KR20150013296A - 원자층 증착 카트리지를 이용하는 분말 입자 코팅 - Google Patents

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스벤 린드포르스
페카 제이. 소이니넨
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피코순 오와이
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Abstract

본 발명의 예시적인 구현예에 따르면, 원자층 증착 (ALD) 카트리지를 신속 커플링 방법에 의해 ALD 반응기의 수용기에 수용하는 단계를 포함한다. 상기 ALD 카트리지는 ALD 반응기 챔버로서 사용되도록 구성되고, 상기 방법은 상기 ALD 카트리지 내의 미립자 물질의 표면을 순차적 자기 포화 표면 반응에 의해 가공하는 단계를 포함한다.

Description

원자층 증착 카트리지를 이용하는 분말 입자 코팅{Powder particle coating using atomic layer deposition cartridge}
본 발명은 전형적으로 증착 반응기에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 그러나 배타적이지는 않게, 본 발명은 순차적 자기 포화 표면 반응(sequential self-saturating surface reaction)에 의해 표면 상에 물질이 증착되는 그러한 증착 반응기에 관한 것이다.
원자층 에피택시(Atomic Layer Epitaxy (ALE)) 방법은 1970년대 초에 Dr. Tuomo Suntola에 의해 발명되었다. 상기 방법에 대한 또 다른 일반 명칭은 원자층 증착(Atomic Layer Deposition (ALD))이고, 이것이 요즘에는 ALE 대신에 사용된다. ALD는 적어도 하나의 기판에의 적어도 두개의 반응성 전구체 종의 순차적 도입에 기초한 특별한 화학 증착 방법이다.
ALD에 의해 성장된 박막은 치밀하고, 핀홀이 없으며, 균일한 두께를 갖는다. 예를 들어, 실험에서, 산화 알루미늄은 열 ALD에 의해 250-300℃에서 트리메틸알루미늄 ((CH3)3Al, TMA로도 지칭됨), 및 물로부터 성장되었고, 이는 기판 웨이퍼 상에서 불과 약 1%의 불균일성만을 초래하였다.
ALD 기술의 한가지 흥미로운 응용분야는 소립자의 코팅이다. 예를 들어, 이러한 입자들의 벌크 특성을 유지하면서, 상기 입자들의 표면 특성을 변경하기 위해 입자 위에 박막 코팅을 증착시키는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명의 제1 실시예 측면에 따르면, 하기의 단계를 포함하는 방법이 제공된다:
원자층 증착 (ALD) 카트리지를 신속 커플링 방법(quick coupling method)에 의해 ALD 반응기의 수용기에 수용하는 단계로서, 상기 ALD 카트리지는 ALD 반응 챔버로 사용되도록 구성된 단계; 및
상기 ALD 카트리지 내의 미립자 물질의 표면을 순차적 자기 포화 표면 반응(sequential self-saturating surface reaction)에 의해 가공하는 단계.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 하단부에서 상단부로의 흐름(bottom-to-top flow)은 미립자 물질 입자들이 상기 ALD 카트리지 내에서 유동층을 형성하는 소용돌이(whirl)을 일으키게 한다. 특정한 다른 구현예들에 있어서, 유동층은 특정한 인자들, 예를 들어, 상기 입자들의 유속 및 중량에 따라 형성되지 않는다. 상기 미립자 물질은 분말 또는 더 거친 물질, 예를 들어, 다이아몬드 또는 유사한 것일 수 있다.
상기 수용기는 ALD 반응기 본체에 배치되어 상기 ALD 카트리지가 상기 ALD 반응기 본체 내로 수용될 수 있다. 상기 ALD 본체는 상기 수용기를 형성할 수 있다. 상기 수용기는 상기 ALD 반응기 본체의 부분을 형성할 수 있거나(상기 수용기는 상기 ALD 반응기 본체와 일체로 형성된 부분일 수 있음) 또는 상기 수용기는 상기 ALD 반응기 본체, 또는 ALD 반응기 또는 ALD 가공 챔버 구조에 통합된 고정된 수용기일 수 있다. 통합된 수용기의 경우, 상기 수용기는 ALD 가공 챔버 뚜껑내에 통합될 수 있다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 상기 신속 커플링 방법은 잠금 부재(locking member)가 상기 ALD 카트리지를 그의 정확한 지점에 고정시킬 때까지 상기 ALD 카트리지를 돌리는(twisting) 단계를 포함한다. 특정한 예시적인 구현예에 있어서, 상기 신속 커플링 방법은 상기 ALD 카트리지를 그의 정확한 지점에 고정시키는 형태 잠금(form locking)을 사용하는 단계를 포함한다. 특정한 예시적인 구현예에 있어서, 상기 신속 커플링 방법은 이러한 방법들의 조합이다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 상기 방법은 상기 ALD 카트리지내에 진동 가스(vibrating gas)를 공급하여 상기 미립자 물질 내에서 응집체의 형성을 방해하는 단계를 포함한다.
진동 가스는 ALD 가공 동안 공급될 수 있다. 상기 진동 가스는 전구체 노출 기간 및 퍼지 기간 둘 다 동안 공급될 수 있다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 상기 방법은 전구제 공급 라인(precursor in-feed line)으로부터 분리된 흐름 채널을 사용하여, ALD 가공 동안, 진동 불활성 가스를 상기 ALD 카트리지로 공급하는 단계를 포함한다.
많은 예시적인 구현예들에 있어서, 충격(percussion)이 진동 가스와 함께 또는 그 대신에 사용될 수 있다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 상기 방법은 적어도 하나의 출구 도관을 통해 반응 잔여물(reaction residue)을 배기관(exhaust)으로 이송시키는 단계로서, 상기 적어도 하나의 출구 도관은 상기 ALD 카트리지 본체 내부에 배치되는 단계를 포함한다.
하나의 출구 도관 대신에, 두개 또는 그 이상의 출구 도관이 존재할 수 있다.
특정한 예시적인 구현예에 있어서, 상기 방법은 상기 미립자 물질을 상기 ALD 카트리지 본체 내부에 배치된 로딩 채널을 통해 로딩하는 단계를 포함한다.
미리 충전된(pre-filled) ALD 카트리지 대신에 코팅될 미립자 물질이 로딩 채널을 통해 상기 ALD 카트리지 내로 로딩될 수 있다. 상기 로딩 채널은 상기 ALD 카트리지의 하단부에 배치될 수 있다. 대안적으로, 상기 ALD 카트리지는 상기 ALD 카트리지의 상부에 배치된 로딩 채널을 통해 상부로부터 로딩될 수 있다. 대안적으로, 특정한 예시적인 구현예에 있어서, 상기 ALD 카트리지는 그러한 구현예들에서 상기 ALD 카트리지의 상단부를 형성하는 제거 가능한 뚜껑 또는 커버를 제거함으로써 로딩될 수 있다.
특정한 예시적인 구현예들에서, 상기 방법은 겹겹이 배치된 복수의 구획부들 내에서 미립자 물질을 가공하는 단계로서, 상기 각각의 구획부는 필터 플레이트에 의해 인접한 구획부로부터 분리된 단계를 포함한다. 상기 필터플레이트(들)은 신터(sinter) 필터(들)일 수 있다.
특정한 예시적인 구현예들에서, 가스는 상기 ALD 카트리지의 하부로부터 상기 ALD 카트리지 내로 공급된다.
본 발명의 제2 실시예 측면에 따르면, 하기 구성요소들을 포함하는 원자층 증착 (ALD) 반응기가 제공된다:
ALD 카트리지를 신속 커플링 방법에 의해 상기 ALD 반응기 내에 수용하도록 구성된 수용기로서, 상기 ALD 카트리지가 ALD 반응 챔버로 사용되도록 구성된 수용기; 및
전구체 증기를 상기 ALD 카트리지 내로 공급하여 상기 ALD 카트리지 내부의 미립자 물질의 표면을 순차적 자기 포화 표면 반응에 의해 가공하도록 구성된 공급 라인(들).
특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 수용기는 신속 커플링에 의해 상기 ALD 카트리지를 수용하도록 규격화되고 형상화된 상기 ALD 반응기 본체 자체이다. 다른 구현예들에 있어서, 상기 수용기는 상기 ALD 카트리지를 수용하도록 구성된 상기 ALD 반응기 본체 내에 배치된 특정 형태 또는 특정 부분으로서 구현된다.
상기 신속 커플링 방법은 상기 ALD 반응기 및 상기 ALD 카트리지 본체 내부의 (흐름) 도관들이 서로 일직선상에 있도록 한다. 예를 들어, 상기 ALD 반응기 본체 내의 상기 형태 또는 부분은, 상기 ALD 카트리지 및 ALD 반응기 본체 내에 배치된 각각의 도관들이 서로 일직선상에 있도록 규격화되고 형상화될 수 있다.
특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 수용기는 잠금 부재가 상기 ALD 카트리지를 그의 정확한 지점에 고정시킬 때까지 상기 ALD 카트리지가 뒤틀리는 트위스팅 방법에 의해 상기 ALD를 수용하도록 구성된다.
특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 수용기는 상기 ALD 카트리지를 그의 정확한 지점에 고정시키는 형태 잠금 방법에 의해 상기 ALD 카트리지를 수용하도록 구성된다.
