WO2021260980A1 - 洗浄方法、洗浄機構、および原料供給システム - Google Patents

洗浄方法、洗浄機構、および原料供給システム Download PDF

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WO2021260980A1
WO2021260980A1 PCT/JP2021/001017 JP2021001017W WO2021260980A1 WO 2021260980 A1 WO2021260980 A1 WO 2021260980A1 JP 2021001017 W JP2021001017 W JP 2021001017W WO 2021260980 A1 WO2021260980 A1 WO 2021260980A1
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WO
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pressure
solvent
raw material
container
nozzle
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/001017
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English (en)
French (fr)
Inventor
栄一 小森
Original Assignee
東京エレクトロン株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/08—Cleaning involving contact with liquid the liquid having chemical or dissolving effect
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B9/00—Cleaning hollow articles by methods or apparatus specially adapted thereto 
    • B08B9/02—Cleaning pipes or tubes or systems of pipes or tubes
    • B08B9/027—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages
    • B08B9/032—Cleaning the internal surfaces; Removal of blockages by the mechanical action of a moving fluid, e.g. by flushing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating

Definitions

  • This disclosure relates to a cleaning method, a cleaning mechanism, and a raw material supply system.
  • a technique of performing a film forming process such as CVD using a raw material gas obtained by sublimating a solid raw material is known. Then, as a technique for supplying a solid raw material, the solid raw material is dissolved in a solvent and supplied as a solution, and such a solution is sprayed on a vaporizer to vaporize the solvent, and the remaining solid raw material is sublimated into a raw material gas.
  • a technique has been proposed (eg, Patent Document 1).
  • Patent Document 2 discloses a technique in which a cleaning liquid for dissolving a residue is supplied to a container (vaporizer), the cleaning liquid is vaporized while removing the residue by heating the container, and the cleaning liquid is removed together with the residue. Proposed.
  • the present disclosure discloses a cleaning method, a cleaning mechanism, and a raw material supply capable of efficiently removing residues existing in a nozzle or the like for spraying a solvent when a solid raw material is supplied in a solution, slurry, or sol state with a solvent. Provide the system.
  • a solution in which a solid raw material is dissolved in a solvent or a slurry or sol in which a solid raw material is dispersed in a solvent is sprayed from a nozzle into a container depressurized and described in the container.
  • a device for vaporizing and removing a solvent from a solution, the slurry, or the sol it is a cleaning method for cleaning the nozzle and a portion in the vicinity of the nozzle, and the pressure in the container is the pressure at which the solvent is vaporized. It includes adjusting so as to change from the above, and supplying the cleaning liquid to the nozzle to clean the nozzle and a portion in the vicinity of the nozzle.
  • a cleaning method, a cleaning mechanism, and a cleaning mechanism capable of efficiently removing residues existing in a nozzle or the like for spraying a solvent when a solid raw material is supplied in a solution, slurry, or sol state with a solvent.
  • a raw material supply system is provided.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of a raw material supply system in which the cleaning method according to the embodiment is used.
  • the raw material supply system 100 transports a solid raw material in a solution state or a slurry or sol state, vaporizes the solvent from the solution, slurry or sol by a vaporizing unit, and sublimates the remaining solid raw material to generate a raw material gas. It is supplied to the processing device 200. It also has a cleaning mechanism that cleans the sprayer and the like used when vaporizing the solvent.
  • the solution is a solid raw material powder dissolved in a solvent, and the slurry and sol are solid raw material powder dispersed in a solvent.
  • the difference between a slurry and a sol is that the slurry is simply a dispersion of solid raw materials, whereas the sol is a state in which colloidal particles are dispersed.
  • solutions, slurries, and sol are collectively referred to as liquid raw materials.
  • the processing apparatus 200 performs a specific process, for example, a film forming process on a substrate such as a semiconductor wafer by the raw material gas supplied from the raw material supply system 100.
  • the film forming process may be CVD or ALD.
  • the raw material supply system 100 includes a liquid raw material supply system 10, first and second vaporization units 20a and 20b, first and second heating units 30a and 30b, a raw material gas transfer system 40, and first and first. It has pressure adjusting units 50a and 50b, a solvent supply system 60, and a control unit 80.
  • the solvent supply system 60 is configured as a cleaning mechanism that supplies the solvent as a cleaning liquid as described later.
  • the liquid raw material supply system 10 supplies the liquid raw material (solution, slurry, or sol) S to the first and second vaporization units 20a and 20b, and has a raw material container 11 for storing the liquid raw material S and a raw material container. It has a pipe group 12 for transporting the liquid raw material S from 11.
  • the raw material container 11 is provided with a liquid level gauge 11a.
  • the pipe group 12 has a pressure feeding pipe 13, a sending pipe 14, an intermediate pipe 15, and branch pipes 16a and 16b.
  • One end of the pressure feeding pipe 13 is inserted into the raw material container 11 from above, and a pressure feeding gas, for example, N 2 gas is introduced into the raw material container 11.
  • One end of the delivery pipe 14 is inserted into the raw material container 11 so as to be immersed in the liquid raw material S from above, and the liquid raw material S is delivered by supplying the pumping gas.
  • the other end of the delivery pipe 14 is connected to the intermediate pipe 15, and the branch pipes 16a and 16b branch from the intermediate pipe 15 to reach the first vaporization section 20a and the second vaporization section 20b.
  • a valve 17 is provided in the pumping pipe 13, and a valve 18 is provided in the vicinity of the connection point of the sending pipe 14 with the intermediate pipe 15. Further, a valve 19a is provided in the vicinity of the first vaporization portion 22a of the branch pipe 16a, and a valve 19b is provided in the vicinity of the second vaporization portion 22b of the branch pipe 16b.
  • the liquid raw material S can be sent from the raw material container 11 not only by gas pressure feeding but also by its own weight, or by providing a discharge pipe at the bottom of the raw material container 11 and sending it by free fall due to gravity. good. Further, when transporting the slurry, the raw material container 11 may be placed on a shaking table so that the slurry does not solidify, and the raw material container 11 may be transported while vibrating.
  • the solid raw material is a compound raw material in a solid state at room temperature.
  • the solid raw material is not particularly limited as long as it is used for processing the substrate, and an appropriate solid material may be used depending on the processing.
  • a raw material for forming a metal film used for a semiconductor device, particularly 3D NAND or DRAM can be mentioned.
  • Specific examples include organic compounds and inorganic compounds for forming strontium (Sr), molybdenum (Mo), ruthenium (Ru), zirconium (Zr), hafnium (Hf), tungsten (W), aluminum (Al) and the like.
  • Compounds eg, organic metal complexes and chlorides
  • the solvent is not particularly limited as long as it can produce a solution, slurry, or sol of a solid raw material.
  • Hexane can be mentioned as an example.
  • the first vaporization unit 20a has a container 21a, a nozzle 22a to which a branch pipe 16a is connected and injects the liquid raw material S into the container 21a, a carrier gas introduction unit 24a, and a raw material gas discharge unit 25a.
  • the nozzle 22a, the carrier gas introduction portion 24a, and the raw material gas discharge portion 25a are provided on the upper surface of the container 21a.
  • the second vaporization section 20b includes a nozzle 22b to which the container 21b and the branch pipe 16b are connected to inject the liquid raw material S into the container 21b, a carrier gas introduction section 24b for introducing the carrier gas into the container 21b, and a raw material gas. It has a discharge unit 25b.
  • the nozzle 22b, the carrier gas introduction section 24b, and the raw material gas discharge section 25b are provided on the upper surface of the container 21b.
  • Both the first vaporization unit 20a and the second vaporization unit 20b have a function of vaporizing the solvent from the liquid raw material S. Further, the first vaporization unit 20a and the second vaporization unit 20b also have a function of storing the solid raw material after vaporizing the solvent.
