KR20200083829A - 원심력을 이용한 액상전구체 디개서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체 제조공정 등에 이용되는 액상전구체 디개서에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 디개싱(degassing)시킬 액상전구체가 수용되는 수용공간을 형성하는 캐니스터; 상기 캐니스터와 진공라인을 통해 연결되고, 상기 캐니스터에서 상기 액상전구체가 수용된 상기 수용공간 내에 진공상태를 설정하여 주는 진공펌프; 상기 캐니스터 내의 상기 수용공간 내에 배치되며, 상면에 공급된 상기 액상전구체가 원심력에 의해 상면 상에 고르게 분산도포된 후 테두리측으로 이동되도록 회전하는 스핀디스크(spin disk); 및 상기 스핀디스크를 회전시켜주는 회전수단; 을 포함하므로, 액상전구체의 디개싱효율을 증대시켜주며, 액상전구체의 증기압에 대한 측정의 정확성을 향상시켜줄 수 있는 기술이 개시된다.

Description

원심력을 이용한 액상전구체 디개서{Liquid Precursor Degasser Using Centrifugal Force}
본 발명은 액상전구체의 특성을 파악하기 위한 측정장치에 관련된 것으로, 보다 상세하게는 액상전구체에 포함된 불순물가스를 제거하는 액상전구체 디개서에 관한 것이다.
일반적으로 액상전구체는 디스플레이 또는 반도체 제조공정에서 이용되고 있다. 이러한 액상전구체는 동일한 물질이라고 하더라도 조건에 따라 증착공정상 상이한 거동을 나타내기 쉽다.
특히 동일한 액상전구체 화합물이라고 하더라도 조건에 따라 증기압이 상이하게 나타나게 되는데, 이러한 경우 일정한 원료가 투입되더라도 증착되는 박막에 질적 차이가 발생하게 된다. 그런데 반도체, 디스플레이 등의 제조공정에서 소자의 정밀화 및 고효율화가 필요할수록 보다 우수한 박막의 질적 특성이 요구된다.
또한 박막의 질적 특성은, 이후의 노광 및 배선공정에 영향을 주게되며, 박막의 질적 특성이 저하되는 경우 반도체 정밀도의 저하는 물론이고 생산수율의 감소와 생산비용이 증가되는 요인이 된다.
따라서 박막의 질적 특성을 높이기 위한 기술이 요구되며, 이를 위해 서로 다른 증기압 차이를 나타내는 액상전구체의 증기압을 정확히 측정해야할 것이 요구된다.
액상전구체에는 수소, 산소, 질소, 아르곤 등과 같은 용존가스가 많이 용해되어 있다. 그리고, 액상전구체 대부분은 공기 중에 노출되는 경우에 인화되는 특성 등이 있어 다루기가 어려우며 반응 부산물 등으로 인하여 측정의 정확성을 확보하기가 어렵다.
따라서 액상전구체의 증기압을 정확히 측정하기 위하여 액상전구체에 대한 디개싱(degassing)이 충분하게 이루어질 필요가 있으나 액상전구체의 점도 등 고유의 성질로 인하여 충분한 디개싱이 이루어지기 어려웠으며, 디개싱하는데 장시간이 소요되는 등의 어려움이 있었다.
대한민국 등록특허 제10-0805930호
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 액상전구체에 포함된 불순물의 제거 효율을 향상시키기 위한 액상전구체 디개서를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 원심력을 이용한 액상전구체 디개서는 디개싱(degassing)시킬 액상전구체가 수용되는 수용공간을 형성하는 캐니스터; 상기 캐니스터와 진공라인을 통해 연결되고, 상기 캐니스터에서 상기 액상전구체가 수용된 상기 수용공간 내에 진공상태를 설정하여 주는 진공펌프; 상기 캐니스터 내의 상기 수용공간 내에 배치되며, 상면에 공급된 상기 액상전구체가 원심력에 의해 상면 상에 고르게 분산도포된 후 테두리측으로 이동되도록 회전하는 스핀디스크(spin disk); 및 상기 스핀디스크를 회전시켜주는 회전수단; 을 포함하는 것을 하나의 특징으로 할 수도 있다.
