KR102237347B1 - 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 매니폴더 구조로 이루어진 기화챔버 내부로 액체 원료 및 가열된 캐리어 가스가 지그재그(Zigzag)형의 유로를 따라 이동하면서 가열되어 기화되고, 기화용량의 변화에 따라 각각의 기화챔버를 분리 또는 결합 할 수 있어 기화효율 향상과 더불어 소형화가 가능한 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기에 관한 관한 것으로서, 소스 물질이 수용되는 내부 공간을 갖는 기화챔버, 기화챔버 내부로 상기 액체원료가 투입되는 액체원료 공급관, 캐리어가스가 상기 기화챔버 내부로 투입되는 캐리어가스 공급관 및 기화챔버 내부 일측에 배치되어 기화된 기체가 배출되는 배출관을 포함하여 구성될 수 있다.

Description

고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기{SEMICONDUCTOR VAPOR DEPOSITION VAPORIZER HAVING HIGH-EFFICIENCY FLOW PATH SHAPE}
본 발명은 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 매니폴더 구조로 이루어진 기화챔버 내부로 액체 원료 및 가열된 캐리어 가스가 지그재그(Zigzag)형의 유로를 따라 이동하면서 가열되어 기화되고, 기화용량의 변화에 따라 각각의 기화챔버를 분리 또는 결합 할 수 있어 기화효율 향상과 더불어 소형화가 가능한 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기에 관한 것이다.
일반적으로, CVD 등의 성막 장치에 액체 원료를 공급하기 위한 장치로서 기화기가 널리 이용되고 있다. 종래의 기화기는 가열된 기화실 내에 액체 원료를 공급하고, 이 공급된 액체 원료를 기화실 내에서 기화시키고, 기화 후의 액체 원료를, 후공정인 성막 장치에 공급한다고 하는 것이다.
액체 원료의 기화실 내로의 공급 방법으로서는 미세한 액적으로 액체 원료를 캐리어 가스 등으로 무화(霧化)하여(애토마이저(분무기)), 이것을 기화실 내로 공급하는 방법이 일반적으로 알려져 있다.
그러나 이러한 액적이 기화되는 일반적인 기화기는 히터의 열전도성이 균일하지 않고, 유로의 길이가 충분하지 않기 때문에 충분한 가열 성능을 얻을 수 없어 기화효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 제작이 간편하여 제작비를 절감할 수 있으면서도 기화효율을 극대화할 수 있는 고효율 유로형상 구조의 기화기를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 매니폴더 형태의 기화기 챔버를 구성하여 기화기의 소형화를 구현하면서도 유로의 길이를 최대화하여 기화효율을 높일 수 있는 고효율 유로형상 구조의 기화기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 파티클 형성을 방지하여 고품위의 기화를 실현할 수 있는 고효율 유로형상 구조의 기화기를 제공함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기는 액체원료 및 캐리어가스가 유로를 따라 이동하면서 기화 가스를 분출하는 고효율 반도체 증착용 기화기에 관한 것으로서, 소스 물질이 수용되는 내부 공간을 갖는 기화챔버, 기화챔버 내부로 상기 액체원료가 투입되는 액체원료 공급관, 캐리어가스가 상기 기화챔버 내부로 투입되는 캐리어가스 공급관 및 기화챔버 내부 일측에 배치되어 기화된 기체가 배출되는 배출관을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 기화챔버는 두개 이상이 연결되며, 지그재그형(Zigzag)의 유로를 가질 수 있다.
또한, 두개 이상이 연결된 기화챔버 각각의 연결 통로 간에는 필터가 장착되어 파티클 형성을 방지 할 수 있다.
또한, 캐리어가스는 가열된 캐리어가스 이며, 상기 챔버 상하에서 동시에 분사될 수 있다.
또한, 캐리어가스 공급관 및 상기 기화 챔버 외부에 히터가 구비될 수 있다.
또한, 히터는 코일히터, 유도전하 히터, 판히터 및 막대히터 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 두개 이상으로 연결된 각각의 기화챔버는 분리 또는 결합 될 수 있다.
또한, 캐리어가스 공급관은 다수의 기화챔버의 유로통로와 접하도록 배치되어 액체원료의 흐름방향으로 각각 캐리어가스가 분사되도록 개구될 수 있다.
본 발명에 따른 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기는 매니폴더형의 기화기 챔버에 액체원료 및 캐리어가스가 지그재그형으로 이동하면서 제작이 간편하면서도 기화효율이 높일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 기화기는 다수의 챔버를 필요시 분리 또는 결합 될 수 있어 기화용량에 따라 축소 또는 확장할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기의 내부구조를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기의 내부 고조를 나타내는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기는 소스 물질이 수용되는 내부 공간을 갖는 기화챔버, 상기 기화챔버 내부로 상기 소스 물질이 투입되는 액체원료 공급관, 캐리어가스가 상기 기화챔버 내부로 투입되는 캐리어가스 공급관 및 기화챔버 내부 일측에 배치되어 기화된 기체가 배출되는 배출관을 포함하여 구성될 수 있다.
기화챔버는 다수가 챔버블록이 결합된 형태로 이루어질 수 있으며, 이는 기화의 용량에 따라 결합 내지 분리를 할 수 있게 하기 위함이다. 또한, 다수의 챔버블록이 결합 된 기화챔버는 지그재그 형태로 소스 물질과 캐리어가스가 이동하면서 기화될 수 있도록 하여 기화효율을 높일 수 있다. 필요시 축소 또는 확장 가능한 구조로 형성될 수 있다.
상기 다수의 챔버블록 간의 연결구 사이에 필터를 장착하여 유로를 따라 이동하는 액체원료의 파티클 형성을 방지할 수 있다.
액체원료 공급관은 하나의 챔버 일측에 배치될 수 있으며, 바람직하게는 캐리어가스 공급관과 나란하게 배열되게 배치되어 분사된 액체원료가 캐리어가스와 섞이면서 분무되어 분사되어지도록 형성될 수 있다.
캐리어가스 공급관은 매니폴더 챔버의 양측 단부에 배치될 수 있으며, 상기 매니폴더 챔버의 유로 흐름 방향과 동일한 방향으로 각각의 챔버에 통기구가 형성되어 챔버 상하에서 동시에 캐리어가스가 분사되어 챔버 내로 액체원료의 흐름 방향으로 캐리어가스를 공급할 수 있다. 즉, 상기 캐리어가스 공급관은 다수의 기화챔버의 유로통로와 접하도록 배치되어 액체원료의 흐름방향으로 각각 캐리어가스가 분사되도록 개구되어 있음으로 해서 기화기 유로의 기압을 높여 유로 흐름을 빠르게 할 수 있으므로 기화 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 바람직하게는 캐리어가스 공급관으로 분사되는 캐리어가스는 가열된 캐리어가스일 수 있다. 즉, 외부 히터에 의해 미리 가열된 캐리어가스가 챔버 내로 분출되면서 기화기 내부 챔버의 온도를 높여 기화 효율을 더 높일 수 있는 것이다.
한편, 히터는 다수의 챔버 내부에 각각 설치되거나, 챔버 외부에 전체적으로 설치될 수도 있다. 상기 히터는 코일히터, 유도전하 히터, 판히터 및 막대히터 등을 포함한 다양한 히터로 이루어질 수 있음은 당연하다.
배출관은 액체원료가 기화되어 배출되는 곳으로서, 매니폴더 챔버 중 가장 마지막으로 액체원료 및 캐리어가스가 도달하는 챔버 일측에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 챔버내 유로의 흐름이 가장 길게 형성되도록 챔버 길이방향으로 상부 또는 하부에 설치될 수 있다.
또한, 상기 챔버블록 간의 연결구 사이에는 필터가 장착될 수 있으며, 상기 장착된 필터는 초음파 필터, 메쉬형 필터, 다공성 필터 등을 포함한 다양한 필터가 장착될 수 있다. 이러한, 필터가 장착됨으로 해서 각 챔버별 파티클 형성을 방지할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

