JP4002060B2

JP4002060B2 - Liquid material supply device

Info

Publication number: JP4002060B2
Application number: JP2000292757A
Authority: JP
Inventors: 尚規吉岡; 達司川本; 満志川尾; 繁松野; 朗山田; 章二宮下; 英興内川
Original assignee: Shimadzu Corp; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Shimadzu Corp; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2000-09-26
Publication date: 2007-10-31
Anticipated expiration: 2020-09-26
Also published as: JP2002095955A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＶＤ成膜に用いられる気化器に、液体有機金属や有機金属溶液から成る液体材料を供給する液体材料供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス製造工程における薄膜形成方法の一つとしてＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法があるが、スパッタ等に比べて膜質，成膜速度，ステップカバレッジなどが優れていることから近年盛んに利用されている。ＭＯＣＶＤ装置に用いられているＣＶＤガス供給法としてはバブリング法や昇華法などがあるが、液体有機金属若しくは有機金属を有機溶剤に溶かした液体材料をＣＶＤリアクタ直前で気化して供給する方法が、制御性および安定性の面でより優れた方法として注目されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したＭＯＣＶＤで使用される液体材料は加水分解反応を起こしやすく、液中に析出物が生じたりするなどして材料が変質するおそれがあった。析出物が発生すると、送液ラインに設けられたバルブの動作不良や、気化器内での残渣の発生や、それによる詰まりなどを招き易くなる。その結果、流量の安定性や再現性が悪くなったり、残渣がパーティクルとなってＣＶＤリアクタに達して成膜の再現性を悪化させるという問題があった。また、有機溶剤にはＴＨＦ（tetrahydrofuran）等が使用されるが、この有機溶剤は腐食性が高いという欠点がある。さらに、液体材料中に溶け込んだガスがライン中で再び気泡として発生することによって、液体材料の流量制御不良を招きやすかった。
【０００４】
従来、液体材料の流量制御にはマスフローメータと流量制御バルブとが一体となったマスフローコントローラが用いられているが、熱式質量流量計であるマスフローメータは周辺温度に影響されやすいという性質を有している。そのため、高温状態となっている気化器の近くにマスフローコントローラを設置するのは好ましくない。一方、流量制御の応答性を考慮すると、マスフローコントローラは気化器の直前に設置するのが好ましい。その結果、マスフローコントローラの設置位置により、流量制御精度および応答性のいずれかが犠牲になったり、いずれもが不十分な設置条件となったりするという問題点があった。
【０００５】
本発明の目的は、残渣や気泡の発生を抑え、液体材料供給に関して安定性および制御性の良い液体材料供給装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
発明の実施の形態を示す図１〜図４，図７，図９，図１５，図１７および図１８に対応付けて説明する。
（１）図２および図７に対応付けて説明すると、請求項１の発明は、材料容器３Ａ〜３Ｃに収容された液体有機金属若しくは有機金属溶液から成る液体材料４Ａ〜４Ｃを、液体材料移送ライン６Ａ〜６Ｃを介して気化器２へと供給する液体材料供給装置１に適用され、第１の管路Ｐ２と第２の管路Ｐ１との間に設けられて、第１の管路Ｐ２と第２の管路Ｐ１との間の流体の移送をオン・オフする第１の弁体１５２Ａと、第２の管路Ｐ１と第３の管路Ｐ３との間に設けられて、第２の管路Ｐ１と第３の管路Ｐ３との間の流体の移送をオン・オフする第２の弁体１５２Ｂとを備えるとともに、第１の弁体１５２Ａと第２の弁体１５２Ｂとの間に第２の管路Ｐ１が設けられた一体構造の２弁３方切換バルブ１５Ａ〜１５Ｃを、液体材料移送ライン６Ａ〜６Ｃが３方に分岐する分岐点に配設したことにより上述の目的を達成する。
（２）図２および図９に対応付けて説明すると、請求項２の発明は、ガス供給ライン５を介して液体有機金属若しくは有機金属溶液から成る液体材料４Ａ〜４Ｃを収容する材料容器３Ａ〜３Ｃにガスを供給して、ガス圧により液体材料４Ａ〜４Ｃを液体材料移送ライン６Ａ〜６Ｃに送出し、液体材料移送ライン６Ａ〜６Ｃを介して液体材料４Ａ〜４Ｃを気化器２へと供給する液体材料供給装置１に適用され、第１のポートＰ１２と第１の管路１１５との間に設けられて、第１のポートＰ１２と第１の管路１１５との間の流体の移送をオン・オフする第１の弁体１１２Ａと、第１の管路１１５と第２の管路１１６との間に設けられて、第１の管路１１５と第２の管路１１６との間の流体の移送をオン・オフする第２の弁体１１２Ｂと、第２の管路１１６と第２のポートＰ１４との間に設けられて、第２の管路１１６と第２のポートＰ１４との間の流体の移送をオン・オフする第３の弁体１１２Ｃとを備えるとともに、第１の管路１１５と連通する第３のポートＰ１１と、第２の管路１１６と連通する第４のポートＰ１３と、を備えた一体構造の３弁４方切換バルブを、液体材料移送ラインおよびガス供給ラインと材料容器との間に設け、第３のポートＰ１１とガス供給ラインとを接続し、第１のポートＰ１２と材料容器のガス領域とを接続し、第４のポートＰ１３と液体材料移送ラインとを接続し、第２のポートＰ１４と材料容器の液領域とを接続するとともに、ガス供給ラインおよび液体材料移送ラインに対して材料容器と切換バルブとを一体で着脱可能としたことにより上述の目的を達成する。
（３）図２および図１７に対応付けて説明すると、請求項３の発明は、請求項２に記載の液体材料供給装置において、材料容器３Ａ〜３Ｃは、ガス供給ライン５からのガスが供給されるケーシング３０３と、ケーシング３０３内に収納されて液体材料４Ａ〜４Ｃが収容されるベローズ状袋３１１とを備え、ケーシング３０３内に前記ガスが供給されると、袋３０４，３１１内の液体材料４Ａ〜４Ｃが材料容器３Ａ〜３Ｃから液体材料移送ライン６Ａ〜６Ｃへと送出されるようにしたものである。
（４）請求項４の発明は、請求項３に記載の液体材料供給装置１において、ケーシング３０３内に供給される前記ガスの圧力変化に基づいて袋３０４，３１１内の液体材料４Ａ〜４Ｃの液量を計測する計測手段３０１，３０２を設けたものである。
（５）図２および図１８に対応付けて説明すると、請求項５の発明は、請求項２に記載の液体材料供給装置において、液体材料４Ａ〜４Ｃが充填される第１のベローズ状袋３２１と、第１のベローズ状袋３２１の伸縮方向に直列接続されて、ガス供給ライン５からのガス供給により第１のベローズ３２１を収縮させる第２のベローズ状袋３２２と、第１のベローズ状袋３２１と第２のベローズ状袋３２２との接続部に設けられ、前記接続部の位置を示す指示部材３２３Ｂとを備え、第２のベローズ状袋３２２により第１のベローズ状袋３２１を収縮させて、第１のベローズ状袋３２１内の液体材料４Ａ〜４Ｃを液体材料移送ラインへ６Ａ〜６Ｃと送出するようにしたものである。
（６）図２に対応付けて説明すると、請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載の液体材料供給装置１において、内部が減圧状態とされ、液体材料移送ライン６Ａの液置換を行った際や管路洗浄の際に排出される廃液が収容されるドレンタンク１３を、液体材料移送ライン６Ａの直前にバルブ１５Ａを介して接続したものである。
（７）図２および図１５に対応付けて説明すると、請求項７の発明は、請求項１〜請求項６のいずれかに記載の液体材料供給装置１において、液体材料移送ライン６Ａ〜６Ｃ中の液体材料４Ａ〜４Ｃの有無または液体材料４Ａ〜４Ｃから発生する気泡の有無を光電センサ１６３を用いて検出する検出手段１６，１６４を、液体材料移送ライン６Ａ〜６Ｃに設けたものである。
（８）請求項８の発明は、請求項１〜請求項７のいずれかに記載の液体材料供給装置１において、液体材料移送ライン６Ａ〜６Ｃ中に設けられて液体材料４Ａ〜４Ｃと接触する樹脂部材に、ＰＥＥＫ（ polyetherether ketone ），ＰＴＦＥ（ polytetrafluoroethylene ），ＰＩ（ polyimide ）およびＰＢＩ（ polybenzimidazole ）のいずれかを用いたものである。
（９）図２および図４に対応付けて説明すると、請求項９の発明は、請求項１〜請求項８のいずれかに記載の液体材料供給装置において、液体材料移送ライン６Ａ〜６Ｃに設けられるフィルタ２１として、線径の細い第１のＳＵＳ製メッシュと線径の太い第２のＳＵＳ製メッシュとをそれぞれ複数積層したものを用いた。
（１０）請求項１０の発明は、請求項９に記載の液体材料供給装置１において、ＳＵＳ製メッシュに代えて、ＰＴＦＥのメッシュを積層したものを用いたものである。
【０００７】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図１８を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は気化装置全体の概略構成を示す図である。１は気化器２に液体有機金属や有機金属溶液等（以下では、これらを液体材料と呼ぶ）を供給する液体材料供給装置であり、供給された液体材料は気化器２で気化されてＣＤＶ装置に設けられたＣＶＤリアクタに供給される。例えば、液体有機金属としてはＣｕやＴａなどの有機金属があり、有機金属溶液としてはＢａ，Ｓｒ，Ｔｉ，Ｐｂ，Ｚｒなどの有機金属を有機溶剤に溶かしたもがある。
【０００９】
液体材料供給装置１に設けられた材料容器３Ａ，３Ｂ，３Ｃには、ＭＯＣＶＤに用いられる液体材料４Ａ，４Ｂ，４Ｃが充填されている。例えば、ＢＳＴ系誘電体膜を成膜する場合には、原料であるＢａ、Ｓｒ、Ｔｉを有機溶剤ＴＨＦで溶解したものが液体材料４Ａ，４Ｂ，４Ｃとして用いられる。また、溶剤容器３ＤにはＴＨＦが溶剤４Ｄとして充填されている。なお、容器３Ａ〜３Ｄは原料の数に応じて設けられ、必ずしも４個とは限らない。
【００１０】
各容器３Ａ〜３Ｄには、チャージガスライン５と移送ライン６Ａ〜６Ｄとが接続されている。各容器３Ａ〜３Ｄ内にチャージガスライン５を介してチャージガスが供給されると、各容器３Ａ〜３Ｄに充填されている液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄの液面にガス圧が加わり、液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄが各移送ライン６Ａ〜６Ｄへとそれぞれ押し出される。移送ライン６Ａ〜６Ｄに押し出された各液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄは、ガス圧によってさらに移送ライン６Ｅへと移送され、この移送ライン６Ｅ内で混合状態となる。移送ライン６Ｅにはキャリアガスライン７からキャリアガスが供給されるようになっており、キャリアガス、液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄは気液２相流状態となって気化器２へと供給される。
【００１１】
なお、チャージガスおよびキャリアガスには窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスが用いられる。また、移送ライン６Ａ〜６Ｅにおける液体材料４Ａ〜４Ｃや溶剤４Ｄの滞留量はできるだけ低減するのが好ましく、本実施の形態では、移送ライン６Ａ〜６Ｃには１／８インチの配管を用いている。
【００１２】
各移送ライン６Ａ〜６Ｄには、マスフローメータ８Ａ〜８Ｄおよび遮断機能付き流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄが設けられている。マスフローメータ８Ａ〜８Ｄで液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄの流量を各々監視しつつ流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄを制御して、液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄの流量が適切となるようにしている。なお、流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄに代えてプランジャポンプ等のポンプを用いても良い。