여기서, 상기 스핀디스크는 다수 마련되어 있고, 다수개의 상기 스핀디스크는 동일한 회전중심축을 가지고 층층이 쌓여진 구조를 이루고 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가, 상기 회전수단은, 상기 스핀디스크에 마련되는 자성체; 및 상기 캐니스터 외부의 하단에 마련되며, 상기 스핀디스크가 회전되도록 상기 자성체에 인력 또는 척력을 가하는 마그네틱마운트; 를 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
또한, 상기 마그네틱마운트는 자기력을 형성시키는 전자석을 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가 상기 캐니스터에는, 진공펌프 또는 가스봄베와 연통되도록 연결되기 위한 인렛포트(inlet port)가 마련되어 있으며, 상기 인렛포트 측에는 불순물가스는 통과시키되 상기 액상전구체는 걸러내는 반투과성막이 장착되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
나아가 상기 반투과성막은 탈착이 가능하게 장착되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 캐니스터 내측에서, 내측에 상기 스핀디스크가 배치되도록 상기 캐니스터와 상기 스핀디스크 사이에 배치되며, 상기 액상전구체의 이동을 가이드하는 가이드베슬(guide vessel); 을 더 포함하는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 가이드베슬은, 상단의 너비가 하단의 너비보다 크도록 테이퍼(taper)지게 형성된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 액상전구체가 역류되는 것을 억제하기 위한 베플이 상기 캐니스터에 마련된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 캐니스터에는 아웃렛포트(outlet port)가 마련되어 있으며, 상기 아웃렛포트 측에는 상기 액상전구체의 증기압을 측정하기 위한 압력측정수단이 마련되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가, 상기 캐니스터의 내측 또는 상기 상기 가이드배슬의 내측에는, 상기 캐니스터 내부의 온도 또는 상기 액상전구체의 온도를 측정하기 위한 온도센서가 마련되어 있는 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
더 나아가 회전하는 상기 스핀디스크의 상면 상에서의 상기 액상전구체의 두께를 측정하기 위한 광학측정수단이 상기 캐니스터에 마련된 것을 또 하나의 특징으로 할 수도 있다.
본 발명에 따른 원심력을 이용한 액상전구체 디개서는, 액상전구체의 디개싱(degassing)효율을 증대시켜주므로 액상전구체의 증기압에 대한 측정 정확성을 더욱 증대시켜주는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원심력을 이용한 액상전구체 디개서의 측단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원심력을 이용한 액상전구체 디개서에서 일부 변형된 형태의 측단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 원심력을 이용한 액상전구체 디개서에서 스핀디스크의 평면모습을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 원심력을 이용한 액상전구체 디개서에서 스핀디스크 및 리필포트의 일부 부분을 확대하여 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하에서는 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 이해할 수 있도록 첨부된 도면을 참조한 바람직한 실시 예를 들어 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 원심력을 이용한 액상전구체 디개서의 측단면을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 원심력을 이용한 액상전구체 디개서에서 일부 변형된 형태의 측단면을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 원심력을 이용한 액상전구체 디개서에서 스핀디스크의 평면모습을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 원심력을 이용한 액상전구체 디개서에서 스핀디스크 및 리필포트의 일부 부분을 확대하여 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 원심력을 이용한 액상전구체 디개서는 캐니스터, 진공펌프, 스핀디스크 및 회전수단을 포함하며, 좀 더 바람직하게는 가이드베슬, 압력측정수단, 온도센서, 광학측정수단을 더 포함하여 이루어질 수도 있다.
캐니스터(100)는 디개싱(degassing)시킬 액상전구체(700)가 수용되는 수용공간을 형성한다.
수용공간은 액상전구체(700)를 수용하기 위하여 캐니스터(100)에 의하여 형성되는 공간으로서, 캐니스터(100) 내에 수용될 액상전구체(700)의 부피보다도 더 큰 부피로 수용공간이 마련된다.
그리고 캐니스터(100)는 쿼츠와 같이 투명한 소재로 된 부분이 있어서 캐니스터(100) 내부의 현황을 외부에서 파악할 수 있는 것 또한 바람직하다.
도 1에서 참조되는 바와 같이, 캐니스터(100)에는 인렛포트(inlet port)(130)와 아웃렛포트(outlet port)(150) 그리고 리필포트(refill port)(170)가 마련되어 있다.
