KR20220051076A - 분할형 듀얼 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ald 장치 - Google Patents

분할형 듀얼 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ald 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20220051076A
KR20220051076A KR1020200134533A KR20200134533A KR20220051076A KR 20220051076 A KR20220051076 A KR 20220051076A KR 1020200134533 A KR1020200134533 A KR 1020200134533A KR 20200134533 A KR20200134533 A KR 20200134533A KR 20220051076 A KR20220051076 A KR 20220051076A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
reactor
powder
split
block
type dual
Prior art date
Application number
KR1020200134533A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102517265B1 (ko
Inventor
김형근
양현승
윤성호
김현미
이규현
전준혁
길민종
Original Assignee
한국전자기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자기술연구원 filed Critical 한국전자기술연구원
Priority to KR1020200134533A priority Critical patent/KR102517265B1/ko
Publication of KR20220051076A publication Critical patent/KR20220051076A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102517265B1 publication Critical patent/KR102517265B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/455Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for introducing gases into reaction chamber or for modifying gas flows in reaction chamber
    • C23C16/45523Pulsed gas flow or change of composition over time
    • C23C16/45525Atomic layer deposition [ALD]
    • C23C16/45544Atomic layer deposition [ALD] characterized by the apparatus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4417Methods specially adapted for coating powder

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

본 발명은 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD) 공정에서 파우더가 서로 뭉치거나 반응기에 흡착되는 것을 최소화할 수 있는 분할형 듀얼 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ALD 장치에 관한 것이다. 본 발명은 관 형의 외부 반응기와, 이종 소재의 블록 복수 개가 외부 반응기의 내주면에 결합되어 관 형을 형성하는 내부 반응기를 포함하는 분할형 듀얼 반응기 및 파우더 ALD 장치를 제공한다. 이때 이종 소재의 블록은 교대로 외부 반응기의 내주면에 결합되어 내부 반응기를 형성함으로써, ALD 공정에서 파우더가 음 및 양으로 대전되는 것을 서로 상쇄시켜 파우더가 서로 뭉치거나 반응기에 흡착되는 것을 최소화할 수 있다.

Description

분할형 듀얼 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ALD 장치{Split type dual reactor and powder the ALD device including the same}
본 발명은 파우더 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD) 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 ALD 공정에서 파우더가 서로 뭉치거나 반응기에 흡착되는 것을 최소화할 수 있는 분할형 듀얼 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ALD 장치에 관한 것이다.
파우더의 표면에 특정 물질을 코팅하기 위하여, 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD) 방식이 사용될 수 있다. 이러한 ALD 방식을 파우더 ALD(P-ALD) 방식이라고도 한다.
파우더 ALD 장치 중에서, 로터리 방식(rotary type)은 관형의 열원 내부에 모터에 의해 회전하는 관형의 반응기가 배치된 구조를 갖는다. 파우더 ALD 공정은 코팅하고자 하는 물질인 파우더를 반응기 내로 삽입한 후에, 금속 전구체 가스 등을 반응기 내에 도입하는 방법으로 수행된다. 파우더의 입자 표면이 금속 전구체 가스에 노출됨에 따라, 금속 전구체 가스가 입자 표면에 증착된다.
기존의 반응기는 단일 소재의 단일관 형태를 갖는다. 반응기의 소재로는 알루미늄이나 스테인리스 스틸 소재가 사용되고 있다.
파우더 ALD 공정은 파우더와 프리커서 및 리엑턴트 가스와의 반응 및 증착 효율성을 높여주기 위하여, 전술된 바와 같이 반응기를 회전시겨 파우더와 가스를 교반시키는 구조를 갖는다. 이때 파우더와 반응기 표면의 마찰에 의해 파우더가 특정 비전하로 대전되면서 극성을 가지게 되고, 이로 인해 파우더가 서로 뭉치거나 반응기의 표면에 흡착되는 문제가 발생한다.
이러한 파우더의 뭉침 또는 반응기 표면의 흡착을 물리적인 충격으로 해결하기 위해서, 알루미늄 볼을 파우더와 함께 반응기 내에 투입하여 파우더에 물리적인 충격을 부여하는 방법이 사용되고 있다. 하지만 알루미늄 볼은 물리적인 충격으로 파우더가 뭉치는 것을 일부 해소할 수 있지만, 파우더의 대전은 막을 수 없기 때문에, 파우더의 뭉침 또는 반응기 표면의 흡착을 차단하는데는 한계가 있다. 알루미늄 볼은 파우더에 물리적인 충격을 인가하기 때문에, 파우더에 특정 물질이 증착되는 것을 방해하여 증착된 파우더의 회수율을 저하시킨다.
