KR20110083552A - 일정한 농도 증발을 위한 방법 및 이를 이용하는 장치 - Google Patents

일정한 농도 증발을 위한 방법 및 이를 이용하는 장치 Download PDF

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롬 앤드 하스 일렉트로닉 머트어리얼즈, 엘.엘.씨.
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Abstract

본 발명에서는 증발기(상기 증발기는 외부 케이싱; 및 상기 외부 케이싱 내에 배치되고 플레이트와 접촉하는 내부 케이싱을 포함한다); 및 열교환기(상기 열교환기는 상기 증발기와 유체이동가능하게 연결된다)를 포함하되, 상기 내부 케이싱은 담체 유체를 상기 증발기로 도입하는 제 1 도관; 및 전구체를 동반하는 상기 담체 유체를 제거하는 제 2 도관을 둘러싸고, 상기 외부 케이싱은 상기 플레이트에 떼어낼 수 있게 부착되며, 상기 플레이트는 상기 전구체를 상기 열교환기로부터 상기 증발기로 도입하는 제 1 전구체 도관과 접촉하고, 상기 증발기 및 상기 열교환기 주위의 주위 온도가 대략 ±35℃까지 만큼 변동할 때 상기 열교환기는 상기 증발기에서 상기 전구체를 실질적으로 일정한 온도로 유지시키기에 효과적인 거리로 상기 증발기에 근접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 장치가 개시된다.

Description

일정한 농도 증발을 위한 방법 및 이를 이용하는 장치{METHOD FOR CONSTANT CONCENTRATION EVAPORATION AND A DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 일정한 농도 증발을 위한 방법 및 이를 이용하는 물품에 관한 것이다.
금속 함유 필름은 다양한 전자 및 광전자 분야에서 이용된다. 화학 증착(chemical vapor deposition; "CVD") 공정들은 기판 상에 금속 함유 레이어(또는 필름)를 증착하는, 전자 산업, 특히 반도체 산업에서 종종 이용된다. 금속 함유 전구체 및 선택적인 도펀트(dopant)(이하에서는 "전구체")는 증착 반응기에 전달되고 기판 상에 증착되어 금속 함유 필름을 형성한다. 전구체는 일반적으로 (또한 실린더 또는 증발기라 불리는) 버블러(bubbler)에서 제공된다. 실제로, 담체 유체는 버블러에 들어가고, 전구체를 통과하며, 전구체로 포화되고, 이어서 담체 가스/전구체 증기 혼합물은 실린더를 빠져나가고 증착 반응 챔버로 배향된다. 증착 챔버에서, 전구체로부터 금속을 함유하는 레이어 또는 필름은 기판 상에서 성장한다. 기판은 어떠한 적합한 물질, 그 중에서도 예를 들어, 실리콘 웨이퍼(wafer), 사파이어 웨이퍼, InP 웨이퍼, GaAs 웨이퍼, SiC 웨이퍼, 게르마늄 웨이퍼일 수 있다.
상업적으로 이용가능한 자동 리필 시스템(refill system)에서 사용된 것을 포함하는, 버블러는, 상대적으로 큰 유체 용량에 의존하여 결과적인 증기 농도에 역효과를 가져올 수 있는 유체 레벨에서의 편차를 보충한다. 섬유광학 및 반도체 산업에서의 증기원이 종종 위험한 유체이기에, 작업 현장 내에서는 상당한 이런 유체의 최대 허용가능 용량을 감소시키는 것이 바람직하다. 따라서, 증기 농도 제어를 절충하지 않고 증기 발생의 시점에서 요구된 유체 용량을 감소시키는 것이 바람직하다.
버블러 컨테이너(container)는 단일 베셀(vessel)을 포함하고, 이는 소모성 전구체의 용량을 유지한다. 담체 유체는 유체 컬럼(column)으로 도입되고, 유체 컬럼을 통해 상측으로 이동하며, 헤드 스페이스(head space)로 전구체 표면을 빠져간다. 담체 유체는 유체 컬럼을 통과함에 따라, 증기와 동반하게 되고, 이는 상응하는 유체 용량의 감소를 초래한다. 이어서 동반 증기는 화학적으로 반응하고 물질 필름을 형성하는 기판의 표면으로 이송된다. 만약 유체 또는 담체 유체의 압력 또는 온도 변화가 존재하면, 불균일한 산물의 형성을 초래한다.
사양의 좁은 범위 내에 존재하고 재생가능하면서 교체가능한 반도체 또는 섬유를 생성하기 위하여, 제조 공정 시에 변동하지 않는 증기 농도를 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 증기를 함유하는 담체 유체의 온도, 담체 유체 잔류 시간(예를 들어, 버블러에서의 액체 레벨), 및 담체 유체의 증기압을 제어하여 재생가능하고 지속적인 산물을 획득하는 것이 바람직하다.
담체 유체에서 화학 증기의 농도에 영향을 미치는 일 변수는 전구체의 온도이다. 휘발성 전구체의 증기압은 전구체의 온도의 함수이다. 따라서, 어떤 주어진 온도에서는, 담체 유체가 평형 상태에서 화학 증기로 포화된다. 온도가 일정하게 유지되는 동안은, 담체 유체 및 화학 증기는 평형 포화 상태로 공존한다. 그러나, 만약 온도가 하강하면, 화학 증기의 일부는 담체 유체에서 화학 증기의 농도의 변화를 초래하는, 증기 상태로부터 응결된다.
버블러에서 온도를 제어하기 위하여, 상업적으로 이용가능한 유닛(unit)은 결합된 냉각기 및 가열기 유닛을 사용한다. 이런 장치들은 주위 온도에 관계없이 증발기에서 온도를 조정하는 편리한 수단을 제공한다. 공정 장비로 전달됨에 따라 담체 유체로부터 화학 증기의 응결을 방지하기 위하여, 가스는 포화가 발생하는 온도보다 낮은 온도 상태에 놓이지 않는 것이다. 낮은 주위 온도는 전구체의 가열을 요구하고, 높은 주위 온도는 전구체의 냉각을 요구한다.
