KR20170072906A - 다수의 위치들에서 공급되는 희석 가스 흐름들을 가지는 온도-제어된 가스 공급 라인 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 증발기(1', 11')를 가지는 프로세스 가스 소스(1, 11)를 포함하는, 유기 층들을 기판(20) 상에 증착하기 위한 디바이스 및 방법에 관한 것이고, 소스 온도-제어 디바이스(2, 12)는 상기 증발기(1', 11')의 소스 온도(T1, T1')를 생성하고, 그리고 캐리어 가스 공급 라인(4, 14)은 캐리어 가스 흐름을 제 1 운송 라인(5, 15)으로 공급하기 위하여 증발기(1', 11')로 이어진다. 제 1 운송 라인(5, 15)은 라인 온도-제어 디바이스(7, 17)에 의해 온도-제어될 수 있고, 그리고 제 1 희석 가스 공급 라인(8, 18)은 희석 가스 흐름을 제 1 운송 라인(8, 18)으로 공급하기 위하여 제 1 운송 라인(5, 15)으로 이어진다. 디바이스는 또한 가스 입구 온도-제어 디바이스(32)에 의해 가스 입구 온도(T5)로 온도-제어될 수 있는 가스 입구 엘리먼트(31)를 포함하고, 가스 입구 엘리먼트(31)는 제 1 운송 라인(8, 18)에 유체적으로 연결되고, 그리고 이에 의해 가스 시재료는 프로세싱 챔버(30) 내로 공급될 수 있고, 상기 프로세싱 챔버는, 가스 시재료를 사용하여 서셉터(35) 상에 놓이는 기판(20) 상에서 층이 성장되도록, 서셉터 온도-제어 디바이스(27)에 의해 서셉터 온도(T6)로 온도-제어될 수 있는 서셉터(35)를 가진다.
Description
본 발명은 증발기를 나타내는 프로세스 가스 소스, 가스 입구 엘리먼트, 및 제어 디바이스를 가지는, 특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 기판상에 증착하기 위한 디바이스 및 방법에 관한 것이고, 여기서 고체 또는 액체 시재료(starting material)는 소스 온도 제어 디바이스에 의해 생성되는 열을 소스 온도로 공급함으로써 증발기에서 가스 시재료로 증발될 수 있고, 여기서 캐리어 가스 공급 라인은 증발기로부터 제 1 운송 라인 안으로 가스 시재료를 운송하기 위한 캐리어 가스 흐름을 공급하기 위하여 증발기로 이어지고, 여기서 제 1 운송 라인은 라인 온도-제어 디바이스에 의해 라인 온도로 온도-제어될 수 있고, 그리고 제 1 희석 가스 공급 라인은 희석 가스 흐름을 제 1 운송 라인으로 공급하기 위하여 제 1 운송 라인으로 이어지고, 여기서 제 1 희석 가스 공급 라인은 라인 온도-제어 디바이스로부터 업스트림에 위치되고, 그리고 상기 가스 입구 엘리먼트는 가스 입구 온도-제어 디바이스에 의해 가스 입구 온도로 온도-제어될 수 있고, 그리고 제 1 운송 라인에 유체적으로 연결되고, 여기서 다른 희석 가스 공급 라인은 희석 가스 흐름을 가스 입구 엘리먼트로 공급하기 위하여 가스 입구 온도-제어 디바이스로부터 업스트림에서 가스 입구 엘리먼트로 이어지고, 이에 의해 가스 시재료는 서셉터(susceptor) 온도-제어 디바이스에 의해 서셉터 온도로 온도-제어될 수 있는 서셉터를 나타내는 프로세싱 챔버로 공급될 수 있어서, 가스 시재료에 의해 서셉터 상에 놓이는 기판상에서 층이 성장되고, 상기 제어 디바이스의 온도는 소스 온도-제어 디바이스를 소스 온도로, 라인 온도-제어 디바이스를 라인 온도로, 가스 입구 온도-제어 디바이스를 가스 입구 온도로, 그리고 서셉터 온도-제어 디바이스를 서셉터 온도로 온도-제어하도록 셋업된다.
US 2008/0241381 A1호로부터 금속들을 증착하기 위한 디바이스가 알려져 있고, 여기서 금속 카르보닐(carbonyl)들은 소스에서 증발 온도로 가열된다. 캐리어 가스는 가열된 가스 라인을 통하여 프로세싱 챔버의 가스 입구 엘리먼트로 금속 카르보닐들을 공급하기 위하여 사용되고, 상기 프로세싱 챔버에 희석 가스가 부가적으로 공급된다. 금속은 금속 카르보닐들의 열적 분해를 통해 소스 온도보다 더 높은 온도를 가지는 기판 상에 증착될 것이다.
WO 01/61071 A2호는 코팅을 응결하기 위한 디바이스 및 방법을 설명한다. 저장 탱크에 저장된 액체 시재료들은 열을 공급함으로써 증발된다. 소스들보다 더 더운 가스 라인들에서, 증기는 가스 입구 엘리먼트로 루팅되고, 가스 입구 엘리먼트로부터 시재료들은, 시재료가 증착될 기판을 유지하는 프로세싱 챔버로 흐른다.
EP 0 849 375 A2호는 액체 시재료를 증발시키기 위한 방법 및 디바이스를 설명한다. 액체 시재료는 펌프에 의해 저장 탱크 밖으로 운반되고 그 다음 열을 공급함으로써 증발된다.
고체 시재료를 증발시키기 위한 디바이스는 WO 2012/175128호에 설명된다. 상기 디바이스는 다공성 저장소 내의 가열가능한 프로세싱 가스 소스에 저장되는 유기 시재료를 포함한다. 캐리어 가스 흐름은 다공성 저장소를 통해 통과된다. 저장소는 고체 시재료를 증발시키기 위하여 가열된다. 결과적인 가스 시재료는, 가스 시재료가 응결되는 기판을 지탱하는 서셉터를 나타내는 반응기의 프로세싱 챔버로 도입된다.
DE 10 212 923 A1호는 기판을 코팅하기 위한 방법 및 수반하는 디바이스를 설명하고, 여기서 개별 분말 시재료를 포함하는 컨테이너를 각각 나타내는 프로세싱 가스 소스들이 제공된. 열은 분말 시재료를 가스 시재료로 변환하기 위하여 통과되고, 가스 시재료는 캐리어 가스에 의해 프로세싱 챔버로 운송된다.
