KR20000057279A - 상이한 전구체 조성물을 이용한 화학 증착에 사용되는 복수의 기화기를 구비한 반응물 공급 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다성분 물질층의 성분을 위한 각각의 액체 전구체(42, 46, 50, 54, 58, 62)로부터 기재(92)상에 다성분 물질층을 증착시키기 위한 시스템(10)에 관한 것으로서, 이 시스템은 증착 구역(12) 및 복수의 기화 유닛(18,20)을 포함하며, 시스템(10)의 기화 유닛(18,20)에서 액체 전구체(42, 46, 50, 54, 58, 62)의 기화에 의해 형성된 전구체 증기로부터 증기상 화학종을 기재(92)상에 증착시키기 위해서 각각의 유닛은 (i) 1종 이상의 액체 전구체(42, 46, 50, 54, 58, 62)를 기화 유닛에 공급하기 위해 1종 이상의 액체 전구체(42, 46, 50, 54, 58, 62) 공급원에 연결되고, (ii) 증착 구역내에 기재를 보유하도록 배열된 증착 구역(12)과 증기 유동 연통 관계로 연결되어 있다.

Description

상이한 전구체 조성물을 이용한 화학 증착에 사용되는 복수의 기화기를 구비한 반응물 공급 시스템{Multiple Vaporizer Reagent Supply System for Chemical Vapor Deposition Utilizing Dissimilar Precursor Compositions}
종래에는 기재 상에 박막, 박층 및 얇은 코팅을 형성시키기 위하여 다양한 원료 물질을 사용하였다. 이와 같은 원료 물질은 종류와 물리적 상태가 매우 다양한 여러 반응물 및 전구 물질을 포함한다. 기재 상에 동질의 특성을 가지고 두께도 매우 균일한 층을 형성시키기 위하여 1가지 기법으로 증기상 증착법이 이용되었다. 증기상 증착시 원료 물질은 처음에는 승화 또는 용융되는 고체 형태이어서 기화되어 목적하는 증기상 원료 반응물을 제공할 수 있다. 또는, 이 반응물은 보통 액체 상태이어서 기화되거나 처음부터 증기상일 수 있다.
이와 같이 신형 박막 물질을 제조하기 위해서는 다양한 반응물을 사용할 수 있다. 이 반응물들은 다성분 유체 중에 서로 혼합된 혼합물로서 각각 다성분 필름 물질이나 이종 필름 물질을 증착시키는데 이용된다. 이와 같은 신형 박막 물질은 초소형전자 장치 제조 및 부상하는 나노테크놀로지 분야에 점점 중요해지고 있다. 이와 같은 용도와 대용량의 상업용 제조 공정에서의 역할 면에서 필름의 형태, 조성 및 화학량론은 세밀하게 제어되는 것이 필수적이다. 즉, 필름 형성 위치에 원료 반응물을 전달하는 매우 확실하고 효과적인 수단과 방법이 요구되고 있다.
신형 박막 물질의 예로는 YBa2Cu3Ox(이 식에서 x는 약 6 내지 7.3임), 다양한 화학량론의 비스무스-스트론튬-칼슘-구리 산화물 및 탈륨-바륨-칼슘-구리 산화물 초전도체, 약칭하여 BiSrCaCuO 및 TlBaCaCuO를 비롯한 고온 초전도(HTSC) 물질과 같은 내화 물질이 있다. 티탄산바륨(BaTiO3) 및 티탄산스트론튬바륨(BaxSr1-xTiO3)은 이 물질들을 박막 용도에 사용시 독특하고 매우 유용한 성질을 나타내는 강유전성 물질 및 광자 물질로 확인되었다. BaxSr1-xNb2O6은 굴절 지수가 전기장 및 조사되는 광 세기의 함수로서 굴절 지수가 변화하는 광자 물질이다. 티탄산지르콘산납(PbZr1-xTixO3)은 특성이 매우 흥미로운 강유전성 물질이다. 제II족 금속 플루오로화물인 BaF2, CaF2및 SrF2는 광섬유를 신틸레이션 검출하고 코팅하는데 유용하다. Ta2O5와 같은 내화성 산화물은 초소형 전자 산업에 있어서의 용도가 확대되고 있는데, 즉 Ta2O5는 고밀도 기억 장치의 제조에 사용할 수 있는 박막 축전기 재료로서 이용가능하다.
제II족 금속 플루오로화물 BaF2, CaF2및 SrF2를 포함하는 박막은 규소 기재와 HTSC 또는 GaAs 상도층 간의 계면이나 GaAs 기재와 HTSC 상도층 또는 규소 상도층 간의 계면에 형성되는 완충층으로 매우 유용하며, 이와 같은 금속 플루오로화물의 2종 또는 전체의 혼합물은 복합체의 상도층 성분과 기재와의 계면에 부합하는 치밀한 격자를 제공하여 내부층에 분류된 조성물을 형성하는데 이용할 수 있다. 예컨대, 규소 기재에는 이 규소에 격자가 치밀하게 부합하도록 조성이 조정된 BaF2/CaF2, SrF2/CaF2또는 SrF2/CaF2/BaF2의 애피택셜(epitaxial) 층으로 피복될 수 있다. 금속 플루오로화물 내부층 중의 각 제II족 금속 원소종의 비가 내부층 성장시 정확하게 제어될 수 있다면 격자 상수는 GaAs의 격자 상수에 근접하게 등급 조정될 수 있다. 따라서, 비소화갈륨 애피택셜 층은 금속 플루오로화물의 내부층 위로 성장하여 산업상 이용가능성이 넓고 품질이 우수한 규소 기재상에 집적 GaAs 장치를 생성할 수 있다. 이러한 유형의 금속 플루오로화물 내부층의 또다른 용도로는 규소 기재와 다결정형 HTSC 필름 간의 완충재로서 비평형 적외선 검출기와 같은 용도에 이용될 수 있다. HTSC는 이와 같은 내부층으로 인해 규소 기재 상의 모놀리식 집적 회로에 이용가능하다.
필름 형태 또는 애피택셜 층 형태의 BaTiO3및 BaxSr1-xNb2O6은 광 개폐, 홀로그래픽 기억 저장 및 센서와 같은 광자 용도에 유용하다. 이와 같은 용도에서 BaTiO3또는 BaxSr1-xNb2O6필름은 활성 부재가 된다. 이와 관련있는 광유전성 물질 PbZr1-xTixO3은 적외선 검출기 및 박막 축전기 뿐만 아니라 필터와 이상기(phase shifters)에 매우 유용하다.
