KR101234409B1 - 액체 기화 시스템 - Google Patents

Abstract

액체 재료의 잔류의 문제를 해소하면서, 액체 재료의 기화의 촉진을 도모할 수 있는 액체 기화 시스템을 제공한다. 액체 기화 시스템(10)에는, 액체 기화 장치(20)가 설치되어 있다. 본 장치(20)는, 펌프(11)와, 기화기(12)를 구비하고 있다. 기화기(12)는, 케이스(21)와, 케이스(21)의 내부에 설치된 히터와, 히터에 의해 가열되는 축열판(23)과, 축열판(23) 상에 설치된 메쉬(24)를 구비하고 있다. 메쉬(24)는, 선재(24a)가 편직됨으로써 형성되고, 전체적으로는 평판 형상을 이루고 있다. 축열판(23)의 상면에 메쉬(24)가 포개짐으로써 축열판(23) 상에는 메쉬(24)에 의해 미세한 요철이 설치되어 있다. 메쉬(24)의 상방에는 노즐(27)이 설치되고, 노즐(27)로부터 액체 재료가 축열판(23)[메쉬(24)] 상에 적하된다. 액체 재료는 축열판(23) 상을 박막 형상으로 퍼지고 축열판(23)의 상면에서 가열되어 기화된다.

Description

액체 기화 시스템{LIQUID VAPORIZATION SYSTEM}

본 발명은, 액체 기화 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치의 제조에 있어서는, 웨이퍼에 대한 레지스트액의 부착성 향상을 도모하기 위해, 친수성이 있는 표면을 소수성으로 변하게 하기 위한 액체 재료를 기화기에 의해 기화시키고, 그 기화시킨 액체 재료에 의해 웨이퍼의 표면 처리가 행해진다. 이러한 종류의 기화기로서는, 예를 들어 히터에 의해 액체 재료를 가열함으로써 당해 액체 재료를 기화시키는 것이 사용되고 있다.

기화기에 의해 기화된 액체 재료는, 통상 캐리어 가스에 의해 챔버 내에 수용된 웨이퍼에 공급된다. 이 경우, 기화된 액체 재료와 캐리어 가스의 혼합기가 웨이퍼에 공급되는 것으로 되지만, 혼합기 중의 액체 재료의 농도가 처리 시에 있어서 변동하면 처리의 균일성이 손상되는 등의 문제가 발생할 수 있다. 그로 인해, 안정된 표면 처리를 행하기 위해서는 혼합기 중의 액체 재료의 농도를 처리 시에 있어서 일정하게 유지할 필요가 있다.

이러한 문제를 회피하는 것으로서, 예를 들어 특허 문헌 1에는, 기화기의 내부에 입상체를 충전함으로써 기화기 내에 다공질체를 형성함과 동시에, 다공질체의 외측에는 액체 재료를 가열하기 위한 히터를 설치하는 구성이 개시되어 있다. 이에 따르면, 다공질체의 간극에 액체 재료를 들어가게 하고, 그 간극에 들어가게 한 액체 재료를 히터에 의해 다공질체를 통해 가열함으로써 기화시킬 수 있다. 이 경우, 다공질체와 액체 재료의 접촉 면적을 크게 할 수 있기 때문에 액체 재료의 기화를 촉진시킬 수 있고, 그 결과 처리 시에 있어서의 혼합기 중의 액체 재료의 농도를 일정하게 유지하는 것을 기대할 수 있다.

일본 특허 출원 공개 제2001-295050호 공보

그러나 상기 특허 문헌 1의 기술에서는, 기화기 내가 다공질체에 의해 형성되어 있기 때문에, 미세한 간극을 갖는 다공질체 등, 다공질체의 구조에 따라서는 캐리어 가스가 다공질체의 내부까지 들어갈 수 없는 경우가 상정된다. 이 경우, 다공질체의 내부에서 기화된 액체 재료에 대해서는 캐리어 가스에 의해 챔버측으로 송출할 수 없기 때문에, 다공질체의 내부에 있어서 잔류할 우려가 있다.

본 발명은, 상기 사정에 비추어 이루어진 것이며, 액체 재료의 잔류의 문제를 해소하면서, 액체 재료의 기화의 촉진을 도모할 수 있는 액체 기화 시스템을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 제1 발명의 액체 기화 시스템은, 액체 재료를 가열하여 기화시키는 기화기를 구비한 액체 기화 시스템이며, 상기 기화기는, 대략 평탄하게 형성되어 액체 재료를 부착시키는 액체 부착면과, 상기 액체 부착면에 부착된 액체 재료를 박막화시키는 박막화 수단과, 상기 액체 부착면을 가열하는 가열 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액체 부착면에 부착된 액체 재료를 박막화 수단에 의해 박막화시킬(얇게 넓힐) 수 있다. 그리고 가열 수단에 의해 액체 부착면을 가열함으로써, 그 박막화된 액체 재료를 가열할 수 있다. 이 경우, 액체 재료와 액체 부착면의 접촉 면적(즉 전열 면적)을 크게 하여 액체 재료를 가열할 수 있기 때문에 액체 재료의 기화의 촉진을 도모할 수 있다. 특히 기화시키는 액체 재료가 방울 형상으로 되기 쉬운 것인 경우에는, 그 효과가 크다.

또한, 액체 재료를 가열하기 위한 액체 부착면이 대략 평탄하게 형성되어 있기 때문에, 기화된 액체 재료를 액체 부착면(나아가서는 기화기 내)에 잔류시키는 일 없이 캐리어 가스에 의해 하류측(예를 들어 챔버)으로 송출할 수 있다. 따라서, 이상으로부터, 액체 재료의 잔류의 문제를 해소하면서, 액체 재료의 기화의 촉진을 도모할 수 있다.

또한, 본 액체 기화 시스템은, 예를 들어 반도체 장치의 제조에 있어서, 웨이퍼 등의 피처리물을 기화시킨 액체 재료에 의해 표면 처리하는 경우에 사용할 수 있다. 구체적으로는, 기화기의 하류측에 웨이퍼 등의 피처리물이 수용되는 챔버를 접속하고, 기화기에 의해 기화된 액체 재료를 챔버 내의 피처리물에 공급함으로써 피처리물을 표면 처리하는 시스템이 생각된다. 또한, 본 액체 기화 시스템에 있어서 기화시키는 액체 재료로서는, 예를 들어 소수화 처리액 등, 기화시킨 상태에서 피처리물에 대하여 도포되는 표면 처리제 등이 생각된다.

제2 발명의 액체 기화 시스템은, 제1 발명에 있어서, 상기 박막화 수단은, 상기 액체 부착면에 대한 액체 재료의 습윤을 촉진시키는 습윤 촉진 수단이며, 상기 습윤 촉진 수단에 의해 상기 액체 부착면에 대한 액체 재료의 습윤을 촉진시킴으로써, 상기 액체 부착면에 부착된 액체 재료를 박막화시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액체 부착면에 대한 액체 재료의 습윤을 촉진시킴으로써 액체 부착면에 부착된 액체 재료를 박막화시킬 수 있다. 이에 의해, 액체 부착면에 부착된 액체 재료를 박막화시키기 위한 구동 장치(예를 들어 액체 재료를 압축시키는 가압 장치) 등을 별도 설치하는 일 없이, 상기 제1 발명의 효과를 얻을 수 있다.

제3 발명의 액체 기화 시스템은, 제2 발명에 있어서, 상기 습윤 촉진 수단은, 액체 재료에 대한 습윤성을 높이기 위해 상기 액체 부착면에 설치된 미세한 요철부인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액체 부착면과의 접촉각이 90°미만으로 되는(즉 액체 부착면에 대하여 습윤이 쉬운) 액체 재료를 사용하는 경우에는, 액체 부착면에 설치된 미세한 요철부에 의해 액체 재료에 대한 액체 부착면의 습윤성을 높일 수 있다. 이에 의해, 액체 부착면에 대한 액체 재료의 습윤을 촉진시킬 수 있다.

제4 발명의 액체 기화 시스템은, 제3 발명에 있어서, 상기 액체 부착면에는, 선재를 그물코 형상으로 편직함으로써 전체적으로 평판 형상으로 형성된 메쉬가 적재되어(포개져) 있음과 동시에, 상기 선재를 볼록부로 하고 상기 선재에 의해 둘러싸인 부분을 오목부로 하여 상기 요철부가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액체 부착면에 평판 형상의 메쉬를 포개는 것만으로 요철부를 형성할 수 있기 때문에, 간소한 구성으로 상기 제3 발명의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 메쉬를 금속제(예를 들어 스테인리스제)의 선재에 의해 형성하면, 메쉬를 액체 부착면을 통해 가열 수단에 의해 가열할 수 있기 때문에, 박막화된 액체 재료를 액체 부착면뿐만 아니라 메쉬에 의해서도 가열할 수 있다. 이에 의해, 액체 재료의 기화를 한층 더 촉진시킬 수 있다.

또한, 이 경우, 메쉬를 액체 부착면에 대하여 탈착 가능하게 구성하면, 기화시키는 액체 재료의 습윤성에 따라 적절한 거칠기(그물코의 크기)의 메쉬로 교환할 수 있다. 그로 인해, 습윤성이 다른 복수종의 액체 재료를 기화시키는 경우에는 사정이 좋다.

제5 발명의 액체 기화 시스템은, 제4 발명에 있어서, 상기 액체 부착면에는, 상기 액체 부착면과 상기 메쉬 사이에 상기 액체 재료를 공급하는 공급구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액체 부착면과 메쉬 사이에 액체 재료를 공급하는 공급구가 형성되어 있으므로, 공급된 액체 재료가 계면 장력에 의해 메쉬와 액체 부착면 사이의 간극을 흐를 수 있다. 이에 의해, 액체 재료의 비산(안개화)을 발생시키는 일 없이 메쉬의 넓은 면적에 액체 재료를 원활하게 공급할 수 있다. 또한, 공급구는, 반드시 단일일 필요는 없고, 복수의 공급구가 형성되어 있어도 된다.

제6 발명의 액체 기화 시스템은, 제5 발명에 있어서, 상기 액체 부착면과 상기 메쉬의 적층 방향의 상대적인 위치 관계를 결정하는 위치 결정 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 메쉬를 액체 부착면에 대하여, 예를 들어 접착제 등으로 부착한 경우와 같이 메쉬의 간극을 메워 버리는 등의 문제, 혹은 체결 부재로 체결한 경우와 같이 체결부의 근방에 액체 재료가 응집하여 고형물이 발생할 가능성 등의 문제를 회피할 수 있다. 위치 결정 부재는, 예를 들어 액체 부착면의 단부에 고정되어 있는 네트(그물)나 끈으로 액체 부착면에 압박하도록 해도 된다. 위치 결정 부재는, 예를 들어 액체 부착면과 메쉬 사이에 간극을 형성하기 위한 스페이서를 부분적으로 삽입하는 구성으로 해도 된다.

제7 발명의 액체 기화 시스템은, 제6 발명에 있어서, 상기 위치 결정 부재는, 소정의 간격으로 배치되어 있는 복수의 위치에서 상기 액체 부착면에 대하여 상기 메쉬를 압박하는 압박 부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 메쉬가 소정의 간격으로 배치되어 있는 복수의 위치에서 액체 부착면에 대하여 압박되어 있으므로, 그 소정의 간격에 있어서 메쉬와 액체 부착면 사이의 간극에 있어서의 계면 장력을 이용한 흐름인 간극 흐름을 간이한 구성으로 실현할 수 있다. 간극 흐름은 복수의 압박 위치 사이에 형성되므로, 메쉬의 거칠기나 복수의 압박 위치의 위치 관계 등의 설계 자유도를 제공할 수 있다. 이에 의해, 요구되는 사양에 따른 적절한 간극 흐름을 실현하기 위한 설계 툴을 제공할 수 있다. 압박 부재는, 메쉬를 압박하는 복수의 위치마다 배치되어 있는 복수의 부재로서 구성되어 있어도 되고, 혹은 압박하기 위한 복수의 볼록부를 갖는 공통 부재를 포함하는 것으로 해도 된다.

제8 발명의 액체 기화 시스템은, 제5 내지 제7 발명에 있어서, 상기 액체 부착면은, 상기 가열 수단에 의해 가열되는 가열판의 표면으로서 형성되어 있고,

상기 가열판에는, 상기 액체 부착면과 반대측의 면인 이면에 형성되어 있는 이면 개구부와, 상기 공급구를 접속하고 있는 오리피스가 형성되고,

상기 이면 개구부를 개폐하는 차단 밸브를 구비하고,

상기 이면 개구부는, 상기 오리피스를 사이에 두고 상기 공급구와 대향하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 차단 밸브로 개폐되는 오리피스가 액체 부착면에 형성되어 있으므로, 액체 재료의 차단을 액체 부착면의 근방에서 실현할 수 있다. 이에 의해, 차단 밸브와 액체 부착면 사이에 잔존하는 액체 재료의 기화에 기인하는 기화량의 변동을 억제할 수 있다.

제9 발명의 액체 기화 시스템은, 제8 발명에 있어서, 상기 가열판의 이면에는, 오목부가 형성되고,

상기 이면 개구부는, 상기 오목부에 형성되고,

상기 차단 밸브는, 상기 이면 개구부를 폐쇄하는 밸브체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 이면 개구부는, 가열판의 이면에 형성되어 있는 오목부에 형성되어 있는 밸브 시트를 포함하고, 그 밸브 시트가 밸브체에 의해 폐쇄되므로, 가열판의 두께에 관계없이 공급구와 이면 개구부 사이의 유로의 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 오목부의 깊이를 조정함으로써, 그 유로의 길이를 자유롭게 설정할 수 있다.

제10 발명의 액체 기화 시스템은, 제9 발명에 있어서, 상기 밸브체는, 상기 이면 개구부가 폐쇄된 상태에 있어서 상기 이면 개구부를 둘러싸는 환 형상의 돌기부인 밀봉부를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 밸브체측이 밀봉부를 가지므로, 밸브 시트의 융기에 기인하는 기포의 체류를 억제하면서 시일성을 향상시킬 수 있다.

제11 발명의 액체 기화 시스템은, 제9 발명에 있어서, 상기 이면 개구부는, 상기 오목부에 형성되어 있는 밸브 시트를 갖는 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 이면 개구부가 오목부에 형성되어 있는 밸브 시트를 갖도록 구성해도 된다.

제12 발명의 액체 기화 시스템은, 제9 발명에 있어서, 상기 이면 개구부는, 상기 이면 개구부를 둘러싸는 환 형상의 영역에 상기 밸브체에 대향하는 평면을 갖는 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 밸브 시트나 돌기부를 설치하여 면압을 높이는 구성이 아닌, 밸브체에 대향하는 평면을 갖도록 해도 된다. 본 발명에서는, 차단 시에 배압이 인가되지 않기 때문이다. 단, 시일성을 향상시키기 위해, 이면 개구부를 둘러싸는 환 형상의 영역의 면 거칠기를 작게 하는 것이 바람직하다.

제13 발명의 액체 기화 시스템은, 제9 내지 제12 발명에 있어서, 상기 밸브체는, 상기 이면 개구부를 개폐하는 다이어프램을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 다이어프램이 유로측에 미끄럼 이동부를 갖고 있지 않으므로, 미끄럼 이동 부분으로의 액체 재료의 축적에 기인하는 고형물의 발생을 방지할 수 있다. 이에 의해, 고형물의 발생을 억제하여, 질소 가스로의 고형물의 혼입에 기인하는 프로세스 대상의 품질 열화를 예방할 수 있다.