등록특허 제10-2086574호 (2020.03.09. 공고)
따라서 본 발명의 목적은 파우더에 물리적인 충격을 인가하지 않고 ALD 공정에서 파우더가 서로 뭉치거나 반응기에 흡착되는 것을 최소화할 수 있는 분할형 듀얼 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ALD 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 관 형의 외부 반응기; 및 이종 소재의 블록 복수 개가 상기 외부 반응기의 내주면에 결합되어 관 형을 형성하는 내부 반응기;를 포함하는 파우더 ALD 장치용 분할형 듀얼 반응기를 제공한다.
상기 이종 소재의 블록은, 파우더의 비전하를 양으로 대전하는 적어도 하나의 제1 블록; 및 파우더의 비전하를 음으로 대전하는 적어도 하나의 제2 블록;을 포함한다.
상기 제1 및 제2 블록이 교대로 상기 외부 반응기의 내주면에 결합되어 상기 내부 반응기를 형성한다.
상기 제1 블록과 상기 제2 블록의 개수가 동일하다.
상기 제1 블록의 소재는 스테인리스 스틸을 포함한다.
상기 제2 블록의 소재는 알루미늄, 황동 또는 구리를 포함한다.
상기 내부 반응기는, 상기 외부 반응기의 축 방향으로 분할된 복수의 블록을 포함한다.
상기 내부 반응기는, 상기 외부 반응기의 원주 방향으로 분할된 복수의 블록을 포함한다.
상기 외부 반응기와 상기 블록은 끼움 결합되어 상기 외부 반응기의 내주면에 상기 블록의 외주면이 밀착된다.
상기 외부 반응기의 내주면과 상기 블록의 외주면에 서로 대응되게 형성된 키와, 상기 키에 결합되는 키홈을 이용하여 끼움 결합된다.
본 발명은 또한, 열을 공급하는 열원; 및 상기 열원으로부터 열을 공급받아 내부에 제공된 파우더의 표면에 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD)을 수행하는 상기 분할형 듀얼 반응기;를 포함하는 파우더 ALD 장치를 제공한다.
그리고 상기 열원은 상기 듀얼 반응기의 외주면을 둘러싸는 관형의 히터이다.
본 발명에 따른 분할형 듀얼 반응기는 관 형의 내부 반응기와, 이종 소재의 블록 복수 개가 외부 반응기의 내주면에 결합되어 관 형을 형성하는 내부 반응기를 포함한다. 이로 인해 파우더 ALD 공정에서 분할형 듀얼 반응기의 내부 반응기가 파우더를 양으로 대전하는 제1 영역과, 음으로 대전하는 제2 영역을 교대로 포함함으로써, 내부 반응기와 파우더의 마찰에 의해 음 또는 양으로 대전되는 비전하 값을 서로 상쇄하여 0에 수렴하도록 할 수 있다. 이로 인해 파우더 ALD 공정에서 파우더가 서로 뭉치거나 내부 반응기의 내벽에 흡착되는 것을 최소화할 수 있다. 즉 파우더 ALD 공정은 내부 반응기의 축 방향 또는 원주 방향으로 가스의 흐름을 발생시키면서 진행되기 때문에, 가스 흐름의 방향에 수직한 방향으로 제1 및 제2 영역을 형성하는 제1 및 제2 블록을 교대로 배치하여 내부 반응기를 형성함으로써, 내부 반응기와 파우더의 마찰에 의해 음 또는 양으로 대전되는 비전하 값을 서로 상쇄하여 0에 수렴하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 분할형 듀얼 반응기는 용접이나 나사체결 방식을 사용하지 않고, 끼움 결합 방식으로 간단하게 조립할 수 있다. 이로 인해 본 발명에 따른 분할형 듀얼 반응기는 내부 반응기와 외부 반응기로도 쉽게 분리할 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 분할형 듀얼 반응기는 외부 반응기 및 내부 반응기의 오염도에 따라 분리하여 오염을 제거하나 교체할 수 있다. 즉 기존의 단일 소재의 반응기와 비교하여, 본 발명에 따른 분할형 듀얼 반응기는 내부 및 외부의 오염도를 보다 효율적으로 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분할형 듀얼 반응기를 포함하는 파우더 ALD 장치를 보여주는 개략도이다.
