KR100223837B1

KR100223837B1 - Evaporation apparatus of liquefied organometallic source for chemical vapor deposition for semiconductor chip fabrication

Info

Publication number: KR100223837B1
Application number: KR1019960045275A
Authority: KR
Inventors: 김동천; 조윌렴
Original assignee: 구자홍; 엘지전자주식회사
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1996-10-11
Publication date: 1999-10-15
Also published as: KR19980026735A

Abstract

본 발명은 반도체소자의 제조를 위한 화학 기상 증착 공정시 액체상태로부터 기화되어 반응챔버 내부로 공급되는 유기금속 소스가 응축되어 기화장치 내부에 쌓이므로써 공급라인을 막는 현상을 효과적으로 방지하여 CVD공정의 수율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, in which an organic metal source vaporized from a liquid state and supplied into a reaction chamber is condensed in a chemical vapor deposition process for manufacturing a semiconductor device, So that the yield can be improved.

이를 위해, 본 발명은 그물 구조인 복수개의 스크린(1)과, 상기 복수개의 스크린(1)이 서로 평행을 이루도록 고정되는 스크린 고정프레임(2)과, 상기 스크린 고정프레임(2)이 그 내부 공간에 설치되는 히터 블록(3)과, 상기 히터 블록(3)에 내장되며 상기 스크린(1)을 스크린(1)의 그물눈을 관통하는 유기금속액의 기화온도 이상이 되도록 가열하는 열원인 히터(4)를 구비한 반도체소자 제조를 위한 화학 기상 증착용 액상 유기금속 소스 기화장치이다.To this end, the present invention provides a screen display device comprising a plurality of screens (1) having a net structure, a screen fixing frame (2) fixed so that the plurality of screens (1) are parallel to each other, And a heater 4 which is built in the heater block 3 and is a heat source for heating the screen 1 to a temperature not lower than the vaporization temperature of the organic metal liquid passing through the mesh of the screen 1 ) Is a liquid organometallic source vaporizer for chemical vapor deposition for semiconductor device fabrication.

Description

Liquid organic metal source vaporizer for chemical vapor deposition for semiconductor device fabrication

본 발명은 반도체소자 제조를 위한 화학 기상 증착용 액상 유기금속 소스 기화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체소자 제조를 위한 화학 기상 증착공정시 액체상태로부터 기화되어 반응챔버 내부로 공급되는 유기금속 소스가 응축되어 기화장치 내부에 쌓이므로써 공급라인을 막는 현상을 효과적으로 방지하기 위한 것이다.The present invention relates to a liquid organometallic source vaporization apparatus for chemical vapor deposition for manufacturing semiconductor devices, and more particularly, to a liquid metalorganic chemical vapor deposition apparatus for chemical vapor deposition Is condensed and accumulated inside the vaporizer, thereby effectively preventing the supply line from being blocked.

일반적으로, 화학 기상 증착(CVD ; Chemical Vapor Deposition : 이하, 'CVD' 라고 한다) 공정이란 반도체소자제조 공정시, 반응챔버 내의 압력 및 온도를 일정한 조건으로 유지시킨 상태에서 특정의 반응가스를 반응챔버 내로 계속 투입하므로써 고체상의 물질을 웨이퍼 표면에 증착시키는 공정을 말한다.BACKGROUND ART Generally, a chemical vapor deposition (hereinafter, referred to as 'CVD') process is a process in which a specific reaction gas is supplied to a reaction chamber in a state in which a pressure and a temperature in a reaction chamber are kept constant, To deposit a solid material on the wafer surface.

한편, 반도체소자 제조를 위한 CVD 공정에서는 증착시키고자 하는 화학 원료(Chemical Materials)인 유기금속 소스(0rganometallic Source)를 기화장치를 이용하여 기화시켜 반응챔버 내로 지속적으로 주입하는 과정이 필수적으로 요구된다.Meanwhile, in the CVD process for manufacturing a semiconductor device, it is essential to continuously vaporize an organic metal source (Chemical Materials), which is a chemical material to be deposited, by using a vaporizer and continuously inject it into the reaction chamber.

즉, 증착시키고자 하는 화학 원료가 기상이 아닌 액상 또는 고상인 경우에는 반드시 기화장치를 필요로하게 된다.That is, when the chemical raw material to be deposited is a liquid or solid phase, not a gas phase, a vaporization device is necessarily required.

한편, 대량 생산을 위해서는 매회 소스를 교체해야 하는 고상의 소스 보다는 일정 수위를 유지시켜 지속적이면서도 안정적인 상태로 사용할 수 있는 액상의 화학원료 소스를 사용하는 편이 유리하다.On the other hand, for mass production, it is advantageous to use a liquid chemical source that can be used in a stable and stable state by maintaining a certain level of water level rather than a solid source which must be replaced every time.

