KR101604757B1

KR101604757B1 - 기판 처리 설비용 기화기

Info

Publication number: KR101604757B1
Application number: KR1020140061319A
Authority: KR
Inventors: 김근호; 허정수; 이승진; 이준호; 김현창
Original assignee: 주식회사 메카로
Priority date: 2014-05-22
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2016-03-18
Also published as: KR20150134535A

Abstract

본 발명은 기판처리설비용 기화기에 관한 것으로, 그 주된 목적은 초음파 진동에 의해 미립자화된 액상의 반응원료를 효과적으로 기화시켜 기판 박막형성의 생산성을 향상시키고, 기화된 반응원료를 안정적인 압력으로 기판 처리설비에 공급하여 기판 박막형성의 효율을 극대화하는 것이다.
이러한 목적을 이루기 위한 본 발명은, 반도체소자에 박막을 증착하는 공정을 진행하는 기판 처리 설비용 기화기에 관한 것으로,
박스형 외형을 갖추고 용액성 반응원료가 주입되도록 구비되는 반응원료 유입장치를 통해 유입된 반응원료를 초음파진동으로 무화시킬 수 있도록 진동기를 갖춘 무화부와;
상기 무화부의 제 2케이스에 일단이 결합되어, 상기 반응원료의 기화가 용이하도록 운반가스를 주입하는 운반가스 유입장치와, 상기 운반가스 유입장치 타단에 일단이 결합되어 상기 무화부에서 미립자로 무화된 상태로 공급된 반응원료를 고온으로 유지시키기 위해 외주에 히터를 구비한 관형상의 튜브로 이루어진 기화부와;
상기 기화부의 튜브 단부에 구비된 마구리에 일단이 결합되어, 기화된 반응원료를 소정 압력으로 배출할 수 있도록 구비된 적어도 하나 이상의 기체배출부로 이루어진다.
이에 따라, 초음파 진동에 의해 미립자화된 용액성 반응원료를 효과적으로 기화시켜 기판 박막형성의 생산성을 향상시킴과 동시에 기화된 용액성 반응원료를 안정적인 압력으로 기판 처리설비에 공급하여 기판 박막형성의 효율을 극대화하는 이점이 있다.

Description

기판 처리 설비용 기화기{A VAPORIZER FOR THE SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}

본 발명은 기화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무화부(霧化部)에서 초음파 진동에 의해 작은 미립자로 무화(霧化)되어 기화부로 유입되는 액체 원료를 열에너지에 의해 기화시킨 뒤, 기체배출부를 통해 기판처리설비에 공급하는 기판 처리 설비용 기화기에 관한 것이다.

일반적으로, 종래에는 반도체 소자 제조 공정 중 엠오소스(Metal Orgarnic Source)를 이용하여 박막(Thin Film)을 증착하는 MOCVD(Metal Orgarnic Chemical Vapor Deposition)공정을 진행하는 기판처리설비에 박막형성이 용이하도록 용액성 반응원료(이하, “반응원료”라 칭한다)를 기상(Vapor Phase)으로 바꾸어 기판에 박막을 증착하는 버블링(Bubbling)방식이 주로 사용되어 오고 있다.

즉, 일정량의 반응원료가 구비된 용기를 반응에 필요한 충분한 증기압을 얻을 수 있도록 가열한 다음, 용기 내에 기화된 반응원료를 질소 또는 아르곤 등의 운반 가스(Carrier Gas)를 불어넣어 상기한 기판처리설비의 반응로에 불어 넣는 방식이다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 기화방식은 반응원료를 고온으로 장시간 유지해야 함에 따라 반응원료가 열화 되는 현상에 의해 재현성있게 증착 공정을 달성할 수 없으며, 신뢰성 있는 박막 형성이 이루어지지 않는 문제가 있었다.

또한, 기판의 박막 증착 공정이 완료되고, 다른 기판의 박막 증착 공정을 진행할 때, 전 공정에서 사용하던 잔류 반응원료에 의해 기판의 박막두께가 달라지는 등 불량이 다발하는 문제가 있었다.