초소형 회로 및 초소형 전자 장치의 제조와 관련된 상기 용도 및 기타 다른 용도에 있어 새로운 박막 물질과 이에 대응하는 제품 제조에 필요한 전구체의 사용이 점차 증가하고 있다. 이와 같은 추세와 함께 초소형전자 장치의 크기 특성면에서도 점점 소형화되는 경향이 있으며, 따라서 화학 증착법(CVD)이 종종 이 방법의 특징인 동형성, 조성의 조절, 증착 속도 및 미소구조 균등성으로 인해 바람직한 증착 기법으로 사용된다.
화학 증착법(CVD)은 전술한 유형의 박막 물질을 형성하는데 특히 바람직한 방법인데, 그 이유는 생산 작업 규모로 쉽게 대량화가 가능하고 전자 산업이 새로운 CVD 방법에 이용될 수 있는 CVD 기법의 사용시 유용한 다양한 경험과 소정의 기본 장비를 구비하고 있기 때문이다. 일반적으로, 화학량론과 필름 두께와 같은 주요 변수의 제어 및 다양한 형태의 기재에 대한 코팅은 CVD로 가능하다. CVD에 의한 박막 형성을 통해 이들 물질을 기존의 장치 생산 기법과 통합할 수 있다. 또한, CVD는 치밀한 결정 구조를 가진 기재와 애피택셜 관계에 있는 내화 물질 층을 형성할 수 있다.
CVD는 원소원의 반응물, 즉 전구체 화합물 및 당해의 원소나 성분을 포함하는 착물이 충분히 휘발성이어서 기상이 화학 증착 반응기로 전달될 수 있어야 하는 조건이 요구된다. 이 원소 성분원의 반응물은 CVD 반응기에서 분해되어 바람직한 원소만이 바람직한 성장 온도에서 증착되어야 한다. 미립자 형성을 유도하는 조기 기상 반응은 일어나지 않거나, 또는 반응기 증착 챔버에 도달하기 전, 라인에서는 원료 반응물이 분해되지 않아야 한다. 화합물을 증착시키고자 하는 경우, 최적의 성질은 반응물이 제어가능한 방식으로 반응기로 전달되는 경우 형성될 수 있는 화학양론의 세밀한 제어를 통해 조성할 수 있다. 이와 관련하여 반응물은 증착 챔버에서 비반응성을 나타낼 정도로 화학적으로 안정해서는 안된다.
따라서, CVD 반응물은 상당한 반응성 및 휘발성을 나타내는 것이 바람직하다. 하지만, 전술한 내화 물질의 대부분은 휘발성 반응물로 존재하지 않는다. 매우 유용한 내화 물질 중 대부분은 이들 성분 중의 1가지 이상의 원소가 제II족 금속인 바륨, 칼슘 또는 스트론튬이거나, 조기 전이 금속인 지르코늄 또는 하프늄이라는 공통점이 있고, 그 때문에 CVD에 매우 적합한 휘발성 화합물은 거의 알려져 있지 않다. 대부분의 경우 원료 반응물은 승화 온도가 분해 온도와 매우 가까운 고체이고, 이 때 반응물은 반응기에 도달하기 전에 라인에서 분해되기 시작할 수 있으므로, 분해되기 쉬운 반응물로부터 증착된 필름의 화학량론을 조절하기가 매우 어렵다.
CVD에 의해 증착되는 필름은 순수 원소이기 보다는 다성분 물질, 예컨대 티탄산바륨, 티탄산지르콘산납(PZT), 티탄산란탄납(PLT) 또는 산화물 초전도체인 경우, 필름의 화학량론을 조절하는 것이 바람직한 필름의 성질을 얻는데 중요하다. 다양한 화학량론으로 필름을 형성할 수 있는 상기 물질을 증착하는 경우에는 CVD 반응기 챔버 중으로 공지 비율의 원료 반응물을 조절 전달하는 것이 필수적이다.
다른 양태로서, CVD 반응물이 액체지만 조기 분해 또는 화학량론 조절의 문제로 인해 증기상으로 CVD 반응기 중으로 전달하기가 어려웠다. 그 예로는 액체원인 탄탈륨에톡시드에서 얻은 산화탄탈륨의 증착 및 비스(디알킬아미드)티탄 반응물에서 얻은 질화티탄의 증착을 포함한다.
최근, 부상하는 다양한 신규 박막 물질로 인해 상온과 상압에서 작용이 양호한 기상 전구체가 이용가능하지 않은 것으로 널리 알려졌다. 이와 같은 경우에, 액체 전달 기법은 CVD 방법에 액체 또는 고체 전구체(주로 금속유기 화합물)를 조절가능하게 전달할 수 있는 최상의 주요 방법으로 사용되었다.
액체 전달 방법에서 액체 또는 고체 전구체는 주로 용매에 용해되고, 이 용액은 예컨대 상온과 상압에서 저장된다. 증착 공정을 진행시키고자 할 때, 상기 용액은 CVD 유량 시스템 내의 고온 기화 구역으로 이송되고, 이 구역에서 전구체는 순간 기화되고(용매와 함께), 그 다음 이 기상 전구체는 기재를 포함하는 증착 구역, 예컨대 화학 증착 반응기로 이송되어, 기상 전구체 조성물로부터 바람직한 성분(들)이 기재상에 증착되게 된다.
이 액체 전달 기법은 예컨대 (Ba,Sr)TiO3, SrBi2Ta2O9(SBT), (Pb,La)TiO3(PLT) 및 Pb(Zr,Ti)O3(PZT)와 같은 다성분 산화물 박막을 증착시키는데 매우 유용한 것으로 밝혀졌다. 이와 같은 화합물과 기타 다른 화합물의 증착을 위해 개발된 CVD 방법에서 상기 전구체들을 모두 단일 용액 중에 용해시키고, 이들을 동시에 기화시킨 다음, 각 성분을 포함하는 기화된 전구체 조성물을 전술한 바와 같이 증착 챔버로 이송하는 것이 매우 바람직하다.
다양한 종류의 액체 전달 시스템에 대해서는 당해 기술 분야에 공지되어 있으며, 예컨대 미세다공성 디스크 부재와 같은 가열 다공성 기화 구조체에 대하여 기재하고 있는 피터 에스. 컬린 외 다수의 미국 특허 제5,204,314호(1993.4.20 공고) 및 피터 에스. 컬린 외 다수의 미국 특허 제5,536,323호(1996.7.16 공고)에 개시되어 있다. 액체원의 반응물 조성물은 사용시 순간 기화되기 위해 다공성 기화 구조체상으로 유동된다. 여기에서 생성된 증기는 증착 구역, 예컨대 CVD 반응기로 전달된다. 상기 특허 문헌에 개시된 액체 전달 시스템은 증기를 고효율로 생성하고, 따라서 기재상에 필름을 형성시킬 수 있다. 이와 같은 유형의 액체 전달 시스템은 1종 이상의 전구체를 용질로서 포함하는 대응하는 액체 반응물 용액으로부터 또는 1종 이상의 전구체를 현탁된 종으로서 포함하는 액체 반응물 현탁액으로부터 다성분 증기를 생성하는데 유용하게 이용된다.