제14 발명의 액체 기화 시스템은, 제1 내지 제13 발명에 있어서, 상기 액체 부착면은, 상기 가열 수단에 의해 가열되는 가열판의 표면으로서 형성되고,

상기 가열판에는, 상기 액체 부착면의 온도를 계측하기 위한 온도 센서가 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액체 부착면에서의 기화 상태를 기화열에 기인하는 가열판의 온도 변화로서 관측할 수 있다. 이 온도 센서는, 기화 프로세스의 감시나 고장 탐지 등의 여러 가지 용도로 이용 가능하다.

제15 발명의 액체 기화 시스템은, 제1 내지 제14 발명에 있어서, 상기 액체 재료를 상기 기화기에 공급하는 펌프를 구비하고,

상기 펌프는, 제1 다이어프램 구동부와, 제2 다이어프램 구동부와, 상기 제1 다이어프램 구동부와 상기 제2 다이어프램 구동부를 서로 대향시키는 방향에서 연결하는 연결부를 구비하고,

상기 연결부는, 상기 액체 재료를 흡입하는 흡입 통로와, 상기 액체 재료를 토출하는 토출 통로가 접속된 펌프실을 갖고,

상기 제1 다이어프램 구동부는, 상기 펌프실의 일부를 구성하는 제1 다이어프램을 갖고,

상기 제2 다이어프램 구동부는, 상기 펌프실의 일부를 구성하는 제2 다이어프램을 갖고,

상기 제1 다이어프램과 상기 제2 다이어프램은, 상기 펌프실에 있어서 서로 대향하는 면을 형성하고,

상기 제1 다이어프램 구동부는, 상기 제1 다이어프램이 기계적으로 변위 가능한 제1 변위량을 제한하고, 상기 제1 변위량이 조정 가능한 제1 변위 제한부를 갖고,

상기 제2 다이어프램 구동부는, 상기 제2 다이어프램이 기계적으로 변위 가능한 제2 변위량을 제한하고, 상기 제2 변위량이 조정 가능한 제2 변위 제한부를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 제1 다이어프램과 제2 다이어프램이 기계적으로 변위 가능한 변위량을 조정 가능하게 제한할 수 있으므로, 그 제한 한계의 작동을 행하게 하여 단위 시간당의 작동 횟수를 조작함으로써 액체 재료의 공급 속도를 간이 또한 정확하게 제어할 수 있다. 본 발명에서는, 다이어프램의 변위량을 계측하는 센서를 생략할 수 있다는 이점도 있다.

제16 발명의 액체 기화 시스템은, 제15 발명에 있어서, 상기 제1 변위 제한부는, 상기 제1 다이어프램의 변위 방향을 축선으로 하고, 상기 펌프에 대한 회전인 제1 회전을 행함으로써 상기 제1 변위량이 조정 가능하고,

상기 제2 변위 제한부는, 상기 제2 다이어프램의 변위 방향을 축선으로 하고, 상기 펌프에 대한 회전인 제2 회전을 행함으로써 상기 제2 변위량이 조정 가능하고,

상기 펌프에는, 상기 제1 회전의 각도와 상기 제2 회전의 각도에 따라 계측된 토출량에 관계되는 값을 나타내는 계측부가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 토출량을 실측하는 일 없이, 토출량(1회의 행정마다의 양)을 정확 또한 간이하게 설정할 수 있다. 토출량에 관계되는 값은, 예를 들어 제1 회전이나 제2 회전에 기인하는 제1 변위 제한부나 제2 변위 제한부의 이송량 등의 토출량에 관계되는 값을 포함하는 넓은 의미를 갖고 있다.

제17 발명의 액체 기화 시스템은, 제3 또는 제4 발명에 있어서, 상기 요철부는, 다수의 오목부와 다수의 볼록부로 이루어지고, 상기 각 오목부와 상기 각 볼록부는 상기 액체 부착면과 평행한 다른 2방향을 따라 각각 교대로 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 오목부와 볼록부가 액체 부착면과 평행한 다른 2방향을 따라 교대로 배치되어 있기 때문에, 액체 재료에 대한 액체 부착면의 습윤성(즉 습윤 용이성)을 상기 2방향으로 높일 수 있다. 즉, 액체 부착면에 대한 액체 재료의 습윤을 상기 2방향으로 촉진시킬 수 있기 때문에, 액체 재료와 액체 부착면의 접촉 면적을 한층 더 크게 할 수 있다. 이에 의해, 액체 재료의 기화를 한층 더 촉진시킬 수 있다.

제18 발명의 액체 기화 시스템은, 제2 발명에 있어서, 상기 기화기는, 상기 액체 부착면을 한 쌍 구비함과 동시에, 이들 각 액체 부착면이 소정의 간극을 두고 대향 배치되어 있고, 상기 습윤 촉진 수단은, 상기 간극 내에 있어서의 액체 재료의 상기 각 액체 부착면에 대한 습윤을 모세관 현상에 의해 촉진시키는 것인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액체 부착면과의 접촉각이 90°미만으로 되는(즉 액체 부착면에 대하여 습윤이 쉬운) 액체 재료를 기화시키는 경우에는, 대향하는 액체 부착면끼리의 간극 내에 액체 재료를 공급함으로써, 액체 재료를 모세관 현상에 의해(환언하면 표면 장력을 이용하여) 각 액체 부착면에 대하여 박막 형상으로 부착시킬 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 각 액체 부착면을 가열 수단에 의해 가열하도록 하면, 액체 재료의 기화를 한층 더 촉진시킬 수 있다.

제19 발명의 액체 기화 시스템은, 제1 내지 제18 중 어느 발명에 있어서, 상기 기화기에 공급 통로를 통해 액체 재료를 공급하는 펌프와, 상기 펌프에 의한 상기 기화기로의 액체 재료의 공급량을 조정하는 공급량 조정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 펌프에 의해 기화기에 공급하는 액체 재료의 공급량을 공급량 조정 수단에 의해 조정할 수 있다. 따라서, 예를 들어 기화기에 의해 기화시킨 액체 재료를 웨이퍼가 수용된 챔버에 공급하는 시스템에 있어서는, 펌프에 의한 기화기로의 액체 재료의 공급량을 조정함으로써, 기화기에 있어서 기화된 액체 재료의 챔버로의 공급량을 조정할 수 있다. 즉, 이 경우, 소정량의 기화된 액체 재료를 챔버에 공급할 때에는, 액체 재료가 축적된 액체 탱크로부터 그 소정량분의 액체 재료를 펌프에 의해 기화기에 공급하면 되기 때문에, 액체 탱크 내의 액체 재료를 기화시키는 일 없이 신선한 상태로 보존할 수 있다.

또한, 이 경우, 공급 통로의 도중에 상기 공급 통로를 개폐하는 개폐 밸브를 설치하고, 펌프에 의해 액체 재료를 기화기로 공급하고 있지 않은 경우에는 개폐 밸브를 폐쇄 상태로 하도록 해도 된다. 그렇게 하면, 개폐 밸브보다도 상류측에 있는 액체 재료가 대기에 접촉하는 것을 회피할 수 있기 때문에, 기화기로 공급되기 직전의 공급 통로 내(개폐 밸브보다도 상류측의 공급 통로 내)의 액체 재료에 대해서도 신선한 상태로 유지할 수 있다.

제20 발명의 액체 기화 시스템은, 제19 발명에 있어서, 상기 펌프가 액체 재료를 상기 공급 통로를 통해 상기 기화기에 공급한 후, 상기 공급 통로 내에 남은 액체 재료를 흡인하도록 제어하는 석백(suck back) 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액체 재료를 펌프에 의해 공급 통로를 통해 기화기에 공급한 후, 가령 액체 재료의 일부가 공급 통로 내에 남은 경우라도, 그 남은 액체 재료를 펌프에 의해 흡인할(즉 석백시킬) 수 있다. 이에 의해, 공급 통로 내(예를 들어 기화기측의 통로 단부)에 남은 액체 재료가 기화함으로써, 액체 재료의 기화량이 변동하는 등의 문제를 회피할 수 있다.

제21 발명의 액체 기화 시스템은, 제19 또는 제20 발명에 있어서, 상기 펌프와, 상기 기화기와, 상기 공급 통로를 포함하여 유닛화된 액체 기화 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 액체 기화 장치가 펌프와 기화기를 포함하여 유닛화되어 있다. 그로 인해, 예를 들어 기화기에 의해 기화시킨 액체 재료를 웨이퍼가 수용된 챔버에 공급하는 시스템에 있어서는, 챔버의 상류측에 설치되는 상기 장치를 콤팩트하게 구성할 수 있고, 그 결과 상기 장치를 챔버 근방에 배치하는 것이 가능해진다. 이 경우, 액체 기화 장치(기화기)와 챔버를 접속하는 배관의 길이를 비교적 짧게 할 수 있기 때문에, 기화기에 있어서 기화된 액체 재료가 챔버에 공급되기 전에 배관 내에서 재액화되는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태의 액체 기화 시스템의 전체 구성을 도시하는 회로도.
도 2는 (a)가 액체 기화 장치의 측면도, (b)가 액체 기화 장치의 구성을 도시하는 종단면도.
도 3은 기화기의 구성을 도시하는 사시도.
도 4는 축열판 상의 메쉬를 확대하여 도시하는 평면도.
도 5는 제2 실시 형태의 액체 기화 장치의 구성을 도시하는 평면도.
도 6은 펌프의 내부 구성을 도시하는 단면도.
도 7은 연결 보디의 내부 구조를 도시하는 확대 단면도.
도 8은 기화기의 외관을 도시하는 사시도.
도 9는 기화기의 단면을 도시하는 단면도.
도 10은 기화기의 축열판을 도시하는 사시도.
도 11은 기화기의 내부를 하방(장비 상태에 있어서의 중력 기준)으로부터 본 내부 구조도.
도 12는 기화기의 히터를 하방으로부터 본 상태를 도시하는 저면도.
도 13은 기화기의 이면 커버를 하방으로부터 본 상태를 도시하는 저면도.
도 14는 기화기의 단면을 도시하는 단면도.
도 15는 차단 밸브가 오리피스를 폐쇄한 상태를 도시하는 확대 단면도.
도 16은 차단 밸브가 오리피스를 개방한 상태를 도시하는 확대 단면도.
도 17은 차단 밸브의 개폐 상태와 열전대에 의한 계측 온도의 관계를 나타내는 그래프.
도 18은 다른 예에 있어서의 기화기의 구성을 도시하는 종단면도.
도 19는 다른 예에 있어서의 차단 밸브가 오리피스를 폐쇄한 상태를 도시하는 확대 단면도.
도 20은 또 다른 예에 있어서의 차단 밸브가 오리피스를 폐쇄한 상태를 도시하는 확대 단면도.

(제1 실시 형태)

이하, 본 발명을 구체화한 제1 실시 형태를 도면을 따라 설명한다. 본 실시 형태는, 반도체 장치 등의 제조 라인에서 사용되는 약액 공급 시스템에 대해 구체화하고 있고, 우선은 본 시스템의 기본 구성을 도 1의 개략도에 기초하여 설명한다.

본 실시 형태에서는, 액체 재료로서의 소수화 처리액을 기화시키기 위해 액체 기화 시스템을 사용하고 있다. 본 시스템에서는, 기화된 액체 재료를 반도체 웨이퍼(이하, 생략하여 웨이퍼라고 함)의 표면에 도포함으로써, 웨이퍼로의 레지스트액의 부착성을 향상시키는 것으로 하고 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본 액체 기화 시스템(10)에는, 액체 재료를 기화시키기 위한 액체 기화 장치(20)가 설치되어 있다. 액체 기화 장치(20)는, 펌프(11)와, 기화기(12)와, 흡입측 밸브(13)와, 토출측 밸브(14)를 구비하고 있다. 펌프(11)는, 액체 재료의 흡인 및 토출을 행하는 것이며, 다이어프램식 펌프에 의해 구성되어 있다. 펌프(11)는, 당해 펌프(11)에 공급되는 에어의 압력을 조정하는 전공 레귤레이터(34)와 접속되어 있고, 이 전공 레귤레이터(34)에 의한 에어 압력의 조정에 의해 액체 재료의 흡인 및 토출을 행한다.

펌프(11)는, 액체 탱크(X)에 저류된 액체 재료를 흡입 통로(15)를 통해 흡인함과 동시에, 흡인한 액체 재료를 토출 통로(16)를 통해 기화기(12)에 공급(토출)한다. 흡입 통로(15)에는, 액체 재료의 유통을 허가 또는 금지하는 흡입측 밸브(13)가 설치되고, 토출 통로(16)에는, 동일하게 액체 재료의 유통을 허가 또는 금지하는 토출측 밸브(14)가 설치되어 있다. 이들 각 밸브(13, 14)는 전기적인 조작에 의해 개폐 동작을 행한다.

기화기(12)는, 액체 재료를 기화시키는 것이며, 후술하는 히터(22) 등을 갖고 구성되어 있다. 펌프(11)에 의해 기화기(12)에 공급된 액체 재료는 당해 기화기(12)에 있어서 기화된다. 기화기(12)에는, 가스 도입 배관(28)과 가스 배출 배관(29)이 접속되어 있다. 기화기(12)에는, 캐리어 가스로서의 질소 가스가 질소 가스원으로부터 가스 도입 배관(28)을 통해 공급되고, 그 공급된 질소 가스가 기화기(12)에 있어서 기화된 액체 재료와 혼합된다. 그리고 그 혼합된 혼합기가 가스 배출 배관(29)을 통해 기화기(12)로부터 배출된다.

본 액체 기화 시스템(10)은, 웨이퍼(30)를 수용하는 챔버(18)를 구비하고 있다. 챔버(18)는, 가스 배출 배관(29)을 통해 기화기(12)와 접속되어 있고, 기화기(12)로부터 배출된 혼합기가 가스 배출 배관(29)을 통해 챔버(18)에 공급된다. 구체적으로는, 가스 배출 배관(29)의 하류측[챔버(18)측] 단부는 토출 노즐(29a)로 되어 있고, 토출 노즐(29a)로부터 혼합기가 웨이퍼(30)를 향해 토출된다. 또한, 챔버(18)에는, 챔버(18) 내의 혼합기를 배출하기 위한 배기 덕트(19)가 접속되어 있다. 챔버(18) 내에 있어서의 사용 완료된 혼합기는, 배기 블로어 등에 의해 흡인됨으로써 배기 덕트(19)를 통해 외부로 배출된다.

또한, 본 액체 기화 시스템(10)은, 제어 수단으로서의 컨트롤러(40)를 더 구비하고 있다. 컨트롤러(40)는, 전공 레귤레이터(34)를 구동 제어함으로써 펌프(11)의 흡인 토출 동작을 제어함과 동시에, 각 밸브(13, 14)를 동작 제어한다. 또한, 컨트롤러(40)를 중심으로 하는 본 시스템(10)의 전기적 구성의 상세에 대해서는 후술하는 것으로 한다.

다음으로, 액체 기화 장치(20)의 구성에 대해 도 2에 기초하여 설명한다. 또한, 도 2는, (a)가 액체 기화 장치(20)의 측면도이며, (b)가 액체 기화 장치(20)의 구성을 도시하는 종단면도이다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 액체 기화 장치(20)는, 보디(31), 실린더 본체(32) 및 커버(33)를 갖고 있고, 그들 각 부재(31 내지 33)가 상기한 순서로 대략 수평 방향[도 2의 (b)의 좌우 방향]으로 포개진 상태로, 볼트 등의 체결 부재에 의해 일체적으로 조립되어 있다. 보디(31)는 예를 들어 불소 수지로 이루어지고, 실린더 본체(32) 및 커버(33)는 예를 들어 폴리프로필렌 수지로 이루어진다. 보디(31), 실린더 본체(32) 및 커버(33)는, 그 적층 방향으로 연장되는 중공부를 갖고 있고, 그 중공부에 밸브 부재(47)가 왕복 이동 가능하게 설치되어 있다.

