KR102204536B1 - 캡슐형 점도측정기, 액상전구체 디개서 및 이들을 포함하는 액상전구체 매니지먼트 시스템 - Google Patents

캡슐형 점도측정기, 액상전구체 디개서 및 이들을 포함하는 액상전구체 매니지먼트 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 캡슐형 점도측정기, 액상전구체 디개서 및 이들을 포함하는 액상전구체 매니지먼트 시스템에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 액상전구체를 디개싱 시키기 위하여 마련되는 액상전구체 디개서; 상기 액상전구체 디개서 내에 배치되어 상기 액상전구체의 점도를 측정하고, 측정된 점도측정정보를 상기 액상전구체 디개서로 전달하는 캡슐형 점도측정기; 및 상기 액상전구체 디개서와 전기적으로 연결되어 상기 액상전구체 디개서 또는 상기 캡슐형 점도측정기의 작동을 제어하며, 상기 캡슐형 점도측정기가 측정하여 얻은 상기 점도측정정보를 상기 액상전구체 디개서로부터 전달받는 중앙제어기기; 를 포함하고, 상기 캡슐형 점도측정기는 내측에 소정의 공간이 마련된 하우징바디; 주변의 액상전구체의 점도를 측정하기 위하여 마련되는 점도측정모듈; 상기 점도측정모듈측으로부터 상기 액상전구체의 점도에 관하여 측정된 점도측정정보를 전달받아서 외부로 송신하는 통신모듈; 및 상기 점도측정모듈 또는 상기 통신모듈이 작동할 수 있도록 전원을 공급하여 주는 전원모듈; 을 포함하므로 디개서 내에 수용된 액상전구체에 대한 점도를 더욱 정확하게 측정하고 관리를 할 수 있는 기술이 개시된다.

Description

캡슐형 점도측정기, 액상전구체 디개서 및 이들을 포함하는 액상전구체 매니지먼트 시스템{Capsule Type Viscometer, Liquid Phase Precursor Degasser and Liquid Phase Precursor Management System Including Thereof}
본 발명은 액상전구체의 물리적 성질을 정확히 측정하고 관리하기 위한 공정장치에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 액상전구체에 대한 디개싱을 실시하면서 액상전구체의 점도도 측정하여 액상전구체를 관리할 수 있는 액상전구체 매니지먼트 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 액상전구체는 디스플레이 또는 반도체 제조공정에서 이용되고 있다. 이러한 액상전구체는 동일한 물질이라고 하더라도 조건에 따라 증착공정상 상이한 거동을 나타내기 쉽다.
특히 동일한 액상전구체 화합물이라고 하더라도 조건에 따라 증기압이 상이하게 나타나게 되는데, 이러한 경우 일정한 원료가 투입되더라도 증착되는 박막에 질적 차이가 발생하게 된다. 그런데 반도체, 디스플레이 등의 제조공정에서 소자의 정밀화 및 고효율화가 필요할수록 보다 우수한 박막의 질적 특성이 요구된다.
또한 박막의 질적 특성은, 이후의 노광 및 배선공정에 영향을 주게되며, 박막의 질적 특성이 저하되는 경우 반도체 정밀도의 저하는 물론이고 생산수율의 감소와 생산비용이 증가되는 요인이 된다.
따라서 박막의 질적 특성을 높이기 위한 기술이 요구되며, 이를 위해 서로 다른 증기압 차이를 나타내는 액상전구체의 증기압을 정확히 측정해야할 것이 요구된다.
하지만, 액상전구체 대부분은 공기 중에 노출되는 경우에 인화되는 특성 등이 있어 다루기가 어려우며 반응 부산물 등으로 인하여 측정의 정확성을 확보하기가 어려웠다.
