KR20090083250A - Apparatus for supplying source gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 화학 기상 증착법에 의한 박막 증착시 고체 원료의 유량 공급을 조절하는 소스가스 공급장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 화학 기상 증착법에 의한 박막 증착시 증착챔버 내로 소스가스를 공급하는 가스 라인의 이상 유무를 감지할 수 있고 공급되는 소스 가스의 양을 측정할 수 있는 소스가스 공급장치에 관한 것이다.The present invention relates to a source gas supply device for controlling the flow rate of the solid raw material during the thin film deposition by the chemical vapor deposition method. More specifically, the present invention relates to a source gas supply device capable of detecting an abnormality of a gas line supplying a source gas into a deposition chamber during thin film deposition by chemical vapor deposition and measuring the amount of source gas supplied.
화학 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD)에 의한 박막 증착은 반도체 소자의 절연층과 능동층, 액정 표시 소자의 투명 전극, 전기 발광표시 소자의 발광층과, 보호층 등의 여러 응용에 있어 기술적으로 매우 중요하다. 일반적으로, CVD에 의해 증착된 박막의 물성은 증착 압력, 증착 온도, 증착 시간 등의 CVD 공정 조건에 매우 민감하게 영향을 받는다. 예를 들어, 증착 압력의 변화에 따라 증착되는 박막의 조성, 밀도, 접착력, 증착 속도 등이 변할 수 있다.Thin film deposition by Chemical Vapor Deposition (CVD) is very technically applicable in many applications such as insulating and active layers of semiconductor devices, transparent electrodes of liquid crystal display devices, light emitting layers of electroluminescent display devices, and protective layers. It is important. In general, physical properties of thin films deposited by CVD are very sensitive to CVD process conditions such as deposition pressure, deposition temperature, and deposition time. For example, the composition, density, adhesion, deposition rate, and the like of the thin film to be deposited may vary depending on the deposition pressure.
CVD의 경우 증착 압력은 증착하고자 하는 박막 물질의 원료를 공급하는 소스가스 공급장치로부터 공급되는 소스가스의 유량에 직접적으로 영향을 받는다. 즉, CVD에서 증착 압력을 적절하게 제어하기 위해서는 무엇보다도 소스가스 공급장치에 서의 소스물질의 증발 양(즉, 소스가스의 압력)을 정확하게 제어하여야 한다. 소스가스의 압력 제어는 반도체 또는 디스플레이 제조 공정시 증착 속도나 도핑 농도 등을 정밀하고 일정하게 조절할 필요가 있는 경우에 특히 중요하다.In the case of CVD, the deposition pressure is directly affected by the flow rate of the source gas supplied from the source gas supply device supplying the raw material of the thin film material to be deposited. In other words, in order to properly control the deposition pressure in CVD, the amount of evaporation (ie, the pressure of the source gas) of the source material in the source gas supply device must be precisely controlled. Pressure control of the source gas is particularly important when it is necessary to precisely and consistently control the deposition rate or the doping concentration in the semiconductor or display manufacturing process.
도 1은 종래의 소스가스 공급장치(10)의 구성을 나타내는 도면이다. 종래의 소스가스 공급장치(10)는 소스물질(12)을 저장하는 소스물질 증발부(11), 히터(13), 운반가스 공급부(14) 및 다수의 밸브(V1~V5)로 구성된다. 일반적으로, 소스물질은 상온에서 고체 상태로 존재하기 때문에 소스물질을 상온 이상으로 가열해야 소스물질이 소스가스화 되며, 이때 히터(13)가 소스물질을 가열하는 역할을 한다. 1 is a view showing the configuration of a conventional source
통상적으로 소스가스는 비중이 큰 관계로 이동도가 작기 때문에 운반가스를 이용하여 소스가스가 증착챔버 내로 원활하게 이동하도록 한다. 다수의 밸브는 상황에 따라 개폐되어 소스가스 및 운반가스의 유량을 조절한다. 예를 들어, 운반가스를 사용하지 않는 경우에는 밸브(V1, V3)는 폐쇄된다. 또한, 밸브(V1)의 개폐 여부에 따라 운반가스가 소스물질 증발부(11)를 통과할 수도 있고 통과하지 않을 수도 있다.In general, since the source gas has a high specific gravity and low mobility, the source gas is used to smoothly move the source gas into the deposition chamber. A plurality of valves are opened and closed depending on the situation to regulate the flow rate of the source gas and the carrier gas. For example, when the carrier gas is not used, the valves V1 and V3 are closed. In addition, the carrier gas may or may not pass through the
이와 같은 종래의 소스가스 공급장치는 다음과 같은 문제점이 있다. The conventional source gas supply device has the following problems.