WO 01/61071 A2호는 열을 공급함으로써, 캐리어 가스에 의해 반응기의 가스 입구 엘리먼트로 운송되는 가스 시재료를 전달시키는 프로세싱 가스 소스를 제공하는 응결 코팅 방법을 설명한다. 이것은, 희석 가스 라인이 이어지는 운송 라인에 의해 발생한다.
일반적인 방법 또는 일반적인 디바이스에서, 프로세싱 가스 소스는 실온보다 명백히 더 높은 응결 온도를 가지는 가스 시재료를 제공하기 위하여 사용된다. 결과로서, 단순히 전체 운송 라인이 증발기로부터 가스 입구 엘리먼트까지 가열되어야 하는 것은 아니다. 가스 입구 엘리먼트는 또한, 시재료의 어떠한 응결도 가스 입구 엘리먼트에서 발생하지 않는 방식으로 가열되어야 한다. 가스 입구 엘리먼트는 프로세싱 챔버의 커버를 포함한다. 가스 입구 엘리먼트는 복수의 가스 출구 개구들을 가지는 가스 출구 영역을 가지며, 복수의 가스 출구 개구들을 통하여 캐리어 가스에 의해 운송되는 프로세스 가스는 프로세싱 챔버로 흐른다. 출구 표면의 단지 약간의 거리 아래에 서셉터의 상부 측이 위치되고, 상기 상부 측 상에 하나 또는 몇몇의 기판들이 받쳐진다. 증발된 유기 재료로부터의 층은 기판의 상부 측들 상에 증착될 것이다. 이것은 응결을 통해 달성된다. 결과로서, 기판의 표면은 비교적 저온으로 있어야 한다. 이런 목적을 위하여, 기판들을 받치고 있는 서셉터는 능동적으로 냉각된다. 가스 출구 표면은 열적 방사뿐 아니라, 기판 표면의 열적 전도를 통해 열을 공급한다. 이런 열은 온도 기울기를 유지함으로써 기판 표면으로부터 서셉터의 냉각 디바이스로 전달되어야 한다. 이것은 외부 전력에 노출을 통해서만 행해질 수 있다.
본 발명의 목적은 서셉터 냉각기의 냉각 힘이 감소될 수 있게 하는 조치들을 표시하는 것이다.
목적은 청구항들에 표시된 본 발명에 의해 달성되고, 여기서 각각의 청구항은 목적에 대한 독립적인 솔루션을 표현한다.
제 1 희석 가스 라인은 라인 온도-제어 디바이스로부터 업스트림에 위치된다. 다른 희석 가스 라인은 추가로 가스 입구 온도-제어 디바이스로부터 업스트림에서 가스 입구 엘리먼트로 흐른다. 희석 가스 공급 라인들은 불활성 가스 흐름들을 프로세스 가스 소스와 가스 입구 엘리먼트 간의 라인 연결부로 공급한다. 희석 가스는 바람직하게, 또한 캐리어 가스, 예컨대 불활성 가스 이를테면 아르곤, 질소 또는 수소를 형성하는 동일한 가스를 포함한다. 결과로서, 가스 시재료는 증발기로부터 가스 입구 엘리먼트로 운송되면서 적어도 2개의 희석 스테이지들을 거친다. 연속적이거나 증분적인 희석은, 증발기로부터 가스 입구 엘리먼트로의 가스 운송 라인의 라인 온도가 점진적으로 또는 심지어 연속적으로 낮아질 수 있는 전제 조건을 설정한다. 그러므로, 소스 온도가 라인 온도보다 더 높고, 차례로 라인 온도가 가스 입구 온도보다 더 높고, 그리고 차례로 가스 입구 온도가 서셉터 온도보다 더 높은 것이 제공된다.
본 발명에 따른 디바이스는 소스 온도-제어 디바이스를 소스 온도로, 라인 온도-제어 디바이스를 라인 온도로, 가스 입구 온도-제어 디바이스를 가스 입구 온도로 그리고 서셉터 온도-제어 디바이스를 서셉터 온도로 조절하기 위하여 사용될 수 있는 제어 디바이스를 가진다. 이런 디바이스 구성 또는 방법 구현의 결과로서, 가스 입구 엘리먼트의 가스 출구 표면과 가스 출구 표면을 향하는 기판들의 상부 측 간의 온도 차이는 종래 기술보다 더 낮다. 이 때문에, 더 적은 열이 가스 입구 엘리먼트로부터 서셉터로 운송된다. 서셉터의 냉각 힘은 더 낮다. 추가 결과로서, 기판 내에서 수직 온도 기울기는 종래 기술보다 더 낮다. 본 발명의 추가 개선은, 2 또는 그 초과의 프로세스 가스 소스들이 제공되는 것을 제공한다. 2 또는 그 초과의 프로세스 가스 소스들 각각이 증발기를 가지며, 증발기에서 고체 또는 액체 시재료는 열을 공급함으로써 가스 시재료로 증발된다. 이런 목적을 위하여, 열이 증발기에 공급된다. 각각의 증발기는 증발 열을 생성하기 위한 소스 온도-제어 디바이스를 가진다. 소스들 각각은 소스 온도로 유지된다. 2개의 소스 온도들은 서로 상이할 수 있다. 유사한 방식으로, 시재료들은 서로 상이할 수 있다. 2 또는 그 초과의 증발기들은 운송 라인들에 의해 혼합기와 각각 연결된다. 운송 라인들 각각은 라인 온도로 온도-제어될 수 있는 라인 온도-제어 디바이스를 가진다. 희석 가스 흐름은 각각의 운송 라인 업스트림에 있는 라인 온도-제어 디바이스에 공급된다. 이들 가스 혼합물들은 혼합 디바이스에 공급된다. 혼합 디바이스는 혼합 디바이스의 온도를 혼합기 온도로 조정하기 위하여 사용되는 혼합기 가열 디바이스를 가진다. 혼합기 온도는 라인 온도들 각각보다 더 낮다. 그러나, 혼합기 온도는 가스 입구 온도보다 더 높다. 본 발명의 추가 개선은, 혼합 디바이스가 다른, 특히 제 3 운송 라인에 의해 가스 입구 엘리먼트와 유체적으로 연결되는 것을 제공한다. 제 3 라인 온도-제어 디바이스로부터 업스트림에, 다른 희석 가스 공급 라인이 제 3 운송 라인으로 이어지고, 제 3 운송 라인을 통해 희석 가스 흐름이 운송 라인으로 공급된다. 제 3 라인 온도는 혼합기 온도와 가스 입구 온도 간에 놓인다. 본 발명에 따른 디바이스에서 본 발명에 따른 방법을 구현함으로써, 연속적으로 또는 증분적으로 희석되는 프로세스 가스 흐름의 온도는 증발기로부터 가스 입구 엘리먼트의 가스 출구 표면으로 연속적으로 또는 증분적으로 낮아진다. 이것은, 가스 흐름 내의 가스 시재료의 부분 압력이 희석의 결과로서 증분적으로 또는 연속적으로 낮아지기 때문에, 가능하다. 그렇더라도, 가스 흐름의 온도는 증발기와 가스 입구 엘리먼트의 가스 출구 개구 간의 가스 라인 시스템의 각각의 위치에서 가스 시재료의 응결 포인트를 초과하여 있는다.