도 2는 도 1의 분할형 듀얼 반응기를 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 분할형 듀얼 반응기를 보여주는 결합 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 분할형 듀얼 반응기를 포함하는 파우더 ALD 장치를 보여주는 개략도이다.
도 5는 도 4의 분할형 듀얼 반응기를 보여주는 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 분할형 듀얼 반응기를 보여주는 결합 사시도이다.
하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
[제1 실시예]
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 분할형 듀얼 반응기를 포함하는 파우더 ALD 장치를 보여주는 개략도이다. 도 2는 도 1의 분할형 듀얼 반응기를 보여주는 분해 사시도이다. 그리고 도 3은 도 2의 분할형 듀얼 반응기를 보여주는 결합 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 파우더 ALD 장치(100)는 열을 공급하는 열원(10)과, 열원(10)으로부터 열을 공급받아 내부에 제공된 파우더의 표면에 ALD를 수행하는 분할형 듀얼 반응기(20)를 포함한다. 분할형 듀얼 반응기(20)는 관 형의 외부 반응기(30)와 내부 반응기(40)를 포함한다. 내부 반응기(40)는 이종 소재의 블록(41,43) 복수 개가 외부 반응기(30)의 내주면에 결합되어 관 형을 형성한다.
여기서 열원(10)은 분할형 듀얼 반응기(20)의 외주면을 둘러싸는 관형의 히터일 수 있다. 열원(10)은 열 복사와 열 전도 방식으로 분할형 듀얼 반응기(20)에 열을 공급한다. 분할형 듀얼 반응기(20)는 열원(10)의 내부에서 회전하면서 열원(10)으로부 열을 효과적으로 전달될 수 있도록, 열원(10)은 외부 반응기(30)의 외주면에 근접하게 설치된다.
그리고 분할형 듀얼 반응기(20)는 전술된 바와 같이 외부 반응기(30)와 내부 반응기(40)를 포함한다.
외부 반응기(30)의 소재로는 열 복사율이 높은 스테인리스 스틸이 사용될 수 있다. 예컨대 외부 반응기(30)는 0.34 내지 0.44의 열 복사율과, 11.2 내지 26.1 W/m-k의 열전도율을 갖는 스테인리스 스틸로 제조될 수 있다.
내부 반응기(40)는 이종 소재의 블록(41,43) 복수 개를 포함한다.
이종 소재의 블록(41,43)은 파우더의 비전하를 양으로 대전하는 적어도 하나의 제1 블록(41)과, 파우더의 비전하를 음으로 대전하는 적어도 하나의 제2 블록(43)을 포함한다. 제1 및 제2 블록(41,43)이 교대로 외부 반응기(30)의 내주면에 결합되어 내부 반응기(40)를 형성한다.
여기서 이종 소재는 파우더와의 마찰을 통해서, 파우더가 대전되는 비전하의 값의 부호는 서로 반대이지만 절댓값이 유사한 서로 다른 종류의 금속 소재일 수 있다.
제1 블록(41)의 소재는 파우더를 양으로 대전하는 스테인리스 스틸을 포함하고, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 스테인리스 스틸 소재의 제1 블록(41)은 알루미나 파우더와 접촉하여 알루미나 파우더를 양으로 대전한다.
제2 블록(43)의 소재는 파우더를 음으로 대전하는 알루미늄, 황동 또는 구리를 포함하고, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 구리 소재의 제2 블록(43)은 알루미나 파우더와 접촉하여 알루미나 파우더를 음으로 대전한다.
이와 같이 제2 실시예에 따른 분할형 듀얼 반응기(20)는, 파우더 ALD 공정에서 내부 반응기(40)가 파우더를 양으로 대전하는 제1 영역과, 음으로 대전하는 영역을 교대로 포함함으로써, 내부 반응기(40)와 파우더의 마찰에 의해 대전되는 비전하 값을 서로 상쇄하여 0에 수렴하도록 할 수 있다. 이로 인해 파우더 ALD 공정에서 파우더가 서로 뭉치거나 내부 반응기(40)에 흡착되는 것을 최소화할 수 있다.
