KR101459187B1 - CVD equipments for the uniformity coating of spherical form - Google Patents

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한국기초과학지원연구원
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Abstract

본 발명은 구형체 물질의 고른 코팅을 위한 CVD 장치에 관한 것으로, CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치에 있어서, 소정크기로 그 내부에 진공분위기를 형성하는 진공챔버, 상기 진공챔버 내부에 구비되는 것으로, 피 코팅물을 수용하는 반응로, 상기 반응로를 주변에 구비되는 히터부, 상기 반응로 내로 코팅체를 공급하는 것으로, 공급되는 상기 코팅체의 압력에 의해 상기 피 코팅물을 믹싱하기 위해 노즐이 상기 반응로의 바닥면에 근접하게 위치하고, 상기 진공챔버 상부측으로 구비된 예열로 내에 구비되되, 상기 예열로를 따라 연장된 후 일부 구간이 상기 반응로를 감싸도록 구성되어 내부에 흐르는 코팅체가 상기 히터부로부터 열을 공급받도록 구성되는 공급로, 상기 공급로를 통해 공급된 가스를 외부로 배출시키기 위한 배기로 및 상기 반응로 바닥면에 구비되는 것으로, 상기 피 코팅물을 외부로 배출시키기 위해 선택적으로 개방되는 배출로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 구성되는 본 발명은 공급로의 예열로를 통해 진공챔버 내부의 온도를 저해하지 않으며, 공급가스의 압력으로 구형의 코팅 대상물질을 믹싱하여 효과적으로 고르게 코팅할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to a CVD apparatus for uniform coating of a spherical body material, and in a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus, a vacuum chamber for forming a vacuum atmosphere in a predetermined size and provided in the vacuum chamber, A heater for surrounding the reaction furnace; a heater for heating the reaction furnace; a nozzle for supplying the coating material to the reaction furnace; a nozzle for mixing the coated material by the pressure of the supplied coating material; And a heating unit disposed in the preheating furnace at a position above the vacuum chamber and extending along the preheating furnace to partially surround the reaction furnace, An exhaust path for exhausting the gas supplied through the supply path to the outside, To be provided, characterized in that the configuration including a discharge that is selectively opened to the blooming coating in order to discharge to the outside. According to the present invention configured as described above, the temperature inside the vacuum chamber is not hindered through the preheating furnace of the supply path, and the spherical coating target material can be mixed with the supply gas pressure and effectively coated uniformly.

Description

구형체 물질의 고른 코팅을 위한 ＣＶＤ 장치{CVD equipments for the uniformity coating of spherical form}[0001] The present invention relates to a CVD apparatus for uniform coating of a spherical body material,

본 발명은 구형체 물질의 고른 코팅을 위한 CVD 장치에 관한 것으로, 코팅하고자 하는 임의의 코팅 대상물질을 가스관을 통해 기상으로 효율적으로 공급하면서 고온 열분해에 의해 화학반응을 유도해 코팅하는 CVD 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CVD apparatus for uniform coating of a spherical body material, and more particularly, to a CVD apparatus for efficiently inducing a chemical reaction by high temperature thermal decomposition while supplying any coating target material to be vapor- will be.

박막 형성의 특징으로는 원료가스의 유량을 제어함으로써 막두께를 제어하고, 원료선택의 다양성에 의해 조성을 제어할 수 있으며, 기재형태에 상관없이 균일한 재료를 제작할 수 있다. 또한, 양산성이 좋고, 저온에서 고순도와 결함이 없는 결정질 막 뿐 아니라 비정질 막의 형성이 가능하다. 또한 광범위한 화학 양론적 조성을 쉽게 조정할 수 있는 장점을 갖고 있다.As a feature of the thin film formation, the composition can be controlled by controlling the film thickness by controlling the flow rate of the raw material gas and by the variety of raw material selection, and a uniform material can be produced regardless of the substrate form. In addition, it is possible to form an amorphous film as well as a crystalline film having good productivity and high purity and defect at low temperature. It also has the advantage of being able to easily adjust a wide stoichiometric composition.

그 밖에도 조성의 제어와 신물질의 합성이 가능하다는 것 등의 장점을 들 수 있다. 현재는 대부분의 박막물질을 CVD(chemical vapor deposition) 기술로 형성할 수 있다고 해도 무방하다.Other advantages include control of composition and synthesis of new materials. At present, most of the thin film materials can be formed by CVD (chemical vapor deposition) technology.

Thermal CVD는 열에너지에 의해 적당한 온도로 가열된 기판 표면 혹은 기상증착에서 원료 가스를 열분해하고 분해 생성물이나 화학반응에 의해서 박막을 형성하는 것을 열 CVD 기술이라고 한다. 열 CVD 기술의 특징으로는, 고온에서 박막생성은 치밀하고 순도가 높으며 극히 양질의 막을 형성할 수 있으며, 기재와 매우 강한 부착 강도를 얻을 수 있다.Thermal CVD is a thermal CVD technique in which a raw material gas is thermally decomposed on a substrate surface heated to a suitable temperature by thermal energy or vapor deposition, and a thin film is formed by decomposition products or chemical reactions. As a feature of the thermal CVD technique, the thin film formation at high temperature is dense, has a high purity, can form an extremely high quality film, and a very strong adhesion strength to the substrate can be obtained.

