WO2022181885A1 - 고순도 전구체를 위한 기화 시스템 - Google Patents

고순도 전구체를 위한 기화 시스템 Download PDF

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WO2022181885A1
WO2022181885A1 PCT/KR2021/006602 KR2021006602W WO2022181885A1 WO 2022181885 A1 WO2022181885 A1 WO 2022181885A1 KR 2021006602 W KR2021006602 W KR 2021006602W WO 2022181885 A1 WO2022181885 A1 WO 2022181885A1
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canister
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김대현
이영종
이희준
정근태
윤성한
오진욱
신은영
신현국
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(주)지오엘리먼트
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    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof

Definitions

  • the present invention relates to a vaporization system for high purity precursors.
  • raw materials (sources) used in processing facilities such as chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD), which coat a thin film essential in the manufacturing process of electronic materials such as semiconductors, displays, and light emitting diodes, are gas, liquid, or Supplied in solid form.
  • CVD chemical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • the liquid or solid precursor stored in the canister needs a quick recovery of heat lost due to heat of vaporization or heat of sublimation in the process of vaporization or sublimation. It is difficult to expect Conventionally, in order to solve this problem, the amount of vaporized gas is controlled using a mass flow controller (MFC). is difficult to keep constant.
  • MFC mass flow controller
  • a vaporization system for a high-purity precursor having a wide usable temperature range and a method for controlling a temperature of a vaporization gas are provided.
  • an apparatus and method for measuring a precursor level capable of measuring the level of a solid precursor, and a vaporization system using the same are provided.
  • a canister 10 capable of storing a precursor; a vaporized gas pipe OL providing a path through which vaporized gas discharged from the canister 10 can move; a high temperature mass flow controller 400 operatively coupled to the vaporizing gas pipeline OL for measuring and regulating the amount of vaporized gas moving through the vaporizing gas pipeline OL; a first gas temperature booster 300 thermally coupled to the vaporized gas pipe OL in order to control the temperature of the vaporized gas moved through the vaporized gas pipe OL; a carrier gas pipe CL1 that provides a path through which the carrier gas can move, and is operatively connected to the vaporization gas pipe OL; a first mass flow controller (MFC1) 450 operatively coupled to the carrier gas pipe CL1 for measuring and regulating the amount of carrier gas moved through the carrier gas pipe CL1; and a second gas temperature booster 350 thermally coupled to the carrier gas pipe CL1 in order to control the temperature of the carrier gas moved through the carrier gas pipe CL1;
  • MFC1 mass flow controller
  • the above-described vaporization system further includes a mixer 500 for mixing the vaporized gas and the carrier gas, and the mixer 500 is a pipe downstream of the point where the carrier gas pipe CL1 and the vaporized gas pipe OL are connected ( OL) may be operatively coupled.
  • the above-described vaporization system further includes a gas pipe for purging (CL2) capable of providing a movement path of the carrier gas, and the gas pipe for purging (CL2) includes the first gas temperature booster 300 and the canister 10 .
  • a second mass flow controller is operatively connected to the vaporization gas pipe OL between (MFC2) 470 is operatively coupled, and in order to control the temperature of the purge gas moved through the purge gas pipe CL2, the purge gas pipe CL2 and the second gas temperature booster 370 may be operatively coupled.
  • the above-described vaporization system further includes a washing water pipe (SL) capable of providing a movement path of washing water, and the washing water pipe (SL) is disposed between the first gas temperature booster 300 and the canister 10 . It may be operatively connected to the vaporizing gas pipe OL.
  • a washing water pipe capable of providing a movement path of washing water
  • the first gas temperature booster 300 includes microtubules L201 and L203 through which vaporized gas can be moved, and a thermally conductive body portion 301 , and an inlet formed in the thermally conductive body portion 301 .
  • the vaporized gas flows in through the inlet, and the vaporized gas introduced into the inlet flows into the microtubules L201 and L203 and moves, and then is discharged to the high temperature mass flow controller 400 through the outlet formed in the thermally conductive body part 301 .
  • microtubules L201 and L203 are formed in the thermally conductive body portion 301, and the microtubules L201 and L203 include first and second microtubules, the first microtubule and the second The microtubules may be stacked up and down to communicate with each other.
  • the first gas temperature booster 300 sets the temperature T3 of the vaporized gas immediately before flowing into the high-temperature mass flow controller 400 to the internal temperature T4 of the high-temperature mass flow controller 400 . It may be to adjust the temperature of the vaporized gas introduced into the first gas temperature booster 300 to be equal to or higher than .
  • the degree of unsaturation of the vaporized gas immediately before flowing into the high temperature mass flow controller 400 is the same as the degree of unsaturation of the vaporized gas after flowing into the high temperature mass flow controller 400 . or higher, the temperature of the vaporized gas introduced into the first gas temperature booster 300 may be adjusted.
  • the temperature (T3) of the vaporized gas immediately before flowing into the high-temperature mass flow controller 400 is the internal temperature (T4) of the high-temperature mass flow controller 400 .
  • the temperature of the vaporized gas introduced into the first gas temperature booster 300 is adjusted to be lower, but the vaporized gas introduced into the high temperature mass flow controller 400 may not reach 100% saturation.
  • the above-described vaporization system further includes a control unit 200 capable of calculating the level of the solid precursor stored in the canister 10;
  • the canister 10 includes a first temperature sensor 111 and a second temperature sensor 112. Including, the first temperature sensor 111 and the second temperature sensor 112 are located inside the canister 10, are arranged to be spaced apart from each other in the vertical direction, the control unit 200, at the first time
  • the level of the solid precursor stored in the canister 10 may be calculated based on the difference between the first temperature measured by the first temperature sensor 111 and the second temperature measured by the second temperature sensor 112 have.
  • the first temperature sensor 111 and the second temperature sensor 112 measure the first temperature and the second temperature at a second time when an arbitrary time has elapsed from the first time
  • the control unit 200 determines whether the first temperature has dropped by more than a predetermined value from the first time to the second time, and the difference between the first temperature and the second temperature measured at the second time Based on the value, the level of the precursor may be calculated.
  • the canister 10 includes a first probe and a second probe positioned in the inner space of the canister 10, and the first probe is provided with a first temperature sensor for measuring the first temperature and a second temperature sensor for measuring a second temperature is provided in the second probe, and the first temperature sensor and the second temperature sensor are thermally separated and installed.
  • the vaporizing gas is neither liquefied nor solidified in the mass flow controller (MFC).
  • MFC mass flow controller
  • FIG. 1 is a view for explaining a vaporization system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining a vaporization system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view for explaining a vaporization system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a vaporization system according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining a vaporization system according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 to 10 are views for explaining a gas temperature booster according to an embodiment of the present invention.
  • 11 is a view for explaining the technical effects of the present invention.
  • FIG. 12 is a view for explaining a change in the state of the gas.
  • FIG. 13 is a view for explaining the experimental results of the temperature change inside the canister used in the present invention.
  • FIG. 14 is a view for explaining a canister of the precursor level measuring apparatus according to the first embodiment
  • 15 is a view for explaining a temperature change in the canister according to the precursor level in the canister of the precursor level measuring apparatus according to the first embodiment
  • 16 is a view for explaining a temperature change according to a decrease in the precursor in the canister of the precursor level measuring apparatus according to the first embodiment
  • 17 is a view for explaining a precursor level measuring method in the precursor level measuring apparatus according to the first embodiment
  • FIG. 18 is a view for explaining a precursor level bell measuring device in a canister of the precursor level measuring device according to the second embodiment
  • 19 is a view for explaining a change in the temperature inside the canister according to the decrease in the precursor in the canister of the precursor level measuring apparatus according to the second embodiment;
  • 20 is a view for explaining a precursor level measuring method in the precursor level measuring apparatus according to the second embodiment.
  • MFC mass flow controller
  • 'upstream' and 'downstream' are terms for indicating a location in a pipe ('line') through which a fluid flows, and that the component A is located upstream than the component B means that the fluid is the component A It means that at least some of the fluids that arrive first and reach the component A reach the component B. Also, that the component A is located downstream of the component B means that the fluid reaches the component B first, and at least some of the fluids that have reached the component B reach the component A.
  • a component (A) is 'operatively' coupled to another component (B) means that it is coupled to component (B) to perform the purpose or function of component (A). it means.
  • a 'valve' refers to a device capable of performing an operation to block the flow of a fluid or allow the flow of a fluid, and such a 'valve' operates on a certain component (eg, a pipe or an outlet)
  • a component eg, a pipe or an outlet
  • To be positively coupled means to be coupled to a pipe to block or allow the flow of fluid flowing along the component.
  • a component (C) and another component (D) are 'thermal' means that heat is transferred from the component (C) to the component (D), or the component (D) It means that heat is transferred from the to the component (C), or the component (C) and the component (D) are coupled so that heat exchange occurs with each other.
  • control unit controlling the temperature of the vaporized gas pipe, the gas temperature booster, or the mass flow controller (MFC) means a heater (not shown) thermally coupled to the vaporized gas pipe, thermally to the gas temperature booster. It is used to mean controlling the operation of a heater (not shown) coupled to a heater (not shown) or a heater (not shown) thermally coupled to a heater (not shown) thermally coupled to a mass flow controller (MFC).
  • MFC mass flow controller
  • 'vaporization' is used to mean that a liquid precursor (ie, a liquid source) is changed into a gas, and a solid precursor (ie, a solid source) is changed into a gas.
  • a vaporization system is a device for vaporizing a liquid source or a solid source and providing it to a processing facility.
  • the processing facility may be, for example, devices such as a chemical vapor deposition (CVD) device or a process chamber of a semiconductor processing equipment such as an ion implanter.
  • CVD chemical vapor deposition
  • the vaporization system includes a canister for storing a solid source or a liquid source, pipes for moving a carrier gas or purge gas to the canister, pipes for discharging a source vaporized by the carrier gas to the outside, the above-described pipe
  • a canister for storing a solid source or a liquid source
  • pipes for moving a carrier gas or purge gas to the canister
  • pipes for discharging a source vaporized by the carrier gas to the outside, the above-described pipe
  • Various valves for controlling the flow of fluid flowing in the fields a mass flow controller (MASS FLOW CONTROLLER: hereinafter, 'MFC') installed in the above-mentioned pipes, a mass flow meter (MASS FLOW METER: hereinafter, 'MFM'), and a control unit for controlling the operation of the valves.
  • 'MFC' mass flow controller
  • 'MFM' mass flow meter
  • the precursor (or 'source') may be a solid source or a liquid source, for example, molybdenum (Mo: molybdenum), boron (B: boron), phosphorous (P: phosphorous), copper (Cu) : copper), gallium (Ga:gallium), arsenic (As:arsenic), ruthenium (Ru: ruthenium), indium (In: indium), antimony (Sb: antimony), lanthanum (La: lanthanum), tantalum (Ta: tantalum), iridium (Ir: iridium), decaborane (B10H14: decaborane), hafnium tetrachloride (HfCL7: hafnium tetrachloride), zirconium tetrachloride (ZrCL7: zirconium tetrachloride), indium trichloride (InCl3: indium trichloride
  • FIG. 1 is a view for explaining a vaporization system (hereinafter, 'vaporization system') for a high-purity precursor according to a first embodiment of the present invention.
  • 'vaporization system' a vaporization system for a high-purity precursor according to a first embodiment of the present invention.
  • the vaporization system includes a canister 10 , a controller 200 , a first gas temperature booster 300 , a second gas temperature booster 350 , and a high temperature mass flow controller (MFC). ) (hereinafter, 'mass flow controller for high temperature') 400 , and a mixer 500 .
  • MFC mass flow controller
  • the vaporization system according to the first embodiment further includes a third gas temperature booster 370 , a first mass flow controller (MFC1) 450 , a second mass flow controller (MFC2) 470 , and a filter 50 .
  • MFC1 first mass flow controller
  • MFC2 second mass flow controller
  • filter 50 may include
  • the chamber 600 is shown additionally for the purpose of explanation of the present invention.
  • the canister 10 may store a precursor.
  • the canister 10 includes a sensor (not shown in FIG. 1) for measuring the level of the precursor stored by the canister 10, and the sensing result S1 of this sensor (not shown in FIG. 1) is the control unit 200 ) is provided to
  • the controller 200 may calculate the level of the precursor (also referred to as 'determination' or 'output') based on the sensing result S1 of the sensor (not shown in FIG. 1 ).
  • the calculated level may be externally displayed through a terminal device (not shown) or an alarm device (eg, monitor, or speaker) (not shown) provided by the manager (not shown).
  • At least two temperature sensors are disposed to be vertically spaced apart from each other.
  • the control unit 200, the solid precursor stored in the canister 10 based on the difference between the first temperature measured by the first temperature sensor at the first time and the second temperature measured by the second temperature sensor at the first time. level can be calculated.
  • the first temperature sensor and the second temperature sensor may measure the first temperature and the second temperature at a second time when an arbitrary time has elapsed from the first time, and the controller 200 controls the level of the solid precursor.
  • the level of the precursor can be calculated.
  • a heater 14 is thermally coupled to the canister 10 to vaporize the precursor.
  • the heater 14 thermally coupled to the vaporization gas pipe OL may be, for example, a heating device as disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2015-0017319 (hereinafter, 'Patent No. 319').
  • the content disclosed in 'Patent No. 319' is incorporated as a part of the present specification.
  • the controller 200 may also control the operation of the heater 140 ( S2 ) to adjust the internal temperature of the canister 10 to a predetermined temperature ( T1 ).
  • the mixer 500 has a configuration capable of mixing the vaporized gas and the carrier gas.
  • the mixer 500 for example, conventional mixers capable of mixing a fluid such as gas and/or liquid may be used.
  • a vaporized gas pipe (OL) (hereinafter also referred to as 'pipe (OL)') is operatively connected (or 'coupled') to the canister 10, and a first gas temperature booster 300 is connected to the pipe OL, A high temperature mass flow controller 400 and a mixer 500 are operatively connected.
  • the vaporized gas discharged from the canister 10 is a vaporized precursor stored in the canister 10 , and may be moved to the chamber 600 through the pipe OL.
  • the pipe OL also has a pressure sensor P1 for measuring the pressure of the vaporizing gas, valves V1 , V2, V3 for blocking or allowing the flow of the vaporizing gas, and a connector C1 operatively is connected with
  • the vaporized gas discharged from the canister 10 is passed through the valves V1, V2, and V3, the first gas temperature booster 300, the high temperature mass flow controller 400, and the mixer 500 to the chamber 600. is provided
  • a second gas temperature booster 350 , a first mass flow controller 450 , and a valve V7 are operatively coupled to the carrier gas pipe CL1 (hereinafter, also referred to as a 'pipe CL1 ').
  • the first mass flow controller 450 may control the amount of the carrier gas flowing through the pipe CL1
  • the second gas temperature booster 350 may control the temperature of the carrier gas flowing through the pipe CL1 .
  • the carrier gas pipe CL1 is operatively connected to the pipe OL.
  • the carrier gas flowing along the pipe CL1 may be combined with the vaporization gas flowing through the pipe OL1 .
  • the pipe CL1 is connected upstream of the mixer 500 , and the vaporized gas and the carrier gas may be uniformly mixed by the mixer 500 .
  • the pipe CL1 is connected to the pipe OL between the high temperature mass flow controller 400 and the mixer 500 .
  • a third gas temperature booster 370 , a second mass flow controller 470 , and a valve V4 are operatively coupled to the purge gas pipe CL2 (hereinafter, also referred to as a 'pipe CL2 '). .
  • the second mass flow controller 470 may adjust the amount of the purge gas flowing through the pipe CL2
  • the third gas temperature booster 370 may adjust the temperature of the purge gas.
  • the purge gas a gas widely used in a conventional vaporization system may be used.
  • a carrier gas may be used as a purge gas.
  • the pipe CL2 is operatively connected to the pipe OL. Accordingly, the purge gas flowing along the pipe CL2 flows into the pipe OL1.
  • the pipe CL2 may be operatively coupled upstream of the mixer 500 .
  • the pipe CL2 is connected to the pipe OL between the connector C1 and the valve V2.
  • a valve V5 is operatively coupled to the washing water pipe SL (hereinafter also referred to as a 'pipe SL').
  • the washing water flowing through the pipe SL is provided to the pipe OL.
  • the pipe SL is operatively connected to the pipe OL.
  • a material widely known in a conventional vaporization system eg, a solvent may be used.
  • the pipe SL may be connected downstream of a position where the purge gas pipe CL2 and the vaporized gas pipe OL are connected, preferably, the pipe between the valve V2 and the valve V3 ( OL) can be connected.
  • a valve V6 is operatively coupled to the discharge pipe WL (hereinafter also referred to as 'pipe WL').
  • the discharged water flowing through the pipe WL is discharged to the outside through the pipe WL only when the valve V6 is turned on.
  • the pipe WL may be connected upstream of the chamber 600 , preferably connected to the pipe OL between the mixer 500 and the chamber 600 .
  • the first gas temperature booster 300 is thermally coupled to the pipe OL in order to control the temperature of the vaporized gas moving through the pipe OL.
  • the first gas temperature booster 300 is provided with a heater (not shown), and the temperature of the vaporized gas passing through the first gas temperature booster 300 is controlled by the heater (not shown).
  • the controller 300 may control the temperature control operation of the first gas temperature booster 300 .
  • a detection result of a temperature sensor (not shown) operatively coupled to the inside and/or outside of the first gas temperature booster 300 may be provided to the control unit 300, and the control unit 300 based on the detection result
  • the temperature control operation of the first gas temperature booster 30 can be controlled.
  • a heater (not shown) is thermally coupled to the pipe OL and the high temperature mass flow controller 400 , and the controller 300 may control the operation of these heaters.
  • the first gas temperature booster 300 includes a pipe (fine pipe) having a small diameter and a sufficient length compared to the diameter.
  • the first gas temperature booster 300 may adjust the temperature of the vaporized gas moved through such a fine pipe to 'T3'.