포화 공정 시에, 증기로의 전구체의 전환은 액체로부터 열의 제거를 초래한다. 이런 열 제거의 실효는 전구체의 온도가 냉각 또는 가열 매체의 제어 온도 아래로 하강할 수 있다는 것이다. 온도 제어 유닛은 증발기로의 열 유동을 증가시킴으로써 온도 하강을 보충하는 것을 시도한다. 그러나, 종래의 온도 제어 유닛은 사용시에 증발기에서 전구체의 설정 온도를 적절하게 유지하지 못한다.
담체 유체에서 화학 증기 농도에 영향을 미칠 수 있는 또 다른 변수는 담체 유체의 압력이다. 상업적으로 이용가능한 장치는 기계식 압력 조절기의 사용을 이루어 왔고, 이는 스프링 및 칸막이에 의존하여 압력을 감지하고 제어한다. 그러나, 이러한 상업적으로 이용가능한 기계식 장치와 함께, 시스템 변화에 대한 고유 지연이 존재한다. 이는 압력 변동을 초래할 수 있고, 결국, 이는 화학 증기 농도 변화를 생성한다.
Nurmi에 의한 미국 특허 제6,135,433호는 버블러에서 전구체의 압력 및 온도를 제어하는 것을 교시한다. 온도는 버블러의 전구체에 배치되는 온도 프로브(probe) 및 버블러 주위에 배치되는 열 자켓(heat jacket)에 의해 제어되는 반면에, 압력은 담체 유체 라인에서 압력 변환기에 의해 제어된다. 그러나, 전구체는 대기 조건으로 유지되는 저장 탱크에 포함된다. 이는 버블러로 공급되고 있는 전구체가 상이한 온도로 존재하도록 한다. 게다가, 가열기가 버블러의 외부면 상에 위치되기에, 주위 온도 변화는 가열기의 성능에 영향을 미치고 이에 따라 버블러에서 전구체의 온도는 변화를 겪는다. 이런 온도 변화는 산물 품질 변화를 유도하고, 이는 바람직하지 않다.
Curran에 의한 미국 특허 제7,011,299호는 전구체의 공급을 포함하는 버블러로부터 증기의 전달을 제어하는 시스템 및 방법을 교시한다. 전구체 및 담체 유체의 증기압은 전구체 라인의 압력에 대하여 버블러의 헤드스페이스 내의 압력을 제어하고 이에 따라 압력 및 유체 동역학을 바탕으로 반복할 수 있는 유체 레벨을 생성하며 종래의 레벨 센서 및 컨트롤러에 의존하지 않음으로써 제어된다. 이런 시스템은 담체 유체의 온도 및 전구체의 온도가 다양한 기판 상에 증착된 화학물질의 양에서의 농도 변화를 유도하면서, 면밀히 제어되지 않는 결점을 겪는다.
따라서, 온도 및 압력 변화가 최소화되어 산물 품질이 안정화될 수 있도록 하는 버블러를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에서는 증발기(상기 증발기는 외부 케이싱; 및 상기 외부 케이싱 내에 배치되고 플레이트와 접촉하는 내부 케이싱을 포함한다); 및 열교환기(상기 열교환기는 상기 증발기와 유체이동가능하게 연결된다)를 포함하되, 상기 내부 케이싱은 담체 유체를 상기 증발기로 도입하는 제 1 도관; 및 전구체를 동반하는 상기 담체 유체를 제거하는 제 2 도관을 둘러싸고, 상기 외부 케이싱은 상기 플레이트에 떼어낼 수 있게 부착되며, 상기 플레이트는 상기 전구체를 상기 열교환기로부터 상기 증발기로 도입하는 제 1 전구체 도관과 접촉하고, 상기 증발기 및 상기 열교환기 주위의 주위 온도가 대략 ±35℃까지 만큼 변동할 때 상기 열교환기는 상기 증발기에서 상기 전구체를 실질적으로 일정한 온도로 유지시키기에 효과적인 거리로 상기 증발기에 근접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 장치가 개시된다.
또한, 본 발명에서는 전구체를 열교환기에서 가열시키거나 냉각시키는 단계; 상기 전구체를 상기 열교환기로부터 증발기로 배출시키는 단계(상기 증발기는 외부 케이싱 및 상기 외부 케이싱 내에 배치되고 플레이트와 접촉하는 내부 케이싱을 포함하되, 상기 내부 케이싱은 제 1 도관 및 제 2 도관을 둘러싼다); 담체 유체를 상기 제 1 도관을 통해 상기 증발기로 도입하는 단계; 상기 전구체를 상기 담체 유체로 스퍼징하는(sparging) 단계; 및 상기 전구체를 동반하는 상기 담체 유체를 상기 제 2 도관을 통해 상기 증발기로부터 제거하는 단계를 포함하되, 상기 증발기 및 상기 열교환기 주위의 주위 온도가 대략 ±35℃까지 만큼 변동할 때 상기 증발기에 대한 상기 열교환기의 근접도는 상기 증발기에서 상기 전구체를 실질적으로 일정한 온도로 유지시키기게 효과적인 것을 특징으로 하는 방법이 개시된다.
또한, 본 발명에서는 플레이트 상의 제 1 홀에 역 U자 형상의 도관을 배치하고, 제 2 홀에 역 J자 형상의 도관을 배치하며, 제 3 홀에 제 1 전구체 도관을 배치하는 단계(상기 플레이트는 열교환기에 부착된다); 및 상기 열교환기가 상기 플레이트에 접촉하는 측에 대하여 반대편인 상기 플레이트의 측 상에 내부 케이싱 및 외부 케이싱을 배치하는 단계(상기 내부 케이싱은 상기 외부 케이싱 내에 포함되고, 상기 외부 케이싱은 상기 역 U자 형상의 도관, 상기 역 J자 형상의 도관 및 상기 제 1 전구체 도관을 둘러싼다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치 제조 방법이 개시된다.
도 1a는 증발기(100)의 평면도를 도시한다.
도 1b는 증발기(100)의 측면도를 도시한다.
도 2는 도 1a의 선 A-A'에서 취해진 증발기(100)의 단면도를 도시한다.
동일한 참조부호는 명세서에 걸쳐 동일한 구성요소를 가리킨다.