여기서 제1 영역은 적어도 하나의 제1 블록(41)에 의해 형성된다. 제2 영역은 적어도 하나의 제2 블록(43)에 의해 형성된다.
제1 영역과 제2 영역은 실질적으로 동일한 크기로 형성될 수 있도록, 제1 블록(41)과 제2 블록(43)의 개수가 동일할 수 있다. 교대로 배열되는 제1 블록(41)과 제2 블록(43)의 개수가 증가할수록, 비전하의 상쇄 효율이 증가할 수 있다. 반대로 교대로 배열되는 제1 블록(41)과 제2 블록(43)의 개수가 증가할수록, 내부 반응기(40)의 조립 공정 시간이 증가할 수 있다. 제1 블록(41)과 제2 블록(43)은 동일한 크기로 형성될 수 있고, 적어도 하나는 다른 크기로 형성될 수 있다. 제1 실시예에 따른 내부 반응기(40)는 4개로 분할된 제1 및 제2 블록(41,43)을 포함한다.
파우더 ALD 공정은 내부 반응기(40)의 축 방향 또는 원주 방향으로 가스의 흐름을 발생시키면서 진행한다.
제1 실시예에 따른 분할형 듀얼 반응기(20)는 내부 반응기(40)의 축 방향으로 가스의 흐름이 발생되는 경우에 적용할 수 있도록, 내부 반응기(40)는 외부 반응기(30)의 원주 방향으로 분할된 제1 및 제2 블록(41,43)을 포함한다.
이와 같은 제1 및 제2 블록(41,43)은 축 방향으로 일정 길이를 갖는 링 또는 관 형상일 수 있다.
파우더 ALD 공정이 내부 반응기(40)의 축 방향으로 가스의 흐름을 발생시켜 진행하는 경우, 파우더가 축 방향으로 이동하며 내부 반응기(40)와 지속적으로 마찰이 발생할 수 있다. 내부 반응기(40)는 파우더의 진행 방향에 수직한 방향인 원주 방향으로 제1 및 제2 블록(41,43)을 교대로 설치된 구조를 갖는다. 따라서 파우더는 제1 및 제2 블록(41,43)과 교대로 지속적인 마찰로 인해 대전되는 음의 비전하 값과 양의 비전하 값이 균형을 이루기 때문에, 내부 반응기(40)와 파우더의 마찰에 의해 대전되는 비전하 값을 서로 상쇄하여 0에 수렴하도록 할 수 있다. 이로 인해 파우더 ALD 공정에서 파우더가 서로 뭉치거나 내부 반응기(40)에 흡착되는 것을 최소화할 수 있다.
외부 반응기(30)와 내부 반응기(40)는 끼움 결합되어 외부 반응기(30)의 내주면에 내부 반응기(40)의 외주면이 밀착되게 설치된다. 예컨대 외부 반응기(30)의 내주면과 내부 반응기(40)의 외주면에 서로 대응되게 형성된 키(31)와, 키(31)에 결합되는 키홈(49)을 이용하여 끼움 결합할 수 있다. 키(31)와 키홈(49)은 외부 반응기(30)와 내부 반응기(40)의 축 방향으로 길게 형성될 수 있다. 제1 실시예에서는 외부 반응기(30)에 키(31)를 형성하고, 내부 반응기(40)의 블록(41,43)에 키홈(49)을 형성한 예를 개시하였다.
키(31)와 키홈(49)은 적어도 하나가 형성될 수 있지만, 내부 반응기(40)가 외부 반응기(30)에 안정적으로 끼움 결합할 수 있도록, 키(31)와 키홈(49)은 복수 개 형성하는 것이 바람직하다. 이때 키(31)와 키홈(49)은 외부 반응기(30)와 내부 반응기(40)의 중심에 대해서 서로 등각의 위치에 형성될 수 있다.
이와 같이 제1 실시예에 따른 분할형 듀얼 반응기(20)는 용접이나 나사체결 방식을 사용하지 않고, 끼움 결합 방식으로 간단하게 조립할 수 있다. 이로 인해 제1 실시예에 따른 분할형 듀얼 반응기(20)는 내부 반응기(40)와 외부 반응기(30)로도 쉽게 분리할 수 있다.