  • the nozzles 22a and 22b spray the liquid raw material S onto the containers 21a and 21b in order to vaporize the solvent of the liquid raw material S, and are configured as a spray nozzle.
  • the liquid raw material S is sprayed from the nozzles 22a and 22b and the solvent is vaporized to generate the solid raw material S'. That is, before the liquid raw material S sprayed from the nozzles 22a and 22b, which are the spray nozzles, reaches the containers 21a and 21b, the solvent in the liquid raw material S is vaporized and the solid raw material S'is stored in the containers 21a and 21b.
  • the carrier gas introduction units 24a and 24b introduce the carrier gas from the carrier gas pipe of the raw material gas transport system 40, which will be described later. Further, the raw material gas discharge units 25a and 25b discharge the raw material gas conveyed to the carrier gas to the raw material gas delivery pipe of the raw material gas transport system 40 described later.
  • the first heating unit 30a and the second heating unit 30b have a function of sublimating the solid raw material stored in the containers 21a and 21b into a raw material gas. Further, the first heating unit 30a and the second heating unit 30b have a function of heating the injected (sprayed) liquid raw material S to vaporize the solvent by heating the containers 21a and 21b.
  • the raw material gas transport system 40 includes a carrier gas pipe 41 for supplying carrier gas, a first branch pipe 43a and a second branch pipe 43b branched from the carrier gas pipe 41, a first raw material gas delivery pipe 44a, and a second raw material gas. It has a delivery pipe 44b.
  • N 2 gas is supplied to the carrier gas pipe 41 as a carrier gas from a carrier gas supply source (not shown).
  • the carrier gas pipe 41 is provided with a flow rate controller 42 such as a mass flow controller (MFC).
  • MFC mass flow controller
  • the carrier gas may be an inert gas other than the N 2 gas.
  • the first branch pipe 43a and the second branch pipe 43b are connected from above to the carrier gas introduction section 24a of the first vaporization section 20a and the carrier gas introduction section 24b of the second vaporization section 20b, respectively. Further, the first raw material gas delivery pipe 44a and the second raw material gas delivery pipe 44b are connected to the raw material gas discharge unit 25a of the first vaporization unit 20a and the raw material gas discharge unit 25b of the second vaporization unit 20b from above, respectively. To.
  • a first bypass pipe 45a is provided so as to connect the two.
  • a second bypass pipe 45b is provided so as to connect the two.
  • the first raw material gas delivery pipe 44a and the second raw material gas delivery pipe 44b join the merging pipe 46, and the merging pipe 46 is connected to the processing device 200.
  • Valves 47a1 and 47a2 are provided on the upstream side and the downstream side of the confluence point of the first branch pipe 43a with the first bypass pipe 45a, respectively. Further, valves 48a1 and 48a2 are provided on the upstream side and the downstream side of the confluence point with the first bypass pipe 45a in the first raw material gas delivery pipe 44a, respectively. Further, the bypass pipe 45a is provided with a valve 49a. By opening and closing the valves 47a1, 47a2, 48a1, 48a2, the carrier gas supply / stop and the raw material gas supply / stop can be switched.
  • the carrier gas flows into the bypass pipe 45a, bypasses the container 21a, and the carrier gas is sent to the processing device 200. Can be supplied.
  • Valves 47b1 and 47b2 are provided on the upstream side and the downstream side of the confluence point of the second branch pipe 43b with the second bypass pipe 45b, respectively. Further, valves 48b1 and 48b2 are provided on the upstream side and the downstream side of the confluence point with the second bypass pipe 45b in the second raw material gas delivery pipe 44b, respectively. Further, the bypass pipe 45b is provided with a valve 49b. By opening and closing the valves 47b1, 47b2, 48b1, 48b2, the carrier gas supply / stop and the raw material gas supply / stop can be switched.
  • the carrier gas flows into the bypass pipe 45b, bypasses the container 21b, and the carrier gas is sent to the processing device 200. Can be supplied.
  • first raw material gas delivery pipe 44a is provided with a valve 441a in the vicinity of the confluence point with the confluence pipe 46.
  • second raw material gas delivery pipe 44b is provided with a valve 441b in the vicinity of the confluence point with the confluence pipe 46.
  • the first pressure adjusting unit 50a includes a first exhaust pipe 51a branched from the first raw material gas delivery pipe 44a, a valve 52a interposed in the first exhaust pipe 51a, and a vacuum connected to the first exhaust pipe 51a. It has an exhaust device 53a such as a pump.
  • the second pressure adjusting unit 50b includes a second exhaust pipe 51b branched from the second raw material gas delivery pipe 44b, a valve 52b interposed in the second exhaust pipe 51b, and a vacuum connected to the second exhaust pipe 51b. It has an exhaust device 53b such as a pump.
  • the pressure in the container 21a in the first vaporization unit 20a and the pressure in the container 21b in the second vaporization unit 20b are adjusted by the first pressure adjustment unit 50a and the second pressure adjustment unit 50b, respectively.
  • the pressure of the containers 20a and 20b is set to, for example, 100 to 300 Torr.
  • the pressure of the containers 20a, 20b is based on the pressure at which the solvent of the liquid raw material S is vaporized. Adjusted to change.
  • the pressure adjustment of the first pressure adjusting unit 50a and the second pressure adjusting unit 50b is controlled by the control unit 80. That is, the first pressure adjusting unit 50a, the second pressure adjusting unit 50b, and the control unit 80 also function as a cleaning mechanism. Further, from the viewpoint of quickly responding to a change in pressure, an automatic pressure control valve (APC) may be used as the valves 52a and 52b.
  • APC automatic pressure control valve
  • the solvent supply system 60 supplies the solvent to the first and second vaporization units 20a and 20b as a cleaning liquid, and is a solvent container 61 for storing the solvent L and a piping group 62 for transporting the solvent L from the solvent container 61. And have.
  • the solvent container 61 is provided with a liquid level gauge 61a.
  • the nozzles 22a and 22b and their vicinity are cleaned. That is, the solvent supply system 60 functions as a cleaning mechanism.
  • the portions in the vicinity of the nozzles 22a and 22b are, for example, a piping portion in the vicinity of the nozzles 22a and 22b (a portion in the vicinity of the nozzles of the branch pipes 16a and 16b) and valves 19a and 19b provided therein.
  • the pipe group 62 has a pressure feeding pipe 63 and a sending pipe 64.
  • One end of the pressure feeding pipe 63 is inserted into the solvent container 61 from above, and a pressure feeding gas, for example, N 2 gas is introduced into the solvent container 61.
  • One end of the delivery pipe 64 is inserted into the solvent container 61 so as to be immersed in the solvent L from above, and the solvent L is delivered by supplying the pumping gas.
  • the other end of the delivery pipe 64 is connected to the connection portion between the delivery pipe 14 and the intermediate pipe 15 of the liquid raw material supply system 10, and the solvent L passing through the delivery pipe 64 passes through the intermediate pipe 15 and the branch pipes 16a and 16b. It is supplied to the first vaporization unit 20a and the second vaporization unit 20b. That is, the intermediate pipe 15 of the liquid raw material supply system 10 and the branch pipes 16a and 16b also function as a part of the solvent supply system 60.
  • the pressure feeding pipe 63 is provided with a valve 65, and the sending pipe 64 is provided with valves 66 and 67, respectively, in the vicinity of the solvent container 61 and the vicinity of the confluence with the intermediate pipe 15 of the liquid raw material supply system 10. ..
  • the intermediate pipe 15 and the branch pipes 16a and 16b of the liquid raw material supply system 10 can be connected to the liquid raw material supply unit 10 or It can function as a solvent supply system 60. That is, by opening and closing the valve, the liquid raw material S and the solvent L can be switched and supplied to the container 21a of the first vaporization unit 20a and the container 21b of the second vaporization unit 20b.
  • the solvent L of the solvent container 61 can be supplied to the raw material container 11 and used for producing the liquid raw material S.
