KR100805354B1 - 액체 원료 기화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 액체 원료 기화 장치에 관한 것으로, 액체 원료가 주입되고, 상기 액체 원료의 적어도 일부를 기화시키기 위한 예비 기화부; 예비 기화부와 연결되고, 일부 기화된 상기 원료가 유로를 따라 이동하면서 기화되는 주 기화부; 주 기화부와 연결되고, 기화된 원료의 기화 상태를 유지하는 보조 기화부; 및 주 기화부 및 예비 기화부와 보조 기화부의 적어도 일부를 가열하는 가열 장치를 포함하여 액체 원료의 완전한 기화와 파티클 발생을 최소화할 수 있어 액체 원료의 이용 효율을 증가시키고, 고품질 및 고순도의 반도체 막을 용이하게 형성할 수 있다.
기화 장치, 예비 기화부, 주 기화부, 보조 기화부, 파티클

Description

액체 원료 기화 장치{Vaporizer for liquid source}
도 1은 기화 장치를 포함하는 CVD 장치의 일예를 설명하기 위한 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액체 원료 기화 장치의 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액체 원료 기화 장치의 단면 사시도.
도 4(a) 내지 도 4(c)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액체 원료 기화 장치의 나선형 홈의 유로의 다양한 실시 예를 설명하기 위한 내부 유도관의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 원료 공급부 200 : 예비 기화부
300 : 주 기화부 400 : 보조 기화부
500 : 가열 장치
본 발명은 액체 원료(liquid source) 기화 장치(vaporizer)에 관한 것으로, 특히 기화율을 향상시킬 수 있어 파티클(particle)을 최소화시킬 수 있는 액체 원료 기화 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자나 디스플레이 소자를 제조하기 위해서는 기판 상부에 소정의 막 형성 공정 및 식각 공정을 반복하여 원하는 소자를 제조하게 된다. 그중에서도 소정의 막 형성 공정은 소자가 고밀도화 및 고집적화함에 따라 그 사양이 엄격해지고 있다.
예컨데, 반도체 소자중에서 캐패시터의 유전체막이나 게이트 절연막과 같이 대단히 얇은 절연막이 요구되고 있다. 또한, 전극이나 배선으로 사용되는 막에 대해서도 박막화가 요구되고 있다. 배선막을 예로 들면 구리막이나 알루미늄막을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition; CVD) 공정에 의해 형성하는 방법이 제안되어 있다. 액체 원료를 사용하여 CVD 공정을 적용할 경우 액체 원료를 기화 장치에 의해 기화시켜 반응 장치에 공급하여 막을 형성하고 있다. 따라서, 정밀도가 높은 막을 형성하기 위해서는 기화 장치에 공급된 액체 원료를 효율적으로 기화시켜 반응 장치에 공급해야 한다.
기화 장치를 포함하는 CVD 장치의 일 예를 도 1에 도시하였다. 도 1을 참조하면, 일반적인 CVD 장치는 액체 원료 기화 장치(11), 액체 원료 공급원(12 내지 15), 가압관(16)과, 액체 원료 유량 제어계(17 내지 20)와, 캐리어 가스 공급관(21), 캐리어 가스 유량 제어계(22), 연결관(23), 반응 장치(25)를 포함한다. 복 수의 액체 원료 공급원(12 내지 15)의 각각은 가압관(16)에 연결되고, 액체 원료 유량 제어계(17 내지 20)의 각각을 거쳐 연결관(23)에 연결된다. 연결관(23)에는 캐리어 가스 공급관(21)이 캐리어 가스 유량 제어계(22)를 통해 연결된다. 연결관(23)은 액체 원료 기화 장치(11)의 원료 공급관(24)에 연결된다. 액체 원료 기화 장치(11)에는 반응 장치(25)측으로 연장되는 원료 가스 수송관(26)이 연결된다. 반응 장치(25) 내부에는 기판을 가열 및 지지하기 위한 기판 히터(미도시) 등이 설치된다.
