KR20060043838A - 용액 기화식 ｃｖｄ 장치 - Google Patents

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가부시키가이샤 유테크
히사요시 야모토
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Abstract

CVD용의 원료용액의 유량을 장시간에 걸쳐 정밀도 좋게 제어할 수 있는 용액 기화식 CVD 장치를 제공한다.
용액 기화식 CVD 장치가 구비하는 기화기는, 캐리어 가스 중에 1종 이상의 원료용액을 미립자상 또는 분무상으로 분산시키는 오리피스관과, 상기 오리피스관에 상기 1종 이상의 원료용액을 서로 분리해서 공급하는 1종 이상의 원료용액용 통로(21∼25)와, 상기 오리피스관에 상기 캐리어 가스를 상기 1종 이상의 원료용액 각각과 서로 분리해서 공급하는 캐리어 가스용 통로(33)와, 상기 오리피스관에서 분산된 상기 1종 이상의 원료용액을 기화하는 기화관(31)과, 상기 기화관과 상기 오리피스관이 연결되고, 상기 오리피스관에서 분산된 상기 원료용액이 상기 기화관에 도입되는 세공을 구비한다.
CVD, 용액 기화식, 박막, 캐리어 가스, 기화기

Description

용액 기화식 ＣＶＤ 장치{SOLUTION-VAPORIZATION TYPE CVD APPARATUS}
도1은 본 발명의 제1 실시예에 관계되는 기화기의 구성을 도시하는 개략도이다.
도2는 본 발명의 제2 실시예에 관계되는 기화기의 구성을 도시하는 개략도이다.
도3은 본 발명의 제3 실시예에 관계되는 기화기의 구성을 도시하는 개략도이다.
도4는 본 발명의 제4 실시예에 관계되는 기화기의 구성을 도시하는 개략도이다.
도5는 도4의 기화기에 대한 비교예의 구성을 도시하는 개략도이다.
도6은 본 발명의 제5 실시예에 관계되는 기화기의 구성을 도시하는 개략도이다.
도7은 본 발명의 제6 실시예에 관계되는 기화기의 구성을 도시하는 개략도이다.
도8은 본 발명의 제7 실시예에 관계되는 기화기의 구성을 도시하는 개략도이다.
도9는 도8에 도시하는 기화관의 기단 및 그 근방, 노즐의 선단 및 그 근방을 도시하는 확대도이다.
도10은 본 발명의 제8 실시예에 관계되는 기화기의 구성을 도시하는 개략도이다.
도11은 본 발명의 제9 실시예에 관계되는 용액 기화식 CVD 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도12는 본 발명의 제10 실시예에 관계되는 용액 기화식 CVD 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도13은 본 발명의 제11 실시예에 관계되는 용액 기화식 CVD 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도14는 본 발명의 제12 실시예에 관계되는 용액 기화식 CVD 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도15는 강유전체 박막을 작성하기 위한 종래의 CVD 장치의 한 예를 도시하는 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *
1: 원료용액용 배관 2: 노즐
3: 캐리어 가스용 배관 4, 5, 6, 7: 블록 밸브
8: N2 공급 밸브 9: 압력 변환기
10, 31, 34, 35: 기화관 11: 분무 플랜지
12: 히터 13: O링
14, 15: 단열재 16: 수냉 플레이트
21, 22, 23, 24, 25: 제1∼제5 원료용액용 배관
26, 27, 28, 29, 30: 제1∼제5 블록 밸브
32: 노즐 33: 캐리어 가스용 배관
36, 37: 세정기구 40: 기화관 벤트 밸브
41, 42, 47, 49, 53, 55: 배관 43: 진공 펌프
44: 게이트 밸브 45, 54: 반응실
46: 프로세스 가스 도입기구 48: 압력조정 밸브
50: 메인 진공 밸브 51: 벤트 라인
56: 피처리 기판 61: 메탈 밀봉
본 발명은, 용액 기화식 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는, CVD용 원료의 유량을 정밀도 높게 제어할 수 있는 용액 기화식 CVD 장치에 관한 것이다.
가스 상태의 반응재료를 반응장치(reactor)에 흐르게 하여 화학반응을 일으키게 하는 함으로써, 실리콘 등으로 구성되는 반도체기판 위에 다양한 조성의 박막을 퇴적하는 기술로서, CVD가 알려져 있다. CVD에 의해 성막하기 위해서는, 가스 상태의 반응재료를 준비하지 않으면 안된다고 하는 기술적인 전제가 있다. 그러나, CVD에 의해 형성되는 막은, 막질이나 표면덮음율(stepcoverage)이 비교적 양호하므로, 이 기술적 전제를 해소하여 CVD를 다양한 반도체소자, 반도체 집적회로의 제조에 적용하는 것이 요구되고 있다.
예를 들어, 강유전체 메모리(고속 불휘발성 메모리) FeRAM-LSI를 제조할 경우에 대하여 설명한다. 강유전체(PZT, SBT 등)의 분극 히스테리시스(hysteresis) 특성을 이용한 고속 불휘발성 메모리 FeRAM의 작성기술이 발표된 당시, 강유전체의 박막은, Zr, Sr, Bi를 함유하는 가스 상태의 반응재료를 작성할 수 없었으므로, CVD가 아닌, 용액도포 방법에 의해 형성되어 있었다. 그러나, 용액도포 방법에 의해 성막된 강유전체의 박막(막두께 400-300㎚)에는, 표면덮음율이 양호하지 않고, 박막화(150-40㎚)한 경우, 핀홀(pinhole)이 증가하여 그 전기절연성이 저하하는 등의 문제가 있었다.
따라서, 단차가 많고, 또한 강유전체의 박막화(100-50㎚)가 요구되는 FeRAM-LSI의 실용화를 도모하기 위해서, CVD에 의한 고품질의 강유전체 박막을 형성하는 장치가 제안되었다. 이 장치의 구성의 개략적인 것을 도 15에 도시한다. 이 장치에 있어서는, 티타늄, 지르콘, 납의 고체화합물을 승화시킴으로써 가스화하고 있었다.
그러나, 고체화합물원료를 승화시킴으로써 가스화하는 방법에는 각종 문제가 있었다. 구체적으로 설명하면, 고체화합물원료를 승화시킬 때의 승화속도가 느리므로, 반응물질의 유량을 증가시키는 것이 곤란하였다. 또한, 반응물질의 유량의 제어가 곤란하므로, 박막의 퇴적속도가 느리고 재현성이 좋지 않았다. 게다가, 승화시킨 고체원료를, 예를 들어, 250℃로 가열한 배관을 이용하여 반응로까지 운반하 는 것이 곤란하였다.
상기 실정을 감안하여, 본 발명자는, 승화에 의해 가스화하는 것이 아니라, 용액 기화에 의한 CVD에 의해 고품질의 강유전체 SBT의 박막을 형성하는 것에 착안하였다. 용액 기화식 CVD는, 증기압이 낮은 고체 또는 액체재료를, 증기압이 높은 유기용매에 용해하고, 이 용액을, 고온으로 가열한 기화기에 의해 일순간에 증발·승화시킴으로써 가스화하여 CVD로(爐)에 도입하고, 고온가열 등에 의해 화학반응을 발생시켜서 기판 위에 박막을 퇴적시키는 기술이다. 용액 기화식 CVD에 의해, 박막의 고속퇴적이 가능해지고, 또한, 우수한 표면덮음율, 전기특성을 가지는 강유전체의 박막의 형성이 가능해졌다.
용액 기화식 CVD에 이용되는 기화기의 한 예로서, 일본특허 제3103595호, 일본특허공개 제2000-507649호 공보에 개시되어 있는 것이 있다. 이 기화기는, 가열한 다공성 벽재 위에서 원료화합물 용액을 가스화시킨다. 따라서, 증발속도가 느린 원료화합물을 이용하면, 원료화합물이 다공성 벽재 위에서 체류하고, 점차 열분해하여 가스화하거나, 새로운 화합물을 형성하여, 다공성 벽재를 막히게 하는 경우가 있었다. 또한, 이 기화기에는, 복수의 원료용액이 일정비율로 혼합되어 펌프로 수송되므로, 구조상, 복수의 원료가 용액 중에서 반응하여, 용해도가 작은 화합물을 형성하거나, 승화온도가 높은 화합물을 형성하여, 용액 배관이나 다공성 벽재가 막히는 경우가 있었다. 게다가, 원료용액은, 세관(細管)(외형 1/16인치)을 개재하여 고온으로 가열된 기화관 내부로 수송되나, 구조상, 원료용액이 흐르는 세관이 고온으로 가열된다. 이 때문에, 가압된 용액이 흐르지 않는 경우, 세관 내부에 체류한 용액이 비등하고, 용매만이 증발해 버리고, 나아가서는 잔존한 원료화합물이 세관을 막히게 해 버렸다. 또한, 일본특허 제3470055호 공보에 개시되어 있는 기화기는, 2단분무 방식을 채용하고 있으나, 용매의 증발량이 크기 때문에, 이것에 기인해서 석출한 반응원료가 분무유로와 분무구를 막히게 하는 경우가 있었다.