제1 실시예에 따른 분할형 듀얼 반응기(20)는 외부 반응기(30)에 내부 반응기(40)가 끼움 결합된 구조를 갖기 때문에, 외부 반응기(30) 및 내부 반응기(40)의 오염도에 따라 분리하여 오염을 제거하나 교체할 수 있다. 따라서 기존의 단일 소재의 반응기와 비교하여, 제1 실시예에 따른 분할형 듀얼 반응기(20)는 내부 및 외부의 오염도를 보다 효율적으로 관리할 수 있다.
한편 제1 실시예에서는 외부 반응기(30)와 내부 반응기(40) 사이에 키(31)와 키홈(49)을 형성하여 끼움 결합하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 제1 및 제2 블록(41,43) 간에 사이에 키와 키홈을 더 형성하여 끼움 결합으로 내부 반응기(40)를 형성할 수 있다.
도시하진 않지만, 분할형 듀얼 반응기(20)는 양쪽의 개방부를 막는 덮개에 봉합된다. 분할형 듀얼 반응기(20)의 일측에 결합된 덮개에는 분할형 듀얼 반응기(20)의 내부와 연통되는 주입구를 구비하는 주입축이 형성되어 있다. 주입구를 통하여 파우더에 증착할 금속, 금속산화물, 금속질화물 등이 공급될 수 있다. 주입축은 분할형 듀얼 반응기(20)를 회전할 수 있도록 축지된다. 분할형 듀얼 반응기(20)의 타측에 결합된 덮개에는 주입축과 동일 선상에 연결축이 형성되어 있다. 연결축은 분할형 듀얼 반응기(20)를 회전시키는 모터의 회전축에 결합된다. 열원(10)과 분할형 듀얼 반응기(20)는 챔버에 내장되며, 챔버는 ALD 공정 시 분할형 듀얼 반응기(20)를 진공 상태로 만들어 준다.
한편 제1 실시예에 따른 분할형 듀얼 반응기(20)는 내부 반응기(40)의 축 방향으로 가스의 흐름이 발생되는 경우에 적용할 수 있도록, 내부 반응기(40)는 외부 반응기(30)의 원주 방향으로 분할된 제1 및 제2 블록(41,43)을 포함하는 예를 개시하였다.
[제2 실시예]
제2 실시예에서는 분할형 듀얼 반응기(120)가 내부 반응기(140)의 원주 방향으로 가스의 흐름이 발생되는 경우에 적용할 수 있도록, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 내부 반응기(140)는 외부 반응기(130)의 축 방향으로 분할된 제1 및 제2 블록(141,143)을 포함하는 예를 개시하였다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 분할형 듀얼 반응기(120)를 포함하는 파우더 ALD 장치(200)를 보여주는 개략도이다. 도 5는 도 4의 분할형 듀얼 반응기(120)를 보여주는 분해 사시도이다. 그리고 도 6은 도 5의 분할형 듀얼 반응기(120)를 보여주는 결합 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 제2 실시예에 따른 파우더 ALD 장치(200)는 열을 공급하는 열원(110)과, 열원(110)으로부터 열을 공급받아 내부에 제공된 파우더의 표면에 ALD를 수행하는 분할형 듀얼 반응기(120)를 포함한다. 분할형 듀얼 반응기(120)는 관 형의 외부 반응기(130)와 내부 반응기(140)를 포함한다. 내부 반응기(140)는 이종 소재의 블록(141,143) 복수 개가 외부 반응기(130)의 내주면에 결합되어 관 형을 형성한다.
여기서 분할형 듀얼 반응기(120)는 전술된 바와 같이 외부 반응기(130)와 내부 반응기(140)를 포함한다.
내부 반응기(140)는 이종 소재의 블록(141,143) 복수 개를 포함한다.
이종 소재의 블록(141.143)은 파우더의 비전하를 양으로 대전하는 적어도 하나의 제1 블록(141)과, 파우더의 비전하를 음으로 대전하는 적어도 하나의 제2 블록(143)을 포함한다. 제1 및 제2 블록(141,143)이 교대로 외부 반응기(130)의 내주면에 결합되어 내부 반응기(140)를 형성한다.
제2 실시예에 따른 분할형 듀얼 반응기(120)는 내부 반응기(140)의 원주 방향으로 가스의 흐름이 발생되는 경우에 적용할 수 있도록, 내부 반응기(140)는 외부 반응기(130)의 축 방향으로 분할된 제1 및 제2 블록(141,143)을 포함한다.