  • the temperature 'T3' is less than or equal to 'Tmax'.
  • the configuration and operation of the second gas temperature booster 350 and the third gas temperature booster 370 may be the same as or similar to those of the first gas temperature booster 300 .
  • the high temperature mass flow controller 400 is operatively coupled to the pipe OL to measure and adjust the amount of vaporized gas moved through the pipe OL (hereinafter, also referred to as a 'flow control operation'). have.
  • a heater (not shown) is thermally coupled to the high temperature mass flow controller 400 . Under the control of the controller 200, the heater (not shown) controls the temperature of the vaporized gas flowing through the internal pipe of the high-temperature mass flow controller 400 (or the internal temperature of the high-temperature mass flow controller 400) to be 'T4'. Adjust.
  • 'T4' may be equal to or less than 'Tmax'.
  • a heater (not shown) thermally coupled to the high temperature mass flow controller 400 may be, for example, a device as disclosed in Patent No. 319 .
  • the first mass flow controller 450 is operatively coupled to the pipe CL1 to measure and adjust the amount of the carrier gas moved through the pipe CL1 .
  • the second mass flow controller 470 is operatively coupled to the pipe CL2 to measure and adjust the amount of the purge gas moved through the pipe CL2 .
  • the first gas temperature booster 300 is located between the high temperature mass flow controller 400 and the canister 10 . That is, the high temperature mass flow controller 400 is located downstream of the first gas temperature booster 300 .
  • the filter 50 is operatively coupled to the pipe OL to remove impurities contained in the vaporized gas flowing through the pipe OL.
  • the filter 50 may be located upstream of the first gas temperature booster 300 .
  • the filter 50 may be located in the pipe OL between the first gas temperature booster 300 and the canister 10 .
  • the filter 50 may be deformed so as to be positioned in the pipe OL between the connector C1 and the valve V1, and the position of the filter 50 may be changed in other embodiments below as well.
  • the temperature of the vaporized gas before the canister 10 is discharged to the outside is 'T1'
  • the vaporized gas immediately before flowing into the first gas temperature booster 300 is 'T2'
  • the temperature of the vaporized gas immediately before flowing into the high temperature mass flow controller 400 is the temperature of vaporized gas flowing in the pipe between
  • the maximum allowable temperature at which the high temperature mass flow controller 400 can operate normally is defined as 'Tmax'.
  • T1, T2, T3, T4, and Tmax may each represent a specific value or a predetermined range. It will be used in the same meaning in other embodiments below.
  • T1 80°C
  • T2 100°C
  • T3 120°C
  • T4 120°C
  • T1 130°C
  • T2 140°C
  • T3 150°C
  • T4 150°C
  • sections of the vaporizing gas pipe OL are arbitrarily divided.
  • the section from the connector C1 to immediately before the first gas temperature booster 300 is 'OL2'
  • the section where the first gas temperature booster 300 is mounted is 'L20'
  • the first gas temperature booster 300 is 'L20'.
  • the section immediately before the high temperature mass flow controller 400 is referred to as 'L23'
  • the section in which the high temperature mass flow controller 400 is mounted is referred to as 'L30'.
  • This division will be used in the same meaning in other embodiments.
  • a temperature sensor capable of detecting heat is coupled to the outside and/or inside of the first gas temperature booster 300 .
  • the control unit 200 controls the operation of a heater (not shown) thermally coupled to the first gas temperature booster 300 to control the first gas temperature booster 300 . It is possible to adjust the temperature of the vaporized gas passing through.
  • the first gas temperature booster 300 sets the temperature T3 of the vaporized gas immediately before flowing into the high temperature mass flow controller 400 to the internal temperature T4 of the high temperature mass flow controller 400 . ) may be equal to or higher than the temperature of the vaporized gas moved through the first gas temperature booster 300 .
  • the degree of unsaturation of the vaporized gas immediately before flowing into the high temperature mass flow controller 400 is of the vaporized gas after flowing into the high temperature mass flow controller 400 .
  • the temperature of the vaporized gas introduced into the first gas temperature booster 300 is adjusted so as to be equal to or higher than the degree of unsaturation.
  • the first gas temperature booster 300 will control the vaporization.
  • the temperature of the gas is based on the type of the precursor stored in the canister 10 , the maximum allowable temperature Tmax of the high temperature mass flow controller 400 , and/or the flow rate of the vaporized gas flowing in the vaporized gas pipe OL, etc. it has been decided
  • the saturation and unsaturation of the precursor can be described by the saturated vapor pressure of the precursor.
  • Saturated vapor pressure refers to the pressure at which a liquid/solid and its vapor in a closed container at a constant temperature are in dynamic equilibrium.
  • the saturated vapor pressure is determined by the temperature, and the time required for the precursor to reach the saturated vapor pressure varies depending on the characteristics of the precursor and the size of the sealed container (ie, the canister).
  • the pressure of the vaporized precursor may increase to a saturated vapor pressure P1 corresponding to 100° C.
  • the pipe OL (for example, the pipe between the first gas temperature booster 300 and the high temperature MFC 400) is configured so that the pressure can be increased to the vapor pressure P2 of 120 ° C in hardware.
  • the flow path of the pipe inside the high temperature mass flow controller 400 is very small, and therefore the pressure P3 of the pipe inside the high temperature mass flow controller (MFC) rises, and the degree of unsaturation is higher than the pressure P2 based on the same flow rate. can be lowered That is, the state condition is the pressure P2 ⁇ pressure P3 and the volume V2 > (V3).
  • the pressure P1 is the pressure inside the canister 10
  • the pressure P2 is the pressure of the pipe (eg, the pipe between the first gas temperature booster 300 and the high temperature MFC 400)
  • the pressure P3 is the pressure of the internal pipe of the high temperature mass flow controller (MFC) 400
  • the volume V2 is the volume of the pipe (eg, the pipe between the first gas temperature booster 300 and the high temperature MFC 400)
  • the volume V3 is the volume of the internal pipe of the high temperature mass flow controller (MFC) 400 .
  • FIG. 12 is a view for explaining a change in the state of the gas.
  • the MFC (400) inlet condition is formed somewhere on the C point or the temperature T curve in FIG. 12, and the MFC ( 400) has a configuration such that the temperature rises rapidly at the inlet.
  • the temperature T3 of the vaporized gas immediately before flowing into the high temperature mass flow controller 400 is the high temperature mass flow controller 400 .
  • the temperature of the vaporized gas introduced into the first gas temperature booster 300 is adjusted to be lower than the temperature T4, but the vaporized gas after flowing into the high temperature mass flow controller 400 does not reach 100% saturation.
  • the temperature T3 of the gas (vaporized gas just before flowing into the high temperature mass flow controller 400 ) is adjusted.
  • the temperature T3 of the vaporization gas is, for example, the type of the precursor stored in the canister 10 , the maximum allowable temperature Tmax of the high temperature mass flow controller 400 , and/or the vaporization gas flowing in the vaporization gas pipe OL. It may be determined based on the flow rate of the gas or the like.
  • the vaporization system according to the first embodiment may have a vaporization mode and a cleaning mode.
  • the vaporization mode is a mode in which the precursor stored in the canister 10 is supplied to the chamber 600 through the pipe OL, and the cleaning mode is the pipe OL and valves and components coupled to the pipe OL. This is a mode to clean them.
  • the valves V4, V5, and V6 are OFF, and the valves V1, V2, V3, and V7 are ON.
  • the precursor stored in the canister 10 is vaporized and moved to the chamber 600 through the pipe OL.
  • the vaporized gas moving through the pipe OL passes through the filter 50 , the first gas temperature booster 300 , and the high temperature MFC 400 , and is mixed with the carrier gas in the mixer 500 to the chamber 600 .
  • the carrier gas moves through the pipe CL1 and is provided to the pipe OL via the first mass flow controller 450 and the second gas temperature booster 350 .
  • the temperature of the carrier gas controlled by the second gas temperature booster 350 and the temperature of the vaporized gas controlled by the first gas temperature booster 300 are almost the same.
  • the controller 200 may calculate the level of the precursor based on the sensing result S1 of a sensor (not shown).
  • the calculated level may be externally displayed through a terminal device (not shown) or an alarm device (eg, monitor, or speaker) (not shown) provided by the manager (not shown).
  • the cleaning mode is a mode in which an operation of supplying washing water to the pipe OL is performed first, and then an operation of supplying a purge gas to the pipe OL is performed.
  • the valves V1 and V7 are OFF, and the valves V3, V5, and V6 are ON.
  • the valve V2 and the valve V4 may be ON or OFF.
  • valves V1, V5, and V7 are OFF, and the valves V2, V3, V4, and V6 are ON.
  • the amount of the purge gas moving through the pipe CL2 is controlled by the second mass flow controller 470 and is maintained at a predetermined temperature while passing through the third gas temperature booster 370 through the pipe OL.
  • the cleaning water and the purge gas supplied to the pipe OL pass through the first gas temperature booster 300 , the high temperature mass flow controller 400 , and the mixer 500 , and then pass through the discharge pipe WL. It can be discharged to the outside through
  • FIG. 2 is a view for explaining a vaporization system according to a second embodiment of the present invention.
  • the vaporization system according to the second embodiment also has a vaporization mode and a cleaning mode, and the vaporization mode is the same as the vaporization mode of the vaporization system according to the first embodiment.
  • the cleaning mode of the vaporization system according to the second embodiment differs only in the position where the cleaning water is provided to the vaporization gas pipe OL. That is, in the first embodiment, the washing water pipe (SL) is connected to the pipe (OL) between the valve (V2) and the first gas temperature booster 300, whereas in the second embodiment, the washing water pipe (SL) It is connected by the pipe OL between this valve V2 and the connector CL.
  • valves V1, V2, and V7 are in an ON state.
  • valves V5, V2, V6 are in an ON state
  • the valves V1 and V7 are in an OFF state
  • the valve V4 is It may be in an ON or OFF state.
  • the valves V4, V2, and V6 are in an ON state
  • the valves V1, V5, and V7 are in an OFF state.
  • FIG 3 is a view for explaining a vaporization system according to a third embodiment of the present invention.
  • the vaporization system according to the third embodiment also has a vaporization mode and a cleaning mode, and the vaporization mode is the same as the vaporization mode of the vaporization system according to the first embodiment.
  • the cleaning mode of the vaporization system according to the third embodiment differs only in that cleaning water is not provided to the vaporization gas pipe OL. That is, in the first embodiment, the washing water pipe SL is connected to the vaporization gas pipe OL, whereas in the third embodiment, the washing water pipe SL does not exist.
  • valves V4, V6 are OFF, and the valves V1, V2, V7 are ON.
  • the valves V1, V7 are OFF, and the valves V2, V4, V6 are ON.
  • FIG. 4 is a view for explaining a vaporization system according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the vaporization system according to the fourth embodiment also has a vaporization mode and a cleaning mode, and the vaporization mode is the same as the vaporization mode of the vaporization system according to the first embodiment.
  • the cleaning mode in the fourth embodiment is different from the cleaning mode in the first embodiment.
  • the washing water pipe SL is connected to the vaporization gas pipe OL, but in the fourth embodiment, the washing water pipe SL does not exist. That is, in the cleaning mode of the fourth embodiment, the washing water is not provided to the vaporized gas pipe OL, but only the purge gas is provided to the vaporized gas pipe OL.
  • the purge gas pipe CL2 is connected to the pipe OL between the connector C1 and the valve V2, whereas in the fourth embodiment, the purge gas pipe CL2 is connected to the valve ( V2) and the first gas temperature booster 300 is connected to the pipe OL. Accordingly, in the cleaning mode of the fourth embodiment, the purge gas is provided to the pipe OL between the valve V2 and the first gas temperature booster 300 .
  • valves V4, V6 are OFF, and the valves V1, V2, V7 are ON.
  • the valves V2 and V7 are OFF, and the valves V4 and V6 are ON.
  • FIG. 5 is a view for explaining a vaporization system according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the fifth embodiment also has a vaporization mode and a cleaning mode, and these modes are the same as the vaporization mode and cleaning mode of the first embodiment.
  • valves V1, V2, V3, and V7 are in an ON state.
  • the valves V5, V3, and V6 are in an ON state, the valves V1 and V7 are in an OFF state, and the valves V2 and V4 are in an OFF state.
  • the valves V2, V3, V4, and V6 are in an ON state, and the valves V1, V5, and V7 are in an OFF state.
  • FIGS. 6 to 10 are views for explaining a gas temperature booster according to an embodiment of the present invention.
  • 6 is a perspective view of a gas temperature booster according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a cross-sectional perspective view of a portion of the gas temperature booster of FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a cross-section (a plane cut in the Y direction along C2) of a portion of the gas temperature booster in FIGS. 6 and 7
  • FIG. 9 is a gas temperature booster in FIGS. 6 and 7 It is a cross-sectional view showing a cross-section (a surface cut along C3 in the Y direction)
  • FIG. 10 is a transparent exploded perspective view of the gas temperature booster of FIG. 7 .
  • the direction in which the fluid flows is indicated by arrows in FIGS. 8, 9, and 10 .
  • the gas temperature booster 300 to be described with reference to FIGS. 6 to 10 may be used as the gas temperature boosters 300 , 350 , 370 mentioned in various embodiments according to the present invention described above.
  • a heater for controlling the temperature of the gas temperature booster 300 is coupled to the outside of the gas temperature booster 300 .
  • the temperature inside the gas temperature booster 300 (the temperature of the vaporized gas moving through a 'fine tube' to be described later) is controlled by such a heater (not shown).
  • the gas temperature booster 300 is a thin pipe (hereinafter, 'fine tube') (L201, L203) of a length sufficient to be able to control the temperature while the vaporized gas is moved (L201, L203) (vaporized gas)
  • the pipe OL has a smaller diameter) and a thermally conductive body 301 .
  • the vaporized gas flows in through the inlet formed in the thermally conductive body 301, and the vaporized gas introduced into the inlet flows into and moves into the microtubules L201 and L203, and then moves through the outlet formed in the thermally conductive body 301. It is discharged to the high temperature mass flow controller 400 through the.
  • the diameters of the fine tubes L201 and L203 are smaller than a pipe between the gas temperature booster 300 and a component disposed upstream of the gas temperature booster 300 .
  • the diameters of the microtubes L201 and L203 are smaller than the diameters of the pipe OL between the canister 10 and the first gas temperature booster 300 .
  • the diameters of the fine tubes L201 and L203 are smaller than the diameter of the pipe OL between the gas temperature booster 300 and the filter 50 .
  • the length of the microtubules L201 and L203 may be, for example, longer than the length of the pipe between the gas temperature booster 300 and the canister 10 .
  • the microtubules L201 and L203 include a first microtubule L201 and a second microtubule L203, and the first microtubule L201 and the second microtubule L203 are stacked up and down to communicate with each other. have.
  • the first microtubule L201 may be positioned above the second microtubule L203 , or conversely, the first microtubule L201 may be positioned below the second microtubule L203 .
  • the microtubules L201 and L203 are generally arranged in a curved shape (eg, circular or oval).
  • the temperature of the vaporized gas flowing through the microtubules L201 and L203 may be controlled by a heater (not shown).
  • the length of the microtubules L201 and L203 of the gas temperature booster 300 is sufficiently long compared to the diameter (diameter of the microtubule), so that the temperature of the vaporized gas moving through the microtubule can be easily adjusted. .
  • the vaporized gas introduced into the inlet of the gas temperature booster 300 is discharged through the outlet after passing through the microtubules L201 and L203.
  • the microtubules L201 and L203 may have a stacked structure.
  • the first microtubule L201 has a structure positioned above the second microtubule L203, and the outlet L202 of the first microtubule L201 and the second microtubule L203
  • the inlets L204 communicate with each other.
  • the vaporized gas introduced into the inlet of the first microtube L201 moves through the first microtube L201 and passes through the outlet L202 of the first microtube L201 to the inlet of the second microtube L203 ( After being introduced into L204), it moves through the second microtubule L203 and is discharged through the outlet of the gas temperature booster 300 .
  • the first microtubule L201 and the second microtubule L203 are stacked up and down, and the first microtube L201 starts from the outside of the thermally conductive body part 301 .
  • the outlet L202 of the first micro-tube L201 and the inlet L204 of the second micro-tube L203 communicate with each other.
  • the first microtubule L201 rotates starting from the outer portion of the thermally conductive body portion 301 while rotating the thermally conductive body. It is configured to face the center of the part 301 , and the second microtubule L203 is configured to rotate from the center of the thermally conductive body part 301 to the outside of the thermally conductive body part 301 and to face while rotating. Other transformations may also be possible.
  • the first microtubule L201 starts from the center of the thermally conductive body 301 and rotates toward the outside of the thermally conductive body 301
  • the second microtubule L203 is Deformation is possible so that it is configured to rotate from the outer portion of the thermally conductive body portion 301 toward the center of the thermally conductive body portion 301 .
  • the outside of the first microtube L201 and the outside of the second microtube L203 are in communication with each other, and the inlet of the first microtube L201 and the inlet of the gas temperature booster 300 are in communication with each other.
  • the outlet of the second micro-tube (L203) will be in communication with the outlet of the gas temperature booster (300).
  • the gas temperature booster 300 described with reference to FIGS. 6 to 10 may be used as the gas temperature boosters 300 , 350 , 370 described with reference to FIGS. 1 to 5 .
  • the left graph of FIG. 11 shows the change of the vaporization amount according to the conventional system over time
  • the right graph of FIG. 11 shows the vaporization amount of the vaporization system according to an embodiment of the present invention over time. Comparing these graphs, it can be seen that compared to the conventional system, the embodiment according to the present invention provides an amount of vaporization significantly and stably.
  • a method for adjusting the temperature of a vaporized gas there is provided a method for adjusting the temperature of a vaporized gas.
  • a method for controlling the temperature of the vaporized gas using the vaporized gas system according to one or more embodiments of the present invention described with reference to FIGS. 1 to 12 will be exemplarily described.
