KR102367902B1 - 박막증착을 위한 기화기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 박막증착을 위한 기화기에 따르면, 상부에 개구공이 형성되고, 내부에 기화공간이 형성되며, 측부에 상기 기화공간에서 기화된 공정 가스가 배출되는 배출구가 형성된 외부몸체; 상기 개구공에 구비되어 상기 기화공간을 밀폐시키고, 상하가 관통된 관통공이 형성된 덮개부; 상기 관통공과 연통되게 구비되어, 상기 관통공을 통해 기화공간으로 액적을 분사하는 분사부; 상기 외부몸체에 구비되어 히팅열을 발산하는 제1히팅부; 및 상기 덮개부에 구비되어, 외부로부터 공급되는 제2가스를 상기 외부몸체의 내벽을 따라 주입시키는 제2가스투입부;를 포함한다.

Description

박막증착을 위한 기화기{VAPORIZER FOR SEMICONDUCTOR THIN FILM DEPOSITING}

본 발명은 박막증착을 위한 기화기에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 메모리 소자, 액정표시장치 및 유기발광장치 등은 기판상에 복수회의 반도체 공정을 실시하여 원하는 형상의 구조물을 적층하여 제조한다.

반도체 제조공정은 기판상에 소정의 박막을 증착하는 공정, 박막의 선택된 영역을 노출시키는 포토리소그래피(photolithography) 공정, 선택된 영역의 박막을 제거하는 식각 공정 등을 포함한다.

이러한 반도체를 제조하는 기판 처리공정은 해당 공정을 위해 최적의 환경이 조성된 공정 챔버를 포함하는 기판 처리장치에서 진행된다.

공정 챔버에는 가공의 대상인 기판과 기판이 안착되는 기판 안착부가 구비되고, 기판에 소스를 함유하는 공정 가스가 분사된다. 이러한 공정 가스에 함유된 소스에 의해 기판에 증착 및 식각 공정 등이 진행된다.

여기서, 공정 가스는, 액상의 소스가 기화된 가스이다.

또한, 액상의 소스는 상온에서 액체 상태로 유지될 수 있는데, 액체 상태인 소스를 기체 상태로 변화시켜야 반도체 가공 공정에 사용할 수 있게 된다.

즉, 액상의 소스를 기체 상태로 변화시켜 캐리어가스와 혼합한 후, 제조된 공정 가스를 기판에 분사하는 장치를 '기화기'라 한다.

이때, 기화기에서 소스의 기화효율이 낮은 경우에는 기화되지 않은 소스가 기화기의 내벽에 점착하여 기화기의 성능 및 수명 등을 저하시키는 원인을 제공하고, 기화되지 않은 소스가 기화된 소스과 함께 공정 챔버로 유출되면 반도체 제조 공정에서 기판의 불량 원인을 제공할 수 있다.

더욱이, 기화기의 기화 효율이 낮으면, 기화기의 교체 주기가 짧아져 반도체 제조 공정의 전체 속도가 저하됨으로써, 제품의 생산 단가가 높아지는 문제점이 발생한다.

이를 위해 액상의 소스를 감압하여 기화하는 방법을 사용하고 있지만, 이러한 감압방식의 기화만으로는 액상의 소스 일부만이 기화하는 문제점이 발생하고, 소스 전부 기화시키기 위해서는 복잡화와 대형화된 기화기가 필요하게 된다.

또한, 이러한 기화기의 복잡화, 대형화로 인해 기화기 내에서 기화한 소스 가스가 기화기 내의 복잡한 유로를 유동하면서 다시 액화되는 경우도 발생하는 문제점이 있다.

그리고, 대용량의 소스를 기화해야 하는 경우 기화기는 더욱 복잡화, 대형화하므로, 상기한 문제점이 더욱 가중됨과 함께 기화기의 설계가 복잡해지고 제작비용이 증가하는 문제점이 발생된다.

한편, 상술한 문제점을 해결하고자 특허공개 제10-2016-0026285호로 반도체 장비용 기화기가 제시된 바 있다.

이는, 제1기화부, 제1기화부로부터 유입되는 가스가 유동하도록 하는 유동공간이 형성되며, 유동공간의 입구와 출구는 측방향 및 상하방향으로 일정간격 이격되어 형성되는 제2기화부 및 제2기화부로부터 가스가 외부로 토출되는 토출부로 구성되어 있다.

기화과정을 살펴보면, 제1기화부에서 액상의 소스와 캐리어 가스가 혼합되어 제2기화부로 유입되고, 제2기화부를 통해 기화되어 토출부를 통해 반응챔버로 토출되는 것으로, 제2기화부에서 혼합기체의 유동이 정체되지 않도록 하여 다시 액화되는 현상을 방지하여 토출하는 기술이다.