캐니스터(100)와 진공라인은 인렛포트(130) 또는 아웃렛포트(150)를 통해 연통될 수 있도록 연결된다. 여기서, 인렛포트(130)측에 연결되는 진공라인은 진공펌프(미도시) 또는 캐리어가스가 유입될 수 있도록 구성된다.
따라서, 캐니스터(100)에 마련된 인렛포트(130)는 진공펌프 또는 가스봄베와 연통되도록 연결된다.
그리고, 캐니스터(100)에는 반투과성막(semi-permeable membrane)(180)이 마련된 것이 바람직하다. 도면에서는 캐니스터(100)에 마련된 인렛포트(130) 측에 반투과성막(180)이 위치하고 있는 것을 개략적으로 도시하였다. 반투과성막(180)은 캐니스터(100) 내측의 공중공간 상에 부유중인 액상전구체(700)가 진공라인 측으로 유입되는 것을 차단하되, 불순물가스는 진공라인 내로 이동될 수 있도록 통과시켜준다.
이러한 반투과성막(180)이 있으면 헬륨과 같은 용존률이 낮은 ??활성가스를 이용한 퍼지(purge)시 역류가 방지될 수 있다. 그리고 인렛포트(130)을 통한 캐니스터 배출(evacuation)시 분자량이 작은 가스만 배출될 수 있다.
이러한 반투과성막(180)은 캐니스터(100)에 선택적으로 장착 또는 탈거될 수 있게 마련될 수도 있으며, 도면에서 참조되는 바와 같이, 반투과성막(180)이 인렛포트(130)측에 탈착이 가능하도록 장착되어 있는 것도 바람직하다.
그리고 도면에서는 생략되었으나, 캐니스터(100) 내측의 공간으로부터 반투과성막(180)을 차폐시켜주는 진공밸브가 마련된 것도 바람직하다. 이러한 진공밸브는 캐니스터(100) 내측에서 디개싱 후 증기압을 측정할 때 필요에 따라 반투과성막(180)을 캐니스터(100) 내측으로부터 차폐시켜줄 수 있으므로 바람직하다.
그리고, 앞서 언급한 바와 같이, 캐니스터(100)에는 아웃렛포트(outlet port)(150)가 마련되어 있으며, 진공펌프(미도시)측과 진공라인을 통해 연결된다. 아웃렛포트(150) 측에는 액상전구체(700)의 증기압을 측정하기 위한 압력측정수단이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
압력측정수단(600)은 수용공간과 연통될 수 있도록 캐니스터(100)와 연결되며, 수용공간 내에 수용된 액상전구체(700)의 증기압을 측정한다. 이러한 압력측정수단(600)으로서 캐패시턴스 다이아프램 게이지(capacitance diaphragm gauge), 스트레인게이지(strain guage), 쿼츠게이지(quartz gauge) 등과 같은 압력게이지나 압력센서가 마련될 수 있다.
그리고 앞서 언급한 바와 같이, 진공펌프(미도시)는 캐니스터(100)와 진공라인을 통해 직접 또는 간접적으로 연결된다. 진공펌프는 캐니스터(100)에서 액상전구체(700)가 수용된 수용공간 내에 소정의 압력을 갖는 진공상태를 설정하여 준다.
진공펌프와 캐니스터(100) 사이의 진공라인에는 필요시 개폐를 할 수 있는 진공밸브가 마련되어 있으며, 필요에 따라서는 진공펌프와 캐니스터(100) 사이의 중간에 버퍼챔버가 진공라인과 연결되어 배치되어 있는 것 또한 가능하다.
한 편, 캐니스터(100)의 내측 바닥면과 벽면이 만나는 모서리와 같은 부분에 존재하는 액상전구체(700)는 순환이동이 잘 안되어 모서리에 머물러 있을 수 있다. 이러한 경우 침전물이 발생되면 침전물의 고착화 현상으로 이어질 수 있다.
캐니스터(100)의 내측 바닥면의 테두리 부분이 완만한 곡면으로 이루어지면, 침전물이 발생하는 경우 침전물의 고착화 현상의 발생을 억제할 수 있으며 세척관리에 용이하므로 바람직하다. 또한 액상전구체(700)의 순환적 흐름에 와류발생의 가능성을 억제할 수도 있다는 점에서도 바람직하다.
따라서, 캐니스터(100) 내 바닥면의 적어도 일부분이 라운드지게 형성되면, 액상전구체(700)가 모서리부분에서 정체되어 머물러 있게 되는 것을 예방할 수 있으므로 바람직하다.
캐니스터(100)에는 리필포트(170)이 마련되어 있다. 리필포트(170)는 캐니스터(100)의 상측에서 관통하듯이 연직하방으로 소정의 길이만큼 연장되어 있다. 리필포트(170)의 하단은 캐니스터(100) 내측 바닥면에 대하여 일정 간격 이격되어 있으며, 도면에서와 같이 파이프와 같은 형태로 형성되어 있다.
이 리필포트(170)를 통해 액상전구체(700)가 캐니스터(100) 내측으로 공급될 수 있다. 또는 리필포트(170)를 통해 액상전구체(700)가 캐니스터(100) 내 수용공간에서 순환이동을 할 수 있다.
그리고 리필포트(170)는 후술할 스핀디스크(200)가 회전될 때 회전의 중심 역할을 한다.
도면에는 도시되지 않았으나. 리필포트(170)의 상단측에는 밸브가 마련되어 있다. 리필포트(170)에 마련된 밸브는 액상전구체(700)를 캐니스터(100) 내측으로 공급할 때 개방되며, 액상전구체(700)에 대한 디개싱이 시작되기 전에 폐쇄된다.
리필포트(170)는 도면에서 참고되는 바와 같이 파이프와 같은 형태를 갖추고 있다. 그리고 도 4에서 참조되는 바와 같이 내측에 채워진 액상전구체(700)가 스핀디스크(200) 의 상측 표면에 도포될 수 있도록 리필포트(170)에는 공급구(173)이 다수 형성되어 있다.
다수의 공급구(173)는, 리필포트(170)의 하측에 형성된 공급구(173)의 직경보다 상측에 형성된 공급구(173)의 직경이 더 작도록 형성된 것이 바람직하다.
이처럼 리필포트(170)에 형성된 다수의 공급구(173)는 스핀디스크(200)에 대한 설명에서 다시 언급하기로 한다.
스핀디스크(spin disk)(200)는 캐니스터(100) 내의 수용공간 내에 배치되며, 상면에 공급된 액상전구체(700)가 원심력에 의해 상면 상에 고르게 분산도포된 후 원심력에 의하여 테두리측으로 이동되도록 회전한다.
이러한 스핀디스크(200)는 다수 마련되어 있는 형태 또한 가능하며 바람직하다.
그리고, 다수개의 스핀디스크(200)는 동일한 회전중심축을 가지고 층층이 쌓여진 구조를 이루고 있는 것이 바람직하다.
이를 위해 스핀디스크(200)의 중심측에는 앞서 언급한 리필포트(170)가 관통할 수 있는 회전중심홀(210)이 형성되어 있으며, 이 회전중심홀(210)의 직경은 리필포트(170)의 외경보다도 크게 형성되어 있다.
따라서, 리필포트(170) 자체는 캐니스터(100)에 결합되어 위치가 고정되어 있고, 스핀디스크(200)가 리필포트(170)를 중심으로 하여 회전할 수 있다.
회전수단(300)은 스핀디스크(200)를 회전시켜주기 위하여 마련된다.
그리고, 스핀디스크(200)를 회전시켜주는 회전수단(300)에는 자성체(320) 및 마그네틱마운트(310)가 포함된다.
자성체(320)는 영구자석인 것도 바람직하며, 도면에서 참조되는 바와 같이 스핀디스크(200)에 마련된다. 즉, 스핀디스크(200)에 형성된 자성체결합홀에 자성체(320)인 영구자석가 삽입되어 고정되되, 스핀디스크(200)의 표면상에 N극 또는 S극이 노출되도록 삽입되어 고정된다.
스핀디스크(200)에 마련되는 자성체(320)는 다수개인 것이 바람직하다. 스핀디스크(200)에 마련된 다수의 자성체(320)는 서로에 대하여 일정간격 또는 일정한 사이각을 갖도록 배치된 것이 바람직하다.