그리고, 액상전구체의 온도, 점도 및 증기압 등의 상태에 따라 액상전구체를 교체하거나 액상전구체의 증기압을 유지하기 위하여 온도를 조절시키는 등 액상전구체의 상태를 관리할 수 있는 기술이 요구되고 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0805930호
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액상전구체에 대한 디개싱을 실시하면서 디개서 내에 수용된 액상전구체의 점도를 측정할 수 있는 캡슐형 점도측정기, 디개서 및 이를 포함하는 액상전구체 매니지먼트시스템을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐형 점도측정기는 내측에 소정의 공간이 마련된 하우징바디; 적어도 일부분이 상기 하우징바디의 내측에 내재되며, 주변의 액상전구체의 점도를 측정하기 위하여 마련되는 점도측정모듈; 상기 하우징바디의 내측에 내재되며, 상기 점도측정모듈측으로부터 상기 액상전구체의 점도에 관하여 측정된 점도측정정보를 전달받아서 외부로 송신하는 통신모듈; 및 상기 하우징바디의 내측에 내재되어 상기 점도측정모듈 또는 상기 통신모듈과 연결되며, 상기 점도측정모듈 또는 상기 통신모듈이 작동할 수 있도록 전원을 공급하여 주는 전원모듈; 을 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 점도측정모듈 또는 상기 통신모듈과 전기적으로 연결되며, 상기 점도측정모듈 또는 상기 통신모듈에 대한 제어 또는 신호처리를 하는 제어모듈; 을 더 포함하고, 상기 통신모듈은, 외부로부터 발신된 제어신호를 수신하여 상기 제어모듈 측으로 수신된 제어신호를 전달하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 점도측정모듈은 적어도 일부분이 멤스(MEMS : Micro Electro Mechanical System)소자로 이루어진 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 멤스소자로 이루어진 상기 점도측정모듈은 다수의 공진주파수 모드를 사용할 수 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 캡슐형 점도측정기는, 상기 하우징바디에 마련되고, 상기 액상전구체가 소정의 양만큼 모여있는 환경에서 상기 하우징바디를 상기 액상전구체의 표면에 부유시켜주는 부유수단;을 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 소정의 양만큼 모여있는 상기 액상전구체 상에 부유하고 있는 상기 하우징바디의 자세 제어가 이루어질 수 있도록 보조하기 위한 무게중심추가 상기 하우징바디에 마련되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 하우징바디의 주변의 온도를 측정하는 온도센서가 상기 하우징바디에 마련되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액체전구체 디개서는 디개싱(degassing)시킬 액상전구체가 수용되는 수용공간을 형성하는 캐니스터; 상기 캐니스터와 진공라인을 통해 연결되고, 상기 캐니스터에서 상기 액상전구체가 수용된 상기 수용공간 내에 진공상태를 설정하여 주는 진공펌프; 상기 캐니스터에 장착되며, 상기 액상전구체를 상기 수용공간 내 빈 공간인 디개싱공간 상에 분산시켜주는 분산수단; 및 상기 캐니스터의 상기 수용공간 내에 배치되어 상기 수용공간 내에 수용된 상기 액상전구체의 점도를 측정하는 캡슐형 점도측정기 측과 통신을 하기 위하여 상기 캐니스터에 마련되는 캐니스터통신부; 를 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 분산수단은, 상기 액상전구체가 상기 디개싱공간 상으로 소정의 압력으로 분사될 수 있도록 실린더와 피스톤을 포함하는 유압기; 및 상기 유압기의 상기 실린더에 장착되고, 일측단이 상기 디개싱공간으로 삽입되어 위치하며, 상기 실린더 내에서 소정의 압력을 받은 상기 액상전구체가 상기 디개싱공간 상으로 분산되도록 상기 액상전구체의 분사를 가이드하는 분사노즐; 을 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 수용공간의 하측에 집적되어 수용된 상기 액상전구체가 상기 실린더 내부로 공급되어 다시 상기 디개싱공간으로 분사되어 분산될 수 있도록, 상기 실린더와 상기 캐니스터 사이를 연통시켜주는 회수라인이 마련되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 디개싱공간 상에 부유중인 상기 액상전구체가 상기 진공라인 측으로 유입되는 것을 차단하되, 상기 디개싱공간 상에 존재하는 가스는 상기 진공라인 내로 이동될 수 있도록 통과시켜주는 반투과성막이 상기 캐니스터에 마련된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 수용공간 또는 상기 디개싱공간과 연통될 수 있도록 상기 캐니스터와 연결되며, 상기 수용공간 내에 수용된 상기 액상전구체의 증기압을 측정하기 위한 압력측정수단; 을 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 수용공간 내에 수용된 상기 액상전구체에 열을 공급하기 위한 히터가 상기 캐니스터에 마련된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체매니지먼트시스템은 액상전구체를 디개싱 시키기 위하여 마련되는 액상전구체 디개서; 상기 액상전구체 디개서 내에 배치되어 상기 액상전구체의 점도를 측정하고, 측정된 점도측정정보를 상기 액상전구체 디개서로 전달하는 캡슐형 점도측정기; 및 상기 액상전구체 디개서와 전기적으로 연결되어 상기 액상전구체 디개서 또는 상기 캡슐형 점도측정기의 작동을 제어하며, 상기 캡슐형 점도측정기가 측정하여 얻은 상기 점도측정정보를 상기 액상전구체 디개서로부터 전달받는 중앙제어기기; 를 포함하되, 상기 캡슐형 점도측정기는, 앞서 상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 점도측정기인 것을 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 액상전구체 디개서는, 앞서 상술한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 디개서인 것을 특징으로 할 수도 있다.
본 발명에 따른 캡슐형 점도측정기, 액상전구체 디개서 및 이를 포함하는 액상전구체 매니지먼트 시스템은 디개서 내에 수용된 액상전구체에 대하여 직접 점도를 측정할 수 있으므로 측정정보의 정확도가 증진되며, 액상전구체에 대한 관리의 효율성이 향상되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 매니지먼트 시스템에 포함되는 캡슐형 점도측정기를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 매니지먼트 시스템에 포함되는 캡슐형 점도측정기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 매니지먼트 시스템에 포함되는 액상전구체 디개서를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 매니지먼트 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 매니지먼트 시스템에 포함되는 캡슐형 점도측정기를 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 매니지먼트 시스템에 포함되는 캡슐형 점도측정기를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 매니지먼트 시스템에 포함되는 액상전구체 디개서를 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 매니지먼트 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 매니지먼트 시스템은 액상전구체 디개서(degasser), 캡슐형 점도측정기 및 중앙제어기기를 포함하여 이루어질 수 있다.