첫째, 소스물질 증발부(11)에서 증착챔버로 소스가스를 공급하는 배관의 내부가 이전의 증착 공정 수행 후 배관의 내부에 잔류하고 있는 소스물질이 증착되고 증착 횟수가 누적되어 배관의 내부 구경이 협소해지는 경우에는 증착 공정에 필요한 소스가스가 충분히 공급되지 못하게 되고, 이에 따라 증착에 사용되는 소스물 질(Ni)이 부족하게 되어 증착 공정이 제대로 수행되지 못하는 문제점이 있었다. First, the inside of the pipe supplying the source gas from the
그리고, 소스물질이 증착에 의해 배관의 내부 구경이 협소해지면 소스가스의 공급량이 적어져 챔버 내부의 소스가스의 압력이 저하되기 때문에 증착 속도와 도핑 농도 등을 정밀하게 제어할 수 없었다. In addition, when the inner diameter of the pipe becomes narrow due to the deposition of the source material, the supply amount of the source gas decreases and the pressure of the source gas in the chamber decreases, so that the deposition rate, the doping concentration, and the like cannot be precisely controlled.
둘째, 계속되는 증착 공정의 수행에 의해 증착챔버로 소스가스를 공급하는 배관의 내부가 소스물질의 증착에 의해 폐쇄되는 경우에는, 소스물질 증발부(11)에서는 계속 소스가스가 발생되지만 증착챔버로는 소스가스가 공급되지 못하기 때문에, 증착 공정의 수행이 이루어지지 못하여 불량품이 양산되는 문제점이 있었다. Second, when the inside of the pipe supplying the source gas to the deposition chamber is closed by the deposition of the source material by the continuous deposition process, the source gas continues to be generated in the
셋째, 배관 내부의 구경이 좁아져 소스물질의 공급이 원활하지 못하여 증착 공정 수행이 제대로 수행되지 못하는 경우에 증착 공정이 실패하게 된 주된 원인이 무엇인지 알기 어려웠다. 즉, 증착챔버 내부에서 증착 공정이 제대로 수행되지 못하는 원인으로는 챔버 내부의 온도 조절 실패, 챔버 내부의 압력 조절 실패 및 소스물질의 부족 등을 들 수 있다. 그리고, 증착챔버 내부의 소스물질이 부족해지는 원인으로는 소스물질 증발부의 소스물질 부족, 소스물질 증발부의 가열량 조절 실패 및 소스물질 공급 라인의 폐쇄 등이 포함될 수 있다. Third, it was difficult to know what is the main cause of the deposition process failure when the deposition process was not performed properly because the aperture inside the pipe was narrowed and the source material was not supplied smoothly. That is, failure to perform the deposition process properly in the deposition chamber may include a temperature control failure in the chamber, a pressure control failure in the chamber, and a lack of source material. The source material in the deposition chamber may be short of source material evaporation unit, lack of source material evaporation unit, failure to control the heating amount of the source material evaporation unit, and closing of the source material supply line.
소스물질 공급 라인의 폐쇄에 의해 챔버 내부에서 증착 공정이 제대로 수행되지 못하였을 경우에도 증착 공정의 실패 원인을 알기 위해서는 발생 가능한 실패 요소를 모두 점검해야 하기 때문에 많은 시간이 소모되는 문제점이 있었다. Even when the deposition process is not properly performed in the chamber due to the closing of the source material supply line, it is necessary to check all possible failure factors in order to know the cause of the deposition process.
넷째, 소스물질(12)이 가열로 인해 휘발 및 퇴적 과정이 반복됨에 따라 소스물질(12)의 휘발 표면적이 계속 달라지게 되어 소스물질(12)의 증발 양이 달라지기 때문에 밸브(V2)의 개폐만으로는 소스가스의 압력을 정확하게 조절할 수 없다. 특히, 소스물질(12)이 분말 형태일 경우에는 소스물질(12)의 표면 상태가 계속 변하여 소스물질(12)의 증발 양을 일정하게 제어할 수 없는 문제점이 있었다.Fourth, since the volatilization surface area of the
이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 화학 기상 증착법에 의한 박막 증착을 수행하기 위해 증착챔버로 소스가스를 공급하는 제1 가스 라인의 일측으로 소스가스의 공급 여부를 판별할 수 있는 제2 가스 라인을 설치하여 제2 가스 라인을 통과하는 소스가스를 관찰함으로써 소스가스를 증착챔버로 공급하는 제1 가스 라인의 이상 유무를 판단할 수 있는 소스가스 공급장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, to determine whether the source gas is supplied to one side of the first gas line for supplying the source gas to the deposition chamber to perform the thin film deposition by chemical vapor deposition method To provide a source gas supply device that can determine whether there is an abnormality of the first gas line for supplying the source gas to the deposition chamber by installing a second gas line capable of observing the source gas passing through the second gas line have.
