KR200390753Y1 - 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 유기 및 무기금속 화합물이 내부에 저장되는 용기본체와, 상기 용기본체의 상부에 결합되며 주입구와 배출구를 갖는 용기커버와, 상기 용기커버의 주입구와 연결되어 불활성가스가 주입되는 주입밸브를 갖는 주입관과, 상기 용기커버의 배출구와 연결되며 주입된 불활성가스와 기화된 화합물이 배출되는 배출밸브를 갖는 배출관을 포함한 구성을 갖고, 상기 용기본체와 용기커버의 사이에는 밀폐구로서 금속제 오링이 장착된 유기 및 무기금속 화합물의 금속제 보관용기에 있어서, 상기 밀폐구와 접촉되는 용기본체 및 용기커버의 접촉면에 각각 날카로운 모서리를 갖는 삽입홈이 형성된 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기에 관한 것으로,

상기 보관용기는 종래 밀폐구인 금속제 오링과 용기본체 및 용기커버가 직접 밀착되어 선접촉에 지나지 않았던 밀폐구조에 비하여, 금속제 오링과 용기본체 및 용기커버에 구비된 삽입홈이 적어도 두 모서리 이상에서 서로 밀착되도록 함에 따라 두배 이상의 접촉면을 가짐으로써 그 밀폐성을 향상시킬 수 있다.

Description

밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기{A metallic container of having a seal structure}

본 고안은 반도체나 전자재료 분야 등에 사용되는 유기 및 무기금속 화합물 등의 전용 금속제 보관용기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 용기본체와 용기커버의 밀폐성을 유지시키기 위해 금속제 오링을 밀폐구로 사용함에 발생되는 밀폐성의 불안정화와 누설의 위험성을 줄일 수 있는 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 및 전자재료와 관련된 제조공정에서는 금속박막이나 질화금속박막, 산화금속박막 등을 형성시키는데 유기 및 무기금속 화합물 등을 원자층 증착법(ALD : atomic layer deposition)이나 화학 증착법(CVD : chemical vapor depodition)과 같은 공정에 사용한다.

상기와 같은 원자층 또는 화학 증착법에 사용되는 유기 및 무기금속 화합물(이하 '전구체'라 칭함) 등의 상당수는 고가의 특별히 고안된 고순도 화합물로서, 이러한 대부분의 전구체는 공기 및 수분에 매우 민감하여 이들과 접촉시 인화 또는 급속한 변질로 인해 파티클이라 칭하는 불순물이 발생되어 증착과정에서 효율성을 저하시키게 된다.

따라서, 전술한 전구체의 특성을 고려하여 일반적으로 고순도의 상태를 유지할 수 있도록 밀폐성과 내화학성을 갖춘 금속제 보관용기에 저장하여 사용하는데, 이와 같은 반도체 소자 및 전자재료의 제조장치에 사용되는 보관용기에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 보관용기를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 "A" 부분을 확대하여 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 종래 보관용기는 전구체가 내부에 저장되는 용기본체(10)와, 상기 용기본체(10)의 상부에 결합되며 주입구(21)와 배출구(22)를 갖는 용기커버(20)와, 상기 용기커버(20)의 주입구(21)와 연결되어 불활성가스가 주입되는 주입밸브(31)를 갖는 주입관(30)과, 상기 용기커버(20)의 배출구(22)와 연결되며 주입된 불활성가스와 기화된 전구체가 배출되는 배출밸브(41)를 갖는 배출관(40)을 포함한다.

또한, 상기와 같은 구성을 갖는 보관용기는 전구체를 충전시 용기 내부의 청결성을 유지하기 위하여 세척 및 건조를 수시로 실시해야 하며, 이러한 특성으로 인해 용기본체(10)와 용기커버(20)는 별도로 제작되어 착탈이 가능한 상태로 결합되는 것이 일반적이다.

따라서, 이와 같이 각각 분리된 용기본체(10)와 용기커버(20)를 결합시 내부 밀폐성을 유지하기 위하여 용기본체(10)와 용기커버(20) 사이에는 소정의 밀폐구(50)가 장착된다.

이러한 밀폐구(50)의 경우 종래에는 바이톤, 테프론 등의 플라스틱 계열의 재질을 사용하였으나, 상기한 플라스틱제 밀폐구(50)는 자체적으로 수분이나 기타 대기성분을 함유하고 있어 전술한 바와 같이 전구체와 급격한 반응을 일으킬 수 있을 뿐만 아니라 플라스틱 재질의 특성상 열적 및 기계적인 강도가 약하여 사소한 충격과 고온·고압 혹은 저압 등의 혹독한 보관환경에서 재질 및 형태의 변화를 야기시켜 누설의 위험이 발생될 수 있다.