캐리어 가스가 캐리어 가스 유량 제어계(22)에 의해 유량이 조절되면서 캐리어 가스 공급관(21)으로부터 연결관(23)으로 흐른다. 액체 원료 공급원(12 내지 15) 내부의 액체 원료는 가압관(16)으로부터 가압되고 액체 원료 유량 제어계(17 내지 20)에 의해 유량 조절되어 연결관(23)으로 공급되고, 액체 원료 기화 장치(11) 내부로 분무된다. 액체 원료 기화 장치(11) 내부에 분무된 액체 원료는 액체 원료 기화 장치(11) 내부에서 기화된다. 기화된 가스(원료 가스)는 원료 가스 수송관(26) 내부를 통과하여 반응 장치(25) 내부로 공급된다. 원료 가스는 반응 장치(25) 내부에서 기판 히터(미도시)로 가열된 기판 상에 소정의 막을 형성한다.
상기의 CVD 장치에서 액체 원료를 기화시키는 기화 장치는 액체 원료가 유입되어 일시 저장되는 소정의 공간, 저장된 액체 원료를 분사하는 분사구, 분사구를 통해 분사된 액체 원료가 이동하는 유도관, 유도관을 따라 이동하는 액체 원료를 가열하여 기화시키기 위해 유도관의 외부에 설치된 히터 등을 포함한다.
그러나, 상기한 종래의 기화 장치는 유도관을 중심으로 유도관의 외부에 히터를 설치하기 때문에 유도관의 내부 접촉면에서는 액체 원료의 기화가 잘 이루어지지만, 유도관의 중앙부에서는 히터로부터의 열이 적게 전달되므로 액체 원료의 기화가 이루어지지 않는다. 이로 인해 유도관 내부에 기화되지 않은 액체 원료가 정체되어 유도관 내의 원료 흐름을 방해하거나 기화되지 않은 액체 원료가 압력에 의해 챔버까지 공급되어 웨이퍼 상에 불순물로서 증착되게 된다.
그리고, 유도관내의 위치에 따른 기화율의 차이로 인해 유도관의 내부 접촉면에서는 원료의 유속이 빠른 반면 유도관의 중심부에서는 원료의 흐름이 느려져 유도관에서의 위치별로 유동 속도가 불균일하게 된다. 이를 방지하기 위해 액체 원료 유량 제어기를 사용하여 기화 장치 내부로 일정하게 액체 원료를 공급해야 한다. 이렇게 하더라도 유도관 내부에서의 기화율이 불균일하기 때문에 챔버로 공급되는 기체 상태의 원료 공급이 불균일하게 된다. 따라서, 챔버로 유입되는 원료를 재현성있게 조절할 수 없어 형성되는 막의 균일도와 재현성이 떨어진다는 문제점이 있다.
또한, 종래의 기화 장치에는 분사구가 설치되었으나, 분사구만으로는 기화율의 증대를 기대할 수 없었고, 기화율을 높이기 위해 필요 이상의 온도로 액체 원료를 가열함으로써 기화 장치 자체의 열화를 가져온다는 문제점이 있다.
한편, 종래의 기화 장치는 액체 원료가 저장되는 소정의 공간이 직각 형상을 갖기 때문에 공급관을 통해 공급된 액체 원료가 소정 공간의 모서리 부근에서 와류 현상을 일으키게 된다. 따라서, 공간의 모서리 부근에서 액체 원료가 잔류하게 되 고, 공간의 외벽에 고체 상태의 파티클로 붙어있게 된다. 이러한 파티클은 다시 외벽으로부터 떨어져 나와 액체 원료와 함께 유도관을 따라 이동하지만, 기화되지 않고 고체 상태 그대로 챔버로 이동되어 기판 상에 파티클을 발생시킨다.
본 발명의 목적은 기화율을 향상시킬 수 있는 액체 원료 기화 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 기화 장치내에서의 잔류물 발생을 억제함으로써 파티클 발생을 방지할 수 있는 액체 원료 기화 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 액체 원료 기화 장치는 액체 원료가 주입되고, 상기 액체 원료의 적어도 일부를 기화시키기 위한 예비 기화부; 상기 예비 기화부와 연결되고, 일부 기화된 상기 원료가 유로를 따라 이동하면서 기화되는 주 기화부; 상기 주 기화부와 연결되고, 기화된 원료의 기화 상태를 유지하는 보조 기화부; 및 상기 주 기화부 및 예비 기화부와 보조 기화부의 적어도 일부를 가열하는 가열 장치를 포함한다.