또한, 금속에서 비금속까지 매우 다양한 종류의 기재 박막을 제작할 수 있고, 사전에 정해진 다성분 합금 박막을 제작할 수 있으며, 고전압이나 초고온을 요하지 않는다. 또 고진공을 필요로 하지 않는 등 다양한 장점이 있다.In addition, a very wide variety of substrate thin films can be produced from metal to non-metal, and a predetermined multi-component alloy thin film can be produced, and high voltage and ultra-high temperature are not required. It also has various advantages such as not requiring high vacuum.

한편, 핵융합로(fusion reactor), 원자로(nuclear reactor)용 반사 재료로는 흑연(graphite)이 사용되고 있다. 그런데 흑연의 경우, 분진발생, 화재 및 기계적으로 취약하기 때문에 사용하는 데에는 한계가 있다. 이러한 점을 극복하기 위해 흑연의 표면에 임의의 물질을 코팅해서 사용하는 방안이 제시되고 있다. 예를 들어 SiC를 CVD로 코팅하게 되면 분진 방지는 물론 충분한 기계적 강도도 얻을 수 있으며, 화재 사고에도 대비할 수 있게 된다. 이러한 관점에서 CVD 장비의 연구개발이 시작되었다. 특히, 구형체의 피 코팅물 표면에 효과적으로 코팅물질을 코팅할 수 있는 CVD 장비 개발 기술이 필요한 실정이다.On the other hand, graphite is used as a reflection material for a fusion reactor and a nuclear reactor. However, in the case of graphite, there is a limit to its use because it is dusty, fires and mechanically fragile. In order to overcome this problem, a method of using arbitrary material on the surface of graphite is proposed. For example, if SiC is coated by CVD, dust can be prevented and sufficient mechanical strength can be obtained and a fire accident can be prevented. From this perspective, research and development of CVD equipment has begun. In particular, there is a need for a CVD device development technology capable of effectively coating a coating material on the surface of a coating of a spherical body.

이를 위해 본 출원인은 대한민국 공개 특허 "제 10-2012-0086986호"에서 CVD 장치를 출원한 바 있다.To this end, the present applicant has filed an application for a CVD apparatus in Korean Patent Publication No. 10-2012-0086986.

도 1은 본 출원인이 출원한 CVD 장치의 개략적인 구성도을 나타내고 있다. 도시된 바와 같이 소정크기로 그 내부에 진공분위기를 형성하는 진공챔버(10), 상기 진공챔버 내부에 구비되는 것으로, 피 코팅물을 수용하는 반응로(11), 상기 반응로를 주변에 구비되는 히터부(12)와 반사판(13), 상기 반응로 내로 코팅체를 공급하며, 공급되는 압력에 의해 상기 피 코팅물을 믹싱하기 위해 노즐이 상기 반응로의 바닥면에 근접하게 위치하고, 상기 진공챔버 상부측으로 구비된 예열로(16) 내에 구비되는 공급로(15), 상기 공급로를 통해 공급된 가스를 외부로 배출시키기 위한 배기로 및 상기 반응로 바닥면에 구비되는 것으로, 상기 피 코팅물을 외부로 배출시키기 위해 선택적으로 개방되는 배출로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Fig. 1 shows a schematic configuration diagram of a CVD apparatus applied by the present applicant. As shown in the figure, the vacuum chamber 10 has a predetermined size and forms a vacuum atmosphere therein. The reaction chamber 11 is provided inside the vacuum chamber. The reaction chamber 11 accommodates the coating material. A heater (12) and a reflector (13) are provided to supply the coating material into the reaction furnace. A nozzle is positioned close to a bottom surface of the reaction furnace for mixing the coated material by a supplied pressure. A supply path (15) provided in a preheating furnace (16) provided on the upper side, an exhaust path for discharging the gas supplied through the supply path to the outside, And an exhaust passage selectively opened to discharge the exhaust gas to the outside.

상기와 같이 구성되는 본 발명을 통해 구형체의 피 코팅물을 효과적으로 코팅할 수 있으나, 코팅체를 공급하는 공급로의 예열을 위하여 CVD 장치가 수직한 구조로 매우 커지는 단점이 있다.Although the coating of the spherical bodies can be effectively coated through the present invention as described above, there is a disadvantage in that the CVD apparatus is vertically structured in order to preheat the supply path for supplying the coating body.