또, 기화기의 다른 예가, 일본특허공개 제2000-216150호 공보 및 일본특허공개 제2002-105646호 공보에 개시되어 있다. 그러나, 이들 기화기에서는, 고품질의 SBT 박막을 안정적으로 형성하기 어려운 경우가 있었다. 이에 대해서 보다 상세하게 설명한다. SBT 박막을 형성하기 위한 반응물질에는, Sr(DPM)2, BiPh3, Ta(OEt)5, Sr[Ta(OEt)5(OC2H4OMe)]2, Bi(OTam)3, Bi(MMP)3 등이 채용된다. 특히, Sr[Ta(OEt)5(OC2H4OMe)]2 + Bi(MMP)3를 이용한 경우, 350∼420℃의 저온으로 고속 퇴적(20-100㎚/분)이 가능하고, 우수한 표면덮음율 및 전기특성을 가지는 고품질의 SBT 박막을 형성할 수 있다. 그러나, Sr[Ta(OEt)5(OC2H4OMe)]2 + Bi(MMP)3의 용액을 실온에서 혼합하면, Sr[Ta(OEt)5(OC2H4OMe)]2과 Bi(MMP)3가 반응하여, 용해도가 작고 또한 승화하기 어려운 물질이 합성되기 때문에, 용액을 흐르게 하는 유로나 기화관 선단이 막히는 경우가 있었다.
게다가, 상기 기화기에 있어서는, 감압 분위기(약 5-30Torr)하의 고온기화관 상부에, Sr[Ta(OEt)5(OC2H4OMe)]2과, Bi(MMP)3 및 용제(예를 들어, 에틸시클로헥산 ECH)와, 캐리어 가스(예를 들어, 아르곤, 질소 등)를 분무하여 분무화한다. 이 때, 안개의 일부가 분무구에 부착되어 액화한다. 분무구에 부착된 용액은, 감압 분위기와 고온 기화관으로부터의 복사열에 의해, 용매(예를 들어, 에틸시클로헥산 ECH)만이 증발하므로, 용질이 석출하고, 이것이 원인이 되어 분무구가 막힌다.
또, 일본특허공개 제2002-105646호 공보에 개시되어 있는 기화기는, 비교적 소형의 고온 기화케이스를 채용하고 있으므로, 안개가 기화케이스의 표면에 부착되고, 단시간에 가스화를 실행하는 것이 곤란하여, 불완전한 가스화가 일어난다. 불완전한 가스화에 의해, 용해하고 있는 고체용질의 석출(미소한 파티클의 형성)이 일어나, 형성하는 박막의 품질이 저하하였다.
그 외에 또한, 동일한 기화기가 일본특허 제2767284호 공보 및 일본특허 제3047241호 공보에 개시되어 있다. 그러나, 이들 기화기는, TEOS 등의 증기압이 높은 액상의 원료의 기화를 목적으로 한 것으로, Bi(MMP)3 등의 고체원료 용액의 가스화를 목적으로 한 것은 아니다. 이 때문에, 이들 기화기를 용액 기화식 CVD에 이용한 경우, 용액 중의 고체원료석출에 의한 막힘, 복수의 용액을 혼합했을 때에 발생하는 배관 등의 막힘, 분무한 안개가 고온기화기의 벽에 부착되어 용질이 증기압이 낮은 원료로 변질되는 등의 문제가 발생한다.
이상과 같이, 실온에서 고체의 화학물질을 가열하고 승화시켜서 가스화하고, 이것을 반응가스로서 이용한 경우, 박막의 퇴적속도가 느리고, 불규칙하다는 등의 문제가 있다. 또, 용액 기화식 CVD의 경우에는, 퇴적속도가 빠르나, 용액상태에서 화학반응이 발생하는 현상 등에 의해, 용액 배관이나 기화기를 막히게 하는 문제가 있다. 막힘에 의해, CVD 장치를 단시간밖에 연속운전하는 것이 불가능하다.
본 발명은 상기 실정을 감안하여 이루어진 것으로, CVD용의 원료의 유량을 장시간에 걸쳐 정밀도 좋게 제어할 수 있는 용액 기화식 CVD 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1관점에 관계되는 용액 기화식 CVD 장치는, 기화기를 구비하는 것으로, 상기 기화기는, 캐리어 가스 중에 1종 이상의 원료용액을 미립자상 또는 분무상으로 분산시키는 오리피스(orifice)관과, 상기 오리피스관에 상기 1종 이상의 원료용액을 각각 분리해서 공급하는 1종 이상의 원료용액용 통로와, 상기 오리피스관에, 상기 캐리어 가스를 상기 1종 이상의 원료용액의 각각과 서로 분리해서 공급하는 캐리어 가스용 통로와, 상기 오리피스관에서 분산된 상기 1종 이상의 원료용액을 기화하는 기화부와, 상기 기화부와 상기 오리피스관에 연결되고, 상기 오리피스관에서 분산된 상기 원료용액을 상기 기화부에 도입하는 세공을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 용액 기화식 CVD 장치는, 추가로, 상기 캐리어 가스의 압력을 모니터하는 모니터기구와, 상기 기구의 모니터 결과에 따라, 상기 오리피스관, 상기 세공 및 상기 기화부 중 하나 이상를 세정하는 세정기구를 구비하여도 좋다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제2관점에 관계되는 용액 기화식 CVD 장치는, 가압된 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스용 배관과, 상기 캐리어 가스용 배관의 선단에 접속된 오리피스관과, 상기 오리피스관의 선단에 접속된 세공과, 상기 오리피스관의 측면에 접속되고, 1종 이상의 원료용액을 각각 분리해서 공급하는 하나 이상의 원료용액용 배관과, 상기 세공의 선단에 접속된 기화관과, 상기 기화관을 가열하는 가열수단을 구비하는 기화기와, 상기 기화관에 접속된 반응실과, 상기 반응실을 진공배기하는 진공배기기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 오리피스관 내에 있어서, 상기 캐리어 가스와 상기 1종 이상의 원료용액을 혼합하고, 해당 캐리어 가스 중에 해당 1종 이상의 원료용액을 미립자상 또는 분무상으로 분산시키고, 해당 분산시킨 미립자상 또는 분무상의 원료용액이, 상기 세공을 개재하여 상기 기화관에 도입되고, 상기 가열수단에 의해 가열되어 기화되어도 좋다. 또한, 상기 세공이 설치된 부재에 있어서의 상기 기화관 내에 위치하는 표면에는 볼록형상 부분이 형성되어 있어도 좋다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제3관점에 관계되는 용액 기화식 CVD 장치는, 가압된 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스용 배관과, 원료용액을 공급하는 원료용액용 배관과, 상기 원료용액용 배관에 접속된 오리피스관과, 상기 오리피스관에 접속됨과 아울러 상기 캐리어 가스용 배관에 접속되고, 캐리어 가스 중에 원료용액을 미립자상 또는 분무상으로 분산시키는 분산부와, 상기 분산부에서 분산된 상기 원료용액을 기화하는 기화관과, 상기 기화관과 상기 분산부에 연결되고, 상기 분산부에서 분산된 상기 원료용액을 상기 기화관에 도입하는 세공과, 상기 기화관을 가열하는 가열수단을 구비하는 기화기와, 상기 기화관에 접속된 반응 실과, 상기 반응실을 진공배기하는 진공배기기구를 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 세공은 분무 플랜지에 설치되어 있고, 상기 기화관측에 위치하고 상기 세공의 선단을 가지는 상기 분무 플랜지의 표면에는 볼록형상 부분이 형성되어 있어도 좋다.
상기 용액 기화식 CVD 장치는, 추가로, 상기 캐리어 가스용 배관 내의 캐리어 가스의 압력을 모니터하는 모니터기구와, 상기 기구의 모니터 결과에 따라 용제를 공급함으로써, 상기 오리피스관, 상기 세공 및 상기 기화관 중 하나 이상을 세정하는 세정기구를 구비해도 좋다.
또한, 상기 용액 기화식 CVD 장치는, 추가로, 상기 분무 플랜지의 볼록형상 부분을 캐리어 가스 및 용제에 의해 직접 세정하는 세정기구를 구비해도 좋다.
상기 기화관의 일단은 거의 구형상 또는 거의 반구형상으로 형성되고, 해당 기화관의 일단에 상기 세공이 접속되고, 상기 가열수단이 해당 기화관의 일단의 끝까지 연신해도 좋다.
상기 용액 기화식 CVD 장치는, 추가로, 상기 캐리어 가스 및 상기 원료용액 각각의 유량을 제어하는 매스플로우 콘트롤러(mass flow controller)와, 상기 기화관의 근방에 형성되고, 상기 매스플로우 콘트롤러가 냉각되는 냉각기구를 구비해도 좋다.
상기 기화관의 타측이 기화관 벤트 밸브(vent valve)를 개재하여 제1배관에 접속되고, 상기 제1배관이 제2배관을 개재하여 상기 진공배기기구에 접속되고, 상기 기화관이 게이트 밸브(gate valve)를 개재하여 상기 반응실에 접속되고, 상기 반응실이 제3배관을 개재하여 메인 진공 밸브(main vaccum valve)에 접속되고, 상기 메인 진공 밸브가 상기 제2배관에 접속되어도 좋다.
상기 용액 기화식 CVD 장치는, 추가로, 상기 제3배관과 상기 반응실 사이에 설치된 압력조정 밸브를 구비해도 좋다.
상기 기화관의 타단이 상기 반응실에 접속되고, 해당 반응실이 압력조정 밸브를 개재하여 제1배관의 일단에 접속되고, 해당 제1배관의 타단이 메인 진공 밸브를 개재하여 제2배관의 일단에 접속되고, 해당 제2배관의 타단이 상기 진공배기기구에 접속되어도 좋다.
