KR20010009661A - Ｃｖｄ 공정용 액상 전구체 기화기 모듈, 기화기 장치 및 액상전구체 기화 방법 - Google Patents

Ｃｖｄ 공정용 액상 전구체 기화기 모듈, 기화기 장치 및 액상전구체 기화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 액상 전구체(Liquid Precursors) 순간 기화공급모듈의 발명에 관한 내용으로 기존 CVD공정에서 사용하고 있는 액체상 전구체의 간접 기화방식인 버블링(Bubbling)방식이 갖는 사용상의 제약사항과 문제점을 극복하고 이를 개선하기 위한 방법으로 다공성 모세관과 액상 전구체의 계면장력을 이용한 모세관 효과를 사용하여 액체를 정량으로 미세하게 공급하고, 광 필터를 탑재한 특정파장(800∼900nm)의 적외선 복사가열 장치를 이용하여 순간 직접 기화시켜 공정에서 요구하는 기화증기를 안정적으로 공급할 수 있는 CDFEM(Capillary Driven Flash Evaporizer Module)을 제공하고 있다.

Description

ＣＶＤ 공정용 액상 전구체 기화기 모듈, 기화기 장치 및 액상 전구체 기화 방법{Method of Liquid Precursors Evaporizing for CVD Processing, using Capillary Driven Flash Evaporizer Module}
최근 광통신이 멀티미디어 서비스를 제공해 주는 21세기 초고속 정보통신망 구축의 핵심분야로 떠오름을 인지한 미국, 일본, 중국, 동유럽, 동남·북아시아등이 초고속 정보통신망 구축계획에 따라 광케이블 포설을 국외,국내 기간망에서 간선망, 가입자망으로 급속히 확대시킴으로써 광케이블에 대한 수요가 급성장하고 있다. 특히, 과거 군사용 및 전문용 목적의 국부 광NETWORK에 국한되었던 통신수요가 ISDN(종합정보 통신망) 서비스를 제공받는 개인사무용, 개인 휴대통신에 까지 확대됨에 따라 향후 21세기 광통신 관련 산업의 무한 성장세가 이미 시작되었다 해도 과언이 아닐 것이다.
광통신 사업 분야에서도 광섬유 제조산업은 광응용기술을 뒷받침 할 수 있는 기간산업으로서 1970년 미국 코닝사에 의해 광손실 20dB/km의 광섬유가 개발된 이래, 1979년에는 ATT, ITT등이 주도되어 파장 1.55m에서 0.2dB/km라는 이론적 한계상황에 다다른 광섬유가 개발되어 현재까지 비약적 발전을 진행해 온 산업분야이다. 광섬유는 광대역, 저손실, 무유도, 경량등의 특성을 내세워 금속케이블에 비해 값이 싸면서도 전송간 신호변화가 적고 대용량전송은 물론 전자기파에 의한 노이즈특성을 감소시킬 수 있는 획기적인 장점을 갖고 있다.
광섬유를 제조하는 방법은 크게 4가지로 광진행 경로상에서 진행광의 굴절률을 제어하기 위해 혼입되는 전구체의 증착방식에 따라 ① 변형 화학 증착(MCVD: Modified Chemical Vapor Deposition), ② 외측증착법(OVD: Outside Vapor Deposition), ③ 플라즈마 활성 화학증착(PACVD: Plasma Activated CVD), ④ 증기 축선 증착(VAD: Vapor Axial Deposition)등 으로 나누어진다. 광섬유생산 공정에서 가장 보편적으로 사용하고 있는 제조공정은 변형 화학 증착법으로 1974년 ATT에서 개발된 이후 많은 광섬유 제조업체들에서 사용하고 있는 보편적인 방법이다. 이들 광섬유 제조공정의 운용은 공통적으로 증착되는 전구체의 양을 정확하게 제어해야 하는 공급제어상의 문제와 공정간 섬유내 수소나 수분의 침투를 억제해야 하는 분위기 제어문제로 귀결되는데 이는 광산란과 전송손실 방지는 물론 수분존재하에서 수소분자에 의한 케이블내 금속성 부식의 야기로 인한 광섬유의 신뢰성 저하(수명, 물성, 성능)등을 최소로 하기 위한 방안으로 설명된다.