【００１３】
図２は液体材料供給装置１を詳細に示す図であり、図２を参照しつつ液体材料供給装置１について詳細に説明する。なお、図２では、材料容器３Ｂ，３Ｃに関する移送ラインの構成は材料容器３Ａの移送ラインと同様なので図示を省略した。まず、マスフローメータ８Ａ〜８Ｄおよび流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄの設置位置について説明する。前述したように、従来の装置ではマスフローメータと流量制御バルブとが一体となったマスフローコントローラが用いられていたが、本実施の形態の液体材料供給装置１では、各移送ライン６Ａ〜６Ｄに独立したマスフローメータ８Ａ〜８Ｄおよび流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄを設けるようにした。
【００１４】
マスフローメータ８Ａ〜８Ｄは熱式質量流量計であり、流体を加熱したときに、ある一定の温度上昇に必要なエネルギーが質量流量に比例することを利用している。マスフローメータ８Ａ〜８Ｄには流体を加熱するためのヒータと、流体の流れ方向の温度差を計測するための一対の温度計とが設けられており、質量流量を計測する際には流れ方向の温度差ΔＴが一定になるようにヒータの熱量ｑがコントロールされる。このようにヒータをコントロールすると、質量流量はそのときに与えられた熱量ｑに比例するので、そのときの熱量ｑから質量流量が求められる。
【００１５】
そこで、本実施の形態では、マスフローメータ８Ａ〜８Ｄと流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄとを別個に独立して設け、マスフローメータ８Ａ〜８Ｄは各移送ライン６Ａ〜６Ｄの容器３Ａ〜３Ｄに近い位置に設置し、流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄは各移送ライン６Ａ〜６Ｄの気化器２に近い位置に設置した。このように構成することによって、マスフローメータ８Ａ〜８Ｄに対する気化器２の熱影響を防止することができるとともに、応答性の向上を図ることができた。
【００１６】
図３は気化器２に近接して設けられた流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄの外観を示す図である。各流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄはブロック９０に設けられたポート９１，９２，９３，９４に接続されている。ブロック９０の内部には移送ライン６Ａ〜６Ｅに対応する管路９６Ａ〜９６Ｅがそれぞれ形成されており、各管路９６Ａ〜９６Ｅには上述したポート９１〜９４およびポート９５，９６が接続されている。管路９６Ｅに接続されたポート９５，９６には図２に示す開閉バルブＶ９，Ｖ６が設けられている。
【００１７】
各管路９６Ａ〜９６Ｄには流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄを介して液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄが導入され、管路９６Ｅ内で混合される。管路９６Ｅにはポート９５からキャリアガスが供給され、管路９６Ｅ内では液体材料４Ａ〜４Ｃの混合液とキャリアガスとが気液２相流状態となっている。この気液２相流状態の液体材料は、開閉バルブＶ６を介して図２の気化器２へと送り込まれる。
【００１８】
ブロック９０には、マスフローメータ８Ａ〜８Ｄから分離して設けられた流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄだけが接続されるので、ブロック９０の大きさをコンパクトにすることができる。また、ブロック９０を気化器２に近接して設けるとともに、遮断機能付きの流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄを利用しているので、流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄと気化器２との間の配管容積を小さくすることができ、流量制御の応答性を向上させることができる。また、液混合後の配管容積が小さいので、混合液の滞留により変質等も低減することができる。
【００１９】
図２に戻って、材料容器３Ａおよび溶剤容器３Ｄは、チャージガスライン５および移送ライン６Ａ，６Ｄに対してコネクタＣを介してそれぞれ着脱可能に接続されている。これらのコネクタＣと各容器３Ａ、３Ｄとの間には一体構造の３弁４方切換バルブ１０Ａ，１０Ｄがそれぞれ設けられており、各容器３Ａ、３Ｄは３弁４方切換バルブ１０Ａ，１０Ｄと一体で着脱される。
【００２０】
図２において、１１，１２は移送ライン６Ａ，６Ｄの真空引き、ガスパージ、溶剤洗浄および液置換等を行うための補助ラインであって、溶剤洗浄や液置換時の廃液を収容するドレンタンク１３に接続されている。ＬＳ１，ＬＳ２はドレンタンク１３内の廃液の液面高さを検出するためのセンサである。ドレンタンク１３には真空排気ライン１４が接続されており、ドレンタンク１３内は減圧状態とされる。補助ライン１１は、一体構造の２弁３方切換バルブ１５Ａ，１５Ｄを介して移送ライン６Ａ，６Ｄに接続されている。また、補助ライン１１には監視装置１６が設けられており、この監視装置１６により配管内を流れている流体の状態、例えば、流体が液体であるか気体であるかを判別することができる。なお、３弁４方切換バルブ１０Ａ，１０Ｄ、２弁３方切換バルブ１５Ａ，１５Ｄおよび監視装置１６の詳細については後述する。
【００２１】
図２のチャージガスライン５、移送ライン６Ａ，６Ｄ，６Ｅ、キャリアガスライン７、補助ライン１１，１２および真空排気ライン１４には開閉バルブＶ１〜Ｖ１０がそれぞれ設けられており、各開閉バルブＶ１〜Ｖ１０の開閉および２弁３方切換バルブ１５の切換を適宜切り換えることによって後述する真空引き、ガスパージおよび溶剤洗浄が行われる。チャージガスライン５には逆止弁１７Ａ，１７Ｄが、移送ライン６Ａ，６Ｄにはフィルタ１８Ａ，１８Ｄがそれぞれ設けられている。
【００２２】
本実施の形態の液体材料供給装置１では、送液の安定性を図るために気泡の生じにくいフィルタ１８Ａ，１８Ｄを移送ライン６Ａ，６Ｄに設けるとともに、液体材料中に析出物が生じないように配管中のデッドボリュームを極力低減するようにした。図４はフィルタ１８Ａの詳細を説明する図であり、（ａ）はフィルタの断面図であり、（ｂ）は流量安定性を定性的に示した図である。図４（ａ）に示すように、移送ライン６Ａに設けられたフィルタ１８Ａのボディ２０内には、シート状のフィルタエレメント２１が送液方向に対してほぼ直角に配設されている。なお、フィルタ１８Ｄも、フィルタ１８Ａと全く同一の構造を有している。
【００２３】
このフィルタエレメント２１にはステンレス鋼（ＳＵＳ）線材のメッシュを積層したものが用いられるが、本実施の形態では、線径の細いメッシュと線径の太いメッシュの２種類のメッシュを積層した。その結果、フィルタ１８Ａは従来の焼結フィルタに比べて圧力損失が低く、かつ、良好な整流作用を有しており、気泡の発生が抑えられて流量が安定する。また、線径の細いメッシュだけではなく線径の太いメッシュも用いることにより、フィルタエレメント２１の強度の向上を図った。また、フィルタエレメント２１としては、ＰＴＦＥのメッシュを積層したものを用いても良く、ＳＵＳのものに比べて耐食性が向上する。
【００２４】
図４（ｂ）は、フィルタエレメント２１を使用した場合のフィルタ１８Ａの性能を、従来の焼結フィルタの場合と比較したものであり、φ１．６×０．５の配管にフィルタ１８Ａとマスフローコントローラとを２（ｍ）の間隔で配設し、溶剤ＴＨＦを流量０．８（ｍｌ／ｍｉｎ）で流したときのマスフローコントローラの出力を示したものである。図４（ｂ）の上段は従来の焼結フィルタの場合を示したものであり、気泡の発生により出力が上下にふらついている。一方、下段は本実施の形態のフィルタ１８Ａの場合を示したもので、従来のような出力のふらつきは見られず、流量が安定していることがわかる。
【００２５】
特に、マスフローコントローラを用いて流量制御を行う場合には、マスフローコントローラでの差圧が最低でも０．５（ｋｇ／ｃｍ²）以上必要となり、フィルタ部分で気泡が発生しやすくなるので上述したフィルタ１８Ａはより効果的に作用する。
【００２６】
気化器２に液体材料４Ａ〜４Ｃを供給する場合には、図５に示すように各バルブの開閉を制御する。なお、図５では、バルブの開閉状態が分かり易いように、バルブが閉じている場合にはバルブ記号を黒く塗りつぶして示し、チャージガスの流れは破線の矢印で、液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄの流れは実線の矢印で示した。図５に示すように、液体材料供給時には、開閉バルブＶ１，Ｖ３，Ｖ５〜Ｖ１０、２弁３方切換バルブ１５Ａ，１５Ｄの各バルブユニットＶ２２、３弁４方切換バルブ１０Ａ，１０Ｄの各バルブユニットＶ３１，３３をそれぞれ開状態とする。一方、開閉バルブＶ２，Ｖ４，Ｖ５、２弁３方切換バルブ１５Ａ，１５Ｄの各バルブユニットＶ２１、３弁４方切換バルブ１０Ａ，１５Ｄの各バルブユニットＶ３２をそれぞれ閉状態とする。なお、２弁３方切換バルブ１５Ａ，１５Ｄおよび３弁４方切換バルブ１０Ａ，１０Ｄの詳細は後述する。
【００２７】
図５のように各バルブの開閉状態を制御すると、材料容器３Ａ〜３Ｃおよび溶剤容器３Ｄ内にチャージガスが導入されて、液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄが各容器３Ａ〜３Ｄから移送ライン６Ａ〜６Ｄにそれぞれ送出される。移送ライン６Ａ〜６Ｄに送出された液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄは、移送ライン６Ｅで混合状態となるとともに、導入されたキャリアガスにより気液２相流状態となって気化器２へと送り込まれる。
【００２８】
《２弁３方切換バルブの説明》
次に、図６，７を参照して２弁３方切換バルブ１５（１５Ａ，１５Ｄ）について説明する。図６は２弁３方切換バルブ１５の一例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図、（ｃ）はフローダイアグラムである。また、図７において、（ａ）は図６（ｂ）のＢ−Ｂ断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。２弁３方切換バルブ１５は、図６（ｃ）のフローダイアグラムに示すように２つの開閉バルブＶ２１，Ｖ２２を一体構造としたものであり、３つのポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３を有している。本実施の形態では、開閉バルブＶ２１，Ｖ２２をバルブユニットＶ２１，Ｖ２２と呼ぶことにする。
【００２９】
１５０Ａ，１５０Ｂはバルブ駆動部であり、外部から供給される圧搾空気により駆動される。図７に示すようにボディ１５１内にはバルブユニットＶ２２，Ｖ２１に関する二つのダイアフラム１５２Ａ，１５２Ｂが設けられており、それぞれ図示上下方向に駆動されるピストン１５３Ａ，１５３Ｂによってバルブ開閉動作が行われる。
【００３０】
図７では、ピストン１５３Ａがバネ１５５Ａの付勢力によって図示上方に駆動されて、ダイアフラム１５２Ａがバルブシート１５４Ａに押圧されている。一方、ピストン１５３Ｂがバネ１５５Ｂの付勢力によって図示下方に駆動されて、ダイアフラム１５２Ｂがバルブシート１５４Ｂに押圧されている。その結果、ポートＰ１とポートＰ２との間およびポートＰ１とポートＰ３との間はそれぞれ遮断されている。
【００３１】
図７の状態において、エアインレット１５６Ａに圧搾空気を供給すると、ガス圧によりピストン１５３Ａが下方に駆動され、当接していたダイアフラム１５２Ａがバルブシート１５４Ａから離れる。その結果、ポートＰ１とポートＰ２とが連通される。一方、エアインレット１５６Ｂに圧搾ガスを供給すると、ガス圧によりピストン１５３Ｂが上方に駆動されてダイアフラム１５２Ｂがバルブシート１５４Ｂから離れる。この場合、ポートＰ１とポートＰ３とが連通される。
【００３２】
図２に示す例では、ポートＰ１，Ｐ２が移送ライン６（６Ａ，６Ｄ）に接続され、ポートＰ３が補助ライン１１に接続されている。例えば、材料容器３Ａから移送ライン６Ａへと液体材料４Ａを送出する際には、バルブユニットＶ２２を開くとともにバルブユニットＶ２１を閉じて、図６（ｃ）のＲ１のようにポートＰ１からポートＰ２へと液体材料４Ａを導く。一方、後述するように材料容器３Ａの着脱を行う際の配管洗浄の場合には、バルブユニットＶ２２を閉じるとともにバルブユニットＶ２１を開いて、図６（ｃ）のＲ２のようにポートＰ１からポートＰ３へと洗浄廃液を導く。
【００３３】