이하, 본 발명의 실시예에 관계되는 용액 기화식 CVD 장치에 대해서, 도면을 참조해서 상세하게 설명한다.
(제1 실시예)
본 발명의 제1 실시예에 관계되는 기화기의 구성을, 도 1에 도시한다.
이 기화기는, 실온에서 고체 또는 액체의 유기 금속화합물을 용제에 용해한 용액을 기화하고, 이 기화한 원료가스를 용액 기화식 CVD 장치로 공급한다. 기화기는 용액공급계를 가지고, 이 용액공급계는 제1∼제5 원료용액용 배관(21∼25)을 구비한다.
제1 원료용액용 배관(21)의 기단측은, 원료용액 및 용제를 공급하는 제1공급기구(도시 안함)에 접속된다. 제1공급기구는 원료용액(예를 들어, Sr[Ta(OEt)5(OC2H4OMe)]2 용액)을 공급하는 공급원과, 용제(예를 들어, 에틸시클로헥 산 ECH)를 공급하는 공급원을 구비한다. 원료용액의 공급원과 제1 원료용액용 배관(21)의 사이에는, 제1 블록 밸브(26) 및 매스플로우 콘트롤러가 설치된다. 또, 용제의 공급원과 제1 원료용액용 배관(21)의 사이에는, 제1 블록 밸브(26) 및 매스플로우 콘트롤러가 설치된다. 원료용액 및 용제의 공급원과 제1 원료용액용 배관(21)의 사이에 설치한 블록 밸브 출구에 있어서, 용제와 원료용액이 합류한다. 블록 밸브는 유로의 소용없는 공간(dead space)을 감소시킨 밸브이다. 블록 밸브의 구조는, 도4 등에 상세하게 도시되어 있는 바와 같이, 유체의 입구 2군데와 출구 2군데가 있다. 유체입구에는, 원료용액 및 용매를 공급하는 기구가 접속된다. 유체출구는, 벤트측(도시 안함) 및 원료용액용 배관에 접속된다.
제2∼제5 원료용액용 배관(22∼25) 각각의 기단측도 제1 원료용액용 배관(21)과 동일한 구성을 가진다.
상세하게는, 제2∼제5 원료용액용 배관(22∼25)의 기단측은, 각각, 원료용액 및 용제를 공급하는 제2∼제5공급기구에 접속된다.
제2공급기구는, 원료용액(예를 들어, Bi(MMP)3의 용액)을 공급하는 공급원과, 용제를 공급하는 공급원을 구비한다. 제2 원료용액용 배관(22)과 대응하는 원료용액의 공급원 사이에는, 제2 블록 밸브(27) 및 매스플로우 콘트롤러가 설치된다. 또한, 제2 원료용액용 배관(22)과 용제의 공급원 사이에도, 제2 블록 밸브(27) 및 매스플로우 콘트롤러가 설치된다. 원료용액 및 용제의 공급원과 제2 원료용액용 배관(22) 사이에서, 용제와 원료용액이 합류한다.
마찬가지로, 제3∼제5공급기구도, 각각, 원료용액을 공급하는 공급원과, 용제를 공급하는 공급원을 구비한다. 제3∼제5 원료용액용 배관(23∼25)과, 대응하는 원료용액의 공급원 사이에는, 각각, 제3∼제5 블록 밸브(28∼30) 및 매스플로우 콘트롤러가 설치된다. 또한, 제3∼제5 원료용액용 배관(23∼25)과, 대응하는 용제의 공급원 사이에도, 각각, 제3∼제5 블록 밸브(28∼30) 및 매스플로우 콘트롤러가 설치된다. 제3∼제5 원료용액용 배관(23∼25)과 대응하는 용제의 공급원 사이의 각각에서, 용제와 원료용액이 합류한다.
제1∼제5 원료용액용 배관(21∼25)의 각각의 선단은 오리피스관에 접속되고, 오리피스관의 선단은 세공의 기단측에 접속된다. 세공 및 오리피스관은 노즐(32) 내에 설치된다. 오리피스관의 내부에 있어서는, 제1∼제5 원료용액용 배관 각각의 선단으로부터 흘러 나오는 제1∼제5 원료용액 및 캐리어 가스용 배관(33)을 통과하여 흘러 들어오는 질소 가스 등의 캐리어 가스가 혼합되고, 캐리어 가스 중에 제1∼제5 원료용액이 미립자상 또는 분무상으로 분산된다.
또, 오리피스관의 기단은 캐리어 가스용 배관(33)에 접속된다. 캐리어 가스용 배관의 내경은 오리피스관의 내경보다 작다. 상세하게는, 오리피스관의 내경은 예를 들어, φ1mm 정도이며, 오리피스관의 길이는 100mm 정도이다. 또, 상기 세공의 내경은, φ 0.2∼0.7mm 정도이다.
캐리어 가스용 배관(33)의 기단측은, 질소 가스를 공급하는 공급기구에 접속된다. 이 공급기구와 캐리어 가스용 배관(33)의 사이에는, N2 공급 밸브(8) 및 매스 플로우 콘트롤러(도시 안함)가 설치된다. 또한, 캐리어 가스용 배관(33)에는, 압력 변환기(transducer)(9)가 부착된다. 압력 변환기(9)는, 캐리어 가스용 배관(33) 내의 캐리어 가스의 압력 및 그 변동을 정확하게 측정하고, 기록하면서 상시 모니터한다. 압력 변환기(9)는, 도시하지 않는 제어부에, 캐리어 가스의 압력레벨에 따른 신호레벨을 가지는 출력신호를 송신한다. 이 출력신호의 신호레벨에 기초하여, 도시하지 않는 제어화면에 캐리어 가스의 압력을 표시하여 감시하는 것이 가능해진다.
세공의 선단[노즐(32)의 선단의 토출구]은 반구 타입의 기화관(31)의 기단에 접속된다. 기화관(31)의 주위에는, 기화관(31)을, 예를 들어, 270℃ 정도로 가열하는 히터(12)가 부착된다. 기화관(31)의 기단측은 O링(13)에 의해 기밀봉지된다. 또한, 기화관(31)의 기단과 오리피스관의 사이에는, 단열재(14)가 배치된다. 단열재(14)에 의해 기화관(31)으로부터의 열이 오리피스관에 전달되기 어렵다. 또한, 기화관(31)의 기단측은 단열재(15)를 개재하여 수냉 플레이트(16)에 접속되고, 수냉 플레이트(16) 위에는 상기 매스플로우 콘트롤러가 배치된다. 수냉 플레이트(16)는, 그 내부에 물을 순환시킴으로써 매스플로우 콘트롤러를 냉각한다. 수냉 플레이트(16)가 존재하지 않을 경우, 매스플로우 콘트롤러는, 가열된 기화관(31)으로부터 발생하는 열기에 의해 45∼50℃ 정도까지 가열되어 버리므로, 유량제어의 정밀도가 저하해 버린다. 그러나, 수냉 플레이트(16) 위에 매스플로우 콘트롤러를 배치하고, 수냉 플레이트(16)에 의해 매스플로우 콘트롤러를 수냉냉각함으로써, 매스플로우 콘트롤러의 온도상승이 방지되고, 이에 의해 유량제어의 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 기화관(31)의 선단측은 도시하지 않는 반응실에 접속되어 있다.
세공으로부터 분무된 안개가 기화관벽을 적시지 않는 것이 바람직하다. 이는, 젖은 벽에서는 증발면적이 현격하게 감소하기 때문이다. 따라서, 적합하게는, 기화관벽이 전혀 더러워지지 않는 구조를 채용하도록 하면 좋다. 또한, 기화관벽의 오염이 간단히 평가 가능하도록, 기화관벽은 경면처리로 하면 좋다.
다음으로, 이상과 같은 구성을 가지는 기화기의 동작에 대하여 설명한다.
우선, N2 공급 밸브(8)를 열고 캐리어 가스를 캐리어 가스용 배관(33)에 공급한다. 이 캐리어 가스는 오리피스관 및 세공을 개재하여 기화관(31)에 도입된다. 이 때, 캐리어 가스는 매스플로우 콘트롤러에 의해 유량제어된다. 본 실시예에 있어서는, 질소 가스를 캐리어 가스로서 이용하고 있으나, 헬륨, 수소 등의 다른 캐리어 가스를 이용해도 좋다. 캐리어 가스의 역할은, 용액을 분무하는 것, 고온기화관 내부에서 안개를 가열하여 가스화하는 것, 반응챔버 내, 피처리 기판 위에서 화학반응을 일으켜 박막을 퇴적할 때에 적당한 기류를 형성하는 것이다. 따라서, 특히 열전도성이 좋은 질소 가스, 헬륨 가스, 수소 가스를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 유량제어 후의 캐리어 가스의 압력은, 캐리어 가스의 유량(약 0.5∼3.0L/분), 용액 유량 및 분무구(세공)의 크기에 따라 증감하나, 최종적으로는 분무구의 크기를 바꾸어 캐리어 가스의 압력을 제어하고, 500-1000Torr로 하는 것이 바람직하다.
