KR20110112071A - Vaporizer and system for depositing thin film - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기화공간 및 기상 전구체 배출구를 가지는 기화기 케이스, 기화공간에 전구체 배출구 측으로 액상 전구체를 분무하는 분무유닛, 분무되는 액상 전구체와 충돌되도록 다른 방향에서 캐리어가스를 분사하여 분무되는 액상 전구체를 재차 무화시키는 분사유닛으로 구성된 기화기 및 이 기화기를 포함하는 박막증착시스템을 제공한다.The present invention provides a vaporizer case having a vaporization space and a vapor phase precursor outlet, a spraying unit for spraying a liquid precursor toward the precursor outlet side in the vaporization space, atomizing the liquid precursor sprayed by spraying a carrier gas in a different direction to collide with the sprayed liquid precursor The present invention provides a vaporizer and a thin film deposition system including the vaporizer.

Figure P1020100031472
Figure P1020100031472

Description

기화기 및 박막증착시스템{Vaporizer and System for Depositing Thin Film}Vaporizer and System for Depositing Thin Film}

본 발명은, 박막증착장치에 기상 전구체(Precursor)를 제공하기 위하여 액상 전구체를 기화시키는 기화기 및 이 기화기를 포함하는 박막증착시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vaporizer for vaporizing a liquid precursor to provide a vapor phase precursor (Precursor) to a thin film deposition apparatus and a thin film deposition system including the vaporizer.

일반적으로, 반도체용 웨이퍼나 평판표시소자용 글라스와 같은 기판 등의 박막증착에는 박막증착장치가 이용되는데, 이 장치는 증착대상의 증착공정을 위한 공간을 한정하는 공정챔버를 포함하고, 이 공정챔버는 기상 전구체 등을 제공받아 내부의 증착공간에 플라즈마를 형성, 증착대상에 박막을 증착한다.Generally, a thin film deposition apparatus is used for thin film deposition of a substrate such as a semiconductor wafer or a glass such as a flat panel display element, which includes a process chamber that defines a space for a deposition process to be deposited. The substrate is provided with a vapor precursor to form a plasma in the deposition space therein to deposit a thin film on the deposition target.

여기에서, 기상 전구체는 전구체 공급장치에 의하여 제공되며, 이 전구체 공급장치는 전구체 탱크, 전구체 이송라인 및 기화기를 포함하는데, 전구체 탱크에는 액상 전구체가 저장되고, 이 액상 전구체는 전구체 이송라인을 따라 공정챔버 측으로 이송되며, 기화기는 이 전구체 이송라인 상에 설치되어 이송되는 액상 전구체를 기화시킨다.Here, the gaseous precursor is provided by a precursor supply, which includes a precursor tank, a precursor transport line and a vaporizer, where the liquid precursor is stored, and the liquid precursor is processed along the precursor transport line. It is conveyed to the chamber side, and the vaporizer vaporizes the liquid precursor which is installed and conveyed on this precursor conveyance line.

기화기의 구성을 살펴보면, 기화기는 액상 전구체의 기화를 위한 기화공간을 한정하는 기화기 케이스 및 이 기화기 케이스 내 기화공간에 액상 전구체를 분무하는 전구체 분무유닛을 포함하고, 이 전구체 분무유닛은 기화기 케이스에 마련된 전구체 배출구의 맞은편에서 이 전구체 배출구를 향하여 액상 전구체를 분무한다.Looking at the configuration of the vaporizer, the vaporizer includes a vaporizer case defining a vaporization space for vaporizing the liquid precursor and a precursor spray unit for spraying the liquid precursor to the vaporization space in the vaporizer case, the precursor spray unit is provided in the vaporizer case Spray the liquid precursor towards the precursor outlet opposite the precursor outlet.

일반적으로, 기화기의 기화효율은 액상 전구체의 무화효율에 비례한다. 그러나 이전까지의 기화기는 무화의 대부분을 단지 전구체 분무유닛의 성능에만 의존하여 이루었는바, 이러한 방식으로는 보다 향상된 기화효율을 기대할 수 없었다.In general, the vaporization efficiency of the vaporizer is proportional to the atomization efficiency of the liquid phase precursor. However, until the previous vaporizer vaporized most of the atomization only depends on the performance of the precursor spray unit, in this way could not be expected to improve the vaporization efficiency.

본 발명은 이와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 한층 향상된 기화효율을 보장할 수 있는 기화기 및 이러한 기화기를 포함하는 박막증착시스템을 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a vaporizer and a thin film deposition system including such a vaporizer that can ensure an improved vaporization efficiency.

본 발명의 실시예에 따르면, 액상소스(액상 전구체)를 기화시키기 위한 기화공간과 기화된 액상소스가 배출되는 배출구를 가지는 기화기 케이스와; 상기 배출구의 맞은편에 위치하도록 상기 기화기 케이스에 설치되고 상기 기화공간에 액상소스를 분무하는 액상소스 분무유닛과; 상기 기화공간에 상기 액상소스 분무유닛으로부터 분무되는 액상소스와 충돌되도록 다른 방향에서 캐리어가스를 분사하여 상기 분무되는 액상소스를 재차 무화시키는 캐리어가스 분사유닛을 포함하는 기화기가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a vaporizer space having a vaporization space for vaporizing the liquid source (liquid precursor) and the discharge port through which the vaporized liquid source is discharged; A liquid source spray unit installed in the vaporizer case so as to be located opposite the discharge port and spraying a liquid source into the vaporization space; The vaporizer is provided with a vaporizer including a carrier gas injection unit for atomizing the sprayed liquid source by spraying the carrier gas in a different direction so as to collide with the liquid source sprayed from the liquid source spraying unit in the vaporization space.

