KR20090108556A - Reagent dispensing apparatus and delivery method - Google Patents
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- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 재료와 장치의 제조에서 재료의 증착을 위한 전구물질(precursor)과 같은 기상 또는 액상의 반응물을 분배하는데 사용될 수 있는 기상 또는 액상 반응물 분배 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gaseous or liquid reactant dispensing device that can be used to dispense gaseous or liquid reactants, such as precursors for the deposition of materials in the manufacture of semiconductor materials and devices.
반도체와 제약 산업에 사용되는 고순도 화학물질은 저장 중에 그들의 순도를 유지하기 위해 특수 패키징(packaging)을 필요로 한다. 이는 특히 공기 및/또는 공기 중의 수분과 반응하는 화학물질에 있어서 그러하다. 이러한 고순도 화학물질은 전형적으로 버블러(bubbler) 또는 엠푸울(ampoule)과 같은 용기에 공급된다.High-purity chemicals used in the semiconductor and pharmaceutical industries require special packaging to maintain their purity during storage. This is especially true for chemicals that react with air and / or moisture in the air. Such high purity chemicals are typically supplied to containers such as bubblers or ampoules.
최신의 화학적 기상 증착 및 원자층 증착 도구로 전구 화학물질을 증착 챔버로 송출하기 위해 버블러나 엠푸울을 사용한다. 이러한 버블러 또는 엠푸울은 고순도 액체 전구 화학물질의 용기를 통해 담체 기체(carrier gas)를 통과시키거나 기체와 함께 전구물질 증기를 증착 챔버로 이송함으로써 작용한다.State-of-the-art chemical vapor deposition and atomic layer deposition tools use bubblers or empoules to deliver precursor chemicals into the deposition chamber. Such bubblers or empoules work by passing a carrier gas through a container of high purity liquid precursor chemical or by transporting precursor vapor with the gas to the deposition chamber.
용기는 전형적으로 일체형(one-part) (즉, 상부 커버 또는 뚜껑이 기부로부터 제거될 수 없는) 용기 또는 이체형(two-part) (즉, 상부 커버 또는 뚜껑이 기부 로부터 제거될 수 있고 기부에 볼트로 부착될 수 있는) 용기로서 제조된다. 일체형 용기는 일체성 정도가 높지만 이체형 용기보다 세척하기 어렵다. 이체형 용기는 상부 커버 또는 뚜껑이 기부로부터 제거될 수 있기 때문에 세척하기는 더 쉽지만 밀폐하고 재사용하는 것은 더 어렵다. 세척 용이성은 일체형 용기에 의해 달성될 수 있는 것을 넘어서 이체형 용기의 재사용을 가능하게 한다. 용기의 재사용은 비용 최소화를 위해 중요하고 환경 문제에 있어서도 중요하다.The container is typically a one-part (ie, the top cover or lid cannot be removed from the base) container or two-part (ie the top cover or lid can be removed from the base and is It is made as a container (which can be attached with a bolt). Integral containers have a higher degree of integrity but are more difficult to clean than two-piece containers. Two-piece containers are easier to clean because the top cover or lid can be removed from the base, but more difficult to seal and reuse. Ease of cleaning allows for reuse of two-piece containers beyond what can be achieved with integral containers. Reuse of containers is important for cost minimization and for environmental issues.
일체형 회로의 크기가 작아짐에 따라 내부 구성요소 또는 특징부의 치수도 작아져 왔다. 크기가 작아짐에 따라 불순물의 영향을 최소화하기 위해 더욱 순수한 화학물질의 필요성이 증대되어 왔다. 따라서 제조업자는 고순도 화학물질을 제조할 수 있어야 할 뿐 아니라 이것을 고순도로 유질할 용기에 이송할 수 있어야 한다.As integrated circuits have become smaller in size, so have the dimensions of internal components or features. As their size decreases, the necessity of purer chemicals has increased to minimize the effects of impurities. Therefore, the manufacturer must not only be able to produce high purity chemicals, but also transfer them to containers that will be of high purity.
이러한 용기를 구성하는 표준 재료는 1990년대 말에 정밀한 석영 용기에서 스테인레스 강으로 변형되었다. 예를 들어, 미국 특허 제5,607,002호를 참조하시오. 이러한 용기는 본 산업에서 버블러 또는 엠푸울로서 알려져 있고 오늘날 일상적으로 스테인레스 강, 즉, 316SS로 구성된다. 예를 들어, 미국 특허 제3,930,591호, 제6,029,717호 및 제7,077,388호를 참조하시오.The standard materials that make up such containers were transformed from precision quartz containers into stainless steel in the late 1990s. See, for example, US Pat. No. 5,607,002. Such vessels are known in the industry as bubblers or empoules and today are routinely constructed of stainless steel, ie 316SS. See, for example, US Pat. Nos. 3,930,591, 6,029,717 and 7,077,388.
또한, 대부분의 경우에 전구물질의 증기압을 증가시키기 위하여 일부 수단으로 엠푸울을 가열하여 담체 기체 내에 화학물질의 양을 증가시킬 필요가 있다. 증기압을 제어하기 위해 엠푸울 내부의 액체 전구 화학물질의 온도를 모니터링하는 것은 중요하다.In addition, in most cases it is necessary to heat the empoules by some means to increase the vapor pressure of the precursor to increase the amount of chemicals in the carrier gas. It is important to monitor the temperature of the liquid precursor chemical inside the empoul to control the vapor pressure.
또한, 엠푸울 내부의 액체 전구 화학물질이 화학적 기상 증착 또는 원자층 증착 사이클의 말기에 변경될 수 있도록 언제 소진되어가고 있는지 아는 것은 중요하다. 만약 엠푸울이 사이클 도중 말라버렸다면, 웨이퍼의 전체 배치(batch)가 못쓰게 되어 수백만 달러의 잠재적 손실을 초래할 것이다. 그러므로 값비싼 액체 전구 화학물질의 낭비를 피하기 위해 엠푸울의 내부에 액체 전구 화학물질을 가능한 한 적게 남기는 것이 필요하다. 화학적 전구물질의 비용이 증가함에 따라 가능한 한 최소로 화학물질을 낭비하는 것이 더욱 중요하다.It is also important to know when the liquid precursor chemical inside the empoule is running out so that it can be changed at the end of the chemical vapor deposition or atomic layer deposition cycle. If the empoules dry out during the cycle, the entire batch of wafers will be lost, causing a potential loss of millions of dollars. Therefore, it is necessary to leave as little liquid precursor chemical inside the empoule as possible to avoid waste of expensive liquid precursor chemicals. As the cost of chemical precursors increases, it is more important to waste chemicals to the minimum possible.
이체형 고순도 화학물질 용기가 상용으로 용인되기 위해 더욱 신뢰성 있는 시일(seal)을 개발하는 것이 필요하다. 미국 특허 제6,905,125호는 반도체 제조 장치에서 유체의 누출을 방지하기 위한 C-링(C-ring) 개스킷과 같은 금속 개스킷에 관한 것이다. 전자제품 산업을 위한 고순도 화학물질은 높은 진공을 견딜 수 있는 누출 기밀식 용기를 필요로 한다.It is necessary to develop more reliable seals for commercially acceptable two-part high purity chemical containers. U. S. Patent No. 6,905, 125 relates to metal gaskets, such as C-ring gaskets, for preventing the leakage of fluid in semiconductor manufacturing devices. High purity chemicals for the electronics industry require leaktight containers that can withstand high vacuums.
본 기술분야에서는 세척이 용이한, 이체형 기상 또는 액상 반응물 분배 장치로서 전구 화학물질의 고순도를 유지할 수 있고 장치 내에 전구 화학물질의 사용도 증가시켜서 낭비를 줄일 수 있는 반응물 분배 장치를 필요로 한다.There is a need in the art for an easy-to-clean, two-phase gaseous or liquid reactant dispensing device that requires a reactant dispensing device that can maintain high purity of the pro- chemistry and reduce waste by increasing the use of pro- chemistry in the device.
본 발명의 일부는 기상 반응물 분배 장치에 관한 것으로서, 상기 분배 장치는Part of the invention relates to a gas phase reactant dispensing apparatus, wherein the dispensing apparatus
용기와,Courage,
어댑터와,With the adapter,
체결 수단을 포함하며,A fastening means,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨(fill level)로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an interior gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 제1 끝면 시일 포트 개구(face seal port opening), 제2 끝면 시일 포트 개구, 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하며,The top wall member having a first end seal port opening, a second end seal port opening, and optionally one or more other end seal port openings,
상기 제1 끝면 시일 포트 개구에는 담체 기체 공급 입구 피팅(fitting)이 연결되고,A carrier gas supply inlet fitting is connected to the first end seal port opening;
상기 어댑터는, 제1 끝면 시일 포트 개구 및 상기 내부 기체 공간을 통해 소 스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 담체 기체가 소스 화학물질 내로 거품을 내며 흐를 수 있어서 소스 화학물질 증기의 적어도 일부가 상기 담체 기체 내에 혼입되어 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로의 기상 반응물의 유동을 일으키고, 상기 튜브는 제1 끝면 시일 포트 개구에 인접한 입구 단부와 하벽 부재에 인접한 출구 단부를 구비하며,The adapter includes a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the first gas seal port opening and the internal gas space to the source chemical, through which the carrier gas bubbles into the source chemical. At least a portion of the source chemical vapor may be incorporated into the carrier gas to cause a flow of gaseous reactants into the interior gas space above the fill level, the tube having an inlet end and a lower wall member adjacent the first end seal port opening. Has an outlet end adjacent to
상기 제1 끝면 시일 포트 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The first end seal port opening and the carrier gas supply inlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 제1 끝면 시일 포트 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the first end seal port opening and opposing surfaces of the carrier gas supply inlet fitting,
상기 체결 수단은 상기 금속 끝면 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 제1 끝면 시일 포트 개구에 대해 담체 기체 공급 입구 피팅을 고정시키며,The fastening means secures the carrier gas supply inlet fitting to the first end face seal port opening through the metal end face seal gasket and the opposing surfaces,
상기 제2 끝면 시일 포트 개구에는 기상 반응물 출구 피팅이 연결되고, 상기 기상 반응물 출구 피팅을 통해 상기 기상 반응물이 상기 장치로부터 분배 가능한, 기상 반응물 분배 장치에 관한 것이다.And a gaseous reactant outlet fitting connected to the second end face seal port opening, wherein the gaseous reactant can be dispensed from the device via the gaseous reactant outlet fitting.
또한, 본 발명의 일부는 기상 반응물을 증착 챔버로 송출하기 위한 방법에 관한 것이며,In addition, some aspects of the invention relate to a method for delivering a vapor phase reactant to a deposition chamber,
기상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계로서, 상기 분배 장치는 Providing a gas phase reactant dispensing apparatus, the dispensing apparatus
용기와,Courage,
어댑터와,With the adapter,
체결 수단과,Fastening means,
담체 기체 공급 라인과,A carrier gas supply line,
기상 반응물 배출 라인을 포함하며,A gaseous reactant discharge line,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an internal gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 제1 끝면 시일 포트 개구, 제2 끝면 시일 포트 개구, 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하며,The top wall member having a first end face seal port opening, a second end face seal port opening, and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 제1 끝면 시일 포트 개구에는 담체 기체 공급 입구 피팅이 연결되고,A carrier gas supply inlet fitting is connected to the first end seal port opening;
상기 어댑터는, 제1 끝면 시일 포트 개구 및 상기 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 담체 기체가 소스 화학물질 내로 거품을 내며 흐를 수 있어서 소스 화학물질 증기의 적어도 일부가 상기 담체 기체 내에 혼입되어 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로의 기상 반응물의 유동을 일으키고, 상기 튜브는 제1 끝면 시일 포트 개구에 인접한 입구 단부와 하벽 부재에 인접한 출구 단부를 구비하며,The adapter includes a first end seal port opening and a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the internal gas space to the source chemical, through which the carrier gas bubbles and flows into the source chemical. At least a portion of the source chemical vapor may be incorporated into the carrier gas to cause a flow of gaseous reactants into the interior gas space above the fill level, the tube being connected to the inlet end and the bottom wall member adjacent the first end seal port opening. With an adjacent outlet end,
상기 제1 끝면 시일 포트 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The first end seal port opening and the carrier gas supply inlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 제1 끝면 시일 포트 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the first end seal port opening and opposing surfaces of the carrier gas supply inlet fitting,
상기 체결 수단은 상기 금속 끝면 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 제1 끝면 시일 포트 개구에 대해 담체 기체 공급 입구 피팅을 고정시키며,The fastening means secures the carrier gas supply inlet fitting to the first end face seal port opening through the metal end face seal gasket and the opposing surfaces,
상기 담체 기체 공급 라인은 담체 기체를 상기 소스 화학물질로 송출하기 위해 담체 기체 공급 입구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 담체 기체 공급 라인을 통한 담체 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 담체 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며, The carrier gas supply line extends outward from the carrier gas supply inlet fitting to deliver carrier gas to the source chemical, and at least one carrier gas flow control valve to control the flow of carrier gas through the carrier gas supply line. Inside,
상기 제2 끝면 시일 포트 개구에는 기상 반응물 출구 피팅이 연결되고, 상기 기상 반응물 출구 피팅을 통해 상기 기상 반응물이 상기 장치로부터 분배 가능하며,A gaseous reactant outlet fitting is connected to the second end seal port opening, through which the gaseous reactant can be dispensed from the apparatus,
상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로부터 기상 반응물을 제거하기 위하여 기상 반응물 출구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기상 반응물 배출 라인을 통한 기상 반응물의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 기상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함하는, 기상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계와,The gaseous reactant discharge line extends outward from the gaseous reactant outlet fitting to remove gaseous reactants from the internal gas space above the fill level, and the gaseous reactant discharge line controls the flow of gaseous reactants through the gaseous reactant discharge line. Providing a vapor phase reactant distribution device, optionally including one or more vapor phase reactant flow control valves therein, for
상기 기상 반응물 분배 장치에 소스 화학물질을 부가하는 단계와,Adding a source chemical to the gas phase reactant distribution device;
기상 반응물을 제공하도록 소스 화학물질을 증발시킬 수 있는 온도로 상기 기상 반응물 분배 장치 내의 소스 화학물질을 가열하는 단계와,Heating the source chemical in the gaseous reactant dispensing device to a temperature capable of evaporating the source chemical to provide a gaseous reactant;
상기 튜브와 상기 담체 기체 공급 라인을 통해 상기 기상 반응물 분배 장치에 담체 기체를 공급하는 단계와,Supplying a carrier gas to the gaseous reactant distribution device through the tube and the carrier gas supply line;
상기 기상 반응물 배출 라인을 통해 상기 기상 반응물 분배 장치로부터 기상 반응물과 담체 기체를 회수하는 단계와,Recovering gaseous reactant and carrier gas from the gaseous reactant distribution device through the gaseous reactant discharge line;
상기 증착 챔버에 기상 반응물과 담체 기체를 공급하는 단계를 포함하는, 기 상 반응물을 증착 챔버로 송출하는 방법에 관한 것이다.It relates to a method for sending a gaseous reactant to the deposition chamber, comprising supplying a gaseous reactant and a carrier gas to the deposition chamber.
또한, 본 발명의 일부는 액상 반응물 분배 장치에 관한 것으로서, 상기 분배 장치는 In addition, part of the invention relates to a liquid phase reactant dispensing apparatus, wherein the dispensing apparatus
용기와,Courage,
어댑터와,With the adapter,
체결 수단을 포함하며,A fastening means,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an internal gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 제1 끝면 시일 포트 개구, 제2 끝면 시일 포트 개구, 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하며,The top wall member having a first end face seal port opening, a second end face seal port opening, and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 제1 끝면 시일 포트 개구에는 불활성 기체 공급 입구 피팅이 연결되고, 상기 제1 끝면 시일 포트 개구를 통해 불활성 기체가 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 공급되어 충진 레벨 위의 내부 기체 공간을 가압할 수 있으며,An inert gas supply inlet fitting is connected to the first end seal port opening and an inert gas is supplied into the internal gas space above the fill level through the first end seal port opening to pressurize the internal gas space above the fill level. And
상기 제2 끝면 시일 포트 개구에는 액상 반응물 출구 피팅이 연결되고,A liquid reactant outlet fitting is connected to the second end seal port opening;
상기 어댑터는, 제2 끝면 시일 포트 개구 및 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 액상 반응물이 상기 장치로부터 분배될 수 있고, 상기 튜브는 제2 끝면 시일 포트 개구에 인접한 출구 단부와 하벽 부재에 인접한 입구 단부를 구비하며,The adapter includes a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the second end seal port opening and the internal gas space to the source chemical, through which the liquid reactant can be dispensed from the device, and The tube has an outlet end adjacent the second end face seal port opening and an inlet end adjacent the bottom wall member,
상기 제2 끝면 시일 포트 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅은 대향하는 표 면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The second end seal port opening and the liquid reactant outlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 제2 끝면 시일 포트 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the second end seal port opening and opposing surfaces of the liquid reactant outlet fitting,
상기 체결 수단은 상기 금속 끝면 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 제2 끝면 시일 포트 개구에 대해 액상 반응물 출구 피팅을 고정시키는, 액상 반응물 분배 장치에 관한 것이다.The fastening means relates to a liquid reactant dispensing device which secures a liquid reactant outlet fitting to the second end seal port opening through the metal end face seal gasket and opposing surfaces.
또한 본 발명의 일부는 기상 반응물을 증착 챔버로 송출하기 위한 방법에 관한 것이며,Part of the invention also relates to a method for delivering a vapor phase reactant to a deposition chamber,
액상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계로서, 상기 분배 장치는 Providing a liquid phase reagent dispensing apparatus, wherein the dispensing apparatus
용기와,Courage,
어댑터와,With the adapter,
체결 수단과,Fastening means,
불활성 기체 공급 라인과,An inert gas supply line,
액상 반응물 배출 라인을 포함하며,A liquid reactant discharge line,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an internal gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 제1 끝면 시일 포트 개구, 제2 끝면 시일 포트 개구, 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하며,The top wall member having a first end face seal port opening, a second end face seal port opening, and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 제1 끝면 시일 포트 개구에는 불활성 기체 공급 입구 피팅이 연결되고, 상기 제1 끝면 시일 포트 개구를 통해 불활성 기체가 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 공급되어 충진 레벨 위의 내부 기체 공간을 가압할 수 있으며,An inert gas supply inlet fitting is connected to the first end seal port opening and an inert gas is supplied into the internal gas space above the fill level through the first end seal port opening to pressurize the internal gas space above the fill level. And
상기 제2 끝면 시일 포트 개구에는 액상 반응물 출구 피팅이 연결되고,A liquid reactant outlet fitting is connected to the second end seal port opening;
상기 어댑터는, 제2 끝면 시일 포트 개구 및 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 액상 반응물이 상기 장치로부터 분배될 수 있고, 상기 튜브는 제2 끝면 시일 포트 개구에 인접한 출구 단부와 하벽 부재에 인접한 입구 단부를 구비하며,The adapter includes a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the second end seal port opening and the internal gas space to the source chemical, through which the liquid reactant can be dispensed from the device, and The tube has an outlet end adjacent the second end face seal port opening and an inlet end adjacent the bottom wall member,
상기 제2 끝면 시일 포트 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The second end seal port opening and the liquid reactant outlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 제2 끝면 시일 포트 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the second end seal port opening and opposing surfaces of the liquid reactant outlet fitting,
상기 체결 수단은 상기 금속 끝면 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 제2 끝면 시일 포트 개구에 대해 액상 반응물 출구 피팅을 고정시키며,The fastening means secures a liquid reactant outlet fitting to the second end seal port opening through the metal end face seal gasket and the opposing surfaces,
상기 불활성 기체 공급 라인은 불활성 기체를 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 송출하기 위해 불활성 기체 공급 입구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 불활성 기체 공급 라인을 통한 불활성 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 불활성 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며, The inert gas supply line extends outward from the inert gas supply inlet fitting to deliver an inert gas to the internal gas space above the fill level and at least one inert to control the flow of inert gas through the inert gas supply line. It includes a gas flow control valve therein,
상기 액상 반응물 배출 라인은 상기 용기로부터 액상 반응물을 제거하기 위하여 액상 반응물 출구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 액상 반응물 배출 라인은 상기 액상 반응물 배출 라인을 통한 액상 반응물의 유동을 제어하기 위해 하 나 이상의 액상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함하는, 액상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계와,The liquid reactant discharge line extends outward from the liquid reactant outlet fitting to remove liquid reactant from the vessel, and the liquid reactant discharge line extends one or more liquid phases to control the flow of the liquid reactant through the liquid reactant discharge line. Providing a liquid phase reactant dispensing device, optionally including a reactant flow control valve therein;
상기 액상 반응물 분배 장치에 액상 반응물을 부가하는 단계와,Adding a liquid reactant to the liquid reactant distribution device;
액상 반응물을 제공하도록 고체 소스 화학물질을 용해시킬 수 있는 온도로 상기 액상 반응물 분배 장치 내의 고체 소스 화학물질을 선택적으로 가열하는 단계와,Selectively heating the solid source chemical in the liquid reactant distribution device to a temperature capable of dissolving the solid source chemical to provide a liquid reactant;
상기 불활성 기체 공급 라인을 통해 상기 액상 반응물 분배 장치에 불활성 기체를 공급하는 단계와,Supplying an inert gas to the liquid reactant distribution device through the inert gas supply line;
상기 튜브와 상기 액상 반응물 배출 라인을 통해 상기 액상 반응물 분배 장치로부터 액상 반응물을 회수하는 단계와,Recovering a liquid reactant from the liquid reactant distribution device through the tube and the liquid reactant discharge line;
기화 장치를 제공하는 단계로서, 상기 기화 장치는Providing a vaporization device, the vaporization device
용기와,Courage,
담체 기체 공급 라인과,A carrier gas supply line,
기상 반응물 배출 라인을 포함하며,A gaseous reactant discharge line,
상기 용기는 액상 반응물을 기화시키는 내부 용기 구획을 형성하도록 구성되고,The vessel is configured to form an inner vessel compartment for vaporizing the liquid reactant,
상기 액상 반응물 배출 라인은 액상 반응물 분배 장치를 상기 기화 장치에 연결시키며,The liquid reactant discharge line connects a liquid reactant distribution device to the vaporization device,
상기 기화 장치의 일부는 담체 기체 공급 입구 개구를 구비하고, 상기 담체 기체 공급 입구 개구를 통해 담체 기체가 상기 기화 장치로 공급되어 액상 반응물 의 증기를 상기 담체 기체 내에 혼입시킴으로써 기상 반응물을 생성할 수 있으며,A portion of the vaporization device has a carrier gas supply inlet opening, through which the carrier gas can be supplied to the vaporization device to produce vapor phase reactants by incorporating vapor of a liquid reactant into the carrier gas. ,
상기 기화 장치의 일부는 기상 반응물 출구 개구를 구비하고, 상기 기상 반응물 출구 개구를 통해 상기 기상 반응물이 상기 기화 장치로부터 분배될 수 있으며,A portion of the vaporization device having a gaseous reactant outlet opening through which the gaseous reactant can be dispensed from the vaporization device,
상기 담체 기체 공급 라인은 담체 기체를 상기 기화 장치로 송출하기 위해 기화 장치로부터 외부로 담체 기체 공급 입구 개구로부터 연장하고, 상기 담체 기체 공급 라인을 통한 담체 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 담체 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며, The carrier gas supply line extends from the carrier gas supply inlet opening outwardly from the vaporization device to deliver carrier gas to the vaporization device, and at least one carrier gas flow to control the flow of carrier gas through the carrier gas supply line. Has a control valve inside,
상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기화 장치로부터 상기 증착 챔버로 기상 반응물을 제거하기 위하여 기화 장치로부터 외부로 기상 반응물 출구 개구로부터 연장하고, 상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기상 반응물 배출 라인을 통한 기상 반응물의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 기상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함하는, 기화 장치를 제공하는 단계와,The vapor phase reactant discharge line extends from the vapor phase reactant outward from the vapor phase reactant outlet opening to remove vapor phase reactant from the vaporization device to the deposition chamber, and the vapor phase reactant discharge line flows through the vapor phase reactant discharge line. Providing one or more vapor phase reactant flow control valves therein to selectively control the vaporization apparatus;
상기 기화 장치에 액상 반응물을 공급하는 단계와,Supplying a liquid reactant to the vaporization apparatus;
기상 반응물을 제공하도록 액상 반응물을 증발시킬 수 있는 온도로 상기 기화 장치 내의 액상 반응물을 가열하는 단계와,Heating the liquid reactant in the vaporization apparatus to a temperature capable of evaporating the liquid reactant to provide a gaseous reactant;
상기 담체 기체 공급 라인을 통해 상기 기화 장치에 담체 기체를 공급하는 단계와,Supplying a carrier gas to the vaporization apparatus through the carrier gas supply line;
상기 기상 반응물 배출 라인을 통해 상기 기화 장치로부터 기상 반응물과 담체 기체를 회수하는 단계와,Recovering gaseous reactant and carrier gas from the vaporization apparatus through the gaseous reactant discharge line;
상기 증착 챔버에 기상 반응물과 담체 기체를 공급하는 단계를 포함하는, 기상 반응물을 증착 챔버로 송출하는 방법에 관한 것이다.A method of sending a gaseous reactant to a deposition chamber, comprising supplying a gaseous reactant and a carrier gas to the deposition chamber.