구성요소가 다른 구성요소 "상에(on)" 존재한다고 불릴 때, 구성요소가 다른 구성요소 상에 직접 존재할 수 있거나, 사이에 있는 구성요소가 그 사이에 존재할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 반면에, 구성요소가 다른 구성요소 "위에 직접(directly on)" 존재한다고 불릴 때, 사이에 있는 구성요소는 존재하지 않는다. 여기서 사용된, 용어 "및/또는(and/or)"는 하나 이상의 관련되어 나열된 목록 중 어떠한 것 및 모든 조합을 포함한다. 여기서 사용된, "기판(substrate)"은 금속 함유 필름이 기상 증착에 의해 증착되는 어떠한 표면을 가리킨다.
비록 여기서 용어 제 1, 제 2 , 제 3 등이 다양한 구성요소(element)들, 성분(component)들, 영역(region)들, 레이어(layer)들 및/또는 부분(section)들을 설명하는 데에 사용될 수 있더라도, 이런 구성요소들, 성분들, 영역들, 레이어들 및/또는 부분들은 이런 용어들에 의해 한정되지 않아야 한다. 이런 용어들은 단지 하나의 구성요소, 성분, 영역, 레이어 또는 부분을 또다른 구성요소, 성분, 영역, 레이어 또는 부분과 구별하는 데에 사용된다. 따라서, 아래에서 언급되는 제 1 구성요소, 성분, 영역, 레이어 또는 부분은 본 발명의 교시로부터 분리됨이 없이 제 2 구성요소, 성분, 영역, 레이어 또는 부분으로 명명될 수 있다.
여기서 사용된 용어는 단지 특정한 구체예를 설명하는 것을 목적으로 하고, 한정하도록 의도되지 않는다. 문맥이 명확하게 그렇지 않게 개시되지 않는다면, 여기서 사용된, 단수형 "a", "an" 및 "the"는 복수형도 포함하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용될 때 용어 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)" 또는 포함한다(include)" 및/또는 "포함하는(including)"은 정해진 구조체(feature), 영역(region), 정수(interger), 단계(step), 작용(operation), 구성요소(element), 및/또는 성분(component)의 존재를 특정하나, 하나 이상의 다른 구조체, 영역, 정수, 단계, 작용, 구성요소, 성분 및/또는 이들의 그룹의 추가 또는 존재를 불가능하게 하지 않는다.
더욱이, 여기서 상대적인 용어, 예를 들어, "하부(lower)" 또는 "하부(bottom)" 및 "상부(upper)" 또는 "상부(top)"는 도면에서 도시된 바와 같이 하나의 구성요소의 관계를 또다른 구성요소에 대하여 설명하는 데에 사용될 수 있다. 상대적인 용어는 도면들에 도시된 배향(orientation) 뿐 아니라 장치의 상이한 배향을 포함하도록 의도된다. 예를 들어, 만약 도면들 중 하나에서 장치가 뒤집어진다면, 이어서 다른 구성요소들의 "하부" 측 상에 존재하는 것과 같이 설명된 구성요소들은 다른 구성요소의 "상부" 측 상에 배향될 것이다. 따라서 예시적인 용어 "하부"는 도면의 특정한 배향에 따라, "하부" 및 "상부"의 배향 모두를 포함할 수 있다. 또한, 만약 도면들 중 하나에서 장치가 뒤집어진다면, 이어서 다른 구성요소 "아래로(below)" 또는 "아래로(beneath)"와 같이 설명된 구성요소는 다른 구성요소 "위로(above)" 배향될 것이다. 따라서 예시적인 용어 "아래로(below)" 또는 "아래로(beneath)"는 위 및 아래의 배향 모두를 포함할 수 있다.
만약 정의되지 않았다면, 여기서 사용된 (기술 및 과학 용어를 포함하는) 모든 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 바와 같은 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 것과 같은 용어는 본 개시 및 관련 기술분야의 맥락에서의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것과 같이 해석되어야만 하고, 만약 여기서 그렇게 명확하게 정의되지 않는다면 이상적이거나 너무 형식적인 의미로 해석되지 않을 것이라는 것이 추가로 이해될 것이다.
예시적인 구체예는 이상적인 구체예의 개략적인 도면인 단면도를 참조하여 여기서 설명된다. 이러한 바와 같이, 예를 들어, 제조기술의 결과로서 도시하는 형상으로부터 변화 및/또는 오차는 예상된다. 따라서, 여기서 설명된 구체예는 여기서 도시된 바와 같이 특정한 영역의 형상으로 한정되는 바와 같이 구성되지 아니하여야 하나, 예를 들어, 제조로부터 기인하는 형상에서의 편차를 포함하는 것이다. 예를 들어, 평평한 것으로 도시되거나 설명되는 영역은 일반적으로 거칠고 및/또는 비선형인 구조체들을 갖는다. 또한, 도시되는 날카로운 각도가 둥글 수도 있다. 따라서, 도면들에서 도시되는 영역은 사실상 개략적이고, 그 형상은 영역의 정확한 형상을 도시하도록 의도되지 않고 본 청구항의 범위를 한정하도록 의도되지 않는다.
여기서 개시되는 증발기는 제 1 열교환기와 유체이동가능하게 연결되고, 제 1 열교환기에 근접하게 배치되어 제 1 열교환기로부터 전구체가 연장된 시간의 주기에 걸쳐 상당히 일정한 온도로 증발기에 공급되도록 한다. 증발기를 제 1 열교환기에 근접하게 배치함으로써, 화학 액체의 온도 상의 주위 온도 조건의 영향은 최소화되고 이에 따라 증발기가 다양한 주위 온도 조건 하에서 실질적으로 일정한 온도로 전구체를 받아들이도록 한다. 결과적으로, 증발기에서의 전구체의 온도는 큰 시간의 주기에 걸쳐 실질적으로 일정하게 남아 있다.
일 구체예에서, 제 1 열교환기에 의해 공급되는 전구체의 온도는 이미 증발기에 존재하는 전구체의 온도와 동일하다. 따라서 증발기는 일정한 온도로 유지되는 전구체의 공급을 받아들인다. 이는 증발기를 사용하여 제조되는 반도체 또는 다른 장치의 품질에서의 어떠한 변동을 최소화한다. 요컨대, 증발기에 직접 열교환기를 연결하고 열교환기와 증발기 사이의 파이핑(piping)을 최소화함으로써, 증발기에서 전구체의 온도 또는 압력 변동은 연장된 시간의 주기에 걸쳐 최소화된다. 이는 큰 시간의 주기에 걸쳐 균일 고품질(예를 들어, 재생가능한) 금속 함유 필름의 생성을 초래한다.
