KR100730828B1

KR100730828B1 - 액체원료의 공급방법 및 공급장치

Info

Publication number: KR100730828B1
Application number: KR1020000074136A
Authority: KR
Inventors: 다카마츠유키치; 요네야마다케오; 이시하마요시야스; 아사노아키라
Original assignee: 니폰 파이오니쿠스 가부시키가이샤
Priority date: 1999-12-07
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2007-06-20
Also published as: CN1303125A; US6461407B2; US20010002573A1; KR20010062204A; JP2001164369A; CN1184671C; JP4384762B2; TW464943B

Abstract

액체원료를 탈기하고 액체원료 용기로부터 액체유량 제어부에 공급하는 방법으로서, 제1의 불활성 가스의 압력에 의해 액체원료 용기로부터 공급된 액체원료를 가스투과성 합성수지튜브의 내부측으로 유통시키고, 그 합성수지튜브의 외부측 표면을 따라 그 합성수지튜브에 대한 투과성이 제1의 불활성 가스 보다 낮은 제2의 불활성 가스를 유통시키는 것을 포함하고, 이에 따라 액체원료에 용존하는 제1의 불활성 가스를 합성수지튜브의 외부측에 투과시킨 후 액체원료를 액체유량 제어부에 공급하는 액체원료의 공급방법 및 그 공급방법에 사용되는 액체원료의 공급장치가 개시된다. 본 발명에 의해 액체원료를 사용하는 반도체 제조공정에 있어서, 액체원료에 용존하는 불활성 가스를 용이하게 또한 효율적으로 제거하는 것이 가능하다.

Description

액체원료의 공급방법 및 공급장치{METHOD AND APPARATUS FOR SUPPLYING LIQUID RAW MATERIAL}

도 1은 본 발명에 있어서의 탈기부의 1예를 나타내는 사시도.

도 2(A),(B)는 각각 본 발명에 있어서의 탈기부의 1예를 나타내는 세로단면도.

도 3은 본 발명의 공급장치를 기화 공급장치에 적용한 예를 나타내는 구성도.

도 4는 실시예 1 및 비교예 1의 액체원료의 공급시험에 있어서의 유량변동의 결과를 나타내는 그래프.

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본 발명은 액체원료의 공급방법 및 공급장치에 관한 것이며, 특히 반도체 제조공정 등에 사용하는 액체원료를 탈기하면서 액체원료 용기로부터 액체유량 제어부에 액체원료를 공급하기 위한 공급방법 및 공급장치에 관한 것이다.

근년에 반도체공업의 발전과 함께 반도체장치의 고성능화, 고집적화가 발전하여 금속막이나 절연막의 원료로서 종래로부터 사용되어온 수소화물가스나 할로겐화물가스 대신에 각종의 액체유기금속화합물이 사용되게 되었다.

예를들면 반도체장치의 금속막에 있어서는, 알루미늄막의 CVD원료로서는 디메틸알루미늄 하이드라이드 (Al(CH₃)₂H), 구리막의 CVD원료로서는 헥사플루오로아세틸아세톤구리 비닐트리메틸실란 ((CF₃CO)₂CHCu·CH₂CHSi(CH₃)₃), 루테늄막의 CVD원료로서는 비스(에틸시클로펜타디에닐)루테늄 (Ru(C₅H₄C₂H₅)₂)등이 사용되고 있다.

또 반도체장치의 절연막에 있어서는, 게이트 절연막으로서 SiO₂, 커패시터 절연막으로서 Si₃N₄, 층간절연막으로서 PSG(인·실리콘·유리), BPSG(붕소·인·실리콘·유리)가 알려져 있다. 더욱이 SiO₂막의 CVD원료로서는 테트라에톡시규소 (Si(OC₂H₅)₄), PSG막과 BPSG막의 CVD원료로서는 트리메톡시붕소 (B(OCH₃)₃), 트리메톡시포스핀 옥사이드 (PO(OCH₃)₃) 등이 사용되고 있다.