또한 본 발명의 일부는 기상 반응물 분배 장치에 관한 것으로서, 상기 분배 장치는Part of the invention also relates to a gas phase reactant dispensing apparatus, wherein the dispensing apparatus
용기와,Courage,
끝면 시일 T형(tee) 피팅과,End seal tee fitting,
끝면 시일 개스킷과,With seal gasket at the end,
끝면 시일 T형 피팅을 고정하기 위한 체결 수단과,Fastening means for securing the end seal T-shaped fitting,
어댑터와,With the adapter,
담체 기체 공급 입구 피팅을 고정하기 위한 체결 수단과,Fastening means for securing the carrier gas supply inlet fitting,
환형 공간을 포함하고,Including annular space,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an internal gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 끝면 시일 포트 개구 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하고,The top wall member has an end face seal port opening and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 끝면 시일 T형 피팅은 끝면 시일 개구, 담체 기체 공급 입구 개구 및 기상 반응물 출구 개구를 구비하고,The end seal T-shaped fitting has an end seal opening, a carrier gas supply inlet opening and a gaseous reactant outlet opening,
상기 끝면 시일 포트 개구는 끝면 시일 개구를 통해 끝면 시일 포트 개구에 연결된 상기 끝면 시일 T형 피팅을 구비하고, 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝 면 시일 개구는 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The end seal port opening has the end seal T-shaped fitting connected to the end seal port opening through an end seal opening, the end seal port opening and the end seal opening have opposing surfaces, the opposing surface They do not touch each other,
상기 끝면 시일 개스킷은 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The end face seal gasket is in contact with the end surface seal port opening and opposing surfaces of the end face seal opening,
상기 끝면 시일 T형 피팅을 고정하기 위한 체결 수단은 대향하는 표면들과 상기 끝면 시일 개스킷을 통해 끝면 시일 T형 피팅을 상기 끝면 시일 포트 개구에 대해 고정시키고,Fastening means for securing the end seal T-shaped fitting secures the end seal T-shaped fitting to the end seal port opening through opposing surfaces and the end seal gasket,
상기 어댑터는, 담체 기체 공급 입구 개구, 끝면 시일 개구, 끝면 시일 포트 개구 및 상기 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 담체 기체가 소스 화학물질 내로 거품을 내며 흐를 수 있어서 소스 화학물질 증기의 적어도 일부가 상기 담체 기체 내에 혼입되어 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로의 기상 반응물의 유동을 일으키고, 상기 튜브는 담체 기체 공급 입구 개구에 인접한 입구 단부와 하벽 부재에 인접한 출구 단부를 구비하고,The adapter includes a carrier gas supply inlet opening, an end seal opening, an end seal port opening, and a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the internal gas space to the source chemical, through which the carrier gas is introduced. Foaming into the source chemical may flow into the carrier gas such that at least a portion of the source chemical vapor is incorporated into the carrier gas to cause the flow of gaseous reactants into the internal gas space above the fill level, and the tube passes through the carrier gas supply inlet opening. Having an inlet end adjacent to and an outlet end adjacent to the lower wall member,
상기 담체 기체 공급 입구 개구에는 담체 기체 공급 입구 피팅이 부착되고,A carrier gas supply inlet fitting is attached to the carrier gas supply inlet opening,
상기 담체 기체 공급 입구 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The carrier gas supply inlet opening and the carrier gas supply inlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 담체 기체 공급 입구 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the carrier gas supply inlet opening and the opposing surfaces of the carrier gas supply inlet fitting,
상기 담체 기체 공급 입구 피팅을 고정하기 위한 체결 수단은 대향하는 표면 들과 상기 금속 끝면 시일 개스킷을 통해 상기 담체 기체 공급 입구 개구에 대해 담체 기체 공급 입구 피팅을 고정시키며,The fastening means for securing the carrier gas supply inlet fitting secures the carrier gas supply inlet fitting to the carrier gas supply inlet opening via opposing surfaces and the metal end seal gasket,
상기 환형 공간은 상기 튜브의 외벽과 상기 담체 기체 공급 입구 개구, 상기 끝면 시일 개구 및 상기 끝면 시일 포트 개구의 내벽 사이의 공간으로서, 상기 환형 공간을 통해 상기 기상 반응물이 상기 기상 반응물 출구 개구를 통하여 상기 장치로부터 분배될 수 있는, 기상 반응물 분배 장치에 관한 것이다.The annular space is a space between the outer wall of the tube and the carrier gas supply inlet opening, the end face seal opening and the inner wall of the end face seal port opening, through which the gaseous reactant passes through the gas phase reactant outlet opening. A gas phase reactant dispensing apparatus, which may be dispensed from the apparatus.
또한, 본 발명의 일부는 기상 반응물을 증착 챔버로 송출하기 위한 방법이며,In addition, part of the invention is a method for delivering a vapor phase reactant to a deposition chamber,
기상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계로서, 상기 분배 장치는 Providing a gas phase reactant dispensing apparatus, the dispensing apparatus
용기와,Courage,
끝면 시일 T형 피팅과,End seal with T-type fittings,
끝면 시일 개스킷과,With seal gasket at the end,
끝면 시일 T형 피팅을 고정하기 위한 체결 수단과,Fastening means for securing the end seal T-shaped fitting,
어댑터와,With the adapter,
담체 기체 공급 입구 피팅을 고정하기 위한 체결 수단과,Fastening means for securing the carrier gas supply inlet fitting,
환형 공간과,Annular space,
담체 기체 공급 라인과,A carrier gas supply line,
기상 반응물 배출 라인을 포함하고,A gaseous reactant discharge line,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부 재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an internal gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 끝면 시일 포트 개구 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하고,The top wall member has an end face seal port opening and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 끝면 시일 T형 피팅은 끝면 시일 개구, 담체 기체 공급 입구 개구 및 기상 반응물 출구 개구를 구비하고,The end seal T-shaped fitting has an end seal opening, a carrier gas supply inlet opening and a gaseous reactant outlet opening,
상기 끝면 시일 포트 개구는 끝면 시일 개구를 통해 끝면 시일 포트 개구에 연결된 상기 끝면 시일 T형 피팅을 구비하고, 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구는 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The end seal port opening has the end seal T-shaped fitting connected to the end seal port opening through an end seal opening, the end seal port opening and the end seal opening have opposing surfaces, and the opposing surfaces Do not touch each other,
상기 끝면 시일 개스킷은 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The end face seal gasket is in contact with the end surface seal port opening and opposing surfaces of the end face seal opening,
상기 끝면 시일 T형 피팅을 고정하기 위한 체결 수단은 대향하는 표면들과 상기 끝면 시일 개스킷을 통해 끝면 시일 T형 피팅을 상기 끝면 시일 포트 개구에 대해 고정시키고,Fastening means for securing the end seal T-shaped fitting secures the end seal T-shaped fitting to the end seal port opening through opposing surfaces and the end seal gasket,
상기 어댑터는, 담체 기체 공급 입구 개구, 끝면 시일 개구, 끝면 시일 포트 개구 및 상기 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 담체 기체가 소스 화학물질 내로 거품을 내며 흐를 수 있어서 소스 화학물질 증기의 적어도 일부가 상기 담체 기체 내에 혼입되어 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로의 기상 반응물의 유동을 일으키고, 상기 튜브는 담체 기체 공급 입구 개구에 인접한 입구 단부와 하벽 부재에 인접한 출구 단부를 구비하고,The adapter includes a carrier gas supply inlet opening, an end seal opening, an end seal port opening, and a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the internal gas space to the source chemical, through which the carrier gas is introduced. Foaming into the source chemical may flow into the carrier gas such that at least a portion of the source chemical vapor is incorporated into the carrier gas to cause the flow of gaseous reactants into the internal gas space above the fill level, and the tube passes through the carrier gas supply inlet opening. Having an inlet end adjacent to and an outlet end adjacent to the lower wall member,
상기 담체 기체 공급 입구 개구에는 담체 기체 공급 입구 피팅이 부착되고,A carrier gas supply inlet fitting is attached to the carrier gas supply inlet opening,
상기 담체 기체 공급 입구 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The carrier gas supply inlet opening and the carrier gas supply inlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 담체 기체 공급 입구 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the carrier gas supply inlet opening and the opposing surfaces of the carrier gas supply inlet fitting,
상기 담체 기체 공급 입구 피팅을 고정하기 위한 체결 수단은 대향하는 표면들과 상기 금속 끝면 시일 개스킷을 통해 상기 담체 기체 공급 입구 개구에 대해 담체 기체 공급 입구 피팅을 고정시키며,The fastening means for securing the carrier gas supply inlet fitting secures the carrier gas supply inlet fitting to the carrier gas supply inlet opening via opposing surfaces and the metal end seal gasket,
상기 환형 공간은 상기 튜브의 외벽과 상기 담체 기체 공급 입구 개구, 상기 끝면 시일 개구 및 상기 끝면 시일 포트 개구의 내벽 사이의 공간으로서, 상기 환형 공간을 통해 상기 기상 반응물이 상기 기상 반응물 출구 개구를 통하여 상기 장치로부터 분배될 수 있으며,The annular space is a space between the outer wall of the tube and the carrier gas supply inlet opening, the end face seal opening and the inner wall of the end face seal port opening, through which the gaseous reactant passes through the gas phase reactant outlet opening. Can be dispensed from the device,
상기 담체 기체 공급 라인은 담체 기체를 상기 소스 화학물질로 송출하기 위해 담체 기체 공급 입구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 담체 기체 공급 라인을 통한 담체 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 담체 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며,The carrier gas supply line extends outward from the carrier gas supply inlet fitting to deliver carrier gas to the source chemical, and at least one carrier gas flow control valve to control the flow of carrier gas through the carrier gas supply line. Inside,
상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로부터 기상 반응물을 제거하기 위하여 기상 반응물 출구 개구로부터 외부로 연장하고, 상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기상 반응물 배출 라인을 통한 기상 반응물의 유 동을 제어하기 위해 하나 이상의 기상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함하는, 기상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계와,The gaseous reactant discharge line extends outward from the gaseous reactant outlet opening to remove gaseous reactants from the internal gas space above the fill level, and the gaseous reactant discharge line flows through the gaseous reactant discharge line. Providing a gaseous reactant dispensing device, optionally including one or more gaseous reactant flow control valves therein for control;
상기 기상 반응물 분배 장치에 소스 화학물질을 부가하는 단계와,Adding a source chemical to the gas phase reactant distribution device;
기상 반응물을 제공하도록 소스 화학물질을 증발시킬 수 있는 온도로 상기 기상 반응물 분배 장치 내의 소스 화학물질을 가열하는 단계와,Heating the source chemical in the gaseous reactant dispensing device to a temperature capable of evaporating the source chemical to provide a gaseous reactant;
상기 튜브와 상기 담체 기체 공급 라인을 통해 상기 기상 반응물 분배 장치에 담체 기체를 공급하는 단계와,Supplying a carrier gas to the gaseous reactant distribution device through the tube and the carrier gas supply line;
상기 기상 반응물 배출 라인을 통해 상기 기상 반응물 분배 장치로부터 기상 반응물과 담체 기체를 회수하는 단계와,Recovering gaseous reactant and carrier gas from the gaseous reactant distribution device through the gaseous reactant discharge line;
상기 증착 챔버에 기상 반응물과 담체 기체를 공급하는 단계를 포함하는, 기상 반응물을 증착 챔버로 송출하는 방법에 관한 것이다.A method of sending a gaseous reactant to a deposition chamber, comprising supplying a gaseous reactant and a carrier gas to the deposition chamber.
또한, 본 발명의 일부는 액상 반응물 분배 장치에 관한 것으로서, 상기 분배 장치는In addition, part of the invention relates to a liquid phase reactant dispensing apparatus, wherein the dispensing apparatus
용기와,Courage,
끝면 시일 T형 피팅과,End seal with T-type fittings,
끝면 시일 개스킷과,With seal gasket at the end,
끝면 시일 T형 피팅을 고정하기 위한 체결 수단과,Fastening means for securing the end seal T-shaped fitting,
어댑터와,With the adapter,
액상 반응물 출구 피팅을 고정하기 위한 체결 수단과,Fastening means for securing the liquid reactant outlet fitting,
환형 공간을 포함하고,Including annular space,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an internal gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 끝면 시일 포트 개구 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하고,The top wall member has an end face seal port opening and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 끝면 시일 T형 피팅은 끝면 시일 개구, 불활성 기체 공급 입구 개구 및 액상 반응물 출구 개구를 구비하고,The end seal T-shaped fitting has an end seal opening, an inert gas supply inlet opening and a liquid reactant outlet opening,
상기 끝면 시일 포트 개구는 끝면 시일 개구를 통해 끝면 시일 포트 개구에 연결된 상기 끝면 시일 T형 피팅을 구비하고, 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구는 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The end seal port opening has the end seal T-shaped fitting connected to the end seal port opening through an end seal opening, the end seal port opening and the end seal opening have opposing surfaces, and the opposing surfaces Do not touch each other,
상기 끝면 시일 개스킷은 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The end face seal gasket is in contact with the end surface seal port opening and opposing surfaces of the end face seal opening,
상기 끝면 시일 T형 피팅을 고정하기 위한 체결 수단은 대향하는 표면들과 상기 끝면 시일 개스킷을 통해 끝면 시일 T형 피팅을 상기 끝면 시일 포트 개구에 대해 고정시키고,Fastening means for securing the end seal T-shaped fitting secures the end seal T-shaped fitting to the end seal port opening through opposing surfaces and the end seal gasket,
상기 어댑터는, 액상 반응물 출구 개구, 끝면 시일 개구, 끝면 시일 포트 개구 및 상기 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 액상 반응물이 상기 장치로부터 분배될 수 있고, 상기 튜브는 액상 반응물 출구 개구에 인접한 출구 단부와 하벽 부재에 인접한 입구 단부를 구비하고,The adapter includes a liquid end reactant opening, an end seal opening, an end seal port opening, and a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the internal gas space to the source chemical, through which the liquid reactant is formed. Wherein the tube has an outlet end adjacent to the liquid reactant outlet opening and an inlet end adjacent to the bottom wall member,
상기 액상 반응물 출구 개구에는 액상 반응물 출구 피팅이 연결되고,A liquid reactant outlet fitting is connected to the liquid reactant outlet opening,
상기 액상 반응물 출구 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The liquid reactant outlet opening and the liquid reactant outlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 액상 반응물 출구 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the opposing surfaces of the liquid reactant outlet opening and the liquid reactant outlet fitting,
상기 액상 반응물 출구 피팅을 고정하기 위한 체결 수단은 대향하는 표면들과 상기 금속 끝면 시일 개스킷을 통해 상기 액상 반응물 출구 개구에 대해 액상 반응물 출구 피팅을 고정시키며,The fastening means for securing the liquid reactant outlet fitting secures the liquid reactant outlet fitting to the liquid reactant outlet opening via opposing surfaces and the metal end seal gasket,
상기 환형 공간은 상기 튜브의 외벽과 상기 액상 반응물 출구 개구, 상기 끝면 시일 개구 및 상기 끝면 시일 포트 개구의 내벽 사이의 공간으로서, 상기 환형 공간을 통해 불활성 기체가 충진 레벨 위의 내부 기체 공간을 가압하기 위해 불활성 기체 공급 입구 개구를 통해 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 공급될 수 있는, 액상 반응물 분배 장치에 관한 것이다.The annular space is a space between the outer wall of the tube and the liquid reactant outlet opening, the end seal opening and the inner wall of the end seal port opening, through which the inert gas pressurizes an internal gas space above the fill level. To an internal gas space above the fill level through an inert gas feed inlet opening.
또한, 본 발명은 기상 반응물을 증착 챔버로 송출하기 위한 방법이며,In addition, the present invention is a method for sending a vapor phase reactant into a deposition chamber,
액상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계로서, 상기 분배 장치는Providing a liquid phase reagent dispensing apparatus, wherein the dispensing apparatus
용기와,Courage,
끝면 시일 T형 피팅과,End seal with T-type fittings,
끝면 시일 개스킷과,With seal gasket at the end,
끝면 시일 T형 피팅을 고정하기 위한 체결 수단과,Fastening means for securing the end seal T-shaped fitting,
어댑터와,With the adapter,
액상 반응물 출구 피팅을 고정하기 위한 체결 수단과,Fastening means for securing the liquid reactant outlet fitting,
환형 공간과,Annular space,
불활성 기체 공급 라인과,An inert gas supply line,
액상 반응물 배출 라인을 포함하고,A liquid reactant discharge line,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an internal gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 끝면 시일 포트 개구 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하고,The top wall member has an end face seal port opening and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 끝면 시일 T형 피팅은 끝면 시일 개구, 불활성 기체 공급 입구 개구 및 액상 반응물 출구 개구를 구비하고,The end seal T-shaped fitting has an end seal opening, an inert gas supply inlet opening and a liquid reactant outlet opening,
상기 끝면 시일 포트 개구는 끝면 시일 개구를 통해 끝면 시일 포트 개구에 연결된 상기 끝면 시일 T형 피팅을 구비하고, 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구는 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The end seal port opening has the end seal T-shaped fitting connected to the end seal port opening through an end seal opening, the end seal port opening and the end seal opening have opposing surfaces, and the opposing surfaces Do not touch each other,
상기 끝면 시일 개스킷은 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The end face seal gasket is in contact with the end surface seal port opening and opposing surfaces of the end face seal opening,
상기 끝면 시일 T형 피팅을 고정하기 위한 체결 수단은 대향하는 표면들과 상기 끝면 시일 개스킷을 통해 끝면 시일 T형 피팅을 상기 끝면 시일 포트 개구에 대해 고정시키고,Fastening means for securing the end seal T-shaped fitting secures the end seal T-shaped fitting to the end seal port opening through opposing surfaces and the end seal gasket,
상기 어댑터는, 액상 반응물 출구 개구, 끝면 시일 개구, 끝면 시일 포트 개구 및 상기 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 액상 반응물이 상기 장치로부터 분배될 수 있고, 상기 튜브는 액상 반응물 출구 개구에 인접한 출구 단부와 하벽 부재에 인접한 입구 단부를 구비하고,The adapter includes a liquid end reactant opening, an end seal opening, an end seal port opening, and a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the internal gas space to the source chemical, through which the liquid reactant is formed. Wherein the tube has an outlet end adjacent to the liquid reactant outlet opening and an inlet end adjacent to the bottom wall member,
상기 액상 반응물 출구 개구에는 액상 반응물 출구 피팅이 연결되고,A liquid reactant outlet fitting is connected to the liquid reactant outlet opening,
상기 액상 반응물 출구 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The liquid reactant outlet opening and the liquid reactant outlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 액상 반응물 출구 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the opposing surfaces of the liquid reactant outlet opening and the liquid reactant outlet fitting,
상기 액상 반응물 출구 피팅을 고정하기 위한 체결 수단은 대향하는 표면들과 상기 금속 끝면 시일 개스킷을 통해 상기 액상 반응물 출구 개구에 대해 액상 반응물 출구 피팅을 고정시키며,The fastening means for securing the liquid reactant outlet fitting secures the liquid reactant outlet fitting to the liquid reactant outlet opening via opposing surfaces and the metal end seal gasket,
상기 환형 공간은 상기 튜브의 외벽과 상기 액상 반응물 출구 개구, 상기 끝면 시일 개구 및 상기 끝면 시일 포트 개구의 내벽 사이의 공간으로서, 상기 환형 공간을 통해 불활성 기체가 충진 레벨 위의 내부 기체 공간을 가압하기 위해 불활성 기체 공급 입구 개구를 통해 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 공급될 수 있으며,The annular space is a space between the outer wall of the tube and the liquid reactant outlet opening, the end seal opening and the inner wall of the end seal port opening, through which the inert gas pressurizes an internal gas space above the fill level. To the internal gas space above the filling level through an inert gas supply inlet opening,
상기 불활성 기체 공급 라인은 불활성 기체를 상기 충진 레벨 위의 내부 기 체 공간으로 송출하기 위해 불활성 기체 공급 입구 개구로부터 외부로 연장하고, 상기 불활성 기체 공급 라인을 통한 불활성 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 불활성 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며, The inert gas supply line extends outward from the inert gas supply inlet opening to deliver inert gas to the internal gas space above the fill level, and at least one to control the flow of inert gas through the inert gas supply line. An inert gas flow control valve therein;
상기 액상 반응물 배출 라인은 상기 용기로부터 액상 반응물을 제거하기 위하여 액상 반응물 출구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 액상 반응물 배출 라인은 상기 액상 반응물 배출 라인을 통한 액상 반응물의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 액상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함하는, 액상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계와,The liquid reactant discharge line extends outward from the liquid reactant outlet fitting to remove the liquid reactant from the vessel, and the liquid reactant discharge line extends one or more liquid reactants to control the flow of the liquid reactant through the liquid reactant discharge line. Providing a liquid phase reactant dispensing device, optionally including a flow control valve therein;
상기 액상 반응물 분배 장치에 액상 반응물을 부가하는 단계와,Adding a liquid reactant to the liquid reactant distribution device;
액상 반응물을 제공하도록 고체 소스 화학물질을 용해시킬 수 있는 온도로 상기 액상 반응물 분배 장치 내의 고체 소스 화학물질을 선택적으로 가열하는 단계와,Selectively heating the solid source chemical in the liquid reactant distribution device to a temperature capable of dissolving the solid source chemical to provide a liquid reactant;
상기 불활성 기체 공급 라인을 통해 상기 액상 반응물 분배 장치에 불활성 기체를 공급하는 단계와,Supplying an inert gas to the liquid reactant distribution device through the inert gas supply line;
상기 튜브와 상기 액상 반응물 배출 라인을 통해 상기 액상 반응물 분배 장치로부터 액상 반응물을 회수하는 단계와,Recovering a liquid reactant from the liquid reactant distribution device through the tube and the liquid reactant discharge line;
기화 장치를 제공하는 단계로서, 상기 기화 장치는Providing a vaporization device, the vaporization device
용기와,Courage,
담체 기체 공급 라인과,A carrier gas supply line,
기상 반응물 배출 라인을 포함하며,A gaseous reactant discharge line,
상기 용기는 액상 반응물을 기화시키는 내부 용기 구획을 형성하도록 구성되고,The vessel is configured to form an inner vessel compartment for vaporizing the liquid reactant,
상기 액상 반응물 배출 라인은 액상 반응물 분배 장치를 상기 기화 장치에 연결시키며,The liquid reactant discharge line connects a liquid reactant distribution device to the vaporization device,
상기 기화 장치의 일부는 담체 기체 공급 입구 개구를 구비하고, 상기 담체 기체 공급 입구 개구를 통해 담체 기체가 상기 기화 장치로 공급되어 액상 반응물의 증기를 상기 담체 기체 내에 혼입시킴으로써 기상 반응물을 생성할 수 있으며,A portion of the vaporization device has a carrier gas supply inlet opening, through which the carrier gas is supplied to the vaporization device to produce vapor phase reactants by incorporating vapor of a liquid reactant into the carrier gas. ,
상기 기화 장치의 일부는 기상 반응물 출구 개구를 구비하고, 상기 기상 반응물 출구 개구를 통해 상기 기상 반응물이 상기 기화 장치로부터 분배될 수 있으며,A portion of the vaporization device having a gaseous reactant outlet opening through which the gaseous reactant can be dispensed from the vaporization device,
상기 담체 기체 공급 라인은 담체 기체를 상기 기화 장치로 송출하기 위해 기화 장치로부터 외부로 담체 기체 공급 입구 개구로부터 연장하고, 상기 담체 기체 공급 라인을 통한 담체 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 담체 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며, The carrier gas supply line extends from the carrier gas supply inlet opening outwardly from the vaporization device to deliver carrier gas to the vaporization device, and at least one carrier gas flow to control the flow of carrier gas through the carrier gas supply line. Has a control valve inside,
상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기화 장치로부터 상기 증착 챔버로 기상 반응물을 제거하기 위하여 기화 장치로부터 외부로 기상 반응물 출구 개구로부터 연장하고, 상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기상 반응물 배출 라인을 통한 기상 반응물의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 기상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함하는, 기화 장치를 제공하는 단계와,The vapor phase reactant discharge line extends from the vapor phase reactant outward from the vapor phase reactant outlet opening to remove vapor phase reactant from the vaporization device to the deposition chamber, and the vapor phase reactant discharge line flows through the vapor phase reactant discharge line. Providing one or more vapor phase reactant flow control valves therein to selectively control the vaporization apparatus;
상기 기화 장치에 액상 반응물을 공급하는 단계와,Supplying a liquid reactant to the vaporization apparatus;
기상 반응물을 제공하도록 액상 반응물을 증발시킬 수 있는 온도로 상기 기화 장치 내의 액상 반응물을 가열하는 단계와,Heating the liquid reactant in the vaporization apparatus to a temperature capable of evaporating the liquid reactant to provide a gaseous reactant;
상기 담체 기체 공급 라인을 통해 상기 기화 장치에 담체 기체를 공급하는 단계와,Supplying a carrier gas to the vaporization apparatus through the carrier gas supply line;
상기 기상 반응물 배출 라인을 통해 상기 기화 장치로부터 기상 반응물과 담체 기체를 회수하는 단계와,Recovering gaseous reactant and carrier gas from the vaporization apparatus through the gaseous reactant discharge line;
상기 증착 챔버에 기상 반응물과 담체 기체를 공급하는 단계를 포함하는, 기상 반응물을 증착 챔버로 송출하는 방법에 관한 것이다.A method of sending a gaseous reactant to a deposition chamber, comprising supplying a gaseous reactant and a carrier gas to the deposition chamber.
