KR20240013171A - 원료 가스 공급 시스템, 분체 원료 보충 기구 및 분체 원료 보충 방법 - Google Patents

원료 가스 공급 시스템, 분체 원료 보충 기구 및 분체 원료 보충 방법 Download PDF

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에이이치 고모리
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기화 장치로 분체 원료를 기화하여 생성된 원료 가스를 처리 장치에 공급하는 원료 가스 공급 시스템에 있어서, 기화 장치에 분체 원료를 공급하는 분체 원료 공급 장치에, 분체 원료를 보충하는 분체 원료 보충 기구는, 일단부가 분체 원료 공급 장치에 접속된 배관과, 분체 원료가 충전된 분체 원료 카트리지와, 배관의 타단부측에 마련되고, 분체 원료 카트리지가 착탈 가능하게 접속되는 접속부와, 배관의 타단부측에 마련되고, 배관과 분체 원료 카트리지와의 사이를 개폐하는 개폐부와, 배관 내를 진공 배기해서 배관 내를 진공으로 유지하는 진공 배기부를 갖고, 진공 배기부에 의해 배관 내가 진공으로 유지된 상태에서, 분체 원료 카트리지가 접속부에 접속되고, 그 상태에서 개폐부가 열려지는 것에 의해, 분체 원료 카트리지 내의 분체 원료가 분체 원료 공급 장치에 반송된다.

Description

원료 가스 공급 시스템, 분체 원료 보충 기구 및 분체 원료 보충 방법
본 개시는, 원료 가스 공급 시스템, 분체 원료 보충 기구 및 분체 원료 보충 방법에 관한 것이다.
특허문헌 1에는, 분체 원료를 수용해서 기화시키는 기화 장치와, 기화 장치에서 생성된 원료 가스를 처리 장치에 공급하는 원료 가스 공급관과, 기화 장치에 분체 원료를 공급하는 분체 원료의 공급 장치(보급 장치)를 갖는 원료 가스 공급 시스템이 제안되어 있다. 특허문헌 1에 있어서, 공급 장치(보급 장치)는, 분체 원료가 충전된 원료 카트리지가 착탈 가능하게 설치되도록 구성되어 있다.
일본 특허 공개 제2020-180354호 공보
본 개시는, 기화 장치에 분체 원료를 공급하는 분체 원료 공급 장치에, 대기에 접촉하지 않고 분체 원료를 보충할 수 있는 기술을 제공한다.
본 개시의 일 형태에 관한 분체 원료 보충 기구는, 기화 장치로 분체 원료를 기화하여 생성된 원료 가스를 처리 장치에 공급하는 원료 가스 공급 시스템에 있어서, 상기 기화 장치에 상기 분체 원료를 공급하는 분체 원료 공급 장치에, 상기 분체 원료를 보충하는 분체 원료 보충 기구로서, 일단부가 상기 분체 원료 공급 장치에 접속된 배관과, 상기 분체 원료가 충전된 분체 원료 카트리지와, 상기 배관의 타단부측에 마련되고, 상기 분체 원료 카트리지가 착탈 가능하게 접속되는 접속부와, 상기 배관의 타단부측에 마련되고, 상기 배관과 상기 분체 원료 카트리지와의 사이를 개폐하는 개폐부와, 상기 배관 내를 진공 배기해서 상기 배관 내를 진공으로 유지하는 진공 배기부를 갖고, 상기 진공 배기부에 의해 상기 배관 내가 진공으로 유지된 상태에서, 상기 분체 원료 카트리지가 상기 접속부에 접속되고, 그 상태에서 상기 개폐부가 열려지는 것에 의해, 상기 분체 원료 카트리지 내의 상기 분체 원료가 상기 분체 원료 공급 장치에 반송된다.
본 개시에 의하면, 기화 장치에 분체 원료를 공급하는 분체 원료 공급 장치에, 대기에 접촉하지 않고 분체 원료를 보충할 수 있는 기술이 제공된다.
도 1은 일 실시 형태에 관한 분체 원료 보충 기구를 구비한 원료 가스 공급 시스템의 일례를 도시하는 개략 구성도이다.
도 2는 도 1의 원료 가스 공급 시스템에 있어서의 분체 원료 공급 장치의 개략 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 분체 원료 보충 기구의 구체예를 도시하는 단면도이다.