한편 종래로부터 이들 액체원료를 소망의 농도 및 유량으로 기화시켜서 반도체 제조장치에 공급할 목적으로 각종 공급장치 및 공급방법이 개발되어왔다. 예를들면 액체원료의 유량을 제어하는 액체유량 제어부와 이것에 의해 제어된 액체원료를 초음파진동에의해 안개상으로 만들고 (atomize) 가열기화시키는 기화기를 구비한 액체원료 기화장치(일본국 특개평5-132779호 공보), 혹은 액체유량 제어부에 의해 유량제어된 액체원료를 가압된 담체가스에 혼합한 후 담체가스의 유량이 일정하게 되도록 가스 유량을 조정하는 액체원료의 공급방법(일본국 특개평 9-111456호공보), 나아가 질량유량 컨트롤러(mass flow controller)와 저압원에 접속된, 액체원료에 용해한 가스의 제거장치를 구비한 액체원료의 공급방법(일본국 특개평 6-220640호공보)등이 알려져있다.

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상기한 공급방법 또는 공급장치에 사용되는 액체유량 제어부로서는 액체원료를 극히 높은 정밀도로 정량적으로 기화기로 공급할 필요가 있기 때문에 맥류(脈流)되는 일이 없이 액체원료를 공급하는 것이 가능한 2열, 혹은 다열 내부식성 벨로즈펌프(bellows pump) 또는 펌프 대신에 질량유량 컨트롤러 등이 사용되었다. 그러나 이와같은 벨로즈펌프 및 질량유량 컨트롤러는 액체원료가 균일하면 높은 정밀도로 정량적으로 이것을 기화기에 공급하는 것이 가능했지만, 액체원료에 용존(溶存)하고 있는 불활성 가스 등이 미세한 기포로 되어 존재하는 경우에는 액체원료를 일정한 유량으로 공급할 수가 없었다.

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즉 일반적인 액체원료의 공급시스템에 있어서는 액체원료 용기내에는 헬륨, 질소, 아르곤등의 불활성 가스가 충만한 상태이고, 반도체 제조시에는 이들 불활성 가스의 압력에 의해 액체원료가 액체유량 제어부에 공급된다.

이 때문에 반도체 제조시에는 액체원료 용기내의 액체원료는 가압상태이므로 비교적 다량의 불활성 가스가 용존하고 있다. 한편 CVD장치는 감압하에 작동하기 때문에 용기와 CVD장치 사이에 위치하는 액체유량 제어부는 대기압 혹은 감압상태에서 작동하며, 액체원료가 액체유량 제어부의 출구측에 도달하기까지에 액체원료중의 불활성 가스의 용해도가 내려가서 용존상태인 불활성 가스가 미세한 기포로 되는 경우가 많다. 이와같이 액체원료 중에 미세한 기포가 존재하면 액체원료가 벨로즈펌프나 질량유량 컨트롤러에 있어서 정확히 계량되지 않게 되고, 액체원료가 높은 정밀도로 정량적으로 반도체 제조장치에 기화공급될 수 없다는 단점이 있었다. 또 액체원료가 액체유량 제어부를 통과한 후에 액체원료중에 미세한 기포가 발생한 경우 막질의 균일성에 악영향을 미친다고하는 단점이 있었다.

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따라서 본 발명의 목적은 상기 문제를 해결하는 것이며, 액체원료를 사용하는 반도체 제조공정에 있어서, 액체원료의 유량을 벨로즈펌프나 질량유량 컨트롤러 등의 액체유량제어부로 제어하기 전에, 전술한 바와 같이 해서 액체원료에 용존하는 불활성 가스를 용이하고 또한 효율적으로 제거하는 것이 가능한 액체원료의 공급방법 및 공급장치를 제공하는 것이다.

본 발명자 등은 이들 과제를 해결하려고 예의 검토한 결과, 가스투과성 합성수지튜브의 내부측에 제1의 불활성 가스가 용존한 액체원료를 통과시키고, 합성수지튜브의 외부측 표면에 따라 합성수지튜브에 대한 투과성이 제1의 불활성 가스보다 낮은 제2의 불활성 가스를 통과시켜서, 제2의 불활성 가스의 합성수지튜브 내부측으로의 투과를 억제하면서, 제1의 불활성 가스를 합성수지튜브의 외부측으로 투과시킴으로써 탈기를 행하는 것이 가능한 것을 발견해서 본 발명에 도달했다.

