WO2010038972A2 - 소스가스 공급장치 - Google Patents

소스가스 공급장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2010038972A2
WO2010038972A2 PCT/KR2009/005584 KR2009005584W WO2010038972A2 WO 2010038972 A2 WO2010038972 A2 WO 2010038972A2 KR 2009005584 W KR2009005584 W KR 2009005584W WO 2010038972 A2 WO2010038972 A2 WO 2010038972A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
source gas
condensation
unit
body portion
condensed
Prior art date
Application number
PCT/KR2009/005584
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2010038972A3 (ko
Inventor
이병일
장석필
박경완
송종호
Original Assignee
주식회사 테라세미콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020080096453A external-priority patent/KR101064306B1/ko
Priority claimed from KR1020080106630A external-priority patent/KR101126106B1/ko
Application filed by 주식회사 테라세미콘 filed Critical 주식회사 테라세미콘
Priority to JP2011529993A priority Critical patent/JP2012504703A/ja
Priority to CN200980138274.4A priority patent/CN102165560B/zh
Publication of WO2010038972A2 publication Critical patent/WO2010038972A2/ko
Publication of WO2010038972A3 publication Critical patent/WO2010038972A3/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • 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
    • C23C16/4481—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 by evaporation using carrier gas in contact with the source material

Definitions

  • the present invention relates to a source gas supply device that can control the pressure of the source gas in the deposition chamber during the thin film deposition by chemical vapor deposition. More specifically, the present invention relates to a source gas supply device capable of precisely controlling the pressure or flow rate of the source gas in the deposition chamber by introducing only a specific amount of the source gas into the deposition chamber.
  • Thin film deposition by Chemical Vapor Deposition is very technically applicable in many applications such as insulating layers and active layers of semiconductor devices, transparent electrodes of liquid crystal display devices, light emitting layers of electroluminescent display devices, and protective layers. It is important.
  • physical properties of thin films deposited by CVD are very sensitive to CVD process conditions such as deposition pressure, deposition temperature, and deposition time. For example, the composition, density, adhesion, deposition rate, and the like of the thin film to be deposited may vary depending on the deposition pressure.
  • the deposition pressure is directly influenced by the flow rate of the source gas (ie, the pressure of the source gas) supplied from the source gas supplier supplying the raw material of the thin film material to be deposited. That is, in order to properly control the deposition pressure in the CVD, first of all, the flow rate of the source gas of the source gas supply device must be accurately adjusted. In particular, when the deposition rate needs to be precisely and constantly adjusted, the importance of controlling the flow rate of the source gas becomes more important.
  • the conventional source gas supply device 100 is a source gas generating unit 110, a heater 130, a carrier gas supply unit 140, a deposition chamber 150 and a plurality of source material 120 to generate a source gas Of the valves (161 to 164).
  • the source material 120 exists in a solid or liquid state at room temperature, in order for the source material 120 to be source gasized, the source material 120 needs to be heated to a temperature higher than or equal to room temperature. It is used as a heating means of the material 120.
  • the carrier gas is assisted to smoothly move the source gas into the deposition chamber 150.
  • the plurality of valves 161 to 164 open and close according to circumstances to adjust the flow rate or pressure of the source gas and the carrier gas. For example, when no carrier gas is used, the valves 161 and 163 are closed.
  • the conventional source gas supply device 100 has the following problems. First, since the volatility of the source material 120 changes depending on the amount of source material 120 remaining in the source gas generator 110, only the opening and closing of the valve 162 can accurately adjust the pressure of the source gas. There will be no. In addition, if the volatilization and condensation process of the source material 120 is repeated by heating the source material 120, the volatilization surface of the source material 120 is changed to change the volatility of the source material 120, so that the source It is difficult to adjust the pressure of the gas accurately. In particular, when the source material 120 is in the form of powder, since the change in the surface condition of the source material 120 becomes larger, the above problem becomes more serious.
  • the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, to provide a source gas supply device that can accurately control the pressure or flow rate of the source gas in the deposition chamber during thin film deposition by chemical vapor deposition method The purpose.
  • the source gas supply apparatus is a deposition process made in the deposition chamber by precisely controlling the amount of source gas flowing into the deposition chamber regardless of the state of the source material in the source gas generating unit during the thin film deposition by chemical vapor deposition method There is an effect that can accurately control the deposition pressure.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of a conventional source gas supply device (100).
  • FIG 2 is a view showing the configuration of a source gas supply device 200 according to an embodiment of the present invention.
  • 3 to 6 are diagrams illustrating an example of an internal configuration and an operation step of the source gas condenser 240 of the source gas supply device 200.
  • FIG. 7 to 10 are views showing another example of the internal configuration and operation steps of the source gas condensation unit 240 of the source gas supply device 200.
  • FIG 11 is a view showing the configuration of a source gas supply device 300 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 12 to 14 are views illustrating an example of an operation step of the source gas condenser 340 of the source gas supply device 300.
  • 15 is a diagram illustrating another example of an operation step of the source gas condenser 340 of the source gas supply device 300.
  • the source gas supply apparatus is a source gas supply device for supplying the source gas to the deposition chamber during the thin film deposition by chemical vapor deposition method, the source material is heated to generate the source gas Source gas generating unit; And a source gas condensation unit in which the source gas generated in the source gas generating unit is introduced and condensed, from the source gas generating unit until the amount of condensation of the source gas condensed in the source gas condensing unit reaches a saturated condensation amount.
  • the source gas is introduced into the source gas condenser to condense the source gas to the source gas condenser, and after the condensation amount of the source gas condensed to the source gas condenser reaches the saturated condensation amount, the source gas generator It is characterized in that the inlet of the source gas from the source gas condensation unit from the source gas condensation unit and the source gas condensed in the source gas condensation unit is introduced into the deposition chamber.
  • the source gas condensation part may include a first body part and a second body part disposed to face each other at a predetermined distance.
  • the temperature of the first body portion is lower than the condensation temperature of the source gas and the temperature of the second body portion is higher than the condensation temperature of the source gas until the amount of condensation of the source gas condensed on the source gas condensation reaches a saturated condensation amount.
  • the temperature of the first body portion and the second body portion may be adjusted higher than the condensation temperature of the source gas.
  • the saturated condensation amount of the source gas may be determined according to at least one of a temperature difference between the first body part and the second body part and a distance between the first body part and the second body part.
  • a first temperature controller may be connected to the first body, and a second temperature controller may be connected to the second body.
  • the first body portion and the second body portion may be a plate structure.
  • the first body portion may be a pillar structure
  • the second body portion may be a hollow pillar structure surrounding the first body portion
  • a plurality of the source gas condensation unit may be installed in parallel.
  • the source gas supply apparatus for supplying the source gas to the deposition chamber during the thin film deposition by the chemical vapor deposition method, a source gas generator for heating the source material to generate a source gas; A source gas condenser that condenses the source gas generated by the source gas generator; A carrier gas supply unit configured to supply a carrier gas so that the source gas generated by the source gas generator is smoothly introduced into the source gas condenser; And a sensor unit that detects a flow rate of a carrier gas passing through the source gas condensation unit, and when the detected flow rate is greater than a predetermined flow rate, the source gas is transferred from the source gas generating unit to the source gas condensation unit.
  • a plurality of the source gas condensation unit may be installed in parallel.
  • the source gas condenser may include a first condenser disposed on the source gas generator and a second condenser disposed on the deposition chamber.
  • the first condenser may be a tubular structure.
  • the second condensation unit may be a mesh structure.
  • the flow rate of the carrier gas passing through the mesh structure may decrease.
  • the source gas generating unit Inflow of the source gas from the source gas condensation unit can be blocked.
  • a first temperature controller may be connected to the first condenser and a second temperature controller may be connected to the second condenser.
  • a flow rate control unit may be installed between the carrier gas supply unit and the source gas generator to control the flow rate of the carrier gas drawn to the source gas generator.
  • FIG. 2 is a view showing in detail the configuration of the source gas supply apparatus 200 according to an embodiment of the present invention.
  • the source gas supply device 200 includes a source gas generator 210, a carrier gas supplier 220, a flow rate controller 230, a source gas condenser 240, and a deposition chamber 250.
  • the pass portion 260 includes a plurality of valve portions 271 to 276 and a gas passage 280 connecting the components.
  • the source gas generator 210 heats the source material 212 using the heater 214, thereby generating a source gas (not shown) from the source material 212.
  • the source material 212 is a raw material of the source gas used in the deposition process, and generally exists in a solid or liquid state at room temperature.
  • the heater 214 may heat the source material 212 at a temperature higher than or equal to room temperature in order to source gasify the source material 212 in a solid state existing in the source gas generator 210.
  • the carrier gas supply unit 220 sources the source gas generated by the source gas generator 210 so that the source gas can be smoothly transferred to the source gas condenser 240, the deposition chamber 250, and the bypass unit 260 which will be described later. Supply a predetermined carrier gas serving to carry the gas.
  • a predetermined carrier gas serving to carry the gas.
  • the carrier gas since the source gas made of a metal element has a high specific gravity and low mobility, a separate carrier gas is required as a means for smoothly transferring the source gas.
  • the carrier gas should be light and should not affect the deposition process, it is preferable that the specific gravity is low and the reactivity is low.
  • the carrier gas may include an inert gas such as argon (Ar), nitrogen (N 2), and the like.
  • the flow rate controller 230 detects and controls the flow rate of the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit 220. According to an embodiment of the present invention, the flow rate control unit 230 stabilizes the supply of the carrier gas so that the carrier gas can be stably supplied to the source gas generator 210 and the source gas condenser 240 to be described later. .
  • the source gas condenser 240 is a component connected to the source gas generator 210 at one end thereof and connected to the deposition chamber 250 and the bypass unit 260.
  • the source gas condenser 240 is connected to the source gas generator 210 from the source gas generator 210. It serves to condense or volatilize the incoming source gas.
  • the source gas condenser 240 condenses the source gas until the amount of condensation of the source gas condensed in the source gas condenser 240 reaches the saturation condensation amount, and the source gas condenser 240 After the condensed amount of the condensed source gas reaches the saturated condensed amount, the source gas condensed in the source gas condensing unit 240 is introduced into the deposition chamber 250, so that the amount of source gas introduced into the deposition chamber 250 is increased. It performs the function of controlling precisely.
  • the configuration and operation principle of the source gas condensation unit 240 according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
  • the source gas condensation unit 240 may include a first body portion 241 and a second body portion 243 disposed to face each other at a predetermined distance.
  • the first body portion 241 and the second body portion 243 may be formed in various shapes, for example, the first body portion 241 and the second body portion 243 may be a plate structure, other
  • the first body portion 241 may be a pillar structure
  • the second body portion 243 may be a hollow pillar structure surrounding the first body portion 241.
  • the shapes of the first body portion 241 and the second body portion 243 are not limited thereto, and may be changed appropriately within a range capable of achieving the object of the present invention.
  • the first temperature controller 242 and the second temperature controller 244 may be connected to the first body 241 and the second body 243, respectively. Accordingly, the temperatures of the first body portion 241 and the second body portion 243 may be adjusted independently of each other.
  • the temperature of the first body portion 241 may be adjusted to be lower than the temperature at which the source gas starts to condense (hereinafter referred to as "condensation temperature of the source gas"), on the contrary, the second body portion ( The temperature of 243 may be adjusted higher than the condensation temperature of the source gas.
  • the temperature of the first temperature control unit 242 and the second temperature control unit 244 is not limited thereto, and may be appropriately changed within a range capable of achieving the object of the present invention. will be.
  • the condensation process of the source gas performed in the source gas condensation unit 240 will be described in detail as follows.
  • the temperature of the first body 241 is controlled to be lower than the condensation temperature of the source gas, and at the same time, the temperature of the second body 243.
  • the source gas can be condensed only in the first body portion 241.
  • the source gas condensed on the first body 241 may form a layer 245 having a predetermined thickness, and as the source gas continues to condense, the thickness of the source gas condensation layer 245 becomes thicker. Can lose.
  • the second body portion 243 set to a temperature higher than the condensation temperature of the source gas is formed to face the first body portion 241 at a predetermined distance, the second body portion 243 is formed on the first body portion 241.
  • the source gas condensation layer 245 is closer to the distance from the second body portion 243, and thus, the source gas condensation layer due to the high temperature of the second body portion 243.
  • the temperature of the surface may rise and the source gas may no longer condense. That is, condensation of the source gas formed in the source gas condensation unit 240 reaches a saturation state. At this time, only source gas having a saturated condensation amount is condensed in the source gas condensation unit 240.
  • the source gas can be introduced into the deposition chamber 250 by volatilizing only the source gas having a saturated condensation amount condensed on the source gas condensation unit 240 (exactly, the first body portion 241).
  • blocking the introduction of the source gas may be performed by the valve parts 271 to 276 which will be described later.
  • the first gas is disposed at one end of the source gas condenser 240 on the source gas condenser 240.
  • the carrier gas and the source gas passing through the source gas condensation unit 240 while the source gas is condensed in the source gas condensation unit 240 are not the deposition chamber 250.
  • the flow path of the source gas may be controlled by using the valve parts 275 and 276 which will be described later to flow into the pass part 260.
