KR102391363B1 - Vaporizer for semiconductor thin film depositing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 박막증착을 위한 기화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체를 이루는 기판 상에 막 형성을 위한 박막 증착 과정에서 반응액의 기화 효율을 극대화 시킨 박막증착을 위한 기화기에 관한 것이다.The present invention relates to a vaporizer for depositing a semiconductor thin film, and more particularly, to a vaporizer for depositing a thin film that maximizes the vaporization efficiency of a reaction solution in a thin film deposition process for forming a film on a substrate constituting a semiconductor.
통상, 반도체 장치는 기판으로 사용되는 반도체 웨이퍼에 다수의 공정을 적층하여 원하는 형상의 구조물을 제조한다. 대표적인 예로, 반도체 메모리 소자, 액정표시장치, 유기발광장치 등은 기판상에 복수회의 반도체 공정을 실시하여 원하는 형상의 구조물을 적층하여 제조한다.In general, a semiconductor device manufactures a structure having a desired shape by stacking a plurality of processes on a semiconductor wafer used as a substrate. As a representative example, a semiconductor memory device, a liquid crystal display device, an organic light emitting device, etc. are manufactured by performing a plurality of semiconductor processes on a substrate and stacking structures of a desired shape.
이러한 반도체 제조공정은 막 형성 공정, 포토리소그래피(photolithography) 공정, 식각 공정등을 포함하며 해당 공정은 최적화된 환경이 조성된 반응챔버에서 진행되고 있다.Such a semiconductor manufacturing process includes a film formation process, a photolithography process, an etching process, and the like, and the process is being performed in a reaction chamber in which an optimized environment is created.
이 중, 막 형성 공정은 상기 기판 상에 막을 형성하기 위해 수행되며, 산화 공정은 상기 기판 상에 산화막을 형성하기 위해 또는 상기 기판 상에 형성된 막을 산화시키기 위해 수행되고, 포토리소그래피(photolithography) 공정은 상기 기판 상에 형성된 막을 목적하는 패턴들로 형성하기 위해 수행되고, 식각 공정은 선택된 영역의 박막을 제거하기 위해 수행된다.Among them, the film forming process is performed to form a film on the substrate, the oxidation process is performed to form an oxide film on the substrate or to oxidize the film formed on the substrate, and the photolithography process is A film formed on the substrate is performed to form desired patterns, and an etching process is performed to remove the thin film in a selected area.
상기한 반도체 공정에서는 공정가스를 사용하여 제조공정을 수행하게 되며, 공정가스는 액상의 소스를 기화시켜 캐리어가스와 혼합하여 제조하게 되며, 이에 공정가스를 제조하기 위해 반도체 장비에서는 기화를 위한 장치가 필요하게 된다.In the above-described semiconductor process, a manufacturing process is performed using a process gas, and the process gas is produced by vaporizing a liquid source and mixing it with a carrier gas. will be needed
반도체 제조에 적용되는 기화장치는 액체상태의 소스를 기체상태로 변화시켜 반응챔버 내부로 기화된 소스를 공급하는 것으로, 기화장치 내부에서 소스를 기화시키고 기화된 소스를 냉각되지 않도록 하면서 기체상태의 소스를 반응챔버로 공급하여야 한다.The vaporizer applied to semiconductor manufacturing supplies the vaporized source to the inside of the reaction chamber by changing the liquid source to the gaseous state. must be supplied to the reaction chamber.
하지만 기화장치내에서 소스의 기화 효율이 낮게 되면 기화되지 않는 소스가 장치 내벽에 점착 또는 필터에 점착하여 장치 수명은 물론 반도체 제조 공정에서 제품 불량의 원인이 되기도 한다.However, when the vaporization efficiency of the source is low in the vaporizer, the non-vaporized source adheres to the inner wall of the apparatus or to the filter, which may cause not only the life of the apparatus but also product defects in the semiconductor manufacturing process.
이를 위해 액상의 소스를 감압하여 기화하는 방법을 사용하고 있지만, 이러한 감압방식의 기화만으로는 액상의 소스 일부만이 기화할 뿐이고, 따라서 액상 소스를 전부 또는 적어도 원하는 기준치 이상으로 기화시키기 위해서는 복잡하거나 기화장치를 대형화해야 하는 문제점이 있다.For this purpose, a method of vaporizing the liquid source by decompression is used, but only a part of the liquid source is vaporized only by vaporizing the liquid source under reduced pressure. There is a problem that needs to be enlarged.