본 발명의 예시적인 실시예는 첨부된 도면들에 기반하여 아래에 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 디바이스의 개략 예시이다.
도 2는 증발기(1)로부터 서셉터(35)로의 가스 라인 시스템 내에서 온도 진행의 개략도이다.
도 3은 디바이스의 제어 시스템의 개략도이다.
도 2는 증발기(1)로부터 서셉터(35)로의 가스 라인 시스템 내에서 온도 진행의 개략도이다.
도 3은 디바이스의 제어 시스템의 개략도이다.
도 1 상에 단지 개략적으로 예시된 디바이스는 외측으로 기밀 밀봉을 가지는 하우징인 반응기(10)를 가진다. 하우징은 펌프에 연결되는 방출 라인(36)에 의해 진공될 수 있다. 반응기(10) 내에는 금속으로 이루어진 서셉터(35)가 위치되고, 서셉터(35)는 냉각 블록으로서 디자인된 서셉터(35)의 상부 측의 온도를 -50 내지 10℃의 서셉터 온도(T6)로 조정하기 위하여 사용될 수 있는 냉각 채널들(27)을 포함한다. 서셉터(35)의 상부 측은 프로세싱 챔버(30)의 바닥을 형성하고, 상기 상부 측에 하나 또는 그 초과의 기판들(20)이 위치된다. 프로세싱 챔버(30)의 천장은 가스 입구 엘리먼트(31)의 가스 출구 표면으로 구성된다. 가스 입구 엘리먼트(31)의 가스 출구 표면은 전체 가스 출구 표면에 걸쳐 균일하게 분산되는 복수의 체 같은(sieve-like) 가스 출구 개구들(33)을 가지며, 상기 가스 출구 개구들(33)로부터 프로세스 가스가 프로세싱 챔버(30) 내로 흐를 수 있다. 가스 입구 엘리먼트(31)는 샤워헤드(showerhead)로서 디자인될 수 있다.
프로세스 가스는 프로세싱 챔버(30) 내로 공급되는 가스 시재료를 포함한다. 기판(20)의 표면 온도는 가스 시재료의 응결 온도보다 더 낮아서, 가스 시재료는 기판(20)의 상부 측 상에 층으로서 응결된다.
가스 입구 엘리먼트(31) 내에는 온도-제어 디바이스(32)가 제공된다. 이런 온도-제어 디바이스(32)는 예시적인 실시예에서 가열기로서 디자인되고, 그리고 가스 시재료의 온도를 온도(T5)(가스 입구 온도)로 조정하기 위하여 사용된다.
디바이스는 적어도 하나의 소스(1)를 가지며, 상기 소스(1) 내에는 고체 또는 액체 시재료(3)가 이용가능하게 유지된다. 시재료(3)는 가스 입구 온도(T5)보다 더 높은 소스 온도(T1)로 유지된다. 시재료(3)는 다공성 바디, 분말 등으로서 저장될 수 있다. 그러나, 시재료는 또한 다공성 바디 상에 코팅될 수 있다. 소스 온도-제어 디바이스(2)가 제공되고 가열기의 형태를 취한다. 가열기가 시재료(3)를 포함하는 증발기(1')에 연속하여 열을 공급하여, 시재료(3)는 가스 형태로 변환된다. 그러나, 액체 시재료는 또한 고체 시재료 대신 사용될 수 있다.
캐리어 가스 공급 라인(4)은 증발기(1')로 이어진다. 질량 유량 제어기(41)는 캐리어 가스 흐름을 증발기(1')에 공급하기 위하여 사용된다. 여기서 캐리어 가스 흐름에는 아르곤, 질소, 수소 또는 다른 불활성 가스가 포함된다. 가스 형태로 변환된 시재료(3)는 증발기(1')로부터 가스 출구(6)를 통하여 운송된다. 가스 출구(6)가 운송 라인(5)과 연결되어, 가스 시재료는 가스 출구(6) 밖으로 그리고 운송 라인(5) 안으로 공급될 수 있다. 가스 출구(6) 바로 다운스트림에는, 희석 가스 공급 라인(8)이 인접한 운송 라인(5)으로 이어진다. 희석 가스는 희석 가스 공급 라인(8)을 통하여 가스 라인으로 공급된다. 캐리어 가스 공급 라인으로 공급되는 가스의 질량 유량 및 희석 가스 라인으로 공급되는 가스의 질량 유량은 질량 유량 제어기(41, 42)에 의해 조절된다. 이에 의해 가스 시재료를 운송하는 캐리어 가스 흐름은 공급(feed-in) 포인트(9)에서 희석 가스 흐름과 혼합되고, 여기서 희석 가스는 또한 캐리어 가스 흐름을 포함하는 동일한 가스이다.
공급 포인트(9)에 인접한 운송 라인(5)은 가열 디바이스(7)에 의해 가열된다. 이런 라인 온도-제어 디바이스는 가열 슬리브(sleeve)로서 디자인된다. 상기 라인 온도-제어 디바이스는 운송 라인(5)을 소스 온도(Z1)보다 더 낮은 운송 라인 온도(T2)로 가열한다.