제 1 열교환기는 직접 증발기와 접촉하여 제 1 열교환기에서 가열된 전구체가 환경에 대한 어떤 열손실 없이 증발기로 이동하도록 한다. 일 구체예에서, 제 1 열교환기로부터의 전구체는 증발기를 감싸는 자켓(jacket)이 아닌 증발기로 배출된다. 다시 말해서, 열교환기에서 가열된 유체는 기판을 코팅하는 데에 사용되는 반응 유체(전구체)이다.
열교환기와 증발기 사이의 거리는 가능한 한 짧아야만 하나, 열교환기와 증발기의 배관 연결이 완벽하게 열 절연처리되는 동안은 어떠한 길이일 수 있다.
일 구체예에서, 증발기 및 열교환기 주위의 주위 온도가 대략 ±15℃까지의 온도만큼, 바람직하게는 대략 ±25℃까지의 온도만큼, 및 더 바람직하게는 대략 ±35℃까지의 온도만큼 변동할 때, 제 1 열교환기의 중앙으로부터 증발기(또는 버블러)까지 연장되는 유체 경로에서 전구체의 온도 변화가 존재하지 않는다.
또다른 구체예에서, 증발기 및 열교환기 주위의 주위 온도가 대략 ±15℃까지의 온도만큼, 바람직하게는 대략 ±25℃까지의 온도만큼, 및 더 바람직하게는 대략 ±35℃까지의 온도만큼 변동할 때, 제 1 열교환기의 중앙으로부터 증발기까지 연장되는 유체 경로에서 전구체의 온도 변화는 대략 ±0.1℃이하, 바람직하게는 대략 ±0.2℃이하이다.
일 구체예에서, 제 1 열교환기의 중앙으로부터 증발기까지 연장되는 유체 경로에서 전구체의 온도 변화가 존재하지 않는다. 또다른 구체예에서, 제 1 열교환기의 중앙으로부터 증발기까지 연장되는 유체 경로에서 전구체의 온도 변화는 대략 ±0.1℃이하, 바람직하게는 대략 ±0.2℃이하, 및 더 바람직하게는 대략 ±0.5℃이하이다. 이는 대략 24시간 이상, 바람직하게는 대략 36시간 이상, 및 더 바람직하게는 대략 48시간 이상의 주기에 걸쳐 대략 ±0.1℃이상, 바람직하게는 대략 ±0.2℃이상, 및 더 바람직하게는 대략 ±0.5℃이상만큼 변하지 않는, 제 1 열교환기에 포함된 전구체에서 온도를 초래한다.
이미 증발기에 존재하는 전구체와 같은 온도로 새로운 전구체를 증발기에 공급함으로써, 증발기에서 전구체의 온도 및 압력 변동은 감소되고, 전구체로부터 제조된 산물의 품질은 최소한의 변화를 겪는다. 여기서 가리키는 최소한의 변화는 전구체의 증기압의 ±0.5%이고, 이는 일반적으로 온도에서 ±0.125℃ 변동으로 변경된다. 예를 들어, 만약 액체가 트리메틸갈륨이라면, 증발기와 열교환기의 조합이 원하는 증기압의 ±0.5% 이내로 트리메틸갈륨의 증기압을 제어하는 것이 바람직하다. 원하는 증기압의 ±0.5% 이내로 증기압을 제어하는 것은 원하는 온도의 ±0.125℃ 이내로 트리메틸갈륨 내에서의 온도 변동을 제한한다.
도 1a는 증발기(100)의 평면도를 도시하는 동시에, 도 1b는 증발기(100)의 측면도를 도시한다. 도 2는 도 1a의 선 A-A'에서 취해진 증발기(100)의 단면도를 도시한다. 이제 도 1a, 도 1b 및 도 2를 참조하여, 증발기(100)는 제 1 종단(104) 및 제 2 종단(106)을 갖는 외부 케이싱(102; outer casing)을 포함한다. 증발기(100)의 외부 케이싱(102)은 전구체를 포함하는 내부 케이싱(110; inner casing)을 둘러싼다. 내부 케이싱(110)은 각각 증발기(100)로부터 담체 가스를 배출 및 제거하기 위한 제 1 도관(210) 및 제 2 도관(214)을 둘러싼다. 일 구체예에서, 제 1 도관은 역 U자 형상의 도관(210)인 반면에, 제 2 도관은 역 J자 형상의 도관(214)이다. 또한 내부 케이싱(110)은 열교환기(300)와 유체이동가능하게 연결되는 제 1 전구체 도관(306)과 접촉한다. 제 1 전구체 도관(306)은 제 2 전구체 도관(302)과 접촉한다. 예시적인 구체예에서, 제 2 전구체 도관(302)은 제 1 전구체 도관(306)보다 좁은 단면을 갖는다. 제 2 전구체 도관(302)은 가능한 한 증발기(100)에 밀접하게 열교환기(300)에 의해 감싸인다.
외부 케이싱(102)와 내부 케이싱(110) 사이의 공간(118)은 내부 케이싱(110) 내에 배치된 전구체의 온도를 제어하도록 작용하는 제 1 유체(예를 들어, 물)로 채워진다. 제 1 유체는 포트(130)를 통해 공간(118)에 들어가고, 포트(132)를 통해 공간을 빠져나간다.
외부 케이싱(102)의 제 1 종단(104)은 환경에 대하여 밀폐되는 반면에, 제 2 종단(106)은 플레이트(200)의 반대편 제 2 플랜지(202)와 연결되는 제 1 플랜지(108)를 갖는다. 제 1 플랜지(108)와 반대편 제 2 플랜지(202)는 전구체 또는 담체 유체의 누설을 방지하는 씰(seal) 또는 개스킷(gasket)(208)을 통해 상호 간에 연결된다. 만약 원한다면, 제 1 플랜지(108)와 반대편 제 2 플랜지(202)는 너트 및 볼트, 스크류 쓰레드(thread), 클램프 또는 접착 본드에 의해 함께 밀봉된다.