현재 광섬유 제조용 MCVD공정에서 사용되고 있는 전구체는 크게 3가지로 P, Si, Ge등으로 대별된다. 이들은 클래딩(Cladding)층 내부의 광 진행경로인 코어(Core)층내에 안정한 산화물 상태로 증착되어 광의 회절을 제어하게 되는데 전구체는 대부분이 염소계 화합물인 POCl3, SiCl4, GeCl4로서 석영관 모재안에서 증착이 진행되면서 잔류수분이나 잔류수소와의 탈수, 탈수소반응을 통해 안정한 산화물 증착과 반응결과물의 배기에 유리한 높은 증기압의 염화수소를 생성하게 된다. 이들 염소화합물계 전구체는 임계점이 상온, 상압근처로 형성되는 까닭에 액체상태로 존재하게 되며 궁극적으로 이들 액체상태의 전구체를 적절히 기화시켜 증착대상 지점으로 안정한 급송을 수행해야만 하는 공정요구조건을 가지고 있다.
뿐만 아니라, 1Gbps급 이상의 초고속 광통신 기술에서 운용이 시도중인 광파장 분할 다중화(WDM)/시분할 다중화(TDM)기술분야 중 광 스위칭, 통신망 설계의 핵심공정인 수열증착법(FHD:Flame Hydrolysis Deposition)공정 또한 전술한 MCVD공정과 유사한 버블링 방법을 이용한 액상전구체 기화방법을 채택하고 있어 기화에서 증착대상 지점으로의 안정한 급송을 요구하는 공정요구조건을 가지고 있다.
MCVD공정을 구성하고 있는 관련 설비는 열교환기에 의해 온도가 제어되는 오일을 열교환 매개체로 하여 오일안에 놓여진 버블러안의 액체상 전구체(Precursors)를 일정온도로 가열(일정한 증기압 유지)하고 항온유지 하며 산소를 운반자가스(Carrier Gas)로 하여 최종 증착지점의 광섬유 모재로 동반급송하는 전형적인 버블링(Bubbling)기법을 사용하고 있다.
도 1에 나타난 바와 같이, 일정한 압력에 의하여 이송되는 헬륨에 의하여 전구체 컨테이너(201)의 전구체가 열교환기(202)로 이송되어 기체 투과특성을 가진 테프론에 의하여 전구체와 헬륨을 분리시킨다. 유량 제어기(203)을 통과한 전구체는 유량 제어기(204)를 통하여 공급되는 이송개스와 기화기(206)에서 혼합되어 공정실(207)로 보내져 작업을 하게 된다.
그러나, 이러한 종래기술은 전술한 공정제어 요건과 상이한 여러 문제점을 나타내며, 이를 보면 아래와 같다.
① 버블링 방법의 경우, 휘발되는 전구체가 운반자가스에 의해 포화동반된다고 하는 이론을 전제로 운용되는 액체 기화 전송방법이기는 하나 공정 진행시간에 따른 액상전구체 액위의 변화로 인해 전송(기화)되는 증기의 부피가 변화하게 되며 이로 인해 공정재현성에 문제점이 있다.
② 버블러를 장시간 운용할 경우, 구성재질인 유리재의 기체 투과특성으로 인해 내부의 염소계 전구체가 외부로 누출된다. 이에 따라
a) 염소증기가 갖는 부식특성에 의해 설비내부의 조기부식과 이의 교체비용으로 인한 생산원가 상승하며,
b) 염소증기 누출로 인한 열매개유(Heating Medium Oil)의 산화와 물성 저하로 인한 온도제어 편차 발생, 즉 전송유량의 편차 발생한다.
c) 전구체의 외부 누출로 인한 작업자의 건강상 문제가 발생한다.