특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 ALD는 흐름 채널 내에 진동 공급원을 포함하고, 상기 흐름 채널은 상기 ALD 카트리지 내에 진동 가스를 공급하여 상기 미립자 물질 내에서 응집체의 형성을 방해하도록 구성된다. 상기 진동 가스는 불활성 가스일 수 있다.
특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 ALD 반응기는 상기 ALD 반응기 본체 내부의 출구 도관을 포함하고, 상기 출구 도관은 상기 ALD 카트리지 본체 내부에 배치된 출구 도관으로부터 반응 잔여물을 수용하도록 구성된다.
특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 ALD 반응기는 상기 ALD 반응기 본체 내부의 로딩 채널을 포함하고, 상기 로딩 채널은 상기 ALD 카트리지 본체 내부에 배치된 로딩 채널 내로 미립자 물질을 이송시키도록 구성된다.
특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 ALD 반응기는 상기 ALD 카트리지의 입구 필터 이전에 (즉, 상류) 가스 퍼짐 공간 (또는 부피)를 포함하거나 이를 형성하도록 구성된다. 상기 가스 퍼짐 공간은 상기 입구 필터 아래에 위치할 수 있다. 상기 가스 퍼짐 공간은 상기 입구 필터 옆에 위치할 수 있다.
특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 ALD 반응기는 전구체 증기 공급 라인의 단부에 마이크로필터 튜브를 포함한다. 특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 가스 퍼짐 공간은 상기 마이크로필터 튜브 주위에 배치된다.
본 발명의 제3 실시예 측면에 따르면, ALD 반응 챔버로 사용되도록 구성되고, 신속 커플링 방법에 의해 ALD 반응기의 ALD 반응기 본체에 부착되도록 구성된 신속 커플링 기구를 포함하는 제거 가능한 원자층 증착 (ALD) 카트리지로서, 상기 ALD 카트리지는, 상기 신속 커플링 방법에 의해 상기 ALD 반응기 본체에 부착되면, 순차적 자기 포화 표면 반응에 의해 상기 ALD 카트리지 내의 미립자 물질의 표면을 가공하도록 구성된, 제거 가능한 ALD 카트리지가 제공된다.
특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 제거 가능한 ALD 카트리지는 상기 ALD 카트리지 본체 내부의 출구 도관을 포함하고, 상기 출구 도관은 상기 ALD 반응기 본체를 통해 반응 잔여물을 배기관으로 이송하도록 구성된다.
특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 제거 가능한 ALD 카트리지는 원통형 카트리지이다. 따라서, 특정한 예시적인 구현예들에 있어서 상기 제거 가능한 ALD 카트리지의 기본적인 형상은 원통형 형태이다. 특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 제거 가능한 ALD 카트리지는 원뿔형 카트리지이다. 따라서, 특정한 예시적인 구현예들에 있어서 상기 제거 가능한 ALD 카트리지의 기본적인 형상은 원뿔형 형태이다. 특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 제거 가능한 ALD 카트리지는 원통형 부분 및 원뿔형 부분을 둘 다 갖는다. 상기 원뿔형 부분은 하부에 위치할 수 있다.
상기 ALD 카트리지는 아래로 갈수록 좁아질 수 있다(downwards tapering). 대안적으로, 상기 ALD 카트리지는 균일한 폭을 가질 수 있다.
특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 제거 가능한 ALD 카트리지는 겹겹이 배치된 복수의 필터 플레이트들을 포함하거나 이를 수용하도록 구성되어 상기 복수의 필터 플레이트들 사이에 복수의 미립자 물질 코팅 구획부들을 형성한다. 특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 상기 각각의 구획부는 상당한 양의 코팅될 미립자 물질을 수용하는 공간을 갖는다.
본 발명의 제4 실시예 측면에 따르면, 상기 제2 실시예 측면의 상기 ALD 반응기 및 상기 제3 실시예 측면의 상기 ALD 카트리지를 포함하는 장치가 제공된다. 상기 장치는 이로써 시스템을 형성한다. 상기 시스템은 제거 가능한 ALD 반응 챔버 카트리지를 갖는 ALD 반응기를 포함한다.
본 발명의 다양한 구속력이 없는 실시예 측면 및 구현예들은 위에 설명되어 있다. 상기 구현예들은 단지 본 발명의 구현에 이용될 수 있는 선택된 측면들 및 단계들을 설명하기 위해서 사용된다. 일부 구현예들은 오직 본 발명의 특정한 실시예 측면들을 참조해서만 제시될 수 있다. 상응하는 구현예들이 다른 실시예 측면들에 또한 적용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 상기 구현예들의 임의의 적절한 조합이 형성될 수 있다.
본 발명은 이제 첨부된 도면을 참조하여, 오직 예로서만 설명될 것이다.
도 1은 예시적인 일 구현예에 따른 입자들을 코팅하기 위한 증착 반응기 및 방법을 보여준다.
도 2는 예시적인 일 구현예에 따른 흐름 진동을 보여준다.
도 3은 예시적인 일 구현예에 따른 흐름 진동을 일으키는 방법을 보여준다.
도 4는 대안적인 구현예에 따른 입자를 코팅하기 위한 증착 반응기 및 방법을 보여준다.
도 5a-5d는 가스 및 입자들을 카트리지 반응 챔버 내로 공급하는 다양한 예시적인 구현예들을 보여준다.
도 6은 예시적인 일 구현예에 따른 입자들을 코팅하기 위한 제조 라인을 보여준다.
도 7은 또 다른 예시적인 구현예에 따른 입자들을 코팅하기 위한 증착 반응기 및 방법을 보여준다.
도 8은 예시적인 일 구현예에 따른 신속 커플링 방법의 대략적인 실시예를 보여준다.
도 9는 예시적인 일 구현예에 따른 다른 신속 커플링 방법의 대략적인 실시예를 보여준다.
도 10은 또 다른 예시적인 구현예에 따른 입자들을 코팅하기 위한 증착 반응기 및 방법을 보여준다.
도 11은 또 다른 예시적인 구현예에 따른 입자들을 코팅하기 위한 증착 반응기 및 방법을 보여준다.
도 12는 또 다른 예시적인 구현예에 따른 입자들을 코팅하기 위한 증착 반응기 및 방법을 보여준다.
하기의 설명에서, 원자층 증착 (ALD) 기술이 실시예로서 사용된다. ALD 성장 메커니즘의 기본은 통상의 기술자에게 알려져 있다. 본 특허 출원의 서론 부분에서 언급된 바와 같이, ALD는 적어도 하나의 기판으로의 적어도 2종의 반응성 전구체 종의 순차적 도입에 기초한 특별한 화학 증착 방법이다. 상기 기판은 반응 공간 내에 위치된다. 상기 반응 공간은 전형적으로 가열된다. ALD의 기본 성장 메커니즘은 화학적 흡착 (chemisorption) 및 물리적 흡착 (physisorption) 사이의 결합 강도 차이에 의존한다. ALD는 증착 공정 동안에 화학 흡착을 이용하고 물리 흡착을 제거한다. 화학흡착 동안에 강한 화학 결합이 고상 표면의 원자(들) 및 기상으로부터 도달하는(arriving) 분자 사이에 형성된다. 물리흡착에 의한 결합은 오직 반데르발스 힘만 관련되기 때문에 훨씬 약하다. 물리흡착 결합들은 국지 온도가 분자들의 응축 온도 초과일 경우 열 에너지에 의해 쉽게 끊어진다.
ALD 반응기의 반응 공간은 박막 또는 코팅의 증착을 위해 사용되는 각각의 ALD 전구체에 교대로 및 순차적으로 노출될 수 있는 모든 전형적으로 가열된 표면들을 포함한다. 기본적인 ALD 증착 사이클은 4개의 순차적인 단계들로 구성된다: 펄스 A, 퍼지 A, 펄스 B, 및 퍼지 B. 펄스 A는 전형적으로 금속 전구체 증기로 구성되고 펄스 B는 비금속 전구체 증기 (특히, 질소 또는 산소 전구체 증기)로 구성된다. 불활성 가스, 예를 들어 질소 또는 아르곤, 및 진공 펌프가 기체 반응 부산물 및 잔여 반응물 분자들을 퍼지 A 및 퍼지 B 단계 동안 상기 반응 공간으로부터 배출시키기 위해 사용된다. 증착 시퀀스는 적어도 하나의 증착 사이클을 포함한다. 증착 사이클은 상기 증착 시퀀스가 원하는 두께의 박막 또는 코팅을 생성할 때까지 반복된다.