이를 위해, 종래의 화학 기상 증착용 액상 유기금속 소스 기화장치는 도1에 나타낸 바와 같이, 블록(12)과 디스크(13)(disc) 더미에 대한 열원을 형성하도록 블록(12) 내에 내장되는 히터(4)를 포함하는 히터 어셈블리(14)가 구비된다.To this end, a conventional chemical vapor deposition liquid organometallic source vaporization apparatus includes a heater 12 embedded in a block 12 to form a heat source for a block 12 and a disc 13 stack, A heater assembly 14 including a heater 4 is provided.

이 때, 상기 디스크(13)는 형태상 가능한 한 평평한 고리형으로서, 매우 얇으며, 액상 유기금속의 흐름이 없는 상태에서는 블록(12)으로부터 각 디스크(13)로의 열전도가 잘 이루어 지도록 서로 접촉상태를 유지하게 되며, 각 디스크(13)의 표면은 기화장치 내로 펌핑되는 액상 유기금속 소스의 기화점보다 높은 온도로 가열된다.At this time, the disk 13 is in the form of a flat annular as much as possible, and is very thin. In the absence of the flow of the liquid organic metal, the disk 13 is in contact with the disk 13 And the surface of each disk 13 is heated to a temperature higher than the vaporization point of the liquid organometallic source pumped into the vaporizer.

그리고, 디스크(13)의 치수에 있어서는 예를 들어 디스크(13)의 직경이 1 인치일 경우, 두께가 0.001 인치이며, 직경과 두께의 치수 비율은 가변될 수 있다.When the diameter of the disk 13 is 1 inch, for example, the thickness of the disk 13 is 0.001 inch, and the ratio of the diameter to the thickness may vary.

한편, 히터 블록(12) 내에는 중심홀(15)이 형성되며, 상기 히터 블록(12)의 중심홀(15)은 튜브(16)가 블록(12)과 디스크(13)를 관통하여 위치할 수 있도록 디스크(13)의 중심홀(15)들에 대해 정렬된다.A center hole 15 is formed in the heater block 12 and a center hole 15 of the heater block 12 is formed so that the tube 16 penetrates the block 12 and the disk 13 And is aligned with the center holes 15 of the disk 13 so that the disk 13 can be rotated.

또한, 상기 튜브(16)에는 디스크(13)의 중심홀(15) 내주면에 인접하는 원주상에 디스크(13)면에 평행한 하나의 장공(17)이 형성되며, 상기 튜브(16)를 통과하여 이 장공(17)을 통해 분출된 액상의 유기금속 소스는 각 디스크(13)와 디스크(13) 사이에서 가압됨과 동시에 열을 전달받게 된다.The tube 16 is formed with a slot 17 parallel to the surface of the disk 13 on the circumference adjacent to the inner circumferential surface of the center hole 15 of the disk 13, So that the liquid organic metal source ejected through the elongated hole 17 is pressurized between the disc 13 and the disc 13 and receives heat.

즉, 각 디스크(13)의 서로 마주보는 넓은 면은 각 디스크(13) 사이의 상대적으로 얇은 층인 액상의 유기금속 소스가 기화될 수 있도록 유기금속 소스를 플래쉬포인트(기화점) 보다 높은 온도로 가열하는 넓고 고온인 표면을 제공하게 된다.That is, the wide surface of each disk 13 facing each other is heated to a temperature higher than the flash point (vaporization point) so that the liquid organometallic source, which is a relatively thin layer between the disks 13, A large, high-temperature surface.

따라서, 종래에는 CVD공정시, 액상의 유기금속 소스가 공급용 펌프(도시는 생략함)의 펌핑작용에 의해 소정의 압력을 받으며 튜브(16)의 관내로 공급되어 튜브(16)의 관내를 유동한 후, 튜브(16) 외주면 상에 형성된 장공(17)을 통해 분출됨에 따라 디스크(13) 사이를 빠져나오면서 가압됨과 동시에 디스크(13)의 면에 접촉하여 열을 전달받아 기화되어 디스크(13) 가장자리에 형성된 분출공(18)을 통해 기화장치 내부로 분출된 다음, 기화장치 상부의 유기금속가스 배출구(19)를 통해 반응챔버로 흘러들어 가게 된다.Therefore, conventionally, in the CVD process, a liquid organic metal source is supplied into the tube of the tube 16 under a predetermined pressure by a pumping action of a supply pump (not shown) The disk 16 is ejected through the slot 17 formed on the outer circumferential surface of the tube 16 and presses the disk 13 while being pressed therebetween and contacts the surface of the disk 13 to receive heat, And then flows into the reaction chamber through the organic metal gas outlet 19 in the upper portion of the vaporizer.