도 4는 분체 원료 보충 기구에 있어서, 개폐부를 개방해서 분체 원료 카트리지로부터 분체 원료를 반송하는 상태를 도시하는 단면도이다.
도 5는 도 1의 원료 가스 공급 시스템의 실시 상태의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 분체 원료 보충 기구의 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 7은 분체 원료 보충 기구의 또 다른 실시 형태를 도시하는 단면도이다.
도 8은 분체 원료 보충 기구의 개폐부의 다른 예를 도시하는 단면도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서, 실시 형태에 대해서 설명한다.
도 1은, 일 실시 형태에 관한 분체 원료 보충 기구를 구비한 원료 가스 공급 시스템의 일례를 도시하는 개략 구성도이다. 원료 가스 공급 시스템(100)은, 분체 원료를 기화하여, 생성된 원료 가스를 처리 장치(200)에 공급하는 것이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 처리 장치(200)는, 진공 유지 가능한 처리 용기(201)와, 처리 용기(201) 내에 마련된 기판(W)을 적재하는 적재대(202)와, 원료 가스를 처리 용기(201) 내에 도입하는 가스 도입부(203)를 갖는다. 처리 장치(200)에서는, 원료 가스 공급 시스템(100)으로부터 공급된 원료 가스를 처리 용기(201) 내에 도입해서 기판(W)에 특정한 처리, 예를 들어 성막 처리를 실시한다. 성막 처리로서는 CVD나 ALD를 들 수 있다. 또한, 처리 장치(200)는, 가스 도입부(203)로부터 원료 가스 외에, 반응 가스나 불활성 가스를 처리 용기 내에 도입 가능하도록 구성되어 있고, 예를 들어 원료 가스로서 WCl6 가스가 공급되어 기판(W)위에 텅스텐막이 형성된다. 기판(W)으로서는, 반도체 웨이퍼가 예시된다.
원료 가스 공급 시스템(100)은, 2개의 기화 장치(10a 및 10b)와, 분체 원료 공급 장치(20)와, 분체 원료 공급 배관부(30)와, 원료 가스 공급 배관부(40)와, 캐리어 가스 공급부(50)와, 분체 원료 보충 기구(60)와, 제어부(70)를 갖는다.
기화 장치(10a 및 10b)는, 분체 원료, 예를 들어 WCl6이 공급되어 저류되고, 저류된 분체 원료를 기화(승화)시켜 원료 가스를 생성한다. 기화 장치(10a 및 10b)는, 분체 원료를 저류하는 용기를 갖고 있다. 분체 원료의 기화는, 예를 들어 용기 내에 분체 원료를 저류한 상태에서 용기를 히터로 가열함으로써 행할 수 있다. 기화 장치(10a 및 10b)는, 처리 장치(200)에 대해 병렬로 마련되어 있다. 기화 장치(10a 및 10b)는, 후술하는 바와 같이, 개폐 밸브의 조작에 의해, 어느 한쪽에서 분체 원료의 기화를 행하고 있는 사이에, 다른 쪽에 분체 원료를 공급하도록 구성할 수 있다.
분체 원료 공급 장치(20)는, 분체 원료를 저류하고, 기화 장치(10a 또는 10b)에 분체 원료를 공급한다. 분체 원료 공급 장치(20)는, 예를 들어 도 2에 도시하는 바와 같이, 분체 원료를 저류하는 저류 용기(21)와, 저류 용기(21)로부터 분체 원료를 송출하기 위한 피더(22)를 갖는다. 저류 용기(21)로서는 예를 들어 호퍼상을 이루는 것을 사용할 수 있고, 피더(22)로서는 예를 들어 진동 피더를 사용할 수 있다.
분체 원료 공급 배관부(30)는, 일단부가 분체 원료 공급 장치(20)에 접속되는 공통 배관(31)과, 공통 배관(31)의 타단부로부터 분기되어 각각 기화 장치(10a 및 10b)에 이르는 분기 배관(32a 및 32b)을 갖는다. 분기 배관(32a 및 32b)에는, 각각 개폐 밸브(33a 및 33b)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(33a 및 33b)의 개폐에 의해, 분체 원료 공급 장치(20)로부터 기화 장치(10a 및 10b)에 대한 분체 원료의 급단을 행할 수 있다.