여기서, 액상전구체 디개서는 액상전구체를 디개싱(degassing)시키기 위하여 마련된다. 그리고 캡슐형 점도측정기는 액상전구체 디개서 내에 배치되어 액상전구체의 점도를 측정하고, 측정된 점도측정정보를 액상전구체 디개서로 전달한다.
그리고 중앙제어기기는 액상전구체 디개서와 전기적으로 연결되어 액상전구체 디개서 또는 캡슐형 점도측정기의 작동을 제어하며, 캡슐형 점도측정기가 측정하여 얻은 점도측정정보를 액상전구체 디개서로부터 전달받는다.
이와 같은 액상전구체 매니지먼트 시스템에서의 캡슐형 점도측정기에 대하여 먼저 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 캡슐형 점도측정기(1000)는 하우징바디, 점도측정모듈, 통신모듈 및 전원모듈을 포함하여 이루어지며, 좀 더 바람직하게는 제어모듈, 온도센서, 위치센서, 부유수단을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
하우징바디(1100)는 내측에 점도측정모듈(1300), 통신모듈(1400), 전원모듈(1700) 및 제어모듈(1200)을 내재하기 위한 소정의 공간이 마련되어 있다. 하우징바디(1100) 내에 통신모듈(1400), 제어모듈(1200), 전원모듈(1700) 및 점도측정모듈(1300) 등이 내재됨으로써 하우징바디(1100) 외부의 환경으로부터 보호된다.
점도측정모듈(1300)은 적어도 일부분이 하우징바디(1100)의 내측에 내재되며, 주변의 액상전구체(2500)의 점도를 측정하기 위하여 마련되는 것이다. 여기서, 점도측정모듈(1300)의 검측단자부분이 하우징바디(1100)의 외측으로 노출된 형태로 이루어질 수도 있다. 점도측정모듈(1300)의 검측단자부분이 액상전구체(2500)에 접촉되어 점도측정모듈(1300)이 액상전구체(2500)에 대한 점도측정정보를 얻을 수 있게 된다.
이러한 점도측정모듈(1300)은 적어도 일부분이 멤스(MEMS : Micro Electro Mechanical System)소자로 이루어진 것이 바람직하다. 나아가 멤스소자로 이루어진 점도측정모듈(1300)은 다수의 공진주파수 모드를 사용할 수 있는 것이 바람직하다.
통신모듈(1400)은 하우징바디(1100)의 내측에 내재되며, 점도측정모듈(1300) 측으로부터 액상전구체(2500)의 점도에 관하여 측정된 점도측정정보를 전달받아서 외부로 송신한다. 통신모듈(1400)에 의한 통신은 외부와의 유선통신도 가능하나, 후술할 액상전구체(2500) 디개서에 포함되는 캐니스터통신부와 무선통신이 이루어지는 형태 또한 바람직하다.
그리고 통신모듈(1400)은 외부로부터 발신된 제어신호를 수신하여 제어모듈(1200) 측으로 수신된 제어신호를 전달할 수 있다.
제어모듈(1200)은 점도측정모듈(1300) 또는 통신모듈(1400)과 전기적으로 연결되며, 캡슐형 점도측정기(1000)에 마련되는 여러 모듈들과 센서들을 제어하거나 신호처리를 한다.
제어모듈(1200)은 점도측정모듈(1300)로부터 점도측정정보를 전달받아서 디개서의 캐니스터통신부로 송신되도록 통신모듈(1400)로 점도측정정보를 전달한다. 통신모듈(1400)은 제어모듈(1200)의 제어 하에 전달받은 점도측정정보를 액상전구체 디개서의 캐니스터통신부(2700) 측으로 송신하게 된다.
전원모듈(1700)은 하우징바디(1100)의 내측에 내재되어 점도측정모듈(1300) 또는 통신모듈(1400)과 연결되며, 점도측정모듈(1300) 또는 통신모듈(1400)이 작동할 수 있도록 전원을 공급하여 준다.
부유수단은 하우징바디(1100)에 마련되고, 액상전구체(2500)가 소정의 양만큼 모여있는 환경에서 하우징바디(1100)를 액상전구체(2500)의 표면에 부유시켜준다.
이러한 부유수단으로서, 하우징바디(1100) 내에서 독립된 밀폐된 공간을 형성하는 부유실(미도시)이 마련될 수 있다. 또는 하우징바디(1100)의 외측에 장착되어 하우징바디(1100)가 안정적으로 부유될 수 있도록 받쳐주는 플로터(floater)(1150)가 마련된 것 또한 바람직하다.
이처럼 부유수단이 마련된 캡슐형 점도측정기(100)는 도 2에서 참조되는 바와 같이 액상전구체(2500)의 표면에 부유할 수 있으며, 액상전구체(2500)의 표면상의 다양한 위치로 부유하여 이동될 수 있게 한다. 따라서 캡슐형 점도측정기(100)가 액상전구체(2500)의 다양한 위치에서 측정을 할 수 있게 된다.