이어서, 블록 밸브(26∼30)를 열고 제1∼제5공급기구 각각으로부터 제1∼제5 원료용액을 소정의 압력으로 제1∼제5 원료용액용 배관(21∼25)에 도입한다. 도입된 제1∼제5 원료용액의 각각은 오리피스관 내로 공급된다. 이 때, 제1∼제5 원료용액 각각은, 매스플로우 콘트롤러에 의해 유량제어된다. 이 오리피스관 내에 있어서, 제1∼제5 원료용액과 캐리어 가스가 혼합되고, 캐리어 가스 중에 제1∼제5 원료용액이 미립자상 또는 분무상으로 분산된다. 그리고, 분산된 제1∼제5 원료용액은 세공을 개재하여 기화관(31)에 고속(230m/초∼35km/초)으로 분무된다. 기화관(31)에 있어서, 분산되어 분무화한 제1∼제5 원료용액은, 히터(12)에 의해 일순간에 약 270℃로 가열된다. 또한, 제1∼제5 원료용액이 오리피스관 내에서 혼합되었을 때부터 기화관 내에 분무할 때까지의 시간은 극히 단시간(바람직하게는 0.1∼0.002초 이내)인 것이 바람직하다.
여기에서, 오리피스관 내의 압력과 기화관(31) 내의 압력에는 큰 차이가 있다. 기화관(31) 내의 압력은 예를 들어, 10Torr 정도인 것에 대해, 오리피스관 내의 압력은 예를 들어, 500-1000Torr이다. 이러한 압력차를 설정함으로써, 캐리어 가스는, 고속(예를 들어, 230m/초 ∼ 35km/초)으로 기화관(31)에 분출하고, 압력차에 기초하여 팽창한다. 원료용액 및 캐리어 가스를 고속으로 기화관(31)에 분무함으로써, 안개의 크기가 미세화(안개의 직경 1㎛ 이하)되고, 증발면적의 증대와 증발속도의 증대를 도모할 수 있다. 안개의 크기가 1자리 감소하면, 증발면적은 1자리 증대한다. 또한, 기화관(31) 내를 감압함으로써, 제1∼제5 원료용액 각각에 포함되는 화학물질의 승화온도는 저하하고, 히터(12)로부터의 열로 제1∼제5 원료용액은 기화한다. 또, 제1∼제5 원료용액은, 고속의 캐리어 가스 흐름에 의해, 오리 피스관 내에서 분산시킨 직후에 미세한 안개가 되기 때문에 일순간에 기화관(31) 내에서 기화하기 쉽게 된다. 또, 용제만이 기화하는 현상은 억제된다. 또한, 상술한 이유로부터, 분무구로부터 분출한 안개가 기화관벽에 충돌하지 않도록, 분무구의 각도와 기화관의 크기를 설계하는 것이 바람직하다.
이와 같이 하여 CVD용기화기에서 제1∼제5 원료용액을 기화해서 원료가스를 생성한다. 이 원료가스가 기화관(31)을 통과하여 반응실로 수송되고, 이 반응실에서 박막이 퇴적된다.
또, 상술한 성막방법 이외에, 다음과 같은 성막방법을 적용하는 것도 가능하다.
우선, 제1 및 제2 원료용액과 캐리어 가스를, 기화관을 경유해서 반응실에 소정시간 흐르게 함으로써, 제1박막을 퇴적한다. 이어서, 기화관 출구로부터의 가스를 배기측으로 전환하여 제1박막의 퇴적을 중단한다. 그 후, 제3 및 제4 원료용액과 캐리어 가스를 소정의 유량으로 기화관으로 흐르게 하고, 제3 및 제4 원료용액의 유량의 합(용적)이 블록 밸브로부터 세공에 이르기까지의 배관 용량의 1배 내지 5배를 넘으면, 제3 및 제4 원료용액 및 캐리어 가스를, 기화관을 경유해서 반응실로 소정 시간 흐르게 함으로써, 제2박막을 퇴적한다. 이에 의해, 조성이 다른 2종의 박막을 CVD에 의해 연속해서 형성하는 것이 가능해진다.
또, 상기한 바와 같이 원료용액의 전환을 3회 이상 실행함으로써, 3종 이상의 박막을 연속해서 퇴적하는 것이 가능해진다. 또, 원료용액을 전환할 때에 피처리 기판의 온도, 반응압력 등의 성막조건을 바꾸는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이 원료용액을 기화하고 있는 동안, 압력 변환기(9)에 의해 캐리어 가스의 압력을 상시 모니터한다. CVD용기화기를 연속해서 사용해 가면, 오리피스관, 세공 중 어느 하나에 서서히 원료용액 중의 용질이 석출하고, 점차 세공(분무구)을 막히게 하는 경우가 있다.
이 현상의 상세한 것에 대하여 설명한다. 상기 기화기에서는, 감압(약 5-20Torr) 하에서 고온의 기화관(31)의 상부에, 원료용액과 캐리어 가스를 분무해 분무화하나, 이 때, 안개의 일부가 세공(분무구)에 부착되어 액화하는 경우가 있다. 분무구에 부착된 용액은, 감압 분위기와 고온상태의 기화관(10)으로부터의 복사열에 의해, 증기압이 큰 용매만이 증발하기 때문에, 용질인 고체원료가 석출하고, 분무구를 막히게 한다. 단, 분무구를 가지는 노즐(32)의 선단은 볼록형상으로 되어 있기 때문에, 후술할 제5 실시예와 마찬가지로 분무구가 막힐 때까지의 시간을 연장시킬 수 있다. 예를 들어, 분무구선단을 45∼135°, 바람직하게는 30∼45°로 함으로써, 석출한 고체원료가 분무구를 막히게 하는 현상을 억제할 수 있다. 분무구의 선단이 평면이나 둔각인 경우, 석출한 소량의 고체원료가 분무구를 단시간에 간단히 막히게 해 버린다.
막힘이 진행됨에 따라서 캐리어 가스용 배관(33) 내의 캐리어 가스의 압력이 높아진다. 그리고, 압력 변환기(9)로부터, 캐리어 가스의 압력이 소정 압력(예를 들어, 200KPa)을 초과한 경우를 나타내는 출력신호를 제어부가 수신한 후에, 원료용액의 공급을 정지하고, 용제만을 흐르게 한다. 또는 고온 기화관의 출구를 반응장치로부터 배기측으로 전환하고, 용제 및 캐리어 가스만을 오리피스관 및 세공에 공급하고, 세정을 실행한다. 이 때, 용제의 유량은, 원료용액 유량의 2배 내지 10배 이상으로 증가시키면, 세정효과를 높일 수 있다. 또, 용제를 흐르게 하는 시간은 1∼3분 정도가 바람직하다. 이에 의해, 분무구로부터 용제를 분무하고, 석출해서 부착된 원료용액 중의 용질을 용제에 의해 다시 용해하여 세정제거할 수 있다. 또한, 상기 용제는, 에틸시클로헥산, n-헥산, 벤젠, 톨루엔, THF, 옥탄, 데칸, 초산부틸 중에서 어느 1종 이상 또는 복수의 혼합물인 것이 바람직하다. 여기에서 바람직한 용제란, 증기압이 낮고, 원료의 용해도가 크고, 원료와 반응하지 않고, 산화 분위기에서 잘 연소해 카본이 잔류하지 않고, 수소 분위기 하에서는 용이하게 분해해 카본이 잔류하지 않는 것을 지칭한다. 따라서, 용제로서는, 초산부틸, THF, 노말헥산, 트리클로로에틸렌톨루엔과 상대적으로 비교하여, 에틸시클로헥산이 특히 바람직하다.
또한, 본 실시예에서는, 세정공정에서 이용하는 용제를 공급기구로부터 공급했으나, 세정공정용의 용제공급기구를 별도로 설치해 두고, 이 용제공급기구로부터 세정용의 용제를 공급해도 좋다. 또, 세정제거하기 전에, 반응실 내의 피처리 기판을 꺼내 두고, 세정제거가 종료한 후에 반응실 내로 새로운 피처리 기판을 투입하는 것이 바람직하다. 원료용액 중의 용질이 석출하고, 분무구(세공) 외에 부착된 경우, CVD 박막의 퇴적속도가 저하하고, CVD 박막의 조성이 변동한다. 따라서, CVD 박막퇴적 공정의 재현성이 저하하고, 품질저하·산출저하가 일어난다. 이를 피하기 위해서, 기화기의 막힘이 관측되기 전에 세정을 실행하는 것이 바람직하여, 예를 들어, 1매 제조하고, 다음 피처리 기판을 챔버에 넣고 박막의 퇴적을 개시하는 수 분 간의 대기시간 중에 기화관 등의 세정처리를 실행하면, 재현성의 향상을 도모할 수 있다.
상기 세정공정 중에 있어서도 압력 변환기(9)에 의해 캐리어 가스용 배관(3) 내의 캐리어 가스의 압력을 상시 모니터한다. 이에 의해, 세공의 막힘상황을 모니터할 수 있다. 상기 세정공정을 계속해 가면, 석출해 있던 용질을 용해해 가므로, 점차 세공(분무구)의 막힘이 해소된다. 이 때문에, 캐리어 가스의 압력이 점차 저하한다. 그리고 캐리어 가스의 압력이 소정 압력(예를 들어, 100KPa) 이하가 된 취지의 압력 변환기(9)로부터의 통지를 제어부가 받은 후에, 다시 원료용액의 공급을 개시하고, 원료용액의 기화를 실행한다.