외부 케이싱(102)은 증발기(100)로의 전구체 및 담체 유체의 통과를 허용하는 도관들이 배치되는 하나의 홀 또는 복수 개의 홀들을 가질 수 있다. 예시적인 구체예에서, 이런 홀들은 플레이트(200)에 배치된다.
(미도시된) 일 구체예에서, 외부 케이싱(102)은 제 1 홀(112), 제 2 홀(114) 및 제 3 홀(116)을 갖는다. 제 1 홀(112) 및 제 2 홀(114)에 배치되는 것은 각각 역 U자 형상의 도관(210) 및 역 J자 형상의 도관(214)이다. 제 3 홀(116)에 배치되는 것은 열교환기(300)와 유체이동가능하게 연결되는 도관(306)이다. (도 2에 도시된) 예시적인 구체예에서, 플레이트(200)는 각각 역 U자 형상의 도관(210), 역 J자 형상의 도관(214), 및 열교환기(300)와 유체이동가능하게 연결되는 도관(306)이 통과하는 제 1 홀(112), 제 2 홀(114) 및 제 3 홀(116)을 갖는다.
외부 케이싱(102) 및 내부 케이싱(110)은 축 BB'에 수직으로 측정되는 어떤 원하는 단면 기하를 가질 수 있다. 내부 케이싱(110)은 플레이트(200) 상에 탑재되고 외부 케이싱(102)에 대하여 동심 또는 편심으로 탑재될 수 있다. 내부 케이싱(110)은 너트 및 볼트, 스크류 쓰레드 등에 의해 플레이트(110)에 떼어낼 수 있게 부착된다. 일 구체예에서, 내부 케이싱(110)은 용접에 의해 플레이트(200)에 고정되게 부착된다. (미도시된) 추가 구체예에서, 전체적인 열교환기(300)는 플레이트(200)와 일체형일 수 있다.
예시적인 구체예에서, 내부 케이싱(110)은 스크류 쓰레드에 의해 플레이트(200)에 나사결합된다. 개스킷은 내부 케이싱(110)과 플레이트(200) 사이에 배치되어 전구체 또는 담체 유체의 누설을 방지한다. 내부 케이싱(110)과 외부 케이싱(102) 사이의 용량은 온도가 ±0.05℃ 이내로 유지되는 가열 또는 냉각 매체를 포함한다. 증발기에 대한 가열 또는 냉각 매체의 유동을 조절하는 어떤 전기 장치 또는 컨트롤러가 가열 또는 냉각 유체의 유동을 조절하여 전구체가 ±0.125℃의 온도 불변성으로 변경되는 ±0.5%의 증기압 불변성을 표시하도록 하는 것이 바람직하다.
제 1 포트(204)를 갖는 역 U자 형상의 도관(210)은 제 1 홀(112)에 배치된다. 제 2 포트(206)를 갖는 역 J자 형상의 도관(214)은 제 2 홀(114)에 배치된다. 담체 유체는 제 1 포트(204)를 통해 증발기(100)에 들어가고 제 2 포트(206)를 통해 빠져나간다. 제 1 포트(204), 제 2 포트(206) 및 열교환기(300)의 도관(302)은 각각 증발기(100)로의 입력을 제어하는 밸브를 갖는다.
제 1 포트(204)는 역 U자 형상의 도관(210)과 유체이동가능하게 연결된다. 역 U자 형상의 도관(210)의 타종단은 스퍼저(212; sparger)와 유체이동가능하게 연결된다. 스퍼저(212)는 다공성 또는 구멍이 난 표면을 갖고 제 1 포트(204)에 도입된 담체 유체가 내부 케이싱(110)에 포함된 전구체를 통해 분산되도록 한다. 일 구체예에서, 스퍼저(212)는 내부 케이싱(110)의 직경과 거의 동일한 직경을 갖는다. 다시 말해서, 스퍼저(212)의 원주 둘레는 내부 케이싱(110)의 내부 원주와 거의 동일하다. 본 구체예에서, 스퍼저는 역 U자 형상의 도관 및 J자 형상의 도관을 수용하는 홀들을 가질 수 있다. 또다른 구체예에서, 스퍼저는 역 U자 형상의 도관 및 역 J자 형상의 도관이 스퍼저(212)의 원주 둘레와 내부 케이싱(110)의 내부 원주 사이에 위치되도록 하기에 충분히 작은 직경을 가질 수 있다.
일 구체예에서, 스퍼저(212)는 담체 유체가 통과하여 전구체를 통해 분산될 수 있는 다공성 또는 구멍이 난 표면을 갖는 중공 실린더일 수 있다. 또다른 구체예에서, 다공성 표면은 담체 유체가 전구체를 통해 작은 버블(bubble)의 형태로 분산되도록 하는 폼(foam)을 포함할 수 있다. 폼은 대략 1 마이크로미터 내지 대략 50마이크로미터의 포어(pore)들을 갖고, 금속, 세라믹, 폴리머 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 스퍼저는 대략 1㎜의 홀 크기로 구멍이 난 플레이트를 포함한다.
제 2 포트(206)는 역 J자 형상의 도관(214)과 유체이동가능하게 연결된다. J자 형상의 도관의 타종단은 스플래쉬 실드(216; splash shield)에 의해 보호된다. 스플래쉬 실드(216)는 J자 형상의 도관(214)의 종단 앞에서 대략 3 내지 대략 10밀리미터, 바람직하게는 대략 5밀리미터로 위치되는 플레이트이다. 전구체와 동반하는(entrained) 담체 유체는 스플래쉬 실드(216) 주위에 가해져 통과하여 제 2 포트(206)로 이동하고, 이는 동시에 전구체의 드랍릿(droplet)이 마찬가지로 작용하는 것을 방지한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스플래쉬 실드(216)는 역 U자 형상의 튜브(210)에 마주한다. (미도시된) 일 구체예에서, 추가로 전구체의 드랍릿이 제 2 포트(206)로 이동하는 것을 방지하기 위하여, 스플래쉬 실드는 역 U자 형상의 튜브(210)로부터 떨어져 마주할 수 있다.