하우징바디(1100)에는, 소정의 양만큼 모여 있는 상기 액상전구체(2500) 상에 부유하고 있는 상기 하우징바디(1100)의 자세 제어가 이루어질 수 있도록 보조하기 위한 무게중심추(1170)가 마련될 수 있으며 바람직하다. 이러한 무게중심추(1170)는 캡슐형 점도측정기(1000)가 디개서 내 액상전구체(2500) 상에서 위치이동시 자세를 안정적으로 유지할 수 있도록 도와준다.
온도센서(1500)는 하우징바디(1100)의 주변의 온도를 측정하기 위하여 하우징바디(1100)에 마련된다. 온도센서(1500)는 디개서 내에서 주변의 액상전구체(2500)의 온도를 측정하고 측정된 온도에 관한 정보를 제어모듈(1200)로 전달한다. 제어모듈(1200)은 온도측정정보를 통신모듈(1400)로 보내어서 디개서의 캐니스터통신부로 송신이 이루어지도록 한다.
위치센서(1600)는 하우징바디(1100)에 마련되고 디개서 내에서 캡슐형 점도측정기(1000)의 위치를 외부로 알려주기 위하여 마련된다. 위치센서(1600)에 의해 파악되는 캡슐형 점도측정기(1000)의 위치에 관한 정보는 제어모듈(1200)에 의해 통신모듈(1400)로 전달된 후 디개서의 캐니스터통신부로 송신이 이루어지게 된다.
그리고, 캡슐형 점도측정기(1000)의 주변의 액상전구체(2500)의 pH를 측정하는 pH미터가 캡슐형 점도측정기(1000)에 구비되어 있는 것 또한 가능하며 바람직하다. pH미터가 측정한 주변의 액상전구체(2500)의 pH에 관한 정보는 제어모듈(1200)로 전달된다. 그리고 측정된 pH에 관한 정보는 제어모듈(1200)에 의해 통신모듈(1400)로 전달된 후 디개서의 캐니스터통신부로 송신될 수 있다.
이와 같은 캡슐형 점도측정기(1000)는 디개서 내에 수용된 액상전구체(2500)가 디개싱되는 동안 액상전구체(2500)의 온도, 점도 등의 물리적 상태에 관한 정보를 수집하고 외부로 전달하여 줄 수 있으며, 작은 크기로 구현되므로 디개서 내 액상전구체(2500)의 여러 위치 또는 부위별로 점도나 온도 등의 물리적 상태에 관한 정보를 수집할 수 있으므로 액상전구체 디개서 내 액상전구체(2500)에 대한 정보를 더욱 정확하게 파악할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 매니지먼트 시스템에 포함되는 액상전구체 디개서(degasser)는 앞서 언급한 바와 같이 액상전구체를 디개싱(degassing)시키기 위하여 마련된다.
이러한 액상전구체 디개서는 캐니스터, 진공펌프 및 분산수단을 포함하며, 좀 더 바람직하게는 압력측정수단을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
캐니스터(2100)는 디개싱(degassing)시킬 액상전구체(2500)가 수용되는 수용공간을 형성한다.
수용공간은 액상전구체(2500)를 수용하기 위하여 캐니스터(2100)에 의하여 형성되는 공간으로서, 캐니스터(2100) 내에 수용될 액상전구체(2500)의 부피보다도 더 큰 부피로 수용공간이 마련된다.
그리고 수용공간 내에서 액상전구체(2500)이 수용되어 차지하는 부분 이외의 공간 즉 수용공간 내에서 액상전구체(2500)의 수면보다 상측 위의 빈 공간에서 디개싱이 이루어지게 되므로 이 공간을 디개싱공간(2120)이라고 설명과 이해의 편의상 칭하기로 한다.
따라서, 디개싱공간(2120) 또한 수용공간에 속하는 공간이며, 디개싱공간(2120)과 액상전구체가 수용된 부분을 합하면 수용공간과 동등하다고 할 수 있다.
그리고 캐니스터(2100)는 쿼츠와 같이 투명한 소재로 된 부분이 있어서 캐니스터(2100) 내부의 현황을 외부에서 파악할 수 있는 것 또한 바람직하다.
캐니스터(2100)의 내측에는 후술할 분산수단이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
캐니스터(2100)의 내측 바닥면과 벽면이 만나는 모서리와 같은 부분에 존재하는 액상전구체는 디개싱공간(2120)에 노출되도록 순환이동이 잘 안되어 모서리에 머물러 있을 수 있다. 그러나, 수용공간 하측 바닥면의 적어도 일부분이 라운드지게 형성되면, 액상전구체(2500)가 모서리부분에서 정체되어 머물러 있게 되는 것을 예방할 수 있으므로 바람직하다.
진공펌프(2200)는 캐니스터(2100)와 진공라인을 통해 직접 또는 간접적으로 연결되어 있다. 진공펌프(2200)를 통해 디개싱된 불순물가스가 캐니스터(2100)의 외부로 배출될 수 있도록 진공펌프(2200)측과 연결되는 진공라인과 연결되는 포트가 캐니스터(2100)에 마련되어 있다.