또한, 화학 기상 증착법에 의한 박막 증착을 수행하기 위해 증착챔버로 소스가스를 공급하는 배관의 일측으로 투명한 관측부를 갖는 가스 라인을 설치하여 가스 라인을 통과하는 소스가스를 이용하여 증착챔버로 공급되는 소스물질의 양을 추산할 수 있는 소스가스 공급장치를 제공하는 데 있다. In addition, in order to perform thin film deposition by chemical vapor deposition, a gas line having a transparent observation part is installed on one side of a pipe that supplies a source gas to the deposition chamber, and a source supplied to the deposition chamber using the source gas passing through the gas line. It is to provide a source gas supply device that can estimate the amount of material.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 소스가스 공급장치는, 화학 기상 증착법에 의한 박막 증착시 사용되는 소스가스를 증착챔버 내로 공급하는 장치로서, 소스물질이 가열되어 소스가스가 되는 소스물질 증발부; 상기 소스가스가 상기 증착챔버로 공급될 수 있도록 상기 소스물질 증발부와 상기 증착챔버를 연결 하는 제1 가스 라인; 및 상기 제1 가스 라인과 연결되어 상기 소스가스의 흐름을 판별할 수 있도록 하는 제2 가스 라인을 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, a source gas supply device according to the present invention is a device for supplying a source gas used in the deposition chamber by the chemical vapor deposition method into the deposition chamber, the source material is heated source material is evaporated source gas part; A first gas line connecting the source material evaporator and the deposition chamber to supply the source gas to the deposition chamber; And a second gas line connected to the first gas line to determine the flow of the source gas.
상기 제2 가스 라인은 투명 재질로 이루어지는 관측부를 포함할 수 있다. The second gas line may include an observer made of a transparent material.
상기 제2 가스 라인은 제2 가스 라인의 온도를 제어할 수 있는 온도 제어부를 더 포함할 수 있다. The second gas line may further include a temperature controller for controlling the temperature of the second gas line.
상기 제2 가스 라인에서 투명 재질로 이루어지는 부분의 광 투과도를 체크할 수 있는 광 센서부를 더 포함할 수 있다. The display device may further include an optical sensor unit configured to check light transmittance of a portion of the second gas line formed of a transparent material.
상기 소스가스를 상기 증착챔버로 운반하는 운반가스를 공급하는 운반가스 공급부를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a carrier gas supply unit configured to supply a carrier gas for transporting the source gas to the deposition chamber.
상기 소스물질 증발부의 압력을 체크하는 압력 센서부를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include a pressure sensor unit for checking a pressure of the source material evaporator.
상기 압력 센서의 전단에는 상기 소스가스가 상기 압력 센서부에 증착되는 것을 방지하는 가스 퍼지부가 설치될 수 있다. A gas purge unit may be installed at the front end of the pressure sensor to prevent the source gas from being deposited on the pressure sensor unit.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면, 증착챔버로 소스가스를 공급하는 제1 가스 라인에 소스 가스 흐름을 판별할 수 있는 제2 가스 라인을 연결함으로써 증착 공정 수행을 위해 증착챔버로 소스가스를 공급할 때 제2 가스 라인을 통과하는 소스 가스의 흐름 상태를 관찰하여 증착 공정 수행 전에 제1 가스 라인의 이상 유무를 판별할 수 있기 때문에 불량품의 양산이 방지되는 효과가 있다. According to the present invention configured as described above, when supplying the source gas to the deposition chamber for performing the deposition process by connecting the second gas line for determining the source gas flow to the first gas line for supplying the source gas to the deposition chamber Since the flow of the source gas passing through the second gas line can be observed to determine whether there is an abnormality of the first gas line before the deposition process is performed, mass production of defective products can be prevented.
또한, 증착 공정 수행을 위해 증착챔버로 소스가스를 공급하는 제1 가스 라인에 제2 가스 라인을 연결하여 제2 가스 라인을 통한 소스가스의 유동 량을 측정 하여 증착챔버로 공급되는 소스물질의 양을 추산할 수 있고, 추산된 소스물질의 양을 이용하여 증착챔버로 공급되는 소스물질의 양을 제어할 수 있는 효과가 있다. In addition, the amount of source material supplied to the deposition chamber by measuring the flow rate of the source gas through the second gas line by connecting the second gas line to the first gas line for supplying the source gas to the deposition chamber to perform the deposition process It can be estimated, and there is an effect of controlling the amount of the source material supplied to the deposition chamber by using the estimated amount of the source material.