여기에서, 상기 기화공간은 상기 배출구가 위치하는 말단 부분에 이 말단 부분의 내주를 상기 배출구 측으로 갈수록 축소시키는 기화공간 축소부가 마련될 수 있다. 상기 액상소스 분무유닛은 액상소스가 분사되는 내관 및 캐리어가스가 분사되는 외관으로 구성된 이중관을 포함할 수 있다. 상기 캐리어가스 분사유닛은 상기 액상소스 분사유닛과 함께 상기 배출구의 맞은편에 위치하는 것과 동시에, 분사되는 캐리어가스가 상기 액상소스 분사유닛으로부터 분무되는 액상소스와 교차하도록 상기 기화기 케이스에 설치될 수 있다.Here, the vaporization space may be provided in the vaporization space reduction portion for reducing the inner periphery of the end portion toward the discharge port side in the end portion where the outlet is located. The liquid source spray unit may include a double tube consisting of an inner tube in which the liquid source is injected and an outer part in which the carrier gas is injected. The carrier gas injection unit may be installed in the vaporizer case so as to be positioned opposite to the discharge port together with the liquid source injection unit, and to cross the liquid source sprayed from the liquid source injection unit. .

본 발명의 실시예에 따른 기화기는 상기 기화공간에 설치되어 상기 배출구 측으로 이송되는 상기 액상소스 분무유닛으로부터의 액상소스를 가열하는 액상소스 가열수단을 더 포함할 수 있다.The vaporizer according to an embodiment of the present invention may further include a liquid-phase heating means for heating the liquid-phase source from the liquid-source spraying unit is installed in the vaporization space to the outlet side.

여기에서, 상기 액상소스 가열수단은 상기 배출구 측으로 이송되는 액상소스와 충돌 가능하도록 배치된 적어도 하나의 가열 플레이트를 포함할 수 있고, 상기 가열 플레이트는 상기 배출구 측으로 이송되는 액상소스가 통과하면서 무화되도록 다수 개의 무화구멍을 가질 수 있다. 이 때, 상기 가열 플레이트는 상기 기화공간이 상기 액상소스 분무유닛으로부터 상기 배출구 측으로 적어도 세 공간으로 구획되도록 복수 개 구비될 수 있다. 또한, 상기 다수 개의 무화구멍 중 적어도 일부는 크기가 상이할 수 있다.Here, the liquid source heating means may include at least one heating plate disposed so as to collide with the liquid source conveyed to the outlet side, the heating plate is a plurality of so that the liquid source to be transferred to the outlet side through the atomization It may have three atomization holes. In this case, the heating plate may be provided in plural so that the vaporization space is partitioned into at least three spaces from the liquid source spray unit to the outlet side. In addition, at least some of the plurality of atomization holes may have different sizes.

본 발명의 실시예에 따르면, 액상 전구체를 기화시켜 증착공정을 행하는 공정챔버 내에 기상 전구체를 제공하는 기화기와; 전구체 공급원으로부터의 액상 전구체를 상기 기화기로 이송하는 전구체 이송라인을 포함하고, 상기 기화기는 액상 전구체를 기화시키기 위한 기화공간과 기상 전구체가 배출되는 배출구를 가지는 기화기 케이스와; 상기 배출구의 맞은편에 위치하도록 상기 기화기 케이스에 설치되고 상기 전구체 이송라인과 연결되어 상기 기화공간에 액상 전구체를 분무하는 전구체 분무유닛과; 상기 기화공간에 상기 전구체 분무유닛으로부터 분무되는 액상 전구체와 충돌되도록 캐리어가스 공급원으로부터의 캐리어가스를 다른 방향에서 분사하여 상기 분무되는 액상 전구체를 재차 무화시키는 캐리어가스 분사유닛을 포함하며, 상기 전구체 이송라인은 상기 전구체 분무유닛과 연결되는 말단에 액상 전구체를 상기 전구체 분무유닛 내로 분사하는 오리피스가 마련됨과 아울러, 상기 말단 부분에 이 말단 부분의 내주를 상기 오리피스 측으로 갈수록 축소시키는 관로 축소부가 형성된 전구체 공급장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a vaporizer for providing a vapor phase precursor in the process chamber for vaporizing the liquid precursor to perform the deposition process; A vaporizer casing including a precursor transport line for transferring a liquid precursor from a precursor source to said vaporizer, said vaporizer having a vaporization space for vaporizing a liquid precursor and an outlet through which vapor phase precursor is discharged; A precursor spray unit installed in the vaporizer case so as to face the discharge port and connected to the precursor transfer line to spray a liquid precursor to the vaporization space; And a carrier gas injection unit for atomizing the sprayed liquid precursor again by injecting a carrier gas from a carrier gas source in a different direction so as to collide with the liquid precursor sprayed from the precursor spray unit in the vaporization space. Is provided with an orifice for injecting a liquid precursor into the precursor spraying unit at an end connected to the precursor spraying unit, and a precursor supplying device having a constriction portion for reducing the inner circumference of the end portion toward the orifice at the end portion; Is provided.