원료 가스 공급 배관부(40)는, 기화 장치(10a 및 10b)로 분체 원료가 기화하여 생성된 원료 가스를 처리 장치(200)에 공급하는 것이며, 개별 배관(41a 및 41b)과, 공통 배관(42)을 갖는다. 개별 배관(41a 및 41b)은, 각각 기화 장치(10a 및 10b)로부터 연장해서 합류하고, 공통 배관(42)은 그 합류점으로부터 처리 장치(200)에 이른다. 개별 배관(41a 및 41b)에는 각각 개폐 밸브(43a 및 43b)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(43a 및 43b)의 개폐에 의해, 기화 장치(10a 및 10b)로부터 처리 장치(200)로의 원료 가스의 급단을 행할 수 있다. 공통 배관(42)에는, 매스플로우 미터(MFM)와 같은 유량계(44) 및 개폐 밸브(45) 등이 개재 장착되어 있다.
캐리어 가스 공급부(50)는, 기화 장치(10a 및 10b)로 생성된 원료 가스를 처리 장치(200)로 반송하기 위한 캐리어 가스를 공급하는 것이며, 캐리어 가스 공급원(51)과, 캐리어 가스 공급 배관부(52)를 갖는다. 캐리어 가스 공급 배관부(52)는, 일단부가 캐리어 가스 공급원(51)에 접속되는 공통 배관(53)과, 공통 배관(53)의 타단부로부터 분기되는 분기 배관(54a 및 54b)을 갖는다. 분기 배관(54a 및 54b)의 단부는, 각각 분체 원료 공급 배관부(30)의 분기 배관(32a 및 32b)에 있어서의 개폐 밸브(33a 및 33b)의 하류측에 접속된다. 분기 배관(54a 및 54b)에는, 각각 개폐 밸브(55a 및 55b)가 마련되어 있다. 개폐 밸브(55a)는, 기화 장치(10a)로부터 원료 가스를 처리 장치(200)에 공급할 때 개방되고, 개폐 밸브(55b)는, 기화 장치(10b)로부터 원료 가스를 처리 장치(200)에 공급할 때 개방된다.
분체 원료 보충 기구(60)는, 분체 원료를 분체 원료 공급 장치(20)에 보충하는 것이며, 배관(61)과, 접속부(62)와, 개폐부(63)와, 진공 배기부(64)와, 분체 원료 카트리지(65)를 갖는다.
배관(61)은, 그 일단부가 분체 원료 공급 장치(20)에 접속된다. 접속부(62)는, 배관(61)의 타단부측에 마련되고, 접속부(62)에는, 분체 원료 카트리지(65)가 탈착 가능하게 접속된다. 접속부(62)의 접속구는 하방을 향하고 있다. 개폐부(63)는, 배관(61)의 타단부측에 마련되고, 배관(61)과 분체 원료 카트리지(65)와의 사이를 개폐하여, 분체 원료 카트리지(65)로부터 분체 원료 공급 장치(20)로의 분체 원료의 급단을 행한다. 접속부(62)는 개폐부(63)의 저면에 마련되어 있다.
진공 배기부(64)는, 배관(61) 내를 분체 원료 공급 장치(20) 측으로부터 진공 배기해서 배관(61) 내를 진공으로 유지하는 기능을 갖는다. 진공 배기부(64)는, 공통 배관(31)에 접속되는 배기 배관(66)과, 배기 배관(66)에 접속된 진공 펌프 등의 배기 장치(67)와, 배기 배관(66)에 마련된 밸브(68)를 갖고, 분체 원료 공급 장치(20)를 개재해서 배관(61) 내를 진공 배기하도록 구성된다. 진공 배기부(64)에 의해 배관(61) 내를 진공 배기한 상태에서 개폐부(63)를 개방으로 하는 것에 의해, 분체 원료 카트리지(65)로부터 분체 원료가 흡인되어, 분체 원료 공급 장치(20)로 반송된다. 진공 배기부(64)에는, 배관(61) 내에 공기가 존재하고 있을 경우에, 분체 원료 공급 장치(20)의 분체 원료를 바이패스해서 배기하는 바이패스 배관(도시하지 않음)이 마련되어 있다. 또한, 배관(61)의 일단부측에는 개폐 밸브(69)가 마련되어 있다.
분체 원료 카트리지(65)에는, 분체 원료와, 캐리어 가스로서 기능하는 불활성 가스가 봉입되고, 일단부측에, 개폐 밸브(도 1에서는 도시하지 않음)와, 접속부(62)에 접속되는 접속면을 갖고 있다. 접속부(62)는 시일 구조를 갖고 있고, 분체 원료 카트리지(65)의 접속면은 접속부(62)에 밀착된다. 그리고 분체 원료 카트리지(65) 내의 분체 원료는, 개폐 밸브가 개방으로 되는 것에 의해, 불활성 가스에 캐리어되어 반출된다.