또한, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 최근 개발되어 사용되는 기화장치들에 있어서는, 반응원료를 액체상태로 기화기로 보내 고온 가열시키는 액상 플래쉬 증발(Liquid Flash Evaporation) 법이 사용되고 있으나, 이 방법은 기화기에 공급되는 반응원료의 양이 전부 기화되지 못하는 문제점을 안고 있으며, 아울러 여러 번 반복 사용함에 따라 기화기 내부 여러 곳에 고체화된 반응원료가 남아 고착되면서 막히게 되는 문제점이 있었다.

(01)대한민국 등록실용신안공보 제 20-0419924호 (02)대한민국 등록특허공보 제 10-0152702호

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 초음파 진동에 의해 미립자화된 액상 반응원료를 효과적으로 기화시켜 기판 박막형성의 생산성을 향상시키도록 하는데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 기화된 용액성 반응원료를 안정적인 압력으로 기판 처리설비에 공급하여 기판 박막형성의 효율을 극대화시키도록 하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 한 공정이 종료되고 나서 기화통에 아직 남아 있는 나머지 반응원료를 신속하게 배출시킴으로써, 다음 공정에 영향을 끼치는 기판의 불량원인을 원천적으로 차단하는데 있다.

이러한 목적을 이루기 위한 본 발명은,

반도체소자에 박막을 증착 하는 공정을 진행하는 기판 처리 설비용 기화기에 관한 것으로,

상기 기화기는,

박스형 외형을 갖추도록 결합되는 제 1, 2케이스와, 상기 제 1, 2케이스의 중심을 관통한 일단의 길이방향으로 액상의 반응원료가 주입되도록 구비되는 반응원료 유입장치와, 상기 반응원료 유입장치를 통해 유입된 반응원료를 초음파진동으로 무화시킬 수 있도록 진동기를 갖춘 무화부와;

상기 무화부의 제 2케이스에 일단이 결합되어, 상기 반응원료의 기화가 용이하도록 운반가스를 주입하는 운반가스 유입장치와, 상기 운반가스 유입장치 타단에 일단이 결합되어 상기 무화부에서 미립자로 무화된 상태로 공급된 반응원료를 고온으로 유지시키기 위해 외주에 히터를 구비한 관형상의 튜브로 이루어진 기화부와;

상기 기화부의 튜브 단부에 구비된 마구리에 일단이 결합되어, 기화된 반응원료를 소정 압력으로 배출할 수 있도록 구비된 적어도 하나 이상의 기체배출부로 이루어진다.

또한, 상기 반응원료 유입장치는,

상기 무화부 중심의 길이방향으로 구비되며, 일단에는 상기 제 2케이스와 결합할 수 있도록 결합플랜지가 마련된 유입관으로 이루어진다.

또한, 상기 기화부는,

상기 히터의 외부를 감싸도록 외주에 구비된 단열부재와, 상기 단열부재와 상기 히터의 양단을 지지하도록 상기 튜브의 양단에 구비된 클램프를 더 포함한다.

또한, 상기 운반가스 유입장치는,

상기 무화부의 제 2케이스 외주 일단에 결합될 수 있도록 플랜지 형상으로 이루어진 제 1결합부와, 상기 제 1결합부의 일단에 구비되며 상기 기화부의 튜브 일단 내주에 결합되는 제 2결합부와, 상기 제 1, 2결합부의 중심 길이방향으로 형성된 관통공과, 상기 제 2결합부 중간부분에 환형 요홈으로 형성된 가스유입홈과, 상기 튜브 내로 가스가 공급되도록 상기 가스 유입홈의 일측벽에 방사상으로 다수의 가스공급구가 형성된 연결관과;

상기 가스유입홈의 외측에 구비되는 커버와, 상기 가스유입홈에 운반가스의 공급이 용이하도록 상기 커버에 일단이 결합되는 가스공급관으로 이루어진다.