플레이트(200)는 그 위에 배치되는 가열 또는 냉각 자켓(230)을 갖는다. 가열 또는 냉각 자켓(230)은 가열 또는 냉각 유체가 통과하여 가열 또는 냉각 자켓(230)으로 유동하고 가열 또는 냉각 자켓(230)으로부터 유동하도록 하는 입구 포트(220) 및 출구 포트(222)를 갖는다.
전구체와 접촉하는, 역 U자 형상의 도관(210), 역 J자 형상의 도관(214), 스플래쉬 실드(216), 내부 케이싱(110), 스퍼저(212), 제 1 전구체 도관(306) 및 제 2 전구체 도관(302) 모두는 담체 유체 및/또는 전구체의 온도를 견딜 수 있는 물질로 제조될 수 있다. 또한, 물질이 전구체 및/또는 담체 유체의 영향 하에서 반응하지 않거나 부식하지 않는 것이 바람직하다. 담체 유체는 하이드로겐, 옥시겐, 아르곤, 헬륨, 니트로겐 등, 또는 앞서 언급된 담체 유체 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다. 전구체는 가스 또는 액체일 수 있고 보론 트리브로마이드, 포스포러스 옥시클로라이드, 포스포러스 트리브로마이드, 실리콘 테트라클로라이드, 디클로로실레인, 실리콘 테트라브로마이드, 아세닉 트리클로라이드, 아세닉 트리브로마이드, 안티모니 펜타클로라이드, 트리메틸갈륨(TMGa), 트리에틸갈륨(TEGa), 트리메틸알루미늄(TMAl), 에틸디메틸인듐, 3차 부틸아르신, 3차 부틸포스파인, 실레인(SiH4), 디클로로실레인(SiH2Cl2), 게르마늄 테트라클로라이드(GeCl4), 스태닉 클로라이드(SnCl4), 트리메틸아세닉((CH3)3As), 트리메틸갈륨((CH3)3Ga), 트리에틸갈륨((C2H5)3Ga), 이소부틸저메인((C4H9)GeH3), 디에틸텔루라이드((C2H5)2Te), 디이소프로필텔루라이드((C3H7)2Te), 디메틸징크((CH3)2Zn), 디에틸징크((C2H5)2Zn), 트리메틸안티모니((CH3)3Sb), 트리에틸안티모니((C2H5)3Sb), 트리클로로실레인(SiHCl3), 암노니아(NH3), 보론 트리클로라이드(BCl3), 클로라인(Cl2), 하이드로겐 클로라이드(HCl), 하이드로겐 플루오라이드(HF), 클로라인 트리플루오라이드(ClF3), 트리실레인(Si3H8) 등 또는 앞서 언급된 전구체 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 포함한다.
일 구체예에서, 전구체가 액체인 것이 바람직하다. 액체의 실시예는 게르마늄 테트라클로라이드(GeCl4), 스태닉 클로라이드(SnCl4), 트리메틸아세닉((CH3)3As), 트리메틸갈륨((CH3)3Ga), 트리에틸갈륨((C2H5)3Ga), 이소부틸저메인((C4H9)GeH3), 디에틸텔루라이드((C2H5)2Te), 디이소프로필텔루라이드((C3H7)2Te), 디메틸징크((CH3)2Zn), 디에틸징크((C2H5)2Zn), 트리메틸안티모니((CH3)3Sb) 등 또는 앞서 언급된 전구체 중 적어도 하나를 포함하는 조합이다.
예시적인 구체예에서, U자 형상의 도관(210), 역 J자 형상의 도관(214), 스플래쉬 실드(216), 내부 케이싱(110), 스퍼저(212)는 금속, 세라믹, 플라스틱 또는 이들의 조합으로 제작될 수 있다.
적합한 금속은 예를 들어, SS316, 티타늄, 티타늄 합금과 같은 스테인리스 스틸, 금, 은, 플래티늄, 로듐, 팔라듐, 이리듐, 알루미늄, 구리와 같은 귀금속 등 또는 앞서 언급된 금속 중 적어도 하나를 포함하는 조합이다. 적합한 세라믹은 실리카, 석영, 알루미나, 티타니아 등 또는 앞서 언급된 세라믹 중 적어도 하나를 포함하는 조합이다. 대략 실온 이상인 유리 전이 온도 및/또는 결정 용해점을 갖는 폴리머를 사용하는 것이 바람직하다. 폴리머는 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 이들의 조합일 수 있다. 적합한 폴리머는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디메틸실록세인, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리올레핀(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리비닐클로라이드, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 페놀 등 또는 앞서 언급된 폴리머 중 적어도 하나를 포함하는 조합이다.
열교환기(300)는 제 2 전구체 도관(302) 및 외부 자켓(304)을 포함한다. 제 2 전구체 도관(302)은 증발기(100)의 내부 케이싱(110)을 전구체로 충진하도록 작용하고 플레이트(200)에서의 제 3 홀(116)에 배치되는 제 1 전구체 도관(306)과 유체이동가능하게 연결된다. 또한 플레이트(200)는 그 내부에 배치되는 레벨(level) 검출 장치(308)를 갖는다. 레벨 검출 장치(308)는 그 위에 표시를 갖고 전구체에 대한 낮은 레벨 마크(mark)(120), 높은 레벨 마크(122), 충진 시작(start fill) 마크(124) 및 (또한 "충진 중지(stop fill)" 마크로 알려진) 높은 수위 마크(126)를 도시한다. 충진 시작 마크(124)와 충진 중지 마크(126) 사이로 내부 케이싱(110) 내에서 전구체를 유지하는 것이 바람직하다. 이런 마크들 사이에서 전구체를 유지함으로써, 담체 유체에서의 전구체 증기의 양은 원하는 범위 내에서 유지된다. 레벨 검출 장치(308)는 음향 장치, 압력 컬럼 또는 광학 장치일 수 있다. 앞서 언급된 레벨 검출 장치의 조합이 향상된 정확성을 위하여 사용될 수 있다.
또한 제 1 전구체 도관(306)은 열교환기(300)를 벗어난 다음의 제 1 전구체 도관(306)에서의 전구체의 온도를 측정하는 열전대 또는 온도 감지 레지스터(resistor)(302)를 포함한다. 열전대 또는 온도 감지 레지스터(312)는 열을 열교환기(300)로 공급하는 컨트롤러(미도시 됨)와 전기적으로 연결된다. 컨트롤러는 컴퓨터, 중앙처리장치 등일 수 있다.