또한, 도 1에서는, 개폐부(63)를 배관(61)의 타단부에 마련하고, 분체 원료 카트리지(65)의 접속부(62)를 개폐부(63)에 마련한 예를 나타내고 있지만, 개폐부(63)를 배관(61)의 타단부에 있어서 배관(61)의 도중에 마련하고, 접속부(62)를 배관(61)의 타단부에 마련해도 된다.
도 3은, 분체 원료 보충 기구(60)의 구체예를 도시하는 단면도이다. 도 3에서는, 본 예에 있어서의 개폐부(63) 및 분체 원료 카트리지(65)의 상세 구조를 나타내고 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 예에서는, 개폐부(63)는, 게이트 밸브로서 구성되어 있고, 하우징(631)과, 밸브체(632)와, 피스톤(633)과, 액추에이터(634)를 갖고 있다.
하우징(631)의 상부에는 배관(61)이 접속되어 있다. 하우징(631)의 저벽에는 분체 원료 카트리지(65)에 연통하는 개구(635)가 형성되어 있고, 저벽 하면의 개구(635)의 주위에 시일 링으로서 구성되는 접속부(62)가 마련되어 있다. 즉, 접속부(62)의 접속구가 되는 개구(635)가 하방을 향하고 있다.
밸브체(632)는, 하우징(631)의 내부를 수평 방향으로 슬라이드 가능하게 마련되어 있다. 피스톤(633)은 밸브체(632)에 설치되어 있고, 액추에이터(634)에 의해 진출 퇴피되고, 이에 의해 밸브체(632)가 슬라이드해서 개구(635)를 개폐한다. 액추에이터(634)로서는 예를 들어 실린더 기구를 사용할 수 있다. 하우징(631)의 저벽 상면에는, 개구(635)의 주위에 시일 링(636)이 마련되어 있고, 밸브체(632)가 개구(635)를 폐색했을 때 밸브체(632)와 하우징(631)과의 저벽과의 사이가 밀폐되도록 되어 있다.
또한, 분체 원료 카트리지(65)는, 긴 용기(650)를 갖고, 용기(650)의 상단에 개폐 밸브(651)를 갖고 있다. 그리고 개폐 밸브(651)의 상면이 접속부(62)와의 접속면이 되어 있다. 분체 원료 카트리지(65)의 용기(650) 내에는, 그 내벽면을 따라 용기(650) 내를 내측 부분과 외측 부분으로 구획하는 필터(653)가 마련되어 있다. 외측 부분은 캐리어 가스인 N2 가스(불활성 가스)가 충전되는 캐리어 가스 충전 공간(654)이 되어 있다. 내측 부분에는 분체 원료(652)가 충전되어 있다. 필터(653)를 마련하지 않고, 분체 원료와 불활성 가스를 충전하도록 해도 된다. 개폐 밸브(651)는, 분체 원료 카트리지(65)로부터 분체 원료를 분체 원료 공급 장치(20)에 보충할 때 이외에는 폐쇄되고, 수송 등의 사이에 충전된 분체 원료에 대기가 접촉하는 것을 방지하도록 구성되어 있다. 개폐 밸브(651)는 특별히 한정되지 않지만, 게이트 밸브를 적합하게 사용할 수 있다.
본 예에서는, 배관(61) 내가 진공 배기된 상태에서, 분체 원료 카트리지(65)를 접속부(62)에 접속한 후, 개폐 밸브(651)를 개방하고, 또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 밸브체(632)를 이동시켜 개폐부(63)를 개방함으로써, 분체 원료 카트리지(65) 내의 분체 원료(652)가 불활성 가스인 N2 가스에 캐리어되어 분체 원료 공급 장치(20)에 반송된다.
제어부(70)는 컴퓨터로 구성되어 있고, CPU를 구비한 주제어부와, 입력 장치, 출력 장치, 표시 장치, 기억 장치(기억 매체)를 갖고 있다. 주제어부는, 원료 가스 공급 시스템(100)의 각 구성부, 예를 들어 밸브류나 기화 장치(10a 및 10b), 배기 장치(67) 등의 동작을 제어한다. 주제어부에 의한 각 구성부의 제어는, 기억 장치에 내장된 기억 매체(하드 디스크, 광 데스크, 반도체 메모리 등)에 기억된 제어 프로그램에 기초해서 이루어진다. 기억 매체에는, 제어 프로그램으로서 처리 레시피가 기억되고 있고, 처리 레시피에 기초하여 원료 가스 공급 시스템(100)의 처리가 실행된다.