전형적인 ALD 공정에 있어서, 전구체 종들은 화학흡착을 통해 가열된 표면의 반응성 사이트(site)에 화학 결합을 형성한다. 하나의 전구체 펄스 동안에 고체 물질의 단분자층(molecular monolayer)만이 상기 표면 상에 형성되는 방식으로 조건들이 전형적으로 마련된다. 따라서, 상기 성장 공정은 자기 종결적 또는 포화적이다. 예를 들어, 제1 전구체는 흡착된 종들에 부착되어 잔류하고 표면을 포화시켜 추가적인 화학흡착을 방지하는 리간드를 포함할 수 있다. 반응 공간 온도는 상기 이용된 전구체의 응축 온도를 초과하고 열분해 온도 미만으로 유지되어 상기 전구체 분자 종들이 기판(들) 상에 본질적으로 그대로 화학흡착되도록 한다. '본질적으로 그대로'라는 것은 상기 전구체 분자 종들이 표면 상에 화학흡착될 경우 휘발성 리간드들이 상기 전구체 분자로부터 떨어질 수 있다는 것을 의미한다. 표면들은 반응성 사이트의 제1 타입(즉, 제1 전구체 분자들의 흡착된 종들)으로 본질적으로 포화되게 된다. 이 화학흡착 단계 이후에 전형적으로 제1 퍼지 단계 (퍼지 A)가 이어지고, 이 때 과량의 제1 전구체 및 생성 가능한 반응 부산물이 상기 반응 공간으로부터 제거된다. 이후, 제2 전구체 증기가 상기 반응 공간에 도입된다. 제2 전구체 분자는 전형적으로 상기 제1 전구체 분자들의 흡착된 종들과 반응하고, 이로써 원하는 박막 물질 또는 코팅을 형성한다. 이 성장은 상기 흡착된 제1 전구체의 전량이 소비되고 표면이 반응성 사이트의 제2 타입으로 본질적으로 포화되면 종결된다. 이후, 과량의 제2 전구체 증기 및 생성 가능한 반응 부산물 증기가 제2 퍼지 단계 (퍼지 B)에 의해 제거된다. 이후, 박막 또는 코팅이 원하는 두께로 성장할 때까지 사이클이 반복된다. 또한, 증착 사이클은 더 복잡할 수 있다. 예를 들어, 사이클은 퍼지 단계들에 의해 분리된 3개 이상의 반응물 증기 펄스들을 포함할 수 있다. 이러한 모든 증착 사이클들은 로직 유닛(logic unit) 또는 마이크로프로세서에 의해 제어되는 시간 조절된(timed) 증착 시퀀스를 형성한다.
하기에 기술되는 바와 같은 특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 박막 등각(conformal) 코팅은 다양한 미립자 물질의 표면 상에 제공된다. 상기 입자들의 크기는 특정 물질 및 특정 응용분야에 의존한다. 적당한 입자 크기는 전형적으로 나노미터 범위에서 마이크로미터 범위까지에 이른다. 다양한 미립자 물질들이 사용될 수 있다. 기본 입자의 조성 및 코팅의 조성이 전형적으로 함께 선택되어 입자의 표면 특성이 특정 응용분야에 바람직한 방식으로 개질된다. 상기 기본 입자들은 바람직하게는 코팅을 생성하는 ALD 반응 시퀀스에 참여하는 표면 상에 일부 작용기를 갖는다.
도 1은 예시적인 구현예에 따른 입자를 코팅하기 위한 증착 반응기 및 방법을 보여준다. 상기 증착 반응기는 제거 가능한 카트리지(110)를 포함한다. 상기 카트리지(110)는 반응기 본체(121)에 부착된다. 일 구현예에 있어서, 상기 카트리지(110)는 신속 커플링, 예를 들어, 상기 카트리지(110)를 잠금 위치까지 돌림으로써 반응기 본체(121)에 부착된다.
카트리지(110) 및 반응기 본체(121) 사이에 형성된 계면은 카트리지 씰(116)에 의해 밀봉된다. 그러나, 다른 구현예들에 있어서, 씰(116)은 생략될 수 있다.
도 8 및 도 9는 카트리지(여기서: 810, 910)를 반응기 본체(여기서: 821, 921)에 부착시키는데 적용될 수 있는 신속 커플링 방법의 특정한 원리를 개략적으로 보여준다.
도 8에 도시된 예시적인 구현예는 형태 잠금 방법을 보여준다. 반응기 본체(821)는 카트리지(810)의 부착부(823)를 수용하도록 구성된 수용기(822)를 포함한다. 수용기(822)는 그 내부에 배치된 홈(847b 및 848b)이 카트리지(810)를 그의 정확한 지점에 고정시키는 부착부(823)에 배치된 대응 돌출부(847a 및 848a)에 꼭 들어 맞도록(또는 그 반대) 형성되고 형상화된다. 그의 정확한 지점에서, ALD 가공에 사용된 대응 흐름 도관들(이 구현예에서 835a 및 835b 뿐만 아니라 836a 및 836b)은 서로 일직선상에 있게 된다. 수용기(822)는 부착부(823)를 통해 하단부로부터 카트리지 내부로 가스를 공급하는데 사용될 수 있다.
도 9에 도시된 예시적인 구현예는 카트리지(910)를 반응기 본체(921)에 부착시키기 위한 트위스팅 방법을 보여준다. 반응기 본체(921)는 카트리지(910)를 수용하도록 구성된 수용기(922)를 포함한다. 수용기(922)는 둥근 모양이며, 나사산(thread)(924)을 포함하고, 상기 나사산(924) 상으로 카트리지(910)가 돌려질 수 있다. 수용기(922)는 정지부(958b)를 더 포함하고, 상기 정지부(958b)는 이 정지부(958b)가 카트리지(910)에 배치된 (예를 들어, 카트리지(910)의 둥근 모양의 흐름 채널(926)에 배치된) 대응 정지부(958a)와 접촉하는 위치에서 카트리지(910)의 뒤틀림 운동을 정지시킨다. 이 위치에서, 상기 반응기 및 카트리지 본체부내로 가공된 대응 흐름 도관(940a 및 940b)은 서로 일직선상에 있게 된다. 여기에서 상기 도관들은 가스 흐름 도관, 또는 미립자를 카트리지 내로 공급하는데 사용되는 도관일 수 있다(하기의 설명에서, 예를 들어, 도 6과 관련되어 도시하는 바와 같음).
특정한 예시적인 구현예들에 있어서, 다른 신속 커플링 방법, 예를 들어, 형태 잠금 및 트위스팅을 포함하는 방법들이 사용될 수 있다. 이전 및 다른 구현예들에 있어서, 반응기 본체 또는 카트리지에 부착된 레버들 또는 스프링이 장착된 레버들(미도시)을 사용하는 푸싱 및 잠금 방법들이 그에 부가하여 또는 그 대신에 사용될 수 있다.
도 1로 돌아가서, 카트리지(110) 및 반응기 본체(121) 사이의 계면은 점선(152)으로 표시되었다. 이는 또한 카트리지(110)가 ALD 가공 후에 반응기 본체(121)로부터 분리될 수 있는 라인이다.
카트리지(110)는 카트리지(110) 내부에 공동(hollow space), 즉, 반응 챔버(111)를 형성하는 카트리지 본체(112)를 포함한다. 반응 챔버(111)는 코팅될 입자(본 명세서에서 분말 또는 분말 입자로 지칭됨)를 포함한다. 카트리지(110)는 분말 로딩 및 언로딩 목적을 위해 라인(151)에서 카트리지 본체(112)로부터 분리될 수 있는 상부(113)를 더 포함한다. 따라서, 예시적인 일 구현예에 있어서, 카트리지(110)는 다른 분말로 로딩되고(미리 충전된 카트리지), 그 후, 분말 입자들을 코팅하기 위해 반응기 본체(121)에 부착되며, 그 후, 반응기 본체(121)로부터 분리되고, 그 후, 필요할 때 사용되거나 그렇지 않으면 언로딩된다.
카트리지(110)는 카트리지(110)의 입구 쪽에 제1 입자 필터(114) (입구 필터(114)) 및 카트리지(110)의 출구 쪽에 제2 입자 필터(115) (출구 필터(115))를 포함한다. 입구 필터(114)는 출구 필터(115)보다 더 거칠(coarse) 수 있다(출구 필터(115)는 입구 필터(114)보다 더 미세함).
ALD 기술에 따르면, 공급 라인(131)을 통하는 전구체(A) 및 공급 라인(132)을 통하는 전구체(B)가 반응 챔버(111)내로 교대로 유입되도록 제어된다. 전구체(A 및 B) 노출 기간은 퍼지 단계들에 의해 분리된다. 가스는 통로(133) 및 입구 필터(114)를 통해 반응 챔버(111)내로 흐른다. 상기 흐름은 분말 입자들이 반응 챔버(111) 내에 유동층(105)을 형성하는 소용돌이를 일으키고, 이는 원하는 코팅이 분말 입자상에 성장되도록 한다. 원하는 두께의 코팅은 필요한 횟수의 ALD 사이클을 반복함으로써 얻어진다. 잔류 반응물 분자 및 반응 부산물 (존재하는 경우) 및 캐리어/퍼지 가스는 출구 필터(115)를 관통하여 카트리지 상부(113) 내부의 채널(134)을 거쳐 출구 도관(135 및 136) 쪽으로 흐르도록 제어된다. 출구 도관들(135 및 136)은, 예를 들어, 적당한 방법에 의해 이들을 가공함으로써 카트리지 본체(112)내에 배치되었다. 출구 도관들(135 및 136)은 가스가 채널(137)을 통해 배기관 라인으로 흐르는 반응기 본체부(121)로 이어진다.
작동하는 동안, 도 1에 보여진 수직 반응 챔버(111)의 하부 및 중간 부분이 코팅 반응들이 일어나는 유동층(fluidized) 영역을 형성하는 것으로 여겨질 수 있다. 출구 필터(115)와 가까운 반응 챔버(111)의 상부는 분말 입자가 가스로부터 분리되어 유동층 영역으로 다시 떨어지는 분리(disengaging) 영역을 형성하는 것으로 여겨질 수 있다.
유동층에서의 분말 입자들은 서로 부착되어 더 큰 입자 블럭들, 즉 응집체들을 형성하는 경향이 있는 것이 발견되었다. 응집체들의 형성을 방해하기 위하여, 진동 가스 흐름이 특정한 예시적인 구현예들에서 사용된다. 이러한 구현예들에 있어서, 진동하는 가스 흐름이 반응 챔버내로 공급된다. 진동시키기 위해 어떤 가스 흐름이 선택되는지는 구현(implementation)에 달려있다. 특정한 대안들이 도 5a-5d와 관련되어 본 설명에서 나중에 논의된다.
도 2는 예시적인 구현예에 따른 흐름 진동을 보여준다. 시간에 대한 흐름 압력이 진동 흐름을 일으키도록 변화된다. 도 3은 예시적인 일 구현예에 따른 흐름 진동을 일으키는 방법을 보여준다. 이 방법에 있어서, 유입 가스 흐름(301)은 구멍(302)으로 강제로 유입되고, 이는 배출 가스 흐름(303)에 진동을 일으킨다. 이 현상은 헬름홀쯔 공명(Helmholtz resonance)에 기초한다. 상기 배출 진동 가스 흐름(303)은 응집체의 형성을 방해하기 위하여 상기 반응 챔버 내로 이송된다.
도 4는 대안적인 구현예에 따른 입자들을 코팅하기 위한 증착 반응기 및 방법을 보여준다. 도 4에 도시된 증착 반응기는 기본적으로 도 1에 도시된 증착 반응기와 일치한다. 그러나, 하기에서 명백해지는 바와 같이 몇 가지 차이점이 있다. 상기 증착 반응기는 제거 가능한 카트리지(410)를 포함한다. 카트리지(410)는 반응기 본체(421)에 부착된다. 일 구현예에 있어서, 카트리지(410)는 신속 커플링, 예를 들어, 상기 카트리지(410)를 고정된 위치까지 돌림으로써 반응기 본체(421)에 부착된다. 도 1에 도시된 예시적인 구현예와 달리, 도 4에 도시된 구현예에 따르면, 특히 카트리지(410) 및 반응기 본체(421) 사이의 계면(152)이 금속 대 금속 또는 세라믹 대 세라믹 계면 또는 이와 유사한 것일 경우, 카트리지(410) 및 반응기 본체(421) 사이에 카트리지 씰(116)이 생략될 수 있다. 그 후, 별도의 씰을 사용하기 위한 필요성을 방지하는 훨씬 더 긴밀한 접촉 표면이 존재한다. 또한, ALD 가공이 낮은 압력에서 실행될 경우, 별도의 씰을 사용하기 위한 필요성이 감소한다.
카트리지(410)는 카트리지(410) 내부에 공동, 즉 반응 챔버(111)를 형성하는 카트리지 본체(112)를 포함한다. 반응 챔버(111)는 코팅될 분말 입자들을 포함한다. 예시적인 일 구현예에 있어서, 상기 분말 입자들은 별도의 로딩 채널(441)을 통해 반응 챔버(111)내로 로딩된다. 상기 분말은 불활성 가스 흐름에 의해 로딩 채널(441)을 통해 반응 챔버(111) 쪽으로 날릴 수 있다. 도 4에 도시된 구현예에 있어서, 로딩 채널(441)은 카트리지 본체(112)내로 배치되어 그것의 다른 단부는 반응 챔버(111)의 하단부와 유체 연통된다(또는 상기 하단부로 이어짐). 로딩 채널(441)은, 예를 들어, 적당한 방법에 의해 그것을 가공함으로써 카트리지 본체(112)내로 배치된다. 도 4에 도시된 구현예에 있어서, 로딩 채널(441)은 반응기 본체부(421)로 이어지고, 로딩 동안 상기 분말 흐름의 방향은 반응기 본체부(421) 로부터 카트리지 본체(112)를 통하여 반응 챔버(111) 쪽이다. 상기 로딩 채널의 다른 단부는 분말 공급원 또는 로딩 카트리지 또는 이와 유사한 것에 연결될 수 있다. 예를 들어, 질소가 불활성 가스로 사용될 수 있다.
ALD 가공 후에, 코팅된 분말 입자들은 언로딩 채널(442)을 통해 반응 챔버(111) 밖으로 언로딩된다. 상기 분말은 불활성 가스 흐름에 의해 언로딩 채널(442)을 통해 멀리 있는 카트리지 또는 용기 내로 날릴 수 있다. 도 4에 도시된 구현예에 있어서, 언로딩 채널(442)은 카트리지 본체(112)내로 배치되어 그의 다른 단부는 반응 챔버(111)의 하단부와 유체 연통된다. 언로딩 채널(442)은 반응기 본체부로 이어지고, 언로딩 동안 분말 흐름의 방향은 반응 챔버(111)로부터 카트리지 본체(112)를 통하여 반응기 본체부(421) 쪽이다. 상기 언로딩 채널의 다른 단부는 멀리 있는 카트리지 또는 용기에 연결될 수 있다. 코팅된 분말 입자를 날리는 불활성 가스가 로딩 채널(441)을 통해 반응 챔버(111) 내로 이송되어, 상기 불활성 가스와 함께 상기 코팅된 분말 입자를 끌어당기는 언로딩 채널(442)을 통해 반응 챔버를 나간다.
도 4의 구현예의 목적을 위한 카트리지(410)는 단일 부분 카트리지(single part cartridge) 또는 두 부분 카트리지(two-part cartridge)일 수 있다. 제거 가능한 카트리지 상부(113)는 로딩 및 언로딩을 위해 필요하지 않지만, 상기 부분(113)은 카트리지 세정 목적을 위해서는 유용할 수 있다. 단일 부분 카트리지 구현예에 있어서, 카트리지(410)의 상부(113) 및 나머지 부분은 단일의 불가분한 부분이다.
도 4에 도시된 구현예의 작동적(operational) 및 구조적 특징들의 나머지는 도 1에 도시된 구현예들의 작동적(operational) 및 구조적 특징들과 일치한다.
도 5는 가스들 및 분말 입자들을 카트리지 반응 챔버(111)내로 공급하는 다양한 예시적인 구현예들을 보여준다. 도 5a에 도시된 예시적인 구현예는 도 1에 도시된 것과 유사한 구현예를 보여준다. 따라서, 전형적으로 캐리어 가스에 의해 운반되는 전구체들은 하부로부터 통로(133) 및 입구 필터(114)를 통해 반응 챔버(111)내로 공급된다. 상기 분말 입자들은 미리 상부의 어딘가로부터 공급된다. 진동 가스 흐름이 사용되는 구현예에 있어서, ALD 가공 동안 진동을 일으키는 가스 흐름은 공급 라인(131 또는 132 중 하나 (도 1) 또는 둘 모두)을 따라 이동하는 가스 흐름일 수 있다. 또는, 진동 불활성 가스 흐름을 위한 별도의 채널이 이와 함께 또는 이것 대신에 사용될 수 있다(이하의 도 5b 및 5d에 도시된 바와 같음).
도 5c에 도시된 예시적인 구현예는 도 4에 도시된 것과 유사한 구현예를 보여준다. 따라서, 전형적으로 캐리어 가스에 의해 운반되는 전구체들은 하부로부터 통로(133) 및 입구 필터(114)를 통해 반응 챔버(111)내로 공급된다. 상기 분말 입자들은 하부로부터 로딩 채널(441)을 따라 공급되고, 언로딩 채널(442)을 따라 언로딩된다. 진동 가스 흐름이 사용되는 구현예에 있어서, ALD 가공 동안 진동을 일으키는 가스 흐름은 공급 라인(131 또는 132 중 하나 (도 1) 또는 둘 모두)을 따라 이동하는 가스 흐름일 수 있다. 대안적으로, 또는 이와 함께, 진동 불활성 가스 흐름이 ALD 가공 동안 로딩 채널(441)을 따라 반응 챔버(111)내로 흐르도록 제어된다. ALD 가공 동안, 문제의 채널이 진동 가스 공급을 위해 사용되지 않을 경우, 채널(441 및/또는 442) 내에 반응 챔버(111)를 향하는 소량의 불활성 가스 흐름이 존재할 수 있다.
도 5b에 도시된 예시적인 구현예에 있어서, 하부로부터의 진동 불활성 가스를 위한 별도의 입구(575)가 존재하지만, 전형적으로 캐리어 가스에 의해 운반되는, 전구체들(A 및 B)은 입구(531 및 352)를 통해 카트리지 반응 챔버(111) 내로 각각 공급된다.
도 5d에 도시된 예시적인 구현예에 있어서, 하부로부터의 진동 불활성 가스를 위한 별도의 입구(575)가 존재하지만, 상기 구현예는 또한 분말 입자들을 로딩 및 언로딩하기 위한 로딩 및 언로딩 채널들(441 및 442)을 포함한다. 입구(575)를 통해 흐르는 진동 가스 대신에 또는 이와 함께, 진동 불활성 가스 흐름이 ALD 가공 동안 로딩 채널(441) 및/또는 언로딩 채널(442)을 따라 반응 챔버(111) 내로 흐르도록 제어된다. ALD 가공 동안, 문제의 채널이 진동 가스 공급을 위해 사용되지 않을 경우, 채널(441 및/또는 442) 내에 반응 챔버(111)를 향하는 소량의 불활성 가스 흐름이 존재할 수 있다.