이에, 최근에는 도 2에 도시된 바와 같이 밀폐구(50)로서 플라스틱 재질 대신에 표면처리가 용이하며 수분함유가 제어되고 열적 및 기계적 강도와 내화학성이 좋은 금속제 오링을 사용하고 있다. 그러나, 상기한 금속제 오링의 경우 금속 특유의 고강도 성질로 인하여 과도한 압력을 주더라도 밀폐를 위한 재질의 변형이 미세하여 용기본체 및 용기커버와의 접촉면이 선접촉에 지나지 않아 밀폐성이 떨어지게 되고, 용기본체 및 용기커버의 접촉면에 작은 흠집이나 외형의 변형에도 누설이 발생될 수 있는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 구성된 것으로, 용기본체와 용기커버의 밀폐성을 유지시키기 위해 금속제 오링을 밀폐구로 사용함에 발생되는 밀폐성의 불안정화와 누설의 위험성을 줄일 수 있는 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은,

유기 및 무기금속 화합물이 내부에 저장되는 용기본체와, 상기 용기본체의 상부에 결합되며 주입구와 배출구를 갖는 용기커버와, 상기 용기커버의 주입구와 연결되어 불활성가스가 주입되는 주입밸브를 갖는 주입관과, 상기 용기커버의 배출구와 연결되며 주입된 불활성가스와 기화된 화합물이 배출되는 배출밸브를 갖는 배출관을 포함한 구성을 갖고, 상기 용기본체와 용기커버의 사이에는 밀폐구로서 금속제 오링이 장착된 유기 및 무기금속 화합물의 보관용기에 있어서,

상기 밀폐구와 접촉되는 용기본체 및 용기커버의 접촉면에 각각 날카로운 모서리를 갖는 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기를 제공함으로써 달성된다.

이하에서는 본 고안에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 보다 더 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 고안의 보관용기를 나타낸 개략도이고, 도 4는 도 3의 "B" 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 고안의 보관용기는 유기 및 무기금속 화합물이 내부에 저장되는 용기본체(10)와, 상기 용기본체(10)의 상부에 결합되며 주입구(21)와 배출구(22)를 갖는 용기커버(20)와, 상기 용기커버(20)의 주입구(21)와 연결되어 불활성가스가 주입되는 주입밸브(31)를 갖는 주입관(30)과, 상기 용기커버(20)의 배출구(22)와 연결되며 주입된 불활성가스와 기화된 유기금속 화합물이 배출되는 배출밸브(41)를 갖는 배출관(40)과, 상기 용기본체(10)와 용기커버(20)의 사이에 장착된 금속제 오링인 밀폐구(50)를 포함한다. 또한, 상기 금속제 오링인 밀폐구(50)와 접촉되는 용기본체(10) 및 용기커버(20)의 접촉면에는 날카로운 모서리를 갖는 삽입홈(60)이 형성되어 있다.

먼저, 용기본체(10)는 그 내부에 유기 및 무기금속 화합물(이하 '전구체'라 칭함) 등을 저장할 수 있도록 빈 공간부가 형성되어 있으며, 그 재질로서는 전구체와 비교적 반응성이 작은 스테인레스나 니켈 또는 그 합금을 사용하여 제작되고, 그 크기와 형상은 전구체를 저장할 수 있는 용량과 관련하여 다양하게 변형이 가능하다.

용기커버(20)는 상기 용기본체(10)의 상면에 탈·장착 가능하게 결합되며, 그 상부에는 주입구(21)와 배출구(22)가 형성되어 있다. 상기 주입구(21)는 주입관(30)과 연결되어 있어 불활성가스가 용기본체(10) 내부로 주입되는 수단이며, 배출구(22)는 배출관(40)과 연결되어 불활성가스와 함께 기화된 전구체가 배출되는 수단으로 사용된다. 필요에 따라서는 상기 주입구(21)와 배출구(22) 이외에 전구체를 충전할 수 있는 충전구나, 유량 및 온도를 측정할 수 있는 측정기구가 더 설치될 수 있다.

주입관(30)은 상기 용기커버(20)의 주입구(21)와 연결되어 용기본체(10) 내부로 불활성가스가 주입될 수 있도록 하며, 일측에는 불활성가스의 주입유무와 주입량을 조절하기 위한 주입밸브(31)가 형성된다.