이 액체 전달 방법은 CVD법에 의한 BST 필름의 형성에 널리 이용되는 것으로 밝혀졌고, 그 실시 양태로는 예컨대 비스테트라메틸헵탄디오나토 Ba(Ba(thd)2-테트라글림)의 테트라글림 첨가생성물, 비스테트라메틸헵탄디오나토 Sr(Sr(thd)2-테트라글림)의 테트라글림 첨가생성물 및 비스이소프로폭시 비스테트라메틸헵탄디오나토 Ti(Ti(OPr)2(thd)2)를 부틸 아세테이트를 포함할 수 있는 용매중에 용해하고, 생성된 용액을 약 230 ℃의 온도로 유지되는 표면에서 기화되는 구역으로 펌프주입하는 것을 포함한다. 이 기법은 우수한 미세구조성과 기능적 성질을 보유한 품질이 우수한 BST 필름을 생성하는 것으로 나타났다.
이와 같이 BST를 화학 증착시키기 위한 액체 전달 방식의 간단성은 우연한 것이었는데, 그 이유는 이 시스템 중에서 금속유기 전구체의 각 성분이 이 공정의 각 용액 형성 단계, 기화 단계 및 수송 단계에서 동일하게 처리될 수 있기 때문이다. 따라서, 작용성이 우수한 복수의 전구체를 보유한 상기 상용성 시스템에서 (i) 전구체는 동일 용매 중에 고도의 용해성으로 용해될 수 있고, (ii) 전구체는 용매와 유해한 화학 반응을 일으키거나 서로 총 리간드 교환반응을 일으킴이 없이 단일 용액에서 각각의 성질을 유지해야 하며, (iii) 전구체는 동일한 온도, 유속, 압력 및 주위 (캐리어) 기체 조건에서 효과적으로 기화될 수 있고, (iv) CVD 증착 방법은 각 성분들의 상대적 비율이 쉽게 급변하지 않는데 기인하는 독특한 장점인 용액 중에 존재하는 고정 비율의 CVD 전구체를 사용하여 수행될 수 있다.
상기 (i) 내지 (iv)의 기준이 완전히 만족되지 않는 경우 및 각종 필름 성분의 원료 반응물으로 사용된 전구체에 대한 액체 전달(예컨대, 용액 형성 및 기화) 조건이 상이한 경우에는 종래의 액체 전달 시스템의 사용은 최종 증착 필름의 구조 및 성질과 공정의 효율 측면에서 적합하지 못할 것이다.
본 발명은 일반적으로 액체 반응물을 전달하고 기화하여 화학 증착(CVD) 반응기와 같은 증착 구역으로 전달하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 상이한 전구체 조성물을 사용하여 화학 증착에 사용하는 반응물 공급 시스템에 관한 것이다.
도 1은 PZT의 증착에 사용되는 본 발명의 하나의 구체예에 따른 복수의 기화기가 설치된 액체 전달 시스템의 개요도이다.
도 2는 상응하는 다성분 물질층을 형성하는 데 사용되는 복수의 전구체 용액 각각에 대한 별도의 펌프가 설치되어 있는, 복수의 기화기가 설치된 액체 전달 시스템의 개요도이다.
도 3은 기상 농도를 조절하기 위해 복수의 기화기를 사용하는 다단계 화학 증착법을 이용하여 제조한 다층 필름의 개요도이다.
발명의 상세한 설명 및 이의 바람직한 구체예
피터 에스. 컬린 외 다수의 미국 특허 제5,204,314호(1993.4.20 공고), 피터 에스. 컬린 외 다수의 미국 특허 제5,536,323호(1996.7.16 공고), 피터 에스. 컬린 외 다수의 미국 특허 출원 제08/484,025호(1995.6.7 출원) 및 이와 동시에 제프 뢰더 및 피터 반 부스커크에 의해 "강전기층의 제어적 배향"이라는 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 [File: 2771-209](1996.11.27)의 내용 전문은 본 명세서에서 참고로 인용한다.
본 발명은 복수의 기화 유닛을 사용하여 기재 상에 다성분 물질층을 증착시키는 시스템에 관한 것으로서, 상기 복수의 기화 유닛은 각각 (i) 1종 이상의 액체 전구체 공급원과는 액체 공급 관계로, (ii) 상기 시스템의 기화 유닛 내에서 액체전구체가 기화되어 형성된 전구체 증기로부터 증기상 물질류를 기재상에 증착시키기 위해 기재를 보유하도록 배열된 1개의 증착 구역과는 증기 유동 연통 관계로 연결되어 있다.
따라서, 본 발명의 시스템은 다성분 물질층을 형성하는 데 사용되는 각 전구체의 일부 또는 전부가 서로 완전히 혼화되지 않는 환경을 수반한다. 예를 들어, 적정 기화 온도는 전구체마다 각각 다를 수 있거나, 특정 용매 중의 용해도가 높은 전구체가 이 용매에 불량한 용해도를 가진 또다른 전구체과 혼화되지 못할 수도 있다. 대안적으로, 특정 전구체는 또 다른 전구체의 전달에 최적으로 사용되는 용매와 유해한 리간드 교환 반응을 하거나 또는 형성되는 다성분 필름의 특정 전구체들이 서로 유해하게 교차 반응할 수도 있다.
본 발명은 각 전구체 성분들이 상당히 다른 기화 온도를 가지는 경우와 모든 전구체가 기화될 수 있는 일정한 높은 온도를 사용하면, 이보다 낮은 온도에서는 기화될 수 있는 전구체가 분해되어 비휘발성 잔류물 또는 다른 불리한 분해 산물이나 반응 부산물이 형성될 수도 있는 경우에 특히 유용하게 사용된다.
또한, 본 발명은 인접층들 사이에 분리 계면을 형성시키기 위해 전구체 기체를 신속하고 간단하게 개폐시킬 필요가 있는 시드(seed)층 또는 다른 다층 구조체를 사용하는 CVD 방법에 특히 유용하게 사용된다.