이 때, 상기 디스크(13) 상부에 위치한 앤빌(20)(anvil) 좌·우에 앤빌(20)을 하부 방향으로 이동시키는 힘을 가하도록 설치된 압축스프링(21)은 인접한 디스크(13) 사이를 유동하는 유기금속 소스를 가압하는 방향으로 작용하는 반면, 상기 튜브(16)의 장공(17)을 통해 분출되는 액상의 유기금속 소스가 디스크(13)에 가하는 힘은 각 디스크(13)가 서로 분리되도록 상기 압축스프링(21)의 복원력에 의한 앤빌(20)의 이동방향과 반대 방향으로 작용하게 된다.The compression spring 21 installed to move the anvil 20 in the downward direction to the left and right of the anvil 20 located above the disc 13 moves the adjacent discs 13 While the force exerted by the liquid organic metal source ejected through the elongated hole 17 of the tube 16 acts on the disk 13 such that the disks 13 are separated from each other And acts in a direction opposite to the moving direction of the anvil 20 due to the restoring force of the compression spring 21. [

한편, 상기한 바와 같이 수행되는 유기금속액의 기화시, 블록(12) 일측으로는 기화된 유기금속 소스가 반응챔버 내로 원할하게 공급되도록 운반작용을 하는 아르곤(Ar)가스와 같은 불활성 가스를 주입하게 된다.On the other hand, when the organometallic liquid is vaporized as described above, an inert gas such as argon (Ar) gas which transports the evaporated organic metal source to the reaction chamber is supplied to one side of the block 12 .

그러나, 이와 같은 종래에는 기화 작용이 상온에서는 잘 일어나지 않기 때문에 히터(4)를 장착하여 기화장치의 온도를 소정의 온도로 유지시켜야 하는데, 유기금속 소스 중에는 액상인 유기금속액이 기화되는 온도인 기화온도(vapourization temperature)와 기상의 유기금속 소스 내의 유기물과 금속이 서로 분리되어 액상의 유기금속액이 고상으로 되는 온도인 분리온도(decomposition temperature)와의 온도가 너무 가까운 경우 상의 변화가 쉽게 일어나 기화 장치의 안정성이 저하되는 문제점이 있었다.However, since the vaporization is not likely to occur at room temperature, the heater 4 must be installed to keep the temperature of the vaporizer at a predetermined temperature. In the organic metal source, the vaporization temperature When the temperature of the vapourization temperature and the temperature of the decomposition temperature, which is the temperature at which the organometallic liquid in the liquid phase becomes a solid phase, are separated from each other in the organometallic source of the gaseous organic metal source, the phase change easily occurs, There is a problem that stability is lowered.

즉, 액상의 유기금속 소스가 분리온도 이상으로 내려가 고상의 덩어리를 형성하여 디스크(13)를 비롯한 기화장치 내부에 고착되는 막힘(c1ogging) 현상이 일어나 기화된 유기금속 소스의 반응챔버로의 공급이 어렵게 되는 문제점이 있었다.That is, the liquid organometallic source is lowered to a separation temperature or higher to form a solid agglomerate to cause a clogging phenomenon to be adhered to the inside of the vaporizer including the disk 13, so that the supply of the vaporized organometallic source to the reaction chamber There was a problem that it became difficult.

한편, 상기한 문제점을 해결하기 위해서는 안정된 유기금속 소스의 개발이 필요하나 몇가지 증착 물질의 경우에는 소스의 종류가 한정되어 있어서 어느 정도의 막힘 현상은 불가피하였다.Meanwhile, in order to solve the above-mentioned problems, it is necessary to develop a stable organometallic source. However, some kinds of evaporation materials are limited in kind of source, and some clogging is inevitable.

특히, 전술한 바와 같은 디스크(13)와 히터 블록(12)을 사용하는 구조는 유기금속액의 유동시 액상인 유기금속 소스의 흐름을 방해하는 구조이므로 안정성이 확보되지 않은 소스를 이용한 CVD 공정에 사용하기가 적합하지 않은 단점이 있었다.Particularly, since the structure using the disk 13 and the heater block 12 as described above hinders the flow of the organic metal source that is liquid when the organic metal solution flows, the CVD process using the source that has not secured the stability There is a drawback that it is not suitable for use.