구체적으로, 본 발명은 액체원료를 탈기하고 액체원료 용기로부터 액체유량 제어부에 공급하는 방법으로서, 제1의 불활성 가스의 압력에 의해 액체원료 용기로부터 공급된 액체원료를 가스투과성 합성수지튜브의 내부측으로 유통시키는 단계, 그 합성수지튜브의 외부측 표면에 따라 그 합성수지튜브에 대한 투과성이 제1의 불활성 가스보다 낮은 제2의 불활성 가스를 유통시키는 단계를 포함하며, 이에 따라 액체원료에 용존하는 제1의 불활성 가스를 합성수지튜브의 외부측에 투과시킨 후, 액체원료를 액체유량 제어부에 공급하는 액체원료의 공급방법에 관한 것이다.

또 본 발명은 액체원료의 탈기부와 액체유량 제어부를 구비한 액체원료의 공급장치로서, 탈기부가 가스투과성 합성수지튜브, 그 합성수지튜브에 의해 상호 접속된 액체원료의 도입구 및 배출구, 그 합성수지튜브의 외부측 표면에 따라 불활성 가스를 유통시키기위한 유로 및 불활성 가스의 도입구와 배출구를 포함하는 액체원료의 공급장치에 관한 것이다.

본 발명은 반도체 제조공정 등에 사용하는 액체원료를 액체원료 용기로부터 액체유량 제어부에 공급하기 위한 공급방법 및 공급장치에 적용된다.

본 발명에 따른 액체원료의 공급방법 및 공급장치에 사용되는 원료는 상온에서 액체이거나 또는 고체를 용매에 용해시킨 것이라도 액상을 유지할 수 있으면 특별히 제한되지 않고 용도에 따라 적절히 선택 사용된다. 예를들면 테트라이소프로폭시티탄 (Ti(OCH(CH₃)₂)₄), 테트라n-프로폭시티탄 (Ti(OC₃H₇)₄), 테트라t-부톡시지르코늄 (Zr(OC(CH₃)₃)₄), 테트라n-부톡시지르코늄 (Zr(OC₄H₉)₄), 테트라메톡시바나듐 (V(OCH₃)₄), 트리메톡시바나딜 옥사이드 (VO(OCH₃)₃), 펜타에톡시니오브 (Nb(OC₂H₅)₅), 펜타에톡시탄탈 (Ta(OC₂H₅)₅), 트리메톡시붕소 (B(OCH₃)₃), 트리이소프로폭시알루미늄 (Al(OCH(CH₃)₂)₃), 테트라에톡시규소 (Si(OC₂H₅)₄), 테트라에톡시게르마늄 (Ge(OC₂H₅)₄), 테트라메톡시주석 (Sn(OCH₃)₄), 트리메톡시인 (P(OCH₃)₃), 트리메톡시포스핀 옥사이드 (PO(OCH₃)₃), 트리에톡시비소 (As(OC₂H₅)₃), 트리에톡시안티몬 (Sb(OC₂H₅)₃)등의 상온에서 액체인 알콕시드를 들수가 있다.

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또 그외에 트리메틸알루미늄 (Al(CH₃)₃), 디메틸알루미늄 하이드라이드 (Al(CH₃)₂H), 트리이소부틸알루미늄 (Al(iso-C₄H₉)₃), 헥사플루오로아세틸아세톤구리 비닐트리메틸실란 ((CF₃CO)₂CHCu·CH₂CHSi(CH₃)₃), 헥사플루오로아세틸아세톤구리 알릴트리메틸실란 ((CF₃CO)₂CHCu·CH₂CHCH₂Si(CH₃)₃), 비스(이소-프로필시클로펜타디에닐)텅스텐 디할라이드 ((iso-C₃H₇C₅H₅)₂WH₂), 테트라디메틸아미노지르코늄 (Zr(N(CH₃)₂)₄), 펜타디에틸아미노탄탈 (Ta(N(C₂H₅)₂)₅), 테트라디메틸아미노티탄 (Ti(N(CH₃)₂)₄), 및 테트라디에틸아미노티탄 (Ti(N(C₂H₅)₂)₄) 등의 상온에서 액체의 원료를 예시할 수가 있다.