전구체의 온도가 대략 ±0.1 ℃이상, 바람직하게는 대략 ±0.5℃ 이상만큼 변할 때, 컨트롤러는 열교환기(300)와 통신하여 열원의 온도를 조정하고, 결국 이는 전구체의 온도를 조정한다. 일 구체예에서, 열교환기(300)는 포트(320)를 통해 외부 자켓(304)에 들어가고 포트(322)를 통해 빠져나가는 유체를 사용함으로써 가열되거나 냉각될 수 있다. 또다른 구체예에서, 외부 자켓(304)은 전구체를 가열하는 데에 사용될 수 있는 저항 가열 코일을 포함할 수 있다.
내부 케이싱(110)에서 전구체 레벨은 다양한 수단으로 제어될 수 있다. 일 구체예에서, 바람직하게는 증발기에서 전구체 내용물은 증발기의 질량 또는 중량을 감시함으로써 제어된다. 이런 목적을 위하여, 증발기는 저울(미도시 됨) 상에 탑재되어 연속적으로 베셀의 질량 또는 중량을 측정한다. 저울로부터의 신호는 컨트롤러(미도시 됨)로 보내어지고, 이는 중량 측정을 바탕으로 액체 공급 시스템의 작동을 제어한다. 컨트롤러는 도관(302) 상의 밸브에 신호를 보내고, 이는 연속적으로 증발기로 유도되는 액체의 유량을 연속적으로 제어하여 그 내부에서 일정한 액체 레벨을 유지한다.
또다른 구체예에서, 이벤트 등급 오작동에서의 추가 안전 점검으로서, 증발기에서 높은 및/또는 낮은 액체 레벨을 검출하는, 액체 수위 센서, 예를 들어, 플로트 스위치(float switch)가 설치될 수 있다. 이런 센서들은 비정상 조건의 작업자에게 경보하는 알람 시스템에 연결될 수 있다. 전구체에서 담체 유체의 분산 및 액체 레벨의 시각적인 감시 및 관찰을 허용하기 위하여, 선택적인 사이트 글라스 어셈블리(sight glass assembly)가 베셀에 설치될 수 있다. 사이트 글라스 어셈블리는 전구체의 오염 및 누설을 회피하기 위하여 누설방지여야만 한다. 사이트 글라스는 바람직하게는 오-링으로 밀봉되는 석영 렌즈들로 구성된다.
도 1a, 도 1b 및 도 2는 단지 하나의 증발기와 유체이동가능하게 연결되는 단일 열교환기를 도시하는 반면에, 하나의 증발기와 유체이동가능하게 연결되는 다수의 열교환기들을 갖는 것이 가능하다.
일 구체예에서, 증발기(100)를 제조하는 일 방법에 있어서, 제 1 홀(112), 제 2 홀(114) 및 제 3 홀(116)을 갖는 플레이트(200)는 역 U자 형상의 도관(210), 역 J자 형상의 도관(214) 및 열교환기(300)와 레벨 검출 장치(308)에 부착되는 제 1 전구체 도관(308)으로 피팅된다(fitted). 역 J자 형상의 도관(214)은 그 위에 배치되는 스플래쉬 실드를 갖는다. 내부 케이싱(110)은 플레이트(200)에 나사결합된다. 일 구체예에서, 내부 케이싱(100)은 플레이트(200)에 용접된다. 씰은 내부 케이싱과 플레이트(200) 사이에 배치된다. 내부 케이싱(110)은 역 U자 형상의 도관(210), 역 J자 형상의 도관(214) 및 열교환기(300)와 레벨 검출 장치(308)에 부착되는 제 1 전구체 도관(308)을 덮는다. 이어서 플레이트(200)의 반대편 제 2 플랜지(202)는 제 1 플랜지(108)와 정렬되고, 2개의 플랜지들은 동시에 볼트결합되어 개스킷(208)을 피막형성한다.
일 구체예에서, 증발기(100)를 작동시키는 일 방법에 있어서, 우선 저장 탱크(미도시 됨)로부터 전구체가 열교환기(300)로 도입된다. 저장 탱크는 증발기(100)의 온도와 실질적으로 유사한 온도로 전구체를 유지한다. 열교환기(300)는 원하는 온도로 전구체를 가열시키거나 냉각시킨다. 증발기(100)와 연결되는 컨트롤러는 증발기에서 원하는 전구체의 양 및 담체 유체의 양을 결정한다. 원하는 전구체의 양이 증발기(100)로 배출되고 내부 케이싱(110)에 저장된다.
전구체는 컨트롤러에 의해 결정된 양으로 열교환기(300)로부터 증발기(100)로 배출된다. 담체 유체는 분리된 저장 탱크(미도시 됨)로부터 증발기(100)로 배출된다. 담체 유체는 역 U자 형상의 도관에 들어가고 스퍼저(212)를 통해 내부 케이싱(110)으로 배출된다. 내부 케이싱(110)은 전구체를 원하는 온도로 포함한다. 담체 유체는 내부 케이싱(110)에서 전구체를 통해 버블링하고(bubble) 전구체의 일부는 담체 유체에 동반된다. 이어서 그 위에서 전구체와 동반하는 담체 유체는 역 J자 형상의 도관(214)을 통해 원하는 공정 챔버로 이동한다.
상기에 언급된 바와 같이, 증발기(100)에 근접하게 배치되는 열교환기(300)를 가짐으로써, 내부 케이싱(110)에 존재하는 전구체의 증기압 또는 온도 변동이 거의 존재하지 않도록 한다. 이는 공정 챔버로의 실질적으로 일정한 공급 유체를 초래하고, 유체는 실질적으로 일정한 전구체에 대한 담체 유체의 비율을 갖는다. 일 구체예에서, 열교환기(300)는 증발기(100)에 너무 근접하게 배치되어, 전구체에 대한 담체 유체의 중량비는 제 2 도관에 의해 증발기로부터 제거된 후에 실질적으로 일정하다. 이는 심지어 주위 온도가 ±15℃까지만큼, 바람직하게는 ±25℃까지만큼, 및 더 바람직하게는 ±35℃까지만큼 변동할 때 발생한다. 추가 구체예에서, 열교환기(300)는 증발기(100)와 일체형이다.