본 발명의 복수의 기화 유닛 증착 시스템을 사용하면 공정 설계자는 이제까지의 단일 기화 유닛 증착 시스템을 사용한 경우보다 광범위한 전구체를 선택할 수 있다는 잇점을 얻게 된다. 그러한 잇점은 이에 상응하여 증착된 물질층의 특정 필름 특성을 적정화시킬 수 있다는 보다 큰 융통성을 제공한다. 예를 들어, 3개 이상의 전구체가 필요한 경우(예, 3원 산화물의 경우), 입수 가능한 최선의 전구체 세트는 이들의 적정 기화 온도면에서 서로 혼화되지 못할 수도 있다. 그러한 경우, 복수의 기화기를 사용하면, 필름 형성 공정의 효율은 최대화시키는 한편 적정 온도 이하의 온도를 사용(종래 기술 방식에 따라 모든 전구체를 동일 온도에서 기화시키는 경우)함에 따른 비휘발성 잔류물의 형성은 최소화시키는 데 가장 적합한 각각의 온도에서 다른 종류의 전구체들을 기화시킬 수 있다.
또한, 서로 리간드를 교환하는 전구체를 공급하는 데에도 복수의 기화 유닛을 사용할 수 있다. 그러한 경우에는 상호 작용성 화합물들이 액체 전달 시스템의 자체 구획 내, 자체의 가장 적합한 용매 내로 분리되어, 각각의 기화기[이들은 동일한 온도 또는 기타 기화 조건일 수도 있음) 내에서 기화된다. 기화기의 기체 유동 시스템 하류는, 예를 들어 각각의 기화된 성분들을 증착 구역의 샤워헤드 또는 노즐, 또는 증착 구역 내 와퍼 표면으로 유입되기 직전까지 서로 공간적으로 분리시키는 방식, 및/또는 각각의 기화된 성분들을 일시적으로 분리시키는 방식, 대안적으로는 이들 기화된 성분들이 기재 표면에 도달하기 전에 각 전구체들을 강제 유동시키는 방식에 의해 상기 잠재적 반응성 기상 화합물의 반응을 최소화하도록 상응하게 설계할 수 있다.
복수의 기화기가 설치된 본 발명의 증착 시스템은 유해한 반응없이 높은 용해도를 가진 각 전구체를 함유시키기 위해 각기 다른 용매가 필요한 경우에 유용하게 사용된다. 특정 용매를 사용하면 하나의 전구체 화합물의 안정성은 향상될 수 있지만, 기타 전구체에는 그 용매의 존재로 인해 유해한 영향이 미칠 수도 있다. 그러한 용매 관련 문제를 해소하기 위해, 각종 전구체에 각기 다른 용매를 사용할 수도 있으며, 주어진 전구체 용질에 대한 주어진 용매의 개질 특성을 이용하기 위해서는 이러한 액체 전달 시스템 내 이들 용액의 분리 방식이 유용하다.
또한, 복수의 기화기가 설치된 본 발명의 액체 전달 시스템은 특히 자체 증착 과정 중에 기상에 존재하는 전구체의 비를 매우 짧은 시간 간격을 두고 조절하는 데에도 사용할 수 있다. 예를 들어, 특정의 기재 표면이 존재하는 경우에는, 원하는 결정상을 핵화시키거나 또는 결정 배향을 제어하기 위해 다른 조성물의 필름을 증착시켜야 할 필요가 있을 수도 있다. 그러한 경우에는, 단순히 제2 전구체 공급원을 개폐하여 필름의 조성을 변환시킴으로써 증착 공정 중에 여러 필름 조성을 역학적으로 달성할 수 있다. 변환 이전 또는 이후에는, 증착 공정을 계속 수행하면서, 1개 이상의 복수의 기화기에서 형성된 전구체 증기를 증착 구역에 대해 우회시키는 한편, 다른 기화된 전구체(들)은 증착 구역(예, 화학적 증착 반응기)으로 유동시킨다.
전술한 잇점의 예로는, PbZr0.40Ti0.60O3(PZT 40/60)의 화학 증착 과정을, 비스(테트라메틸헵탄디오나토)납 (Pb(thd)2), 테트라키스(테트라메틸헵탄디오나토)지르코늄(Zr(thd)4), 및 비스(이소프로폭시)비스(테트라메틸헵탄디오나토)티타늄 (Ti(OPr)2(thd)2)를 포함하는 전구체의 조합물을 사용하여 수행할 수 있다는 점이 있다(휘발성 및 안전성 관점). 이들 화합물은 이들 자체의 잇점을 고려하여 PZT의 증착에 적당한 것으로 선택된 것이며, 단일 용액 중에 존재하는 경우 유해한 리간드 교환 반응에 대해 내성을 갖는 것으로 입증되었다.
특정의 조건 하에서, 상기 Pb 및 Ti 전구 화합물은 180∼210℃에서 가장 효율적으로 기화되지만(비휘발성 잔류물의 형성은 최소), Zr 화합물은 230℃를 초과하는 온도에서 보다 효율적으로 기화된다. 임의의 한 온도에서 작업을 실시하면, 1종 이상의 전구체 화합물의 기화 특성은 최적 수준에 미치지 못하고, 단일 기화 조건 하에서는 1종 이상의 전구체에 대해 비휘발성 잔류물 또는 불충분한 기화열이 불가피하게 발생한다.
이러한 제한점의 순수한 영향은 기화 온도가 불만족스럽게 절충된다는 것으로서, 온도가 Zr 화합물에 적합한 경우에는 Pb 및 Ti 금속 유기 화합물이 분해되고, Pb 및 Ti 화합물이 분해없이 이송될 수 있는 온도로 저하된 온도 하에서는 Zr 화합물이 비효율적으로 이송된다.
이러한 복수의 상호 배타적 적정 공정 조건의 문제는, Zr 전구체(용액 상태)을 액체 전달 시스템의 분리 분획 내에 보유시킨 후, 필요에 따라 기화시키면서 동시에 공정 시스템의 별도 분획 내에서 Pb 및 Ti 전구체를 기화시키는 본 발명을 이용하면 해소될 수 있다. 이후, 상기 2 용액이 이들의 각 기화기까지 공급되는 유량을 상응하게 조절하거나, 또는 별개의 전구체 용액의 각 농도를 적절히 선택하거나, 또는 기화기 캐리어 기체 흐름을 조절하는 등의 방식으로 와퍼 표면 부근의 기상 전구체 비를 조절할 수 있다. 그러한 액체 전달 및 기화 시스템 내에 추가의 별도 기화기를 사용하면, 특히 저압 및 적절히 설계된 공정 및 반응기에 있어서, 용액 상태에서는 다른 화합물들과 반응할 수 있으나 기상에서는 다른 화합물들과 실질적으로 반응할 수 없는 테트라키스-t-부톡시Zr[(Zr(t-Bu)4]를 사용할 수 있는 등 전구체를 보다 광범위한 범위에서 선택할 수 있다.