보디(31)에는, 실린더 본체(32)측으로 개방되는 대략 원기둥 형상의 원기둥 오목부(35)가 형성되어 있음과 동시에, 그 원기둥 오목부(35)에 연통되는 2개의 통로(16, 37)가 형성되어 있다. 이들 2개의 통로(16, 37) 중, 한쪽의 통로(37)는 액체 재료를 흡입하기 위한 흡입 포트(36)에 통하고 있고, 다른 쪽의 통로(16)는 기화기(12)에 통하고 있다. 흡입 포트(36)에는, 액체 탱크(X)에 통하는 흡입 배관(도시 생략)이 접속되어 있고, 이 흡입 배관과 통로(37)에 의해 도 1의 흡입 통로(15)가 구성되어 있다.

보디(31)의 상방에는, 흡입측 밸브(13)와 토출측 밸브(14)가 약간 상하로 위치를 어긋나게 한 상태에서 횡배열로 설치되어 있다. 흡입측 밸브(13)는, 흡입 통로(37)를 개폐하는 밸브체(38)를 구비하고, 그 밸브체(38)를 개폐 방향으로 이동시킴으로써 액체 재료의 유통을 허가 또는 금지한다. 한편, 토출측 밸브(14)는, 토출 통로(16)를 개폐하는 밸브체(39)를 구비하고, 밸브체(39)를 개폐 방향으로 이동시킴으로써 액체 재료의 유통을 허가 또는 금지한다.

보디(31)에 있어서의 실린더 본체(32)측과는 반대측에는, 동 측 및 하측으로 연속적으로 개방된 대략 직육면체 형상의 기화기 스페이스(S)가 형성되어 있다. 이 기화기 스페이스(S)는, 기화기(12)를 설치하기 위한 설치 스페이스로 되어 있다.

실린더 본체(32)에는, 보디(31)측으로 개방되는 대략 원판 형상의 원판 오목부(41)가 형성되어 있다. 원판 오목부(41)는, 보디(31)의 원기둥 오목부(35)와 함께 연속된 원기둥 형상의 공간을 형성하고 있다. 또한, 실린더 본체(32)에는, 커버(33)측으로 개방되는 대략 원기둥 형상의 실린더부(42)와, 실린더부(42)를 원판 오목부(41)와 연통시키는 밸브 지지 구멍(43)이 형성되어 있다. 밸브 지지 구멍(43)은, 실린더부(42)와 동축(중심 위치가 동일)이고 또한 실린더 직경보다도 작은 직경으로 형성되어 있다.

커버(33)에는, 밸브 지지 구멍(45a)을 갖는 가이드(45)가 조립되어 있다. 그 밸브 지지 구멍(45a)은, 상술한 실린더 본체(32)의 밸브 지지 구멍(43)과 동축의 관통 구멍으로 되어 있다.

밸브 부재(47)는, 로드(48)와 다이어프램 밸브체(49)가 일체화됨으로써 구성되어 있고, 로드(48)의 일단부에 다이어프램 밸브체(49)가 연결되어 있다. 로드(48)에는, 실린더부(42)의 내경과 동일한 외경 치수를 갖는 대략 원판 형상의 피스톤부(51)가 형성되어 있다. 피스톤부(51)는, 그 외주부가 실린더부(42)의 내면에 접촉하고 있고, 실린더부(42)에 미끄럼 이동 가능하게 수용되어 있다. 로드(48)는, 커버(33)에 설치된 가이드(45)의 밸브 지지 구멍(45a)에 삽입 관통되어 있음과 동시에, 실린더 본체(32)에 설치된 밸브 지지 구멍(43)에 삽입 관통되어 있다.

실린더 본체(32)의 실린더부(42)는, 로드(48)의 피스톤부(51)에 의해 두 개의 공간으로 구획되어 있다. 이들 두 개의 공간 중 피스톤부(51)보다도 보디(31)측의 공간은 압력 제어실(54)로 되어 있다. 압력 제어실(54)에는, 실린더 본체(32)에 형성된 에어 도입 통로(32a)를 통해 외부로부터 조작 에어가 도입되고, 그에 의해 압력 제어실(54) 내의 에어 압력이 조정된다. 한편, 상기 두 개의 공간 중 피스톤부(51)보다도 커버(33)측의 공간은 스프링실(55)로 되어 있고, 그 스프링실(55) 내에는 소용돌이 코일 형상의 스프링(56)이 배치되어 있다. 따라서, 로드(48)에는, 압력 제어실(54) 내의 에어 압력과 스프링(56)의 가압력이 상반하는 방향으로 작용하고, 그들의 힘의 밸런스에 의해 로드(48)의 위치가 조정된다.

다이어프램 밸브체(49)는, 로드(48)의 보디(31)측의 단부에 연결되어 있고, 예를 들어 불소 수지에 의해 형성되어 있다. 다이어프램 밸브체(49)는, 보디(31)와 실린더 본체(32) 사이에 끼워 넣어진 외측 테두리부(49a)와, 보디(31)의 원기둥 오목부(35)와 실린더 본체(32)의 원판 오목부(41)의 연속 공간을 두 개의 공간으로 구획하는 다이어프램막(49b)을 갖고 있다. 상기 구획된 두 개의 공간 중 다이어프램막(49b)보다도 보디(31)측의 공간은 펌프실(58)로 되어 있고, 상술한 흡입 통로(37) 및 토출 통로(16)는 이 펌프실(58)에 연통되어 있다.

이러한 구성에 있어서, 밸브 부재(47)가 축 방향으로 동작하면, 그에 수반하여 다이어프램 밸브체(49)의 다이어프램막(49b)이 동 방향으로 변위하고, 그 결과 펌프실(58)의 용적이 대소 변화된다. 이에 의해, 흡입 통로(37)를 통해 펌프실(58) 내에 액체 재료를 흡인하거나, 펌프실(58) 내의 액체 재료를 토출 통로(16)를 통해 배출하거나 하는 것이 가능하게 되어 있다. 즉, 본 액체 기화 장치(20)에서는, 이와 같이 하여 다이어프램식의 펌프(11)가 구성되어 있다.

보디(31) 및 실린더 본체(32)의 상방에는, 밸브 부재(47)의 이동량을 검출하기 위한 위치 검출기(61)가 설치되어 있다. 위치 검출기(61)는, 실린더 본체(32)의 상면에 고정된 케이스(62)와, 그 케이스(62) 내에 수용된 위치 센서(63)를 구비하고 있다. 위치 센서(63)는, 센서 본체(63a)와, 이 센서 본체(63a)에 대하여 돌출 방향 또는 몰입 방향으로 이동 가능한 가동 로드(63b)를 갖고 있다. 가동 로드(63b)는, 도시하지 않은 가압 수단(스프링 등)에 의해 센서 본체(63a)로부터 돌출되는 방향으로 가압되고 있고, 선단부가 압박됨으로써 축 방향에 있어서의 위치가 변경된다.

밸브 부재(47)의 이동량 검출에 관한 구성으로서 상세하게는, 밸브 부재(47)에 있어서 다이어프램 밸브체(49)와 반대측의 단부가 커버(33)로부터 돌출되어 있고, 그 돌출 부분에, 나사(65)에 의해 아암(66)이 연결되어 있다. 아암(66)은, 밸브 부재(47)의 축 방향에 직교하는 방향으로 연장되도록 설치되고, 밸브 부재(47)와의 접속측과는 반대측의 선단부에 위치 조정 나사(67)가 설치되어 있다.

위치 조정 나사(67)와 위치 센서(63)의 가동 로드(63b)는 선단부끼리가 접촉하고 있고, 밸브 부재(47)가 이동하면, 그에 수반하여 아암(66)이 동일 방향으로 이동함과 동시에 가동 로드(63b)의 축 방향에 있어서의 위치가 변경된다. 이에 의해, 위치 센서(63)에 의해 밸브 부재(47)의 이동량을 검출할 수 있다.

케이스(62)에는 에어 통로(62a)가 형성되어 있고, 그 에어 통로(62a)가 실린더 본체(32)의 에어 도입 통로(32a)에 연통되어 있다. 에어 통로(62a)에는, 도시하지 않은 외부 장치(예를 들어 전공 레귤레이터)로부터 조작 에어가 공급되고, 그 조작 에어가 에어 통로(62a) 및 에어 도입 통로(32a)를 통해 압력 제어실(54)에 공급된다. 이 조작 에어의 공급에 의해, 압력 제어실(54) 내의 에어 압력이 조정되고, 나아가서는 밸브 부재(47)의 이동량이 제어된다. 그리고 밸브 부재(47)의 이동량이 제어됨으로써 펌프실(58)의 용적이 제어되고, 그 결과 펌프(11)에 의한 액체 재료의 흡인 및 토출이 제어된다.

또한, 본 장치(20)에는, 위치 검출기(61)와 밸브 부재(47)의 연결 구성[아암(66) 등]을 덮기 위한 커버(68, 69)가 설치되어 있어, 연결 구성의 노출이 방지되어 있다.

보디(31)에 형성된 기화기 스페이스(S)에는, 기화기(12)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에서는, 이 기화기(12)의 구성에 특징적인 점을 갖고 있고, 이하 그 상세에 대해 도 2에 더하여 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다. 또한, 도 3은 기화기(12)의 구성을 도시하는 사시도이며, 도 4는 축열판 상의 메쉬를 확대하여 도시하는 평면도이다.

도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이, 기화기(12)는, 기화실을 형성하는 케이스(21)와, 케이스(21)의 내부에 설치된 가열 수단으로서의 히터(22)와, 히터(22)에 의해 가열되는 축열판(23)과, 축열판(23) 상에 설치된 메쉬(24)를 구비하고 있다. 케이스(21)는, 내부식성이 우수한 스테인리스강에 의해 형성되어 있고, 원통 형상으로 형성된 원통부(21a)와, 원통부(21a)의 하단부에 설치된 바닥판부(21b)와, 원통부(21a)의 상단부에 설치된 플랜지부(21c)를 갖고 있다. 케이스(21)의 플랜지부(21c)는 보디(31)에 있어서의 기화기 스페이스(S)의 상면에 접촉되어 있다. 플랜지부(21c)의 네 구석에는 관통 구멍부(21d)가 설치되고, 그 관통 구멍부(21d)에 삽입 관통된 볼트에 의해 플랜지부(21c)는 보디(31)에 고정되어 있다. 또한, 축열판은, 가열판이라고도 불린다.

케이스(21)의 바닥판부(21b)에는, 가스 도입구(25)와 가스 배출구(26)가 형성되어 있다. 가스 도입구(25)와 가스 배출구(26)는, 평면에서 보아 히터(22)를 사이에 두고 양측에 배치되어 있다. 가스 도입구(25)에는 가스 도입 배관(28)이 접속되어 있고, 가스 배출구(26)에는 가스 배출 배관(29)이 접속되어 있다. 이들 각 배관(28, 29)은 예를 들어 스테인리스제의 파이프로 이루어진다.

케이스(21)에는, 히터(22)를 수용하기 위한 히터 수용부(44)가 설치되어 있다. 히터 수용부(44)는, 예를 들어 열전도성이 우수한 알루미늄에 의해 형성되어 있다. 히터 수용부(44)는, 기화기(12)의 기밀성을 확보하면서 원통부(21a)를 케이스(21)의 내외로 관통하여 설치되어 있다. 상세하게는, 히터 수용부(44)는, 수평판 형상으로 형성됨과 동시에 대향하는 상부 판부 및 하부 판부와, 그들 각 판부의 폭 방향 양단부를 짧게 연결하는 단부를 갖고, 전체적으로는 박형 사각 통 형상을 이루고 있다. 또한, 히터 수용부(44)는, 케이스(21)의 바닥판부(21b)로부터 상방으로 이격되어 설치되어 있다.

히터(22)는, 직사각형 평판 형상으로 형성된 세라믹 히터에 의해 구성되어 있다. 히터(22)는, 상기 히터 수용부(44)에 수용되어 있고, 그 수용 상태에 있어서 히터 수용부(44)의 각 판부와 밀착하고 있다. 히터(22)는, 히터 수용부(44)에 수용됨으로써 기화실로부터 격리되면서, 케이스(21)의 내부에 배치된다. 즉, 히터(22)는, 기화실에서 기화된 액체 재료에 노출되는 일이 없도록 배려되어 있다.

축열판(23)은, 열전도성이 우수한 탄화규소에 의해 형성된 직사각형 형상의 판재로 이루어진다. 축열판(23)은, 히터 수용부(44)의 상면에 포개진 상태로 히터 수용부(44)에 대하여 비스 등으로 고정되어 있다. 축열판(23)의 상면(23a)은 액체 재료를 부착시키기 위한 액체 부착면으로 되어 있고, 축열판(23)이 히터 수용부(44)를 통해 히터(22)에 의해 가열됨으로써 그 상면(23a) 전체 영역이 일정 온도로 유지되게 되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서 기화시키는 액체 재료는 축열판(23)의 상면(23a)과의 접촉각이 90°미만으로 되어 있다.

메쉬(24)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 종횡으로 복수 배열된 스테인리스제의 선재(24a)가 그물코 형상으로 편직됨으로써 형성된 것이며, 전체적으로는 평판 형상을 이루고 있다. 본 실시 형태에서는, 메쉬(24)로서, 선 직경[선재(24a)의 직경] 0.1㎜, 선간 거리 0.15㎜의 것(소위 100 메쉬)이 사용되고 있다. 메쉬(24)는, 축열판(23)의 상면(23a)에 포개져 있고, 그 포개진 상태로 축열판(23)에 비스 등으로 탈착 가능하게 고정되어 있다.

또한, 축열판(23)의 상면(23a)에 메쉬(24)가 포개짐으로써, 축열판(23) 상에는 메쉬(24)에 의해 미세한 요철이 설치되어 있다. 구체적으로는, 축열판(23) 상에는, 메쉬(24)의 선재(24a)를 볼록부(52)로 하고 선재(24a)에 의해 둘러싸인 내측 영역을 오목부(53)로 하여 요철이 설치되어 있고, 이들 볼록부(52)와 오목부(53)가 직교하는 2방향을 따라 교대로 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 오목부(53)가 평면에서 보아 정사각 형상을 이루고 있다.

메쉬(24)의 상방에는, 액체 재료를 축열판(23)[메쉬(24)] 상에 토출(적하)하기 위한 노즐(27)이 설치되어 있다. 구체적으로는, 노즐(27)은, 메쉬(24)의 대략 중앙부에 있어서의 상방 위치에 배치되어 있다. 노즐(27)은, 토출 통로(16)의 기화기(12)측 단부에 접속되어 있고, 예를 들어 보디(31)에 있어서의 기화기 스페이스(S)의 상면에 고정되어 있다.

이상이, 액체 기화 장치(20)의 구성에 관한 설명이다.

도 1의 설명으로 돌아가, 컨트롤러(40)는, CPU나 각종 메모리 등으로 이루어지는 마이크로 컴퓨터를 주체로 하여 구성되는 전자 제어 장치이다. 컨트롤러(40)에는, 표면 처리 시에 웨이퍼(30)에 도포되는 액체 재료의 양이, 즉 펌프(11)에 의해 기화기(12)에 공급되는 액체 재료의 양(이하, 설정 공급량이라고 함)이 본 시스템을 통괄 관리하는 관리 컴퓨터 등으로부터 미리 입력되어 메모리(도시 생략)에 기억(설정)되어 있다. 또한, 컨트롤러(40)에는, 위치 센서(63)에 의해 검지되는 밸브 부재(47)의 이동량이 순차적으로 입력된다. 컨트롤러(40)는, 그들 각 입력에 기초하여, 설정 공급량분의 액체 재료를 펌프(11)에 의해 기화기(12)에 공급하기 위해 전공 레귤레이터(34)를 구동 제어함과 동시에 각 밸브(13, 14)를 동작 제어한다.