배출관(40)은 상기 용기커버(20)의 배출구(22)와 연결되어 용기본체(10) 내부로 주입된 불활성가스와 상기 불활성가스의 버블링에 의해 기화된 전구체가 배출되게 도와주며, 역시 일측에는 기화된 전구체의 배출유무와 배출량을 조절하기 위한 배출밸브(41)가 형성된다.

밀폐구(50)는 용기본체(10)와 용기커버(20)가 결합시 결합부위의 밀폐성을 유지할 수 있도록 그 사이에 장착되는 것으로, 본 발명에서는 열적 및 기계적 강도와 내화학성이 좋은 금속제 오링을 밀폐구(50)로 사용한다.

그러나, 전술한 바와 같이 금속제 오링을 밀폐구(50)로 사용함에 따라 플라스틱제 밀폐구에 비하여 밀폐성이 떨어지는 문제점이 발생하게 되며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 금속제 오링인 밀폐구(50)와 접촉되는 용기본체(10) 및 용기커버(20)의 접촉면에 날카로운 모서리를 갖는 삽입홈(60)이 형성된다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 삽입홈(60)은 'V'자 형태로 형성되어 밀폐구(50)인 금속제 오링이 상기 'V'자형 삽입홈(60A)에 끼워지면서 그 입구부의 두 모서리에 밀착됨을 보여주고 있다.

도 5는 도 4의 다른 상태를 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 고안의 삽입홈(60)이 'U'자 형태로 형성되어 밀폐구(50)인 금속제 오링이 'U'자형 삽입홈(60B)에 끼워지면서 그 입구부의 모서리에 밀착됨을 보여주고 있다.

이와 같이 본 고안의 삽입홈(60)의 형상은 도 4와 도 5에 도시된 'V'자형이나 'U'자형 뿐만 아니라 밀폐구(50)인 금속제 오링과 두 모서리에서 밀착되는 형상을 갖도록 가공성형이 가능함을 밝혀둔다.

도 6은 도 4의 또 다른 상태를 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 고안의 삽입홈(60)이 'W'자 형태로 형성되어 밀폐구(50)인 금속제 오링이 'W'자형 삽입홈(60C)에 끼워지면서 그 입구부의 모서리와 그 내부 모서리 부분에 밀착됨을 보여주고 있다.

이와 같이 본 고안의 삽입홈(60)의 형상을 'W'자 형태로 가공함에 따라 밀폐구(50)인 금속제 오링과 세 모서리에서 밀착이 가능하며, 그 외에도 네 모서리 이상에서 밀착이 될 수 있는 형상도 적용이 가능하나, 이는 본 고안에 종사하는 당업자라면 용이하게 적용가능한 부분이므로 그 이상의 설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 종래 밀폐구인 금속제 오링과 용기커버 및 용기커버가 직접 밀착되어 선접촉에 지나지 않았던 밀폐구조에 비하여, 금속제 오링과 용기본체 및 용기커버에 형성된 삽입홈이 적어도 두 모서리 이상에서 서로 밀착되도록 함에 따라 두배 이상의 접촉면을 가짐으로써 그 밀폐성을 향상시킬 수 있다.

또한, 용기본체 및 용기커버의 접촉면에 작은 흠집이나 외형의 변형에도 금속제 오링은 삽입홈에 용이하게 끼워져 그 밀폐성을 유지할 수 있어 누설이 발생될 위험성을 줄일 수 있으며, 밀폐면의 정밀가공의 처리비용과 관리비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 조립작업자의 숙련도에 따른 밀폐작업 실패율을 최소화할 수 있다.

본 고안은 전술한 목적을 달성하기 위하여 또 다른 보관용기를 제공한다.

이를 위하여, 본 고안은 전술한 금속제 오링을 밀폐구로 사용한 유기 및 무기금속 화합물의 보관용기에 있어서,

상기 밀폐구와 접촉되는 용기본체 및 용기커버에 각각 날카로운 모서리의 삽입홈이 형성된 별도의 구조물이 설치된 것을 특징으로 하는 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기를 제공함으로써 달성된다.

도 7은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 보관용기를 나타낸 개략도이고, 도 8은 도 7의 "C" 부분을 확대하여 나타낸 단면도이다.

이에 도시된 바와 같이, 본 고안의 또 다른 보관용기는 유기 및 무기금속 화합물이 내부에 저장되는 용기본체(10)와, 상기 용기본체(10)의 상부에 결합되며 주입구(21)와 배출구(22)를 갖는 용기커버(20)와, 상기 용기커버(20)의 주입구(21)와 연결되어 불활성가스가 주입되는 주입밸브(31)를 갖는 주입관(30)과, 상기 용기커버(20)의 배출구(22)와 연결되며 주입된 불활성가스와 기화된 화합물이 배출되는 배출밸브(41)를 갖는 배출관(40)과, 상기 용기본체(10)와 용기커버(20)의 사이에 장착된 금속제 오링인 밀폐구(50)를 포함한다.

또한, 전술한 바와 같이 금속제 오링을 밀폐구(50)로 사용함에 따라 플라스틱제 밀폐구에 비하여 밀폐성이 떨어지는 문제점이 발생하게 되며, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 금속제 오링인 밀폐구(50)와 접촉되는 용기본체(10) 및 용기커버(20)에 각각 날카로운 모서리의 삽입홈(60)이 형성된 구조물(70)이 설치된다.

상기 구조물(70)은 그 재질로서 용기본체(10)와 용기커버(20)에서와 같이 전구체와 반응성이 작은 스테인레스나 니켈 또는 그 합금 등의 금속물질로 제작되며, 더욱 바람직하게는 용기본체(10) 및 용기커버(20)에 사용된 동일한 재질로 제작되는 것이 좋다. 또한, 구조물(70)의 설치부위가 기밀성을 유지할 수 있도록 용기본체(10) 및 용기커버(20)에 용접 등의 방법에 의하여 부착되는 것이 바람직하다.

도 8에 도시된 바와 같이 본 고안의 구조물(70)에 형성된 삽입홈(60)은 'V'자 형태로 형성되어 밀폐구(50)인 금속제 오링이 상기 'V'자형 삽입홈(60A)에 끼워지면서 그 입구부의 두 모서리에 밀착됨을 보여주고 있다.

도 9는 도 8의 다른 상태를 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 고안의 구조물(70)에 형성된 삽입홈(60)이 'U'자 형태로 형성되어 밀폐구(50)인 금속제 오링이 'U'자형 삽입홈(60B)에 끼워지면서 그 입구부의 모서리에 밀착됨을 보여주고 있다.

이와 같이 본 고안의 구조물(70)에 형성된 삽입홈(60)의 형상은 도 8과 도 9에 도시된 'V'자형이나 'U'자형 뿐만 아니라 밀폐구(50)인 금속제 오링과 두 모서리에서 밀착되는 형상을 갖도록 가공성형이 가능함을 밝혀둔다.

도 10은 도 8의 또 다른 상태를 나타낸 단면도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 고안의 구조물(70)의 삽입홈(60)이 'W'자 형태로 형성되어 밀폐구(50)인 금속제 오링이 'W'자형 삽입홈(60C)에 끼워지면서 그 입구부의 모서리와 그 내부 모서리 부분에 밀착되어 모두 세 모서리 부분에서 밀착이 가능함을 보여주고 있다.

그 외, 상기와 같이 구조물에 형성된 삽입홈의 형태에 대한 설명과 효과는 전술한 부분과 동일하므로 더 이상의 설명은 생략하기로 한다.

이와 같이 구성된 본 고안 또한, 종래 밀폐구인 금속제 오링과 용기커버 및 용기커버가 직접 밀착되어 선접촉에 지나지 않았던 밀폐구조에 비하여, 금속제 오링과 용기본체 및 용기커버에 장착된 구조물과 접촉하되, 상기 구조물에 형성된 삽입홈과 적어도 두 모서리 이상에서 서로 밀착되도록 함에 따라 두배 이상의 접촉면을 가짐으로써 그 밀폐성을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기와 같이 용기본체나 용기커버에 직접적으로 삽입홈을 형성하지 않고 삽입홈이 형성된 구조물을 설치함으로써, 기존에 사용하고 있는 보관용기에 상기 구조물을 용이하게 장착하여 사용이 가능하다.

상술한 바와 같이 본 고안의 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기는 종래 밀폐구인 금속제 오링과 용기본체 및 용기커버가 직접 밀착되어 선접촉에 지나지 않았던 밀폐구조에 비하여, 금속제 오링과 용기본체 및 용기커버에 구비된 삽입홈이 적어도 두 모서리 이상에서 서로 밀착되도록 함에 따라 두배 이상의 접촉면을 가짐으로써 그 밀폐성을 향상시킬 수 있는 효과를 가져온다.

또한, 본 고안은 용기본체 및 용기커버의 접촉면에 작은 흠집이나 외형의 변형에도 금속제 오링은 삽입홈에 용이하게 끼워져 그 밀폐성을 유지할 수 있어 누설이 발생될 위험성을 줄일 수 있으며, 밀폐면의 정밀가공의 처리비용과 관리비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 조립작업자의 숙련도에 따른 밀폐작업 실패율을 최소화할 수 있는 효과를 가져온다.

또한, 본 고안은 용기본체나 용기커버에 직접적으로 삽입홈을 형성하지 않고 삽입홈이 형성된 구조물을 각각 설치함으로써, 기존에 사용하고 있는 보관용기에 상기 구조물을 용이하게 장착하여 밀폐성을 높일 수 있는 효과를 가져온다.

이상에서 본 고안은 도면에 도시된 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 따라서 본 고안은 당해 기술분야의 통상의 지식을 지닌 자라면 자명하게 도출 가능한 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예를 포괄하도록 의도된 청구범위에 의하여 해석되어져야 할 것이다.

도 1은 종래 보관용기를 나타낸 개략도

도 2는 도 1의 "A" 부분을 확대하여 나타낸 단면도

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 보관용기를 나타낸 개략도

도 4는 도 3의 "B" 부분을 확대하여 나타낸 단면도

도 5는 도 4의 다른 상태를 나타낸 단면도

도 6은 도 4의 또 다른 상태를 나타낸 단면도

도 7은 본 고안의 또 다른 실시예에 따른 보관용기를 나타낸 개략도

도 8은 도 7의 "C" 부분을 확대하여 나타낸 단면도

도 9는 도 8의 다른 상태를 나타낸 단면도

도 10은 도 8의 또 다른 상태를 나타낸 단면도

<도면의 주요부호에 대한 상세한 설명>

10 : 용기본체

20 : 용기커버

21 : 주입구 22 : 배출구

30 : 주입관

31 : 주입밸브

40 : 배출관

41 : 배출밸브

50 : 밀폐구

60(60A,60B,60C) : 삽입홈

70 : 구조물

Claims (7)

1. 유기 및 무기금속 화합물이 내부에 저장되는 용기본체와, 상기 용기본체의 상부에 결합되며 주입구와 배출구를 갖는 용기커버와, 상기 용기커버의 주입구와 연결되어 불활성가스가 주입되는 주입밸브를 갖는 주입관과, 상기 용기커버의 배출구와 연결되며 주입된 불활성가스와 기화된 화합물이 배출되는 배출밸브를 갖는 배출관을 포함한 구성을 갖고, 상기 용기본체와 용기커버의 사이에는 밀폐구로서 금속제 오링이 장착된 유기 및 무기금속 화합물의 금속제 보관용기에 있어서,

   상기 밀폐구와 접촉되는 용기본체 및 용기커버의 접촉면에 각각 날카로운 모서리를 갖는 삽입홈이 형성된 것을 특징으로 하는 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 삽입홈은 'V'자형이나 'U'자형과 같이 밀폐구인 금속제 오링과 두 모서리에서 밀착되는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 삽입홈은 'W'자형과 같이 밀폐구인 금속제 오링과 세 모서리에서 밀착되는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기.
4. 유기 및 무기금속 화합물이 내부에 저장되는 용기본체와, 상기 용기본체의 상부에 결합되며 주입구와 배출구를 갖는 용기커버와, 상기 용기커버의 주입구와 연결되어 불활성가스가 주입되는 주입밸브를 갖는 주입관과, 상기 용기커버의 배출구와 연결되며 주입된 불활성가스와 기화된 화합물이 배출되는 배출밸브를 갖는 배출관을 포함한 구성을 갖고, 상기 용기본체와 용기커버의 사이에는 밀폐구로서 금속제 오링이 장착된 유기 및 무기금속 화합물의 금속제 보관용기에 있어서,

   상기 밀폐구와 접촉되는 용기본체 및 용기커버에 각각 날카로운 모서리의 삽입홈이 형성된 별도의 구조물이 설치된 것을 특징으로 하는 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 구조물은 전구체와 반응성이 적은 스테인레스나 니켈 또는 그 합금과 같은 금속물질로 제작되며, 더욱 바람직하게는 용기본체 및 용기커버에 사용된 동일한 재질로 제작된 것을 특징으로 하는 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기.
6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서, 상기 구조물의 삽입홈은 'V'자형이나 'U'자형과 같이 밀폐구인 금속제 오링과 두 모서리에서 밀착되는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기.
7. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서, 상기 구조물의 삽입홈은 'W'자형과 같이 밀폐구인 금속제 오링과 세 모서리에서 밀착되는 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 밀폐 안정화 구조를 갖는 금속제 보관용기.