弁し、第２バルブ２２を開弁した状態（図１２参照）から、第１パージガスバルブ５１を開弁する。これにより、第１パージガス供給配管４１は粉体搬送配管１１と連通する。
バッファタンク３０に充填された高圧のパージガスは、第１パージガス供給配管４１を通り第２バルブ２２に供給される。パージガスは、第２バルブ２２の弁体（ダイヤフラム２０３）や弁座（シート２０２）等に残留した粉体原料を吹き飛ばす。パージガス及びパージガスによって吹き飛ばされた粉体原料は、気化器４へと流入する。気化器４のフィルタ（図示せず）で粉体原料は捕集される。パージガスは、バルブ７２を通り、排気装置６へと排気される。なお、第１バルブ２１は閉弁しており、パージガスが粉体原料供給源１に流入することを防止している。
また、第２バルブ２２の開度を全開（粉体原料の搬送時）よりも狭くすることにより、シート２０２とダイヤフラム２０３との隙間が狭くなり、パージガスの流速が増加する。これにより、第２バルブ２２の弁体（ダイヤフラム２０３）や弁座（シート２０２）に残留した粉体原料を好適に吹き飛ばすことができる。よって、第２バルブ２２の弁体と弁座が当接した際、第２バルブ２２の気密性が向上し、第２バルブ２２を閉弁した際のリークを抑制することができる。
ステップＳ２０４において、制御装置６０は、第２バルブ２２のパージが所定の繰り返し回数に到達したか否かを判定する。所定の繰り返し回数に到達していない場合（Ｓ２０４・Ｎｏ）、制御装置６０の処理はステップＳ２０２に戻り、バッファタンク３０へのパージガスの充填（Ｓ２０２）と第２バルブ２２のパージ（Ｓ２０３）とを繰り返す。所定の繰り返し回数に到達した場合（Ｓ２０４・Ｙｅｓ）、制御装置６０は、バルブ２１，２２及びパージガスバルブ５１を閉じ、処理を終了する。
このように、気化器４に粉体原料を充填（Ｓ２０１）した後に、第２バルブ２２のパージ（Ｓ２０２～Ｓ２０４）を行う。そして、気化器４に充填した粉体原料を加熱して気化させる前に、気化器４内は、排気装置６によって排気され、高真空となる。
ここで、第２実施形態に係る粉体搬送装置２によれば、粉体原料供給源１から気化器４へと接続される粉体搬送配管１１に設けられた複数のバルブ（第１バルブ２１、第２バルブ２２）のうち、気化器４に最も近い第２バルブ２２の内部に残留した粉体原料を除去することができるので、第２バルブ２２の弁体と弁座との密着性を向上させ、内部リークの発生を防止することができる。これにより、気化器４内を高真空とすることができる。
以上、第１～第２実施形態に係る粉体搬送装置について説明したが、本開示は上記実施形態等に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本開示の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
第２バルブ２２及び第３バルブ２３は、ダイヤフラムバルブ（図２参照）であるものとして説明したが、これに限られるものではない。第２バルブ２２及び第３バルブ２３は、開度調整可能な弁、例えば、ゲートバルブ、ボールバルブであってもよい。
また、バルブ２１～２３、パージガスバルブ５１～５２をダイヤフラムバルブ（図２参照）としてもよい。
１ 粉体原料供給源
２ 粉体搬送装置
３ パージガス供給源
４ 気化器
５ 処理容器
６ 排気装置
１１ 粉体搬送配管
２１ 第１バルブ
２２ 第２バルブ
２３ 第３バルブ
３０ バッファタンク
４１ 第１パージガス供給配管
４２ 第２パージガス供給配管
５１ 第１パージガスバルブ
５２ 第２パージガスバルブ
６０ 制御装置（制御部）

Claims (10)

  1. 粉体原料供給源を気化器に接続し、前記粉体原料供給源から前記気化器に粉体を供給する粉体搬送配管と、
    第１分岐点にてバッファタンクを前記粉体搬送配管に接続し、前記バッファタンクから前記粉体搬送配管にパージガスを供給する第１パージガス供給配管と、
    前記粉体搬送配管の前記第１分岐点よりも前記粉体原料供給源の側に設けられる第１バルブと、
    前記粉体搬送配管の前記第１分岐点よりも前記気化器の側に設けられ、開度調整可能な第２バルブと、