이와 같은 제1 및 제2 블록(141,143)은 축 방향으로 외부 반응기(130)에 대응되는 길이를 갖는 단면이 원호 형상일 수 있다.
파우더 ALD 공정이 내부 반응기(140)의 원주 방향으로 가스의 흐름을 발생시켜 진행하는 경우, 파우더가 원주 방향으로 이동하며 내부 반응기(140)와 지속적으로 마찰이 발생할 수 있다. 내부 반응기(140)는 파우더의 진행 방향에 수직한 방향인 축 방향으로 제1 및 제2 블록(141,143)을 교대로 설치된 구조를 갖는다. 따라서 파우더는 제1 및 제2 블록(141,143)과 교대로 지속적인 마찰로 인해 대전되는 음의 비전하 값과 양의 비전하 값이 균형을 이루기 때문에, 내부 반응기(140)와 파우더의 마찰에 의해 대전되는 비전하 값을 서로 상쇄하여 0에 수렴하도록 할 수 있다. 이로 인해 파우더 ALD 공정에서 파우더가 서로 뭉치거나 내부 반응기(140)에 흡착되는 것을 최소화할 수 있다.
그리고 외부 반응기(130)와 내부 반응기(140)는 끼움 결합되어 외부 반응기(130)의 내주면에 내부 반응기(140)의 외주면이 밀착되게 설치된다. 예컨대 외부 반응기(130)의 내주면과 내부 반응기(140)의 외주면에 서로 대응되게 형성된 키(131)와, 키(131)에 결합되는 키홈(149)을 이용하여 끼움 결합할 수 있다. 키(131)와 키홈(149)은 외부 반응기(130)와 내부 반응기(140)의 축 방향으로 길게 형성될 수 있다. 제2 실시예에서는 외부 반응기(130)에 키(131)를 형성하고, 내부 반응기(140)의 블록(141,143)에 키홈(149)을 형성한 예를 개시하였다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
10,110 : 열원
20,120 : 분할형 듀얼 반응기
30,130 : 외부 반응기
31,131 : 키
40,140 : 내부 반응기
41,141 : 제1 블록
43,143 : 제2 블록
49,149 : 키홈
100,200 : 파우더 ALD 장치

Claims (12)

  1. 관 형의 외부 반응기; 및
    이종 소재의 블록 복수 개가 상기 외부 반응기의 내주면에 결합되어 관 형을 형성하는 내부 반응기;
    를 포함하는 파우더 ALD 장치용 분할형 듀얼 반응기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이종 소재의 블록은,
    파우더의 비전하를 양으로 대전하는 적어도 하나의 제1 블록; 및
    파우더의 비전하를 음으로 대전하는 적어도 하나의 제2 블록;을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 블록이 교대로 상기 외부 반응기의 내주면에 결합되어 상기 내부 반응기를 형성하는 것을 특징으로 하는 파우더 ALD 장치용 분할형 듀얼 반응기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 블록과 상기 제2 블록의 개수가 동일한 것을 특징으로 하는 파우더 ALD 장치용 분할형 듀얼 반응기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 블록의 소재는 스테인리스 스틸을 포함하고,
    상기 제2 블록의 소재는 알루미늄, 황동 또는 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우더 ALD 장치용 분할형 듀얼 반응기.
  5. 제3항에 있어서, 상기 내부 반응기는,
    상기 외부 반응기의 축 방향으로 분할된 복수의 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우더 ALD 장치용 분할형 듀얼 반응기.
  6. 제3항에 있어서, 상기 내부 반응기는,
    상기 외부 반응기의 원주 방향으로 분할된 복수의 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 파우더 ALD 장치용 분할형 듀얼 반응기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외부 반응기와 상기 블록은 끼움 결합되어 상기 외부 반응기의 내주면에 상기 블록의 외주면이 밀착되는 것을 특징으로 하는 파우더 ALD 장치용 분할형 듀얼 반응기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 외부 반응기의 내주면과 상기 블록의 외주면에 서로 대응되게 형성된 키와, 상기 키에 결합되는 키홈을 이용하여 끼움 결합되는 것을 특징으로 하는 파우더 ALD 장치용 분할형 듀얼 반응기.