  • the first gas temperature booster 300 may have, for example, the configuration described with reference to FIGS. 6 to 10 .
  • the degree of unsaturation of the vaporized gas immediately before the first gas temperature booster 300 flows into the high temperature mass flow controller 400 is equal to or higher than the degree of unsaturation of the vaporized gas after flowing into the high temperature mass flow controller 400, 1 It may include the step of adjusting the temperature of the vaporized gas introduced into the gas temperature booster (300).
  • the temperature of the vaporized gas immediately before flowing into the first gas temperature booster 300 (vaporized gas flowing in the pipe between the outlet 111 of the canister 10 and the first gas temperature booster 300) is set to 'T2' adjusting; and the degree of unsaturation of the vaporized gas immediately before the first gas temperature booster 300 flows into the high temperature mass flow controller 400 is equal to or higher than the degree of unsaturation of the vaporized gas after flowing into the high temperature mass flow controller 400, 1 It may include the step of adjusting the temperature of the vaporized gas introduced into the gas temperature booster (300).
  • the temperature (T3) of the vaporized gas immediately before flowing into the high temperature mass flow controller 400 is lower than the temperature (T4) inside the high temperature mass flow controller 400 first Adjusting the temperature of the vaporized gas introduced into the gas temperature booster 300, but adjusting the vaporized gas after flowing into the high temperature mass flow controller 400 so that the saturation does not reach 100%; may include.
  • the temperature of the vaporized gas immediately before flowing into the first gas temperature booster 300 (vaporized gas flowing in the pipe between the outlet 111 of the canister 10 and the first gas temperature booster 300) is set to 'T2' adjusting; And the first gas temperature booster 300, the temperature (T3) of the vaporized gas immediately before flowing into the high temperature mass flow controller 400 is lower than the temperature (T4) inside the high temperature mass flow controller 400 first Adjusting the temperature of the vaporized gas introduced into the gas temperature booster 300, but adjusting the vaporized gas after flowing into the high temperature mass flow controller 400 so that the saturation does not reach 100%; may include.
  • the above-described method of adjusting the temperature of the vaporized gas may be performed by the embodiments described with reference to FIGS. 1 to 11 .
  • it may be performed by the control unit 200 .
  • FIG. 13 is a view for explaining an experimental result of a change in temperature inside the canister 10, and FIGS. 13 (a) and 13 (c) show that the precursor is at the first level L1 and the second level inside the canister 10, respectively.
  • a state located at the level L2 is schematically illustrated.
  • at least one temperature sensor 20 is installed in the canister 10 at a predetermined height.
  • 13 (a) and 13 (c) include five temperature sensors 20 installed with different heights from each other, but all temperature sensors 20 have different heights on one common probe 30 Assume it is installed 13 (b) and 13 (d) show the temperature measured by each temperature sensor 20 when the precursor is in the state of FIGS. 13 (a) and 13 (c), respectively, the horizontal axis is time and the vertical axis is The temperature is indicated, and the five graphs mean measured temperatures respectively measured by the five temperature sensors 20 .
  • some of the temperature sensor 20 is located in the precursor and some are located outside.
  • the precursor is sublimated (or vaporized) into a gas to supply the precursor to the chamber, but the heat of sublimation (or heat of vaporization) is lost inside the precursor, and the temperature drops, but the region without the precursor is the heat of sublimation (or heat of vaporization). Since there is little or no effect, the temperature does not change or shows only a slight increase or decrease in temperature.
  • heat transfer occurs between the temperature sensors 20, and accordingly, the temperature sensor 20 located outside the precursor region. (that is, the upper three temperature sensors in FIG. 13(a)) also have an effect of the temperature drop due to the heat of sublimation (or heat of vaporization).
  • each temperature sensor 20 when a plurality of temperature sensors are installed in one probe 30, it can be seen that accurate temperature measurement cannot be performed because the entire temperature sensor of the probe is affected by heat transfer. Therefore, when a plurality of temperature sensors 20 are installed inside the canister 10, it is desirable to design each temperature sensor 20 to be thermally independent from each other, that is, not to be thermally affected by each other. For example, it may be preferable to install each temperature sensor 20 to each probe 30 one by one. Of course, if the probe 30 is designed so that each temperature sensor 20 is thermally independent, it may be okay to install a plurality of temperature sensors 20 in one common probe 30 .
  • the surface (level) of the precursor is located below the entire temperature sensor 20 . Therefore, all the temperature sensors 20 are hardly affected by the temperature change due to sublimation or vaporization of the precursor, and as shown in the graph of FIG. It can be seen that there is almost no change in the temperature measured by the temperature sensor 20 after starting to be supplied to the facility).
  • the present invention is a level measuring device for measuring the level (height) of the precursor based on the temperature measurement inside the canister, using the above-described principle of temperature change due to sublimation or vaporization of the precursor in the canister 10 . and a method for measuring the precursor level will be described.
  • the 'precursor level measuring device' refers to a configuration including at least the probe 100 installed inside the canister 10 and provided with at least one temperature sensor and the controller 200 . Meanwhile, the term 'precursor level measuring device' also refers to a configuration that further includes the canister 10 .
  • FIG. 14 is a view for explaining a precursor level measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various components described with reference to FIGS. 1 to 10 are omitted in FIG. 14 in order not to obscure the gist of the present invention.
  • the canister 10 has a space for accommodating the precursor therein and may include an outlet 12 for supplying the precursor stored inside the canister 10 to the outside.
  • the outlet 12 is operatively connected to the pipe OL so that the vaporized gas discharged through the outlet 12 moves to the pipe OL.
  • the precursor may be sublimed (in the case of a solid) inside the canister 10 and supplied to the pipe OL in the form of a gas.
  • the canister 10 includes a temperature sensor 111 and a probe 100 extending toward the inner space.
  • the temperature sensor 111 may be implemented as a known temperature sensor, such as a thermocouple. Although one temperature sensor 111 is illustrated in the embodiment shown in FIG. 14 , one or more temperature sensors may be installed according to a specific embodiment of the present invention. The effect can be prevented by heat transfer between the livers. However, if the temperature sensors are designed to be thermally independent of each other, that is, not affected by temperature, one probe 100 may be used as a matter of course.
  • the probe 100 has an empty space therein and may be made of, for example, stainless steel.
  • the wire of the temperature sensor 111 may be connected upward through the inner space of the probe 100 to be connected to the control unit 200 , and thus the temperature measurement value measured by the temperature sensor 111 may be transmitted to the control unit 200 . have.
  • the installation position of the probe 100 may vary according to specific embodiments. It will also be understood that, in an alternative embodiment, the temperature sensor 111 may be installed on the inner sidewall of the canister 10 and the probe 100 may be omitted in this case.
  • the probe 100 is coupled to and fixed to the canister 10 by a bonding method such as welding.
  • the probe 100 is, for example, a VCR fitting (Vacuum Coupling Radiation fitting), a VCO fitting (Vacuum Coupling O-ring fitting), a UPG fitting (Universal Pipe Gasket fitting), and a known fitting method such as a lock fitting (LOK fitting). It may be fastened to the canister 10 using a single fitting connector according to .
  • the control unit 200 may calculate the level (surface or water level) of the precursor stored in the canister 10 based on the temperature measurement value received from the temperature sensor 111 . have.
  • the control unit 200 measures the temperature at the first time point (first temperature) and the temperature at the second time point (second temperature) of the temperature sensor 111, respectively, and then the temperature difference between the first temperature and the second temperature
  • the level of the precursor may be calculated by calculating the value ⁇ T and comparing the difference value with a preset threshold value.
  • FIG. 15 is a view for explaining a change in the temperature inside the canister according to the precursor level in the canister of the precursor level measuring apparatus according to the first embodiment, and FIG. 15(b) shows a state in a high position, and as the precursor continues to be consumed in the state of FIG.
  • the level L1 of the precursor is at a higher position than the temperature sensor 111 as shown in FIG. That is, as schematically shown in FIG. 15( b ), from the time point (ta) of starting the process, the temperature inside the precursor gradually decreases as the precursor sublimes, and the temperature decreases until the second time point (tb), and then at an approximately constant temperature.
  • the temperature sensor 111 measures the temperature (first temperature) near the process start time ta, that is, the process start time, immediately before or immediately after, and then measures the temperature (second temperature) at any time thereafter. After that, when a temperature difference between the first temperature and the second temperature occurs and the temperature difference value is greater than a preset threshold value, the same state as in FIG. can be judged to be in In this case, the “threshold value” may vary depending on the type and storage amount of the precursor, the capacity and internal temperature of the canister, the external supply rate of the precursor, etc., and may be preset by experiments or theoretical calculations.
  • the temperature range indicated by “R” in FIG. 15(b) may mean an error range of the temperature (the first temperature) at the start time of the process.
  • the first temperature fluctuates within the temperature range set by R, it can be assumed that the change is not caused by the sublimation heat of the precursor but for other reasons such as a measurement error of the temperature sensor itself.
  • the lower limit of the temperature range R may serve as the “threshold” in an alternative embodiment. For example, when the temperature measured by the temperature sensor 111 gradually falls from the first temperature and falls below the lower limit of the temperature range R, the control unit 200 determines that the level of the precursor is higher than the temperature sensor 111 . can do.
  • the level L2 of the precursor decreases below the temperature sensor 111 as shown in FIG. 15(c) as the precursor is consumed in the state of FIG. 15(a), in this case, even if sublimation occurs inside the precursor, the precursor There is little thermal effect on the external temperature sensor 111 . That is, as shown in FIG. 15( d ), the temperature is almost constant even after the start of the process or the temperature is maintained within the temperature range (R).
  • the temperature sensor 111 measures the temperature (first temperature) near the process start time point ta, that is, the process start time point, immediately before or after, and the temperature (second temperature) after an arbitrary time elapses thereafter. After measuring , when the temperature difference between the first temperature and the second temperature is less than or equal to a preset threshold, it is determined that the state as shown in FIG. 15(c), that is, the level of the precursor is lower than the temperature sensor 111 can
  • 16 is a temperature graph for explaining a temperature change according to a decrease in the precursor level in the precursor level measuring apparatus according to the first embodiment, in which the precursor level decreases from the state of FIG. 15(a) to the state of FIG. 15(c); A case in which the temperature sensor 111 continuously measures the temperature is schematically illustrated.
  • the precursor starts to sublime from the process start time ta, and the temperature inside the precursor gradually decreases, and a substantially constant temperature is maintained from the time point tb when a predetermined time elapses.
  • the temperature sensor 111 measures The temperature gradually increases, and when the precursor level completely falls below the temperature sensor 111 at time td, as shown in FIG. The temperature rise stops and the temperature is maintained again. Therefore, if the temperature sensor 111 measures the temperature at a certain period and the temperature change changes as shown in the graph shown in FIG.
  • the precursor level is higher than the temperature sensor 111 until the first section P1, and the second It can be determined that the precursor level has come down to the position of the temperature sensor 111 in the second section P2 , and that the precursor level is lower than the temperature sensor 111 in the third section P3 .
  • the temperature sensor 111 measures the first temperature at the process start time ta.
  • the measurement time of the first temperature may be the process start time ta (ie, the time when the precursor starts to sublimate), or it may be measured within a predetermined time range before or after the time ta.
  • the temperature sensor 111 may measure the second temperature at a predetermined time period ( S120 ).
  • the control unit 200 calculates a temperature difference ⁇ T between the first temperature and the second temperature (S130), and based on the calculation result, The level is output (S140). For example, when the temperature difference between the first temperature and the second temperature is greater than a preset threshold, it is determined that the level of the precursor is higher than the temperature sensor 111 as shown in FIG. 15( a ), and the temperature When the difference is equal to or less than the threshold value, it may be determined that the level of the precursor is at a lower position than that of the temperature sensor 111 as shown in FIG. 15( c ).
  • the method may further include the step of notifying the manager of the current level of the precursor or the replacement time of the canister.
  • FIG. 18 is a view for explaining a precursor level measuring apparatus according to the second embodiment
  • FIG. 19 is a view schematically showing a change in the temperature inside the canister according to the decrease in the precursor in the second embodiment.
  • the canister 10 includes a first temperature sensor 111 and a second temperature sensor 112 .
  • the first temperature sensor 111 and the second temperature sensor 112 are disposed to be spaced apart from each other in a vertical direction (eg, a direction of gravity). Therefore, the first temperature sensor 111 measures the temperature of the first point inside the canister 10, and the second temperature sensor 112 measures the temperature of the second point spaced down a predetermined distance L from the first point. can be measured.
  • the separation distance L between the first point and the second point may vary according to specific embodiments, and may be, for example, several mm to several cm.
  • the upward direction may be a direction away from the earth, and the downward direction may be a direction approaching the earth.
  • FIG. 18(a) shows that the level of the precursor is higher than the two temperature sensors 111 and 112, and the level of the precursor gradually decreases from FIG. 18(b) to FIG. 18(c). That is, in FIG. 18 ( b ), the precursor level is located between the first temperature sensor 111 and the second temperature sensor 112 , and FIG. 18 ( c ) shows a state in which the precursor level is lowered below the second temperature sensor 112 . each is indicated.
  • FIG. 19 (a) shows the measurement temperature T1 of the first temperature sensor 111 and the measurement of the second temperature sensor 112 while the precursor level is gradually decreased from the state of FIG. 18 (a) to 18 (c).
  • a temperature T2 is schematically illustrated, and FIG. 19( b ) shows a temperature difference value ⁇ T between the first temperature T1 and the second temperature T2 .
  • the precursor starts to sublime from the process start time ta, the temperature inside the precursor gradually decreases, and a predetermined time elapses ( From tb), the approximately constant temperature is maintained.
  • the precursor is gradually consumed and the precursor level reaches the same height as the first temperature sensor 111 at time tc, the influence of the sublimation heat on the first temperature sensor 111 is gradually reduced and the temperature of the first temperature sensor 111 is reduced.
  • the measurement temperature T1 rises.
  • time td when the precursor level completely goes down below the first temperature sensor 111 as shown in FIG. 18(b), the sublimation of the precursor has little thermal effect on the first temperature sensor 111. The temperature rise stops and the temperature is maintained again.
  • the temperature difference ⁇ T between the first temperature T1 and the second temperature T2 described above appears as shown in FIG. 19( b ). That is, there is little difference in the first section P1 and the difference gradually increases in the second section P2 to maintain the increased value in the third section P3, and then decreases again in the section P4 to reach the fifth In the section P5, there is almost no difference. Accordingly, the controller 200 determines that the precursor level is higher than the first temperature sensor 111 until the first section P1 based on the temperature difference value ⁇ T, and the precursor level is the temperature in the second section P2.
  • the precursor level is located between the temperature sensor 111 and the second temperature sensor 112 in the third section P3, and the precursor level is the second temperature in the fourth section P4. It has come down to the sensor 112 and it can be determined that it has descended lower than the second temperature sensor 112 in the fifth section P5.
  • first temperature T1 and the second temperature T2 may have the same value.
  • the precursor level when calculating the precursor level according to the temperature difference value ⁇ T, the precursor level may be calculated by comparing the temperature difference value ⁇ T with a preset threshold value. For example, if the temperature difference value ( ⁇ T) is greater than a preset first threshold value, it can be determined that the precursor level is located between the height of the first temperature sensor 111 and the height of the second temperature sensor 112, , when the temperature difference value ⁇ T is less than or equal to a preset second threshold value, it may be calculated that the precursor level is higher than the first temperature sensor 111 or lower than the second temperature sensor 112 .
  • the first threshold value and the second threshold value may be the same or different values.
  • the precursor level is higher than the first point or lower than the second point, in which case the precursor level is the level of the first temperature sensor 111 . Whether it is higher than the height or lower than the height of the second temperature sensor 112 can be known through additional measurement.
  • the surface of the precursor is formed in the first section (P1), that is, when it is determined that the state is higher than the first point, and the temperature difference value ( ⁇ T) is below the threshold value, but the first temperature (T1) and the second temperature (T2) are greater than the reference value, the second precursor It may be determined that the surface is lower than the second point.
  • the first temperature (T1) and the second temperature (T2) are measured The steps are respectively executed at the first time and at a second time after an arbitrary time thereafter, and when the first temperature from the first time to the second time falls by a predetermined value or more, the temperature difference value (measured at the second time When the difference value between the first temperature and the second temperature) is less than or equal to a preset threshold, it may be determined that the surface of the precursor is higher than the first point.
  • the “first time” may be a time before supplying the precursor to the outside or when starting the supply, but is not limited thereto.
  • the step of measuring the first temperature and the second temperature is performed at the first time and at a second time after an arbitrary time thereafter, the first temperature does not fall by more than a predetermined value from the first time to the second time , when the temperature difference value is less than or equal to a preset threshold value, it may be determined that the surface of the precursor is lower than the second point.
  • 19 is a view for explaining an exemplary precursor level measuring method in the precursor level measuring apparatus according to the second embodiment.
  • the first temperature sensor 111 and the second temperature sensor 112 each measure a temperature at the same time (S210), and then the controller 200 controls the two temperatures
  • the temperature difference value ⁇ T of the sensor is calculated (S220), and the level of the precursor is output based on the calculation result (S230). For example, in step S230 , if the temperature difference value ⁇ T is smaller than the first reference value, it is determined that the level of the precursor is higher than the first temperature sensor 111 as shown in FIG. 18( a ), and the temperature difference When the value ⁇ T is equal to or greater than the first reference value, it may be determined that the level of the precursor has decreased to the height of the first temperature sensor 111 .
  • the precursor level is positioned between the first temperature sensor 111 and the second temperature sensor 112 as shown in FIG. 18( b ).
  • the temperature of the first temperature sensor 111 and the second temperature sensor 112 can be measured, respectively (S210), and the temperature difference value ( ⁇ T) of the measured temperature is calculated (S220), based on the calculation result to output the level of the precursor (S230).