또한 하나의 스핀디스크(200)에서 서로 이웃하는 자성체(320)는 스핀디스크(200)의 표면에 노출되는 극성이 서로 교번하여 나타나도록 배치된 것이 바람직하다.
도 3에서는 이러한 자성체(320)의 배치를 예시적으로 나타낸 것으로서 6개의 자성체(320)이 서로에 대하여 일정 간격 또는 일정한 사이각을 갖도록 이격되어 배치되어 있으며 서로 이웃하는 자성체(320)의 자기극성이 다르게 스핀디스크(200)의 표면에 노출되도록 배치되어 있다.
이러한 스핀디스크(200)가 하나 또는 다수개가 도 1에서 참조되는 바와 같이 하나의 리필포트(170)을 중심으로 층층이 쌓여지는 형태로 배치된다.
마그네틱마운트(310)는 캐니스터(100) 외부의 하단에 마련된다. 그리고 마그네틱마운트(310)는 스핀디스크(200)가 회전되도록 자성체(320)에 인력 또는 척력을 가한다. 그리고, 스핀디스크(200)의 회전제어를 위하여 마그네틱마운트(310)에 자기력을 형성시키는 전자석이 마련되어 있는 것 또한 바람직하다.
마그네틱마운트(310) 내에는 스핀디스크(200)에서 다수의 자성체(320)가 배치된 형태에 대응되도록 전자석이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
도 3에서 참조되는 바와 같이 하나의 자성체(320)의 위치에 대응하여 연직하방에 하나의 전자석이 배치되는 것이 바람직하며, 다수의 자성체(320)가 스핀디스크(200)에 배치된 구성에 대응되도록 다수의 전자석이 독립적으로 배치된다.
그리고 마그네틱마운트(310)의 전자석은 스핀디스크(200)의 자성체(320)와 동일한 자기극성과 반대되는 자기극성을 교대로 띄게 된다. 자성체(320)와 동일한 자기극성을 전자석이 띄게 되면 상호간의 자기적 반발력으로 인하여 밀어내게 되며, 자성체(320)와 반대되는 자기극성을 전자석이 띄게 되면 자기적 인력으로 인하여 당기게 된다.
이러한 원리로 전자석이 N극과 S극을 교번하여 스핀디스크(200)의 자성체(320)을 향하게 하면 스핀디스크(200)의 자성체(320)는 자기적 척력에 의하여 일정간격 부상되면서 소정의 각도만큼 회전하게 된다. 이때 하나의 전자석에 대하여 하나의 자성체(320)는 거리가 멀어지면서 다른 하나의 자성체(320)는 자기적 인력으로 전자석에 더욱 근접하게 된다.
이러한 원리를 이용하여 전자석이 일정한 주기로 자기극성을 번갈아 띄게 되면 이로 인하여 최하층의 스핀디스크(200)가 회전을 하게 된다.
최하층의 스핀디스크(200)가 회전하면 바로 윗층의 스핀디스크(200)의 자성체(320) 또한 자기적 척력과 인력으로 인하여 회전을 하게 된다. 이러한 과정이 다수의 스핀디스크(200)에 대하여 연쇄적 또는 연이어 일어나게 된다. 따라서 다수의 스핀디스크(200)가 회전을 하게 된다.
스핀디스크(200)는 스테인레스스틸 또는 결정형 실리콘 웨이퍼 등의 소재로 이루어질 수 있다. 스핀디스크(200)를 스테인레스스틸 또는 결정형 실리콘 웨이퍼를 이용하여 제조하는 하는 경우 가공이 다른 소재에 비하여 상대적으로 용이하고, 레이저를 이용한 반사율 측정시 광학적 측정이 용이하다는 장점이 있다.
회전하는 스핀디스크(200)의 상면 상에 도포된 액상전구체(700)의 두께를 측정하기 위한 광학측정수단이 캐니스터(100)에 마련된 것도 바람직하다.
이러한 광학측정수단의 바람직한 예로서 레이저광조사기(500)와 분광기를 들을 수 있다.
회전하는 스핀디스크(200)의 상측표면에 액상전구체(700)가 원심력에 의하여 균일한 두께 도포되어진다. 이때 상측에 위치한 레이저광조사기(500)로부터 스핀디스크(200)의 상측 표면에 도포된 액상전구체(700)로 조사된다. 그리고, 반사되는 레이저광을 분광기가 감지함으로써 스핀디스크(200)의 상면상에 도포된 액상전구체(700)의 두께를 측정할 수 있다.