또한, 증착챔버로 소스물질을 공급하는 제1 가스라인의 내부 상태를 증착 공정 수행 전에 미리 파악할 수 있기 때문에 챔버 내부에서 증착 공정이 제대로 수행되지 못하였을 때 이미 제1 가스라인이 정상적인 것으로 판명되었기 때문에 증착 공정 실패 원인의 점검에 필요한 시간이 감소되는 효과가 있다. In addition, since the internal state of the first gas line supplying the source material to the deposition chamber can be known in advance before the deposition process is performed, the first gas line has already been found to be normal when the deposition process is not properly performed in the chamber. The time required for checking the cause of the deposition process failure is reduced.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스가스 공급장치(100)의 구성을 나타내는 도면이다. 도시한 바와 같이, 소스가스 공급장치(100)는 소스물질(120)을 저장하는 소스물질 증발부(110), 히터(130), 운반가스 저장부(140), 압력 센서부(170), 다수의 밸브(V1~V8), 제1 가스 라인(L1) 및 제2 가스 라인(L2)으로 구성되며, 소스물질 증발부(110), 히터(130), 운반가스 저장부(140) 및 다수의 밸브(V1~V8)의 기본적인 역할은 종래의 소스가스 공급장치(10)에서와 동일하므로 이와 관련한 상세한 설명은 생략하도록 한다.2 is a view showing the configuration of a source
본 발명에 따른 소스가스 공급장치(100)는 증착챔버 내로 정량의 소스가스를 공급할 수 있도록 하기 위하여 제1 가스 라인(L1)이 소스물질 증발부(110)와 증착챔버를 연결할 수 있도록 설치되어 있고, 제1 가스 라인(L1)에는 제2 가스 라인(L2)이 연결되어 제1 가스 라인(L1)을 통한 소스가스의 흐름을 판별할 수 있도록 한다. Source
도 2를 참조하면, 제2 가스 라인(L2)의 양단부를 각각 제1 가스 라인(L1)에2, both ends of the second gas line L2 are respectively connected to the first gas line L1.
연결하여, 제1 가스 라인(L1)을 통과하는 소스가스의 일부가 제2 가스 라인(L2)을 통해 유입 및 배기될 수 있도록 하고, 제1 가스 라인(L1)에 연결되어 있는 제2 가스 라인(L2)의 전후로는 밸브(V4, V5)를 각각 설치하여 소스가스의 유입 및 배기를 단속할 수 있도록 한다. Connected to allow a portion of the source gas passing through the first gas line L1 to be introduced and exhausted through the second gas line L2, and a second gas line connected to the first gas line L1. Before and after L2, valves V4 and V5 are provided, respectively, to control the inflow and exhaust of source gas.
그리고, 제2 가스 라인(L2)의 중간부분에는 석영과 같은 투명한 재질로 제작 된 관측부(150)를 설치하여, 제2 가스 라인(L2)을 통한 소스가스의 흐름을 작업자가 육안으로 확인할 수 있도록 한다. In addition, an
소스가스 증발부(110)에서 소스가스의 발생을 위해 소스가스 증발부(110)에 열을 인가하는 히터(130)와는 별도로 동작하는 온도 제어부(160)를 설치한다. 온도 제어부(160)는 제2 가스 라인(L2) 내부의 온도를 일정 온도(예: 30℃) 이하로 저하시켜 소스가스의 응축이 발생되도록 함으로써, 제1 가스 라인(L1)을 통한 소스가스의 공급 상황을 판단할 수 있도록 한다. The
즉, 제2 가스 라인(L2)의 온도가 소스가스의 온도보다 낮게 설정되면 소스가스는 제2 가스 라인(L2)을 통과하는 도중, 제2 가스 라인(L2)의 내주면에 증착된다. 이때, 관측부(150)의 내주 면에 증착되는 소스물질의 양을 측정할 수 있도록 제2 가스 라인(L2)의 관측부(150)에는 광센서부(미도시)를 설치하는 것이 바람직하다. That is, when the temperature of the second gas line L2 is set lower than the temperature of the source gas, the source gas is deposited on the inner circumferential surface of the second gas line L2 while passing through the second gas line L2. In this case, it is preferable to provide an optical sensor unit (not shown) in the