또한, 상기 기체 배출부는,

상기 기판처리설비에 기체화된 반응원료를 공급할 수 있도록 단부에 노즐이 구비된 제 1배출구와;

상기 기판처리설비의 박막공정이 완료되면, 상기 기화부에 남아 있는 잔류 기체를 배출할 수 있도록 단부에 노즐이 구비된 제 2배출구로 이루어진다.

또한, 상기 제 1배출구에 구비된 노즐의 직경은 Φ0.1 이상 Φ2.0 이하이며;

상기 제 2배출구에 구비된 노즐의 직경은 Φ3이상 Φ7 이하인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기체배출부는,

상기 제 1배출구와 동일한 조건으로 이루어지며 기판처리설비에 공급되는 기체의 압력과 동일한 압력으로 시험 배출될 수 있도록 구비되는 제 3배출구를 더 포함한다.

또한, 상기 기체배출부는,

상기 기화부에 일단이 결합되고, 타단에는 상기 제 1, 2배출구 또는 제 1, 2, 3배출구가 각각 분기되도록 구비된 파이프라인을 더 포함한다.

또한, 상기 기체배출부의 파이프라인은,

상기 제 1, 2배출구 또는 제 1, 2, 3배출구중 어느 하나의 배출구로 소스가스가 배출되도록 구비되는 개도(開度)제어밸브를 더 포함한다.

또한, 상기 진동기의 진동 주파수는, 40~400㎑인 것을 특징으로 한다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 초음파 진동에 의해 미립자화된 용액성 반응원료를 효과적으로 기화시켜 기판 박막형성의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 기화된 용액성 반응원료를 기판처리설비에 안정적인 압력으로 공급하여 기판 박막형성의 효율을 극대화시키는 효과가 있다.

또한, 한 공정이 종료되고 나서 남아있는 반응원료를 신속하게 배출시킴으로써, 다음 공정에서 기판의 불량원인을 원천적으로 차단하는 효과가 있다.

또한, 기판처리설비에서의 박막형성이 원활하게 이루어지도록 공급되는 기체의 압력을 기판처리설비의 압력과 일치시킴으로써, 기판의 박막형성시 불량의 원인을 원천적으로 차단함과 동시에 생산성을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 기판처리설비용 기화기 제 1실시예의 외형을 보인 사시도이고,
도 2는 도 1 “A”-”A”선에 따른 단면도로써, 본 발명에 따른 기판처리설비용 기화기의 내부 구조를 보인 도면이고,
도 3은 도 2 “B”선을 국부적으로 확대하여 보인 상세도이고
도 4는 본 발명에 따른 기판처리설비용 기화기의 제 2실시예를 보인 사시도이고,
도 5의 가)와 나)는 본 발명에 따른 기판처리설비용 기화기의 제 3실시예를 보인 사시도이고,
도 6의 가)와 나)는 본 발명에 따른 기판처리설비용 기화기의 제 4실시예를 보인 사시도이다.

도 2와 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 따른 기판처리설비용 기화기(10)(이하, "기화기"라 칭한다)는, 무화부(霧化部)(100)와 기화부(200)와 기체배출부(300)로 대별된다.

무화부(100)는 제 1, 2케이스(110)(130)와 반응원료 유입장치(150)와 진동기(170)로 이루어진다.

제 1, 2케이스(110)(130)는 박스형 외형을 갖추도록 결합되는 구조로서, 제 1케이스(110)는 원통형 구조의 외형을 갖추고, 일단에는 후술하는 반응원료 유입장치(150)의 관통이 용이하도록 관통공(111)이 형성되어 있다.

이 관통공(111)에 대향하는 타단은 후술하는 제 2케이스(130)와의 결합이 용이하도록 개구되며 단부 내주에 암나사(113)가 형성되어 있다.