또한, 스핀디스크(200)의 회전속도에 따른 액상전구체(700)의 변위를 측정함으로써 액상전구체(700)의 점도를 산출할 수 있다.
따라서 산출된 액상전구체(700)의 점도를 근거로 하여 액상전구체(700)의 변성여부를 체크할 수 있다.
그리고, 다수의 스핀디스크(200)에는 정렬홀(220)이 마련되어 있는 것 또한 바람직하다. 다수의 스핀디스크(200)가 정렬되면, 다수의 정렬홀(220)이 하나의 연직선상에 놓이게 된다.
레이저광이 다수의 정렬홀(220)을 통과하여 반사되어 오는 것을 감지함으로써 다수의 스핀디스크(200)의 정렬여부를 파악할 수 있으며 스핀디스크(200)의 회전속도 또한 파악될 수 있으므로 바람직하다.
가이드베슬(guide vessel)(400)은 캐니스터(100) 내측에서, 내측에 스핀디스크(200)가 배치되도록 캐니스터와 스핀디스크(200) 사이에 배치되며, 액상전구체(700)의 이동을 가이드한다.
이러한 가이드베슬(400)은 다양한 형태가 가능하겠으나, 기본적으로 상측이 개방되고 평면이 원형을 이루는 용기의 형태를 갖추고 있는 것이 바람직하다. 바닥면의 중앙부분에는 결합구가 형성되어 있으며 이 결합구로 리필포트(170)의 하단이 삽입되어 결합된다.
따라서, 리필포트(170)의 상측이 캐니스터(100)와 결합되어 있고, 리필포트(170)의 하단이 가이드베슬(400)의 바닥플레이트와 결합되므로 리필포트(170)를 매개로 하여 캐니스터(100)와 가이드베슬(400)의 결합이 이루어지게 된다. 그리고, 도면에서 참조되는 바와 같이 캐니스터(100)의 내측 바닥면에 대하여 일정간격을 두고 가이드베슬(400)이 상측으로 이격된 구조를 갖추고 있다.
도 1에서 참조되는 바와 같이 상측이 개방된 원기둥과 같은 형태의 가이드베슬(400)도 바람직하다.
또한 도 2에서 참조되는 바와 같은 가이드베슬(400)은 내면에서 상단의 너비가 하단의 너비보다 크도록 테이퍼(taper)지게 형성된 것 또한 가능하며, 바람직하다.
이와 같이 테이퍼지게 형성된 가이드베슬(400)의 내측에는, 도 2에서 참조되는 바와 같이, 다수의 스핀디스크(200)가 하측단에서 상측단으로 갈수록 직경이 증가되는 형태로 마련될 수 있다.
가이드베슬(400)의 내측 바닥면의 테두리 부분이 완만한 곡면으로 이루어지면, 침전물이 발생하는 경우 침전물의 고착화 현상의 발생을 억제할 수 있으며 세척관리에 용이하므로 바람직하다. 또한 액상전구체(700)의 순환적 흐름에 와류발생의 가능성을 억제할 수도 있다는 점에서도 바람직하다.
그리고 가이드베슬(400)은 스테인리스 스틸 또는 알루미늄의 소재로 이루어진 것 또한 바람직하다.
그리고, 캐니스터(100)의 내측 또는 가이드베슬(400)의 내측에는, 캐니스터(100) 내부의 온도 또는 액상전구체(700)의 온도를 측정하기 위한 온도센서(미도시)가 마련되어 있는 것도 바람직하다.
액상전구체(700)가 디개싱되는 동안의 순환이동은 다음과 이루어질 수 있다.
리필포트(170)를 통해 캐니스터(100)의 내측으로 액상전구체(700)가 공급된다.
필요한 양 만큼의 액상전구체(700)가 캐니스터(100)의 내측으로 공급된 후 마그네틱마운트(310)에 전기를 공급하여 전자석을 작동시켜준다. 마그네틱마운트(310)의 전자석이 자기극성을 띄게되면, 앞서 설명한 바와 같이 최하단의 스핀디스크(200)부터 상측의 스핀디스크(200)까지 차례로 회전을 하기 시작한다.