또한, 온도 제어부(160)는 제1 가스 라인(L1)을 통한 소스가스의 유동 상황을 판단한 이후에 제2 가스 라인(L2) 내부에 응축된 소스물질에 열을 가하여 소스물질이 소스가스로 기화될 수 있도록 한다. In addition, after determining the flow of the source gas through the first gas line L1, the
그리고, 소스물질 증발부(110) 내부의 압력을 측정할 수 있는 압력 센서부(170)가 설치되어, 소스물질 증발부(110) 내부의 압력이 필요 이상으로 증가되면 이를 측정하여 작업자에게 알려 사고 발생을 방지할 수 있도록 한다. Then, the
압력 센서부(170)는 소스물질 증발부(110)에 연결되어 있는 제1 가스 라인(L1)의 일측에 연결될 수도 있지만, 소스물질 증발부(110)에 직접 연결될 수도 있다. The
압력 센서부(170)의 동작에 의해 소스물질 증발부(110)의 압력을 측정할 때, 압력 센서부(170)에 소스물질이 증착되어 압력 센서부(170)의 동작에 영향을 줄 수 있으므로, 압력 센서부(170)에 증착된 소스물질을 퍼지할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. When measuring the pressure of the source
압력 센서부(170)에 증착된 소스물질의 퍼지를 위해 별도의 퍼지 가스 저장부가 설치될 수 있지만, 소스가스의 운반에 사용되는 운반 가스를 퍼지 가스로 사용할 수 있다. A separate purge gas storage unit may be installed to purge the source material deposited on the
이하 본 발명에 따른 소스가스 공급장치(100)의 동작을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, the operation of the source
소스가스를 증착챔버로 공급하여 화학 기상 증착 공정을 수행하기에 앞서, 소스가스를 증착챔버로 공급하는 제1 가스 라인(L1) 내부의 이상유무를 판단하고 이에 따른 조치를 하기 위해, 본 발명을 다음과 같이 사용한다. Prior to performing the chemical vapor deposition process by supplying the source gas to the deposition chamber, to determine whether there is an abnormality in the first gas line (L1) for supplying the source gas to the deposition chamber and to take measures accordingly, the present invention Use it like this:
먼저, 소스가스를 공급하기 위해 소스물질(120)이 저장되어 있는 소스물질 증발부(110)의 히터(130)를 동작시킨다. 소스물질 증발부(110)의 온도가 소스물질(120)의 기화 온도에 도달하기 전까지는 모든 밸브(V1~V8)를 폐쇄한 상태로 유지한다. First, in order to supply the source gas, the
이후, 히터(130)의 계속된 동작에 의해 소스물질 증발부(110)의 온도가 소스물질(120)의 기화 온도에 도달하면, 밸브(V1)를 개방하여 운반가스가 소스물질 증발부(110)로 유입되도록 한다. 이때, 운반가스는 밸브(V1)의 개폐 여부에 따라 소 스물질 증발부(110)를 통과할 수도 있고 통과하지 않을 수도 있으나, 일반적인 소스가스의 이동도를 고려할 때 운반가스가 소스물질 증발부(110)를 통과하도록 하는 것이 바람직하다. 한편, 소스가스의 이동도가 충분한 경우에는 운반가스를 사용하지 않아도 되며 이러한 경우에는 운반가스 공급부(140)를 설치하지 않아도 된다.Subsequently, when the temperature of the source
밸브(V1)의 개방에 의해 소스물질 증발부(110)로 운반가스가 유입되고, 이어서 밸브(V2)를 개방하면 소스물질 증발부(110)에서 기화된 소스가스가 운반가스와 같이 제1 가스 라인(L1)으로 유입된다. 이때, 밸브(V4)와 밸브(V7)를 개방하면 소스가스가 증착챔버로 유입되어 증착 공정을 수행하게 되지만, 여기서는 증착 공정을 수행하기 전에 제1 가스 라인(L1)의 이상 유무 판단을 하기 위한 작업을 우선적으로 실행하도록 한다. The carrier gas flows into the source
따라서, 밸브(V4, V7)는 폐쇄된 상태를 유지하고, 대신 밸브(V5, V6)와 밸브(V8)를 개방하여 소스가스가 제2 가스 라인(L2)을 통과할 수 있도록 한다. Thus, the valves V4 and V7 remain closed and instead open the valves V5 and V6 and V8 to allow the source gas to pass through the second gas line L2.