또한, 제1∼제5 블록 밸브(26∼30) 각각으로부터 제1∼제5 원료용액용 배관(21~25)의 선단까지의 배관 용량은, CVD시에 흐르게 하는 용액의 유량을 Ｘ㏄/분이라고 한 경우, 8Ｘ㏄이하가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 2Ｘ㏄이하이며, 더더욱 바람직하게는 Ｘ㏄이하이다. 이하의 실시예의 경우에도, 마찬가지이다.
또, 본 실시예에서는, 분무구 등에 발생한 막힘을 용제에 의해 세정제거하는 타이밍을, 압력 변환기(9)에서 캐리어 가스의 압력을 모니터함으로써 계산하였으나, 이에 한정되지 않고, 예를 들어, 소정의 시간이 경과한 후에, 용제와 캐리어 가스를 흐르게 해서 세정제거하도록 해도 좋다.
상술한 바와 같이, 세공(분무구) 등이 완전히 막히기 전에, 분무구 등을 용제에 의해 세정함으로써, 다시 분무구 등을 원래의 상태로 회복시킬 수 있다. 따라서, 기화기를 사용하는 동안에 세정공정을 삽입함으로써, 극히 장시간의 기화기의 사용이 가능해진다. 막힌 기화기를 분해해서 세정하고, 재차 조립하는 공정은 10시간 정도 걸리나, 상기 세정공정은 수 분 만에 종료하기 때문에, 장치가동시간을 대폭 증가시키고, 나아가서는 반도체소자의 제조비용을 대폭 저감하는 것이 가능해진다.
또, 상술한 바와 같이, 막힘을 감시하는 모니터로서의 압력 변환기(9)를 설치해도, 세정공정을 실행할 필요가 있기 때문에, 기화기를 완전하게 연속사용할 수는 없다. 따라서, 1대의 반응실에 대하여, 복수의 세정기구부착 기화기를 설치하면, 수 백 시간 이상의 연속퇴적을 할 수 있는 용액 기화식 CVD 장치를 실현하는 것이 가능해진다. 구체적으로는, 예를 들어, 12대의 세정기구부착 기화기를 설치하고, 그 중 2대는 항상 세정상태로 하고, 다른 10대의 기화기를 항상 연속사용한다. 이렇게 하면 용액 기화식 CVD 장치의 수 백 시간 이상의 연속운전이 가능하게 될 뿐만 아니라, 박막의 퇴적속도도 현격하게 향상시킬 수 있다. 이러한, 복수의 기화기를 순차적으로 세정하면서 장시간의 연속퇴적을 실행하는 용액 기화식 CVD 장치는, 예를 들어, 매우 긴 테이프 형상의 기판 위에 초전도산화물 박막인 YBCO를 10㎛ 정도의 두께로 퇴적할 경우에 특히 유효하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 제1∼제5 원료용액용 배관(21∼25)을 배치하고, 제1∼제5 원료용액을 서로 분리해서 오리피스관에 공급할 수 있다. 구체적으로는, 2종 이상의 반응재료, 예를 들어, Sr[Ta(OEt)5(OC2H4OMe)]2과 Bi(MMP)3의 용액을 오리피스관에 이르는 배관 도중에 혼합하지 않고 해당 오리피스 관에 공급한다. 이에 의해. 원료용액용 배관 내부에서 각각의 원료용액이 용액상태에서 화학반응을 일으키는 것을 방지할 수 있고, 막히는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기화기의 연속사용시간을 길게 할 수 있다.
또, 본 실시예에 의하면, 캐리어 가스용 배관(33)에 있어서 가압된 캐리어 가스를 고속에서 흐르게 해서 오리피스관으로 도입하기 때문에(예를 들어, 500-1000Torr로, 200㎖/분-2L/분), 오리피스관에 있어서의 원료용액의 온도상승을 억제할 수 있다. 이에 의해, 오리피스관에 있어서 원료용액 중의 용제만이 증발기화하는 것을 억제할 수 있음과 아울러, 오리피스관에서 원료용액이 고농도화하고, 점도의 상승이나 용해도를 초과하여 석출하는 현상을 일으키는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 세공이 막히는 것을 억제할 수 있다.
또, 본 실시예에 의하면, 원료용액을 오리피스관에서 분산시키고, 이 분산시킨 미립자상 또는 분무상의 원료용액을 세공(분무구)에서 분무하고, 기화관(31) 내에서 가열하여 일순간에 기화(가스화)시킬 수 있다. 따라서, 세공이나 세공 부근의 기화관에 있어서 원료용액 중의 용제만이 기화하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 세공에서 막히는 것을 억제할 수 있다. 나아가서는, 기화기의 연속사용시간을 길게 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 분산부(오리피스관), 세공 및 기화관에서 막히는 것을 억제함으로써, 기화기를 안정적으로 장시간 연속사용하는 것이 가능해진다. 따라서, 강유전체재료 PZT, SBT등의 박막, Cu, Ta, Ru 등의 금속박막, 초전도재료 YBCO의 박막, 투명전극 등에 응용할 수 있는 ZnO 박막을 재현성 및 제어성 좋게 퇴적할 수 있고, 기화기 및 용액 기화식 CVD 장치의 고성능화를 실현할 수 있다.
(제2 실시예)
도 2는, 본 발명의 제2 실시예에 관계되는 기화기의 구성을 도시하는 도면이다. 도 1과 동일부분에는 동일한 부호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다. 이하의 실시예에 있어서도, 같은 방법으로 한다.
본 실시예에서는, 기화관(34)의 기단측이, 구형상을 가진다. 이에 의해, 기화관(34)의 기단측을 균일하게 가열할 수 있다.
(제3 실시예)
도 3은, 본 발명의 제3 실시예에 관계되는 기화기의 구성을 도시하는 도면이다.
도 1에 도시하는 단열재(14)[다이후론 패킹(daiflon packing) 등] 대신에, 메탈 밀봉(metal seal)(61)이 배치된다. 메탈 밀봉(61)은, 초 고진공에 대응하고, 기계강도, 내열성이 높은 특성을 구비하므로, 기화관(35)의 가열온도를 300℃ 이상으로까지 높게 할 수 있다. 그러나, 오리피스관의 온도도 상승하기 때문에, 고체원료의 석출에 의한 세공 등의 막힘이 발생하기 쉬워진다. 따라서, 이 경우에는, 예를 들어, 세정공정의 회수를 적당하게 늘리도록 해서 막힘을 방지하도록 하면 좋다.
(제4 실시예)
본 발명의 제4 실시예에 관계되는 기화기의 구성을, 도 4에 도시한다. 이 기 화기는 용액공급계를 구비하고, 이 용액공급계는 원료용액용 배관(1)을 가진다. 원료용액용 배관(1)의 선단에는 배관 내경이 작은 용액 배관의 기단이 접속되고, 배관 내경이 작은 용액 배관의 선단에는 노즐(2)이 설치된다. 배관 내경이 작은 용액 배관의 선단은 노즐(2)의 선단의 토출구까지 연장된다. 배관 내경이 작은 용액 배관의 내경은 원료용액용 배관(1)의 내경보다 작다. 상세하게는, 배관 내경이 작은 용액 배관은, 그 내경이 예를 들어, φ1mm 정도이며, 또, 그 길이가 100mm 정도이다.
원료용액용 배관(1)의 기단측은 원료용액(화학물질) 및 용제를 공급하는 공급기구에 접속된다. 이 공급기구는 원료용액(예를 들어, Pb(DPM)2:0.05mol/L, Zr(IBPM)2:0.03mol/L, Ti(OiPr)2(DPM)2:0.03mol/L, Nb(DPM)4:0.01mol/L 혼합 용액)을 공급하는 공급원과, 용제를 공급하는 공급원을 가진다. 원료용액의 공급원과 원료용액용 배관(1)의 사이에는, 블록 밸브(4) 및 매스플로우 콘트롤러가 설치되어 있다. 용제의 공급원과 원료용액용 배관(1)의 사이에는, 블록 밸브(5) 및 매스플로우 콘트롤러가 설치된다. 또한, 용제의 공급원과 원료용액용 배관(1)의 사이에서 용제와 원료용액이 합류한다. 또한, 용제의 공급원은 블록 밸브(6)를 개재하여 벤트측의 배관에 접속된다. 원료용액의 공급원은 블록 밸브(7)를 개재하여 벤트측의 배관에 접속된다.
노즐(2)의 선단보다 오리피스측에 위치하는 해당 노즐의 외측에는 캐리어 가스를 도입하는 도입구가 설치된다. 이 도입구는 캐리어 가스용 배관(3)의 선단측에 연결된다. 캐리어 가스용 배관(3)의 기단측은 질소 가스를 공급하는 공급기구에 접 속된다. 이 공급기구와 캐리어 가스용 배관(3)의 사이에는 N2 공급 밸브(8) 및 매스플로우 콘트롤러(도시 안함)가 설치된다. 또한, 제1 실시예와 마찬가지로, 캐리어 가스용 배관(3)에는 압력 변환기(9)가 부착된다.
노즐(2)의 선단 근방 및 그 주위에는 분산부가 설치되고, 이 분산부는 상기 도입구에 연결된다. 또한, 분산부는 세공을 개재하여 직관타입의 기화관(10)의 기단에 접속되고, 이 세공은 분무 플랜지(11)에 설치된다. 기화관측에 위치하고 세공의 선단을 가지는 분무 플랜지(11)의 표면에는 평면형상 부분이 형성되어 있다. 노즐(2)의 선단은 상기 세공으로부터 사이를 두고 떨어져 있고, 기화관(10)의 내부는 세공을 개재하여 분산부에 연결되어 있다. 이 분산부는, 노즐(2)의 선단으로부터 흘러 나오는 원료용액 및 캐리어 가스용 배관(3)을 통과하고 상기 도입구로부터 흘러 나오는 질소 가스를 혼합한다.