또한, 본 발명의 복수의 기화기 시스템을 사용하여 박막 PZT의 특성에 유리한 영향을 미친다고 알려진 PZT 필름 도팬트, 예컨대 La 및 Nb 등의 공여체 도팬트를 혼입할 수 있다. 이러한 경우에, 부가의 양이온 화학종(La 또는 Nb)은 이들 각각의 열 전달 특성에 따라 Pb/Ti 화합물 또는 Zr 화합물 중 하나로 이루어진 유기금속계 전구체에 도입될 수 있다.
본 발명의 복수의 기화기 시스템은 사용된 특정 증착 화학종 및 전구체에 적합하도록 임의의 적당한 수의 기화기를 배열할 수 있다. 전술한 바와 같이, 이러한 증착 화학종은 기판에 형성되는 물질층의 주성분 화학종 뿐만 아니라, 형성되는 물질층에 특정 화학적 특성 및/또는 작용성을 부여하기 위하여 사용된 도팬트 화학종 및 그 결과 제조되는 물질층 또는 증착 공정을 강화하기 위한 기타 기화된 반응물 또는 공정 화학종을 포함한다.
PZT 증착 공정 시스템에 있어서, PZT 필름중 대표적인 성분의 혼입은 다른 공정 변수들, 예컨대 압력, 산화제 유속, 기재 온도 등에 의해 조절될 수 있다. 이러한 변수를 조절하여 PbTiO3시드층을 증착시키기 위하여 Pb 및 Ti 전구체 함유 용액을 사용할 수 있는데, 이는 소정 페로브스키트 결정상의 형성을 촉진하고, 피로클로로상의 형성을 억제하는 것으로 알려져 있다. 일단 PbTiO3필름이 핵을 형성하게되면, Zr 공급원은 "Zr 기화기"의 하방에서 기체 스트림을 바이패스 모드로부터 증착 챔버로 전환시키고, 증착 챔버로 이미 유동된 Pb 및 Ti 전구체에 연결함으로써 "제공"될 수 있다. 이때 소정의 강유전성, 피로전기 특성 또는 압전기 특성을 달성하기 위하여 PT 대신 PZT인 필름에서 보정된 화학양론을 얻기 위해서 다른 공정 조건을 변경할 수 있다.
도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 PZT를 증착시키기 위하여 사용된 것과 같은 본 발명의 일양태에 따른 복수의 기화기 액체 전달 시스템(10)의 개략도이다. 본 명세서에서 사용된 용어 "펌프"는 모든 적당한 동적 유체 전달 수단을 지칭하는 것으로 광범위하게 사용되며, 그 예로는 펌프, 압축기, 방출기, 추출기, 질량 유동 조절기, 압력 축적 회로, 연동 구동기 및 도관, 파이프, 라인 또는 채널 구조물을 통해 유체가 전도될 수 있는 임의의 기타 수단을 들 수 있으나, 이들에 국한되지는 않는다.
도 1에 도시한 시스템은 기화된 전구체 공급 라인(26)에 연결된 화학 증착(CVD) 반응기(12)와 각 기화 유닛(18 및 20)에 연결된 분지 공급 라인(14 및 16)을 구비한다. 기화 유닛(18)은 기화 유닛에 유동된 액체 전구체의 기화를 수행하기 위한 기화기 부재(22)를 유닛내에 보유하는 내부 용적(30)을 지녀서, 그속의 전구체를 기화시켜 전구체 증기를 형성한다. 이와 마찬가지로, 기화 유닛(20)은 기화 유닛(20)에 유동된 상응하는 전구체를 기화시키기 위하여 그 유닛내에 기화기 부재(24)를 함유하는 내부 용적(32)을 포함한다.
기화 유닛(18 및 20)은 전술한 피터 에스 컬린 외 다수의 미국 특허 제5,204,314호(1993년 4월 20일자로 공고됨), 피터 에스 컬린 외 다수의 미국 특허 제5,536,323호(1996년 7월 16일자로 공고됨), 피터 에스 컬린 외 다수의 미국 특허 출원 제08/484,025호(1995년 6월 7일자로 출원됨)에 기재된 바와 같이 구성되고 배열될 수 있다.
기화기 분지 라인(14)은 그 자체에 유동 조절 밸브(74)를 구비하며, 이들은 CVD 반응기(12)에 전구체를 유동시키거나 또는 밸브의 폐쇄에 의해 전구체 증기가 반응기로 유동되는 것을 중단시키기 위하여 선택적으로 개폐할 수 있다. 기화 유닛(18)은 또한 유동 조절 밸브(78)가 구비된 배출 또는 바이패스 라인(76)에 연결되어, 전구체 증기류가 CVD 반응기로부터 바이패스될 수 있다.
이와 마찬가지로, 기화기 분지 라인(16)은 그 자체에 유동 조절 밸브(80)를 구비하며, 이들은 선택적으로 개폐될 수 있고, 기화 유닛(20)은 또한 유동 조절 밸브(84)가 구비된 배출 또는 바이패스 라인(82)에 연결되어, 전구체를 CVD 반응기 에 유동시키거나 또는 전구체 증기가 반응기로 유동되는 것을 밸브(80)를 폐쇄하고 밸브(84)를 개방하여 중단시켜서 전구체 증기류를 CVD 반응기로부터 바이패스시킬 수 있다.
기화기(18)는 펌프(36)가 배치된 라인(34)에서 액체 전구체를 수용한다. 특정 양태에서 라인(34)은 매니폴드 라인(38)에 있는 혼합 매니폴드(40)에 연결되고, 공급 라인(44)에 의해 혼합 매니폴드(40)와 액체 유동 연통 관계로 연결된 공급 용기(42)로부터 Pb(thd)2를 수용한다. 또한, 혼합 매니폴드(40)는 공급 라인(48)에 의해 매니폴드 라인(38)에 연결된 공급 용기(46)로부터 Ti(Opr)2(thd)2를 수용하고, 공급 라인(52)에 의해 매니폴드 라인(38)에 연결된 공급 용기(50)로부터 제3의 반응물 액체를 수용할 수 있다.
이와 마찬가지로, 기화기(20)는 펌프(72)가 배치된 라인(70)으로부터 액체 전구체 용액을 수용하고, 라인(70)은 혼합 매니폴드(68)에 연결되어 있으며, 공급 용기(58)로부터 공급 라인(56)으로 유동된 Zr(thd)4는, 공급 라인(60)에서 매니폴드 라인(66)으로 유동되는 공급 용기(58)로부터 유래한 제2 반응물 액체 및 공급 라인(64)에서 매니폴드 라인(66)으로 유동하는 공급 용기(62)에서 유래한 제3 반응물 액체와 혼합되며, 상기 제2 및 제3 반응물 스트림이 제공되는 경우에 이들은 매니폴드 라인(66)에서 혼합 매니폴드(68)로 유동된다.