이에 따라, 안정성이 확보되지 않은 소스를 이용하여 CVD 공정을 행할 경우, 디스크(13) 및 기화장치의 각 부분에 유기금속이 응축되어 고착되는 막힘(clogging) 현상이 일어나므로써 공정 진행에 차질을 초래하게 될 뿐만 아니라, CVD 공정의 수율을 떨어뜨리게 되는 등 많은 문제점이 있었다.Accordingly, when the CVD process is performed using a source whose stability is not ensured, clogging phenomenon occurs in which the organic metal is condensed and fixed to each part of the disk 13 and the vaporizer, And the yield of the CVD process is lowered.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반도체소자 제조를 위한 화학 기상 증착 공정시 액체 상태로부터 기화되어 반응챔버 내부로 공급되는 유기금속 소스가 응축되어 기화장치 내부에 쌓이는 현상을 효과적으로 방지하여 CVD공정의 수율을 향상시킬 수 있도록 한 반도체소자 제조를 위한 화학 기상 증착용 액상 유기금속 소스 기화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to effectively prevent the organic metal source which is vaporized from the liquid state in the chemical vapor deposition process for manufacturing a semiconductor device and supplied into the reaction chamber, It is an object of the present invention to provide a liquid organometallic source vaporization apparatus for chemical vapor deposition for manufacturing a semiconductor device capable of improving the yield of a CVD process.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 그물 구조인 복수개의 스크린과, 상기 복수개의 스크린이 서로 평행을 이루도록 고정되는 스크린 고정프레임과, 상기 스크린 고정프레임이 그 내부 공간에 설치되는 히터블록과, 상기 히터 블록에 내장되며 상기 스크린을 스크린의 그물눈을 관통하는 유기금속액의 기화온도 이상이 되도록 가열하는 열원인 히터를 구비한 반도체소자 제조를 위한 화학 기상 증착용 액상 유기금속 소스 기화장치이다.According to an aspect of the present invention, there is provided a display device including a plurality of screens having a net structure, a screen fixing frame fixed so that the plurality of screens are parallel to each other, a heater block installed in the inner space of the screen fixing frame, And a heater, which is embedded in the heater block and heats the screen to a temperature not lower than a vaporization temperature of the organic metal liquid passing through the screen mesh, is a liquid chemical vapor deposition apparatus for chemical vapor deposition.

도1은 종래의 액상 유기금속 소스 기화장치 구성을 나타낸 종단면도1 is a longitudinal sectional view showing a conventional liquid metal organic SOG apparatus configuration

도2는 도1의 디스크를 나타낸 평면도Figure 2 is a top view of the disc of Figure 1;

도3은 본 발명의 실시예를 나타낸 종단면도3 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention

도4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 종단면도4 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the present invention

도5는 본 발명 장치의 스크린을 나타낸 사시도5 is a perspective view showing a screen of the apparatus of the present invention.

도6은 본 발명 장치가 적용된 실험에서의 실험 횟수에 따른 시간과 시간 변화에 따른 단위시간당 웨이퍼 표면에 증착된 박막상의 금속원자 갯수와의 상관 관계를 나타낸 그래프6 is a graph showing the correlation between the number of metal atoms on the thin film deposited on the surface of the wafer per unit time with time and time according to the number of experiments in the experiment to which the present invention apparatus is applied

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS

1 : 스크린 2 : 스크린 고정 프레임1: Screen 2: Screen fixing frame

3 : 히터 블록 4 : 히터3: heater block 4: heater

5 : 인입구 6 : 탄성부여수단5: inlet 6: elastic applying means

7 : 운반가스 유동덕트 8 : 운반가스 배출구7: Carrier gas flow duct 8: Carrier gas outlet

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도3 내지 도6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 6.

먼저, 도3은 본 발명의 실시예를 나타낸 종단면도이고, 도5는 본 발명 장치의 스크린을 나타낸 사시도이며, 도6은 본 발명 장치가 적용된 실험에서의 실험 횟수에 따른 시간과 시간 변화에 따른 단위시간당 웨이퍼 표면에 증착된 박막상의 금속원자 갯수와의 상관 관계를 나타낸 그래프로서, 본 발명은 그물 구조인 복수개의 스크린(1)과, 상기 복수개의 스크린(1)이 서로 평행을 이루도록 고정되는 스크린 고정프레임(2)과, 상기 스크린 고정프레임(2)이 그 내부 공간에 설치되는 히터 블록(3)과, 상기 히터 블록(3)에 내장되며 상기 스크린(1)을 스크린(1)의 그물눈(Mesh)을 관통하는 유기금속액의 기화온도 이상이 되도록 가열하는 열원인 히터(4)를 구비하여 구성된다.FIG. 5 is a perspective view showing a screen of the apparatus according to the present invention, and FIG. 6 is a graph showing the time and time variation according to the number of experiments in the experiment in which the apparatus of the present invention is applied. And a number of metal atoms on the thin film deposited on the surface of the wafer per unit time. The present invention relates to a screen having a plurality of screens (1) having a net structure and a screen A heater block 3 embedded in the heater block 3 and having the screen 1 fixed to a screen of a screen 1 by a fixing frame 2, And a heater 4 as a heat source for heating so as to be at or above the vaporization temperature of the organic metal liquid passing through the mesh.