일 구체예에서, 열교환기(300)는 증발기(100)에 너무 근접하게 배치되어, 전구체에 대한 담체 유체의 중량비(농도)는 대략 0.1% 이상, 바람직하게는 대략 0.2%이상, 및 더 바람직하게는 대략 0.5% 이상만큼 변하지 않는다. 이는 심지어 주위 온도가 ±15℃까지만큼, 바람직하게는 ±25℃까지만큼, 및 더 바람직하게는 ±35℃까지만큼 변동할 때 발생한다.
본 발명이 많은 구체예들에 관하여 상세하게 설명되어 온 반면에, 본 발명은 이러한 개시된 구체예들에 한정되지 않는다. 더욱이, 본 발명은 어떠한 많은 변경, 변화, 대체 또는 여기에 앞서 설명되지 않는 균등한 배열을 병합하도록 변형될 수 있으나, 이는 본 발명의 범위와 균등하다. 게다가, 본 발명의 다양한 구체예들이 설명되어 온 반면에, 본 발명의 양상이 단지 설명된 구체예들의 몇몇을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 본 발명은 앞서 언급된 설명에 의해 한정된 바와 같이 도시되는 것 아니나, 단지 첨부된 청구범위의 범위에 의해 한정된다.
100 증발기 102 외부 케이싱
104 제 1 종단 106 제 2 종단
108 제 1 플랜지 110 내부 케이싱
112 제 1 홀 114 제 2 홀
116 제 3 홀 200 플레이트
202 제 2 플랜지 204 제 1 포트
206 제 2 포트 210 제 1 도관
212 스퍼저 214 제 3 도관
300 열교환기 302 제 2 전구체 도관
304 외부 자켓 306 제 1 전구체 도관

Claims (10)

  1. 증발기(상기 증발기는 외부 케이싱; 및 상기 외부 케이싱 내에 배치되고 플레이트와 접촉하는 내부 케이싱을 포함한다); 및
    열교환기(상기 열교환기는 상기 증발기와 유체이동가능하게 연결된다)를 포함하되,
    상기 내부 케이싱은 담체 유체를 상기 증발기로 도입하는 제 1 도관; 및 전구체를 동반하는 상기 담체 유체를 제거하는 제 2 도관을 둘러싸고,
    상기 외부 케이싱은 상기 플레이트에 떼어낼 수 있게 부착되며,
    상기 플레이트는 상기 전구체를 상기 열교환기로부터 상기 증발기로 도입하는 제 1 전구체 도관과 접촉하고,
    상기 증발기 및 상기 열교환기 주위의 주위 온도가 대략 ±35℃까지 만큼 변동할 때 상기 열교환기는 상기 증발기에서 상기 전구체를 실질적으로 일정한 온도로 유지시키기에 효과적인 거리로 상기 증발기에 근접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 도관은 상기 담체 유체를 상기 증발기로 도입하는 제 1 포트와 유체이동가능하게 연결되는 일 종단, 및 스퍼저와 유체이동가능하게 연결되는 타종단을 갖는 역 U자 형상의 도관인 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 도관은 상기 증발기로부터 전구체를 동반하는 상기 담체 유체를 제거하는 제 2 포트와 유체이동가능하게 연결되는 일종단, 및 스플래쉬 실드와 유체이동가능하게 연결되는 타종단을 갖는 역 J자 형상의 도관인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기 및 상기 열교환기 주위의 주위 온도가 대략 ±35℃까지 만큼 변동할 때 상기 증발기에 대한 상기 열교환기의 근접도는 대략 0.5% 이상만큼 변하지 않는, 상기 전구체에 대한 상기 담체 유체의 비율을 유지시키기에 효과적인 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기에 대한 상기 열교환기의 근접도는 상기 열교환기로부터 상기 증발기까지의 유체 경로에서 상기 전구체의 온도 변화를 대략 ±0.1℃ 이하로 유지시키기에 효과적인 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 역 U자 형상의 도관은 상기 플레이트에서 홀을 통해 상기 증발기 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 역 J자 형상의 도관은 상기 플레이트에서 홀을 통해 상기 증발기 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 전구체를 열교환기에서 가열시키거나 냉각시키는 단계;
    상기 전구체를 상기 열교환기로부터 증발기로 배출시키는 단계(상기 증발기는 외부 케이싱; 및 상기 외부 케이싱 내에 배치되고 플레이트와 접촉하는 내부 케이싱을 포함하되, 상기 내부 케이싱은 제 1 도관 및 제 2 도관을 둘러싼다);
    담체 유체를 상기 제 1 도관을 통해 상기 증발기로 도입하는 단계;
    상기 전구체를 상기 담체 유체로 스퍼징하는(sparging) 단계; 및
    상기 전구체를 동반하는 상기 담체 유체를 상기 제 2 도관을 통해 상기 증발기로부터 제거하는 단계를 포함하되,
    상기 증발기 및 상기 열교환기 주위의 주위 온도가 대략 ±35℃까지 만큼 변동할 때 상기 증발기에 대한 상기 열교환기의 근접도는 상기 증발기에서 상기 전구체를 실질적으로 일정한 온도로 유지시키기에 효과적인 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 방법은,
    상기 외부 케이싱과 상기 내부 케이싱 사이의 공간에서 유체를 순환시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 플레이트 상의 제 1 홀에 역 U자 형상의 도관을 배치하고, 제 2 홀에 역 J자 형상의 도관을 배치하며, 제 3 홀에 제 1 전구체 도관을 배치하는 단계(상기 플레이트는 열교환기에 부착된다); 및
    상기 열교환기가 상기 플레이트에 접촉하는 측에 대하여 반대편인 상기 플레이트의 측 상에 내부 케이싱 및 외부 케이싱을 배치하는 단계(상기 내부 케이싱은 상기 외부 케이싱 내에 포함되고, 상기 외부 케이싱은 상기 역 U자 형상의 도관, 상기 역 J자 형상의 도관 및 상기 제 1 전구체 도관을 둘러싼다)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치 제조 방법.
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