③ 버블러 재질(유리)의 낮은 기계적 강도특성으로 인해 테프론재질의 어댑터등의 구성요소를 사용하게 되며, 이로 인하여
a) 장시간 운용시 Teflon재질의 기체투과 특성(10-5cc.atm/sec)으로 인해 전술한 전구체(염소증기) 누출 위험이 커진다.
b) 장시간 운용시 테프론과 전구체의 화학반응에 의해 배관내 겔(Gel)화 현상 발생으로 공정 진행중단 및 교체 비용이 발생한다.
④ 설비의 운용여건상 전구체 전송경로의 기밀성저하로 외부의 수소나 수분이 경로상에 혼입되며 이로 인해 전술한 문제점을 야기한다.
a) 광섬유 혹은 케이블의 광전송손실 초래
b) 신뢰성 저하 및 수명단축 야기
이에 본 발명자는 보다 효율적인 광섬유 제조 액상 전구체용 기화장치를 개발하고자 노력하여 오던 중 기화모듈로서 모세관을 사용하면 다루기 어려운(유량제어가 어려운) 액체의 흐름유량을 미세하게 제어할 수 있고 아울러 비접촉 열원으로 적외선 가열방식을 채택하여 액체 전구체를 끓는점이하에서 효율적으로 기화하여 기존의 문제점을 극복할 수 있다는 사실을 발견하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 CVD(Chemical Vapor Deposition)공정에서 사용되고 있는 많은 액상 전구체를 효율적으로 기화시켜 사용자 유량 전체 범위의 ±0.5%허용오차를 갖는 액상 전구체 순간 기화장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전구체 기화모듈에 있어서, 다공성 모세관 다발이 형성되어 전구체를 끌어올리는 기화기 로드; 상기 기화기 로드의 상부에 위치하여 공급받은 전구체를 퍼지게 저장하게 다공성 모세관이 형성된 기화기 헤드; 상기 기화기 헤드의 외부에 코팅되어 공급된 전구체를 담겨지게 하는 코팅층; 및 상기 기화기 로드와 상기 기화기 헤드에 관통되게 형성되어 사용하고 남은 농축 전구체를 회수하기 위한 전구체 회수용 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 기화기 모듈를 제공한다.
또한, 상기 기화기 헤드의 일부에 설치되어 기화기 헤드의 온도를 검출하는 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 기화기 모듈을 제공한다.
또한, 전구체 기화장치에 있어서, 전구체를 공급하는 전구체 저장기; 상기 전구체 저장기의 내부에 담겨져 전구체를 정량이송시키는 다공성의 기화기 모듈; 상기 기화기 모듈의 상면상의 전구체를 기화시키는 에너지선을 조사하는 램프; 및 상기 램프에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 기화장치를 제공한다.
도 1은 종래기술에 따른 액상 전구체 기화장치의 구성을 나타내는 개략도,
도 2은 본원발명에 따른 모세관 효과를 이용한 액상 전구체 기화기 모듈을 나타내는 사시도,
도 3는 본 발명에 따른 기화기 모듈의 평면도와 측면도를 나타낸 개략도,
도 4는 액상 전구체 기화 모듈을 설치한 전구체 기화장치의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 적외선 가열장치와 기화기 모듈을 설치하여 액상 전구체를 기화하기 위한 전체 시스템 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 전구체 기화모듈 헤드의 구성예를 나타내는 평면도,
도 7은 본 발명에 따른 전구체 기화모듈을 이용한 전구체 기화 실험장치 구성도,
도 8는 제 8도에 따른 실험장치로 MCVD( SiCl4)공정에 적용한 경우, 각각의 제어온도에서 기화유량을 나타낸 그래프,
도 9은 제 8도에 따른 실험장치로 MCVD( GeCl4)공정에 적용한 경우, 각각의 제어온도에서 기화유량을 나타낸 그래프,
도 10은 제 8도에 따른 실험장치로 MCVD( POCl3)공정에 적용한 경우, 각각의 제어온도에서 기화유량을 나타낸 그래프를 각각 나타낸다.