또한, 반응로에서 공급로를 통해 공급되는 코팅체의 압력으로 피 코팅물을 믹싱하여 코팅체가 균일하게 분산되도록 구성하였으나, 단순히 공급로 하단 노즐을 통해 기상의 코팅체가 공급됨에 따라 혼합 효과가 떨어지는 문제점이 있었다.In addition, the coating material is uniformly dispersed by mixing the coating material with the pressure of the coating material supplied from the reactor through the supply path. However, since the coating material is supplied through the lower end nozzle of the supply path, .

KR 10-2011-0008387호KR 10-2011-0008387

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 종래 기술에 따른 CVD 장치의 대형화를 해소하고, 코팅체의 분사 메커니즘을 재구성하여 보다 효과적이며, 균일하게 코팅시킬 수 있는 CVD 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
It is an object of the present invention to provide a CVD apparatus capable of solving the problem of enlargement of the CVD apparatus according to the prior art and reconfiguring the spraying mechanism of the coating body for more effective and uniform coating .

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치에 있어서, 소정크기로 그 내부에 진공분위기를 형성하는 진공챔버, 상기 진공챔버 내부에 구비되는 것으로, 피 코팅물을 수용하는 반응로, 상기 반응로를 주변에 구비되는 히터부, 상기 반응로 내로 코팅체를 공급하는 것으로, 공급되는 상기 코팅체의 압력에 의해 상기 피 코팅물을 믹싱하기 위해 노즐이 상기 반응로의 바닥면에 근접하게 위치하고, 상기 진공챔버 상부측으로 구비된 예열로 내에 구비되되, 상기 예열로를 따라 연장된 후 일부 구간이 상기 반응로를 감싸도록 구성되어 내부에 흐르는 코팅체가 상기 히터부로부터 열을 공급받도록 구성되는 공급로, 상기 공급로를 통해 공급된 가스를 외부로 배출시키기 위한 배기로 및 상기 반응로 바닥면에 구비되는 것으로, 상기 피 코팅물을 외부로 배출시키기 위해 선택적으로 개방되는 배출로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus including: a vacuum chamber for forming a vacuum atmosphere in a predetermined size; a vacuum chamber provided in the vacuum chamber; A heater provided around the reaction furnace, and a coating material is supplied into the reaction furnace. In order to mix the coated material by the pressure of the supplied coating material, a nozzle is installed in the bottom of the reaction furnace And a part of which extends along the preheating furnace to surround the reaction furnace so that the coating material flowing into the inside of the preheating furnace is supplied with heat from the heater part, An exhaust passage for discharging the gas supplied through the supply passage to the outside, and an exhaust passage provided on the bottom surface of the reactor, Characterized in that the configuration including a discharge that is selectively opened to discharge the water to the exterior coating to bloom.

또한, 상기 반응로는, 바닥면 중심으로 오목하게 형성되거나 경사면을 가지는 것을 특징으로 한다.In addition, the reaction furnace is characterized by being concave at the center of the bottom surface or having an inclined surface.

또한, 상기 반응로는, 그라파이트(graphite)로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the reactor is characterized by being formed of graphite.

또한, 상기 배출로는, 선택적으로 결합되는 배출로드를 삽입 결합하여 배출로를 폐쇄시키고, 코팅체 배출 시 상기 배출로드를 분리하여 코팅체를 배출시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the discharge passage may include a discharging rod selectively coupled to the discharging passage to close the discharging passage, and the discharging rod may be separated when discharging the coating material to discharge the coating material.

또한, 상기 배출로드는, 상기 반응로로 삽입되는 방향에 해당하는 끝단면이 상기 공급로와 마주하며, 끝단면으로는 규칙적이거나 불규칙적 돌기가 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the discharge rod has an end surface corresponding to the direction of insertion into the reaction path, facing the supply path, and a regular or irregular protrusion is formed at the end surface.

또한, 상기 배출로드는, 끝단면이 곡률을 가지는 골과 산으로 이루어진 회오리 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.Further, the discharge rod is characterized in that the end surface has a whirling structure composed of a valley having a curvature and an acid.

또한, 상기 공급로는, 출구 끝단이 상기 골의 개수에 대응하는 개수의 홀을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 한다.Further, the supply path is characterized in that the end of the outlet has a number of holes corresponding to the number of the valleys.

또한, 상기 배출로드는, 상기 반응로와 마주하는 끝단면으로는 회전 가능한 회전체, 상기 회전체로 동력을 전달하는 구동샤프트 및 상기 구동샤프트에 동력을 제공하는 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
In addition, the discharge rod may include a rotatable rotating body, a driving shaft for transmitting power to the rotating body, and a motor for supplying power to the driving shaft, do.

이와 같이 구성되는 본 발명은 구형체의 피 코팅체 표면에 균일한 코팅막을 형성하기 위한 CVD 장치에 코팅체를 기상으로 공급하는 공급로의 구조를 획기적으로 개선하여 종래기술에 비해 장치를 크게 줄일 수 있고, 기상의 코팅체를 효율적으로 가열시킬 수 있는 장점이 있다. According to the present invention configured as described above, the structure of the supply path for supplying the coating material in the vapor phase to the CVD apparatus for forming a uniform coating film on the surface of the coated object of the spherical bodies is drastically improved, There is an advantage that the vapor phase coating can be efficiently heated.