제 2케이스(130)는 상기한 제 1케이스(110)에 대칭형으로 결합되는 구성으로서, 원통형으로 개구된 일단 외주에 상기한 제 1케이스(110)의 암나사(113)와 나사결합이 용이하도록 수나사(131)가 형성되며, 이에 대향하는 타단에는 장착공(133)이 형성되어 있다.

이 장착공(133)의 외주에는 후술하는 운반가스 유입장치(230)의 제 1결합부(231a)와 볼트체결이 용이하도록 방사상으로 다수의 탭(135)이 형성되어 있다.

이와 같이 결합되는 제 1, 2케이스(110)(130)의 중심 길이방향으로 반응원료 유입장치(150)가 구비된다.

반응원료 유입장치(150)는 유입관(151)과 니플(153)로 이루어진다.

유입관(151)은 일단에 상기한 제 2케이스(130)와 결합할 수 있도록 결합플랜지(151a)가 마련되고, 상기 제 1, 2케이스(110)(130)의 양측으로 양단이 돌출된다.

또한, 도시하지 않은 공급장치에 의해 반응원료의 공급이 용이하도록 상기한 유입관(151)의 일단에 니플(153)이 구비된다.

한편, 진동기(170)는 상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 반응원료 유입장치(150) 유입관(151)의 결합플랜지(151a) 일측에 구비된다.

진동기(170)는 압전소자로서 피에조 전기소자라고도 한다. 압전소자는 수정, 전기석, 로셸염, PZT(Lead Zirconate-Titanite) 등이 일찍부터 압전소자로 이용되었고, 근래에 개발된 타이타늄산바륨, 인산이수소암모늄, 타타르산에틸렌다이아민 등의 인공결정도 많이 사용된다.

이와 같은, 압전소자의 원리는, 압전기라고 할 수 있는데, 압전기란 어떤 종류의 결정판에 일정한 방향에서 압력을 가하면 판의 양면에 외력에 비례하는 양, 음 전하가 나타나는 현상이다.

이런 압전기는 금속박을 삽입하면서 여러 장을 겹칠 경우 그 양이 크게 증가한다는 것이 입증되었으며, 압전소자에 전기를 가할 경우 그 결정판의 고유의 진동수에 맞는 진동이 발생한다.

따라서 상기한 본원발명에 따른 진동기(170)의 초음파 진동에 의해 액체상태로 공급되는 반응원료가 30㎛이내의 미립자 상태로 무화가 이루어짐으로써, 후술하는 기화부(200)에서 기화가 용이하다.

또한, 상기한 진동기(170)의 진동 주파수는, 상기한 30㎛이내의 미립자 상태로 무화가 용이하게 이루어질 수 있도록 40~400㎑ 범위로 유지하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 무화부(100)의 일측으로 기화부(200)가 구비된다.

기화부(200)는, 튜브(201)와 히터(210) 운반가스 유입장치(230)와 단열부재(240)와 클램프(250)로 이루어진다.

튜브(201)는 원통형상으로 이루어진 관(管)의 일종으로서, 일단은 후술하는 운반가스 유입장치(230)와 결합되어 있으며 타단은 마구리(203)가 구비되고, 이 마구리(203)와 기체배출부(300)가 결합되어 있다.

이 튜브(201)의 외주에 히터(210)가 구비되며, 이 히터의 외주에 히터(210)의 열 손실을 방지하기 위해 단열부재(240)가 구비되며, 이 단열부재(240)의 외주에 커버(260)가 구비되어 있다.

또한, 상기한 히터(210)와 단열부재(240)와 커버(260)의 유동이 방지되며 안정적으로 고정될 수 있도록 상기한 튜브(201)의 양단에 클램프(250)가 구비되어 있다.

이 클램프(250)는 링 형상의 외형을 갖추고 일측에 절개부(251)가 구비되는데, 이 절개부(251)에 의해 내경측으로 탄성되며 상기한 튜브(201)의 양단에 고정되는 것이다.