  • the solvent used for the liquid raw material S is used as the cleaning liquid, it is not necessary to separately prepare the cleaning liquid, which is efficient.
  • the solvent container 61 may be dedicated to the cleaning liquid. As a result, it is not necessary to limit the cleaning liquid to the solvent for producing the liquid raw material S, and the cleaning liquid can be freely selected.
  • the control unit 80 is composed of a computer, and has a main control unit including a CPU, an input device, an output device, a display device, and a storage device (storage medium).
  • the main control unit controls the operation of each component of the raw material supply system 100, for example, each valve, pressure adjusting units 50a, 50b, and the like.
  • the control of each component by the main control unit is performed based on the control program stored in the storage medium (hard disk, optical desk, semiconductor memory, etc.) built in the storage device.
  • the processing recipe is stored in the storage medium as a control program, and the processing of the raw material supply system 100 is executed based on the processing recipe.
  • control unit 80 changes the pressure of the container 21a of the first vaporization unit 20a and the pressure of the container 21b of the second vaporization unit 20b from the pressure at which the solvent is vaporized from the liquid raw material at the time of cleaning. Controls the pressure adjusting units 50a and 50b.
  • the first vaporization unit 20a a process of vaporizing the solvent of the liquid raw material to store the solid raw material S'in the container 21a and a process of heating the solid raw material S'stored in the container 21a to store the solid raw material S' Is sublimated and a process of supplying the raw material gas to the processing apparatus 200 is performed. Then, the nozzle 22a or the nozzle 22a and its vicinity are periodically cleaned.
  • FIG. 2 is a diagram showing the state of the first vaporization unit 20a when "vaporization of the solvent of the liquid raw material" is performed.
  • the open state of the valve is shown in white, and the closed state is shown in black (the same applies to FIGS. 3, 4, and 10 below).
  • the container 21a When vaporizing the liquid raw material S, first, the container 21a is heated to a temperature at which the solvent can be vaporized by the heating unit 30a. Then, with the valves 47a1, 47a2, 48a1, 48a2, 52a open and the valve 441a closed, the carrier gas is supplied to the container 21a as the pressure adjusting gas from the first branch pipe 43a, and the first pressure is adjusted.
  • the pressure inside the container 21a is regulated by the portion 50a.
  • the pressure in the container 21a at this time is in a depressurized state where spraying is possible, for example, 100 to 300 Torr.
  • the valves 17, 18, and 19a are opened, the valve 67 is closed, and the liquid raw material S in the raw material container 11 is a spray nozzle via the delivery pipe 14, the intermediate pipe 15, and the branch pipe 16a. It is supplied to the nozzle 22a and sprayed from the nozzle 22a into the container 21a.
  • the solvent in the sprayed liquid raw material S is vaporized before reaching the container 21a.
  • the vaporized solvent is discharged through the exhaust pipe 51a. As a result, only the solid raw material S'is stored in the container 21a.
  • FIG. 3 is a diagram showing a state of the first vaporization unit 20a when "sublimation of a solid raw material" is performed.
  • the valve 19a of the branch pipe 16a is closed to stop the supply of the liquid raw material S. Then, the valves 47a1, 47a2, 48a1, 48a2, 441a are opened, the valve 52a is closed, and the container 21a is heated by the heating unit 30a to sublimate the solid raw material S'.
  • the first branch pipe 43a from the carrier gas pipe 41, the carrier gas into the container 21a via the carrier gas inlet 24a, to introduce, for example, N 2 gas.
  • the sublimated raw material gas is carried by the carrier gas to reach the first raw material gas delivery pipe 44a, and is supplied to the processing apparatus 200 via the merging pipe 46.
  • FIG. 4 is a diagram showing a state of the first vaporizing unit 20a when "cleaning the nozzle or the like" is being performed.
  • the carrier gas is supplied to the container 21a as a pressure regulating gas from the first branch pipe 43a with the valves 47a1, 47a2, 48a1, 48a2, 52a open and the valve 441a closed. While doing so, the pressure inside the container 21a is adjusted by the first pressure adjusting unit 50a. At this time, the control unit 80 controls the first pressure adjusting unit 50a so that the pressure in the container 21a changes from the pressure at which the solvent of the liquid raw material S is vaporized.
  • the valves 65, 67, 19a are opened, the valve 18 is closed, and the liquid raw material S is switched to the solvent L in the solvent container 61. That is, the solvent L in the solvent container 61 is supplied as a cleaning liquid to the nozzle 22a via the delivery pipe 64, the intermediate pipe 15, and the branch pipe 16a, and is supplied from the nozzle 22a into the container 21a. This cleans the nozzle 22a and its vicinity.
  • the portion near the nozzle 22a is, for example, a piping portion near the nozzle 22a (a portion near the nozzle of the branch pipe 16a) and a valve 19a provided therein.
  • the state of the solvent L supplied as the cleaning liquid is vaporized. It can be in a different state than when it is made to. Therefore, the solvent L can be easily supplied to the raw material (residue) that adheres to or solidifies in or near the nozzle 22a, and a high cleaning effect can be obtained.
  • the pressure at the time of cleaning is made higher than the pressure at the time of solvent vaporization of the liquid raw material S can be mentioned.
  • the solvent supplied as the cleaning liquid is in a state of higher humidity, which is closer to a liquid state, and the nozzle 22a and the vicinity thereof can be cleaned with high cleaning power.
  • the pressure in the container 20a may be varied. By giving a fluctuation in pressure, it is possible to perform cleaning of difficult-to-clean parts such as dead spaces existing in nozzles, valves, etc., where the cleaning liquid is difficult to spread or the flow rate of the cleaning liquid is low. In addition, it is possible to change the impact applied to the residue that is difficult to remove to make it easier to remove. Thereby, the cleaning effect can be further enhanced. Pulsation can be mentioned as an aspect of pressure fluctuation. By pulsating, the above effect can be more effectively exerted.
  • Examples of the mode in which the pressure in the container 20a is varied include those shown in FIGS. 7 to 9.
  • FIG. 7 is an example of fluctuating (pulsating) the pressure while maintaining the pressure at the time of cleaning higher than the pressure at the time of solvent vaporization of the liquid raw material S.
  • FIG. 8 is an example of fluctuating (pulsating) the pressure while maintaining the pressure at the time of cleaning lower than the pressure at the time of solvent vaporization of the liquid raw material S.
  • FIG. 9 is an example in which the pressure during cleaning is fluctuated (pulsated) so as to straddle the pressure during solvent vaporization of the liquid raw material S.
  • the state of the solvent as the cleaning liquid can be changed between the high humidity state and the high-speed spraying state, so that the effect due to the pressure fluctuation can be further enhanced and a higher cleaning effect can be obtained. can.
  • FIGS. 5 to 9 may be appropriately combined.
  • the solid raw material described in Patent Document 1 is dissolved in a solvent and supplied as a solution, and such a solution is sprayed on a vaporizer to vaporize the solvent, and the remaining solid raw material is sublimated to form a raw material gas.
  • the technique of using a slurry instead of a solution is also known. With such a technique, it is possible to solve the problem that the solid raw material is frequently replaced when the solid raw material is directly placed in a container and sublimated. However, in such a technique, the raw material adheres or solidifies to the nozzle for spraying the solution after long-term operation. In particular, since the slurry has a high viscosity and tends to aggregate, the nozzle is likely to be clogged. Therefore, the maintenance cycle such as overhaul is shortened.
  • the sol is also a solid raw material dispersed in a solvent, and the same problem arises.
  • Patent Document 2 when a solution in which a solid raw material is dissolved is sprayed and vaporized in a container, a residue accumulated in a container or a nozzle for spraying the solution in the container is dissolved in a cleaning liquid and heated. Describes a technique for removing the cleaning liquid together with the residue.