이 때, 상기 히터 블록(3) 내부 일측에는 히터 블록(3)에 형성된 인입구(5)를 통해 상기 스크린(1)을 통과하도록 공급되는 액상인 유기금속 소스의 압력에 의한 스크린(1) 및 스크린 고정프레임(2)의 변위시 스크린 고정프레임(2)에 변위 방향 반대 방향으로의 저항력을 부여하기 위한 탄성부여수단(6)이 설치되어 구성된다.At this time, on one side of the inside of the heater block 3, a screen 1 and a screen 2 are formed by the pressure of a liquid organic metal source supplied to pass through the screen 1 through the inlet 5 formed in the heater block 3, And an elasticity applying means 6 for applying a resistance force to the screen fixing frame 2 in the direction opposite to the displacement direction when the fixed frame 2 is displaced.

또한, 유기금속 소스가 통과하는 스크린(1)의 그물눈은 지름 10∼500μm인 용량성이 큰 스테인레스 줄로 이루어지고, 각 스크린(1)은 1인치당 그물눈 수가 10∼1000메시이며, 2∼100장의 스크린(1)을 중첩시켜 구성된다.The mesh 1 of the screen 1 through which the organic metal source passes is made of a stainless steel wire having a large capacity of 10 to 500 mu m and each screen 1 has 10 to 1000 meshes per inch, (1).

그리고, 상기 히터 블록(3)에 형성되어 액상인 유기금속 소스가 유동하는 인입구(5)의 스크린(1)측 선단부는 깔대기 형상으로 형성되어 구성된다.The front end of the inlet 5, which is formed in the heater block 3 and flows in the liquid organic metal source, on the side of the screen 1 is formed in a funnel shape.

또한, 상기 히터 블록(3) 일측에는 스크린(1)을 통과하여 기화된 유기금속 소스를 반응챔버로 운반하는 작용을 하는 아르곤 가스가 유동하는 운반가스 유동덕트(7)가 형성되며, 상기 운반가스 유동덕트(7)의 운반가스 배출구(8)는 기화된 유기금속 소스가 스크린(1)의 그물눈을 통과한 후의 영역인 스크린(1) 후방에 위치하게 된다.The heater block 3 is formed at one side thereof with a carrier gas flow duct 7 through which argon gas flowing through the screen 1 and carrying vaporized organometallic source to the reaction chamber flows, The carrier gas outlet 8 of the flow duct 7 is located behind the screen 1 as a region after the vaporized organometallic source has passed through the mesh of the screen 1.

이와 같이, 구성된 본 발명의 작용은 다음과 같다.The operation of the present invention thus configured is as follows.

먼저, 유기금속 소스 공급부(도시는 생략함)로부터 공급되어 기화장치의 인입구(5)를 통해 유입된 유기금속액은 스크린(1) 전방측의 인입구(5) 선단에 형성된 깔때기 면(9)(Guided Tapping Surface)을 타고 스크린(1)의 그물눈을 통과하게 된다.First, the organic metal liquid supplied from the organometallic source supply unit (not shown) and introduced through the inlet 5 of the vaporizer is introduced into the funnel 9 (FIG. 1) formed at the tip of the inlet 5 on the front side of the screen 1 Guided Tapping Surface) to pass through the mesh of the screen 1.

이 때, 유기금속액이 통과하는 스크린(1)의 그물눈은 지름 10∼500μm인 스테인레스 줄로 이루어진 것으로 실험에서는 10∼100장 정도의 겹으로 사용되었다.At this time, the mesh of the screen 1 through which the organic metal solution passes is composed of stainless steel strips having a diameter of 10 to 500 m, and in the experiment, it was used in the order of 10 to 100 sheets.

한편, 스크린(1)의 형태는 원형으로서 접촉하는 유기금속액이 잘 통과하도록 서로 밀착시켜 사용하게 된다.On the other hand, the shape of the screen 1 is circular and is used in close contact with each other so as to pass through the organic metal liquid which is in contact therewith.

이 때, 스크린(1) 상호간의 밀착 상태를 좋게 하기 위해 상기 히터 블록(3)내부 일측에는 탄성부여수단(6)인 압축스프링이 설치되어 있으므로 하터 블록(3)에 형성된 인입구(5)를 통해 상기 스크린(1)을 통과하도록 공급되는 액상인 유기금속 소스의 압력에 의한 스크린(1) 및 스크린 고정프레임(2)의 변위시 스크린 고정프레임(2)에 변위방향 반대 방향으로 이동하려는 저항력을 부여하게 된다.At this time, in order to improve the close contact state between the screens 1, since the compression spring, which is the elasticity applying means 6, is provided on one side of the inside of the heater block 3, The screen 1 and the screen fixing frame 2 due to the pressure of the liquid organic metal source supplied to pass through the screen 1 are given a resistance force to move in the direction opposite to the moving direction of the screen fixing frame 2 .