또한, 이러한 기화장치의 복잡화, 대형화로 인해 기화장치 내에서 기화한 소스 가스가 기화장치 내의 복잡한 유로를 유동하면서 다시 액화되는 경우도 발생하는 문제점이 있다.In addition, due to the complexity and size of the vaporizer, there is a problem in that the source gas vaporized in the vaporizer is liquefied again while flowing through the complicated flow path in the vaporizer.
또한, 대용량의 소스를 기화해야 하는 경우 기화장치는 더욱 복잡화, 대형화하므로, 상기한 문제점이 더욱 가중됨과 함께 기화장치의 설계가 복잡해지고 제작비용이 증가하는 문제점이 발생되고 있다.In addition, when it is necessary to vaporize a large-capacity source, since the vaporizer becomes more complex and enlarged, the above problems are further aggravated, and the design of the vaporizer is complicated and the manufacturing cost is increased.
한편, 상기한 문제점을 해결하고자 특허공개 제10-2016-0026285호로 반도체 장비용 기화장치가 제시된 바 있다. 상기 종래기술은 제1기화부, 상기 제1기화부로부터 유입되는 가스가 유동하도록 하는 유동공간이 형성되며, 상기 유동공간의 입구와 출구는 측방향 및 상하방향으로 일정간격 이격되어 형성되는 제2기화부 및 기 제2기화부로부터 상기 가스가 외부로 토출되는 토출부로 구성되어 있다.On the other hand, in order to solve the above problems, a vaporizer for semiconductor equipment has been proposed in Patent Publication No. 10-2016-0026285. In the prior art, a first vaporization unit, a flow space for allowing the gas introduced from the first vaporization unit to flow, is formed, and the inlet and outlet of the flow space are spaced apart from each other at regular intervals in the lateral and vertical directions. It is composed of a vaporization unit and a discharge unit through which the gas is discharged from the second vaporization unit to the outside.
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.Looking at the vaporization process, the liquid source and carrier gas are mixed in the first vaporization unit and introduced into the second vaporization unit, vaporized through the second vaporization unit and discharged to the reaction chamber through the discharge unit, and the mixed gas in the second vaporization unit It is a technology for discharging by preventing the flow of water from stagnation and re-liquefaction.
하지만, 제1기화부에서 액상의 소스와 캐리어 가스가 혼합과 동시에 제2기화부에서 순차적으로 이동되면서 순차적으로 기화가 증진 될 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.However, in the first vaporization unit, as the liquid source and carrier gas are mixed and moved sequentially in the second vaporization unit at the same time, the vaporization can be sequentially enhanced. As it moves along a constant speed and direction, there is a problem that vaporization occurs irregularly, and thus there has been a problem that product defects occur.
또한 캐리어 가스로 사용되는 불활성 가스가 제2기화부를 통과하면서 버블링되고 이에따라 반응액인 소스가 기화 되는데, 상온에서의 온도가 일정하게 유지되지 않은 상태에서 제1 및 제2기화부를 통해 기화후 반응 챔버로 공급되는 경우 반응 가스의 양을 정밀하게 유지 및 제어할 수 없는 문제점이 있다.In addition, the inert gas used as the carrier gas is bubbled while passing through the second vaporization unit, and thus the source, which is a reaction solution, is vaporized. When supplied to the chamber, there is a problem in that the amount of the reaction gas cannot be precisely maintained and controlled.
다시 말해, 일정한 속도로 연속 반복 이동함에 따라 안정되게 기화하지 못한 소스의 경우 내벽에 점착 또는 불규칙한 이동으로 인하여 필터의 막힘 현상이 발생되는 문제점이 있어왔다.In other words, there has been a problem in that the filter is clogged due to adhesion to the inner wall or irregular movement in the case of a source that does not vaporize stably as it moves continuously and repeatedly at a constant speed.
한편, 분무기에서 분사된 액적의 응축 현상을 방지하고자 기화장치의 몸체 설치되는 히터가 몸체의 외부에 설치된 상태에서 분무기에서 분사된 액적의 온도를 적정온도로 유지하도록 하고 있으나 몸체 내부의 온도가 몸체 외부에 비해 상대적으로 낮아 분무기에서 분사된 액적이 기화장치의 몸체 내부에서 재응축되는 문제점이 있어왔다.On the other hand, in order to prevent condensation of the droplets sprayed from the atomizer, the heater installed on the body of the vaporizer is installed outside the body, and the temperature of the droplets sprayed from the atomizer is maintained at an appropriate temperature, but the temperature inside the body is outside the body. There has been a problem in that the droplets injected from the atomizer are re-condensed inside the body of the vaporizer because it is relatively low.