도 1에 도시한 바와 같은 배열에서, 기화 유닛(18)은 Pb 및 Ti 반응물 원료 용액을 수용하고, 기화 유닛(20)은 Zr 반응물 원료 용액을 수용한다. PZT 필름 형성 공정을 최적화하기 위하여, Z 반응물에 대한 P/T 반응물의 조절을 별도로 용이하게 행하여 CVD 반응기에서 기재에 목적하는 PZT 필름을 얻는다. 기화된 전구체는 각각의 기화 유닛(18 및 20)으로부터 라인(26)을 통해 CVD 반응기로 유동하고, 전구체 증기는 지지체 또는 자화기(94) 위에 있는 기재(92)와 접촉하여 소정 특성의 필름이 증착되는 동시에, 소모된 전구체 증기는 전구체 증기는 재순환, 처리 또는 기타 용도로 사용하기 위하여 CVD 반응기로부터 라인(28)으로 배출된다 .
이러한 배열의 다른 변형예로서, 어떤 경우에는 Pd 및 Ti 반응물 원료 용액용 복수의 기화 유닛을 사용하는 것이 바람직할 수 있고, 제1 기화 유닛은 비교적 높은 농도의 Pb 반응물 및 비교적 낮은 농도의 Ti 반응물을 함유하는 Pb, Ti 원료 반응물 용액을 수용하고, 이에 비해 제2 기화 유닛은 낮은 농도의 Pb 반응물 및 높은 농도의 Ti 반응물을 함유하는 Pb, Ti 원료 용액을 수용한다. 이러한 배열은 생성물 필름의 화학양론 조절을 향상시키는 데 유리할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같은 복수의 기화기 및 각각의 액체 전달 시스템의 사용은 최적의 필름 특성을 얻고 유지정비 및 반응기 세척을 최소화하도록 제작된 CVD 공정 시스템을 제공한다. 도 1의 시스템에서, 복수의 기화기는 전구체류를 혼합 매니폴드 및 관련된 특정 펌프에 유동시키기 위하여 두개의 별도의 펌프를 구비하고, 각각의 펌프에는 복수의 저장소가 구비되며, 각각의 전구체의 양은 해당하는 저장소로부터 계량된다.
따라서, 도 1은 전구체를 전달시켜 PZT를 증착시키기 위한 복수의 기화기 액체 전단 시스템을 나타낸다. 도 1의 시스템의 작동에 있어서, 기화기(18)는 200℃로, 기화기(20)는 240℃로 유지될 수 있다.
도 2는 상응하는 다성분 물질층을 형성하기 위하여 사용된 복수의 전구체 용액 각각에 대한 별도의 펌프를 구비한 복수의 기화기 액체 전달 및 증착 시스템(100)의 개략도이다.
도시한 바와 같이, 증착 시스템은 CVD 반응기(102)가 밸브(110)를 자체에 구비한 전구체 분지 라인(106) 및 밸브(112)를 자체에 구비한 분지 라인(108)(분지 라인은 주요 전구체 증기 공급 라인(104)에 연결됨)에 의해 전구체 증기 공급물을 수용하는 관계로 기화 유닛(114 및 116)에 연결되는 특징을 갖는다.
기화 유닛(114)에는 기화기 부재(126)를 포함하고, 유동 조절 바이패스 밸브(120)를 구비하는 바이패스 라인(118)이 장착되어 있다. 이러한 기화 유닛은 펌프(132)를 구비하는 공급 라인(130)으로부터 Pb/Ti 전구체 용액을 수용하고, 공급 라인(130)은 Pb 전구체 공급 용기(138)와 액체 유동 연통 관계로 연결되며, Ti 전구체 공급 용기(140)는 펌프(136)를 자체에 구비하는 분지 공급 라인(134)에 의해 공급 라인(130)에 연결된다.
이러한 배열의 Pb 및 Ti 전구체 공급 용기, 공급 라인 및 펌프에 있어서, 각각의 Pb 및 Ti 전구체 용액의 유속은 CVD 반응기에서 형성된 생성 물질층에서 소정 화학양론을 얻기 위하여 서로 독립적으로 다양하게 하여 이들 성분들의 비율을 원하는 바대로 제공할 수 있다.
기화 유닛(116)은 전술한 다른 기화 유닛의 기화기 부재와 같이 적당한 임의의 수단에 의해 가열될 수 있는 기화기 부재(128)를 포함한다. 기화 유닛은 유동 조절 밸브(124)를 자체에 구비한 바이패스 라인(122)에 연결되고, 펌프(144)를 구비하는 공급 라인(142)에서 공급 용기(146)로부터 유래한 Zr 전구체 증기를 수용한다.
CVD 반응기는 종래의 방식으로 제작될 수 있고, 반응기로부터 소비된 전구체 증기를 배출하기 위한 배출 라인(160)을 구비한다.
따라서, 도 2의 복수의 기화기가 구비된 액체 전달 시스템은 각각의 전구체 용액에 대한 별도의 펌프를 구비하는 배열을 갖는다. 도 2 시스템의 복수의 기화기 작동에 있어서, 기화기(114)는 200℃로, 기화기(116)는 240℃로 유지될 수 있다.
도 3은 다단계 CVD 공정으로 형성될 수 있는 다층 필름 구조(200)를 도시한 개략도로서, 시간 정확도가 우수한 증기상 농도를 조절하기 위하여 복수의 기화기를 사용한다.
도 3의 다성분 물질 구조는 유전층 분리 물질(206)로 둘러싸여진 중앙의 폴리실리콘 플러그(204)를 구비하는 기저부(202)를 포함한다. 기저부(202) 위에는 전도성 차단층(208)과 저부 전극층(210)이 증착되어 있다. 저부 전극층은 도 1의 공정 시스템의 기화기(18)를 사용하거나 또는 별법으로 도 2의 기화기(114)를 사용하여 증착시킨 PbTiO3시드층(212)으로 코팅된다.
PbTiO3시드층(212) 위에는 PbZrTiO3"벌크"층(214)이 증착된다. 이 벌크층(214)은 도 1 시스템의 기화기(18 및 20) 둘다, 또는 별법으로 도 2 시스템의 기화기(114 및 116) 둘다를 사용하여 증착된다.
도 1 및 도 2의 양태에서 본 발명의 시스템은 단순한 2 단계 CVD 공정이며, 이때 PbTiO3는 Pb/Ti 전구체 용액용 제1 기화기만을 사용하여 증착시킨 다음, Pb(Zr,Ti)O3는 제2 기화기의 "작동 밸브"를 개방시킴으로써 제1 층의 상부에 증착시켜 기화기로부터 나온 Zr 전구체 증기가 CVD 반응기로 유동하도록 한다.