상기 액체 원료 및 캐리어 가스를 공급하기 위한 원료 공급부를 더 포함한다.
상기 원료 공급부는, 적어도 하나 이상의 액체 원료 공급원으로부터 상기 액 체 원료를 공급하기 위한 제 1 공급관; 및 적어도 하나 이상의 캐리어 가스 공급원으로부터 상기 캐리어 가스를 공급하기 위한 적어도 하나 이상의 제 2 공급관을 포함한다.
상기 액체 원료 공급원 및 상기 캐리어 가스 공급원과 상기 원료 공급부 사이에 연결관을 더 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 공급관은 상기 연결관보다 작은 직경으로 설치된다.
상기 제 1 공급관과 상기 적어도 하나 이상의 제 2 공급관의 일부는 상기 제 1 공급관과 연결되고, 상기 제 2 공급관의 나머지는 상기 예비 기화부와 연결된다.
상기 예비 기화부는 상기 원료 공급부로부터 공급된 상기 액체 원료 및 캐리어 가스를 저장하기 위한 제 1 공간을 포함한다.
상기 제 1 공간은 상기 원료 공급부와 연결되는 부분으로부터 그 폭이 점점 커지다가 소정 위치에서 일정해지는 형상으로 형성된다.
상기 주 기화부는, 상기 예비 기화부의 원료를 분사하기 위한 제 1 분사구; 상기 제 1 분사구를 통해 분사된 상기 원료가 이동되면서 기화되는 유로; 및 상기 유로를 이동하면서 기화된 상기 원료를 분사하기 위한 제 2 분사구를 포함한다.
상기 유로는 내부 유도관의 외주면에 나선형의 홈으로 형성된다.
상기 내부 유도관의 일단에 제 1 돌출부를 더 포함하고, 상기 내부 유도관의 말단에 제 2 돌출부를 더 포함한다.
상기 제 2 분사구는 상기 유로의 직경보다 작은 직경으로 형성된다.
상기 유로는 상기 내부 유도관과 소정 간격 이격되도록 외부 유도관을 설치 함으로써 형성된다.
상기 보조 기화부는 상기 주 기화부로부터 유입된 상기 기화된 원료의 기화 상태를 유지하기 위한 제 2 공간을 포함한다.
상기 가열 수단은 상기 예비 기화부, 상기 주 기화부 및 상기 보조 기화부에 걸쳐 설치된다.
상기 가열 수단은 복수개의 카트리지 히터를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 액체 원료 기화 장치의 단면도이고, 도 3은 단면 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 액체 원료 기화 장치는 액체 원료 공급원 및 캐리어 가스 공급원으로부터 액체 원료 및 캐리어 가스를 공급하기 위한 원료 공급부(100), 공급된 액체 원료를 일부 기화시키기 위한 예비 기화부(200), 유로를 따라 액체 원료가 이동하면서 액체 원료를 기화시키기 위한 주 기화부(300), 기화된 원료의 기화 상태를 유지하거나 미기화된 원료를 기화시키기 위한 보조 기화부(400), 그리고 예비 기화부(200), 주 기화부(300) 및 보조 기화부(400)까지 연장 설치되어 액체 원료를 가열시켜 기화시키거나 기화 상태를 유지하기 위한 가열 장치(500)를 포함한다.
원료 공급부(100)는 적어도 하나 이상의 액체 원료 공급원으로부터의 액체 원료를 공급하기 위한 제 1 공급관(101), 적어도 하나 이상의 캐리어 가스 공급원으로부터 일정한 압력으로 공급되는 캐리어 가스를 공급하기 위한 제 2 및 제 3 공급관(102 및 103)을 포함한다. 여기서, 제 1, 제 2 및 제 3 공급관(101, 102 및 103)은 직경 0.2∼2.0㎜의 관으로 설치하며, 액체 원료 공급원 및 캐리어 가스 공급원로부터 기화 장치에 원료를 공급하기 위한 연결관(110, 120 및 130)보다 가늘게 설치하여 액체 원료 및 캐리어 가스의 유속을 빠르게 한다. 또한, 제 2 공급관(102)은 제 1 공급관(101)과 소정 위치에서 서로 연결되고, 제 3 공급관(103)은 예비 기화부(200)와 직접 연결된다. 이때, 원료 공급부(100)는 예비 기화부(200)와 일체로 제작될 수 있고, 기화 장치 외부에서 별도의 미세관을 연결하여 구성할 수 있다. 또한, 원료를 공급하기 위한 연결관(110, 120 및 130)에서 기화 장치와 연결되는 영역을 미세관으로 구성할 수도 있다.