여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는 데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.The background or prior art described herein is information possessed by the present inventor or acquired in the process of deriving the present invention, and is only intended to help understand the technical meaning of the present invention, This does not mean that the technology is widely known in the technical field.
이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하면서 구조를 단순화 하기 힘든 기술적 한계 및 문제점을 해결하려는 발상에서, 반도체 제조 공정에 적용되는 소스의 기화율을 향상시킴과 동시에 구조를 단순화 시킨 새로운 구조의 기화기를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.Accordingly, the present inventors have developed a new structure that improves the vaporization rate of the source applied to the semiconductor manufacturing process and at the same time simplifies the structure, from the idea of solving the technical limitations and problems that are difficult to simplify the structure while comprehensively considering the above. The present invention was created as a result of incessant research while making every effort to develop a carburetor.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 기화기의 구조 개선을 통해 기화기에 설치되는 히터가 분무기에서 분사된 액적의 재응축을 방지하도록 적정 온도를 유지하여 배출될 수 있도록 하는 고효율의 기화기를 제공하는데 있는 것이다.Therefore, the technical problem and object to be solved by the present invention is to provide a high-efficiency vaporizer that allows the heater installed in the vaporizer to be discharged by maintaining an appropriate temperature to prevent re-condensation of droplets sprayed from the atomizer through structural improvement of the vaporizer is in doing
여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Here, the technical problems and objects to be solved by the present invention are not limited to the technical problems and objectives mentioned above, and other technical problems and objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 바와 같은 목적을 달성 및 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 구체적 수단은, 분무기로부터 몸체내로 분사된 액적을 안정되게 기화시켜 토출관을 통해 반도체 박막 증착을 위한 위치로 공급하게 되는 기화기에 있어서, 상기 몸체가, 액적을 수용하는 하향 개방된 형태의 공간을 갖는 내측관과, 상기 내측관에 설치되어 히팅열을 발산하는 제1히팅부와, 상기 내측관의 외측과 이격공간을 형성하며 설치되는 외측관과, 상기 외측관에 설치되어 히팅열을 발산하는 제2히팅부와, 상기 외측관의 외측에 제공되며 상기 토출관과 연결되어 상기 공간과 이격공간을 순차적으로 이동하는 액적을 배출하는 토출구를 개시한다.A specific means according to the present invention for achieving the object and solving the technical problem as described above is a vaporizer that stably vaporizes the droplets injected into the body from the atomizer and supplies it to the position for depositing the semiconductor thin film through the discharge pipe. In the above, the body, an inner tube having a downwardly open space for accommodating droplets, a first heating unit installed in the inner tube to radiate heating heat, and a space away from the outer side of the inner tube, An outer tube installed in the outer tube, a second heating unit installed in the outer tube to radiate heating heat, and a droplet provided outside the outer tube and connected to the discharge tube to sequentially move through the space and the space apart to start the discharge port.
상기 몸체의 바닥면에, 상기 공간을 통해 하측으로 이동된 후 상기 이격공간으로 유도되는 액적을 히팅시키는 제3히팅부가 설치될 수 있다.A third heating unit may be installed on the bottom surface of the body to heat the droplets that are moved downward through the space and then are guided to the separation space.
상기 내측관은, 제1 및 제2관 형태의 이중관체로 내부에 상기 이격공간으로부터 격리된 히팅룸이 형성되며 상기 히팅룸 내부에 상기 제1히팅부가 설치될 수 있다.The inner tube is a double tube in the form of first and second tubes, and a heating room isolated from the separation space is formed therein, and the first heating unit may be installed in the heating room.
상기 제1히팅부는, 히팅코일로 이루어지며 상기 제1관의 외벽을 나선 형태로 감싸며 결합되는 것을 적용할 수 있다.The first heating unit may be made of a heating coil and coupled to the outer wall of the first tube in a spiral shape may be applied.
상기 토출구는, 상기 외측관의 높이에 대해 1/3 이상의 상측에 위치되도록 함이 바람직하다.Preferably, the discharge port is positioned above 1/3 of the height of the outer tube.