본 명세서에서 설명하는 MCVD공정용 전구체 기화공급기술은, 모세관 효과를 이용하여 액상 전구체를 정량 기화시킬 수 있는 기술( Capillary Driven Flash Evaporizer Module---이하 CDFEM으로 표기)로서 궁극적으로는 본 기술을 적용, 탑재한 MCVD공정용 전구체 기화공급장치(Chemical Delivery System---이하 CDS로 표기)를 개발하여 전술한 바와 같이 기존 CDS기술에서 적용하고 있는 버블링을 통한 전구체 기화장치를 대체하게 된다.
일반적으로, 모세관 효과란 액체속에 가는 관을 세우면 액체면이 관바깥보다 올라가거나 내려가는 현상을 지칭하는데 일반적으로 액체의 수두 (h)는 대략 아래와 같이 표현된다.
h = 2γcosθ/ ρgr
이때, r: 관반경, ρ: 액체밀도, γ: 표면장력, θ: 접촉각, g: 중력가속도로 표현되며 모세관의 내부형태에 따라 수두의 높이는 차이를 보이게 된다. 특히, 다공성 모세관을 흐르는 액체의 수두는 액체 자체의 표면장력에 의해 큰 영향을 보이게 된다. 도 2, 도 3은 본발명에 따른 액상 전구체 기화기 모듈(10)을 나타낸다. 기화기 로드(12)에 형성된 다공성 모세관 다발을 통하여 올라온 액상 전구체는 다공성 모세관이 형성된 기화기 헤드(16)에 퍼지며, 기화기 헤드에 퍼진 액상전구체를 흘러나가지 않고 용기처럼 담아져 있도록 기화기 헤드(16)의 외면에 유리코팅(13)이 형성되어 있다. 다공성 모세관의 기공의 크기는 바람직하게는 1㎛-1000㎛이다. 또한, 기화기 헤드(16)의 온도를 제어하기 위하여 온도를 검출하는 온도센서(15)가 기화기 헤드(16)에 형성되어 있다. 기화기 헤드(16)의 상면은 수평축에 대하여 바람직하게는 약 2°- 10°정도로 경사져 있다. 또한, 기화하지 않고 남은 액상 전구체는 기화기 헤드(16)의 경사를 통하여 기화기 헤드(16)중앙에 응축 전구체 회수관(11)에 의하여 저장기로 다시 회수된다. 도 6에 나타난 바와 같이, 기화기 회수관은 원형, 삼각형, 사각형등일 수 있다. 통상 MCVD공정에서 사용되는 액상 전구체는 크게 3가지(SiCl4, GeCl4, POCl3)로 구성되며, 이들 각각은 저장기 (Reservoir)에 담겨져 도 2와 도 3에 나타낸 바와 같은 기화기 모듈(10)에서, 예를 들어 내경 1∼1000㎛의 가는 모세관 다발이 형성된 기화기 로드(12)을 통해 모세관 효과에 의해 정량 공급되며, 다시 Φ15, 20 ∼ 1, 2t인 원판 디스크타입의 다공성 기화기 헤드(16)로 이송되어진다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 원판 디스크 타입의 다공성 기화기 헤드(16)로 공급된 전구체는 램프(40)에서 방사된 광선, 예를 들어, 적외선(파장 800∼900nm), 자외선, 이온빔등의 복사 에너지를 투과창(30)을 통하여 공급받는 순간 기화되어진다. 이후로는 편의상 적외선방사로 한정하여 설명할 것이다. 가열온도는 백금타입의 열전쌍 온도센서(15)에 의해 피드-백 제어되며, 가열된(35∼60℃) 산소(O2) 운반자 가스에 의해 증착지점으로 동반 이송된다. 적외선은 정전류로 제어되는 니켈 필라멘트선으로부터 광 필터와 반사거울을 통해 다공성 모세관의 관직경에 맞추어 집광되어지며 기화기 적용재질(실리케이트-SiO2)의 광투과 특성에 따라 에너지 손실특성 없이 액상 전구체의 기화열원으로만 사용되어 순간 기화된다. 기화된 증기는 적외선에 의한 과열 증기화를 피하기 위해 기화와 동시에 운반자 가스에 의해 증착 지점으로 이송된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 기화기 헤드(16)의 온도를 제어하기 위하여 공압 실린더(1)상에 램프 지지대(41)로 고정된 적외선 램프(40)를 위치센서(42)로 정확히 상, 하로 이송시키면서 기화기 헤드의 단위면적당 단위시간당 적외선의 복사에너지 밀도를 제어한다. 이러한 구성에 의하여 에너지 밀도를 제어함으로써, 헤드 상단의 온도센서로부터 받은 신호를 통해 적외선 램프의 온-오프 반복동작으로 인한 램프의 수명저하를 방지할 수 있는(항시 ON상태 유지)장점을 가지고 있다. 이외에도 램프(40)를 수평이동하여 투과창(30)을 통과하는 광선의 양을 조절할 수 있다. 또한, 게이트 밸브(20)의 개폐정도에 따라 광선의 양을 조절할 수 있다.