이때, 제2 가스 라인(L2)의 중간부분에는 석영 재질로 제작된 관측부(150)가 형성되어 있어, 소스가스가 통과하면서 관측부(150)의 내면에 소스가스가 응축되면 이를 육안으로 판별이 가능하므로 소스가스가 제2 가스 라인(L2)을 통과하는 것을 확인할 수 있다. At this time, the
관측부(150)를 통한 관측 결과에 따라서 제1 가스 라인(L1)의 어느 일부분이 폐쇄되어 있음을 다음과 같이 판단할 수 있다. According to the observation result through the
밸브(V2, V5, V6)의 개방에 의해 소스물질 증발부(110)에서 기화된 소스가스가 운반가스와 같이 제2 가스 라인(L2)으로 유입될 수 있는 상태에서 관측부(150) 를 통해 소스가스의 이동을 관찰할 수 없다면, 제1 가스 라인(L1)과 제2 가스 라인(L2)의 연결 부위와 소스물질 증발부(110)의 사이, 즉 제1 가스 라인(L1) 중 밸브(V4)의 설치 위치 이전에 배관의 폐쇄 상황이 발생한 것으로 판단할 수 있다. By opening the valves V2, V5, V6, the source gas vaporized in the source
한편, 제1 가스 라인(L1)의 폐쇄 부위가 제1 가스 라인(L1)과 제2 가스 라인(L2)의 연결 부위와 증착챔버의 사이, 즉 밸브(V4)의 설치 위치 이후에 위치되는 경우에는, 소스가스 공급 초기에는 제2 가스 라인(L2)에 설치된 관측부를 통해 소스가스의 증착이 이루어져 이를 통해 소스가스의 이동을 확인할 수 있지만, 곧 소스가스의 이동이 정지되므로, 소스가스의 증착이 더 이상 이루어지지 않는 것을 확인할 수 있다. Meanwhile, when the closed portion of the first gas line L1 is positioned between the connection portion of the first gas line L1 and the second gas line L2 and the deposition chamber, that is, after the installation position of the valve V4. In the initial source gas supply, the source gas is deposited through the observation unit installed in the second gas line L2, thereby confirming the movement of the source gas. You can see that it is not made anymore.
한편, 소스물질의 증착에 의해 제1 가스 라인(L1)의 내부가 폐쇄되지 않고, 대신 제1 가스 라인(L1)의 내부 구경이 좁아진 경우가 발생할 수도 있다. 이때는 다음과 같이 판단할 수 있다. On the other hand, the inside of the first gas line (L1) is not closed by the deposition of the source material, the internal diameter of the first gas line (L1) may be narrowed instead. At this time, it can be determined as follows.
이때, 소스가스가 관측부의 표면에 증착되는 것을 육안으로 확인하여 제1 가스 라인(L1)의 폐쇄 여부를 관찰할 수 있지만, 제2 가스 라인(L2)에 설치되어 있는 온도 제어부(160)를 동작시켜 좀 더 세밀하게 관찰하여 확인할 수도 있다. At this time, by visually confirming that the source gas is deposited on the surface of the observer, it is possible to observe whether the first gas line L1 is closed, but operate the
즉, 온도 제어부(160)를 동작시켜 제2 가스 라인(L2)의 온도를 소스가스의 퇴적이 발생되는 온도 이하, 즉 약 30℃ 이하로 감소시킨다. 제2 가스 라인(L2)의 온도 저하에 의해 소스가스가 관측부(150)에 퇴적되므로, 작업자는 이를 이용하여 폐쇄 여부를 판단할 수 있다. That is, the
여기서, 온도 제어부(160)의 온도 제어 방식은 특별히 제한되지는 않지만, 일반적으로 소정의 온도로 제어된 액체를 흐르게 하여 제2 가스 라인(L2)의 온도를 제어하는 것이 바람직하다. 또한, 온도 제어부(160)는 열전 소자(Peltier)와 같은 구성을 사용하여 제2 가스 라인(L2)의 온도를 제어할 수도 있다. 이외에도, 제2 가스 라인(L2)의 온도를 일정하게 낮추거나 상승시킬 수 있다면 다른 수단이 사용되어도 무방하다. Here, the temperature control method of the
소스물질 증발부(110)에서 소스가스가 발생되는 과정은 상기와 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. The process of generating the source gas in the source
온도 제어부(160)를 동작시켜 제2 가스 라인(L2)의 온도를 저하시키면, 제2 가스 라인(L2)을 지나는 소스가스가 제2 가스 라인(L2)의 내면에 퇴적된다. When the
여기서, "퇴적"이란 소스가스가 제2 가스 라인(L2)의 내면에 쌓이는 것을 의미한다. 본 발명에서는 예를 들어, 흡착(adsorption), 응축(condensation) 등의 과정을 통하여 소스가스가 퇴적될 수 있다. Here, "deposit" means that the source gas is accumulated on the inner surface of the second gas line (L2). In the present invention, for example, the source gas may be deposited through a process such as adsorption and condensation.