  • the deposition chamber 250 may be adjusted by adjusting the saturated condensation amount of the source gas. The effect of being able to accurately control the amount of source gas introduced into the furnace is achieved.
  • a specific embodiment of controlling the saturated condensation amount of the source gas condensed on the source gas condensation unit 240 will be described.
  • the source according to the temperature of the first body portion 241, the temperature of the second body portion 243 and the temperature difference between the first body portion 241 and the second body portion 243
  • the saturated condensation amount of the source gas condensed on the gas condenser 240 may be adjusted. Specifically, when the temperature of the first body portion 241 is set lower, the saturated condensation amount of the source gas condensed on the source gas condensation unit 240 may increase, and the temperature of the second body portion 243 may be increased. When set high, the saturated condensation amount of the source gas condensed on the source gas condensation unit 240 may be reduced. As the temperature difference between the first body part 241 and the second body part 243 increases, the saturated condensation amount of the source gas condensed on the source gas condensation part 240 may increase.
  • the saturation condensation amount of the source gas condensed on the source gas condensation unit 240 may be adjusted according to the distance between the first body portion 241 and the second body portion 243. have. Specifically, as the distance between the first body part 241 and the second body part 243 increases, the saturated condensation amount of the source gas condensed on the source gas condensation part 240 may increase.
  • the condensation amount of the source gas of the saturation condensation amount is condensed in the source gas condensation unit 240.
  • the process of introducing the same into the deposition chamber 250 may be repeatedly performed one or more times, thereby allowing the source gas of the saturated condensation amount or more to flow into the deposition chamber 250.
  • the source gas supply apparatus 200 may include a plurality of source gas condensation unit 240.
  • a plurality of source gas condensing unit 240 may be installed in parallel between the source gas generating unit 210 and the deposition chamber 250, in this case is condensed in each source gas condensing unit 240 Since the errors in the amount of condensation of the source gas may be offset, the amount of source gas introduced into the deposition chamber 250 may be more accurately controlled.
  • the deposition chamber 250 performs a function of forming a predetermined thin film layer (not shown) on the substrate (not shown) by using the source gas introduced from the source gas condenser 240.
  • the deposition chamber 250 may form a thin film layer using chemical vapor deposition (CVD), for example, LPCVD (Low Pressure Chemical Vapor Deposition) and PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor). Deposition) may be applied.
  • CVD chemical vapor deposition
  • LPCVD Low Pressure Chemical Vapor Deposition
  • PECVD Pasma Enhanced Chemical Vapor
  • the bypass unit 260 discharges the source gas whose pressure or flow rate is not controlled in the source gas delivered from the source gas condenser 240 to the outside.
  • a known vent may be employed as the bypass portion 260.
  • the plurality of valve parts 271 to 276 performs a function of adjusting the pressure to the flow rate of the source gas and the carrier gas by opening and closing the delivery passage of the source gas according to the situation.
  • the first valve portion 271 and the third valve portion 273 adjust the flow rate of the carrier gas supplied from the carrier gas supply unit 220
  • the second valve unit 272 is a source gas generator ( The flow rate of the source gas generated from 210 may be adjusted.
  • the fourth valve part 274, the fifth valve part 275, and the sixth valve part 276 are respectively introduced into the source gas condensation part 240, the deposition chamber 250, and the bypass part 260. The flow rate of the source gas can be adjusted.
  • the source gas condensation unit 240 it is possible to accurately control the amount of source gas flowing into the deposition chamber 250.
  • the amount or pressure control of the source gas according to an embodiment of the present invention is a source gas introduced into the deposition chamber, such as when depositing a thin film of atomic layer or less, such as atomic layer deposition (ALD) It is more effective when it is necessary to finely adjust the amount of.
  • ALD atomic layer deposition
  • FIGS. 3 to 6 are views illustrating an example of an internal configuration and an operation step of the source gas condenser 240 of the source gas supply device 200.
  • FIGS. 3 to 6 are views exemplarily illustrating a cross section of the source gas condenser 240. 3 to 6, the operation steps of the source gas condenser 240 will be described as follows.
  • the first body part 241 and the second body part 243 of the source gas condensation part 240 may be plate structures disposed to face each other at a predetermined distance.
  • the temperature can be adjusted.
  • both ends of the source gas condensation unit 240 may be connected to the delivery passage 280 of the source gas, the delivery passage 280 is a predetermined temperature to the temperature in the delivery passage 280 so that the source gas is not condensed during the movement
  • a plurality of heaters 282 to maintain the above can be connected.
  • the source gas condenser 240 adjusts the temperature of the first body 241 to be lower than the condensation temperature of the source gas, and controls the temperature of the second body 243 to condense the source gas.
  • the source gas can be condensed only in the first body part 241.
  • the condensation amount of the source gas condensed on the first body portion 241 increases and the thickness of the source gas condensation layer 245 becomes thick, the position where the source gas is newly condensed is changed to the second body portion 243 (source gas).
  • the source gas is no longer condensed over the source gas condensation layer 245, the amount of condensation of the source gas condensed in the source gas condensation unit 240 is saturated condensation Amount is reached.
  • the source gas condenser 240 may source the condensate from the source gas condenser 240.
  • the source gas condensed in the source gas condensation unit 240 is volatilized and introduced into the deposition chamber 250. Can be.
  • the source gas corresponding to the saturated condensation amount can be introduced into the deposition chamber 250 by volatilizing all the source gas condensed in the source gas condensation unit 240.
  • FIGS. 7 to 10 are diagrams illustrating another example of an internal configuration and an operation step of the source gas condenser 240 of the source gas supply device 200.
  • FIGS. 7 to 10 are cross-sectional views of the source gas condensation unit 240 by way of example. 7 to 10, the operation steps of the source gas condenser 240 will be described as follows.
  • the first body part 241 of the source gas condensation part 240 may be a pillar structure, and the second body part 243 may be spaced apart from the first body part 241 at a predetermined distance.
  • the hollow pillar structure may be disposed to face each other and surround the first body portion 241.
  • the first body part 241 and the second using the first temperature control unit 242 and the second temperature control unit 244 respectively connected to the first body unit 241 and the second body unit 243.
  • the temperature of the body portion 243 may be adjusted.
  • both ends of the source gas condensation unit 240 may be connected to the delivery passage (not shown) of the source gas, the delivery passage (not shown), the delivery passage (not shown) so as not to condense during the movement of the source gas
  • a plurality of heaters (not shown) may be connected to maintain the temperature in the above).
  • the source gas condenser 240 adjusts the temperature of the first body 241 to be lower than the condensation temperature of the source gas, and controls the temperature of the second body 243 to condense the source gas. By adjusting the temperature higher than the temperature, the source gas can be condensed only in the first body part 241. As the condensation amount of the source gas condensed on the first body portion 241 increases and the thickness of the source gas condensation layer 245 becomes thick, the position where the source gas is newly condensed is changed to the second body portion 243 (source gas). When set to a temperature higher than the condensation temperature of the), the source gas is no longer condensed on the source gas condensation layer 245, the amount of condensation of the source gas condensed in the source gas condensation unit 240 is saturated condensation Amount is reached.
  • the source gas condensing unit 240 supplies the source gas to the source gas condensation unit 240.
  • the source gas condensed in the source gas condensation unit 240 is volatilized and introduced into the deposition chamber 250. Can be.
  • the source gas corresponding to the saturated condensation amount can be introduced into the deposition chamber 250.
  • FIG. 11 is a view showing in detail the configuration of the source gas supply device 300 according to an embodiment of the present invention.
  • the source gas supply device 300 includes a source gas generator 310, a carrier gas supply 320, a flow rate controller 330, a source gas condenser 340, a sensor 350, and deposition.
  • the chamber 360 includes a bypass portion 370, a plurality of valve portions 381 to 386, and a gas passage 390 connecting the components.
  • the source gas generator 310, the carrier gas supplier 320, and the flow controller 330 include the source gas generator 210, the carrier gas supplier 220, and the flow controller 230 mentioned in the first embodiment. Since the same function as), a detailed description thereof will be omitted.
  • the source gas condensation unit 340 is one end is connected to the source gas generating unit 310 and the other end is a component connected to the deposition chamber 360 and the bypass unit 370, the source gas generating unit ( To selectively condensate or volatilize the source gas flowing from the 310.
  • the source gas condensation unit 340 may selectively condense or volatize the source gas based on a flow rate of the carrier gas detected by the sensor unit 350 to be described later. have.
  • the sensor unit 350 detects the pressure or flow rate of the carrier gas passing through the source gas condensation unit 340.
  • the pressure or flow rate of the carrier gas detected by the sensor unit 350 is a criterion for determining an operation type (that is, an operation of condensing the source gas or an operation of volatilizing the source gas) of the source gas condensation unit 340 which will be described later. Can be.
  • FIGS. 12 to 14 are views illustrating an example of an operation step of the source gas condenser 340 of the source gas supply device 300.
  • FIGS. 12 to 14 are views exemplarily illustrating a cross section of the source gas condenser 340.
  • the source gas condenser 340 may include a first condenser 341, a first temperature controller 343, a second condenser 344, and a second temperature controller 345. It may include.
  • the first condensation unit 341 may be disposed on the source gas generator 310 as a tube structure
  • the second condensation unit 344 may be disposed on the deposition chamber 360 side as a mesh structure. Can be.
  • the first temperature control unit 343 and the second temperature control unit 345 respectively control the temperature inside the first condensation unit 341 and the second condensation unit 344, and a predetermined heater. And a cooler.
  • both ends of the source gas condensation unit 340 may be connected to the delivery passage 390 of the source gas, the delivery passage 390 is a constant temperature to the temperature in the delivery passage 390 so that the source gas is not condensed during the movement
  • a plurality of heaters 392 to be maintained above can be connected.
  • the source gas condensed in the first condensation unit 341 or the second condensation unit 344 may be volatilized.
  • the source gas condensation is performed.
  • the unit 340 may condense a predetermined amount of source gas in the source gas condensation unit 340 by advancing the source gas into the source gas condensation unit 340 and cooling the inside of the source gas condensation unit 340. .
  • the source gas in the case of the first condensation unit 341 of the source gas condensation unit 340, the source gas may be condensed on the inner circumferential surface 342 of the tubular structure, and the source gas condensation unit 340
  • source gas may be condensed on the mesh structure 344.
  • the mesh structure 344 of the second condenser 344 has a dense net structure and may be formed over the entire passageway of the deposition chamber 360 side of the source gas condensation part 340.
  • the pressure to the flow rate of the carrier gas detected by the sensor unit 350 is reduced.
  • the specific amount of source gas corresponding to the predetermined specific pressure or flow rate may be condensed inside the source gas condensation unit 340. Will be.
  • the deposition chamber ( It is not desirable to directly enter 360. Therefore, according to an embodiment of the present invention, the carrier gas and the source gas passing through the source gas condensation unit 340 while the source gas is condensed in the source gas condensation unit 340 are not the deposition chamber 360.
  • the flow path of the source gas may be controlled by using the valve parts 385 and 386 which will be described later to flow into the pass part 370.
  • the source gas inlet to the source gas condenser 340 may be blocked so that the source gas is no longer condensed in the source gas condenser 340.
  • blocking the inflow of the source gas may be performed by using the valve unit 384, which will be described later.
  • the fourth gas disposed at one end of the source gas condenser 340 on the source gas condenser 340 This can be done by locking the valve 384.
  • the reduced flow rate of the carrier gas due to the source gas condensed on the mesh structure 344 passes through the mesh structure 344 when the source gas is not condensed on the mesh structure 344.
  • n is an integer of 2 or more
  • the inflow of the source gas from the source gas generating unit 310 to the source gas condensing unit 340 may be blocked.
  • the source gas condensation unit 340 blocks the inflow of the source gas to the source gas condensation unit 340 as described above, and then uses the first temperature control unit 343 or the second temperature control unit 345.
  • the source gas 346 condensed in the first condensation unit 341 or the second condensation unit 344 may be volatilized.
  • the specific amount of pre-condensed source gas 346 in the source gas condensation unit 340 is volatilized while the inlet of the source gas into the source gas condensation unit 340 is volatilized, thereby entering the deposition chamber 360. It is possible to accurately control the pressure to the flow rate of the source gas.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating another example of an operation step of the source gas condenser 340 of the source gas supply device 300.
  • FIG. 15 is a diagram exemplarily illustrating a cross section of the source gas condenser 340.
  • the condensation and volatilization of the source gas performed in the first condenser 341 and the second condenser 344 of the source gas condenser 340 may be performed independently of each other, When used, the amount of source gas volatilized from the source gas condensation unit 340 and introduced into the deposition chamber 360 may be more accurately adjusted.
  • the source gas condensed in the first condensation unit 341 is volatilized It is possible to volatilize only a small amount of source gas condensed in the second condensation unit 344 without this, thereby finely controlling the amount of source gas introduced into the deposition chamber 360.
  • the source gas condensation unit 340 and the sensor unit 350 it is possible to accurately control the pressure or flow rate of the source gas flowing into the deposition chamber 360. .
  • the source gas flow rate or pressure control it is necessary to finely control the amount deposited when depositing a thin film of atomic layer or less, such as atomic layer deposition (ALD) It is more effective if there is.
  • ALD atomic layer deposition
  • the source gas supply device 300 may include a plurality of source gas condensation units 340.
  • a plurality of source gas condensation unit 340 may be installed in parallel between the source gas generating unit 310 and the deposition chamber 360, in this case is condensed in each source gas condensing unit 340 Since the errors in the amount of condensation of the source gas may be offset, the pressure or flow rate of the source gas flowing into the deposition chamber 360 may be more accurately controlled.
  • the deposition chamber 360, the bypass part 370, and the plurality of valve parts 381 to 386 are the deposition chamber 250, the bypass part 260, and the plurality of valve parts mentioned in the first embodiment. Since the same functions as the operations 271 to 276 are described, a detailed description thereof will be omitted.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