예시적인 실시예에는 제 2 프로세스 가스 소스(11)가 제공되고, 제 2 프로세스 가스 소스(11)는 가열 디바이스(12)가 또한 제공된 제 2 증발기(11')를 나타내고, 가열 디바이스(12)에 의해 액체 또는 고체 시재료(13)는 제 2 소스 온도(T1')로 조정된다. 여기서 또한, 공급 라인(14)은 증발기(11')로 이어지고, 그리고 질량 유량계(43)에 의해 제어되는 캐리어 가스 흐름을 운반하여, 이를 증발기(11')에 공급한다. 캐리어 가스는 증발된 시재료를 증발기(11') 밖으로 가스 출구(16)를 통해 운송한다.
희석 가스는 공급 포인트(19)에서 가스 흐름에 공급된다. 이것은 희석 가스 공급 라인(18)에 의해 발생하고, 희석 가스 공급 라인(18)을 통하여 질량 유량 제어기(44)에 의해 제어되는 희석 가스의 질량 유량이 공급된다.
공급 포인트(19)로부터 다운스트림으로 운송 라인(15)이 연장되고, 운송 라인(15)은 라인 가열기(17)를 포함하는 가열 슬리브에 의해 감싸지고, 라인 가열기(17)에 의해 운송 라인(15)은 라인 온도(T2')로 유지된다. 라인 온도(T2')는 소스 온도(T1')보다 더 낮다. 시재료(13)는 다양한 유기 재료들로 이루어진다.
운송 라인(5) 및 운송 라인(15)은 혼합 디바이스(21)로 이어지고, 혼합 디바이스(21)는 운송 라인들(5, 15)로부터 혼합 디바이스(21)로 진입하는 가스 혼합물들을 함께 혼합시키기 위하여 사용되는 가스 편향 엘리먼트들(23)을 포함한다.
혼합 디바이스(21)의 내부에는 혼합 온도-제어 디바이스(22)가 제공된다. 혼합 온도-제어 디바이스(22)에는 가열 디바이스가 수반되고, 이에 의해 혼합 디바이스(21) 및 특히 가스 편향 엘리먼트들(23)은 혼합기 온도(T3)로 유지된다. 혼합기 온도(T3)는 라인 온도들(T2, T2')보다 더 낮다. 가스 시재료가 가스 편향 표면들(23) 상에 응결되는 것을 방지하기 위하여, 혼합 디바이스(21)에 진입하는 캐리어 가스와 가스 시재료로 구성된 가스 혼합물은 추가로 희석된다. 이런 목적을 위하여, 다른 희석 가스 공급 라인(24)은 가스 편향 엘리먼트들(23)로부터 업스트림에서 그리고 특히 가열 디바이스(22)로부터 업스트림에서 혼합기(21)의 혼합 챔버로 이어진다. 희석 가스 공급 라인(24)을 통해 혼합 챔버 내로 공급되는 희석 가스 흐름은 질량 유량 제어기(45)에 의해 제어된다.
혼합 디바이스(21)에서 혼합되는 가스 혼합물은 가스 출구(26)를 통하여 혼합 디바이스(21)를 떠난다. 여기에는 다른 공급 포인트(29)가 위치되고, 상기 다른 공급 포인트(29)에서 다른 희석 가스 공급 라인(28)이 가스 흐름으로 이어진다. 질량 유량 조절기(46)에 의해 제어되는 다른 희석 가스 흐름은 희석 가스 공급 라인(28)을 통하여 가스 흐름으로 공급된다. 공급 포인트(29)는 가스 출구(26)로부터 바로 다운스트림에 위치된다.
공급 포인트(29)로부터 다운스트림으로 연장되는 운송 라인(25)은 가열 슬리브(27)에 의해 혼합기 온도(T3)보다 더 낮고 가스 입구 엘리먼트(31) 내부의 온도(T5)보다 더 높은 라인 온도(T4)로 가열된다.
운송 라인(25)은 가스 입구 엘리먼트(31)로 이어지고, 상기 가스 입구 엘리먼트(31) 내에 가열 디바이스(32)가 위치된다. 가열 디바이스(32)로부터 업스트림에, 희석 가스 공급 라인(34)이 가스 입구 엘리먼트(31)로 이어지고, 상기 가스 입구 엘리먼트(31)를 통하여 질량 유량 조절기(47)에 의해 제어되는 다른 희석 가스 흐름이 가스 입구 엘리먼트(31) 내로 공급된다. 가스 입구 엘리먼트(31) 내로 공급되는 가스 흐름은 이에 의해 가열 디바이스(32)로부터 업스트림에서 추가로 희석된다.
소스(1, 11) 또는 증발기(1', 11')와 가스 입구 엘리먼트(31) 간의 가스 라인에서 가스 시재료의 증분적인 희석은 흐름 방향으로 가스 라인 시스템 내부의 가스 시재료 또는 가스 시재료의 부분 압력의 증분적인 감소를 유도한다. 이것은 소스(1, 11) 또는 증발기(1'), 증발기(11')와 서셉터(35) 간의 온도가 점진적으로 감소하는 것을 도시하는 도 2 상에 예시된 바와 같은 가스 운송 시스템에서의 위에서 설명된 온도 진행을 가능하게 하고, 온도 진행은 도 2 상에서 단지 질적으로 묘사된다. 온도들(T5 및 T6) 간의 온도 차이는 나머지 온도 단계들보다 더 높을 수 있다.
도 3은 제어기를 예시한다. 시스템은 온도들(T1, T2, T1’, T2’, T3, T4, T5 및 T6)을 조정하기 위하여 사용될 수 있는 제어 디바이스(38)를 가진다. 이것은 가열 힘을 가열 디바이스들(2, 7, 12, 17, 22, 27, 32)에 공급하는 조절기들 및 제어 엘리먼트들에 의해 발생한다. 온도들(T1, T2, T1’, T2’, T3, T4, T5 및 T6)은 열전쌍들에 의해 측정되고, 조절 목적들을 위하여 제어 디바이스(38)에 이용가능하게 된다. 제어 디바이스는 냉각 디바이스(27)에 냉각 힘을 공급한다. 제어 디바이스는 캐리어 가스 흐름들 또는 희석 가스 흐름들을 조절하기 위하여 사용되는 질량 유량 제어기들(41-47)을 추가로 작동시킬 수 있다.
