KR20210105622A - 파우더용 원자층 증착 설비 - Google Patents

파우더용 원자층 증착 설비 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부 공정 챔버의 내부에 분리하여 인출이 가능한 내부 반응 챔버를 설치하여 승온/냉각시간, 클리닝 시간 등 챔버 관리 시간 등을 크게 절감할 수 있고, 챔버의 오염을 줄일 수 있게 하는 파우더용 원자층 증착 설비에 관한 것으로서, 내부에 수용 공간이 형성되는 외부 공정 챔버; 상기 외부 공정 챔버를 개폐할 수 있는 해치 장치; 상기 외부 공정 챔버로부터 인출되어 분리될 수 있도록 상기 수용 공간에 수용될 수 있고, 내부에 파우더를 수용할 수 있는 반응 공간이 형성되는 내부 반응 챔버; 상기 외부 공정 챔버에 설치되고, 상기 내부 반응 챔버 내부로 복수의 가스를 순차적으로 공급할 수 있는 가스 공급 라인; 및 상기 외부 공정 챔버에 설치되고, 상기 내부 반응 챔버로부터 배출되는 상기 가스를 외부로 배기할 수 있는 가스 배기 라인;을 포함할 수 있다.

Description

파우더용 원자층 증착 설비{Atomic layer deposition equipment for powder}
본 발명은 파우더용 원자층 증착 설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 외부 공정 챔버의 내부에 분리하여 인출이 가능한 내부 반응 챔버를 설치하여 승온/냉각시간, 클리닝 시간 등 챔버 관리 시간 등을 크게 절감할 수 있고, 챔버의 오염을 줄일 수 있게 하는 파우더용 원자층 증착 설비에 관한 것이다.
파우더 코팅 시장의 급격한 발전과 더불어 기존 코팅 대비 고품질의 파우더 코팅을 요구하는 분야가 크게 증가하고 있다. 따라서 이러한 수요에 따라 기존 습식공정 대비 고품질의 박막 제조가 가능한 원자층 증착 설비를 이용한 파우더 코팅이 각광받고 있다.
원자층 증착은, 원자층 단위로 증착하는 진공 공정으로 단차 피복 특성이 매우 우수하며 수 나노 미터 단위의 두께 조절이 가능하여 사이즈가 작은 파우더 표면을 코팅하는데 매우 유리한 방법이다.
기존의 유동층(fluidized bed, FB) 방식의 파우더 코팅용 원자층 증착 설비의 경우, 파우더에 코팅이 진행되기 위해 챔버에 파우더를 장입하고 온도를 상승시켜 증착이 용이한 온도까지 공정 챔버 및 파우더의 온도를 상승시키는데 많은 시간이 소요되었으며, 공정이 끝난 후에도 파우더를 수거하기 위해 온도를 낮추는데 많은 시간이 소요되었다.
또한, 수거되지 못하고 공정 챔버에 잔류하는 미량의 파우더를 제거 및 클리닝하는데 많은 시간과 노력이 수반되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 챔버를 외부 공정 챔버와, 내부 반응 챔버로 구성하여 증착 공정후 외부 공정 챔버를 냉각시킬 필요 없이 파우더를 수용한 내부 반응 챔버만 외부로 인출하여 파우더를 분리 및 내부 반응 챔버를 세척하는 동시에, 외부 공정 챔버에 다른 내부 반응 챔버를 교체하여 원자층이 증착된 파우더를 연속적으로 생산할 수 있기 때문에 외부 공정 챔버의 승온시간 및 냉각 시간을 획기적으로 줄일 수 있고, 분리된 내부 반응 챔버만 클리닝하게 하여 클리닝 시간을 크게 절감할 수 있으며, 외부 공정 챔버의 오염을 방지할 수 있고, 내부 반응 챔버에 샤워 헤드를 설치하여 챔버 클리닝시 샤워 헤드까지 클리닝할 수 있게 하는 파우더용 원자층 증착 설비를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 파우더용 원자층 증착 설비는, 내부에 수용 공간이 형성되는 외부 공정 챔버; 상기 외부 공정 챔버를 개폐할 수 있는 해치 장치; 상기 외부 공정 챔버로부터 인출되어 분리될 수 있도록 상기 수용 공간에 수용될 수 있고, 내부에 파우더를 수용할 수 있는 반응 공간이 형성되는 내부 반응 챔버; 상기 외부 공정 챔버에 설치되고, 상기 내부 반응 챔버 내부로 복수의 가스를 순차적으로 공급할 수 있는 가스 공급 라인; 및 상기 외부 공정 챔버에 설치되고, 상기 내부 반응 챔버로부터 배출되는 상기 가스를 외부로 배기할 수 있는 가스 배기 라인;을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 