본 발명의 기상 반응물 분배 장치 또는 조립체는 폭 넓게 다양한 공정 시스템에 채용될 수 있는데, 예를 들면, 공급 용기로부터의 기상 반응물은 소스 증기로부터 화학적 기상 증착 챔버 내부의 기판에 재료층을 증착시키기 위해 화학적 기상 증착 챔버로 통과되는 화학적 기상 증착 시스템이 그 중 하나이다.The gaseous reactant distribution device or assembly of the present invention can be employed in a wide variety of process systems, for example, the gaseous reactants from a supply vessel may be chemically deposited to deposit a layer of material from a source vapor onto a substrate inside a chemical vapor deposition chamber. One of them is a chemical vapor deposition system that is passed through a vapor deposition chamber.
본 발명의 기상 또는 액상 반응물 분배 장치 또는 조립체는 세척하기 쉽고, 액체 전구 화학물질의 순도를 유지하며, 액체 또는 고체 전구 화학물질의 사용률을 증가시켜 낭비를 줄인다.The gaseous or liquid reactant dispensing device or assembly of the present invention is easy to clean, maintains the purity of liquid precursor chemicals, and reduces waste by increasing the utilization of liquid or solid precursor chemicals.
본 발명의 다른 태양, 특징 및 실시예 다음의 기재와 첨부된 청구범위으로부터 더욱 자세하게 명백해질 것이다.Other aspects, features and examples of the present invention will become more apparent from the following description and appended claims.
본 발명의 기상 또는 액상 반응물 분배 장치 또는 조립체는 세척하기 쉽고, 액체 전구 화학물질의 순도를 유지하며, 액체 또는 고체 전구 화학물질의 사용률을 증가시켜 낭비를 줄일 수 있다.The gaseous or liquid reactant dispensing device or assembly of the present invention is easy to clean, maintain the purity of liquid precursor chemicals, and reduce waste by increasing the utilization of liquid or solid precursor chemicals.
본 발명은 다른 적용례를 지지하기 위해 요구되는 용기 설계의 수를 감소시킨다. 튜브가 없는 표준 2 포트 용기는, 포트 중 하나와 대응 밸브 사이에 개스킷/튜브 어댑터를 삽입함으로, 튜브[즉, 기체 운반을 위한 버블 튜브(bubbler tube) 또는 액체 운반을 위한 딥 튜브(dip tube)]를 필요로 하는 적용례에 사용 가능한 용기로 대체될 수 있다(도 1 참조). 용기의 전체 높이는 변하지 않는다. 종래 기술과는 대조적으로, 튜브는 용기의 상부에 용접되지 않기 때문에, 개조 및/또는 대체가 필요하다면 제거될 수 있다. 이는 가요성을 증가시키는 결과를 초래한다.The present invention reduces the number of container designs required to support other applications. A standard two port container without a tube inserts a gasket / tube adapter between one of the ports and the corresponding valve, thereby providing a tube (ie a bubble tube for gas delivery or a dip tube for liquid delivery). Can be replaced with a container usable for applications requiring (see FIG. 1). The overall height of the container does not change. In contrast to the prior art, since the tube is not welded to the top of the container, it can be removed if modifications and / or replacements are needed. This results in increased flexibility.
본 발명의 실시예에는, 끝면 시일 포트를 사용하는 용기에 튜브를 추가하는데 필요한 길이를 늘이지는 않는다(즉, 개스킷은 연결부를 밀봉하는데 이미 사용됨). 압축 피팅된 어댑터를 사용하여, 끝면 시일 피팅을 사용하는 포트에 튜브를 추가할 수 있다. 튜브는 압축 피팅을 통해 소정의 길이로 삽입될 수 있으며, 그 후 압축 피팅이 튜브상에 고정된다. 누설 기밀의 관점에서, 압축 피팅은 일반적으로, (제거 가능한) 끝면 시일로 또는 (제거 불가능한) 용접으로 두 개의 부품을 결합하는 것보다는 덜 바람직하다. 용접되는 튜브를 갖는 대향 끝면 시일 부품을 사용하여, 끝면 시일 피팅을 사용하는 포트에 튜브를 추가할 수 있으며, 상기 튜브는 포트에 대향하는 성(수형 또는 암형)을 갖는다. 전술된 관점으로부터, 본 발명은 보편적인 것이며 (즉, 개스킷/튜브 어댑터는 수형 또는 암형인 끝면 시일 포트와 함께 작동할 것임), 피팅에 튜브를 용접하는 것보다 바람직하다.In embodiments of the present invention, the length needed to add a tube to a container using an end seal port is not extended (ie the gasket is already used to seal the connection). With compression-fitted adapters, tubes can be added to ports using end seal fittings. The tube may be inserted to a predetermined length through the compression fitting, after which the compression fitting is fixed on the tube. In terms of leak tightness, compression fittings are generally less desirable than joining two parts with a (removable) end seal or (nonremovable) welding. Using opposite end seal parts with tubes to be welded, it is possible to add a tube to a port using an end seal fitting, the tube having a castle (male or female) opposite the port. In view of the foregoing, the present invention is universal (ie, the gasket / tube adapter will work with male or female end seal ports), and is preferred over welding tubes to fittings.
본 발명은, 개스킷/튜브 어댑터의 표준 세트의 사용을 허용함으로 튜브를 추가하는 것을 단순화한다. 개스킷/튜브 어댑터는, 개조 처리와 합쳐지는 오염물(예를 들어, 기계 작동 또는 용접으로부터의 입자)에 용기를 노출시키지 않고 개조될 수 있다. 튜브의 길이는 짧게 절단함으로 또는 연장함으로 용이하게 변경될 수 있다. 개스킷/튜브 어댑터는 용기와 독립적으로 누설 검사될 수 있다. 용기에 바로 용접된 딥 튜브의 접합부에서의 누설은, 개스킷/튜브 어댑터와 비교하여 수리 비용이 더 고가일 것이다[즉, 엠푸울(ampoule)의 값은 개스킷/튜브 어댑터보다 훨씬 고가임].The present invention simplifies adding tubes by allowing the use of a standard set of gasket / tube adapters. The gasket / tube adapter can be retrofitted without exposing the vessel to contaminants (eg, particles from machine operation or welding) that are combined with the retrofit process. The length of the tube can be easily changed by short cutting or extension. The gasket / tube adapter can be leak tested independently of the container. Leakage at the junction of the dip tube directly welded to the container will be more expensive to repair compared to the gasket / tube adapter (ie, the value of the ampoule is much more expensive than the gasket / tube adapter).
본 발명의 다양한 개조 및 변경은, 엠푸울 및 어댑터용 구조물의 상이한 재료(예를 들어, 구리, 스테인리스 강, 알루미늄, 니켈, 테플론 등)의 사용; 어댑터 형성에 있어서 튜브에 개스킷을 결합하는데 사용되는 상이한 방법(예를 들어, 용접, 기계 작동, 수축, 피팅 등); (예를 들어, 평평하거나 또는 윤곽진) 상이한 끝면 시일 개스킷 스타일 및 상이한 제조업자[예를 들어, 파커(Parker), 하이-테크(Hy Tech), 스웨즈락(Swagelok), 후지킨(Fujikin) 등]의 사용; 상이한 크기[예를 들어, 1/8 인치(0.318 cm), 1/4 인치(0.635 cm), 1/2 인치 (1.27 cm)등]의 개스킷 및 튜브의 사용; 다양화될 수 있는 튜브의 길이; 길이를 따라 선택적으로 홀을 가질 수 있는 튜브; 길이에 따라 변경될 수 있는 (즉, 일정하지 않은 단면의) 튜브를 포함한다.Various modifications and variations of the present invention include the use of different materials (eg, copper, stainless steel, aluminum, nickel, Teflon, etc.) of structures for empoules and adapters; Different methods used to join gaskets to tubes in adapter formation (eg, welding, machine operation, shrinkage, fittings, etc.); Different end face seal gasket styles (e.g., flat or contoured) and different manufacturers (e.g., Parker, Hi-Tech, Swagelok, Fujikin, etc. ]; The use of gaskets and tubes of different sizes (eg, 1/8 inch (0.318 cm), 1/4 inch (0.635 cm), 1/2 inch (1.27 cm), etc.); Length of tube that can be varied; A tube that may optionally have holes along its length; It includes tubes that can vary in length (ie, of non-uniform cross section).
도 1을 참조하여 전술된 바와 같이, 본 발명의 일부는 기상 반응물 분배 장치에 관한 것이며,As described above with reference to FIG. 1, some of the present invention relates to a gaseous reactant distribution device,
용기와,Courage,
어댑터와,With the adapter,
체결 수단을 포함하고,A fastening means,
상기 용기는 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함한 용기로서,The vessel comprising an upper wall member, a side wall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment for maintaining source chemical at a fill level and to further form an inner gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 제1 끝면 시일 포트 개구, 제2 끝면 시일 포트 개구, 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하며,The top wall member having a first end face seal port opening, a second end face seal port opening, and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 제1 끝면 시일 포트 개구에는 담체 기체 공급 입구 피팅이 연결되는 용기와,A container to which the carrier gas supply inlet fitting is connected, the first end seal port opening;
상기 어댑터는 제1 끝면 시일 포트 개구 및 상기 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 담체 기체가 소스 화학물질 내로 거품을 내며 흐를 수 있어서 소스 화학물질 증기의 적어도 일부가 상기 담체 기체 내에 혼입되어 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로의 기상 반응물의 유동을 일으키고, 상기 튜브는 제1 끝면 시일 포트 개구에 인접한 입구 단부와 하벽 부재에 인접한 출구 단부를 구비하며,The adapter includes a first end seal port opening and a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the internal gas space to the source chemical, through which the carrier gas can bubble into the source chemical. At least a portion of the source chemical vapor is incorporated into the carrier gas to cause a flow of gaseous reactants into the interior gas space above the fill level, the tube being adjacent to the inlet end and the bottom wall member adjacent the first end seal port opening. Having an outlet end,
상기 제1 끝면 시일 포트 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The first end seal port opening and the carrier gas supply inlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 제1 끝면 시일 포트 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the first end seal port opening and opposing surfaces of the carrier gas supply inlet fitting,
상기 체결 수단은 상기 금속 끝면 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 제1 끝면 시일 포트 개구에 대해 담체 기체 공급 입구 피팅을 고정시키며,The fastening means secures the carrier gas supply inlet fitting to the first end face seal port opening through the metal end face seal gasket and the opposing surfaces,
상기 제2 끝면 시일 포트 개구에는 기상 반응물 출구 피팅이 연결되고, 상기 기상 반응물 출구 피팅을 통해 상기 기상 반응물이 상기 장치로부터 분배 가능한, 기상 반응물 분배 장치에 관한 것이다.And a gaseous reactant outlet fitting connected to the second end face seal port opening, wherein the gaseous reactant can be dispensed from the device via the gaseous reactant outlet fitting.
또한, 기상 반응물 분배 장치는In addition, the gas phase reactant distribution device
담체 기체 공급 라인과,A carrier gas supply line,
기상 반응물 배출 라인을 포함하고,A gaseous reactant discharge line,
상기 담체 기체 공급 라인은 담체 기체를 상기 소스 화학물질로 송출하기 위해 담체 기체 공급 입구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 담체 기체 공급 라인을 통한 담체 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 담체 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며,The carrier gas supply line extends outward from the carrier gas supply inlet fitting to deliver carrier gas to the source chemical, and at least one carrier gas flow control valve to control the flow of carrier gas through the carrier gas supply line. Inside,
상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로부터 기상 반응물을 제거하기 위하여 기상 반응물 출구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기상 반응물 배출 라인을 통한 기상 반응물의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 기상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함한다.The gaseous reactant discharge line extends outward from the gaseous reactant outlet fitting to remove gaseous reactants from the internal gas space above the fill level, and the gaseous reactant discharge line controls the flow of gaseous reactants through the gaseous reactant discharge line. Optionally includes one or more gas phase reactant flow control valves therein for the purpose.
또한, 기상 반응물 분배 장치는 기상 송출 증착 시스템과 유동 연통하는 기상 반응물에 기상 반응물 배출 라인을 포함하며, 상기 증착 시스템은 화학적 기상 증착 시스템 또는 원자층 증착 시스템으로부터 선택된다.The gas phase reactant distribution device also includes a gaseous reactant discharge line in the gaseous reactant in flow communication with the vapor delivery deposition system, wherein the deposition system is selected from chemical vapor deposition systems or atomic layer deposition systems.
또한, 도 1을 참조하여 전술된 바와 같이, 본 발명은 액상 반응물 분배 장치에 관한 것이며,In addition, as described above with reference to FIG. 1, the present invention relates to a liquid phase reactant distribution device,
용기와,Courage,
어댑터와,With the adapter,
체결 수단을 포함하고,Including fastening means,
상기 용기는 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an internal gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 제1 끝면 시일 포트 개구, 제2 끝면 시일 포트 개구, 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하며,The top wall member having a first end face seal port opening, a second end face seal port opening, and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 제1 끝면 시일 포트 개구에는 불활성 기체 공급 입구 피팅이 연결되고, 상기 제1 끝면 시일 포트 개구를 통해 불활성 기체가 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 공급되어 충진 레벨 위의 내부 기체 공간을 가압할 수 있으며,An inert gas supply inlet fitting is connected to the first end seal port opening and an inert gas is supplied into the internal gas space above the fill level through the first end seal port opening to pressurize the internal gas space above the fill level. And
상기 제2 끝면 시일 포트 개구에는 액상 반응물 출구 피팅이 연결되고,A liquid reactant outlet fitting is connected to the second end seal port opening;
상기 어댑터는, 제2 끝면 시일 포트 개구 및 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해, 액상 반응물이 상기 장치로부터 분배될 수 있으며, 상기 튜브는 제2 끝면 시일 포트 개구에 인접한 출구 단부 및 하벽 부재에 인접한 입구 단부를 구비하며,The adapter includes a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the second end seal port opening and the internal gas space to the source chemical, through which the liquid reactant can be dispensed from the device, The tube having an outlet end adjacent the second end face seal port opening and an inlet end adjacent the bottom wall member,
상기 제2 끝면 시일 포트 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The second end seal port opening and the liquid reactant outlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 제2 끝면 시일 포트 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the second end seal port opening and opposing surfaces of the liquid reactant outlet fitting,
상기 체결 수단은 상기 금속 끝면 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 제2 끝면 시일 포트 개구에 대해 액상 반응물 출구 피팅을 고정시키는, 액상 반응물 분배 장치에 관한 것이다.The fastening means relates to a liquid reactant dispensing device which secures a liquid reactant outlet fitting to the second end seal port opening through the metal end face seal gasket and opposing surfaces.
또한, 액상 반응물 분배 장치는,In addition, the liquid reactant distribution device,
불활성 기체 공급 라인과,An inert gas supply line,
액상 반응물 배출 라인을 포함하고,A liquid reactant discharge line,
상기 불활성 기체 공급 라인은 불활성 기체를 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 송출하기 위해 불활성 기체 공급 입구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 불활성 기체 공급 라인을 통한 불활성 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 불활성 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며,The inert gas supply line extends outward from the inert gas supply inlet fitting to deliver an inert gas to the internal gas space above the fill level and at least one inert to control the flow of inert gas through the inert gas supply line. It includes a gas flow control valve therein,
상기 액상 반응물 배출 라인은 상기 용기로부터 액상 반응물을 제거하기 위하여 액상 반응물 출구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 액상 반응물 배출 라인은 상기 액상 반응물 배출 라인을 통한 액상 반응물의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 액상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함한다.The liquid reactant discharge line extends outward from the liquid reactant outlet fitting to remove the liquid reactant from the vessel, and the liquid reactant discharge line extends one or more liquid reactants to control the flow of the liquid reactant through the liquid reactant discharge line. Optionally include a flow control valve therein.
또한 액상 반응물 분배 장치는 기화 장치와 액상 반응물 유동 연통하는 액상 반응물 배출 라인을 포함하며, 상기 기화 장치는 기상 송출 증착 시스템과 기상 반응물 유동 연통하며, 상기 증착 시스템은 화학적 기상 증착 시스템 및 원자층 증착 시스템으로부터 선택된다.The liquid phase reactant distribution device also includes a liquid reactant discharge line in fluid communication with the vaporization device, the vaporization device in flow communication with the vapor delivery deposition system, wherein the deposition system is a chemical vapor deposition system and an atomic layer deposition system. Is selected from.
용기 또는 엠푸울은 통상적으로 스테인리스 강로, 예를 들어 316L로 가공되며, 전구물질 액체 또는 고체 소스 화학물질의 오염을 막기 위해 전기 폴리싱 된다. 어댑터 역시 통상적으로 스테인리스 강로 가공된다. 커버 또는 상벽 부재는 세척 및 재사용을 용이하게 하기 위해 선택적으로 제거될 수 있다. 용기는 원통형 형상의 측벽 부재 또는 비 원통형 형상을 형성하는 측벽 부재를 포함할 수 있다.The vessel or empoul is typically processed into stainless steel, for example 316L, and is electropolished to prevent contamination of precursor liquid or solid source chemicals. Adapters are also typically machined from stainless steel. The cover or top wall member may optionally be removed to facilitate cleaning and reuse. The container may include a cylindrically shaped sidewall member or a sidewall member forming a non-cylindrical shape.
체결 수단은 대향하는 표면들을 통한 제1 끝면 시일 포트 개구 및 어댑터의 금속 끝면 시일 개스킷에 담체 기체 공급 입구 피팅을 고정하도록 사용된다. 적절한 체결 수단은 예를 들어, 수형 너트 또는 바디 헥스(hex)와 암형 너트의 결합을 포함한다.The fastening means is used to secure the carrier gas supply inlet fitting to the first end seal port opening through the opposing surfaces and the metal end seal gasket of the adapter. Suitable fastening means include, for example, the engagement of a male nut or body hex with a female nut.
체결 수단은 대향하는 표면들을 통한 제2 끝면 시일 포트 개구 및 어댑터의 금속 끝면 시일 개스킷에 액상 반응물 출구 피팅을 고정하도록 사용된다. 적절한 체결 수단은 예를 들어, 수형 너트 또는 바디 헥스와 암형 너트의 결합을 포함한다.The fastening means is used to secure the liquid reactant outlet fitting to the second end seal port opening through the opposing surfaces and the metal end seal gasket of the adapter. Suitable fastening means include, for example, the engagement of a male nut or body hex with a female nut.
본 발명의 실시예에서, 개스킷/튜브 조립체(즉, 어댑터)는 합체된 용기 및/또는 배관을 통해 유체의 유동 패턴에 영향을 준다. 기체 또는 액체의 유동 패턴의 방향 조정력은, 박막 필름을 증착하기 위한 전구물질의 운반에 사용되어 왔다. 용기는 전구물질과 반응하지 않는 재료를 사용하여 제조되어야 한다. 전술된 바와 같이, 스테인리스 강은 전구물질의 용기를 구성하기 위한 재료로서 통상적으로 선택된다. 개스킷 튜브 조립체는 유사한 재료(예를 들어, 스테인리스 강 또는 니켈)로 구성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the gasket / tube assembly (ie, the adapter) affects the flow pattern of the fluid through the combined vessel and / or tubing. Orientation of the flow pattern of the gas or liquid has been used to transport precursors for depositing thin films. Containers should be made using materials that do not react with the precursors. As mentioned above, stainless steel is typically selected as the material for constructing the container of the precursor. The gasket tube assembly may be constructed of similar material (eg, stainless steel or nickel).