예비 기화부(200)는 제 1 공급관(101)을 통해 공급된 액체 원료를 일시적으로 저장하는 제 1 공간(201)을 포함한다. 제 1 공간(201)은 가열 장치(500)가 소정 위치까지 연장되어 설치되기 때문에 액체 원료의 일부가 기화되게 된다. 따라서, 제 1 공간(201)에는 액체 상태와 기체 상태가 혼합된 상태의 원료가 존재하게 된다. 한편, 제 1 공간(201)은 제 1 공급관(101)을 통해 액체 원료가 충분히 공급되도록 하기 위해 제 1 공급관(101)의 직경보다 큰 폭을 갖도록 형성되고, 제 1 공급관(101)과 연결된 부분으로부터 폭이 점점 커지다가 소정 위치에서 일정해지는 형 상으로 형성된다. 예컨데, 입구에서부터 45°내지 60°의 내각으로 폭이 점점 커지다가 소정 위치에서 평행하게 형성된다. 이렇게 제 1 공간(201)이 형성됨으로써 직각 형상으로 형성되는 종래의 경우에 비해 입구 부근에 모서리가 존재하지 않기 때문에 액체 원료의 와류를 방지할 수 있고, 이에 따라 제 1 공간(201) 내부에서 액체 원료가 잔류하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 캐리어 가스를 공급하는 제 3 공급관(103)은 제 1 공간(201)과 연결되도록 하여 제 1 공간(201)에 캐리어 가스를 공급하도록 한다. 이에 따라 제 1 공간(201)의 액체 원료가 더 원활하게 이동할 수 있도록 한다. 이때, 예비 기화부(200)는 일정한 지름을 갖는 원통형의 일정 직경부와 직경이 점점 감소하는 전두 원뿔형 영역으로 이루어지며, 이는 금속 예를들면 스테인레스 스틸과 같은 재료로 제작된다. 또한, 가열 장치(500)는 일정 직경부와 전두 원뿔형 영역의 경계 근처에 인접하도록 연장된다.
주 기화부(300)는 제 1 공간(201)에 저장된 혼합 상태의 원료를 분사하기 위한 제 1 분사구(301), 제 1 분사구(301)로부터 분사된 혼합 상태의 원료를 이동시키기 위해 내부 유도관(302)의 외주면에 형성되고 0.2∼2.0㎜의 직경을 갖는 복수의 나선형 홈의 유로(303), 내부 유도관(302)의 외주면과 내주면이 밀착된 외부 유도관(304)을 포함한다. 또한, 제 1 공간(201)에 저장되어 있는 혼합 상태의 원료의 흐름을 유선형으로 유도하여 제 1 분사구(301)에 집중시킬 수 있도록 내부 유도관(302)의 일단에 설치된 원뿔 형상의 제 1 돌출부(305)를 더 포함한다. 그리고, 내부 유도관(302)의 말단에 설치된 원뿔 형상의 제 2 돌출부(306)을 더 포함하고, 제 2 돌출부(306)가 내부 유도관(302)의 말단에 설치됨으로써 형성된 복수의 제 2 분사구(307)를 더 포함한다.