본 발명에 따른 실시예에 따라 분무기를 통해 혼합되어 기화기로 공급된 액적을 기화기의 몸체 내측과 그리고 외측 및 바닥층에서 발생되는 히팅열로 균일한 입자와 균일한 온도를 유지하도록 하는 고효율의 기화기를 제공할 수 있다.According to an embodiment according to the present invention, a high-efficiency vaporizer that maintains uniform particles and a uniform temperature by heating heat generated from the inside and outside of the body of the vaporizer and the droplets supplied to the vaporizer by mixing through the atomizer according to the embodiment of the present invention. can do.
상기와 같은 목적의 달성과 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명은, 기화기로 유입된 액적을 제1 내지 제3 히팅부를 통해 고른 히팅열을 제공하여 토출시 균일한 입자와 균일한 온도를 유지하며 기화 효율이 극대화된 상태로 토출될 수 있도록 함에 따라 고효율의 기화기를 얻을 수 있는 장점이 있다.The present invention, equipped with the means and configuration for achieving the above object and solving the technical problems, provides uniform heating heat to the droplets introduced into the vaporizer through the first to third heating parts, so that uniform particles and uniform There is an advantage in that a high-efficiency vaporizer can be obtained by maintaining the temperature and discharging in a state where vaporization efficiency is maximized.
여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.Here, the effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명에 따른 박막증착을 위한 기화기의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 "B-B"선 단면도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view of a vaporizer for thin film deposition according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line “BB” of FIG. 1 .
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예(또는 구현예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention may have various changes and may have various forms, embodiments (or implementations) will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is used only to describe specific embodiments, and is not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as comprises or consists of are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification exist, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
본 명세서에서 기재한 ~제1~, ~제2~ 등은 서로 다른 구성 요소들임을 구분하기 위해서 지칭할 것일 뿐, 제조된 순서에 구애받지 않는 것이며, 발명의 상세한 설명과 청구범위에서 그 명칭이 일치하지 않을 수 있다.~1~, ~2~, etc. described in the present specification are only to be referred to to distinguish that they are different components, and are not limited to the order of manufacture, and their names in the detailed description and claims of the invention are may not match.
본 발명은 도 1 및 도 2의 도시에 의하여 분무기(A)로부터 혼합되어 공급되는 소스와 캐리어가스를 균일하도록 기화시켜 토출관(T)을 통해 반도체 박막 증착을 위한 위치로 공급하게 되는 박막 증착을 위한 기화기에 관한 것이다.The present invention vaporizes the source and carrier gas mixed and supplied from the atomizer (A) as shown in FIGS. 1 and 2 to uniformly vaporize the thin film deposition that is supplied to the position for depositing the semiconductor thin film through the discharge pipe (T). It's about a carburetor for