그리고, 진공펌프(2200)는 캐니스터(2100)에서 액상전구체(2300)가 수용된 수용공간 내에 소정의 압력을 갖는 진공상태를 설정하여 준다.
진공펌프(2200)와 캐니스터(2100) 사이의 진공라인에는 필요시 개폐를 할 수 있는 제1진공밸브(2210), 제2진공밸브(2230)가 마련되어 있으며, 필요에 따라서는 진공펌프(2200)와 캐니스터(2100) 사이의 중간에 버퍼챔버가 진공라인과 연결되어 배치되어 있는 것 또한 가능하다.
분산수단은 캐니스터(2100)에 장착되며, 액상전구체(2500)를 수용공간 내 빈공간인 디개싱공간(2120) 상에 분산시켜준다.
이러한 분산수단은 수용공간의 하측에 집적되어 수용되는 액상전구체(2500)를 다시 순환적으로 디개싱공간(2120) 상에 분산시켜줄 수 있는 것이 바람직하다. 이를 위하여 회수라인(2340)이 마련될 수 있다.
이러한 분산수단은 유압기(2300) 및 분사노즐(2330)을 포함하여 이루어질 수 있다. 유압기(2300)는 액상전구체(2500)가 디개싱공간(2120) 상으로 소정의 압력으로 분사될 수 있도록 실린더(2320)와 피스톤(2310)을 포함한다.
실린더(2320) 내로는 액상전구체(2500)가 주입된다. 앞서 언급한 회수라인(2340)이 실린더(2320)와 연통되며, 회수라인(2340)을 통해 액상전구체(2500)가 실린더(2320) 내로 유입된다.
피스톤(2310)은 실린더(2320) 내에 유입된 액상전구체(2500)를 소정의 압력으로 밀어준다. 피스톤(2310)이 액상전구체(2500)에 가하는 압력에 의해 분사노즐(2330)을 통해 액상전구체(2500)가 디개싱공간으로 분사된다.
분사노즐(2330)은 유압기의 실린더(2320)에 장착되고, 일측단이 디개싱공간(2120)으로 삽입되어 위치한다. 그리고 실린더(2320) 내에서 소정의 압력을 받은 액상전구체(2500)가 디개싱공간(2120) 상으로 분사되어 분산되도록 액상전구체(2500)의 분사를 가이드한다.
그리고 분사노즐(2330)의 구멍을 통해 분사된 액상전구체(2500)는 디개싱공간(2120) 상에서 입자처럼 작은 크기로서 다수가 분산되어 진다. 여기서 디개싱공간(2120)으로 분사된 액상전구체(2500)의 입자크기는 분사노즐(2330)의 구멍의 크기를 조절함으로써 조절될 수 있다.
아울러 분사노즐(2330)을 통한 액상전구체(2500)의 분사를 단속할 수 있는 분사밸브(2360)가 실린더(2320)와 분사노즐(2330) 사이에 마련될 수 있다.
그리고 수용공간의 하측에 집적되어 수용된 액상전구체(2500)가 실린더(2320) 내부로 공급되어 다시 디개싱공간(2120)으로 분사되어 분산될 수 있도록 실린더(2320)와 캐니스터(2100) 내 수용공간 사이를 연통시켜주는 회수라인이 마련되어 있다.
이 회수라인에는 회수밸브(2350)이 마련되어 있다. 회수밸브(2350)는 액상전구체(2500)가 캐니스터로부터 실린더(2320)로 회수라인을 따라 이동되는 것을 단속한다. 도면에서는 회수밸브(2350)가 하나 마련된 것을 예시적으로 도시하였으나 필요에 따라 다수개의 회수밸브(2350)가 회수라인 상에 마련되는 것 또한 가능하다.
분사노즐(2330)을 통해 실린더(2320)로부터 액상전구체(2500)이 분사될 때 분사밸브(2360)은 개방된다. 이 때 회수밸브(2350)은 잠겨 있어서 실린더 내에서 회수라인(2340)측으로 액상전구체가 빠져나가지 않도록 한다.
실린더(2320) 내로부터 액상전구체의 분사가 이루어진 후에는 분사밸브(2360)가 닫힌다. 그리고 회수밸브(2350)이 개방되고, 피스톤(2310)이 실린더(2320)로부터 후퇴이동을 하면 회수라인(2340)을 통해 액상전구체(2500)이 실린더(2320) 내로 유입된다.
실린더(2320)내로 액상전구체(2500)이 충분히 유입되면 다시 회수밸브(2350)가 닫히고 분사밸브(2360)이 개방되어 분사동작이 다시 이루어지게 된다. 이러한 과정이 액상전구체(2500)으로부터 불순물가스가 일정수준 이상 디개싱될 때까지 순환적으로 계속 이루어지게 된다.
그리고, 캐니스터에 의해 형성된 수용공간의 하측의 바닥면은 테이퍼(taper)지게 형성되어 있고, 바닥면의 최저부분에서 회수라인과 연통되도록 연결된 형태 또한 가능하며 바람직하다. 바닥면이 테이퍼지게 형성되면 일부 액상전구체가 캐니스터 내 구석진 부분에서 이동되지 않고 머물러 있는 것이 예방될 수 있으므로 바람직하다.