제 1 돌출부(305)는 내부 유도관(302)과 일체형으로 설치할 수 있으며, 제 1 돌출부(305)의 지름이 내부 유도관(302)의 지름보다 작게 하여 내부 유도관(302)과 제 1 돌출부(305)의 연결 지점에 소정의 단턱이 만들어지게 되고, 단턱에 연장되는 원뿔형 구조물을 구비한다. 이러한 단턱의 내주면에 외부 유도관(304)과 체결되며, 다수의 돌출부가 형성된 고정링(308)을 체결함으로써 제 1 분사구(301)가 형성된다. 즉, 고정링(308)이 단턱에 고정되고, 고정링(308)의 돌출부가 내부 유도관(302)의 제 1 돌출부(305)를 고정하므로 돌출부 사이의 틈새에 의해 복수의 제 1 분사구(301)가 형성된다. 여기서, 제 1 분사구(301)는 분사 효과를 극대화시키기 위해 충분히 작은 직경으로 형성하는데, 이를 위해 고정링(308)의 돌출부의 수 및 크기를 조절한다. 또한, 제 1 분사구(301)는 내부 유도관(302) 외주면에 나선형 홈의 유로(303)와 연결된다.
그리고, 전술한 바와 같이 내부 유도관(302)의 외주면과 외부 유도관(304)의 내주면은 서로 밀착되어 있으며, 나선형 홈의 유로(303)는 내부 유도관(302)의 외주면에 형성되어 제 1 분사구(301)를 통해 분사된 혼합 상태의 원료가 이동되도록 한다. 유로(303)를 따라 이동되는 원료중 기화되지 않은 액체 원료는 외부 유도관(304)과 소정 간격 이격되어 설치된 가열 수단(500)에 의해 가열되어 기화된다. 따라서, 내부 유도관(302)의 축을 따라 형성된 나선형 홈의 유로(303)의 길이가 길수록 기화되는 시간이 더 길어지므로 그 만큼 기화 효율이 높아진다. 그리고, 내부 유도관(302)의 외주면에 나선형 홈의 유로(303)을 겹치지 않게 여러개 형성한다면 기화 효율을 더 높일 수 있다. 한편, 내부 유도관(302)과 외부 유도관(304)의 재질로는 열전도도가 우수한 금속을 선택하는 것이 바람직한데, 예를들어 스테인레스 스틸을 사용하는 것도 좋다.
또한, 제 2 돌출부(306)가 내부 유도관(302)의 말단에 설치되는데, 제 2 돌출부(306)는 제 1 돌출부(305)와 유사한 원뿔형 형상으로 제조될 수 있다. 한편, 제 2 돌출부(306)는 내부 유도관(302) 말단에 단턱이 형성되도록 설치되고, 내주면에 복수의 돌출부가 형성된 고정링을 단턱에 고정되도록 설치할 수도 있다. 이 경우는 내부 유도관(302)의 일단에 제 1 돌출부(305)가 설치되고 내주면에 돌출부가 형성된 고정링(308)을 단턱에 고정되도록 하여 제 1 분사구(301)가 형성되도록 하는 것과 마찬가지다. 한편, 제 2 분사구(307)는 액체 원료가 유입되는 제 1 공급관(101)보다 작은 지름, 예를들어 직경 0.1∼1.0㎜ 정도의 가는 관으로 형성하여 오리피스 기능을 하도록 함으로써 만약에 잔류하는 액체 원료가 유로(303) 및 제 2 분사구(307)를 통과하면서 기화되도록 한다.
보조 기화부(400)는 반응 챔버로 기화된 원료를 공급하기 이전에 일정한 유동 속도를 유지시키는 동시에 완벽한 기화를 위해 제 2 공간(401)을 포함한다. 제 2 공간(401)에는 제 2 분사구(307)를 통해 분사된 기화된 원료가 저장되며, 가열 장치(500)가 소정 위치까지 연장되어 있으므로 기화 상태를 유지시키고, 극소량의 미기화 액체 원료를 최종적으로 기화시켜 완벽한 기화를 가능하게 한다. 제 2 공 간(401)에 저장된 기화된 원료는 배출관(140)을 통해 반응 챔버로 공급된다.
가열 수단(500)은 예비 기화부(200), 주 기화부(300) 및 보조 기화부(400)에 걸쳐 설치되며, 열 전도율을 더욱 향상시키기 위해 여러개의 카트리지 히터를 사용할 수 있다. 또한, 가열 수단(500)은 몸체(520)에 마련된 고정 나사 홈(510)에 고정 나사를 끼워 몸체(520)에 체결된다.
도 4(a) 내지 도 4(c)은 내부 유도관의 단면도로서, 내부 유도관의 외주면에 서로 분리되고 평행한 복수의 나선형 홈의 유로가 사각형, 직사각형, 삼각형등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 이외에도 나선형 홈을 반원형 등으로 형상을 변경할 수도 있고 홈의 깊이 및 폭을 조절할 수도 있다. 이러한 나선형 홈의 유로의 형상, 크기 및 개수를 조절함으로써 기화량과 속도를 조절할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 액체 원료 기화 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
액체 원료 공급원으로부터 공급되는 액체 원료는 제 1 공급관(101)을 통해 제 1 공간(201)으로 유입된다. 이때, 제 2 및 제 3 공급관(102 및 103)의 적어도 어느 하나로부터 캐리어 가스가 공급되어 액체 원료의 이동을 원활하게 한다. 제 1 공급관(101)에 주입된 액체 원료와 제 2 또는 제 3 공급돤(102 또는 103)에 주입된 캐리어 가스는 예비 기화부(200)의 제 1 공간(201)에 공급된다. 이때, 가열 장 치(500)가 제 1 공간(201)까지 연장되므로 제 1 공간(201)에 유입된 액체 원료의 일부가 기화되어 제 1 공간(201)에는 액체 상태와 기체 상태가 혼합된 상태의 원료가 저장되게 된다.
이후, 제 1 공간(201)에 채워진 원료는 제 1 돌출부(305)에 의해 유선 형태로 흘러 제 1 분사구(301)에 집중되고, 제 1 분사구(301)를 통해 주 기화부(300)의 나선형 홈의 유로(303)로 원료 물질이 분사된다. 나선형 홈의 유로(303)를 통해 원료가 지나면서 가열 장치(500)에 의해 가열되고, 이에 따라 원료의 기화가 이루어진다.
이어서, 유로(303)내에서 기화가 미처 이루어지지 못한 원료는 제 2 분사구(307)가 제 1 공급관(101)보다 좁은 관으로 형성되기 때문에 제 2 분사구(307)를 통해 분사되지 못하고 유로(303) 내에 머물게 되면서 마저 기화되게 된다. 이렇게 기화된 원료는 제 2 분사구(307)를 통해 제 2 공간(401)으로 분사된다. 제 2 공간(401)에 공급된 기화된 원료는 일정한 유동 속도를 유지하게 되는 동시에 가열 수단(500)이 제 2 공간(401)까지 연장되어 설치되므로 기화 상태를 유지하게 되어 완벽한 기화가 이루어지게 된다. 제 2 공간(401)에 저장된 기화된 원료는 배출관(140)을 통해 반응기 내로 배출된다.
한편, 상기 본 발명의 일 실시 예에서는 내부 유도관의 외주면에 복수의 나선형 홈의 유로를 설치하고, 내부 유도관의 외주면과 외부 유도관의 내주면을 밀착시킨 경우를 예로 들어 설명하였으나, 여기에 국한되지 않고 내부 유도관과 외부 유도관이 소정의 간격을 유지하도록 하여 그 사이에 유로가 형성되도록 할 수도 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 액체 원료 공급원 및 캐리어 가스 공급원과 기화 장치를 연결하는 연결관보다 지름이 작은 관으로 제 1, 제 2 및 제 3 공급관을 설치하여 액체 원료 및 캐리어 가스의 유동 속도를 빠르게 하고, 제 2 및 제 3 공급관을 통해 캐리어 가스를 액체 원료와 동시에 유입시켜 액체 원료의 이동을 원활하게 한다.
또한, 액체 원료를 일시 저장하는 제 1 공간까지 가열 장치가 연장되도록 하여 제 1 공간에서 액체 원료의 일부가 기화되도록 하고, 입구부터 폭이 점점 커지다가 소정 위치에서 일정해지는 형상으로 제 1 공간을 형성하여 제 1 공간 내에서의 액체 원료의 와류를 방지하여 파티클의 발생을 방지할 수 있다.
그리고, 나선형 홈의 유로를 내부 유도관 내주면을 따라 형성하고 가열 장치를 통해 가열되도록 함으로써 짧은 내부 유도관의 길이에 비해서 기화율을 높일 수 있다.