또한, 공급로를 통해 코팅체를 공급할 때 공급로의 노즐 구조와 이에 마주하는 배출로드의 끝단 구조를 공기역학적으로 개선하고, 출 로드의 끝단을 회전 구성함으로써 피 코팅체가 잘 혼합될 수 있도록 구성하여 보다 효과적인 코팅을 구현할 수 있는 효과가 있다.
In addition, when the coating material is supplied through the supply path, the nozzle structure of the supply path and the end structure of the discharge rod facing the nozzle structure are aerodynamically improved, and the end of the discharge rod is rotated so that the coating material can be well mixed There is an effect that a more effective coating can be realized.

도 1은 종래기술에 따른 CVD 장치의 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 구형체 물질의 고른 코팅을 위한 CVD 장치의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 공급로를 확대한 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 CVD 장치의 공급로의 가스 공급을 통한 코팅 대상물질의 믹싱 상태를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 CVD 장치의 공급로 노즐을 나타난 다양한 실시예도,
도 6은 본 발명에 따른 CVD 장치의 배출로를 도시한 도면,
도 7은 본 발명에 따른 배출로드의 확대도,
도 8은 본 발명에 따른 배출로도의 단면 확대 구성도.1 is a cross-sectional view of a CVD apparatus according to the prior art,
2 is a cross-sectional view of a CVD apparatus for even coating of a spherical body material according to the present invention,
3 is a front view enlarging a supply path according to the present invention,
4 is a view showing a mixing state of a coating target material through gas supply in a supply path of a CVD apparatus according to the present invention,
Fig. 5 is a schematic view showing the supply line nozzle of the CVD apparatus according to the present invention,
6 is a view showing a discharge path of a CVD apparatus according to the present invention,
7 is an enlarged view of the discharge rod according to the present invention,
8 is a sectional enlarged view of a discharge path according to the present invention.

이하, 본 발명에 따른 구형체 물질의 고른 코팅을 위한 CVD 장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a preferred embodiment of a CVD apparatus for uniform coating of a spherical body material according to the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 구형체 물질의 고른 코팅을 위한 CVD 장치는, 소정크기로 그 내부에 진공분위기를 형성하는 진공챔버, 상기 진공챔버 내부에 구비되는 것으로, 피 코팅물을 수용하는 반응로, 상기 반응로를 주변에 구비되는 히터부, 상기 반응로 내로 코팅체를 공급하는 것으로, 공급되는 상기 코팅체의 압력에 의해 상기 피 코팅물을 믹싱하기 위해 노즐이 상기 반응로의 바닥면에 근접하게 위치하고, 상기 진공챔버 상부측으로 구비된 예열로 내에 구비되되, 상기 예열로를 따라 연장된 후 일부 구간이 상기 반응로를 감싸도록 구성되어 내부에 흐르는 코팅체가 상기 히터부로부터 열을 공급받도록 구성되는 공급로, 상기 공급로를 통해 공급된 가스를 외부로 배출시키기 위한 배기로 및 상기 반응로 바닥면에 구비되는 것으로, 상기 피 코팅물을 외부로 배출시키기 위해 선택적으로 개방되는 배출로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
A CVD apparatus for uniform coating of a spherical body material according to the present invention includes: a vacuum chamber for forming a vacuum atmosphere in a predetermined size; a reaction chamber provided in the vacuum chamber for receiving a coating material; The nozzle is disposed close to the bottom surface of the reaction furnace for mixing the coated material by the pressure of the supplied coating material by supplying a coating material into the reaction furnace, Wherein the heating chamber is provided in a preheating furnace provided on the upper side of the vacuum chamber and a portion of the heating furnace is extended along the preheating furnace to surround the reaction furnace and the coating material flowing in the furnace is supplied with heat from the heater, An exhaust path for discharging the gas supplied through the supply path to the outside, and an exhaust path provided on the bottom surface of the reaction path, Optionally including a discharge which opens in order to output and being configured.

본 발명에 따른 구형체 물질의 고른 코팅을 위한 CVD(chemical vapor deposition) 장치는, 외부에서 공급되는 코팅물질을 기상으로 공급하고, 공급 압력을 통해 피 코팅물과 코팅체를 효과적으로 섞을 수 있도록 하되, 코팅물질을 공급하는 공급로의 구조를 개선하여 코팅체를 효율적으로 가열한 후 반응로에 공급할 수 있도록 하며, 공급로와 마주하는 배출로드의 구조를 공기역학적으로 개선하여 피코팅체가 잘 혼합될 수 있도록 구성한 것을 주요 기술적 요지로 한다.A CVD (chemical vapor deposition) apparatus for uniform coating of a spherical body material according to the present invention is a system for supplying a coating material supplied from the outside in a vapor phase and effectively mixing a coating material with a coating material through a supply pressure, The structure of the supply path for supplying the coating material is improved so that the coating body can be efficiently heated and supplied to the reaction furnace and the structure of the discharge rod facing the supply path is aerodynamically improved, As the main technical point.