위의 언급들은 적어도 다음 피처 조합들을 통해 종래 기술을 각각 별도로 추가로 개발하는 애플리케이션에 의해 포함된 본 발명들을 전체적으로 설명하는 역할을 한다:
제 1 희석 가스 공급 라인(8, 18)이 라인 온도-제어 디바이스(7, 17)로부터 업스트림에 위치되고, 그리고 다른 희석 가스 공급 라인(34)이 가스 입구 온도-제어 디바이스(32)로부터 업스트림에서 가스 입구 엘리먼트(31)로 이어져서, 희석 가스 흐름을 가스 입구 엘리먼트(31)에 공급하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
소스 온도-제어 디바이스(2, 12)를 소스 온도(T1, T1')로, 라인 온도-제어 디바이스(7, 17)를 라인 온도(T2, T2')로, 가스 입구 온도-제어 디바이스(32)를 가스 입구 온도(T5)로, 그리고 서셉터 온도-제어 디바이스(27)를 서셉터 온도(T6)로 조정할 수 있기 위하여 셋업된 제어 디바이스를 특징으로 하는 디바이스.
제 1 희석 가스 공급 라인(8, 18)이 라인 온도-제어 디바이스(7, 17)로부터 업스트림에 위치되고, 그리고 희석 가스 흐름이 다른 희석 가스 공급 라인(34)(상기 다른 희석 가스 공급 라인(34)은 가스 입구 온도-제어 디바이스(32)로부터 업스트림에서 가스 입구 엘리먼트(31)로 이어짐)을 통하여 가스 입구 엘리먼트(31)로 공급되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 소스 온도(T1, T1')가 라인 온도(T2, T2')보다 더 높고, 라인 온도(T2, T2')가 가스 입구 온도(T5)보다 더 높고, 그리고 가스 입구 온도(T5)가 하나의 서셉터 온도(T6)보다 더 높은 것을 특징으로 하는 디바이스.
제 2 증발기(11')를 나타내는 프로세스 가스 소스를 특징으로 하는 디바이스로서, 고체 또는 액체 제 2 시재료는 제 2 소스 온도-제어 디바이스(12)에 의해 생성되는 열을 공급함으로써 제 2 증발기(11')에서 제 2 소스 온도(T1')에서 제 2 가스 시재료로 증발될 수 있고, 제 2 캐리어 가스 공급 라인(14)은 제 2 증발기(11') 밖으로 그리고 제 2 운송 라인(15) 안으로 제 2 가스 시재료를 운송하기 위한 제 2 캐리어 가스 흐름을 공급하기 위해 제 2 증발기(11')로 이어지고, 제 2 운송 라인(15)은 제 2 라인 온도-제어 디바이스(17)에 의해 제 2 라인 온도(T2')로 온도-제어되고, 그리고 제 2 희석 가스 공급 라인(18)은 제 2 운송 라인(15)으로 이어지고, 이를 통해 제 2 희석 가스 흐름은 제 2 운송 라인(15)으로 공급되고, 제 1 운송 라인(5) 및 제 2 운송 라인(15)은 혼합기 온도-제어 디바이스(22)에 의해 혼합기 온도(T3)로 온도-제어되는 혼합기(21)로 이어지고, 희석 가스 공급 라인(24)은 혼합기 온도-제어 디바이스(22)로부터 업스트림에서 혼합 디바이스(21)로 이어지고, 그리고 희석 가스 흐름을 혼합 디바이스(21)로 공급하기 위하여 사용된다.
제 2 증발기(11')를 나타내는 프로세스 가스 소스를 특징으로 하는 방법으로서, 고체 또는 액체 제 2 시재료는 제 2 소스 온도-제어 디바이스(12)에 의해 생성되는 열을 공급함으로써 제 2 증발기(11')에서 제 2 소스 온도(T1')의 제 2 가스 시재료로 증발되고, 제 2 캐리어 가스 공급 라인(14)은 제 2 증발기(11')로 이어지고, 상기 제 2 증발기(11')에 제 2 증발기(11') 밖으로 그리고 제 2 운송 라인(15) 안으로 제 2 가스 시재료를 운송하는 제 2 캐리어 가스가 공급되고, 제 2 운송 라인(15)은 제 2 라인 온도-제어 디바이스(17)에 의해 제 2 라인 온도(T2')로 온도-제어되고, 그리고 제 2 희석 가스 공급 라인(18)은 제 2 운송 라인(15)으로 이어지고, 이를 통해 제 2 희석 가스 흐름은 제 2 운송 라인(15)으로 공급되고, 제 1 운송 라인(8) 및 제 2 운송 라인(18)은 혼합기 온도-제어 디바이스(22)에 의해 혼합기 온도(T3)로 온도-제어되는 혼합기(21)로 이어지고, 희석 가스 공급 라인(24)은 혼합기 온도-제어 디바이스(22)로부터 업스트림에서 혼합 디바이스(21)로 이어지고, 그리고 희석 가스 흐름을 혼합 디바이스(21)로 공급하기 위하여 사용된다.
혼합기 온도(T3)가 제 1 및 제 2 라인 온도(T2, T2')보다 더 낮고, 그리고 가스 입구 온도(T5)보다 더 높은 것을 특징으로 하는 디바이스.
가스 시재료를 혼합 디바이스(21)로부터 가스 입구 엘리먼트(31)로 운송하기 위하여 혼합 디바이스(21)로부터 다운스트림에 그리고 가스 입구 엘리먼트(31)로부터 업스트림에 위치된 운송 라인(25)을 특징으로 하고, 상기 운송 라인(25)이 라인 온도-제어 디바이스(27)에 의해 라인 온도(T4)로 온도-제어될 수 있고, 희석 가스 공급 라인(28)이 희석 가스 흐름을 운송 라인(25)으로 공급하기 위하여 라인 온도-제어 디바이스(27)로부터 업스트림에서 운송 라인(25)으로 이어지는 디바이스.