해치 장치는, 가이드 홀부 또는 가이드 레일을 따라서 전체적으로 수평 방향으로 슬라이딩될 수 있는 수평 슬라이딩 방식의 해치 장치일 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 가이드 홀부는, 상기 해치 장치가 상기 내부 반응 챔버로부터 분리되어 점진적으로 상승할 수 있도록 경사지게 형성되는 경사부; 및 상기 경사부와 연결되고, 상기 내부 반응 챔버의 인출시 이와 간섭되지 않게 상기 해치 장치가 수평방향으로 이동되어 열릴 수 있도록 수평방향으로 형성되는 수평부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 외부 공정 챔버의 일측에 설치되고, 상기 해치 장치를 상기 가이드 홀부를 따라 전체적으로 수평 방향으로 슬라이딩시키는 해치 이동 장치;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 해치 장치는, 일측에 부분적으로 상기 가이드 홀부에 삽입되는 가이드 돌기부가 형성되고, 상기 가이드 홀부를 따라 슬라이딩 가동될 수 있는 가동 몸체; 연결구를 이용하여 상기 가동 몸체와 연결되고, 상기 내부 반응 챔버를 덮는 형상으로 형성되며, 일측에 가스 배출구가 형성되는 덮개; 및 상기 파우더의 상방 누출을 방지할 수 있도록 상기 가스 배출구 또는 상기 덮개 내부에 설치되는 상부 메쉬 또는 필터;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 내부 반응 챔버는, 상부에 상측 개구부가 형성되고, 하부에 하측 개구부가 형성되며, 전체적으로 원통 형상으로 형성되는 내부 챔버 몸체; 상기 파우더의 하방 누출을 방지할 수 있도록 상기 하측 개구부에 설치되는 하부 메쉬 또는 필터; 및 상기 가스 공급 라인을 통해 공급된 상기 가스가 골고루 분배될 수 있도록 상기 내부 챔버 몸체의 상기 하측 개구부에 설치되는 샤워 헤드;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 해치 장치의 상기 덮개와 상기 내부 챔버 몸체 사이에 설치되는 제 1 실링 부재; 및 상기 내부 반응 챔버의 상기 샤워 헤드와 상기 외부 공정 챔버 사이에 설치되는 제 2 실링 부재;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 내부 반응 챔버에 수용된 상기 파우더를 교반할 수 있는 교반 장치;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 교반 장치는, 상기 해치 장치의 상기 가동 몸체의 일측에 설치되는 구동 모터; 상기 구동 모터의 구동력을 상기 해치 장치의 상기 덮개에 설치된 중간축으로 전달하는 동력 전달 장치; 상기 중간축의 선단에 설치되는 제 1 피드스루; 상기 중간축의 회전력을 전달받을 수 있도록 상기 제 1 피드스루와 분리 가능하게 연결될 수 있는 제 2 피드스루; 상기 제 2 피드스루와 연결되고, 상기 내부 반응 챔버의 상기 내부 챔버 몸체의 축지지대에 회전이 자유롭게 설치되는 교반축; 및 상기 교반축의 회전에 의해 상기 파우더를 교반할 수 있는 임펠러;를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 챔버를 외부 공정 챔버와, 내부 반응 챔버로 구성하여 증착 공정후 외부 공정 챔버를 냉각시킬 필요 없이 파우더를 수용한 내부 반응 챔버만 외부로 인출하여 파우더를 분리 및 내부 반응 챔버를 세척하는 동시에, 외부 공정 챔버에 다른 내부 반응 챔버를 교체하여 원자층이 증착된 파우더를 연속적으로 생산할 수 있기 때문에 외부 공정 챔버의 승온시간 및 냉각 시간을 획기적으로 줄일 수 있고, 분리된 내부 반응 챔버만 클리닝하게 하여 클리닝 시간을 크게 절감할 수 있으며, 외부 공정 챔버의 오염을 방지할 수 있고, 내부 반응 챔버에 샤워 헤드를 설치하여 챔버 클리닝시 샤워 헤드까지 클리닝할 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 파우더용 원자층 증착 설비를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 파우더용 원자층 증착 설비의 내부 반응 챔버를 나타내는 확대 단면도이다.