또한, 본 실시 형태에서는, 액체 재료를, 펌프(11)에 의한 1회의 흡인 동작과 1회의 토출 동작(즉 1사이클의 동작)에 의해 기화기(12)에 공급하는 구성으로 되어 있다. 즉, 액체 재료를 기화기(12)에 공급하는 분만큼만 액체 탱크(X)로부터 펌프(11)에 의해 흡인하고, 기화기(12)에 공급하는 구성으로 되어 있다.

다음으로, 본 액체 기화 시스템(10)에 의해 액체 재료를 기화시키는 경우의 작용에 대해 설명한다. 또한, 여기에서는, 액체 재료로서의 소수화 처리액으로서 헥사메틸디실란액(HMDS액)을 상정하고 있다.

우선, 액체 재료를 기화시킬 때에, 컨트롤러(40)에 의해 실행되는 제어의 내용에 대해 설명한다.

우선, 컨트롤러(40)는, 관리 컴퓨터 등으로부터 기화기(12)로의 액체 재료의 공급을 개시하기 위해 개시 신호가 입력되면, 흡입측 밸브(13)를 개방 상태로 함과 동시에 토출측 밸브(14)를 폐쇄 상태로 한다. 그리고 컨트롤러(40)는, 메모리에 기억되어 있는 설정 공급량과 위치 센서(63)로부터의 검지 신호에 기초하여 전공 레귤레이터(34)를 구동시켜, 펌프(11)를 흡인 동작시킨다. 이에 의해, 펌프실(58) 내에는 액체 탱크(X)로부터 흡입 통로(15)를 통해 액체 재료가 흡입된다.

다음으로, 컨트롤러(40)는, 토출측 밸브(14)를 개방 상태로 함과 동시에 흡입측 밸브(13)를 폐쇄 상태로 한다. 그리고 컨트롤러(40)는, 메모리에 기억되어 있는 설정 공급량과 위치 센서(63)로부터의 검지 신호에 기초하여 전공 레귤레이터(34)를 구동시켜 펌프(11)를 토출 동작시킨다. 이에 의해, 펌프실(58)로부터 설정 공급량분의 액체 재료가 토출 통로(16)를 통해 노즐(27)에 공급되고, 노즐(27)로부터 기화기(12) 내의 축열판(23)[메쉬(24)] 상에 적하된다. 또한, 여기에서는, 액체 재료의 설정 공급량이 90μL로 설정되어 있다.

그 후, 컨트롤러(40)는, 각 밸브(13, 14)의 개폐 상태를 유지한 채 전공 레귤레이터(34)를 구동시켜 펌프(11)를 흡인 동작시킨다. 이에 의해, 토출 통로(16) 내에 액체 재료가 체류하고 있는 경우에는, 그 체류하고 있는 액체 재료가 펌프실(58)측에 흡인된다. 보다 상세하게는, 체류하고 있는 액체 재료는, 적어도 토출측 밸브(14)보다도 상류측까지 흡인된다. 이에 의해, 액체 재료를 적하한 후에 액체 재료의 일부가 토출 통로(16)의 노즐(27)측의 통로 단부 등에 남은 경우라도, 그 남은 액체 재료가 기화되어 액체 재료의 기화량이 변동하는 등의 문제를 회피할 수 있다. 또한, 컨트롤러(40)는, 펌프(11)에 의한 흡인 동작을 행한 후, 토출측 밸브(14)를 폐쇄 상태로 한다.

다음으로, 축열판(23)[메쉬(24)] 상에 적하된 액체 재료가 기화할 때의 모습에 대해 설명한다.

노즐(27)로부터 축열판(23) 상에 적하된 액체 재료는, 적하된 개소를 중심으로 하여 축열판(23)의 상면(23a)을 평면에서 보아 대략 정사각 형상으로 빠르게 퍼진다. 구체적으로는, 액체 재료는, 직교하는 2변이 각각 메쉬(24)의 종횡의 선재(24a)와 평행한 정사각 형상으로 퍼진다. 이에 의해, 액체 재료는 축열판(23)의 상면(23a)에 대하여 평면에서 보아 대략 정사각 형상을 이루는 박막 형상으로 부착된다. 상세하게는, 이 박막 형상의 상태에서는, 메쉬(24)에 의해 축열판(23) 상에 설치된 오목부(53)의 내측에 액체 재료가 들어가 있고, 그 오목부(53) 내의 액체 재료가 축열판(23)의 상면(23a)에 부착되어 있다.

박막 형상으로 퍼진 액체 재료는, 히터(22)에 의해 가열된 축열판(23)의 상면(23a)과, 축열판(23)의 상면(23a)을 통해 동일하게 히터(22)에 의해 가열된 메쉬(24)의 양쪽에 접촉되어 있다. 따라서, 이 경우, 액체 재료는 이들 양자(23a, 24)에 의해 가열되어 빠르게 기화된다. 또한, 액체 재료가 기화된 후, 액체 재료가 들어가 있었던 오목부(53)의 내측은 빈 상태로 된다.

이상, 상세하게 서술한 본 실시 형태의 구성에 따르면, 이하의 우수한 효과가 얻어진다.

축열판(23)의 상면(23a)에 메쉬(24)를 포갬으로써 축열판(23) 상에 요철을 설치하고, 이 요철에 의해 축열판(23)의 상면(23a)에 대한 액체 재료의 습윤을 촉진시킴으로써, 축열판(23)의 상면(23a)에 부착된 액체 재료를 박막화시키는 것으로 했다. 그리고 히터(22)에 의해 축열판(23)의 상면(23a)을 가열함으로써, 박막 형상으로 된 액체 재료를 가열하는 것으로 했다. 이 경우, 액체 재료와 축열판(23)의 상면(23a)의 접촉 면적(즉 전열 면적)을 크게 하여 액체 재료를 가열할 수 있기 때문에 액체 재료의 기화의 촉진을 도모할 수 있다. 또한, 액체 재료를 가열하기 위한 축열판(23)의 상면(23a)이 대략 평탄하게 형성되어 있기 때문에, 기화된 액체 재료를 축열판(23)의 상면(23a)에 잔류시키는 일 없이 질소 가스에 의해 챔버(18)로 송출할 수 있다. 따라서, 액체 재료의 잔류의 문제를 해소하면서, 액체 재료의 기화의 촉진을 도모할 수 있다.

또한, 본 실시 형태와 같이 기화시키는 액체 재료가 미량(예를 들어 90μL)인 경우에는, 요철이 없는 축열판(23) 상에 액체 재료를 부착시켜 가열하는 구성으로 하면, 액체 재료가 축열판(23) 상에서 동 상면(23a)으로부터 융기한 형상으로 되기 때문에 액체 재료와 축열판(23)의 상면(23a)의 접촉 면적을 크게 확보할 수 없는 경우가 상정된다. 그로 인해, 이 경우에는 액체 재료를 빠르게 기화시키는 것이 곤란해지는 것이 생각된다. 그 점, 축열판(23) 상에 요철을 설치한 상기 구성에 따르면, 액체 재료가 미량이라도 액체 재료를 축열판(23) 상에서 박막화시킬 수 있기 때문에 액체 재료와 축열판(23)의 상면(23a)의 접촉 면적을 크게 할 수 있고, 그 결과 액체 재료를 빠르게 기화시키는 것이 가능해진다.

축열판(23)의 상면(23a)에 대한 액체 재료의 습윤을 촉진시킴으로써 축열판(23)의 상면(23a)에 부착된 액체 재료를 박막화시키는 것으로 했다. 그로 인해, 축열판(23)의 상면(23a)에 부착된 액체 재료를 박막화시키기 위한 구동 장치(예를 들어 액체 재료를 압축시키는 가압 장치) 등을 별도 설치하는 일 없이, 상기한 효과를 얻을 수 있다.

축열판(23)의 상면(23a)에 메쉬(24)를 포갬으로써 축열판(23) 상에 요철을 설치하는 구성으로 했기 때문에, 간소한 구성으로 상기한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 메쉬(24)는 축열판(23)에 대하여 탈착 가능하게 고정되어 있기 때문에, 기화시키는 액체 재료의 습윤성에 따라 적절한 거칠기(그물코의 크기)의 메쉬(24)로 교환할 수 있다. 그로 인해, 습윤성이 다른 복수종의 액체 재료를 기화시킬 때에는 사정이 좋다.

열전도성이 우수한 스테인리스제의 선재에 의해 메쉬(24)를 형성했기 때문에, 메쉬(24)를 축열판(23)의 상면(23a)을 통해 히터(22)에 의해 가열할 수 있다. 이 경우, 액체 재료를 축열판(23)의 상면(23a)뿐만 아니라 메쉬(24)에 의해서도 가열할 수 있기 때문에, 한층 더 액체 재료의 기화의 촉진을 도모할 수 있다.

종횡으로 배열된 복수의 선재(24a)가 그물코 형상으로 편직됨으로써 형성된 평판 형상의 메쉬(24)가 축열판(23)의 상면(23a)에 설치됨으로써, 축열판(23) 상에는 볼록부(52)와 오목부(53)가 축열판(23)의 상면(23a)과 평행한 직교하는 2방향을 따라 교대로 배치되어 있다. 이에 의해, 액체 재료에 대한 축열판(23)의 상면(23a)의 습윤성(즉 습윤 용이성)을 상기 2방향으로 높이는 것이, 결국은 축열판(23)의 상면(23a)에 대한 액체 재료의 습윤을 상기 2방향으로 촉진시킬 수 있기 때문에, 액체 재료와 축열판(23)의 상면(23a)의 접촉 면적을 한층 더 크게 할 수 있다. 이에 의해, 액체 재료의 기화를 한층 더 촉진시킬 수 있다.

입력된 설정 공급량과 위치 센서(63)의 검지 결과에 기초하여, 설정 공급량분의 액체 재료를 펌프(11)에 의해 기화기(12)에 공급하기 위해 전공 레귤레이터(34)를 구동시키는 구성으로 했다. 이 경우, 표면 처리에 필요한 양의 액체 재료를 액체 탱크(X)로부터 펌프(11)에 의해 기화기(12)에 공급할 수 있기 때문에, 액체 탱크(X) 내의 액체 재료를 기화시키는 일 없이 신선한 상태로 유지할 수 있다.

본 액체 기화 시스템(10)에는, 펌프(11)와, 기화기(12)와, 흡입측 밸브(13)와, 토출측 밸브(14)와, 토출 통로(16)를 구비하는 액체 기화 장치(20)를 설치했다. 이 경우, 챔버(18)의 상류측에 설치되는 본 장치(20)를 콤팩트하게 구성할 수 있기 때문에, 본 장치(20)를 챔버(18)의 근방에 배치하는 것이 가능해진다. 그로 인해, 본 장치(20)[상세하게는 기화기(12)]와 챔버(18)를 접속하는 가스 배출 배관(29)의 길이를 비교적 짧게 할 수 있기 때문에, 기화기(12)에 있어서 기화된 액체 재료가 챔버(18)에 공급되기 전에 동 배관(29) 내에서 재액화되는 것을 억제할 수 있다.

액체 재료를 가열하기 위해 부착시키는 액체 부착면[축열판(23)의 상면(23a)]을 평탄 형상으로 형성했기 때문에, 액체 재료의 기화에 수반하여 축열판(23)의 상면(23a)으로부터 기화열이 빼앗겨 동 상면(23a)이 국소적으로 저온으로 되어도, 그 저온으로 된 부위에 빠르게 열을 공급할 수 있다. 이에 의해, 액체 재료를 가열하기 위한 가열면(액체 부착면)의 온도를 균일하게 유지하는 것이 가능해진다.

(제2 실시 형태)

다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해, 도 5를 참조하여 제1 실시 형태와의 차이점을 중심으로 설명한다. 본 실시 형태의 액체 기화 시스템(10)은, 액체 기화 장치(120)의 구성과 컨트롤러(40)의 제어 내용이 제1 실시 형태와 상이하고, 그 밖의 구성을 공통으로 한다. 도 5는 제2 실시 형태의 액체 기화 장치(120)의 구성을 도시하는 평면도이다. 본 실시 형태의 액체 기화 장치(120)는, 메쉬(124)를 사용하여 액체 재료를 기화시키는 점에서 제1 실시 형태와 공통되지만, 본 실시 형태에서는, 액체 재료가 메쉬(124)와 액체 부착면(후술) 사이에 공급되는 점에서 상이하다.

액체 기화 장치(120)는, 펌프(111)와, 기화기(112)와, 흡입측 밸브(113)와, 토출측 밸브(114)를 갖고, 서로 액체 재료를 공급하는 토출 통로(16)로 접속되어 있다. 펌프(111)는, 흡입측 밸브(113)와 흡입 통로(15)를 통해 액체 탱크(X)에 접속되어 있음과 동시에, 토출측 밸브(114)와 토출 통로(16)를 통해 기화기(112)에 접속되어 있다. 펌프(111)는, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 흡입측 밸브(113) 및 토출측 밸브(114)와 함께 컨트롤러(40)에 의해 조작되어, 기화기(112)에 액체 재료를 공급한다. 기화기(112)는, 히터(122)와 메쉬(124)에 의해 액체 재료를 기화시켜, 그 기화 가스를 가스 도입 배관(128)으로부터 공급된 질소 가스에 혼합하고, 그 혼합 가스를 가스 배출 배관(129)으로부터 배출한다.

도 6은 펌프(111)의 내부 구성을 도시하는 단면도이다. 펌프(111)는, 트윈 다이어프램식 펌프이며, 밸브 부재(147L)를 갖는 제1 밸브 유닛(111L)과, 밸브 부재(147R)를 갖는 제2 밸브 유닛(111R)과, 연결 보디(131)를 갖고 있다. 연결 보디(131)는, 그 양단부에서 제1 밸브 유닛(111L)과 제2 밸브 유닛(111R)을 대향시켜 나사 결합에 의해 연결하고 있다. 펌프(111)는, 장비 배치의 효율화(후술)에 의해 두께 L1이 억제된 박형 직육면체의 외형 형상을 이루고 있다. 연결 보디(131)는 예를 들어 불소 수지로 이루어지고, 연결부라고도 불린다.

제1 밸브 유닛(111L) 및 제2 밸브 유닛(111R)은, 동일한 구성(혹은 대칭의 구성)을 갖고, 연결 보디(131)에 대하여 서로 대향하는 방향으로 체결(나사 결합)되어 있다. 밸브 부재(147L)는, 다이어프램 밸브체(149L)와 로드(148L)가 일체화됨으로써 구성되어 있고, 로드(148L)의 일단부에 다이어프램 밸브체(149L)가 연결되어 있다. 밸브 부재(147R)는, 다이어프램 밸브체(149R)와 로드(148R)가 일체화됨으로써 구성되어 있고, 로드(148R)의 일단부에 다이어프램 밸브체(149R)가 연결되어 있다. 다이어프램 밸브체(149L) 및 다이어프램 밸브체(149R)는, 예를 들어 불소 수지에 의해 형성되어 있다.

연결 보디(131)에서는, 다이어프램 밸브체(149L)와 다이어프램 밸브체(149R)는, 펌프실(158)에 있어서 서로 대향하는 면을 형성하고 있다. 이에 의해, 펌프실의 용적 변화량을 확보하면서 다이어프램 밸브체(149L)와 다이어프램 밸브체(149R)의 직경을 억제할 수 있다. 이러한 직경의 억제는, 펌프실(158)의 사이즈를 작게 함으로써 두께 L1을 억제하기 위한 설계 자유도를 제공할 수 있다.