여기에서, 상기 관로 축소부는 유선형 구조를 가지도록 곡면으로 구성될 수 있다. 그리고 상기 관로 축소부는 상기 오리피스의 중심을 기준으로 비대칭 구조를 가지도록 형성될 수 있다. 또, 상기 오리피스는 편심 배치될 수 있다.Here, the pipe reduction portion may be configured of a curved surface to have a streamlined structure. The pipe reduction part may be formed to have an asymmetrical structure with respect to the center of the orifice. In addition, the orifice may be disposed eccentrically.

본 발명의 실시예에 따른 전구체 공급장치는 상기 전구체 이송라인을 가열하는 이송라인 가열수단을 더 포함할 수 있다.Precursor supply apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a transfer line heating means for heating the precursor transfer line.

본 발명의 실시예에 따르면, 내부의 증착공간에서 증착공정이 이루어지는 공정챔버와; 전구체 공급원으로부터의 액상 전구체를 기화시켜 상기 증착공간에 기상 전구체를 제공하는 기화기를 포함하고, 상기 기화기는 액상 전구체를 기화시키기 위한 기화공간 및 기상 전구체가 배출되는 배출구를 가지는 기화기 케이스와; 상기 배출구의 맞은편에 위치하도록 상기 기화기 케이스에 설치되고 상기 기화공간에 상기 전구체 공급원으로부터의 액상 전구체를 분무하는 전구체 분무유닛과; 상기 기화공간에 상기 전구체 분무유닛으로부터 분무되는 액상 전구체와 충돌되도록 캐리어가스 공급원으로부터의 캐리어가스를 다른 방향에서 분사하여 상기 분무되는 액상 전구체를 재차 무화시키는 캐리어가스 분사유닛을 포함하는 박막증착시스템이 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a process chamber in which a deposition process is performed in an internal deposition space; A vaporizer comprising a vaporizer for vaporizing a liquid precursor from a precursor source to provide a vapor phase precursor to the deposition space, the vaporizer having a vaporization space for vaporizing the liquid precursor and an outlet through which the vapor phase precursor is discharged; A precursor spray unit installed in the vaporizer case so as to be opposite the outlet and spraying a liquid precursor from the precursor source to the vaporization space; Provides a thin film deposition system comprising a carrier gas injection unit for atomizing the sprayed liquid precursor by spraying the carrier gas from a carrier gas source in a different direction so as to collide with the liquid precursor sprayed from the precursor spray unit in the vaporization space do.

본 발명은 액상소스(액상 전구체)의 무화효율을 증대시킬 수 있고, 나아가서는 증착대상에 대한 증착공정 작업효율을 높일 수 있다.The present invention can increase the atomization efficiency of the liquid source (liquid precursor), and further increase the efficiency of the deposition process for the deposition target.

또한, 증착공정에 요구되는 액상 전구체와 캐리어가스의 양은 증착공정에 따라 다르므로, 이를 위하여, 종래에는 대개 전구체 분무유닛을 다른 규격의 것으로 교체하여야 하였으나, 본 발명은 요구하는 액상 전구체와 캐리어가스의 양에 탄력적으로 대응하면서 제공할 수 있다.In addition, since the amount of the liquid precursor and the carrier gas required for the deposition process is different depending on the deposition process, in order to do this, in the past, the precursor spray unit has to be replaced with one of a different standard, but the present invention requires We can offer while responding elastically to quantity.

도 1은 본 발명에 따른 박막증착시스템이 도시된 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 기화기를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 B 부분 확대도이다.
도 4는 도 3의 C-C선 단면도이다.
도 5는 도 3의 D 부분 확대도인바, 분무되는 액상 전구체를 캐리어가스에 의하여 무화시키는 상태를 나타낸다.
도 6은 도 2에 도시된 가열 플레이트를 나타내는 정면도이다.
도 7은 도 4의 E 부분 확대도이다.
도 8은 도 7의 F-F선 단면도이다.1 is a block diagram showing a thin film deposition system according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the vaporizer shown in FIG.
3 is an enlarged view of a portion B of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 3.
FIG. 5 is an enlarged view of a portion D of FIG. 3, illustrating a state in which the sprayed liquid precursor is atomized by the carrier gas.
FIG. 6 is a front view illustrating the heating plate illustrated in FIG. 2.
7 is an enlarged view of a portion E of FIG. 4.
8 is a cross-sectional view taken along line FF of FIG. 7.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명함에 있어서, 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의를 위하여 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자의 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 이러한 용어에 대한 정의는 이 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. For reference, in describing the present invention, the size of the components shown in the accompanying drawings, the thickness of the line, etc. may be somewhat exaggerated for convenience of understanding. In addition, since terms used in the description of the present invention are defined in consideration of functions in the present invention, they may be changed according to intentions of users, operators, and the like. Therefore, the definition of these terms should be based on the contents throughout the specification.

도 1은 본 발명에 따른 박막증착시스템이 도시된 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 박막증착시스템(A)은 박막증착장치(A1), 기상 전구체를 제공하는 전구체 공급장치(A2), 캐리어가스를 제공하는 캐리어가스 공급장치(A3)를 포함한다.1 is a block diagram showing a thin film deposition system according to the present invention. As shown in FIG. 1, the thin film deposition system A according to the present invention includes a thin film deposition apparatus A1, a precursor supply device A2 for providing a gaseous precursor, and a carrier gas supply device A3 for providing a carrier gas. It includes.