본 발명은, 기화기를 이루는 몸체(100)와, 상기 몸체(100)에 결합되어 소스와 캐리어 가스를 혼합한 후 액적 상태로 상기 몸체(100) 내부로 분사하는 분무기(A)와, 상기 몸체(100)를 적정 온도로 유지시키는 제1 내지 제3 히팅부(120)(140)(150)로 구성된다.The present invention, the
몸체(100)는, 액적을 수용하는 하향 개방된 형태의 공간(112)을 갖는 내측관(110)과, 상기 내측관(110)에 설치되어 히팅열을 발산하는 제1히팅부(120)와, 상기 내측관(110)의 외측과 이격공간(132)을 형성하며 설치되는 외측관(130)과, 상기 외측관(130)에 설치되어 히팅열을 발산하는 제2히팅부(140)와, 상기 외측관(130)의 외측에 제공되며 상기 공간(112)과 이격공간(132)을 순차적으로 이동하는 액적을 토출관(T)을 통해 배출하는 토출구(160)로 구성된다.The
그리고, 상기 몸체(100)의 저부 즉, 상기 외측관(130)의 바닥면(170) 상측 바닥공간(172)에는 상기 공간(112)을 통해 하측으로 이동된 후 상기 이격공간(132)으로 유도되는 액적을 히팅시키는 제3히팅부(150)가 설치된다.And, the bottom of the
각 구성 별로 구체적으로 설명하면, 먼저 내측관(110)은 원통 형상이 바람직하며, 제1 및 제2관(110a)(110b) 형태의 이중관체로 내부에 히팅룸(110c)이 형성되며 상기 히팅룸(110c) 내부에 상기 제1히팅부(120)가 설치된다. 그리고 상기 내측관(110)의 상단에는 분무기(A)가 설치되고, 상기 내측관(110)의 공간(112)으로 상기 분무기(A)로부터 공급되는 액적이 분사 형태로 유입되고 하향 개방된 형태를 취한다.In detail for each configuration, first, the
다음으로, 제1히팅부(120)는 상기 내측관(110)의 외측을 히팅코일이 둘레를 따라 감싸는 형태로 이루어지는 것으로, 전원 인가시 히팅열을 발산하게 되며 바람직하게는 상기 히팅룸(110c)에서 제1관(110a)의 외벽을 나선 형태로 감싸며 결합된다.Next, the
이에 따라, 상기 공간(112)으로 확산 형태를 가지며 하향 분사되는 액적에 히팅열을 발산시켜 분사되는 액적의 재응축 현상을 방지하게 된다.Accordingly, it is possible to prevent re-condensation of the sprayed droplets by dissipating heating heat to the droplets having a diffusion shape into the
상기에서, 제1히팅부(120)가 히팅코일로 구성되어 내측관의 외측에 감기는 형태로 구비되는 것에 따라 기화기 몸체(100)의 균일한 온도를 유지할 수 있음은 물론이고, 나아가 온도가 특히 낮거나 또는 높은 부분에는 권선수를 늘리거나 줄이는 등, 권선수에 따른 온도 조절을 수행할 수 있다는 부분에 장점이 있다. 특히 이러한 권선수에 따른 온도 조절은 제1히팅부(120)가 후술하는 제2히팅부(140)와 함께 구성될 때 더욱 의미를 가질 수 있고, 이는 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.In the above, as the
또한 상기에서, 히팅룸(110c)은 제1관(110a)과 제2관(110b)의 이격에 의해 내부에 형성된 공간으로, 히팅룸(110c)은 공기나 다른 기체 등과 같은 유체로 채워지거나 또는 진공 상태로 구성될 수 있다.In addition, in the above, the heating room (110c) is a space formed inside by the separation of the first pipe (110a) and the second pipe (110b), the heating room (110c) is filled with a fluid such as air or other gas, or It may be configured in a vacuum state.
상기 히팅룸(110c)의 구비를 통해, 제1히팅부(120)는 히팅룸(110c)의 내부에 위치하게 되고, 이에 제1히팅부(120)가 제1관(110a)과 제2관(110b)에 의해 외부로부터 완전히 격리되어 보호되며, 결과적으로 액적으로부터 완전하게 격리되어 부식으로 인한 파손이 방지될 수 있다. 특히 중공 구조로 구성되는 히팅룸(110c)은 제1히팅부(120)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(미도시)의 구비 공간을 확보해주고, 일반적으로 열 전도율이 높은 금속성 재료로 구성될 가능성이 높은 내측관(110)의 급격한 온도 변화를 완충시켜 내구성을 향상시키는 효과를 제공할 수 있다는 점에서, 히팅룸(110c)은 중공의 형태로 구성되는 것이 바람직하다.Through the provision of the
다음으로, 외측관(130)은 원통 형상이 바람직하며, 내경이 상기 내측관(110)의 외경보다 크게 형성되어 상기 내측관(110)과 상기 외측관(130) 사이에 이격공간(132)이 형성될 수 있도록 하게된다. 상기 내측관(110)의 공간(112)과 상기 외측관(130)의 이격공간(132)은 상기 몸체(100)의 하측부에서 서로 연통된다.Next, the
그리고 제2히팅부(140)는 상기 제1히팅부(120)와 동일한 히팅열선으로 전원 인가시 히팅열을 발산하도록 이루어지며 상기 외측관(130)의 외측에 나선 형태로 감싸져 결합된다.And the