여기서, 리필포트(170)를 통해 액상전구체(700)가 공급될 때 일부의 액상전구체(700)는 리필포트(170)의 공급구를 통해 이미 다수의 스핀디스크(200) 상측면에도 있는 상태이고, 스핀디스크(200)가 회전을 하게 되면서 스핀디스크(200)의 상측면에 있는 액상전구체(700)는 원심력에 의해 균일한 두께로 스핀디스크(200)이 상측면에 도포되면서 스핀디스크(200)의 테두리 측으로 이동을 하게 된다.
스핀디스크(200)의 회전에 의해 원심력을 충분히 받은 액상전구체(700)는 스핀디스크(200)의 테두리에서 이탈되면서 가이드베슬(400)의 내측면으로 뿌려지게된다.
각기 층을 이루는 다수의 스핀디스크(200)로부터 이탈되어 가이드베슬(400)의 내측면으로 뿌려진 액상전구체(700)는 스핀디스크(200)의 회전에 따라 회전되던 회전관성력과 원심력이 남아 있는 상태이며, 이러한 힘에 의해 액상전구체(700)는 가이드베슬(400)의 내측면에서 상향이동을 하게 된다.
가이드베슬(400)의 내측면에서 상향이동된 액상전구체(700)는 가이드베슬(400)의 상단 테두를 넘어서 가이드베슬(400)의 외측면과 캐니스터(100)의 내측면 사이의 틈으로 유입되고 중력에 의해 캐니스터(100)의 바닥측으로 하향이동을 하게 된다.
여기서 도 1 또는 도 2에서 참조되는 바와 같이 리필포트(170) 내 일부분은 액상전구체(700)로 채워져 있는 상태이며, 캐니스터(100)와 가이드베슬(400)의 사이의 공간 또한 액상전구체(700)로 적어도 일부분이 채워져 있다.
그리고 액상전구체(700)의 수위라고 표현할 수 있는 표면의 높낮이차가 균형을 이루도록 압력이 작용되는데 이 압력에 의해 액상전구체(700)는 리필포트(170)의 하단으로 유입되는 이동이 이루어지게 된다.
그리고 리필포트(170) 내에 위치하는 액상전구체(700)는 도 4에서 참고되는 바와 같이 각 층의 스핀디스크(200) 다수에 대하여 상측면에 뿌려지게 된다. 따라서, 액상전구체(700)는 다시 스핀디스크(200)의 상측면에 도포된다.
이와 같이 액상전구체(700)의 이동이 순환적으로 이루어지게 되면서 액상전구체(700)에 대한 디개싱이 이루어지게 된다.
여기서, 액상전구체(700)가 역류되는 것을 억제하기 위한 베플(미도시)이 캐니스터(100)에 마련된 것 또한 바람직하다. 액상전구체(700)가 가이드베슬(400)의 상단의 테두리에서 캐니스터(100)의 내면 측으로 넘어가야하나, 혹시라도 이에 반하여 가이드베슬(400)의 상단의 테두리부분에서 가이드베슬(400)의 내측으로 유입되는 역류가 발생되는 것을 예방 또는 억제하기 위하여 베플이 캐니스터(100)의 내면 상측에 마련될 수 있으며 이 또한 바람직하다는 것이다.
이러한 베플은 가이드베슬(400)의 상단보다 좀 더 높은 위치로서 캐니스터(100)의 내면에서 돌출되는 형태로 마련될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 원심력을 이용한 액상전구체 디개서는 다수의 스핀디스크에 액상전구체를 연속적으로 공급한다. 스핀디스크의 회전에 의해 스핀디스크의 상측표면 상에 공급되는 액상전구체는 그 두께 매우 얇아지고 큰 표면적을 갖게 된다. 따라서 액상전구체 내의 용존가스가 빠르게 제거될 수 있다.
또한 캐니스터 내의 구조적 특징상 스핀디스크의 회전에 따른 원심력에 의하여 액상전구체가 캐니스터 내부를 순환하게 된다. 따라서 디개싱 효율이 증대된다.