가스 시재료를 혼합 디바이스(21)로부터 가스 입구 엘리먼트(31)로 운송하는, 혼합 디바이스(21)로부터 다운스트림에 그리고 가스 입구 엘리먼트(31)로부터 업스트림에 위치된 운송 라인(25)을 특징으로 하고, 상기 운송 라인(25)이 라인 온도-제어 디바이스(27)에 의해 라인 온도(T4)로 온도-제어되고, 희석 가스 공급 라인(28)이 라인 온도-제어 디바이스(27)로부터 업스트림에서 운송 라인(25)으로 이어지고, 이에 의해 희석 가스 흐름이 운송 라인(25) 내로 공급되는 방법.
혼합기 온도(T3)가 라인 온도(T4)보다 더 높고, 그리고 라인 온도(T4)가 가스 입구 온도(T5)보다 더 높은 것을 특징으로 하는 디바이스.
캐리어 가스 흐름 내 가스 시재료의 부분 압력이 흐름 방향으로 서로 이격된 상이한 포인트들에서 증발기(1', 11')와 가스 입구 엘리먼트(31) 간의 가열된 라인 연결부에 복수의 희석 가스 흐름들을 공급함으로써 점진적으로 감소되고, 라인 연결부는, 가스 흐름 온도가 라인 연결부 상의 각각의 포인트에서 가스 시재료의 응결 온도보다 더 높은 방식으로 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
모든 개시된 특징들은 본 발명에 필수적이다(개별적으로 취해지지만, 또한 서로 조합하여 취해짐). 이로써 본 출원의 개시내용은 또한 본 출원의 청구항들에 이들 문헌들의 특징들을 포함하는 목적을 위해, 또한 첨부된/어태치된 우선권 서류들(예비 출원의 복사본)의 개시된 내용을 전체적으로 포함한다. 종속항들의 특징들은 특히 이들 청구항들에 기반하여 부분 응용들을 구현하는 것을 목표로 종래 기술의 독립적이고 창의적인 추가 개선들을 특징으로 한다.
1
프로세스 가스 소스
1' 증발기
2 가열 디바이스 T1
3 시재료
4 공급 라인 1
5. 운송 라인
6 가스 출구
7 가열 디바이스 T2
8 공급 라인
9 공급 포인트
10 CVD 반응기
11 프로세스 가스 소스
11' 증발기
12 가열 디바이스 T1'
13 시재료
14 공급 라인
15 운송 라인
16 가스 출구
17 가열 디바이스 T2'
18 공급 라인
19 공급 포인트
20 기판
21 혼합 디바이스
22 가열 디바이스 T3
23 가스 입구 엘리먼트
24 공급 라인 3
25 운송 라인
26 가스 출구
27 온도-제어 디바이스, 냉각 디바이스 T4
28 공급 라인
29 공급 포인트
30 프로세싱 챔버
31 가스 입구 엘리먼트
32 가열 디바이스 T5
33 가스 출구 개구
34 공급 라인 5
35 서셉터
36 방출 라인
37 냉각 디바이스 T6
38 제어 디바이스
39 -----------------
40 -----------------
41 질량 유량 제어기 라인 1
42 질량 유량 제어기 라인 2
43 질량 유량 제어기 라인 1
44 질량 유량 제어기 라인 2
45 질량 유량 제어기 라인 3
46 질량 유량 제어기 라인 4
47 질량 유량 제어기 라인 5
T1 소스 온도
T2 라인 온도
T3 혼합기 온도
T4 라인 온도
T5 가스 입구 온도
T6 증착 온도
Z1 소스 온도
1' 증발기
2 가열 디바이스 T1
3 시재료
4 공급 라인 1
5. 운송 라인
6 가스 출구
7 가열 디바이스 T2
8 공급 라인
9 공급 포인트
10 CVD 반응기
11 프로세스 가스 소스
11' 증발기
12 가열 디바이스 T1'
13 시재료
14 공급 라인
15 운송 라인
16 가스 출구
17 가열 디바이스 T2'
18 공급 라인
19 공급 포인트
20 기판
21 혼합 디바이스
22 가열 디바이스 T3
23 가스 입구 엘리먼트
24 공급 라인 3
25 운송 라인
26 가스 출구
27 온도-제어 디바이스, 냉각 디바이스 T4
28 공급 라인
29 공급 포인트
30 프로세싱 챔버
31 가스 입구 엘리먼트
32 가열 디바이스 T5
33 가스 출구 개구
34 공급 라인 5
35 서셉터
36 방출 라인
37 냉각 디바이스 T6
38 제어 디바이스
39 -----------------
40 -----------------
41 질량 유량 제어기 라인 1
42 질량 유량 제어기 라인 2
43 질량 유량 제어기 라인 1
44 질량 유량 제어기 라인 2
45 질량 유량 제어기 라인 3
46 질량 유량 제어기 라인 4
47 질량 유량 제어기 라인 5
T1 소스 온도
T2 라인 온도
T3 혼합기 온도
T4 라인 온도
T5 가스 입구 온도
T6 증착 온도
Z1 소스 온도
Claims (12)
- 특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 기판(20) 상에 증착하기 위한 디바이스로서,
상기 디바이스는 증발기(1', 11')를 나타내는 프로세스 가스 소스(1, 11), 가스 입구 엘리먼트(31), 및 제어 디바이스를 가지며, 고체 또는 액체 시재료(starting material)는 소스 온도-제어 디바이스(2, 12)에 의해 생성되는 열을 소스 온도(T1, T1')로 공급함으로써 상기 증발기(1', 11')에서 가스 시재료로 증발될 수 있고, 캐리어 가스 공급 라인(4, 14)은 상기 증발기(1', 11')로부터 제 1 운송 라인(5) 및 제 2 운송 라인(15) 안으로 상기 가스 시재료를 운송하기 위한 캐리어 가스 흐름을 공급하기 위하여 상기 증발기(1', 11')로 이어지고, 상기 제 1 운송 라인(5) 및 상기 제 2 운송 라인(15)은 라인 온도-제어 디바이스(7, 17)에 의해 라인 온도(T2, T2')로 온도-제어될 수 있고, 그리고 제 1 희석 가스 공급 라인(8) 및 제 2 희석 가스 공급 라인(18)은 희석 가스 흐름을 상기 제 1 운송 라인(5) 및 상기 제 2 운송 라인(15)으로 공급하기 위하여 상기 제 1 운송 라인(5) 및 상기 제 2 운송 라인(15)으로 이어지고, 상기 제 1 희석 가스 공급 라인(8) 및 상기 제 2 희석 가스 공급 라인(18)은 상기 라인 온도-제어 디바이스(7, 17)로부터 업스트림에 위치되고, 