Claims (8)

  1. 액체원료 및 캐리어가스가 유로를 따라 이동하면서 기화 가스를 분출하는 고효율 반도체 증착용 기화기에 관한 것으로서,
    소스 물질이 수용되는 내부 공간을 갖는 기화챔버;
    상기 기화챔버 내부로 상기 액체원료가 투입되는 액체원료 공급관;
    상기 캐리어가스가 상기 기화챔버 내부로 투입되는 캐리어가스 공급관; 및
    상기 기화챔버 내부 일측에 배치되어 기화된 기체가 배출되는 배출관을 포함하여 구성하되,
    상기 기화챔버는 두개 이상이 연결되며, 지그재그형(Zigzag)의 유로를 가지고, 상기 캐리어가스는 가열된 캐리어가스 이며, 상기 챔버 상하에서 동시에 분사되는 것을 특징으로 하는 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 두개 이상이 연결된 기화챔버 각각의 연결 통로 간에는 필터가 장착되는 것을 특징으로 하는 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어가스 공급관 및 상기 기화 챔버 외부에 히터가 구비되는 것을 특징으로 하는 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 히터는 코일히터, 유도전하 히터, 판히터 및 막대히터 중 어느 하나 이상을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 두개 이상으로 연결된 각각의 기화챔버는 분리 또는 결합 되는 것을 특징으로 하는 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어가스 공급관은 다수의 기화챔버의 유로통로와 접하도록 배치되어 액체원료의 흐름방향으로 각각 캐리어가스가 분사되도록 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 고효율 유로형상을 가지는 반도체 증착용 기화기.
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