  • one control unit 200 can perform both the operation of measuring the precursor level and the method of controlling the temperature of the vaporized gas, but this is exemplary and may be modified.
  • a control unit that performs an operation of measuring the precursor level and a control unit that performs a method of adjusting the temperature of the vaporized gas may be physically separately configured.

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Abstract

일 실시예에 따르면, 기화 가스 배관(OL)을 통해서 이동되는 기화 가스의 양을 측정하고 조절하기 위해 기화 가스 배관(OL)과 동작적으로 결합된 고온 질량유량제어기(400); 및 기화 가스 배관(OL)을 통해서 이동되는 기화 가스의 온도를 조절하기 위해서, 기화 가스 배관(OL)과 열적으로 결합된 제1 가스온도부스터(300);를 포함하며, 제1 가스온도부스터(300)는 고온 질량유량제어기(400)와 캐니스터(10)와의 사이의 배관에 위치된 것인, 고순도 전구체를 위한 기화 시스템이 개시된다.

Description

고순도 전구체를 위한 기화 시스템
본 발명은 고순도 전구체를 위한 기화 시스템에 관한 것이다.
[과제고유번호] 1415168352
[과제번호] 20202010100010
[부처명] 산업통상자원부
[과제관리(전문)기관명] 한국에너지기술평가원
[연구사업명] 산업기술혁신사업[에너지기술개발사업]
[연구과제명] PFC 가스 대체용 Fluoro-ether 및 Fluoro-alcohol 계열 Precursor를 이용한 식각공정 기술 개발
[기여율] 1/1
[과제수행기관명] (주)지오엘리먼트
[연구기간] 2017.05.01 ~ 2021.12.31
반도체, 디스플레이, 발광다이오드 등 전자재료의 제조 공정에 있어서 필수적인 박막을 입히는 화학기상장치(CVD)나 원자층 증착장치(ALD) 등과 같은 처리 설비에 사용되는 각종 원료(소스)는 가스, 액체, 또는 고체의 형태로 공급된다.
가스의 형태를 가진 원료의 경우는 압력을 조절하여 일정량을 공급할 수 있는 방법으로 사용되지만 액체나 고체 소스(이하, '전구체'라고도 함)의 경우에는 자체적인 압력이 매우 낮기 때문에 대부분 캐니스터라는 앰플에 담아서, 캐리어 가스(불활성 가스)를 이용한 버블링이나 가열을 통한 증기 발생을 통해서 기화를 시킨 이후에 반응 챔버로 공급하는 방법을 사용하고 있다.
캐니스터에 원료를 넣은 후 일정량씩 기화시켜 사용하는 방법에 대하여 다양한 기술들이 공지되어 있고, 예를 들면, 고체 원료를 기화 시키는 종래 기술의 하나로서 한국특허 공개공보 제10-2010-0137016호(2010. 12. 29)("기화기, 기화기 사용 방법, 기화 장치 사용 방법, 용기, 기화기 유닛 및 반도체 프로세스 챔버용 증기 발생 방법")나 미국특허등록공보 US6,296,025(2001. 10. 2)("Chemical Delivery system having purge system utilizing multiple purge techniques")에 개시된 기술들이 있다.
캐니스터에 저장된 액상 또는 고상의 전구체는 기화 또는 승화 과정에서 기화열 또는 승화열로 인해서 빼앗기는 열의 빠른 회복이 필요하고, 열의 회복이 이루어지지 않을 경우 사용시간이 길어질수록, 전구체의 기화열 또는 승화열이 클수록 일정한 기화량을 기대하기가 어렵다. 종래에, 이를 해결하기 위해서, 질량유량제어기(MFC)를 이용해서 기화 가스의 양을 제어하고 있지만, 질량유량제어기(MFC)의 내부에서 기화 가스가 액화 또는 응결되는 현상이 발생되어, 여전히 기화량을 일정하게 유지하기가 어려운 상태이다.
한편, 종래 고체 전구체의 잔량을 측정하기 위한 기술로서 저울을 사용하여 전구체의 무게를 측정하고 있는데, 이러한 기술은 온도 변화 등과 같은 작업 조건에 따라서 측정의 정확도를 담보할 수 없는 문제가 발생한다.
일 실시예에 따르면, 넓은 가용 온도 범위를 가지는 고순도 전구체를 위한 기화 시스템과 기화 가스의 온도를 조절하는 방법이 제공된다.
일 실시예에 따르면, 고체 전구체의 레벨을 측정할 수 있는 측정할 수 있는 전구체 레벨 측정 장치와 방법 및, 이를 이용한 기화 시스템이 제공된다.
일 실시예에 따르면, 전구체를 저장할 수 있는 캐니스터(10); 캐니스터(10)로부터 배출되는 기화 가스가 이동될 수 있는 경로(path)를 제공하는 기화 가스 배관(OL); 기화 가스 배관(OL)을 통해서 이동되는 기화 가스의 양을 측정하고 조절하기 위해 기화 가스 배관(OL)과 동작적으로 결합된 고온 질량유량제어기(400); 기화 가스 배관(OL)을 통해서 이동되는 기화 가스의 온도를 조절하기 위해서, 기화 가스 배관(OL)과 열적으로 결합된 제1 가스온도부스터(300); 캐리어 가스가 이동될 수 있는 경로(path)를 제공하며, 기화 가스 배관(OL)과 동작적으로 연결되는 캐리어 가스 배관(CL1); 캐리어 가스 배관(CL1)을 통해서 이동되는 캐리어 가스의 양을 측정하고 조절하기 위해 캐리어 가스 배관(CL1)과 동작적으로 결합된 제1 질량유량제어기(MFC1)(450); 및 캐리어 가스 배관(CL1)을 통해서 이동되는 캐리어 가스의 온도를 조절하기 위해서, 캐리어 가스 배관(CL1)과 열적으로 결합된 제2 가스온도부스터(350); 를 포함하고, 제1 가스온도부스터(300)는 고온 질량유량제어기(400)와 캐니스터(10)와의 사이의 배관에 위치된 것인, 고순도 전구체를 위한 기화 시스템이 개시된다.
상술한 기화 시스템은 기화 가스와 캐리어 가스를 혼합하기 위한 믹서(500);를 더 포함하며, 믹서(500)는 캐리어 가스 배관(CL1)과 기화 가스 배관(OL)이 연결된 지점의 하류의 배관(OL)에 동작적으로 결합된 것일 수 있다.
상술한 기화 시스템은 캐리어 가스의 이동 경로를 제공할 수 있는 퍼지용 가스 배관(CL2);를 더 포함하고, 퍼지용 가스 배관(CL2)은 제1 가스온도부스터(300)와 캐니스터(10)의 사이의 기화 가스 배관(OL)에 동작적으로 연결되며, 퍼지용 가스 배관(CL2)을 통해서 이동하는 퍼지용 가스의 양을 측정하고 조절하기 위해 퍼지용 가스 배관(CL2)에 제2 질량유량제어기(MFC2)(470)가 동작적으로 결합되어 있고, 또한, 퍼지용 가스 배관(CL2)을 통해서 이동되는 퍼지용 가스의 온도를 조절하기 위해서, 퍼지용 가스 배관(CL2)과 제2 가스온도부스터(370)가 동작적으로 결합되어 있을 수 있다.
상술한 기화 시스템은 세정수의 이동 경로를 제공할 수 있는 세정수 배관(SL);을 더 포함하며, 세정수 배관(SL)은 제1 가스온도부스터(300)와 캐니스터(10)의 사이의 기화 가스 배관(OL)에 동작적으로 연결되어 있는 것일 수 있다.
상술한 기화 시스템은 제1 가스온도부스터(300)는 기화 가스가 이동될 수 있는 미세관(L201, L203)과 열전도성 바디부(301)를 포함하며, 열전도성 바디부(301)에 형성된 입구를 통해서 기화 가스가 유입되고, 입구로 유입된 기화 가스는 미세관(L201, L203)으로 유입되어 이동된 후, 열전도성 바디부(301)에 형성된 출구를 통해서 고온 질량유량제어기(400)로 배출하며, 미세관(L201, L203)은 열전도성 바디부(301)에 형성되어 있고, 미세관(L201, L203)은 제1미세관과 제2미세관을 포함하되, 제1미세관과 제2미세관은 상하로 적층되어 서로 연통되어 있는 것일 수 있다.
상술한 기화 시스템에서, 제1 가스온도부스터(300)는, 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 온도(T3)를 고온 질량유량제어기(400)의 내부의 온도(T4)와 같거나 더 높도록 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절하는것 일 수 있다.
상술한 기화 시스템에서, 제1 가스온도부스터(300)는, 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 불포화도가 고온 질량유량제어기(400)로 유입된 후의 기화 가스의 불포화도와 같거나 더 높도록, 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절하는 것일 수 있다.
상술한 기화 시스템에서, 제1 가스온도부스터(300)는, 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 온도(T3)가 고온 질량유량제어기(400)의 내부의 온도(T4)보다 낮도록 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절하되, 고온 질량유량제어기(400)로 유입된 후의 기화 가스가 포화도가 100%에 도달되지 않도록 하는 것일 수 있다.
상술한 기화 시스템은 캐니스터(10)에 저장된 고체 전구체의 레벨을 산출할 수 있는 제어부(200);를 더 포함하며, 캐니스터(10)는 제1 온도센서(111)와 제2 온도센서(112)를 포함하며, 제1 온도센서(111)와 제2 온도 센서(112)는 캐니스터(10)의 내부에 위치하되, 수직 방향으로 서로 이격되어 배치되어 있고, 제어부(200)는, 제1 시각에 제1 온도센서(111)가 측정한 제1 온도와 제2 온도센서(112)가 측정한 제2 온도의 차이값에 기초하여 캐니스터(10)에 저장된 고체 전구체의 레벨을 산출할 수 있는 것일 수 있다.
상술한 기화 시스템에서, 제1 온도센서(111)와 제2 온도 센서(112)는, 제1 시각으로부터 임의의 시간이 경과된 제2 시각에 제1 온도와 제2 온도를 측정하며,
제어부(200)는 상기 고체 전구체의 레벨을 산출할 때, 제1 시각에서 제2 시각까지 제1 온도가 소정값 이상 하강했는지 여부와, 제2 시각에 측정된 제1 온도와 제2 온도의 차이값에 기초하여, 상기 전구체의 레벨을 산출하는 것일 수 있다.
상술한 기화 시스템에서, 캐니스터(10)는, 캐니스터(10)의 내부 공간에 위치된 제1 프로브 및 제2 프로브를 포함하고, 제1 프로브에 제1 온도를 측정하기 위한 제1 온도센서가 구비되고 제2 프로브에 제2 온도를 측정하기 위한 제2 온도센서가 구비되며, 상기 제1 온도센서와 제2 온도센서가 열적으로 분리되어 설치된 것일 수 있다.
하나 이상의 실시예에 따르면, 질량유량제어기(MFC)에서 기화 가스가 액화되거나 응고되지 않게 된다. 또한, 질량유량제어기(MFC)의 온도에 따른 측정값 보상이 필요없게 되어 측정값의 정확도와 신뢰도가 향상될 것으로 기대한다.
하나 이상의 실시예에 따르면, 온도 변화 등과 같은 작업 환경에 영향을 받지 않으면서 캐니스터에 저장된 고체 전구체의 잔량을 정확하게 측정할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기화 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기화 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기화 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기화 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 기화 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스온도부스터를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11은 본 발명의 기술적인 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 기체의 상태 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명에 사용되는 캐니스터 내부의 온도 변화의 실험결과를 설명하는 도면,
도 14는 제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치의 캐니스터를 설명하는 도면,
도 15는 제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치의 캐니스터에서 전구체 레벨에 따른 캐니스터 내부 온도 변화를 설명하는 도면,
도 16은 제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치의 캐니스터에서 전구체 감소에 따른 온도 변화를 설명하는 도면,
도 17은 제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치에서의 전구체 레벨 측정 방법을 설명하는 도면,
도 18은 제2 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치의 캐니스터에서 전구체 레벨 벨 측정 장치를 설명하는 도면,
도 19는 제2 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치의 캐니스터에서 전구체 감소에 따른 캐니스터 내부 온도 변화를 설명하는 도면,
도 20은 제2 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치에서의 전구체 레벨 측정 방법을 설명하는 도면이다.
[부호의 설명]
10: 캐니스터 100: 온도측정용 프로브
110: 온도센서 모듈 111,112: 온도센서
200: 제어부 300, 350, 370: 가스온도부스터
301: 열전도성 바디부
400, 450, 470: 질량유량제어기(MFC) 50: 필터
OL: 기화 가스 배관 CL1: 캐리어 가스 배관
CL2: 퍼지용 가스 배관 SL: 세정수 배관
WL: 웨이스트 배관 100: 온도측정용 프로브
110: 온도센서 모듈 111,112: 온도센서
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
본 명세서의 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장되거나 축소된 것이다.
본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
용어의 정의
본원 명세서에서, '상류'와 '하류'는 유체가 흐르는 배관('라인')에서의 위치를 나타내기 위한 용어들로서, 구성요소 A가 구성요소 B보다 상류에 위치한다고 함은 유체가 구성요소 A에 먼저 도달하고 구성요소 A에 도달한 유체 중 적어도 일부의 유체가 구성요소 B에 도달하는 것을 의미한다. 또한, 구성요소 A가 구성요소 B보다 하류에 위치한다고 함은 유체가 구성요소 B에 먼저 도달하고 구성요소 B에 도달한 유체 중 적어도 일부의 유체가 구성요소 A에 도달하는 것을 의미한다.
본원 명세서에서, 어떤 구성요소(A)가 다른 구성요소(B)에 '동작적'으로 결합되어 있다고 함은, 구성요소(A)의 목적이나 기능을 수행하도록 구성요소(B)에 결합된 것을 의미한다.
본원 명세서에서, '밸브'는 유체의 흐름을 차단하거나 유체의 흐름을 허용하는 동작을 수행할 수 있는 디바이스를 의미하며, 이러한 '밸브'가 어떤 구성요소(예를 들면, 배관 또는 배출구)에 동작적으로 결합되어 있다고 함은 그 구성요소를 따라 흐르는 유체의 흐름을 차단 또는 허용하도록 배관에 결합되어 있는 것을 의미한다.
본원 명세서에서, 어떤 구성요소(C)와 다른 구성요소(D)가 '열적'으로 결합되어 있다고 함은, 구성요소(C)에서 구성요소(D)로 열이 이동되거나, 구성요소(D)에서 구성요소(C)로 열이 이동되거나, 또는 구성요소(C)와 구성요소(D)가 서로 열교환이 일어나도록 결합된 것을 의미한다.
본원 명세서에서, 제어부가, 기화 가스 배관, 가스온도부스터, 또는 질량유량제어기(MFC)의 온도를 조절한다고 함은, 기화 가스 배관에 열적으로 결합된 히터(미 도시), 가스온도부스터에 열적으로 결합된 히터(미 도시), 또는 질량유량제어기(MFC)에 열적으로 결합된 히터(미 도시)에 열적으로 결합된 히터(미 도시)의 동작을 조절하는 것을 의미하는 것으로 사용한다.
본원 명세서에서, '기화'는 액상의 전구체(즉, 액체 소스)가 기체로 변화되는 것과, 고상의 전구체(즉, 고체 소스)가 기체로 변화되는 것을 의미하는 것으로 사용하기로 한다.
본 발명에 따른 기화 시스템은 액체 소스 또는 고체 소스를 기화시켜서 처리 설비로 제공하는 장치이다. 처리 설비는 예를 들면 화학증기증착(CVD: chemical vapor deposition) 장치 또는 이온 주입장치(ion implanter)와 같은 반도체 가공 장비의 공정챔버(process chamber)와 같은 장치들이 될 수 있다.
본 발명에 따른 기화 시스템은 고체 소스 또는 액체 소스를 저장하는 캐니스터, 캐니스터로 캐리어 가스나 퍼지 가스의 이동을 위한 배관들, 캐리어 가스에 의해서 기화된 소스를 외부로 배출하기 위한 배관들, 상술한 배관들에 흐르는 유체의 흐름을 제어하기 위한 다양한 밸브들, 상술한 배관들에 설치되는 질량유량제어기(MASS FLOW CONTROLLER:이하, 'MFC'), 질량 유량계(MASS FLOW METER: 이하, 'MFM'), 및 밸브들의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. 본 발명의 예시적 도면들에서, 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해서, 캐리어 가스의 주입구, 히터, 각종 밸브, 각종 배관들, 및/또는 세정을 위한 배관과 같은 일부 구성요소들은 생략되었음을 본 발명이 속하는 기술분야에 종사하는 자(이하, '당업자')는 용이하게 이해할 것이다.
본원 발명에서, 전구체(또는 '소스'라고도 함)는 고체 소스 또는 액체 소스일 수 있으며, 예를 들면 몰리브덴(Mo: molybdenum), 붕소(B: boron), 인(P: phosphorous), 구리(Cu: copper), 갈륨(Ga:gallium), 비소(As:arsenic), 루테늄(Ru: ruthenium), 인듐(In: indium), 안티몬(Sb: antimony), 란탄(La: lanthanum), 탄탈륨(Ta: tantalum), 이리듐(Ir: iridium), 데카보란(B10H14: decaborane), 사염화 하프늄(HfCL7: hafnium tetrachloride), 사염화 지르코늄(ZrCL7: zirconium tetrachloride), 삼염화 인듐(InCl3: indium trichloride), 금속 유기 베타-디케토네이트 착물(metal organic β-diketonate complex), 사이클로펜타디에닐 사이클로헵타트리에틸 티타늄(CpTiChT:cyclopentadienyl cycloheptatrienyl titanium), 삼염화 알루미늄(AlCl3: aluminum trichloride), 요오드화 티타늄(TixIy:titanium iodide), 사이클로옥타테트라엔 사이틀로펜타디에닐 티타늄((Cot)(Cp)Ti: cyclooctatetraene cyclopentadienyltitanium), 비스(사이클로펜타디에닐)티타늄 디아지드 [bis(cyclopentadienyl)titanium diazide], 텅스텐 카르보닐(Wx(CO)y: tungsten carbonyl)(여기서, x와 y는 자연수), 비스(사이클로펜타디에닐)루테늄(II)[Ru(Cp)2: bis(cyclopentadienyl)ruthenium (II)], 삼염화 루테늄(RuCl3: ruthenium trichloride), Molybdenum dichloride dioxide(MoO2Cl2), 및/또는 텅스텐 클로라이드(WxCly)(여기서, x와 y는 자연수)을 포함하는 물질일 수 있다.