나아가 헥사카르보닐 몰리브덴 (Mo(CO)₆), 디메틸펜톡시금 (Au(CH₃)₂(OC₅H₇)), 비스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5헵탄 디오나이트)바륨 (Ba((C(CH₃)₃)₂C₃HO₂)₂), 비스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5헵탄 디오나이트)스트론튬 (Sr((C(CH₃)₃)₂C₃HO₂)₂), 테트라(2,2,6,6-테트라메틸-3,5헵탄 디오나이트)티탄 (Ti((C(CH₃)₃)₂C₃HO₂)₄), 테트라(2,2,6,6-테트라메틸-3,5헵탄 디오나이트)지르코늄 (Zr((C(CH₃)₃)₂C₃HO₂)₄), 비스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5헵탄 디오나이트)납 (Pb((C(CH₃)₃)₂C₃HO₂)₂), 펜타디메틸아미노탄탈 (Ta(N(CH₃)₂)₅) 등의 상온에서 고체인 원료를 예시할수가 있다. 이들은 통상 0.1∼0.5몰/L정도의 농도로 헥산, 헵탄, 아세트산부틸, 이소-프로필알코올, 테트라히드로푸란 등의 유기용매에 용해해서 사용된다.

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다음에 본 발명의 액체원료의 공급방법 및 공급장치를 첨부도면 도 1 내지 도 3에 기초해서 상세히 설명하지만 본 발명은 이것에 의해 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 액체원료의 공급장치는 액체원료의 탈기부 및 액체유량 제어부를 구비한 장치이며, 전술한 바와 같은 액체원료에 용존하는 불활성 가스를 탈기하면서 액체원료 용기로부터 액체유량 제어부에 액체원료를 공급함으로써, 액체유량 제어부에 있어서의 액체원료의 제어를 고정밀도로 행하는 것이 가능해진다. 본 발명의 액체원료의 공급장치는, 예를들면 도 3에 나타내는 바와 같은 기화공급장치에 적용할 수가 있다.

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본 발명 액체원료의 공급장치에 있어서의 탈기부는 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이 가스투과성 합성수지튜브(5), 합성수지튜브에 의해 상호접속된 액체원료의 도입구(1)와 배출구(2), 합성수지튜브의 외부측 표면에 따라 불활성 가스를 유통시키기 위한 유로(6) 및 불활성 가스의 도입구(3)와 배출구(4)를 포함한 것이다. 이와같은 탈기부의 구성에 있어서, 제1의 불활성 가스가 용존하는 액체원료가 가스투과성 합성수지튜브의 내부측으로 유통되고 합성수지튜브에 대한 투과성이 제1의 불활성 가스보다 낮은 제2의 불활성 가스가 합성수지튜브의 외부측 표면에 따라 유통됨으로써, 액체원료에 용존하는 제1의 불활성 가스가 합성수지튜브의 외부측으로 투과제거된다.

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본 발명에 있어서, 가장 단순한 탈기부의 구조로는 예를들면, 내부측이 가스투과성 합성수지튜브로, 외부측이 가스를 투과하지 않는 튜브로 구성된 2중관을 들수가 있다. 그러나 액체원료에 용존하는 불활성 가스를 효율적으로 제거하기 위해서는 합성수지튜브를 더 가늘고 더 길게 할 필요가 있고, 그에 따라 탈기부가 길고 큰것이 되기 때문에 가스투과성 합성수지튜브를 코일상으로 권취해서 봉지한 구조의 탈기부가 바람직하다. 이와같은 탈기부로서는 도 1의 사시도 및 도 2(A)의 세로단면도로 나타내는바와 같이 원통형 또는 다각통형인 용기의 내부측에 가스투과성 합성수지튜브를 코일상으로 권취해서 봉지한 구조의 탈기부를 예시할수가 있다.