아울러 스핀디스크의 회전속도에 따른 액상전구체의 변위를 측정함으로써 액상전구체의 점성을 산출할 수 있으며, 이를 토대로 액상전구체의 변성여부를 체크할 수 있다는 장점도 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예들에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 들어 설명하였을 뿐이기 때문에, 본 발명이 상기의 실시 예에만 국한되는 것으로 이해되어져서는 아니되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어져야 할 것이다.
100 : 캐니스터
130 : 인렛포트 150 : 아웃렛포트
170 : 리필포트 173 : 공급구
200 :스핀디스크
210 : 회전중심홀 220 : 정렬홀
300 : 회전수단
310 : 마그네틱마운트 320 : 자성체
400 : 가이드베슬 500 : 레이저광조사기
600 : 압력측정수단

Claims (12)

  1. 디개싱(degassing)시킬 액상전구체가 수용되는 수용공간을 형성하는 캐니스터;
    상기 캐니스터와 진공라인을 통해 연결되고, 상기 캐니스터에서 상기 액상전구체가 수용된 상기 수용공간 내에 진공상태를 설정하여 주는 진공펌프;
    상기 캐니스터 내의 상기 수용공간 내에 배치되며, 상면에 공급된 상기 액상전구체가 원심력에 의해 상면 상에 고르게 분산도포된 후 테두리측으로 이동되도록 회전하는 스핀디스크(spin disk); 및
    상기 스핀디스크를 회전시켜주는 회전수단; 을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    원심력을 이용한 액상전구체 디개서.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스핀디스크는 다수 마련되어 있고,
    다수개의 상기 스핀디스크는 동일한 회전중심축을 가지고 층층이 쌓여진 구조를 이루고 있는 것을 특징으로 하는,
    원심력을 이용한 액상전구체 디개서.


  3. 제 2항에 있어서,
    상기 회전수단은,
    상기 스핀디스크에 마련되는 자성체; 및
    상기 캐니스터 외부의 하단에 마련되며, 상기 스핀디스크가 회전되도록 상기 자성체에 인력 또는 척력을 가하는 마그네틱마운트; 를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    원심력을 이용한 액상전구체 디개서.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 마그네틱마운트는 자기력을 형성시키는 전자석을 포함하는 것을 특징으로 하는,
    원심력을 이용한 액상전구체 디개서.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 캐니스터에는,
    진공펌프 또는 가스봄베와 연통되도록 연결되기 위한 인렛포트(inlet port)가 마련되어 있으며,
    상기 인렛포트 측에는 불순물가스는 통과시키되 상기 액상전구체는 걸러내는 반투과성막이 장착되어 있는 것을 특징으로 하는,
    원심력을 이용한 액상전구체 디개서.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 반투과성막은 탈착이 가능하게 장착되어 있는 것을 특징으로 하는,
    원심력을 이용한 액상전구체 디개서. '
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 캐니스터 내측에서, 내측에 상기 스핀디스크가 배치되도록 상기 캐니스터와 상기 스핀디스크 사이에 배치되며, 상기 액상전구체의 이동을 가이드하는 가이드베슬(guide vessel); 을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    원심력을 이용한 액상전구체 디개서.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 가이드베슬은,
    (내면에서) 상단의 너비가 하단의 너비보다 크도록 테이퍼(taper)지게 형성된 것을 특징으로 하는,
    원심력을 이용한 액상전구체 디개서.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 액상전구체가 역류되는 것을 억제하기 위한 베플이 상기 캐니스터에 마련된 것을 특징으로 하는,
    원심력을 이용한 액상전구체 디개서.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 캐니스터에는 아웃렛포트(outlet port)가 마련되어 있으며,
    상기 아웃렛포트 측에는 상기 액상전구체의 증기압을 측정하기 위한 압력측정수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는,
    원심력을 이용한 액상전구체 디개서.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 캐니스터의 내측 또는 상기 상기 가이드배슬의 내측에는,
    상기 캐니스터 내부의 온도 또는 상기 액상전구체의 온도를 측정하기 위한 온도센서가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는,
    원심력을 이용한 액상전구체 디개서.
  12. 제 11항에 있어서,
    회전하는 상기 스핀디스크의 상면 상에서의 상기 액상전구체의 두께를 측정하기 위한 광학측정수단이 상기 캐니스터에 마련된 것을 특징으로 하는,
    원심력을 이용한 액상전구체 디개서.
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