한편, 상술한 무화부(100)와 기화부(200) 사이에 운반가스 유입장치(230)가 구비된다.

운반가스 유입장치(230)는 연결관(231)과 커버(233)와 가스공급관(235)으로 이루어진다.

연결관(231)은 제 1, 2결합부(231a) (231b)와 관통공(231c)과 가스유입홈(231d)과 가스공급구(231e)로 이루어진다.

제 1결합부(231a)는 상술한 무화부(100)의 제 2케이스(130) 외주 일단에 결합될 수 있도록 원반형의 플랜지 형상으로 이루어지며, 그 테두리에 방사상으로 볼트 안착홈(231aa)이 구비되어 있다.

이 볼트 안착홈(231aa)은 에 삽입된 볼트(BT)는 상기한 제 2케이스(130)에 형성된 탭(135)과 나사결합하여 고정되는 것이다.

제 2결합부(231b)는 상기한 제 1결합부(231a)의 일단에 원통형으로 구비되며 후술하는 기화부(200) 튜브(201)의 일단에 결합되며, 이와 같은, 제 1, 2결합부(231a)(231b)의 중심 길이방향으로 관통공(231c)이 형성된다.

이 제 2결합부(231b)의 중간부분에 환형 요홈으로 가스유입홈(231d)이 형성되며, 이 가스유입홈(231d)의 일측벽에 방사상으로 다수의 가스공급구(231e)가 형성되어 상기한 튜브(201) 내로 운반가스의 공급이 용이하도록 하였다.

한편, 상기한 가스유입홈(231d)의 외측에는 커버(233)가 구비되고, 이 커버(233)에 가스공급관(235)의 일단이 결합되어 가스유입홈(231d)과 가스공급구(231e)를 통해 튜브(201) 내측으로 운반가스의 공급이 용이하도록 하였다.

이와 같은 기화부(200)의 일측으로 기화된 소스가스를 소정 압력으로 배출할 수 있도록 상기 튜브 단부에 구비된 마구리(203)에 일단이 결합된 적어도 하나 이상의 기체배출부(300)가 구비된다.

기체 배출구(300)는, 제 1, 2배출구(310)(330)로 이루어지는데, 제 1, 2배출구(310)(330)는 도시하지 않은 기판처리설비에 기체화된 소스가스를 공급할 수 있도록 단부에 각각의 노즐(311)(331)이 구비되어 있다.

제 1배출구(310)에 구비된 노즐(311)의 직경은 Φ0.1 이상 Φ2.0 이하이며, 제 2배출구(330)에 구비된 노즐(331)의 직경은 Φ3이상 Φ7 이하이다.

이와 같이, 각각 다른 구경의 노즐(311)(331)이 구비되는 이유는, 대부분의 반도체공정이 매우 낮은 압력조건의 진공상태에서 진행되기 때문에, 본 발명에 따른 기화기(10)도 기화과정에 요구되는 적정한 압력조건 범위에서 작동되어야 할 필요가 있기 때문이다.

아래 표1의 실험데이터를 참고로 하여 상세히 설명한다.

우선 액상의 반응원료가 본 발명에 따른 진동기(170)의 초음파진동에 의해 기화될 수 있는 최소압력이 50Torr이상이며, 50Torr이하가 되면 진동기(170)의 초음파진동이 무력화, 즉, 무화작용이 원활하게 잘 이루어지지 않고, 결과적으로 그와 연계된 기화작용 또한 사실상 이루어지기 어렵게 된다.

즉, 직경 Φ1노즐(311)이 적용된 제 1배출구(310)를 예를 들어 설명한다.(진한 선 영역 참조)

기화통, 즉, 본 발명에 따른 기화부(200)로 600sccm(Standard Cubic centimeter per minutes:㎤/min)의 운반가스가 유입되고, 이 운반가스에 의해 100℃로 가열되는 상태일 때, 액상의 반응원료인 물이 아직 기화통으로 유입되지 않은 상태에서 기본적으로 51Torr의 압력에 도달하는 것으로 압력계에서 측정된다.