도 2는 본 발명에 따른 구형체 물질의 고른 코팅을 위한 CVD 장치의 단면도이다. 본 발명에 따른 CVD 장치는, 진공분위기를 유도하는 진공챔버(100), 상기 진공챔버 내부에 구비되어 피 코팅물을 수용하는 반응로(110), 피 코팅물과 코팅할 코팅체를 외부에서 공급하는 공급로(120), 상기 반응로에 수용된 피 코팅물을 외부로 배출시키기 위한 배출로(140)로 크게 구성된다.2 is a cross-sectional view of a CVD apparatus for uniform coating of a spherical body material in accordance with the present invention. The CVD apparatus according to the present invention includes a vacuum chamber 100 for inducing a vacuum atmosphere, a reaction furnace 110 provided in the vacuum chamber to receive a coating material, a coating material to be coated with the coating material, And a discharge passage 140 for discharging the coating material stored in the reaction furnace to the outside.

진공챔버(100)는 소정크기의 챔버를 가지며, 진공 분위기를 형성하기 위한 진공펌프(미도시)와 진공게이지(미도시) 등이 구성된다. 또한, CVD 시스템을 구현하기 위하여 외부에서 공급되는 전력을 통해 증착 조건에 필요한 히터(101)가 구비되어 있고, 상기 히터의 열에너지 효율을 최대화하기 위하여 히터를 감싸도록 반사판(102)이 구비된다. 따라서, 상기 진공챔버, 히터, 반사판은 CVD 장치를 구성하기 위한 기본적 요건으로 본 발명에서의 상세한 설명은 생략하기로 한다.The vacuum chamber 100 has a chamber of a predetermined size and includes a vacuum pump (not shown) and a vacuum gauge (not shown) for forming a vacuum atmosphere. In order to realize a CVD system, a heater 101 required for deposition conditions is provided through external power, and a reflector 102 is provided to surround the heater to maximize the heat energy efficiency of the heater. Therefore, the vacuum chamber, the heater, and the reflection plate are basic requirements for constructing the CVD apparatus, and the detailed description thereof will be omitted in the present invention.

반응로(110)는 본 발명에 따른 구형체의 피 코팅물을 수용하기 위한 용기로써, 그 재질은 그라파이트(graphite)로 구성된다. 이때, 본 발명에서는 구형체의 피 코팅물 표면으로 효과적인 코팅을 달성하기 위하여 후술한 공급로를 통해 기상의 코팅물이 공급될 때 그 압력에 의해 피 코팅물이 잘 섞이도록 상기 반응로 중앙부가 오목하게 형성되는 구조를 가진다. 예를 들면 깔대기 형상이나 곡률을 가지는 오목 형상으로 구비될 수 있다. 또한 코팅체가 고온, 비산화물의 경우 메탈류의 반응로를 사용할 수 있다.The reaction furnace 110 is a container for receiving a coating material of a spherical body according to the present invention, and the material thereof is made of graphite. In this case, in order to effectively coat the surface of the coated object of the sphere body, when the vapor phase coating material is supplied through the supply path described later, As shown in FIG. For example, a funnel shape or a concave shape having a curvature. Also, in the case of the coating material being a high temperature and the non-oxide material, a reaction furnace of a metal type may be used.

공급로(120)는 상기 피 코팅물을 코팅하기 위한 코팅체를 기상으로 공급하기 위한 것으로, 그 끝단은 오목하게 형성된 상기 반응로의 중앙 하단부까지 형성되어 공급 압력을 통해 피 코팅물을 골고루 섞도록 한다. 또한 코팅체가 산화물, 초고온 등에는 세라믹 재질이 적합하고 비산화물, 고온 영역에는 메탈류를 사용할 수도 있다.The supply path 120 is provided for supplying the coating material for coating the coated material in the gas phase, and the end of the supply path 120 is formed up to the lower end of the recessed reactor to uniformly mix the coated material through the supply pressure. do. In addition, ceramic materials are suitable for oxides and ultra-high temperatures, and non-oxides for coatings and metals for high temperature regions.

도 3은 본 발명에 따른 공급로를 확대한 정면도이다. 3 is an enlarged front view of a supply path according to the present invention.