  • the same problem arises, and the high viscosity makes it easy for nozzles to become clogged, making it even more difficult to clean the residue. Similar problems occur with sol.
  • the solvent as a cleaning liquid is supplied into the container of the vaporization section in a state where the pressure in the container of the vaporization section is changed from the pressure at the time of solvent vaporization of the liquid raw material to provide a nozzle or the like.
  • the state of the solvent supplied as the cleaning liquid can be changed to a state different from that when the solvent is vaporized, and it is easy to supply the solvent to the raw material (residue) that adheres to or solidifies in the nozzle or the valve in the vicinity thereof. can do. Therefore, a higher cleaning effect can be obtained as compared with the case where the cleaning liquid is simply supplied as in Patent Document 2.
  • the cleaning process of nozzles and valves having a high cleaning effect can be performed in-line, the maintenance cycle such as overhaul can be lengthened, and the downtime of the processing device can be reduced.
  • an automatic pressure control valve can be used as the valve 52a (52b) of the pressure adjusting unit 50a (50b).
  • an automatic pressure control valve APC
  • the automatic pressure control valve APC can easily control the pressure even when the pressure is fluctuated as shown in FIGS. 7 to 9, and is particularly effective when the pressure is fluctuated.
  • the raw material supply system 100 two vaporization units, a first vaporization unit 20a and a second vaporization unit 20b, are provided, and the following effects can be obtained by this.
  • the second vaporization unit 20b A cleaning process can be performed.
  • the solvent can be vaporized from the liquid raw material S by the second vaporizing unit 20b.
  • the solid raw material is transported in the form of a solution or a slurry, the solvent is vaporized from the solution, the slurry, or the sol by the vaporizing unit, and the remaining solid raw material is sublimated to generate a raw material gas.
  • the raw material supply system to supply to the processing equipment is shown.
  • the present invention is not limited to this, and is applicable to a device for spraying a solution or slurry in which a solid raw material is dissolved or dispersed from a nozzle, as long as the nozzle or the like is washed.
  • the number of vaporization units may be one or three or more.
  • the raw material gas can be supplied to the other vaporization units while one vaporization unit is being cleaned or the solvent is vaporized, so that the throughput is improved. The effect is obtained.
  • the exhaust pipe of the pressure adjusting part is provided in the raw material gas delivery pipe of the container of the vaporization part, but the exhaust pipe may be directly connected to the container.

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Abstract

固体原料を溶剤に溶解させた溶液または固体原料を溶剤に分散させたスラリーもしくはゾルを、ノズルから減圧された容器内に噴霧し、容器内で溶液またはスラリーもしくはゾルから溶剤を気化させて除去する装置において、ノズルおよびノズルの近傍部分を洗浄する洗浄方法は、容器内の圧力を、溶剤を気化させる際の圧力から変化するように調整することと、洗浄液をノズルに供給してノズルおよびノズルの近傍部分を洗浄することとを有する。

Description

洗浄方法、洗浄機構、および原料供給システム
　本開示は、洗浄方法、洗浄機構、および原料供給システムに関する。
　半導体デバイスの製造工程において、固体原料を昇華させた原料ガスを用いてＣＶＤのような成膜処理を行う技術が知られている。そして、固体原料を供給する技術として、固体原料を溶剤に溶解させ溶液として供給し、そのような溶液を気化器にスプレーして溶媒を気化させ、残存した固体原料を昇華させて原料ガスとする技術が提案されている（例えば特許文献１）。
　このように、固体原料を溶解させた溶液をスプレーして容器内で気化させる場合、容器や、溶液を容器内にスプレーするノズル等に残渣が蓄積する。このため、特許文献２には、残渣を溶かすクリーニング液を容器（気化器）に供給し、容器を加熱することによって残渣を除去しながらクリーニング液を気化し、残渣とともにクリーニング液を除去する技術が提案されている。
特開２００４－１１５８３１号公報 特開平１１－１２７３９号公報
　本開示は、固体原料を溶剤により溶液やスラリーもしくはゾル状態にして供給する際に、溶剤を噴霧するノズル等に存在する残渣を効率的に除去することができる洗浄方法、洗浄機構、および原料供給システムを提供する。