즉, 액상의 유기금속 소스가 인입구(5)로 주입되어 깔때기 면(9)을 지나 스크린(1)을 통과할 때, 스크린(1)을 통과하는 유기금속 소스의 압력에 의해 스크린(1) 및 스크린 고정프레임(2)은 스크린 고정프레임(2)의 설치홈(10)에 설치된 압축스프링을 압축시키는 방향으로 이동하게 되며, 이에 따라 압축스프링의 반력을 받게 되는 것이다.That is, when the liquid organic metal source is injected into the inlet 5 and passes through the funnel surface 9 and passes through the screen 1, the pressure of the organometallic source passing through the screen 1 causes the screen 1 and / The screen fixing frame 2 is moved in the direction of compressing the compression spring provided in the installation groove 10 of the screen fixing frame 2 and accordingly receives the reaction force of the compression spring.

또한, 상기 기화장치의 히터 블록(3)에는 복수개의 히터(4)가 내장되어 있으므로 증착하고자 하는 물질에 따라 기화장치 내부의 온도를 일정한 값이 되도록 제어하게 된다.Since the plurality of heaters 4 are embedded in the heater block 3 of the vaporization apparatus, the temperature inside the vaporization apparatus is controlled to be a constant value according to the substance to be vaporized.

여기서, 가장 중요한 것은 유기금속액의 유속을 줄이지 않으면서 뜨거운 발열부분인 스크린(1) 상의 그물눈과의 접촉면적을 늘리는 것으로서, 실험에서는 그물눈이 지름 10∼500μm인 스테인레스 줄로 이루어진 스크린(1)을 10∼100장 정도의 겹으로 사용하고 4개의 히터(4)를 히터 블록(3)에 내장한 상태에서 성공적으로 유기금속액을 막힘 현상 없이 기화시킬 수 있었다.Here, the most important thing is to increase the area of contact with the mesh on the screen 1, which is a hot heating part without reducing the flow rate of the organic metal liquid. In the experiment, the stainless steel screen 1 having a mesh size of 10 to 500 m It was possible to successfully vaporize the organometallic liquid without clogging in a state where four or more heaters 4 were embedded in the heater block 3.

따라서, 열용량이 큰 금속 재질인 스크린(1)의 그물눈의 크기와 갯수등은 유기금속액이 스크린(1)을 지나면서 막힘 현상없이 기화되도륵 하는 데 매우 중요한 요소로 작용하게 됨을 알 수 있으며, 사용되는 유기금속 소스의 종류에 따라 스크린(1)의 그물눈 크기 및 갯수, 그물눈을 형성하는 줄의 지름등이 적절히 가변될 수 있음은 물론이다.Therefore, it can be seen that the size and the number of the mesh of the screen 1, which is a metallic material having a large heat capacity, are very important factors for vaporizing the organic metal liquid through the screen 1 without clogging. It goes without saying that the size and number of the mesh of the screen 1 and the diameter of the line forming the mesh can be appropriately varied depending on the kind of the organic metal source used.

한편, 상기 히터 블록(3) 일측에는 겹을 이룬 스크린(1)을 통과하면서 기화된 유기금속 소스를 반응챔버로 운반하는 작용을 하는 아르곤 가스가 유동하는 운반가스 유동덕트(7)가 형성되고, 상기 운반가스 유동덕트(7)의 운반가스 배출구(8)는 유기금속 소스가 스크린(1)을 통과한 후의 영역인 스크린(1) 후방에 위치하게 되므로 기화된 유기금속 소스는 운반가스 유동덕트(7)의 운반가스 배출구(8)로부터 배출되는 불활성가스인 아르곤 가스에 의해 함께 이동하여 기화장치 상부측의 기화가스 배출구(11)를 통해 반응챔버 측으로 흘러들어 가게 된다.On the other hand, at one side of the heater block 3, there is formed a carrier gas flow duct 7 through which the argon gas flowing through the layered screen 1 is transferred and which transports the vaporized organic metal source to the reaction chamber, The carrier gas outlet 8 of the carrier gas flow duct 7 is positioned behind the screen 1 as an area after the organic metal source has passed through the screen 1 so that the vaporized organometallic source is introduced into the carrier gas duct 7 And then flows into the reaction chamber side through the vaporizing gas outlet 11 on the upper side of the vaporizing device.