증착대상(예를 들어, 반도체용 웨이퍼나 평판표시소자용 글라스와 같은 기판 등)에 박막을 증착하는 박막증착장치(A1)는 증착공정을 위한 공간을 한정하는 공정챔버(10), 이 공정챔버(10)의 내부인 증착공간의 상하에 대향하도록 설치된 상, 하부전극 어셈블리(도시되지 않음), 공정챔버(10)의 증착공간을 진공분위기로 조성하기 위한 진공펌프(20)를 포함한다.The thin film deposition apparatus A1 for depositing a thin film on a deposition target (for example, a substrate such as a semiconductor wafer or a glass for a flat panel display element) includes a process chamber 10 which defines a space for a deposition process, and the process chamber. The upper and lower electrode assemblies (not shown) installed so as to face the upper and lower portions of the deposition space, which are inside of 10, and a vacuum pump 20 for forming the deposition space of the process chamber 10 in a vacuum atmosphere.

여기에서, 상부전극 어셈블리는 샤워헤드(shower head)를 포함할 수 있는데, 이 샤워헤드는 전구체 공급장치(A2)로부터 기상 전구체를 제공받아 공정챔버(10)의 증착공간으로 분출한다. 하부전극 어셈블리는 그 위에 증착대상이 놓이는 스테이지로서 기능할 수 있다.Here, the upper electrode assembly may include a shower head, which receives the gaseous precursor from the precursor supply device A2 and ejects it to the deposition space of the process chamber 10. The lower electrode assembly can function as a stage on which the deposition target is placed.

전구체 공급장치(A2)는 액상 전구체가 저장된 전구체 탱크(30), 액상 전구체를 기화시키는 기화기(40), 전구체 탱크(30)에 저장된 액상 전구체를 기화기(40)로 이송하는 액상 전구체 이송라인(50), 기화기(40)에서 기화된 기상 전구체를 공정챔버(10)로 이송하는 기상 전구체 이송라인(60), 액상 전구체 이송라인(50)을 가열하는 이송라인 가열수단(70)을 포함한다.The precursor supply device A2 is a precursor tank 30 in which a liquid precursor is stored, a vaporizer 40 for vaporizing the liquid precursor, and a liquid precursor transfer line 50 for transferring the liquid precursor stored in the precursor tank 30 to the vaporizer 40. ), A vapor phase precursor transfer line 60 for transferring the vaporized precursor vaporized in the vaporizer 40 to the process chamber 10, and a transfer line heating means 70 for heating the liquid precursor transfer line 50.

여기에서, 전구체 탱크(30)의 액상 전구체는 펌프와 같은 이송수단(도시되지 않음)에 의하여 액상 전구체 이송라인(50)을 따라 기화기(40)로 이송되고, 이 기화기(40)로부터의 기상 전구체는 기상 전구체 이송라인(60)을 따라 이송되어 공정챔버(10)에 공급된다.Here, the liquid precursor of the precursor tank 30 is transferred to the vaporizer 40 along the liquid precursor transfer line 50 by a transfer means such as a pump (not shown), and the vapor phase precursor from the vaporizer 40. Is transported along the vapor phase precursor transport line 60 and supplied to the process chamber 10.

도 2는 기화기(40)가 도시된 단면도이다. 이 도 2에 도시된 바와 같이, 기화기(40)는 기화공간(413)을 가지는 기화기 케이스(410), 기화공간(413)에 액상 전구체 이송라인(50)을 따라 이송되는 전구체 탱크(30)로부터의 액상 전구체를 분무하는 전구체 분무유닛(420), 기화공간(413)에 캐리어가스 공급장치(A3)로부터의 캐리어가스를 분사하는 캐리어가스 분사유닛(430), 기화공간(413)에 설치된 전구체 가열수단(440)을 포함한다.2 is a cross-sectional view of the vaporizer 40. As shown in FIG. 2, the vaporizer 40 includes a vaporizer case 410 having a vaporization space 413, and a precursor tank 30 transferred along the liquid precursor transfer line 50 to the vaporization space 413. Precursor spray unit 420 for spraying the liquid precursor of the precursor, the carrier gas injection unit 430 for injecting the carrier gas from the carrier gas supply device (A3) in the vaporization space 413, the precursor heating installed in the vaporization space 413 The means 440 is included.

기화기 케이스(410)는 양단 중 한쪽이 개방된 박스형의 케이스 본체(411) 및 이 케이스 본체(411)의 개방 부분을 개폐하는 케이스 커버(412)를 포함하고, 이 케이스 커버(412)에 의하여 개폐되는 케이스 본체(411)의 내부를 액상 전구체의 기화를 위한 기화공간(413)으로 한다. 케이스 본체(411)의 양단 중 다른 쪽에는 기화된 기상 전구체가 배출되는 전구체 배출구(414)가 마련된다. 기화공간(413)은 그 횡단면이 원형 또는 타원형으로 형성되고, 전구체 배출구(414)가 위치하는 말단 부분에는 이 부분의 안쪽둘레를 전구체 배출구(414) 측으로 갈수록 축소시켜 액상 전구체의 흐름을 이 전구체 배출구(414) 측으로 안내하는 기화공간 축소부(415)가 마련된다. 이러한 기화기 케이스(410)에서, 케이스 본체(411)와 케이스 커버(412)는 일체로 구성할 수도 있고, 셋 이상으로 분할 가능한 조립식으로 구성하여 조립 시 기화기 케이스(410)를 이루도록 할 수도 있다.The carburetor case 410 includes a box-shaped case body 411, one of which is open at both ends, and a case cover 412 for opening and closing the opening portion of the case body 411. The vaporizer case 410 is opened and closed by the case cover 412. The inside of the case body 411 is used as a vaporization space 413 for vaporizing the liquid precursor. The other end of the case body 411 is provided with a precursor outlet 414 through which the vaporized vapor phase precursor is discharged. The vaporization space 413 is formed in a circular or oval cross section, and at the end portion where the precursor outlet 414 is located, the inner periphery of the portion is reduced toward the precursor outlet 414 to reduce the flow of the liquid precursor to the precursor outlet. A vaporization space reduction unit 415 for guiding to 414 is provided. In the carburetor case 410, the case body 411 and the case cover 412 may be integrally configured, or may be configured to be divided into three or more prefabricated to form the carburetor case 410 when assembled.