그리고, 분사노즐(2330)에는 노즐히터(미도시)가 마련되어 있는 것 또한 가능하며 바람직하다. 노즐히터가 분사노즐(2330)을 일정한 온도로 유지시켜줄 수 있으며, 분사노즐(2330)에 열이 공급됨에 따라 분사노즐(2330)의 오염가능성을 낮출 수 있으며, 공정 상의 온도조건 내지 실험상의 온도조건을 만족시켜줄 수 있으므로 바람직하다.
캐니스터(2100)에는 반투과성막(semi-permeable membrane)이 마련된 것이 바람직하다. 반투과성막(2400)은 디개싱공간(2120) 상에 부유중인 액상전구체(2500)가 진공라인 측으로 유입되는 것을 차단하되, 디개싱공간(2120) 상에 존재하는 불순물가스는 진공라인 내로 이동될 수 있도록 통과시켜준다.
이러한 반투과성막(2400)은 캐니스터(2100)에 선택적으로 장착 또는 탈거될 수 있게 마련될 수도 있다.
그리고 도면에서는 생략되었으나, 디개싱공간(2120)으로부터 반투과성막(2400)을 차폐시켜주는 진공밸브가 마련된 것도 바람직하다. 이러한 진공밸브는 디개싱공간(2120)에서 디개싱 후 증기압을 측정할 때 필요에 따라 반투과성막(2400)을 디개싱공간(2120)으로부터 차폐시켜줄 수 있으므로 바람직하다.
그리고 디개싱된 액상전구체(2500)의 증기압을 측정할 수 있는 것이 바람직하므로 압력측정수단(2600)이 마련될 수 있다. 압력측정수단(2600)은 수용공간 또는 디개싱공간(2120)과 연통될 수 있도록 캐니스터(2100)와 연결되며, 수용공간 내에 수용된 액상전구체(2500)의 증기압을 측정한다. 이러한 압력측정수단(2600)으로서 압력게이지나 압력센서가 마련될 수 있다.
캐니스터(2100)의 디개싱공간(2120)과 압력측정수단(2600) 사이에 연통을 단속하는 압력측정밸브(미도시)가 캐니스터(2100)와 압력측정수단(2600) 사이에 마련되어 있는 것 또한 바람직하다.
그리고 캐니스터(2100) 내 액상전구체(2500)에 대하여 일정한 온도가 유지될 수 있도록 하기 위하여, 수용공간 내에 수용된 액상전구체(2500)에 열을 공급하기 위한 히터(미도시)가 캐니스터(2100)에 마련된 것도 바람직하다.
캐니스터의 상기 수용공간 내에 배치되어 상기 수용공간 내에 수용된 상기 액상전구체의 점도를 측정하는 캡슐형 점도측정기(1000) 측과 통신을 하기 위하여 캐니스터통신부(2700)가 캐니스터(2100)에 마련된다.
캐니스터통신부(2700)는 캡슐형 점도측정기(1000) 측으로부터 전달받은 액상전구체의 점도에 관한 정보, 온도에 관한 정보, 캡슐형점도측정기(1000)의 위치에 관한 정보를 전달받아서 후술할 중앙제어기기 측으로 전달한다.
또한, 캐니스터통신부(2700)는 중앙제어기기 측으로부터 전송되어 오는 신호 또는 정보를 전달받을 수 있으며, 캡슐형 점도측정기(1000)측으로 신호 또는 정보를 전달할 수도 있다.
도면에서는 캐니스터통신부(2700)가 캐니스터의 내측에 마련된 것으로 개략적으로 도시되었으나, 이러한 배치형태에 국한되지 아니하며 캡슐형 점도측정기(1000)와 통신이 이루어질 수 있다면 캐니스터(2100)의 외측에 마련되는 것 또한 충분히 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 디개서는 액상전구체(2500)를 디개싱공간(2120) 상에서 작은 입자의 크기로 분산되어 소정의 시간동안 부유하게 한다.
작은 입자의 크기로 분산되어 소정의 시간동안 디개싱공간 상에 부유하므로 수용공간 내에서 액상전구체(2500)가 전체적으로 노출되는 비표면적이 증대된다. 액상전구체(2500)의 비표면적이 증대되므로 디개싱공간(2120)으로 불순물가스가 빠져나오기가 더욱 용이하며, 동일한 디개싱시간 동안에 디개싱되는 불순물가스의 양은 더욱 증대된다.
이처럼, 단위시간당 디개싱되는 불순물가스의 양이 증대되므로 디개싱효율이 대폭 향상되어진다.
증기압 측정은, 예를 들어, 섭씨 30 내지 150도의 온도범위에서 4 내지 5포인트(point) 증기압을 측정할 수도 있다.
액상전구체(2500)는 유기화합물로서 Al, Si, Ti, Hf, Ga, In, Y, La, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Fe, Ru, Ni, Zn, Cd, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Ba, Sr, Se, Te 및 칵테일(cocktail) 화학증착소재 등이 가능하다.
이처럼 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 디개서는 액상전구체(2500)가 디개싱공간(2120)에 노출되는 표면적을 증대시켜주므로 불순물이 디개싱공간(2120) 측으로 확산되어 제거되는 효율이 증대된다.