도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 최초의 질량유량 조절기(80)를 통하여 산소 공급기(120)에 의하여 공급되는 산소가스는 이송 가스(CARRIER GAS)역할과 최종 광섬유 모재안에서 산화물 형성을 위한 반응가스 역할을 한다. 전구체 저장기(70)안의 전구체가 소진시 전구체 주저장기(90)로부터 펌프(170)에 의해 주저장기(90)로 재충진되며 이때 저장기(70)안의 전구체는 예정된 공정조건에 맞추어 다공성 기화기 로드(12)를 통해 기화기 헤드(16)로 정량 급송된다. 이때 개방된 게이트 밸브(20) 상부의 적외선 램프(40)에 의하여 방사된 적외선빔이 기화기 헤드(16)의 미세기공안에 적시어진 액상 전구체를 기화시키게 되며 이때 적외선 램프(40)는 위치센서(42)에 의한 신호검출로 마이크로 프로세서(비도시)를 통해 공압 실린더(1)를 축으로 상, 하 이송하면서 최종 기화유량을 결정하게 된다. 게이트 밸브(20)는 사용자가 임의로 전구체 저장기(70)를 분리, 교체할 경우 폐쇄된 상태에서 분리하게 되어있다. 기화된 전구체는 이송가스와 함께 혼합관(140)에서 혼합되어 공정실로 이송되어진다. 기화장치를 세정하고자 하는 경우에는 퍼지라인(purge line)(130)을 통하여 불활성 기체, 예를 들어 아르곤 가스를 공급하여 기화장치내의 잔류 전구체 증기를 폐기 전구체 회수부(100)에 수집하고 나중에 배출구(110)를 통하여 외부로 배출한다.
본발명에 따른 전구체 기화장치의 특성을 알아보기 위하여 도 7과 같은 실험 시스템을 설치하여 여러 가지 조건을 변화시켜 실험하였다.
〈실험예1〉
광 섬유제조공정에서 사용중인 액상 전구체중의 하나인 SiCl4를 100w의 전력으로 고정시킨 적외선 램프로 온도 제어하여 가열하였을 경우, 제어온도 대비 기화유량을 질량유량계로 측정하였다. 도 8에 나타난 바와 같이, 각각의 기공크기별로 기화유량의 차이를 볼 수 있었으며 이는 액체의 수두 상승속도가 기공크기에 의해 좌우됨을 확인하였으며 각각의 제어온도(30℃∼50℃)구간에서 직진성의 기화유량 변화를 읽을 수 있었다.
〈실험예2〉
광 섬유제조공정에서 사용중인 액상 전구체중의 하나인 GeCl4를 100w의 전력으로 고정시킨 적외선 램프로 온도 제어하여 가열하였을 경우, 제어온도 대비 기화유량을 질량유량계로 측정하였다. 도 9에 나타난 바와 같이, 각각의 기공크기별로 기화유량의 차이를 볼 수 있었으며, 이는 액체의 수두 상승속도가 기공크기에 의해 좌우됨을 확인하였으며 각각의 제어온도(30℃∼50℃)구간에서 직진성의 기화유량 변화를 읽을 수 있었다. 특정온도 구간에서 약간의 유량 변동을 확인하였으나 단순한 제어상의 문제임을 확인하였다.