그리고 상기 가스 입구 엘리먼트(31)는 가스 입구 온도-제어 디바이스(32)에 의해 가스 입구 온도(T5)로 온도-제어될 수 있고, 그리고 상기 제 1 운송 라인(5) 및 상기 제 2 운송 라인(15)에 유체적으로 연결되고, 다른 희석 가스 공급 라인(34)은 희석 가스 흐름을 상기 가스 입구 엘리먼트(31)로 공급하기 위하여 상기 가스 입구 온도-제어 디바이스(32)로부터 업스트림에서 상기 가스 입구 엘리먼트(31)로 이어지고, 이에 의해 상기 가스 시재료는 서셉터(susceptor) 온도-제어 디바이스(27)에 의해 서셉터 온도(T6)로 온도-제어될 수 있는 서셉터(35)를 나타내는 프로세싱 챔버(30)로 공급될 수 있어서, 상기 가스 시재료에 의해 상기 서셉터(35) 상에 놓이는 상기 기판(20) 상에서 층이 성장되고, 그리고 상기 제어 디바이스는 상기 소스 온도-제어 디바이스(2, 12)의 온도를 상기 소스 온도(T1, T1')로, 상기 라인 온도-제어 디바이스(7, 17)를 상기 라인 온도(T2, T2')로, 상기 가스 입구 온도-제어 디바이스(32)를 상기 가스 입구 온도(T5)로, 그리고 상기 서셉터 온도-제어 디바이스(27)를 상기 서셉터 온도(T6)로 온도-제어하기 위하여 셋업되고, 상기 제어 디바이스는, 층을 증착하는 동안, 상기 소스 온도(T1, T1')가 상기 라인 온도(T2, T2')보다 더 높고, 상기 라인 온도(T2, T2')가 상기 가스 입구 온도(T5)보다 더 높고, 그리고 상기 가스 입구 온도(T5)가 하나의 서셉터 온도(T6)보다 더 높은 방식으로 셋업되는,
특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 기판(20) 상에 증착하기 위한 디바이스. - 증발기(1', 11')를 나타내는 프로세스 가스 소스(1, 11), 및 가스 입구 엘리먼트(31)에 의해, 특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 적어도 하나의 기판(20) 상에 증착하기 위한 방법으로서,
고체 또는 액체 시재료는 소스 온도-제어 디바이스(2, 12)에 의해 생성되는 열을 소스 온도(T1, T1')로 공급함으로써 상기 증발기(1', 11')에서 가스 시재료로 증발되고, 캐리어 가스 공급 라인(4, 14)은 상기 증발기(1', 11')로 이어지고, 상기 증발기(1', 11')에, 상기 증발기(1', 11')로부터 제 1 운송 라인(5) 및 제 2 운송 라인(15) 안으로 상기 가스 시재료를 운송하기 위한 제 1 캐리어 가스가 공급되고, 상기 제 1 운송 라인(5) 및 상기 제 2 운송 라인(15)은 라인 온도-제어 디바이스(7, 17)에 의해 라인 온도(T2, T2')로 온도-제어되고, 그리고 제 1 희석 가스 공급 라인(8) 및 제 2 희석 가스 공급 라인(18)은 상기 제 1 운송 라인(5) 및 상기 제 2 운송 라인(15)으로 이어지고, 그리고 희석 가스 흐름을 상기 제 1 운송 라인(5) 및 상기 제 2 운송 라인(15)으로 공급하기 위하여 사용되고, 상기 제 1 희석 가스 공급 라인(8) 및 제 2 희석 가스 공급 라인(18)은 상기 라인 온도-제어 디바이스(7, 17)로부터 업스트림에 위치되고, 그리고 상기 가스 입구 엘리먼트(31)는 가스 입구 온도-제어 디바이스(32)에 의해 가스 입구 온도(T5)로 온도-제어되고, 그리고 상기 제 1 운송 라인(5) 및 상기 제 2 운송 라인(15)에 유체적으로 연결되고, 다른 희석 가스 공급 라인(34)은 희석 가스 흐름을 상기 가스 입구 엘리먼트(31)로 공급하기 위하여 상기 가스 입구 온도-제어 디바이스(32)로부터 업스트림에서 상기 가스 입구 엘리먼트(31)로 이어지고, 이에 의해 상기 가스 시재료는 서셉터 온도-제어 디바이스(27)에 의해 서셉터 온도(T6)로 온도-제어되는 서셉터(35)를 나타내는 프로세싱 챔버(30)로 공급되고, 상기 가스 시재료에 의해 상기 서셉터(35) 상에 놓이는 상기 적어도 하나의 기판(20) 상에 층이 증착되고, 상기 층을 증착하는 동안, 상기 소스 온도(T1, T1')가 상기 라인 온도(T2, T2')보다 더 높고, 상기 라인 온도(T2, T2')가 상기 가스 입구 온도(T5)보다 더 높고, 그리고 상기 가스 입구 온도(T5)가 상기 하나의 서셉터 온도(T6)보다 더 높은,
특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 적어도 하나의 기판(20) 상에 증착하기 위한 방법. - 제 1 항에 있어서,
제 2 증발기(11')를 나타내는 프로세스 가스 소스를 특징으로 하고, 고체 또는 액체 시재료는 제 2 소스 온도-제어 디바이스(12)에 의해 생성되는 열을 제 2 소스 온도(T1')로 공급함으로써 상기 제 2 증발기(11')에서 제 2 가스 시재료로 증발될 수 있고, 제 2 캐리어 가스 공급 라인(14)은 상기 제 2 증발기(11')로부터 제 2 운송 라인(15) 안으로 상기 제 2 가스 시재료를 운송하기 위한 제 2 캐리어 가스 흐름을 공급하기 위해 상기 제 2 증발기(11')로 이어지고, 상기 제 2 운송 라인(15)은 제 2 라인 온도-제어 디바이스(17)에 의해 제 2 라인 온도(T2')로 온도-제어되고, 그리고 제 2 희석 가스 공급 라인(18)은 제 2 운송 라인(15)으로 이어지고, 이를 통해 제 2 희석 가스 흐름은 제 2 운송 라인(15)으로 공급되고, 상기 제 1 운송 라인(5) 및 상기 제 2 운송 라인(15)은 혼합기 온도-제어 디바이스(22)에 의해 혼합기 온도(T3)로 온도-제어되는 혼합기(21)로 이어지고, 희석 가스 공급 라인(24)은 상기 혼합기 온도-제어 디바이스(22)로부터 업스트림에서 상기 혼합 디바이스(21)로 이어지고, 그리고 희석 가스 흐름을 상기 혼합 디바이스(21)로 공급하기 위하여 사용되는,