    前記第１パージガス供給配管に設けられる第１パージガスバルブと、
    前記第１バルブ、前記第２バルブ及び前記第１パージガスバルブの開閉を制御する制御部と、を備える、
    粉体搬送装置。
  2. 前記制御部は、
    前記第１バルブ及び前記第２バルブを開き、前記第１パージガスバルブを閉じて前記粉体原料供給源から前記気化器に粉体原料を搬送する工程と、
    前記第１パージガスバルブを閉じて前記バッファタンクにパージガスを充填する工程と、
    前記第１バルブを閉じ、前記第２バルブ及び前記第１パージガスバルブを開いて、前記第２バルブにパージガスを供給する工程と、を実行し、
    前記パージガスを供給する工程における前記第２バルブの開度は、前記粉体原料を搬送する工程における前記第２バルブの開度よりも狭い、
    請求項１に記載の粉体搬送装置。
  3. 前記第２バルブは、ダイヤフラムバルブであり、
    前記制御部は、前記第２バルブに供給される操作エア圧を制御することにより、前記第２バルブの開度を制御する、
    請求項１または請求項２項に記載の粉体搬送装置。
  4. 前記制御部は、
    前記パージガス圧をＰｇ、前記操作エア圧をＰａ、ダイヤフラムを付勢するバネのバネ定数をＫ、前記バネのイニシャルの縮み量をｔ、前記パージガス圧が作用する前記ダイヤフラムの面積をＡｄ、前記操作エア圧が作用する面積をＡａとし、前記ダイヤフラムの移動量をΔｔとして、関係式
    Ｐａ＝｛Ｋ（ｔ＋Δｔ）－Ａｄ／Ｐｇ｝／Ａａ
    に基づいて、前記操作エア圧を制御する、
    請求項３に記載の粉体搬送装置。
  5. 前記制御部は、
    前記パージガス圧を変動させ、
    前記関係式に基づいて、前記操作エア圧を制御する、
    請求項４に記載の粉体搬送装置。
  6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の粉体搬送装置と、
    前記粉体原料供給源と、
    前記気化器と、を備える、ガス供給装置。
  7. 粉体原料供給源から気化器に接続する粉体搬送配管と、前記粉体搬送配管の前記粉体原料供給源の側に設けられる第１バルブと、前記粉体搬送配管の前記気化器の側に設けられる第２バルブと、パージガスを充填するバッファタンクと、前記第２バルブよりも上流側で前記粉体搬送配管と接続し、前記バッファタンクから前記第２バルブにパージガスを供給するパージガス供給配管と、前記パージガス供給配管に設けられるパージガスバルブと、を備える粉体搬送装置の粉体除去方法であって、
    前記第１バルブ及び前記第２バルブを開き、前記パージガスバルブを閉じて前記粉体原料供給源から前記気化器に粉体原料を搬送する工程と、
    前記パージガスバルブを閉じて前記バッファタンクにパージガスを充填する工程と、
    前記第１バルブを閉じ、前記第２バルブ及び前記パージガスバルブを開いて、前記第２バルブにパージガスを供給して、前記第２バルブ内の前記粉体原料を除去する工程と、を有し、
    前記粉体原料を除去する工程における前記第２バルブの開度は、前記粉体原料を搬送する工程における前記第２バルブの開度よりも狭い、
    粉体除去方法。
  8. 前記第２バルブは、ダイヤフラムバルブであり、
    前記第２バルブに供給される操作エア圧を制御することにより、前記第２バルブの開度を制御する、
    請求項７に記載の粉体除去方法。
  9. 前記パージガス圧をＰｇ、前記操作エア圧をＰａ、ダイヤフラムを付勢するバネのバネ定数をＫ、前記バネのイニシャルの縮み量をｔ、前記パージガス圧が作用する前記ダイヤフラムの面積をＡｄ、前記操作エア圧が作用する面積をＡａとし、前記ダイヤフラムの移動量をΔｔとして、関係式
    Ｐａ＝｛Ｋ（ｔ＋Δｔ）－Ａｄ／Ｐｇ｝／Ａａ
    に基づいて、前記操作エア圧を制御する、
    請求項８に記載の粉体除去方法。
  10. 前記パージガス圧を変動させ、
    前記関係式に基づいて、前記操作エア圧を制御する、
    請求項９に記載の粉体除去方法。
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