이와는 달리, 도4는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 종단면도로서, 다른 구성은 전술한 실시예와 동일하나, 상기 히터 블록(3) 일측에 형성되는 운반가스 유동덕트(7)의 배출구가 스크린(1)을 통과하기 전인 액상의 유기금속 소스가 운반가스에 의해 운반되어 함께 스크린(1)을 통과하도록, 유기금속 소스가 스크린(1)을 통과하기 전의 영역인 스크린(1) 전방에 위치하게 된다.4 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the present invention. The other structure is the same as that of the above embodiment, except that the discharge port of the conveying gas flow duct 7 formed at one side of the heater block 3, (1) before the organic metal source has passed through the screen (1) so that the liquid organometallic source before passing through the screen (1) is carried by the carrier gas and passes the screen (1) do.

이 경우에는 전술한 일실시예에서 언급한 문제인 막힘(c1ogging) 현상을 최소화하고 유기금속액의 흐름이 원할하게 이루어질 수 있도록 하기 위해 운반가스인 아르곤을 직접 스크린(1) 전방으로 공급하여 스크린(1)을 관통하도록 하므로써 스크린(1)에 직접 접촉하도록 하는 방식을 취하였다.In this case, argon, which is a carrier gas, is directly supplied to the front of the screen 1 in order to minimize the clogging phenomenon, which is a problem mentioned in the above-mentioned embodiment, So as to come into direct contact with the screen 1.

이에 따라, 운반가스는 단순히 기화된 후의 유기금속을 운반하는 이송작용 뿐만 아니라, 유기금속액의 기화를 돕는 작용을 하게 된다.Accordingly, the carrier gas acts not only to transport the organic metal after vaporization, but also to assist vaporization of the organic metal liquid.

즉, 운반가스는 기화된 유기금속의 응축에 따른 기화장치의 막힘 현상을 방지하는 것은 물론, CVD 공정후 유기금속액의 잔류물을 씻어내는 작용을 하여 기화장치의 수명을 연장시키게 된다.That is, the carrier gas not only prevents clogging of the vaporizer due to condensation of the vaporized organic metal, but also serves to wash away the residues of the organic metal solution after the CVD process, thereby prolonging the life of the vaporizer.

한편, 본 발명에서 얻어지는 실용적인 이득을 증명하기 위해서는 일정한 조(예; 온도, 압력)에서 얼마나 오랫 동안 막힘 현상없이 기화장치가 작동하는지 확인해보는 것이 중요하다.On the other hand, in order to demonstrate the practical benefit obtained in the present invention, it is important to check how long the vaporizer operates without clogging in a certain tank (e.g., temperature, pressure).

도6은 이를 실험으로 확인한 결과를 나타낸 그래프로서, 기화장치 내부에 Ba, Sr, Ti를 함유한 유기금속 소스를 지속적으로 흘려보내면서 단위시간당 웨이퍼 표면에 증착된 박막의 Ba, Sr, Ti 원자갯수를 측정하여 도시한 것이다.FIG. 6 is a graph showing the results of the experiment. As shown in FIG. 6, the number of Ba, Sr and Ti atoms in the thin film deposited on the surface of the wafer per unit time while continuously flowing an organometallic source containing Ba, Sr, As shown in FIG.

즉, 도6은 그래프는 실험 1회당 약 1시간 정도 유기금속 소스를 주입해 주며, 실험 도중에 아무런 클리닝 조치없이 실험 횟수가 100회가 될 때까지 기화장치 계속 가동하는 조건에서 기화장치의 막힘 현상 유·무를 확인하기 위해 실시한 실혐 결과를 나타낸 그래프이다.That is, the graph of FIG. 6 shows that the organometallic source is injected for about 1 hour per experiment, and the clogging phenomenon of the vaporizer is maintained under the condition that the vaporizer is continuously operated until the number of experiments is 100 times without any cleaning action during the experiment · It is a graph showing the actual result of the experiment conducted to confirm the absence.

여기서, 도6의 그래프 상에 나타낸 점선은 실험 횟수가 100회를 넘어설 경우에 대한 추정값을 나타낸 것이다.Here, the dotted line on the graph of FIG. 6 represents the estimated value when the number of experiments exceeds 100 times.

따라서, 도6의 그래프를 통해 단위시간당 웨이퍼 표면에 증착되는 Ba, Sr, Ti 원자 갯수가 적어도 실험 횟수 100회까지는 일정함을 알 수 있으며, 더 나아가 실험 횟수의 증가에도 불구하고 단위시간당 증착되는 Ba, Sr, Ti 원자 갯수가 일정하다는 사실을 통해 기화 장치 내부에 막힘 현상이 전혀 일어나지 않아 CVD 공정이 안정적으로 수행됨을 확인할 수 있게 되는 것이다.Accordingly, it can be seen from the graph of FIG. 6 that the number of Ba, Sr and Ti atoms deposited on the wafer surface per unit time is constant at least up to 100 times. Further, even though the number of experiments is increased, , Sr and Ti atoms are constant, it is possible to confirm that the CVD process is performed stably because the clogging phenomenon does not occur at all in the vaporization apparatus.