제2 가스 라인(L2)의 내부에서 소스가스의 퇴적이 시작되었을 때, 제2 가스 라인(L2)에 설치되어 있는 관측부(150)의 내면에도 소스물질이 퇴적되기 시작한다. 이때, 소스 물질의 응축에 의해 제1 가스 라인(L1)의 내부 구경이 좁혀져 있는 경우에는 제1 가스 라인(L1)을 통한 소스가스의 통과량이 감소되므로, 제1 가스 라인(L1)에 연결되어 있는 제2 가스 라인(L2)을 통과하는 소스가스의 양도 감소하여 관측부(150)에 퇴적되는 소스물질의 양이 감소된다. When deposition of the source gas starts inside the second gas line L2, the source material starts to be deposited on the inner surface of the
관측부(150)에 퇴적된 소스가스의 양(또는 부피)을 파악할 수 있는 방법으로는 광학적 특성 변화를 이용하는 방식을 적용하는 것이 바람직하다. 이는 소스가 스가 퇴적되어 형성되는 퇴적층의 광학적 성질의 변화를 측정하는 방식이다. 즉, 소스가스가 관측부에 계속 퇴적됨에 따라 퇴적층의 두께가 달라지게 되고 이러한 퇴적층의 두께의 변화는 퇴적층의 광학적 성질(즉, 퇴적층의 투과도)의 변화를 측정하여 파악할 수 있다.As a method of determining the amount (or volume) of the source gas deposited in the
이러한 퇴적층의 광학적 성질의 측정을 위하여 본 발명에서는 관측부(150)에 광센서부(미도시)를 설치할 수 있다. 광센서부는 제2 가스 라인(L2)의 내부 또는 외부에 설치될 수 있으나 작동의 편의상 제2 가스 라인(L2)의 외부에 설치되는 것이 바람직하다. 광센서부가 제2 가스 라인(L2)의 외부에 설치되는 경우에는 광원으로부터 방출된 소정의 광(예를 들어, 레이저)이 관측부(150)으로 조사된다. 이때, 관측부(150)는 투명한 석영 재질로 제작되어 있으므로, 관측부(150)에 조사된 광이 관측부(150)를 투과하여 광센서부에 도착할 수 있게 된다. In order to measure the optical properties of the deposited layer, in the present invention, an optical sensor unit (not shown) may be installed in the
관측부(150)를 투과한 광이 광센서부에 도착되었을 때, 도착된 광량을 측정하여 퇴적된 소스가스의 양을 측정하고 이를 이용하여 제1 가스 라인(L1)의 이상 유무를 판별한다. When the light transmitted through the
상기와 같이, 제1 가스 라인(L1)의 이상 유무를 판별하여 이상이 있는 경우에는 문제점을 개선한 후, 증착 공정을 수행하는 것이 바람직하다. As described above, in the case where there is an abnormality by determining whether the first gas line L1 is abnormal, it is preferable to improve the problem and then perform a deposition process.
증착 공정을 수행하는 도중 다음과 같은 방법으로 소스가스의 공급량을 제어할 수 있다. During the deposition process, the supply amount of the source gas may be controlled by the following method.
우선, 증착 공정을 수행하기 위해서는 관측부(150)에 증착되어 있는 소스물질을 제거해야 하므로, 온도 제어부(160)를 가열 동작시켜 제2 가스 라인(L2)의 온 도를 상승시킴으로써 제2 가스 라인(L2)의 내부에 증착되어 있는 소스물질을 제거하도록 한다. First, in order to perform the deposition process, the source material deposited on the
소스물질 증발부(110)에 설치되어 있는 히터(130)를 동작시켜 소스가스를 발생시키고, 이를 제1 가스 라인(L1)을 통하여 공급하는 것은 종래의 기술과 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. Since the source gas is generated by operating the
밸브(V4, V7)를 개방하고, 밸브(V8)를 폐쇄하여 소스가스가 증착챔버로 공급될 수 있도록 한다. 이때, 밸브(V5, V6)을 개방하여 소스가스가 제2 가스 라인(L2)을 통과할 수 있도록 한다. The valves V4 and V7 are opened and the valves V8 are closed so that the source gas can be supplied to the deposition chamber. At this time, the valves V5 and V6 are opened to allow the source gas to pass through the second gas line L2.