또다른 예로서, 본 발명의 시스템은 액체 용매에 용해된 고체 전구체 성분들에 대한 액상에서 리간드 교환의 문제점을 해결하기 위하여 유기 금속계 전구체를 사용하는 SrBi2Ta2O9의 증착을 이용하는 것이 유리할 수 있다. SrBi2Ta2O9의 증착에 있어서, Bi(피발레이트)3및 Bi 알콕사이드(Bi(OR)3)는 열전달 특성이 우수하기 때문에 관심을 끌지만, 이들 화합물은 액체 용매중에서 Sr(thd)2또는 Sr(thd)2루이스 염기 및 Ta(OR)4thd 전구체와 신속하게 리간드 교환되어 비휘발성 화학종을 형성한다.
이러한 역효과는 하나의 액체 전달 시스템에서 Sr 및 Ta 전구체를 함께 그룹화하는 동시에, 제2 액체 전달 시스템을 통해 Bi 전구체를 각각의 별도의 기화 유닛에 전달시킴으로써 피할 수 있다. 리간드 교환은 기상에서 느리게 진행된다. 따라서, 전구체가 일단 기화되면, 이들은 증착 챔버에 도입되기 전에 혼합될 수 있다.
SrBi2Nb2O9의 증착은 Bi 전구체와 Sr(thd)2또는 Sr(thd)2루이스 염기 또는 Nb(OR)4thd 사이에 유사한 리간드 교환반응이 일어나는 또 다른 예이다. 이러한 문제점은 Sr 및 Nb 전구체를 하나의 액체 전달 시스템으로 그룹화하는 동시에, 제2 액체 전달 시스템을 통해 Bi 전구체를 전달시킴으로써 해결할 수 있다.
본 발명의 또다른 특정 예의 복수의 기화기를 구비한 액체 전달 시스템은 계류중의 미국 특허 제 호(file:2771-209)(제프 로더 및 피터 반 브스커크, "강전기층의 제어적 배향")에 상세히 기재되어 있다.
복수의 기화기를 사용하는 CVD의 또 다른 양태는 샤워헤드 또는 다른 분산 개구가 있는 상이한 증착 영역을 구비한 단일의 CVD 반응기이고, 이 반응기에는 하나 또는 한 세트의 기화기의 기상 전구체 배출물이 각각 공급된다. 이러한 경우에, 기재는 한 증착 구역으로부터 다른 구역으로 이동하고, 각각의 기상 전구체 유입구에 상응하는 박막층은 기판이 한 구역에서 다음 구역으로 이동할때 연속적으로 증착된다.
본 발명은 목적, 특징 및 구체예를 통해 예시하였으나, 다양한 별도의 목적, 특징 및 구체예들이 가능하다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명은 이들의 기술적 사상 및 범위내에서 변형예, 수정예 및 기타 구체예를 모두 포함하는 것으로 넓게 해석해야 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 전구체의 액체 전달 조건이 상이한 경우 각각의 다성분 물질 층을 증착 형성하기 위한 복수의 전구체를 제공하는 액체 전달 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
기타 다른 본 발명의 목적 및 장점은 이하 상세한 설명과 첨부되는 청구의 범위를 통해 충분히 명확하게 알 수 있을 것이다.
발명의 개요
제1 실시 형태로서, 본 발명은
증착 구역과
복수의 기화 유닛을 포함하는, 다성분 물질층 성분들의 각 액체 전구체로부터 다성분 물질층을 기재 상에 증착시키기 위한 시스템에 관한 것으로서, 상기 복수의 기화 유닛은 각각 (i) 1종 이상의 액체 전구체를 상기 기화 유닛에 공급하기 위한 1종 이상의 액체 전구체 공급원에 연결되어 있고, (ii) 상기 시스템의 기화 유닛 내에서 액체 전구체의 기화에 의해 형성된 전구체 증기로부터 증기상 물질류를 기재 상에 증착시키기 위해 내부에 기재를 보유하도록 배열된 증착 구역과 증기 유동 연통 관계로 연결되어 있다.
제2 실시 형태에서, 본 발명은
다성분 물질층의 1종 이상의 성분(단, 모든 성분은 아님)에 대한 1종 이상의 액체 전구체 공급원,
다성분 물질층의 또다른 성분들에 대한 1종 이상의 또다른 액체 전구체 공급원,
다성분 물질층의 1종 이상의 성분(단, 모든 성분은 아님)에 대한 1종 이상의 액체 전구체 공급원과 유동 연통 관계로 연결되어 있는 제1 기화 유닛,
다성분 물질층의 또다른 성분에 대한 1종 이상의 또다른 액체 전구체 공급원과 유동 연통 관계로 연결되어 있는 제2 기화 유닛, 및
증착 유닛을 포함하고,
상기 제1 기화 유닛 및 제2 기화 유닛은 증착 유닛과 증기 유동 연통 관계로 연결되어 있어, 상기 증착 유닛은, 증착 유닛 내에 배치된 기재 상에 다성분 물질층을 증착시키기 위해, (i) 제1 기화 유닛으로부터 다성분 물질층의 1종 이상의 성분(단, 모든 성분은 아님)에 대한 1종 이상의 액체 전구체 공급원 증기, 및 (ii) 다성분 물질층의 또다른 성분에 대한 1종 이상의 또다른 액체 전구체 공급원 증기를 수용하는 것이 특징인, 기재 상에 다성분 물질층을 증착시키기 위한 시스템에 관한 것이다.
제3 실시 형태로서, 본 발명은,
복수의 액상 전구체 1종 이상(단, 전부는 아님)을 제1 기화 구역으로 유동시키고, 상기 유동된 전구체를 제1 기화 구역에서 기화시켜 제1 전구체 증기를 형성시키는 단계,
나머지 복수의 액상 전구체 중 1종 이상을 제2 기화 구역으로 유동시키고, 상기 유동된 다른 전구체를 제2 기화 구역에서 기화시켜 제2 전구체 증기를 형성시키는 단계, 및
제1 전구체 증기는 제1 기화 구역으로부터, 제2 전구체 증기는 제2 기화 구역으로부터 기재가 수용된 증착 구역으로 유동시킨 후, 다성분 물질층을 제1 및 제2 전구체 증기로부터 기재 상에 증착시키는 단계를 포함하는 것이 특징인, 형성시키고자 하는 다성분 물질층의 성분들을 위한 복수의 액상 전구체로부터 다성분 물질층을 증착 방식에 의해 기재 상에 형성시키는 방법에 관한 것이다.