상기한 외측관(130) 및 제2히팅부(140)의 구성을 통해, 본 기화기는 내측관(110)의 제1히팅부(120)와 외측관(130)의 제2히팅부(140)의 2중 열선 구조를 제공한다. 본 기화기는 미세 액적 분사를 위한 직접 기화 방식의 기화기로, 기존의 직접 기화 방식의 기화기는 히터가 기화기의 외부에만 설치되어 있어서 기화기 내부는 바디 대비 온도가 낮아 아토마이저에서 분사된 액적이 기화기 내부에서 기화되지 않고 재응축되는 문제가 있었는데, 본 기화기는 내부에도 히터가 구비된 2중 열선 구조를 통해 분사된 액적이 내부 열선인 제1히팅부(120)와 외부 열선인 제2히팅부(140)의 사이를 흐르게끔 구성하여 기화 효율을 극대화하였다.Through the configuration of the
그리고 상기 토출구(160)는 액적을 반도체 박막 증착을 위한 장소로 공급하기 위한 것으로, 상기 외측관(130)의 외측에 구비된다. 이에 따라 상기 공간(112)으로 유입된 액적이 이격공간(132)을 통해 토출구(160)를 통해 배출시 이격공간(132)으로 이동하는 액적에 히팅열을 발산시켜 균일 온도가 유지되도록 하게 된다.And the
상기 토출구(160)는 상기 외측관(130)의 높이에 대해 1/3 이상의 상측에 위치되도록 함이 바람직하다. 이는 액적의 기화가 이루어지는 시간을 충분히 확보하기 위함인데, 토출구(160)를 기화기 하단에 구비하는 경우에는 액적의 기화가 충분히 일어날 수 없는 반면, 토출구(160)를 상측에 구비하는 경우 분사된 액적이 제1히팅부(120)와 제2히팅부(140)에 의해 균일한 온도를 유지한 상태에서 이격공간(132)을 따라 흐르면서 토출구(160)에 도달할 때까지 충분히 기화되어 안정된 가스를 공정 프로세스 챔버에 공급할 수 있는 것이다. 상기에서, 충분한 기화를 위해 확보되어야 하는 이동 거리는 토출구(160)가 외측관(130)의 높이에 대해 1/3 이상의 위치에 구비되는 경우이기 때문에 토출구(160)의 높이는 1/3 이상의 위치에 구비되는 것이 바람직하다.It is preferable that the
한편, 상기한 바와 같이, 분무기로부터 분사되는 액적이 상기 공간(112)을 통해 이격공간(132)으로 이동하는 배출라인을 형성하게 되는데, 이때 바닥공간(172)을 거치면 바닥면(170)에 설치된 제3히팅부(150)의 히팅열선에 따른 히팅열로 온도를 유지하면서 이동하게 된다.On the other hand, as described above, the droplets sprayed from the atomizer form a discharge line that moves to the
즉, 분사되는 액적은 배출라인을 이루는 공간(112)과 바닥공간(172) 및 이격공간(132)을 순차적으로 이동하면서 제1,2,3히팅부(120)(140)(150)를 통해 적정 온도를 유지하며 토출구(160)을 통해 토출되게 된다.That is, the sprayed droplets are sequentially moved through the
도 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 제3히팅부는 나선형으로 감긴 히팅코일의 형태 또는 복수의 원형 고리 형태로 구비되는 것이 바람직한데, 이는 바닥공간에 전달되는 열이 균일하게 분포되어 액적의 균일한 온도를 실현하기 위함이며, 보다 바람직하게는 히팅 코일의 감긴 정도(나선형) 또는 각 링의 간격(고리형)은 동일한 간격을 갖는 것이 바람직하다.As can be seen in FIG. 1 , the third heating unit is preferably provided in the form of a spirally wound heating coil or in the form of a plurality of circular rings. In order to realize this, it is preferable that the winding degree of the heating coil (spiral type) or the spacing of each ring (ring type) have the same spacing.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 몸체는 액적이 유입되는 유입구가 형성된 상부바디, 그리고 상기 공간(112), 바닥공간(172), 이격공간(132) 및 토출구(160) 등이 형성된 하부바디를 포함할 수 있고, 상기한 내측관(110)은 상부바디에 외측관(130)은 하부바디에 구비될 수 있다.On the other hand, as shown in Fig. 1, the body has an upper body having an inlet through which droplets are introduced, and a lower body having the
이러한 상부바디와 하부바디의 분체 구성은 각 바디를 선 제조한 후에 조립하는 형태로 제작될 수 있도록 함으로써 본 기화기의 제조 용이성을 제공한다. 이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이, 상부바디와 하부바디는 각각 측방향으로 돌출된 돌출결합부를 갖고, 이 돌출결합부는 볼트에 의해 체결될 수 있도록 볼트공이 형성될 공간을 제공한다.The powder composition of the upper body and the lower body provides the ease of manufacture of the present vaporizer by allowing each body to be manufactured in the form of assembly after prefabrication. For this purpose, as shown in FIG. 1, the upper body and the lower body each have a protruding coupling part protruding in the lateral direction, and the protruding coupling part provides a space in which a bolt hole is formed so that it can be fastened by a bolt.