〈실험예 3〉
광 섬유제조공정에서 사용중인 액상 전구체중의 하나인 POCl3를 100w의 전력으로 고정시킨 적외선 램프로 온도 제어하여 가열하였을 경우, 제어온도 대비 기화유량을 질량유량계로 측정하였다. 도 10에 나타난 바와 같이, 각각의 기공크기별로 기화유량의 차이를 볼 수 있었으며 이는 액체의 수두 상승속도가 기공크기에 의해 좌우됨을 확인하였으며 각각의 제어온도(30℃∼50℃)구간에서 직진성의 기화유량 변화를 읽을 수 있었다. 특정온도 구간에서 약간의 유량 변동을 확인 하였으나 단순한 제어상의 문제임을 확인하였다.
본발명을 적용한 MCVD공정용 전구체 기화장치는 아래와 같은 효과를 얻을 수 있다.
① 전송유량의 정확성
진행광의 회절위상을 정확히 제어해야 하는 다중모드 광섬유의 경우 굴절률 제어를 위해 안정된 그리고 재현성 있는 불순물 전송기술을 갖추어야 하나 기존의 기화 방법과 비교하여 장시간 운용후에도 미세량의 기화증기를 정확하고 재현성있게 공급할 수 있을 뿐만 아니라 기존 시스템(bubbling)의 정상상태 도달 시간이 약 6시간인데 반하여 10min으로 단축할 수 있다.
② 공정진행간 수분 및 수소의 혼입가능성 제어
기존 버블러는 사용재질인 유리(Glass)와 연결구인 불소계 고분자인 테프론의 기체 투과특성으로 인해 공정진행중에 수분이나 수소의 혼입을 가져와 이로 인한 광전송 손실특성과 부식을 야기하였으나 본 기술을 적용할 경우 위와 같은 문제점이 없다.
③ 시스템의 경박단소화로 인한 사용자 환경의 편리와 생산성 증대
본 발명을 적용할 경우 기존 기화시스템과 비교하여 40%정도의 부피 감소와 주변 보조설비( 오일 급송 및 온도제어변, 순환, 드라이 질소 공급 및 그 가열설비)의 불필요로 유지보수의 용이와 제조비용의 감소 및 열매개유의 잦은 교체에 소요되는 시간과 비용을 단축할 수 있어 연속공정의 용이와 생산비용의 감소효과를 야기할 수 있다.
④ 시스템 구성의 간편성과 이에 따른 제조원가 절감
기존의 MCVD공정에서 요구하는 주변기기의 사용을 제한 할 수 있어 제품의 원가 감소와 사용자의 공정제조 원가를 30%이상 낮출 수 있다.
현재 폭넓은 응용이 진행되고 있는 화학기상증착(CVD) 기술은 가장 안정한 상태의 물성을 지니며 취급 및 보관이 용이하고 작업자의 안전이 요구되는 신뢰성 높은 전구체를 요구하게 된다. 기존의 전구체들은 내고압용기에 고압으로 충진된 기체상태로 사용되어져 왔으나 향후 이들 기체가 갖는 물리,화학적 특성에 기인한 제한요소나 위험요소로 인하여 액체상태의 전구체로 대체하려는 시도들이 진행되고 있다. 특히, DRAM(BST, STO, Ta2O3), 비휘발성 메모리 소자(PZT, PLZT), MPU소자(Cu), 다이아몬드(C), 알루미나(Al2O3), 티타니아(TiO2), MCT(HgCdTe-적외선 촬상소자), InSnO3, GaAs등 무수히 많은 기능성 재료합성(고,강유전체 재료, 고속전자이동 재료, 고기능성 경질 재료)에 대한 액체상 전구체의 사용이 검토되고 있다. 본 발명을 이용할 경우 상기 전구체들에 대해서도 기화효율이 높아 범용적으로 적용할 수 있다.