이때, 원자의 갯수는 X-ray 형광 분광기(X-ray Fluorescence Spectroscope)로 측정할 수 있다.At this time, the number of atoms can be measured with an X-ray fluorescence spectroscope.

이상에서와 같이, 본 발명은 유기금속액을 그물눈 구조로 된 스크린(1)으로 통과시켜 가열된 스크린(1)의 그물눈 주위에서 유기금속액과의 열교환이 일어나도록 하므로써 종래의 디스크(13) 구조에 비해 유기금속액에 대한 전열면적이 늘어나도록 함과 동시에 유기금속액의 유동 안정성을 확보할 수 있도록 하여 CVD 공정의 수율을 향상시킬 수 있도록 한 매우 유용한 발명이다.As described above, according to the present invention, by passing the organic metal liquid through the screen 1 having a net structure, heat exchange with the organic metal liquid occurs around the mesh of the heated screen 1, It is possible to increase the heat transfer area with respect to the organic metal solution and to ensure the flow stability of the organic metal solution, thereby improving the yield of the CVD process.

한편, 전술한 실시예들에서 상기 스크린(1)을 겹으로 설치하는 대신 덩어리를 이루는 금속 재질인 다공질의 여과재를 설치하여도 동일한 효과를 거둘 수 있게 된다.Meanwhile, in the above-described embodiments, the same effect can be obtained by providing a porous filter material, which is a metal material, as a lump instead of laying the screen 1 in layers.

본 발명은 먼저, 반도체소자 제조를 위한 화학 기상 증착 공정시, 액체 상태로부터 기화되어 반응챔버 내부로 공급되는 유기금속 소스가 응축되어 기화장치 내부에 쌓이는 현상을 효과적으로 방지하므로써 CVD공정의 수율을 향상시킬 수 있는 효과를 가져오게 된다.The present invention firstly improves the yield of the CVD process by effectively preventing the organic metal source vaporized from the liquid state and supplied into the reaction chamber from being condensed in the vaporizer during the chemical vapor deposition process for manufacturing semiconductor devices, The effect can be.

뿐만 아니라, 유기금속 소스가 원할히 기화되므로써 막힘 현상이 효과적으로 방지되므로 기화장치 내부를 주기적으로 세척해야하는 번거러움을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 기화장치의 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 가져오게 된다.In addition, since clogging is effectively prevented by vaporizing the organic metal source, it is possible to eliminate the troublesomeness of periodically cleaning the inside of the vaporizer and also to extend the service life of the vaporizer.

Claims

A screen fixing frame fixed to the plurality of screens so as to be parallel to each other, a heater block installed in the inner space of the screen fixing frame, and a heater built in the heater block, And a heater that is a heat source for heating the metal organic solution to a temperature not lower than a vaporization temperature of the organic metal solution passing through the mesh.

The screen fixing frame according to claim 1, further comprising: a screen-fixing frame, which is pressurized by a liquid organic metal source supplied through the inlet formed in the heater block to the heater block, Wherein the elastic member is provided with elasticity imparting means for imparting a resistance to the chemical vapor deposition of the liquid organometallic source.

The apparatus of claim 1, wherein the mesh of the screen is a stainless steel wire having a diameter of 10 to 500 m.

The apparatus of claim 3, wherein the mesh of the screen is made of a material having a high heat capacity.

The apparatus of claim 1, wherein each screen has a number of meshes per inch of 10 to 1000 meshes.

The apparatus according to claim 1, wherein the screen fixing frame is fixed so as to overlap 2 to 100 screens.

2. The chemical vapor deposition liquid chemical vapor deposition apparatus for chemical vapor deposition according to claim 1, wherein the screen-side end portion of an inlet through which the organic metal source formed in the heater block flows, .

The method as claimed in claim 1, wherein the carrier gas outlet of the carrier gas flow duct formed at the heater block has a function of transporting the vaporized organic metal source through the screen to the reaction chamber, Wherein the chemical vapor deposition chemical vapor deposition chemical vapor deposition apparatus comprises:

9. The method of claim 8, wherein the organic metal source is passed through the screen so that the liquid organometallic source, before the outlet of the conveying gas flow duct formed on the heater block, passes through the screen, Wherein the chemical vapor deposition chemical vapor deposition chemical vapor deposition apparatus comprises:

The apparatus as claimed in claim 1, wherein a porous filter medium is provided instead of the screen.