도 3은 도 1의 파우더용 원자층 증착 설비의 해치 장치의 폐쇄 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 파우더용 원자층 증착 설비의 해치 장치의 개방 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 도 1의 파우더용 원자층 증착 설비의 해치 장치의 폐쇄 상태를 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 1의 파우더용 원자층 증착 설비의 해치 장치의 개방 상태를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 1의 파우더용 원자층 증착 설비의 교반 장치를 나타내는 확대 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다.
명세서 전체에 걸쳐서, 막, 영역 또는 기판과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", "적층되어" 또는 "커플링되어" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접 연결되어", 또는 "직접 커플링되어" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다. 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제 1 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제 2 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
또한, "상의" 또는 "위의" 및 "하의" 또는 "아래의"와 같은 상대적인 용어들은 도면들에서 도해되는 것처럼 다른 요소들에 대한 어떤 요소들의 관계를 기술하기 위해 여기에서 사용될 수 있다. 상대적 용어들은 도면들에서 묘사되는 방향에 추가하여 소자의 다른 방향들을 포함하는 것을 의도한다고 이해될 수 있다. 예를 들어, 도면들에서 소자가 뒤집어 진다면(turned over), 다른 요소들의 상부의 면 상에 존재하는 것으로 묘사되는 요소들은 상기 다른 요소들의 하부의 면 상에 방향을 가지게 된다. 그러므로, 예로써 든 "상의"라는 용어는, 도면의 특정한 방향에 의존하여 "하의" 및 "상의" 방향 모두를 포함할 수 있다. 소자가 다른 방향으로 향한다면(다른 방향에 대하여 90도 회전), 본 명세서에 사용되는 상대적인 설명들은 이에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 파우더용 원자층 증착 설비(100)를 나타내는 단면도이다.
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 파우더용 원자층 증착 설비(100)는, 크게 외부 공정 챔버(10)와, 해치 장치(20)와, 내부 반응 챔버(40)와, 가스 공급 라인(L1) 및 가스 배기 라인(L2)를 포함할 수 있다.
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 외부 공정 챔버(10)는, 내부에 상기 내부 반응 챔버(40)가 수용될 수 있도록 수용 공간이 형성되는 일종의 외부 챔버 구조체일 수 있다.
여기서, 이러한 상기 외부 공정 챔버(10)는, 상술된 상기 해치 장치(20)와, 상기 해치 이동 장치(30)와, 상기 내부 반응 챔버(40)와, 상기 가스 공급 라인(L1)과, 상기 가스 배기 라인(L2) 및 상기 교반 장치(50) 등 각종 장치들을 지지할 수 있도록 충분한 강도와 내구성을 갖는 지지체일 수 있다.