そのため、矢印Ｒ１のように液体材料４Ａを移送ライン６Ａへと送出する場合には管路２１の部分がデッドボリュームとなり、矢印Ｒ２のように洗浄廃液を流す場合には、管路２０の部分がデッドボリュームとなる。図７（ａ）に示すように、ポートＰ１はダイアフラム１５２Ａとダイアフラム１５２Ｂとの間に設けられているので、管路２０はポートＰ１とダイアフラム１５２Ａとの間の空間であり、管路２１はポートＰ１とダイアフラム１５２Ｂとの間の空間となる。一方、従来のようにバルブユニットＶ２１，Ｖ２２の部分に独立した開閉バルブをそれぞれ用いる場合には、２０，２１の部分は配管部分となる。そのため、本実施の形態では、配管が３方に分岐している部分のデッドボリュームを従来より小さくすることができる。
【００３４】
《３弁４方切換バルブの説明》
次いで、３弁４方切換バルブ１０（１０Ａ，１０Ｄ）について説明する。図８は３弁４方切換バルブ１０の一例を示す外観図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ矢視図である。ボディ１０１には４つのポートＰ１１〜Ｐ１４が設けられており、１００Ａ〜１００Ｃは駆動部である。３弁４方切換バルブ１０のフローダイアグラムは図９（ａ）のようになっており、３つのバルブユニットＶ３１，Ｖ３２，Ｖ３３を一体構造としたものである。
【００３５】
図９（ｂ）はボディ１０１内の構造を模式的に示したものであり、図９（ａ）のフローダイアグラムに対応させて図示した。各バルブユニットＶ３１〜Ｖ３３は同一構造を有しており、ボディ１０１内にはダイアフラム１１２Ａ，１１２Ｂ，１１２Ｃ、ピストン１１３Ａ，１１３Ｂ，１１３Ｃ、バルブシート１１４Ａ，１１４Ｂ，１１４Ｃがそれぞれ設けられている。なお、図９（ｂ）では、ピストン１１３Ａ〜１１３Ｃの駆動機構は図７（ａ）に示した２弁３方切換バルブ１５の場合と同一構造なので、図示を省略した。図９（ｂ）に示した状態では、各ダイアフラム１１２Ａ〜１１２Ｃはピストン１１３Ａ〜１１３Ｃによってバルブシート１１４Ａ〜１１４Ｃに押圧されており、バルブユニットＶ３１〜Ｖ３３は全て閉状態となっている。
【００３６】
図９（ｂ）に示す状態からピストン１１３Ａを図示左方向に駆動すると、ダイアフラム１１２Ａがバルブシート１１４Ａから離れてポートＰ１１とＰ１２とが連通する。また、ピストン１１３Ｃを図示右方向に駆動すると、ダイアフラム１１２Ｃがバルブシート１１４Ｃから離れてポートＰ１３とＰ１４とが連通する。ボディ１０１内には、ポートＰ１１と連通する管路１１５およびポートＰ１３と連通する管路１１６が形成されており、ピストン１１３Ｂを上方に駆動すると、ダイアフラム１１２Ｂがバルブシート１１４Ｂから離れて管路１１５と管路１１６とが連通する。すなわち、ポートＰ１１とポートＰ１３とが連通される。
【００３７】
図２に示した例では、ポートＰ１１はチャージガスライン５のコネクタＣ側に接続され、ポートＰ１２は材料容器３Ａおよび溶剤容器３Ｄ側に接続されている。また、ポートＰ１３は移送ライン６（６Ａ，６Ｄ）のコネクタ側に接続され、ポートＰ１４は材料容器３Ａ側および溶剤容器３Ｄ側に接続されている。例えば、材料容器３Ａから移送ライン６Ａへと液体材料４Ａを送出する際には、図５に示すようにバルブユニットＶ３２を閉じるとともにバルブユニットＶ３１，Ｖ３３を開く。
【００３８】
このとき、チャージガスは図５，図９（ａ）のＲ３のようにポートＰ１１からポートＰ１２へと流れて材料容器３Ａ内に導入され、材料容器３Ａ（図５参照）内の液体材料４ＡはポートＰ１４からポートＰ１３へと導かれて、移送ライン６Ａへと送出される。また、後述するガスパージや配管洗浄の場合には、図９（ａ）のバルブユニットＶ３１，Ｖ３３を閉じるとともにバルブユニットＶ３２を開いて、Ｒ６のようにポートＰ１１からポートＰ１３へとチャージガスや洗浄用溶剤を流す。
【００３９】
この３弁４方切換バルブ１０の場合も、上述した２弁３方切換バルブ１５と同様にデッドボリュームを低減することができる。すなわち、図９（ａ）に示すような回路を従来のように独立した開閉バルブで構成する場合には、バルブユニットＶ３１〜Ｖ３３を各々開閉バルブで置き換えることになる。この場合、図９（ａ）の符号１２０，１２１で示す部分は配管構成となるため、デッドボリュームが大きくならざるを得ない。一方、本実施の形態では、一体構造の３弁４方切換バルブ１０を使用し、ボディ１０１内に形成された管路１１５，１１６の容積を配管構造の場合より小さくすることによって、従来よりデッドボリュームを小さくすることができた。
【００４０】
前述したように、各３弁４方切換バルブ１０Ａ，１０ＤはコネクタＣに関して材料容器３Ａおよび溶剤容器３Ｄ側に設けられ、材料補充の際には、各３弁４方切換バルブ１０Ａ，１０Ｄと容器３Ａ，３Ｄの各々とが一体となってコネクタＣ部分で着脱される。例えば、材料容器３ＡをコネクタＣの部分でチャージガスライン５および移送ライン６Ａから取り外す場合には、図５の状態から図１０（ａ）に示すように開閉バルブＶ３，Ｖ６、バルブユニットＶ２２，Ｖ３１，Ｖ３３を閉じるとともに、開閉バルブＶ２，Ｖ４、バルブユニットＶ２１，Ｖ３２を開く。
【００４１】
このようにバルブ開閉状態を制御すると、溶剤容器３Ｄから移送ライン６Ｄに送出された溶剤４Ｄは、開閉バルブＶ２→補助ライン１２→開閉バルブＶ４→バルブユニットＶ３２→バルブユニットＶ２１→補助ライン１１の順に流れ、ドレンタンク１３へと排出される。このような経路で溶剤４Ｄを流すことにより、図１０（ａ）の太い実線で示した管路Ｆ１内に滞留していた液体材料４Ａは溶剤４Ｄにより洗浄され、その洗浄廃液は補助ライン１１を介してドレンタンク１３へと排出される。なお、管路Ｆ１は、図９（ｂ）のポートＰ１１，Ｐ１３および管路１１５，１１６に対応している。
【００４２】
管路Ｆ１部分の洗浄が終了したならば、材料容器３Ａおよび３弁４方切換バルブ１０Ａを一体でコネクタＣ部分から取り外す。そして、材料容器３Ａに液体材料４Ａを補充した後に、再びコネクタＣ部分に接続する。なお、管路Ｆ１部分の洗浄終了後、さらに、図１０（ｂ）のようにバルブ開閉を切り換え、管路Ｆ１内をチャージガスでパージして管路Ｆ内の溶剤を除去するようにしても良い。
【００４３】
上述したように材料容器３Ａと３弁４方切換バルブ１０Ａとを一体でライン５，６Ａから取り外せる構造とし、かつ、図１０に示したように管路Ｆ１部分を洗浄した後に材料容器３Ａを取り外すようにすれば、大気に触れる部分である管路Ｆ１内に液体材料が残留することがない。その結果、材料容器３Ａの着脱動作を行っても、液体材料４Ａと大気との反応生成物が管路Ｆ１内に生じることがない。
【００４４】
ところで、上述した２弁３方切換バルブ１５Ａ〜１５Ｄや３弁４方切換バルブ１０Ａ〜１０Ｄにおいて、ダイアフラム１５２Ａ，１５２Ｂ，１１２Ａ〜１１２Ｃやバルブシート１５４Ａ，１５４Ｂ，１１４Ａ〜１１４Ｃに樹脂材を用いる場合には、耐熱性や耐薬品性に優れるＰＥＥＫ（polyether ether ketone），ＰＴＦＥ（polytetrafluoroethylene），ＰＩ（polyimide）およびＰＢＩ（polybenzimidazole）等を使用すると良い。このような材料を用いることにより耐久性の向上を図ることができる。
【００４５】
《洗浄作業の説明》
次に、気化作業開始前の洗浄作業について説明する。本実施の形態では、洗浄作業の際の、真空引き、ガスパージ、溶剤洗浄について説明する。実際の洗浄作業では、効果的なライン内洗浄が行われるように、これらの工程が種々組み合わせて用いられる。例えば、真空引き（またはガスパージ）→溶剤洗浄と行われたり、真空引きおよびガスパージを何回か行った後に溶剤洗浄がおこなわれたりする。また、溶剤洗浄後に、その洗浄液を除去するためのガスパージを行う場合もある。
【００４６】
（１）真空引き
まず、排気ライン１４を用いた、移送ライン６Ａ〜６Ｄ、補助ライン１１，１２の真空引きについて説明する。図１１は真空引きの際のバルブ開閉状態を示す図であり、開閉バルブＶ６，Ｖ９，Ｖ１０、および材料容器３Ａ，３Ｄに設けられたＡ３弁４方切換バルブ１０Ａ，１０Ｄの各バルブユニットＶ３１，Ｖ３３を平状態とし、その他は開状態とする。このようにバルブ開閉を制御すると、チャージガスライン５，移送ライン６Ａ〜６Ｄおよび補助ライン１１，１２は、真空排気ライン１４を介して不図示の真空排気装置により真空引きされる。
【００４７】
（２）ガスパージ
図１２はガスパージの際のバルブ開閉状態を示す図であり、図１１の開閉バルブ１０を閉状態から開状態へと切り換えたものである。チャージガスは破線矢印で示すようにチャージガスライン５，移送ライン６Ａ〜６Ｄおよび補助ライン１１，１２を流れて、真空排気ライン１４が接続されたドレンタンク１３へと排出される。
【００４８】
（３）溶剤洗浄
図１３は溶剤洗浄の際のバルブ開閉状態を示す図であり、本実施の形態では溶剤容器３Ｄ内の溶剤４Ｄを用いて配管洗浄を行う。図１３に示すバルブ開閉状態は、図１２に示す状態から開閉バルブＶ３，２弁３方切換バルブ１５Ａ，１５ＤのバルブユニットＶ２１および３弁４方切換バルブ１０ＤのバルブユニットＶ３２を開状態から閉状態へと切り換え、かつ、３弁４方切換バルブ１０ＤのバルブユニットＶ３１，Ｖ３３を閉状態から開状態へと切り換えたものである。
【００４９】
チャージガスライン５から溶剤容器３Ｄ内に加圧されたチャージガスが供給され、溶剤容器３Ｄ内の溶剤４Ｄが移送ライン６Ｄに送出される。移送ライン６Ｄに送出された溶剤４Ｄは、分岐点Ｐ４０において、移送ライン６Ｄ内を図示上方の流量制御バルブ９Ｄ方向に流れるものと、開閉バルブＶ２を介して補助ライン１２へ流れるものとに分かれる。
【００５０】
分岐点Ｐ４０から補助ライン１２に流れ込んだ溶剤４Ｄは、さらに分岐点Ｐ４１で２つに分かれる。分岐点４１Ｐで図示下方に分岐したものは、開閉バルブＶ４→３弁４方切換バルブ１０ＡのバルブユニットＶ３２→２弁３方切換バルブ１５ＡのバルブユニットＶ２２→移送ライン６Ａの順に流れ、移送ライン６Ａ内を流量制御バルブ９Ａ方向へと導かれる。
【００５１】
一方、分岐点Ｐ４１において図示上方へと分岐した溶剤４Ｄの流れは、補助ライン１２を介して材料容器３Ｂ側に導かれる。なお、図２や図１１では材料容器３Ｂ，３Ｃの配管系の図示が省略されているが、材料容器３Ａに関する配管系、すなわち、開閉バルブＶ２より図示右側に示された補助ライン１２，チャージガスライン５，移送ライン６Ａ，補助ライン１１、およびそれらのラインに配設されているバルブ等と同一のものが材料容器３Ｂ，３Ｃについても設けられている。そして、材料容器３Ａの配管系の場合と同様の経路で溶剤４Ｄが導入され、移送ライン６Ｂ，６Ｃ内を流量制御バルブ９Ｂ，９Ｃ方向へと導かれる。移送ライン６Ａ〜６Ｄ内の溶剤４Ｄは移送ライン６Ｅにおいて合流し、開閉バルブＶ５および補助ライン１１を介してドレンタンク１３に収容される。
【００５２】
《液置換作業の説明》
上述した真空引き、ガスパージ、溶剤洗浄を行って移送ライン６Ａ〜６Ｄの洗浄が終了したならば、移送ライン６Ａ〜６Ｄを液体材料４Ａ〜４Ｃ，溶剤４Ｄで満たす液置換を行う。その場合、洗浄作業終了時に配管内がチャージガスで満たされている場合には「ガス→液」置換が行われ、配管内が溶剤４Ｄで満たされている場合には「液→液」置換が行われる。
【００５３】
図１４は液置換の際のバルブ開閉状態を示す図であり、開閉バルブＶ１，Ｖ３，Ｖ５，Ｖ７，Ｖ８，Ｖ１０、２弁３方切換バルブ１５Ａ，１５Ｄの各バルブユニットＶ２２および３弁４方切換バルブ１０Ａ，１０Ｄの各バルブユニットＶ３１，Ｖ３３が開状態とされ、かつ、開閉バルブＶ２，Ｖ４，Ｖ６，Ｖ９、２弁３方切換バルブ１５Ａ，１５Ｄの各バルブユニットＶ２１および３弁４方切換バルブ１０Ａ，１０Ｄの各バルブユニットＶ３２が閉状態とされる。
【００５４】
このとき、各移送ライン６Ａ〜６Ｃ内はチャージガスまたは洗浄液（溶剤４Ｄ）から液体材料４Ａ〜４Ｃへと置換され、移送ライン６Ｄ内はチャージガスまたは洗浄液から溶剤４Ｄへと置換される。移送ライン６Ａ〜６Ｄを満たした液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄは、移送ライン６Ｅで混合状態となった後に、開閉バルブＶ５および補助ライン１１を介してドレンタンク１３へと排出される。
【００５５】
この置換作業の最中には、配管内のチャージガスまたは洗浄液が完全に液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄと置き換わったか否かを監視装置１６により検出する。図１５は監視装置１６の概念図である。監視装置１６内には補助ライン１１が接続される管路１６０が形成されており、図示上側に接続された補助ライン１１から監視装置１６に流入した流体（チャージガス、液体材料４Ａ〜４Ｃ）は、管路１６０を通過した後に下側に接続された補助ライン１１へと導かれる。
【００５６】
管路１６０の途中には、ガラス等の光透過性部材で形成された光透過窓１６１が設けられている。監視装置１６内には、光透過窓１６１を挟んで発光素子１６２と受光素子１６３とが互いに対向するように設けられており、それらは制御部１６４によりコントロールされている。例えば、発光素子１６２にはＬＥＤ等が用いられ、発光素子１６３にはフォトダイオードやフォトトランジスタ等が用いられる。