본 발명은 반응물(기상 및/또는 액상)의 유동 패턴을 반응 용기로 방향 조정하는데 사용될 수도 있다. 이러한 예시는 박막 필름 증착을 위해 사용되는 반응물의 동시 주입에 사용된다. 기질면에 접촉하기 바로 전까지 기상 반응할 수 있는 반응물의 분리는, 입자 형성의 가능성을 감소시키고 필름 증착률을 증가시킬 수 있다.The invention may also be used to redirect the flow pattern of reactants (gas and / or liquid) to the reaction vessel. This example is used for the simultaneous injection of reactants used for thin film deposition. Separation of reactants that can be gas phase reacted just before contacting the substrate surface can reduce the likelihood of particle formation and increase film deposition rate.
본 발명의 실시예에서, 개스킷/튜브 어댑터는 미리 제조되어 원하는 포트에 삽입된다. 그 후 끝면 시일 연결부는 (예를 들어, 수형 너트 및 암형 너트를 사용하여 연결부를 긴밀하게 함으로) 통상의 방식으로 밀봉될 것이다. 예로서, 끝면 시일 연결부로는 VCR 부품(예를 들어, 스웨즈락)이 있지만 다른 종류가 사용될 수도 있다.In an embodiment of the invention, the gasket / tube adapter is prefabricated and inserted into the desired port. The end face seal connection will then be sealed in a conventional manner (eg, by tightening the connection using a male nut and a female nut). By way of example, there are VCR components (eg, Swagelok) as the end seal connections, but other types may be used.
전술된 바와 같이, 도4는 개스킷/튜브 조립체 없이 금속 개스킷 끝면 시일 연결부(150)를 조립하는데 사용될 수 있는 부품의 단면도이다(스웨즈락 카탈로그 MS-01-24 참조). 금속 개스킷(120)은 시일 끝면 피팅(예를 들어, 스웨즈락의 VCR)에 사용된다. 이는 중심에 홀을 갖는 디스크이다. 도면 부호 121은 밀봉시 끝면 시일 피팅(100)의 비드(101)와 접촉하는 금속 개스킷(120)의 표면이다. 도면 부호 122는 밀봉시 끝면 시일 피팅(110)의 비드(111)와 접촉하는 금속 개스킷(120)의 표면이다. 도면 부호 100은 끝면 시일 피팅(110)에 연결하기 위해 금속 개스킷(120)을 사용하는 끝면 시일 피팅(예를 들어, 스웨즈락의 VCR)이다. 도면 부호 101은 금속 개스킷(120)의 표면(121)을 갖춘 끝면 시일 피팅(100)의 시일면을 형성하는 비드이다. 도면 부호 102는 처리 유체(액체 또는 기체)와 접촉하는 끝면 시일 피 팅(100)의 내면이다. 도면 부호 103은 시일링 비드(101)에 대향하는, 끝면 시일 피팅(100)의 단부이다. 끝면 시일 피팅(100)의 단부(103)는 다른 처리 부품(예를 들어, 튜브, 밸브, 용기 등)에 결합된다(예를 들어, 용접된다). 압력 구배에 따라, 유체는 단부(103)를 통해 끝면 시일 피팅(100)에 유입되거나 또는 이로부터 유출된다.As discussed above, FIG. 4 is a cross-sectional view of a part that may be used to assemble a metal gasket end face
끝면 시일 피팅(110)은 끝면 시일 피팅(100)에 연결하기 위해 금속 개스킷(120)을 사용한다. 비드(111)는 금속 개스킷(120)의 표면(122)을 갖춘 끝면 시일 피팅(110)의 시일면을 형성한다. 도면 부호 112는 처리 유체(액체 또는 기체)와 접촉하는 끝면 시일 피팅(110)의 내면이다. 도면 부호 113은 시일링 비드(111)와 대향하는, 끝면 시일 피팅(110)의 단부이다. 끝면 시일 피팅(110)의 단부(113)는 다른 처리 부품(예를 들어, 튜브, 밸브, 용기 등)에 결합된다(예를 들어, 용접된다). 압력 구배에 따라, 유체는 단부(113)를 통해 끝면 시일 피팅(110)에 유입되거나 또는 이로부터 유출된다. 수형 너트(130)는 조립된 연결부(150)를 형성하기 위해 암형 너트(140)에 대항하여 긴밀화된다.End seal fitting 110 uses
전술된 바와 같이, 도5는 본 발명에 사용되는 개스킷/튜브 어댑터를 사용하여 금속 개스킷 끝면 시일 연결부를 조립하는데 사용될 수 있는 부품의 단면도이다. 금속 개스킷/튜브 어댑터(220)는 튜브에 결합되는 금속 개스킷으로 구성된다. 도면 부호 221은 밀봉시 끝면 시일 피팅(200)의 비드(201)와 접촉하는 개스킷/튜브 어댑터(220)의 표면이다. 도면 부호 222는 밀봉시 끝면 시일 피팅(210)의 비드(211)와 접촉하는 개스킷/튜브 어댑터(220)의 표면이다. 도면 부호 223는 처리 유체(액체 또는 기체)와 접촉하는 개스킷/튜브 어댑터(220)의 내면이다. 도면 부호 224는, 표면(221, 222)이 비드(201, 211)와 각각 접촉하는 단부에 대향하는, 개스킷/튜브 어댑터(220)의 단부이다. 끝면 시일 피팅(200)(예를 들어, 스웨즈락의 VCR)은 끝면 시일 피팅(210)과 연결하기 위해 금속 개스킷/튜브 어댑터(220)를 사용한다. 비드(201)는 개스킷/튜브 어댑터(220)의 표면(221)을 갖춘 끝면 시일 피팅(200)의 시일링 면을 형성한다. 도면 부호 202는 처리 유체(액체 또는 기체)와 접촉하는 끝면 시일 피팅(200)의 내면이다.As discussed above, Figure 5 is a cross-sectional view of a part that can be used to assemble a metal gasket end face seal connection using a gasket / tube adapter used in the present invention. Metal gasket /
도면 부호 203은 시일링 비드(201)와 대향하는, 끝면 시일 피팅(200)의 단부이다. 끝면 시일 피팅(200)의 단부(203)는 다른 처리 부품(예를 들어, 튜브, 밸브, 용기 등)에 결합된다(예를 들어, 용접된다). 압력 구배에 따라, 유체는 단부(203)를 통해 끝면 시일 피팅(200)에 유입되거나 또는 이로부터 유출된다.
끝면 시일 피팅(210)은 끝면 시일 피팅(200)과 연결하기 위해 금속 개스킷/튜브 어댑터(220)를 사용한다. 비드(211)는 개스킷/튜브 어댑터(220)의 표면(222)을 갖춘 끝면 시일 피팅(210)의 시일링 면을 형성한다. 도면 부호 212는 처리 유체(액체 또는 기체)와 접촉하는 끝면 시일 피팅(200)의 내면이다. 도면 부호 213은 시일링 비드(211)와 대향하는, 끝면 시일 피팅(210)의 단부이다. 끝면 시일 피팅(210)의 단부(213)는 다른 처리 부품(예를 들어, 튜브, 밸브, 용기 등)에 결합된다(예를 들어, 용접된다). 연결부는 개스킷/튜브 어댑터(220)를 사용하여 제조되기 때문에, 유체는 단부(213)를 통해 유동하지 않는다. 대신, 유체는 개스킷/튜브 어댑터(220)의 단부(224)를 통해 유동 진행된다. 수형 너트(230)는 조립된 연결 부(250)를 형성하기 위해 암형 너트(240)에 대항하여 긴밀화된다. 연결부(250)를 조립할 때, 유체는 끝면 시일 피팅(210)의 단부(213)를 통하여 유동하지 않는다. 단부(203)를 통해 끝면 시일 피팅(200)으로 유입 또는 이로부터 유출되는 유체는 단부(224)를 통해 개스킷/튜브 어댑터(220)로 유입 또는 이로부터 유출된다. End seal fitting 210 uses a metal gasket /
도 6은 조립체(150, 250)를 통한 유동 통로의 예를 도시한다. 도 6의 화살표는 유체 유동의 방향 및 통로를 나타낸다. 조립체(250) 내의 개스킷/튜브 어댑터(220)의 사용 때문에, 조립체(250) 내의 유체 유동의 통로는 조립체(150) 내에서와는 상이하다.6 shows an example of a flow passage through
엠푸울은 화학물질이 단부 사용 장비로 송출되게 허용하는 입구 및 출구 밸브를 포함할 수 있다. 선택적인 엠푸울 장비는 엠푸울이 거의 비어 있을 때를 결정하기 위해 소스 화학물질 레벨 센서 및 충진 포트를 포함한다. 용기 내의 재료는, 증기를 빼내기 위해, 낮은 증기압에서는 진공으로 또는 불활성 기체를 사용하여 운반된다. 재료는, 딥 튜브를 통한 액체로서 단부 사용 장비로 교호적으로 송출될 수 있으며, 단부 사용 장비는 필요할 때 증기화되거나 분배될 수 있다.The empoules may include inlet and outlet valves that allow chemicals to be sent to end use equipment. Optional empoul equipment includes a source chemical level sensor and a fill port to determine when the empoule is nearly empty. The material in the vessel is conveyed at low vapor pressure in vacuum or using an inert gas to withdraw the vapor. The material can be alternately delivered to the end use equipment as liquid through the dip tube, and the end use equipment can be vaporized or dispensed as needed.
온도 센서는 균일한 열 전도를 보장하기 위해 엠푸울에 포함되는 것이 바람직하다. 소스 화학물질 레벨 센서는, 소스 화학물질의 유효한 사용을 보장하기 위해 엠푸울에 포함되는 것이 바람직하다. 밸브 및 소스 화학물질 레벨 센서는 깨끗한 누설 방지 시일을 보장하기 위해, 끝면 시일 연결부를 통해 부착된다. 일단 무균실에서 조립되면, 엠푸울은 헬륨 누설 감지기로 검사되는 누설 및 흡착된 물을 제거하도록 조정된다. 엠푸울은 대기보다 약간 높은, 적은 양의 토르 압력에서 사 용되도록 설계된다.The temperature sensor is preferably included in the empoule to ensure uniform thermal conduction. The source chemical level sensor is preferably included in the empoule to ensure effective use of the source chemical. Valve and source chemical level sensors are attached through the end seal connection to ensure a clean, leak proof seal. Once assembled in the sterile chamber, the empoules are adjusted to remove leaks and adsorbed water which are inspected with a helium leak detector. Empoul is designed to be used at low torque pressures, slightly higher than the atmosphere.
본 발명의 실시예에서, 온도 센서는 상벽 부재의 일부를 통해 용기의 상부 단부 외부로부터 대체로 수직 하향하여 용기의 내부 공간으로 연장하며, 온도 센서의 하부 단부는 하벽 표면의 비간섭 인접부에 위치된다. 소스 화학물질 레벨 센서는 상벽 부재의 일부를 통해 용기의 상부 단부 외부로부터 대체로 수직 하향하여 용기의 내부 공간으로 연장하며, 소스 화학물질 레벨 센서의 하부 단부는 하벽 표면의 비간섭 인접부에 위치된다. 온도 센서는 용기의 소스 화학물질의 온도를 결정하기 위해 용기에 작동식으로 배치되며, 소스 화학물질 레벨 센서는 용기의 소스 화학제품의 레벨을 결정하기 위해 용기에 작동식으로 배치되고, 온도 센서 및 소스 화학물질 레벨 센서는 용기 내에서 서로에 대한 비간섭 인접부에 위치되며, 온도 센서의 하부 단부는 소스 화학물질 레벨 센서의 하부 단부에 대해 용기의 표면과 동일하거나 또는 거의 인접한 곳에 위치되며, 온도 센서 및 소스 화학물질 레벨 센서는 용기 내에서 유동 연통하는 소스 화학제품 내에 위치된다. 소스 화학물질 레벨 센서는 초음파 센서, 광학 센서, 용량성 센서(capacitive sensor) 및 플로트형 센서(float-type sensor)로부터 선택되며, 상기 온도 센서는 써모웰(thermowell) 및 써모커플(thermocouple)을 포함한다.In an embodiment of the invention, the temperature sensor extends generally vertically downward from the outside of the upper end of the vessel through a portion of the upper wall member and into the interior space of the vessel, the lower end of the temperature sensor being located in the non-interfering vicinity of the lower wall surface. . The source chemical level sensor extends generally vertically downward from the outside of the upper end of the vessel through a portion of the top wall member to the interior space of the vessel, and the lower end of the source chemical level sensor is located in the non-interfering vicinity of the bottom wall surface. The temperature sensor is operatively placed in the vessel to determine the temperature of the source chemical of the vessel, the source chemical level sensor is operatively placed in the vessel to determine the level of the source chemical of the vessel, the temperature sensor and The source chemical level sensor is located in non-interfering proximity to each other in the vessel, and the lower end of the temperature sensor is located at or near the surface of the vessel relative to the lower end of the source chemical level sensor, Sensors and source chemical level sensors are located in source chemicals in flow communication within the vessel. The source chemical level sensor is selected from an ultrasonic sensor, an optical sensor, a capacitive sensor, and a float-type sensor, the temperature sensor including a thermowell and a thermocouple. do.
본 발명의 실시예에서, 하벽 부재는 섬프 공동(sump cavity)를 제공하고, 상기 섬프 공동의 하단부에는 온도 센서, 소스 화학물질 레벨 센서, 딥 튜브 및/또는 버블 튜브가 배치될 수 있다. 이런 구조는 소스 화학물질을 선택적으로 분배하도록 사용될 시에 이용되는 최초 공급된 액체 또는 고체 소스 화학물질의 높은 체적 백분율을 허용할 수 있다. 예를 들면 95 체적% 이상, 바람직하게는 98 체적% 이상을 허용할 수 있다. 또한, 이런 구조는 분배된 소스 화학물질이 사용되는 공정과, 분배 시스템과, 소스 화학물질 공급원의 경제성을 향상시킬 수 있다.In an embodiment of the present invention, the bottom wall member provides a sump cavity, and at the bottom of the sump cavity, a temperature sensor, a source chemical level sensor, a dip tube and / or a bubble tube may be disposed. Such a structure may allow a high volume percentage of the initially supplied liquid or solid source chemicals used when used to selectively distribute the source chemicals. For example, 95 volume% or more, preferably 98 volume% or more can be tolerated. In addition, this structure can improve the economics of the process in which the dispensed source chemicals are used, the distribution system, and the source chemical source.
본 발명은 소스 화학물질 레벨 센서가 내용물의 소진을 나타낼 때 엠푸울 또는 버블러에 반도체용 전구물질 화학물질의 최소량이 잔존하는 것을 가능하게 한다. 이는 반도체용 전구물질의 복잡성 및 비용이 증가함에 따라 매우 중요하다. 비용을 최소화하기 위해, 반도체 제조업자들은 전구물질의 소모를 가능한 최소화하기를 희망한다. 또한, 본 발명에서는 온도 센서가 소스 화학물질 레벨 센서와 마찬가지로 리세스형 섬프 공동에 위치한다. 이는 소스 화학물질 레벨 센서가 전구물질의 존재를 나타내는 동안, 소스 화학물질 반도체용 전구물질의 실제 온도의 판독을 보장한다. 이는 안전성 측면에서 중요하다. 온도 센서가 반도체용 전구물질의 외부에 있다면, 가열 장치로 잘못된 낮은 온도 신호를 전송할 것이다. 이는 엠푸울에 과열을 야기할 수 있고, 이로 인해 반도체용 전구물질의 분해 및 불안전한 상황을 발생시킬 수 있다.The present invention enables the minimum amount of precursor chemical for semiconductors to remain in the empoule or bubbler when the source chemical level sensor indicates exhaustion of the contents. This is very important as the complexity and cost of precursors for semiconductors increases. To minimize costs, semiconductor manufacturers hope to minimize the consumption of precursors as much as possible. Also, in the present invention, the temperature sensor is located in the recessed sump cavity as well as the source chemical level sensor. This ensures the reading of the actual temperature of the precursor for the source chemical semiconductor while the source chemical level sensor indicates the presence of the precursor. This is important in terms of safety. If the temperature sensor is outside the semiconductor precursor, it will send a false low temperature signal to the heating device. This can cause overheating of the empoules, which can lead to decomposition and instability of precursors for semiconductors.
용기 또는 엠푸울을 다시 참조하면, 용기에는 소스 화학물질 레벨 센서가 구비될 수 있고, 상기 레벨 센서는 용기 외부의 상부로부터 용기의 상벽 부재의 비중심적 위치부를 통해, 용기의 섬프 공동의 표면에 근접하여 바닥 부재에 비중심적으로 위치하는 하단부로 하향 연장됨에 따라, 소스 화학물질이 용기에 함유된 경우 적어도 95%의 소스 화학 반응물의 이용을 가능하게 한다. 소스 화학물질 레벨 센서의 상부는 소스 화학물질 레벨 센서링 신호 전달 라인에 의해 중앙 처리 유닛에 연결될 수 있고, 이에 의해 시스템이 작동하는 동안 감지된 소스 화학물질 레벨 신호를 소스 화학물질 레벨 센서로부터 중앙 처리 유닛으로 전달할 수 있다. Referring back to the vessel or empoule, the vessel may be equipped with a source chemical level sensor, which is close to the surface of the sump cavity of the vessel from the top outside the vessel, through the non-central position of the top wall member of the vessel. Thereby extending downward to a lower end non-centrically located in the bottom member, thereby enabling the use of at least 95% of the source chemical reactant when the source chemical is contained in the vessel. The top of the source chemical level sensor can be connected to the central processing unit by a source chemical level sensor signaling line, thereby centralizing the source chemical level signal sensed during operation of the system from the source chemical level sensor. Can be delivered to the unit.
이와 동시에, 용기에는 온도 센서, 즉 써모웰 및 써모커플이 구비될 수 있고, 상기 써모웰 및 써모커플은 용기 외부의 상부로부터 용기의 상부벽 부재의 중앙에 위치된 부분을 하향 관통하여, 용기의 섬프 공동의 표면에 아주 근접하여 하부벽 부재의 중앙에 위치된 하단부로 연장된다. 온도 센서의 상부는 온도 센서링 신호 전달 라인에 의해 중앙 처리 유닛에 연결될 수 있고, 이에 의해 시스템이 작동하는 동안 감지된 온도 신호를 온도 센서로부터 중앙 처리 유닛으로 전달할 수 있다. At the same time, the vessel may be equipped with temperature sensors, i.e. thermowells and thermocouples, the thermowells and thermocouples penetrating downward from the top of the vessel outside the center located in the upper wall member of the vessel, It extends very close to the surface of the sump cavity to a lower end located in the center of the bottom wall member. The top of the temperature sensor may be connected to the central processing unit by a temperature sensing signal transmission line, thereby transferring the sensed temperature signal from the temperature sensor to the central processing unit while the system is operating.
마이크로프로세서, 컴퓨터 또는 다른 적절한 제어 수단을 포함할 수 있는 중앙 처리 유닛은 제어 신호 전달 라인에 의해(예를 들면, 적절한 밸브 액츄에이터 요소를 통해) 유동 제어 밸브에 연결될 수도 있고, 이에 의해 유동 제어 밸브를 선택적으로 조절하고 용기를 향한 담체 기체의 유동을 제어할 수 있다. 또한, 중앙 처리 유닛은 제어 신호 전달 라인에 의해(예를 들면, 적절한 밸브 액츄에이터 요소를 통해) 제2 유동 제어 밸브에 연결될 수 있고, 이에 의해 유동 제어 밸브를 선택적으로 조절하고 용기로부터의 기상 또는 액상 반응물의 배출을 제어할 수 있다. 본 발명의 목적을 위해, 유동 제어 밸브는 차단 밸브(isolation valve), 정량 밸브(metering valve) 등을 포함할 수 있다. The central processing unit, which may include a microprocessor, computer or other suitable control means, may be connected to the flow control valve by means of a control signal transmission line (eg, via an appropriate valve actuator element), thereby connecting the flow control valve. It can optionally be controlled and control the flow of carrier gas towards the vessel. In addition, the central processing unit may be connected to the second flow control valve by a control signal transmission line (eg, via an appropriate valve actuator element), thereby selectively regulating the flow control valve and by gas or liquid phase from the vessel. The release of reactants can be controlled. For the purposes of the present invention, the flow control valve may comprise an isolation valve, a metering valve, or the like.
본 발명은 반도체 제조업자가 엠푸울의 변환(change-out) 전에 매우 적은 양을 소모하면서 전구물질의 최대량을 사용하는 것을 가능하게 한다. 이는 특정 사 용시에 소모량을 최소화하고 반도체용 전구물질의 투입량에 대한 회수량을 최대화한다. The present invention enables semiconductor manufacturers to use the maximum amount of precursor while consuming very little before the change-out of empoules. This minimizes consumption in certain applications and maximizes the recovery of the input for semiconductor precursors.
본 발명에 유용한 소스 화학물질은 광범위하게 변경될 수 있고, 예를 들면 주기율표의 2족, 3족, 4족, 5족, 6족, 7족, 8족, 9족, 10족, 11족, 12족, 13족, 14족, 15족, 16족, 및 란탄족(Lanthanide) 계열로부터 선택된 금속용 액체 또는 고체 전구물질를 포함한다. 예시적인 소스 화학물질은, 예를 들면 루테늄(ruthenium), 하프늄(hafnium), 탄탈(tantalum), 몰리브덴(molybdenum), 백금(platinum), 금(gold), 티타늄(titanium), 납(lead), 팔라듐(palladium), 지르코늄(zirconium), 비스무트(bismuth), 스트론튬(strontium), 바륨(barium), 칼슘(calcium), 안티몬(antimony) 및 탈륨(thallium)으로부터 선택된 금속용 고체 또는 액체 전구물질, 또는 규소(silicon), 게르마늄(germanium) 및 텔루륨(tellurium)으로부터 선택된 준금속용 전구물질를 포함한다. 바람직한 유기금속 전구물질 화합물은 루테늄 함유 유기금속 전구물질 화합물, 하프늄 함유 유기금속 전구물질 화합물, 탄탈 함유 유기금속 전구물질 화합물 및/또는 몰리브덴 함유 유기금속 전구물질 화합물을 포함한다. Source chemicals useful in the present invention can vary widely and include, for example, Groups 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, Liquid or solid precursors for metals selected from the Group 12, 13, 14, 15, 16, and Lanthanide families. Exemplary source chemicals include, for example, ruthenium, hafnium, tantalum, molybdenum, platinum, gold, titanium, lead, Solid or liquid precursors for metals selected from palladium, zirconium, bismuth, strontium, barium, calcium, antimony and thallium, or Precursors for metalloids selected from silicon, germanium and tellurium. Preferred organometallic precursor compounds include ruthenium containing organometallic precursor compounds, hafnium containing organometallic precursor compounds, tantalum containing organometallic precursor compounds and / or molybdenum containing organometallic precursor compounds.