　本開示の一態様に係る洗浄方法は、固体原料を溶剤に溶解させた溶液または固体原料を溶剤に分散させたスラリーもしくはゾルを、ノズルから減圧された容器内に噴霧し、前記容器内で前記溶液または前記スラリーもしくは前記ゾルから溶剤を気化させて除去する装置において、前記ノズルおよび前記ノズルの近傍部分を洗浄する洗浄方法であって、前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力から変化するように調整することと、洗浄液を前記ノズルに供給して前記ノズルおよび前記ノズルの近傍部分を洗浄することと、を有する。
　本開示によれば、固体原料を溶媒により溶液やスラリーもしくはゾル状態にして供給する際に、溶剤を噴霧するノズル等に存在する残渣を効率的に除去することができる洗浄方法、洗浄機構、および原料供給システムが提供される。
一実施形態に係る洗浄方法が用いられる原料供給システムの一例を示す概略構成図である。 液状原料の溶剤の気化を行っている際の第１の気化部の状態を示す図である。 固体原料の昇華を行っている際の第１の気化部の状態を示す図である。 ノズル等の洗浄を行っている際の第１の気化部の状態を示す図である。 洗浄時における気化部の容器内の圧力変化の一例を示す図である。 洗浄時における気化部の容器内の圧力変化の他の例を示す図である。 洗浄時に気化部の容器内の圧力を変動させる際の一例を示す図である。 洗浄時に気化部の容器内の圧力を変動させる際の他の例を示す図である。 洗浄時に気化部の容器内の圧力を変動させる際の他の例を示す図である。 第１の気化部で容器に貯留されている固体原料を昇華させて原料ガスを処理装置に供給している間に、第２の気化部で洗浄処理を行っている状態を示す図である。
　以下、添付図面を参照しながら、実施形態について説明する。
　図１は、一実施形態に係る洗浄方法が用いられる原料供給システムの一例を示す概略構成図である。
　原料供給システム１００は、固体原料を溶液の状態またはスラリーやゾルの状態にして輸送し、溶液、スラリー、またはゾルから溶剤を気化部により気化させ、残存した固体原料を昇華させて原料ガスを生成し、処理装置２００に供給するものである。また、溶剤を気化する際に用いる噴霧器等の洗浄を行う洗浄機構も有している。
　溶液は固体原料の粉末を溶剤に溶解させたものであり、スラリーおよびゾルは固体原料の粉末を溶剤に分散させたものである。スラリーとゾルの違いは、スラリーが単に固体原料を分散させたものであるのに対し、ゾルはコロイド粒子が分散した状態のものである。なお、以下においては、溶液、スラリー、およびゾルを総称して液状原料とも記す。
　処理装置２００は、原料供給システム１００から供給された原料ガスにより半導体ウエハ等の基板に対して特定の処理、例えば成膜処理を行う。成膜処理としてはＣＶＤやＡＬＤであってよい。
　原料供給システム１００は、液状原料供給系１０と、第１および第２の気化部２０ａ，２０ｂと、第１および第２の加熱部３０ａ，３０ｂと、原料ガス搬送系４０と、第１および第２の圧力調整部５０ａ，５０ｂと、溶剤供給系６０と、制御部８０とを有している。溶剤供給系６０は、後述するように溶剤を洗浄液として供給する洗浄機構として構成される。
　液状原料供給系１０は、第１および第２の気化部２０ａ，２０ｂに液状原料（溶液、スラリー、またはゾル）Ｓを供給するものであり、液状原料Ｓを貯留する原料容器１１と、原料容器１１からの液状原料Ｓを輸送する配管群１２とを有する。原料容器１１には、液面計１１ａが設けられている。
　配管群１２は、圧送配管１３、送出配管１４、中間配管１５、および分岐配管１６ａ，１６ｂを有している。圧送配管１３は、その一端が原料容器１１内に上方から挿入されており、圧送ガス、例えばＮ２ガスを原料容器１１内に導入する。送出配管１４は、その一端が原料容器１１内に上方から液状原料Ｓ内に浸漬するように挿入され、圧送ガスが供給されることにより液状原料Ｓを送出する。送出配管１４の他端は中間配管１５に接続され、分岐配管１６ａおよび１６ｂは、中間配管１５から分岐して第１の気化部２０ａおよび第２の気化部２０ｂに至る。
　圧送配管１３にはバルブ１７が設けられ、送出配管１４の中間配管１５との接続点近傍にはバルブ１８が設けられている。また、分岐配管１６ａの第１の気化部２２ａ近傍にはバルブ１９ａが設けられ、分岐配管１６ｂの第２の気化部２２ｂ近傍にはバルブ１９ｂが設けられている。
　なお、原料容器１１からの液状原料Ｓの送出は、ガス圧送に限らず、自重による送出であってもよいし、原料容器１１の底部に排出配管を設けて重力による自然落下により送出してもよい。また、スラリーを搬送する場合には、スラリーが固まらないように振動台の上に原料容器１１を載置して原料容器１１を振動させながら搬送してもよい。
　ここで、固体原料とは、常温で固体状態の化合物原料である。固体原料は、基板の処理に用いるものであれば特に限定されず、処理に応じて適切なものを使用すればよい。例えば、半導体装置、特に３ＤＮＡＮＤやＤＲＡＭに用いる金属膜を成膜するための原料を挙げることができる。具体例としては、ストロンチウム（Ｓｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）等を成膜するための有機化合物や無機化合物（例えば、有機金属錯体や塩化物）を挙げることができる。
　溶剤も、固体原料の溶液、スラリー、またはゾルを生成できればよく、特に限定されない。一例としてヘキサンを挙げることができる。
　第１の気化部２０ａは、容器２１ａと、分岐配管１６ａが接続され、液状原料Ｓを容器２１ａ内に注入するノズル２２ａと、キャリアガス導入部２４ａと、原料ガス排出部２５ａとを有する。ノズル２２ａ、キャリアガス導入部２４ａ、および原料ガス排出部２５ａは、容器２１ａの上面に設けられている。
　第２の気化部２０ｂは、容器２１ｂと、分岐配管１６ｂが接続され、液状原料Ｓを容器２１ｂ内に注入するノズル２２ｂと、キャリアガスを容器２１ｂに導入するキャリアガス導入部２４ｂと、原料ガス排出部２５ｂとを有する。ノズル２２ｂ、キャリアガス導入部２４ｂ、および原料ガス排出部２５ｂは、容器２１ｂの上面に設けられている。
　第１の気化部２０ａおよび第２の気化部２０ｂは、いずれも、液状原料Ｓから溶剤を気化させる機能を有する。また、第１の気化部２０ａおよび第２の気化部２０ｂは、溶剤を気化させた後の固体原料を貯留する機能も有する。
　ノズル２２ａ，２２ｂは、液状原料Ｓの溶剤を気化させるために、液状原料Ｓを容器２１ａ，２１ｂに噴霧（スプレー）するものであり、スプレーノズルとして構成される。液状原料Ｓがノズル２２ａ，２２ｂから噴霧されて溶剤が気化されることにより固体原料Ｓ´が生成される。すなわち、スプレーノズルであるノズル２２ａ，２２ｂから噴霧された液状原料Ｓが容器２１ａ，２１ｂに到達する前に、液状原料Ｓ中の溶剤が気化し、固体原料Ｓ´が容器２１ａ，２１ｂに貯留される。
　キャリアガス導入部２４ａ，２４ｂは、後述する原料ガス搬送系４０のキャリアガス配管からのキャリアガスを導入するものである。また、原料ガス排出部２５ａ，２５ｂは、後述する原料ガス搬送系４０の原料ガス送出配管へキャリアガスに搬送された原料ガスを排出させるものである。
　第１の加熱部３０ａおよび第２の加熱部３０ｂは、容器２１ａ，２１ｂ内に貯留された固体原料を昇華させて原料ガスとする機能を有する。また、第１の加熱部３０ａおよび第２の加熱部３０ｂは、容器２１ａ，２１ｂを加熱することにより、注入（噴霧）された液状原料Ｓを加熱して溶剤を気化させる機能を有する。
　原料ガス搬送系４０は、キャリアガスを供給するキャリアガス配管４１と、キャリアガス配管４１から分岐した第１分岐配管４３ａおよび第２分岐配管４３ｂと、第１原料ガス送出配管４４ａおよび第２原料ガス送出配管４４ｂとを有する。キャリアガス配管４１にはキャリアガス供給源（図示せず）からキャリアガスとして例えばＮ２ガスが供給される。キャリアガス配管４１には、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）のような流量制御器４２が設けられている。なお、キャリアガスはＮ２ガス以外の他の不活性ガスであってもよい。
　第１分岐配管４３ａおよび第２分岐配管４３ｂは、それぞれ第１の気化部２０ａのキャリアガス導入部２４ａおよび第２の気化部２０ｂのキャリアガス導入部２４ｂに上方から接続される。また、第１原料ガス送出配管４４ａおよび第２原料ガス送出配管４４ｂは、それぞれ第１の気化部２０ａの原料ガス排出部２５ａおよび第２の気化部２０ｂの原料ガス排出部２５ｂに上方から接続される。