【００５７】
管路１６０中を液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄの混合液が流れている場合には、チャージガスや溶剤４Ｄが流れている場合に比べて光透過率が低下するので受光素子１６３の受光量も低下する。そこで、管路１６０に溶剤４Ｄまたはチャージガスが流れているときの受光量をＷ１、管路１６０に混合液が流れているときの受光量をＷ２としたとき、Ｗ１＞Ｗ３＞Ｗ２を満たす適当な基準受光量Ｗ３を設定する。そして、受光量Ｗが「Ｗ≧Ｗ３」から「Ｗ＜Ｗ３」へと変化したならば、制御部１６４は移送ライン６Ａ〜６Ｄの「ガス→液」置換または「液→液」置換が完全に終了したと判定し、置換作業を終了させる。置換作業が終了したならば、バルブ開閉状態を図５のように切り換えて気化作業を開始する。
【００５８】
なお、上述した例では監視装置１６を液置換時の置換状況の確認に使用したが、例えば、移送ライン６Ａ〜６Ｄに監視装置１６を設けて、気泡の発生や液の有無を判定することもできる。また、特開平１１−３４５７７４号公報に開示されているような吸光分析装置２００を、図１４に示すように補助ライン１１に設けて、液の劣化や液の混合状態を判定するようにしても良い。
【００５９】
ところで、材料容器３Ａ〜３Ｃや溶剤容器３Ｄ内の液体材料４Ａ〜４Ｃおよび溶剤４Ｄの残量を計測する際には、耐薬品性との観点から一般的な液面センサを使用することができない。そこで、上述した実施の形態では、マスフローメータ９Ａ〜９Ｄで計測された流量と時間との積を算出することにより残量を算出するようにしている。また、容器３Ａ〜３Ｄ内の加圧ガス（チャージガス）の圧力変化からも液残量を算出することができる。
【００６０】
図１６は図２の材料容器３Ａ部分を拡大した図であり、材料容器３Ａは断面で示した。材料容器３Ａのチャージガスライン側には配管３００を介して圧力計３０１が設けられている。３０２は、圧力計３０１で検出された圧力の変化から材料容器３Ａ内の液残量を算出する残量計測装置である。液残量を計測する際には、加圧されたチャージガスを材料容器３Ａ内に供給した後に開閉バルブＶ１を閉じ、液体材料４Ａが一定量送出される間または所定時間の経過する間の圧力変化を圧力計３０１で計測する。このときの送出量は、図１に示すマスフローメータ９Ａにより計測する。
【００６１】
しかし、同一量の液体材料４Ａが送出された場合でも、液面がＬ１からＬ２へと変化する場合と、液面がＬ３からＬ４へと変化する場合とでは、その間の容器３Ａ内の圧力変化が異なる。例えば、液面がＬ１からＬ２へと変化する場合の方が、Ｌ３からＬ４へと変化する場合よりも圧力変化が大きい。残量計測装置３０２には液残量と圧力変化との関係式が予め記憶されており、圧力計３０１により検出される圧力変化をその関係式に代入することによって液残量が算出される。
【００６２】
図１６に示す例では、材料容器３Ａ内に液体材料４Ａを充填し、その容器３Ａ内に加圧されたチャージガスを導入して、ガス圧により液体材料４Ａを移送ライン６Ａに送出している。このとき、加圧されたチャージガスが液面に直接接触しているため、液体材料４Ａにチャージガスが溶け込み易く、溶け込んだガスが移送ライン６Ａ中で再び放出されて気泡が発生しやすくなる。そこで、図１７に示すような容器３０，３１を材料容器３Ａ〜３Ｃや溶剤容器３Ｄとして用いることにより、このような溶存ガス量を低減することができる。さらに、チャージガス中の水分が液体材料に吸収されるのを防止することができる。
【００６３】
図１７において、（ａ）は材料容器の第１の変形例を示す断面図であり、（ｂ）は第２の変形例を示す断面図である。図１７（ａ）に示す容器３０では、ケーシング３０３内にはＰＴＦＥ等の耐薬品性材料からなる気密性袋３０４が収められていて、ケーシング３０３と袋３０４との二重構造となっている。袋３０４内には液体材料４Ａが収容され、袋３０４とケーシング３０３との間の空間Ｓ１にはチャージガスライン５を介して加圧されたチャージガスが導入される。袋３０４の底部はケーシング３０３に固着されており、袋３０４がチャージガスの圧力により図示左右方向に押しつぶされると、袋３０４内の液体材料４Ａが配管３０５および３弁４方切換バルブ１０Ａを介して移送ライン６Ａに送出される。
【００６４】
一方、図１７（ｂ）に示す容器３１では、容器３０の袋３０４の代わりにＳＵＳ等の金属やＰＴＦＥ等により形成されたベローズ３１１がケーシング３０３内に設けられている。ベローズ３１１とケーシング３０３との間の空間Ｓ１にチャージガスが導入されると、ガス圧によりベローズ３１１が図示上方に収縮し、ベローズ３１１内に収容された液体材料４Ａが配管３１２および３弁４方切換バルブ１０Ａを介して移送ライン６Ａに送出される。
【００６５】
図１８は材料容器の第３の変形例を示す断面図である。材料容器３２はベローズ３２１，３２２を有しており、ベローズ３２１の上下両端は上側プレート３２３Ａおよび移動プレート３２３Ｂにそれぞれ固着され、ベローズ３２２の上下両端は移動プレート３２３Ｂおよび下側プレート３２３Ｃにそれぞれ固着されている。上側プレート３２３Ａと下側プレート３２３Ｃとはロッド３２４およびナット３２５とにより連結されており、両プレート３２３Ａ，３２３Ｃ間の間隔は所定間隔に保たれている。
【００６６】
ベローズ３２１内には液体材料が収容され、上側プレート３２３Ａを貫通して設けられた配管３２６により液体材料の充填および排出を行うことができる。一方、ベローズ３２２内には、配管３２７および下側プレート３２３Ｃに形成された管路３２８を介してチャージガスが供給される。配管３２７は上側プレート３２３Ａおよび移動プレート３２３Ｂを貫通し、下側プレート３２３Ｃに固設される。なお、配管３２６，３２７は上述した３弁４方切換バルブ１０Ａに接続されている。
【００６７】
図１８の状態においてベローズ３２２内にチャージガスをさらに供給すると、ベローズ３２２が上下に伸張して移動プレート３２３Ｂが上方に押し上げられる。その結果、ベローズ３２１が上下に収縮されて内部の液体材料が配管３２６および切換バルブ（図１７参照）を介して移送ラインに送出される。このとき、移動プレート３２３Ｂの上下位置によりベローズ３２２内の液体材料の量を表示することができる。
【００６８】
なお、ベローズ３２１の材料としてはＳＵＳのような耐食性に優れた金属や、ＰＴＦＥのような合成樹脂等が用いられる。また、図１８に示す例では、ベローズ３２２内にチャージガスを供給して液体材料用ベローズ３２１を収縮させたが、エアシリンダやパンタグラフ機構を用いてベローズ３２１を上方向に収縮させるようにしても良い。
【００６９】
以上説明した実施の形態と特許請求の範囲の要素との対応において、ポートＰ１〜Ｐ３は請求項１の第１〜第３の管路を、ダイアフラム１５２Ａおよび１５２Ｂは請求項１の第１および第２の弁体を、ポートＰ１２は第１のポートを、ポートＰ１４は第２のポートを、ポートＰ１１は第３のポートを、ポートＰ１３は第４のポートを、管路１１５は第１の管路を、管路１１６は第２の管路を、ダイアフラム１１２Ａ〜１１２Ｃは請求項２の第１〜第３の弁体を、ベローズ３１１はベローズ状袋を、圧力計３０１および残量計測装置３０２は計測手段を、受光素子１６３は光電センサを、監視装置１６および制御部１６４は検出手段を、ベローズ３２１は第１のベローズ状袋を、ベローズ３２２は第２のベローズ状袋を、移動プレート３２３Ｂは指示部材をそれそれ構成する。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および請求項２の発明によれば、液体材料移送ライン中のデッドボリュームを低減することができ、液体材料の滞留に起因する析出物の発生を低減することができ、バルブの動作不良や気化器内での残渣の発生を防止することができる。また、液体材料移送ラインに関する、ガスパージ，洗浄および液置換等を充分に行うことができる。
特に、請求項２の発明では、材料容器を交換する際に、ライン洗浄を行った後に、材料容器と３弁４方切換バルブとを一体で取り外すことにより、材料容器交換前後における大気接触による金属析出を低減することができる。
請求項３の発明によれば、液体材料は供給ガスと接触することがないので、液体材料中へのガスの溶け込みを防止することができ、液体材料移送ライン中での気泡の発生を抑えて流量制御の安定性が向上する。特に、マスフローコントローラによる送液では、一般的にガス加圧により送液が行われるため有効である。
請求項４の発明によれば、計測手段が直接に液体材料と接触することがないので、腐食等による計測手段の不具合を防止することができる。
請求項５の発明によれば、第１のベローズ状袋内の液体材料は供給ガスと接触することがないので、液体材料中へのガスの溶け込みを防止することができ、液体材料移送ライン中での気泡の発生を抑えて流量制御の安定性が向上する。さらに、第１のベローズ状袋の伸縮に伴って指示部材が移動するので、指示部材の位置によって第１のベローズ状袋内の液体材料の量を確認することができる。
請求項６の発明によれば、ドレンタンク内が減圧状態とされているので、液体材料移送ライン中の流体はドレンタンクに排出されやすくなる。また、ドレンタンクは気化器直前の液体材料移送ラインに接続されるので、液体材料移送ラインの洗浄や液置換をよりスムーズに行うことができるとともに、確実な液置換や管内洗浄を行うことができる。
請求項７の発明によれば、液体材料移送ライン中に生じた気泡を検出することができるので、気泡が発生しないような条件で液体材料を気化器に供給させるようにすることが可能となり、安定した材料供給を行うことができる。
請求項８の発明によれば、液体材料に対する耐腐食性や耐薬品性が向上し、樹脂部材の寿命の向上を図ることができる。
請求項９および請求項１０の発明によれば、フィルタに起因する気泡の発生を低減することができるとともに、線径の太いメッシュを加えることによりフィルタの強度向上を図ることができる。特に、請求項１０の発明では、液体材料に対するフィルタの耐腐食性や耐薬品性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】気化装置全体の概略構成図である。
【図２】本発明による液体材料供給装置の一実施の形態を示す図である。
【図３】流量制御バルブ９Ａ〜９Ｄの外観を示す図である。
【図４】フィルタ１８Ａの詳細を説明する図であり、（ａ）はフィルタの断面図、（ｂ）は流量安定性を示す図である。
【図５】気化器２に液体材料を供給する際の各バルブの開閉状態を示す図である。
【図６】２弁３方切換バルブ１５の一例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ矢視図、（ｃ）はフローダイアグラムである。
【図７】２弁３方切換バルブ１５を説明する図であり、（ａ）は図６（ｂ）のＢ−Ｂ断面図で、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】３弁４方切換バルブ１０の外観図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＤ矢視図である。
【図９】３弁４方切換バルブ１０を説明する図であり、（ａ）はフローダイアグラム、（ｂ）は内部構造を模式的に示した図である。
【図１０】材料容器交換時の洗浄およびガスパージを説明する図であり、（ａ）は洗浄時のバルブ開閉状態を示し、（ｂ）はガスパージ時のバルブ開閉状態を示す。
【図１１】真空引きの際のバルブ開閉状態を示す図である。
【図１２】ガスパージの際のバルブ開閉状態を示す図である。
【図１３】溶剤洗浄の際のバルブ開閉状態を示す図である。
【図１４】液置換の際のバルブ開閉状態を示す図である。
【図１５】監視装置１６の概念図である。
【図１６】図２の材料容器３Ａ部分を拡大した図であ
【図１７】材料容器の変形例を示す図であり、（ａ）は第１の変形例を示す断面図であり、（ｂ）は第２の変形例を示す断面図である。
【図１８】材料容器の第３の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
１液体材料供給装置
２気化器
３Ａ〜３Ｃ材料容器
３Ｄ溶剤容器
４Ａ〜４Ｃ液体材料
４Ｄ溶剤
５チャージガスライン
６Ａ〜６Ｅ移送ライン
８Ａ〜８Ｄマスフローメータ
９Ａ〜９Ｄ流量制御バルブ
１０，１０Ａ，１０Ｂ２弁３方切換バルブ
１３ドレンタンク
１５，１５Ａ，１５Ｄ３弁４方切換バルブ
１６監視装置
１８Ａ，１８Ｄフィルタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid material supply apparatus for supplying a liquid material made of a liquid organic metal or an organic metal solution to a vaporizer used for CVD film formation.