이어서, 이상과 같이 구성되는 원료 가스 공급 시스템(100)의 동작에 대해서 설명한다.
원료 가스 공급 시스템(100)에 있어서는, 분체 원료 공급 장치(20) 내의 분체 원료를, 분체 원료 공급 배관부(30)를 개재해서 기화 장치(10a 또는 10b)에 공급하여, 용기에 충전한다. 그리고 기화 장치(10a 또는 10b)에 있어서, 공급된 분체 원료를 기화하여, 생성된 원료 가스를, 원료 가스 공급 배관부(40)를 개재해서 처리 장치(200)에 공급한다. 이때, 원료 가스는, 캐리어 가스 공급부(50)로부터 공급된 캐리어 가스에 의해 처리 장치(200)에 반송된다. 처리 장치(200)에서는, 기판(W)에 대해, 예를 들어 성막 처리가 행해진다.
이때, 2개의 기화 장치(10a 및 10b)가 설치되어 있기 때문에, 한쪽에서 분체 원료의 기화 처리를 행하고 있는 사이에, 다른 쪽에 분체 원료를 공급하여 용기 내에 저류할 수 있다. 그 예에 대해서 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5에서는, 기화 장치(10a)에 분체 원료를 공급하여 용기 내에 저류하고, 기화 장치(10b)에 있어서 용기 내에 저류된 분체 원료를 기화해서 원료 가스를 처리 장치(200)에 공급하는 예를 도시하고 있다. 또한, 도 5에 있어서, 개폐 밸브는, 개방의 상태를 백색으로, 폐쇄의 상태를 흑색으로 도시하고 있다.
구체적으로는, 분체 원료 공급 배관부(30)의 개폐 밸브(33a)를 열어, 분체 원료 공급 장치(20)로부터 기화 장치(10a)에 분체 원료를 공급하고, 용기 내에 저류한다. 이때, 원료 가스 공급 배관부(40)의 개폐 밸브(43a)와 캐리어 가스 공급부(50)의 개폐 밸브(55a)는 폐쇄되어 있다. 한편, 원료 가스 공급 배관부(40)의 개폐 밸브(43b)를 개방한 상태에서, 기화 장치(10b)의 용기 내의 분체 원료를 기화시켜서, 생성된 원료 가스를 처리 장치(200)에 공급한다. 이때, 원료 분말체 공급 배관부(30)의 개폐 밸브(33b)를 닫아 기화 장치(10b)로의 원료 분말체의 공급을 정지함과 함께, 캐리어 가스 공급부(50)의 개폐 밸브(55b)를 개방하여 캐리어 가스를 기화 장치(10b)에 공급하여 기화 장치(10b)의 원료 가스를 반송한다.
기화 장치(10b)의 용기에 저류하고 있는 분체 원료가 일정량 이하로 된 시점에서, 개폐 밸브를 전환하고, 마찬가지로 하여 기화 장치(10b)에 분체 원료를 공급함과 함께, 기화 장치(10a)로부터 원료 가스를 처리 장치(200)에 공급한다.
이들을 반복하여, 분체 원료 공급 장치(20)의 분체 원료가 일정량 이하로 된 시점에서, 분체 원료 보충 기구(60)로부터 분체 원료 공급 장치(20)에 분체 원료를 보충한다.
분체 원료는 산화되기 쉽고, 특히, 미세한 반도체 디바이스를 제조하는 프로세스에 사용되는 분체 원료는, 산화에 의해 프로세스 결과에 악영향을 미치기 때문에, 분체 원료의 산소 함유량 등이 엄밀하게 관리된다. 이 때문에, 분체 원료 공급 장치(20)에 분체 원료를 보충할 때는, 분체 원료에 대한 대기의 접촉을 방지할 필요가 있다. 분체 원료를 보충할 때는, 종래부터 배관을 퍼지하는 등의 대책이 채용되고 있었지만, 최근, 분체 원료에 대한 품질의 요구가 보다 엄격해지고 있고, 보다 엄밀하게 대기와의 접촉을 방지하는 기술이 요구되고 있다. 특허문헌 1에는, 분체 원료를 보충할 때 분체 원료가 충전된 원료 카트리지를 장착하는 것이 기재되어 있지만, 분체 보충 시에 대기의 접촉을 엄밀하게 방지하는 대책에 대해서는 나타내고 있지 않다.