또한, 제1 밸브 유닛(111L) 및 제2 밸브 유닛(111R)은, 각각 제1 다이어프램 구동부 및 제2 다이어프램 구동부라고도 불린다. 다이어프램 밸브체(149L) 및 다이어프램 밸브체(149R)는, 각각 제1 다이어프램 및 제2 다이어프램이라고도 불린다.

연결 보디(131)는, 다이어프램 밸브체(149L) 및 다이어프램 밸브체(149R)와 함께 펌프실(158)을 형성하고, 그 펌프실(158)에는 흡입 통로(137)와 토출 통로(138)가 접속되어 있다. 연결 보디(131)는, 도 5 및 도 6에 도시되는 바와 같이, 상면(131t)과 저면(131b)을 갖는 직육면체의 외형 형상을 갖고 있다. 펌프(111)는, 장비 상태에 있어서의 중력 방향을 기준으로 하여 상면(131t)이 상측에 배치되고, 저면(131b)이 하측에 배치되고, 수평면에 평행한 면으로 되도록 구성되어 있다.

이와 같이, 펌프(111)에서는, 다이어프램 밸브체(149L)와 다이어프램 밸브체(149R)가 펌프실(158)을 양측으로부터 끼우는 위치(대향 위치)에 배치되어 있다. 이러한 장비 배치에 따르면, 제1 밸브 유닛(111L) 및 제2 밸브 유닛(111R)의 대향 방향으로 연장되는 방향에 있어서, 이들 밸브 유닛(111L, 111R)의 구성 요소를 배치하기 위한 공간을 유효하게 이용할 수 있다. 이에 의해, 상면(131t)과 저면(131b) 사이의 거리를 작게 하여, 중력 방향에 있어서의 펌프(111)의 높이 L1을 작게 할 수 있다.

또한, 수평면 내에 있어서, 다이어프램 밸브체(149L)와 다이어프램 밸브체(149R)가 작동하는 방향(대향 방향)에 수직한 방향으로 흡입 통로(137)와 토출 통로(138)가 배치되고, 도 5에 도시되는 바와 같이, 각각 흡입측 밸브(113)와 토출측 밸브(114)가 접속되어 있다. 이렇게 하면, 다이어프램을 구동하기 위한 구성 요소가 배치되는 공간과 수직한 방향에 있어서, 흡입 통로 및 토출 통로에 접속되는 밸브류 등의 구성 요소를 배치하기 위한 공간을 유효 이용할 수 있기 때문이다. 수평면 내라 함은, 중력 방향을 기준으로 하여 수평한 평면을 의미한다.

이와 같이, 본 발명자는, 다이어프램 밸브체(149L)와 다이어프램 밸브체(149R)의 대향 작동에 의한 펌프실(158)의 사이즈의 억제와, 수평면 내에 있어서의 거의 낭비가 없는 효율적인 장비 배치를 실현함으로써, 펌프(111)의 두께 L1을 얇게 하는 것에 성공하고 있다.

또한, 상술한 실시 형태에서는, 다이어프램 밸브체(149L)와 다이어프램 밸브체(149R)가 작동하는 방향(대향 방향)에 수직한 방향에 흡입 통로(137)와 토출 통로(138)가 배치되어 있지만, 반드시 수직일 필요는 없고 교차하는 방향이면 된다. 단, 수직에 가까워질수록 장비 효율이 좋아진다.

도 7은 연결 보디(131)의 내부 구조를 도시하는 확대 단면도이다. 연결 보디(131)에는, 내경이 서로 다른 복수의 관통 구멍이 로드(148L) 및 로드(148R)의 이동 방향(대향 방향)에 연통되어 있다. 복수의 관통 구멍은, 연결 보디(131)의 외측으로부터 순서대로 한 쌍의 외측 관통 구멍(135a, 135e)과, 한 쌍의 내측 관통 구멍(135b, 135d)과, 중심 관통 구멍(135c)이 동축(중심 축선이 공통)의 관통 구멍으로서 연통되어 있다. 이 연통은, 본 실시 형태에서는, 중심 축선을 공통으로 하는 동축의 연통 상태로서 구성되어 있다.

외측 관통 구멍(135a, 135e) 및 내측 관통 구멍(135b, 135d)은, 각각 내경이 일정한 원통 형상의 형상을 갖고 있다. 한편, 중심 관통 구멍(135c)은, 중앙부(최안측부)에 가까워질수록 내경이 커지는 형상을 갖고 있다. 중심 관통 구멍(135c)의 중앙부에 있어서는, 중력 방향에 있어서 최정상부에 토출 통로(138)가 접속되고, 최저부에 흡입 통로(137)가 접속되어 있다. 이러한 중심 관통 구멍(135c)의 내부 형상과 접속 상태에 의해, 펌프실(158)의 내부에 거품이 발생해도, 흡입 통로(137)로부터 흡입된 액체 재료에 의해 원활하게 토출 통로(138)로부터 배출되게 된다.

외측 관통 구멍(135a)에는, 제1 밸브 유닛(111L)이 갖는 스템(132L)이 나사 결합되어 있다. 스템(132L)에는, 로드(148L)를 삽입 관통시키는 밸브 지지 구멍(143L)이 형성되어 있다. 로드(148L)에는, 다이어프램 밸브체(149L)의 중앙부측이 접속되어 있다. 다이어프램 밸브체(149L)의 단부측의 외측 테두리부(150L)는, 스템(132L)과 연결 보디(131)의 지지부(135f)에 의해 끼움 지지되어 있다. 다이어프램 밸브체(149L)의 중앙부측과 단부측 사이의 도넛 형상의 영역(막 영역)은, 로드(148L)측에 볼록해지는 볼록 형상의 형상을 갖고, 로드(148L)의 왕복 이동에 수반하는 원활한 탄성 변형이 가능해지도록 구성되어 있다.

한편, 연결 보디(131)의 외측 관통 구멍(135e)에는, 제2 밸브 유닛(111R)의 스템(132R)이 나사 결합되어 있다. 다이어프램 밸브체(149R)의 단부측의 외측 테두리부(150R)는, 스템(132R)과 연결 보디(131)의 지지부(135g)에 의해 끼움 지지되어 있다. 제2 밸브 유닛(111R)의 각 구성 요소, 즉, 스템(132R), 로드(148R) 및 외측 테두리부(150R)는, 제1 밸브 유닛(111L)의 각 구성 요소와 대칭의 구성을 갖고 있다. 제2 밸브 유닛(111R)은, 제1 밸브 유닛(111L)의 각 구성 요소와 대칭의 구성을 갖고 있으므로, 제2 밸브 유닛(111R)의 구성의 상세에 대해서는, 이하에서는 제2 밸브 유닛(111R)의 설명을 제1 밸브 유닛(111L)의 설명으로 대신한다.

스템(132L)의 나사부에는, 제1 밸브 유닛 본체(131L)가 나사 결합되어 있다. 제1 밸브 유닛 본체(131L)에는, 도 6에 도시되는 바와 같이, 연결 보디(131)측으로 개방되는 대략 원기둥 형상의 실린더부(142L)와, 실린더부(142L)와 연통하고 있는 스템 지지 구멍(144L)이 형성되어 있다. 스템 지지 구멍(144L)의 나사부에는, 스템(132L)이 나사 결합하고 있다. 제1 밸브 유닛 본체(131L)는, 예를 들어 폴리프로필렌 수지나 알루미늄 등의 경량 재료로 이루어진다.

스템(132L)에는, 도 6에 도시되는 바와 같이, 가이드 지지부(146L)가 연결 보디(131)의 반대측에 형성되어 있다. 가이드 지지부(146L)는, 가이드(145L)를 지지하는 통 형상의 형상을 갖는 볼록부로서 구성되어 있다. 가이드(145L)는, 가이드 지지부(146L)의 내부에 배치된 통 형상의 형상을 갖는 부재이고, 그 내부에 있어서 로드(148L)의 이동 방향에 미끄럼 이동 가능하게 로드(148L)를 지지하고 있다. 로드(148L)에는, 실린더부(142L)의 내경과 동일한 외경 치수를 갖는 대략 원판 형상의 피스톤부(151L)가 형성되어 있다. 피스톤부(151L)는, 그 외주부가 실린더부(142L)의 내면에 접촉하고 있고, 실린더부(142L)에 미끄럼 이동 가능하게 수용되어 있다.

실린더부(142L)는, 로드(148L)의 피스톤부(151L)에 의해, 두 개의 공간으로 구획되어 있다. 이들 두 개의 공간 중 피스톤부(151L)의 행정 제한 부재(157L)측의 공간은 압력 제어실(141L)로 되어 있다. 압력 제어실(141L)에는, 제1 밸브 유닛 본체(131L)에 형성된 에어 도입 통로(134L)를 통해 외부로부터 조작 에어가 도입되고, 그에 의해 압력 제어실(141L) 내를 가압함으로써 밸브 부재(147L)를 연결 보디(131)측으로 이동시킬 수 있다. 한편, 스템(132L)은, 피스톤부(151L)를 통해 소용돌이 코일 형상의 스프링(156L)에 의해 연결 보디(131)와 반대측의 방향으로 로드(148L)를 가압하고 있다. 이에 의해, 로드(148L)의 왕복 이동이 실현되고 있다.

로드(148L)는, 행정 제한 부재(157L)에 의해 연결 보디(131)와 반대측의 방향으로의 이동이 제한되어 있다. 행정 제한 부재(157L)는, 나사부(155L)를 갖고, 그 나사부(155L)에 의해 제1 밸브 유닛 본체(131L)에 나사 결합되어 있다. 나사부(155L)는, 행정 제한 부재(157L)와 제1 밸브 유닛 본체(131L) 사이의 상대적인 회전에 의해, 행정 제한 부재(157L)를 제1 밸브 유닛 본체(131L)에 대하여 상대적으로 이동(조정)시킬 수 있다. 행정 제한 부재(157L)는, 이 상대 이동에 의해 로드(148L)의 이동 범위를 연결 보디(131)와 반대측에 있어서 조정 가능하게 제한할 수 있다. 로드(148L)의 이동 범위는, 연결 보디(131)측에 있어서는, 가이드 지지부(146L)에 의해 고정적으로 제한되어 있다. 로드(148L) 및 로드(148R)의 이동 범위는, 각각 제1 변위량 및 제2 변위량이라고도 불린다.

행정 제한 부재(157L)는, 상부 너트(159L)와 하부 너트(160L)를 사용한 더블 너트에 의해 고정되어 있다. 상부 너트(159L)는, 또한 스터드(164L)를 사용하여 행정 제한 부재(157L)와의 상대적인 회전을 억제하고 있다. 행정 제한 부재(157L)는, 스터드(164L)를 느슨하게 한 상태에 있어서 상부 너트(159L)를 느슨하게 한 후에, 하부 너트(160L)를 느슨하게 한 상태에 있어서 조정할 수 있다.

행정 제한 부재(157L) 및 행정 제한 부재(157R)의 회전 각도는, 각각 제1 밸브 유닛 본체(131L) 및 제1 밸브 유닛 본체(131R)에 형성되어 있는 눈금(도시 생략)에 의해 확인할 수 있다. 이 눈금은, 행정 제한 부재(157L) 및 행정 제한 부재(157R)의 이동량의 범위를 마이크로미터 단위로 계측할 수 있는 마이크로미터와 동일한 구성(각도 계측부)으로 실현되어 있다. 행정 제한 부재(157L) 및 행정 제한 부재(157R)는, 각각 제1 변위 제한부 및 제2 변위 제한부라고도 불린다. 행정 제한 부재(157L) 및 행정 제한 부재(157R)의 회전은, 각각 제1 회전 및 제2 회전이라고도 불린다.

이에 의해, 기화량의 사양에 따라 여러 가지 양으로 설정된 토출량을 실측하는 일 없이 간이하게 설정할 수 있다. 이 토출량은 1회의 행정마다의 양을 의미하고 있다. 또한, 이와 같은 구성은, 다이얼 게이지나 디지털 마이크로미터 등의 회전 각도에 따라 계측된 토출량에 관계되는 값을 나타내는 다양한 형태로 실현할 수도 있고, 계측부라고도 불린다. 또한, 토출량에 관계되는 값은, 예를 들어 회전 각도에 기인하는 행정 제한 부재(157L) 및 행정 제한 부재(157R)의 이송량 등의 토출량에 관계되는 값을 포함하는 넓은 의미를 갖고 있다.

본 실시 형태에서는, 로드(148L) 및 로드(148R)의 행정은, 1회의 왕복 작동으로 액체 재료가 100μL만 토출되도록 설정되어 있다. 이 설정에 있어서는, 예를 들어 1분 동안에 6회의 주기로 왕복 작동시키도록 하면, 1분 동안에 600μL의 레이트(속도)로 기화시키는 것이 가능해진다.

다음으로, 도 8 내지 도 13을 참조하여 제2 실시 형태의 기화기(112)에 대해 제1 실시 형태의 기화기(12)와의 차이점을 중심으로 설명한다. 도 8은 제2 실시 형태의 기화기(112)의 외관을 도시하는 사시도이다. 도 9는 제2 실시 형태의 기화기(112)의 단면을 도시하는 단면도이다. 도 10은 기화기(112)의 축열판(123)을 도시하는 사시도이다. 도 11은 제2 실시 형태의 기화기(112)의 내부를 하방으로부터 본 내부 구조도이다. 도 12는 기화기(112)의 히터(122)를 하방으로부터 본 상태를 도시하는 저면도이다. 도 13은 기화기(112)의 이면 커버(136)를 하방으로부터 본 상태를 도시하는 저면도이다. 하방이라 함은, 기화기(112)의 장비 상태에 있어서 중력을 기준으로 하는 방향이며, 커버(121)의 반대측을 의미한다.

제2 실시 형태의 기화기(112)는, 도 8에 도시되는 바와 같이, 커버(121)와 축열판(123)과 기화기 본체(133)가 순서대로 포개진 구조를 갖고, 펌프(111)와 마찬가지로 두께 L2가 억제된 박형 직육면체의 형상을 이루고 있다. 커버(121)는, 본 실시 형태에서는, 투명한 수지로 구성되어 있지만, 불투명한 재료로 구성해도 된다. 축열판(123)은, 제1 실시 형태와 마찬가지로 열전도성이 우수한 탄화규소나 알루미늄 재료에 의해 형성된 직사각형 형상의 판재로 이루어진다. 단, 투명한 재료로 구성하면, 기화의 상태를 육안으로 확인할 수 있다는 이점이 있다. 기화기(112)는, 펌프(111)와 동일 평면 내에 배치하면, 액체 기화 장치(120)의 전체를 박형의 시스템으로서 구성할 수도 있다.

제2 실시 형태의 기화기(112)에서는, 액체 재료는, 축열판(123)에 형성되어 있는 오리피스(127)를 통해 액체 부착면(123a)과 메쉬(124) 사이에 공급되는 점에서, 액체 부착면(123a)의 반대측(상측)으로부터 메쉬(24)의 위에 적하되는 제1 실시 형태(도 2 참조)와 상이하다. 액체 재료는, 이하에 설명하는 구성에 있어서, 계면 장력에 의해 메쉬(124)와 액체 부착면(123a) 사이의 간극을 흐를 수 있으므로, 메쉬(124)의 넓은 면적에 액체 재료를 공급할 수 있다.

축열판(123)에는, 도 9에 도시되는 바와 같이, 그 대략 중앙부에 오리피스(127)가 형성되고, 액체 부착면(123a)의 대략 중앙부로부터 액체 재료를 공급할 수 있다. 오리피스(127)에는, 차단 밸브(180)가 접속되어 있고, 액체 재료의 흐름을 오리피스(127)에 있어서 차단할 수 있다. 차단 밸브(180)에는, 도 11에 도시되는 바와 같이, 액체 재료를 공급하는 내부 유로(115)가 형성되어 있는 유로 유닛(116)과, 액체 재료의 공급을 제어하기 위해 사용되는 작동 에어를 공급하는 배관(191)이 차단 밸브(180)를 사이에 끼우는 방향에서 접속되어 있다. 이 방향은, 가스 도입 배관(128)과 가스 배출 배관(129)으로 축열판(123)을 사이에 끼우는 방향과 대략 수직으로 향하고 있다.