[0002]
[Prior art]
MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) method is one of the thin film forming methods in the semiconductor device manufacturing process, but it has been actively used in recent years because of its superior film quality, deposition rate, step coverage, etc. compared to sputtering. ing. The CVD gas supply method used in the MOCVD apparatus includes a bubbling method and a sublimation method, but a method of vaporizing and supplying a liquid material in which a liquid organic metal or an organic metal is dissolved in an organic solvent is supplied immediately before the CVD reactor. It attracts attention as a better method in terms of controllability and stability.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the liquid material used in the above-described MOCVD is liable to undergo a hydrolysis reaction, and there is a risk that the material may be altered due to the formation of precipitates in the liquid. When the precipitate is generated, it is easy to cause a malfunction of a valve provided in the liquid feed line, generation of a residue in the vaporizer, and clogging due thereto. As a result, there has been a problem that the stability and reproducibility of the flow rate are deteriorated, or the residue becomes particles and reaches the CVD reactor to deteriorate the reproducibility of the film formation. In addition, THF (tetrahydrofuran) or the like is used as the organic solvent, but this organic solvent has a drawback of being highly corrosive. Further, the gas dissolved in the liquid material is generated again as bubbles in the line, which tends to cause a poor flow control of the liquid material.
[0004]
Conventionally, a mass flow controller in which a mass flow meter and a flow control valve are integrated is used to control the flow rate of a liquid material. However, a mass flow meter, which is a thermal mass flow meter, has a property that it is easily affected by ambient temperature. is doing. Therefore, it is not preferable to install a mass flow controller near the vaporizer in a high temperature state. On the other hand, considering the responsiveness of flow control, it is preferable to install the mass flow controller immediately before the vaporizer. As a result, depending on the installation position of the mass flow controller, either flow rate control accuracy or responsiveness may be sacrificed, or both may have insufficient installation conditions.
[0005]
An object of the present invention is to provide a liquid material supply device that suppresses the generation of residues and bubbles and has good stability and controllability with respect to liquid material supply.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
 Embodiments of the invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4, 7, 9, 15, 17, and 18.
 (1) Referring to FIG. 2 and FIG. 7, the invention of claim 1 is directed to transferring liquid materials 4 A to 4 C made of liquid organic metal or organic metal solution contained in material containers 3 A to 3 C to liquid material transfer This is applied to the liquid material supply device 1 that supplies the vaporizer 2 via the lines 6A to 6C, and is provided between the first pipe line P2 and the second pipe line P1, and the first pipe line P2 is provided. The first valve body 152A for turning on / off the transfer of fluid between the second pipe line P1 and the second pipe line P1 is provided between the second pipe line P1 and the third pipe line P3. And a second valve body 152B for turning on and off the transfer of fluid between the pipe line P1 and the third pipe line P3, and between the first valve body 152A and the second valve body 152B. The two-way three-way switching valves 15A to 15C having an integral structure provided with the second pipe line P1 are connected to the liquid material transfer line 6 ~6C to achieve the object described above by which is disposed at a branch point that branches in three directions.
 (2) Referring to FIG. 2 and FIG. Gas is supplied to 3C, liquid materials 4A to 4C are sent to liquid material transfer lines 6A to 6C by gas pressure, and liquid materials 4A to 4C are supplied to vaporizer 2 via liquid material transfer lines 6A to 6C. Applied to the liquid material supply device 1 toPort P12WhenFirstPipeline115Between the first and the firstPort P12WhenFirstA first valve body 112A for turning on and off the transfer of fluid to and from the pipe line 115;SecondBetween the first pipe line 115 and the first pipe line 115.SecondA second valve body 112B for turning on and off the transfer of fluid to and from the second pipe line 116;Second port P14Between the second conduit 116 andSecond port P14And a third valve body 112C for turning on and off the fluid transfer between the first and second fluids,A third port P11 that communicates with the conduit 115 and a fourth port P13 that communicates with the second conduit 116An integral three-valve four-way switching valve is provided between the liquid material transfer line and the gas supply line and the material container;Third port P11And gas supply line,First port P12And the gas area of the material container,Fourth port P13And the liquid material transfer lineSecond port P14Is connected to the liquid region of the material container and the material container and the switching valve can be integrally attached to and detached from the gas supply line and the liquid material transfer line.
 (3) When explained in association with FIG. 2 and FIG.3The invention ofThe liquid material supply apparatus according to claim 2,The material containers 3A to 3C are housed in the casing 303 to which the gas from the gas supply line 5 is supplied and the liquid materials 4A to 4C are housed in the casing 303.Bellows bag 311When the gas is supplied into the casing 303, the liquid materials 4A to 4C in the bags 304 and 311 are sent from the material containers 3A to 3C to the liquid material transfer lines 6A to 6C.It is what.
 (4) The invention of claim 4 is the liquid material supply apparatus 1 according to claim 3, wherein the liquid materials 4 A to 4 C in the bags 304 and 311 are changed based on the pressure change of the gas supplied into the casing 303. Measuring means 301 and 302 for measuring the amount of liquid are provided.
 (5) When explained in association with FIG. 2 and FIG. 18, the invention of claim 5The liquid material supply apparatus according to claim 2,The first bellows-like bag 321 filled with the liquid materials 4A to 4C and the first bellows-like bag 321 are connected in series in the expansion / contraction direction, and the first bellows 321 is contracted by the gas supply from the gas supply line 5. A second bellows-like bag 322 to be provided, and a pointing member 323B provided at a connection portion between the first bellows-like bag 321 and the second bellows-like bag 322, and indicating the position of the connection portion. The first bellows-shaped bag 321 is contracted by the bellows-shaped bag 322, and the liquid materials 4A to 4C in the first bellows-shaped bag 321 are sent to the liquid material transfer line 6A to 6C.It is what.
 (6) Describing in association with FIG. 2, the invention of claim 6 is the liquid material supply apparatus 1 according to any one of claims 1 to 5, wherein the inside is in a reduced pressure state, and the liquid material transfer line A drain tank 13 in which waste liquid discharged during 6A liquid replacement or pipe cleaning is stored is connected via a valve 15A immediately before the liquid material transfer line 6A.
 (7) Describing in association with FIG. 2 and FIG. 15, the invention of claim 7 is the invention of claim 1.6In the liquid material supply apparatus 1 according to any one of the above, presence or absence of the liquid materials 4A to 4C in the liquid material transfer lines 6A to 6COrDetection means 16 and 164 for detecting presence or absence of bubbles generated from the liquid materials 4A to 4C using the photoelectric sensor 163 are provided in the liquid material transfer lines 6A to 6C.
 (8) The invention of claim 8 is the liquid material supply apparatus 1 according to any one of claims 1 to 7, which is provided in the liquid material transfer lines 6 A to 6 C and is in contact with the liquid materials 4 A to 4 C. PEEK ( polyetherether ketone ), PTFE ( polytetrafluoroethylene ), PI ( polyimide ) And PBI ( polybenzimidazole ) Is used.
 (9) Describing in association with FIGS. 2 and 4, the invention of claim 9 is provided in the liquid material transfer lines 6 A to 6 C in the liquid material supply apparatus according to any one of claims 1 to 8. As the obtained filter 21, a plurality of first SUS meshes having a small wire diameter and a plurality of second SUS meshes having a large wire diameter were stacked.
 (10) The invention of claim 10 uses the liquid material supply device 1 according to claim 9 in which a PTFE mesh is laminated instead of the SUS mesh.
[0007]
In the section of the means for solving the above-described problems for explaining the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the invention are used for easy understanding of the present invention. The form is not limited.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the entire vaporizer. Reference numeral 1 denotes a liquid material supply device for supplying a liquid organic metal, an organic metal solution or the like (hereinafter referred to as a liquid material) to the vaporizer 2, and the supplied liquid material is vaporized by the vaporizer 2 to be a CDV device. Is supplied to a CVD reactor provided in For example, liquid organic metals include organic metals such as Cu and Ta, and organic metal solutions include organic metals such as Ba, Sr, Ti, Pb, and Zr dissolved in an organic solvent.
[0009]
The material containers 3A, 3B, 3C provided in the liquid material supply apparatus 1 are filled with liquid materials 4A, 4B, 4C used for MOCVD. For example, when forming a BST-based dielectric film, the raw materials Ba, Sr, and Ti dissolved in an organic solvent THF are used as the liquid materials 4A, 4B, and 4C. The solvent container 3D is filled with THF as the solvent 4D. The containers 3A to 3D are provided according to the number of raw materials, and are not necessarily four.
[0010]
A charge gas line 5 and transfer lines 6A to 6D are connected to the containers 3A to 3D. When charge gas is supplied into the containers 3A to 3D via the charge gas line 5, gas pressure is applied to the liquid surfaces of the liquid materials 4A to 4C and the solvent 4D filled in the containers 3A to 3D, and the liquids Materials 4A-4C and solvent 4D are extruded into transfer lines 6A-6D, respectively. The liquid materials 4A to 4C and the solvent 4D pushed out to the transfer lines 6A to 6D are further transferred to the transfer line 6E by the gas pressure, and are mixed in the transfer line 6E. The carrier gas is supplied to the transfer line 6E from the carrier gas line 7, and the carrier gas, the liquid materials 4A to 4C, and the solvent 4D are supplied to the vaporizer 2 in a gas-liquid two-phase flow state. The
[0011]
Note that an inert gas such as nitrogen gas or argon gas is used for the charge gas and the carrier gas. Moreover, it is preferable to reduce the retention amount of the liquid materials 4A to 4C and the solvent 4D in the transfer lines 6A to 6E as much as possible. In this embodiment, 1/8 inch piping is used for the transfer lines 6A to 6C. .
[0012]
The transfer lines 6A to 6D are provided with mass flow meters 8A to 8D and flow control valves 9A to 9D with a shut-off function. The flow rate control valves 9A to 9D are controlled while monitoring the flow rates of the liquid materials 4A to 4C and the solvent 4D with the mass flow meters 8A to 8D, respectively, so that the flow rates of the liquid materials 4A to 4C and the solvent 4D are appropriate. . A pump such as a plunger pump may be used instead of the flow control valves 9A to 9D.
[0013]
FIG. 2 is a diagram showing the liquid material supply apparatus 1 in detail, and the liquid material supply apparatus 1 will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 2, the configuration of the transfer line related to the material containers 3B and 3C is the same as the transfer line of the material container 3A, and thus the illustration is omitted. First, installation positions of the mass flow meters 8A to 8D and the flow rate control valves 9A to 9D will be described. As described above, in the conventional apparatus, the mass flow controller in which the mass flow meter and the flow rate control valve are integrated is used. However, in the liquid material supply apparatus 1 of the present embodiment, each transfer line 6A to 6D is independent. The mass flow meters 8A to 8D and the flow control valves 9A to 9D were provided.
[0014]
The mass flow meters 8A to 8D are thermal mass flow meters, and use that the energy required for a certain temperature increase is proportional to the mass flow rate when the fluid is heated. The mass flow meters 8A to 8D are provided with a heater for heating the fluid and a pair of thermometers for measuring the temperature difference in the flow direction of the fluid. The amount of heat q of the heater is controlled so that the temperature difference ΔT is constant. When the heater is controlled in this way, the mass flow rate is proportional to the amount of heat q applied at that time, so the mass flow rate can be obtained from the amount of heat q at that time.
[0015]
Therefore, in the present embodiment, the mass flow meters 8A to 8D and the flow control valves 9A to 9D are provided separately and independently, and the mass flow meters 8A to 8D are located at positions close to the containers 3A to 3D of the transfer lines 6A to 6D. It installed and the flow control valves 9A-9D were installed in the position close | similar to the vaporizer | carburetor 2 of each transfer line 6A-6D. By comprising in this way, while being able to prevent the thermal influence of the vaporizer | carburetor 2 with respect to mass flow meter 8A-8D, the responsiveness was able to be improved.