도 3은 도 2의 B 부분 확대도이고, 도 4는 도 3의 C-C선 단면도인바, 전구체 분무유닛(420)과 캐리어가스 분사유닛(430)의 구성 및 설치구조를 나타낸다. 이 도 3, 4에 도시된 바와 같이, 케이스 커버(412)에는 전구체 분무유닛(420)과 캐리어가스 분사유닛(430)이 각각 설치되는데, 이 전구체 분무유닛(420)과 캐리어가스 분사유닛(430)은 기화공간(413)의 중심선(416)을 사이에 두도록 배치되는 것과 동시에, 그 선단이 기화공간(413)의 중심선(416)을 향하도록 이 중심선(416)에 대하여 각각 일정한 각도 경사져, 캐리어가스 분사유닛(430)으로부터 분사되는 캐리어가스는 전구체 분무유닛(420)으로부터 분무되는 액상 전구체와 교차하면서 충돌하여 이 분무되는 액상 전구체를 재차 무화시키고 분산시킨다. 도 5에는 분무되는 액상 전구체를 캐리어가스에 의하여 무화시키는 상태가 나타나 있는바, 도 5에 도시된 바와 같이, 분무된 액상전구체는 캐리어가스에 의하여 이 캐리어가스 분사방향 측으로 분산되면서 무화된다.FIG. 3 is an enlarged view of a portion B of FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line C-C of FIG. 3, and shows the structure and installation structure of the precursor spray unit 420 and the carrier gas injection unit 430. 3 and 4, the case cover 412 is provided with a precursor spray unit 420 and a carrier gas injection unit 430, respectively, the precursor spray unit 420 and the carrier gas injection unit 430 ) Is disposed so as to sandwich the centerline 416 of the vaporization space 413, the angle is inclined with respect to the centerline 416, respectively, so that the tip thereof is directed toward the centerline 416 of the vaporization space 413, The carrier gas injected from the gas injection unit 430 collides with the liquid precursor sprayed from the precursor spraying unit 420 to atomize and disperse the sprayed liquid precursor again. 5 shows the state of atomizing the liquid precursor to be sprayed by the carrier gas, as shown in FIG.

전구체 분무유닛(420)은 내관(421)과 외관(422)으로 구성된 이중관을 포함하는데, 이 이중관 중 내관(421)에서는 전구체 탱크(30)로부터의 액상 전구체가 분사되고, 외관(422)에서는 캐리어가스 공급장치(A3)로부터의 캐리어가스가 분사된다.The precursor spray unit 420 includes a double tube composed of an inner tube 421 and an outer tube 422, in which the liquid precursor from the precursor tank 30 is injected from the inner tube 421, and the carrier in the outer tube 422. The carrier gas from the gas supply device A3 is injected.

전구체 가열수단(440)은 기화공간(413)이 이 기화공간(413)의 중심선(416)을 따라 4개의 단위공간으로 구획되도록 이 중심선(416)에 대하여 대략 수직으로 배치된 3개의 전열식 가열 플레이트(441)를 포함한다. 도 6은 가열 플레이트(441)가 도시된 정면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 가열 플레이트(441)는 각각 다수 개의 무화구멍(442)을 가진다. 이러한 전구체 가열수단(440)에 의하면, 분무되어 기화공간(413)을 따라 전구체 배출구(414) 측으로 이송되는 액상 전구체는 가열 플레이트(441)의 열에 의하여 가열되는 한편, 이 가열 플레이트(441)와 충돌하고 무화구멍(442)을 통과하는 과정에서 다시 한번 무화된다.Precursor heating means 440 is three electrothermal heating arranged approximately perpendicular to the center line 416 so that the vaporization space 413 is partitioned into four unit spaces along the centerline 416 of the vaporization space 413. Plate 441. 6 is a front view showing a heating plate 441. As shown in FIG. 6, the heating plate 441 has a plurality of atomization holes 442, respectively. According to the precursor heating means 440, the liquid precursor sprayed and transferred to the precursor outlet 414 along the vaporization space 413 is heated by the heat of the heating plate 441, while colliding with the heating plate 441. And once again atomized in the course of passing through the atomization hole 442.

각 가열 플레이트(441)의 무화구멍(442)은 그 크기가 모두 동일할 수도 있으나, 여기에서는 적어도 일부가 상이한 크기를 가지도록 하였고, 상대적으로 크기가 작은 무화구멍(442)은 무화효율 향상을 위하여 상대적으로 액상 전구체가 집중되는 부분에 배치하였다.The atomization holes 442 of each heating plate 441 may all have the same size, but at least some of them have different sizes, and the relatively small atomization holes 442 may be used to improve atomization efficiency. It is placed in the portion where the liquid precursor is concentrated.