이에 대해, 본 실시 형태에서는, 분체 원료 보충 기구(60)를, 일단부가 분체 원료 공급 장치(20)에 접속된 배관(61)과, 배관(61)의 타단부측에 마련된 접속부(62) 및 개폐부(63)와, 배관(61)을 진공 배기하는 진공 배기부(64)와, 접속부(62)에 접속되는 분체 원료 카트리지(65)를 갖는 구성으로 한다. 그리고 진공 배기부(64)에 의해 진공 배기해서 배관(61) 내를 진공으로 유지한 상태에서, 분체 원료 카트리지(65)를 접속부(62)에 접속시키고, 개폐부(63)를 개방하여 배관(61)과 분체 원료 카트리지(65)를 연통시킨다. 이에 의해, 분체 원료 카트리지(65)가 접속부(62)에 밀착된 상태에서, 분체 원료 카트리지(65) 내의 분체 원료가 분체 원료 카트리지(65) 내의 불활성 가스에 캐리어되어 분체 원료 공급 장치(20)에 공급된다. 이 때문에, 분체 원료 카트리지(65)로부터 분체 원료 공급 장치(20)에 분체 원료를 반송할 때, 분체 원료에 대한 대기의 접촉을 엄밀하게 방지할 수 있다.
또한, 접속부(62)를 개폐부(63)에 마련했기 때문에, 개폐부(63)를 개방으로 한 상태에서 분체 원료 카트리지(65) 내의 분체 원료를 반송할 때, 분체 원료에 대한 공기의 접촉을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 또한, 접속부(62)는, 개폐부(63)의 저부에 그 접속구가 하방을 향하도록 설치되어 있기 때문에, 분체 원료 카트리지(65)를 반송구가 위로 향한 상태에서 접속부(62)에 접속하고, 분체 원료 카트리지(65) 내의 분체 원료가 배관(61)에 빨아 올려질 수 있도록 반송된다. 이 때문에, 분체 원료가 개폐부(63)의 시일 면에 부착되는 것이 억제되고, 외부 누설이 발생하는 리스크를 낮게 할 수 있다. 또한, 개폐부(63)로서 게이트 밸브를 사용하고 있으므로, 개폐부(63)를 개방했을 때의 개구 면적을 크게 할 수 있어, 분체 원료의 반송에 유리하다. 또한, 분체 원료 카트리지(65)의 일단부에 개폐 밸브(651)가 마련되어 있기 때문에, 분체 원료 카트리지(65)를 수송할 때 개폐 밸브(651)를 닫는 것에 의해, 내부가 기밀하게 유지되어, 내부의 분체 원료에 대기가 접촉하는 것이 방지된다.
도 6에 도시하는 바와 같이, 분체 원료 카트리지(65)에, 캐리어 가스 라인(655)을 마련하고, 분체 원료를 반송할 때, 캐리어 가스 라인(655)으로부터 분체 원료 카트리지(65) 내에 캐리어 가스로서 불활성 가스, 예를 들어 N2 가스를 공급해도 된다. 이에 의해, 분체 원료 카트리지(65) 내의 분체 원료를 보다 확실하게 반송할 수 있다.