[0016]
FIG. 3 is a view showing the appearance of the flow control valves 9A to 9D provided in the vicinity of the vaporizer 2. FIG. Each flow control valve 9 A to 9 D is connected to ports 91, 92, 93, 94 provided in the block 90. Pipes 96A to 96E corresponding to the transfer lines 6A to 6E are formed inside the block 90, and the ports 91 to 94 and the ports 95 and 96 are connected to the pipes 96A to 96E. . The ports 95 and 96 connected to the pipe line 96E are provided with opening and closing valves V9 and V6 shown in FIG.
[0017]
The liquid materials 4A to 4C and the solvent 4D are introduced into the pipe lines 96A to 96D via the flow rate control valves 9A to 9D, and mixed in the pipe line 96E. The carrier gas is supplied to the pipe line 96E from the port 95, and the mixed liquid of the liquid materials 4A to 4C and the carrier gas are in a gas-liquid two-phase flow state in the pipe line 96E. The liquid material in the gas-liquid two-phase flow state is sent to the vaporizer 2 of FIG. 2 via the open / close valve V6.
[0018]
Since only the flow control valves 9A to 9D provided separately from the mass flow meters 8A to 8D are connected to the block 90, the size of the block 90 can be made compact. In addition, since the block 90 is provided close to the vaporizer 2 and the flow control valves 9A to 9D with a shut-off function are used, the piping volume between the flow control valves 9A to 9D and the vaporizer 2 is reduced. It is possible to improve the responsiveness of the flow rate control. In addition, since the pipe volume after liquid mixing is small, alteration and the like can be reduced by the retention of the liquid mixture.
[0019]
Returning to FIG. 2, the material container 3A and the solvent container 3D are detachably connected to the charge gas line 5 and the transfer lines 6A and 6D through the connector C, respectively. Between the connector C and the containers 3A and 3D, three-valve four-way switching valves 10A and 10D having an integral structure are respectively provided. It is attached and detached as a unit.
[0020]
In FIG. 2, reference numerals 11 and 12 are auxiliary lines for evacuating the transfer lines 6A and 6D, gas purging, solvent cleaning, liquid replacement, and the like, and in the drain tank 13 for storing waste liquid at the time of solvent cleaning and liquid replacement. It is connected. LS1 and LS2 are sensors for detecting the liquid level of the waste liquid in the drain tank 13. A vacuum exhaust line 14 is connected to the drain tank 13, and the inside of the drain tank 13 is decompressed. The auxiliary line 11 is connected to the transfer lines 6A and 6D via two-piece / three-way switching valves 15A and 15D having an integral structure. The auxiliary line 11 is provided with a monitoring device 16, and the monitoring device 16 can determine the state of the fluid flowing in the pipe, for example, whether the fluid is a liquid or a gas. Details of the three-valve four-way switching valves 10A and 10D, the two-valve three-way switching valves 15A and 15D, and the monitoring device 16 will be described later.
[0021]
The charge gas line 5, the transfer lines 6A, 6D, and 6E, the carrier gas line 7, the auxiliary lines 11 and 12 and the vacuum exhaust line 14 of FIG. 2 are provided with opening and closing valves V1 to V10, respectively. Vacuum switching, gas purging, and solvent cleaning, which will be described later, are performed by appropriately switching between opening and closing of V10 and switching of the two-valve and three-way switching valve 15. The charge gas line 5 is provided with check valves 17A and 17D, and the transfer lines 6A and 6D are provided with filters 18A and 18D, respectively.
[0022]
In the liquid material supply apparatus 1 according to the present embodiment, in order to stabilize the liquid feeding, filters 18A and 18D that are less likely to generate bubbles are provided in the transfer lines 6A and 6D, and deposits are not generated in the liquid material. The dead volume in the piping was reduced as much as possible. FIG. 4 is a diagram for explaining the details of the filter 18A, (a) is a sectional view of the filter, and (b) is a diagram qualitatively showing the flow rate stability. As shown in FIG. 4A, in the body 20 of the filter 18A provided in the transfer line 6A, a sheet-like filter element 21 is disposed substantially perpendicular to the liquid feeding direction. The filter 18D also has the same structure as the filter 18A.
[0023]
The filter element 21 is formed by laminating a mesh of stainless steel (SUS) wire. In this embodiment, two types of meshes, a thin wire diameter mesh and a thick wire diameter mesh, are laminated. As a result, the filter 18A has a lower pressure loss than the conventional sintered filter and has a good rectifying action, and the generation of bubbles is suppressed and the flow rate is stabilized. Further, the strength of the filter element 21 was improved by using not only a thin wire diameter mesh but also a thick wire diameter mesh. Further, the filter element 21 may be a laminate of PTFE meshes, and the corrosion resistance is improved as compared with that of SUS.
[0024]
FIG. 4B compares the performance of the filter 18A when the filter element 21 is used with that of a conventional sintered filter. The filter 18A and a mass flow controller are connected to a pipe of φ1.6 × 0.5. Are shown at intervals of 2 (m), and the output of the mass flow controller when the solvent THF is allowed to flow at a flow rate of 0.8 (ml / min) is shown. The upper part of FIG. 4B shows a case of a conventional sintered filter, and the output fluctuates up and down due to the generation of bubbles. On the other hand, the lower stage shows the case of the filter 18A of the present embodiment, and it can be seen that there is no output fluctuation as in the conventional case and the flow rate is stable.
[0025]
In particular, when flow control is performed using a mass flow controller, the differential pressure at the mass flow controller is at least 0.5 (kg / cm²The above-described filter 18A is more effective because bubbles are easily generated in the filter portion.
[0026]
When supplying the liquid materials 4A to 4C to the vaporizer 2, the opening and closing of each valve is controlled as shown in FIG. In FIG. 5, when the valve is closed, the valve symbol is shown in black so that the open / closed state of the valve can be easily understood. The flow is indicated by solid arrows. As shown in FIG. 5, when supplying the liquid material, the valve units V22 of the open / close valves V1, V3, V5 to V10, the two-valve three-way switching valves 15A, 15D, and the valve units of the three-valve four-way switching valves 10A, 10D V31 and 33 are opened. On the other hand, the valve units V21 of the open / close valves V2, V4, V5 and the two-valve three-way switching valves 15A and 15D are closed. The valve units V32 of the three-valve and four-way switching valves 10A and 15D are closed. Details of the two-valve three-way switching valves 15A and 15D and the three-valve four-way switching valves 10A and 10D will be described later.
[0027]
When the open / close state of each valve is controlled as shown in FIG. 5, charge gas is introduced into the material containers 3A to 3C and the solvent container 3D, and the liquid materials 4A to 4C and the solvent 4D are transferred from the containers 3A to 3D to the transfer line 6A. To 6D, respectively. The liquid materials 4A to 4C and the solvent 4D sent to the transfer lines 6A to 6D are mixed in the transfer line 6E, and in a gas-liquid two-phase flow state by the introduced carrier gas, are sent to the vaporizer 2. It is.
[0028]
<< Description of 2-valve 3-way switching valve >>
Next, the two-valve / three-way switching valve 15 (15A, 15D) will be described with reference to FIGS. 6A and 6B are diagrams showing an example of the two-valve and three-way switching valve 15, in which FIG. 6A is a front view, FIG. 6B is a view in the direction of arrow A in FIG. Moreover, in FIG. 7, (a) is BB sectional drawing of FIG.6 (b), (b) is CC sectional drawing of (a). As shown in the flow diagram of FIG. 6C, the two-valve / three-way switching valve 15 is an integral structure of two on-off valves V21, V22, and has three ports P1, P2, P3. . In the present embodiment, the on-off valves V21 and V22 are referred to as valve units V21 and V22.
[0029]
150A and 150B are valve drive units, which are driven by compressed air supplied from the outside. As shown in FIG. 7, two diaphragms 152A and 152B related to the valve units V22 and V21 are provided in the body 151, and valve opening / closing operations are performed by pistons 153A and 153B driven in the vertical direction in the figure, respectively.
[0030]
In FIG. 7, the piston 153A is driven upward in the figure by the urging force of the spring 155A, and the diaphragm 152A is pressed against the valve seat 154A. On the other hand, the piston 153B is driven downward in the figure by the urging force of the spring 155B, and the diaphragm 152B is pressed against the valve seat 154B. As a result, the ports P1 and P2 and the ports P1 and P3 are blocked.
[0031]
In the state of FIG. 7, when compressed air is supplied to the air inlet 156A, the piston 153A is driven downward by the gas pressure, and the diaphragm 152A that is in contact with the valve seat 154A is separated. As a result, the port P1 and the port P2 are communicated. On the other hand, when the compressed gas is supplied to the air inlet 156B, the piston 153B is driven upward by the gas pressure, and the diaphragm 152B is separated from the valve seat 154B. In this case, the port P1 and the port P3 are communicated.
[0032]
In the example shown in FIG. 2, the ports P1 and P2 are connected to the transfer line 6 (6A, 6D), and the port P3 is connected to the auxiliary line 11. For example, when the liquid material 4A is sent from the material container 3A to the transfer line 6A, the valve unit V22 is opened and the valve unit V21 is closed, and the port P1 is moved from the port P1 to the port P2 as indicated by R1 in FIG. And the liquid material 4A is guided. On the other hand, in the case of pipe cleaning when the material container 3A is attached and detached as will be described later, the valve unit V22 is closed and the valve unit V21 is opened, and the port P1 to the port P3 are opened as indicated by R2 in FIG. Lead cleaning waste liquid to
[0033]
Therefore, when the liquid material 4A is sent to the transfer line 6A as indicated by the arrow R1, the portion of the pipe 21 becomes a dead volume, and when the cleaning waste liquid is allowed to flow as indicated by the arrow R2, the portion of the pipe 20 is changed. Dead volume. As shown in FIG. 7A, since the port P1 is provided between the diaphragm 152A and the diaphragm 152B, the pipe line 20 is a space between the port P1 and the diaphragm 152A, and the pipe line 21 is a port. This is a space between P1 and the diaphragm 152B. On the other hand, when independent open / close valves are used for the valve units V21 and V22 as in the prior art, the parts 20 and 21 are piping parts. Therefore, in this Embodiment, the dead volume of the part where piping is branched to 3 directions can be made smaller than before.
[0034]
<< Description of 3-valve 4-way switching valve >>
Next, the three-valve four-way switching valve 10 (10A, 10D) will be described. FIG. 8 is an external view showing an example of the three-valve / four-way switching valve 10, in which (a) is a plan view and (b) is a view as viewed from the direction of arrow D in (a). The body 101 is provided with four ports P11 to P14, and 100A to 100C are drive units. The flow diagram of the three-valve / four-way switching valve 10 is as shown in FIG. 9A, in which three valve units V31, V32, V33 are integrated.
[0035]
FIG. 9B schematically shows the structure in the body 101 and is shown corresponding to the flow diagram of FIG. The valve units V31 to V33 have the same structure, and a diaphragm 112A, 112B, 112C, pistons 113A, 113B, 113C, and valve seats 114A, 114B, 114C are provided in the body 101, respectively. In FIG. 9B, the drive mechanism of the pistons 113A to 113C is the same as that of the two-valve / three-way switching valve 15 shown in FIG. In the state shown in FIG. 9B, the diaphragms 112A to 112C are pressed against the valve seats 114A to 114C by the pistons 113A to 113C, and the valve units V31 to V33 are all closed.
[0036]
When the piston 113A is driven leftward from the state shown in FIG. 9B, the diaphragm 112A is separated from the valve seat 114A and the ports P11 and P12 communicate with each other. Further, when the piston 113C is driven rightward in the drawing, the diaphragm 112C is separated from the valve seat 114C, and the ports P13 and P14 are communicated. In the body 101, a pipe line 115 communicating with the port P11 and a pipe line 116 communicating with the port P13 are formed. When the piston 113B is driven upward, the diaphragm 112B moves away from the valve seat 114B and the pipe line 115 is formed. The pipe line 116 communicates. That is, the port P11 and the port P13 are communicated.
[0037]
In the example shown in FIG. 2, the port P11 is connected to the connector C side of the charge gas line 5, and the port P12 is connected to the material container 3A and the solvent container 3D side. The port P13 is connected to the connector side of the transfer line 6 (6A, 6D), and the port P14 is connected to the material container 3A side and the solvent container 3D side. For example, when the liquid material 4A is sent from the material container 3A to the transfer line 6A, the valve unit V32 is closed and the valve units V31 and V33 are opened as shown in FIG.
[0038]
At this time, the charge gas flows from the port P11 to the port P12 and is introduced into the material container 3A as indicated by R3 in FIGS. 5 and 9A, and the liquid material 4A in the material container 3A (see FIG. 5) It is led from the port P14 to the port P13 and sent to the transfer line 6A. Further, in the case of gas purging or pipe cleaning described later, the valve units V31 and V33 in FIG. 9A are closed and the valve unit V32 is opened, and charge gas and cleaning are performed from port P11 to port P13 as in R6. Pour solvent.