온도 제어부(160)는 제2 가스 라인(L2)의 내부 온도가 일정 온도(예 약 30℃) 이하를 유지할 수 있도록 제어한다. 이때, 온도 제어부(160)에 의해 유지되는 제2 가스 라인(L2)의 내부 온도는 소스가스의 퇴적이 시작되는 온도이다. 따라서, 제2 가스 라인(L2)의 내부 온도를 일정 (예 약 30℃) 이하로 유지하게 되면, 제2 가스 라인(L2)을 통과하는 소스가스의 일부가 제2 가스 라인(L2)의 내부면에 퇴적된다. 그리고, 제2 가스 라인(L2)에 설치되어 있는 관측부(150)의 내면으로도 퇴적이 이루어지게 된다. The
여기서, 관측부(150)에 설치되어 있는 광센서부는 관측부(150)의 내면으로 증착되는 소스물질의 양을 측정하여 증착챔버로 공급되는 소스물질의 양을 추산할 수 있다. 이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. Here, the optical sensor unit installed in the
제1 가스 라인(L1)을 지나는 소스가스의 일부가 제2 가스 라인(L2)으로 유입될 때, 제2 가스 라인(L2)을 통과하는 소스가스의 일부가 관측부(150)의 내부에 퇴 적되므로, 광센서부를 이용하여 관측부(150)의 내면에 퇴적된 소스물질의 양을 측정한다. 이때, 광센서에 의한 소스물질의 퇴적량은 다음과 같이 측정된다. 즉, 소스가스가 퇴적되어 형성되는 퇴적층의 광학적 성질의 변화를 측정하는 방식으로서, 관측부에 소스가스가 한 층 이상으로 계속하여 응축 또는 증착되는 경우에 적용할 수 있는 방식이다. 즉, 소스가스가 관측부에 계속 퇴적됨에 따라 퇴적층의 두께가 달라지게 되고 이러한 퇴적층의 두께의 변화는 퇴적층의 광학적 성질(즉, 퇴적층의 투과도)의 변화를 측정하여 파악할 수 있다.When a portion of the source gas passing through the first gas line L1 flows into the second gas line L2, a portion of the source gas passing through the second gas line L2 exits inside the
광센서부에 의해 측정된 소스물질의 퇴적량을 이용하여 증착챔버로 공급되는 소스가스의 양을 측정한다. 즉, 제1 가스 라인(L1)과 제2 가스 라인(L2)은 각각 소정의 온도로 제어되므로 제1 가스 라인(L1)을 통해 공급되는 소스가스의 양은 제2 가스 라인(L2)의 관측부(150)에 퇴적된 소스가스의 양을 측정한 후, 이에 제1 가스 라인(L1)과 제2 가스 라인(L2)의 온도차를 적용하면 제1 가스 라인(L1)을 통해 증착챔버로 공급되는 소스가스의 양을 환산할 수 있다. The amount of source gas supplied to the deposition chamber is measured using the deposition amount of the source material measured by the optical sensor unit. That is, since the first gas line L1 and the second gas line L2 are each controlled to a predetermined temperature, the amount of source gas supplied through the first gas line L1 is determined by the observation unit of the second gas line L2. After measuring the amount of the source gas deposited on the 150, if the temperature difference between the first gas line (L1) and the second gas line (L2) is applied to this is supplied to the deposition chamber through the first gas line (L1) The amount of source gas can be converted.
제1 가스 라인(L1)과 제2 가스 라인(L2)의 온도차를 이용하여 제1 가스 라인(L1)을 통과하는 소스가스의 양을 측정할 수 있으므로, 히터(130)의 동작량을 변화시키면서 제1 가스 라인(L1)을 통해 증착챔버로 공급되는 소스가스의 양을 제어할 수 있다. Since the amount of source gas passing through the first gas line L1 can be measured using the temperature difference between the first gas line L1 and the second gas line L2, the operating amount of the
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.Although the present invention has been shown and described with reference to preferred embodiments as described above, it is not limited to the above embodiments and various modifications made by those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. Modifications and variations are possible. Such modifications and variations are intended to fall within the scope of the invention and the appended claims.
도 1은 종래의 기술에 의한 소스가스 공급 장치의 일 실시예의 구성을 나타내는 도면. 1 is a view showing the configuration of an embodiment of a source gas supply apparatus according to the prior art.
도 2는 본 발명에 의한 소스가스 공급 장치의 일 실시예의 구성을 나타내는 도면. 2 is a view showing the configuration of an embodiment of a source gas supply apparatus according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 소스가스 공급장치 100: source gas supply device
110: 소스물질 증발부110: source material evaporation unit
120: 소스물질120: source material
130: 히터130: heater
140: 운반가스 공급부140: carrier gas supply unit
150: 관측부150: observation unit
160: 온도 제어부160: temperature control unit
170: 압력 센서부170: pressure sensor
L1: 제1 가스 라인L1: first gas line
L2: 제2 가스 라인L2: second gas line
Claims (7)
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KR1020080009283A KR20090083250A (en) | 2008-01-29 | 2008-01-29 | Apparatus for supplying source gas |
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CN116641035A (en) * | 2023-07-26 | 2023-08-25 | 南京诺源医疗器械有限公司 | Film coating method for laparoscopic optical piece |
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2008
- 2008-01-29 KR KR1020080009283A patent/KR20090083250A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116641035B (en) * | 2023-07-26 | 2023-10-13 | 南京诺源医疗器械有限公司 | Film coating method for laparoscopic optical piece |
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