또한, 여기에서는 가열 플레이트(441)가 3개 설치되고, 이에 따라 기화공간(413)이 네 단위공간으로 구획되는 것으로 설명하였으나, 가열 플레이트(441)의 설치 개수는 실시조건에 따라 증감될 수 있다.In addition, although three heating plates 441 are installed here, and thus, the vaporization space 413 is divided into four unit spaces, the number of installation of the heating plates 441 may be increased or decreased depending on the implementation conditions. .

한편, 이상의 설명에 따르면, 케이스 본체(411)의 양단 중 다른 쪽에는 전구체 배출구(414)가 마련되고, 케이스 커버(412)에는 전구체 분무유닛(420)이 설치되므로, 기화기 케이스(410)의 양쪽에는 전구체 배출구(414)와 전구체 분무유닛(420)이 각각 위치되나, 이 전구체 배출구(414)와 전구체 분무유닛(420)의 위치는 제 기능을 발휘할 수 있는 범위 내에서 얼마든지 변경될 수 있다. 예를 들면, 전구체 배출구(414)는 케이스 본체(411)의 둘레 부분에 마련될 수 있다. 또는, 이 전구체 배출구(414)는 전구체 분무유닛(420)과 함께 기화기 케이스(410)의 한쪽에 마련될 수 있고, 이러한 경우에는 기화공간(413)이 Ｕ자형의 구조를 가지도록 형성되어, 기화공간(413)의 양단 부분은 전구체 배출구(414) 측 및 전구체 분무유닛(420) 측과 각각 연결될 수 있다.On the other hand, according to the above description, the precursor discharge port 414 is provided on the other of both ends of the case body 411, the precursor cover unit 412 is provided with the precursor spray unit 420, both sides of the vaporizer case 410 The precursor outlet 414 and the precursor spraying unit 420 are respectively located, but the positions of the precursor outlet 414 and the precursor spraying unit 420 may be changed as long as it can exert its function. For example, the precursor outlet 414 may be provided at the circumferential portion of the case body 411. Alternatively, the precursor outlet 414 may be provided at one side of the vaporizer case 410 together with the precursor spray unit 420, and in this case, the vaporization space 413 is formed to have a U-shaped structure and vaporize. Both ends of the space 413 may be connected to the precursor outlet 414 side and the precursor spray unit 420 side, respectively.

도 7은 도 4의 E 부분이 도시된 확대도이고, 도 8은 이 도 7의 F-F선 단면도이다. 도 7, 8에 도시된 바와 같이, 액상 전구체 이송라인(50)은 내관(421)에 연결된다. 액상 전구체 이송라인(50)은 일반적인 파이프의 구조를 가지되, 내관(421)과의 연결 부분인 말단은 액상 전구체가 내관(421)으로 분사되도록 형성된다. 즉, 액상 전구체 이송라인(50)의 말단은 일반적인 파이프 구조와 달리 폐쇄되어 있되, 액상 전구체가 분사되는 오리피스(51)를 가지는 것이다. 이 때, 오리피스(51)는 액상 전구체 이송라인(50)의 말단을 오므려서 마련할 수도 있다.FIG. 7 is an enlarged view of portion E of FIG. 4, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line F-F of FIG. 7. 7, 8, the liquid precursor transfer line 50 is connected to the inner tube (421). The liquid precursor transfer line 50 has a structure of a general pipe, but a terminal, which is a connection portion with the inner tube 421, is formed such that the liquid precursor is injected into the inner tube 421. That is, the distal end of the liquid precursor transfer line 50 is closed unlike the general pipe structure, but has an orifice 51 into which the liquid precursor is injected. At this time, the orifice 51 may be provided by retracting the end of the liquid precursor transfer line 50.

액상 전구체 이송라인(50)의 말단 부분에는 이 말단 부분의 내주를 축소시키는 관로 축소부(52)가 마련되는데, 이 관로 축소부(52)는 액상 전구체 이송라인(50)의 말단에 위치한 오리피스(51) 측으로 갈수록 축소되는 구조로 형성된다. 이러한 관로 축소부(52)에 따르면, 액상 전구체 이송라인(50)의 관로를 따라 이송되는 액상 전구체는 정체됨이 없이 오리피스(51) 측으로 자연스럽게 흐르게 된다. 즉, 액상 전구체 이송라인(50)의 관로에 액상 전구체의 흐름을 방해하는 사각지대가 없도록 한 것이다.The distal end portion of the liquid precursor transfer line 50 is provided with a conduit reduction portion 52 for reducing the inner circumference of the distal portion. The conduit reduction portion 52 has an orifice located at the distal end of the liquid precursor transfer line 50. 51) is formed in a structure that is reduced toward the side. According to the conduit narrowing unit 52, the liquid precursor conveyed along the conduit of the liquid precursor transport line 50 naturally flows to the orifice 51 without stagnation. That is, there is no blind spot in the pipeline of the liquid precursor transfer line 50 to prevent the flow of the liquid precursor.

이와 같은 관로 축소부(52)는 액상 전구체의 흐름이 보다 자연스럽게 이루어지도록 만곡한 곡면으로 구성되는데, 이 관로 축소부(52)를 구성하는 곡면은 관로 축소부(52)가 유선형 구조를 가질 수 있도록 형성된다.The conduit reduction portion 52 is composed of a curved surface to make the flow of the liquid precursor more naturally, the curved surface constituting the conduit reduction portion 52 so that the conduit reduction portion 52 has a streamlined structure. Is formed.