[0039]
Also in the case of the three-valve four-way switching valve 10, the dead volume can be reduced similarly to the two-valve three-way switching valve 15 described above. That is, when the circuit as shown in FIG. 9A is constituted by independent open / close valves as in the prior art, the valve units V31 to V33 are each replaced by open / close valves. In this case, since the portions indicated by reference numerals 120 and 121 in FIG. 9A have a piping configuration, the dead volume must be increased. On the other hand, in the present embodiment, the three-valve four-way switching valve 10 having an integral structure is used, and the volume of the pipes 115 and 116 formed in the body 101 is made smaller than that in the case of the pipe structure, thereby making it dead. The volume could be reduced.
[0040]
As described above, each of the three-valve four-way switching valves 10A and 10D is provided on the material container 3A and solvent container 3D side with respect to the connector C. Each of 3A and 3D is integrally attached and detached at the connector C portion. For example, when the material container 3A is detached from the charge gas line 5 and the transfer line 6A at the connector C, the opening / closing valves V3 and V6, and the valve units V22 and V31 as shown in FIG. , V33 are closed, and the open / close valves V2, V4 and the valve units V21, V32 are opened.
[0041]
When the valve opening / closing state is controlled in this manner, the solvent 4D sent from the solvent container 3D to the transfer line 6D is in the order of the opening / closing valve V2, the auxiliary line 12, the opening / closing valve V4, the valve unit V32, the valve unit V21, and the auxiliary line 11. Flow and discharged to the drain tank 13. By flowing the solvent 4D through such a path, the liquid material 4A staying in the pipe F1 shown by the thick solid line in FIG. 10A is washed with the solvent 4D, and the waste liquid for washing is passed through the auxiliary line 11. And then discharged to the drain tank 13. The pipe F1 corresponds to the ports P11 and P13 and the pipes 115 and 116 in FIG.
[0042]
When the cleaning of the pipe line F1 is completed, the material container 3A and the three-valve four-way switching valve 10A are integrally removed from the connector C part. Then, after replenishing the material container 3A with the liquid material 4A, it is connected again to the connector C portion. In addition, after completion of cleaning of the pipe line F1, the valve opening / closing is further switched as shown in FIG. 10B, and the solvent in the pipe line F is removed by purging the pipe line F1 with charge gas. good.
[0043]
As described above, the material container 3A and the three-valve / four-way switching valve 10A can be integrally removed from the lines 5 and 6A, and the material container 3A is removed after washing the pipe line F1 as shown in FIG. By doing so, the liquid material does not remain in the pipe line F1, which is a part that comes into contact with the atmosphere. As a result, even when the material container 3A is attached / detached, a reaction product between the liquid material 4A and the atmosphere does not occur in the pipe F1.
[0044]
By the way, when the resin material is used for the diaphragms 152A, 152B, 112A-112C and the valve seats 154A, 154B, 114A-114C in the above-described 2-valve 3-way switching valves 15A-15D and 3-valve 4-way switching valves 10A-10D. It is preferable to use PEEK (polyether ether ketone), PTFE (polytetrafluoroethylene), PI (polyimide), PBI (polybenzimidazole), etc., which are excellent in heat resistance and chemical resistance. The durability can be improved by using such a material.
[0045]
《Description of cleaning work》
Next, the cleaning operation before the start of the vaporization operation will be described. In this embodiment, evacuation, gas purging, and solvent cleaning in the cleaning operation will be described. In actual cleaning operations, these processes are used in various combinations so that effective in-line cleaning is performed. For example, vacuuming (or gas purging) → solvent cleaning is performed, or solvent cleaning is performed after several times of vacuuming and gas purging. Further, after the solvent cleaning, a gas purge for removing the cleaning liquid may be performed.
[0046]
(1) Vacuum drawing
First, evacuation of the transfer lines 6A to 6D and the auxiliary lines 11 and 12 using the exhaust line 14 will be described. FIG. 11 is a view showing a valve open / closed state during evacuation, and each valve unit V31 of the open / close valves V6, V9, V10 and the A3 valve 4-way switching valves 10A, 10D provided in the material containers 3A, 3D, V33 is in a flat state, and the others are in an open state. When the valve opening / closing is controlled in this way, the charge gas line 5, the transfer lines 6 A to 6 D and the auxiliary lines 11 and 12 are evacuated by a vacuum exhaust device (not shown) via the vacuum exhaust line 14.
[0047]
(2) Gas purge
FIG. 12 is a view showing the valve open / closed state during gas purge, in which the open / close valve 10 of FIG. 11 is switched from the closed state to the open state. The charge gas flows through the charge gas line 5, the transfer lines 6 A to 6 D and the auxiliary lines 11 and 12 as indicated by the broken line arrows, and is discharged to the drain tank 13 to which the vacuum exhaust line 14 is connected.
[0048]
(3) Solvent cleaning
FIG. 13 is a view showing a valve open / close state during solvent cleaning. In this embodiment, pipe cleaning is performed using the solvent 4D in the solvent container 3D. In the valve open / close state shown in FIG. 13, the open / close valve V3, the valve unit V21 of the two-valve three-way switching valve 15A, 15D and the valve unit V32 of the three-valve four-way switching valve 10D from the state shown in FIG. And the valve units V31 and V33 of the three-valve four-way switching valve 10D are switched from the closed state to the open state.
[0049]
The pressurized charge gas is supplied from the charge gas line 5 into the solvent container 3D, and the solvent 4D in the solvent container 3D is sent to the transfer line 6D. The solvent 4D sent to the transfer line 6D is divided at the branch point P40 into one that flows in the transfer line 6D in the direction of the flow control valve 9D in the upper part of the figure and one that flows to the auxiliary line 12 via the opening / closing valve V2.
[0050]
The solvent 4D flowing into the auxiliary line 12 from the branch point P40 is further divided into two at the branch point P41. The branching at the branching point 41P flows in the order of the opening / closing valve V4 → the valve unit V32 of the three-valve / four-way switching valve 10A → the valve unit V22 of the two-valve / three-way switching valve 15A → the transfer line 6A. The inside is guided toward the flow control valve 9A.
[0051]
On the other hand, the flow of the solvent 4D branched upward in the figure at the branch point P41 is guided to the material container 3B side via the auxiliary line 12. 2 and 11, the piping system of the material containers 3B and 3C is omitted, but the piping system related to the material container 3A, that is, the auxiliary line 12 and the charge gas shown on the right side of the opening / closing valve V2 are shown. The same material as the line 5, the transfer line 6 A, the auxiliary line 11, and the valves disposed in these lines is also provided for the material containers 3 B and 3 C. Then, the solvent 4D is introduced through the same path as in the case of the piping system of the material container 3A, and is guided in the transfer lines 6B and 6C toward the flow control valves 9B and 9C. The solvent 4D in the transfer lines 6A to 6D merges in the transfer line 6E and is stored in the drain tank 13 through the opening / closing valve V5 and the auxiliary line 11.
[0052]
《Explanation of liquid replacement work》
When the above-described evacuation, gas purge, and solvent cleaning are performed and the cleaning of the transfer lines 6A to 6D is completed, liquid replacement is performed to fill the transfer lines 6A to 6D with the liquid materials 4A to 4C and the solvent 4D. In that case, when the inside of the pipe is filled with the charge gas at the end of the cleaning operation, “gas → liquid” replacement is performed, and when the inside of the pipe is filled with the solvent 4D, “liquid → liquid” replacement is performed. Done.
[0053]
FIG. 14 is a view showing a valve opening / closing state at the time of liquid replacement. Each valve unit V22 and three valves four directions of the opening / closing valves V1, V3, V5, V7, V8, V10, two-valve three-way switching valves 15A, 15D. Each valve unit V31, V33 of the switching valve 10A, 10D is opened, and each valve unit V21 of the on-off valve V2, V4, V6, V9, two-way three-way switching valve 15A, 15D and three-valve four-way switching The valve units V32 of the valves 10A and 10D are closed.
[0054]
At this time, the inside of each transfer line 6A-6C is replaced with the liquid material 4A-4C from the charge gas or the cleaning liquid (solvent 4D), and the inside of the transfer line 6D is replaced with the solvent 4D from the charge gas or the cleaning liquid. The liquid materials 4A to 4C and the solvent 4D filling the transfer lines 6A to 6D are mixed in the transfer line 6E and then discharged to the drain tank 13 through the open / close valve V5 and the auxiliary line 11.
[0055]
During this replacement operation, the monitoring device 16 detects whether or not the charge gas or the cleaning liquid in the pipe is completely replaced with the liquid materials 4A to 4C and the solvent 4D. FIG. 15 is a conceptual diagram of the monitoring device 16. A pipe line 160 to which the auxiliary line 11 is connected is formed in the monitoring device 16, and the fluid (charge gas, liquid materials 4A to 4C) that flows into the monitoring device 16 from the auxiliary line 11 connected to the upper side in the figure. After passing through the pipe line 160, it is led to the auxiliary line 11 connected to the lower side.
[0056]
A light transmission window 161 formed of a light transmissive member such as glass is provided in the middle of the pipe line 160. In the monitoring device 16, a light emitting element 162 and a light receiving element 163 are provided so as to face each other across the light transmission window 161, and these are controlled by the control unit 164. For example, an LED or the like is used for the light-emitting element 162, and a photodiode, a phototransistor, or the like is used for the light-emitting element 163.
[0057]
When the liquid mixture of the liquid materials 4A to 4C and the solvent 4D flows in the pipe line 160, the light transmittance is lower than that in the case where the charge gas or the solvent 4D flows, so the amount of light received by the light receiving element 163 Also decreases. Therefore, when W1 is the amount of light received when the solvent 4D or the charge gas is flowing through the pipe line 160 and W2 is the amount of light received when the liquid mixture is flowing through the pipe line 160, W1> W3> W2 is satisfied. A reference light reception amount W3 is set. If the amount of received light W changes from “W ≧ W3” to “W <W3”, the control unit 164 completes the “gas → liquid” or “liquid → liquid” replacement of the transfer lines 6A to 6D. It is determined that the process has been completed, and the replacement work is completed. When the replacement operation is completed, the vaporization operation is started by switching the valve open / close state as shown in FIG.
[0058]
In the above-described example, the monitoring device 16 is used to check the replacement status at the time of liquid replacement. For example, the monitoring device 16 may be provided in the transfer lines 6A to 6D to determine the generation of bubbles and the presence or absence of liquid. it can. Further, an absorption analyzer 200 as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-345774 is provided in the auxiliary line 11 as shown in FIG. 14 to determine the deterioration of the liquid or the mixed state of the liquid. good.
[0059]
By the way, when measuring the remaining amounts of the liquid materials 4A to 4C and the solvent 4D in the material containers 3A to 3C and the solvent container 3D, a general liquid level sensor cannot be used from the viewpoint of chemical resistance. . Therefore, in the above-described embodiment, the remaining amount is calculated by calculating the product of the flow rate measured by the mass flow meters 9A to 9D and time. Further, the remaining liquid amount can be calculated from the pressure change of the pressurized gas (charge gas) in the containers 3A to 3D.
[0060]
FIG. 16 is an enlarged view of the material container 3A portion of FIG. 2, and the material container 3A is shown in cross section. A pressure gauge 301 is provided on the charge gas line side of the material container 3 A via a pipe 300. Reference numeral 302 denotes a remaining amount measuring device that calculates the remaining amount of liquid in the material container 3 A from a change in pressure detected by the pressure gauge 301. When measuring the remaining amount of liquid, the pressure is applied while a predetermined amount of liquid material 4A is delivered or a predetermined time has passed after closing the on-off valve V1 after supplying pressurized charge gas into the material container 3A. The change is measured with the pressure gauge 301. The delivery amount at this time is measured by the mass flow meter 9A shown in FIG.
[0061]
However, even when the same amount of the liquid material 4A is delivered, the pressure in the container 3A changes between when the liquid level changes from L1 to L2 and when the liquid level changes from L3 to L4. Is different. For example, the pressure change is larger when the liquid level changes from L1 to L2 than when the liquid level changes from L3 to L4. The remaining amount measuring device 302 stores a relational expression between the remaining liquid amount and the pressure change in advance, and the remaining liquid amount is calculated by substituting the pressure change detected by the pressure gauge 301 into the relational expression.
[0062]
In the example shown in FIG. 16, the material container 3A is filled with the liquid material 4A, the charged gas is introduced into the container 3A, and the liquid material 4A is sent to the transfer line 6A by the gas pressure. . At this time, since the pressurized charge gas is in direct contact with the liquid surface, the charge gas is easily dissolved in the liquid material 4A, and the dissolved gas is released again in the transfer line 6A, and bubbles are easily generated. Therefore, the amount of such dissolved gas can be reduced by using the containers 30 and 31 as shown in FIG. 17 as the material containers 3A to 3C and the solvent container 3D. Furthermore, it is possible to prevent moisture in the charge gas from being absorbed by the liquid material.
[0063]
In FIG. 17, (a) is a cross-sectional view showing a first modification of the material container, and (b) is a cross-sectional view showing a second modification. In the container 30 shown in FIG. 17A, an airtight bag 304 made of a chemical resistant material such as PTFE is housed in a casing 303, and the casing 303 and the bag 304 have a double structure. The liquid material 4 A is accommodated in the bag 304, and a pressurized charge gas is introduced into the space S 1 between the bag 304 and the casing 303 through the charge gas line 5. The bottom of the bag 304 is fixed to the casing 303, and when the bag 304 is crushed in the left-right direction in the figure by the pressure of the charge gas, the liquid material 4A in the bag 304 passes through the pipe 305 and the three-valve four-way switching valve 10A. It is sent to the transfer line 6A.
[0064]
On the other hand, in the container 31 shown in FIG. 17B, a bellows 311 formed of a metal such as SUS or PTFE is provided in the casing 303 instead of the bag 304 of the container 30. When the charge gas is introduced into the space S1 between the bellows 311 and the casing 303, the bellows 311 contracts upward in the drawing due to the gas pressure, and the liquid material 4A accommodated in the bellows 311 becomes the pipe 312 and the three valves 4 direction. It is sent to the transfer line 6A through the switching valve 10A.
[0065]
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a third modification of the material container. The material container 32 has bellows 321 and 322. The upper and lower ends of the bellows 321 are fixed to the upper plate 323A and the moving plate 323B, respectively, and the upper and lower ends of the bellows 322 are fixed to the moving plate 323B and the lower plate 323C, respectively. ing. The upper plate 323A and the lower plate 323C are connected by a rod 324 and a nut 325, and the interval between the plates 323A and 323C is kept at a predetermined interval.
[0066]
A liquid material is accommodated in the bellows 321, and the liquid material can be filled and discharged by a pipe 326 provided through the upper plate 323 A. On the other hand, charge gas is supplied into the bellows 322 through a pipe 327 and a pipe 328 formed in the lower plate 323C. The pipe 327 passes through the upper plate 323A and the moving plate 323B and is fixed to the lower plate 323C. The pipes 326 and 327 are connected to the above-described three-valve four-way switching valve 10A.
[0067]
When the charge gas is further supplied into the bellows 322 in the state of FIG. 18, the bellows 322 extends vertically and the moving plate 323B is pushed upward. As a result, the bellows 321 is contracted up and down, and the liquid material inside is sent to the transfer line via the pipe 326 and the switching valve (see FIG. 17). At this time, the amount of the liquid material in the bellows 322 can be displayed by the vertical position of the moving plate 323B.
[0068]
In addition, as a material of the bellows 321, a metal having excellent corrosion resistance such as SUS, a synthetic resin such as PTFE, or the like is used. In the example shown in FIG. 18, the charge gas is supplied into the bellows 322 to contract the liquid material bellows 321. However, the bellows 321 may be contracted upward using an air cylinder or a pantograph mechanism. good.
[0069]
 In correspondence between the embodiment described above and the elements of the claims, the ports P1 to P3 are the first to third pipes of claim 1, and the diaphragms 152A and 152B are the first and first ports of claim 1. 2 valve body, port P12 is the first port, port P14 is the second port, port P11 is the third port, port P13 is the fourth port, line 115 is the first line, and line 116 is The second pipe,The diaphragms 112A to 112C are the first to third valve bodies according to claim 2.,The bellows 311 is a bellows bag, the pressure gauge 301 and the remaining amount measuring device 302 are measuring means, the light receiving element 163 is a photoelectric sensor, and the monitoring device 16 and the control unit 164 are detecting means.,The bellows 321 constitutes a first bellows-like bag, the bellows 322 constitutes a second bellows-like bag, and the moving plate 323B constitutes an indicating member.
[0070]
【The invention's effect】
 As described above, according to the first and second aspects of the invention, the dead volume in the liquid material transfer line can be reduced, and the generation of precipitates due to the retention of the liquid material can be reduced. It is possible to prevent malfunction of the valve and generation of residue in the vaporizer. In addition, gas purge, cleaning, liquid replacement, and the like regarding the liquid material transfer line can be sufficiently performed.
 In particular, according to the second aspect of the present invention, when the material container is replaced, after the line cleaning is performed, the material container and the three-valve four-way switching valve are integrally removed, so that the metal due to atmospheric contact before and after the material container replacement is removed. Precipitation can be reduced.
 According to the invention of claim 3, since the liquid material does not come into contact with the supply gas, the gas can be prevented from being dissolved into the liquid material, and the generation of bubbles in the liquid material transfer line can be suppressed. Stability of flow control is improved. In particular, liquid feeding by a mass flow controller is effective because liquid feeding is generally performed by gas pressurization.
 According to the invention of claim 4, since the measuring means does not directly contact the liquid material, it is possible to prevent the measuring means from malfunctioning due to corrosion or the like.
 According to the invention of claim 5, since the liquid material in the first bellows-shaped bag does not come into contact with the supply gas, it is possible to prevent the gas from being dissolved into the liquid material, and in the liquid material transfer line. The stability of the flow rate control is improved by suppressing the generation of bubbles. Furthermore, since the indicating member moves as the first bellows-shaped bag expands and contracts, the amount of the liquid material in the first bellows-shaped bag can be confirmed by the position of the indicating member.
 According to the sixth aspect of the invention, since the inside of the drain tank is in a reduced pressure state, the fluid in the liquid material transfer line is easily discharged to the drain tank. Further, since the drain tank is connected to the liquid material transfer line immediately before the vaporizer, the liquid material transfer line can be more smoothly cleaned and replaced, and reliable liquid replacement and in-pipe cleaning can be performed. .
 According to the invention of claim 7, since it is possible to detect the bubbles generated in the liquid material transfer line, it is possible to supply the liquid material to the vaporizer under the condition that no bubbles are generated, A stable material supply can be performed.
 Claim8According to the invention, the corrosion resistance and chemical resistance to the liquid material are improved, and the life of the resin member can be improved.
 Claim9And claims10According to the invention, the generation of bubbles due to the filter can be reduced, and the strength of the filter can be improved by adding a mesh having a large wire diameter. In particular, the claims10In this invention, the corrosion resistance and chemical resistance of the filter with respect to the liquid material are improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire vaporizer.
FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of a liquid material supply apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a view showing an appearance of flow control valves 9A to 9D.
4A and 4B are diagrams illustrating details of the filter 18A, in which FIG. 4A is a cross-sectional view of the filter, and FIG. 4B is a diagram illustrating flow rate stability.
FIG. 5 is a view showing an open / close state of each valve when supplying a liquid material to the vaporizer 2;
6A and 6B are diagrams showing an example of a two-valve / three-way switching valve 15. FIG. 6A is a front view, FIG. 6B is a diagram viewed from an arrow A in FIG.
7A and 7B are views for explaining a two-valve / three-way switching valve 15. FIG. 7A is a sectional view taken along line BB in FIG. 6B, and FIG. 7B is a sectional view taken along line CC in FIG. .
FIGS. 8A and 8B are external views of a three-valve four-way switching valve 10; FIG. 8A is a plan view, and FIG.
FIGS. 9A and 9B are diagrams illustrating a three-valve / four-way switching valve; FIG. 9A is a flow diagram, and FIG. 9B is a diagram schematically illustrating an internal structure;
FIGS. 10A and 10B are diagrams for explaining cleaning and gas purging when replacing a material container, where FIG. 10A shows a valve open / closed state during cleaning, and FIG. 10B shows a valve open / closed state during gas purging.
FIG. 11 is a diagram showing a valve open / close state during evacuation.
FIG. 12 is a diagram showing a valve open / close state during gas purging.
FIG. 13 is a diagram showing a valve open / close state during solvent cleaning.
FIG. 14 is a diagram showing a valve open / closed state during liquid replacement.
FIG. 15 is a conceptual diagram of the monitoring device 16;
16 is an enlarged view of the material container 3A portion of FIG.
17A and 17B are views showing a modification of the material container, wherein FIG. 17A is a cross-sectional view showing a first modification, and FIG. 17B is a cross-sectional view showing a second modification.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a third modification of the material container.
[Explanation of symbols]
1 Liquid material supply device
2 vaporizer
3A-3C material container
3D solvent container
4A-4C Liquid material
4D solvent
5 Charge gas line
6A-6E transfer line
8A-8D mass flow meter
9A-9D Flow control valve
10, 10A, 10B 2 valve 3 way switching valve
13 Drain tank
15, 15A, 15D 3 valve 4 way switching valve
16 Monitoring device
18A, 18D filter

Claims

In a liquid material supply device for supplying a liquid material composed of a liquid organic metal or an organic metal solution contained in a material container to a vaporizer via a liquid material transfer line,
A first valve body that is provided between the first pipe line and the second pipe line and that turns on / off the transfer of fluid between the first pipe line and the second pipe line; A second valve provided between the second pipe and the third pipe to turn on / off the transfer of fluid between the second pipe and the third pipe A two-way three-way switching valve having an integral structure in which the second pipe is provided between the first valve body and the second valve body, the liquid material transfer line A liquid material supply device, wherein the liquid material supply device is arranged at a branch point that branches in three directions.

A gas is supplied to a material container containing a liquid material composed of a liquid organic metal or an organic metal solution through a gas supply line, and the liquid material is sent to the liquid material transfer line by gas pressure. In the liquid material supply apparatus for supplying the liquid material to the vaporizer via
A first port disposed between the first conduit, a first valve element for turning on and off the transfer of fluid between said first conduit and said first port, said provided between the first conduit and the second conduit, and a second valve element for turning on and off the transfer of fluid between the second conduit and the first conduit , provided between said second conduit and a second port, a third valve element to turn on and off the transfer of fluid between said second conduit and said second port A three-valve four-way switching valve having an integral structure, and a third port communicating with the first conduit and a fourth port communicating with the second conduit; Provided between the material transfer line and the gas supply line and the material container,
Wherein a third port connecting the gas supply lines, connecting the said first port the material container of the gas area, and connects the fourth port and the liquid material transfer line, said first while connected to the second port and the material container of the liquid regions, the liquid material characterized in that a removable integrally with said changeover valve and said material container to the gas supply line and the liquid material transfer line Feeding device.

The liquid material supply apparatus according to claim 2,
The material container includes a casing to which gas from the gas supply line is supplied, and a bellows-like bag that is stored in the casing and in which the liquid material is stored, and the gas is supplied into the casing. And the liquid material in the bag is delivered from the material container to the liquid material transfer line.

In the liquid material supply device according to claim 3,
A liquid material supply apparatus, comprising: a measuring unit configured to measure a liquid amount of the liquid material in the bag based on a change in pressure of the gas supplied into the casing.

The liquid material supply apparatus according to claim 2,
A first bellows-shaped bag filled with the liquid material;
A second bellows-shaped bag that is connected in series in the expansion and contraction direction of the first bellows-shaped bag, and contracts the first bellows-shaped bag by gas supply from the gas supply line;
The first bellows-shaped bag is provided at a connection portion between the first bellows-shaped bag and the second bellows-shaped bag, and indicates a position of the connection portion. A liquid material supply apparatus, wherein the bag is contracted and the liquid material in the first bellows-shaped bag is sent to the liquid material transfer line.

In the liquid material supply apparatus in any one of Claims 1-5,
A drain tank in which waste liquid discharged inside the liquid material transfer line when the liquid replacement is performed in the liquid material transfer line or when the pipe line is washed is placed immediately before the vaporizer in the liquid material transfer line. A liquid material supply device characterized by being connected via a valve.

In the liquid material supply apparatus in any one of Claims 1-6,
Liquid material supply, wherein the liquid material transfer line is provided with detection means for detecting the presence or absence of the liquid material in the liquid material transfer line or the presence or absence of bubbles generated from the liquid material using a photoelectric sensor. apparatus.

In the liquid material supply apparatus in any one of Claims 1-7,
A resin member provided in the liquid material transfer line and in contact with the liquid material has PEEK ( polyetherether ketone ), PTFE ( polytetrafluoroethylene ), PI ( polyimide ) And PBI ( polybenzimidazole ) Is used. A liquid material supply device using any of the above.

In the liquid material supply apparatus in any one of Claims 1-8,
A liquid material supply characterized by using a plurality of first SUS meshes with a small wire diameter and a plurality of second SUS meshes with a large wire diameter as the filters provided in the liquid material transfer line. apparatus.

The liquid material supply apparatus according to claim 9, wherein
A liquid material supply apparatus using a PTFE mesh instead of the SUS mesh.