　また、第１分岐配管４３ａと第１原料ガス送出配管４４ａとの間の容器２１ａの近傍部分には、両者をつなぐように第１バイパス配管４５ａが設けられている。また、第２分岐配管４３ｂと第２原料ガス送出配管４４ｂとの間の容器２１ｂの近傍には、両者をつなぐように第２バイパス配管４５ｂが設けられている。さらに、第１原料ガス送出配管４４ａおよび第２原料ガス送出配管４４ｂは合流配管４６に合流し、合流配管４６は処理装置２００に接続される。
　第１分岐配管４３ａにおける第１バイパス配管４５ａとの合流点の上流側および下流側には、それぞれバルブ４７ａ１および４７ａ２が設けられている。また、第１原料ガス送出配管４４ａにおける第１バイパス配管４５ａとの合流点の上流側および下流側には、それぞれバルブ４８ａ１および４８ａ２が設けられている。また、バイパス配管４５ａにはバルブ４９ａが設けられている。バルブ４７ａ１，４７ａ２，４８ａ１，４８ａ２の開閉操作により、キャリアガスの供給／停止、原料ガスの供給／停止の切り替えを行えるように構成されている。また、バルブ４７ａ１，４８ａ１を開、バルブ４７ａ２，４８ａ２を閉にした状態で、バルブ４９ａを開にすることにより、キャリアガスをバイパス配管４５ａに流し、容器２１ａをバイパスして処理装置２００にキャリアガスを供給することができる。
　第２分岐配管４３ｂにおける第２バイパス配管４５ｂとの合流点の上流側および下流側には、それぞれバルブ４７ｂ１および４７ｂ２が設けられている。また、第２原料ガス送出配管４４ｂにおける第２バイパス配管４５ｂとの合流点の上流側および下流側には、それぞれバルブ４８ｂ１および４８ｂ２が設けられている。また、バイパス配管４５ｂにはバルブ４９ｂが設けられている。バルブ４７ｂ１，４７ｂ２，４８ｂ１，４８ｂ２の開閉操作により、キャリアガスの供給／停止、原料ガスの供給／停止の切り替えを行えるように構成されている。また、バルブ４７ｂ１，４８ｂ１を開、バルブ４７ｂ２，４８ｂ２を閉にした状態で、バルブ４９ｂを開にすることにより、キャリアガスをバイパス配管４５ｂに流し、容器２１ｂをバイパスして処理装置２００にキャリアガスを供給することができる。
　また、第１原料ガス送出配管４４ａには、合流配管４６との合流点近傍分にバルブ４４１ａが設けられている。また、第２原料ガス送出配管４４ｂには、合流配管４６との合流点近傍部分にバルブ４４１ｂが設けられている。バルブ４４１ａを開、バルブ４４１ｂを閉にすることにより、第１の気化部２０ａからの原料ガスが合流配管４６を経て処理装置２００に供給される。また、バルブ４４１ａを閉、バルブ４４１ｂを開にすることにより、第２の気化部２０ｂからの原料ガスが合流配管４６を経て処理装置２００に供給される。
　第１の圧力調整部５０ａは、第１原料ガス送出配管４４ａから分岐した第１排気配管５１ａと、第１排気配管５１ａに介装されたバルブ５２ａと、第１排気配管５１ａに接続された真空ポンプ等の排気装置５３ａとを有する。
　第２の圧力調整部５０ｂは、第２原料ガス送出配管４４ｂから分岐した第２排気配管５１ｂと、第２排気配管５１ｂに介装されたバルブ５２ｂと、第２排気配管５１ｂに接続された真空ポンプ等の排気装置５３ｂとを有する。
　第１の圧力調整部５０ａおよび第２の圧力調整部５０ｂにより、それぞれ第１の気化部２０ａにおける容器２１ａ内の圧力および第２の気化部２０ｂにおける容器２１ｂ内の圧力が調整される。第１および第２の気化部２０ａ，２０ｂにおいてノズル２２ａ、２２ｂで液状原料Ｓを噴霧して気化させる際には、容器２０ａ，２０ｂの圧力が例えば、１００～３００Ｔｏｒｒに設定される。また、後述するように、溶剤容器６１内の溶剤を洗浄液として用いてノズル２２ａ，２２ｂ等を洗浄する際には、容器２０ａ，２０ｂの圧力が、液状原料Ｓの溶剤を気化させる際の圧力から変化するように調整される。この際に、後述するように、第１の圧力調整部５０ａおよび第２の圧力調整部５０ｂの圧力調整は、制御部８０により制御される。すなわち、第１の圧力調整部５０ａおよび第２の圧力調整部５０ｂ、ならびに制御部８０も洗浄機構として機能する。また、圧力の変化に迅速に対応する観点から、バルブ５２ａ，５２ｂとして自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）を用いてもよい。
　溶剤供給系６０は、第１および第２の気化部２０ａ，２０ｂに溶剤を洗浄液として供給するものであり、溶剤Ｌを貯留する溶剤容器６１と、溶剤容器６１から溶剤Ｌを輸送する配管群６２とを有する。溶剤容器６１には、液面計６１ａが設けられている。
　溶剤Ｌを洗浄液として第１および第２の気化部２０ａ，２０ｂに供給することにより、ノズル２２ａ，２２ｂおよびその近傍部分が洗浄される。すなわち、溶剤供給系６０は洗浄機構として機能する。ノズル２２ａ，２２ｂの近傍部分は、例えば、ノズル２２ａ，２２ｂの近傍の配管部分（分岐配管１６ａ，１６ｂのノズル近傍部分）およびそこに設けられたバルブ１９ａ，１９ｂである。
　配管群６２は、圧送配管６３および送出配管６４を有する。圧送配管６３は、その一端が溶剤容器６１内に上方から挿入されており、圧送ガス、例えばＮ２ガスを溶剤容器６１内に導入する。送出配管６４は、その一端が溶剤容器６１内に上方から溶剤Ｌ内に浸漬するように挿入され、圧送ガスが供給されることにより溶剤Ｌを送出する。送出配管６４の他端は、液状原料供給系１０の送出配管１４と中間配管１５の接続部に接続されており、送出配管６４を経た溶剤Ｌは、中間配管１５ならびに分岐配管１６ａおよび１６ｂを介して第１の気化部２０ａおよび第２の気化部２０ｂに供給されるようになっている。すなわち、液状原料供給系１０の中間配管１５ならびに分岐配管１６ａおよび１６ｂも溶剤供給系６０の一部として機能する。
　圧送配管６３にはバルブ６５が設けられ、送出配管６４には、溶剤容器６１の近傍および液状原料供給系１０の中間配管１５との合流点近傍に、それぞれ、バルブ６６および６７が設けられている。バルブ６６を開にした状態で、バルブ６７と液状原料供給系１０のバルブ１８とを開閉させることにより、液状原料供給系１０の中間配管１５ならびに分岐配管１６ａおよび１６ｂを、液状原料供給部１０または溶剤供給系６０として機能させることができる。すなわち、バルブの開閉により、第１の気化部２０ａの容器２１ａおよび第２の気化部２０ｂの容器２１ｂに対して、液状原料Ｓと溶剤Ｌとを切り替えて供給することができる。
　溶剤供給系６０のバルブ６７と液状原料供給系１０のバルブ１８を両方とも開にすることにより、溶剤容器６１の溶剤Ｌを原料容器１１に供給して液状原料Ｓの生成に用いることができる。
　このように、液状原料Ｓに用いる溶剤を洗浄液として用いるので、別途に洗浄液を用意する必要がなく効率的である。
　なお、溶剤容器６１を洗浄液専用のものとしてもよい。これにより、洗浄液を液状原料Ｓ生成のための溶剤に限定する必要がなく、洗浄液を自由に選択することができる。
　制御部８０はコンピュータで構成されており、ＣＰＵを備えた主制御部と、入力装置、出力装置、表示装置、記憶装置（記憶媒体）を有している。主制御部は、原料供給システム１００の各構成部、例えば、各バルブや圧力調整部５０ａ，５０ｂ等の動作を制御する。主制御部による各構成部の制御は、記憶装置に内蔵された記憶媒体（ハードディスク、光デスク、半導体メモリ等）に記憶された制御プログラムに基づいてなされる。記憶媒体には、制御プログラムとして処理レシピが記憶されており、処理レシピに基づいて原料供給システム１００の処理が実行される。特に、本実施形態では、制御部８０により、洗浄時に第１の気化部２０ａの容器２１ａおよび第２の気化部２０ｂの容器２１ｂの圧力が液状原料から溶剤を気化させる際の圧力から変化するように圧力調整部５０ａ，５０ｂを制御する。
　次に、以上のように構成される原料供給システム１００の動作について説明する。
　第１の気化部２０ａおよび第２の気化部２０ｂにおいては同様の処理が行われるので、ここでは、第１の気化部２０ａについてのみ説明する。
　第１の気化部２０ａにおいては、液状原料の溶剤を気化させて容器２１ａ内に固体原料Ｓ´を貯留させる処理と、容器２１ａ内に貯留された固体原料Ｓ´を加熱して固体原料Ｓ´を昇華させ、処理装置２００に原料ガスを供給する処理が行われる。そして、定期的にノズル２２ａまたはノズル２２ａとその近傍部分の洗浄処理が行われる。
　まず、「液状原料の溶剤の気化」について説明する。