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또 도 2(B)의 세로단면도로 나타내는 바와 같이, 원통형 또는 다각통형인 용기의 내부측에 가스투과성 합성수지튜브를 원주체 (7) 또는 다각주체의 측면에 코일상으로 권취해서 봉지한 구조의 탈기부로 함으로써, 제2의 불활성 가스의 흐름을 일정방향으로 제어함과 동시에 유량을 증가시켜서 액체원료에 용존하는 제1의 불활성 가스의 합성수지튜브 외부측으로의 투과를 촉진시킬 수가 있다. 또한 상기한 원주체를 봉상 히터로 함으로써, 액체원료를 40∼80℃정도로 가열해서 제1의 불활성 가스의 투과를 더욱 촉진시킬 수가 있다.

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또한 상기한 도 1의 사시도 및 도 2의 세로단면도에 나타내는 것과 같은 탈기부에 있어서는, 제 2 의 불활성 가스가 탈기부 내에서 선회 흐름을 형성하여 부드럽게 흐르도록, 제2의 불활성 가스의 도입구 및 배출구의 방향이 용기내벽 수평면의 접선방향에 대해서 0∼45도 정도의 각도를 이루도록 설정되는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용되는 합성수지튜브는 가스를 투과시키고 액체원료를 투과시키지 않으며 내약품성을 갖는 재질이면 어느것이나 사용할수가 있고, 예를들면 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등을 사용할수 있으나 내약품성이 우수한 점에서 불소계 탄소수지가 바람직하다. 불소계 탄소수지로서는, 예를들면 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE), 폴리트리플루오로에틸렌 (PTrFE), 폴리불화비닐리덴 (PVdF), 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐 에테르 공중합체(PFA) 등을 들수가 있다. 합성수지튜브의 내경 및 길이는 액체원료의 유량에 따라서도 가변적이지만, 통상은 내경이 0.1∼3mm, 길이가 0.5∼20m정도, 바람직하게는 내경이 0.3∼0.8mm, 길이가 1∼5m정도이다. 또 합성수지튜브의 두께는 재질에 따라서도 가변적이지만, 통상은 0.05∼2mm, 바람직하게는 0.1∼1mm정도이다.

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본 발명에 있어서의 액체유량 제어부는 액체원료를 높은 정밀도로 정량적으로 기화기에 공급하는 것이며, 유량가변 펌프, 제어밸브 등이나 펌프, 유량제어기 등으로 구성된다. 펌프는 액체원료를 맥류없이 공급하기 위해 통상 2열 혹은 다열의 내부식성 벨로즈펌프 등이 사용된다. 또 펌프의 2차측 (subsidiary side) 에는 CVD장치가 감압으로 조작되는 경우라도 정확한 유량제어가 될 수 있도록 역류저지밸브를 설치할 수도 있다. 또한 펌프대신에 액체 질량유량 컨트롤러를 사용함으로써 정밀도가 양호하게 액체원료를 공급할 수도 있다.

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본 발명의 액체원료의 공급방법은 액체원료를 탈기하고 액체원료 용기로부터 액체유량 제어부에 공급하는 것을 포함하는 방법으로서, 예를들면 도 3에 나타내는 기화 공급장치 등을 사용해서 실시할 수가 있다. 즉 제1의 불활성 가스의 압력에 의해 액체원료용기(8)로부터 공급된 액체원료(9)를 탈기부(11)로 도입하여 가스투과성 합성수지튜브의 내부측으로 유통시키고 합성수지튜브의 외부측 표면에 따라 합성수지튜브에 대한 투과성이 제1의 불활성 가스보다 낮은 제2의 불활성 가스를 유통시킴으로써, 액체원료에 용존하는 제1의 불활성 가스를 합성수지튜브의 외부측으로 투과시킨 후 액체유량제어부(14)에 액체원료를 공급하는 방법이다. 도 3에 있어서, 부호(10)은 제1의 불활성 가스의 공급라인, (12)는 제2의 불활성 가스의 공급라인, (13)은 불활성 가스의 배기라인, (15)는 역류저지밸브, (16)은 연무기, (17)은 담체가스의 공급라인, (18)은 블록히터, (19)는 기화기, (20)은 밸브, (21)은 반도체 제조장치를 나타낸다.

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본 발명의 액체원료의 공급방법을 실시하기 위해 통상 전술한 액체원료의 공급장치가 사용된다.