또한, 특수목적용 광섬유 제조 분야중의 하나인 희토류 첨가 광섬유 및 증폭기 제조공정중에 에르븀 첨가 광증폭기의 경우 액상구체로 연구가 진행중인 Erbium Tetrachloride(EtCl3)는 증기압이 매우 낮아 기체상태로 전송하기 위해서는 약 1000℃라는 고온으로 가열할 필요가 있으나, 기존의 버블링 장치로는 제어가 불가능하지만, 본발명을 적용할 경우 기화기 모듈 재질로서 석영을 채용할 경우 융점이 1200℃정도로 높아 기존의 FHD용 액상 전구체의 기화에 적용이 가능하다.
현재 많은 연구가 진행되고 있는 다이아몬드의 경질박막 성막과정에서 그간 사용되어 오던 CH4전구체를 대신하여 사용이 검토중인 액상 전구체는 알콜류(Methanol, Ethanol, iso-propyl alcohol), 방향족류(Benzene, Toluene 등등), 케톤류(Acetone)와 이들에 할로겐 원소(F, Cl, Br, I)가 내재된 액상 유기전구체들이다. 메탄의 경우 고압가스로 충진되어 사용이 편리하나 고압으로 충진되어 특별한 법적 규제를 필요로 할뿐 아니라 누출시 인화 및 발화할 수 있는 가능성을 안고 있고 공정상 성막속도가 낮아 이를 전술한 액체상 전구체로서 대체사용하려는 시도가 진행되고 있다. 뿐만 아니라, 기존 반도체 제조 라인의 APCVD( NSG, BPSG Film )공정에서 사용하고 있는 액상 전구체인 TEOS(Tetra Ethoxy Ortho Silicate), TEB(Tetra Ethoxy Boron), TMP(Tri Methyl Phosphorus)등에도 본 발명을 적용하면, 기존의 방식의 문제점을 해결할 수 있다.

Claims (7)

  1. 전구체 기화모듈에 있어서,
    다공성 모세관 다발이 형성되어 전구체를 끌어올리는 기화기 로드(12);
    상기 기화기 로드(12)의 상부에 위치하여 공급받은 전구체를 퍼지게 저장하게 다공성 모세관이 형성된 기화기 헤드(16);
    상기 기화기 헤드(16)의 외부에 코팅되어 공급된 전구체를 담겨지게 하는 코팅층(13); 및
    상기 기화기 로드(12)와 상기 기화기 헤드(16)에 관통되게 형성되어 사용하고 남은 농축 전구체를 회수하기 위한 전구체 회수용 포트(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 기화기모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 기화기 헤드(16)의 일부에 설치되어 기화기 헤드의 온도를 검출하는 온도센서(15)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 기화기 모듈.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기화기 헤드(16)의 상면은 수평축에 대하여 약 2°- 10°경사진 것을 특징으로 하는 전구체 기화기 모듈.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 기화기 로드 및 기화기 헤드의 모세관을 형성하는 기공은 1㎛-1000㎛인 것을 특징으로 하는 기화기 모듈.
  5. 전구체 기화장치에 있어서,
    전구체를 공급하는 전구체 저장기(70);
    상기 전구체 저장기의 내부에 담겨져 전구체를 정량이송시키는 다공성의 기화기 모듈(10);
    상기 기화기 모듈의 상면상의 전구체를 기화시키는 에너지선을 조사하는 램프(40); 및
    상기 램프(40)에 전원을 공급하는 전원 공급부(50)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 기화장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 기화기 모듈(10)에서 기화된 전구체를 공급라인에 이송 또는 차단하는 게이트 밸브(20); 및
    상기 게이트 밸브(20)과 접속되어, 공급된 캐리어 가스와 혼합시키는 혼합관(140)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 기화장치.
  7. 제 4항 또는 제 5항에 있어서,
    에너지선의 조사량을 조절하도록 상기 램프(40)와 접속하여 상기 램프(40)를 수평 또는 수직 이동시키는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전구체 기화장치.
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