승화하는 고체 소스 화학물질과 열에 의해 용융되는 고체 소스 화학물질이 본 발명에 이용될 수 있다. 예를 들면, 승화하는 고체 소스 화학물질은 도 1에 도시된 기상 반응물 분배 장치에 이용될 수 있다. 열에 의해 용융되는 고체 소스 화학물질은 도 1에 도시된 기상 반응물 분배 장치와, 도 1에 도시된 액상 반응물 분배 장치에 이용될 수 있다. 이와 마찬가지로, 액체 소스 화학물질이 도 1에 도시 된 기상 반응물 분배 장치와, 도 1에 도시된 액상 반응물 분배 장치에 이용될 수 있다. 승화하는 고체 소스 화학물질이 사용되는 경우, 먼지 포획 장비를 사용할 필요가 있다. Solid source chemicals that sublime and solid source chemicals that are melted by heat can be used in the present invention. For example, subliming solid source chemicals can be used in the gas phase reactant distribution device shown in FIG. Thermally melted solid source chemicals may be used in the gas phase reactant distribution device shown in FIG. 1 and the liquid phase reactant distribution device shown in FIG. 1. Similarly, liquid source chemicals may be used in the gas phase reactant distribution device shown in FIG. 1 and the liquid phase reactant distribution device shown in FIG. 1. If subliming solid source chemicals are used, it is necessary to use dust capture equipment.
본 발명에 유용한 기상 또는 액상 반응물은 광범위하게 변경될 수 있고, 예를 들면, 주기율표의 2족, 3족, 4족, 5족, 6족, 7족, 8족, 9족, 10족, 11족, 12족, 13족, 14족, 15족, 16족, 및 란탄족 계열로부터 선택된 금속용 액체 또는 고체 전구물질를 포함한다. 예시적인 전구물질는, 예를 들면 루테늄, 하프늄, 탄탈, 몰리브덴, 백금, 금, 티타늄, 납, 팔라듐, 지르코늄, 비스무트, 스트론튬, 바륨, 칼슘, 안티몬 및 탈륨으로부터 선택된 금속용 전구물질, 또는 실리콘, 게르마늄 및 텔루륨으로부터 선택된 준금속용 전구물질를 포함한다. 바람직한 유기금속 전구물질 화합물은 루테늄 함유 유기금속 전구물질 화합물, 하프늄 함유 유기금속 전구물질 화합물, 탄탈 함유 유기금속 전구물질 화합물 및/또는 몰리브덴 함유 유기금속 전구물질 화합물을 포함한다. The gaseous or liquid reactants useful in the present invention may vary widely, for example, Groups 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 of the periodic table. Liquid or solid precursors for metals selected from the Group, Group 12, 13, 14, 15, 16, and Lanthanon families. Exemplary precursors are, for example, metal precursors selected from ruthenium, hafnium, tantalum, molybdenum, platinum, gold, titanium, lead, palladium, zirconium, bismuth, strontium, barium, calcium, antimony and thallium, or silicon, germanium And precursors for metalloids selected from tellurium. Preferred organometallic precursor compounds include ruthenium containing organometallic precursor compounds, hafnium containing organometallic precursor compounds, tantalum containing organometallic precursor compounds and / or molybdenum containing organometallic precursor compounds.
기상 반응물 분배 장치는 담체 기체 공급 라인에 연결된 담체 기체 공급원을 더 포함할 수 있다. 이와 마찬가지로, 액상 반응물 분배 장치도 불활성 기체 공급 라인에 연결된 불활성 기체 공급원을 더 포함할 수 있다. The gaseous reactant distribution device may further comprise a carrier gas source connected to the carrier gas supply line. Likewise, the liquid reactant distribution device may further comprise an inert gas source connected to the inert gas supply line.
또한, 기상 반응물 분배 장치는In addition, the gas phase reactant distribution device
증착 챔버와,A deposition chamber,
기상 반응물 배출 라인과,A gaseous reactant discharge line,
선택적으로 가열 가능한 서셉터와,An optional heatable susceptor,
폐기물 배출 라인을 포함할 수 있으며,May include a waste discharge line,
상기 증착 챔버는 화학적 기상 증착 챔버 또는 원자층 증착 챔버로부터 선택되고,The deposition chamber is selected from a chemical vapor deposition chamber or an atomic layer deposition chamber,
상기 기상 반응물 배출 라인은 기상 반응물 분배 장치를 증착 챔버에 연결하고,Said vapor reactant discharge line connects a vapor reactant distribution device to a deposition chamber,
상기 선택적으로 가열 가능한 서셉터는 증착 챔버 내에 내장되고 기상 반응물 배출 라인에 수용 관계로 위치하고,The selectively heatable susceptor is embedded in a deposition chamber and located in a receiving relationship in a vapor reactant discharge line,
상기 폐기물 배출 라인은 증착 챔버에 연결되며,The waste discharge line is connected to the deposition chamber,
이에 따라, 기상 반응물은 기상 반응물 배출 라인을 통해 증착 챔버로 유입되어 선택적으로 가열 가능한 서셉터 상에서 기판과 접촉하고, 잔존하는 폐기물은 폐기물 배출 라인을 통해 배출된다. Accordingly, the gaseous reactant enters the deposition chamber via the gaseous reactant discharge line and contacts the substrate on a selectively heatable susceptor, and the remaining waste is discharged through the waste discharge line.
기판은 금속, 금속 실리사이드(metal silicide), 금속 탄화물(metal carbide), 금속 질화물(metal nitride), 반도체, 절연물 및 배리어 재료로부터 선택되는 금속으로 구성된다. 기판은 패턴 웨이퍼가 바람직하다.The substrate is comprised of a metal selected from metals, metal silicides, metal carbides, metal nitrides, semiconductors, insulators and barrier materials. The substrate is preferably a pattern wafer.
또한, 액상 반응물 분배 장치는In addition, the liquid reactant distribution device
증착 챔버와,A deposition chamber,
액상 반응물 배출 라인과,Liquid reactant discharge line,
담체 기체 공급 입구를 갖는 기화 장치의 부분과,A portion of the vaporization apparatus having a carrier gas supply inlet,
기상 반응물 출구를 갖는 기화 장치의 부분과,Part of the vaporization apparatus having a gaseous reactant outlet,
담체 기체 공급 라인과,A carrier gas supply line,
기상 반응물 배출 라인과,A gaseous reactant discharge line,
선택적으로 가열 가능한 서셉터와,An optional heatable susceptor,
폐기물 배출 라인을 포함할 수 있으며,May include a waste discharge line,
상기 증착 챔버는 화학적 기상 증착 챔버와 원자층 증착 챔버로부터 선택되고,The deposition chamber is selected from a chemical vapor deposition chamber and an atomic layer deposition chamber,
상기 액상 반응물 배출 라인은 액상 반응물 분배 장치를 기화 장치에 연결하고,The liquid reactant discharge line connects the liquid reactant distribution device to a vaporization device,
상기 담체 기체 공급 입구를 통해 담체 기체가 상기 기화 장치로 공급되고, 상기 액상 반응물의 증기가 상기 담체 기체로 혼입되어 기상 반응물을 생성하며,A carrier gas is supplied to the vaporization apparatus through the carrier gas supply inlet, and vapor of the liquid reactant is incorporated into the carrier gas to produce a gaseous reactant,
상기 기상 반응물 출구를 통해 상기 기상 반응물이 상기 기화 장치로부터 배출될 수 있고,The gaseous reactant may be withdrawn from the vaporization device through the gaseous reactant outlet,
상기 담체 기체 공급 라인은 담체 기체를 상기 기화 장치로 송출하기 위해 기화 장치로부터 외부로 담체 기체 공급 입구로부터 연장하고, 상기 담체 기체 공급 라인은 이를 통과하는 담체 기체의 유동을 제어하기 위해 내부에 담체 기체 유동 제어 밸브를 내장하고,The carrier gas supply line extends from the carrier gas supply inlet outwardly from the vaporization device to deliver carrier gas to the vaporization device, and the carrier gas supply line has a carrier gas therein to control the flow of carrier gas therethrough. Built-in flow control valve,
상기 기상 반응물 배출 라인은 기화 장치로부터 상기 증착 챔버로 기상 반응물을 제거하기 위해 상기 기화 장치로부터 외부로 기상 반응물 출구로부터 연장하고, 상기 기상 반응물 배출 라인은 이를 통과하는 기상 반응물의 유동을 제어하기 위해 기상 반응물 유동 제어 밸브를 내장하고,The vapor phase reactant discharge line extends from the vaporizer to the vapor phase reactant outlet from outside the vaporizer to remove the vapor phase reactant from the vaporizer and the vapor phase reactant discharge line passes through the vapor phase reactant to control the flow of vapor reactant therethrough. Built-in reactant flow control valve,
상기 선택적으로 가열 가능한 서셉터는 증착 챔버에 내장되고, 기화 장치에 수용 관계로 위치하고,The selectively heatable susceptor is embedded in a deposition chamber and located in a receiving relationship in a vaporization apparatus,
상기 폐기물 배출 라인은 증착 챔버에 연결되고,The waste discharge line is connected to the deposition chamber,
이에 따라, 기상 반응물은 기상 반응물 배출 라인을 통해 증착 챔버로 유입되어 선택적으로 가열 가능한 서셉터 상에서 기판과 접촉하고, 잔존하는 폐기물은 폐기물 배출 라인을 통해 배출된다. Accordingly, the gaseous reactant enters the deposition chamber via the gaseous reactant discharge line and contacts the substrate on a selectively heatable susceptor, and the remaining waste is discharged through the waste discharge line.
기판은 금속, 금속 실리사이드, 금속 탄화물, 금속 질화물, 반도체, 절연물 및 배리어 재료로부터 선택되는 금속으로 구성된다. 기판은 패턴 웨이퍼가 바람직하다.The substrate is composed of a metal selected from metals, metal silicides, metal carbides, metal nitrides, semiconductors, insulators and barrier materials. The substrate is preferably a pattern wafer.
다른 실시예에서, 본 발명의 일부는 기상 반응물 분배 장치에 관한 것이며, 상기 기상 반응물 분배 장치는,In another embodiment, a portion of the invention relates to a gas phase reactant distribution device, wherein the gas phase reactant distribution device is
용기와,Courage,
끝면 시일 T형 피팅과,End seal with T-type fittings,
끝면 시일 개스킷과,With seal gasket at the end,
체결 수단과,Fastening means,
어댑터와,With the adapter,
환형 공간을 포함하며,Including annular space,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위해 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment for maintaining source chemical at a fill level and further form an internal gas space for the fill level,
상기 상벽 부재는 끝면 시일 포트 개구와, 선택적으로 하나 이상의 다른 끝 면 시일 포트 개구를 구비하고,The top wall member has an end face seal port opening and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 끝면 시일 T형 피팅은 끝면 시일 개구와, 담체 기체 공급 입구와, 기상 반응물 출구를 구비하며,The end seal T-shaped fitting has an end seal opening, a carrier gas supply inlet, and a gaseous reactant outlet,
상기 끝면 시일 포트 개구는 끝면 시일 개구에 연결된 끝면 시일 T형 피팅을 구비하고, 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구는 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The end seal port opening has an end seal T-shaped fitting connected to an end seal opening, the end seal port opening and the end seal opening have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 끝면 시일 개스킷, 예컨대 금속은 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구의 대향 표면들과 정렬하여 접촉하고,The end face seal gasket, such as metal, is in contact with the end face seal port opening and opposing surfaces of the end face seal opening,
상기 체결 수단은 상기 끝면 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 끝면 시일 포트 개구에 대해 끝면 시일 T형 피팅을 고정하며,The fastening means secures an end seal T-shaped fitting to the end seal port opening through the end seal gasket and the opposing surfaces,
상기 어댑터는, 담체 기체 공급 입구 개구, 끝면 시일 개구, 끝면 시일 포트 개구 및 상기 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 담체 기체가 소스 화학물질 내로 거품을 내며 흐를 수 있어서 소스 화학물질 증기의 적어도 일부가 상기 담체 기체 내에 혼입되어 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로의 기상 반응물의 유동을 일으키고, 상기 튜브는 담체 기체 공급 입구 개구에 인접한 입구 단부와 하벽 부재에 인접한 출구 단부를 구비하며,The adapter includes a carrier gas supply inlet opening, an end seal opening, an end seal port opening, and a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the internal gas space to the source chemical, through which the carrier gas is introduced. Foaming into the source chemical may flow into the carrier gas such that at least a portion of the source chemical vapor is incorporated into the carrier gas to cause the flow of gaseous reactants into the internal gas space above the fill level, and the tube passes through the carrier gas supply inlet opening. Having an inlet end adjacent to and an outlet end adjacent to the lower wall member,
상기 담체 기체 공급 입구 개구는 이에 부착되는 담체 기체 공급 입구 피팅을 가지고,The carrier gas supply inlet opening has a carrier gas supply inlet fitting attached thereto;
상기 담체 기체 공급 입구 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅은 대향하 는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The carrier gas supply inlet opening and the carrier gas supply inlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 가스캣은 상기 담체 기체 입구 피팅 및 상기 담체 기체 공급 입구 개구의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the carrier gas inlet fitting and opposing surfaces of the carrier gas supply inlet opening,
상기 체결 수단은 상기 금속 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 담체 기체 공급 입구 개구에 담체 기체 공급 입구 피팅을 고정시키며,The fastening means secures the carrier gas supply inlet fitting to the carrier gas supply inlet opening through the metal seal gasket and the opposing surfaces,
상기 환형 공간은 상기 담체 기체 공급 입구 개구, 상기 끝면 시일 개구 및 상기 끝면 시일 포트 개구의 내벽과 상기 튜브의 외부 사이에 위치하며, 상기 기상 반응물은 상기 장치로부터 상기 기상 반응물 출구 개구를 통해 분배될 수 있다. The annular space is located between the carrier gas supply inlet opening, the end seal opening and the inner wall of the end seal port opening and the outside of the tube, wherein the gaseous reactant can be dispensed from the device through the gaseous reactant outlet opening. have.
또한, 기상 반응물 분배 장치는,In addition, the gas phase reactant distribution device,
담체 기체 공급 라인과,A carrier gas supply line,
기상 반응물 배출 라인을 포함하며,A gaseous reactant discharge line,
상기 담체 기체 공급 라인은 담체 기체를 상기 소스 화학물질로 송출하기 위해 담체 기체 공급 입구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 담체 기체 공급 라인을 통한 담체 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 담체 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며,The carrier gas supply line extends outward from the carrier gas supply inlet fitting to deliver carrier gas to the source chemical, and at least one carrier gas flow control valve to control the flow of carrier gas through the carrier gas supply line. Inside,
상기 기상 반응물 배출 라인은 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로부터 기상 반응물을 제거하기 위해 기상 반응물 출구 개구로부터 외부로 연장하고, 상기 기상 반응물 배출 라인을 통과하는 기상 반응물의 유동을 제어하기 위해 내부에 하나 이상의 기상 반응물 유동 제어 밸브를 선택적으로 포함한다. The gaseous reactant discharge line extends outward from the gaseous reactant outlet opening to remove gaseous reactants from the internal gas space above the fill level and at least one therein to control the flow of gaseous reactants through the gaseous reactant discharge line. And optionally a gaseous reactant flow control valve.
또한, 기상 반응물 분배 장치는 기상 송출 증착 시스템과 기상 반응물 유동 연통하는 기상 반응물 배출 라인을 포함하며, 상기 증착 시스템은 화학적 기상 증착 시스템 또는 원자층 증착 시스템으로부터 선택된다. The vapor phase reactant distribution device also includes a vapor phase reactant discharge line in flow communication with the vapor phase vapor deposition system, the vapor deposition system being selected from a chemical vapor deposition system or an atomic layer deposition system.
또한, 기상 반응물 분배 장치는,In addition, the gas phase reactant distribution device,
증착 챔버와,A deposition chamber,
기상 반응물 배출 라인과,A gaseous reactant discharge line,
선택적으로 가열 가능한 서셉터와,An optional heatable susceptor,
폐기물 배출 라인을 포함하며,A waste discharge line,
상기 증착 챔버는 화학적 기상 챔버 챔버 또는 원자층 증착 챔버로부터 선택되고, The deposition chamber is selected from a chemical vapor deposition chamber or an atomic layer deposition chamber,
상기 기상 반응물 배출 라인은 기상 반응물 분배 장치를 증착 챔버에 연결시키며,The vapor reactant discharge line connects the vapor reactant distribution device to the deposition chamber,
상기 선택적으로 가열 가능한 서셉터는 증착 챔버 내에 포함되고 기상 반응물 배출 라인에 수용 관계로 위치되며,The selectively heatable susceptor is contained within a deposition chamber and located in a receiving relationship in a gaseous reactant discharge line,
상기 폐기물 배출 라인은 상기 증착 챔버에 연결되고,The waste discharge line is connected to the deposition chamber,
이에 따라, 기상 반응물은 기상 반응물 배출 라인을 통해 증착 챔버로 유입되어 선택적으로 가열 가능한 서셉터 상에서 기판과 접촉되고, 잔존하는 폐기물은 폐기물 배출 라인을 통해 배출된다.Accordingly, the gaseous reactants enter the deposition chamber via the gaseous reactant discharge line and contact the substrate on a selectively heatable susceptor, and the remaining waste is discharged through the waste discharge line.
기판은 금속, 금속 실리사이드, 금속 탄화물, 금속 질화물, 반도체, 절연물 및 배리어 재료로부터 선택되는 금속으로 구성된다. 기판은 패턴 웨이퍼가 바람직하다.The substrate is composed of a metal selected from metals, metal silicides, metal carbides, metal nitrides, semiconductors, insulators and barrier materials. The substrate is preferably a pattern wafer.
다른 실시예에서, 본 발명의 일부는 액상 반응물 분배 장치에 관한 것이며, 상기 액상 반응물 분배 장치는,In another embodiment, a portion of the invention relates to a liquid reactant distribution device, wherein the liquid reactant distribution device is
용기와,Courage,
끝면 시일 T형 피팅과,End seal with T-type fittings,
끝면 시일 개스킷과,With seal gasket at the end,
어댑터와,With the adapter,
체결 수단과,Fastening means,
환형 공간을 포함하며,Including annular space,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an internal gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 끝면 시일 포트 개구와, 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하며,The top wall member has an end face seal port opening and one or more other end face port openings,
상기 끝면 시일 T형 피팅은 끝면 시일 개구, 불활성 공급 입구 개구 및 액상 반응물 출구 개구를 구비하고,The end seal T-shaped fitting has an end seal opening, an inert feed inlet opening and a liquid reactant outlet opening,
상기 끝면 시일 포트 개구에는 끝면 시일 개구가 연결되는 상기 끝면 시일 T형 피팅을 구비하고, 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구는 대향 표면들을 가지며, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The end seal port opening has an end seal T-shaped fitting to which an end seal opening is connected, the end seal port opening and the end seal opening have opposing surfaces, and the opposing surfaces do not contact each other,
상기 끝면 시일 개스킷, 예를 들면 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구의 대향 표면들과 정렬하여 접촉하고,The end seal gasket, for example a metal end seal gasket, is in contact with the end seal port opening and in opposing surfaces of the end seal opening,
상기 체결 수단은 상기 끝면 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 끝면 시일 포트 개구에 대해 끝면 시일 T형 피팅을 고정시키며,The fastening means secures an end seal T-shaped fitting to the end seal port opening through the end seal gasket and opposing surfaces,
상기 어댑터는, 액상 반응물 출구 개구, 끝면 시일 개구, 끝면 시일 포트 개구 및 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 가스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 액상 반응물이 상기 장치로부터 분배될 수 있고, 상기 튜브는 액상 반응물 출구 개구에 인접한 출구 단부와 하벽 부재에 인접한 입구 단부를 구비하며,The adapter includes a metal end seal gasket coupled to a tube extending into the source chemical through the liquid reactant outlet opening, the end seal opening, the end seal port opening, and the internal gas space, through which the liquid reactant is deposited. Wherein the tube has an outlet end adjacent to the liquid reactant outlet opening and an inlet end adjacent to the bottom wall member,
상기 액상 반응물 출구 개구에는 액상 반응물 출구 피팅이 연결되고,A liquid reactant outlet fitting is connected to the liquid reactant outlet opening,
상기 액상 반응물 출구 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The liquid reactant outlet opening and the liquid reactant outlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 액상 반응물 출구 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the opposing surfaces of the liquid reactant outlet opening and the liquid reactant outlet fitting,
상기 체결 수단은 상기 금속 끝면 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 액상 반응물 출구 개구에 대해 액상 반응물 출구 피팅을 고정시키며,Said fastening means secures a liquid reactant outlet fitting to said liquid reactant outlet opening through said metal end face seal gasket and opposing surfaces,
상기 환형 공간은 상기 튜브의 외벽과, 상기 액상 반응물 출구 개구, 상기 끝면 시일 개구 및 상기 끝면 시일 포트 개구의 내벽 사이에 존재하며, 이를 통해 불활성 기체는 불활성 기체 공급 입구 개구를 통해 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 공급되어 충진 레벨 위의 내부 기체 공간을 가압한다.The annular space exists between the outer wall of the tube and the inner wall of the liquid reactant outlet opening, the end face seal opening and the end face seal port opening, through which an inert gas is introduced above the fill level through an inert gas supply inlet opening. It is fed into the gas space to pressurize the internal gas space above the fill level.
또한, 액상 반응물 분배 장치는,In addition, the liquid reactant distribution device,
불활성 기체 공급 라인과,An inert gas supply line,
액상 반응물 배출 라인을 포함하며,A liquid reactant discharge line,
상기 불활성 기체 공급 라인은 불활성 기체를 충전 레벨 위의 내부 기체 공간으로 송출하기 위해 불활성 기체 공급 입구 개구로부터 외부로 연장하고, 상기 불활성 기체 공급 라인은 이를 통과하는 불활성 기체의 유동을 제어하기 위해 내부에 하나 이상의 불활성 기체 유동 제어 밸브를 내장하며,The inert gas supply line extends outward from the inert gas supply inlet opening to deliver the inert gas to the internal gas space above the fill level, and the inert gas supply line is internally configured to control the flow of the inert gas therethrough. One or more inert gas flow control valves,
상기 액상 반응물 배출 라인은 상기 용기로부터 액상 반응물을 제거하기 위해 액상 반응물 출구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 액상 반응물 배출 라인은 이를 통과하는 액상 반응물의 유동을 제어하기 위해 내부에 하나 이상의 액상 반응물 유동 제어 밸브를 선택적으로 내장한다. The liquid reactant discharge line extends outward from the liquid reactant outlet fitting to remove liquid reactant from the vessel, and the liquid reactant discharge line controls one or more liquid reactant flows therein to control the flow of liquid reactant therethrough. Optionally embed valve.
또한, 액상 반응물 분배 장치는 기화 장치와 액상 반응물 유동 연통하는 액상 반응물 배출 라인을 포함하며, 상기 기화 장치는 기상 송출 증착 시스템과 기상 반응물 유동 연통하고, 상기 증착 시스템은 화학적 기상 증착 시스템과 원자층 증착 시스템으로부터 선택된다. The liquid phase reactant distribution device also includes a liquid phase reactant discharge line in fluid communication with the vaporization device, the vaporization device in flow communication with the vapor phase deposition system, and the deposition system in atomic layer deposition with the chemical vapor deposition system. Is selected from the system.