나아가, 상기한 물이 유입되면서 본 발명에 따른 진동기(170)에 의한 초음파진동이 작용하면 그 진동에너지를 받은 물이 세밀한 미립자 상태로 무화되고, 유입된 물의 양(25,50,75g/min)에 따라 무화되는 미립자 양도 비례해 증가한다.

또한, 곧바로 연계되는 기화작용도 원활하게 일어나면서 압력계에 표시되는 압력 수치가 유입되는 물의 양, 그리고 그에 따른 무화된 미립자 양에 비례하여 높아짐을 볼 수 있다.

따라서, 표1과 같은 시험데이터에 의해 본 발명에 따른 제 1배출구(310)의 구경은 상술한 바와 같이, Φ0.1 이상 Φ2.0이하로 적용하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 직경으로 이루어진 제 1배출구(310)의 노즐(311)을 통해서 배출되는 소스가스는 기판처리설비(미도시)의 압력 (통상적으로 약 0.1 ~ 5.0Torr)보다는 높은 압력으로서, 최소 50Torr이고, 보다 자세하게는 50 ~ 760Torr의 압력으로 기화기에서 배출되어 기판처리설비 안으로 공급된다.

다시 말해, 기화통 내부의 적정 압력 범위는 50 ~ 760Torr이다.

한편, 제 2배출구(330)는 기판처리설비 내에서 어느 하나의 공정이 완료되어 제 1배출구(310)를 통해 소스가스의 공급이 중단된 상태에서 본 발명에 따른 기화기(10) 내에 잔류한 소스가스를 배출하는 것으로써, 압력과 관계없이 신속한 배출이 이루어질 수 있도록 상기한 제 1배출구(310) 보다 큰 직경으로 이루어진다.

상기한 제 1, 2배출구(310)(330)는 도시하지 않은 컨트롤러에 의해 개폐되는 개폐밸브(예:솔레노이드밸브)를 구비함으로써, 자동으로 개폐된다.

계속해서, 도시한 바를 참조로 하여 본 발명에 따른 기화기(10)의 작용 효과를 설명한다.

우선, 반응원료 유입장치(150)를 통해서 액상의 반응원료가 유입되는데, 이 때, 반응원료 유입장치(150)의 유입관(151)을 통과하는 반응원료는 본 발명에 따른 진동기(170)의 초음파 진동에 의해 30㎛이하의 초미립자로 형성되어 유입관(151)으로 배출된다.

이와 동시에 운반가스 유입장치(230)를 통해서 운반가스가 유입되는데, 연결관(231)을 통해 가스유입홈(231d)에 공급된 운반가스는 1차적으로 가스유입홈(231d) 내부에 채워지게 되고, 이 가스유입홈(231d)의 일측벽에 방사상으로 형성된 가스공급구(231e)를 통해 기화부(200)의 튜브(201)로 공급된다.

이 공급된 운반가스는 기화부(200)의 히터(240)에 의해 고온으로 유지된 반응원료의 기화가 용이하도록 한다.

기화가 완료된 반응원료(이하, 소스가스(Source Gas)라 한다)는 도시하지 않은 진공상태의 기판처리설비 내의 압력과 동일한 압력으로 제 1배출구(310)의 노즐(311)을 통해 기판처리설비에 공급되며 공정이 진행된다.

한편, 상기한 기판처리설비에서의 공정이 완료되면 상기한 제 1배출구(310)는 도시하지 않은 개폐밸브(예:솔레노이드밸브)에 의해 폐쇄되며 소스가스의 공급이 중단됨과 동시에, 제 2배출구(330)의 노즐(331)이 오픈되며, 본 발명에 따른 기화기(10)의 튜브(201) 내에 잔류한 반응원료 및 운반가스를 도시하지 않은 펌프로 배출한다.