도면에 도시하지 않았지만, 이러한 상기 외부 공정 챔버(10)는 벽면에 히팅 장치나 냉각 장치 등이 설치될 수 있고, 상기 내부 반응 챔버(40)에 공정 환경을 조성할 수 있도록 외부와 밀폐되어 내부에 공정 분위기를 조성할 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 해치 장치(20)는, 상기 외부 공정 챔버(10)를 개폐할 수 있는 장치로서, 폐쇄시, 상기 외부 공정 챔버(10)를 밀폐시킬 수 있고, 개방시, 상기 내부 반응 챔버(40)를 외부로 인출시켜서 상기 외부 공정 챔버(10)와 분리시킬 수 있도록 일종의 게이트 밸브와 같은 역할을 할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 해치 장치(20)는, 상기 외부 공정 챔버(10)에 형성된 가이드 홀부(11) 또는 가이드 레일을 따라서 전체적으로 수평 방향으로 슬라이딩될 수 있는 수평 슬라이딩 방식의 해치 장치일 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 홀부(11)는, 상기 해치 장치(20)가 상기 내부 반응 챔버(40)로부터 분리되어 점진적으로 상승할 수 있도록 경사지게 형성되는 경사부(11a); 및 상기 경사부(11a)와 연결되고, 상기 내부 반응 챔버(40)의 인출시 이와 간섭되지 않게 상기 해치 장치(20)가 수평방향으로 이동되어 열릴 수 있도록 수평방향으로 형성되는 수평부(11b)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 해치 장치(20)는 상기 가이드 홀부(11)의 경사부(11a)를 따라서 상기 내부 반응 챔버(40)로부터 점진적으로 상승하는 경사 이동하다가 일정한 높이에 도달되면 상기 내부 반응 챔버(40)와 간섭되지 않게 상기 가이드 홀부(11)의 상기 수평부(11b)를 따라 일정한 거리로 수평 이동될 수 있다.
그러므로, 상기 해치 장치(20)가 수직 이동형이 아닌 전체적으로 수평 이동형으로 제작하여 설비의 높이를 감소시킬 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 내부 반응 챔버(40)는, 상기 외부 공정 챔버(10)로부터 인출되어 분리될 수 있도록 상기 수용 공간에 수용될 수 있고, 내부에 파우더(1)를 수용할 수 있는 반응 공간(A)이 형성되는 일종의 내부 챔버 구조체일 수 있다.
따라서, 상기 내부 반응 챔버(40)는 상기 파우더(1)와 함께 상기 외부 공정 챔버(10)의 내부에 수용되어 원자층 증착 반응이 이루어질 수 있고, 증착후, 상기 외부 공정 챔버(10)로부터 인출되어 분리될 수 있다.
그러므로, 챔버를 상기 외부 공정 챔버(10)와, 상기 내부 반응 챔버(40)로 구성하여 증착 공정후 상기 외부 공정 챔버(10)를 냉각시킬 필요 없이 상기 파우더(1)를 수용한 상기 내부 반응 챔버(40)만 외부로 인출하여 상기 파우더(1)를 분리 및 내부 반응 챔버를 세척하는 동시에, 상기 외부 공정 챔버(10)에 다른 내부 반응 챔버를 교체하여 원자층이 증착된 파우더를 연속적으로 생산할 수 있기 때문에 상기 외부 공정 챔버(10)의 승온시간 및 냉각 시간을 획기적으로 줄일 수 있고, 분리된 상기 내부 반응 챔버(40)만 클리닝하게 하여 클리닝 시간을 크게 절감할 수 있으며, 상기 외부 공정 챔버(10)의 오염을 방지할 수 있다.
도 2는 도 1의 파우더용 원자층 증착 설비(100)의 내부 반응 챔버(40)의 하단부를 나타내는 확대 단면도이다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 파우더용 원자층 증착 설비(100)의 상기 내부 반응 챔버(40)는, 상부에 상측 개구부가 형성되고, 하부에 하측 개구부가 형성되며, 전체적으로 원통 형상으로 형성되는 내부 챔버 몸체(41)와, 상기 파우더(1)의 하방 누출을 방지할 수 있도록 상기 하측 개구부에 설치되는 하부 메쉬 또는 필터(42) 및 상기 가스 공급 라인(L1)을 통해 공급된 상기 가스가 골고루 분배될 수 있도록 상기 내부 챔버 몸체(41)의 상기 하측 개구부에 설치되는 샤워 헤드(43)를 포함할 수 있다.
따라서, 상기 내부 반응 챔버(40)에 상기 샤워 헤드(43)를 설치하여 챔버 클리닝시 상기 샤워 헤드(43)까지 일괄적으로 클리닝할 수 있다.