또한, 액상 반응물 분배 장치는,In addition, the liquid reactant distribution device,
증착 챔버와,A deposition chamber,
액상 반응물 배출 라인과,Liquid reactant discharge line,
담체 기체 공급 라인과,A carrier gas supply line,
기상 반응물 배출 라인과,A gaseous reactant discharge line,
가열 가능한 서셉터와,Heatable susceptor,
폐기물 배출 라인을 포함하며,A waste discharge line,
상기 증착 챔버는 화학적 기상 증착 챔버와 원자층 증착 챔버로부터 선택되고,The deposition chamber is selected from a chemical vapor deposition chamber and an atomic layer deposition chamber,
상기 액상 반응물 배출 라인은 액상 반응물 분배 장치를 상기 기화 장치에 연결시키며,The liquid reactant discharge line connects a liquid reactant distribution device to the vaporization device,
상기 기화 장치의 일부는 담체 기체 공급 입구 개구를 구비하고, 상기 담체 기체 공급 입구 개구를 통해 담체 기체가 상기 기화 장치로 공급되어 액상 반응물의 증기를 상기 담체 기체 내에 혼입시킴으로써 기상 반응물을 생성할 수 있으며,A portion of the vaporization device has a carrier gas supply inlet opening, through which the carrier gas is supplied to the vaporization device to produce vapor phase reactants by incorporating vapor of a liquid reactant into the carrier gas. ,
상기 기화 장치의 일부는 기상 반응물 출구 개구를 구비하고, 상기 기상 반응물 출구 개구를 통해 상기 기상 반응물이 상기 기화 장치로부터 배출될 수 있으며,A portion of the vaporization device has a gaseous reactant outlet opening through which the gaseous reactant can be discharged from the vaporization device,
상기 담체 기체 공급 라인은 담체 기체를 상기 기화 장치로 송출하기 위해 기화 장치로부터 외부로 담체 기체 공급 입구 개구로부터 연장하고, 상기 담체 기체 공급 라인을 통한 담체 기체의 유동을 제어하기 위해 담체 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하고, The carrier gas supply line extends from the carrier gas supply inlet opening outwardly from the vaporization device to deliver carrier gas to the vaporizer, and a carrier gas flow control valve to control the flow of carrier gas through the carrier gas supply line. Inside,
상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기화 장치로부터 상기 증착 챔버로 기상 반응물을 제거하기 위하여 기화 장치로부터 외부로 기상 반응물 출구 개구로부터 연장하고, 상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기상 반응물 배출 라인을 통한 기상 반응물의 유동을 제어하기 위해 기상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 포함하고,The vapor phase reactant discharge line extends from the vapor phase reactant outward from the vapor phase reactant outlet opening to remove vapor phase reactant from the vaporization device to the deposition chamber, and the vapor phase reactant discharge line flows through the vapor phase reactant discharge line. A gaseous reactant flow control valve therein to control the
상기 가열 가능한 서셉터는 증착 챔버에 포함되고 상기 기화 장치에 수용 관계로 위치되며,The heatable susceptor is included in a deposition chamber and located in a receiving relationship with the vaporization apparatus,
상기 폐기물 배출 라인은 상기 증착 챔버에 연결되고,The waste discharge line is connected to the deposition chamber,
이에 따라, 기상 반응물은 기상 반응물 배출 라인을 통해 증착 챔버로 유입되어 가열 가능한 서셉터 상의 기판과 접촉하고, 잔존하는 폐기물은 폐기물 배출 라인을 통해 배출된다.Accordingly, the gaseous reactant enters the deposition chamber via the gaseous reactant discharge line and contacts the substrate on the heatable susceptor, and the remaining waste is discharged through the waste discharge line.
기판은 금속, 금속 실리사이드, 금속 탄화물, 금속 질화물, 반도체, 절연물 및 배리어 재료로부터 선택되는 금속으로 구성된다. 기판은 패턴 웨이퍼가 바람직하다. The substrate is composed of a metal selected from metals, metal silicides, metal carbides, metal nitrides, semiconductors, insulators and barrier materials. The substrate is preferably a pattern wafer.
전술한 바와 같이, 본 발명은 기상 반응물을 증착 챔버로 송출하기 위한 방법에 관한 것이며,As mentioned above, the present invention relates to a method for delivering a vapor phase reactant to a deposition chamber,
기상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계로서, 상기 분배 장치는Providing a gas phase reactant dispensing apparatus, the dispensing apparatus
용기와,Courage,
어댑터와,With the adapter,
체결 수단과,Fastening means,
담체 기체 공급 라인과,A carrier gas supply line,
기상 반응물 배출 라인을 포함하며,A gaseous reactant discharge line,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an internal gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 제1 끝면 시일 포트 개구, 제2 끝면 시일 포트 개구, 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하며,The top wall member having a first end face seal port opening, a second end face seal port opening, and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 제1 끝면 시일 포트 개구에는 담체 기체 공급 입구 피팅이 연결되고,A carrier gas supply inlet fitting is connected to the first end seal port opening;
상기 어댑터는, 제1 끝면 시일 포트 개구 및 상기 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 담체 기체가 소스 화학물질 내로 거품을 내며 흐를 수 있어서 소스 화학물질 증기의 적어도 일부가 상기 담체 기체 내에 혼입되어 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로의 기상 반응물의 유동을 일으키고, 상기 튜브는 제1 끝면 시일 포트 개구에 인접한 입구 단부와 하벽 부재에 인접한 출구 단부를 구비하며,The adapter includes a first end seal port opening and a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the internal gas space to the source chemical, through which the carrier gas bubbles and flows into the source chemical. At least a portion of the source chemical vapor may be incorporated into the carrier gas to cause a flow of gaseous reactants into the interior gas space above the fill level, the tube being connected to the inlet end and the bottom wall member adjacent the first end seal port opening. With an adjacent outlet end,
상기 제1 끝면 시일 포트 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The first end seal port opening and the carrier gas supply inlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 제1 끝면 시일 포트 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the first end seal port opening and opposing surfaces of the carrier gas supply inlet fitting,
상기 체결 수단은 상기 금속 끝면 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 제1 끝면 시일 포트 개구에 대해 담체 기체 공급 입구 피팅을 고정시키며,The fastening means secures the carrier gas supply inlet fitting to the first end face seal port opening through the metal end face seal gasket and the opposing surfaces,
상기 담체 기체 공급 라인은 담체 기체를 상기 소스 화학물질로 송출하기 위해 담체 기체 공급 입구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 담체 기체 공급 라인을 통한 담체 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 담체 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며, The carrier gas supply line extends outward from the carrier gas supply inlet fitting to deliver carrier gas to the source chemical, and at least one carrier gas flow control valve to control the flow of carrier gas through the carrier gas supply line. Inside,
상기 제2 끝면 시일 포트 개구에는 기상 반응물 출구 피팅이 연결되고, 상기 기상 반응물 출구 피팅을 통해 상기 기상 반응물이 상기 장치로부터 분배 가능하며,A gaseous reactant outlet fitting is connected to the second end seal port opening, through which the gaseous reactant can be dispensed from the apparatus,
상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로부터 기상 반응물을 제거하기 위하여 기상 반응물 출구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기상 반응물 배출 라인을 통한 기상 반응물의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 기상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함하는, 기상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계와,The gaseous reactant discharge line extends outward from the gaseous reactant outlet fitting to remove gaseous reactants from the internal gas space above the fill level, and the gaseous reactant discharge line controls the flow of gaseous reactants through the gaseous reactant discharge line. Providing a vapor phase reactant distribution device, optionally including one or more vapor phase reactant flow control valves therein, for
상기 기상 반응물 분배 장치에 소스 화학물질을 부가하는 단계와,Adding a source chemical to the gas phase reactant distribution device;
기상 반응물을 제공하도록 소스 화학물질을 증발시킬 수 있는 온도로 상기 기상 반응물 분배 장치 내의 소스 화학물질을 가열하는 단계와,Heating the source chemical in the gaseous reactant dispensing device to a temperature capable of evaporating the source chemical to provide a gaseous reactant;
상기 튜브와 상기 담체 기체 공급 라인을 통해 상기 기상 반응물 분배 장치에 담체 기체를 공급하는 단계와,Supplying a carrier gas to the gaseous reactant distribution device through the tube and the carrier gas supply line;
상기 기상 반응물 배출 라인을 통해 상기 기상 반응물 분배 장치로부터 기상 반응물과 담체 기체를 회수하는 단계와,Recovering gaseous reactant and carrier gas from the gaseous reactant distribution device through the gaseous reactant discharge line;
상기 증착 챔버에 기상 반응물과 담체 기체를 공급하는 단계를 포함한다.Supplying a gaseous reactant and a carrier gas to the deposition chamber.
또한, 상기 방법은,In addition, the method,
증착 챔버 내에서, 선택적으로 가열 가능한 서셉터 상에서, 기판에 기상 반응물을 접촉시키는 단계와,Contacting the vapor phase reactant with the substrate in a deposition chamber, on a selectively heatable susceptor,
증착 챔버에 연결된 폐기물 배출 라인을 통해 모든 잔류 폐기물을 배출하는 단계를 포함할 수 있다. 증착 챔버는 화학적 기상 증착 챔버 및 원자층 증착 챔버로부터 선택될 수 있다.And discharging all residual waste through a waste discharge line connected to the deposition chamber. The deposition chamber may be selected from chemical vapor deposition chambers and atomic layer deposition chambers.
전술한 시스템의 작동 시에, 소스 화학물질은 용기에 위치되어 충분한 온도 로 가열되고, 이에 의해 소스 화학물질이 증발된다. 담체 기체는 담체 기체 공급 라인과 버블 튜브를 통해 담체 기체 입구 개구로 유동하며, 상기 버블 튜브로부터 담체 기체가 소스 화학물질 내로 거품을 일으킨다. 담체 기체 유동 제어 밸브는 소스 화학물질 내로 배출되는 담체 기체의 유동을 제어한다. 소스 화학물질로부터의 증기는 담체 기체로 혼입되어 기상 반응물을 생성한다.In operation of the system described above, the source chemical is placed in a vessel and heated to a sufficient temperature, whereby the source chemical is evaporated. The carrier gas flows through the carrier gas supply line and the bubble tube to the carrier gas inlet opening, from which the carrier gas bubbles into the source chemical. The carrier gas flow control valve controls the flow of carrier gas exiting the source chemical. Vapor from the source chemical is incorporated into the carrier gas to produce a gaseous reactant.
기상 반응물은 기상 반응물 출구 개구와 기상 반응물 배출 라인을 통해 내부 기체 공간으로부터 배출된다. 기상 반응물은 기상 반응물 배출 라인에서 증착 챔버로 유동한다. 기상 반응물 유동 제어 밸브는 증착 챔버로 유동하는 기상 반응물의 유동을 제어한다. 증착 챔버에서 기상 반응물은 가열 가능한 기판 또는 다른 장착 구조에 장착되는 웨이퍼 또는 다른 기판 요소 상에 증착된다. 증착 챔버로부터의 폐기물 배출 라인에서 배출된다. 폐기물 증기는 폐기물은 재활용(recycle), 회복(recovery), 폐기물 처리(waste treatment), 폐기(disposal), 또는 기타 증착 수단으로 이동될 수 있다.The gaseous reactant exits the internal gas space through the gaseous reactant outlet opening and the gaseous reactant discharge line. The gaseous reactant flows from the gaseous reactant discharge line to the deposition chamber. The gas phase reactant flow control valve controls the flow of gaseous reactants flowing into the deposition chamber. In the deposition chamber vapor phase reactants are deposited on a wafer or other substrate element mounted to a heatable substrate or other mounting structure. It is discharged from the waste discharge line from the deposition chamber. Waste vapors can be moved to recycling, recovery, waste treatment, disposal, or other deposition means.
이러한 작업 중에 용기 내의 소스 화학물질 충진 레벨은 소스 화학물질 레벨 센서에 의해 감지된다. 화학적 기상 증착 또는 원자층 증착 사이클의 말기에서 용기 내의 액체 전구 화학물질이 변경되도록 언제 소진되어 가고 있는지 아는 것은 중요하다. 소스 화학물질 레벨은 점진적으로 감쇠하여 결과적으로 섬프 공동으로 최소 액체 헤드(섬프 공동 내의 액체 높이)까지 낮아지며, 이 지점에서 중앙 처리 유닛은 이에 대응하여 센싱된 소스 화학물질 레벨 신호를 소스 화학물질 레벨 센싱 신호 전송 라인을 통해 수신한다. 중앙 처리 유닛은 이에 반응하여 제어 신호 전 송 라인에서 제어 신호를 담체 기체 유동 제어 밸브로 전송하여 밸브를 폐쇄하고 담체 기체의 용기로의 유동을 차단하며, 또한, 동시에 제어 신호 전송 라인에서 제어 신호를 전송하여 기상 반응물 유동 제어 밸브를 폐쇄하고 용기로부터의 기상 반응물의 유동을 차단한다.During this operation, the source chemical fill level in the vessel is sensed by the source chemical level sensor. At the end of a chemical vapor deposition or atomic layer deposition cycle, it is important to know when the liquid precursor chemical in the vessel is running out to change. The source chemical level is gradually attenuated and consequently lowered into the sump cavity to the minimum liquid head (liquid height in the sump cavity), at which point the central processing unit senses the source chemical level signal correspondingly to the sensed source chemical level signal. Receive via signal transmission line. In response, the central processing unit transmits a control signal from the control signal transmission line to the carrier gas flow control valve to close the valve and block the flow of the carrier gas into the vessel, and simultaneously control signal from the control signal transmission line. Transfer to close the gaseous reactant flow control valve and block the flow of gaseous reactant from the vessel.
또한, 이러한 작동 중에 용기 내 소스 화학물질의 온도는 온도 센서에 의해 감지된다. 증기압을 제어하기 위하여 용기 내의 액체 전구 화학물질의 온도를 감지하는 것은 중요하다. 만약 용기의 소스 화학물질의 온도가 너무 높으면, 중앙 처리 유닛은 이에 대응하여 센싱된 온도 신호를 온도 센싱 신호 전송 라인을 통해 수신한다. 중앙 처리 유닛은 이에 대응하여 온도를 낮추기 위해 제어 신호 전송 라인에서 제어 신호를 가열 수단으로 전송한다.In addition, the temperature of the source chemical in the vessel during this operation is sensed by the temperature sensor. It is important to sense the temperature of the liquid precursor chemical in the vessel to control the vapor pressure. If the temperature of the source chemical of the vessel is too high, the central processing unit receives the correspondingly sensed temperature signal via a temperature sensing signal transmission line. The central processing unit transmits the control signal to the heating means in the control signal transmission line to correspondingly lower the temperature.
본 발명의 기상 반응물 분배 장치, 즉, 버블러는 액체 및 고체 재료, 즉, 화학적 기상 증착, 원자층 증착 및 이온 주입 공정(ion implantation process)에서 사용되는 익체 및 고체 소스 반응물의 기화에 유용할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제7,077,388 B2호를 참조하시오.The gaseous reactant distribution device, i.e., the bubbler, of the present invention may be useful for vaporizing liquid and solid materials, i.e., the body and solid source reactants used in chemical vapor deposition, atomic layer deposition, and ion implantation processes. have. See, eg, US Pat. No. 7,077,388 B2.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일부는 기상 반응물을 증착 챔버로 송출하기 위한 방법에 관한 것이며,As mentioned above, part of the present invention relates to a method for delivering a vapor phase reactant to a deposition chamber,
액상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계로서, 상기 분배 장치는 Providing a liquid phase reagent dispensing apparatus, wherein the dispensing apparatus
용기와,Courage,
어댑터와,With the adapter,
체결 수단과,Fastening means,
불활성 기체 공급 라인과,An inert gas supply line,
액상 반응물 배출 라인을 포함하며,A liquid reactant discharge line,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an internal gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 제1 끝면 시일 포트 개구, 제2 끝면 시일 포트 개구, 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하며,The top wall member having a first end face seal port opening, a second end face seal port opening, and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 제1 끝면 시일 포트 개구에는 불활성 기체 공급 입구 피팅이 연결되고, 상기 제1 끝면 시일 포트 개구를 통해 불활성 기체가 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 공급되어 충진 레벨 위의 내부 기체 공간을 가압할 수 있으며,An inert gas supply inlet fitting is connected to the first end seal port opening and an inert gas is supplied into the internal gas space above the fill level through the first end seal port opening to pressurize the internal gas space above the fill level. And
상기 제2 끝면 시일 포트 개구에는 액상 반응물 출구 피팅이 연결되고,A liquid reactant outlet fitting is connected to the second end seal port opening;
상기 어댑터는, 제2 끝면 시일 포트 개구 및 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 액상 반응물이 상기 장치로부터 분배될 수 있고, 상기 튜브는 제2 끝면 시일 포트 개구에 인접한 출구 단부와 하벽 부재에 인접한 입구 단부를 구비하며,The adapter includes a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the second end seal port opening and the internal gas space to the source chemical, through which the liquid reactant can be dispensed from the device, and The tube has an outlet end adjacent the second end face seal port opening and an inlet end adjacent the bottom wall member,
상기 제2 끝면 시일 포트 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The second end seal port opening and the liquid reactant outlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 제2 끝면 시일 포트 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the second end seal port opening and opposing surfaces of the liquid reactant outlet fitting,
상기 체결 수단은 상기 금속 끝면 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 제2 끝면 시일 포트 개구에 대해 액상 반응물 출구 피팅을 고정시키며,The fastening means secures a liquid reactant outlet fitting to the second end seal port opening through the metal end face seal gasket and the opposing surfaces,
상기 불활성 기체 공급 라인은 불활성 기체를 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 송출하기 위해 불활성 기체 공급 입구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 불활성 기체 공급 라인을 통한 불활성 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 불활성 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며, The inert gas supply line extends outward from the inert gas supply inlet fitting to deliver an inert gas to the internal gas space above the fill level and at least one inert to control the flow of inert gas through the inert gas supply line. It includes a gas flow control valve therein,
상기 액상 반응물 배출 라인은 상기 용기로부터 액상 반응물을 제거하기 위하여 액상 반응물 출구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 액상 반응물 배출 라인은 상기 액상 반응물 배출 라인을 통한 액상 반응물의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 액상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함하는, 액상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계와,The liquid reactant discharge line extends outward from the liquid reactant outlet fitting to remove the liquid reactant from the vessel, and the liquid reactant discharge line extends one or more liquid reactants to control the flow of the liquid reactant through the liquid reactant discharge line. Providing a liquid phase reactant dispensing device, optionally including a flow control valve therein;
상기 액상 반응물 분배 장치에 액상 반응물을 부가하는 단계와,Adding a liquid reactant to the liquid reactant distribution device;
액상 반응물을 제공하도록 고체 소스 화학물질을 용해시킬 수 있는 온도로 상기 액상 반응물 분배 장치 내의 고체 소스 화학물질을 선택적으로 가열하는 단계와,Selectively heating the solid source chemical in the liquid reactant distribution device to a temperature capable of dissolving the solid source chemical to provide a liquid reactant;
상기 불활성 기체 공급 라인을 통해 상기 액상 반응물 분배 장치에 불활성 기체를 공급하는 단계와,Supplying an inert gas to the liquid reactant distribution device through the inert gas supply line;
상기 튜브와 상기 액상 반응물 배출 라인을 통해 상기 액상 반응물 분배 장치로부터 액상 반응물을 회수하는 단계와,Recovering a liquid reactant from the liquid reactant distribution device through the tube and the liquid reactant discharge line;
기화 장치를 제공하는 단계로서, 상기 기화 장치는Providing a vaporization device, the vaporization device
용기와,Courage,
담체 기체 공급 라인과,A carrier gas supply line,
기상 반응물 배출 라인을 포함하며,A gaseous reactant discharge line,
상기 용기는 액상 반응물을 기화시키는 내부 용기 구획을 형성하도록 구성되고,The vessel is configured to form an inner vessel compartment for vaporizing the liquid reactant,
상기 액상 반응물 배출 라인은 액상 반응물 분배 장치를 상기 기화 장치에 연결시키며,The liquid reactant discharge line connects a liquid reactant distribution device to the vaporization device,
상기 기화 장치의 일부는 담체 기체 공급 입구 개구를 구비하고, 상기 담체 기체 공급 입구 개구를 통해 담체 기체가 상기 기화 장치로 공급되어 액상 반응물의 증기를 상기 담체 기체 내에 혼입시킴으로써 기상 반응물을 생성할 수 있으며,A portion of the vaporization device has a carrier gas supply inlet opening, through which the carrier gas is supplied to the vaporization device to produce vapor phase reactants by incorporating vapor of a liquid reactant into the carrier gas. ,
상기 기화 장치의 일부는 기상 반응물 출구 개구를 구비하고, 상기 기상 반응물 출구 개구를 통해 상기 기상 반응물이 상기 기화 장치로부터 분배될 수 있으며,A portion of the vaporization device having a gaseous reactant outlet opening through which the gaseous reactant can be dispensed from the vaporization device,
상기 담체 기체 공급 라인은 담체 기체를 상기 기화 장치로 송출하기 위해 기화 장치로부터 외부로 담체 기체 공급 입구 개구로부터 연장하고, 상기 담체 기체 공급 라인을 통한 담체 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 담체 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며, The carrier gas supply line extends from the carrier gas supply inlet opening outwardly from the vaporization device to deliver carrier gas to the vaporization device, and at least one carrier gas flow to control the flow of carrier gas through the carrier gas supply line. Has a control valve inside,
상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기화 장치로부터 상기 증착 챔버로 기상 반응물을 제거하기 위하여 기화 장치로부터 외부로 기상 반응물 출구 개구로부터 연장하고, 상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기상 반응물 배출 라인을 통한 기상 반응물의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 기상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함하는, 기화 장치를 제공하는 단계와,The vapor phase reactant discharge line extends from the vapor phase reactant outward from the vapor phase reactant outlet opening to remove vapor phase reactant from the vaporization device to the deposition chamber, and the vapor phase reactant discharge line flows through the vapor phase reactant discharge line. Providing one or more vapor phase reactant flow control valves therein to selectively control the vaporization apparatus;
상기 기화 장치에 액상 반응물을 공급하는 단계와,Supplying a liquid reactant to the vaporization apparatus;
기상 반응물을 제공하도록 액상 반응물을 증발시킬 수 있는 온도로 상기 기화 장치 내의 액상 반응물을 가열하는 단계와,Heating the liquid reactant in the vaporization apparatus to a temperature capable of evaporating the liquid reactant to provide a gaseous reactant;
상기 담체 기체 공급 라인을 통해 상기 기화 장치에 담체 기체를 공급하는 단계와,Supplying a carrier gas to the vaporization apparatus through the carrier gas supply line;
상기 기상 반응물 배출 라인을 통해 상기 기화 장치로부터 기상 반응물과 담체 기체를 회수하는 단계와,Recovering gaseous reactant and carrier gas from the vaporization apparatus through the gaseous reactant discharge line;
상기 증착 챔버에 기상 반응물과 담체 기체를 공급하는 단계를 포함하는, 기상 반응물을 증착 챔버로 송출하는 방법에 관한 것이다.A method of sending a gaseous reactant to a deposition chamber, comprising supplying a gaseous reactant and a carrier gas to the deposition chamber.
또한, 상기 방법은,In addition, the method,
증착 챔버 내에서, 선택적으로는 상기 가열 가능한 서셉터 상에서, 기판에 기상 반응물을 접촉시키는 단계와,Contacting a vapor phase reactant with a substrate in a deposition chamber, optionally on said heatable susceptor,
증착 챔버에 연결된 폐기물 배출 라인을 통해 모든 잔류 폐기물을 배출하는 단계를 더 포함한다. 증착 챔버는 화학적 기상 증착 챔버와 원자층 증착 챔버로부터 선택될 수 있다.And discharging all residual waste through a waste discharge line connected to the deposition chamber. The deposition chamber may be selected from chemical vapor deposition chambers and atomic layer deposition chambers.
전술한 시스템의 작동에서, 소스 화학물질은 용기 내에 위치되고 불활성 기체는 불활성 기체 공급 라인을 통해 불활성 기체 공급 입구 개구까지 유동하여 충진 레벨 위의 내부 기체 공간을 가압하도록 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 유동하게 된다. 불활성 기체 유동 제어 밸브는 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 배출된 불활성 기체의 유동을 제어한다.In operation of the system described above, the source chemical is located in the vessel and the inert gas flows through the inert gas supply line to the inert gas supply inlet opening and into the internal gas space above the fill level to pressurize the internal gas space above the fill level. Will flow. An inert gas flow control valve controls the flow of inert gas discharged into the internal gas space above the fill level.
액상 반응물은 액상 반응물 출구 개구(즉, 딥 튜브)와 액상 반응물 배출 라인을 통해 용기로부터 배출된다. 액상 반응물은 액상 반응물 배출 라인에서 기화 장치로 유동한다. 액상 반응물 유동 제어 밸브는 기화 장치로 유동하는 액상 반응물의 유동을 제어한다.The liquid reactant exits the vessel through the liquid reactant outlet opening (ie, dip tube) and the liquid reactant discharge line. The liquid reactant flows from the liquid reactant discharge line to the vaporization apparatus. The liquid phase reactant flow control valve controls the flow of the liquid phase reactant flowing to the vaporization device.
기화 장치에서, 액상 반응물은 차후의 기상 증착 작업을 위해 소스 증기를 형성하도록 기화된다. 또한, 기화 장치는 액상 반응물의 기화에 의해 생성되는 소스 증기와 결합하거나 시라우드(shroud)하는 담체 기체를 수용할 수 있다. 이와 달리, 소스 증기는 순수한 형태로 하류부 기상 증착 작업으로 흐를 수 있다. 모든 경우에 있어서 기화 장치로부터의 소스 증기는 기상 반응물 배출 라인을 통해 증착 챔버로 유동한다. 증착 챔버에서 기상 반응물은 가열 가능한 기판 또는 다른 장착 구조에 장착되는 기타 기판 요소 또는 웨이퍼 상에 증착된다. 증착 챔버로부터의 폐기물 증기는 폐기물 배출 라인에서 배출된다. 폐기물은 재활용, 회복, 폐기물 처리, 폐기 또는 기타 증착 수단으로 이동될 수 있다.In the vaporization apparatus, the liquid phase reactant is vaporized to form source vapors for subsequent vapor deposition operations. The vaporization apparatus may also contain a carrier gas that binds or shrouds with the source vapors produced by vaporization of the liquid phase reactants. Alternatively, the source vapor may flow in downstream form in a downstream vapor deposition operation. In all cases the source vapors from the vaporization apparatus flow through the vapor phase reactant discharge line to the deposition chamber. In the deposition chamber, vapor phase reactants are deposited on a wafer or other substrate element that is mounted to a heatable substrate or other mounting structure. Waste steam from the deposition chamber is discharged in the waste discharge line. Waste may be moved to recycling, recovery, waste disposal, disposal or other deposition means.
이러한 작업 중에 용기 내의 소스 화학물질 충진 레벨은 소스 화학물질 레벨 센서에 의해 감지된다. 화학물질 기상 증착 또는 원자층 증착 사이클의 말기에서 용기 내의 액체 전구 화학물질이 변경되도록 언제 소진되어 가고 있는지 아는 것은 중요하다. 소스 화학물질 레벨은 점진적으로 감쇠하여 결과적으로 섬프 공동으로 최소 액체 헤드(섬프 공동 내의 액체 높이)까지 낮아지며, 이 지점에서 중앙 처리 유닛은 이에 대응하여 센싱된 소스 화학물질 레벨 신호를 소스 화학물질 레벨 센싱 신호 전송 라인을 통해 수신한다. 중앙 처리 유닛은 이에 반응하여 제어 신호 전송 라인에서 제어 신호를 담체 기체 유동 제어 밸브로 전송하여 밸브를 폐쇄하고 담체 기체의 용기로의 유동을 차단하며, 또한, 동시에 제어 신호 전송 라인에서 제어 신호를 전송하여 액상 반응물 유동 제어 밸브를 폐쇄하고 용기로부터의 액상 반응물의 유동을 차단한다.During this operation, the source chemical fill level in the vessel is sensed by the source chemical level sensor. At the end of the chemical vapor deposition or atomic layer deposition cycle, it is important to know when the liquid precursor chemical in the vessel is being exhausted to change. The source chemical level is gradually attenuated and consequently lowered into the sump cavity to the minimum liquid head (liquid height in the sump cavity), at which point the central processing unit senses the source chemical level signal correspondingly to the sensed source chemical level signal. Receive via signal transmission line. In response, the central processing unit transmits a control signal from the control signal transmission line to the carrier gas flow control valve to close the valve and block the flow of the carrier gas to the vessel, and simultaneously transmits the control signal from the control signal transmission line. Thereby closing the liquid reactant flow control valve and blocking the flow of liquid reactant from the vessel.
또한, 이러한 작동 중에 용기 내 소스 화학물질의 온도는 온도 센서에 의해 감지된다. 증기압을 제어하기 위하여 용기 내의 액체 전구 화학물질의 온도를 모니터링하는 것은 중요하다. 만약 용기의 소스 화학물질의 온도가 너무 높으면, 중앙 처리 유닛은 이에 대응하여 센싱된 온도 신호를 온도 센싱 신호 전송 라인을 통해 수신한다. 중앙 처리 유닛은 이에 대응하여 온도를 낮추기 위해 제어 신호 전송 라인에서 제어 신호를 가열 수단으로 전송한다.In addition, the temperature of the source chemical in the vessel during this operation is sensed by the temperature sensor. It is important to monitor the temperature of the liquid precursor chemical in the vessel to control the vapor pressure. If the temperature of the source chemical of the vessel is too high, the central processing unit receives the correspondingly sensed temperature signal via a temperature sensing signal transmission line. The central processing unit transmits the control signal to the heating means in the control signal transmission line to correspondingly lower the temperature.
본 발명의 액상 반응물 분배 장치는 화학적 기상 증착, 원자층 증착 및 이온 주입 공정에서 사용되는 전구물질과 같은 반응물의 분배에 유용할 수 있고, 용기로부터의 액체 반응물의 회수를 높은 레벨로 달성할 수 있다. 예를 들어, 미국 특허 제6,077,356호를 참조하시오.The liquid reactant dispensing apparatus of the present invention may be useful for dispensing reactants such as precursors used in chemical vapor deposition, atomic layer deposition, and ion implantation processes, and achieve high levels of recovery of liquid reactants from the vessel. . See, for example, US Pat. No. 6,077,356.
다른 실시예에서, 본 발명의 일부는 기상 반응물을 증착 챔버로 송출하기 위한 방법이며,In another embodiment, part of the invention is a method for delivering a vapor phase reactant to a deposition chamber,
기상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계로서, 상기 분배 장치는 Providing a gas phase reactant dispensing apparatus, the dispensing apparatus
용기와,Courage,
끝면 시일 T형 피팅과,End seal with T-type fittings,
끝면 시일 개스킷과,With seal gasket at the end,
끝면 시일 T형 피팅을 고정하기 위한 체결 수단과,Fastening means for securing the end seal T-shaped fitting,
어댑터와,With the adapter,
담체 기체 공급 입구 피팅을 고정하기 위한 체결 수단과,Fastening means for securing the carrier gas supply inlet fitting,
환형 공간과,Annular space,
담체 기체 공급 라인과,A carrier gas supply line,
기상 반응물 배출 라인을 포함하고,A gaseous reactant discharge line,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an internal gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 끝면 시일 포트 개구 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하고,The top wall member has an end face seal port opening and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 끝면 시일 T형 피팅은 끝면 시일 개구, 담체 기체 공급 입구 개구 및 기상 반응물 출구 개구를 구비하고,The end seal T-shaped fitting has an end seal opening, a carrier gas supply inlet opening and a gaseous reactant outlet opening,
상기 끝면 시일 포트 개구는 끝면 시일 개구를 통해 끝면 시일 포트 개구에 연결된 상기 끝면 시일 T형 피팅을 구비하고, 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구는 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The end seal port opening has the end seal T-shaped fitting connected to the end seal port opening through an end seal opening, the end seal port opening and the end seal opening have opposing surfaces, and the opposing surfaces Do not touch each other,
상기 끝면 시일 개스킷, 예를 들어 금속의 상기 끝면 시일 개스킷은 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하 고,The end seal gasket, for example the end seal gasket of metal, is in contact with and aligned with the opposing surfaces of the end seal port opening and the end seal opening,
상기 끝면 시일 T형 피팅을 고정하기 위한 체결 수단은 대향하는 표면들과 상기 끝면 시일 개스킷을 통해 끝면 시일 T형 피팅을 상기 끝면 시일 포트 개구에 대해 고정시키고,Fastening means for securing the end seal T-shaped fitting secures the end seal T-shaped fitting to the end seal port opening through opposing surfaces and the end seal gasket,
상기 어댑터는, 담체 기체 공급 입구 개구, 끝면 시일 개구, 끝면 시일 포트 개구 및 상기 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 담체 기체가 소스 화학물질 내로 거품을 내며 흐를 수 있어서 소스 화학물질 증기의 적어도 일부가 상기 담체 기체 내에 혼입되어 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로의 기상 반응물의 유동을 일으키고, 상기 튜브는 담체 기체 공급 입구 개구에 인접한 입구 단부와 하벽 부재에 인접한 출구 단부를 구비하고,The adapter includes a carrier gas supply inlet opening, an end seal opening, an end seal port opening, and a metal end seal gasket coupled to a tube extending through the internal gas space to the source chemical, through which the carrier gas is introduced. Foaming into the source chemical may flow into the carrier gas such that at least a portion of the source chemical vapor is incorporated into the carrier gas to cause the flow of gaseous reactants into the internal gas space above the fill level, and the tube passes through the carrier gas supply inlet opening. Having an inlet end adjacent to and an outlet end adjacent to the lower wall member,
상기 담체 기체 공급 입구 개구에는 담체 기체 공급 입구 피팅이 부착되고,A carrier gas supply inlet fitting is attached to the carrier gas supply inlet opening,
상기 담체 기체 공급 입구 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The carrier gas supply inlet opening and the carrier gas supply inlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 담체 기체 공급 입구 개구와 상기 담체 기체 공급 입구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the carrier gas supply inlet opening and the opposing surfaces of the carrier gas supply inlet fitting,
상기 담체 기체 공급 입구 피팅을 고정하기 위한 체결 수단은 대향하는 표면들과 상기 금속 끝면 시일 개스킷을 통해 상기 담체 기체 공급 입구 개구에 대해 담체 기체 공급 입구 피팅을 고정시키며,The fastening means for securing the carrier gas supply inlet fitting secures the carrier gas supply inlet fitting to the carrier gas supply inlet opening via opposing surfaces and the metal end seal gasket,
상기 환형 공간은 상기 튜브의 외벽과 상기 담체 기체 공급 입구 개구, 상기 끝면 시일 개구 및 상기 끝면 시일 포트 개구의 내벽 사이의 공간으로서, 상기 환형 공간을 통해 상기 기상 반응물이 상기 기상 반응물 출구 개구를 통하여 상기 장치로부터 분배될 수 있으며,The annular space is a space between the outer wall of the tube and the carrier gas supply inlet opening, the end face seal opening and the inner wall of the end face seal port opening, through which the gaseous reactant passes through the gas phase reactant outlet opening. Can be dispensed from the device,
상기 담체 기체 공급 라인은 담체 기체를 상기 소스 화학물질로 송출하기 위해 담체 기체 공급 입구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 담체 기체 공급 라인을 통한 담체 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 담체 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며,The carrier gas supply line extends outward from the carrier gas supply inlet fitting to deliver carrier gas to the source chemical, and at least one carrier gas flow control valve to control the flow of carrier gas through the carrier gas supply line. Inside,
상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로부터 기상 반응물을 제거하기 위하여 기상 반응물 출구 개구로부터 외부로 연장하고, 상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기상 반응물 배출 라인을 통한 기상 반응물의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 기상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함하는, 기상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계와,The gaseous reactant discharge line extends outward from the gaseous reactant outlet opening to remove gaseous reactants from the internal gas space above the fill level, and the gaseous reactant discharge line controls the flow of gaseous reactants through the gaseous reactant discharge line. Providing a vapor phase reactant distribution device, optionally including one or more vapor phase reactant flow control valves therein, for
상기 기상 반응물 분배 장치에 소스 화학물질을 부가하는 단계와,Adding a source chemical to the gas phase reactant distribution device;
기상 반응물을 제공하도록 소스 화학물질을 증발시킬 수 있는 온도로 상기 기상 반응물 분배 장치 내의 소스 화학물질을 가열하는 단계와,Heating the source chemical in the gaseous reactant dispensing device to a temperature capable of evaporating the source chemical to provide a gaseous reactant;
상기 튜브와 상기 담체 기체 공급 라인을 통해 상기 기상 반응물 분배 장치에 담체 기체를 공급하는 단계와,Supplying a carrier gas to the gaseous reactant distribution device through the tube and the carrier gas supply line;
상기 기상 반응물 배출 라인을 통해 상기 기상 반응물 분배 장치로부터 기상 반응물과 담체 기체를 회수하는 단계와,Recovering gaseous reactant and carrier gas from the gaseous reactant distribution device through the gaseous reactant discharge line;
상기 증착 챔버에 기상 반응물과 담체 기체를 공급하는 단계를 포함하는, 기 상 반응물을 증착 챔버로 송출하는 방법에 관한 것이다.It relates to a method for sending a gaseous reactant to the deposition chamber, comprising supplying a gaseous reactant and a carrier gas to the deposition chamber.
또한, 본 방법은,In addition, this method,
증착 챔버 내에서, 선택적으로는 상기 가열 가능한 서셉터 상에서, 기판에 기상 반응물을 접촉시키는 단계와,Contacting a vapor phase reactant with a substrate in a deposition chamber, optionally on said heatable susceptor,
증착 챔버에 연결된 폐기물 배출 라인을 통해 모든 잔류 폐기물을 배출하는 단계를 더 포함한다.And discharging all residual waste through a waste discharge line connected to the deposition chamber.
또한, 전술한 방법에서 기상 반응물 분배 장치는 기상 송출 증착 시스템과 기상 반응물 유동 연통하는 기상 반응물 배출 라인을 포함하고, 상기 증착 시스템은 화학적 기상 증착 시스템 또는 원자층 증착 시스템으로부터 선택된다.In addition, the gas phase reactant distribution device in the above method includes a gaseous reactant discharge line in flow communication with the gaseous reactant deposition system, wherein the deposition system is selected from a chemical vapor deposition system or an atomic layer deposition system.
다른 실시예에서, 본 발명의 일부는 기상 반응물을 증착 챔버로 송출하기 위한 방법에 관한 것이며,In another embodiment, part of the invention is directed to a method for delivering a vapor phase reactant to a deposition chamber,
액상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계로서, 상기 분배 장치는Providing a liquid phase reagent dispensing apparatus, wherein the dispensing apparatus
용기와,Courage,
끝면 시일 T형 피팅과,End seal with T-type fittings,
끝면 시일 개스킷과,With seal gasket at the end,
끝면 시일 T형 피팅을 고정하기 위한 체결 수단과,Fastening means for securing the end seal T-shaped fitting,
어댑터와,With the adapter,
액상 반응물 출구 피팅을 고정하기 위한 체결 수단과,Fastening means for securing the liquid reactant outlet fitting,
환형 공간과,Annular space,
불활성 기체 공급 라인과,An inert gas supply line,
액상 반응물 배출 라인을 포함하며,A liquid reactant discharge line,
상기 용기는, 소스 화학물질을 충진 레벨로 유지하는 내부 용기 구획을 형성하고 상기 충진 레벨 위에 내부 기체 공간을 추가로 형성하도록 구성된, 상벽 부재, 측벽 부재 및 하벽 부재를 포함하고,The vessel comprises an upper wall member, a sidewall member and a lower wall member, configured to form an inner vessel compartment that maintains source chemical at a fill level and further form an internal gas space above the fill level,
상기 상벽 부재는 끝면 시일 포트 개구 및 선택적으로 하나 이상의 다른 끝면 시일 포트 개구를 구비하며,The top wall member has an end face seal port opening and optionally one or more other end face seal port openings,
상기 끝면 시일 T형 피팅은 끝면 시일 개구, 불활성 기체 공급 유입구 개구 및 액상 반응물 출구 개구를 구비하며,The end seal T-shaped fitting has an end seal opening, an inert gas supply inlet opening and a liquid reactant outlet opening,
상기 끝면 시일 포트 개구에는 끝면 시일 개구를 통해 연결된 상기 끝면 시일 T형 피팅을 구비하며, 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구는 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The end seal port opening has the end seal T-shaped fitting connected through an end seal opening, the end seal port opening and the end seal opening have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 끝면 시일 개스킷, 예를 들어 금속의 끝면 시일 개스킷은 상기 끝면 시일 포트 개구와 상기 끝면 시일 개구의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The end face seal gasket, for example an end face gasket of metal, is in contact with the end seal port opening and in opposing surfaces of the end face seal opening,
상기 끝면 시일 T형 피팅을 고정하기 위한 체결 수단은 상기 끝면 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 끝면 시일 포트 개구에 대해 상기 끝면 시일 T형 피팅을 고정시키며,Fastening means for securing the end seal T-shaped fitting secures the end seal T-shaped fitting to the end seal port opening through the end seal gasket and opposing surfaces,
상기 어댑터는, 액상 반응물 출구 개구, 끝면 시일 개구, 끝면 시일 포트 개구 및 내부 기체 공간을 통해 소스 화학물질로 연장하는 튜브에 결합된 금속 끝면 시일 개스킷을 포함하며, 상기 튜브를 통해 액상 반응물이 상기 장치로부터 분배될 수 있고, 상기 튜브는 액상 반응물 출구 개구에 인접한 출구 단부와 하벽 부재에 인접한 입구 단부를 구비하며,The adapter includes a metal end seal gasket coupled to a tube extending into the source chemical through the liquid reactant outlet opening, the end seal opening, the end seal port opening, and the internal gas space, through which the liquid reactant is deposited. Wherein the tube has an outlet end adjacent to the liquid reactant outlet opening and an inlet end adjacent to the bottom wall member,
상기 액상 반응물 출구 개구는 액상 반응물 출구 피팅이 연결되고,The liquid phase reactant outlet opening is connected to a liquid phase reactant outlet fitting,
상기 액상 반응물 출구 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅은 대향하는 표면들을 구비하고, 상기 대향하는 표면들은 서로 접촉하지 않으며,The liquid reactant outlet opening and the liquid reactant outlet fitting have opposing surfaces, the opposing surfaces not contacting each other,
상기 금속 끝면 시일 개스킷은 상기 액상 반응물 출구 개구와 상기 액상 반응물 출구 피팅의 대향하는 표면들과 정렬하여 접촉하고,The metal end seal gasket is in contact with the opposing surfaces of the liquid reactant outlet opening and the liquid reactant outlet fitting,
상기 액상 반응물 출구 피팅을 고정하는 체결 수단은 상기 금속 끝면 시일 개스킷 및 대향하는 표면들을 통해 상기 액상 반응물 출구 개구에 대해 액상 반응물 출구 피팅을 고정시키며,Fastening means for securing the liquid reactant outlet fitting secures the liquid reactant outlet fitting to the liquid reactant outlet opening through the metal end face gasket and opposing surfaces,
상기 환형 공간은 상기 튜브의 외벽과 상기 액상 반응물 출구 개구, 상기 끝면 시일 개구 및 상기 끝면 시일 포트 개구의 내벽 사이의 공간으로서, 상기 환형 공간을 통해 불활성 기체가 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 내부 기체 공급 유입 개구를 통해 공급되어 충진 레벨 위의 내부 기체 공간을 가압할 수 있으며,The annular space is a space between the outer wall of the tube and the liquid reactant outlet opening, the end seal opening and the inner wall of the end seal port opening, through which the inert gas flows into an internal gas space above the fill level. Can be fed through a feed inlet opening to pressurize the internal gas space above the fill level,
상기 불활성 기체 공급 라인은 불활성 기체를 상기 충진 레벨 위의 내부 기체 공간으로 송출하기 위해 불활성 기체 공급 유입 개구로부터 외부로 연장하고, 상기 불활성 기체 공급 라인을 통한 불활성 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 불활성 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며, The inert gas supply line extends outward from the inert gas supply inlet opening to deliver an inert gas to the internal gas space above the fill level and at least one inert to control the flow of inert gas through the inert gas supply line. It includes a gas flow control valve therein,
상기 액상 반응물 배출 라인은 상기 용기로부터 액상 반응물을 제거하기 위하여 액상 반응물 출구 피팅으로부터 외부로 연장하고, 상기 액상 반응물 배출 라인은 상기 액상 반응물 배출 라인을 통한 액상 반응물의 유동을 제어하기 위해 하 나 이상의 액상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함하는, 액상 반응물 분배 장치를 제공하는 단계와,The liquid reactant discharge line extends outward from the liquid reactant outlet fitting to remove liquid reactant from the vessel, and the liquid reactant discharge line extends one or more liquid phases to control the flow of the liquid reactant through the liquid reactant discharge line. Providing a liquid phase reactant dispensing device, optionally including a reactant flow control valve therein;
상기 액상 반응물 분배 장치에 액상 반응물을 부가하는 단계와,Adding a liquid reactant to the liquid reactant distribution device;
액상 반응물을 제공하도록 고체 소스 화학물질을 용해시킬 수 있는 온도로 상기 액상 반응물 분배 장치 내의 고체 소스 화학물질을 선택적으로 가열하는 단계와,Selectively heating the solid source chemical in the liquid reactant distribution device to a temperature capable of dissolving the solid source chemical to provide a liquid reactant;
상기 불활성 기체 공급 라인을 통해 상기 액상 반응물 분배 장치에 불활성 기체를 공급하는 단계와,Supplying an inert gas to the liquid reactant distribution device through the inert gas supply line;
상기 튜브와 상기 액상 반응물 배출 라인을 통해 상기 액상 반응물 분배 장치로부터 액상 반응물을 회수하는 단계와,Recovering a liquid reactant from the liquid reactant distribution device through the tube and the liquid reactant discharge line;
기화 장치를 제공하는 단계로서, 상기 기화 장치는Providing a vaporization device, the vaporization device
용기와,Courage,
담체 기체 공급 라인과,A carrier gas supply line,
기상 반응물 배출 라인을 포함하며,A gaseous reactant discharge line,
상기 용기는 액상 반응물을 기화시키는 내부 용기 구획을 형성하도록 구성되고,The vessel is configured to form an inner vessel compartment for vaporizing the liquid reactant,
상기 액상 반응물 배출 라인은 액상 반응물 분배 장치를 상기 기화 장치에 연결시키며,The liquid reactant discharge line connects a liquid reactant distribution device to the vaporization device,
상기 기화 장치의 일부는 담체 기체 공급 입구 개구를 구비하고, 상기 담체 기체 공급 입구 개구를 통해 담체 기체가 상기 기화 장치로 공급되어 액상 반응물 의 증기를 상기 담체 기체 내에 혼입시킴으로써 기상 반응물을 생성할 수 있으며,A portion of the vaporization device has a carrier gas supply inlet opening, through which the carrier gas can be supplied to the vaporization device to produce vapor phase reactants by incorporating vapor of a liquid reactant into the carrier gas. ,
상기 기화 장치의 일부는 기상 반응물 출구 개구를 구비하고, 상기 기상 반응물 출구 개구를 통해 상기 기상 반응물이 상기 기화 장치로부터 분배될 수 있으며,A portion of the vaporization device having a gaseous reactant outlet opening through which the gaseous reactant can be dispensed from the vaporization device,
상기 담체 기체 공급 라인은 담체 기체를 상기 기화 장치로 송출하기 위해 기화 장치로부터 외부로 담체 기체 공급 입구 개구로부터 연장하고, 상기 담체 기체 공급 라인을 통한 담체 기체의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 담체 기체 유동 제어 밸브를 내부에 포함하며, The carrier gas supply line extends from the carrier gas supply inlet opening outwardly from the vaporization device to deliver carrier gas to the vaporization device, and at least one carrier gas flow to control the flow of carrier gas through the carrier gas supply line. Has a control valve inside,
상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기화 장치로부터 상기 증착 챔버로 기상 반응물을 제거하기 위하여 기화 장치로부터 외부로 기상 반응물 출구 개구로부터 연장하고, 상기 기상 반응물 배출 라인은 상기 기상 반응물 배출 라인을 통한 기상 반응물의 유동을 제어하기 위해 하나 이상의 기상 반응물 유동 제어 밸브를 내부에 선택적으로 포함하는, 기화 장치를 제공하는 단계와,The vapor phase reactant discharge line extends from the vapor phase reactant outward from the vapor phase reactant outlet opening to remove vapor phase reactant from the vaporization device to the deposition chamber, and the vapor phase reactant discharge line flows through the vapor phase reactant discharge line. Providing one or more vapor phase reactant flow control valves therein to selectively control the vaporization apparatus;
상기 기화 장치에 액상 반응물을 공급하는 단계와,Supplying a liquid reactant to the vaporization apparatus;
기상 반응물을 제공하도록 액상 반응물을 증발시킬 수 있는 온도로 상기 기화 장치 내의 액상 반응물을 가열하는 단계와,Heating the liquid reactant in the vaporization apparatus to a temperature capable of evaporating the liquid reactant to provide a gaseous reactant;
상기 담체 기체 공급 라인을 통해 상기 기화 장치에 담체 기체를 공급하는 단계와,Supplying a carrier gas to the vaporization apparatus through the carrier gas supply line;
상기 기상 반응물 배출 라인을 통해 상기 기화 장치로부터 기상 반응물과 담체 기체를 회수하는 단계와,Recovering gaseous reactant and carrier gas from the vaporization apparatus through the gaseous reactant discharge line;
상기 증착 챔버에 기상 반응물과 담체 기체를 공급하는 단계를 포함한다.Supplying a gaseous reactant and a carrier gas to the deposition chamber.