화학기상 증착법에 의한 박막 증착시 원료가 되는 소스물질을 가스화하여 증착챔버 내로 공급하는 소스가스 공급장치가 개시된다. 본 발명에 따른 소스가스 공급장치(200)는 소스물질을 가열하여 소스가스를 생성하는 소스가스 생성부(210); 및 소스가스 생성부(210)에서 생성된 소스가스가 유입되어 응축되는 소스가스 응축부(240)를 포함하되, 소스가스 응축부(240)에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달할 때까지 소스가스 생성부(210)로부터 소스가스 응축부(240)로 소스가스의 유입을 진행하여 소스가스 응축부(240)에 소스가스를 응축시키고, 소스가스 응축부(240)에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달한 이후는 소스가스 생성부(210)로부터 소스가스 응축부(240)로 소스가스의 유입을 차단하고 소스가스 응축부(240)에 응축되어 있던 소스가스를 증착챔버(250)로 유입시키는 것을 특징으로 한다.

Description

소스가스 공급장치
본 발명은 화학기상 증착법에 의한 박막 증착시 증착챔버 내의 소스가스의 압력을 제어할 수 있는 소스가스 공급장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 특정량의 소스가스만을 증착챔버 내로 유입시킴으로써 증착챔버 내의 소스가스의 압력 또는 유량을 정확하게 제어할 수 있는 소스가스 공급장치에 관한 것이다.
화학기상 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD)에 의한 박막 증착은 반도체 소자의 절연층과 능동층, 액정 표시 소자의 투명 전극, 전기 발광표시 소자의 발광층과, 보호층 등의 여러 응용에 있어 기술적으로 매우 중요하다. 일반적으로, CVD에 의해 증착된 박막의 물성은 증착 압력, 증착 온도, 증착 시간 등의 CVD 공정 조건에 매우 민감하게 영향을 받는다. 예를 들어, 증착 압력의 변화에 따라 증착되는 박막의 조성, 밀도, 접착력, 증착 속도 등이 변할 수 있다.
CVD의 경우 증착 압력은 증착하고자 하는 박막 물질의 원료를 공급하는 소스가스 공급장치로부터 공급되는 소스가스의 유량(즉, 소스가스의 압력)에 직접적으로 영향을 받는다. 즉, CVD에서 증착 압력을 적절하게 제어하기 위해서는 무엇보다도 소스가스 공급장치의 소스가스의 유량을 정확하게 조절하여야 한다. 특히, 증착 속도를 정밀하고 일정하게 조절할 필요가 있는 경우에 소스가스의 유량 조절의 중요성이 더욱 커진다.
도 1은 종래의 소스가스 공급장치(100)의 구성을 나타내는 도면이다. 종래의 소스가스 공급장치(100)는 소스물질(120)을 가열하여 소스가스를 생성하는 소스가스 생성부(110), 히터(130), 운반가스 공급부(140), 증착챔버(150) 및 다수의 밸브(161 내지 164)로 구성된다. 일반적으로, 소스물질(120)은 상온에서 고체 또는 액체 상태로 존재하기 때문에 소스물질(120)이 소스가스화 하기 위해서는 소스물질(120)을 상온 이상으로 가열해야 되는데, 이때, 히터(130)가 소스물질(120)의 가열 수단으로서 사용된다.
통상적으로, 소스가스는 비중이 큰 관계로 이동성이 떨어지기 때문에 소스가스를 증착챔버(150)로 원활하게 이동시키기 위해서 운반가스의 도움을 받는다. 다수의 밸브(161 내지 164)는 상황에 따라 개폐되어 소스가스 및 운반가스의 유량 또는 압력을 조절한다. 예를 들어, 운반가스를 사용하지 않는 경우에는 밸브(161, 163)는 폐쇄된다.
그런데, 이와 같은 종래의 소스가스 공급장치(100)는 다음과 같은 문제점이 있다. 먼저, 소스가스 생성부(110)에 남아 있는 소스물질(120)의 양에 따라 소스물질(120)의 휘발성이 변화하기 때문에 밸브(162)의 개폐하는 것만으로는 소스가스의 압력을 정확하게 조절할 수 없게 된다. 또한, 소스물질(120)을 가열함으로 인해서 소스물질(120)의 휘발 및 응축 과정이 반복되면, 소스물질(120)의 휘발 표면적에 변화가 생겨 소스물질(120)의 휘발성이 변화하므로, 역시 소스가스의 압력을 정확하게 조절하기 어렵게 된다. 특히, 소스물질(120)이 분말 형태일 경우에 소스물질(120)의 표면 조건의 변화가 더욱 커지기 때문에, 상기의 문제점은 더욱 심각해지게 된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 화학기상 증착법에 의한 박막 증착시 증착챔버 내의 소스가스의 압력 또는 유량을 정확하게 제어할 수 있는 소스가스 공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 소스가스 공급장치는 화학기상 증착법에 의한 박막 증착시 소스가스 생성부 내의 소스물질의 상태와 관계없이 증착챔버 내로 유입되는 소스가스의 양을 정확하게 제어함으로써, 증착챔버 내에서 이루어지는 증착 공정에 있어서 증착 압력을 정확하게 조절할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 소스가스 공급장치(100)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스가스 공급장치(200)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3 내지 도 6은 소스가스 공급장치(200)의 소스가스 응축부(240)의 내부 구성 및 동작 단계의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 10은 소스가스 공급장치(200)의 소스가스 응축부(240)의 내부 구성 및 동작 단계의 다른 예를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스가스 공급장치(300)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 12 내지 도 14는 소스가스 공급장치(300)의 소스가스 응축부(340)의 동작 단계의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 15는 소스가스 공급장치(300)의 소스가스 응축부(340)의 동작 단계의 다른 예를 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
200: 소스가스 공급장치
210: 소스가스 생성부
212: 소스물질
214: 히터
220: 운반가스 공급부
230: 유량 제어부
240: 소스가스 응축부
241: 제1 바디부
242: 제1 온도 조절부
243: 제2 바디부
244: 제2 온도 조절부
245: 소스가스 응축층
250: 증착챔버
260: 바이패스부
271: 제1 밸브부
272: 제2 밸브부
273: 제3 밸브부
274: 제4 밸브부
275: 제5 밸브부
276: 제6 밸브부
300: 소스가스 공급장치
310: 소스가스 생성부
312: 소스물질
314: 히터
320: 운반가스 공급부
330: 유량 제어부
340: 소스가스 응축부
341: 제1 응축부(관 구조물)
342: 내주면
343: 제1 온도 조절부
344: 제2 응축부(메쉬 구조물)
345: 제2 온도 조절부
346: 응축된 소스가스
350: 센서부
360: 증착챔버
370: 바이패스부
381: 제1 밸브부
382: 제2 밸브부
383: 제3 밸브부
384: 제4 밸브부
385: 제5 밸브부
386: 제6 밸브부
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 소스가스 공급장치는, 화학기상 증착법에 의한 박막 증착시 소스가스를 증착챔버에 공급하는 소스가스 공급장치로서, 소스물질을 가열하여 소스가스를 생성하는 소스가스 생성부; 및 상기 소스가스 생성부에서 생성된 소스가스가 유입되어 응축되는 소스가스 응축부를 포함하되, 상기 소스가스 응축부에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달할 때까지 상기 소스가스 생성부로부터 상기 소스가스 응축부로 소스가스의 유입을 진행하여 상기 소스가스 응축부에 소스가스를 응축시키고, 상기 소스가스 응축부에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달한 이후는 상기 소스가스 생성부로부터 상기 소스가스 응축부로 소스가스의 유입을 차단하고 상기 소스가스 응축부에 응축되어 있던 소스가스를 상기 증착챔버로 유입시키는 것을 특징으로 한다.
상기 소스가스 응축부는 일정한 거리를 두고 대향하여 배치되는 제1 바디부 및 제2 바디부를 포함할 수 있다.
상기 소스가스 응축부에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달할 때까지 상기 제1 바디부의 온도는 상기 소스가스의 응축 온도보다 낮고 상기 제2 바디부의 온도는 상기 소스가스의 응축 온도보다 높게 조절되며, 상기 소스가스 응축부에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달한 이후 상기 제1 바디부 및 상기 제2 바디부의 온도는 상기 소스가스의 응축 온도보다 높게 조절될 수 있다.
상기 제1 바디부와 상기 제2 바디부 사이의 온도 차이 및 상기 제1 바디부와 상기 제2 바디부 사이의 거리 중 적어도 하나에 따라 상기 소스가스의 포화 응축량이 결정될 수 있다.
상기 제1 바디부에는 제1 온도 조절부가 연결되고 상기 제2 바디부에는 제2 온도 조절부가 연결될 수 있다.
상기 제1 바디부 및 상기 제2 바디부는 판 구조물일 수 있다.
상기 제1 바디부는 기둥 구조물이고 상기 제2 바디부는 상기 제1 바디부를 둘러싸는 속이 빈 기둥 구조물일 수 있다.
상기 소스가스 응축부는 복수개가 병렬로 설치될 수 있다.
그리고, 본 발명에 따른 소스가스 공급장치는, 화학기상 증착법에 의한 박막 증착시 소스가스를 증착챔버에 공급하는 소스가스 공급장치로서, 소스물질을 가열하여 소스가스를 생성하는 소스가스 생성부; 상기 소스가스 생성부에서 생성된 소스가스가 유입되어 응축되는 소스가스 응축부; 상기 소스가스 생성부에서 생성된 소스가스가 상기 소스가스 응축부로 원활하게 유입되게 운반가스를 공급하는 운반가스 공급부; 및 상기 소스가스 응축부를 통과하는 운반가스의 유량(flow rate)을 검출하는 센서부를 포함하되, 상기 검출된 유량이 기설정된 유량보다 큰 경우에는 상기 소스가스 생성부로부터 상기 소스가스 응축부로 소스가스의 유입을 진행하여 상기 소스가스 응축부에 소스가스를 응축시키고, 상기 검출된 유량이 기설정된 유량과 실질적으로 동일한 경우에는 상기 소스가스 생성부로부터 상기 소스가스 응축부로 소스가스의 유입을 차단하고 상기 소스가스 응축부에 응축되어 있던 소스가스를 상기 증착챔버로 유입시키는 것을 특징으로 한다.
상기 소스가스 응축부는 복수개가 병렬로 설치될 수 있다.
상기 소스가스 응축부는 상기 소스가스 생성부측에 배치되는 제1 응축부와 상기 증착챔버측에 배치되는 제2 응축부를 포함할 수 있다.
상기 제1 응축부는 관 구조물일 수 있다.
상기 제2 응축부는 메쉬 구조물일 수 있다.
상기 메쉬 구조물에 소스가스가 응축됨에 따라 상기 메쉬 구조물을 통과하는 운반가스의 유량이 감소할 수 있다.
상기 감소된 운반가스의 유량이 상기 메쉬 구조물에 소스가스가 응축되지 않은 경우에 상기 메쉬 구조물을 통과하는 운반가스의 유량에 1/n이 되었을 때(n은 2 이상의 정수), 상기 소스가스 생성부로부터 상기 소스가스 응축부로 소스가스의 유입을 차단할 수 있다.
상기 제1 응축부에는 제1 온도 조절부가 연결되고 상기 제2 응축부에는 제2 온도 조절부가 연결될 수 있다.
상기 운반가스 공급부와 상기 소스가스 생성부 사이에는 상기 소스가스 생성부로 유인되는 운반가스의 유량을 제어하는 유량 제어부가 설치될 수 있다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현 될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일 또는 유사한 기능을 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.
제1 실시예
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 소스가스 공급장치(200)의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 소스가스 공급장치(200)는 소스가스 생성부(210), 운반가스 공급부(220), 유량 제어부(230), 소스가스 응축부(240), 증착챔버(250), 바이패스부(260), 다수의 밸브부(271 내지 276) 및 상기 구성요소들을 연결하는 가스 통로(280)를 포함한다.
먼저, 소스가스 생성부(210)는 히터(214)를 이용하여 소스물질(212)을 가열함으로써, 소스물질(212)로부터 소스가스(미도시됨)를 생성하는 기능을 수행한다. 여기서, 소스물질(212)은 증착 공정에서 사용되는 소스가스의 원료가 되는 것으로서, 일반적으로 상온에서 고체 또는 액체 상태로 존재한다. 한편, 히터(214)는 소스가스 생성부(210) 내에 존재하는 고체 상태의 소스물질(212)을 소스가스화(化)하기 위하여 소스물질(212)을 상온 이상의 온도로서 가열할 수 있다.
운반가스 공급부(220)는 소스가스 생성부(210)에서 생성된 소스가스가 후술할 소스가스 응축부(240), 증착챔버(250) 및 바이패스부(260)까지 원활하게 전달될 수 있도록 소스가스를 운반하는 역할을 수행하는 소정의 운반가스를 공급한다. 통상적으로, 금속 원소로 이루어진 소스가스는 비중이 크고 이동성이 떨어지기 때문에, 이를 원활하게 전달시키기 위한 수단으로서 별도의 운반가스가 요구된다. 여기서, 운반가스는 가벼워야 하는 동시에 증착공정에 영향을 미치지 않아야 하므로, 비중이 작고 반응성이 낮은 것이 바람직하다. 예를 들면, 운반가스에는 아르곤(Ar), 질소(N2) 등의 불활성 기체가 포함될 수 있을 것이다.
유량 제어부(230)는 운반가스 공급부(220)로부터 공급되는 운반가스의 유량을 검출하고 이를 제어하는 기능을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유량 제어부(230)는 운반가스의 공급을 안정화시킴으로써 운반가스가 소스가스 생성부(210) 및 후술할 소스가스 응축부(240)에 안정적으로 공급될 수 있도록 한다.
소스가스 응축부(240)는 일단이 소스가스 생성부(210)와 연결되고 다른 일단은 증착챔버(250) 및 바이패스부(260)와 연결되는 구성요소로서, 소스가스 생성부(210)로부터 유입되는 소스가스를 응축 또는 휘발시키는 기능을 수행한다. 보다 구체적으로는, 소스가스 응축부(240)는 소스가스 응축부(240)에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달할 때까지 소스가스를 응축시키고, 소스가스 응축부(240)에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달한 이후에는 소스가스 응축부(240)에 응축되어 있던 소스가스를 증착챔버(250)로 유입시킴으로써, 증착챔버(250)에 유입되는 소스가스의 양을 정확하게 제어하는 기능을 수행한다. 이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 소스가스 응축부(240)의 구성 및 동작 원리를 상세하게 살펴보기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소스가스 응축부(240)는 일정한 거리를 두고 대향하여 배치되는 제1 바디부(241) 및 제2 바디부(243)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 바디부(241)와 제2 바디부(243)는 다양한 형상으로 이루어질 수 있는데, 일 예로 제1 바디부(241) 및 제2 바디부(243)는 판 구조물일 수 있으며, 다른 예로 제1 바디부(241)는 기둥 구조물이고 제2 바디부(243)는 제1 바디부(241)를 둘러싸는 속이 빈 기둥 구조물일 수도 있다. 다만, 제1 바디부(241) 및 제2 바디부(243)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 적절히 변경될 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 바디부(241)와 제2 바디부(243)에는 각각 제1 온도 조절부(242)와 제2 온도 조절부(244)가 연결될 수 있으며, 이에 따라, 제1 바디부(241)와 제2 바디부(243)의 온도는 서로 독립적으로 조절될 수 있다. 예를 들면, 제1 바디부(241)의 온도는 소스가스가 응축되기 시작하는 온도(이하에서는 "소스가스의 응축 온도"라고 함)보다 낮게 조절될 수 있고, 이와 반대로, 제2 바디부(243)의 온도는 소스가스의 응축 온도보다 높게 조절될 수도 있다. 다만, 제1 온도 조절부(242) 및 제2 온도 조절부(244)의 온도가 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위 내에서 적절하게 변경될 수 있음은 당연하다고 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 소스가스 응축부(240)에서 수행되는 소스가스의 응축 과정을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
(i) 먼저, 소스가스 응축부(240)에 소스가스가 유입되기 시작하면, 제1 바디부(241)의 온도를 소스가스의 응축 온도보다 낮게 조절하는 동시에 제2 바디부(243)의 온도를 소스가스의 응축 온도보다 높게 조절함으로써, 제1 바디부(241)에만 소스가스가 응축되도록 할 수 있다. 또한, 제1 바디부(241)에 응축된 소스가스는 소정의 두께를 갖는 층(245)을 형성할 수 있으며, 소스가스가 계속적으로 응축됨에 따라 소스가스 응축층(245)의 두께는 점점 두꺼워질 수 있다.
(ii) 한편, 소스가스의 응축 온도보다 높은 온도로 설정된 제2 바디부(243)는 제1 바디부(241)와 일정한 거리를 두고 대향하여 형성되어 있기 때문에, 제1 바디부(241)에 충분히 많은 양의 소스가스가 응축되면 그 소스가스 응축층(245)이 제2 바디부(243)와의 거리가 가까워지게 되고, 이에 따라, 고온의 제2 바디부(243)로 인하여 소스가스 응축층(245) 표면의 온도가 상승하여 소스가스가 더 이상 응축되지 않게 될 수 있다. 즉, 소스가스 응축부(240)에서 이루어지는 소스가스의 응축은 포화 상태에 이르게 되고, 이때 소스가스 응축부(240)에는 포화 응축량의 소스가스만이 응축되어 있게 된다.
(iii) 소스가스 응축부(240)에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달한 이후에는, 소스가스 생성부(210)로부터 소스가스 응축부(240)로의 소스가스의 유입을 차단하고 소스가스 응축부(240)(정확하게는, 제1 바디부(241))에 응축되어 있던 포화 응축량의 소스가스만을 휘발시킴으로써 증착챔버(250)로 소스가스를 유입시킬 수 있다. 여기서, 소스가스 유입을 차단하는 것은 후술할 밸브부(271 내지 276)에 의하여 수행될 수 있는데, 구체적으로는, 소스가스 응축부(240)의 소스가스 생성부(210)측 일단에 위치하는 제4 밸브(274)를 잠금으로써 소스가스 생성부(210)로부터 소스가스 응축부(240)로의 소스가스의 유입을 차단할 수 있다.
한편, 소스가스 응축부(240) 내에 포화 응축량의 소스가스를 응축시키는 동안에는 소스가스 응축부(240)로부터 배출되는 소스가스의 양이 정확하게 제어될 수 없기 때문에, 이를 증착챔버(250)에 곧바로 유입시키는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소스가스 응축부(240)에서 소스가스가 응축되고 있는 동안에 소스가스 응축부(240)를 통과하는 운반가스 및 소스가스가 증착챔버(250)가 아닌 바이패스부(260)로 유입되도록 후술할 밸브부(275 및 276)를 이용하여 소스가스의 이동 경로를 제어할 수 있다.
이상에서 살펴본 바에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 포화 응축량의 소스가스만을 소스가스 응축부(240)에 응축시킬 수 있으므로, 상기 소스가스의 포화 응축량을 조절함으로써 증착챔버(250)로 유입되는 소스가스의 양을 정확하게 제어할 수 있게 되는 효과가 달성된다. 이하에서는, 소스가스 응축부(240)에 응축되는 소스가스의 포화 응축량을 조절하는 구체적인 실시예에 대해 살펴보기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 바디부(241)의 온도, 제2 바디부(243)의 온도 및 제1 바디부(241)와 제2 바디부(243)의 온도 차이에 따라 소스가스 응축부(240)에 응축되는 소스가스의 포화 응축량이 조절될 수 있다. 구체적으로는, 제1 바디부(241)의 온도를 보다 낮게 설정하면 소스가스 응축부(240)에 응축되는 소스가스의 포화 응축량이 증가할 수 있고, 제2 바디부(243)의 온도를 보다 높게 설정하면 소스가스 응축부(240)에 응축되는 소스가스의 포화 응축량이 감소할 수 있다. 그리고, 제1 바디부(241)와 제2 바디부(243) 사이의 온도 차이가 클수록 소스가스 응축부(240)에 응축되는 소스가스의 포화 응축량이 증가할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 바디부(241)와 제2 바디부(243) 사이의 거리에 따라 소스가스 응축부(240)에 응축되는 소스가스의 포화 응축량이 조절될 수 있다. 구체적으로는, 제1 바디부(241)와 제2 바디부(243) 사이의 거리가 길수록 소스가스 응축부(240)에 응축되는 소스가스의 포화 응축량이 증가할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소스가스 응축부(240)에 의한 포화 응축량보다 많은 양의 소스가스가 필요한 경우에는, 소스가스 응축부(240)에 포화 응축량의 소스가스를 응축시키고 이를 증착챔버(250)로 유입시키는 과정을 1회 이상 반복적으로 수행할 수 있으며, 이로써 포화 응축량 이상의 소스가스를 증착챔버(250)로 유입시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 소스가스 공급장치(200)는 복수개의 소스가스 응축부(240)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수개의 소스가스 응축부(240)가 소스가스 생성부(210)와 증착챔버(250) 사이에서 병렬로 설치될 수 있는데, 이러한 경우에 각 소스가스 응축부(240)에 응축되는 소스가스의 응축량의 오차가 서로 상쇄될 수 있으므로, 증착챔버(250) 내로 유입되는 소스가스의 양을 더욱 정확하게 제어할 수 있게 된다.
다음으로, 증착챔버(250)는 소스가스 응축부(240)로부터 유입되는 소스가스를 이용하여 기판(미도시됨) 상에 소정의 박막층(미도시됨)을 형성하는 기능을 수행한다. 여기서, 증착챔버(250)는 화학기상 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD)을 이용하여 박막층을 형성할 수 있는데, 예를 들면 화학기상 증착법에는 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 및 PECVD(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) 등이 적용될 수 있다.
다음으로, 바이패스부(260)는 소스가스 응축부(240)로부터 전달되는 소스가스 중 압력 또는 유량이 제어되지 않은 소스가스를 외부로 배출시키는 기능을 수행한다. 예를 들면, 바이패스부(260)로서 공지의 벤트(vent)가 채택될 수 있다.
다음으로, 다수의 밸브부(271 내지 276)는 상황에 따라 소스가스의 전달 통로를 개폐함으로써 소스가스 및 운반가스의 압력 내지 유량을 조절하는 기능을 수행한다. 구체적으로는, 제1 밸브부(271) 및 제3 밸브부(273)는 운반가스 공급부(220)로부터 공급되는 운반가스의 유량을 조절하고, 제2 밸브부(272)는 소스가스 생성부(210)로부터 생성되는 소스가스의 유량을 조절할 수 있다. 또한, 제4 밸브부(274), 제5 밸브부(275) 및 제6 밸브부(276)는 각각 소스가스 응축부(240), 증착챔버(250) 및 바이패스부(260)로 유입되는 소스가스의 유량을 조절할 수 있다.
앞에서 언급된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소스가스 응축부(240)에 의하면, 증착챔버(250)로 유입되는 소스가스의 양을 정확하게 제어할 수 있게 된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 소스가스의 양 또는 압력 제어는 원자층 단위 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)과 같이 원자층 단위 또는 그 이하의 박막 증착시와 같은 증착챔버 내로 유입되는 소스가스의 양을 미세하게 조절할 필요가 있는 경우에 더욱 효과적이다.
도 3 내지 도 6은 소스가스 공급장치(200)의 소스가스 응축부(240)의 내부 구성 및 동작 단계의 일 예를 나타내는 도면이다. 참고로, 도 3 내지 도 6은 소스가스 응축부(240)의 단면을 예시적으로 나타내는 도면이다. 도 3 내지 도 6을 참조하여, 소스가스 응축부(240)의 동작 단계를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3을 참조하면, 소스가스 응축부(240)의 제1 바디부(241) 및 제2 바디부(243)는 일정한 거리를 두고 대향하여 배치되는 판 구조물일 수 있는데, 제1 바디부(241) 및 제2 바디부(243)에 각각 연결된 제1 온도 조절부(242) 및 제2 온도 조절부(244)를 이용하여 제1 바디부(241) 및 제2 바디부(243)의 온도를 조절할 수 있다. 한편, 소스가스 응축부(240)의 양단은 소스가스의 전달 통로(280)와 연결될 수 있는데, 전달 통로(280)에는 소스가스가 이동하는 도중에 응축되지 않도록 전달 통로(280) 내의 온도를 일정 온도 이상으로 유지시키는 다수의 히터(282)가 연결될 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하면, 소스가스 응축부(240)는 제1 바디부(241)의 온도를 소스가스의 응축 온도보다 낮게 조절하고 제2 바디부(243)의 온도를 소스가스의 응축 온도보다 높게 조절함으로써 제1 바디부(241)에만 소스가스를 응축시킬 수 있다. 제1 바디부(241)에 응축된 소스가스의 응축량이 증가하여 소스가스 응축층(245)의 두께가 두꺼워짐에 따라, 소스가스가 새로이 응축되는 위치가 제2 바디부(243)(소스가스의 응축 온도보다 높은 온도로 설정됨)에 가까워지게 되면, 소스가스 응축층(245) 위로 더 이상 소스가스가 응축되지 않게 되므로, 소스가스 응축부(240)에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달하게 된다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 소스가스 응축부(240)에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달한 후에는, 소스가스 생성부(210)로부터 소스가스 응축부(240)로 소스가스의 유입을 차단하고 제1 바디부(241)의 온도를 소스가스의 응축 온도 이상으로 상승시킴으로써, 소스가스 응축부(240)에 응축되어 있던 소스가스를 휘발시켜 증착챔버(250)로 유입시킬 수 있다.
마지막으로, 도 6을 참조하면, 소스가스 응축부(240)에 응축되어 있던 소스가스를 모두 휘발시킴으로써 정확히 포화 응축량에 해당하는 소스가스를 증착챔버(250)로 유입시킬 수 있게 된다.
한편, 도 7 내지 도 10은 소스가스 공급장치(200)의 소스가스 응축부(240)의 내부 구성 및 동작 단계의 다른 예를 나타내는 도면이다. 참고로, 도 7 내지 도 10은 소스가스 응축부(240)의 단면을 예시적으로 나타내는 도면이다. 도 7 내지 도 10을 참조하여, 소스가스 응축부(240)의 동작 단계를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 7을 참조하면, 소스가스 응축부(240)의 제1 바디부(241)는 기둥 구조물일 수 있고, 제2 바디부(243)는 제1 바디부(241)와 일정한 거리를 두고 대향하여 배치되는 동시에 제1 바디부(241)를 둘러싸는 속이 빈 기둥 구조물일 수 있다. 여기서, 제1 바디부(241) 및 제2 바디부(243)에 각각 연결된 제1 온도 조절부(242) 및 제2 온도 조절부(244)를 이용하여 제1 바디부(241) 및 제2 바디부(243)의 온도를 조절할 수 있다. 한편, 소스가스 응축부(240)의 양단은 소스가스의 전달 통로(미도시됨)와 연결될 수 있는데, 전달 통로(미도시됨)에는 소스가스가 이동하는 도중에 응축되지 않도록 전달 통로(미도시됨) 내의 온도를 일정 온도 이상으로 유지시키는 다수의 히터(미도시됨)가 연결될 수 있다.
다음으로, 도 8을 참조하면, 소스가스 응축부(240)는 제1 바디부(241)의 온도를 소스가스의 응축 온도보다 낮게 조절하고 제2 바디부(243)의 온도를 소스가스의 응축 온도보다 높게 조절함으로써 제1 바디부(241)에만 소스가스를 응축시킬 수 있다. 제1 바디부(241)에 응축된 소스가스의 응축량이 증가하여 소스가스 응축층(245)의 두께가 두꺼워짐에 따라, 소스가스가 새로이 응축되는 위치가 제2 바디부(243)(소스가스의 응축 온도보다 높은 온도로 설정됨)에 가까워지게 되면, 소스가스 응축층(245) 위로 더 이상 소스가스가 응축되지 않게 되므로, 소스가스 응축부(240)에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달하게 된다.
다음으로, 도 9를 참조하면, 소스가스 응축부(240)에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달한 후에는, 소스가스 생성부(210)로부터 소스가스 응축부(240)로 소스가스의 유입을 차단하고 제1 바디부(241)의 온도를 소스가스의 응축 온도 이상으로 상승시킴으로써, 소스가스 응축부(240)에 응축되어 있던 소스가스를 휘발시켜 증착챔버(250)로 유입시킬 수 있다.
마지막으로, 도 10을 참조하면, 소스가스 응축부(240)에 응축되어 있던 소스가스를 모두 휘발시킴으로써 정확히 포화 응축량에 해당하는 소스가스를 증착챔버(250)로 유입시킬 수 있게 된다.
제2 실시예
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 소스가스 공급장치(300)의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다.
도 11을 참조하면, 소스가스 공급장치(300)는 소스가스 생성부(310), 운반가스 공급부(320), 유량 제어부(330), 소스가스 응축부(340), 센서부(350), 증착챔버(360), 바이패스부(370), 다수의 밸브부(381 내지 386) 및 상기 구성요소들을 연결하는 가스 통로(390)를 포함한다.
먼저, 소스가스 생성부(310), 운반가스 공급부(320) 및 유량 제어부(330)는 상기 제1 실시예에서 언급된 소스가스 생성부(210), 운반가스 공급부(220) 및 유량 제어부(230)와 동일한 기능을 수행하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 소스가스 응축부(340)는 일단이 상기 소스가스 생성부(310)와 연결되고 다른 일단은 증착챔버(360) 및 바이패스부(370)와 연결되는 구성요소로서, 소스가스 생성부(310)로부터 유입되는 소스가스를 선택적으로 응축 또는 휘발시키는 기능을 수행한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소스가스 응축부(340)는 후술할 센서부(350)에서 검출된 운반가스의 유량(flow rate)을 기준으로 하여 소스가스를 선택적으로 응축시키거나 휘발시킬 수 있다.
또한, 센서부(350)는 소스가스 응축부(340)를 통과하는 운반가스의 압력 또는 유량(flow rate)을 검출하는 기능을 수행한다. 센서부(350)에 의하여 검출된 운반가스의 압력 또는 유량은 후술할 소스가스 응축부(340)의 동작 유형(즉, 소스가스를 응축시키는 동작 또는 소스가스를 휘발시키는 동작)을 결정하는 기준이 될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 소스가스 응축부(340) 및 센서부(350)의 구성 및 동작 원리를 상세하게 살펴보기로 한다.
도 12 내지 도 14는 소스가스 공급장치(300)의 소스가스 응축부(340)의 동작 단계의 일 예를 나타내는 도면이다. 참고로, 도 12 내지 도 14는 소스가스 응축부(340)의 단면을 예시적으로 나타내는 도면이다.
먼저, 도 12를 참조하면, 소스가스 응축부(340)는, 제1 응축부(341), 제1 온도 조절부(343), 제2 응축부(344) 및 제2 온도 조절부(345)를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 응축부(341)는 관 구조물로서 소스가스 생성부(310)측에 배치될 수 있고, 제2 응축부(344)는 메쉬(mesh) 구조물로서 증착챔버(360)측에 배치될 수 있다. 또한, 제1 온도 조절부(343) 및 제2 온도 조절부(345)는 각각 제1 응축부(341) 및 제2 응축부(344) 내부의 온도를 조절하는 기능을 수행하며, 소정의 가열기 및 냉각기를 포함할 수 있다. 한편, 소스가스 응축부(340)의 양단은 소스가스의 전달 통로(390)와 연결될 수 있는데, 전달 통로(390)에는 소스가스가 이동하는 도중에 응축되지 않도록 전달 통로(390) 내의 온도를 일정 온도 이상으로 유지시키는 다수의 히터(392)가 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 응축부(341) 또는 제2 응축부(344) 내부를 냉각함으로써 각각 제1 응축부(341) 또는 제2 응축부(344)에 소스가스를 응축시킬 수 있고, 반대로, 제1 응축부(341) 또는 제2 응축부(344) 내부를 가열함으로써 제1 응축부(341) 또는 제2 응축부(344)에 응축되어 있는 소스가스를 휘발시킬 수도 있다.
다음으로, 도 13을 참조하면, 센서부(350)에 의하여 검출된 "소스가스 응축부(340)를 통과하는 운반가스"의 압력 또는 유량이 기설정된 압력 또는 유량보다 큰 경우에는, 소스가스 응축부(340)는 소스가스 응축부(340)로의 소스가스의 유입을 진행하고 소스가스 응축부(340)의 내부를 냉각시킴으로써 소스가스 응축부(340)에 소정량의 소스가스를 응축시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 소스가스 응축부(340)의 제1 응축부(341)의 경우에는 관 구조물의 내주면(342) 상에 소스가스가 응축될 수 있고, 소스가스 응축부(340)의 제2 응축부(344)의 경우에는 메쉬 구조물(344) 상에 소스가스가 응축될 수 있다. 특히, 제2 응축부(344)의 메쉬 구조물(344)은 촘촘한 그물 구조를 가진 것으로서 소스가스 응축부(340)의 증착챔버(360)측 통로 전체에 걸쳐서 형성될 수 있는데, 이와 같은 촘촘한 그물 구조의 메쉬 구조물(344) 상에 다량의 소스가스가 응축되면 가스가 이동할 수 있는 통로가 비좁아지기 때문에, 상기 메쉬 구조물(344)를 통과하는 운반가스의 압력 내지 유량(flow rate)이 감소하게 된다.
따라서, 상기와 같이 다량의 소스가스가 메쉬 구조물(344)에 응축될 때 운반가스의 압력 또는 유량이 감소하는 현상을 이용하여, 센서부(350)에 의하여 검출된 운반가스의 압력 내지 유량이 기설정된 특정 압력 또는 유량과 같아질 때까지 소스가스를 메쉬 구조물(344)에 응축시킴으로써, 상기 기설정된 특정 압력 또는 유량에 대응하는 특정량의 소스가스를 소스가스 응축부(340) 내부에 응축시킬 수 있게 된다.
한편, 소스가스 응축부(340) 내에 특정량의 소스가스를 응축시키는 시간 동안 소스가스 응축부(340)로부터 배출되는 소스가스의 경우에는 그 압력 또는 유량이 정확하게 제어되지 못하게 때문에, 이를 증착챔버(360)에 곧바로 유입시키는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소스가스 응축부(340)에서 소스가스가 응축되고 있는 동안에 소스가스 응축부(340)를 통과하는 운반가스 및 소스가스가 증착챔버(360)가 아닌 바이패스부(370)로 유입되도록 후술할 밸브부(385 및 386)를 이용하여 소스가스의 이동 경로를 제어할 수 있다.
다음으로, 도 14를 참조하면, 센서부(350)에 의하여 검출된 "소스가스 응축부(340)를 통과하는 운반가스"의 압력 또는 유량이 기설정된 특정 압력 또는 유량과 실질적으로 동일한 경우에는, 더 이상 소스가스 응축부(340) 내에 소스가스가 응축되지 않도록 소스가스 응축부(340)로의 소스가스 유입을 차단할 수 있다. 여기서, 소스가스 유입을 차단하는 것은 후술할 밸브부(384)를 이용하여 수행될 수 있는데, 구체적으로는, 소스가스 응축부(340)의 소스가스 생성부(310)측 일단에 위치하는 제4 밸브(384)를 잠금으로써 수행될 수 있다.
예를 들면, 메쉬 구조물(344)에 응축된 소스가스로 인하여 감소된 운반가스의 유량이 메쉬 구조물(344)에 소스가스가 응축되지 않은 경우에 메쉬 구조물(344)을 통과는 운반가스의 유량에 1/n이 되었을 때(n은 2 이상의 정수), 상기 소스가스 생성부(310)로부터 소스가스 응축부(340)로의 소스가스의 유입을 차단할 수 있을 것이다.
또한, 소스가스 응축부(340)는 상기와 같이 소스가스 응축부(340)로 소스가스의 유입을 차단한 후에, 제1 온도 조절부(343) 또는 제2 온도 조절부(345)를 이용하여 소스가스 응축부(340) 내부의 온도를 상승시킴으로써 제1 응축부(341) 또는 제2 응축부(344)에 응축되어 있던 소스가스(346)를 휘발시킬 수 있다. 상기와 같이, 소스가스 응축부(340)로의 소스가스의 유입을 차단한 채 소스가스 응축부(340) 내의 특정량의 기응축된 소스가스(346)가 휘발시킴으로써, 증착챔버(360)로 유입되는 소스가스의 압력 내지 유량을 정확하게 제어할 수 있게 된다.
한편, 도 15는 소스가스 공급장치(300)의 소스가스 응축부(340)의 동작 단계의 다른 예를 나타내는 도면이다. 참고로, 도 15는 소스가스 응축부(340)의 단면을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 15를 참조하면, 소스가스 응축부(340)의 제1 응축부(341) 및 제2 응축부(344)에서의 수행되는 소스가스의 응축 및 휘발 과정은 서로 독립적으로 이루어질 수 있기 때문에, 이를 이용하면 소스가스 응축부(340)로부터 휘발되어 증착챔버(360)로 유입되는 소스가스의 양을 더욱 정확하게 조절할 수 있게 된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 응축부(341) 및 제2 응축부(344)에 모두 소스가스를 응축시킨 후에, 제1 응축부(341)에 응축되어 있는 소스가스는 휘발시키지 않은 채 제2 응축부(344)에 응축되어 있는 소량의 소스가스만을 휘발시킬 수 있는데, 이로써 증착챔버(360)에 유입되는 소스가스의 양을 미세하게 조절할 수 있게 된다.
앞에서 언급된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 소스가스 응축부(340) 및 센서부(350)에 의하면, 증착챔버(360)로 유입되는 소스가스의 압력 또는 유량 정확하게 제어할 수 있게 된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 소스가스 유량 또는 압력 제어는, 원자층 단위 증착법(Atomic Layer Deposition; ALD)과 같이 원자층 단위 또는 그 이하의 박막 증착시 증착되는 양을 미세하게 조절할 필요가 있는 경우에 더욱 효과적이다.
한편, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 소스가스 공급장치(300)는 복수개의 소스가스 응축부(340)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 복수개의 소스가스 응축부(340)가 소스가스 생성부(310)와 증착챔버(360) 사이에서 병렬로 설치될 수 있는데, 이러한 경우에 각 소스가스 응축부(340)에 응축되는 소스가스의 응축량의 오차가 서로 상쇄될 수 있으므로, 증착챔버(360)로 유입되는 소스가스의 압력 또는 유량을 더욱 정확하게 제어할 수 있게 된다.
한편, 증착챔버(360), 바이패스부(370) 및 다수의 밸브부(381 내지 386)는 상기 제1 실시예에서 언급된 증착챔버(250), 바이패스부(260) 및 다수의 밸브부(271 내지 276)와 동일한 기능을 수행하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 상술한 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형과 변경이 가능하다. 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명과 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 것으로 보아야 한다.

Claims (17)

  1. 화학기상 증착법에 의한 박막 증착시 소스가스를 증착챔버에 공급하는 소스가스 공급장치로서,
    소스물질을 가열하여 소스가스를 생성하는 소스가스 생성부; 및
    상기 소스가스 생성부에서 생성된 소스가스가 유입되어 응축되는 소스가스 응축부
    를 포함하되,
    상기 소스가스 응축부에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달할 때까지 상기 소스가스 생성부로부터 상기 소스가스 응축부로 소스가스의 유입을 진행하여 상기 소스가스 응축부에 소스가스를 응축시키고, 상기 소스가스 응축부에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달한 이후는 상기 소스가스 생성부로부터 상기 소스가스 응축부로 소스가스의 유입을 차단하고 상기 소스가스 응축부에 응축되어 있던 소스가스를 상기 증착챔버로 유입시키는 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 소스가스 응축부는 일정한 거리를 두고 대향하여 배치되는 제1 바디부 및 제2 바디부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 소스가스 응축부에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달할 때까지 상기 제1 바디부의 온도는 상기 소스가스의 응축 온도보다 낮고 상기 제2 바디부의 온도는 상기 소스가스의 응축 온도보다 높게 조절되며,
    상기 소스가스 응축부에 응축된 소스가스의 응축량이 포화 응축량에 도달한 이후 상기 제1 바디부 및 상기 제2 바디부의 온도는 상기 소스가스의 응축 온도보다 높게 조절되는 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 바디부와 상기 제2 바디부 사이의 온도 차이 및 상기 제1 바디부와 상기 제2 바디부 사이의 거리 중 적어도 하나에 따라 상기 소스가스의 포화 응축량이 결정되는 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 바디부에는 제1 온도 조절부가 연결되고 상기 제2 바디부에는 제2 온도 조절부가 연결되는 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 바디부 및 상기 제2 바디부는 판 구조물인 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 바디부는 기둥 구조물이고 상기 제2 바디부는 상기 제1 바디부를 둘러싸는 속이 빈 기둥 구조물인 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소스가스 응축부는 복수개가 병렬로 설치되는 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  9. 화학기상 증착법에 의한 박막 증착시 소스가스를 증착챔버에 공급하는 소스가스 공급장치로서,
    소스물질을 가열하여 소스가스를 생성하는 소스가스 생성부;
    상기 소스가스 생성부에서 생성된 소스가스가 유입되어 응축되는 소스가스 응축부;
    상기 소스가스 생성부에서 생성된 소스가스가 상기 소스가스 응축부로 원활하게 유입되게 운반가스를 공급하는 운반가스 공급부; 및
    상기 소스가스 응축부를 통과하는 운반가스의 유량(flow rate)을 검출하는 센서부
    를 포함하되,
    상기 검출된 유량이 기설정된 유량보다 큰 경우에는 상기 소스가스 생성부로부터 상기 소스가스 응축부로 소스가스의 유입을 진행하여 상기 소스가스 응축부에 소스가스를 응축시키고, 상기 검출된 유량이 기설정된 유량과 실질적으로 동일한 경우에는 상기 소스가스 생성부로부터 상기 소스가스 응축부로 소스가스의 유입을 차단하고 상기 소스가스 응축부에 응축되어 있던 소스가스를 상기 증착챔버로 유입시키는 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 소스가스 응축부는 복수개가 병렬로 설치되는 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 소스가스 응축부는 상기 소스가스 생성부측에 배치되는 제1 응축부와 상기 증착챔버측에 배치되는 제2 응축부를 포함하는 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 응축부는 관 구조물인 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 응축부는 메쉬 구조물인 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 메쉬 구조물에 소스가스가 응축됨에 따라 상기 메쉬 구조물을 통과하는 운반가스의 유량이 감소하는 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 감소된 운반가스의 유량이 상기 메쉬 구조물에 소스가스가 응축되지 않은 경우에 상기 메쉬 구조물을 통과하는 운반가스의 유량에 1/n이 되었을 때(n은 2 이상의 정수), 상기 소스가스 생성부로부터 상기 소스가스 응축부로 소스가스의 유입을 차단하는 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 응축부에는 제1 온도 조절부가 연결되고 상기 제2 응축부에는 제2 온도 조절부가 연결되는 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 운반가스 공급부와 상기 소스가스 생성부 사이에는 상기 소스가스 생성부로 유인되는 운반가스의 유량을 제어하는 유량 제어부가 설치되는 것을 특징으로 하는 소스가스 공급장치.
PCT/KR2009/005584 2008-10-01 2009-09-30 소스가스 공급장치 WO2010038972A2 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011529993A JP2012504703A (ja) 2008-10-01 2009-09-30 ソースガス供給装置
CN200980138274.4A CN102165560B (zh) 2008-10-01 2009-09-30 源气体供给装置

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2008-0096453 2008-10-01
KR1020080096453A KR101064306B1 (ko) 2008-10-01 2008-10-01 소스가스 공급장치
KR10-2008-0106630 2008-10-29
KR1020080106630A KR101126106B1 (ko) 2008-10-29 2008-10-29 소스가스 공급장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2010038972A2 true WO2010038972A2 (ko) 2010-04-08
WO2010038972A3 WO2010038972A3 (ko) 2010-07-01

Family

ID=42074002

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2009/005584 WO2010038972A2 (ko) 2008-10-01 2009-09-30 소스가스 공급장치

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2012504703A (ko)
CN (1) CN102165560B (ko)
TW (1) TW201022468A (ko)
WO (1) WO2010038972A2 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019113466A1 (en) * 2017-12-07 2019-06-13 Entegris, Inc. Chemical delivery system and method of operating the chemical delivery system

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109321895B (zh) * 2017-07-31 2023-06-16 北京北方华创微电子装备有限公司 一种用于ald工艺的气体传输装置及其进气方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004015005A (ja) * 2002-06-11 2004-01-15 Murata Mfg Co Ltd 薄膜製造装置及び薄膜の製造方法
US20060144338A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Msp Corporaton High accuracy vapor generation and delivery for thin film deposition
KR20080072119A (ko) * 2007-02-01 2008-08-06 주식회사 테라세미콘 소스가스 공급장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3208671B2 (ja) * 1991-06-06 2001-09-17 日本酸素株式会社 気相成長方法及び装置
JPH0927455A (ja) * 1995-07-11 1997-01-28 Furukawa Electric Co Ltd:The 半導体基板の製造方法と原料ガスの供給装置
JPH10163118A (ja) * 1996-12-04 1998-06-19 Toshiba Corp 化合物半導体の気相成長装置および気相成長方法
JP3331957B2 (ja) * 1998-03-31 2002-10-07 株式会社豊田中央研究所 被処理構造体の表面処理方法
US6107184A (en) * 1998-12-09 2000-08-22 Applied Materials, Inc. Nano-porous copolymer films having low dielectric constants
JP4961701B2 (ja) * 2005-09-14 2012-06-27 パナソニック株式会社 プラズマディスプレイパネルの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004015005A (ja) * 2002-06-11 2004-01-15 Murata Mfg Co Ltd 薄膜製造装置及び薄膜の製造方法
US20060144338A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-06 Msp Corporaton High accuracy vapor generation and delivery for thin film deposition
KR20080072119A (ko) * 2007-02-01 2008-08-06 주식회사 테라세미콘 소스가스 공급장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019113466A1 (en) * 2017-12-07 2019-06-13 Entegris, Inc. Chemical delivery system and method of operating the chemical delivery system
US11421320B2 (en) 2017-12-07 2022-08-23 Entegris, Inc. Chemical delivery system and method of operating the chemical delivery system
US11746413B2 (en) 2017-12-07 2023-09-05 Entegris, Inc. Chemical delivery system and method of operating the chemical delivery system

Also Published As

Publication number Publication date
CN102165560B (zh) 2013-02-13
JP2012504703A (ja) 2012-02-23
CN102165560A (zh) 2011-08-24
TW201022468A (en) 2010-06-16
WO2010038972A3 (ko) 2010-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6211081B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device in a CVD reactive chamber
WO2010038972A2 (ko) 소스가스 공급장치
WO2018199498A2 (en) Hot water generation module for water treatment apparatus
KR101241933B1 (ko) 열처리 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
WO2014098486A1 (ko) 기판처리장치 및 히터의 온도조절방법
WO2015093706A1 (ko) 잉곳의 성장공정을 관찰하기 위한 뷰 포트 및 이를 포함하는 잉곳성장장치
WO2015167105A1 (ko) 기상 증착 장치
WO2012091390A2 (en) Dry coating apparatus
WO2016171452A1 (ko) 기판처리장치 및 챔버 세정방법
WO2017188746A1 (ko) 고체 시료의 수분 측정 장치, 고체 시료 수분 함량 측정 방법 및 이미드화율 분석 방법
WO2018151376A1 (ko) 막 두께 측정 장치
WO2013191414A1 (ko) 기판처리장치
WO2011093617A2 (ko) 진공 증착 장비
KR101064306B1 (ko) 소스가스 공급장치
KR20210060042A (ko) 성막장치, 이를 사용한 성막방법 및 전자디바이스 제조방법
WO2022010105A1 (ko) 증착 장치
KR101126106B1 (ko) 소스가스 공급장치
WO2022203320A1 (ko) 패턴화된 유기 박막 증착 장치 및 이를 이용한 디스플레이 소자의 제조 방법
WO2022235027A1 (ko) 고온 가스 포집 장치 및 방법
WO2023277539A1 (ko) 캐니스터 온도 제어 방법 및 원료 공급 장치
WO2017188546A1 (ko) 박막 증착 방법
WO2021167325A1 (ko) 가스 공급장치 및 이를 구비한 증착장치
WO2021045587A1 (ko) 급속 열처리 설비의 냉각시스템
WO2023013952A1 (ko) 버퍼탱크 및 버퍼탱크를 포함하는 공급블록과, 가스 공급 장치
WO2022055313A1 (ko) 기판 처리 장치 및 공정 챔버의 누설 감지 방법

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980138274.4

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09817982

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011529993

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase in:

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09817982

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2