기화관(10)의 주위에는, 기화관(10)을, 예를 들어 270℃ 정도로 가열하는 히터(12)가 부착된다. 기화관(10)의 기단측은 O링(13)에 의해 기밀봉입되어 있다. 또, 기화관(10)의 기단과 분산부 및 분무 플랜지(11)의 사이에는 단열재(14)가 배치된다. 이 단열재(14)에 의해 기화관(10)으로부터의 열이 분무 플랜지(11) 및 분산부에 전달되기 어렵다. 또한, 기화관(10)의 기단측에는 단열재(15)가 배치된다. 기화관(10)과는 분리해서 수냉 플레이트(16)가 형성되고, 수냉 플레이트(16) 위에는 상기 매스플로우 콘트롤러가 배치되어 있다. 또한, 기화관(10)의 선단측은 도시하지 않는 반응실에 접속되어 있다.
다음으로, 상기 기화기의 동작에 대하여 설명한다.
우선, 블록 밸브(5,6,7)를 닫은 상태에서 블록 밸브(4)를 열고 원료공급기구로부터 원료용액을 소정의 압력으로 원료용액용 배관(1)에 공급한다. 이 때, 원료용액은, 고체화합물 등을 용제에 용해한 것이며, 매스플로우 콘트롤러에 의해 유량제어된다. 또한, N2 공급 밸브(8)를 열고 캐리어 가스를 캐리어 가스용 배관(3)에 공급한다. 이 때, 캐리어 가스는 매스플로우 콘트롤러에 의해 유량제어된다. 캐리어 가스는 예를 들어, 질소 가스이다.
이어서, 원료용액은 원료용액용 배관(1)을 통과하고 분산부에 공급되고, 캐리어 가스는 캐리어 가스용 배관(3)을 통과하고 분산부에 공급된다. 그리고 분산부에 있어서, 원료용액과 캐리어 가스가 혼합된다. 원료용액이 분산부에서 혼합된 때부터 분무상으로 분무될 때까지는 1초 이내(더 바람직하게는 0.1초 이내)인 것이 바람직하다.
이어서, 분산부에서 캐리어 가스 중에 분산된 원료용액은 세공을 통과하고 기화관(10)에 도입된다. 기화관(10)에 있어서, 분무화한 원료용액은, 히터(12)에 의해 일순간에 약 270℃로 가열된다.
제1 실시예에 있어서의, 오리피스관 및 기화관(31)과 마찬가지로, 분산부 내의 압력과 기화관(10) 내의 압력에는 큰 차이가 있다. 기화관(10) 내는, 감압 하이고, 5-30Torr이며, 분산부 내의 압력은 예를 들어, 500-1000Torr이다. 압력차에 의해, 캐리어 가스는, 초고속으로 기화관 상부에 분출하고, 압력차에 기초하여 팽창 한다. 이에 의해, 원료용액에 포함되는 고체 등 화합물의 승화온도는 저하하기 때문에, 히터(12)로부터의 열로 원료용액(화학물질도 포함한다)은 기화한다. 또한, 원료용액은, 고속의 캐리어 가스 흐름에 의해, 분산부에서 분산시킨 직후에 미세한 안개가 되기 때문에 일순간에 기화관(10) 내에서 기화하기 쉽게 된다.
이와 같이 하여 기화기에서 원료용액을 기화하고 원료가스를 생성한다. 이 원료가스가 기화관(10)을 통과하고 반응실로 수송되고, 이 반응실에서 박막이 퇴적된다.
원료용액을 기화하는 동안, 압력 변환기(9)에 의해 상시 캐리어 가스의 압력을 실시간으로 모니터한다. 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 기화기의 연속사용에 의해 점차 세공(분무구)이 막힌다. 이 현상의 상세한 부분에 대해서는, 제1 실시예에서 상세하게 설명했으므로, 여기에서는 생략한다.
막힘이 진행되고, 제어부가, 캐리어 가스의 압력이 소정 압력(예를 들어, 200KPa)을 초과한 것을 나타내는 출력신호를 압력 변환기(9)로부터 수신한 후, 블록 밸브(4)를 닫고 화학물질의 용액의 공급을 정지하고, 블록 밸브(5)를 열고, 용제만을 흐르게 한다. 또는 상기 고온기화관의 출구를 반응장치로부터 배기측(도시 안함)으로 전환하고, 용제 및 캐리어 가스만을 원료용액용 배관(1) 및 캐리어 가스용 배관(3)에 공급하고, 세정을 실행한다. 이에 의해, 분무구로부터 용제를 분무하고, 석출해 있던 원료용액 중의 용질을 용제에 의해 다시 용해하여 세정제거할 수 있다. 또한, 제1 실시예와 마찬가지로, 세정공정용의 용제공급기구를 별도로 설치하고, 이 용제공급기구로부터 용제를 공급하도록 하여도 좋다. 세정공정 및 그 이 점의 상세한 부분에 대해서는, 제1 실시예에서 설명했으므로, 여기에서는 그 설명을 생략한다.
세정에 의해, 세공(분무구)의 막힘을 점차 해소한다. 이에 의해, 캐리어 가스의 압력이 점차 저하한다. 제어부가, 캐리어 가스의 압력이 소정 압력(예를 들어, 100KPa) 이하로 된 것을 나타내는 출력신호를 압력 변환기(9)로부터 수신한 후, 다시 블록 밸브(4)를 열고 용액의 공급을 개시하고, 원료용액의 기화를 실행한다.
본 실시예에서는, 분무구에 발생한 막힘을 용제에 의해 세정제거하는 타이밍을, 압력 변환기(9)에서 캐리어 가스의 압력을 모니터함으로써 계산하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 소정의 시간이 경과한 후에, 용제와 캐리어 가스를 흐르게 하여 세정제거하는 것도 가능하다.
이상과 같이, 본 실시예에 의하면, 기화기는, 원료용액을 원료용액용 배관(1)을 개재하여 분산부에 도입함과 아울러, 캐리어 가스를 캐리어 가스용 배관(3)을 개재하여 분산부에 도입한다. 원료용액과 캐리어 가스를 분산부에 각각 도입하고, 분산부에 있어서 원료용액을 분산시킨다. 그리고, 분산시킨 원료용액을 세공의 선단으로부터 기화관(10)에 분무한다. 세공선단의 분무 플랜지(11)의 표면이 평면형상이므로, 세공의 선단이 막히는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 기화기의 연속사용시간을 길게 하는 것이 가능해진다.
도 5는, 본 실시예의 기화기에 대한 비교예로서의 기화기를 도시하는 구성도이다. 이 기화기는, 세공선단의 분무 플랜지의 표면형상이 오목형상이 되어 있는 점 이외는 실시예4의 것과 동일하다. 이와 같이 세공선단의 분무 플랜지의 표면형상을 세공의 기단측으로 움푹 들어가게 한 오목형상으로 하면, 세공의 선단에서 막히기 쉽게 되는 것이 확인되었다. 이러한 기화기에 비교해서 본 실시예의 기화기는 막히기 어렵다.
또, 본 실시예에서는, 캐리어 가스용 배관(3)에 있어서 가압된 캐리어 가스를 고속으로 흐르게 해서 분산부에 도입한다. 이에 의해, 분산부에 있어서 원료용액의 온도상승을 억제할 수 있고, 결과적으로, 세공이 막히는 것을 억제할 수 있다.
또한, 본 실시예에서는, 원료용액을 분산부에서 분산시키고, 이 분산시킨 미립자상 또는 분무상의 원료용액을 기화관(10) 내에서 가열하여 일순간에 가스화시킨다. 이에 의해, 원료용액 중의 용제만이 기화하는 것에서 기인하는 기화관 등의 막힘을 억제할 수 있다.
이와 같이, 본 실시예의 기화기는, 막힘을 억제할 수 있으므로, 장시간 연속사용할 수 있다.
(제5 실시예)
도6은, 본 발명의 제5 실시예에 관계되는 기화기의 구성을 도시하는 도면이다. 기관(10)측에 위치해 세공의 선단을 가지는 분무 플랜지(1lb)의 표면에는 볼록형상의 분무구가 형성되어 있다. 매스플로우 콘트롤러가 배치되어 있는 플레이트의 수냉기구는 설치되어 있지 않다.
세공선단의 분무 플랜지(1lb)의 표면을 볼록형상으로 함으로써, 분산시킨 원 료용액을 세공의 선단으로부터 기화관(10)으로 분무할 때에, 세공의 선단에서 막힘이 발생하는 것을 억제하는 것이 가능해진다. 또, 제4 실시예와 비교하여, 기화기의 연속사용시간을 연장시킬 수 있다.
(제6 실시예)
도7은, 본 발명의 제6 실시예에 관계되는 기화기의 구성을 도시하는 도면이다. 기화관(35)의 기단측을 반구형상으로 하고, 히터(12)가, 도6에 도시하는 것과 비교하여, 기화관(35)의 기단측의 분무구의 근방까지 감아 돌리고 있다. 이러한 구성을 채용함으로써, 기화관(35)의 기단측까지의 가열을 균일하게 할 수 있고, 용액의 용질이 석출하는 것을 보다 억제할 수 있고, 나아가서는 막힘을 보다 억제할 수 있다.