본 발명에 사용되는 액체원료가 충전된 액체원료 용기는 적절히 사용목적에따라 제작한 것을 사용해도 되지만, 액체원료의 판매시에 그 용기로서 사용되고 있는 것을 그대로 사용해도 된다. 액체원료의 기화공급을 행하는 때에는 도 3에 나타내는바와 같이, 제1의 불활성 가스의 압력에 의해 액체원료(9)가 탈기부(11)에 공급되도록 설정된다. 액체원료 용기(8)로부터 탈기부(11)에 공급되는 것으로써 제1의 불활성 가스를 용존한 액체원료(9)는 탈기부(11)에 있어서, 가스투과성 합성수지튜브의 내부측으로 유통되고, 합성수지튜브의 외부측 표면에 따라 합성수지튜브에 대한 투과성이 제1의 불활성 가스보다 낮은 제2의 불활성 가스가 유통된다.

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이와같이 조작함으로써 제2의 불활성 가스의 합성수지튜브 내부측 투과를 억제하면서 액체원료에 용존하는 제1의 불활성 가스를 합성수지튜브의 외부측으로 투과시킬 수가 있다.

제1의 불활성 가스는 합성수지튜브에 대한 투과성이 높은 수소 또는 헬륨이 바람직하고, 제2의 불활성 가스는 합성수지튜브에 대한 투과성이 낮고 용이하게 입수할 수 있는 질소 또는 아르곤이 바람직하다.

또 액체원료에 용존하는 제1의 불활성 가스의 합성수지튜브 외부측으로의 투과를 촉진하기 위해, 합성수지튜브에 유통시키는 액체원료와 제2의 불활성 가스의 유통방향을 상호 반대 방향으로 하는 것이 바람직하다. 또한 액체원료의 유량은 통상 약 0.01∼20ml/min, 바람직하게는 0.1∼10ml/min정도이며, 제2의 불활성 가스의 유량은 통상 약 10∼5000ml/min, 바람직하게는 500∼2000ml/min 정도이다.

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이상 기술한 바와 같이 본 발명의 액체원료의 공급방법 및 공급장치에 의해, 반도체 제조공정에 있어서 액체원료의 유량을 벨로즈펌프나 질량유량 컨트롤러 등의 액체유량 제어부에서 제어하기 전에 액체원료에 용존하는 불활성 가스를 용이하고 또한 효율적으로 제거하는 것이 가능하게 되었다.

다음에 본 발명을 실시예에 의해 보다 구체적으로 설명하지만 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

(액체원료의 공급장치의 제작)

탈기부와 질량유량 컨트롤러를 포함하는 도 3에 나타내는 구성의 액체원료의 공급장치를 제작했다.

탈기부는 내경이 100mm, 높이가 200mm의 원주형상의 스테인리스제 용기의 내부측에 외경이 60mm, 높이가 140mm의 스테인리스제 원주체가 용기와 동축상에 배치되고, 이 원주체의 측면에 PTFE제의 튜브가 코일상으로 권취되어 봉지된 구조의 것으로 했다. 튜브의 형상은 내경이 1.6mm, 외경이 3.2mm, 길이가 3.0m였다.

(액체원료의 공급시험)

상술한 바와 같이 제작한 액체원료의 공급장치의 탈기부 입구측에 액체원료로서 테트라에톡시실란 500ml가 충전된 시판 액체원료 용기를 접속하고, 또 질량유량 컨트롤러의 출구측에는 액체원료의 유량변동을 측정하기 위한 비접촉식 유량계를 설치했다. 또한 이 시판 액체원료 용기내는 감압된 상태로 되어있었다.

제1의 불활성 가스 라인으로부터 헬륨가스를 도입하고, 액체원료 용기내를 헬륨가스로 충만시킨 후 헬륨가스의 압력을 0.1MPaG로 상승시킴과 동시에, 질량유량 컨트롤러를 작동시켜서 액체원료 용기내의 테트라에톡시실란을 0.8ml/min의 유량으로 탈기부를 경유시켜서 질량유량 컨트롤러에 공급했다. 한편 제2의 불활성 가스라인으로부터 질소를 액체원료의 유통방향과는 반대 방향으로 압력 0.1MPaG, 유량 500ml/min으로 PTFE제의 튜브의 외부측으로 유통시켰다. 또한 질량유량 컨트롤러의 출구측에 있어서의 테트라에톡시실란에 걸리는 압력을 0.01MPaabs가 되도록 설정했다. 그 동안 비접촉식 유량계로 측정된 테트라에톡시실란의 유량변동의 결과를 도 4에 나타낸다.