관로 축소부(52)의 곡면은 관로 축소부(52)가 오리피스(51)의 중심을 기준으로 비대칭 구조를 가지도록 형성된다. 즉, 오리피스(51)의 중심을 기준으로 할 때 관로 축소부(52)의 한쪽과 그 반대쪽 형상이 다르도록 형성한 것이다. 이 비대칭 구조에 따르면, 액상 전구체 이송라인(50)의 관로를 따라 이송되는 액상 전구체는 와류를 형성하면서 오리피스(51) 측으로 흐르게 된다.The curved surface of the conduit reduction part 52 is formed such that the conduit reduction part 52 has an asymmetrical structure with respect to the center of the orifice 51. That is, when the center of the orifice 51 is a reference, one of the conduit reduction portion 52 and the opposite shape thereof are formed to be different. According to this asymmetrical structure, the liquid precursor transferred along the conduit of the liquid precursor transfer line 50 flows to the orifice 51 while forming a vortex.

오리피스(51)는 액상 전구체 이송라인(50)의 말단 중앙에 위치될 수도 있으나, 여기에서는 말단의 중앙에 배치하지 않고 한쪽으로 치우쳐 있도록 편심 배치하였다. 이 편심 구조는 액상 전구체 이송라인(50)의 관로를 따라 이송되는 액상 전구체에 보다 복잡한 와류를 발생시킨다.Orifice 51 may be located at the center of the end of the liquid precursor transfer line 50, but here it is arranged eccentrically to one side without being disposed in the center of the end. This eccentric structure generates more complex vortices in the liquid precursor that is conveyed along the conduit of the liquid precursor transfer line 50.

액상 전구체 이송라인(50)을 따라 흐르는 액상 전구체는 관로 축소부(52)의 유선형 구조에 의한 자연스러운 흐름 및 비대칭 구조에 의한 와류작용으로 응축됨이 없이 오리피스(51)를 통하여 내관(421)으로 분무되고, 이후 기화공간(413)에서 효과적으로 기화된다. 즉, 관로 축소부(52)의 유선형 및 비대칭 구조가 기화기(40)의 작용을 도와 액상 전구체가 양호하게 기화되는 것이고, 이에 따라 공정챔버(10)의 내에 양질의 기상 전구체가 공급되어 이 기상 전구체의 과도한 반응이나 미반응을 방지할 수 있다.The liquid precursor flowing along the liquid precursor transfer line 50 is sprayed into the inner tube 421 through the orifice 51 without condensation due to the natural flow by the streamlined structure of the pipe reduction part 52 and the vortex action by the asymmetric structure. Then, it is effectively vaporized in the vaporization space 413. That is, the streamlined and asymmetrical structure of the pipe reduction part 52 assists the action of the vaporizer 40 so that the liquid phase precursor is vaporized satisfactorily. It can prevent excessive reaction or unreacted.

이송라인 가열수단(70)은 액상 전구체 이송라인(50)에 감겨 액상 전구체 이송라인(50)에 60~150℃의 열을 가하는 열선을 포함한다. 이 이송라인 가열수단(70)은 액상 전구체 이송라인(50)을 따라 흐르는 액상 전구체의 고형을 방지한다.The transfer line heating means 70 includes a heating wire wound around the liquid precursor transfer line 50 and applying heat of 60 to 150 ° C. to the liquid precursor transfer line 50. The transfer line heating means 70 prevents the solid state of the liquid precursor flowing along the liquid precursor transfer line 50.

캐리어가스 공급장치(A3)는 캐리어가스 탱크(80) 및 이 캐리어가스 탱크(80)로부터의 캐리어가스를 이송하는 캐리어가스 이송라인(90)을 포함하는데, 캐리어가스 이송라인(90)은 그 말단이 두 갈래로 갈라져, 이 두 갈래 중 하나는 외관(422)에 연결되고, 나머지 하나는 캐리어가스 분사유닛(430)에 연결된다.The carrier gas supply device A3 includes a carrier gas tank 80 and a carrier gas transfer line 90 for transferring carrier gas from the carrier gas tank 80, the carrier gas transfer line 90 having an end thereof. Split into two branches, one of the two branches is connected to the exterior 422, the other is connected to the carrier gas injection unit 430.

도시하지는 않았으나, 기상 전구체 이송라인(60)도 이송라인 가열수단(70)과 동일한 가열수단에 의하여 일정한 온도로 가열될 수 있다.Although not shown, the vapor phase precursor transfer line 60 may also be heated to a constant temperature by the same heating means as the transfer line heating means 70.

이상, 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이 명세서에 개시된 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되지 않으며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 이내에서 당업자에 의하여 다양하게 변형될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the invention.

10 : 공정챔버 30 : 전구체 탱크
40 : 기화기 410 : 기화기 케이스
413 : 기화공간 414 : 전구체 배출구
415 : 기화공간 축소부 420 : 전구체 분무유닛
421 : 내관 422 : 외관
430 : 캐리어가스 분사유닛 440 : 전구체 가열수단
441 : 가열 플레이트 442 : 무화구멍10: process chamber 30: precursor tank
40: carburetor 410: carburetor case
413: vaporization space 414: precursor outlet
415: vaporization space reduction unit 420: precursor spray unit
421: inner tube 422: exterior
430: carrier gas injection unit 440: precursor heating means
441 heating plate 442 atomization hole

Claims (9)

액상소스를 기화시키기 위한 기화공간과 기화된 액상소스가 배출되는 배출구를 가지는 기화기 케이스와;
상기 기화공간에 액상소스를 분무하는 액상소스 분무유닛과;
상기 기화공간에 상기 액상소스 분무유닛으로부터 분무되는 액상소스와 충돌되도록 다른 방향에서 캐리어가스를 분사하여 상기 분무되는 액상소스를 재차 무화시키는 캐리어가스 분사유닛을 포함하는 기화기.A vaporizer case having a vaporization space for vaporizing the liquid source and an outlet through which the vaporized liquid source is discharged;
A liquid source spray unit for spraying a liquid source to the vaporization space;
And a carrier gas injection unit for spraying a carrier gas in another direction to collide with the liquid source sprayed from the liquid source spraying unit in the vaporization space to atomize the sprayed liquid source again. 청구항 1에 있어서,
상기 기화공간은, 상기 배출구가 위치하는 말단 부분에 이 말단 부분의 내주를 상기 배출구 측으로 갈수록 축소시키는 축소부가 마련된 기화기.The method according to claim 1,
The vaporization space, the vaporizer is provided with a reduction portion for reducing the inner circumference of the end portion toward the discharge port side in the end portion where the discharge port is located. 청구항 1에 있어서,
상기 액상소스 분무유닛은, 액상소스가 분사되는 내관 및 캐리어가스가 분사되는 외관으로 구성된 이중관을 포함하는 기화기.The method according to claim 1,
The liquid source spraying unit, the vaporizer comprising a double pipe consisting of an inner tube and a carrier gas is injected into the liquid source is injected. 청구항 1에 있어서,
상기 캐리어가스 분사유닛은, 상기 액상소스 분사유닛 측에 위치하는 것과 동시에, 분사되는 캐리어가스가 상기 액상소스 분사유닛으로부터 분무되는 액상소스와 교차하도록 상기 기화기 케이스에 설치된 기화기.The method according to claim 1,
Wherein the carrier gas injection unit, the vaporizer is installed in the vaporizer case so as to be located on the liquid source injection unit side, the carrier gas to be injected and intersect with the liquid source sprayed from the liquid source injection unit. 청구항 1에 있어서,
상기 기화공간에 설치되어 상기 배출구 측으로 이송되는 상기 액상소스 분무유닛으로부터의 액상소스를 가열하는 가열수단을 더 포함하는 기화기.The method according to claim 1,
And a heating means installed in the vaporization space and heating means for heating the liquid phase source from the liquid source spray unit transferred to the outlet side. 청구항 5에 있어서,
상기 가열수단은, 상기 배출구 측으로 이송되는 액상소스와 충돌 가능하도록 배치된 적어도 하나의 가열 플레이트를 포함하고,
상기 가열 플레이트는, 상기 배출구 측으로 이송되는 액상소스가 통과하면서 무화되도록 다수 개의 무화구멍을 가지는 기화기.The method according to claim 5,
The heating means includes at least one heating plate arranged to collide with the liquid source conveyed to the outlet side,
The heating plate, the vaporizer having a plurality of atomization holes to atomize the liquid source is passed to the outlet side. 청구항 6에 있어서,
상기 가열 플레이트는, 상기 기화공간이 상기 액상소스 분무유닛으로부터 상기 배출구 측으로 적어도 세 공간으로 구획되도록 복수 개 구비된 기화기.The method of claim 6,
The heating plate is provided with a plurality of vaporizers so that the vaporization space is divided into at least three spaces from the liquid source spray unit to the outlet side. 청구항 6에 있어서,
상기 다수 개의 무화구멍 중 적어도 일부는, 크기가 상이한 기화기.The method of claim 6,
At least some of said plurality of atomization holes are different in size. 내부의 증착공간에서 증착공정이 이루어지는 공정챔버와; 전구체 공급원으로부터의 액상 전구체를 기화시켜 상기 증착공간에 기상 전구체를 제공하는 기화기를 포함하고,
상기 기화기는,
액상 전구체를 기화시키기 위한 기화공간 및 기상 전구체가 배출되는 배출구를 가지는 기화기 케이스와; 상기 기화공간에 상기 전구체 공급원으로부터의 액상 전구체를 분무하는 전구체 분무유닛과; 상기 기화공간에 상기 전구체 분무유닛으로부터 분무되는 액상 전구체와 충돌되도록 캐리어가스 공급원으로부터의 캐리어가스를 다른 방향에서 분사하여 상기 분무되는 액상 전구체를 재차 무화시키는 캐리어가스 분사유닛을 포함하는 박막증착시스템.A process chamber in which a deposition process is performed in an internal deposition space; A vaporizer for vaporizing a liquid precursor from the precursor source to provide a vapor phase precursor to the deposition space,
The carburetor,
A vaporizer case having a vaporization space for vaporizing the liquid precursor and an outlet through which the vapor phase precursor is discharged; A precursor spray unit for spraying a liquid precursor from the precursor source into the vaporization space; And a carrier gas injection unit for spraying a carrier gas from a carrier gas source in a different direction so as to collide with the liquid precursor sprayed from the precursor spray unit in the vaporization space to atomize the sprayed liquid precursor again.
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