특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 기판(20) 상에 증착하기 위한 디바이스. - 제 2 항에 있어서,
제 2 증발기(11')를 나타내는 프로세스 가스 소스(1, 11)를 특징으로 하고, 고체 또는 액체 시재료는 제 2 소스 온도-제어 디바이스(12)에 의해 생성되는 열을 제 2 소스 온도(T1')로 공급함으로써 상기 제 2 증발기(11')에서 제 2 가스 시재료로 증발될 수 있고, 제 2 캐리어 가스 공급 라인(14)은 상기 제 2 증발기(11')로 이어지고, 상기 제 2 증발기(11')에, 상기 제 2 증발기(11')로부터 제 2 운송 라인(15) 안으로 상기 제 2 가스 시재료를 운송하기 위한 제 2 캐리어 가스가 공급되고, 상기 제 2 운송 라인(15)은 제 2 라인 온도-제어 디바이스(17)에 의해 제 2 라인 온도(T2')로 온도-제어되고, 그리고 제 2 희석 가스 공급 라인(18)은 제 2 운송 라인(15)으로 이어지고, 이를 통해 제 2 희석 가스 흐름은 제 2 운송 라인(15)으로 공급되고, 상기 제 1 운송 라인(5) 및 상기 제 2 운송 라인(15)은 혼합기 온도-제어 디바이스(22)에 의해 혼합기 온도(T3)로 온도-제어되는 혼합기(21)로 이어지고, 희석 가스 공급 라인(24)은 상기 혼합기 온도-제어 디바이스(22)로부터 업스트림에서 상기 혼합 디바이스(21)로 이어지고, 그리고 희석 가스 흐름을 상기 혼합 디바이스(21)로 공급하기 위하여 사용되는,
특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 적어도 하나의 기판(20) 상에 증착하기 위한 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 혼합기 온도(T3)는 상기 제 1 라인 온도(T2) 및 상기 제 2 라인 온도(T2')보다 더 낮고, 그리고 상기 가스 입구 온도(T5)보다 더 높은,
특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 기판(20) 상에 증착하기 위한 디바이스. - 제 4 항에 있어서,
상기 혼합기 온도(T3)는 상기 제 1 라인 온도(T2) 및 상기 제 2 라인 온도(T2')보다 더 낮고, 그리고 상기 가스 입구 온도(T5)보다 더 높은,
특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 적어도 하나의 기판(20) 상에 증착하기 위한 방법. - 제 3 항에 있어서,
운송 라인(25)은 상기 가스 시재료를 상기 혼합 디바이스(21)로부터 상기 가스 입구 엘리먼트(31)로 운송하기 위하여 상기 혼합 디바이스(21)로부터 다운스트림에 그리고 상기 가스 입구 엘리먼트(31)로부터 업스트림에 위치되고, 상기 운송 라인(25)은 라인 온도-제어 디바이스(27)에 의해 라인 온도(T4)로 온도-제어될 수 있고, 희석 가스 공급 라인(28)은 희석 가스 흐름을 상기 운송 라인(25)으로 공급하기 위하여 상기 라인 온도-제어 디바이스(27)로부터 업스트림에서 상기 운송 라인(25)으로 이어지는,
특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 기판(20) 상에 증착하기 위한 디바이스. - 제 4 항에 있어서,
운송 라인(25)은 상기 혼합 디바이스(21)로부터 다운스트림에 그리고 상기 가스 입구 엘리먼트(31)로부터 업스트림에 위치되고, 이를 통해 상기 가스 시재료가 상기 혼합 디바이스(21)로부터 상기 가스 입구 엘리먼트(31)로 운송되고, 상기 운송 라인(25)은 라인 온도-제어 디바이스(27)에 의해 라인 온도(T4)로 온도-제어되고, 희석 가스 공급 라인(28)은 희석 가스 흐름을 상기 운송 라인(25)으로 공급하기 위하여 상기 라인 온도-제어 디바이스(27)로부터 업스트림에서 상기 운송 라인(25)으로 이어지는,
특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 적어도 하나의 기판(20) 상에 증착하기 위한 방법. - 제 3 항, 제 5 항 또는 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 혼합기 온도(T3)는 상기 라인 온도(T4)보다 더 높고, 그리고 상기 라인 온도(T4)는 상기 가스 입구 온도(T5)보다 더 높은,
특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 기판(20) 상에 증착하기 위한 디바이스. - 제 4 항, 제 6 항 또는 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 혼합기 온도(T3)는 상기 라인 온도(T4)보다 더 높고, 그리고 상기 라인 온도(T4)는 상기 가스 입구 온도(T5)보다 더 높은,
특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 적어도 하나의 기판(20) 상에 증착하기 위한 방법. - 제 2 항, 제 4 항, 제 6 항, 제 8 항 또는 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캐리어 가스 흐름 내 가스 시재료의 부분 압력은 흐름 방향으로 서로 이격된 상이한 포인트들에서 상기 증발기(1', 11')와 상기 가스 입구 엘리먼트(31) 간의 가열된 라인 연결부에 복수의 희석 가스 흐름들을 공급함으로써 점진적으로 감소되고, 상기 라인 연결부는, 상기 가스 흐름 온도가 상기 라인 연결부 상의 각각의 포인트에서 상기 가스 시재료의 응결 온도보다 더 높은 방식으로 가열되는,
특히 하나 또는 그 초과의 유기 층들을 적어도 하나의 기판(20) 상에 증착하기 위한 방법. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 특징부들 중 하나 또는 몇몇을 특징으로 하는 디바이스 또는 방법.
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