또한, 상기 방법은,In addition, the method,
증착 챔버 내에서, 선택적으로 가열 가능한 서셉터 상에서, 기판에 기상 반응물을 접촉시키는 단계와,Contacting the vapor phase reactant with the substrate in a deposition chamber, on a selectively heatable susceptor,
증착 챔버에 연결된 폐기물 배출 라인을 통해 모든 잔류 폐기물을 배출하는 단계를 포함한다.Exhausting all residual waste through a waste discharge line connected to the deposition chamber.
상기 방법에 있어서, 상기 액상 반응물 분배 장치는 상기 기화 장치와 액상 반응물 유동 연통하는 액상 반응물 배출 라인을 더 포함하며, 상기 기화 장치는 기상 송출 증착 시스템과 기상 반응물 유동 연통 상태에 있고, 상기 증착 시스템은 화학적 기상 증착 시스템과 원자층 증착 시스템으로부터 선택된다.In the method, the liquid reactant distribution device further comprises a liquid reactant discharge line in fluid communication with the vaporization device, wherein the vaporization device is in gaseous reactant flow communication with the vapor delivery deposition system, the deposition system being Chemical vapor deposition systems and atomic layer deposition systems.
본 발명의 일 실시예에서, 유기금속 화합물은 파우더, 필름 또는 코팅을 형성하는 기상 증착 기술에 사용된다. 화합물은 단일원 전구물질로서 사용될 수 있거나, 하나 이상의 다른 전구물질들, 예컨대, 하나 이상의 다른 유기금속 화합물 또는 금속 복합물을 가열시킴으로써 발생되는 증기와 함께 사용될 수 있다.In one embodiment of the invention, organometallic compounds are used in vapor deposition techniques to form powders, films or coatings. The compound may be used as a single source precursor or may be used with steam generated by heating one or more other precursors, such as one or more other organometallic compounds or metal complexes.
증착은 다른 기상 성분이 존재할 때 수행될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 필름 증착은 하나 이상의 불활성 담체 기체가 존재할 때 수행된다. 불활성 가스의 예는 불활성 기체, 예컨대, 질소, 아르곤, 헬륨 뿐만 아니라 공정 조건 하에서 유기금속 화합물 전구물질와 반응하지 않는 다른 기체들을 포함한다. 다른 실시예에서, 필름 증착은 하나 이상의 반응성 가스가 존재할 때 수행된다. 사용될 수 있는 반응성 가스의 일부는 하이드라진(hydrazine), 산소, 수소, 공기, 산소가 풍부한 공기, 오존(O3), 아산화질소(N2O), 수증기, 유기 증기, 암모니아 등을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 종래 기술에 공지된 대로, 예컨대, 공기, 산소, 산소가 풍부한 공기, O3, N2O 또는 산화 유기 화합물의 증기와 같은 산화 가스의 존재는 금속 산화물 필름의 형성을 촉진한다.Deposition can be performed when other gas phase components are present. In one embodiment of the invention, film deposition is performed when one or more inert carrier gases are present. Examples of inert gases include inert gases such as nitrogen, argon, helium as well as other gases that do not react with the organometallic compound precursor under process conditions. In another embodiment, film deposition is performed when one or more reactive gases are present. Some of the reactive gases that can be used include, but are not limited to, hydrazine, oxygen, hydrogen, air, oxygen rich air, ozone (O 3 ), nitrous oxide (N 2 O), water vapor, organic vapors, ammonia, and the like. It doesn't work. As is known in the art, the presence of oxidizing gases such as, for example, air, oxygen, oxygen rich air, O 3 , N 2 O, or vapors of oxidized organic compounds, promotes the formation of metal oxide films.
본 발명에서 기술하는 증착 방법은 단일 금속을 포함하는 필름, 파우더, 또는 코팅이나, 단일 금속 산화물을 포함하는 필름, 파우더, 또는 코팅을 형성하도록 수행될 수 있다. 또한, 혼합 필름, 파우더 또는 코팅은 예컨대, 혼합 금속 산화물 필름으로 증착될 수 있다. 혼합 금속 산화물 필름은 예컨대, 여러 유기금속 전구물질를 사용함으로써 형성될 수 있으며, 유기금속 전구물질 중 적어도 하나는 상기 전술된 유기금속 화합물에서 선택된다.The deposition method described in the present invention may be performed to form a film, powder, or coating comprising a single metal, or a film, powder, or coating comprising a single metal oxide. In addition, mixed films, powders or coatings may be deposited, for example, with mixed metal oxide films. Mixed metal oxide films can be formed, for example, by using various organometallic precursors, at least one of which is selected from the organometallic compounds described above.
기상 필름 증착은 예컨대, 1nm 이하 내지 1mm 이상의 범위의 소정의 두께의 필름층을 형성하도록 수행될 수 있다. 본 발명에서 기술되는 전구물질는 박막, 예컨대 약 10nm 내지 약 100nm의 범위의 두께를 가진 필름을 생산하는데 특히 유용하다. 예컨대, 본 발명의 필름은, 특히 로직에서의 n채널 금속 전극, 디램(DRAM) 적용시 커패시터 전극 및 유전체 재료와 같은 금속 전극을 제조하는 것으로 고려될 수 있다.Vapor film deposition can be performed, for example, to form a film layer of a predetermined thickness in the range of 1 nm or less to 1 mm or more. The precursors described herein are particularly useful for producing thin films, such as films having a thickness in the range of about 10 nm to about 100 nm. For example, the films of the present invention may be considered to produce metal electrodes, such as capacitor electrodes and dielectric materials, particularly in n-channel metal electrodes in logic, DRAM (DRAM) applications.
또한, 증착 방법은 층상 필름을 제조하는 데 적절하며, 2개 이상의 층들은 상태 또는 조성에서 상이하다. 층상 필름의 예는 금속-절연체-반도체 및 금속-절연체-금속을 포함한다.In addition, the deposition method is suitable for producing a layered film, wherein two or more layers differ in state or composition. Examples of layered films include metal-insulator-semiconductor and metal-insulator-metal.
유기금속 화합물 전구물질는 원자층 증착, 화학 증착 또는, 더 상세하게는 종래 기술에서 공지된 금속유기 화학 증착 공정에서 사용될 수 있다. 예컨대, 전술된 유기금속 화합물 전구물질는 대기에서 화학 증착 공정 뿐만 아니라, 저압에서의 화학 증착 공정에서 사용될 수 있다. 화합물은 전체 반응 챔버가 가열되는 방법인 열벽 화학 증착 뿐만 아니라, 기판만이 가열되는 기술인 냉벽 또는 온벽 타입 화학 증착에서 사용될 수 있다.Organometallic compound precursors may be used in atomic layer deposition, chemical vapor deposition, or more particularly metalorganic chemical vapor deposition processes known in the art. For example, the aforementioned organometallic compound precursors can be used in chemical vapor deposition processes in the atmosphere, as well as chemical vapor deposition processes at low pressures. The compounds can be used in cold wall or warm wall type chemical vapor deposition, a technique in which only the substrate is heated, as well as hot wall chemical vapor deposition in which the entire reaction chamber is heated.
또한, 전술된 유기금속 화합물 전구물질는 플라즈마로부터의 에너지 또는 전자기 에너지가 각각 화학 증착 전구물질를 활성화시키는데 사용되는, 플라즈마 또는 광 보조 화학 증착 공정에서 사용될 수 있다. 또한, 화합물은 화학 증착 전구물질를 분해하기 위한 에너지를 공급하도록 이온 빔 또는 전자 빔이 각각 기판으로 유도되는, 이온 빔, 전자 빔 보조 화학 증착 공정에 사용될 수 있다. 또한, 화학 증착 전구물질의 광분해 반응에 영향을 미치도록 레이저광이 기판으로 유도되는, 레이저 보조 화학 증착 공정이 사용될 수 있다.In addition, the aforementioned organometallic compound precursors may be used in a plasma or light assisted chemical vapor deposition process where energy from the plasma or electromagnetic energy is used to activate the chemical vapor deposition precursor, respectively. In addition, the compounds may be used in ion beam, electron beam assisted chemical vapor deposition processes, in which an ion beam or electron beam is directed to a substrate, respectively, to supply energy for decomposing a chemical vapor deposition precursor. In addition, a laser assisted chemical vapor deposition process may be used in which laser light is directed to a substrate to affect the photolysis reaction of the chemical vapor deposition precursor.
증착 방법은 예컨대, 종래기술에서 공지된 바와 같이 열벽 또는 냉벽 반응기, 플라즈마 보조, 광 보조 또는 레이저 보조 반응기와 같은 다양항 화학 증착 반응기로 수행될 수 있다.The deposition method can be performed with various chemical vapor deposition reactors, such as, for example, hot wall or cold wall reactors, plasma assisted, light assisted or laser assisted reactors as known in the art.
증착 챔버에서 유용한 예시적 기판은 예컨대, 금속, 금속 규화물, 반도체, 절연체 및 차단 재료에서 선택되는 재료들을 포함한다. 양호한 기판은 패턴 웨이퍼이다. 증착 방법을 사용하여 코팅될 수 있는 기판의 예는 금속 기판, 예컨대, Al, Ni, Ti, Co, Pt, Ta; 금속 규화물, 예컨대, TiSi2, CoSi2, NiSi2; 반도체 재료, 예컨대, Si, SiGe, GaAs, InP, 다이아몬드, GaN, SiC; 절연체, 예컨대, SiO2, Si3N4, HfO2, Ta2O5, Al2O3, 바륨 스트론튬 티탄산염(barium strontium titanate; BST); 차단 재료, 예컨대, TiN, TaN과 같은 고체 기판; 또는 이러한 재료들의 조합을 포함하는 기판을 포함한다. 또한, 필름 또는 코팅은 유리, 세라믹, 플라스틱, 열경화성 중합체 재료 및 다른 코팅층 또는 필름층에 형성될 수 있다. 양호한 실시예에서, 필름 증착은 전자 부품의 제조 또는 처리에서 사용되는 기판에 있다. 다른 실시예에서, 기판은 고온에서 산화제가 존재할 때 안정적인 저 비저항 전도체 증착 또는 광학적 전달 필름을 공급하도록 사용된다.Exemplary substrates useful in deposition chambers include, for example, materials selected from metals, metal silicides, semiconductors, insulators, and barrier materials. Preferred substrates are pattern wafers. Examples of substrates that can be coated using the deposition method include metal substrates such as Al, Ni, Ti, Co, Pt, Ta; Metal silicides such as TiSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 ; Semiconductor materials such as Si, SiGe, GaAs, InP, diamond, GaN, SiC; Insulators such as SiO 2 , Si 3 N 4 , HfO 2 , Ta 2 O 5 , Al 2 O 3 , barium strontium titanate (BST); Barrier materials such as solid substrates such as TiN, TaN; Or a substrate comprising a combination of these materials. In addition, films or coatings may be formed on glass, ceramics, plastics, thermoset polymer materials, and other coating or film layers. In a preferred embodiment, film deposition is on a substrate used in the manufacture or processing of electronic components. In another embodiment, the substrate is used to supply a low resistivity conductor deposition or optical transfer film that is stable when oxidant is present at high temperatures.
증착 방법은 부드럽고 평평한 표면을 갖는 기판에 필름을 증착하도록 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 방법은 웨이퍼 제조 또는 처리에서 사용되는 기판에 필름을 증착하기 위해 수행된다. 예컨대, 트렌치(trench), 홀 또는 바이어스(vias)와 같은 특징을 포함하는 패턴식 기판에 필름을 증착시키도록 수행될 수 있다. 또한, 증착 방법은 웨이퍼 제조 또는 처리의 다른 단계들, 예컨대, 마스킹(masking), 에칭(etching) 등에 통합될 수 있다.The deposition method can be performed to deposit a film on a substrate having a smooth flat surface. In one embodiment, the method is performed to deposit a film on a substrate used in wafer fabrication or processing. For example, it may be performed to deposit a film on a patterned substrate that includes features such as trenches, holes, or vias. In addition, the deposition method may be incorporated into other steps of wafer fabrication or processing, such as masking, etching, and the like.
화학 증착 필름은 소정의 두께로 증착될 수 있다. 예컨대, 형성되는 필름은 1 마이크로미터 이하 두께, 양호하게는 500 나노미터 이하, 더 양호하게는 200 나노미터 이하 두께일 수 있다. 50 나노미터 이하 두께의 필름, 예컨대, 약 0.1 나노미터 내지 20 나노미터 사이의 두께를 가진 필름도 제조될 수 있다.The chemical vapor deposition film may be deposited to a predetermined thickness. For example, the film formed may be 1 micrometer thick or less, preferably 500 nanometers or less, more preferably 200 nanometers or less. Films up to 50 nanometers thick, such as films having a thickness between about 0.1 nanometers and 20 nanometers, can also be made.
또한, 전술된 유기금속 화합물 전구물질는 기판이 전구물질, 산화제 및 불활성 기체 스트림의 교호식 펄스에 노출되는 동안, 원자층 증착 또는 원자층 결정핵생성 기술에 의해 필름을 형성하도록 본 발명의 방법에서 사용될 수 있다. 연속 층 증착 기술은 예컨대, 미국 특허 출원 제6,287,965호 및 미국 특허 출원 제6,342,277호에 기술된다. 두 특허 모두의 개시내용의 전체가 본 명세서에서 참고문헌으로 인용된다.In addition, the aforementioned organometallic compound precursors may be used in the method of the present invention to form films by atomic layer deposition or atomic layer nucleation techniques while the substrate is exposed to alternating pulses of precursors, oxidants and inert gas streams. Can be. Continuous layer deposition techniques are described, for example, in US Pat. No. 6,287,965 and US Pat. No. 6,342,277. The entire disclosure of both patents is incorporated herein by reference.
예컨대, 일 원자층 증착 사이클에서, 기판은 혼자 또는 불활성 기체와 함께 a) 불활성 기체, b) 전구물질 증기를 운반하는 불활성 기체, c) 불활성 기체, d) 산화제에 순차적 방식으로 노출된다. 일반적으로, 각 단계는 장비가 허용하는 만큼 짧을 수 있고(예컨대, 1000분의 1초) 공정이 요구하는 만큼 길 수(예컨대, 몇 초 또는 몇 분) 있다. 일 사이클의 지속시간은 1000분의 1초만큼 짧을 수 있고 몇 분 만큼 길 수 있다. 사이클은 몇 분 내지 몇 시간의 범위일 수 있는 주기가 반복된다. 생산된 필름은 수 나노미터로 얇거나 예컨대, 1 밀리미터(mm)로 두꺼울 수 있다.For example, in one atomic layer deposition cycle, the substrate is exposed in a sequential manner to a) an inert gas, b) an inert gas carrying a precursor vapor, c) an inert gas, d) an oxidant, alone or in combination with an inert gas. In general, each step can be as short as the equipment allows (eg, one thousandth of a second) and as long as the process requires (eg, a few seconds or minutes). The duration of one cycle can be as short as a thousandth of a second and as long as a few minutes. The cycle repeats a cycle that can range from several minutes to several hours. The film produced can be as thin as a few nanometers or as thick as, for example, one millimeter (mm).
따라서, 본 발명의 수단 및 방법은 본래 공급된 소스 화학물질의 부피의 95% 내지 98%가 기상 또는 액상 반응물이 선택적으로 분배되는 장치에서 사용되도록 허용하는, 기상 또는 액상 반응물의 공급 및 분배 시스템의 종래기술 방안에서 실질적인 진보를 달성한다. 두 부분으로 된 엠푸울의 세척 용이성은 한 부분으로 된 엠푸울에서 얻어질 수 있는 것보다 우수한, 두 부분으로 된 엠푸울의 재사용을 가능하게 한다.Thus, the means and methods of the present invention provide a system for supplying and dispensing gaseous or liquid phase reactants, wherein from 95% to 98% of the volume of source chemicals originally supplied allows for use in an apparatus in which the gaseous or liquid phase reactants are selectively dispensed. Substantial advances in prior art solutions are achieved. Ease of cleaning of the two-part empoul allows for reuse of two-part empouls, superior to that obtainable in one-part empouls.
따라서, 반도체 및 초전도체 생산과 같은 작업에서, 본 발명의 수단 및 방법으로, 소스 화학물질의 폐기물을 분배 용기로 본래 충진되는 부피의 2% 내지 5% 만큼 낮은 수준으로 감소시키고 엠푸울의 수차례 재사용을 가능하게 한다.Thus, in operations such as semiconductor and superconductor production, the means and methods of the present invention reduce waste of source chemicals to levels as low as 2% to 5% of the volume originally filled into the dispensing vessel and reuse the empoules several times. To make it possible.
따라서, 본 발명의 방법은 소스 화학물질 공급 및 기상 또는 액상 반응물 분배 시스템의 경제성과, 분배되는 기상 또는 액상 반응물이 사용되는 공정을 현저하게 향상시킨다. 여러 예시에서, 본 발명은 종래 기술 방법의 폐기물 수준 특성에 의해 배제되는 실질적인 문제였던 소스 화학물질의 비용효과적인 사용을 가능하게 할 수도 있다.Thus, the process of the present invention significantly improves the economics of source chemical feed and gaseous or liquid phase reactant distribution systems, and the process in which the gaseous or liquid phase reactants being dispensed are used. In various instances, the present invention may allow for cost effective use of source chemicals, which has been a substantial problem excluded by the waste level nature of the prior art methods.
본 발명의 다양한 변형 및 변경은 당업자들에게 명백하며, 이러한 변형 및 변경은 본 출원의 범위 및 청구범위의 정신 내에 포함되는 것을 알 수 있다.Various modifications and variations of the present invention will be apparent to those skilled in the art, and such variations and modifications may be included within the spirit and scope of the present application.
도 1은 딥 튜브가 없는 기상 반응물 분배 장치와, 버블 튜브를 갖춘 기상 반응물 분배 장치와, 딥 튜브를 갖춘 액상 반응물 분배 장치의 부분 단면을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic diagram showing a partial cross section of a gaseous reactant dispensing device without a dip tube, a gaseous reactant dispensing device with a bubble tube, and a liquid phase reactant dispensing device with a dip tube.
도 2는 어댑터(즉, 금속 끝면 시일 개스킷 및 튜브)의 단면을 나타낸 개략도이다.2 is a schematic representation of a cross section of an adapter (ie, metal end seal gasket and tube).
도 3은 튜브를 갖춘 이중 포트(dual port) 용기로 변화된 단일 포트 용기의 단면을 나타낸 개략도이다.3 is a schematic view showing a cross section of a single port vessel transformed into a dual port vessel with a tube.
도 4는 어댑터 없이 금속 끝면 시일 개스킷 연결부를 조립하는데 사용될 수 있는 구성요소의 단면을 나타낸 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating a cross section of a component that may be used to assemble a metal end seal gasket connection without an adapter.
도 5는 어댑터를 사용하여 금속 끝면 시일 개스킷 연결부를 조립하는데 사용될 수 있는 구성요소의 단면을 나타낸 개략도이다.5 is a schematic diagram showing a cross section of a component that may be used to assemble a metal end face seal gasket connection using an adapter.
도 6은 어댑터 없이 금속 끝면 시일 개스킷 연결부를 통과하는 유동 경로 및 어댑터를 사용하여 금속 끝면 시일 개스킷 연결부를 통과하는 유동 경로의 단면을 나타낸 개략도이다.6 is a schematic diagram showing a cross section of a flow path through a metal end seal gasket connection without an adapter and a flow path through a metal end seal gasket connection using an adapter.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100: 끝면 시일 피팅100: end seal fitting
101: 시일링 비드101: sealing bead
110: 끝면 시일 피팅110: end seal fitting
111: 시일링 비드111: sealing bead
120: 개스킷120: gasket
130: 수형 너트130: male nut
140: 암형 너트140: female nut
150: 연결부 조립체150: connection assembly
200: 끝면 시일 피팅200: end face seal fitting
201: 시일링 비드201: sealing bead
210: 끝면 시일 피팅210: end seal fitting
211: 시일링 비드211: sealing bead
220: 어댑터220: adapter
230: 수형 너트230: male nut
240: 암형 너트240: female nut
250: 연결부 조립체250: connection assembly
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