또한, 내부 유도관 말단의 제 2 분사구를 제 1 공급관보다 지름이 작은 관으로 설치함으로써 미처 기화되지 못한 액체 원료가 분사되지 못하게 하는 동시에 완전히 기화되도록 한다.
한편, 제 2 분사구를 통해 분사된 기화된 원료의 유동 속도를 일정하게 하는 제 2 공간까지도 가열 수단이 연장되도록 함으로써 기화 상태를 유지할 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명에 의하면 액체 원료의 완전한 기화와 파티클 발생을 최소화할 수 있어 액체 원료의 이용 효율을 증가시키고, 고품질 및 고순도의 박막을 용이하게 형성할 수 있다.

Claims (15)

  1. 액체 원료 공급원 및 캐리어 가스 공급원으로부터 액체 원료 및 캐리어 가스를 공급하며, 상기 액체 원료 공급원 및 캐리어 가스 공급원과 연결되는 연결관보다 작은 직경의 공급관을 포함하여 상기 액체 원료 및 캐리어 가스를 빠른 유속으로 공급하는 원료 공급부;
    상기 원료 공급부와 연결되고, 상기 액체 원료의 적어도 일부를 기화시키기 위한 예비 기화부;
    상기 예비 기화부와 연결되고, 일부 기화된 상기 원료가 유로를 따라 이동하면서 기화되는 주 기화부;
    상기 주 기화부와 연결되고, 기화된 원료의 기화 상태를 유지하는 보조 기화부; 및
    상기 주 기화부 및 예비 기화부와 보조 기화부의 적어도 일부를 가열하는 가열 장치를 포함하는 액체 원료 기화 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 원료 공급부는,
    적어도 하나 이상의 액체 상기 원료 공급원으로부터 상기 액체 원료를 공급하기 위한 제 1 공급관; 및
    적어도 하나 이상의 상기 캐리어 가스 공급원으로부터 상기 캐리어 가스를 공급하기 위한 적어도 하나 이상의 제 2 공급관을 포함하는 액체 원료 기화 장치.
  4. 삭제
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 공급관과 상기 적어도 하나 이상의 제 2 공급관의 일부는 상기 제 1 공급관과 연결되고, 상기 제 2 공급관의 나머지는 상기 예비 기화부와 연결되는 액체 원료 기화 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 예비 기화부는 상기 원료 공급부로부터 공급된 상기 액체 원료 및 캐리어 가스를 저장하기 위한 제 1 공간을 포함하는 액체 원료 기화 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 제 1 공간은 상기 원료 공급부와 연결되는 부분으로부터 그 폭이 점점 커지다가 일정해지는 형상으로 형성되는 액체 원료 기화 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 주 기화부는,
    상기 예비 기화부의 원료를 분사하기 위한 제 1 분사구;
    상기 제 1 분사구를 통해 분사된 상기 원료가 이동되면서 기화되는 유로; 및
    상기 유로를 이동하면서 기화된 상기 원료를 분사하기 위한 제 2 분사구를 포함하는 액체 원료 기화 장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 유로는 내부 유도관의 외주면에 나선형의 홈으로 형성되는 액체 원료 기화 장치.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 내부 유도관의 일단에 제 1 돌출부를 더 포함하고, 상기 내부 유도관의 말단에 제 2 돌출부를 더 포함하는 액체 원료 기화 장치.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 분사구는 상기 유로의 직경보다 작은 직경으로 형성되는 액체 원료 기화 장치.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 유로는 상기 내부 유도관과 이격되도록 외부 유도관을 설치함으로써 형성되는 액체 원료 기화 장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 보조 기화부는 상기 주 기화부로부터 유입된 상기 기화된 원료의 기화 상태를 유지하기 위한 제 2 공간을 포함하는 액체 원료 기화 장치.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 수단은 상기 예비 기화부, 상기 주 기화부 및 상기 보조 기화부에 걸쳐 연속적으로 설치되는 액체 원료 기화 장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 가열 수단은 복수의 카트리지 히터를 포함하는 액체 원료 기화 장치.
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