본 발명에 따른 액상전구체 디개서를 활용하면 측정 전과 측정 중에도 인시츄(in-situ)로 액상전구체에 용존되어 있는 불순물(예를 들어, 합성 후 남은 용매, 불활성가스(inert gas), 샘플링시 분위기가스 등)에 대한 디개싱효율을 증대시킬 수 있다.
따라서 전구체의 개발단계에서 반드시 검토되어야 하는 증기압의 특성을 보다 정확하게 측정할 수 있으므로 요구되는 물성을 갖춘 재료의 개발 및 상품화 촉진에 기여할 수 있다.
이처럼 본 발명에 따른 액상전구체 디개서는, 반도체용 액상전구체의 디개싱(degassing)효율을 증대시키며, 액상전구체의 증기압에 대한 측정 정확성을 증진시킨다.
도 4에서 참조되는 바와 같이, 앞서 설명한 액상전구체 디개서와 캡슐형 점도측정기(1000)에 더하여 중앙제어기기(3000)를 포함하여 본 발명의 실시 예에 따른 액상전구체 매니지먼트 시스템이 이루어진다.
중앙제어기기(3000)는 액상전구체 디개서와 전기적으로 연결되어 액상전구체 디개서 또는 캡슐형 점도측정기(1000)의 작동을 제어하며, 캡슐형 점도측정기가 측정하여 얻은 점도측정정보, 액상전구체의 온도를 측정한 온도측정정보 등 캡슐형 점도측정기(1000)이 측정한 정보를 액상전구체 디개서에 마련된 캐니스터통신부(2700)를 경유하여 전달받는다.
그리고 중앙제어기기(3000)는 전달받은 점도측정정보 등 각종 측정정보를 관리자가 인지할 수 있도록 디스플레이장치 등을 통해 표시할 수도 있다.
중앙제어기기(3000)는 액상전구체 디개서의 동작을 제어하기 위하여 제어신호나 동작제어정보를 액상전구체 디개서의 캐니스터통신부(2700)로 전달한다. 여기서 정보의 전달은 유선 또는 무선 모두 가능하며 바람직하다.
또한 캡슐형 점도측정기(1000)의 동작이나 측정을 제어하기 위한 캡슐형 점도측정기 제어신호나 동작제어정보를 중앙제어기기(3000)에서 캐니스터통신부(2700)를 거쳐 캡슐형 점도측정기(1000)의 통신모듈(1400)로 전달될 수 있다. 통신모듈(1400)은 전달받은 제어신호나 동작제어정보를 제어모듈로 전달하고 제어모듈은 전달받은 제어신호나 동작제어정보에 따라 캡슐형 점도측정기(1000)이 동작하도록 제어할 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따른 액상전구체 디개서는 액상전구체가 디개싱공간(2120)에 노출되는 표면적을 증대시켜주므로 불순물이 디개싱공간(2120) 측으로 확산되어 제거되는 효율이 증대된다.
그리고, 앞서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 캡슐형 점도측정기(1000)는 디개서 내에 수용된 액상전구체(2500)가 디개싱되는 동안 액상전구체(2500)의 온도, 점도 등의 물리적 상태에 관한 정보를 수집하고 외부로 전달하여 줄 수 있으며, 작은 크기로 구현되므로 디개서 내 액상전구체(2500)의 여러 위치 또는 부위별로 점도나 온도 등의 물리적 상태에 관한 정보를 수집할 수 있으므로 액상전구체 디개서 내 액상전구체(2500)에 대한 정보를 더욱 정확하게 파악할 수 있다.
본 발명에 따른 캡슐형 점도측정기, 액상전구체 디개서 및 이를 포함하는 액상전구체 매니지먼트 시스템은 디개서 내에 수용된 액상전구체에 대하여 직접 점도를 측정할 수 있으므로 측정정보의 정확도가 증진되며, 액상전구체에 대한 관리의 효율성이 향상된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
1000 : 캡슐형 점도측정기 1100 : 하우징바디
1200 : 제어모듈 1300 : 점도측정모듈
1400 : 통신모듈 1500 : 온도센서
1600 : 위치센서 1700 : 전원모듈
2100 : 캐니스터 2120 : 디개싱공간
2200 : 진공펌프 2300 : 유압기
2330 : 분사노즐 2340 : 회수라인
2350 : 회수밸브 2360 : 분사밸브
2400 : 반투과성막 2500 : 액상전구체
3000 : 중앙제어기기

Claims (15)

  1. 불순물을 포함하는 액상전구체를 디개싱 시키기 위하여 마련되는 액상전구체 디개서;
    상기 액상전구체 디개서 내에 배치되어 상기 액상전구체의 점도를 측정하고, 측정된 점도측정정보를 상기 액상전구체 디개서로 전달하는 캡슐형 점도측정기; 및
    상기 액상전구체 디개서와 전기적으로 연결되어 상기 액상전구체 디개서 또는 상기 캡슐형 점도측정기의 작동을 제어하며, 상기 캡슐형 점도측정기가 측정하여 얻은 상기 점도측정정보를 상기 액상전구체 디개서로부터 전달받는 중앙제어기기; 를 포함하되,

    상기 액상전구체 디개서는,
    디개싱(degassing)시킬 액상전구체가 수용되는 수용공간을 형성하는 캐니스터;
    상기 캐니스터와 진공라인을 통해 연결되어 디개싱된 불순물가스가 캐니스터의 외부로 배출될 수 있도록 하고, 상기 캐니스터에서 상기 액상전구체가 수용된 상기 수용공간 내에 진공상태를 설정하여 주는 진공펌프;