이때, 본 발명에 따른 공급로는 공급되는 가스가 충분히 예열된 후 공급될 수 있도록 히터의 주변을 감싸는 구조로 구성된다. 도 1에 나타낸 종래 기술의 경우 진공챔버에 수직하게 길이형상으로 구비되며, 충분한 예열을 위하여 별도의 예열로(16)가 구성되었지만, 본 발명에서는 별도의 예열로가 필요 없이 외부로부터 연장되는 공급로를 히터 주면을 감싸도록 구성하여 충분히 예열된 후 다시 반응로 내부로 연장되도록 상기 공급로를 코일 형상으로 구성한다. 따라서, 공급로를 통해 공급되는 코팅체는 일정 온도로 가열되어 반응로 내에 도달하게 된다.At this time, the supply path according to the present invention is configured so as to surround the periphery of the heater so that the supplied gas can be supplied after it is sufficiently preheated. In the case of the prior art shown in FIG. 1, a separate preheating furnace 16 is provided in a lengthwise shape perpendicular to the vacuum chamber for sufficient preheating. However, in the present invention, Is formed so as to surround the main surface of the heater so that the supply path is formed into a coil shape so as to extend to the inside of the reactor after being sufficiently preheated. Therefore, the coating material supplied through the supply path is heated to a predetermined temperature to reach the inside of the reaction furnace.

도 4는 본 발명에 따른 CVD 장치의 공급로의 가스 공급을 통한 코팅 대상물질의 믹싱 상태를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 반응로 안에는 피 코팅물이 수용되게 되고, 상기 공급로를 통해 전구체인 코팅체가 기상으로 공급되면 공급 압력에 의해 피 코팅물과 코팅체가 골고루 섞이면서 코팅이 진행되는 것이다.4 is a view showing a mixing state of a coating target material through gas supply in a supply path of a CVD apparatus according to the present invention. As shown in the figure, the coating material is contained in the reaction furnace, and when the coating material, which is a precursor, is supplied through the supply path, the coating material is uniformly mixed with the coating material by the supply pressure.

도 5는 본 발명에 따른 CVD 장치의 공급로 노즐을 나타난 다양한 실시예도이다. 이때, 공급되는 가스 압력을 통해 효과적으로 피 코팅물이 섞이도록 공급로 끝단에 형성된 노즐구조를 다양하게 제안할 수 있다. 도 4는 본 발명에 따른 CVD 장치의 공급로 노즐을 나타난 다양한 실시예도이다. 상기 공급로 길이방향에 따라 노즐이 형성되어 최종적으로 분사된 가스는 반응로 하단 중앙부로 토출된 후 내벽을 따라 피 코팅물을 섞는다. 이때 도시면 도시된 바와 같이 노즐의 홀을 다양한 개수로 설정하여 피 코팅물과 코팅체가 섞일 수 있도록 제안할 수 있다.Fig. 5 is a view showing various embodiments showing the supply line nozzle of the CVD apparatus according to the present invention. At this time, various nozzle structures formed at the end of the supply path can be proposed so that the coating material is effectively mixed through the supplied gas pressure. Fig. 4 is a view showing various embodiments showing the supply line nozzle of the CVD apparatus according to the present invention. A nozzle is formed along the length of the supply path, and the finally injected gas is discharged to the center of the lower end of the reactor, and then the coated material is mixed along the inner wall. At this time, as shown in the drawing, the number of holes of the nozzle may be set to various numbers so that the coating material and the coating material can be mixed.

본 발명에서는 상기 공급로를 통해 공급되는 코팅체가 온도가 낮아 반응로 내부의 코팅체와 온도에 큰 차이가 발생할 경우 코팅 균일도가 떨어지기 때문에 충분한 온도를 갖도록 코팅체를 가열시켜야 한다. In the present invention, when the temperature of the coating material supplied through the supply path is low and the temperature of the coating material is significantly different from the temperature of the coating material inside the reaction furnace, the coating uniformity is reduced.

더불어, 진공챔버 상부측으로는 배기로(130)가 구비된다. 상기 배기로는 공급로를 통해 공급되는 가스를 외부로 배기시키기 위한 것으로, 임의의 압력 또는 코팅체 농도에 따라 배기 범위를 적절히 설정할 수 있으며, 별도의 드레인 펌프를 구비하여 가스를 수집할 수 있다. In addition, an exhaust passage 130 is provided on the upper side of the vacuum chamber. The exhaust passage is for discharging the gas supplied through the supply passage to the outside. The exhaust range can be appropriately set according to an arbitrary pressure or a coating concentration, and a separate drain pump can be provided to collect the gas.

도 6은 본 발명에 따른 CVD 장치의 배출로를 도시한 도면이다.6 is a view showing a discharge path of a CVD apparatus according to the present invention.