하지만, 제1기화부에서 액상의 소스와 캐리어 가스가 혼합과 동시에 제2기화부에서 순차적으로 이동되면서 순차적으로 기화가 증진될 수 있도록 하는 기술로 상기한 경우 노즐을 통해 분사되는 소스와 캐리어가스의 일정한 속도와 방향을 따라 이동함에 따라 기화가 불규칙하게 발생되는 문제점이 있고 이에 제품 불량이 발생되는 문제점이 있어 왔다.

또한, 캐리어 가스로 사용되는 불활성 가스가 제2기화부를 통과하면서 버블링되고 이에 따라, 반응액인 소스가 기화되는데, 상온에서의 온도가 일정하 게 유지되지 않은 상태에서 제1 및 제2기화부를 통해 기화 후 반응 챔버로 공급되는 경우 반응 가스의 양을 정밀하게 유지 및 제어할 수 없는 문제점이 있다.

다시 말해, 일정한 속도로 연속 반복 이동함에 따라 안정되게 기화하지 못한 소스(액적)의 경우 내벽에 기화된 액적이 재응축되어 점착되어 필터의 막힘 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

한편, 분사기에서 분사된 액적의 응축 현상을 방지하고자 기화기의 몸체에 설치되는 히터가 몸체의 외부에 설치된 상태에서 분사기에서 분사된 액적의 온도를 적정온도로 유지하도록 하고 있으나, 몸체 내부의 온도가 몸체 외부에 비해 상대적으로 낮아 분사기에서 분사된 액적이 기화기의 몸체 내부에서 재응축되는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2018-0027779호(2018. 03. 15) 대한민국 공개특허 제10-2011-0112071호(2017. 07. 06) 대한민국 공개특허 제10-1999-0066530호(1999. 08. 16) 대한민국 공개특허 제10-2011-0111935호(2011. 10. 12) 대한민국 공개특허 제10-2016-0026285호(2016. 03. 09)

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 액적이 기화공간에 분사되고, 기화되는 액적의 재응축으로 인해 고형화되어 통로가 막히는 것을 방지할 수 있는 박막증착을 위한 기화기를 제공하기 위함이다.

또한, 본 발명의 목적은, 외부몸체의 내벽 상부에서 기화보조가스인 제2가스가 더 분사됨으로써, 기화공간으로 분사된 액적의 체류시간을 증가시켜 충분한 액적의 기화가 일어나게 할 수 있고, 외부몸체의 내벽에 액적이 최대한 닿지 않도록 하여 기화공간의 벽면에서 재응축되는 점착현상을 방지하는 동시에 액적의 기화효율을 증대시킬 수 있는 박막증착을 위한 기화기를 제공하기 위함이다.

또한, 본 발명의 목적은, 기화공간을 제1공간 내지 제3공간으로 분할하고, 각 공간에 히팅열을 발산할 수 있는 제1히팅부 내지 제3히팅부가 구비되며, 히팅부의 히팅코일이 나선형으로 구비됨으로써, 분할된 기화공간을 전체적으로 균일한 온도를 유지시킬 수 있으며, 각 공간을 따라 액적이 순환하면서 순환거리가 증가되는 동시에 충분한 기화시간이 확보되어 기화효율을 증대시킬 수 있는 박막증착을 위한 기화기를 제공하기 위함이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 박막증착을 위한 기화기에 따르면, 상부에 개구공이 형성되고, 내부에 기화공간이 형성되며, 측부에 상기 기화공간에서 기화된 공정 가스가 배출되는 배출구가 형성된 외부몸체; 상기 개구공에 구비되어 상기 기화공간을 밀폐시키고, 상하가 관통된 관통공이 형성된 덮개부; 상기 관통공과 연통되게 구비되어, 상기 관통공을 통해 기화공간으로 액적을 분사하는 분사부; 상기 외부몸체에 구비되어 히팅열을 발산하는 제1히팅부; 및 상기 덮개부에 구비되어, 외부로부터 공급되는 제2가스를 상기 외부몸체의 내벽을 따라 주입시키는 제2가스투입부;를 포함한다.

또한, 상기 외부몸체의 하측에 구비되어, 상기 외부몸체의 상부에서 분사된 후 하부로 이동되는 액적을 가열하기 위한 히팅열을 발산하는 제2히팅부;를 더 포함한다.