전술한 방법의 단계들을 반복적으로 수행하면 기재 상에 여러 층의 다성분 물질층, 예를 들면 독특한 전기적 특성을 제공할 수 있는 BaTiO3/SrTiO3다층 구조체, 또는 높은 반사도 등의 독특한 광학적 효과를 달성하도록 고안될 수 있는 다층의 광학적 코팅(예, 산화탄탈륨/산화규소 다층)을 형성시킬 수 있다.
본 발명의 기타 실시 형태, 특징 및 구체예는 이하의 설명 및 첨부된 청구 범위에 의하면 더욱 명백히 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 2종 이상의 액체 전구체로부터 기재상에 다성분 물질층을 증착시키는 시스템으로서, 상기 2종 이상의 액체 전구체는
    (a) 그룹 1: 용해도 조건, 용매 조건, 화학적 상호작용 조건
    (b) 그룹 2: 기화 온도 조건, 기화 방법 조건, 기체 공급라인 온도 조건, 압력 및 주변 캐리어 기체 조건의 2개의 그룹 중에서 그룹 2로부터 선택된 동일하지 않은 액체 전달 조건을 보유하며,
    상기 시스템은
    (a) 시스템내에 기재를 보유하도록 배열된 증착 구역 및
    (b) 각각의 기화 유닛이
    (i) 1종 이상의 액체 전구체를 기화 유닛에 공급하기 위해 1종 이상의 액체 전구체 공급원에 연결되고,
    (ii) 1종 이상의 기화된 전구체를 증착 구역에 공급하기 위해 기체 공급라인에 의해 증착 구역에 연결되어 있는 2개 이상의 기화 유닛을 포함하며,
    그룹 2가 아니라 그룹 1의 동일하지 않은 전달 조건을 보유한 임의의 2종의 전구체가 별도의 전구체 공급원에 함유되어 있고, 별도의 전구체 공급원이 단일 기화 유닛과 유동 연통 관계로 함께 연결되어 있으며,
    그룹 2만의, 또는 그룹 1 및 그룹 2 모두로부터의 동일하지 않은 전달 조건을 보유하는 임의의 2종 전구체가 별도의 액체 전구체 공급원에 의해 전달가능하고, 이러한 전구체 공급원 각각이 개별적인 순간 기화기와 유동 연통 관계로 각각 연결되어 있는 것이 특징인 다성분 물질층 증착 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 복수의 기화 유닛 각각이 액체 전구체의 기화를 위해 가열 가능한 기화기 부재를 포함하는 것이 특징인 다성분 물질층 증착 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 하나 이상의 복수의 기화 유닛이 이 유닛에 연결된 액체 전구체의 복수 공급원을 보유하는 것이 특징인 다성분 물질층 증착 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 혼합 매니폴드가 액체 전구체의 복수 공급원과 이 공급원에 연결된 기화 유닛 사이에 개재되는 것이 특징인 다성분 물질층 증착 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 펌프가 혼합 매니폴드와 이 매니폴드에서 나온 전구체 액체를 수용하는 기화 유닛사이에 배치되는 것이 특징인 다성분 물질층 증착 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 펌프가 액체 전구체의 공급원과 이 공급원에서 나온 전구체 액체를 수용하는 기화 유닛 사이에 배치되는 것이 특징인 다성분 물질층 증착 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 펌프가 액체 전구체의 각 공급원과 이 공급원에서 나온 전구체 액체를 수용하는 기화 유닛 사이에 배치되는 것이 특징인 다성분 물질층 증착 시스템.
  8. 다성분 물질층의 1종 이상의 성분(단, 모든 성분은 아님)에 대한 1종 이상의 액체 전구체 공급원,
    다성분 물질층의 또다른 성분들에 대한 1종 이상의 또다른 액체 전구체 공급원,
    다성분 물질층의 1종 이상의 성분(단, 모든 성분은 아님)에 대한 1종 이상의 액체 전구체 공급원과 유동 연통 관계로 연결되어 있는 제1 기화 유닛,
    다성분 물질층의 또다른 성분에 대한 1종 이상의 또다른 액체 전구체 공급원과 유동 연통 관계로 연결되어 있는 제2 기화 유닛, 및
    증착 유닛을 포함하고,
    상기 제1 기화 유닛 및 제2 기화 유닛은 증착 유닛과 증기 유동 연통 관계로 연결되어 있어, 상기 증착 유닛은, 증착 유닛 내에 배치된 기재 상에 다성분 물질층을 증착시키기 위해, (i) 제1 기화 유닛으로부터 다성분 물질층의 1종 이상의 성분(단, 모든 성분은 아님)에 대한 1종 이상의 액체 전구체 공급원 증기, 및 (ii) 다성분 물질층의 또다른 성분에 대한 1종 이상의 또다른 액체 전구체 공급원 증기를 수용하는 것이 특징인, 기재 상에 다성분 물질층을 증착시키기 위한 시스템.
  9. 2종 이상의 액체 전구체로부터 기재상에 다성분 물질층을 증착시키는 방법으로서,
    (a) 그룹 1: 용해도 조건, 용매 조건, 화학적 상호작용 조건
    (b) 그룹 2: 기화 온도 조건, 기화 방법 조건, 기체 공급라인 온도 조건, 압력 및 주변 캐리어 기체 조건의 2개의 그룹 중에서 그룹 2로부터 선택된 동일하지 않은 액체 전달 조건을 상기 2종 이상의 액체 전구체가 보유하고,
    (a) 별도의 전구체 공급원 중 그룹 1 또는 그룹 2의 동일하지 않은 전달 조건을 보유하는 임의의 2종의 전구체를 제공하는 단계;
    (b) 그룹 2가 아니라 그룹 1의 동일하지 않은 전달 조건을 보유한 임의의 2종 이상의 전구체가 단일 기화 구역으로 유동되고 이 전구체가 기화되어 전구체 증기를 형성하는 단계;
    (c) 그룹 2만의, 또는 그룹 1 및 그룹 2 모두에서 선택된 동일하지 않은 전달 조건을 보유하는 임의의 2종 이상의 전구체가 각각 별도의 기화 구역으로 유동되고 이 전구체가 기화되어 동일한 수의 전구체 증기를 형성하는 단계;
    (d) 상기 (c) 및 (d)의 모든 증기를 증착 구역에 유동시키고 기재상에 다성분 물질층을 증착시키는 단계를 포함하는 것이 특징인 다성분 물질층 증착 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 단계가 기재상에 다층, 다성분 물질층을 형성하기 위해 반복적으로 수행되는 것이 특징인 다성분 물질층 증착 방법.
KR1019997004681A 1996-11-27 1997-11-24 상이한 전구체 조성물을 이용한 화학 증착에 사용되는 복수의 기화기를 구비한 반응물 공급 시스템 KR100323627B1 (ko)

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