도 6은 분말 코팅 제조 라인을 위한 예시적인 레이아웃을 보여준다. 상기 제조 라인은 3중 카트리지 시스템을 포함한다. 제1 카트리지(110a)는 제1 본체(621a)에 분리가능하게 부착된 로딩 카트리지이다. 코팅될 분말 입자들은 불활성 가스에 의해 로딩 채널(640a)를 통해 ALD 반응 본체(621b)에 분리가능하게 부착된 ALD 가공 카트리지(110b)내로 날린다. 코팅된 분말 입자들은 불활성 가스에 의해 언로딩 채널(640b)을 통해 제3 본체(621c)에 분리가능하게 부착된 제3 카트리지(110c)내로 날린다. 따라서, 제3 카트리지(110c)는 최종 생성물을 위한 카트리지이다. 상기 본체(621c)에서 분리되면, 제3 카트리지(110c)는 사용 장소로 이동될 수 있다.
도 7은 또 다른 예시적인 구현예에 따른 입자들을 코팅하기 위한 증착 반응기 및 방법을 보여준다. 상기 증착 반응기는 가공 챔버(760) 및 가공 챔버 상부 플랜지(flange)(771)에 압착될 수 있는 뚜껑(770)을 포함한다. 가공 챔버(760)는 이의 반응 공간(765) 내에 코팅될 분말 입자로 충전된 카트리지 반응 챔버(710)를 수용(house)한다.
카트리지 반응 챔버(710)는 가공 챔버 뚜껑(770)에 결합된다. 도 7에 도시된 구현예에 있어서, 상기 카트리지 반응 챔버(710)는 공급 라인(781 및 782)에 의해 상기 가공 챔버 뚜껑(770)에 결합된다. 따라서, 카트리지 반응 챔버(710)는 상기 카트리지 반응 챔버(710)를 운반하는 가공 챔버 뚜껑(770)를 하강시킴으로써 반응 챔버(760)에 로딩될 수 있다. 상기 뚜껑(770)은 리프팅 기구(775)를 포함하고, 상기 리프팅 기구(775)의 도움으로 상기 뚜껑(770)이 상승하고 하강할 수 있다. 상기 뚜껑(770)이 상승하는 경우, 상기 뚜껑(770)은 라인(750)에서 상승하여 카트리지 반응 챔버(710) 및 이에 결합된 파이프라인들(781 및 782)이 동시에 상승한다.
카트리지 반응 챔버(710)는 신속 커플링에 의해 피팅부(791)에서 가공 챔버 구조에 부착된다. 예시적인 일 구현예에 있어서, 카트리지 반응 챔버(710)는 돌려져서 피팅부(791)에 고정되거나 돌려져서 열린다.
전술한 구현예들과 유사하게, 상기 카트리지 반응 챔버(710)는 하부 면에 입구 필터(714) 및 상부 면에 출구 필터(715)를 포함한다. ALD 가공 동안, 공급 라인(131)을 통하는 전구체(A) 및 공급 라인(132)을 통하는 전구체(B)는 카트리지 반응 챔버(710) 내로 교대로 유입되도록 제어된다. 도 7에서 도시된 구현예에 있어서, 공급 라인(131 및 132)은 가공 챔버 뚜껑(770)을 통해 이동하고, 가공 챔버(760) 내부에 참조 부호(781 및 782)로 표시되었다.
전구체(A 및 B) 노출 기간은 퍼지 단계들에 의해 분리된다. 가스는 공급 라인들(781 및 782)로부터 아래쪽으로부터 통로(133) 및 입구 필터(714)를 통해 카트리지 반응 챔버내로 교대로 유입된다. 상기 흐름은 상기 분말 입자들이 카트리지 반응 챔버(710) 내에 유동층(705)을 형성하는 소용돌이를 일으키고, 이는 원하는 코팅이 분말 입자들상에 성장되도록 한다. 원하는 두께의 코팅은 필요한 횟수의 ALD 사이클을 반복하여 얻어진다. 카트리지 반응 챔버(710)로부터, 가스는 출구 필터(715)를 통해 위쪽으로부터 주변의 가공 챔버(760)의 반응 공간(765) 내로 흐르고, 그로부터 배기관 라인(737) 내로 흐른다.
카트리지 반응 챔버(710)는 분말 입자들의 이동 및 충돌에 의해 생성되는 정전기가 상기 카트리지 반응 챔버(710)내에 과도하게 축적되는 것을 방지하기 위해 접지(780)에 연결된다. 또한, 접지에의 연결은 전술한 구현예들에 적용될 수 있다.
구현된다면, 카트리지 반응 챔버(710)로의 진동 가스 공급은 기존의 파이프라인/공급 라인들을 통해 구현될 수 있다.
도 10은 또 다른 예시적은 구현예에 따른 입자들을 코팅하기 위한 증착 반응기 및 방법을 보여준다. 상기 증착 반응기는 가공 챔버(1003) 내에 수용기(1011)를 포함한다. 수용기(1011)는 신속 커플링 방법, 예를 들어, 형태 잠금 방법 또는 이와 유사한 것에 의해 가공 챔버(1003) 내로 제거 가능한 카트리지(1020)를 수용하도록 구성된다.
상기 증착 반응기는 작동하는 동안 가공 챔버 상부 플랜지(1002)상에 놓이는 가공 챔버 뚜껑(1001)을 포함한다. 상기 카트리지(1020)는 가공 챔버 뚜껑(1001)가 한쪽으로 들어 올려질 때, 가공 챔버(1003)의 상부로부터 가공 챔버(1003) 내로 로딩될 수 있다.
이 구현예에서 보여진 카트리지(1020)는 원통형 반응 챔버로서, 그 내부에 겹겹이 배치된 복수의 필터 플레이트들(1030)을 포함하고, 상기 복수의 필터 플레이트들(1030)은 이들 사이에 복수의 구획부들을 형성하며, 상기 각각의 구획부는 상당한 양의 코팅될 미립자 물질을 수용하는 공간을 갖는다. 도 10에 도시된 구현예에 있어서, 상기 겹겹이 배치된 복수의 필터 플레이터들 사이에 3개의 필터 플레이트 및 2개의 구획부들이 존재한다(그러나, 다른 구현예들에 있어서, 더 적은 구획부들, 즉 오직 단일의 구획부, 또는 더 많은 구획부들, 즉, 3개 이상의 구획부들이 존재할 수 있음). 필터 플레이트(1030)는 카트리지(1020)의 측벽(sidewall) 내로 배치된 필터 지지체(1032)상에 놓인다. 필터 플레이트들(1030)는 이를 통해 전구체 증기 및 불활성 가스는 흐르게 하지만, 상기 미립자 물질은 통과시키지 않는다. 실제로, 하나 이상의 필터 플레이트들(1030)은 신터 필터들일 수 있다.
필터 플레이트들(1030) 중 가장 아래의 것은 입구 필터로서 기능한다. 필터 플레이트들(1030) 중 가장 위의 것은 출구 필터로서 기능한다. 도 10에 도시된 구현예에 있어서, 제1 구획부는 최저 필터 플레이트 및 그 다음(즉, 두번째) 필터 플레이트 사이에 형성된다. 제2 구획부는 그 필터 플레이트(즉, 두번째) 및 최고(즉, 세번째) 필터 플레이트들 사이에 형성된다. 상기 제1 구획부는 제1 양의 코팅될 미립자 물질(1041)을 수용한다. 상기 제2 구획부는 제2 양의 코팅될 미립자 물질(1042)을 수용한다. 상기 제1 구획부의 상기 미립자 물질은 상기 제2 구획부의 상기 미립자 물질과 동일하거나 상이한 미립자 물질일 수 있다.
카트리지(1020)는 상부에 상기 카트리지를 밀폐시키는 뚜껑(1021)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 필터 플레이트들(1030) 및 상기 미립자 물질은 뚜껑(1021)이 한쪽으로 이동될 때 카트리지(1020)의 상부로부터 로딩될 수 있다.
도 10에 도시된 구현예에 있어서, 카트리지(1020)는 이의 상부에 배기 채널(1008)로 이어지는 카트리지 측벽에 형성된 구멍(aperture)(1007)을 더 포함한다. 배기 채널(1008)은 카트리지(1020)의 바깥쪽으로 이동하여 상기 증착 반응기의 배기 가이드(1009) 안으로 이어진다. 배기 가이드(1009)의 연장선에서, 상기 증착 반응기는 배기 밸브(1010)를 포함하고, 이 배기 밸브(1010)를 통해 가스가 진동 펌프로 펌핑된다(미도시).
상기 증착 반응기는 ALD 공정에 의해 요구되는 것처럼 전구체 증기 및/또는 불활성 가스를 상기 가공 챔버내로 공급하는 공급 라인들을 더 포함한다. 도 10에 있어서, 제1 전구체의 전구체 증기 및/또는 불활성 가스를 공급하도록 구성된 제1 공급 라인은 참조 부호 1005로 표시되고, 제2 전구체의 전구체 증기 및/또는 불활성 가스를 공급하도록 구성된 제2 공급 라인은 참조 부호 1015로 표시된다. 전구체 증기 및 불활성 가스의 공급은 제1 공급 라인(1005)의 제1 공급 밸브(1004) 및 제2 공급 라인(1015)의 제2 공급 밸브(1014)에 의해 제어된다.
카트리지(1020)는 상기 입구 필터 아래에 가스 퍼짐 공간(1006)을 포함한다. 특정한 구현예들에 있어서, 가스 퍼짐 공간(1006)은 카트리지(1020) 내에서 전구체 증기의 하부에서 상부로의 균일한 흐름을 일으키는 것을 돕는다. 대안적인 구현예에 있어서, 가스 퍼짐 공간(1006)은 적당한 구조의 증착 반응기에 의해 형성된다. 그러한 구현예에 있어서, 상기 입구 필터는 카트리지(1020)의 바닥을 형성할 수 있다.
도 10의 상부 도면은 제2 전구체의 노출 기간 동안 작동 중인 증착 반응기를 보여준다. 제2 공급 라인(1015)을 통해서는 상기 제2 전구체의 전구체 증기 및 불활성 가스(여기에서: N2)의 혼합물이 가스 퍼짐 공간(1006)으로 유입되는 반면, 제1 공급 라인(1005)을 통해서는 오직 불활성 가스만이 가스 퍼짐 공간(1005)으로 유입된다. 상기 흐름은 가스 퍼짐 공간(1006)으로부터 상기 구획부들 내까지 이어지고, 이는 상기 미립자 물질 입자들이 상기 구획부들내에서 유동층을 형성하는 소용돌이를 일으키도록 한다(특정한 인자들, 예를 들어 입자들의 유속 및 중량에 의존함). 상기 가스 흐름은 구멍(1007)을 통해 배기 채널(1008) 쪽으로 카트리지(1020)를 나간다. 진동 가스 흐름은 상기에 제시된 것과 유사하게 사용될 수 있다.
도 10의 상부 도면과 함께 도 10의 하부 도면은 카트리지(1020) 외부의 배기 채널(1008)의 경로가, 배기 채널(1008)이 먼저 카트리지(1020)의 측면을 따라 이동하고, 그 후 카트리지(1020) 아래의 (원통형의) 카트리지(1020)의 중심 축을 따라 이동하여 흐름 대칭성을 얻을 수 있도록 함을 보여준다.
또한, 도 10의 하부 도면은 가공 챔버(1003) 내의 카트리지(1020) 주변의 가공 챔버 히터(1051) 및 열 반사판(1053)을 보여준다. 더욱이, 도 10의 하부 도면은 공급 라인들(1005 및 1015)뿐만 아니라 가공 챔버 피드 스루들(feedthroughs)(1052)을 통해 이동하는 히터(1051)를 보여준다. 피드 스루를 수직 방향으로 통과한 이후에, 상기 공급 라인들(1005 및 1015)은 방향 전환하여 가스 퍼짐 공간(1006)내로 수평 방향으로 이어진다.
도 11은 또 다른 예시적인 구현예에 따른 입자들을 코팅하는 증착 반응기 및 방법을 보여준다. 이 구현예는 도 7 및 도 10에서 보여진 구현예들과 특정한 유사성을 가지며, 이와 관련하여 도 7 및 도 10의 설명을 인용한다.
도 11의 좌측 도면은 어셈블리 도면이다. 우측 도면은 제2 전구체의 노출 기간 동안 작동 중인 증착 반응기를 보여준다. 상기 증착 반응기는 가공 챔버(1110)를 포함한다. 가공 챔버(1110)는 가공 챔버 뚜껑(1101)에 의해 상부로부터 밀폐된다. 가공 챔버 뚜껑(1101)은 작동하는 동안 가공 챔버 상부 플랜지(1102)에 놓인다.
상기 증착 반응기는 제1 전구체 공급원 및 제2 전구체 공급원을 포함한다. 상기 증착 반응기는 또한 ALD 공정에 의해 요구되는 것처럼 전구체 증기 및/또는 불활성 가스를 가공 챔버내로 공급하는 공급 라인들을 더 포함한다. 도 11에 있어서, 상기 제1 전구체의 전구체 증기 및/또는 불활성 가스를 공급하도록 구성된 제1 공급 라인은 참조 부호 1105로 표시되고, 상기 제2 전구체의 전구체 증기 및/또는 불활성 가스를 공급하도록 구성된 제2 공급 라인은 참조 부호 1115로 표시된다. 전구체 증기 및 불활성 가스의 공급은 제1 공급 라인(1105)의 제1 공급 밸브(1104) 및 제2 공급 라인(1115)의 제2 공급 밸브(1114)에 의해 제어된다.
수용기(1131)는 신속 커플링 방법, 예를 들어, 형태 잠금 방법 또는 이와 유사한 것에 의해 제거 가능한 카트리지(1120)를 가공 챔버(1110)내에 수용하도록 구성된다.
수용기(1131)는 가공 챔버 뚜껑(1101)에 통합된다. 제1 공급 라인(1105)은 가공 챔버 상부 플랜지(1102)를 통과하고, 가공 챔버 뚜껑(1101)에서 방향 전환하며, 가공 챔버 뚜껑(1101) 내부에서 이동한다(그러나, 일부 다른 구현예에 있어서는, 상기 제1 공급 라인은 상기 가공 챔버 뚜껑 내부에서만 이동함). 유사하게, 제2 공급 라인(1115)은 반대 쪽에서 가공 챔버 상부 플랜지(1102)를 통과하고, 가공 챔버 뚜껑(1101)에서 방향 전환하며, 가공 챔버 뚜껑(1101) 내부에서 이동한다(그러나, 일부 다른 구현예에 있어서는, 상기 제2 공급 라인은 상기 가공 챔버 뚜껑 내부에서만 이동함). 제1 및 제2 공급 라인(1105 및 1115)은 아래쪽으로 방향 전환하여 수용기(1131) 쪽으로 이동하고, 이는 수용기(1131)를 가공 챔버 뚜껑(1101)에 부착시킨다. 다시 말해, 공급 라인들(1105 및 1115)은 수용기(1131)를 운반한다.
수용기(1131)은 수용기(1131)의 측벽(들)에 배치된 지지체(1132)를 포함한다. 카트리지(1120)는 수용기(1131)내의 자기 자리로 로딩될 때 지지체(1132)에 의해 지지된다.
이 구현예에 도시된 카트리지(1120)는 원통형의 본체 (또는 원통형의 벽), 하부의 입구 필터(1121) 및 상부의 출구 필터(1121)를 포함하는 원통형의 반응 챔버이다. 입구 필터(1121) 및/또는 출구 필터(1122)는 신터 필터들일 수 있다. 대안적으로, 카트리지(1120)는 도 10의 구현예에서처럼 카트리지(1120) 내부에 구획부를 형성하기 위해 그 사이에 하나 이상의 필터 플레이트를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 출구 필터(1122)는 제거 가능하여 카트리지(1120)에 코팅될 미립자 물질(1140)의 로딩을 가능하게 할 수 있다.
상기 증착 반응기는 배기 가이드(1107)를 포함한다. 배기 가이드(1107)의 연속선상에서, 상기 증착 반응기는 배기 밸브(1010)를 포함하고, 이 배기 밸브(1010)를 통해 가스가 진동 펌프로 펌핑된다.
제1 공급 라인(1105)은 수용기(1131)내에 배치되거나 이와 관련된 마이크로필터 튜브(1161)에서 종결된다. 유사하게, 제2 공급 라인(1115)은 동일한 마이크로필터 튜브(1161) 또는 다른 마이크로필터 튜브(예를 들어, 마이크로필터 튜브(1161)에 평행한 마이크로필터 튜브)일 수 있는 마이크로필터 튜브에서 종결된다. 카트리지(1120)를 수용기(1131)내의 자기 자리로 로딩할 때, 상기 마이크로필터 튜브(들)(1161) 주위에 한정된(confined) 부피(1151)가 형성된다. 이 한정된 부피는 카트리지(1120) 바로 아래 (또는 입구 필터(1121) 바로 아래)에 위치하고, 이는 작동하는 동안 가스 퍼짐 공간(1151)으로서 기능한다. 특정한 구현예들에 있어서, 가스 퍼짐 공간(1151)은 카트리지(1120) 내에서 전구체 증기의 하부에서 상부로의 균일한 흐름을 일으키는 것을 돕는다.
언급된 바와 같이, 도 11의 오른쪽 도면은 제2 전구체의 노출 기간 동안 작동 중인 증착 반응기를 보여준다. 마이크로필터 튜브(1161)을 통해서는 상기 제2 전구체 및 불활성 가스(여기에서: N2)의 혼합물이 제2 공급 라인(1115)을 따라 가스 퍼짐 공간(1151)으로 유입되는 반면, 제2 공급 라인(1105)을 통해서는 오직 불활성 가스만이 상기 가스 퍼짐 공간(1151)으로 유입된다. 상기 흐름은 상기 가스 퍼짐 공간(1151)으로부터 상기 카트리지 반응 챔버안까지 이어지고, 이는 미립자 물질 입자들이 상기 카트리지 내에 유동층을 형성하는 소용돌이를 일으키게 한다(특정한 인자들, 예를 들어, 입자들의 유속 및 중량에 의존함). 상기 가스 흐름은 출구 필터(1122)를 거쳐 카트리지(1120)의 상부를 통해 가공 챔버 부피(1110) 쪽으로 카트리지(1120)를 나간다. 가공 챔버(1110)로부터의 상기 가스는 하부의 배기 가이드(1107)로 유입되고, 배기 밸브(1108)를 통해 진공 펌프(1109)로 유입된다.
진동 가스는 상기에서 제시된 것과 유사하게 사용되어 미립자 물질(1140) 내에서 응집체의 형성을 방해할 수 있다.
도 12는 또 다른 예시적은 구현예에 따른 입자들을 코팅하기 위한 증착 반응기 및 방법을 보여준다. 도 12의 구현예는 제1 및 제2 공급 라인들(1205 및 1215)이 가공 챔버 뚜껑(1201)내에서가 아니라 단지 가공 챔버 상부 플랜지(1102)내에서 이동하고, 수용기(1231)가 가공 챔버 뚜껑(1101)이 아니라 가공 챔버 상부 플랜지(1201)에 통합된다는 것을 제외하고는, 도 11에 제시된 것과 기본적으로 일치한다.
제1 공급 라인(1205)은 가공 챔버 상부 플랜지(1201)를 뚫고 들어가고, 방향 전환하며, 가공 챔버 상부 플랜지(1202) 내에서 이동한다. 유사하게, 제2 공급 라인(1215)은 가공 챔버 상부 플랜지(1201)를 뚫고 들어가고, 방향 전환하며, 가공 챔버 상부 플랜지(1202) 내에서 이동한다. 제1 및 제2 공급 라인들(1205 및 1215)은 아래쪽으로 방향 전환하여 수용기(1231) 내로 이동하고, 이는 수용기(1231)를 가공 챔버 상부 플랜지(1202)에 부착시킨다. 다시 말해, 공급 라인들(1205 및 1215)은 수용기(1231)를 운반한다.
가스 퍼짐 공간(1251)은 도 11의 구현예에서의 가스 퍼짐 공간(1151)과 유사하게 형성된다. 진동 가스는 상기에서 제시된 것과 유사하게 사용되어 미립자 물질(1140) 내에서 응집체의 형성을 방해할 수 있다.
이 구현예에 있어서, 또한 특정한 다른 구현예들에 있어서 수용기(1231)는 가공 챔버 구조에 통합된 고정된 수용기인 반면, 도 11의 구현예에 있어서, 수용기(1131)는, (고정된 수용기이어도 되고 가공 챔버 구조에 통합되어도 되지만) 가공 챔버 뚜껑(1101)과 함께 이동하는 이동 가능한 수용기이었다.
전술한 설명은 본 발명의 특별한 실시예들 및 구현예들의 비제한적인 예를 통해 본 발명을 수행하기 위해 본 발명자들이 현재 고려한 최선의 실시예의 완전하고 유익한 설명을 제공하였다. 그러나, 본 발명이 상기 제시된 구현예들의 세부 사항에 한정되지 않으며, 본 발명의 특징으로부터 벗어나지 않고 동등한 수단들을 사용하여 다른 구현예들에서 구현될 수 있다는 것은 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백하다.
더욱이, 본 발명의 상기 개시된 구현예들의 특징들 중의 일부는 다른 특징들의 대응하는 사용없이 유리하게 사용될 수 있다. 이와 같이, 상기 설명은 단지 본 발명의 원리를 예시하는 것으로 간주되어야 하며, 이를 제한하는 것으로 간주되지 않아야 한다. 따라서, 본 발명의 범위는 오직 첨부된 특허청구범위에 의해서만 제한된다.

Claims (19)

  1. 원자층 증착 (ALD) 카트리지를 신속 커플링 방법(quick coupling method)에 의해 ALD 반응기의 수용기에 수용하는 단계로서, 상기 ALD 카트리지는 ALD 반응 챔버로 사용되도록 구성된 단계; 및
    상기 ALD 카트리지 내의 미립자 물질의 표면을 순차적 자기 포화 표면 반응(sequential self-saturating surface reaction)에 의해 가공하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 신속 커플링 방법이 잠금 부재(locking member)가 상기 ALD 카트리지를 그의 정확한 지점에 고정시킬 때까지 상기 ALD 카트리지가 뒤틀리는 트위스팅 방법, 및 상기 ALD 카트리지를 그의 정확한 지점에 고정시키는 형태 잠금 방법으로 이루어진 군으로부터 선택되는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 ALD 카트리지에 진동 가스(vibrating gas)를 공급하여 상기 미립자 물질 내에 응집체의 형성을 방해하는 단계를 포함하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전구체 공급 라인(precursor in-feed line)으로부터 분리된 흐름 채널(flow channel)을 사용하여 진동 ALD 가공 동안 불활성 가스를 상기 ALD 카트리지로 공급하는 단계를 포함하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 출구 도관을 통해 반응 잔여물(reaction residue)을 배기관(exhaust)으로 이송시키는 단계로서, 상기 적어도 하나의 출구 도관이 상기 ALD 카트리지 본체 내부에 배치되는 단계를 포함하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 미립자 물질을 상기 ALD 카트리지 본체 내부에 배치된 로딩 채널을 통해 로딩하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 겹겹이 배치된 복수의 구획부들 내에서 미립자 물질을 가공하는 단계로서, 각각의 구획부는 필터 플레이트에 의해 인접한 구획부로부터 분리된 단계를 포함하는 방법.
  8. ALD 카트리지를 신속 커플링 방법에 의해 상기 ALD 반응기 내에 수용하도록 구성된 수용기로서, 상기 ALD 카트리지가 ALD 반응 챔버로 사용되도록 구성된 수용기; 및
    전구체 증기를 상기 ALD 카트리지 내로 공급하여 상기 ALD 카트리지 내의 미립자 물질의 표면을 순차적 자기 포화 표면 반응에 의해 가공하도록 구성된 공급 라인(들)을 포함하는 원자층 증착 (ALD) 반응기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 수용기는 상기 ALD 카트리지를 트위스팅 방법에 의해 수용하도록 구성되고, 상기 트위스팅 방법은 잠금 부재가 상기 ALD 카트리지를 그의 정확한 지점에 고정시킬때까지 상기 ALD 카트리지가 뒤틀리는 방법인 ALD 반응기.
  10. 제8항에 있어서, 상기 수용기는 상기 ALD 카트리지를 그의 정확한 지점에 고정시키는 형태 잠금 방법에 의해 상기 ALD 카트리지를 수용하도록 구성된 ALD 반응기.
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ALD는 상기 ALD 카트리지에 진동 가스를 공급하도록 구성된 흐름 채널에 진동 공급원을 포함하여 상기 미립자 물질 내에 응집체의 형성을 방해하는 ALD 반응기.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ALD 카트리지 본체 내부에 배치된 출구 도관으로부터 반응 잔여물을 수용하도록 구성된 상기 ALD 반응기 본체 내부의 출구 도관을 포함하는 ALD 반응기.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ALD 카트리지 본체 내부에 배치된 로딩 채널로 미립자 물질을 이송하도록 구성된 상기 ALD 반응기 본체 내부의 로딩 채널을 포함하는 ALD 반응기.
  14. 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 ALD 반응기는 상기 ALD 카트리지의 입구 필터 전에 가스 퍼짐 공간(gas spreading space)을 형성하도록 구성된 ALD 반응기.
  15. ALD 반응 챔버로 사용되도록 구성되고, 신속 커플링 방법에 의해 ALD 반응기의 ALD 반응기 본체에 부착되도록 구성된 신속 커플링 기구를 포함하는 제거 가능한 원자층 증착 (ALD) 카트리지로서, 상기 ALD 카트리지는, 상기 신속 커플링 방법에 의해 상기 ALD 반응기 본체에 부착되면, 순차적 자기 포화 표면 반응에 의해 상기 ALD 카트리지 내의 미립자 물질의 표면을 가공하도록 구성된, 제거 가능한 원자층 증착 (ALD) 카트리지.
  16. 제15항에 있어서, 반응 잔여물을 상기 ALD 반응기 본체를 통해 배기관으로 이송하도록 구성된 상기 ALD 카트리지 본체 내부의 출구 도관을 포함하는, 제거 가능한 ALD 카트리지.
  17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 겹겹이 배치된 복수의 필터 플레이트들로서, 상기 겹겹이 배치된 복수의 필터 플레이트들 사이에 복수의 미립자 물질 코팅 구획부들을 형성하는 겹겹이 배치된 복수의 필터 플레이트들을 포함하는, 제거 가능한 ALD 카트리지.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 입구 필터 아래에 가스 퍼짐 공간을 포함하는, 제거 가능한 ALD 카트리지.
  19. 제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 상기 ALD 반응기 및 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 상기 ALD 카트리지를 포함하는 장치.
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101868703B1 (ko) * 2016-12-14 2018-06-18 서울과학기술대학교 산학협력단 분말 코팅 반응기
WO2020018744A1 (en) * 2018-07-19 2020-01-23 Applied Materials, Inc. Particle coating methods and apparatus
KR20200038012A (ko) * 2018-10-02 2020-04-10 (주)아이작리서치 파우더용 플라즈마 원자층 증착 장치
KR20200039136A (ko) * 2018-10-05 2020-04-16 (주)아이작리서치 파우더용 원자층 증착 장치
KR20200041091A (ko) * 2018-10-11 2020-04-21 부산대학교 산학협력단 저밀도 글라스 버블 미세 입자의 기능성 코팅을 위한 원자층 증착기 및 이를 이용한 코팅방법
WO2020159162A1 (ko) * 2019-01-31 2020-08-06 주식회사 엘지화학 코팅 장치
KR20200098274A (ko) * 2019-02-12 2020-08-20 (주)아이작리서치 파우더 원자층 증착 장치
KR20200127132A (ko) * 2018-10-05 2020-11-10 (주)아이작리서치 파우더용 원자층 증착 장치
KR20210018426A (ko) * 2019-05-24 2021-02-17 가부시키가이샤 크리에이티브 코팅즈 분체의 성막 방법, 분체 성막용 용기 및 ald장치
KR20210105622A (ko) * 2020-02-19 2021-08-27 (주)아이작리서치 파우더용 원자층 증착 설비
WO2021235772A1 (ko) * 2020-05-19 2021-11-25 (주)아이작리서치 파우더용 원자층 증착 설비 및 이의 가스 공급 방법
WO2022239888A1 (ko) * 2021-05-13 2022-11-17 (주)아이작리서치 파우더용 원자층 증착 설비
WO2023027262A1 (ko) * 2021-08-27 2023-03-02 (주)아이작리서치 파우더용 원자층 증착 장치

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11326255B2 (en) * 2013-02-07 2022-05-10 Uchicago Argonne, Llc ALD reactor for coating porous substrates
JP2017531068A (ja) 2014-09-17 2017-10-19 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． ハイブリッドコーティングを有する蛍光体および製造方法
FI126863B (en) * 2016-06-23 2017-06-30 Beneq Oy Apparatus for treating particulate matter
RU2728343C1 (ru) 2016-09-16 2020-07-29 Пикосан Ой Нанесение покрытия на частицы посредством атомно-слоевого осаждения
US10886437B2 (en) 2016-11-03 2021-01-05 Lumileds Llc Devices and structures bonded by inorganic coating
WO2018134125A1 (en) * 2017-01-23 2018-07-26 Basf Se Process for making cathode materials, and reactor suitable for carrying out said process
JP2020532658A (ja) * 2017-08-24 2020-11-12 フォージ ナノ，インコーポレイティド 粉末を合成し、機能化し、表面処理及び／又はカプセル化する製造方法及びその用途
CN107502873B (zh) * 2017-09-30 2019-02-15 华中科技大学无锡研究院 一种粉末包覆原子层沉积装置
US11174552B2 (en) 2018-06-12 2021-11-16 Applied Materials, Inc. Rotary reactor for uniform particle coating with thin films
CN108715998B (zh) * 2018-06-14 2019-08-13 华中科技大学 一种用于大批量微纳米颗粒包裹的原子层沉积装置
JP7141014B2 (ja) * 2018-06-29 2022-09-22 住友金属鉱山株式会社 原子層堆積装置とこの装置を用いた被覆膜形成粒子の製造方法
KR102372770B1 (ko) * 2019-02-28 2022-03-11 주식회사 엘아이비에너지 분말 입자 형태의 소재에 박막층을 증착하는데 이용되는 화학적 증기기상 증착장비
TWI732532B (zh) 2019-04-24 2021-07-01 美商應用材料股份有限公司 用於在具有旋轉槳的固定的腔室中塗覆顆粒的反應器
TWI765795B (zh) 2019-04-24 2022-05-21 美商應用材料股份有限公司 具有旋轉葉片與氣體注入之用於在固定腔室中塗覆粒子的反應器
JP6787621B1 (ja) * 2019-05-24 2020-11-18 株式会社クリエイティブコーティングス 粉体の成膜方法、粉体成膜用容器及びａｌｄ装置
CN110055513B (zh) * 2019-06-10 2021-01-15 南开大学 一种粉末原子层沉积设备及其沉积方法与应用
GB2585077A (en) * 2019-06-28 2020-12-30 Nanexa Ab Apparatus
US10844483B1 (en) * 2019-12-16 2020-11-24 Quantum Elements Development, Inc. Quantum printing methods
US11111578B1 (en) * 2020-02-13 2021-09-07 Uchicago Argonne, Llc Atomic layer deposition of fluoride thin films
EP4172290A1 (en) 2020-06-29 2023-05-03 Lumileds LLC Phosphor particle coating
TWI772913B (zh) * 2020-10-06 2022-08-01 天虹科技股份有限公司 微粒的原子層沉積裝置
TWI729944B (zh) * 2020-10-06 2021-06-01 天虹科技股份有限公司 粉末的原子層沉積裝置
TWI750836B (zh) * 2020-10-06 2021-12-21 天虹科技股份有限公司 可拆式粉末原子層沉積裝置
TWI759935B (zh) * 2020-11-02 2022-04-01 天虹科技股份有限公司 可吹動粉末的原子層沉積裝置
CN112442682A (zh) * 2020-11-23 2021-03-05 江汉大学 一种连续粉末镀膜的生产装置与方法
US11623871B2 (en) 2020-12-15 2023-04-11 Quantum Elements Development Inc. Rare earth metal instantiation
US11484941B2 (en) 2020-12-15 2022-11-01 Quantum Elements Development Inc. Metal macrostructures
KR20230158654A (ko) 2021-03-22 2023-11-21 메르츠+벤틀리 아게 원자층 증착에 의한 입자 코팅
CN113564564B (zh) * 2021-07-02 2022-10-21 华中科技大学 原子层沉积装置
CN113564565B (zh) * 2021-07-22 2023-12-15 江苏微导纳米科技股份有限公司 粉体镀膜装置及方法
US11952662B2 (en) * 2021-10-18 2024-04-09 Sky Tech Inc. Powder atomic layer deposition equipment with quick release function
US11901169B2 (en) 2022-02-14 2024-02-13 Uchicago Argonne, Llc Barrier coatings

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI57975C (fi) * 1979-02-28 1980-11-10 Lohja Ab Oy Foerfarande och anordning vid uppbyggande av tunna foereningshinnor
JPH0638910B2 (ja) * 1986-01-10 1994-05-25 フロイント産業株式会社 粉粒体処理方法および装置
US6174377B1 (en) * 1997-03-03 2001-01-16 Genus, Inc. Processing chamber for atomic layer deposition processes
DE19836013C2 (de) * 1998-08-10 2002-12-19 Weitmann & Konrad Fa Pudervorrichtung
CA2452656C (en) * 2001-07-18 2010-04-13 The Regents Of The University Of Colorado A method of depositing an inorganic film on an organic polymer
EP2455944B1 (en) * 2004-04-21 2015-06-10 Nuclear Fuel Industries, Ltd. Apparatus for manufacturing coated fuel particles for high-temperature gas-cooled reactor
US8211235B2 (en) * 2005-03-04 2012-07-03 Picosun Oy Apparatuses and methods for deposition of material on surfaces
US8993051B2 (en) * 2007-12-12 2015-03-31 Technische Universiteit Delft Method for covering particles, especially a battery electrode material particles, and particles obtained with such method and a battery comprising such particle
US8741062B2 (en) * 2008-04-22 2014-06-03 Picosun Oy Apparatus and methods for deposition reactors
US9023425B2 (en) * 2009-11-18 2015-05-05 Rec Silicon Inc Fluid bed reactor
US9284643B2 (en) * 2010-03-23 2016-03-15 Pneumaticoat Technologies Llc Semi-continuous vapor deposition process for the manufacture of coated particles
US20120272892A1 (en) * 2011-04-07 2012-11-01 Veeco Instruments Inc. Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy System and Process

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101868703B1 (ko) * 2016-12-14 2018-06-18 서울과학기술대학교 산학협력단 분말 코팅 반응기
KR20210022769A (ko) * 2018-07-19 2021-03-03 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 입자 코팅 방법들 및 장치
WO2020018744A1 (en) * 2018-07-19 2020-01-23 Applied Materials, Inc. Particle coating methods and apparatus
US11242599B2 (en) 2018-07-19 2022-02-08 Applied Materials, Inc. Particle coating methods and apparatus
KR20200038012A (ko) * 2018-10-02 2020-04-10 (주)아이작리서치 파우더용 플라즈마 원자층 증착 장치
KR20200039136A (ko) * 2018-10-05 2020-04-16 (주)아이작리서치 파우더용 원자층 증착 장치
KR20200127132A (ko) * 2018-10-05 2020-11-10 (주)아이작리서치 파우더용 원자층 증착 장치
KR20200041091A (ko) * 2018-10-11 2020-04-21 부산대학교 산학협력단 저밀도 글라스 버블 미세 입자의 기능성 코팅을 위한 원자층 증착기 및 이를 이용한 코팅방법
WO2020159162A1 (ko) * 2019-01-31 2020-08-06 주식회사 엘지화학 코팅 장치
KR20200098274A (ko) * 2019-02-12 2020-08-20 (주)아이작리서치 파우더 원자층 증착 장치
KR20210018426A (ko) * 2019-05-24 2021-02-17 가부시키가이샤 크리에이티브 코팅즈 분체의 성막 방법, 분체 성막용 용기 및 ald장치
KR20210105622A (ko) * 2020-02-19 2021-08-27 (주)아이작리서치 파우더용 원자층 증착 설비
WO2021235772A1 (ko) * 2020-05-19 2021-11-25 (주)아이작리서치 파우더용 원자층 증착 설비 및 이의 가스 공급 방법
WO2022239888A1 (ko) * 2021-05-13 2022-11-17 (주)아이작리서치 파우더용 원자층 증착 설비
WO2023027262A1 (ko) * 2021-08-27 2023-03-02 (주)아이작리서치 파우더용 원자층 증착 장치

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