　図２は、「液状原料の溶剤の気化」を行っている際の第１の気化部２０ａの状態を示す図である。なお、図２において、バルブは開の状態を白抜き、閉の状態を黒塗りで示している（以下の図３、４、１０も同じ）。
　液状原料Ｓを気化する際には、まず、加熱部３０ａにより容器２１ａを溶剤の気化が可能な温度に加熱する。そして、バルブ４７ａ１，４７ａ２、４８ａ１，４８ａ２、５２ａを開にし、バルブ４４１ａを閉にした状態で、第１分岐配管４３ａからキャリアガスを調圧ガスとして容器２１ａに供給しつつ、第１の圧力調整部５０ａにより容器２１ａ内の圧力を調圧する。このときの容器２１ａ内の圧力は噴霧可能な減圧状態、例えば１００～３００Ｔｏｒｒとする。この状態で、バルブ１７、１８、１９ａを開にし、バルブ６７を閉にして、原料容器１１内の液状原料Ｓを、送出配管１４、中間配管１５、および分岐配管１６ａを介してスプレーノズルであるノズル２２ａに供給し、ノズル２２ａから容器２１ａ内に噴霧する。噴霧された液状原料Ｓは、容器２１ａに到達する前にその中の溶剤が気化される。気化された溶剤は排気配管５１ａを介して排出される。これにより、固体原料Ｓ´のみが容器２１ａ内に貯留される。
　次に、「固体原料の昇華」について説明する。
　図３は、「固体原料の昇華」を行っている際の第１の気化部２０ａの状態を示す図である。
　固体原料の昇華を行う際には、分岐配管１６ａのバルブ１９ａを閉じて液状原料Ｓの供給を停止する。そして、バルブ４７ａ１，４７ａ２、４８ａ１，４８ａ２、４４１ａを開にし、バルブ５２ａを閉にした状態とし、加熱部３０ａで容器２１ａを加熱して固体原料Ｓ´を昇華させる。原料ガス搬送系４０では、キャリアガス配管４１から第１分岐配管４３ａ、キャリアガス導入部２４ａを経て容器２１ａ内にキャリアガス、例えばＮ２ガスを導入する。昇華した原料ガスは、キャリアガスにキャリアされて第１原料ガス送出配管４４ａに至り、合流配管４６を経て処理装置２００へ供給される。
　次に、「ノズル等の洗浄」について説明する。
　図４は、「ノズル等の洗浄」を行っている際の第１の気化部２０ａの状態を示す図である。
　ノズル等の洗浄を行う際には、バルブ４７ａ１，４７ａ２、４８ａ１，４８ａ２、５２ａを開にし、バルブ４４１ａを閉にした状態で、第１分岐配管４３ａからキャリアガスを調圧ガスとして容器２１ａに供給しつつ、第１の圧力調整部５０ａにより容器２１ａ内の圧力を調圧する。このとき、制御部８０により、容器２１ａ内の圧力が、液状原料Ｓの溶剤を気化させる際の圧力から変化するように第１の圧力調整部５０ａが制御される。
　そして、バルブ６５，６７，１９ａを開にし、バルブ１８を閉にして、液状原料Ｓを溶剤容器６１内の溶剤Ｌに切り替える。すなわち、溶剤容器６１内の溶剤Ｌを洗浄液として、送出配管６４、中間配管１５、および分岐配管１６ａを介してノズル２２ａに供給し、ノズル２２ａから容器２１ａ内に供給する。これによりノズル２２ａおよびその近傍部分を洗浄する。ノズル２２ａの近傍部分は、例えばノズル２２ａ近傍の配管部分（分岐配管１６ａのノズル近傍部分）およびそこに設けられたバルブ１９ａである。
　このように、洗浄の際の容器２１ａ内の圧力を、液状原料Ｓの溶剤を気化させる際の圧力から変化させるように調整することにより、洗浄液として供給される溶剤Ｌの状態を、溶剤を気化させる際とは異なった状態とすることができる。このため、ノズル２２ａやその近傍に付着または固化する原料（残渣）に溶剤Ｌを供給しやすくすることができ、高い洗浄効果が得られる。
　以下、ノズル洗浄時の容器２１ａの圧力を溶剤気化時の圧力から変化させる際の態様について説明する。
　一例として、図５に示すように、洗浄時の圧力を、液状原料Ｓの溶剤気化の際の圧力より高圧にする場合を挙げることができる。この場合は、クリーニング液として供給された溶剤が、より液体状に近い、湿度が高い状態となり、高い洗浄力でノズル２２ａやその近傍部分を洗浄することができる。
　他の例として、図６に示すように、洗浄時の圧力を、液状原料Ｓの溶剤気化の際の圧力より低圧にする場合を挙げることができる。この場合は、クリーニング液として供給された溶剤が、ノズル２２ａから、より高速で噴霧されて、高い洗浄力でノズル２２ａやその近傍部分を洗浄することができる。
　また、容器２０ａ内の圧力を変動させてもよい。圧力の変動を与えることにより、ノズルやバルブ等に存在する、洗浄液が行き渡りにくいまたは洗浄液の流速が低くなるデッドスペース等の洗浄しにくい箇所の洗浄も行うことができる。また、除去しにくい残渣に与える衝撃を変化させて除去しやすくすることもできる。これにより、洗浄効果をより高めることができる。圧力の変動の態様としては脈動を挙げることができる。脈動させることにより、上記効果をより有効に発揮することができる。
　容器２０ａ内の圧力を変動させる態様としては、図７～９に示すようなものを挙げることができる。
　図７は、洗浄時の圧力を、液状原料Ｓの溶剤気化の際の圧力より高圧に保ったまま、圧力を変動（脈動）させる例である。これにより、高圧にした場合の溶剤を湿度が高い状態として高い洗浄力を保つ効果を維持しつつ、上述したような圧力変動による効果を得ることができ、さらに高い洗浄効果を得ることができる。
　図８は、洗浄時の圧力を、液状原料Ｓの溶剤気化の際の圧力より低圧に保ったまま、圧力を変動（脈動）させる例である。これにより、低圧にした場合の溶媒の高速噴霧による高い洗浄力を保つ効果を維持しつつ、上述したような圧力変動による効果を得ることができ、さらに高い洗浄効果を得ることができる。
　図９は、洗浄時の圧力を、液状原料Ｓの溶剤気化の際の圧力を跨ぐように変動（脈動）させる例である。これにより、クリーニング液である溶剤の状態を湿度が高い状態と高速噴霧状態との間で変化させることができるので、圧力変動による効果をより高めることができ、より一層高い洗浄効果を得ることができる。
　また、洗浄の際の圧力を溶剤気化の際の圧力から変化させる態様としては、図５～９に示す態様を適宜組み合わせたものであってもよい。
　上述したように特許文献１に記載された、固体原料を溶剤に溶解させ溶液として供給し、そのような溶液を気化器にスプレーして溶媒を気化させ、残存した固体原料を昇華させて原料ガスとする技術は知られており、溶液の代わりにスラリーを用いる技術も知られている。このような技術により、固体原料を直接容器に入れて昇華させる場合における固体原料の交換頻度が高いという問題を解決することができる。しかし、このような技術では、長時間運用すると溶液をスプレーするためのノズルに原料が付着または固化する。特に、スラリーは高粘度であり、凝集しやすいため、ノズルの目詰まりが生じやすい。このため、オーバーホール等のメンテナンス周期が短くなってしまう。ゾルも固体原料を溶剤に分散させたものであり、同様な問題が生じる。
　一方、特許文献２には、固体原料を溶解させた溶液をスプレーして容器内で気化させる場合に、容器や、溶液を容器内にスプレーするノズル等に蓄積する残渣をクリーニング液に溶かし、加熱によって残渣とともにクリーニング液を除去する技術が記載されている。しかし、このような手法では、ノズルやバルブ等のデッドスペースに付着または固化した原料（残渣）を十分に除去できない場合がある。スラリーの場合には、同様の問題が生じるとともに、高粘度であるためノズルの目詰まりが発生しやすく、残渣の洗浄がますます難しくなる。ゾルの場合にも同様な問題が生じる。
　そこで、本実施形態では、気化部の容器内の圧力を、液状原料の溶剤気化の際の圧力から変化させた状態で、洗浄液である溶剤を気化部の容器内に供給することによりノズル等を洗浄する。これにより、洗浄液として供給される溶剤の状態を、溶剤を気化させる際とは異なった状態とすることができ、ノズルやその近傍のバルブに付着または固化する原料（残渣）に溶剤を供給しやすくすることができる。このため、特許文献２のように単にクリーニング液を供給する場合よりも高い洗浄効果が得られる。特に、圧力を変動させることにより、デッドスペース等にも洗浄液である溶剤を供給して洗浄することができ、また残渣に与える衝撃を変化させることにより除去し難い残渣を除去しやすくすることもでき、一層洗浄効果を高めることができる。このように、高い洗浄効果を有するノズルやバルブ等の洗浄処理をインラインで行うことができるので、オーバーホール等のメンテナンス周期を長くすることができ、処理装置のダウンタイムを低減することができる。