또한, 도 7에 도시하는 바와 같이, 개폐부(63)를 구성하는 게이트 밸브의 하우징(631)의 저벽 상면에 있어서의 밸브체(632)의 이동 영역에 브러시(637)를 마련해도 된다. 이에 의해, 밸브체(632)의 개폐 시에, 밸브체(632)의 시일 면을 클리닝할 수 있고, 외부 누설이 발생하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
<다른 적용>
이상, 실시 형태에 대해서 설명하였지만, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 상기한 실시 형태는, 첨부의 특허 청구 범위 및 그 주지를 일탈하지 않고, 다양한 형태로 생략, 치환, 변경되어도 된다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는, 개폐부(63)로서 개방한 상태에서 개구 면적을 크게 할 수 있는 게이트 밸브를 사용한 예를 나타냈지만, 개방한 상태에서 분체 원료를 반송할 수 있으면 이것에 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같은 다이어프램 밸브로 구성된 개폐부(83)이어도 된다. 도 8의 개폐부(83)는, 반송로(831)와, 하우징(832)과, 에어 도입·배출구(833)와, 다이어프램(834)과, 밸브 시트(835)를 갖는다. 반송로(831)는, 일단부가 배관(61)에 접속되고, 타단부에 접속부(62)가 형성되어 있고, 중간에 밸브 시트(835)가 마련되어 있다. 하우징(832)은, 반송로(831)와 인접해서 마련되어 있고, 반송로(831)와 하우징(832)과의 사이는 다이어프램(834)으로 구획되어 있다. 에어 도입·배출구(833)는 하우징(832)에 마련되어 있고, 에어 도입·배출구(833)로부터 하우징(832)에 대해 에어의 도입·배출을 행함으로써, 다이어프램(834)을 밸브 시트(835)에 대해 접촉 분리시켜서, 반송로(831)를 개폐한다. 단, 다이어프램 밸브에서는, 게이트 밸브와 같이 개방한 상태에 있어서의 개구 면적을 크게 할 수 없기 때문에, 반송로(831)에 캐리어 가스를 공급하여 분체 원료의 반송을 촉진하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 원료 가스 공급 시스템으로서 기화 장치를 2개 마련한 예를 나타냈지만, 기화부는 1개이어도 된다. 단, 기화부를 2개 마련함으로써, 한쪽의 기화 장치로 분체 원료의 기화 처리를 행하고 있는 사이에, 다른 쪽의 기화 장치로의 분체 원료의 공급이 가능하게 되기 때문에, 스루풋이 향상되기 때문에 유리하다.
또한, 상기 실시 형태에서는 처리 장치가 성막 장치의 경우에 대해서 나타냈지만, 이에 한정하지 않고, 원료 가스에 의해 처리를 실시하는 것이면 된다.
10a, 10b: 기화 장치
20: 분체 원료 공급 장치
30: 분체 원료 공급 배관부
40: 원료 가스 공급 배관부
50: 캐리어 가스 공급부
60: 분체 원료 보충 장치
61: 배관
62: 접속부
63: 개폐부
64: 진공 배기부
65: 분체 원료 카트리지
100: 원료 가스 공급 시스템
200: 처리 장치
651: 개폐 밸브
652: 분체 원료
653: 필터
654: 캐리어 가스 충전 공간
W: 기판

Claims (12)

  1. 기화 장치로 분체 원료를 기화하여 생성된 원료 가스를 처리 장치에 공급하는 원료 가스 공급 시스템에 있어서, 상기 기화 장치에 상기 분체 원료를 공급하는 분체 원료 공급 장치에, 상기 분체 원료를 보충하는 분체 원료 보충 기구로서,
    일단부가 상기 분체 원료 공급 장치에 접속된 배관과,
    상기 분체 원료가 충전된 분체 원료 카트리지와,
    상기 배관의 타단부측에 마련되고, 상기 분체 원료 카트리지가 착탈 가능하게 접속되는 접속부와,
    상기 배관의 타단부측에 마련되고, 상기 배관과 상기 분체 원료 카트리지와의 사이를 개폐하는 개폐부와,
    상기 배관 내를 진공 배기해서 상기 배관 내를 진공으로 유지하는 진공 배기부
    를 갖고,
    상기 진공 배기부에 의해 상기 배관 내가 진공으로 유지된 상태에서, 상기 분체 원료 카트리지가 상기 접속부에 접속되고, 그 상태에서 상기 개폐부가 열려지는 것에 의해, 상기 분체 원료 카트리지 내의 상기 분체 원료가 상기 분체 원료 공급 장치에 반송되는, 분체 원료 보충 기구.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접속부는, 상기 개폐부에 마련되어 있는, 분체 원료 보충 기구.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 개폐부는, 상기 배관이 접속되고, 또한 상기 접속부의 접속구가 되는 개구가 형성된 하우징과, 상기 하우징 내를 슬라이드 가능하게 마련되고, 상기 개구를 개폐하는 밸브체와, 상기 밸브체를 슬라이드시키는 액추에이터를 갖는 게이트 밸브로 구성되는, 분체 원료 보충 기구.