차단 밸브(180)의 주위에는, 축열판(123)의 하면의 기화기 본체(133)의 이면에 있어서, 축열판(123)에 열을 공급하는 2개의 히터(122)(도 12 참조)가 기화기 본체(133)의 오목부(139)에 장비되어 있다. 유로 유닛(116) 및 배관(191)은, 도 11에 도시되는 바와 같이, 오목부(139)에 있어서 2개의 히터(122)의 하면에 배치되어 있다. 차단 밸브(180), 유로 유닛(116) 및 배관(191)의 주위이며, 각 히터(122)의 하면에는, 도 9에 도시되는 바와 같이, 탄성을 갖는 단열재(192)가 각각 배치되어 있다.

기화기(112)의 이면에는, 단열재(192)를 탄성 변형시킨 상태(하중을 인가한 상태)로 이면 커버(136)(도 13 참조)가 고정되어 있다. 또한, 도 11에서는, 내부 구조를 도시하기 위해 일부의 부품[이면 커버(136)나 단열재(192)]이 생략되어 있다.

히터(122)는, 도 12에 도시되는 바와 같이, L자형 평판 형상으로 형성된 고무 히터에 의해 구성되어 있다. 고무 히터라 함은, 발열선을 유연성이 있는 얇은 실리콘 고무로 덮은 히터이고, 가열면에 확실하게 피트시킬 수 있고, 조립도 용이하다고 하는 이점을 갖고 있다. 메쉬(124)는, 도 5에 도시되는 바와 같이, 제1 실시 형태와 마찬가지로 종횡으로 복수 배열된 스테인리스제의 선재(24a)가 그물코 형상으로 편직됨으로써 형성된 것이며, 전체적으로는 평판 형상을 이루고 있다.

축열판(123)은, 도 10에 도시되는 바와 같이, 제1 실시 형태와 비교하여 현저히 광대한 액체 부착면(123a)을 갖고 있다. 액체 부착면(123a)에는, 그 이면에 열전대(195)가 배치되어 있는 오목부(194)가 형성되어 있다. 오목부(194)는, 축열판(123)의 이면[액체 부착면(123a)과는 반대측의 면]에 형성되어 있으므로, 액체 부착면(123a)측의 기밀성을 확보할 수 있다. 오목부(194)는, 또한 액체 부착면(123a)의 근방까지 깊은 오목부로 함으로써, 즉 액체 부착면(123a)과의 사이의 판 두께를 얇게 함으로써 액체 부착면(123a)의 온도를 정확 또한 작은 시간 지연으로 계측할 수 있다.

열전대(195)는, 컨트롤러(40)에 접속되고, 본 실시 형태에서는, 기화의 상태 감시에 사용된다. 오목부(194)에는, 열전대(195)를 덮는 열전대 커버(193)가 장착된다. 또한, 도 10에서는, 설명을 이해하기 쉽게 하기 위해 열전대 커버(193)가 제거되어 있는 상태가 도시되어 있다. 또한, 상태 감시의 방법에 대해서는 후술한다.

메쉬(124)는, 도 8 및 도 9에 도시되는 바와 같이, 액체 부착면(123a)으로부터 과도하게 이격되지 않도록, 소정의 피치로 배치되어 있는 복수의 핀(124f)에 의해 액체 부착면(123a)에 압박되어 있다. 복수의 핀(124f)은, 예를 들어 불소 수지제이며, 커버(121)에 고정되어 있다. 이와 같은 구성에 의해, 액체 재료는, 계면 장력에 의해 메쉬(124)와 액체 부착면(123a) 사이의 간극을 흐를 수 있으므로, 메쉬(124)의 넓은 면적에 액체 재료를 공급할 수 있다. 복수의 핀(124f) 중 하나는, 오리피스(127)의 출구에 대향하는 위치에 배치되어 있다. 이에 의해, 오리피스(127)로부터의 액체 재료의 토출에 의한 메쉬(124)의 변형에 기인하는 커버(121)로의 충돌을 방지할 수 있다. 오리피스(127)의 출구는, 공급구라고도 불린다.

이와 같이, 간극 흐름은 복수의 압박 위치[핀(124f)] 사이에 형성되므로, 메쉬의 거칠기나 복수의 핀(124f)의 위치 관계 등의 설계 자유도를 제공할 수 있다. 이에 의해, 요구되는 사양에 따른 적절한 간극 흐름을 실현하기 위한 설계 툴을 제공할 수 있다. 핀(124f)은, 메쉬를 압박하는 복수의 위치마다에 배치되어 있는 복수의 부재로서 구성되어 있어도 되고, 혹은 압박하기 위한 복수의 볼록부를 갖는 공통 부재를 포함하는 것으로 해도 된다.

메쉬(124)에는, 도 9에 도시되는 바와 같이, 질소 가스가 흐르는 기화 유로(175)가 면하고 있어, 기화된 액체 재료가 질소 가스에 혼합된다. 기화 유로(175)에는, 가스 도입 배관(128)의 도입 통로(174)와 홈부(123b)를 순서대로 지나 질소 가스가 공급된다. 홈부(123b)는, 도입 통로(174)로부터 공급된 질소 가스를 수평면 내에 있어서 분산하여 메쉬(124)에 공급할 수 있도록 형성되어 있다. 한편, 기화 유로(175)로부터는, 홈부(123c)와 가스 배출 배관(129)의 배출 통로(176)를 순서대로 지나 액체 재료가 혼합된 질소 가스가 배출된다. 홈부(123c)는, 메쉬(124)의 넓은 면으로부터 혼합 가스를 모아 배출 통로(176)에 배출할 수 있도록 형성되어 있다. 기화 유로(175)는, 도 5 및 도 9에 도시되는 바와 같이, 커버(121)와 축열판(123) 사이에 장비되어 있는 가스킷(123g)에 의해 기밀 상태로 되어 있다.

다음으로, 도 14 내지 도 16을 참조하여 기화기(112)의 액체 부착면(123a)으로의 액체 재료의 공급 방법에 대해 설명한다. 도 14는 기화기(112)의 단면을 도시하는 단면도이다. 도 15는 차단 밸브(180)가 오리피스(127)를 폐쇄한 상태를 도시하는 확대 단면도이다. 도 16은 차단 밸브(180)가 오리피스(127)를 개방한 상태를 도시하는 확대 단면도이다.

제2 실시 형태의 기화기(112)는, 도 14에 도시되는 바와 같이, 액체 재료의 공급로에 차단 밸브(180)를 구비하고 있는 점에서 제1 실시 형태에 있어서의 액체 재료의 공급 방법과 상이하다. 이 차단 밸브(180)는, 액체 재료의 공급 정지 후에 있어서, 공급 유로 내의 액체 재료가 기화되는 것에 기인하는 액체 재료의 누출이나 공급 유로 내의 기포의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 이러한 누출이나 기포의 발생은 액체 재료의 공급량의 오차의 요인으로 되므로, 본 실시 형태는, 이러한 오차를 효과적으로 억제하여 액체 재료의 공급량의 정밀도를 현저히 향상시킬 수 있다는 이점을 갖고 있다.

차단 밸브(180)에는, 유로 유닛(116)에 형성된 내부 유로(115)를 통해 액체 재료가 공급되고 있다. 차단 밸브(180)는, 배관(191)을 통해 공급되는 조작 에어를 사용하여, 오리피스(127)로의 액체 재료의 공급을 조작할 수 있다.

오리피스(127)에는, 다이어프램 구조의 차단 밸브(180)가 접속되어 있다. 차단 밸브(180)는, 도 15 및 도 16에 도시되는 바와 같이, 다이어프램 밸브(181)를 오리피스(127)의 유로 방향으로 움직임으로써 오리피스(127)를 개폐 조작할 수 있다. 이와 같이, 제2 실시 형태에서는, 축열판(123)의 내부에 형성된 오리피스(127)가 다이어프램 밸브(181)에 의해 직접적으로 차단되므로, 토출 통로로의 액체 재료의 잔류에 기인하는 기화량의 변동 등의 문제를 회피할 수 있다. 토출 통로로의 잔류량이 지극히 적고, 또한 열로 즉시 기화되므로 변동의 요인으로는 되지 않기 때문이다.

오리피스(127)는, 축열판(123)의 내부에 있어서, 메쉬(124)측의 출구와 차단 밸브(180)측의 입구 사이의 유로로서 형성되어 있다. 메쉬(124)측의 출구는, 공급구라고도 불린다. 차단 밸브(180)측의 입구는, 유로실(181r)을 형성하는 오목부에 형성되고, 밸브 시트(181v)를 갖고 있다. 차단 밸브(180)측의 입구는, 이면 개구부라고도 불리고, 오리피스(127)에 있어서 공급구와 대향하는 위치에 형성되어 있다. 이러한 오목부를 포함하는 구성에 의해, 축열판(123)의 두께에 관계없이 공급구와 이면 개구부 사이의 유로의 길이를 짧게 할 수 있다. 또한, 오목부의 깊이를 조정함으로써, 그 유로의 길이를 자유롭게 설정할 수 있다.

한편, 본 발명자는, 다이어프램 밸브(181)의 작동이 액체 재료의 토출량에 미량의 영향(저감)을 주는 것을 발견했다. 본 발명자는, 토출량으로의 영향이 다이어프램 밸브(181)의 작동에 의한 유로실(181r)의 용적 확대가 원인으로 되는 것을 밝혀냈다. 유로실(181r)의 용적 확대는, 차단 밸브(180)에 공급된 액체 재료 중 일부를 흡수하여, 오리피스(127)로의 공급량을 감쇄시키기 때문이다. 그러나 본 발명자는, 그 용적 확대가 재현성을 갖는 것인 것을 발견하고, 그 용적 확대에 기인하는 토출량 저감을 예상한 토출량의 설정으로 간이하게 해결할 수 있는 것도 발견했다.

다이어프램 밸브(181)에는, 로드(182)가 접속되어 있다. 로드(182)에는, 미끄럼 이동부(184)와 피스톤부(183)가 형성되어 있다. 미끄럼 이동부(184)는, 차단 밸브 본체(185)에 형성되어 있는 원통 형상의 오목부인 가이드부(189)의 내부에서 미끄럼 이동한다. 피스톤부(183)는, 차단 밸브 본체(185)의 내부에 있어서 가이드부(189)에 연통되어 형성되어 있는 실린더부(188)의 내부에서 미끄럼 이동하고, 압력 제어실(183a)을 구획하고 있다. 로드(182)는, 다이어프램 밸브(181)로 오리피스(127)를 폐쇄하는 방향으로 소용돌이 코일 형상의 스프링(187)으로 가압되고, 압력 제어실(183a)의 가압에 의해 오리피스(127)를 개방하는 방향으로 조작할 수 있다. 스프링(187)은, 이면 커버(186)로 고정되어 있다.

다음으로, 도 17을 참조하여 기화기(112)의 액체 부착면(123a)으로의 액체 재료의 기화 상태의 감시에 대해 설명한다. 도 17은 차단 밸브(180)의 개폐 상태와 열전대(195)(도 10 참조)에 의한 계측 온도의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 17에서는, 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 밸브의 개폐 상태와 계측 온도를 나타내고 있다. 라인 C1은, 차단 밸브(180)의 개폐 상태를 나타낸다. 라인 C2는, 열전대(195)의 계측 온도를 나타낸다. 열전대(195)에 의해 온도 계측을 행하고 있는 것은, 열전대의 응답성이 높아, 기화의 개시나 종료에 기인하는 미량의 온도 변화의 검출에 대하여 바람직한 특성을 갖고 있기 때문이다.

액체 재료의 기화 상태는 이하와 같이 하여 감시된다. 시각 t1에서는, 컨트롤러(40)는, 배관(191)으로부터 조작 에어를 공급하여, 차단 밸브(180)를 폐쇄 상태(도 15 참조)로부터 개방 상태(도 16 참조)로 한다. 컨트롤러(40)는, 차단 밸브(180)의 개방 상태 개시(액체 재료의 공급 개시)에 따라 열전대(195)의 계측 온도의 감시를 개시하고, 기화에 기인하는 온도 저하가 검출될 때까지의 경과 시간 P1을 계측한다. 이러한 기화 개시까지의 경과 시간 P1과 미리 설정되어 있는 기준 범위에 기초하여, 컨트롤러(40)는, 액체 재료의 공급 개시로부터 기화 개시의 개시까지의 프로세스가 정상인 것을 확인할 수 있다.

다음으로, 컨트롤러(40)는, 차단 밸브(180)의 폐쇄 상태 개시(액체 재료의 공급 종료)에 따라 열전대(195)의 계측 온도의 감시를 개시하고, 기화 종료에 기인하는 온도 상승이 검출될 때까지의 경과 시간 P2를 계측한다. 이 경과 시간 P2와 미리 설정되어 있는 기준 범위에 기초하여, 컨트롤러(40)는, 액체 재료의 공급 종료로부터 기화의 완료까지의 프로세스가 정상인 것을 확인할 수 있다. 또한, 온도 상승의 검출은, 기화 프로세스 중의 불의의 기화 종료로서도 검출할 수 있다(이상 검출).

한편, 축열판(123)의 온도 제어는, 본 실시 형태에서는, 실질적으로는 액체 재료의 기화 상태의 관측 결과에 기초하여 행해진다. 제어 대상인 액체 부착면(123a)의 온도는, 액체 부착면(123a)에 있어서의 기화열에 의해 변화되지만, 그 변화가 완만해지도록 축열판(123)의 축열이 이용되고 있다. 축열판(123)의 온도 제어는, 액체 부착면(123a) 중에서 가장 온도 변화가 심한 영역에서 계측된 온도를 사용하여, 온도 피드백이 행해지고 있다. 이에 의해, 히터(122)에 의한 열공급량을 억제하여 온도 변화가 작고 또한 즉응성이 높은 제어가 실현되고 있다.

이와 같은 즉응성을 실현하기 위해, 열전대(195)는, 오리피스(127)의 근방에 배치하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 액체 재료의 공급 개시에 의해 처음으로 액체 재료가 공급되는 위치의 기화 상태를 감시할 수 있음과 동시에, 액체 재료의 공급 정지에 의해 액체 재료가 끝까지 남는 위치의 기화 상태까지를 감시할 수 있기 때문이다. 이러한 배치에는, 기화 프로세스의 처음부터 끝까지를 감시할 수 있다는 이점도 있다.

단, 오리피스(127)의 길이를 짧게 하는 점을 우선하고, 차단 밸브(180)를 회피한 위치에 있어서 오리피스(127)에 가장 가까운 위치, 즉, 차단 밸브(180)에 인접하는 위치에 배치하는 것이 바람직하다.

축열판(123)의 온도 제어가 온 오프 제어인 경우에는, 통전 조작(통전 온 혹은 통전 오프)에 기인하는 과도 응답의 영향이 작은 상태에 있어서, 차단 밸브(180)를 개폐하도록 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 차단 밸브(180)의 개폐 조작과 통전 조작이 미리 설정된 시간 내에서 중복하지 않도록 제어칙이나 인터로크 로직으로 하는 것이 바람직하다. 액체 재료의 공급 개시나 정지의 타이밍과, 통전 조작이 겹치면 판별이 곤란한 경우도 상정되기 때문이다.

한편, 축열판(123)의 온도 제어가 비례 제어인 경우에는, 액체 재료의 공급 개시나 정지에 기인하는 급격한 변화에 유사한 온도 변화가 발생하기 어려우므로, 액체 재료의 공급 개시나 정지의 관측을 높은 신뢰성으로 실현할 수 있다.