상술한 소스들은 예시적인 것으로서 본원 발명은 그러한 소스들에만 한정되는 것이 아님을 당업자는 알아야 한다. 이하, 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 고순도 전구체를 위한 기화 시스템(이하, '기화 시스템')을 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 기화 시스템은, 캐니스터(10), 제어부(200), 제1 가스온도부스터(300), 제2 가스온도부스터(350), 고온 질량유량제어기(MFC)(이하, '고온용 질량유량제어기')(400), 및 믹서(500)를 포함할 수 있다.
제1 실시예에 따른 기화 시스템은, 제3 가스온도부스터(370), 제1 질량유량제어기(MFC1)(450), 제2 질량유량제어기(MFC2)(470), 및 필터(50)를 더 포함할 수 있다. 한편, 챔버(600)는 본 발명의 설명의 목적을 위해서 추가적으로 도시되었다.
캐니스터(10)는 전구체를 저장할 수 있다. 캐니스터(10)는 자신(10)이 저장한 전구체의 레벨을 측정하기 위한 센서(도 1에는 미 도시)를 포함하며, 이러한 센서(도 1에는 미도시)의 센싱 결과(S1)는 제어부(200)에게 제공된다.
제어부(200)는 센서(도 1에는 미 도시)의 센싱 결과(S1)에 기초하여 전구체의 레벨을 산출(또는 '판단' 또는 '출력'이라고도 함)할 수 있다. 산출된 레벨은 관리자(미 도시)가 구비한 단말장치(미 도시) 또는 알람장치(예를 들면, 모니터, 또는 스피커)(미 도시)를 통해서 외부로 표시될 수 있다.
캐니스터(10)의 내부에는 적어도 2개의 온도 센서(도 13 이하의 실시예들에서 제1 온도센서와 제2 온도센서로 언급됨)가 수직 방향으로 서로 이격되어 배치되어 있다. 제어부(200)는, 제1 시각에 제1 온도센서가 측정한 제1 온도와 제1 시각에 제2 온도센서가 측정한 제2 온도의 차이값에 기초하여 캐니스터(10)에 저장된 고체 전구체의 레벨을 산출할 수 있다.
또한, 제1 온도센서와 제2 온도 센서는, 제1 시각으로부터 임의의 시간이 경과된 제2 시각에 제1 온도와 제2 온도를 측정할 수 있는데, 제어부(200)는 고체 전구체의 레벨을 산출할 때, 제1 시각에서 제2 시각까지 제1 온도가 소정값 이상 하강했는지 여부와, 제2 시각에 측정된 제1 온도와 제2 온도의 차이값에 기초하여, 전구체의 레벨을 산출할 수 있다.
캐니스터(10)에 구비된 센서(도 1에는 미 도시)와 제어부(200)의 전구체 레벨의 산출(판단 또는 출력) 동작에 대한 보다 상세한 설명은 도 13 내지 도 20을 참조하여 후술하기로 한다.
전구체를 기화시키기 위해서 캐니스터(10)에는 히터(14)가 열적으로 결합되어 있다. 기화 가스 배관(OL)에 열적으로 결합되는 히터(14)는 예를 들면 한국특허공개번호 10-2015-0017319호(이하, '319호 특허')에 개시된 것과 같은 히팅 장치일 수 있다. '319호 특허'에 개시된 내용은 본원 명세서의 일부로 결합 된다.
제어부(200)는, 또한, 히터(140)의 동작을 제어(S2)하여, 캐니스터(10)의 내부 온도를 미리 정한 온도로(T1)로 조절할 수 있다.
믹서(500)는 기화 가스와 캐리어 가스를 혼합할 수 있는 구성을 가진다. 믹서(500)로는, 예를 들면, 기체 및/또는 액체와 같은 유체를 혼합할 수 있는 종래의 믹서들이 사용될 수 있다.
캐니스터(10)에는 기화 가스 배관(OL)(이하, '배관(OL)'이라고도 함)이 동작적으로 연결(또는 '결합')되며, 배관(OL)에 제1 가스온도부스터(300), 고온 질량유량제어기(400), 및 믹서(500)가 동작적으로 연결되어 있다. 캐니스터(10)로부터 배출되는 기화 가스는 캐니스터(10)에 저장되어 있던 전구체가 기화된 것으로서, 배관(OL)을 통해서 챔버(600)로 이동될 수 있다. 배관(OL)에는, 또한, 기화 가스의 압력을 측정하기 위한 압력 센서(P1), 기화 가스의 흐름을 차단 또는 허용하기 위한 밸브들(V1, V2, V3), 및 커넥터(C1)가 동작적으로 결합되어 있다.
캐니스터(10)로부터 배출된 기화 가스는 밸브들(V1, V2, V3), 제1 가스온도부스터(300), 고온 질량유량제어기(400), 및 믹서(500)를 경유하여 챔버(600)로 제공된다.
캐리어 가스 배관(CL1)(이하, '배관(CL1)'이라고도 함)에는 제2 가스온도부스터(350), 제1질량유량제어기(450), 및 밸브(V7)가 동작적으로 결합되어 있다. 제1 질량유량제어기(450)는 배관(CL1)에 흐르는 캐리어 가스의 양을 조절하고, 제2 가스온도부스터(350)는 배관(CL1)에 흐르는 캐리어 가스의 온도를 조절할 수 있다.
캐리어 가스 배관(CL1)은 배관(OL)과 동작적으로 연결되어 있다. 기화 모드에서, 배관(CL1)을 따라 흐르는 캐리어 가스는 배관(OL1)에 흐르는 기화 가스와 합류될 수 있다. 예를 들면, 배관(CL1)은 믹서(500)의 상류에 연결되며, 믹서(500)에 의해 기화 가스와 캐리어 가스가 고르게 혼합될 수 있다. 바람직하게는, 배관(CL1)은 고온 질량유량제어기(400)와 믹서(500)의 사이의 배관(OL)에 연결된다.
퍼지용 가스 배관(CL2)(이하, '배관(CL2)'이라고도 함)에는 제3 가스온도부스터(370), 제2 질량유량제어기(470), 및 밸브(V4)가 동작적으로 결합되어 있다. 제2 질량유량제어기(470)는 배관(CL2)에 흐르는 퍼지용 가스의 양을 조절하고, 제3 가스온도부스터(370)는 퍼지용 가스의 온도를 조절할 수 있다. 퍼지용 가스는 종래 기화 시스템에서 널리 사용되는 가스가 사용될 수 있다. 예를 들면, 캐리어 가스가 퍼지용 가스로 사용될수 있다.
배관(CL2)은 배관(OL)과 동작적으로 연결되어 있다. 따라서, 배관(CL2)을 따라서 흐르는 퍼지용 가스는 배관(OL1)으로 유입된다. 예를 들면, 배관(CL2)은 믹서(500)의 상류에 동작적으로 결합될 수 있다. 바람직하게는, 배관(CL2)은 커넥터(C1)와 밸브(V2) 사이의 배관(OL)에 연결된다.
세정수 배관(SL)(이하, '배관(SL)'라고도 함)에는 밸브(V5)가 동작적으로 결합되어 있다. 배관(SL)에 흐르는 세정수는 배관(OL)으로 제공된다. 배관(SL)은 배관(OL)과 동작적으로 연결되어 있다. 세정수는 종래 기화 시스템에서 널리 알려진 물질(예를 들면, 솔벤트)이 사용될 수 있다.
예를 들면, 배관(SL)은 퍼지용 가스 배관(CL2)와 기화 가스 배관(OL)이 연결된 위치의 하류에 연결될 수 있고, 바람직하게는 밸브(V2)와 밸브(V3)의 사이의 배관(OL)에 연결될 수 있다.
배출 배관(WL)(이하, '배관(WL)'라고도 함)에는 밸브(V6)가 동작적으로 결합되어 있다. 배관(WL)에 흐르는 배출수는 밸브(V6)가 온(ON)된 상태에서만 배관(WL)을 통해서 외부로 배출된다. 예를 들면, 배관(WL)은 챔버(600)의 상류에 연결될 수 있고, 바람직하게는 믹서(500)와 챔버(600) 사이의 배관(OL)에 연결될 수 있다.
제1 가스온도부스터(300)는 배관(OL)을 통해서 이동되는 기화 가스의 온도를 조절하기 위해서, 배관(OL)에 열적으로 결합 되어 있다. 제1 가스온도부스터(300)에는 히터(미 도시)가 구비되어 있으며, 이러한 히터(미 도시)에 의해 제1 가스온도부스터(300)를 통과하는 기화 가스의 온도가 조절된다.
일 예에 따르면, 제어부(300)는 제1 가스온도부스터(300)의 온도 조절 동작을 제어할 수 있다. 제1 가스온도부스터(300)의 내부 및/또는 외부에 동작적으로 결합된 온도 센서(미 도시)의 감지 결과가 제어부(300)에게 제공될 수 있고, 제어부(300)는 그러한 감지 결과에 기초하여 제1 가스온도부스터(30)의 온도 조절 동작을 제어할 수 있다.
배관(OL)과 고온 질량유량제어기(400)에도 히터(미 도시)가 열적으로 결합되어 있고, 이들 히터의 동작을 제어부(300)가 제어할 수 있다.
제1 가스온도부스터(300)는 직경이 작고, 직경 대비하여 충분한 길이를 가진 배관(미세 배관)을 포함한다. 제1 가스온도부스터(300)는, 그러한 미세 배관을 통해서 이동되는 기화 가스의 온도를 'T3' 로 조절할 수 있다. 예를 들면, 온도 'T3'는 'Tmax' 와 같거나 작다.
제2 가스온도부스터(350)와 제3 가스온도부스터(370)의 구성과 동작도 제1 가스온도부스터(300)의 것과 동일 또는 유사할 수 있다.
고온 질량유량제어기(400)는 배관(OL)을 통해서 이동되는 기화 가스의 양을 측정하고 조절하는 동작(이하, '유량 조절 동작'이라고도 함)을 수행하도록 배관(OL)에 동작적으로 결합되어 있다. 고온 질량유량제어기(400)에는 히터(미 도시)가 열적으로 결합된다. 제어부(200)의 제어에 의해 히터(미 도시)는 고온 질량유량제어기(400)의 내부 배관을 흐르는 기화가스의 온도(또는 고온 질량유량제어기(400)의 내부의 온도)가 'T4'가 되도록 조절한다. 여기서, 'T4'는 'Tmax'와 같거나 작을 수 있다.
고온 질량유량제어기(400)에 열적으로 결합되는 히터(미 도시)는, 예를 들면 319호 특허에 개시된 것과 같은 장치일 수 있다.
제1 질량유량제어기(450)는 배관(CL1)을 통해서 이동되는 캐리어 가스의 양을 측정하고 조절하는 동작을 수행하도록 배관(CL1)에 동작적으로 결합된다.
제2 질량유량제어기(470)는 배관(CL2)을 통해서 이동되는 퍼지용 가스의 양을 측정하고 조절하는 동작을 수행하도록 배관(CL2)에 동작적으로 결합된다.
제1 실시예에서, 제1 가스온도부스터(300)는 고온 질량유량제어기(400)와 캐니스터(10) 사이에 위치된다. 즉, 제1 가스온도부스터(300)의 하류에 고온 질량유량제어기(400)가 위치된다.
제1 실시예에서, 필터(50)는 배관(OL)에 흐르는 기화 가스에 포함된 불순물을 제거할 수 있도록 배관(OL)에 동작적으로 결합되어 있다.
예를 들면, 필터(50)는 제1 가스온도부스터(300)보다 상류에 위치될 수 있다. 예를 들면, 필터(50)는 제1 가스온도부스터(300)와 캐니스터(10)의 사이의 배관(OL)에 위치될 수 있다.
필터(50)는 커넥터(C1)와 밸브(V1) 사이의 배관(OL)에 위치되도록 변형되는 것이 가능하며, 이하의 다른 실시예들에서도 필터(50)의 위치는 변형될 수 있다.
본원 명세서에서, 캐니스터(10)가 외부로 배출하기 전의 기화 가스의 온도를 'T1', 제1 가스온도부스터(300)로 유입되기 직전의 기화 가스(캐니스터(10)와 제1 가스온도부스터(300)의 사이의 배관에 흐르는 기화 가스)의 온도를 'T2', 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화가스의 온도(제1 가스온도부스터(300)와 고온 질량유량제어기(400) 사이의 배관에 흐르는 기화가스의 온도)를 'T3', 고온 질량유량제어기(400)의 내부 배관을 흐르는 기화가스의 온도(고온 질량유량제어기(400)의 내부의 온도)를 'T4', 고온 질량유량제어기(400)가 정상적으로 동작할 수 있는 최대 허용 온도를 'Tmax'라고 정의한다. 여기서, T1, T2, T3, T4, 및 Tmax는 각각 특정의 값 또는 소정의 범위를 나타낼 수 있다. 이하의 다른 실시예들에서도 동일한 의미로 사용하기로 한다.
예를 들면, T1=80℃, T2=100℃, T3=120℃, T4=120℃ 일 수 있다. 다른 예를 들면, T1=130℃, T2=140℃, T3=150℃, T4=150℃일 수 있다. 이러한 수치들은 예시적인 것으로 본원 발명의 권리범위를 한정하고자 하는 것이 아니다.
본 발명의 설명의 목적을 위해서, 기화 가스 배관(OL)의 구간을 임의적으로 구분하였다. 예를 들면, 커넥터(C1)로부터 제1 가스온도부스터(300) 직전까지의 구간을 'OL2', 제1 가스온도부스터(300)가 장착된 구간을 'L20', 제1 가스온도부스터(300) 이후부터 고온 질량유량제어기(400) 직전까지의 구간을 'L23', 고온 질량유량제어기(400)가 장착된 구간을 'L30'라고 언급한다. 이러한 구분은 다른 실시예들에서도 동일한 의미로 사용하기로 한다.
제1 실시예에 따르면, 제1 가스온도부스터(300)의 외부 및/또는 내부에 열을 감지할 수 있는 온도 센서(미 도시)가 결합되어 있다. 온도 센서(미 도시)의 감지 결과에 기초하여 제어부(200)는 제1 가스온도부스터(300)에 열적으로 결합된 히터(미 도시)의 동작을 제어함으로써, 제1 가스온도부스터(300)를 통과하는 기화 가스의 온도를 조절할 수 있다.
제1 실시예에 따르면, 제1 가스온도부스터(300)는, 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 온도(T3)를 고온 질량유량제어기(400)의 내부의 온도(T4)와 같거나 더 높도록, 제1 가스온도부스터(300)를 통해서 이동되는 기화 가스의 온도를 조절할 수 있다.
제1 실시예의 다른 예에 따르면, 제1 가스온도부스터(300)는, 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 불포화도가 고온 질량유량제어기(400)로 유입된 후의 기화 가스의 불포화도와 같거나 더 높도록, 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절한다.
고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 불포화도가 고온 질량유량제어기(400)로 유입된 후의 기화 가스의 불포화도와 같거나 더 높이기 위해서, 제1 가스온도부스터(300)에서 조절할 기화 가스의 온도는, 캐니스터(10)에 저장된 전구체의 종류, 고온 질량유량제어기(400)의 최대허용 온도(Tmax), 및/또는 기화 가스 배관(OL)에 흐르는 기화 가스의 유량 속도 등등에 기초하여 결정된 것이다.
전구체의 포화와 불포화는 전구체의 포화 증기압으로 설명될 수 있다. 포화증기압은 일정한 온도에서 밀폐된 용기에 들어있는 액체/고체와 그 증기가 동적 평형인 상태의 압력을 의미한다. 포화 증기압은 온도에 따라서 정해지며, 전구체가 포화 증기압까지 도달되는 시간은, 전구체의 특징과 밀폐된 용기(즉, 캐니스터)의 크기에 따라, 달라지는 특징을 갖고 있다.
즉, 어떤 주어진 온도에서 밀폐된 캐니스터(10)에 존재하는 전구체가 포화되었다고 함은, 전구체의 증기압이 상기 주어진 온도에 따라 정해진 포화 증기압에 도달되었다는 것을 의미한다.
예를 들어, 캐니스터(10)의 내부 온도가 100℃이면 기화된 전구체는 100℃에 해당하는 포화 증기압(P1)까지 압력이 상승할 수 있다. 한편, 배관(OL)(예를 들면, 제1 가스온도부스터(300)와 고온 MFC(400) 사이의 배관)이 하드웨어적으로 120℃의 증기압(P2)까지 압력이 상승할 수 있도록 구성되어 있을 경우, 캐니스터(10)에서 공급되는 기화가스 압력은 P1이므로 ΔP = (P2-P1)만큼의 불포화가 발생하게 된다.
고온 질량유량제어기(400)의 내부의 배관의 유로가 매우 작으며, 따라서 고온 질량유량제어기(MFC) 내부의 배관의 압력(P3)은 상승하게 되고 동일 유량을 기준으로 불포화도가 압력(P2)보다 낮아질 수 있다. 즉, 상태 조건은 압력(P2)< 압력(P3) 이고, 부피(V2)>(V3) 이 되는 상황이다. 여기서, 압력(P1)은 캐니스터(10) 내부의 압력, 압력(P2)는 배관(예를 들면, 제1 가스온도부스터(300)와 고온 MFC(400) 사이의 배관)의 압력, 압력(P3)는 고온 질량유량제어기(MFC)(400)의 내부 배관의 압력이고, 부피(V2)는 배관(예를 들면, 제1 가스온도부스터(300)와 고온 MFC(400) 사이의 배관)의 부피이고, 부피(V3)는 고온 질량유량제어기(MFC)(400)의 내부 배관의 부피이다.