이 때, 제 2배출구(330)에 구비된 노즐(331)은 상기한 바와 같이 큰 직경으로 이루어져 잔류한 반응원료와 운반가스를 신속히 배출할 수 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 진동기(170)에서 발생하는 초음파 진동에 의해 미립자화된 액체 반응원료를 효과적으로 기화시켜 기판 박막형성의 생산성을 향상시켰으며, 기화된 용액성 반응원료를 기판처리설비에 안정적인 압력으로 공급하여 기판 박막형성의 효율을 극대화하였다.

또한, 한 공정이 종료되고 나서 남아 있는 반응원료 및 운반가스를 신속하게 배출시킴으로써, 다음 후속 공정에서 발생될 수 있는 공정불량원인을 원천적으로 차단하였다.

도 4에 도시한 것은 본 발명에 따른 기화기(10)의 제 2실시예를 보인 것으로, 기존의 상술한 구성에 제 3배출구(350)를 더 포함하는 것이다.

제 3배출구(350)는 상기한 바와 같이, 잔류한 반응원료와 운반가스의 배출이 완료되고 나서, 다음 공정에 새롭게 투입될 소스가스의 조건이 이루어질 때까지 시험 배출하기 위한 것으로써, 정상적인 압력으로 기화가 완료되면, 이 제 3배출구(350)는 개폐밸브(미도시)에 의해 자동으로 폐쇄되고, 제 1배출구(310)가 오픈되며 기판처리설비에 소스가스를 공급함으로써, 다음 공정이 진행된다.

도 5의 가)와 나)는 본 발명에 따른 기화기(10)의 제 3 실시예를 도시한 것으로써, 상술한 제 2실시예의 각 제 1, 2, 3배출구(310)(330)(350)가 각각 개별적인 파이프라인을 구비한 것인 반면, 이 제 3실시예에서는 하나의 파이프라인(P)을 구비하고, 이 파이프라인(P)의 단부에 제 1, 2, 3배출구(310)(330)(350)를 분기시켜 구비한 실시예를 보인 것이다.

이하, 본 발명에 따른 기화기(10)의 작용, 효과는 상술한 바와 동일함으로 설명을 생략한다.

도 6의 가)와 나)는 본 발명에 따른 기화기(10)의 제 4실시예를 도시한 것으로써, 상기한 제 3실시예를 변형한 것이다.

즉, 제 1, 2배출구(310)(330) 또는 제 1, 2, 3배출구(310)(330)(350)가 단부에서 분기된 파이프라인(P)의 중간에 스로틀밸브(Throttle Valve) 또는 피에조 컨트롤 밸브(Piezo Control Valve)중 어느 하나로 이루어진 개도(開度)제어밸브(400)를 구비한 것이다. 여기서 개도란 열린 정도를 의미한다.

즉, 개도제어밸브(400)의 개도제어에 의해 상술한 제 1, 2배출구(310)(330) 또는 제 1, 2, 3배출구(310)(330)(350)중 어느 한 곳으로 소스가스가 배출되도록 하는 것이다.

한편, 개도제어밸브(400)는 상기한 스로틀밸브 또는 피에조 컨트롤 밸브 이외에 도시하지 않은 컨트롤러의 제어에 의해 자동으로 개폐되며 개도를 조절할 수 있는 밸브를 사용해도 본 발명 소기의 목적을 달성할 수 있음은 물론이다.

본 발명은 상술한 특정 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변형실시는 본 발명의 청구범위 기재 범위 내에 있게 된다.