    상기 캐니스터에 장착되며, 상기 액상전구체를 상기 수용공간 내 빈 공간인 디개싱공간 상에 분산시켜 디개싱공간에 노출되는 액상전구체의 표면적을 증대시켜 주는 분산수단; 및
    상기 캐니스터의 상기 수용공간 내에 배치되어 상기 수용공간 내에 수용된 상기 액상전구체의 점도를 측정하는 캡슐형 점도측정기 측과 통신을 하기 위하여 상기 캐니스터에 마련되는 캐니스터통신부; 및
    상기 수용공간 또는 상기 디개싱공간과 연통될 수 있도록 상기 캐니스터와 연결되며, 상기 수용공간 내에 수용된 상기 액상전구체의 증기압을 측정하기 위한 압력측정수단;을 포함하며,
    상기 분산수단은,
    상기 액상전구체가 상기 디개싱공간 상으로 소정의 압력으로 분사될 수 있도록 실린더와 피스톤을 포함하는 유압기; 및
    상기 유압기의 상기 실린더에 장착되고, 일측단이 상기 디개싱공간으로 삽입되어 위치하며, 상기 실린더 내에서 소정의 압력을 받은 상기 액상전구체가 상기 디개싱공간 상으로 분산되도록 상기 액상전구체의 분사를 가이드하는 분사노즐; 을 포함하고,

    상기 캡슐형 점도측정기는,
    내측에 소정의 공간이 마련된 하우징바디;
    적어도 일부분이 상기 하우징바디의 내측에 내재되며, 주변의 액상전구체의 점도를 측정하기 위하여 마련되는 점도측정모듈;
    상기 하우징바디의 내측에 내재되며, 상기 점도측정모듈측으로부터 상기 액상전구체의 점도에 관하여 측정된 점도측정정보를 전달받아서 외부로 송신하는 통신모듈;
    상기 하우징바디의 내측에 내재되어 상기 점도측정모듈 또는 상기 통신모듈과 연결되며, 상기 점도측정모듈 또는 상기 통신모듈이 작동할 수 있도록 전원을 공급하여 주는 전원모듈;
    상기 점도측정모듈 또는 상기 통신모듈과 전기적으로 연결되며, 상기 점도측정모듈 또는 상기 통신모듈에 대한 제어 또는 신호처리를 하는 제어모듈;
    상기 하우징바디 외측에 마련되고, 상기 액상전구체가 소정의 양만큼 모여있는 환경에서 상기 하우징바디를 상기 액상전구체의 표면에 부유시켜주는 부유수단;
    상기 하우징바디에 마련되고, 소정의 양만큼 모여있는 상기 액상전구체 상에 부유하고 있는 상기 하우징바디의 자세 제어가 이루어질 수 있도록 보조하기 위한 무게중심추; 및
    상기 하우징바디에 마련되고 디개서 내에서 캡슐형 점도측정기의 위치를 외부로 알려주는 위치센서;를 포함하고,
    상기 통신모듈은 외부로부터 발신된 제어신호를 수신하여 상기 제어모듈 측으로 수신된 제어신호를 전달하는 것을 특징으로 하는, 액상전구체 매니지먼트 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 점도측정모듈은 적어도 일부분이 멤스(MEMS : Micro Electro Mechanical System)소자로 이루어진 것을 특징으로 하는, 액상전구체 매니지먼트 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    멤스소자로 이루어진 상기 점도측정모듈은 다수의 공진주파수 모드를 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는, 액상전구체 매니지먼트 시스템.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징바디의 주변의 온도를 측정하는 온도센서가 상기 하우징바디에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, 액상전구체 매니지먼트 시스템.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 수용공간의 하측에 집적되어 수용된 상기 액상전구체가 상기 실린더 내부로 공급되어 다시 상기 디개싱공간으로 분사되어 분산될 수 있도록,
    상기 실린더와 상기 캐니스터 사이를 연통시켜주는 회수라인이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는, 액상전구체 매니지먼트 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 디개싱공간 상에 부유중인 상기 액상전구체가 상기 진공라인 측으로 유입되는 것을 차단하되, 상기 디개싱공간 상에 존재하는 가스는 상기 진공라인 내로 이동될 수 있도록 통과시켜주는 반투과성막이 상기 캐니스터에 마련된 것을 특징으로 하는, 액상전구체 매니지먼트 시스템.
  12. 삭제
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 수용공간 내에 수용된 상기 액상전구체에 열을 공급하기 위한 히터가 상기 캐니스터에 마련된 것을 특징으로 하는 액상전구체 매니지먼트 시스템.


  14. 삭제
  15. 삭제
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