(제7 실시예)
도8은, 본 발명의 제7 실시예에 관계되는 기화기의 구성을 도시하는 도면이다. 도 9는, 도 8에 도시하는 기화관의 기단 및 그 근방, 노즐의 선단 및 그 근방의 구성을 도시하는 확대도이다.
도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 기화관(35)은 세정기구(36)를 구비한다. 세정기구(36)는, 기화관(35) 내의 기단측의 세공 및 그 근방에 세정용 용제입자류를 직접 공급한다. 세정용 용제입자류는 질소 가스에 용제를 혼합한 것이다. 세공의 선단 근방에 석출물(원료용액의 용질)이 부착되었을 때에, 그 석출물을 세정기구(36)로부터의 세정용 용제입자류에 의해 제거할 수 있다.
다음으로, 세정기구(36)를 이용한 세정에 대하여 설명한다.
원료용액을 기화하고 있을 때에, 압력 변환기(9)에 의해 캐리어 가스의 압력을 상시 모니터한다. 기화기의 연속사용에 따라, 세공이 점차 막힌다.
막힘의 진행에 따라 캐리어 가스용 배관(3) 내의 캐리어 가스의 압력이 높아진다. 압력 변환기(9)가, 캐리어 가스의 압력이 소정 압력(예를 들어, 200KPa)을 초과한 것을 나타내는 출력신호를 제어부에 송신한 후의 세정공정에 대해서는, 제4 실시예와 동일하다. 이 세정공정에 부가해서, 본 실시예에서는, 세정기구(36)에 의해 캐리어 가스(질소 가스) 및 용제를 기화관(35) 내의 기단측의 세공 및 그 근방에 직접 공급하는 것에 의한 세정을 한다. 이에 의해, 세공의 선단 근방의 석출물을 제거할 수 있다.
또한, 세정기구(36)에 의한 세정공정은, 제4 실시예의 세정공정을 실행할 때마다 하지 않아도 좋다. 예를 들어, 제4 실시예의 세정공정을 여러 번 하는 것에 대하여, 세정기구(36)의 세정공정을 한 번 하도록 하여도 좋다. 또, 세정기구(36)에 의한 세정공정을 단독으로 하도록 하여도 좋다.
(제8 실시예)
도10은, 본 발명의 제8 실시예에 관계되는 기화기를 도시하는 구성도이고, 도8 및 도9와 동일부분에는 동일한 부호를 붙인다. 도10에 도시하는 기화관(35)은 세정기구(37)를 구비한다. 이 세정기구(37)는, 기화관(35)의 측면으로부터 해당 기화관(35) 내의 기단측의 세공 및 그 근방에 세정용 용제입자류를 직접 공급한다. 세정용 용제입자류는 질소 가스에 용제를 혼합한 것이다. 세공의 선단 근방에 석출물(원료용액의 용질)이 부착되었을 때에, 그 석출물을 세정기구(37)로부터의 세정 용 용제입자류에 의해 제거할 수 있다.
세정기구(37)의 동작에 대해서는, 미리 기화관(31)의 가열을 정지하고, 실온 부근까지 냉각할 필요가 있는 점 이외는, 제8 실시예와 동일하다.
(제9 실시예)
도11은, 본 발명의 제9 실시예에 관계되는 용액 기화식 CVD 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 이 CVD 장치는, 도1에 도시하는 기화기를 구비한다. 수냉 플레이트(16) 위에 매스플로우 콘트롤러(38,39)가 배치된다.
기화관(31)의 선단은 기화관 벤트 밸브(40)에 접속되고, 기화관 벤트 밸브(40)는 배관(41,42)을 개재하여 진공 펌프(43)에 접속된다. 또, 기화관(31)은 게이트 밸브(44)를 개재하여 반응실(reactor chamber)(45)에 접속된다. 반응실(45)은 프로세스가스를 도입하는 프로세스 가스 도입기구(46)에 접속되고, 프로세스 가스 도입기구(46)에 의해 반응실(45) 내로 프로세스 가스를 도입한다. 또, 반응실(45)은 배관(47)을 개재하여 반응장치 압력조정 밸브(48)에 접속된다. 반응장치 압력조정 밸브(48)는 배관(49)을 개재하여 메인 진공 밸브(50)에 접속되고, 메인 진공 밸브(50)는 배관(42)을 개재하여 진공 펌프(43)에 접속된다.
제1∼제5 블록 밸브(26∼30)는, 각각, 벤트 라인(51)의 일단에 접속되고, 벤트 라인(51)의 타단은 벤트 라인 트랩 보틀(vent line trap bottle)(52)에 삽입된다. 또, 벤트 라인 트랩 보틀(52)은 배관(53)을 개재하여 배관(42)에 접속된다.
다음으로, 상기 용액 기화식 CVD 장치의 동작에 대하여 설명한다.
반응실(45) 내의 온도를 올리고(예를 들어, 600℃), 온도가 안정된 후, 반응 실 내에 피처리 기판을 배치한다. 다음으로, 진공 펌프(43)를 가동시키고, 메인 진공 밸브(50) 및 반응장치 압력조정 밸브(48)를 열고, 반응실(45) 내를 소정의 진공도까지 감압하고, 챔버 내의 산소 등을 제거한다. 이어서, 프로세스가스 도입기구(46)에 의해 프로세스가스를 반응실 내로 도입하고, 반응장치 압력조정 밸브(48)에 의해 반응실(45) 내를 소정의 압력으로 조정한다. 다음으로, 제1 실시예에서 설명한 바와 같이 소정의 유량의 캐리어 가스와 원료용액을 기화관(31)에 흐르게 하고, 기화관 벤트 밸브(40)를 열고 배관(41,42)을 경유해서 진공 펌프(43)로 뺀다. 캐리어 가스와 원료용액의 유량안정을 확인 후, 기화관 벤트 밸브(40)를 닫고, 게이트 밸브(44)를 열고, 원료가스를 반응실(45) 내로 도입한다. 이렇게 하여 피처리 기판 위에 박막을 퇴적한다.
원하는 두께의 박막을 성막한 후, 기화관 벤트 밸브(40)를 열고, 게이트 밸브(44)를 닫고 원료가스를 벤트측으로 흐르게 하고, 박막퇴적을 정지한다. 다음으로 블록 밸브(26∼30)를 조작해서 원료용액(유기 금속화합물의 용액)을 정지하고, 소정의 유량의 용매를 기화관(31)에, 1∼2분간 흐르게 해서, 노즐(32)을 세정한다. 그리고, 질소 가스로 기화관(31) 내 및 반응실(45) 내를 세정한다. 반응실(45) 내를 질소 가스로 세정한 후, 반응장치로부터 시료를 꺼낸다. 그리고, 상기 방법으로 다음 피처리 기판 위에 박막을 퇴적한다. 이러한 처리를 반복한다.
(제10 실시예)
도 12는, 본 발명의 제10 실시예에 관계되는 용액 기화식 CVD 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 이 CVD 장치에서는, 도11에 도시하는 배관(47) 및 반응장치 압 력조정 밸브(48)를 설치하지 않는 대신에, 배관(42)에 질소 가스를 도입하는 배관(55)을 설치하고 있다.
다음으로, 상기 용액 기화식 CVD 장치의 동작에 대하여 설명한다.
기화관 벤트 밸브(40)를 닫고, 게이트 밸브(44) 및 메인 진공 밸브(50)를 열고, 진공 펌프(43)와, 배관(42)에 적절한 유량의 질소 가스를 도입함으로써 반응실(45) 내를 소정의 압력으로 조정하고, 제1 실시예에서 설명한 바와 같이 기화관(31)으로부터 원료가스를 반응실(45) 내로 도입하고, 프로세스가스 도입기구(46)에 의해 프로세스가스를 반응실 내로 도입한다. 이와 같이 하여 피처리 기판 위에 박막을 퇴적한다.
원하는 두께의 박막을 성막한 후, 게이트 밸브(44)를 닫고, 기화관 벤트 밸브(40)를 열고, 기화관(31)으로의 원료용액의 도입을 정지하고 약 1분간 용제를 흐르게 하고 나서 정지한다. 그리고, 질소 가스로 기화관(31) 내 및 반응실(45) 내를 세정한다. 이어서, 상기 방법으로 다음 피처리 기판 위에 박막을 퇴적한다. 이러한 처리를 반복한다.