또한, 액체 재료의 공급 개시나 정지에 기인하는 변화의 특성(온도 변화의 파형)을 미리 알고 있는 경우에는, 그 파형을 추출하는 필터를 사용하도록 해도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 차단 밸브(180)를 개폐 후의 일정 기간의 온도의 시계열 데이터를 취득하고, 고속 푸리에 변환으로 특정한 파장의 파형의 피크를 검출하는 구성으로 해도 된다. 이렇게 하면, 높은 정밀도로 기화 상태의 감시를 실현할 수 있다.

이와 같이, 제2 실시 형태에서는, 기화열에 기인하는 축열판(123)의 온도 변화를 이용하여 기화 상태를 감시할 수 있다. 이에 의해, 기화 프로세스를 확실하게 감시할 수 있음과 동시에, 고장 탐지를 실현하여 반도체 프로세스의 품질을 향상시킬 수 있다.

제2 실시 형태는, 제1 실시 형태의 공급 방법과 비교하여, 제1 실시 형태의 공급 방법에 의해 얻어지는 효과와 동일한 효과를 얻을 수 있음과 동시에, 액체 재료의 비산화의 억제, 액체 재료의 기화 면적의 확대 및 액체 재료의 공급량의 안정화(고정밀도화) 등의 이점도 갖고 있다.

액체 재료의 비산화의 억제에 대해서는, 제1 실시 형태에서는, 메쉬(24)의 사용에 의해 액체 부착면(23a)에 대한 액체 재료의 습윤을 촉진시켜, 종래 기술보다도 기화 면적을 확대하는 것에 성공하고 있다. 이에 대해, 제2 실시 형태에서는, 또한, 액체 재료가 메쉬(124)의 이측으로부터 공급되므로, 액체 재료를 가압하여 공급해도 토출된 액체 재료의 메쉬(124)로의 충돌에 기인하는 액체 재료의 액상 상태에 있어서의 비산(안개화)을 억제할 수 있다. 액체 재료의 가압 공급은, 공급구에 대향하는 위치에 설치된 핀(124f)으로부터의 반력으로 메쉬(124)의 눈을 치밀하게 하여 누설을 억제할 수 있다. 이러한 메커니즘에 의해, 제2 실시 형태에서는, 공급 속도를 더욱 늘리는 것이 가능하게 되어 있다.

액체 재료의 비산은, 본 발명자에 의해 프로세스 대상에 악영향을 주는 것이 발견되었다. 액체 재료의 비산은, 액체 재료가 메쉬(24)에 충돌하여 비산하고, 뜨거워져 있지 않은 토출측[예를 들어 노즐(27)(도 2 참조)의 근방]에 부착됨으로써, 액체 재료가 증발하지 않고 고화되는 원인으로 된다. 액체 재료가 고화된 고형물은, 그 후에 박리되어 질소 가스와 함께 프로세스 대상에 공급되어, 프로세스 대상의 품질 열화의 원인으로 될 수 있기 때문이다.

액체 재료의 기화 면적의 확대에 대해서는, 제2 실시 형태에서는, 액체 재료의 비산의 가능성이 거의 없으므로, 액체 재료의 공급 속도를 빨리 하는 것이 가능하다. 또한, 액체 재료는, 계면 장력에 의해 오리피스(127)로부터 메쉬(124)와 액체 부착면(123a) 사이의 간극을 흘러, 메쉬(124)의 넓은 영역에 원활하게 공급되므로, 액체 재료의 기화 면적을 현저히 확대할 수 있다. 또한, 토출측으로의 부착의 걱정이 거의 없으므로, 액체 재료의 기화 면적을 확대하면서, 기화 유로(175)를 상하 방향(중력 기준)으로 얇게 함으로써, 혹은 커버(121)와 액체 부착면(123a)의 간격을 작게 하여, 기화기(112)의 박형화를 실현할 수도 있다.

액체 재료의 공급량의 안정화에 대해서는, 제2 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이 가열되어 있는 축열판(123)의 내부에 형성된 오리피스(127)가 다이어프램 밸브(181)에 의해 직접 차단되므로, 토출 통로에 남은 액체 재료에 기인하는 기화량의 변동 등의 문제를 회피할 수 있다. 또한, 다이어프램 밸브(181)는, 유로에 미끄럼 이동 부분을 노출하고 있지 않으므로, 미끄럼 이동 부분으로의 액체 재료의 축적에 기인하는 고형물의 발생을 방지할 수 있다. 이에 의해, 고형물의 발생을 억제하여, 질소 가스로의 고형물의 혼입에 기인하는 프로세스 대상의 품질 열화를 예방할 수 있다.

이와 같이, 제2 실시 형태의 기화기(112)는, 메쉬(124)와 액체 부착면(123a) 사이에 공급함으로써, 액체 재료의 비산을 억제하면서 계면 장력을 유효 이용하여 액체 재료의 높은 공급 속도를 실현하고 있다. 또한, 차단 밸브(180)는, 축열판(123)에 형성된 오목부에 통합화된 형태로서 장비되어 있으므로, 축열판(123)의 축열량을 유지하면서 기화기(112)의 두께를 얇게 할 수도 있다.

(다른 실시 형태)

본 발명은 상기 실시 형태에 한하지 않고, 예를 들어 다음과 같이 실시되어도 된다.

(1) 상기 실시 형태에서는, 메쉬(24, 124)를 사용하여 액체 재료를 박막 형상으로 넓혔지만, 그 밖의 수단을 사용하여 액체 재료를 박막 형상으로 넓혀도 된다. 예를 들어, 대향하는 두 개의 액체 부착면을 소정의 간극을 두고 배치하고, 그 간극의 내부에 액체 재료를 주입함으로써, 액체 재료를 모세관 현상을 이용하여 박막 형상으로 넓혀도 된다. 이하, 그 구체예에 대해 도 18을 참조하면서 설명한다.

본 예에서는, 상기 실시 형태의 기화기(12) 대신에, 도 18에 도시하는 기화기(70)를 액체 기화 시스템에 설치하는 구성으로 한다. 본 예에 있어서의 기화기(70)는, 당해 기화기(70)의 베이스를 구성하는 고정부(71)와, 고정부(71)의 상측에 설치되어 상하 방향으로 이동 가능한 이동부(72)를 구비하고 있다.

고정부(71)는, 원판 형상으로 형성된 베이스부(73)와, 가열 수단으로서의 하부 히터(74)와, 단열재(75)를 구비하고 있다. 베이스부(73)는, 예를 들어 열전도성이 우수한 알루미늄에 의해 형성되어 있고, 대략 수평 상태로 설치되어 있다. 베이스부(73)에는, 상방으로 돌출되는 돌출부(76)가 설치되어 있다. 돌출부(76)는, 전체적으로 환 형상으로 형성되어 있고, 이 돌출부(76)에 의해 둘러싸인 내측 영역은 이동부(72)의 일부가 배치되는 배치 스페이스(81)로 되어 있다. 돌출부(76)에는, 도입 통로(77)를 통해 배치 스페이스(81)에 연통되는 도입 포트(79)와, 배출 통로(78)를 통해 배치 스페이스(81)에 연통되는 배출 포트(80)가 형성되어 있다. 도입 포트(79)에는, 질소 가스원에 통하는 도입 배관(도시 생략)이 접속되고, 배출 포트(80)에는 챔버에 통하는 배출 배관(도시 생략)이 접속되어 있다.

또한, 베이스부(73)에는, 액체 재료를 공급하기 위한 공급 배관(83)이 베이스부(73)를 상하로 관통하여 설치되어 있다. 공급 배관(83)은, 평면에서 보아 배치 스페이스(81)의 대략 중앙 위치에 있어서 배치 스페이스(81)에 통하고 있다.

하부 히터(74)는, 예를 들어 시트 형상의 고무 히터에 의해 구성되어 있고, 배치 스페이스(81)의 외경[환언하면 돌출부(76)의 내경]보다도 큰 직경으로 원판 형상으로 형성되어 있다. 하부 히터(74)는, 베이스부(73)의 하면에 포개져 있고, 구체적으로는 평면에서 보아 배치 스페이스(81) 전체 영역과 겹치도록 설치되어 있다.

단열재(75)는, 원판 형상으로 형성된 글래스 울로 이루어진다. 단열재(75)는, 베이스부(73) 및 하부 히터(74)의 하방에 있어서 베이스부(73) 전체 영역에 퍼지도록 설치되어 있다.

한편, 이동부(72)는, 수용 부재(86)와, 수용 부재(86)에 수용된 축열판(87) 및 상부 히터(88)를 구비하고 있다. 수용 부재(86)는, 상하가 개방된 통 형상의 수용부(86a)와, 수용부(86a)의 상단부에 설치된 플랜지부(86b)를 갖는다. 축열판(87)은, 베이스부(73)와 동일한 재료에 의해 형성되어 있고, 수용 부재(86)의 수용부(86a)의 내경 치수와 거의 동일한 외경 치수를 갖는 원판으로 이루어진다. 축열판(87)은, 수용 부재(86)의 수용부(86a)의 내측에 있어서의 하단부에 배치되어 있고, 그 측면이 수용부(86a)의 내측면과 대향하고 있다. 구체적으로는, 축열판(87)은, 그 하면이 수용부(86a)의 하단부와 거의 동일한 높이 위치에 또는 그것보다도 낮은 위치에 설정되어 있다.

상부 히터(88)는, 하부 히터(74)와 마찬가지로, 예를 들어 시트 형상의 고무 히터에 의해 구성되어 있고, 축열판(87)과 거의 동일한 외형 치수로 원판 형상으로 형성되어 있다. 상부 히터(88)는, 수용 부재(86)의 수용부(86a) 내에 배치되어 있고, 축열판(87)의 상면에 포개져 있다.

상부 히터(88) 상에는, 상측으로 개방된 오목부(91a)를 갖는 덮개부(91)가 설치되고, 그 오목부(91a)에는 단열재(92)가 배치되어 있다. 단열재(92) 상에는 판 형상의 커버(93)가 설치되고, 수용 부재(86)의 플랜지부(86b)에 볼트(101)에 의해 고정되어 있다. 또한, 수용 부재(86)의 플랜지부(86b)의 상면에는, 동 플랜지부(86b)로부터 측방으로 돌출되도록 평판 형상의 플레이트 부재(94)가 설치되어 있다. 플레이트 부재(94)는, 플랜지부(86b)의 외주 방향을 따라 소정 간격으로 복수(예를 들어 4개) 설치되고, 각각이 플랜지부(86b)에 대하여 볼트(102)에 의해 고정되어 있다.

상기와 같이 구성된 이동부(72)는, 그 일부가 배치 스페이스(81)에 떨어져 넣어진 상태로 고정부(71) 상에 배치되어 있다. 구체적으로는, 이 배치 상태에 있어서, 축열판(87)의 하면이 베이스부(73)의 상면과 소정의 간극을 두고 대향하고 있고, 이 간극[상세하게는 수용 부재(86)의 수용부(86a)와 베이스부(73)의 돌출부(76) 사이의 간극도 포함함]이 액체 재료를 기화시키기 위한 기화실(97)로 되어 있다.

수용 부재(86)의 플랜지부(86b)는 베이스부(73)의 돌출부(76) 상에 배치되어 있고, 플랜지부(86b)와 돌출부(76) 사이에는 양자(76, 86b)에 걸치는 벨로즈(98)가 설치되어 있다. 벨로즈(98)는, 기화실(97)의 내외를 구획하기 위한 구획 부재이며, 상하 방향으로 신축 가능하게 구성되어 있다.

기화실(97)에는 상기 공급 배관(83)이 통하고 있다. 기화실(97)에는, 공급 배관(83)을 통해 액체 재료가 공급된다. 또한, 기화실(97)은, 도입 통로(77)를 통해 도입 포트(79)와 연통되어 있고, 배출 통로(78)를 통해 배출 포트(80)와 연통되어 있다. 기화실(97)에는 도입 포트(79)를 통해 질소 가스가 공급되고, 그 공급된 질소 가스와 기화된 액체 재료가 배출 포트(80)를 통해 챔버에 공급된다.

각 플레이트 부재(94)의 하방에는, 이동부(72)를 상하 이동시키는 공기압 실린더식의 승강 장치(99)가 설치되어 있다. 승강 장치(99)는, 고정부(71)의 베이스부(73) 상에 고정된 실린더 본체부(99a)와, 실린더 본체부(99a) 내에 조작 에어가 도입됨으로써 승강하는 피스톤 로드(99b)를 구비하고 있다. 각 플레이트 부재(94)는 피스톤 로드(99b)의 상면에 볼트로 고정되어 있고, 이에 의해 피스톤 로드(99b)가 상하로 이동하면 각 플레이트 부재(94)가 상하 이동하고, 나아가서는 이동부(72)가 상하 이동하는 구성으로 되어 있다. 구체적으로는, 이동부(72)는, 축열판(87)의 하면이 베이스부(73)의 상면과 근접하는 하부 위치[도 18의 (b) 참조]와, 하부 위치보다도 상방의 상부 위치[도 18의 (a) 참조] 사이에서 이동 가능하게 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 이동부(72)가 하부 위치에 있는 경우에는 축열판(87)의 하면과 베이스부(73)의 상면 사이의 간극이 20 내지 60㎛로 되고, 이동부(72)가 상부 위치에 있는 경우에는 상기 간극이 2㎜로 된다.

다음으로, 상기 구성의 기화기(70)에 의해 액체 재료를 기화시킬 때의 작용에 대해 설명한다. 또한, 본 예에서는, 액체 재료로서, 액체 부착면[상세하게는 베이스부(73) 및 축열판(87)의 판면]과의 접촉각이 90°보다도 큰 것이 사용되는 것을 상정하고 있다.

우선, 도 18의 (b)에 도시하는 바와 같이, 승강 장치(99)를 구동시켜 이동부(72)를 하부 위치로 이동시킨다. 그리고 펌프를 토출 동작시켜 액체 재료를 공급 배관(83)을 통해 기화실(97)에 공급한다. 이 경우, 기화실(97)에서는, 액체 재료가, 축열판(87)의 하면과 베이스부(73)의 상면 사이의 간극을 통해 공급 배관(83)의 공급구(도시 생략)로부터 이격되는 측으로 모세관 현상에 의해 박막 형상으로 퍼진다. 또한, 평면에서 볼 때는 액체 재료가 공급 배관(83)의 공급구를 중심으로 하여 원형으로 퍼진다.

다음으로, 승강 장치(99)를 구동시켜 이동부(72)를 상부 위치로 이동시킨다. 이 경우, 축열판(87)의 하면 및 베이스부(73)의 상면에는, 액체 재료가 박막 형상으로 퍼진 상태로 부착되어 있고, 그들 각 면에 부착된 액체 재료가 각각 각각의 면을 통해 히터(74, 88)에 의해 가열되어 기화된다. 또한, 이동부(72)를 상부 위치로 이동시킨 후, 도입 포트(79)로부터 질소 가스를 기화실(97)에 도입한다. 이에 의해, 기화된 액체 재료는, 기화실(97)에 도입된 질소 가스와 함께 배출 포트(80)를 통해 챔버에 공급된다.

상기한 구성에 따르면, 액체 재료를 축열판(87)의 하면과 베이스부(73)의 상면 사이의 간극에 있어서 모세관 현상에 의해 박막 형상으로 넓힐 수 있기 때문에, 축열판(87)의 하면 및 베이스부(73)의 상면에 액체 재료를 박막 형상으로 부착시킬 수 있다. 그리고 그들 각 면에 부착된 액체 재료를 각각 각각의 면을 통해 히터(74, 88)에 의해 가열할 수 있기 때문에, 즉 두 개의 액체 부착면을 통해 액체 재료를 가열할 수 있기 때문에, 액체 재료의 기화를 한층 더 촉진시킬 수 있다.