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 개폐부는, 상기 하우징에, 상기 밸브체가 슬라이드한 때 상기 밸브체의 시일 면을 클리닝하는 브러시를 더 가지는, 분체 원료 보충 기구.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 접속부의 상기 접속구가 하방을 향하고 있는, 분체 원료 보충 기구.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분체 원료 카트리지는, 상기 접속면측의 단부에 개폐 밸브를 갖고, 상기 개폐 밸브는, 개방한 상태에서 상기 분체 원료의 보충이 행해지고, 닫은 상태에서 상기 분체 원료 카드리지 내가 기밀하게 유지되는, 분체 원료 보충 기구.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 분체 원료 카트리지에는, 불활성 가스로 이루어지는 캐리어 가스가 봉입되어 있고, 상기 분체 원료 카트리지로부터, 상기 분체 원료가 상기 캐리어 가스에 캐리어되어 반송되는, 분체 원료 보충 기구.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 분체 원료 카트리지는, 그 내부를 내측 부분과 외측 부분으로 구획하는 필터를 갖고, 상기 외측 부분은 상기 캐리어 가스가 충전되는 캐리어 가스 충전 공간으로 되어 있고, 상기 내측 부분에 상기 분체 원료가 충전되는, 분체 원료 보충 기구.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 분체 원료 카트리지에는, 불활성 가스로 이루어지는 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스 공급 라인이 접속되는, 분체 원료 보충 기구.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 진공 배기부는, 상기 배관 내를 상기 분체 원료 공급 장치측에서 진공 배기해서 상기 배관 내를 진공으로 유지하는, 분체 원료 보충 기구.
  11. 기판을 처리하는 처리 장치에 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급 시스템으로서,
    분체 원료를 기화하여 원료 가스를 생성하는 기화 장치와,
    상기 기화 장치에 상기 분체 원료를 공급하는 분체 원료 공급 장치와,
    상기 분체 원료 공급 장치로부터 상기 기화 장치에 상기 분체 원료를 공급하는 분체 원료 공급 배관부와,
    상기 기화 장치로부터 상기 처리 장치에 상기 원료 가스를 공급하는 원료 가스 공급 배관부와,
    상기 분체 원료 공급 장치에 상기 분체 원료를 보충하는 분체 원료 보충 기구
    를 갖고,
    상기 분체 원료 보충 기구는,
    일단부가 상기 분체 원료 공급 장치에 접속된 배관과,
    상기 분체 원료가 충전된 분체 원료 카트리지와,
    상기 배관의 타단부측에 마련되고, 상기 분체 원료 카트리지가 착탈 가능하게 접속되는 접속부와,
    상기 배관의 타단부측에 마련되고, 상기 배관과 상기 분체 원료 카트리지와의 사이를 개폐하는 개폐부와,
    상기 배관 내를 진공 배기해서 상기 배관 내를 진공으로 유지하는 진공 배기부
    를 갖고,
    상기 진공 배기부에 의해 상기 배관 내가 진공으로 유지된 상태에서, 상기 분체 원료 카트리지가 상기 접속부에 접속되고, 그 상태에서 상기 개폐부가 열려지는 것에 의해, 상기 분체 원료 카트리지 내의 상기 분체 원료가 상기 분체 원료 공급 장치에 반송되는, 원료 가스 공급 시스템.
  12. 기화 장치로 분체 원료를 기화하여 생성된 원료 가스를 처리 장치에 공급하는 원료 가스 공급 시스템에 있어서, 상기 기화 장치에 상기 분체 원료를 공급하는 분체 원료 공급 장치에, 상기 분체 원료를 보충하는 분체 원료 보충 방법으로서,
    일단부가 상기 분체 원료 공급 장치에 접속된 배관과, 상기 분체 원료가 충전된 분체 원료 카트리지와, 상기 배관의 타단부측에 마련되고, 상기 분체 원료 카트리지가 착탈 가능하게 접속되는 접속부와, 상기 배관의 타단부측에 마련되고, 상기 배관과 상기 분체 원료 카트리지와의 사이를 개폐하는 개폐부와, 상기 배관 내를 진공 배기해서 상기 배관 내를 진공으로 유지하는 진공 배기부를 갖는 분체 원료 보충 기구를 마련하는 것과,
    상기 진공 배기부에 의해 상기 배관 내를 진공으로 유지하는 것과,
    상기 분체 원료 카트리지를 상기 접속부에 접속시키는 것과,
    상기 개폐부를 개방해서 상기 분체 원료 카트리지 내의 상기 분체 원료를 상기 분체 원료 공급 장치에 반송하는 것
    을 갖는, 분체 원료 보충 방법.
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