상기와 같은 상황에서는, 도 12의 A지점(MFC(400) 입구조건)에서 B 지점( MFC(400) 배관조건)으로 상태 이동이 발생하여 MFC(400) 전단 배관(예를 들면, 제1 가스온도부스터(300)와 고온 MFC(400) 사이의 배관)보다 MFC(400) 내부 배관에서 응축하여 막힐 가능성이 높아진다. 여기서, 도 12는 기체의 상태 변화를 설명하기 위한 도면이다.
이를 막기 위해서 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 도 12의 C 지점이나 온도 T 곡선의 어딘가에 MFC(400) 입구조건을 형성하고 MFC(400) 내부의 배관 조건을 A 지점으로 갈 수 있도록 MFC(400)의 입구에서 급격한 온도 상향이 이루어지도록 하는 구성을 가진다.
제1 실시예의 또 다른 예에 따르면, 제1 가스온도부스터(300)는, 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 온도(T3)가 고온 질량유량제어기(400)의 내부의 온도(T4)보다 낮도록 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절하되, 고온 질량유량제어기(400)로 유입된 후의 기화 가스가 포화도가 100%에 도달되지 않도록, 기화 가스(고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스)의 온도(T3)를 조절한다. 여기서 기화 가스의 온도(T3)는, 예를 들면 캐니스터(10)에 저장된 전구체의 종류, 고온 질량유량제어기(400)의 최대허용 온도(Tmax), 및/또는 기화 가스 배관(OL)에 흐르는 기화 가스의 유량 속도 등에 기초하여 결정된 것일 수 있다.
도 1을 참조하여 설명한 제1 실시예에 따른 기화 시스템의 동작을 설명하기로 한다.
제1 실시예에 따른 기화 시스템은, 기화 모드와 세정 모드를 가질 수 있다.
기화 모드는 캐니스터(10)에 저장된 전구체를 기화 가스를 배관(OL)을 통해서 챔버(600)로 제공하는 모드이고, 세정 모드는 배관(OL)과 배관(OL)에 결합된 밸브들과 구성요소들을 청소하는 모드이다.
기화 모드에서, 밸브들(V4, V5, V6)은 오프(OFF) 되어 있고, 밸브들(V1, V2, V3, V7)은 온(ON) 되어 있다. 캐니스터(10)에 저장되어 있던 전구체는 기화되어 배관(OL)을 통해서 챔버(600)로 이동된다. 배관(OL)을 통해서 이동하는 기화 가스는 필터(50), 제1가스온도부스터(300), 및 고온 MFC(400)를 경유하며, 믹서(500)에서 캐리어 가스와 혼합되어 챔버(600)로 제공된다. 캐리어 가스는 배관(CL1)을 통해서 이동되며, 제1 질량유량제어기(450)와 제2가스온도부스터(350)를 경유하여 배관(OL)으로 제공된다. 제2가스온도부스터(350)에 의해 조절되는 캐리어 가스의 온도와, 제1가스온도부스터(300)에 의해 조절되는 기화 가스의 온도는 거의 동일하다.
기화 모드에서, 제어부(200)는 센서(미 도시)의 센싱 결과(S1)에 기초하여 전구체의 레벨을 산출할 수 있다. 산출된 레벨은 관리자(미 도시)가 구비한 단말장치(미 도시) 또는 알람장치(예를 들면, 모니터, 또는 스피커)(미 도시)를 통해서 외부로 표시될 수 있다.
세정 모드는 세정수를 배관(OL)에 먼저 공급하는 동작을 수행하고, 이후에 퍼지용 가스를 배관(OL)에 공급하는 동작을 수행하는 모드이다.
세정수가 배관(OL)에 공급되는 동안, 밸브들(V1, V7)은 오프(OFF) 되어 있고, 밸브들(V3, V5, V6)은 온(ON) 되어 있다. 밸브(V2)와 밸브(V4)은 온(ON) 또는 오프(OFF) 일 수 있다. 세정수가 배관(OL)으로 충분히 공급되고 난 후에, 퍼지용 가스가 배관(0L)으로 공급된다.
퍼지용 가스가 배관(OL)에 공급되는 동안, 밸브들(V1, V5, V7)은 오프(OFF) 되어 있고, 밸브들(V2, V3, V4, V6)은 온(ON) 되어 있다.
배관(CL2)을 통해서 이동되는 퍼지용 가스는 제2 질량유량제어기(470)에 의해서 양이 조절되며, 제3 가스온도부스터(370)를 경유하면서 소정의 온도로 유지된 상태로 배관(OL)으로 제공될 수 있다.
세정 모드에서, 배관(OL)으로 제공된 세정수와 퍼지용 가스는, 제1 가스온도부스터(300), 고온 질량유량제어기(400), 및 믹서(500)를 경유한 후 배출 배관(WL)을 통해서 외부로 배출될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 기화 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
제1 실시예와 제2 실시예를 비교하면, 세정수가 유입되는 세정수 배관(SL)과 기화 가스 배관(OL)이 합류되는 위치만 서로 다르다. 이하에서는, 제1 실시예와의 차이점을 위주로 제2 실시예를 설명하기로 한다.
제2 실시예에 따른 기화 시스템도 기화 모드와 세정 모드를 가지며, 기화 모드는 제1 실시예에 따른 기화 시스템의 기화 모드와 동일하다. 한편, 제2 실시예에 따른 기화 시스템의 세정 모드는 세정수가 기화 가스 배관(OL)에 제공되는 위치만 차이가 있다. 즉, 제1 실시예에서는 세정수 배관(SL)이 밸브(V2)와 제1 가스온도부스터(300)의 사이의 배관(OL)으로 연결됨에 비하여, 제2 실시예에서는 세정수 배관(SL)이 밸브(V2)와 커넥터(CL)의 사이의 배관(OL)으로 연결된다.
제2 실시예의 기화 모드에서 밸브들(V1, V2, V7)은 온(ON) 상태이다.
제2 실시예의 세정 모드에서, 세정수가 공급될 때 밸브들(V5, V2, V6)은 온(ON) 상태이고, 밸브들(V1, V7)은 오프(OFF) 상태이고, 밸브(V4)는 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태일 수 있다. 한편, 퍼지용 가스가 공급될 때, 밸브들(V4, V2, V6)은 온(ON) 상태이고, 밸브들(V1, V5, V7)은 오프 상태이다.
제2 실시예에서 설명되지 않은 구성요소들과 동작은 제1 실시예의 설명을 참조하기 바란다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 기화 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
제1 실시예와 제3 실시예를 비교하면, 세정수 배관(SL)이 없다는 면에서 양자의 차이가 있다. 이하에서는, 제1 실시예와의 차이점을 위주로 제3 실시예를 설명하기로 한다.
제3 실시예에 따른 기화 시스템도 기화 모드와 세정 모드를 가지며, 기화 모드는 제1 실시예에 따른 기화 시스템의 기화 모드와 동일하다. 한편, 제3 실시예에 따른 기화 시스템의 세정 모드는 세정수가 기화 가스 배관(OL)에 제공되지 않는다는 점에서만 차이가 있다. 즉, 제1 실시예에서는 세정수 배관(SL)이 기화 가스 배관(OL)으로 연결됨에 비하여, 제3 실시예에서는 세정수 배관(SL)이 존재하지 않는다.
제3 실시예의 기화 모드에서, 밸브들(V4, V6)은 오프(OFF) 되어 있고, 밸브들(V1, V2, V7)은 온(ON) 되어 있다. 세정 모드에서, 밸브들(V1, V7)은 오프(OFF) 되어 있고, 밸브들(V2, V4, V6)은 온(ON) 되어 있다.
제3 실시예에서 설명되지 않은 구성요소들과 동작은 제1 실시예의 설명을 참조하기 바란다.
도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 기화 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
제1 실시예와 제4 실시예를 비교하면, 세정수 배관(SL)이 없고, 캐리어 가스 배관(CL2)과 기화 가스 배관(OL)이 합류되는 위치에만 양자의 차이가 있다. 이하에서는, 제1 실시예와의 차이점을 위주로 제4 실시예를 설명하기로 한다.
제4 실시예에 따른 기화 시스템도 기화 모드와 세정 모드를 가지며, 기화 모드는 제1 실시예에 따른 기화 시스템의 기화 모드와 동일하다. 한편, 제4 실시예에서의 세정 모드는 제 1 실시예에서의 세정 모드와 차이가 있다.
즉, 제1 실시예에서는 세정수 배관(SL)이 기화 가스 배관(OL)으로 연결되지만, 제4 실시예에서는 세정수 배관(SL)이 존재하지 않는다. 즉, 제4 실시예의 세정 모드에서는 세정수는 기화 가스 배관(OL)으로 제공되지 않고, 퍼지용 가스만 기화 가스 배관(OL)으로 제공된다.
또한, 제 1실시예에서는 퍼지용 가스 배관(CL2)이 커넥터(C1)와 밸브(V2) 사이의 배관(OL)으로 연결됨에 비하여, 제 4실시예에서는 퍼지용 가스 배관(CL2)이 밸브(V2)와 제1 가스온도부스터(300) 사이의 배관(OL)으로 연결된다. 따라서, 제4 실시예의 세정 모드에서, 퍼지용 가스는 밸브(V2)와 제1 가스온도부스터(300)의 사이의 배관(OL)으로 제공된다.
제4 실시예의 기화 모드에서, 밸브들(V4, V6)은 오프(OFF) 되어 있고, 밸브들(V1, V2, V7)은 온(ON) 되어 있다. 세정 모드에서, 밸브들(V2, V7)은 오프(OFF) 되어 있고, 밸브들(V4, V6)은 온(ON) 되어 있다.
제4 실시예에서 설명되지 않은 구성요소들과 동작은 제1 실시예의 설명을 참조하기 바란다.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 기화 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
제1 실시예와 제5 실시예를 비교하면, 필터(50)의 위치만 차이가 있다. 이하에서는, 제1 실시예와의 차이점을 위주로 제5 실시예를 설명하기로 한다.
제5 실시예도 기화 모드와 세정 모드를 가지며, 이들 모드들은 제1 실시예의 기화 모드와 세정 모드와 동일하다.
제5 실시예의 기화 모드에서 밸브들(V1, V2, V3, V7)은 온(ON) 상태이다.
제5 실시예의 세정 모드에서, 세정수가 공급될 때 밸브들(V5, V3, V6)은 온(ON) 상태이고, 밸브들(V1, V7)은 오프(OFF) 상태이고, 밸브(V2, V4)는 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태일 수 있다. 한편, 퍼지용 가스를 공급하는 동작에서는 밸브들(V2, V3, V4, V6)은 온(ON) 상태이고, 밸브들(V1, V5, V7)은 오프 상태이다.
제5 실시예에서 설명되지 않은 구성요소들과 동작은 제1 실시예의 설명을 참조하기 바란다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스온도부스터를 설명하기 위한 도면들이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스온도부스터의 사시도, 도 7은 도 6의 가스온도부스터의 일 부분의 단면(C1을 따라서 Z 방향으로 절단한 면)을 비스듬한 방향에서 바라본 단면 사시도이고, 도 8은 도 6과 도 7에서의 가스온도 부스터의 일 부분의 단면(C2를 따라서 Y 방향으로 절단한 면)을 나타낸 단면도이고, 도 9는 도 6과 도 7에서의 가스온도부스터의 일 부분의 단면(C3를 따라서 Y 방향으로 절단한 면)을 나타낸 단면도이고, 도 10은 도 7의 가스온도부스터의 투명 분해 사시도를 나타낸 것이다. 이해의 편의를 위해서, 도 8, 도 9, 및 도 10에 유체가 흐르는 방향을 화살표들로 표시하였다.
도 6 내지 도 10을 참조하여 설명할 가스온도부스터(300)는 상술한 본 발명에 따른 다양한 실시예들에서 언급된 가스온도부스터들(300, 350, 370)로서 사용될 수 있다.
도 6 내지 도 10을 참조하면, 가스온도부스터(300)의 외부에는 가스온도부스터(300)의 온도를 조절하기 위한 히터(미 도시)가 결합되어 있다. 이러한 히터(미 도시)에 의해 가스온도부스터(300)의 내부의 온도(후술하는 '미세관'을 통해서 이동하는 기화 가스의 온도)가 조절된다.
도 6 내지 도 10을 참조하면, 가스온도부스터(300)는 기화 가스가 이동되면서 온도 조절이 될 수 있을 정도로 충분한 길이의 가느다란 배관(이하, '미세관')(L201, L203)(기화 가스 배관(OL)보다 직경이 작음)과 열전도성 바디부(301)를 포함한다. 열전도성 바디부(301)에 형성된 입구를 통해서 기화 가스가 유입되고, 입구로 유입된 기화 가스는 미세관(L201, L203)으로 유입되어 이동된 후, 열전도성 바디부(301)에 형성된 출구를 통해서 고온 질량유량제어기(400)로 배출된다.
미세관(L201, L203)의 직경은, 가스온도부스터(300)보다 상류에 배치된 구성요소와 가스온도부스터(300)와의 사이의 배관보다 작다. 도 1의 실시예를 예로 들면, 미세관(L201, L203)의 직경은 캐니스터(10)와 제1 가스온도부스터(300) 사이의 배관(OL)의 직경보다 작다. 도 5의 예를 들면, 미세관(L201, L203)의 직경은 가스온도부스터(300)와 필터(50) 사이의 배관(OL)의 직경보다 작다.
미세관(L201, L203)의 길이는, 예를 들면, 가스온도부스터(300)와 캐니스터(10) 사이의 배관의 길이보다 길 수 있다.
미세관(L201, L203)은 제1미세관(L201)과 제2미세관(L203)을 포함하고, 제1미세관(L201)과 제2미세관(L203)은 상하로 적층되어 서로 연통되어 있다. 제1미세관(L201)이 제2미세관(L203)의 상부에 위치되거나, 또는 반대로 제1미세관(L201)이 제2미세관(L203)의 하부에 위치될 수 있다.
미세관(L201, L203)은 전반적으로 곡선형(예를 들면, 원형이나 타원형)으로 배치되어 있다. 미세관(L201, L203)을 통해서 흐르는 기화 가스는 히터(미 도시)에 의해 온도가 조절될 수 있다. 본 실시예에서, 가스온도부스터(300)의 미세관(L201, L203)의 길이는 직경(미세관의 직경) 대비 충분히 길어서, 미세관을 통해서 이동하는 기화 가스의 온도가 용이하게 조절될 수 있다. 가스온도부스터(300)의 입구로 유입된 기화 가스는 미세관(L201)과 미세관(L203)을 경유한 후에 출구를 통해서 배출된다.
도 6 내지 도 10을 참조하면, 미세관(L201, L203)은 적층된 구조를 가질수 있다. 일 예를 들면, 제1미세관(L201)이 제2미세관(L203)의 상부에 위치된 구조를 가지며, 제1미세관(L201)의 출구(L202)와 제2미세관(L203)의 입구(L204)는 서로 연통되어 있다. 제1미세관(L201)의 입구로 유입된 기화 가스는 제1미세관(L201)을 통해 이동하다가 제1미세관(L201)의 출구(L202)를 통해서 제2미세관(L203)의 입구(L204)로 유입된 후, 제2미세관(L203)을 통해서 이동하다가 가스온도부스터(300)의 출구를 통해서 배출된다.
도 6 내지 도 10을 참조하면, 제1미세관(L201)과 제2미세관(L203)은 상하로 적층되어 있고, 제1미세관(L201)은 열전도성 바디부(301)의 외곽에서부터 시작하여 회전하면서 열전도성 바디부(301)의 중앙으로 향하도록 구성되어 있고, 제2미세관(L203)은 열전도성 바디부(301)의 중앙에서부터 열전도성 바디부(301)의 외곽으로 회전하면서 향하도록 구성되어 있고, 제1미세관(L201)의 출구(L202)와 제2미세관(L203)의 입구(L204)는 서로 연통되어 있다. 이렇게 구성됨으로써, 미세관(L201, L203)을 통해서 흐르는 기화 가스는 최소 구역에서 최대한으로 열 에너지를 받을 수 있게 된다.
도 6 내지 도 10을 참조하여 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 가스온도부스터(300)에서, 제1미세관(L201)은 열전도성 바디부(301)의 외곽에서부터 시작하여 회전하면서 열전도성 바디부(301)의 중앙으로 향하도록 구성되어 있고, 제2미세관(L203)은 열전도성 바디부(301)의 중앙에서부터 열전도성 바디부(301)의 외곽으로 회전하면서 향하도록 구성되어 있지만, 이와 다르게 변형하는 것도 가능할 것이다.
예를 들면, 제1미세관(L201)은 열전도성 바디부(301)의 중앙에서부터 시작하여 회전하면서 열전도성 바디부(301)의 외곽으로 향하도록 구성되어 있고, 제2미세관(L203)은 열전도성 바디부(301)의 외곽에서부터 열전도성 바디부(301)의 중앙으로 회전하면서 향하도록 구성되어 있도록 변형이 가능하다. 이러한 변형에서, 제1미세관(L201)의 외곽과 제2미세관(L203)의 외곽은 서로 연통되어 있고, 제1미세관(L201)의 입구와 가스온도부스터(300)의 입구가 연통되어 있고, 제2미세관(L203)의 출구는 가스온도부스터(300)의 출구와 연통되어 있을 것이다.
도 6 내지 도 10을 참조하여 설명한 가스온도부스터(300)는 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명했던 가스온도부스터들(300, 350, 370)로 사용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 기술적 효과를 설명하기 위한 것이다.
도 11의 좌측 그래프는 종래 시스템에 따른 기화량의 변화를 시간에 따라서 표시한 것이고, 도 11의 우측 그래프는 발명의 일 실시예에 따른 기화 시스템의 기화량을 시간에 따라 나타낸 것이다. 이들 그래프를 비교하면, 종래 시스템 대비하여 본 발명에 따른 실시예가 월등하게 안정적으로 기화량을 제공하는 것을 알 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 기화 가스의 온도를 조절하는 방법이 제공된다. 이하에서는, 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명한 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른 기화 가스 시템을 사용한 기화 가스의 온도를 조절하는 방법에 대하여 예시적으로 설명하기로 한다.
일 예를 들면, 본 발명에 따른 기화 가스의 온도를 조절하는 방법은,
캐니스터(10)로부터 배출되기 전(즉, 캐니스터(10) 내부)의 기화 가스의 온도를 'T1'로 조절하는 단계; 및 제1 가스온도부스터(300)가 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 온도(T3)를 고온 질량유량제어기(400)의 내부의 온도(T4)와 같거나 더 높도록 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 제1 가스온도부스터(300)는 예를 들면 도 6 내지 도 10을 참조하여 설명한 구성을 가질 수 있다.
다른 예를 들면, 본 발명에 따른 기화 가스의 온도를 조절하는 방법은,
캐니스터(10)로부터 배출되기 전(즉, 캐니스터(10) 내부)의 기화 가스의 온도를 'T1'로 조절하는 단계; 제1 가스온도부스터로 유입되기 직전의 기화 가스(캐니스터(10)와 제1 가스온도부스터(300)의 사이의 배관(OL)에 흐르는 기화 가스)의 온도를 'T2'로 조절하는 단계; 및 제1 가스온도부스터(300)가 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 온도(T3)를 고온 질량유량제어기(400)의 내부의 온도(T4)와 같거나 더 높도록 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 예를 들면, 본 발명에 따른 기화 가스의 온도를 조절하는 방법은,
캐니스터(10)로부터 배출되기 전(즉, 캐니스터(10) 내부)의 기화 가스의 온도를 'T1'로 조절하는 단계; 및 제1 가스온도부스터(300)가 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 불포화도가 고온 질량유량제어기(400)로 유입된 후의 기화 가스의 불포화도와 같거나 더 높도록, 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 예를 들면, 본 발명에 따른 기화 가스의 온도를 조절하는 방법은,
캐니스터(10)로부터 배출되기 전(즉, 캐니스터(10) 내부)의 기화 가스의 온도를 'T1'로 조절하는 단계; 제1 가스온도부스터(300)로 유입되기 직전의 기화 가스(캐니스터(10)의 배출구(111)와 제1 가스온도부스터(300)의 사이의 배관에 흐르는 기화 가스)의 온도를 'T2'로 조절하는 단계; 및 제1 가스온도부스터(300)가 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 불포화도가 고온 질량유량제어기(400)로 유입된 후의 기화 가스의 불포화도와 같거나 더 높도록, 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 예를 들면, 본 발명에 따른 기화 가스의 온도를 조절하는 방법은,
캐니스터(10)로부터 배출되기 전(즉, 캐니스터(10) 내부)의 기화 가스의 온도를 'T1'로 조절하는 단계; 및 제1 가스온도부스터(300)가, 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 온도(T3)가 고온 질량유량제어기(400)의 내부의 온도(T4)보다 낮도록 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절하되, 고온 질량유량제어기(400)로 유입된 후의 기화 가스가 포화도가 100%에 도달되지 않도록 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.
다른 예를 들면, 본 발명에 따른 기화 가스의 온도를 조절하는 방법은,
캐니스터(10)로부터 배출되기 전(즉, 캐니스터(10) 내부)의 기화 가스의 온도를 'T1'로 조절하는 단계; 제1 가스온도부스터(300)로 유입되기 직전의 기화 가스(캐니스터(10)의 배출구(111)와 제1 가스온도부스터(300)의 사이의 배관에 흐르는 기화 가스)의 온도를 'T2'로 조절하는 단계; 및 제1 가스온도부스터(300)가, 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 온도(T3)가 고온 질량유량제어기(400)의 내부의 온도(T4)보다 낮도록 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절하되, 고온 질량유량제어기(400)로 유입된 후의 기화 가스가 포화도가 100%에 도달되지 않도록 조절하는 단계;를 포함할 수 있다.
상술한 기화 가스의 온도를 조절하는 방법은, 도 1 내지 도 11을 참조ㅎkd여설명한 실시예들에 의해 수행될 수 있다. 예를 들면 제어부(200)에 의해 수행될 수 있다.
이하에서는, 도 13 내지 도 20을 참조하여, 상술한 실시예들에서 제어부(200)가 캐니스터(10)에 저장된 전구체의 레벨을 측정하는 장치와 방법에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
도 13은 캐니스터(10) 내부의 온도 변화의 실험결과를 설명하는 도면으로, 도 13(a)와 도 13(c)는 각각 전구체가 캐니스터(10) 내부에서 제1 레벨(L1)과 제2 레벨(L2)에 위치하는 상태를 개략적으로 도시하였다. 본 발명에 따르면 캐니스터(10) 내부에 적어도 하나의 온도센서(20)를 소정 높이마다 설치한다.
도 13(a)와 도 13(c)는 서로 높이를 다르게 하여 설치한 5개의 온도센서(20)를 포함하되 모든 온도센서(20)가 하나의 공통되는 프로브(30)에 각기 높이를 다르게 하여 설치되었다고 가정한다. 도 13(b)와 도 13(d)는 전구체가 각각 도 13(a)와 도 13(c)의 상태에 있을 때 각 온도센서(20)가 측정하는 온도를 나타낸 것으로 수평축은 시간이고 수직축은 온도를 나타내며, 5개의 그래프는 5개 온도센서(20)에 의해 각각 측정된 측정 온도를 의미한다.
도 13(a)와 도 13(b)를 참조하면, 온도센서(20) 중 일부가 전구체 내에 위치하고 일부는 밖에 위치한다. 기화 모드에서, 예컨대 전구체를 기체로 승화(또는 기화)시켜 전구체를 챔버에게 공급하게 되는데, 전구체 내부에는 승화열(또는 기화열)을 빼앗기게 되어 온도가 하강하지만 전구체가 없는 영역은 승화열(또는 기화열)의 영향이 없거나 거의 없으므로 온도가 변하지 않거나 아주 약간 증감하는 정도의 변화만 나타낸다. 그러나 도 13(a)와 같이 하나의 공통 프로브(30)에 온도센서(20)를 모두 설치한 경우 온도센서(20) 간에 열전달이 발생하게 되고, 따라서 전구체 바깥 영역에 위치하는 온도센서(20)(즉, 도 13(a)에서 위쪽 3개의 온도센서)에도 승화열(또는 기화열)로 인한 온도 하강의 영향이 미치게 된다.
즉, 복수개의 온도센서를 하나의 프로브(30)에 설치할 경우 열전달로 인해 프로브의 전체 온도센서가 영향을 받으므로 정확한 온도 측정을 할 수 없음을 알 수 있다. 그러므로 복수개의 온도센서(20)를 캐니스터(10) 내부에 설치할 경우 바람직하게는 각 온도센서(20)가 서로간에 열적으로 독립되도록, 즉 열적으로 서로 영향을 받지 않도록 설계하는 것이 중요하며, 예를 들어 각 온도센서(20)를 각 프로브(30)에 하나씩 설치하는 것이 바람직할 수 있다. 물론 만일 각 온도센서(20)가 열적으로 독립되도록 프로브(30)를 설계한 경우라면 하나의 공통된 프로브(30)에 복수개의 온도센서(20)를 설치하여도 무방할 것이다.
한편, 도 13(c)에서는 전구체의 표면(레벨)이 전체 온도센서(20)의 아래쪽에 위치한다. 따라서 모든 온도센서(20)가 전구체의 승화나 기화에 의한 온도 변화의 영향을 거의 받지 않으며, 도 13(d)의 그래프로 도시한 것처럼 공정 개시 후에(즉, 전구체가 승화나 기화되어 외부의 처리 설비로 공급되기 시작한 후) 온도센서(20)가 측정하는 온도가 거의 변화가 없음을 알 수 있다.
일 실시예에서 본 발명은 캐니스터(10) 내부에서 전구체의 승화나 기화로 인한 상술한 온도 변화의 원리를 이용하여, 캐니스터 내부의 온도 측정에 기초하여 전구체의 레벨(높이)을 측정하는 레벨 측정 장치와 전구체 레벨 측정 방법을 설명하기로 한다. 본 발명에서, '전구체 레벨 측정 장치'는 적어도 캐니스터(10)의 내부에 설치되어 적어도 하나 이상의 온도 센서가 구비된 프로브(100)와 제어부(200)를 포함하는 구성을 의미한다. 한편, '전구체 레벨 측정 장치'는 캐니스터(10)를 더 포함한 구성을 의미하기도 한다.
도 14는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 14는 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한, 다양한 구성요소들을 생략하였음을 당업자는 이해할 것이다.
제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치에서, 캐니스터(10)는 내부에 전구체를 수용하기 위한 공간을 가지며 캐니스터(10) 내부에 저장된 전구체를 외부로 공급하기 위한 유출구(12)를 포함할 수 있다. 유출구(12)는 유출구(12)를 통해서 배출되는 기화 가스가 배관(OL)으로 이동되도록 배관(OL)과 동작적으로 연결된다.
전구체는 캐니스터(10) 내부에서 승화(고체인 경우)되어 가스 형태로 배관(OL)으로 공급될 수 있다. 또한 제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치에서, 캐니스터(10)는 온도센서(111)를 구비하며 내부 공간을 향해 연장되어 있는 프로브(100)를 포함한다.
온도센서(111)는 예컨대 열전대(thermocouple) 등의 공지의 온도센서로 구현될 수 있다. 도 14에 도시한 실시예에는 하나의 온도센서(111)를 도시하였지만 발명의 구체적 실시 형태에 따라 하나 이상의 온도센서가 설치될 수 있고, 이 경우 각 온도센서마다 각각 프로브에 개별적으로 설치함으로써 온도센서간 열전달에 의해 영향을 방지할 수 있다. 그러나 만일 온도센서들 서로간에 열적으로 독립되도록, 즉 서로간에 온도의 영향이 없도록 설계할 경우 하나의 프로브(100)를 사용할 수도 있음은 물론이다.
제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치에서, 프로브(100)는 내부에 빈 공간을 가지며 예컨대 스테인리스 스틸 등의 재질로 만들 수 있다. 온도센서(111)의 전선이 프로브(100)의 내부 공간을 통해 위로 연결되어 제어부(200)에 연결될 수 있고, 따라서 온도센서(111)가 측정한 온도 측정값이 제어부(200)로 전달될 수 있다.
제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치에서, 프로브(100)가 캐니스터(10)의 상부 케이스에 결합된 것으로 도시하였지만 구체적 실시 형태에 따라 프로브(100)의 설치 위치가 달라질 수 있다. 또한 대안적 실시예에서 온도센서(111)가 캐니스터(10)의 내부 측벽에 설치될 수도 있으며 이 경우 프로브(100)가 생략될 수도 있음도 이해할 것이다.
제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치에서, 프로브(100)는 용접 등의 접합방식에 의해 캐니스터(10)에 결합되어 고정된다. 또는 프로브(100)는 예를 들어 VCR 피팅(Vacuum Coupling Radiation fitting), VCO 피팅(Vacuum Coupling O-ring fitting), UPG 피팅(Universal Pipe Gasket fitting), 그리고 락 피팅(LOK fitting) 등 공지의 피팅 방식에 따른 하나의 피팅 커넥터를 이용하여 캐니스터(10)에 체결될 수 있다.
제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치에서, 제어부(200)는 온도센서(111)로부터 수신한 온도 측정값에 기초하여 캐니스터(10) 내부에 저장된 전구체의 레벨(표면 또는 수위)을 산출할 수 있다. 제어부(200)는 온도센서(111)의 제1 시점에서의 온도(제1 온도)와 제2 시점에서의 온도(제2 온도)를 각각 측정한 후 제1 온도와 제2 온도 사이의 온도 차이값(ΔT)을 산출하고 이 차이값을 기설정된 임계값과 비교하여 전구체의 레벨을 산출할 수 있으며, 이러한 제어부(200)의 구체적 동작에 대해서는 이하 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 15는 제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치의 캐니스터에서 전구체 레벨에 따른 캐니스터 내부 온도 변화를 설명하기 위한 도면으로, 도 15(a)는 전구체의 레벨(표면)이 온도센서(111) 보다 높은 위치에 있는 상태를 나타내고 도 15(b)는 도 15(a)의 상태에서 전구체를 계속 소모함에 따라 전구체의 양이 점차 줄어들어 전구체의 레벨이 온도센서(111) 밑으로 내려간 상태이다.
만일 전구체의 레벨(L1)이 도 15(a)에 도시한 것처럼 온도센서(111) 보다 높은 위치에 있는 경우, 공정 개시에 의해 전구체가 승화되므로 전구체 내부의 온도가 하강하게 된다. 즉 도 15(b)에 개략적으로 도시한 것처럼 공정을 개시하는 시점(ta)부터 전구체가 승화되면서 전구체 내부의 온도가 점차 하강하여 제2 시각(tb)까지 온도가 내려가고 그 후 대략적으로 일정한 온도를 유지하게 된다.
그러므로 온도센서(111)가 공정 개시 시점(ta) 근처에서, 즉 공정 개시 시점이나 그 직전 또는 그 직후 온도(제1 온도)를 측정하고 그 후 임의의 시각에 온도(제2 온도)를 측정한 후, 제1 온도와 제2 온도의 온도 차이가 발생하고 이 온도 차이값이 기설정한 임계값 보다 큰 경우 도 15(a)와 같은 상태, 즉 전구체의 레벨이 온도센서(111)보다 높은 위치에 있다고 판단할 수 있다. 이때 “임계값”은 전구체의 종류와 저장량, 캐니스터의 용량 및 내부 온도, 전구체의 외부 공급 속도 등에 따라 달라질 수 있으며, 실험이나 이론적 계산에 의해 미리 설정될 수 있다.
도 15(b)에서 “R”로 표시한 온도 범위는 공정 개시 시점에서의 온도(제1 온도)의 오차범위를 의미할 수 있다. 예컨대 제1 온도가 R로 설정한 온도 범위 내에서 변동할 경우 전구체의 승화열로 인한 영향이 아니라 온도센서 자체의 측정오차 등 다른 이유로 변하는 것으로 가정할 수 있다. 또는 대안적 실시예에서 온도 범위(R)의 하한값이 상기 “임계값”의 역할을 할 수도 있다. 예를 들어 온도센서(111)가 측정하는 온도가 제1 온도에서 점차 하강하여 온도범위(R)의 하한값 이하로 떨어지면 제어부(200)가 전구체의 레벨이 온도센서(111)보다 높은 위치에 있다고 판단할 수 있다.
한편, 도 15(a)의 상태에서 전구체를 소모함에 따라 도 15(c)와 같이 전구체의 레벨(L2)이 온도센서(111) 밑으로 감소하였다고 하면, 이 경우 전구체 내부에서 승화가 일어나더라도 전구체 외부에 있는 온도센서(111)에 열적 영향을 거의 미치지 않는다. 즉 도 15(d)에 도시한 것처럼 공정 개시 이후에도 온도가 거의 일정하거나 또는 온도범위(R) 이내에서 온도를 유지하게 된다.
그러므로 온도센서(111)가 공정 개시 시점(ta) 근처에서, 즉 공정 개시 시점이나 그 직전 또는 그 직후 온도(제1 온도)를 측정하고 그 후 임의의 시간이 경과한 후 온도(제2 온도)를 측정한 후, 제1 온도와 제2 온도의 온도 차이값이 기설정한 임계값 이하인 경우 도 15(c)와 같은 상태, 즉 전구체의 레벨이 온도센서(111)보다 낮은 위치에 있다고 판단할 수 있다.
도 16은 제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치에서 전구체 레벨의 감소에 따른 온도 변화를 설명하는 온도 그래프로서, 전구체 레벨이 도 15(a)의 상태에서 도 15(c)의 상태로 감소하는 동안 온도센서(111)가 지속적으로 온도를 측정한 경우를 개략적으로 도시하였다.
도 16을 참조하면, 공정 개시 시점(ta)부터 전구체가 승화하기 시작하여 전구체 내부의 온도가 점차 하강하고 소정 시간이 경과한 시점(tb)부터 대략 일정한 온도를 유지하게 된다. 그 후 전구체가 점차 소모되어 시각(tc)에서 전구체 레벨이 온도센서(111)와 동일한 높이까지 이르면 승화열에 의해 온도센서(111)에 끼치는 온도 하강의 영향이 점차 약해지므로 온도센서(111)가 측정하는 온도가 점차 상승하고, 시각(td)에서 도 15(c)와 같이 전구체 레벨이 온도센서(111)의 아래로 완전히 내려가게 되면 전구체의 승화가 온도센서(111)에 열적으로 영향을 거의 미치지 않게 되어 온도 상승이 멈추고 다시 일정한 온도를 유지한다. 따라서 온도센서(111)가 일정 주기로 온도를 측정하여 그 온도 변화가 도 16에 도시한 그래프와 같이 변한다면, 제1 구간(P1)까지는 전구체 레벨이 온도센서(111) 보다 위에 있는 상태이고, 제2 구간(P2)에서 전구체 레벨이 온도센서(111)의 위치까지 내려왔고, 제3 구간(P3)에서 전구체 레벨이 온도센서(111) 보다 아래쪽으로 내려갔다고 판단할 수 있다.
도 17은 제1 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치의 제어부(200)에서 전구체 레벨을 산출하는 예시적 방법을 나타낸다. 도 17을 참조하면, 단계(S110)에서 온도센서(111)가 공정 개시 시점(ta)에서의 제1 온도를 측정한다. 이때 제1 온도의 측정 시점은 공정 개시 시점(ta)(즉, 전구체가 승화하기 시작하는 시점)일 수도 있고, 상기 시점(ta)의 이전이나 이후의 일정 시간 범위 내에서 측정할 수도 있다.
그 후 예컨대 기설정된 소정 시간주기로 온도센서(111)가 제2 온도를 측정할 수 있다(S120). 제2 온도를 측정하여 이 측정값을 제어부(200)로 전송하면 제어부(200)는 제1 온도와 제2 온도의 온도 차이값(ΔT)을 계산하고(S130), 계산 결과에 기초하여 전구체의 레벨을 출력한다(S140). 예를 들어, 제1 온도와 제2 온도의 온도 차이값이 기설정한 임계값 보다 큰 경우 도 15(a)와 같이 전구체의 레벨이 온도센서(111)보다 높은 위치에 있다고 판단하고, 상기 온도 차이값이 상기 임계값 이하인 경우 도 15(c)와 같이 전구체의 레벨이 온도센서(111)보다 낮은 위치에 있다고 판단할 수 있다. 또한, 일 실시예에서 전구체 레벨이 온도센서(111)의 높이까지 감소하였거나 또는 온도센서(111) 높이 이하로 감소하였다고 판단한 경우 전구체의 현재 레벨 또는 캐니스터의 교체 시기를 관리자에게 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 18은 제2 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치를 설명하는 도면이고, 도 19은 제2 실시예에서 전구체 감소에 따른 캐니스터 내부 온도 변화를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 18을 참조하면, 제2 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치에서 캐니스터(10)는 제1 온도센서(111)와 제2 온도센서(112)를 포함한다. 제1 온도센서(111)와 제2 온도센서(112)는 수직 방향(예를 들면 중력 방향)으로 서로 이격되어 배치된다. 따라서 제1 온도센서(111)는 캐니스터(10) 내부의 제1 지점의 온도를 측정하고 제2 온도센서(112)는 상기 제1 지점에서 소정 거리(L) 하방으로 이격된 제2 지점의 온도를 측정할 수 있다. 제1 지점과 제2 지점 사이의 이격 거리(L)는 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있으며, 예를 들어 수mm 내지 수cm 일 수 있다.
여기서, 예를 들면, 상방은 지구로부터 멀어지는 방향이고, 하방은 지구로 가까워지는 방향일 수 있다.
도 18(a)는 전구체의 레벨이 두 온도센서(111,112) 보다 위에 있는 상태이고, 도 18(b)에서 도 18(c)로 갈수록 전구체 레벨이 점차 낮아지는 것을 도시하였다. 즉 도 18(b)는 전구체 레벨이 제1 온도센서(111)와 제2 온도센서(112) 사이에 위치하고, 도 18(c)는 전구체 레벨이 제2 온도센서(112) 아래로 내려간 상태를 각각 나타낸다.
도 19(a)는 전구체 레벨이 도 18(a)에서 도 18(c)의 상태로 점차 감소하는 동안 제1 온도센서(111)의 측정 온도(T1)와 제2 온도센서(112)의 측정 온도(T2)를 개략적으로 도시하였고, 도 19(b)는 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)의 온도 차이값(ΔT)을 나타낸다.
도 19을 참조하면, 제1 온도센서(111)의 측정 온도(T1)의 경우, 공정 개시 시점(ta)부터 전구체가 승화하기 시작하여 전구체 내부의 온도가 점차 하강하고 소정 시간이 경과한 시점(tb)부터 대략 일정한 온도를 유지하게 된다. 그 후 전구체가 점차 소모되어 시각(tc)에서 전구체 레벨이 제1 온도센서(111)와 동일한 높이까지 이르면 제1 온도센서(111)에 미치는 승화열의 영향이 점차 줄어들어 제1 온도센서(111)의 측정 온도(T1)가 올라간다. 그리고 시각(td)에서 도 18(b)와 같이 전구체 레벨이 제1 온도센서(111)의 아래로 완전히 내려가게 되면 전구체의 승화가 제1 온도센서(111)에 열적으로 영향을 거의 미치지 않게 되어 온도 상승이 멈추고 다시 일정한 온도를 유지한다.
한편 제2 온도센서(112)의 측정 온도(T2)의 경우에도 공정 개시 시점(ta)부터 소정 시점(tb)까지 온도가 하강한 후 일정한 온도를 유지하는 것은 제1 온도(T1)의 경우와 동일하다. 그러나 전구체 레벨이 제 1 온도센서(111) 보다 더 아래로 내려간 이후의 시점(te)에서 전구체 레벨이 제2 온도센서(112)와 동일 높이가 되고 이때부터 전구체 승화열의 영향이 점차 줄어들며 측정 온도가 상승한다. 그리고 시각(td)에서 도 18(c)와 같이 전구체 레벨이 제2 온도센서(112)의 아래로 완전히 내려가게 되면 전구체의 승화가 제2 온도센서(112)에 열적으로 영향을 거의 미치지 않게 되어 온도 상승이 멈추고 다시 일정한 온도를 유지한다.
그러므로 상술한 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)의 온도 차이값(ΔT)이 도 19(b)에 도시한 것처럼 나타난다. 즉 제1 구간(P1)에서는 차이가 거의 없고 제2 구간(P2)에서 차이가 점차 증가하여 제3 구간(P3)에서 증가된 값을 유지하고, 그 후 구간(P4)에서 다시 감소하여 제5 구간(P5)에서 차이가 거의 없어지게 된다. 따라서, 제어부(200)는 이 온도 차이값(ΔT)에 기초하여 제1 구간(P1)까지는 전구체 레벨이 제1 온도센서(111) 보다 높은 상태이고, 제2 구간(P2)에서 전구체 레벨이 온도센서(111)의 위치까지 내려왔고, 제3 구간(P3)에서 전구체 레벨이 온도센서(111)와 제2 온도센서(112) 사이에 위치하고, 제4 구간(P4)에서 전구체 레벨이 제2 온도센서(112)까지 내려왔고 제5 구간(P5)에서 제2 온도센서(112) 보다 아래쪽으로 내려갔다고 판단할 수 있다.
한편 도 19(a)의 제1 구간(P1)이나 제5 구간(P5)에서 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)가 약간의 온도차가 있는 것으로 도시하였지만 이는 두 온도 그래프를 구분하기 위해 그렇게 도시한 것이며, 실제로는 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)가 동일한 값을 가질 수 있음은 물론이다.
또한 일 실시예에서, 온도 차이값(ΔT)에 따른 전구체 레벨을 산출할 때, 온도 차이값(ΔT)과 기설정한 임계값을 비교하여 전구체 레벨을 산출할 수 있다. 예를 들어, 온도 차이값(ΔT)이 기설정한 제1 임계값 보다 크면 전구체 레벨이 제1 온도센서(111)의 높이와 제2 온도센서(112)의 높이 사이에 위치한다고 판단할 수 있고, 온도 차이값(ΔT)이 기설정한 제2 임계값 이하이면 전구체 레벨이 제1 온도센서(111)보다 높거나 또는 제2 온도센서(112)보다 낮은 위치라고 산출할 수 있다. 이 때 제1 임계값과 제2 임계값은 동일한 값일 수도 있고 다른 값일 수도 있다.
한편, 온도 차이값(ΔT)이 기설정한 제2 임계값 이하일 때 전구체 레벨이 제1 지점보다 높거나 또는 제2 지점보다 낮다고 판단할 수 있는데, 이때 전구체 레벨이 제1 온도센서(111)의 높이보다 높은지 아니면 제2 온도센서(112)의 높이보다 낮은지 여부는 추가 측정을 통해 알 수 있다.
예를 들어 일 실시예에서, 온도 차이값(ΔT)이 기설정한 임계값 이하이고 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)가 기설정한 기준값보다 작은 경우 전구체의 표면이 제1 구간(P1), 즉 제1 지점보다 높다고 상태라고 판단하고, 온도 차이값(ΔT)이 상기 임계값 이하이되 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)가 상기 기준값보다 큰 경우 제2 전구체의 표면이 제2 지점보다 낮다고 판단할 수 있다.
전구체의 표면이 제1 온도센서(111)의 위치보다 높은지 제2 온도센서(112)의 위치보다 낮은지를 판단하는 또 다른 방법으로서, 제1 온도(T1)와 제2 온도(T2)를 측정하는 단계들을 제1 시각과 그로부터 임의의 시간 이후의 제2 시각에 각각 실행하고, 제1 시각에서 제2 시각까지 제1 온도가 소정값 이상 하강한 경우, 상기 온도 차이값(제2 시각에 측정된 제1 온도와 제2 온도간의 차이값)이 기설정한 임계값 이하이면, 상기 전구체의 표면이 제1 지점보다 높다고 판단할 수 있다.
이때, 상기 “제1 시각”은 전구체를 외부로 공급하기 전 또는 상기 공급을 개시할 때의 시각일 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 또한 제1 온도와 제2 온도를 측정하는 단계를 제1 시각과 그로부터 임의의 시간 이후의 제2 시각에 각각 실행하여, 제1 시각에서 제2 시각까지 제1 온도가 소정값 이상 하강하지 않은 경우, 상기 온도 차이값이 기설정한 임계값 이하이면, 상기 전구체의 표면이 제2 지점보다 낮다고 판단할 수 있다.
도 19는 제2 실시예에 따른 전구체 레벨 측정 장치에서의 예시적인 전구체 레벨 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 19을 참조하면, 예시적인 레벨 측정 방법은, 제1 온도센서(111)와 제2 온도센서(112)가 각각 동일 시각에서 온도를 측정하고(S210), 그 후 제어부(200)가 두 온도센서의 온도 차이값(ΔT)을 계산하고(S220), 계산결과에 기초하여 전구체의 레벨을 출력한다(S230). 예를 들어 단계(S230)에서, 온도 차이값(ΔT)이 제1 기준값보다 작으면 전구체의 레벨이 도 18(a)와 같이 제1 온도센서(111) 보다 높은 위치에 있다고 판단하고, 온도 차이값(ΔT)이 제1 기준값 이상이면 전구체의 레벨이 제1 온도센서(111)의 높이까지 감소하였다고 판단할 수 있다.
그 후 전구체가 더 소모됨에 따라 전구체 레벨이 도 18(b)에 도시한 것처럼 제1 온도센서(111)와 제2 온도센서(112) 사이에 위치하게 된다. 이때, 제1 온도센서(111)와 제2 온도센서(112)의 온도를 각각 측정할 수 있고(S210), 측정된 온도의 온도 차이값(ΔT)을 계산하고(S220), 계산결과에 기초하여 전구체의 레벨을 출력할 수 있다(S230).
그리고 일 실시예에서, 전구체 레벨이 도 18(c)의 상태처럼 제2 온도센서(112) 높이보다 아래로 감소하였다고 판단하면 전구체의 레벨을 관리자에게 알리는 단계를 더 포함할 수 있다.
상술한 실시예들에서, 1개의 제어부(200)가 전구체 레벨을 측정하는 동작과 기화 가스의 온도를 조절하는 방법을 모두 수행할 수 있는 것으로 설명하였지만, 이는 예시적인 것으로서 변형이 가능하다. 변형의 예를 들면, 전구체 레벨을 측정하는 동작을 수행하는 제어부와 기화 가스의 온도를 조절하는 방법을 수행하는 제어부와 같이 물리적으로 별도로 구성될 수도 있다.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

Claims (11)

  1. 전구체를 저장할 수 있는 캐니스터(10);
    캐니스터(10)로부터 배출되는 기화 가스가 이동될 수 있는 경로(path)를 제공하는 기화 가스 배관(OL);
    기화 가스 배관(OL)을 통해서 이동되는 기화 가스의 양을 측정하고 조절하기 위해 기화 가스 배관(OL)과 동작적으로 결합된 고온 질량유량제어기(400);
    기화 가스 배관(OL)을 통해서 이동되는 기화 가스의 온도를 조절하기 위해서, 기화 가스 배관(OL)과 열적으로 결합된 제1 가스온도부스터(300);
    캐리어 가스가 이동될 수 있는 경로(path)를 제공하며, 기화 가스 배관(OL)과 동작적으로 연결되는 캐리어 가스 배관(CL1);
    캐리어 가스 배관(CL1)을 통해서 이동되는 캐리어 가스의 양을 측정하고 조절하기 위해 캐리어 가스 배관(CL1)과 동작적으로 결합된 제1 질량유량제어기(MFC1)(450); 및
    캐리어 가스 배관(CL1)을 통해서 이동되는 캐리어 가스의 온도를 조절하기 위해서, 캐리어 가스 배관(CL1)과 열적으로 결합된 제2 가스온도부스터(350); 를 포함하고,
    제1 가스온도부스터(300)는 고온 질량유량제어기(400)와 캐니스터(10)와의 사이의 배관에 위치된 것인, 고순도 전구체를 위한 기화 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    기화 가스와 캐리어 가스를 혼합하기 위한 믹서(500);를 더 포함하며,
    믹서(500)는 캐리어 가스 배관(CL1)과 기화 가스 배관(OL)이 연결된 지점의 하류의 배관(OL)에 동작적으로 결합된 것인, 고순도 전구체를 위한 기화 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    캐리어 가스의 이동 경로를 제공할 수 있는 퍼지용 가스 배관(CL2);를 더 포함하고,
    퍼지용 가스 배관(CL2)은 제1 가스온도부스터(300)와 캐니스터(10)의 사이의 기화 가스 배관(OL)에 동작적으로 연결되며,
    퍼지용 가스 배관(CL2)을 통해서 이동하는 퍼지용 가스의 양을 측정하고 조절하기 위해 퍼지용 가스 배관(CL2)에 제2 질량유량제어기(MFC2)(470)가 동작적으로 결합되어 있고, 또한, 퍼지용 가스 배관(CL2)을 통해서 이동되는 퍼지용 가스의 온도를 조절하기 위해서, 퍼지용 가스 배관(CL2)과 제2 가스온도부스터(370)가 동작적으로 결합되어 있는 것인, 고순도 전구체를 위한 기화 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    세정수의 이동 경로를 제공할 수 있는 세정수 배관(SL);을 더 포함하며,
    세정수 배관(SL)은 제1 가스온도부스터(300)와 캐니스터(10)의 사이의 기화 가스 배관(OL)에 동작적으로 연결되어 있는 것인, 고순도 전구체를 위한 기화 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    제1 가스온도부스터(300)는 기화 가스가 이동될 수 있는 미세관(L201, L203)과 열전도성 바디부(301)를 포함하며,
    열전도성 바디부(301)에 형성된 입구를 통해서 기화 가스가 유입되고, 입구로 유입된 기화 가스는 미세관(L201, L203)으로 유입되어 이동된 후, 열전도성 바디부(301)에 형성된 출구를 통해서 고온 질량유량제어기(400)로 배출하며,
    미세관(L201, L203)은 열전도성 바디부(301)에 형성되어 있고,
    미세관(L201, L203)은 제1미세관과 제2미세관을 포함하되, 제1미세관과 제2미세관은 상하로 적층되어 서로 연통되어 있는 것인, 고순도 전구체를 위한 기화 시스템.
  6. 제2항에 있어서,
    제1 가스온도부스터(300)는, 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 온도(T3)를 고온 질량유량제어기(400)의 내부의 온도(T4)와 같거나 더 높도록 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절하는 것인, 고순도 전구체를 위한 기화 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    제1 가스온도부스터(300)는, 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 불포화도가 고온 질량유량제어기(400)로 유입된 후의 기화 가스의 불포화도와 같거나 더 높도록, 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절하는 것인, 고순도 전구체를 위한 기화 시스템.
  8. 제2항에 있어서,
    제1 가스온도부스터(300)는, 고온 질량유량제어기(400)로 유입되기 직전의 기화 가스의 온도(T3)가 고온 질량유량제어기(400)의 내부의 온도(T4)보다 낮도록 제1 가스온도부스터(300)로 유입된 기화 가스의 온도를 조절하되, 고온 질량유량제어기(400)로 유입된 후의 기화 가스가 포화도가 100%에 도달되지 않도록 하는 것인, 고순도 전구체를 위한 기화 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    캐니스터(10)에 저장된 고체 전구체의 레벨을 산출할 수 있는 제어부(200);를 더 포함하며,
    캐니스터(10)는 제1 온도센서(111)와 제2 온도센서(112)를 포함하며,
    제1 온도센서(111)와 제2 온도 센서(112)는 캐니스터(10)의 내부에 위치하되, 수직 방향으로 서로 이격되어 배치되어 있고,
    제어부(200)는, 제1 시각에 제1 온도센서(111)가 측정한 제1 온도와 제2 온도센서(112)가 측정한 제2 온도의 차이값에 기초하여 캐니스터(10)에 저장된 고체 전구체의 레벨을 산출할 수 있는 것인, 고순도 전구체를 위한 기화 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    제1 온도센서(111)와 제2 온도 센서(112)는, 제1 시각으로부터 임의의 시간이 경과된 제2 시각에 제1 온도와 제2 온도를 측정하며,
    제어부(200)는 상기 고체 전구체의 레벨을 산출할 때,
    제1 시각에서 제2 시각까지 제1 온도가 소정값 이상 하강했는지 여부와, 제2 시각에 측정된 제1 온도와 제2 온도의 차이값에 기초하여, 상기 전구체의 레벨을 산출하는 것인, 고순도 전구체를 위한 기화 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    캐니스터(10)는, 캐니스터(10)의 내부 공간에 위치된 제1 프로브 및 제2 프로브를 포함하고,
    제1 프로브에 제1 온도를 측정하기 위한 제1 온도센서가 구비되고 제2 프로브에 제2 온도를 측정하기 위한 제2 온도센서가 구비되며,
    상기 제1 온도센서와 제2 온도센서가 열적으로 분리되어 설치된 것을 특징으로 하는, 고순도 전구체를 위한 기화 시스템.
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