(2) 상기 실시 형태에서는, 메쉬(24, 124)를 사용함으로써 액체 부착면에 요철부를 설치하는 구성으로 했지만, 요철부를 설치하는 구성은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 메쉬(24)를 사용하지 않고, 액체 부착면의 표면을 요철로 가공함으로써 요철부를 설치해도 된다. 이 경우, 요철부를 설치하기 위해 별도 부재를 설치할 필요가 없어지기 때문에, 부품 개수를 삭감할 수 있다.

(3) 상기 실시 형태에서는, 축열판(23) 상에, 볼록부(52)와 오목부(53)를 축열판(23)의 상면(23a)과 평행한 직교하는 2방향을 따라 교대로 배치했지만, 반드시 직교하는 2방향일 필요는 없고 다른 2방향이면 된다. 또한, 볼록부(52)와 오목부(53)를 축열판(23)의 상면(23a)과 평행한 일방향만을 따라 배치하는 구성으로 해도 된다.

(4) 상기 실시 형태에서는, 스테인리스제의 메쉬(24, 124)를 사용했지만, 메쉬는 반드시 스테인리스제일 필요는 없고, 그 밖의 금속으로 이루어지는 메쉬를 사용해도 된다. 또한, 불소 수지 등으로 이루어지는 수지제의 메쉬를 사용해도 된다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 메쉬(24)로서 100 메쉬의 거칠기의 것을 사용했지만, 그 밖의 거칠기의 메쉬를 사용해도 된다. 요컨대, 기화시키는 액체 재료의 종류(상세하게는 습윤성)에 따라, 적절한 거칠기의 메쉬를 사용하면 된다.

(5) 상기 실시 형태에서는, 펌프(11)에 의해 액체 재료를 기화기(12)에 공급하는 구성으로 했지만, 펌프(11) 이외의 수단을 사용하여 액체 재료를 기화기(12)에 공급해도 된다. 예를 들어, 액체 탱크를 밀폐화함과 동시에 액체 탱크에 배관을 접속하고, 그 배관을 통해 액체 탱크 내를 가압함으로써 액체 재료를 기화기(12)에 압송하는 것이 생각된다.

(6) 상기 실시 형태에서는, 액체 재료의 습윤성을 높임으로써 액체 재료를 박막 형상으로 넓히는 구성으로 했지만, 그 밖의 수단에 의해 액체 재료를 박막 형상으로 넓혀도 된다. 예를 들어, 이격 대향된 한 쌍의 평판 형상의 플레이트 부재와, 그들 각 플레이트 부재 중 적어도 어느 한쪽을 그 판면에 직교하는 방향으로 이동시키는 구동 장치를 구비하는 구성이 생각된다. 이 경우, 양 플레이트 부재의 사이에 액체 재료를 공급하고, 그 후 구동 장치를 구동시켜 어느 한쪽의 플레이트 부재를 다른 쪽의 플레이트 부재에 근접시키면, 액체 재료를 양 플레이트 부재에 의해 압축할 수 있으므로, 액체 재료를 양 플레이트 부재간에 있어서 박막 형상으로 넓힐 수 있다.

(7) 상기 실시 형태에서는, 반도체의 제조 라인에 있어서 본 액체 기화 시스템(10)을 사용했지만, 그 밖의 제조 라인에 있어서 사용하는 것도 가능하다. 또한, 상기 실시 형태에서는, 액체 재료로서의 헥사메틸디실란액(HMDS액)을 기화시키기 위해 본 시스템(10)을 사용했지만, 테트라메틸사이클로테트라실록산(TMCTS) 등 그 밖의 액체 재료를 기화시키기 위해 사용해도 된다.

(8) 상기 실시 형태에서는, 액체 부착면(123a)은 평면 형상을 갖고 있지만, 반드시 평면 형상이 아니어도 된다. 구체적으로는, 예를 들어 오리피스(127)를 중심으로 하여 완만한 오목 형상의 형상을 갖도록 해도 되고, 혹은 오리피스(127)를 중심으로 하여 완만한 볼록 형상의 형상을 갖도록 해도 된다.

(9) 상기 실시 형태에서는, 액체 부착면(123a)은 홈부나 부분적인 돌기부를 갖고 있지 않지만, 예를 들어 메쉬(124)와 액체 부착면(123a) 사이에 있어서의 액체 재료의 흐름을 제어하기 위한 홈(바이패스로)이나 볼록부(우회 요소)를 형성하도록 해도 된다. 홈은, 예를 들어 오리피스(127)로부터 연장되는 방사상의 형상을 포함하는 것이어도 된다.

(10) 상기 실시 형태에서는, 액체 재료의 공급구[노즐(27)이나 오리피스(127)의 출구]는, 단일이지만, 반드시 단일일 필요는 없고 복수의 공급구가 형성되어 있어도 된다. 단, 공급구의 수를 단일로 하면, 차단 밸브를 폐지했을 때에 공급구에 잔존하는 액체 재료의 양을 억제할 수 있다.

(11) 상기 실시 형태에서는, 복수의 핀(124f)에 의해 메쉬(124)가 액체 부착면(123a)에 압박되어 있지만, 예를 들어 액체 부착면의 단부에 고정되어 있는 네트(그물)나 끈으로 액체 부착면에 압박하는 위치 결정 부재를 사용하도록 해도 된다. 위치 결정 부재는, 예를 들어 액체 부착면과 메쉬 사이에 간극을 형성하기 위해 부분적으로 삽입되는 스페이서를 포함하는 구성으로 해도 된다. 이와 같은 구성에서도, 예를 들어 접착제 등으로 부착한 경우와 같이 메쉬의 간극을 메워 버리는 등의 문제, 혹은 체결 부재로 체결한 경우와 같이 체결부의 근방에 액체 재료가 응집하여 고형물이 발생할 가능성 등의 문제를 회피할 수 있다.

(12) 상기 실시 형태에서는, 행정 제한 부재(157L) 및 행정 제한 부재(157R)의 회전 각도를 눈금(도시 생략)에 의해 확인함으로써 토출량을 조정하고 있지만, 예를 들어 펌프(111)를 흡입측 밸브(113)와 토출측 밸브(114)와 함께 작동시켜 토출량을 감시하면서, 미리 설정된 토출량으로 된 것을 확인함으로써 조정해도 된다. 토출량의 확인은, 제1 밸브 유닛 본체(131L)와 제2 밸브 유닛(111R)의 양쪽을 작동시킨 경우, 한쪽만의 토출 등의 현실의 운용에서 상정된 단일 혹은 복수의 작동 상태(작동 모드)로 행할 수 있다.

(13) 상기 실시 형태에서는, 차단 밸브(180)는, 밸브 시트(181v)(도 16 참조)가 유로실(181r)을 형성하는 오목부에 형성되어 있지만, 다른 구성도 가능하다. 즉, 도 19에 도시되는 바와 같이, 예를 들어 축열판(123d)의 측에 밸브 시트(181v)가 형성되어 있지 않고, 이면 개구부를 둘러싸는 환 형상의 돌기부(181p)가 다이어프램 밸브(181a)의 측에 설치되어 있어도 된다. 환 형상의 돌기부(181p)는, 밀봉부라고도 불린다. 이렇게 하면, 이면 개구부에 형성되어 있는 밸브 시트(181v)의 주위로의 기포의 체류를 방지할 수 있다. 이 체류는, 밸브 시트(181v)가 중력 기준에 있어서 하측으로 융기되어 있는 것에 기인하여 발생하기 때문이다.

다이어프램 밸브(181a)가 갖는 돌기부(181p)의 높이는, 예를 들어 0.5㎜ 정도로 하여 구성할 수 있다. 이면 개구부는, 오리피스(127)의 차단 밸브(180)측의 입구이다. 이면 개구부는, 도 19에 도시되는 바와 같이 환 형상의 돌기부(181p)가 다이어프램 밸브(181a)의 측에 설치되어 있는 경우에는, 돌기부(181p)를 향하여, 중력 방향으로 상승하는 경사를 설치하도록 해도 된다. 이렇게 하면, 경사를 따라 기포가 상승할 수 있으므로, 또한 기포의 체류를 억제할 수 있다.

또한, 도 20에 도시되는 바와 같이, 밸브 시트나 밀봉부를 생략하는 구성으로 해도 된다. 즉, 밸브 시트나 돌기부를 설치하여 면압을 높이는 구성이 아닌, 밸브체에 대향하는 평면을 갖도록 해도 된다. 본 발명에서는, 차단 시에 배압이 인가되지 않기 때문이다. 단, 시일성을 향상시키기 위해, 이면 개구부를 둘러싸는 환 형상의 영역의 면 거칠기를 작게 하는 것이 바람직하다.

10 : 액체 기화 시스템
11, 111 : 펌프
12, 112 : 기화기
16 : 공급 통로로서의 토출 통로
20, 120 : 액체 기화 장치
22, 122 : 가열 수단으로서의 히터
23, 123 : 축열판
23a, 123a : 액체 부착면으로서의 축열판의 상면
24, 124 : 박막화 수단 및 습윤 촉진 수단으로서의 메쉬
24a : 선재
40 : 제어 수단으로서의 컨트롤러
52 : 볼록부
53 : 오목부

Claims (21)

1. 액체 재료를 가열하여 기화시키는 기화기를 구비한 액체 기화 시스템이며,
   상기 기화기는, 평탄하게 형성되어 액체 재료를 부착시키는 액체 부착면과,
   상기 액체 부착면에 부착된 액체 재료를 박막화시키는 박막화 수단과,
   상기 액체 부착면을 가열하는 가열 수단을 구비하고,
   상기 박막화 수단은, 상기 액체 부착면에 대한 액체 재료의 습윤을 촉진시키는 습윤 촉진 수단이며, 상기 습윤 촉진 수단에 의해 상기 액체 부착면에 대한 액체 재료의 습윤을 촉진시킴으로써, 상기 액체 부착면에 부착된 액체 재료를 박막화시키고,
   상기 습윤 촉진 수단은, 액체 재료에 대한 습윤성을 높이기 위해 상기 액체 부착면에 설치된 미세한 요철부이고,
   상기 액체 부착면에는, 선재를 그물코 형상으로 편직함으로써 전체적으로 평판 형상으로 형성된 메쉬가 적재되어 있음과 동시에, 상기 선재를 볼록부로 하고 상기 선재에 의해 둘러싸인 부분을 오목부로 하여 상기 요철부가 설치되어 있고,
   상기 액체 부착면에는, 상기 액체 부착면과 상기 메쉬 사이에 상기 액체 재료를 공급하는 공급구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 액체 부착면과 상기 메쉬의 적층 방향의 상대적인 위치 관계를 결정하는 위치 결정 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 위치 결정 부재는, 소정의 간격으로 배치되어 있는 복수의 위치에서 상기 액체 부착면에 대하여 상기 메쉬를 압박하는 압박 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 부착면은, 상기 가열 수단에 의해 가열되는 가열판의 표면으로서 형성되어 있고,
   상기 가열판에는, 상기 액체 부착면과 반대측의 면인 이면에 형성됨과 동시에 차단 밸브에 의해 개폐되는 이면 개구부와, 상기 공급구를 접속하고 있는 오리피스가 형성되고,
   상기 이면 개구부는, 상기 오리피스를 사이에 두고 상기 공급구와 대향하는 위치에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 가열판의 이면에는, 오목부가 형성되고,
   상기 이면 개구부는, 상기 오목부에 형성되고,
   상기 차단 밸브는, 상기 이면 개구부를 폐쇄하는 밸브체를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
6. 제5항에 있어서, 상기 밸브체는, 상기 이면 개구부가 폐쇄된 상태에 있어서 상기 이면 개구부를 둘러싸는 환 형상의 돌기부인 밀봉부를 갖는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
7. 제5항에 있어서, 상기 이면 개구부는, 상기 오목부에 형성되어 있는 밸브 시트를 갖는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
8. 제5항에 있어서, 상기 이면 개구부는, 상기 이면 개구부를 둘러싸는 환 형상의 영역에 상기 밸브체에 대향하는 평면을 갖는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
9. 제5항에 있어서, 상기 밸브체는, 상기 이면 개구부를 개폐하는 다이어프램을 갖는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 부착면은, 상기 가열 수단에 의해 가열되는 가열판의 표면으로서 형성되어 있고,
    상기 가열판에는, 상기 액체 부착면의 온도를 계측하기 위한 온도 센서가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 액체 재료를 상기 기화기에 공급하는 펌프를 구비하고,
    상기 펌프는, 제1 다이어프램 구동부와, 제2 다이어프램 구동부와, 상기 제1 다이어프램 구동부와 상기 제2 다이어프램 구동부를 서로 대향시키는 방향에서 연결하는 연결부를 구비하고,
    상기 연결부는, 상기 액체 재료를 흡입하는 흡입 통로와, 상기 액체 재료를 토출하는 토출 통로가 접속된 펌프실을 갖고,
    상기 제1 다이어프램 구동부는, 상기 펌프실의 일부를 구성하는 제1 다이어프램을 갖고,
    상기 제2 다이어프램 구동부는, 상기 펌프실의 일부를 구성하는 제2 다이어프램을 갖고,
    상기 제1 다이어프램과 상기 제2 다이어프램은, 상기 펌프실에 있어서 서로 대향하는 면을 형성하고,
    상기 제1 다이어프램 구동부는, 상기 제1 다이어프램이 기계적으로 변위 가능한 제1 변위량을 제한하고, 상기 제1 변위량이 조정 가능한 제1 변위 제한부를 갖고,
    상기 제2 다이어프램 구동부는, 상기 제2 다이어프램이 기계적으로 변위 가능한 제2 변위량을 제한하고, 상기 제2 변위량이 조정 가능한 제2 변위 제한부를 갖는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 제1 변위 제한부는, 상기 제1 다이어프램의 변위 방향을 축선으로 하고, 상기 펌프에 대한 회전인 제1 회전을 행함으로써 상기 제1 변위량이 조정 가능하고,
    상기 제2 변위 제한부는, 상기 제2 다이어프램의 변위 방향을 축선으로 하고, 상기 펌프에 대한 회전인 제2 회전을 행함으로써 상기 제2 변위량이 조정 가능하고,
    상기 펌프에는, 상기 제1 회전의 각도와 상기 제2 회전의 각도에 따라 계측된 토출량에 관계되는 값을 나타내는 계측부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
13. 제1항에 있어서, 상기 요철부는, 다수의 오목부와 다수의 볼록부로 이루어지고,
    상기 각 오목부와 상기 각 볼록부는 상기 액체 부착면과 평행한 다른 2방향을 따라 각각 교대로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
14. 제1항에 있어서, 상기 기화기는, 상기 액체 부착면을 한 쌍 구비함과 동시에, 이들 각 액체 부착면이 소정의 간극을 두고 대향 배치되어 있고,
    상기 습윤 촉진 수단은, 상기 간극 내에 있어서의 액체 재료의 상기 각 액체 부착면에 대한 습윤을 모세관 현상에 의해 촉진시키는 것인 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
15. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기화기에 공급 통로를 통해 액체 재료를 공급하는 펌프와,
    상기 펌프에 의한 상기 기화기로의 액체 재료의 공급량을 조정하는 공급량 조정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
16. 제15항에 있어서, 상기 펌프가 액체 재료를 상기 공급 통로를 통해 상기 기화기에 공급한 후, 상기 공급 통로 내에 남은 액체 재료를 흡인하도록 제어하는 석백 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
17. 제15항에 있어서, 상기 펌프와, 상기 기화기와, 상기 공급 통로를 포함하여 유닛화된 액체 기화 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는, 액체 기화 시스템.
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