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(비교예 1)

실시예 1에 있어서의 액체원료의 공급시스템의 탈기부를 떼어내고, 액체원료용기를 질량유량 컨트롤러에 직접 접속시킨 것 이외는 실시예 1과 같이해서 액체원료의 공급시험을 행했다. 그 동안 비접촉식 유량계로 측정된 테트라에톡시실란의 유량변동의 결과를 도 4에 나타낸다.
비교예 1에 있어서는 테트라에톡시실란의 유량변동이 약 4분마다에 측정되었다. 도 4의 유량변동 상황으로부터 테트라에톡시실란에 용존되어있던 헬륨가스가 감압에 의해 미세기포로 되어서 테트라에톡시실란 중에 발생하였고, 미세한 기포가 집합해서 큰 기포로 되어 단숨에 흐르는 것으로 추측되었다. 실시예 1에 있어서 테트라에톡시실란의 유량은 거의 0.8ml/min을 유지하고, 변동이 측정되지 않았으므로, 탈기부에 있어서 헬륨가스가 충분히 제거되었다고 추측되었다.

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본 발명의 액체원료의 공급시스템 및 공급방법에 따라, 반도체 제조공정에 서의 액체원료의 유량을 벨로즈펌프나 질량유량 컨트롤러 등의 액체유량 제어부에서 제어하기 전에 액체원료에 용존한 불활성 가스를 용이하게 제거하는 것이 가능해졌다.

Claims

액체원료를 탈기하고 액체원료 용기로부터 액체유량 제어부에 공급하는 방법으로서, 제1의 불활성 가스의 압력에 의해 액체원료 용기로부터 공급된 액체원료를 가스투과성 합성수지튜브의 내부측으로 유통시키는 단계, 그 합성수지튜브의 외부측 표면을 따라 합성수지튜브에 대한 투과성이 제1의 불활성 가스보다 낮은 제2의 불활성 가스를 유통시키는 단계를 포함하며, 이에 따라 액체원료에 용존하는 제1의 불활성 가스를 합성수지튜브의 외부측에 투과시킨 후 액체원료를 액체유량 제어부에 공급하는 것을 특징으로 하는 액체원료의 공급방법.
제1항에 있어서,

합성수지튜브의 내부측에 유통시키는 액체원료와 제2의 불활성 가스의 유통방향이 상호 반대 방향인 것을 특징으로 하는 액체원료의 공급방법.
제1항에 있어서,

제1의 불활성 가스가 수소 및 헬륨으로 구성되는 군에서 선택되며, 제2의 불활성 가스가 질소 및 아르곤으로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 액체원료의 공급방법.
제1항에 있어서,

액체원료가 유기금속화합물을 함유하는 것을 특징으로 하는 액체원료의 공급 방법.
액체원료의 탈기부 및 액체유량 제어부를 구비한 액체원료의 공급장치로서, 탈기부가 가스투과성 합성수지튜브, 그 합성수지튜브에 의해 상호 접속된 액체원료의 도입구 및 배출구, 그 합성수지튜브의 외부측 표면에 따라 불활성 가스를 유통시키기 위한 유로 및 불활성 가스의 도입구와 배출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체원료의 공급장치.
제5항에 있어서,

탈기부가 원통형 또는 다각통형인 용기의 내부측에 가스투과성 합성수지튜브를 코일상으로 권취해서 봉지된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액체원료의 공급장치.
제5항에 있어서,

탈기부가 원통형 또는 다각통형인 용기의 내부측에 가스투과성 합성수지튜브를 원주체 또는 다각주체의 측면에 코일상으로 권취해서 봉지된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 액체원료의 공급장치.
제5항에 있어서,

가스투과성 합성수지튜브가 불소계 탄소수지로 제조된 것을 특징으로 하는 액체원료의 공급장치.
제5항에 있어서,

액체유량 제어부가 질량유량 컨트롤러(mass flow controller)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액체원료의 공급장치.