  9. 열을 공급하는 열원; 및
    상기 열원으로부터 열을 공급받아 내부에 제공된 파우더의 표면에 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD)을 수행하는 분할형 듀얼 반응기;를 포함하고,
    상기 분할형 듀얼 반응기는,
    관 형의 외부 반응기; 및
    이종 소재의 블록 복수 개가 상기 외부 반응기의 내주면에 결합되어 관 형을 형성하는 내부 반응기;
    를 포함하는 파우더 ALD 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 열원은 상기 듀얼 반응기의 외주면을 둘러싸는 관형의 히터인 것을 특징으로 하는 파우더 ALD 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 이종 소재의 블록은,
    파우더의 비전하를 양으로 대전하는 적어도 하나의 제1 블록; 및
    파우더의 비전하를 음으로 대전하는 적어도 하나의 제2 블록;을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 블록이 교대로 상기 외부 반응기의 내주면에 결합되어 상기 내부 반응기를 형성하는 것을 특징으로 하는 파우더 ALD 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 블록의 소재는 스테인리스 스틸을 포함하고,
    상기 제2 블록의 소재는 알루미늄, 황동 또는 구리를 포함하는 것을 특징으로 하는 파우더 ALD 장치.
KR1020200134533A 2020-10-16 2020-10-16 분할형 듀얼 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ald 장치 KR102517265B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200134533A KR102517265B1 (ko) 2020-10-16 2020-10-16 분할형 듀얼 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ald 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200134533A KR102517265B1 (ko) 2020-10-16 2020-10-16 분할형 듀얼 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ald 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220051076A true KR20220051076A (ko) 2022-04-26
KR102517265B1 KR102517265B1 (ko) 2023-04-04

Family

ID=81391451

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200134533A KR102517265B1 (ko) 2020-10-16 2020-10-16 분할형 듀얼 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ald 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102517265B1 (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160004136U (ko) * 2015-05-26 2016-12-06 한양대학교 에리카산학협력단 파우더 코팅 장치의 리액터
KR102086574B1 (ko) 2018-04-03 2020-03-09 전남대학교산학협력단 분말 입자를 코팅할 수 있는 증착장치 및 분말 입자의 코팅 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160004136U (ko) * 2015-05-26 2016-12-06 한양대학교 에리카산학협력단 파우더 코팅 장치의 리액터
KR102086574B1 (ko) 2018-04-03 2020-03-09 전남대학교산학협력단 분말 입자를 코팅할 수 있는 증착장치 및 분말 입자의 코팅 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102517265B1 (ko) 2023-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110200822A1 (en) Atomic layer deposition powder coating
US9640359B2 (en) Inverted cylindrical magnetron (ICM) system and methods of use
JPS6388314A (ja) 動圧空気軸受
EP1799876B1 (en) Flat end-block for carrying a rotatable sputtering target
US11427912B2 (en) High temperature rotation module for a processing chamber
JP4516199B2 (ja) スパッタ装置及び電子デバイス製造方法
KR20150115942A (ko) 기판 상에 원자 층을 증착시키는 장치 및 방법
JPH0565636A (ja) 円筒マグネトロンシールド構造
TWI508167B (zh) A power inlet device and a vacuum processing device using a power inlet device
US9249500B2 (en) PVD RF DC open/closed loop selectable magnetron
TW201321548A (zh) 在基板上沉積原子層之方法及裝置
US20170062191A1 (en) Plasma-enhanced atomic layer deposition system with rotary reactor tube
JP2014125651A (ja) インライン式プラズマcvd装置
JP3241201U (ja) 気相反応粉体表面被覆機のキャビティ壁構造
US20110126766A1 (en) Coating apparatus
CN102953044B (zh) 用于在花键轴上形成类金刚石碳膜的方法以及热阴极潘宁电离计型等离子化学气相沉积装置
US20190309408A1 (en) Vacuum device and method for coating components of a vacuum device
KR20220051076A (ko) 분할형 듀얼 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ald 장치
EP1435400B1 (en) Film deposition system and film deposition method using the same
JPH10102257A (ja) 化学的気相成長法による成膜装置
KR102517262B1 (ko) 경사면을 갖는 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ald 장치
JP7141989B2 (ja) 成膜装置
CN107579034A (zh) 内部腔室旋转马达、可供选择的旋转
TW201826348A (zh) 可通用安裝的端塊
KR102544247B1 (ko) 듀얼 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ald 장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant