KR20030085198A - Apparatus and method for supplying cesium - Google Patents
Apparatus and method for supplying cesium Download PDFInfo
- Publication number
- KR20030085198A KR20030085198A KR1020020023379A KR20020023379A KR20030085198A KR 20030085198 A KR20030085198 A KR 20030085198A KR 1020020023379 A KR1020020023379 A KR 1020020023379A KR 20020023379 A KR20020023379 A KR 20020023379A KR 20030085198 A KR20030085198 A KR 20030085198A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- cesium
- gas
- injected
- inert gas
- amount
- Prior art date
Links
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 187
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 176
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 4
- 239000006200 vaporizer Substances 0.000 claims description 4
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 14
- -1 cesium ions Chemical class 0.000 description 11
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 10
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 8
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 8
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000002309 gasification Methods 0.000 description 1
- 238000007737 ion beam deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 238000001616 ion spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/228—Gas flow assisted PVD deposition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
- C23C16/4481—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by evaporation using carrier gas in contact with the source material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J7/00—Details not provided for in the preceding groups and common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J7/14—Means for obtaining or maintaining the desired pressure within the vessel
- H01J7/20—Means for producing, introducing, or replenishing gas or vapour during operation of the tube or lamp
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
본 발명은 세슘의 기화 효율을 증대시키고 장시간 동안 안정적으로 공급하는데 적당한 세슘 공급장치 및 방법에 관한 것으로, 외부로부터 주입되는 불활성 가스의 양을 조절하는 가스흐름조절부와, 상기 가스흐름조절부로부터 주입된 불활성 가스를 예열하는 예열부와, 압력가스에 의해 세슘을 배출하는 세슘 저장부와, 상기 세슘 저장부로부터 세슘을 공급받아 분사하는 인젝터와, 상기 인젝터에서 분사되는 세슘을 기화하고, 상기 예열부로부터 주입되는 불활성 가스와 함께 세슘 기체를 배출하는 세슘 기화부를 포함한다.The present invention relates to a cesium supply device and method suitable for increasing the evaporation efficiency of cesium and stably supply for a long time, the gas flow control unit for controlling the amount of inert gas injected from the outside, and the injection from the gas flow control unit A preheater for preheating the inert gas, a cesium reservoir for discharging cesium by pressure gas, an injector for receiving and injecting cesium from the cesium reservoir, and vaporizing cesium injected from the injector, and the preheater And a cesium vaporization unit for discharging cesium gas together with the inert gas injected therefrom.
Description
본 발명은 세슘 공급장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 세슘(Cesium : Cs)의기화 효율을 증대시키고, 세슘 기체를 장기간 지속적으로 공급할 수 있는 세슘 공급장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cesium supply device and method, and more particularly, to a cesium supply device and method that can increase the gasification efficiency of cesium (Cesium: Cs), and can continuously supply cesium gas for a long time.
일반적으로 이온 소스는 이온주입, 스퍼터 증착, 이온빔 증착, 이온 분광 등에 사용된다.In general, ion sources are used for ion implantation, sputter deposition, ion beam deposition, ion spectroscopy, and the like.
특히, 세슘 이온은 처리하고자 하는 기판의 표면에 충분한 양이 존재할 때 그 표면의 일함수(work function)를 낮추는 역할을 한다. 이것은 세슘의 전자친화도(electron affinity)가 매우 낮기 때문이다.In particular, cesium ions serve to lower the work function of the surface when a sufficient amount is present on the surface of the substrate to be treated. This is because cesium has a very low electron affinity.
따라서, 세슘은 기판 표면에서 음이온 전자의 발생(electron emission)을 증가시킨다.Thus, cesium increases the electron emission at the substrate surface.
한편, 세슘은 대기압 하에서 액화점(liquid point) 및 기화점(boiling point)이 각각 28℃와 690℃이며, 100℃에서 10E-4 Torr의 증기압을 갖는 것으로 알려져 있다.Meanwhile, cesium is known to have a liquid point and a boiling point of 28 ° C and 690 ° C under atmospheric pressure, respectively, and a vapor pressure of 10E-4 Torr at 100 ° C.
그러나, 세슘이 산소에 의해 쉽게 산화되고, 수분과의 접촉 시에 폭발하는 열악한 특성으로 인해 세슘의 증기압을 조절하기가 용이하지 않으므로 세슘 이온을 이용하는 데 많은 한계가 있다.However, since cesium is easily oxidized by oxygen and is poor in controlling the vapor pressure of cesium due to the poor property of exploding upon contact with moisture, there are many limitations in using cesium ions.
이하, 종래 기술에 따른 세슘 공급장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a cesium supply apparatus according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 미국특허 제 5,521,389호에 공고된 종래의 세슘 고체 전해질(solid electrolyte)을 이용한 세슘 공급장치를 나타낸 구성도이다.FIG. 1 is a block diagram showing a cesium supply apparatus using a conventional cesium solid electrolyte disclosed in US Patent No. 5,521,389.
도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 세슘 고체 전해질을 이용한 세슘 공급장치는 산화물 형태의 세슘 화합물이 봉입된 이온 펠렛(pellet)(11)과, 상기 이온 펠렛(11)내의 세슘 화합물로부터 금속접촉에 의해 세슘 이온을 발생시키는 이온 발생부(12)와, 상기 이온 발생부(12)를 통해 세슘 이온이 배출되도록 상기 이온 펠렛(11)에 열을 가하는 히터(13)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, a cesium supply device using a cesium solid electrolyte in the related art is provided with an ion pellet 11 containing an oxide cesium compound and a metal contact from the cesium compound in the ion pellet 11. And a heater 13 for applying heat to the ion pellet 11 so that cesium ions are discharged through the ion generator 12.
또한, 상기 히터(13)로부터 발생한 열이 외부로 방열되는 것을 방지하기 위해 몰리브덴(molybdenum) 또는 탄탈륨(tantalum)을 재료로 하여 상기 히터(13) 외부에 형성된 열차단막(도시하지 않음)과, 상기 이온 펠렛(11)의 전기적 연결을 위한 양전극(anode electrode)(도시하지 않음)과, 상기 이온 펠렛(11)으로부터의 세슘 화합물 유출을 방지하기 위한 메탈 튜브(도시하지 않음) 등이 더 포함된다.In addition, a heat shielding film (not shown) formed outside the heater 13 using molybdenum or tantalum to prevent heat generated from the heater 13 from being radiated to the outside, and An anode electrode (not shown) for electrical connection of the ion pellet 11 and a metal tube (not shown) for preventing the cesium compound outflow from the ion pellet 11 are further included.
여기서, 상기 이온 발생부(12)는 텅스텐을 상기 이온 펠렛(11)의 일측 표면에 코팅하여 형성한 다공성 전극(porous electrode)이며, 상기 이온 펠렛(11)의 둘레에 형성된 상기 히터(13)는 알루미늄으로 코팅된 필라멘트로 이루어진다.Here, the ion generator 12 is a porous electrode formed by coating tungsten on one surface of the ion pellet 11, and the heater 13 formed around the ion pellet 11 is It consists of filaments coated with aluminum.
상기와 같이 세슘 고체 전해질을 이용한 종래의 세슘 공급장치는 900∼1000℃의 고온에서 세슘을 포함하는 고체 전해질이 세슘 이온을 발생하는데, 효과적인 이온 발생을 위해서는 1000℃ 이상의 온도를 유지해야한다.In the conventional cesium supply apparatus using the cesium solid electrolyte as described above, the solid electrolyte containing cesium generates cesium ions at a high temperature of 900 to 1000 ° C.
또한, 상기 이온 펠렛(11)에 봉입되는 고체 전해질의 양이 한정되므로 장시간 사용이 불가능하고, 이온빔의 분사면적(flux)이 제한되므로 넓은 영역에서의 증착 공정이 어렵다.In addition, since the amount of the solid electrolyte encapsulated in the ion pellet 11 is limited, it is impossible to use it for a long time, and since the spray area of the ion beam is limited, the deposition process in a wide area is difficult.
그리고, 상기 이온 펠렛(11)을 산화 분위기에서 장시간 사용할 경우, 세슘의 산화에 의해 다공성 이온 발생부(12)에 산화막이 형성되므로 세슘 이온의 분사량이불안정하게 된다.When the ion pellet 11 is used for a long time in an oxidizing atmosphere, an oxide film is formed in the porous ion generating unit 12 by the oxidation of cesium, so that the amount of cesium ions is unstable.
따라서, 세슘 이온의 분사량을 정확히 제어하기 위해 분사량을 측정하여 상기 이온 펠렛(11)의 가열을 제어할 수 있는 장치가 요구되며, 상기 세슘 공급장치를 물리적 기상 증착(physical vapor deposition : PVD) 공정에 사용할 경우, 고온으로 가열되어 발생하는 세슘 이온은 진공 내에서 단지 열적인 기체운동에 의해 퍼지기 때문에 분사면적을 제어할 수 없다.Therefore, a device capable of controlling the heating of the ion pellet 11 by measuring the injection amount in order to accurately control the injection amount of cesium ions is required, and the cesium supply device is used in a physical vapor deposition (PVD) process. In use, the spray area cannot be controlled because cesium ions generated by heating to a high temperature spread only by thermal gas movement in a vacuum.
도 2는 미국특허 제 5,466,941호에 공고된 종래 발열리본을 이용한 또 다른 세슘 공급장치를 나타낸 구성도로서, 상기 세슘 고체 전해질을 이용한 세슘 공급장치의 문제점을 개선하기 위한 것이다.FIG. 2 is a schematic view showing another cesium supply device using a conventional exothermic ribbon disclosed in US Pat. No. 5,466,941, to improve the problem of the cesium supply device using the cesium solid electrolyte.
도 2에 도시한 바와 같이, 발열리본을 이용한 세슘 공급장치는 세슘을 추출하여 분사하는 한 쌍의 추출 전극(21)과, 상기 추출 전극(21)으로부터 분사된 세슘을 이온화시키는 발열리본(22)과, 상기 발열리본(22)에 의해 이온화된 세슘 양이온을 빔 형태로 형성하기 위해 상기 발열리본(22)의 상하부에 배치되는 빔 형성 전극(도시하지 않음)을 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 2, the cesium supply apparatus using the exothermic ribbon includes a pair of extraction electrodes 21 for extracting and injecting cesium, and an exothermic ribbon 22 for ionizing cesium injected from the extraction electrode 21. And beam forming electrodes (not shown) disposed above and below the exothermic ribbon 22 to form cesium cations ionized by the exothermic ribbon 22 in a beam form.
여기서, 상기 추출 전극(21)내에는 이온화되지 않은 세슘을 발열리본(22)에 분사하기 위한 증기압(vapor pressure)을 조절하는 히터(도시하지 않음)가 구성되고, 상기 발열리본(22)은 텅스텐으로 형성된다.Here, a heater (not shown) for controlling a vapor pressure for injecting cesium not ionized into the exothermic ribbon 22 is configured in the extraction electrode 21, and the exothermic ribbon 22 is tungsten. Is formed.
그러나, 상기와 같이 구성된 발열리본을 이용한 세슘 공급장치는 이온화되지 않은 세슘을 분사하기 위해 상기 추출 전극(21)을 300∼400℃의 고온으로 가열해야 하며, 상기 추출 전극(21)으로부터 분사된 세슘을 양이온화시키기 위해서 상기 발열리본(22)을 1200℃의 고온으로 가열해야 한다.However, the cesium supply apparatus using the exothermic ribbon configured as described above needs to heat the extraction electrode 21 to a high temperature of 300 to 400 ° C. in order to inject the cesium that is not ionized, and the cesium injected from the extraction electrode 21. The exothermic ribbon 22 should be heated to a high temperature of 1200 ° C. in order to cationic.
본 발명은 이와 같은 종래의 세슘 공급장치 및 방법의 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 세슘의 기화 효율을 증대시켜 다량의 세슘 기체를 공급할 수 있는 세슘 공급장치 및 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems of the conventional cesium supply device and method, it is an object of the present invention to provide a cesium supply device and method that can supply a large amount of cesium gas by increasing the vaporization efficiency of cesium.
본 발명의 다른 목적은 세슘의 산화 및 변질을 방지하여 장시간 안정적으로 공급할 수 있는 세슘 공급장치 및 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a cesium supply apparatus and method which can stably supply for a long time by preventing oxidation and deterioration of cesium.
본 발명의 또 다른 목적은 세슘 기체의 공급량을 미세하게 조절할 수 있는 세슘 공급장치 및 방법을 제공하는 것이다.It is still another object of the present invention to provide a cesium supply apparatus and method capable of finely controlling the amount of cesium gas supplied.
도 1은 종래 세슘 고체 전해질(solid electrolyte)을 이용한 세슘 공급장치를 나타낸 구성도1 is a block diagram showing a cesium supply apparatus using a conventional cesium solid electrolyte (solid electrolyte)
도 2는 종래 발열리본을 이용한 세슘 공급장치를 나타낸 구성도2 is a block diagram showing a cesium supply device using a conventional heating ribbon
도 3은 본 발명에 의한 세슘 공급장치를 나타낸 구성도Figure 3 is a block diagram showing a cesium supply apparatus according to the present invention
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
31 : 가스흐름조절부 32 : 제 1 유동관31: gas flow control unit 32: the first flow pipe
33 : 제 2 유동관 34 : 예열부33: second flow tube 34: preheating unit
35 : 압력가스 공급관 36 : 세슘 저장부35: pressure gas supply pipe 36: cesium storage unit
37 : 인젝터(injector) 38 : 제 3 유동관37: injector 38: third flow tube
39 : 세슘 기화부 40 : 히터39: cesium vaporization unit 40: heater
41 : 제 1 밸브 42 : 제 2 밸브41: first valve 42: second valve
43 : 증착장치 44 : 관(tube)43: vapor deposition apparatus 44: tube
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 세슘 공급장치는 외부로부터 주입되는 불활성 가스의 양을 조절하는 가스흐름조절부와, 상기 가스흐름조절부로부터 제 1 유동관을 통해 주입된 불활성 가스를 예열하는 예열부와, 압력가스 공급관을 통해 공급되는 압력가스에 의해 세슘을 배출하는 세슘 저장부와, 상기 세슘 저장부로부터 세슘을 공급받아 분사하는 인젝터와, 상기 인젝터에서 분사되는 세슘을 기화하고, 상기 예열부로부터 제 2 유동관을 통해 주입되는 불활성 가스와 함께 세슘 기체를 제 3 유동관을 통해 배출하는 세슘 기화부를 포함하여 구성된다.The cesium supply apparatus according to the present invention for achieving the above object is a gas flow control unit for adjusting the amount of inert gas injected from the outside, and preheating the inert gas injected through the first flow pipe from the gas flow control unit The preheating unit, a cesium storage unit for discharging cesium by the pressure gas supplied through the pressure gas supply pipe, an injector for receiving and injecting cesium from the cesium storage unit, vaporize the cesium injected from the injector, the preheating And a cesium vaporization portion for discharging the cesium gas through the third flow tube together with the inert gas injected from the second flow tube.
여기서, 인젝터는 외부에서 인가되는 펄스신호에 의해 주기적으로 액체상태의 세슘을 분사하며, 분사되는 세슘의 입자크기, 양, 퍼짐정도를 조절한다.Here, the injector periodically injects cesium in the liquid state by the pulse signal applied from the outside, and adjusts the particle size, amount, and degree of spread of the cesium being injected.
본 발명에 따른 세슘 공급방법은 외부로부터 주입되는 불활성 가스의 양을조절하는 제 1 단계와, 상기 불활성 가스를 예열하는 제 2 단계와, 압력가스에 의해 공급되는 세슘을 분사한 후, 기화시키는 제 3 단계와, 상기 기화된 세슘을 예열된 불활성 가스와 함께 배출하는 제 4 단계를 포함하여 이루어진다.The cesium supplying method according to the present invention comprises a first step of controlling the amount of inert gas injected from the outside, a second step of preheating the inert gas, and a step of vaporizing the cesium supplied by the pressure gas and then vaporizing And a fourth step of discharging the vaporized cesium together with the preheated inert gas.
이하, 본 발명에 의한 세슘 공급장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a cesium supply apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3는 본 발명에 의한 세슘 공급장치를 나타낸 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing a cesium supply apparatus according to the present invention.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 세슘 공급장치는 외부로부터 주입되는 불활성 가스의 양을 조절하는 가스흐름조절부(Mass Flow Controller; MFC)(31)와, 상기 가스흐름조절부(31)로부터 제 1 유동관(32)을 통해 주입된 불활성 가스를 예열하여 제 2 유동관(33)을 통해 배출하는 예열부(34)와, 압력가스 공급관(35)을 통해 공급되는 압력가스에 의해 세슘을 배출하는 세슘 저장부(36)와, 상기 세슘 저장부(36)로부터 세슘을 공급받아 분사하는 인젝터(injector)(37)와, 상기 인젝터(37)에서 분사되는 세슘을 기화한 후, 상기 예열부(34)로부터 제 2 유동관(33)을 통해 주입되는 불활성 가스와 함께 세슘 기체를 제 3 유동관(38)을 통해 배출하는 세슘 기화부(39)가 포함된다.As shown in FIG. 3, the cesium supply device according to the present invention includes a gas flow controller (MFC) 31 for controlling the amount of inert gas injected from the outside, and the gas flow controller 31. Cesium by the preheater 34 preheating the inert gas injected through the first flow pipe 32 through the second flow pipe 33 and the pressure gas supplied through the pressure gas supply pipe 35. After discharging the cesium storage unit 36, the injector (37) for receiving and injecting cesium from the cesium storage unit 36, and the cesium injected from the injector 37, the preheating unit The cesium vaporization part 39 which discharges cesium gas through the 3rd flow pipe 38 with the inert gas injected from the 34 through the 2nd flow pipe 33 is contained.
또한, 상기 예열부(34), 세슘 저장부(36) 그리고 세슘 기화부(39)를 각각 가열하기 위한 히터(40)와, 상기 제 1, 2, 3 유동관(32,33,38)를 가열하기 위해 그 둘레에 설치된 열선과, 상기 예열부(34)에서 상기 세슘 기화부(39)로 주입되는 불활성 가스를 공급/차단하기 위해 상기 제 2 유동관(33)에 설치되는 제 1 밸브(41)와, 상기 세슘 기화부(39)에서 증착장치(43)로 세슘 기체를 공급/차단하기 위해 상기 제 3 유동관(38)에 설치되는 제 2 밸브(42)와, 상기 세슘 저장부(36)에 주입되는 압력가스의 양을 조절하기 위해 압력가스 공급관(35)에 설치되는 압력가스 조절장치(도시하지 않음)를 더 포함한다.In addition, a heater 40 for heating the preheater 34, the cesium reservoir 36, and the cesium vaporizer 39, respectively, and the first, second, and third flow tubes 32, 33, and 38 are heated. A first valve 41 installed in the second flow pipe 33 for supplying / blocking a heating wire installed around the inlet gas and the inert gas injected from the preheater 34 to the cesium vaporizer 39. And a second valve 42 installed in the third flow pipe 38 to supply / block cesium gas from the cesium vaporizer 39 to the deposition apparatus 43, and to the cesium reservoir 36. It further includes a pressure gas regulator (not shown) installed in the pressure gas supply pipe 35 to adjust the amount of pressure gas injected.
여기서, 압력가스 조절장치로는 2단 압력 레귤레이터(2 stage pressure regulator)를 사용하고, 상기 세슘 저장부(36)와 인젝터(37)는 관(tube)(44)을 통해 연결되며, 상기 관(44)은 상기 유동관(32,33,38)과 마찬가지로 그 둘레에 열선이 형성될 수 있다.Here, a pressure gas regulator uses a two stage pressure regulator, and the cesium reservoir 36 and the injector 37 are connected through a tube 44. Similar to the flow tubes 32, 33, and 38, a heating wire may be formed around the 44.
상기 불활성 가스는 아르곤(Ar) 기체뿐만 아니라 질소(N2) 기체나 헬륨(He) 기체를 사용할 수 있으며, 상기 세슘 저장부(36)에 공급되는 압력가스로는 불활성 가스를 사용하며 바람직하게는 N2를 사용한다.The inert gas may use not only argon (Ar) gas but also nitrogen (N 2 ) gas or helium (He) gas, and an inert gas may be used as the pressure gas supplied to the cesium storage unit 36. Use 2
그리고, 상기 세슘 저장부(36)내에는 액체상태의 세슘이 충전(充塡)되며, 세슘을 액체 상태로 유지하기 위해서 세슘 저장부(36)내의 온도를 27℃ 이상으로 유지해야한다.The cesium reservoir 36 is filled with liquid cesium, and in order to maintain the cesium in the liquid state, the temperature of the cesium reservoir 36 must be maintained at 27 ° C. or higher.
또한, 상기 인젝터(37)는 외부의 제어장치로부터 인가되는 펄스신호에 의해 제어되며, 인젝터(37)의 분사구가 개폐하는 동작을 반복하여 주기적으로 액체상태의 세슘을 분사한다.In addition, the injector 37 is controlled by a pulse signal applied from an external control device, and injects cesium in a liquid state periodically by repeating an operation of opening and closing the injection port of the injector 37.
상기와 같은 세슘 공급장치는 물리적 기상 증착장치 이외에도 이온빔을 이용한 기상 증착장치, 화학적 기상 증착장치, 표시소자의 전자튜브 혹은 카메라튜브, 전자 현미경, 광전자 발생장치 등에 세슘 기체를 공급한다.In addition to the physical vapor deposition apparatus, the cesium supply apparatus supplies cesium gas to a vapor deposition apparatus, a chemical vapor deposition apparatus using an ion beam, an electron tube or a camera tube of a display device, an electron microscope, a photoelectric generator, and the like.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의한 세슘 공급장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the cesium supply apparatus according to the present invention having the configuration as described above are as follows.
먼저, 외부로부터 주입되는 불활성 가스는 가스흐름조절부(31)에 의해 그 양이 조절되고, 제 1 유동관(32)을 통해 예열부(34)에 주입된 불활성 가스는 상기 예열부(34)의 둘레에 설치된 히터(40)에 의해 예열된다.First, the amount of inert gas injected from the outside is controlled by the gas flow control unit 31, and the inert gas injected into the preheater 34 through the first flow pipe 32 is formed in the preheater 34. It is preheated by the heater 40 provided in the circumference.
그리고, 액체상태의 세슘이 충전된 세슘 저장부(36)에 압력가스가 공급된다. 이때, 압력가스 공급관(35)을 통해 공급되는 압력가스는 세슘 저장부(36) 내의 세슘을 외부로 배출한다. 즉, 압력가스가 주입됨에 따라 세슘 저장부(36) 내의 압력이 상승함으로써, 세슘은 관(44)을 통해 인젝터(37)로 보내진다.Then, a pressure gas is supplied to the cesium storage unit 36 filled with cesium in the liquid state. At this time, the pressure gas supplied through the pressure gas supply pipe 35 discharges cesium in the cesium storage unit 36 to the outside. That is, as the pressure gas is injected, the pressure in the cesium reservoir 36 is increased, so that the cesium is sent to the injector 37 through the pipe 44.
여기서, 상기 세슘 저장부(36)에서 인젝터(37)로 보내지는 세슘의 양은 압력가스의 양에 따라 달라지며, 압력가스의 양은 압력가스 조절장치에 의해 조절된다.Here, the amount of cesium sent from the cesium storage unit 36 to the injector 37 depends on the amount of pressure gas, and the amount of pressure gas is controlled by the pressure gas regulator.
상기 세슘 저장부(36)로부터 세슘을 공급받은 상기 인젝터(37)는 외부에서 인가되는 펄스신호에 따라 세슘 기화부(39)내에 주기적으로 세슘을 분사한다. 이때 상기 인젝터(37)의 분사구의 모양 및 크기에 따라 분사되는 세슘의 입자크기, 양, 그리고 퍼짐정도가 좌우된다.The injector 37 supplied with cesium from the cesium storage unit 36 periodically injects cesium into the cesium vaporization unit 39 according to a pulse signal applied from the outside. At this time, the particle size, amount, and degree of spread of cesium to be injected depend on the shape and size of the injection hole of the injector 37.
이후, 미세한 입자로 분사된 세슘은 가열된 세슘 기화부(39)의 내부 표면에 닿게 되면 순간적인 가열에 의해 기화되며, 순간적으로 기화된 세슘에 의해 세슘 기화부(39) 내부의 압력도 순간적으로 증가하게 된다. 이때, 분사되는 액체 세슘의 입자크기가 작고 퍼짐정도가 넓고 균일할수록 기화율이 높다.Subsequently, the cesium sprayed with the fine particles is vaporized by instantaneous heating when it touches the inner surface of the heated cesium vaporization unit 39, and the pressure inside the cesium vaporization unit 39 is also instantaneously by the momentarily vaporized cesium. Will increase. At this time, the smaller the particle size of the injected liquid cesium, the wider the spreading degree and the more uniform, the higher the vaporization rate.
이어, 기화된 세슘은 상기 예열부(34)로부터 주입되는 예열된 불활성 가스와함께 제 3 유동관(38)을 통해 배출되며, 최종적으로 증착장치(43)에 주입된다.Subsequently, the vaporized cesium is discharged through the third flow tube 38 together with the preheated inert gas injected from the preheater 34 and finally injected into the deposition apparatus 43.
여기서, 상기 세슘 기화부(39)는 히터(40)에 의해 200∼300℃의 온도로 가열되어 세슘을 기화시키고, 상기 제 1, 2, 3 유동관(32,33,38)은 열선에 의해 동일한 온도로 유지된다. 또한, 기체흐름조절부(31)와 제 3 기체 유동관(38)을 제외한 세슘 공급장치 전체를 가열 오븐에 장입하여 동일한 온도로 균일하게 제어할 수도 있다.Here, the cesium vaporization unit 39 is heated to a temperature of 200 ~ 300 ℃ by the heater 40 to vaporize cesium, the first, second, third flow pipes (32, 33, 38) are the same by the hot wire Maintained at temperature. In addition, the entire cesium supply apparatus except for the gas flow control unit 31 and the third gas flow pipe 38 may be charged into a heating oven and uniformly controlled at the same temperature.
상기와 같은 세슘 공급장치는 압력가스 조절장치를 이용하여 인젝터(37)에 공급되는 세슘의 양을 조절하므로 증착장치(43)에 공급되는 세슘 기체의 양을 정밀하게 제어할 수 있다. 또한, 인젝터(37)에 의해 분사된 미세한 액체 세슘을 기화시키므로 세슘의 기화효율을 향상시킬 수 있다.Since the cesium supply device adjusts the amount of cesium supplied to the injector 37 by using a pressure gas control device, the amount of cesium gas supplied to the deposition apparatus 43 can be precisely controlled. In addition, since the fine liquid cesium injected by the injector 37 is vaporized, the vaporization efficiency of cesium can be improved.
다시 말해, 배출되는 세슘 기체의 양은 압력가스의 양과 세슘의 기화 정도에 의존하게 되며, 세슘의 기화 정도는 인젝터(37)에 의해 분사되는 액체 세슘의 입자크기 및 퍼짐정도에 의존한다.In other words, the amount of cesium gas discharged depends on the amount of pressure gas and the degree of vaporization of cesium, and the degree of vaporization of cesium depends on the particle size and spreading degree of the liquid cesium injected by the injector 37.
또한, 상기 제 1, 2, 3 유동관(32,33,38)은 높은 온도로 유지하여 세슘 산화 현상으로 인한 막힘 현상을 방지할 수 있으므로, 진공 시스템, 예컨대 증착장치(43)의 챔버내에 양질의 세슘 기체를 공급하여 처리하고자 하는 기판상에서 음이온 생성을 용이하게 한다.In addition, since the first, second, and third flow tubes 32, 33, and 38 may be maintained at a high temperature to prevent clogging due to cesium oxidation, a vacuum system, for example, a chamber of the deposition apparatus 43 may be of high quality. Cesium gas is supplied to facilitate the generation of anions on the substrate to be treated.
뿐만 아니라, 세슘 기체를 불활성 기체와 함께 증착장치에 공급하므로 산소 또는 산화성 물질의 유입을 막을 수 있어 세슘을 변질시키지 않고 장시간 안정되게 사용할 수 있게 한다.In addition, since the cesium gas is supplied to the deposition apparatus together with the inert gas, it is possible to prevent the inflow of oxygen or oxidizing material so that the cesium gas can be used stably for a long time without altering the cesium.
즉, 본 발명에 따른 세슘 공급장치를 이용하여 세슘을 기화하는 경우, 종래의 기술보다 다량의 세슘 기체를 장시간 동안 지속적이며 안정적으로 공급할 수 있다.That is, when the cesium is vaporized using the cesium supply device according to the present invention, it is possible to continuously and stably supply a large amount of cesium gas for a long time than the prior art.
상기와 같은 본 발명에 의한 세슘 공급장치는 다음과 같은 효과가 있다.The cesium supply device according to the present invention as described above has the following effects.
첫째, 액체 세슘을 분사하는 인젝터를 설치하여 미세한 액체 세슘 입자를 기화하므로 기화효율을 높일 수 있고, 이에 따라 다량의 세슘 기체를 증착장치에 공급할 수 있다.First, by installing an injector for injecting liquid cesium to vaporize the fine liquid cesium particles, it is possible to increase the vaporization efficiency, thereby supplying a large amount of cesium gas to the deposition apparatus.
둘째, 압력가스 조절장치를 이용하여 세슘 저장부에 공급되는 압력가스를 조절하므로 인젝터에 공급되는 액체 세슘의 양을 조절할 수 있고, 결과적으로는 증착장치에 공급되는 세슘 기체의 양을 조절할 수 있다.Second, since the pressure gas supplied to the cesium storage unit is controlled by using a pressure gas control device, the amount of liquid cesium supplied to the injector can be adjusted, and as a result, the amount of cesium gas supplied to the deposition apparatus can be controlled.
셋째, 히터 또는 열선을 설치하여 예열부, 세슘 기화부 및 유동관 등을 포함한 시스템 전체의 온도를 제어 및 유지하고, 불활성 기체인 아르곤 기체와 함께 세슘 기체를 증착장치에 공급함으로써, 세슘의 산화를 방지할 수 있다. 따라서, 장시간 동안 세슘 기체를 변질 없이 안정적으로 공급할 수 있다.Third, by installing a heater or heating wire to control and maintain the temperature of the entire system including the preheater, cesium vaporization unit and flow tube, and to supply the cesium gas with the inert gas argon gas to the deposition apparatus, to prevent the oxidation of cesium can do. Therefore, cesium gas can be stably supplied for a long time without alteration.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다.Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the examples, but should be defined by the claims.
Claims (16)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020020023379A KR20030085198A (en) | 2002-04-29 | 2002-04-29 | Apparatus and method for supplying cesium |
US10/147,851 US20030201586A1 (en) | 2002-04-29 | 2002-05-20 | Apparatus and method for supplying cesium using injector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020020023379A KR20030085198A (en) | 2002-04-29 | 2002-04-29 | Apparatus and method for supplying cesium |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20030085198A true KR20030085198A (en) | 2003-11-05 |
Family
ID=29244804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020020023379A KR20030085198A (en) | 2002-04-29 | 2002-04-29 | Apparatus and method for supplying cesium |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20030201586A1 (en) |
KR (1) | KR20030085198A (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116313172A (en) | 2016-03-08 | 2023-06-23 | 泰拉能源公司 | Fission product getter |
CA3016932C (en) | 2016-05-20 | 2024-04-09 | Terrapower, Llc | Sodium-cesium vapor trap system and method |
CN207038182U (en) | 2017-03-29 | 2018-02-23 | 泰拉能源有限责任公司 | Caesium collector |
CN107385376B (en) * | 2017-08-04 | 2019-07-19 | 华中科技大学 | A kind of spray caesium device |
KR20220051165A (en) | 2019-08-23 | 2022-04-26 | 테라파워, 엘엘씨 | Sodium Vaporizer and How to Use Sodium Vaporizer |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4092534A (en) * | 1976-11-19 | 1978-05-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Charge exchange system |
KR20030059708A (en) * | 2002-01-04 | 2003-07-10 | 필터레이 화이버 옵틱스 인코퍼레이티드 | Apparatus and method for supplying cesium |
KR20030065810A (en) * | 2002-02-01 | 2003-08-09 | 필터레이 화이버 옵틱스 인코퍼레이티드 | Apparatus and method for fabricating optical coating |
-
2002
- 2002-04-29 KR KR1020020023379A patent/KR20030085198A/en not_active Application Discontinuation
- 2002-05-20 US US10/147,851 patent/US20030201586A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20030201586A1 (en) | 2003-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS63270458A (en) | Device for forming compound thin film | |
JP2007507601A (en) | Vapor deposition source using pellets for manufacturing OLEDs | |
JPS629188B2 (en) | ||
US10109488B2 (en) | Phosphorus or arsenic ion implantation utilizing enhanced source techniques | |
JP2008503854A (en) | Vaporization of temperature sensitive materials | |
KR20030085198A (en) | Apparatus and method for supplying cesium | |
JP2002217181A (en) | Vaporizer for supplying semiconductor raw materials | |
KR20030059708A (en) | Apparatus and method for supplying cesium | |
JP5246542B2 (en) | Vacuum deposition system | |
DE4444763A1 (en) | Electrode assembly for vaporising material for coating purposes | |
KR100598210B1 (en) | Method, apparatus and ion source for generating indium ion beam | |
JP4769932B2 (en) | Substrate with minute dots | |
WO2017044278A1 (en) | Vapor deposition device and method employing plasma as an indirect heating medium | |
US20020002981A1 (en) | Methods of cleaning vaporization surfaces | |
JP2010272228A (en) | Ion source device, ion generation method, ion implantation device, and ion implantation method | |
KR100487880B1 (en) | Apparatus and method for fabricating carbon thin film | |
JP4565244B2 (en) | Microplasma deposition method and apparatus | |
GB1574677A (en) | Method of coating electrically conductive components | |
JP2002115049A (en) | Method and system for film deposition | |
JPH02182876A (en) | Ion plating device | |
JPH09256148A (en) | Ion plating device | |
US20220139765A1 (en) | Flowable chemical vapor deposition of metal oxides | |
WO1998058095A1 (en) | Method for plasma-activated electron beam evaporation and device for carrying out said method | |
JPH04120271A (en) | Method and device for generating cluster ion beam | |
JPH04191364A (en) | Method and device for ion plating |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |