KR20200086884A - 원자층 증착 장치 및 이의 제어방법 - Google Patents

원자층 증착 장치 및 이의 제어방법 Download PDF

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이은정
김기환
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Abstract

본 발명은 원자층 증착 장치 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 주행 중 기재 내부로 가스 침투 시간을 충분히 확보함과 동시에 가스 소모량을 줄일 수 있는 원자층 증착 장치 및 이의 제어방법을 제공한다.

Description

원자층 증착 장치 및 이의 제어방법{Apparatus of Atomic Layer Deposition and controlling method thereof}
본 발명은 원자층 증착 장치 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
기재 상에 막을 형성하는 방법으로, 원자층 증착 방법이 사용되고 있다.
원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)은, 기상(gas phase)인 화학물질의 순차적인 공급에 기반하여 기재 상에 막(코팅층)을 형성하는 기술로서, 다양한 분야에 적용되고 있다.
원자층 증착은 가스의 투입 방식에 따라 크게 시간 분할 방식과 공간 분할 방식으로 나눌 수 있다. 시간 분할 방식은 반응 챔버 내에 기재를 위치시키고, 챔버 내로 반응 가스와 퍼지 가스를 시간의 순서에 따라 순차로 공급되는 방식이다. 공간 분할 방식은 공간적으로 분리된 영역에서 전구체 가스와 퍼지 가스가 계속적으로 공급되고 기재가 각각의 공간을 이동하며 증착이 이루어지는 방식이다. 기재가 실리콘 웨이퍼나 글래스 같은 경우 주로 시간 분할 방식을 이용하고, 높은 생산성이 필요하거나 기재가 롤의 형태를 띠고 있는 필름류일 때는 공간 분할 방식을 이용하는 것이 유리하다.
다시 공간 분할 방식은 다양한 종류로 나눌 수 있는데, 예를 들어 시트(Sheet) 형태의 기재를 빠르게 또는 대량으로 증착하기 위한 인 라인(in-Line) 공간 분할 방식과, 필름 형태의 기재를 증착하기 위한 롤투롤(Roll to roll) 방식 등이 있다.
한편, 롤투롤 원자층 증착장치는 플라스틱 필름과 같은 비다공성 기재를 대상으로 개발되어 왔다. 그러나 리튬 이차전지용 전극, 분리막, 멤브레인 등과 같은 다공성 기재에 원자층 증착을 하기에는 많은 문제점이 있다. 다공성 기재의 경우, 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스가 기공 내부로 침투하고 다시 배출되는 공정이 필요하므로, 표면이 매끈한 플라스틱 필름에 적용된 원자층 증착장치를 사용할 경우, 기공 내부 깊이까지 원자층 증착이 이루어지는데 한계가 있다. 또한, 생산성 확보를 위해 빠른 속도의 필름(기재) 주행이 요구되고 있는 상황에서 기재의 기공 내부로 가스가 침투할 시간이 부족해짐에 따라 가스 침투 효율을 높일 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명은 주행 중 기재 내부로 가스 침투 시간을 충분히 확보함과 동시에 가스 소모량을 줄일 수 있는 원자층 증착 장치 및 이의 제어방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 기재가 주행할 때, 기재 상에 제1 전구체 가스가 공급되도록 마련된 제1 전구체 공급영역, 제1 전구체 공급영역을 통과한 기재 상에 퍼지 가스를 공급하도록 마련된 제1 퍼지 가스 공급영역, 및 제1 퍼지 가스 공급영역을 통과한 기재 상에 제2 전구체 가스를 공급하도록 마련된 제2 전구체 공급영역 및 제2 전구체 공급영역을 통과한 기재 상에 퍼지 가스를 공급하도록 마련된 제2 퍼지 가스 공급영역을 포함하는 증착부, 증착부를 통과하도록 기재를 주행시키기 위한 이송부, 및 제1 및 제2 전구체 공급영역 중 적어도 하나의 공급영역에 배치되며, 기재의 주행 속도에 따라 기재에 대한 전구체의 분사 각도가 조절되도록 마련된 제1 분사노즐을 포함하는, 원자층 증착 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 원자층 증착 장치를 제어하는 방법에 있어서, 기재의 주행속도에 따라 제1 분사노즐의 분사각도를 조절하는 단계를 포함하는 원자층 증착장치의 제어방법이 제공된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 적어도 일 실시예와 관련된 원자층 증착 장치 및 이의 제어방법에 따르면, 롤 투 롤(roll to roll) 주행 중 주행 중 기재 내부로 가스 침투 시간을 충분히 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 원자층 증착 장치를 나타내는 개략도들이다.
도 2는 원자층 증착장치를 구성하는 제1 분사노즐을 나타내는 개략도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 원자층 증착 장치를 나타내는 개략도들이다.
도 5는 격벽 및 닙롤을 나타내는 개략도이다.
도 6은 기재의 평면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 원자층 증착 장치 및 이의 제어방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.
또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 원자층 증착 장치(1)를 나타내는 개략도들이고, 도 2는 원자층 증착장치를 구성하는 제1 분사노즐(300)을 나타내는 개략도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예와 관련된 원자층 증착 장치를 나타내는 개략도들이다.
또한, 도 5는 격벽 및 닙롤을 나타내는 개략도이고, 도 6은 기재의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 원자층 증착장치(1)는 증착부(100), 이송부(10) 및 제1 분사노즐(300)을 포함한다.
또한, 본 문서에서, 기재(40)는 제1 면(41, '상부면'이라고도 함) 및 제1 면과 반대방향의 제2 면(42, '하부면'이라고도 함)을 갖고, 상기 기재(40)는 전극(양극 또는 음극), 분리막, 멤브레인(membrane) 등의 다공성 기재를 포함한다. 본 문서에서, 다공성 기재라 함은 기공을 갖는 기재를 의미할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 원자층 증착장치(1)는 기재(40)가 주행할 때, 기재(40) 상에 제1 전구체 가스가 공급되도록 마련된 제1 전구체 공급영역(110), 제1 전구체 공급영역(110)을 통과한 기재(40) 상에 퍼지 가스를 공급하도록 마련된 제1 퍼지 가스 공급영역(120), 제1 퍼지 가스 공급영역(120)을 통과한 기재(40) 상에 제2 전구체 가스를 공급하도록 마련된 제2 전구체 공급영역(130), 및 제2 전구체 공급영역(130)을 통과한 기재(40) 상에 퍼지 가스를 공급하도록 마련된 제2 퍼지 가스 공급영역(140)을 포함하는 증착부(100)를 포함한다.
또한, 원자층 증착장치(1)는 제1 및 제2 전구체 공급영역(110, 120) 중 적어도 하나의 공급영역에 배치되며, 기재(40)의 주행 속도(Vs)에 따라 기재에 대한 전구체의 분사 각도(θ)가 조절되도록 마련된 제1 분사노즐(300)을 포함한다.
본 문서에서, 제1 전구체 및 제2 전구체 중 어느 하나는 TMA일 수 있고, 나머지 하나는 H2O일 수 있다.
예를 들어, 상기 기재(40)는 다공성 기재인 전극 기재로서, 특히 리튬이온 이차전지의 양극 또는 음극일 수 있으며, 상기 기재(40)는 제1 면(41)과 제1 면(41)의 반대방향의 제2 면(42)을 가질 수 있고, 제1 면(41)과 제2 면(42)에는 각각 전극층이 형성되어 있을 수 있다. 상기 기재(40)는 유연한 재질로 형성될 수도 있다. 또한, 상기 전극층은 활물질 코팅층을 포함할 수 있다. 이때, 활물질 코팅층은 두껍고 단단한 특성이 있어서, 주행방향이 급격히 변경되는 구간을 통과할 경우, 활물질 코팅층의 박리가 발생할 수 있다.
또한, 원자층 증착장치(1)는 증착부(100)를 통과하도록 기재(40)를 주행시키기 위한 이송부(10)를 포함한다. 상기 이송부(10)는 하나 이상의 롤을 포함할 수 있고, 롤-투-롤(roll-to-roll) 방식일 수 있다.
상기 기재(40)의 활물질 코팅층의 박리를 방지하기 위하여, 증착부(100)는 이송부(10)에서 기재(40)의 직선 주행 구간에 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 증착부(100)는 제1 전구체 공급영역(110), 제1 퍼지 가스 공급영역(120), 제2 전구체 공급영역(130), 및 제2 퍼지 가스 공급영역(140)이 기재(40)의 직선 주행 구간에 배치되도록 마련된다.
또한, 원자층 증착장치(1)는 증착부(100)로 진입되기 이전에 기재(40)가 통과하도록 배치되고, 압력이 조절되도록 마련된 공간을 갖는 제1 압력조절부(20)를 포함할 수 있다.
한편, 이송부(10)는 증착부(100) 외부에 각각 배치되며 증착부(100)로 기재(40)를 공급시키기 위한 권출롤(11) 및 증착부(100)를 통과한 기재(40)를 회수하기 위한 권취롤(12)을 포함할 수 있다. 이때, 권출롤(11)(Unwinder roll) 및 권취롤(12)(Rewinder roll)은 각각 상압 하에서 작동하도록 마련될 수 있다.
이때, 제1 압력조절부(20)는 압력 조절 챔버를 포함할 수 있고, 특히, 감압 챔버를 포함할 수 있다. 이를 통해, 증착부(100)에서 원자층 증착은 0.1 Torr 내지 10 Torr의 (저)진공에서 이루어질 수 있다. 즉, 감압 챔버를 통과함에 따라, 공정압이 낮아질 수 있다.
또한, 상기 원자층 증착장치(1)는 증착부(100)를 통과한 기재(40)가 진입하도록 배치되고, 압력이 조절되도록 마련된 공간을 갖는 제2 압력조절부(30)를 포함할 수 있다.
제2 압력조절부(30)는 압력 조절 챔버를 포함할 수 있고, 가압 챔버를 포함할 수 있다. 즉, 기재가 증착부(100)를 주행하는 과정에서, 원자층 증착이 이루어진 후, 가압 챔버를 거쳐 권취롤(12)로 회수될 수 있다. 즉, 증착이 완료된 전극이 상압으로 노출되기 이전에 압력 균형을 위하여 가압이 이루어질 수 있다.
증착부(100)에서, 제1 전구체 공급영역(110), 제1 퍼지가스 공급영역(120), 제2 전구체 공급영역(130) 및 제2 퍼지가스 공급영역(140)은 하나의 증착 사이클을 구성할 수 있다. 이때, 증착부(100)는 제1 전구체 공급영역(110) 및 제1 퍼지 가스(120) 공급영역 사이에 위치하는 펌핑 영역(162)을 포함할 수 있다. 이때, 펌핑 영역(161, 내지 165)은 인접하는 2개의 공급영역 사이 마다 배치될 수 있다. 상기 펌핑 영역(161, 내지 165)은 펌핑 챔버를 포함할 수 있으며, 전구체 가스, 퍼지 가스 등이 서로 섞이는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
예를 들어, 도 3을 참조하면, 하나의 증착 사이클은, 제1 전구체 공급 영역(110), 펌핑영역(162), 제1 퍼지 가스 공급영역(120), 펌핑영역(163), 제2 전구체 공급영역(130), 펌핑영역(164), 제2 퍼지가스 공급영역(140), 및 펌핑영역(165)을 포함하여 구성될 수 있다.
도 3에서는 하나의 증착 사이클로 이루어지는 실시예가 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 복수 회(예를 들어, 2회 내지 50회)의 증착 사이클이 연속적으로 이루어질 수 있도록 증착부(100)가 구성될 수도 있다. 하나의 증착 사이클이 완료되고, 차례로 연속하여, 1 전구체 공급 영역(110), 펌핑영역(162), 제1 퍼지 가스 공급영역(120), 펌핑영역(163), 제2 전구체 공급영역(130), 펌핑영역(164), 제2 퍼지가스 공급영역(140), 및 펌핑영역(165)이 배열될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 일 실시예와 관련된 원자층 증착장치는 제1 내지 제N (N>2)증착부, 및 제1 내지 제N (N>1, 자연수) 증착부를 차례로 통과하도록 기재를 주행시키기 위한 이송부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 원자층 증착장치는 제1 증착부로 진입되기 이전에 기재가 통과하도록 배치되고, 압력이 조절되도록 마련된 공간을 갖는 제1 압력조절부를 포함할 수 있다.
이때, 제1 내지 제N (N>2)증착부 각각은, 기재가 주행할 때, 기재 상에 제1 전구체 가스가 공급되도록 마련된 제1 전구체 공급영역, 제1 전구체 공급영역을 통과한 기재 상에 퍼지 가스를 공급하도록 마련된 제1 퍼지 가스 공급영역, 및 제1 퍼지 가스 공급영역을 통과한 기재 상에 제2 전구체 가스를 공급하도록 마련된 제2 전구체 공급영역 및 제2 전구체 공급영역을 통과한 기재 상에 퍼지 가스를 공급하도록 마련된 제2 퍼지 가스 공급영역을 각각 포함한다.
또한, N(자연수)은 50 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예와 관련된 원자층 증착장치(100)는 롤-투-롤 원자층 증착장치(100)이고, 특히, 제1 전구체 공급영역(110), 제1 및 제2 퍼지가스 공급영역(120, 140) 및 제2 전구체 공급영역(130)이 공간적으로 분할된 원자층 증착장치(1)일 수 있다. 또한, 각각의 전구체 및 퍼지가스 공급방식은, 종래 해당 공간 내에, 전구체 가스 또는 퍼지 가스가 채워진 상태로 구현될 수도 있다.
각각의 공급영역(110, 120, 130, 140)은 기재(40) 상에 전구체 가스가 증착되어 막이 형성되거나, 퍼지가스가 공급되는 처리 영역(또는 처리 챔버)을 제공한다. 또한, 각각의 공급영역(110, 120, 130, 140)은 공정 온도 및 공정 압력이 조절 가능하게 마련된다.
인접하는 공급 영역 사이에는 격벽이 마련될 수 있고, 구체적으로, 인접하는 공급영역 및 펌핑 영역 사이에는 격벽이 마련될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 인접하는 공급 영역(110, 120, 130, 140) 및 펌핑영역(161 내지 165)사이에는 격벽(200)이 마련될 수 있다. 상기 격벽(200)은 인접하는 공급 영역(110, 120, 130, 140) 및 펌핑 영역을 구획하여, 영역 간 가스 혼합을 방지하는 기능을 수행한다. 이때, 격벽(200)에는 기재(40)를 통과시키기 위한 슬릿(200)이 마련된다.
한편, 이송부(10)는 증착부(100) 외부에 배열되는 하나 이상의 가이드 롤(13)을 포함하며, 증착부(100) 내부에 배열되는 복수 개의 닙롤(14)을 포함한다. 상기 닙롤(14)은 기재(40)의 제1 면(41)과 제2 면(42)을 각각 지지하도록, 제1 면(41) 측 및 제2 면(42) 측에 각각 위치하는 한 쌍으로 구비될 수 있다.
또한, 한 쌍의 닙롤(Nip-roll, 14)은 기재(40)의 주행방향을 따라 소정 간격으로 떨어져 복수로 구비될 수 있다.
이때, 한 쌍의 닙롤(14)은 격벽(40) 측에 위치할 수 있다. 이때, 격벽(40)은 닙롤(14) 측으로 에어를 분사하도록 마련된 에어 커튼부(210)를 포함할 수 있다. 이때, 에어 커튼부(210)가 닙롤(14) 측으로 에어를 분사함에 따라, 영역 간 가스 혼합을 방지하는 기능을 수행할 수 있다.
이때, 에어 커튼부(210)는 닙롤(14)의 원통 형상에 맞추어, 곡면부를 가질 수 있다.
또한, 한 쌍의 닙롤(14)은 기재(40)의 폭 방향에 걸쳐 긴 봉 형태로 마련될 수 있다. 상기 닙롤(14)은 가스 공급 영역 간의 분리를 위한 것으로 기재(40)의 폭 방향(y축 방향)에 전영역에 걸쳐 긴 봉 형태로 구성될 수 있다.
증착부(100) 중 제1 전구체 공급영역(110)과 제2 전구체 공급영역(130)에는 한 쌍의 에어커튼 노즐부(도시되지 않음)가 각각 마련될 수 있다. 상기 에어커튼 노즐부는 질소, 아르곤 등 비활성 기체를 기재(40) 측으로 분사하도록 구성될 수 있다. 이러한 구조에서, 도 6을 함께 참조하면, 기재(40)는 중앙부의 증착 영역(40a)과 폭 방향(y축 방향) 양 측 가장자리의 미증착 영역(40b)으로 구분될 수 있다. 본 문서에서, x축 방향은 기재(40)의 주행방향으로서, 기재(40)의 길이방향이라 지칭할 수 있고, y축 방향은 기재(40)의 주행방향에 직교하는 방향으로, 기재(40)의 폭 방향이라 지칭할 수 있다.
이때, 상기 에어커튼 노즐부는 질소, 아르곤 등 비활성 기체를 기재(40) 측으로 분사하도록 구성될 수 있으며, 이러한 분사를 통해, 기재(40) 상의 가스 공급 영역(전구체, 반응가스)의 경계를 형성하도록 마련될 수 있다. 즉, 에어커튼 노즐부는 기재(40)의 폭 방향 양측 가장자리 측으로 비활성 기체를 분사함으로써, 기재(40) 상에 증착영역 및 미증착 영역을 구획할 수 있다.
예를 들어, 기재(40)의 미증착 영역(40b)의 폭(w2)은 0.5mm 내지 20mm 일 수 있고, 증착 영역(40a)의 폭은 80mm 내지 2000mm 일 수 있다. 또한, 기재의 주행속도는 0.5 내지 60m/min일 수 있고, 예를 들어, 주행속도 12m/min에서 증착속도는 18nm/min일 수 있다.
또한, 상기 에어커튼 노즐부는 기재의 주행방향을 기준으로 양 측에 각각 주행방향을 따라 전구체 가스 미증착 영역이 발생하도록 가스 공급 영역의 경계를 형성한다.
증착부(100)는 제1 압력조절부(20) 및 제1 전구체 공급영역(110) 사이에 위치하며, 기재(40) 상에 퍼지 가스를 공급하기 위한 제3 퍼지 가스 공급영역(150)을 포함할 수 있다. 이때, 제3 퍼지 가스 공급영역(150) 및 제1 전구체 공급영역(110) 사이에 펌핑 영역(161)이 배치될 수 있다.
제3 퍼지 가스 공급영역(150)은 전처리 또는 전열처리부를 포함할 수 있다. 제3 퍼지 가스 공급영역(150)에는 전처리 장치(예를 들어, 플라즈마 장치) 또는 열처리 장치(예를 들어, IR 히터, 시스 히터 등)가 배치될 수 있다.
또한, 제1 전구체 공급영역(110)은, 기재(40)의 제1 면(41) 및 제1 면의 반대방향의 제2 면(42)을 향하여 각각 제1 전구체 가스를 공급하도록 마련될 수 있다. 따라서, 기재(40)의 양면 증착이 가능하다.
전술한 바와 같이, 원자층 증착장치(1)는 제1 및 제2 전구체 공급영역(110, 130) 중 적어도 하나의 공급영역에 배치되며, 기재(40)의 주행 속도(Vs)에 따라 기재에 대한 전구체의 분사 각도가 조절되도록 마련된 제1 분사노즐(300)을 포함한다.
도 3을 참조하면, 제1 분사노즐(300)은 제1 전구체 공급영역(110)에 배치된 제1 전구체 분사노즐(111, 112) 및 제2 전구체 분사노즐(130)에 배치된 제2 전구체 분사 노즐(131, 132)을 포함한다. 각각의 전구체 분사노즐(111, 112, 131, 132)은 동일한 구조를 가질 수 있다.
또한, 제1 전구체 분사노즐(111, 112)은 기재(40)의 제1 면(41) 및 제1 면의 반대방향의 제2 면(42)을 향하여 각각 제1 전구체를 분사하도록 한 쌍으로 구비될 수 있다.
또한, 제2 전구체 분사노즐(131, 132)은 기재(40)의 제1 면(41) 및 제1 면의 반대방향의 제2 면(42)을 향하여 각각 제2 전구체를 분사하도록 한 쌍으로 구비될 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, 원자층 증착장치(1)는 제1 및 제2 퍼지가스 공급영역(120, 140) 중 적어도 하나의 공급영역에 배치되며, 기재(40)의 주행 속도(Vs)에 따라 기재에 대한 퍼지가스의 분사 각도가 조절되도록 마련된 제2 분사 노즐(미부호)을 포함할 수 있다. 본 문서에서, 제1 분사노즐 및 제2 분사노즐은 동일한 구조를 가질 수 있다.
또한, 제2 분사 노즐은 제1 퍼지가스 공급영역(120)에 배치된 제1 퍼지가스 분사노즐(121, 122) 및 제2 퍼지가스 공급영역(140)에 배치된 제2 퍼지가스 분사노즐(141, 142)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 분사 노즐은 제3 퍼지가스 공급영역(150)에 배치된 제3 퍼지가스 분사노즐(151, 152)을 포함할 수 있다.
제1 퍼지가스 분사노즐(121, 122)은 기재의 제1 면 및 제1 면의 반대방향의 제2 면을 향하여 각각 제1 퍼지가스를 분사하도록 한 쌍으로 구비될 수 있다. 마찬가지로, 제2 퍼지가스 분사노즐(141, 142)은 기재의 제1 면 및 제1 면의 반대방향의 제2 면을 향하여 각각 제2 퍼지가스를 분사하도록 한 쌍으로 구비될 수 있다.
원자층 증착장치(10)는 이송부(10) 및 제1 분사노즐(300)을 각각 제어하도록 마련된 제어부를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 제어부는 제2 분사노즐을 제어하도록 마련될 수 있다. 이때, 제어부는 제1 분사노즐 및 제2 분사노즐은 동시 또는 개별적으로 제어하도록 마련될 수 있다.
상기 제어부는 기재(40)의 주행속도(Vs)에 따라 제1 분사노즐(300)의 분사각도(θ)를 조절하도록 마련될 수 있다.
제1 및 제2 분사노즐(300)의 분사각도(θ)는 각각 아래 일반식 1에 의해 결정될 수 있다.
[일반식 1]
θ = (π/2) - arccos(Vs/Vg)
일반식 1에서, θ는 분사각도(rad)로서, 기재의 주행방향(x축 방향)에 직교하는 가상의 수직선(L, y축 방향)에 대한 분사각도를 의미하고, Vs는 기재의 주행속도를 의미하며, Vg는 제1 분사노즐일 경우, 전구체의 분사속도를 의미하고, 제2 분사노즐일 경우, 퍼지가스의 분사 속도를 의미한다.
또한, 기재 주행 속도(Vs)와 연동하여 분사 노즐(θ)의 각도를 조절함으로써, 벡터 합에 의하여 전구체 또는 퍼지가스 분사 시, 상대 속도 방향이 이동하는 기재에 대하여 수직 방향이 됨으로써 다공성 기재의 보다 깊숙한 내부까지 가스 침투의 효율을 높일 수 있다.상기 제1 및 제2 분사노즐(300)은 각각 모터와 같은 회전 구동부와 연결될 수 있고, 회전 구동부는 제어부와 전기적으로 연결됨에 따라, 제어부의 제어신호에 따라 제1 또는 제2 분사노즐(300)의 분사각도를 조절할 수 있다.
또한, 제1 분사노즐은 이동 가능하게 마련될 수 있다. 제1 분사노즐은 병진 이동을 위한 병진 구동부(예를 들어, 승강장치)와 연결될 수 있다. 이때, 제어부는 제1 분사노즐(300)을 이동하여 기재(40) 및 제1 분사노즐(300) 사이 간격(d)을 조절하도록 마련될 수 있다. 마찬가지로, 제2 분사노즐은 이동 가능하게 마련될 수 있다. 제2 분사노즐은 병진 이동을 위한 병진 구동부(예를 들어, 승강장치)와 연결될 수 있다. 이때, 제어부는 제2 분사노즐을 이동하여 기재(40) 및 제2 분사노즐 사이 간격을 조절하도록 마련될 수 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 분사노즐을 통해, 가압 분사 방식으로 기재의 깊이방향 침투 효율을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 원자층 증착 장치를 제어하는 방법에 있어서, 기재의 주행속도에 따라 제1 분사노즐의 분사각도를 조절하는 단계를 포함하는 원자층 증착장치의 제어방법을 제공한다. 이때, 기재는 다공성 기재를 포함할 수 있다.
위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
1: 원자층 증착 장치
10: 이송부
20: 제1 압력조절부
30: 제2 압력조절부
40: 기재
100: 증착부
110: 제1 전구체 공급영역
120: 제1 퍼지가스 공급영역
130: 제2 전구체 공급영역
140: 제2 퍼지가스 공급영역
150: 제3 퍼지가스 공급영역
161, 162, 163, 164, 164: 펌핑 영역
200: 격벽
300: 제1 분사노즐

Claims (14)

  1. 기재가 주행할 때, 기재 상에 제1 전구체 가스가 공급되도록 마련된 제1 전구체 공급영역, 제1 전구체 공급영역을 통과한 기재 상에 퍼지 가스를 공급하도록 마련된 제1 퍼지 가스 공급영역, 및 제1 퍼지 가스 공급영역을 통과한 기재 상에 제2 전구체 가스를 공급하도록 마련된 제2 전구체 공급영역 및 제2 전구체 공급영역을 통과한 기재 상에 퍼지 가스를 공급하도록 마련된 제2 퍼지 가스 공급영역을 포함하는 증착부;
    증착부를 통과하도록 기재를 주행시키기 위한 이송부; 및
    제1 및 제2 전구체 공급영역 중 적어도 하나의 공급영역에 배치되며, 기재의 주행 속도에 따라 기재에 대한 전구체의 분사 각도가 조절되도록 마련된 제1 분사노즐을 포함하는, 원자층 증착 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    제1 분사노즐은 제1 전구체 공급영역에 배치된 제1 전구체 분사노즐 및 제2 전구체 분사노즐에 배치된 제2 전구체 분사 노즐을 포함하는 원자층 증착 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    제1 전구체 분사노즐은 기재의 제1 면 및 제1 면의 반대방향의 제2 면을 향하여 각각 제1 전구체를 분사하도록 한 쌍으로 구비되는 원자층 증착장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    제2 전구체 분사노즐은 기재의 제1 면 및 제1 면의 반대방향의 제2 면을 향하여 각각 제2 전구체를 분사하도록 한 쌍으로 구비되는 원자층 증착장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    제1 및 제2 퍼지가스 공급영역 중 적어도 하나의 공급영역에 배치되며, 기재의 주행 속도에 따라 기재에 대한 퍼지가스의 분사 각도가 조절되도록 마련된 제2 분사 노즐을 포함하는, 원자층 증착 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    제2 분사 노즐은 제1 퍼지가스 공급영역에 배치된 제1 퍼지가스 분사노즐 및 제2 퍼지가스 공급영역에 배치된 제2 퍼지가스 분사노즐을 포함하는 원자층 증착 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    제1 퍼지가스 분사노즐은 기재의 제1 면 및 제1 면의 반대방향의 제2 면을 향하여 각각 제1 퍼지가스를 분사하도록 한 쌍으로 구비되는 원자층 증착장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    제2 퍼지가스 분사노즐은 기재의 제1 면 및 제1 면의 반대방향의 제2 면을 향하여 각각 제2 퍼지가스를 분사하도록 한 쌍으로 구비되는 원자층 증착장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    이송부 및 제1 분사노즐을 각각 제어하도록 마련된 제어부를 추가로 포함하며,
    제어부는 기재의 주행속도에 따라 제1 분사노즐의 분사각도를 조절하도록 마련된 원자층 증착장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    제1 분사노즐은 이동 가능하게 마련되며,
    제어부는 제1 분사노즐을 이동하여 기재 및 제1 분사노즐 사이 간격을 조절하도록 마련된 원자층 증착장치.
  11. 제 5 항에 있어서,
    제2 분사노즐은, 기재 및 제2 분사노즐 사이 간격을 조절되도록 이동 가능하게 마련된 원자층 증착장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    증착부는 이송부에서 기재의 직선 주행 구간에 배치된 원자층 증착장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 따른 원자층 증착 장치를 제어하는 방법에 있어서,
    기재의 주행속도에 따라 제1 분사노즐의 분사각도를 조절하는 단계를 포함하는 원자층 증착장치의 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    기재는 다공성 기재를 포함하는 원자층 증착 장치의 제어방법.
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