또한, 상기 덮개부는, 외부로부터 제2가스가 제2가스투입부로 전달되도록 형성된 연결공이 형성되고, 상기 제2가스투입부는, 상기 덮개부의 하측면에 구비되고 상기 기화공간과 마주하도록 하측면이 내입된 내입공이 형성되되 원형의 띠 형상으로 형성된 고정부재와, 상기 고정부재의 고정공에 끼움고정되고, 일단이 상기 연결공에 연결되어 상기 제2가스를 전달받고, 상기 기화공간으로 제2가스를 분사하는 분사공이 다수 형성된 가스튜브를 포함한다.

또한, 상기 가스튜브의 분사공은, 상기 기화공간에 전체적으로 분사되되 외부몸체의 내벽을 향해 분사될 수 있도록 하부에 일정간격으로 이격되어 다수 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 덮개부의 하측면에 상기 외부몸체의 내부 저면으로부터 일정높이로 이격되게 돌출된 제1관 및 상기 제1관의 외벽을 감싸되 밀폐된 이격공간이 형성되게 이격되어 감싸는 제2관을 포함하는 내부몸체; 및 상기 내부몸체의 이격공간에 구비되되, 상기 제1관에 구비되어 히팅열을 발산하는 제3히팅부;를 더 포함하고, 상기 기화공간은, 상기 내부몸체에 의해 분할되어, 제1관의 내측과 제2관의 외측에 각각 제1공간과 제2공간이 형성되고, 상기 내부몸체의 하단에 상기 제1공간과 제2공간이 연통되는 제3공간이 형성되고, 상기 액적은, 상기 제1관으로 분사된 후, 하부로 이동되어 제3공간을 따라 제2공간으로 순환하고, 순환과정에서 상기 제1히팅부, 제2히팅부 및 제3히팅부의 히팅열에 의해 기화되어 상기 배출구로 배출되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1히팅부, 제2히팅부 및 제3히팅부는, 히팅코일로 이루어지고, 상기 제1히팅부는, 상기 외부몸체의 외벽의 둘레를 따라 히팅코일이 나선형으로 감싸지며 구비되고, 상기 제2히팅부는, 히팅받침판의 상측면에 히팅코일이 나선형으로 구비되고, 상기 제3히팅부는, 상기 제1관의 외벽의 둘레를 따라 히팅코일이 나선형으로 감싸지며 구비되고, 상기 외부몸체의 외벽, 히팅받침판의 상측면 및 제1관의 외벽에는, 상기 히팅코일이 내입되어 안착될 수 있는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1히팅부의 히팅코일와 제3히팅부의 히팅코일은, 동일 평면상에 위치하지 않고, 상하로 높이차가 있도록 나선형으로 구비되어, 히팅열을 기화공간에 전체적으로 발산할 수 있고, 상기 내부몸체는, 외주연에 안착홈이 나선형으로 형성된 상기 제1관을 구비한 후, 상기 제1관의 안착홈에 제3히팅부의 히팅코일을 결합시키고, 이격공간이 형성되도록 상기 제1관의 외주연으로부터 이격되게 제2관을 결합시켜, 일체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1히팅부 내지 제3히팅부는, 히팅코일이 나선형으로 구비됨에 따라 인접하는 히팅코일과의 간격을 조절할 수 있으며, 이에 따라, 높은 온도가 요구되는 위치에 간격을 좁게 하고, 낮은 온도가 요구되는 위치에 간격을 넓게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외부몸체의 외주연에 나선형으로 감겨진 제1히팅부를 덮는 외부커버;를 더 포함하고, 상기 외부커버 및 히팅받침판은, 상기 외부몸체의 열전도율보다 낮은 재질로 이루어지고, 상기 제1히팅부와 제2히팅부의 히팅열은, 외부방향보다 상기 제2공간 및 제3공간 방향으로 더 전도되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 이격공간에 구비되되, 상기 제1관의 외주연에 나선형으로 감겨진 제3히팅부를 덮는 내부커버; 및 상기 제1관의 내주연에 구비된 전도부재;를 더 포함하고, 상기 내부커버는, 상기 제1관의 열전도율보다 낮은 재질로 이루어지고, 상기 제1관은, 상기 제2관의 열전도율보다 높은 재질로 이루어지고, 상기 전도부재는, 상기 제1관의 열전도율보다 높은 재질로 이루어지고, 상기 제3히팅부의 히팅열은, 상기 이격공간보다 제1공간 방향으로 더 전도되는 것을 특징으로 한다.

이상 살펴본 바와 같은 본 발명의 효과는, 액적이 기화공간에 분사되고, 기화되는 액적의 재응축으로 인해 고형화되어 통로가 막히는 것을 방지할 수 있는 박막증착을 위한 기화기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 효과는, 외부몸체의 내벽 상부에서 제2가스가 더 분사됨으로써, 기화공간으로 분사된 액적의 체류시간을 증가시켜 충분한 액적의 기화가 일어나게 할 수 있고, 외부몸체의 내벽에 액적이 최대한 닿지 않도록 하여 기화공간의 벽면에서 재응축되는 점착현상을 방지하는 동시에 액적의 기화효율을 증대시킬 수 있는 박막증착을 위한 기화기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 효과는, 기화공간을 제1공간 내지 제3공간으로 분할하고, 각 공간에 히팅열을 발산할 수 있는 제1히팅부 내지 제3히팅부가 구비되며, 히팅부의 히팅코일이 나선형으로 구비됨으로써, 분할된 기화공간을 전체적으로 균일한 온도를 유지시킬 수 있으며, 각 공간을 따라 액적이 순환하면서 순환거리가 증가되는 동시에 충분한 기화시간이 확보되어 기화효율을 증대시킬 수 있는 박막증착을 위한 기화기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막증착을 위한 기화기를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 'A-A'선 단면도이다.
도 3은 도 1의 'B-B'선 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막증착을 위한 기화기를 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4의 'C-C'선 단면도이다.
도 6은 도 4의 'D-D'선 단면도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 박막증착을 위한 기화기를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 박막증착을 위한 기화기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 박막증착을 위한 기화기는, 외부몸체(10), 덮개부(20), 분사부(30), 제1히팅부(40), 제2가스투입부(50) 및 제2히팅부(41)를 포함한다.

먼저, 외부몸체(10)는, 상부에 개구공(11)이 형성되고, 내부에 기화공간(12)이 형성되며, 측부에 기화공간(12)에서 기화된 공정 가스가 배출되는 배출구(13)가 형성된다.

또한, 외부몸체(10)는 원통형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.

여기서, 공정 가스는, 후술할 분사부(30)를 통해 액적이 분사되고, 후술할 제1히팅부(40) 내지 제3히팅부(42)에 의해 기화된 가스이다. 또한, 액적이 기화공간(12)으로 원활하게 유입되도록 하는 제1가스가 함께 분사부(30)로 투입되는데, 투입된 제1가스와 기화된 액적이 혼합된 가스가 공정 가스이다.

즉, 공정 가스는 배출구(13)를 통해 배출되어 공정 챔버로 유입되고, 공정 챔버에 배치되는 기판에 공급됨에 따라, 기판은 증착, 식각 공정이 진행될 수 있다.

덮개부(20)는, 개구공(11)에 구비되어 기화공간(12)을 밀폐시키고, 상하가 관통된 관통공(21)이 형성된다.

이때, 관통공(21)은, 후술할 분사부(30)에서 액적과 제1가스가 기화공간(12)에 분사될 때, 확산되어 분사될 수 있도록 하부로 갈수록 평단면적이 넓어지게 형성된다.

또한, 덮개부(20)는, 외부로부터 제2가스가 후술할 제2가스투입부로 전달되도록 관통 형성된 연결공(22)이 형성된다.

분사부(30)는, 관통공(21)과 연통되게 구비되어, 관통공(21)을 통해 기화공간(12)으로 액적을 분사한다.

이때, 액적을 기화공간(12)에 원활하게 유입되도록 제1가스가 분사부(30)를 통해 더 투입된다. 이에 따라, 분사부(30)는, 액적투입구(31)와 제1가스투입구(32)가 형성된다.

한편, 제1가스는 불활성 가스로, 아르곤가스(Ar), 질소가스(N2)를 포함할 수 있고, 후술할 제2가스와 동종일 수 있지만, 이종일 수도 있다.

제1히팅부(40)는, 외부몸체(10)에 구비되어 히팅열을 발산한다.

이때, 제1히팅부(40), 히팅코일로 이루어진다.

이에 따라, 제1히팅부(40)는, 외부몸체(10)의 외벽의 둘레를 따라 히팅코일이 나선형으로 감싸지며 구비된다.

여기서, 외부몸체(10)의 외벽 또는 외주연에는, 제1히팅부(40)의 히팅코일이 내입되어 안착될 수 있는 안착홈(43)이 나선형으로 형성된다.

제2가스투입부(50)는, 덮개부(20)에 구비되어, 외부로부터 공급되는 제2가스를 외부몸체(10)의 내벽을 따라 주입시킨다.

이때, 제2가스투입부(50)는 제2가스를 분사할 때, 분사부(30)의 분사력보다 약하게 하여 기화공간(12)으로 분사한다. 이는, 분사부(30)의 액적 분사에 방해가 되지 않도록 하기 위함이다.

이러한, 제2가스투입부(50)는, 고정부재(51) 및 가스튜브(53)를 포함한다.

고정부재(51)는, 덮개부(20)의 하측면에 구비되되 외부몸체(10)의 내벽에 인접하도록 구비된다.

또한, 고정부재(51)는, 하측면이 내입된 내입공(52)이 형성되되 원형의 띠 형상으로 형성된다. 즉, 내입공(52)은 원형의 띠 형상으로 형성되어 후술할 가스튜브(53)가 원형의 띠로 구비될 수 있다.

가스튜브(53)는, 고정부재(51)의 내입공(52)에 끼움고정되고, 일단이 연결공(22)에 연결되어 제2가스를 전달받고, 기화공간(12)으로 제2가스를 분사하는 분사공(54)이 다수 형성된다.

이때, 가스튜브(53)가 외부몸체(10)의 내벽과 인접한 위치에 구비됨에 따라, 분사공(54)으로 분사되는 제2가스는 외부몸체(10)의 내벽으로 분사된다. 이는, 상부에서 하부로 분사되는 액적이 기화공간(12)에서 순환되면서 기화되는데, 기화되는 액적의 재응축으로 인해 고형화되어 통로가 막히는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제2가스의 분사를 통해서 기화공간(12)으로 분사된 액적의 체류시간을 증가시켜 충분한 액적의 기화가 일어나게 할 수 있고, 외부몸체(10)의 내벽에 액적이 최대한 닿지 않도록 하여 외부몸체(10)의 벽면에서 재응축되는 점착현상을 방지하는 동시에 액적의 기화효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 제2가스는, 불활성 가스로 아르곤가스(Ar), 질소가스(N2)를 포함할 수 있고, 상술한 제1가스와 동일 또는 이종일 수 있다.

제2히팅부(41)는, 외부몸체(10)의 하측에 구비되어, 외부몸체(10)의 상부에서 분사된 후 하부로 이동되는 액적을 가열하기 위한 히팅열을 발산한다.

여기서, 제2히팅부(41), 히팅코일과 히팅받침판(44)으로 이루어진다.

즉, 히팅받침판(44)의 상측면에는, 제2히팅부(41)의 히팅코일이 내입되어 안착될 수 있는 안착홈(43)이 나선형으로 형성된다. 그리고, 제2히팅부(41)의 히팅코일은 히팅받침판(44)의 상측면에 나선형으로 형성된 안착홈(43)에 안착되어 나선형으로 구비된다.

상술한 제1히팅부(40)와 제2히팅부(41)는 나선형으로 구비되는데, 이는 일정한 간격으로 이격되어 구비시킬 수 있으며, 일정 간격에 의해 균일한 온도를 발산할 수 있다.

더불어, 제1히팅부(40) 및 제2히팅부(41)는, 히팅코일이 나선형으로 구비됨에 따라 인접하는 히팅코일과의 간격을 조절할 수 있으며, 이에 따라, 높은 온도가 요구되는 위치에 간격을 좁게 하고, 낮은 온도가 요구되는 위치에 간격을 넓게 하여 온도를 조절하며, 히팅열을 발상시킬 수 있다.

예를 들어, 기화공간(12)에서 대류현상이 활발하게 이루어지도록 하기 위해서, 제1히팅부(40)는 외부몸체(10)의 하부보다 상부에서 히팅코일 간의 간격이 좁게 이격되어 구비될 수 있다. 이때, 기화공간(12)의 중앙 상부에서 액적이 하방으로 분사되면서 기화공간(12)의 내부에서 가스의 순환이 이루어진다.

또한, 제2히팅부(41)의 히팅코일은 중심에서 외측으로 멀어질수록 히팅코일 간의 간격이 좁게 이격되어 구비될 수 있다. 이때, 하방으로 분사된 액적이 기화되고, 중심에서 외측으로 순환하게 되는데, 미쳐 기화되지 못한 액적을 외측에서 더 뜨거운 히팅열로 기화시킬 수 있다. 그리고, 기화된 액적은 외부몸체(10)의 내벽을 따라 상부로 이동하고, 배출구(13)로 배출된다.

이와 같이, 액적의 분사방향, 이동방향, 배출방향을 조건으로, 히팅코일 간의 간격을 조절함에 따라, 기화공간(12)에서 액적을 기화시키고, 외부몸체(10) 내벽에서의 재응축으로 인한 점착현상과 기화공간(12) 내에서 재응축에 의한 고형화를 방지하여 액적을 최대한 기화시켜 배출시킴으로써, 기화효율을 높일 수 있다.

상술한 실시예 외에 또 다른 실시예에 대해서 설명한다. 또 다른 실시예는 상술한 실시예에 추가되는 구성에 대해서 상세히 설명하고, 중복되는 구성은 생략하기로 한다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 박막증착을 위한 기화기는, 내부몸체(60) 및 제3히팅부(42)를 더 포함한다.

내부몸체(60)는, 덮개부(20)의 하측면에 외부몸체(10)의 내부 저면으로부터 일정높이로 이격되게 돌출된 제1관(61) 및 제1관(61)의 외벽을 감싸되 밀폐된 이격공간(63)이 형성되게 이격되어 감싸는 제2관(62)을 포함한다.

이때, 제1관(61)과 제2관(62)의 하단은 연결된다.

여기서, 내부몸체(60)는, 외주연에 안착홈(43)이 나선형으로 형성된 제1관(61)을 구비한 후, 제1관(61)의 안착홈(43)에 제3히팅부(42)의 히팅코일을 결합시키고, 이격공간(63)이 형성되도록 제1관(61)의 외주연으로부터 이격되게 제2관(62)을 결합시켜, 일체로 이루어질 수 있다.

즉, 내부몸체(60)는 중공구조로 형성된다.

이때, 제2관(62)이 더 구비되는 것은, 제1관(61)의 외주연에 구비되는 후술할 제3히팅부(42)의 히팅코일을 액적과 가스로부터 접촉을 차단하여 히팅코일의 부식과 고장을 방지하기 위함이다.

그리고, 제2관(62)을 구비하면서 이격공간(63)이 형성됨에 따라, 온도 센서, 후술할 내부커버(80) 등의 기타 구성들을 더 구비할 수 있는 공간으로 활용할 수 있다.

제3히팅부(42)는, 내부몸체(60)의 이격공간(63)에 구비되되, 제1관(61)에 구비되어 히팅열을 발산한다.

여기서, 기화공간(12)은, 내부몸체(60)에 의해 분할되어, 제1관(61)의 내측과 제2관(62)의 외측에 각각 제1공간(14)과 제2공간(15)이 형성되고, 내부몸체(60)의 하단에 제1공간(14)과 제2공간(15)이 연통되는 제3공간(16)이 형성된다.

이에 따라, 액적은, 제1관(61)으로 분사된 후, 하부로 이동되어 제3공간(16)을 따라 제2공간(15)으로 순환하고, 순환과정에서 제1히팅부(40), 제2히팅부(41) 및 제3히팅부(42)의 히팅열에 의해 기화되어 배출구(13)로 배출된다.

특히, 기화공간(12)을 3공간으로 분할하여 각각의 공간을 순환하는 액적은, 순환거리가 하나의 공간으로 이루어진 것보다 더 길어지기 때문에 체류시간이 증가하고, 이로 기화효율이 향상된다.

이와 더불어, 배출구(13)는 외부몸체(10)의 중간보다 위에 위치하는 즉, 상부에서 1/3 이내의 높이에 위치하는 것이 바람직할 수 있다. 이는, 분사된 액적이 제1공간(14), 제3공간(16), 제2공간(15)을 충분히 순환할 수 있도록 순환거리를 증가시키는 동시에 체류시간과 기화시간을 충분히 확보하기 위함이다.

또한, 기화공간(12)이 3공간으로 분할되고, 각 공간으로 히팅열을 발산할 수 있는 히팅부가 각각 구비되어, 전체적인 기화공간(12)의 온도가 일정하고, 기화된 액적이 재응축되는 현상을 방지할 수 있다.

제3히팅부(42)는, 히팅코일로 이루어진다.

그리고, 제1관(61)의 외벽에는, 히팅코일이 내입되어 안착될 수 있는 안착홈(43)이 형성된다.

이때, 제3히팅부(42)의 히팅코일은 제1히팅부(40)의 히팅코일과 같은 목적과 효과를 위하여, 제1관(61)의 하부보다 상부에서 더 좁게 이격되도록 구비될 수 있다.

그리고, 제2가스투입부(50)는, 덮개부(20)의 하측면에 구비되고 제2공간(15)과 마주하도록 하측면이 내입된 내입공(52)이 형성되되 원형의 띠 형상으로 형성된 고정부재(51)와, 고정부재(51)의 고정공에 끼움고정되고, 일단이 연결공(22)에 연결되어 제2가스를 전달받고, 제2공간(15)으로 제2가스를 분사하는 분사공(54)이 다수 형성된 가스튜브(53)를 포함한다.

여기서, 배출구(13)가 형성된 외부몸체(10)의 내벽에는 기화된 액적이 원활한 배출이 이루어지도록 분사공(54)이 형성되지 않는 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않는다.

그리고, 가스튜브(53)의 분사공(54)은, 제2공간(15)에 전체적으로 분사될 수 있도록 하부에 일정간격으로 이격되어 다수 형성된다.

이에 따라, 제2공간(15)을 형성시키는 외부몸체(10)의 내벽과 제2관(62)의 외벽에는 액적이 최대한 닿지 않게 되어 재응축으로 인한 점착현상을 방지되고, 제2공간(15)에서 기화되지 못한 액적은 분사공(54)으로 분사되는 제2가스에 의해 제2공간(15)과 제3공간(16)을 순환하면서 체류시간 확보로 기화될 수 있다.

한편, 제1히팅부(40)의 히팅코일와 제3히팅부(42)의 히팅코일은, 동일 평면상에 위치하지 않고, 상하로 높이차가 있도록 나선형으로 구비되어, 히팅열을 기화공간(12)에 전체적으로 발산할 수 있다.

한편, 히팅열의 전도가 각각의 공간에 원활하게 발산되어, 기화공간(12) 전체적으로 히팅열이 발산되고, 대류현상이 원활하게 이루어질 수 있게 할 필요가 있다.

이에 따라, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 박막증착을 위한 기화기는, 외부커버(70), 내부커버(80) 및 전도부재(90)를 더 포함한다.

외부커버(70)는, 외부몸체(10)의 외주연에 나선형으로 감겨진 제1히팅부(40)를 덮는다.

이때, 외부커버(70) 및 히팅받침판(44)은, 외부몸체(10)의 열전도율보다 낮은 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.

그리고, 제1히팅부(40)와 제2히팅부(41)의 히팅열은, 외부방향보다 제2공간(15) 및 제3공간(16) 방향으로 더 전도된다.

내부커버(80)는, 이격공간(63)에 구비되되, 제1관(61)의 외주연에 나선형으로 감겨진 제3히팅부(42)를 덮는다 .

전도부재(90)는, 제1관(61)의 내주연에 구비된다.

이때, 내부커버(80)는, 제1관(61)의 열전도율보다 낮은 재질로 이루어지고, 제1관(61)은, 제2관(62)의 열전도율보다 높은 재질로 이루어지고, 전도부재(90)는, 제1관(61)의 열전도율보다 높은 재질로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.

이에 따라, 제3히팅부(42)의 히팅열은, 이격공간(63)보다 제1공간(14) 방향으로 더 전도된다.

즉, 제1히팅부(40)의 히팅열은 제2공간(15)에 집중적으로 발산되고, 제2히팅열의 히팅열을 제3공간(16)과 외부몸체(10)의 내부 저면부에 집중적으로 발산되며, 제3히팅부(42)의 히팅열은 제1공간(14)에 집중적으로 발산된다.

더불어, 제1공간(14)은 제2공간(15)과 제2공간(15)보다 더 큰 면적으로 형성됨에 따라, 제3히팅부(42)의 히팅열은 제1공간(14)으로 집중적으로 전도되는 것이 바람직하다.

이때, 기화공간(12)이 전체적으로 일정한 온도가 이루어져 기화효율이 높아질 수 있도록 히팅코일 간의 간격은 조절될 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 더불어, 상술하는 과정에서 기술된 구성의 작동순서는 반드시 시계열적인 순서대로 수행될 필요는 없으며, 각 구성 및 단계의 수행 순서가 바뀌어도 본 발명의 요지를 충족한다면 이러한 과정은 본 발명의 권리범위에 속할 수 있음은 물론이다.

10 : 외부몸체 11 : 개구공
12 : 기화공간 13 : 배출구
14 : 제1공간 15 : 제2공간
16 : 제3공간 20 : 덮개부
21 : 관통공 22 : 연결공
30 : 분사부 31 : 액적투입구
32 : 제1가스투입구 40 : 제1히팅부
41 : 제2히팅부 42 : 제3히팅부
43 : 안착홈 44 : 히팅받침판
50 : 제2가스투입부 51 : 고정부재
52 : 내입공 53 : 가스튜브
54 : 분사공 60 : 내부몸체
61 : 제1관 62 : 제2관
63 : 이격공간 70 : 외부커버
80 : 내부커버 90 : 전도부재

Claims (10)

1. 상부에 개구공이 형성되고, 내부에 기화공간이 형성되며, 측부에 상기 기화공간에서 기화된 공정 가스가 배출되는 배출구가 형성된 외부몸체;
   상기 개구공에 구비되어 상기 기화공간을 밀폐시키고, 상하가 관통된 관통공이 형성된 덮개부;
   상기 관통공과 연통되게 구비되어, 상기 관통공을 통해 기화공간으로 액적을 분사하는 분사부;
   상기 외부몸체에 구비되어 히팅열을 발산하는 제1히팅부; 및
   상기 덮개부에 구비되어, 외부로부터 공급되는 제2가스를 상기 외부몸체의 내벽을 따라 주입시키는 제2가스투입부;를 포함하고,
   상기 덮개부는, 외부로부터 제2가스가 제2가스투입부로 전달되도록 형성된 연결공이 형성되고,
   상기 제2가스투입부는, 상기 덮개부의 하측면에 구비되고 상기 기화공간과 마주하도록 하측면이 내입된 내입공이 형성되되 원형의 띠 형상으로 형성된 고정부재와,
   상기 고정부재의 고정공에 끼움고정되고, 일단이 상기 연결공에 연결되어 상기 제2가스를 전달받고, 상기 기화공간으로 제2가스를 분사하는 분사공이 다수 형성된 가스튜브를 포함하는 박막증착을 위한 기화기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 외부몸체의 하측에 구비되어, 상기 외부몸체의 상부에서 분사된 후 하부로 이동되는 액적을 가열하기 위한 히팅열을 발산하는 제2히팅부;를 더 포함하는 박막증착을 위한 기화기.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 가스튜브의 분사공은, 상기 기화공간에 전체적으로 분사되되 외부몸체의 내벽을 향해 분사될 수 있도록 하부에 일정간격으로 이격되어 다수 형성된 것을 특징으로 하는 박막증착을 위한 기화기.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1히팅부는, 히팅코일로 이루어지고, 상기 외부몸체의 외벽의 둘레를 따라 나선형으로 감싸지며 구비되고,
   상기 외부몸체의 외벽에는, 상기 히팅코일이 내입되어 안착될 수 있는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 박막증착을 위한 기화기.
   
6. 제2항에 있어서,
   상기 덮개부의 하측면에 상기 외부몸체의 내부 저면으로부터 일정높이로 이격되게 돌출된 제1관 및 상기 제1관의 외벽을 감싸되 밀폐된 이격공간이 형성되게 이격되어 감싸는 제2관을 포함하는 내부몸체; 및
   상기 내부몸체의 이격공간에 구비되되, 상기 제1관에 구비되어 히팅열을 발산하는 제3히팅부;를 더 포함하고,
   상기 기화공간은, 상기 내부몸체에 의해 분할되어, 제1관의 내측과 제2관의 외측에 각각 제1공간과 제2공간이 형성되고, 상기 내부몸체의 하단에 상기 제1공간과 제2공간이 연통되는 제3공간이 형성되고,
   상기 액적은, 상기 제1관으로 분사된 후, 하부로 이동되어 제3공간을 따라 제2공간으로 순환하고, 순환과정에서 상기 제1히팅부, 제2히팅부 및 제3히팅부의 히팅열에 의해 기화되어 상기 배출구로 배출되는 것을 특징으로 하는 박막증착을 위한 기화기.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2히팅부 및 제3히팅부는, 히팅코일로 이루어지고,
   상기 제2히팅부는, 히팅받침판의 상측면에 히팅코일이 나선형으로 구비되고,
   상기 제3히팅부는, 상기 제1관의 외벽의 둘레를 따라 히팅코일이 나선형으로 감싸지며 구비되고,
   상기 히팅받침판의 상측면 및 제1관의 외벽에는, 상기 히팅코일이 내입되어 안착될 수 있는 안착홈이 형성된 것을 특징으로 하는 박막증착을 위한 기화기.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 제1히팅부의 히팅코일와 제3히팅부의 히팅코일은, 동일 평면상에 위치하지 않고, 상하로 높이차가 있도록 나선형으로 구비되어, 히팅열을 기화공간에 전체적으로 발산할 수 있고,
   상기 내부몸체는, 외주연에 안착홈이 나선형으로 형성된 상기 제1관을 구비한 후, 상기 제1관의 안착홈에 제3히팅부의 히팅코일을 결합시키고, 이격공간이 형성되도록 상기 제1관의 외주연으로부터 이격되게 제2관을 결합시켜, 일체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 박막증착을 위한 기화기.
   
9. 삭제
10. 제6항에 있어서,
    상기 외부몸체의 외주연에 나선형으로 감겨진 제1히팅부를 덮는 외부커버;를 더 포함하고,
    상기 외부커버 및 히팅받침판은, 상기 외부몸체의 열전도율보다 낮은 재질로 이루어지고,
    상기 제1히팅부와 제2히팅부의 히팅열은, 외부방향보다 상기 제2공간 및 제3공간 방향으로 더 전도되는 것을 특징으로 하는 박막증착을 위한 기화기.
    

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