10:기판 처리 설비용 기화기 100:무화부
110,130:제 1, 2케이스 150:반응원료 유입장치
170:진동기 200 : 기화부
210:히터 230:운반가스 유입장치
240:단열부재 250:클램프
300:기체배출부 310,330:제 1, 2배출구
400:개도제어밸브

Claims

박스형 외형을 갖추도록 결합되는 제 1, 2케이스와, 상기 제 1, 2케이스의 중심을 관통한 일단의 길이방향으로 액상의 반응원료가 주입되도록 구비되는 반응원료 유입장치와, 상기 반응원료 유입장치를 통해 유입된 반응원료를 초음파진동으로 무화시킬 수 있도록 진동기를 갖춘 무화부와;
상기 무화부의 제 2케이스에 일단이 결합되어, 상기 반응원료의 기화가 용이하도록 운반가스를 주입하는 운반가스 유입장치와, 상기 운반가스 유입장치 타단에 일단이 결합되어 상기 무화부에서 미립자로 무화된 상태로 공급된 반응원료를 고온으로 유지시키기 위해 외주에 히터를 구비한 관형상의 튜브로 이루어진 기화부와;
상기 기화부의 튜브 단부에 구비된 마구리에 일단이 결합되어, 기화된 반응원료를 소정 압력으로 배출할 수 있도록 구비된 적어도 하나 이상의 기체배출부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비용 기화기.
제 1항에 있어서,
상기 반응원료 유입장치는,
상기 무화부 중심의 길이방향으로 구비되며, 일단에는 상기 제 2케이스와 결합할 수 있도록 결합플랜지가 마련된 유입관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비용 기화기.
제 1항에 있어서,
상기 기화부는,
상기 히터의 외부를 감싸도록 외주에 구비된 단열부재와, 상기 단열부재와 상기 히터의 양단을 지지하도록 상기 튜브의 양단에 구비된 클램프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비용 기화기.
제 1항에 있어서,
상기 운반가스 유입장치는,
상기 무화부의 제 2케이스 외주 일단에 결합될 수 있도록 플랜지 형상으로 이루어진 제 1결합부와, 상기 제 1결합부의 일단에 구비되며 상기 기화부의 튜브 일단 내주에 결합되는 제 2결합부와, 상기 제 1, 2결합부의 중심 길이방향으로 형성된 관통공과, 상기 제 2결합부 중간부분에 환형 요홈으로 형성된 가스유입홈과, 상기 튜브 내로 가스가 공급되도록 상기 가스 유입홈의 일측벽에 방사상으로 다수의 가스공급구가 형성된 연결관과;
상기 가스유입홈의 외측에 구비되는 커버와, 상기 가스유입홈에 운반가스의 공급이 용이하도록 상기 커버에 일단이 결합되는 가스공급관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비용 기화기.
제 1항에 있어서,
상기 기체 배출부는,
상기 기판처리설비에 기체화된 반응원료를 공급할 수 있도록 단부에 노즐이 구비된 제 1배출구와;
상기 기판처리설비의 박막공정이 완료되면, 상기 기화부에 남아 있는 잔류 기체를 배출할 수 있도록 단부에 노즐이 구비된 제 2배출구로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비용 기화기.
제 5항에 있어서,
상기 제 1배출구에 구비된 노즐의 직경은 Φ0.1 이상 Φ2.0 이하이며;
상기 제 2배출구에 구비된 노즐의 직경은 Φ3이상 Φ7 이하인 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비용 기화기.
제 5항에 있어서,
상기 기체배출부는,
상기 제 1배출구와 동일한 조건으로 이루어지며, 기판처리설비에 공급되는 기체의 압력과 동일한 압력으로 시험 배출될 수 있도록 구비되는 제 3배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비용 기화기.
제 7항에 있어서,
상기 기체배출부는,
상기 기화부에 일단이 결합되고, 타단에는 상기 제 1, 2배출구 또는 제 1, 2, 3배출구가 각각 분기되도록 구비된 파이프라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비용 기화기.
제 8항에 있어서,
상기 기체배출부의 파이프라인은,
상기 제 1, 2배출구 또는 제 1, 2, 3배출구중 어느 하나의 배출구로 소스가스가 배출되도록 구비되는 개도(開度)제어밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비용 기화기.
제 1항에 있어서,
상기 진동기의 진동 주파수는, 40~400㎑인 것을 특징으로 하는 기판 처리 설비용 기화기.