　圧力調整部５０ａ（５０ｂ）のバルブ５２ａ（５２ｂ）としては、上述したように、自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）を用いることができる。自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）を用いることにより、洗浄の際の圧力の変化に迅速に対応することができる。また、自動圧力制御バルブ（ＡＰＣ）は、例えば図７～９に示すように圧力を変動させる場合にも容易に圧力を制御することができ、圧力を変動させる場合に特に有効である。
　原料供給システム１００では、第１の気化部２０ａと第２の気化部２０ｂの２つの気化部を設けているが、これにより以下のような効果を得ることができる。例えば、図１０に示すように、第１の気化部２０ａで容器２１ａに貯留されている固体原料を昇華させて原料ガスを処理装置２００に供給している間に、第２の気化部２０ｂで洗浄処理を行うことができる。第１の気化部２０ａで容器２１ａに貯留されている固体原料を昇華させている間に、第２の気化部２０ｂで液状原料Ｓから溶剤を気化させることもできる。
　このように、一方の気化部で固体原料Ｓ´を昇華させて処理装置２００への原料ガスを供給している間に、他の気化部で洗浄処理や液状原料Ｓからの溶剤気化処理を行うことにより、原料ガスの処理装置２００への供給を止める時間を少なくするまたはなくすことができる。このため、処理のスループットを高くすることができる。
　＜他の適用＞
　以上、実施形態について説明したが、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。上記の実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその主旨を逸脱することなく、様々な形態で省略、置換、変更されてもよい。
　例えば、上記実施形態では、固体原料を溶液の状態またはスラリーの状態にして輸送し、溶液、スラリー、またはゾルから溶剤を気化部により気化させ、残存した固体原料を昇華させて原料ガスを生成し、処理装置に供給する原料供給システムを示した。しかし、これに限らず、固体原料を溶解または分散させた溶液またはスラリーをノズルから噴霧する装置において、ノズル等を洗浄する場合であれば適用可能である。
　また、上記実施形態では、原料供給システムとして気化部を２つ設けた例を示したが、気化部は１つでも、３つ以上でもよい。ただし、気化部を２つ以上設けることにより、１つの気化部を洗浄処理や溶剤の気化処理を行っている間に他の気化部で原料ガスの供給が可能となるため、スループットが向上するという効果が得られる。
　さらに、上記実施形態では、気化部の容器の原料ガス送出配管に圧力調整部の排気配管を設けたが、排気配管を容器に直接接続してもよい。
　１０；液状原料供給系、１１；原料容器、１２；配管群、２０ａ；第１の気化部、２０ｂ；第２の気化部、２１ａ，２１ｂ；容器、２２ａ，２２ｂ；ノズル、３０ａ；第１の加熱部、３０ｂ；第２の加熱部、４０；原料ガス搬送系、５０ａ；第１の圧力調整部、５０ｂ；第２の圧力調整部、６０；溶剤供給系、６１；溶剤容器、６２；配管群、８０；制御部、１００；原料供給システム、２００；処理装置、Ｓ；液状原料

Claims (19)

  1. 　固体原料を溶剤に溶解させた溶液または固体原料を溶剤に分散させたスラリーもしくはゾルを、ノズルから減圧された容器内に噴霧し、前記容器内で前記溶液または前記スラリーもしくは前記ゾルから溶剤を気化させて除去する装置において、前記ノズルおよび前記ノズルの近傍部分を洗浄する洗浄方法であって、
    　前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力から変化するように調整することと、
    　洗浄液を前記ノズルに供給して前記ノズルおよび前記ノズルの近傍部分を洗浄することと、
    を有する、洗浄方法。
  2. 　前記容器内の圧力の調整を行うバルブとして、自動圧力制御バルブが用いられる、請求項１に記載の洗浄方法。
  3. 　前記容器内の圧力は、前記溶剤を気化させる際の圧力よりも高圧である、請求項１に記載の洗浄方法。
  4. 　前記容器内の圧力は、前記溶剤を気化させる際の圧力よりも低圧である、請求項１に記載の洗浄方法。
  5. 　前記容器内の圧力を変動させる、請求項１に記載の洗浄方法。
  6. 　前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力よりも高圧に保ったまま変動させる、請求項５に記載の洗浄方法。
  7. 　前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力よりも低圧に保ったまま変動させる、請求項５に記載の洗浄方法。
  8. 　前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力を跨ぐように変動させる、請求項５に記載の洗浄方法。
  9. 　前記溶剤を気化させる際の圧力は、１００～３００Ｔｏｒｒである、請求項１に記載の洗浄方法。
  10. 　前記洗浄液として前記溶液または前記スラリーの前記溶剤を用いる、請求項１に記載の洗浄方法。
  11. 　固体原料を溶剤に溶解させた溶液または固体原料を溶剤に分散させたスラリーもしくはゾルを、ノズルから減圧された容器内に噴霧し、前記容器内で前記溶液または前記スラリーもしくは前記ゾルから溶剤を気化させて除去する装置において、前記ノズルおよび前記ノズルの近傍部分を洗浄する洗浄機構であって、
    　前記容器内の圧力を調整する圧力調整部と、
    　前記ノズルおよび前記ノズルの近傍部分を洗浄する洗浄液を前記ノズルに供給する洗浄液供給部と、
    　前記洗浄液を前記ノズルに供給する際に、前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力から変化するように前記圧力調整部を制御する制御部と、
    を有する、洗浄機構。
  12. 　前記圧力調整部は、自動圧力制御バルブを有する、請求項１１に記載の洗浄機構。
  13. 　前記制御部は、前記容器内の圧力が、前記溶剤を気化させる際の圧力よりも高圧になるように前記圧力調整部を制御する、請求項１１に記載の洗浄機構。
  14. 　前記制御部は、前記容器内の圧力が、前記溶剤を気化させる際の圧力よりも低圧になるように前記圧力調整部を制御する、請求項１１に記載の洗浄機構。
  15. 　前記制御部は、前記容器内の圧力を変動させるように前記圧力調整部を制御する、請求項１１に記載の洗浄機構。
  16. 　前記制御部は、前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力よりも高圧に保ったまま変動させるように前記圧力調整部を制御する、請求項１５に記載の洗浄機構。
  17. 　前記制御部は、前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力よりも低圧に保ったまま変動させるように前記圧力調整部を制御する、請求項１５に記載の洗浄機構。
  18. 　前記制御部は、前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力を跨ぐように変動させるように前記圧力調整部を制御する、請求項１５に記載の洗浄機構。
  19. 　固体原料を溶剤に溶解させた溶液または固体原料を溶剤に分散させたスラリーもしくはゾルを供給する原料供給部と、
    　前記原料供給部から供給された前記溶液または前記スラリーもしくは前記ゾルを、ノズルから減圧された容器内に噴霧し、前記容器内で前記溶液または前記スラリーから溶剤を気化させて除去し、前記容器内に前記溶剤が気化した後の前記固体原料を貯留する気化部と、
    　前記気化部の前記容器内に貯留された固体原料を昇華させて原料ガスとする加熱部と、
    　前記原料ガスを基板に対して処理を行う処理装置に搬送する原料ガス搬送系と、
    　前記容器内の圧力を調整する圧力調整部と、
    　前記ノズルおよび前記ノズルの近傍部分を洗浄する洗浄液を前記ノズルに供給する洗浄液供給部と、
    　前記洗浄液を前記ノズルに供給する際に、前記容器内の圧力を、前記溶剤を気化させる際の圧力から変化するように前記圧力調整部を制御する制御部と、
    を有する、原料供給システム。
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