또한 도 1에 도시된 바와 같이, 상부바디는 다시 서로 결합되는 상판과 하판을 포함하고, 상기한 제1관(110a)은 상판에 연결되고 제2관(110b)은 하판에 연결되도록 구비될 수 있다. 특히 상기에서, 하판에는 상판의 형상에 상응하는 단턱이 구비되고 상판은 이 단턱에 안착되는 형태로 하판에 결합될 수 있는데, 단턱 구조를 통해 액적의 누출이 보다 효과적으로 방지된다. 바람직한 예로, 상판과 하판은 용접에 의해 결합될 수 있으나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.Also, as shown in FIG. 1, the upper body includes an upper plate and a lower plate coupled to each other again, and the
이상에서와 같이 구성되는 본 발명에 따른 박막증착을 위한 기화기의 동작 상태를 설명하면 다음과 같다.The operation state of the vaporizer for thin film deposition according to the present invention configured as described above will be described as follows.
먼저, 도 1에 도시된 바와같이 분무기(A)로 유입된 액상 소스와 캐리어 가스가 혼합실에서 혼합된 후 확산 분사 형태로 몸체(100)내로 공급되게 된다.First, as shown in FIG. 1 , the liquid source and carrier gas introduced into the atomizer A are mixed in the mixing chamber and then supplied into the
그러면, 혼합된 액적이 몸체(100)를 이루는 내측관(110)의 공간(112)을 통해 하향 이동된다. 이때 제1히팅부(120)의 히팅열에 의해 1차 가열 형태가 되면서 하향 이동하게 되고 연속해서 바닥면(170)에 구비된 제3히팅부(150)를 통해 계속된 균일 온도를 유지하면서 내측관(110)과 외측관(130) 사이의 이격공간(132)으로 유도되어 상향으로 이동하게 된다. 이때 상향으로 이동되는 액적은 제2히팅부(140)의 히팅열을 통해 적정 온도를 유지하게 되고 적정 온도 상태에서 토출구(160)를 통해 배출되게 된다.Then, the mixed droplet moves downward through the
상기와 같이 적정 온도를 유지하면서 안정화된 기화 가스는 입자 상태로 상기 토출구(160)에 연결된 토출관(T)으로 이동하여 반도체 박막증착에 적용 할 수 있게 된다.As described above, the stabilized vaporized gas while maintaining an appropriate temperature moves to the discharge pipe T connected to the
상기한 본 발명의 실시예에 따른 반도체 박막증착을 위한 기화기의 기술에서 기화기의 기본적인 구성은 공지의 기술과 동일한 것으로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.In the technology of the vaporizer for semiconductor thin film deposition according to the embodiment of the present invention, the basic configuration of the vaporizer is the same as that of the known technology, and a detailed description thereof will be omitted.
또한 이상에서 첨부된 도면을 참조하여 설명한 본 발명은 통상의 기술자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 청구범위를 통해 한정되지 않은 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the present invention described above with reference to the accompanying drawings is capable of various modifications and changes by those skilled in the art, and such modifications and changes not limited through the claims should be construed as being included in the scope of the present invention. .
A: 분무기 T: 토출관
100: 몸체
110: 내측관 112: 공간
120: 제1히팅부
130: 외측관 132: 이격공간
140: 제2히팅부
150: 제3히팅부
160: 토출구
170: 바닥면 172: 바닥공간A: atomizer T: discharge pipe
100: body
110: inner tube 112: space
120: first heating unit
130: outer tube 132: separation space
140: second heating unit
150: third heating unit
160: outlet
170: floor surface 172: floor space
Claims (5)
상기 몸체가,
액적을 수용하는 하향 개방된 형태의 공간을 갖는 내측관;
상기 내측관에 설치되어 히팅열을 발산하는 제1히팅부;
상기 내측관의 외측과 이격공간을 형성하며 설치되는 외측관;
상기 외측관에 설치되어 히팅열을 발산하는 제2히팅부; 및
상기 외측관의 외측에 제공되며 상기 공간을 통해 상기 외측관의 바닥면으로 이동된 액적이 이격공간으로 이동된 후 상기 토출관과 연결된 토출구를 통해 배출되도록 하는 토출구;
를 포함하고,
상기 내측관은 제1 및 제2관 형태의 이중관체로 내부에 상기 이격공간으로부터 격리된 히팅룸이 형성되며, 상기 히팅룸 내부에 상기 제1히팅부가 설치되고,
상기 제1히팅부는 히팅코일을 포함하고, 상기 히팅코일은 상기 히팅룸에서 상기 제1관의 외벽을 나선 형태로 감싸며 결합되고,
상기 히팅룸은 온도센서를 포함하는 구성이 구비될 수 있도록 중공 형상으로 구성되고,
상기 외측관의 내경은 상기 내측관의 외경보다 크게 형성되어 상기 내측관과 상기 외측관 사이에 이격공간이 형성되고, 상기 내측관의 공간과 상기 외측관의 이격공간은 상기 몸체의 하측부에서 서로 연통되고,
상기 몸체는 액적이 유입되는 유입구가 형성된 상부바디, 그리고 상기 공간, 바닥공간, 상기 이격공간 및 상기 토출구가 형성된 하부바디를 포함하고, 상기 내측관은 상기 상부바디에 구비되고, 상기 외측관은 상기 하부바디에 구비되고,
상기 상부바디는 다시 서로 결합되는 상판과 하판을 포함하고, 상기 제1관은 상기 상판에 연결되고 상기 제2관은 상기 하판에 연결되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 박막증착을 위한 기화기.