(제11 실시예)
도13은, 본 발명의 제11 실시예에 관계되는 용액 기화식 CVD 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 기화관(31)의 선단은 반응실(45)에 직접 접속된다. 또, 기화관(31)은 기화관 벤트 밸브(40)에 접속된다. 제9 실시예에서는, CVD 장치는, 반응실(45)의 옆, 즉 프로세스가스를 도입하는 측의 반대측으로부터 원료가스를 도입하도록 구성된 것에 대해, 본 실시예에서는, 반응실(45)의 바로 위로부터 원료가스를 도입하도록 구성된다. 이러한 구성을 채용해도, 제9 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
(제12 실시예)
도 14은, 본 발명의 제12 실시예에 관계되는 용액 기화식 CVD 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 기화관(31)의 선단은 반응실(54)에 접속된다. 반응실(54)은, 테이프형상의 피처리 기판(56)에 초전도산화물 박막 YBCO나 Ｃｕ 박막을 퇴적하기 위한 것이다. 피처리 기판(56)은 한 쪽의 롤로부터 공급되고, 박막이 퇴적된 후, 다른 쪽의 롤에 말린다. 피처리 기판(56)은 왕복해서 박막을 퇴적할 수도 있다. 반응실(54)은 프로세스가스를 도입하는 프로세스가스 도입기구(46)에 접속된다. 반응실(45)은 배관(47)을 개재하여 반응장치 압력조정 밸브(48)에 접속된다. 반응장치 압력조정 밸브(48)는 배관(49)을 개재하여 메인 진공 밸브(50)에 접속되고, 이 메인 진공 밸브(50)는 배관(42)을 개재하여 진공 펌프(43)에 접속된다. 또한, 원료용액 공급계를 가지는 기화기를 복수 개 나열해서, 성막하도록 해도 좋다.
다음으로, 상기 용액 기화식 CVD 장치의 동작에 대하여 설명한다.
메인 진공 밸브(50)를 열고, 진공 펌프(43) 및 반응장치 압력조정 밸브(48)에 의해 반응실(54) 내를 소정의 압력으로 조정하고, 기화관(31)으로부터 원료가스를 반응실(54) 내로 도입하고, 프로세스가스 도입기구(46)에 의해 프로세스가스를 반응실 내로 도입한다. 이와 같이 하여 피처리 기판 위에 박막을 퇴적한다.
본 실시예의 CVD 장치에서도, 제9 실시예의 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시예에서는, 기화관에 밸브를 설치하지 않는 구성으로 하고 있으므 로, 수 ㎛∼수십 ㎛의 막두께가 두터운 막을 연속해서 퇴적할 경우에 적합하다. 즉, 막두께가 두꺼운 막을 퇴적할 경우에 밸브에 원료가 부착되는 양이 많아진다고 하는 문제가 발생하기 쉽기 때문에, 기화관에 밸브를 설치하지 않는 구성으로 한 것이다.
이상과 같은 구성을 채용함으로써, 본 발명은, CVD용의 원료의 유량을 장시간에 걸쳐 정밀도 좋게 제어할 수 있는 용액 기화식 CVD 장치를 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 기화기를 구비하는 용액 기화식 CVD 장치에 있어서,
    상기 기화기는,
    캐리어 가스 중에 1종 이상의 원료용액을 미립자상 또는 분무상으로 분산시키는 오리피스(orifice)관;
    상기 오리피스관에 상기 1종 이상의 원료용액을 각각 분리해서 공급하는 1종 이상의 원료용액용 통로;
    상기 오리피스관에, 상기 캐리어 가스를 상기 1종 이상의 원료용액의 각각과 서로 분리해서 공급하는 캐리어 가스용 통로;
    상기 오리피스관에서 분산된 상기 1종 이상의 원료용액을 기화하는 기화부; 및
    상기 기화부와 상기 오리피스관에 연결되고, 상기 오리피스관에서 분산된 상기 원료용액을 상기 기화부에 도입하는 세공을 구비하는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 캐리어 가스의 압력을 모니터하는 모니터기구와, 상기 기구의 모니터 결과에 따라, 상기 오리피스관, 상기 세공 및 상기 기화부 중 하나 이상을 세정하는 세정기구를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  3. 가압된 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스용 배관과, 상기 캐리어 가스용 배관의 선단에 접속된 오리피스관과, 상기 오리피스관의 선단에 접속된 세공과, 상기 오리피스관의 측면에 접속되고, 1종 이상의 원료용액을 각각 분리해서 공급하는 하나 이상의 원료용액용 배관과, 상기 세공의 선단에 접속된 기화관과, 상기 기화관을 가열하는 가열수단을 구비하는 기화기;
    상기 기화관에 접속된 반응실; 및
    상기 반응실을 진공배기하는 진공배기기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 오리피스관 내에 있어서, 상기 캐리어 가스와 상기 1종 이상의 원료용액을 혼합하고, 해당 캐리어 가스 중에 해당 1종 이상의 원료용액을 미립자상 또는 분무상으로 분산시키고, 해당 분산시킨 미립자상 또는 분무상의 원료용액이, 상기 세공을 개재하여 상기 기화관에 도입되고, 상기 가열수단에 의해서 가열되어 기화되는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 세공이 설치된 부재에 있어서의 상기 기화관 내에 위치하는 표면에는 볼록형상 부분이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  6. 가압된 캐리어 가스를 공급하는 캐리어 가스용 배관과, 원료용액을 공급하는 원료용액용 배관과, 상기 원료용액용 배관에 접속된 오리피스관과, 상기 오리피스관에 접속됨과 아울러 상기 캐리어 가스용 배관에 접속되고, 캐리어 가스 중에 원료용액을 미립자상 또는 분무상으로 분산시키는 분산부와, 상기 분산부에서 분산된 상기 원료용액을 기화하는 기화관과, 상기 기화관과 상기 분산부에 연결되고, 상기 분산부에서 분산된 상기 원료용액을 상기 기화관에 도입하는 세공과, 상기 기화관을 가열하는 가열수단을 구비하는 기화기;
    상기 기화관에 접속된 반응실; 및
    상기 반응실을 진공배기하는 진공배기기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 세공은 분무 플랜지에 설치되어 있고, 상기 기화관측에 위치하고 상기 세공의 선단을 가지는 상기 분무 플랜지의 표면에는 볼록형상 부분이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 캐리어 가스용 배관 내의 캐리어 가스의 압력을 모니터하는 모니터기구와, 상기 기구의 모니터 결과에 따라 용제를 공급함으로써, 상기 오리피스관, 상기 세공 및 상기 기화관 중 하나 이상을 세정하는 세정기구를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  9. 제6항에 있어서, 상기 캐리어 가스용 배관 내의 캐리어 가스의 압력을 모니터하는 모니터기구와, 상기 기구의 모니터 결과에 따라 용제를 공급함으로써, 상기 오리피스관, 상기 세공 및 상기 기화관 중 하나 이상을 세정하는 세정기구를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 분무 플랜지의 볼록형상 부분을 캐리어 가스 및 용제에 의해 직접 세정하는 세정기구를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  11. 제3항에 있어서, 상기 기화관의 일단은 거의 구형상 또는 거의 반구형상으로 형성되고, 해당 기화관의 일단에 상기 세공이 접속되고, 상기 가열수단이 해당 기화관의 일단의 끝까지 연신하는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  12. 제6항에 있어서, 상기 기화관의 일단은 거의 구형상 또는 거의 반구형상으로 형성되고, 해당 기화관의 일단에 상기 세공이 접속되고, 상기 가열수단이 해당 기화관의 일단의 끝까지 연신하는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  13. 제3항에 있어서, 상기 캐리어 가스 및 상기 원료용액 각각의 유량을 제어하는 매스플로우 콘트롤러(mass flow controller)와, 상기 기화관의 근방에 형성되고, 상기 매스플로우 콘트롤러가 냉각되는 냉각기구를 추가로 구비하는 것을 특징 으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  14. 제6항에 있어서, 상기 캐리어 가스 및 상기 원료용액 각각의 유량을 제어하는 매스플로우 콘트롤러와, 상기 기화관의 근방에 형성되고, 상기 매스플로우 콘트롤러가 냉각되는 냉각기구를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  15. 제3항에 있어서, 상기 기화관의 타측이 기화관 벤트 밸브(vent valve)를 개재하여 제1배관에 접속되고, 상기 제1배관이 제2배관을 개재하여 상기 진공배기기구에 접속되고, 상기 기화관이 게이트 밸브(gate value)를 개재하여 상기 반응실에 접속되고, 상기 반응실이 제3배관을 개재하여 메인 진공 밸브(main vaccum valve)에 접속되고, 상기 메인 진공 밸브가 상기 제2배관에 접속되는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  16. 제6항에 있어서, 상기 기화관의 타측이 기화관 벤트 밸브를 개재하여 제1배관에 접속되고, 상기 제1배관이 제2배관을 개재하여 상기 진공배기기구에 접속되고, 상기 기화관이 게이트 밸브를 개재하여 상기 반응실에 접속되고, 상기 반응실이 제3배관을 개재하여 메인 진공 밸브에 접속되고, 상기 메인 진공 밸브가 상기 제2배관에 접속되는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제3배관과 상기 반응실 사이에 설치된 압력조정 밸브를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 제3배관과 상기 반응실 사이에 설치된 압력조정 밸브를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  19. 제3항에 있어서, 상기 기화관의 타단이 상기 반응실에 접속되고, 해당 반응실이 압력조정 밸브를 개재하여 제1배관의 일단에 접속되고, 해당 제1배관의 타단이 메인 진공 밸브를 개재하여 제2배관의 일단에 접속되고, 해당 제2배관의 타단이 상기 진공배기기구에 접속되는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
  20. 제6항에 있어서, 상기 기화관의 타단이 상기 반응실에 접속되고, 해당 반응실이 압력조정 밸브를 개재하여 제1배관의 일단에 접속되고, 해당 제1배관의 타단이 메인 진공 밸브를 개재하여 제2배관의 일단에 접속되고, 해당 제2배관의 타단이 상기 진공배기기구에 접속되는 것을 특징으로 하는 용액 기화식 CVD 장치.
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