도 3은 도 1의 파우더용 원자층 증착 설비(100)의 해치 장치(20)의 폐쇄 상태를 나타내는 사시도이고, 도 4는 도 1의 파우더용 원자층 증착 설비(100)의 해치 장치(20)의 개방 상태를 나타내는 사시도이다.
또한, 도 5는 도 1의 파우더용 원자층 증착 설비(100)의 해치 장치(20)의 폐쇄 상태를 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 1의 파우더용 원자층 증착 설비(100)의 해치 장치(20)의 개방 상태를 나타내는 단면도이다.
또한, 도 7은 도 1의 파우더용 원자층 증착 설비(100)의 교반 장치(50)의 동력전달부를 나타내는 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 파우더용 원자층 증착 설비(100)는, 상기 외부 공정 챔버(10)의 일측에 설치되고, 상기 해치 장치(20)를 상기 가이드 홀부(11)를 따라 전체적으로 수평 방향으로 슬라이딩시키는 해치 이동 장치(30)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 해치 이동 장치(20)는 도면에 도시된 실린더는 물론이고, 리니어 모터나, 구동 모터나, 액츄에이터나 각종 동력 전달 장치들이 모두 적용될 수 있다.
여기서, 예컨대, 상기 해치 장치(20)는, 일측에 부분적으로 상기 가이드 홀부(11)에 삽입되는 가이드 돌기부(211)가 형성되고, 상기 가이드 홀부(11)를 따라 슬라이딩 가동될 수 있는 가동 몸체(21)와, 연결구(221)를 이용하여 상기 가동 몸체(21)와 연결되고, 상기 내부 반응 챔버(40)를 덮는 형상으로 형성되며, 일측에 가스 배출구(H1)가 형성되는 덮개(22) 및 상기 파우더(1)의 상방 누출을 방지할 수 있도록 상기 가스 배출구(H1) 또는 상기 덮개(22) 내부에 설치되는 상부 메쉬 또는 필터(23)를 포함할 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 파우더용 원자층 증착 설비(100)는, 상기 해치 장치(20)의 상기 덮개(22)와 상기 내부 챔버 몸체(41) 사이에 설치되는 제 1 실링 부재(S1) 및 상기 내부 반응 챔버(40)의 상기 샤워 헤드(43)와 상기 외부 공정 챔버(10) 사이에 설치되는 제 2 실링 부재(S2)를 더 포함할 수 있다.
또한, 예컨대, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 파우더용 원자층 증착 설비(100)는, 상기 내부 반응 챔버(40)에 수용된 상기 파우더(1)를 교반할 수 있는 교반 장치(50)를 더 포함할 수 있다.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 교반 장치(50)는, 상기 해치 장치(20)의 상기 가동 몸체(21)의 일측에 설치되는 구동 모터(51)와, 상기 구동 모터(51)의 구동력을 상기 해치 장치(20)의 상기 덮개(22)에 설치된 중간축(53)으로 전달하는 동력 전달 장치(52)와, 상기 중간축(53)의 선단에 설치되는 제 1 피드스루(54)와, 상기 중간축(53)의 회전력을 전달받을 수 있도록 상기 제 1 피드스루(54)와 분리 가능하게 연결될 수 있는 제 2 피드스루(55)와, 상기 제 2 피드스루(55)와 연결되고, 상기 내부 반응 챔버(40)의 상기 내부 챔버 몸체(41)의 축지지대(57)에 회전이 자유롭게 설치되는 교반축(56) 및 상기 교반축(56)의 회전에 의해 상기 파우더(1)를 교반할 수 있는 임펠러(58)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 동력 전달 장치(52)는 밸드 및 풀리 조합은 물론이고, 각종 와이어 및 풀리 조합, 체인 및 스프로킷휠 조합, 가동대 및 이동 스크류 조합, 기어 및 나사 조합 등 매우 다양한 동력 전달 장치들이 모두 적용될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 임펠러(58)를 이용하여 파우더 코팅의 균일도를 증가시킬 수 있으며, 이때 사용될 수 있는 상기 임펠러(58)는 헬리컬(Helical), 리본(Ribbon), 헬리컬리본(Helical Ribbon), 앵커(Anchor), 터빈(turbin) 등 파우더의 특성에 맞는 다양한 모양의 임펠러가 사용될 수 있다.