In the vaporizer for vaporizing the droplets injected into the body from the atomizer and supplying it to a position for semiconductor thin film deposition through a discharge pipe,
the body,
an inner tube having a downwardly open space for accommodating the droplet;
a first heating unit installed on the inner tube to radiate heating heat;
an outer tube installed to form a space away from the outer side of the inner tube;
a second heating unit installed on the outer tube to radiate heating heat; and
a discharge port provided on the outside of the outer tube so that the droplets moved to the bottom surface of the outer tube through the space are moved to a separation space and then discharged through the discharge port connected to the discharge tube;
including,
The inner tube is a double tube in the form of first and second tubes, and a heating room isolated from the separation space is formed therein, and the first heating unit is installed inside the heating room,
The first heating unit includes a heating coil, the heating coil is coupled to wrap the outer wall of the first pipe in a spiral shape in the heating room,
The heating room is configured in a hollow shape so that a configuration including a temperature sensor can be provided,
The inner diameter of the outer tube is formed larger than the outer diameter of the inner tube to form a spaced space between the inner tube and the outer tube, the space of the inner tube and the spaced space of the outer tube are mutually in the lower part of the body communicated,
The body includes an upper body having an inlet through which droplets are introduced, and a lower body having the space, the bottom space, the separation space, and the discharge port formed therein, the inner tube being provided in the upper body, and the outer tube being the It is provided on the lower body,
The upper body further includes an upper plate and a lower plate coupled to each other, wherein the first tube is connected to the upper plate and the second tube is connected to the lower plate.
상기 몸체가 바닥면에 구비되고, 상기 공간을 통해 하측으로 이동된 후 상기 이격공간으로 유도되는 액적을 히팅시키는 제3히팅부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 박막증착을 위한 기화기.
The method according to claim 1,
Vaporizer for thin film deposition, characterized in that the body is provided on the bottom surface, and further comprises a third heating unit for heating the droplets guided to the separation space after moving downward through the space.
상기 히팅룸은 유체로 채워지거나 또는 진공 상태로 구성되는 것을 특징으로 하는 박막증착을 위한 기화기.
The method according to claim 1,
The heating room is filled with a fluid or a vaporizer for thin film deposition, characterized in that it is configured in a vacuum state.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210123122A KR102391363B1 (en) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | Vaporizer for semiconductor thin film depositing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020210123122A KR102391363B1 (en) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | Vaporizer for semiconductor thin film depositing |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102391363B1 true KR102391363B1 (en) | 2022-04-27 |
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ID=81390142
Family Applications (1)
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KR1020210123122A KR102391363B1 (en) | 2021-09-15 | 2021-09-15 | Vaporizer for semiconductor thin film depositing |
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Country | Link |
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KR (1) | KR102391363B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20110111935A (en) * | 2010-04-06 | 2011-10-12 | (주)지오엘리먼트 | Vaporizing device and method of vaporizing using the same |
KR20160132535A (en) * | 2015-05-11 | 2016-11-21 | 주성엔지니어링(주) | Vaporizer and substrate disposition apparatus including the same |
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2021
- 2021-09-15 KR KR1020210123122A patent/KR102391363B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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KR20160132535A (en) * | 2015-05-11 | 2016-11-21 | 주성엔지니어링(주) | Vaporizer and substrate disposition apparatus including the same |
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