코팅이 완료된 피 코팅물을 외부로 배출시키기 위해 상기 반응로(110)의 중앙으로는 외부와 연통되는 배출로(140)가 구비되며, 상기 배출로는 선택적으로 결합 가능한 배출로드(141)를 통해 폐쇄 및 개방을 구현한다. 도면에 도시된 바와 같이 CVD 장치의 동작 중에서는 상기 배출로드(141)가 배출로드에 삽입된 상태에서 별도의 체결부재(볼트 등)를 통해 고정되어 배출로는 폐쇄하고 있으며, 코팅이 완료된 후에는 체결부재를 해체한 후 상기 배출로드(141)를 분리하여 진공챔버 하부측으로 코팅이 완료된 코팅물을 배출시키는 것이다. 여기서, 상기 배출로드는 반응로와 접하기 때문에 산화물, 초고온 등에는 세라믹 재질이 적합하고 비산화물, 고온 영역에는 메탈류로 구성되는 것이 바람직하다.A discharge passage 140 communicating with the outside is provided at the center of the reaction furnace 110 to discharge the coated material to the outside, and the discharge passage is connected to a discharge rod 141 Closure and opening. As shown in the drawing, during the operation of the CVD apparatus, the discharge rod 141 is fixed through a separate fastening member (bolt or the like) in a state of being inserted into the discharge rod, so that the discharge passage is closed. After the coating is completed After the fastening member is disassembled, the discharge rod 141 is separated to discharge the coated coating to the lower side of the vacuum chamber. Here, since the discharge rod is in contact with the reaction furnace, it is preferable that a ceramic material is suitable for oxide, ultra-high temperature, etc., and a non-oxide material and a metal for high temperature region.

한편, 상기 진공챔버의 외측면으로 냉각부(150)가 구비된다. 히터부에 의해 고온으로 가열된 열이 외부로 방출되는 것을 방지하여 안정성을 도모하기 위한 것으로, 수냉식 또는 공랭식 구조의 냉각부가 구비될 수 있다.
On the other hand, the cooling unit 150 is provided on the outer surface of the vacuum chamber. A cooling unit of a water-cooling type or an air-cooling type can be provided for preventing heat emitted at a high temperature by the heater unit from being discharged to the outside to achieve stability.

도 7은 본 발명에 따른 배출로드의 확대도이다. 본 발명에서는 공급로에서 공급되는 코팅체의 압력을 통해 피 코팅체가 잘 믹싱될 수 있도록 공급로와 끝단과 마주하는 배출로드 끝단을 도시된 바와 같이 다양한 구조를 갖도록 하여 코팅체의 압력을 통해 공기역학적 구조를 개선한 것이다.7 is an enlarged view of the discharge rod according to the present invention. In the present invention, the supply path and the end of the discharge rod facing the end are made to have various structures as shown in the figure so that the coating material can be well mixed through the pressure of the coating material supplied from the supply path, The structure is improved.

도시된 바와 같이 가장 바람직한 실시예로 곡률을 가지는 골과 산으로 이루어지는 회오리 형상(a)의 구조를 가진다. 이러한 구조는 공급로에서 제공하는 코팅체와 부딪쳤을 때 회전성 기류를 발생시킴에 따라 피 코팅체가 보다 효율적으로 믹싱된다. 뿐만 아니라, (a)나 (b)에 나타낸 바와 같이 비곡률성 돌기 등과 같은 규칙/불규칙성 패턴으로 구성할 수 있는 것이다. 여기서 상기 회오리 형상의 구조일 경우 공급로에 형성된 홀과 돌기는 동일한 개수로 구성된다. 노즐의 홀과 회오리 형상 구조의 패턴 개수가 동일한 경우 코팅체의 압력을 균등하게 받아 들여 보다 원활한 기류를 발생시킬 수 있게 된다.As shown in the drawings, the most preferred embodiment has a structure of a whirl-shaped shape (a) composed of a valley having a curvature and an acid. Such a structure allows the coated body to be mixed more efficiently as it generates a rotating air current when it is hit with the coating provided by the supply path. In addition, as shown in (a) and (b), a rule / irregular pattern such as a non-curvilinear protrusion or the like can be formed. Here, in the case of the whirl-shaped structure, the number of holes and protrusions formed in the supply path is the same. When the number of the holes of the nozzle and the number of the patterns of the whirl-shaped structure are the same, the pressure of the coating is uniformly taken, and a more smooth airflow can be generated.

도 8은 본 발명에 따른 배출도의 단면 확대 구성도이다. 앞서 설명한 바와 같이 공급로를 통해 공급되는 코팅체와 배출로드를 구조를 개선하여 코팅체 기류를 원활하게 발생시킬 수 있도록 제안함과 더불어 배출로드 끝단에 구성된 돌기를 회전 가능하게 구성된다. 이때, 배출로드에 구성된 돌기는 회전 가능하게 분할 구성되고, 이는 구동샤프트(143)와 모터(M)의 구동력을 전달받아 회전되도록 구성한다. 배출로드 단면 중심으로 구동샤프트를 설치한 후 하부측에서 모터를 설치하여 구동력을 전달한다. 상기 모터는 CVD 장치의 제어부와 연결되어 피드백 신호를 통해 제어한다.
Fig. 8 is an enlarged cross-sectional view of an exhaust emission according to the present invention. Fig. As described above, the coating body and the discharge rod supplied through the supply path can be improved in structure to smoothly generate the airflow of the coating body, and the projection formed at the end of the discharge rod can be rotated. At this time, the projection formed on the discharge rod is rotatably divided and configured to rotate by receiving the driving force of the driving shaft 143 and the motor M. After the drive shaft is installed at the center of the discharge rod section, a motor is installed at the lower side to transmit the driving force. The motor is connected to a control unit of the CVD apparatus and controls it through a feedback signal.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. On the contrary, those skilled in the art will appreciate that many modifications and variations of the present invention are possible without departing from the spirit and scope of the appended claims. And all such modifications and changes as fall within the scope of the present invention are therefore to be regarded as being within the scope of the present invention.

100 : 진공챔버
101 : 히터
102 : 반사판
110 : 반응로
120 : 공급로
121 : 예열로
130 : 배기로
140 : 배출로
141 : 배출로드
142 : 돌기
143 : 구동샤프트
150 : 냉각부
M : 모터100: Vacuum chamber
101: Heater
102: reflector
110: Reaction furnace
120: Supply path
121: preheating furnace
130:
140: exhaust passage
141: discharge rod
142:
143: drive shaft
150:
M: Motor

Claims (8)

CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치에 있어서,
소정크기로 그 내부에 진공분위기를 형성하는 진공챔버;
상기 진공챔버 내부에 구비되는 것으로, 피 코팅물을 수용하는 반응로;
상기 반응로를 주변에 구비되는 히터부;
상기 반응로 내로 코팅체를 공급하는 것으로, 공급되는 상기 코팅체의 압력에 의해 상기 피 코팅물을 믹싱하기 위해 노즐이 상기 반응로의 바닥면에 근접하게 위치하고, 상기 진공챔버 상부측으로 구비된 예열로 내에 구비되되, 상기 예열로를 따라 연장된 후 일부 구간이 상기 반응로를 감싸도록 구성되어 내부에 흐르는 코팅체가 상기 히터부로부터 열을 공급받도록 구성되는 공급로;
상기 공급로를 통해 공급된 가스를 외부로 배출시키기 위한 배기로; 및
상기 반응로 바닥면에 구비되는 것으로, 상기 피 코팅물을 외부로 배출시키기 위해 선택적으로 개방되는 배출로;를 포함하고,
상기 배출로는, 선택적으로 결합되는 배출로드를 삽입 결합하여 배출로를 폐쇄시키고, 코팅체 배출 시 상기 배출로드를 분리하여 코팅체를 배출시키되,
상기 배출로드는, 상기 반응로로 삽입되는 방향에 해당하는 끝단면이 상기 공급로와 마주하며,
상기 끝단면은, 곡률을 가지는 골과 산으로 이루어진 회오리 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 구형체 물질의 고른 코팅을 위한 CVD 장치.In a CVD (Chemical Vapor Deposition) apparatus,
A vacuum chamber having a predetermined size to form a vacuum atmosphere therein;
A reaction chamber provided in the vacuum chamber for receiving a coating material;
A heater disposed around the reaction furnace;
The nozzle is placed close to the bottom surface of the reaction chamber to mix the coated material by the pressure of the supplied coating material, and the preheating furnace Wherein a portion of the reaction path extending along the preheating furnace surrounds the reaction path, and a coating material flowing through the supply path receives heat from the heater portion;
An exhaust path for discharging the gas supplied through the supply path to the outside; And
And a discharge path provided on a bottom surface of the reactor and selectively opened to discharge the coating material to the outside,
Wherein the discharging path includes a discharge rod selectively closed by inserting and coupling the discharging rod to separate the discharging rod when discharging the coating material,
Wherein the discharge rod has an end face corresponding to a direction of insertion into the reaction furnace facing the supply path,
Wherein the end face has a whirl-shaped structure of a curvature-valley and an acid. 제 1항에 있어서, 상기 반응로는,
바닥면 중심으로 오목하게 형성되거나 경사면을 가지는 것을 특징으로 하는 구형체 물질의 고른 코팅을 위한 CVD 장치.The method according to claim 1,
Wherein the bottom surface is concave or has a sloped surface. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 반응로는,
그라파이트(graphite)로 형성되는 것을 특징으로 하는 구형체 물질의 고른 코팅을 위한 CVD 장치.The method according to claim 1 or 2,
Characterized in that it is formed of graphite. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 공급로는,
출구 끝단이 상기 골의 개수에 대응하는 개수의 홀을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 구형체 물질의 고른 코팅을 위한 CVD 장치.The apparatus according to claim 1,
And the end of the outlet has a number of holes corresponding to the number of the valleys. 제 1항에 있어서, 상기 배출로드는,
상기 반응로와 마주하는 끝단면으로는 회전 가능한 회전체;
상기 회전체로 동력을 전달하는 구동샤프트; 및
상기 구동샤프트에 동력을 제공하는 모터:를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 구형체 물질의 고른 코팅을 위한 CVD 장치.The exhaust system according to claim 1,
An end face facing the reaction furnace is rotatable;
A driving shaft for transmitting power to the rotating body; And
And a motor for providing power to the drive shaft. ≪ Desc / Clms Page number 20 >
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