한편, 도 1 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 가스 공급 라인(L1)은, 상기 외부 공정 챔버(10)에 설치되고, 상기 내부 반응 챔버(40) 내부로 복수의 가스를 순차적으로 공급할 수 있고, 상기 가스 배기 라인(L2)은, 상기 외부 공정 챔버(10)에 설치되고, 상기 내부 반응 챔버(40)로부터 배출되는 상기 가스를 외부로 배기할 수 있다.
따라서, 이러한 본 발명의 일부 실시예들에 따른 상기 해치 장치(20)의 동작 과정을 설명하면, 먼저, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 해치 장치(20)의 폐쇄 상태에서는 상기 해치 장치(20)가 상기 가이드 홀부(11)의 상기 경사부(11a)의 선단에 위치되어 상기 해치 장치(20)의 상기 덮개(22)가 상기 내부 반응 챔버(10)의 상측 개구부를 덮어서 밀봉시킬 수 있다.
이 때, 상술된 상기 교반 장치(50)를 이용하여 상기 구동 모터(51)의 회전 동력을 상기 중간축(53)을 통해서 상기 제 1 피드스루(54)에 전달하고, 상기 제 1 피드스루(54)와 임시 커플링 결합된 상기 제 2 피드스루(55)가 회전되면 이와 연결된 상기 교반축(56)이 회전되면서 상기 임펠러(58)를 회전시킬 수 있다.
따라서, 상기 내부 반응 챔버(40)의 내부에 수용된 상기 파우더(1)는 상기 가스 공급 라인(L1)을 통해 공급받아 상기 가스 배기 라인(L2)을 통해 배출되는 각종 소스 가스, 반응 가스, 퍼지 가스 등 각종 가스들에 의해 원자층 증착될 수 있다.
이어서, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 공정을 마친후, 상기 해치 장치(20)의 개방 상태에서는 도 4의 상기 해치 이동 장치(30)에 의해 상기 해치 장치(20)가 이동되면서 상기 가이드 홀부(11)의 상기 수평부(11b)를 따라 슬라이딩 이동될 수 있다.
이 후, 상기 외부 공정 챔버(10)로부터 상기 내부 반응 챔버(40)를 인출시켜서 분리하여 상기 파우더(1)를 인출하거나 챔버 전체가 아닌 상기 내부 반응 챔버(40)만 클리닝하는 등의 관리 과정을 수행할 수 있다.
이 때, 속이 빈 상기 외부 공정 챔버(10)의 내부에 새로운 상기 내부 반응 챔버(40)를 교체함으로써 연속적인 파우더의 생산이 가능하다.
그러므로, 생산성을 극대화하여 생산물의 단가를 낮출 수 있고, 챔버 오염을 방지하여 불량률을 줄임으로써 설비의 성능을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1: 파우더
10: 외부 공정 챔버
11: 가이드 홀부
11a: 경사부
11b: 수평부
20: 해치 장치
21: 가동 몸체
211: 가이드 돌기부
22: 덮개
221: 연결구
H1: 가스 배출구
23: 상부 메쉬 또는 필터
30: 해치 이동 장치
40: 내부 반응 챔버
41: 내부 챔버 몸체
42: 하부 메쉬 또는 필터
43: 샤워 헤드
S1: 제 1 실링 부재
S2: 제 2 실링 부재
A: 반응 공간
L1: 가스 공급 라인
L2: 가스 배기 라인
50: 교반 장치
51: 구동 모터
52: 동력 전달 장치
53: 중간축
54: 제 1 피드스루
55: 제 2 피드스루
56: 교반축
57: 축지지대
58: 임펠러
100: 파우더용 원자층 증착 설비

Claims (9)

  1. 내부에 수용 공간이 형성되는 외부 공정 챔버;
    상기 외부 공정 챔버를 개폐할 수 있는 해치 장치;
    상기 외부 공정 챔버로부터 인출되어 분리될 수 있도록 상기 수용 공간에 수용될 수 있고, 내부에 파우더를 수용할 수 있는 반응 공간이 형성되는 내부 반응 챔버;
    상기 외부 공정 챔버에 설치되고, 상기 내부 반응 챔버 내부로 복수의 가스를 순차적으로 공급할 수 있는 가스 공급 라인; 및
    상기 외부 공정 챔버에 설치되고, 상기 내부 반응 챔버로부터 배출되는 상기 가스를 외부로 배기할 수 있는 가스 배기 라인;
    을 포함하는, 파우더용 원자층 증착 설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 해치 장치는, 가이드 홀부 또는 가이드 레일을 따라서 전체적으로 수평 방향으로 슬라이딩될 수 있는 수평 슬라이딩 방식의 해치 장치인, 파우더용 원자층 증착 설비.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 가이드 홀부는,
    상기 해치 장치가 상기 내부 반응 챔버로부터 분리되어 점진적으로 상승할 수 있도록 경사지게 형성되는 경사부; 및
    상기 경사부와 연결되고, 상기 내부 반응 챔버의 인출시 이와 간섭되지 않게 상기 해치 장치가 수평방향으로 이동되어 열릴 수 있도록 수평방향으로 형성되는 수평부;
    를 포함하는, 파우더용 원자층 증착 설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 외부 공정 챔버의 일측에 설치되고, 상기 해치 장치를 상기 가이드 홀부를 따라 전체적으로 수평 방향으로 슬라이딩시키는 해치 이동 장치;
    를 더 포함하는, 파우더용 원자층 증착 설비.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 해치 장치는,
    일측에 부분적으로 상기 가이드 홀부에 삽입되는 가이드 돌기부가 형성되고, 상기 가이드 홀부를 따라 슬라이딩 가동될 수 있는 가동 몸체;
    연결구를 이용하여 상기 가동 몸체와 연결되고, 상기 내부 반응 챔버를 덮는 형상으로 형성되며, 일측에 가스 배출구가 형성되는 덮개; 및
    상기 파우더의 상방 누출을 방지할 수 있도록 상기 가스 배출구 또는 상기 덮개 내부에 설치되는 상부 메쉬 또는 필터;
    를 포함하는, 파우더용 원자층 증착 설비.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 내부 반응 챔버는,
    상부에 상측 개구부가 형성되고, 하부에 하측 개구부가 형성되며, 전체적으로 원통 형상으로 형성되는 내부 챔버 몸체;
    상기 파우더의 하방 누출을 방지할 수 있도록 상기 하측 개구부에 설치되는 하부 메쉬 또는 필터; 및
    상기 가스 공급 라인을 통해 공급된 상기 가스가 골고루 분배될 수 있도록 상기 내부 챔버 몸체의 상기 하측 개구부에 설치되는 샤워 헤드;
    를 포함하는, 파우더용 원자층 증착 설비.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 해치 장치의 상기 덮개와 상기 내부 챔버 몸체 사이에 설치되는 제 1 실링 부재; 및
    상기 내부 반응 챔버의 상기 샤워 헤드와 상기 외부 공정 챔버 사이에 설치되는 제 2 실링 부재;
    를 더 포함하는, 파우더용 원자층 증착 설비.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 내부 반응 챔버에 수용된 상기 파우더를 교반할 수 있는 교반 장치;
    를 더 포함하는, 파우더용 원자층 증착 설비.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 교반 장치는,
    상기 해치 장치의 상기 가동 몸체의 일측에 설치되는 구동 모터;
    상기 구동 모터의 구동력을 상기 해치 장치의 상기 덮개에 설치된 중간축으로 전달하는 동력 전달 장치;
    상기 중간축의 선단에 설치되는 제 1 피드스루;
    상기 중간축의 회전력을 전달받을 수 있도록 상기 제 1 피드스루와 분리 가능하게 연결될 수 있는 제 2 피드스루;
    상기 제 2 피드스루와 연결되고, 상기 내부 반응 챔버의 상기 내부 챔버 몸체의 축지지대에 회전이 자유롭게 설치되는 교반축; 및
    상기 교반축의 회전에 의해 상기 파우더를 교반할 수 있는 임펠러;
    를 포함하는, 파우더용 원자층 증착 설비.
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