KR20220079069A

KR20220079069A - Reactor with twisted rotation axis and powder ALD apparatus including the same

Info

Publication number: KR20220079069A
Application number: KR1020200168480A
Authority: KR
Inventors: 김형근; 윤성호; 김현미; 길민종; 전준혁; 성기훈
Original assignee: 한국전자기술연구원
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2022-06-13
Also published as: KR102544225B1

Abstract

본 발명은 ALD(Atomic Layer Deposition; ALD) 공정에서 파우더에 박막을 균일한 두께로 증착할 수 있도록 회전축이 틀어진 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ALD 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 파우더 ALD 장치용 반응기는 반응관, 제1 덮개 및 제2 덮개를 포함한다. 반응관은 연통되게 제1 개방부와 제2 개방부가 형성되어 있다. 제1 덮개는 제1 개방부를 덮으며, 가스를 주입하는 주입축이 제1 개방부 외측으로 돌출되게 형성되어 있고, 회전 시 주입축이 회전축으로 사용된다. 그리고 제2 덮개는 제2 개방부를 덮으며, 모터의 구동축에 연결되는 연결축이 제2 개방부의 외측으로 돌출되게 형성되어 있고, 연결축이 주입축에 대해서 틀어져 있다.The present invention relates to a reactor in which a rotation axis is rotated so as to deposit a thin film to a uniform thickness on powder in an Atomic Layer Deposition (ALD) process, and a powder ALD apparatus including the same. A reactor for a powder ALD apparatus according to the present invention includes a reaction tube, a first cover and a second cover. The reaction tube has a first open portion and a second open portion to communicate with each other. The first cover covers the first opening, an injection shaft for injecting gas is formed to protrude out of the first opening, and the injection shaft is used as a rotation shaft during rotation. And the second cover covers the second opening, the connecting shaft connected to the drive shaft of the motor is formed to protrude to the outside of the second opening, the connecting shaft is twisted with respect to the injection shaft.

Description

Reactor with twisted rotation axis and powder ALD apparatus including the same

본 발명은 파우더 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD) 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 ALD 공정에서 파우더에 박막을 균일한 두께로 증착할 수 있도록 회전축이 틀어진 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ALD 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a powder atomic layer deposition (ALD) apparatus, and more particularly, to a reactor in which the rotation axis is rotated so as to deposit a thin film with a uniform thickness on powder in an ALD process, and a powder ALD apparatus including the same it's about

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.In order to coat a specific material on the surface of the powder, an atomic layer deposition (ALD) method may be used. This ALD method is also called a powder ALD (P-ALD) method.

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.Among powder ALD apparatuses, a rotary type has a structure in which a tubular reactor rotated by a motor is disposed inside a tubular heat source. The powder ALD process is performed by inserting powder, which is a material to be coated, into the reactor, and then introducing a metal precursor gas or the like into the reactor. As the particle surface of the powder is exposed to the metal precursor gas, the metal precursor gas is deposited on the particle surface.

이러한 파우더 ALD 장치용 반응기(2)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 원통관 형태를 가지며, 수평 방향으로 회전할 수 있도록 구성된다. 반응기(2)는 동일한 내경을 갖는 내주면(3)을 가지며, 내주면(3)에는 파우더를 균일하게 교반할 수 있는 복수 개의 교반 날개(9)가 형성되어 있다. 회전하는 반응기(2)의 내주면(3)은 회전축에 수평하게 형성된다. ALD 공정은 반응기(2) 내부로 파우더를 공급한 후, 반응기(2)를 지면에 수평한 축 방향으로 회전시키는 상태에서, 가스가 반응기(2)의 일측의 제1 개방부(5)로 주입되어 타측의 제2 개방부(7)로 배출되는 형태로 진행될 수 있다. 여기서 도 1은 기존의 일정한 내경을 갖는 파우더 ALD 장치용 반응기(2)를 보여주는 단면도이다. IN은 가스가 주입되는 방향을 나타내고, OUT은 가스가 배출되는 방향을 나타낸다. R은 반응기(2)의 회전 방향을 나타내고, S는 파우더가 교반하는 방향을 나타낸다.The reactor 2 for such a powder ALD apparatus, as shown in FIG. 1, has a cylindrical tube shape, and is configured to rotate in a horizontal direction. The reactor 2 has an inner circumferential surface 3 having the same inner diameter, and a plurality of stirring blades 9 capable of uniformly stirring the powder are formed on the inner circumferential surface 3 . The inner peripheral surface 3 of the rotating reactor 2 is formed horizontally to the axis of rotation. In the ALD process, after supplying powder into the reactor 2 , gas is injected into the first opening 5 of one side of the reactor 2 in a state where the reactor 2 is rotated in an axial direction horizontal to the ground. It may proceed in the form of being discharged to the second opening (7) on the other side. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conventional reactor 2 for a powder ALD device having a constant inner diameter. IN indicates a direction in which gas is injected, and OUT indicates a direction in which gas is discharged. R represents the direction of rotation of the reactor 2, and S represents the direction in which the powder is stirred.

이와 같은 기존의 반응기(2)는 수평 방향으로 배치되고, 내주면(3)이 일정한 내경을 갖기 때문에, 반응기(2)의 내부로 주입되는 가스가 없는 경우, 파우더의 교반이 전반적으로 이루어지기보다는 상하 이동(S)과 같은 국부적인 형태로 이루어진다. 이로 인해 파우더의 박막 증착이 반응기(2) 내부의 위치에 따라 두께 차이가 발생할 수 있다. 즉 파우더에 균일하게 박막이 증착되지 않는 문제가 발생할 수 있다.Since this conventional reactor 2 is arranged in a horizontal direction and the inner circumferential surface 3 has a constant inner diameter, when there is no gas injected into the reactor 2, the powder is stirred up and down rather than overall. It is made in a local form, such as movement (S). Due to this, the thickness difference may occur depending on the position inside the reactor 2 for thin film deposition of the powder. That is, there may be a problem that the thin film is not uniformly deposited on the powder.

그리고 반응기(2)의 일측으로 가스가 주입되어 반응기(2)의 타측으로 배출되는 경우, 가스가 이동하는 방향으로 파우더의 이동이 발생될 수 있다. 이로 인해, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 파우더가 가스가 배출되는 반응기(2)의 제2 개방부(7) 쪽으로 모여서, 제2 개방부(7) 쪽에 설치된 필터가 막히는 문제가 발생할 수 있다. 여기서 도 2는 도 1의 반응기(2)의 사진으로서, ALD 공정 전의 반응기의 제2 개방부(7)를 보여주는 사진이다. 도 3은 도 2의 ALD 공정 이후의 반응기(2)의 제2 개방부(7)를 보여주는 사진이다. 그리고 도 4는 도 2의 반응기(2)의 제1 개방부와 제2 개방부에 각각 설치되는 필터를 보여주는 사진이다.And when the gas is injected into one side of the reactor 2 and discharged to the other side of the reactor 2, the movement of the powder may occur in the direction in which the gas moves. Due to this, as shown in FIGS. 2 to 4, the powder collects toward the second opening 7 of the reactor 2 from which the gas is discharged, and the filter installed on the second opening 7 side is clogged. can Here, FIG. 2 is a photograph of the reactor 2 of FIG. 1 , showing the second opening 7 of the reactor before the ALD process. FIG. 3 is a photograph showing the second opening 7 of the reactor 2 after the ALD process of FIG. 2 . And FIG. 4 is a photograph showing the filters respectively installed in the first opening part and the second opening part of the reactor 2 of FIG.

즉 도 2 및 도 3을 비교하면, ALD 공정 이후의 반응기의 제2 개방부(7)에 파우더가 모이는 것을 확인할 수 있다. 이로 인해 도 4(a)에 도시된 반응기의 제1 개방부에 설치된 필터보다 도 4(b)에 도시된 반응기의 제2 개방부에 설치된 필터에 파우더가 더 많이 침착되어 필터를 막고 있는 것을 확인할 수 있다.That is, comparing FIGS. 2 and 3 , it can be seen that the powder is collected in the second opening 7 of the reactor after the ALD process. Due to this, it can be confirmed that more powder is deposited on the filter installed in the second opening of the reactor shown in FIG. 4(b) than the filter installed in the first opening of the reactor shown in FIG. can

등록특허 제10-2086574호 (2020.03.09. 공고)Registered Patent No. 10-2086574 (2020.03.09. Announcement)

따라서 본 발명의 목적은 ALD 공정에서 파우더에 박막을 균일한 두께로 증착할 수 있도록 회전축이 틀어진 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ALD 장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a reactor in which a rotation axis is rotated so as to deposit a thin film with a uniform thickness on powder in an ALD process, and a powder ALD apparatus including the same.

본 발명의 다른 목적은 파우더가 반응기 내에서 균일하게 분포하도록 하여 반응기 내에서 파우더의 교반이 전반적으로 이루어지도록 하는 회전축이 틀어진 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ALD 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a reactor in which the rotational axis is twisted so that the powder is uniformly distributed in the reactor so that the powder is generally stirred in the reactor, and a powder ALD apparatus including the same.

본 발명의 또 다른 목적은 가스의 이동 방향으로 파우더가 배출구인 제2 개방부 쪽으로 이동하여 제2 개방부 쪽에 설치된 필터가 파우더로 막히는 문제를 억제할 수 있는 회전축이 틀어진 반응기 및 그를 포함하는 파우더 ALD 장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to move the powder toward the second opening, which is the outlet, in the direction of gas movement to prevent the filter installed in the second opening from clogging with the powder. to provide the device.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 연통되게 제1 개방부와 제2 개방부가 형성된 반응관; 상기 제1 개방부를 덮으며, 가스를 주입하는 주입축이 상기 제1 개방부 외측으로 돌출되게 형성되어 있고, 회전 시 상기 주입축이 회전축으로 사용되는 제1 덮개; 및 상기 제2 개방부를 덮으며, 모터의 구동축에 연결되는 연결축이 상기 제2 개방부의 외측으로 돌출되게 형성되어 있고, 상기 연결축이 상기 주입축에 대해서 틀어져 있는 제2 덮개;를 포함하는 파우더 ALD 장치용 반응기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a reaction tube in which the first opening and the second opening are formed to communicate; a first cover covering the first opening, an injection shaft for injecting gas is formed to protrude outside the first opening, and the injection shaft is used as a rotation shaft during rotation; and a second cover that covers the second opening, a connecting shaft connected to the driving shaft of the motor is formed to protrude to the outside of the second opening, and the connecting shaft is twisted with respect to the injection shaft; powder containing A reactor for an ALD apparatus is provided.

상기 주입축 및 상기 연결축은 각각 수평축으로, 서로 평행하게 상기 제1 및 제2 덮개의 중심에 형성될 수 있다.The injection shaft and the connecting shaft may be respectively horizontally and parallel to each other and formed at the center of the first and second covers.

상기 반응관은 일정 각도로 경사지게 상기 제1 및 제2 덮개 사이에 개재될 수 있다.The reaction tube may be interposed between the first and second covers to be inclined at a predetermined angle.

상기 반응관은 수평하게 상기 제1 및 제2 덮개 사이에 개재되고, 상기 주입축은 반응관의 중심축에 대해서 편심되게 상기 제1 덮개에 형성되어 있다.The reaction tube is horizontally interposed between the first and second covers, and the injection shaft is formed on the first cover to be eccentric with respect to the central axis of the reaction tube.

상기 주입축은 모터의 구동축과 동일 축 상에 위치할 수 있다.The injection shaft may be located on the same shaft as the driving shaft of the motor.

본 발명에 따른 파우더 ALD 장치용 반응기는, 상기 주입축과 동일 축 상에 위치하는 상기 모터의 구동축과 상기 연결축을 연결하는 링크축;을 더 포함할 수 있다.The reactor for a powder ALD device according to the present invention may further include a link shaft connecting the driving shaft of the motor positioned on the same axis as the injection shaft and the connecting shaft.

본 발명에 따른 파우더 ALD 장치용 반응기는, 상기 제1 개방부와 상기 제1 덮개 사이에 개재되는 제1 필터; 및 상기 제2 개방부와 상기 제2 덮개 사이에 개재되는 제2 필터;를 더 포함할 수 있다.A reactor for a powder ALD device according to the present invention includes: a first filter interposed between the first opening and the first cover; and a second filter interposed between the second opening part and the second cover.

본 발명은 또한, 열을 공급하는 열원; 상기 열원 내부에 회전 가능하게 설치되며, 상기 열원으로부터 열을 공급받아 내부에 제공된 파우더의 표면에 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD)을 수행하는 상기 반응기; 및 상기 반응기에 구동축을 매개로 연결되어 상기 반응기를 회전시키는 모터;를 포함하는 파우더 ALD 장치를 제공한다.The present invention also provides a heat source for supplying heat; The reactor is rotatably installed inside the heat source and receives heat from the heat source to perform atomic layer deposition (ALD) on the surface of the powder provided therein; and a motor connected to the reactor via a drive shaft to rotate the reactor; provides a powder ALD device comprising a.

본 발명에 따르면, 반응기는 회전축이 틀어져 회전하기 때문에, 파우더가 반응기 내에서 균일하게 분포하도록 하여 반응기 내에서 파우더의 교반이 전반적으로 이루어지도록 할 수 있다. 즉 반응기는 틀어진 회전축에 의해 원추형으로 회전하거나 편심되게 회전하기 때문에, 반응기 내에서 파우더의 교반이 전반적으로 이루어지도록 할 수 있다.According to the present invention, since the reactor rotates with a rotating shaft twisted, the powder can be uniformly distributed in the reactor so that the powder is generally stirred in the reactor. That is, since the reactor rotates in a conical shape or eccentrically by a twisted rotation shaft, the powder can be stirred in the reactor as a whole.

이와 같이 반응기 내에서 파우더의 교반이 전반적으로 이루어지기 때문에, 파우더에 박막을 균일한 두께로 증착할 수 있다.As such, since the stirring of the powder is generally performed in the reactor, a thin film can be deposited on the powder with a uniform thickness.

그리고 파우더가 반응기 내에서 균일하게 분포하도록 함으로써, 가스의 이동 방향으로 파우더가 제2 개방부 쪽으로 이동하여 제2 개방부 쪽에 설치된 필터가 파우더로 막히는 문제를 억제할 수 있다.And, by making the powder uniformly distributed in the reactor, it is possible to suppress the problem that the powder moves toward the second opening in the gas movement direction and the filter installed at the second opening is clogged with the powder.

도 1은 기존의 일정한 내경을 갖는 파우더 ALD 장치용 반응기를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 반응기의 사진으로서, ALD 공정 전의 반응기의 배출구를 보여주는 사진이다.
도 3은 도 2의 ALD 공정 이후의 반응기의 배출구를 보여주는 사진이다.
도 4는 도 2의 반응기의 주입구와 배출구에 각각 설치되는 필터를 보여주는 사진이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전축이 틀어진 반응기를 포함하는 파우더 ALD 장치를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 반응기의 회전을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전축이 틀어진 반응기를 포함하는 파우더 ALD 장치를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 7의 반응기의 회전을 보여주는 도면이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional reactor for a powder ALD device having a constant inner diameter.
FIG. 2 is a photograph of the reactor of FIG. 1 , and is a photograph showing the outlet of the reactor before the ALD process.
3 is a photograph showing the outlet of the reactor after the ALD process of FIG.
4 is a photograph showing filters respectively installed at the inlet and outlet of the reactor of FIG. 2 .
5 is a view showing a powder ALD apparatus including a reactor in which the rotation axis is twisted according to the first embodiment of the present invention.
6 is a view showing the rotation of the reactor of FIG.
7 is a view showing a powder ALD apparatus including a reactor in which the rotation axis is twisted according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view showing rotation of the reactor of FIG. 7 .

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that, in the following description, only parts necessary for understanding the embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted without departing from the gist of the present invention.

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.The terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors have appropriate concepts of terms to describe their invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined in Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so various equivalents that can be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be variations and variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

[제1 실시예][First embodiment]

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 회전축이 틀어진 반응기를 포함하는 파우더 ALD 장치를 보여주는 도면이다. 그리고 도 6은 도 5의 반응기의 회전을 보여주는 도면이다.5 is a view showing a powder ALD apparatus including a reactor in which the rotation axis is twisted according to the first embodiment of the present invention. And FIG. 6 is a view showing the rotation of the reactor of FIG.

도 5 및 도 6을 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 반응기(20)와, 반응기(20)에 구동축(51)을 매개로 연결되어 반응기(20)를 회전시키는 모터(50)를 포함한다. 여기서 반응기(20)는 반응관(21), 제1 덮개(35) 및 제2 덮개(41)를 포함한다. 반응관(21)은 연통되게 제1 개방부(25)와 제2 개방부(27)가 형성되어 있다. 제1 덮개(35)는 제1 개방부(25)를 덮으며, 가스를 주입하는 주입축(37)이 제1 개방부(25) 외측으로 돌출되게 형성되어 있고, 회전 시 주입축(37)이 회전축으로 사용된다. 그리고 제2 덮개(41)는 제2 개방부(27)를 덮으며, 모터(50)의 구동축(51)에 연결되는 연결축(43)이 제2 개방부(27)의 외측으로 돌출되게 형성되어 있고, 연결축(27)이 주입축(37)에 대해서 틀어져 있다.5 and 6 , the powder ALD apparatus 100 according to the first embodiment includes a heat source 10 for supplying heat, and ALD on the surface of the powder provided therein by receiving heat from the heat source 10 . It includes a reactor 20 to perform and a motor 50 connected to the reactor 20 via a drive shaft 51 to rotate the reactor 20 . Here, the reactor 20 includes a reaction tube 21 , a first cover 35 , and a second cover 41 . The reaction tube 21 has a first open portion 25 and a second open portion 27 are formed to communicate with each other. The first cover 35 covers the first opening 25 , and an injection shaft 37 for injecting gas is formed to protrude to the outside of the first opening 25 , and the injection shaft 37 when rotating This is used as the axis of rotation. And the second cover 41 covers the second opening 27 , and the connecting shaft 43 connected to the driving shaft 51 of the motor 50 is formed to protrude outward of the second opening 27 . and the connecting shaft 27 is twisted with respect to the injection shaft 37 .

이와 같이 제1 실시예에 따른 반응기(20)는 주입축(37)과 연결축(43)이 틀어져 있기 때문에, 반응기(20)는 회전하면서 자체적으로 내부에서 상하좌우로 파우더에 대한 교반(S)을 수행할 수 있다.As described above, in the reactor 20 according to the first embodiment, since the injection shaft 37 and the connecting shaft 43 are twisted, the reactor 20 rotates and agitates the powder from the inside up, down, left and right inside itself (S) can be performed.

제1 실시예에 따른 파우더 ALD 장치(100)는 링크축(45) 및 챔버(80)를 더 포함할 수 있다.The powder ALD apparatus 100 according to the first embodiment may further include a link shaft 45 and a chamber 80 .

반응기(20)는 전술된 바와 같이 반응관(21), 제1 덮개(35) 및 제2 덮개(41)를 포함하고, 제1 필터(31), 제2 필터(33) 및 링크축(45)을 더 포함할 수 있다.The reactor 20 includes a reaction tube 21 , a first cover 35 and a second cover 41 as described above, and includes a first filter 31 , a second filter 33 and a link shaft 45 . ) may be further included.

반응관(21)은 양쪽에 제1 및 제2 개방부(25,27)가 형성된 원통관 형태를 갖는다. 반응관(21)은, 도시하진 않았지만 도 2와 같이, 회전하면서 내부에 투입된 파우더를 교반할 수 있도록 내주면에 형성된 복수의 교반 날개를 포함할 수 있다. 복수의 교반 날개는 반응관(21)의 내주면의 중심을 향하여 돌출되게 형성될 수 있다.The reaction tube 21 has a cylindrical tube shape in which first and second openings 25 and 27 are formed on both sides. Although not shown, the reaction tube 21 may include a plurality of stirring blades formed on the inner circumferential surface to stir the powder injected therein while rotating, as shown in FIG. 2 . The plurality of stirring blades may be formed to protrude toward the center of the inner circumferential surface of the reaction tube 21 .

반응관(21)은 수평 방향의 회전축에 대해서 일정 각도로 기울어지게 설치된다. 반응관(21)의 기울기는 반응관(21) 내에서 파우더가 균일하게 교반될 수 있는 조건을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.The reaction tube 21 is installed to be inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal axis of rotation. The inclination of the reaction tube 21 may be appropriately set in consideration of a condition in which the powder can be uniformly stirred in the reaction tube 21 .

반응관(21)의 제1 및 제2 개방부(25,27)는 각각 제1 및 제2 덮개(35,41)에 의해 봉합된다.The first and second openings 25 and 27 of the reaction tube 21 are sealed by first and second covers 35 and 41, respectively.

제1 덮개(35)는 제1 필터(31)를 매개로 제1 개방부(25)에 결합된다. 제1 덮개(35)에는 반응관(21)의 내부와 연통되는 주입구(39)를 구비하는 주입축(37)이 형성되어 있다. 주입구(39)를 통해서 ALD 공정에 필요한 가스를 반응관(21) 내부로 주입한다. 주입축(37)은 반응관(21)을 회전할 수 있도록 축지된다. 즉 주입축(37)은 반응관(21)이 회전할 때 회전축으로 사용된다.The first cover 35 is coupled to the first opening 25 via the first filter 31 . An injection shaft 37 having an injection port 39 communicating with the inside of the reaction tube 21 is formed on the first cover 35 . A gas necessary for the ALD process is injected into the reaction tube 21 through the inlet 39 . The injection shaft 37 is supported so as to rotate the reaction tube 21 . That is, the injection shaft 37 is used as a rotation shaft when the reaction tube 21 rotates.

제2 덮개(41)는 제2 필터(33)를 매개로 제2 개방부(27)에 결합된다. 제2 덮개(41)의 중심에는 연결축(43)이 형성되어 있다. 연결축(43)은 반응기(20)를 회전시키는 모터(50)의 구동축(51)에 연결된다.The second cover 41 is coupled to the second opening 27 via the second filter 33 . A connecting shaft 43 is formed in the center of the second cover 41 . The connecting shaft 43 is connected to the driving shaft 51 of the motor 50 for rotating the reactor 20 .

모터(50)는 구동축(51)을 통하여 반응관(21)의 회전에 필요한 구동력을 제공한다. 구동축(51)은 주입축(37)과 동일축 상에 위치한다. 이로 인해 구동축(51)과 연결축(43)은 서로 어긋나 있기 때문에, 링크축(45)을 매개로 구동축(51)과 연결축(43)이 연결된다.The motor 50 provides a driving force necessary for rotation of the reaction tube 21 through the driving shaft 51 . The driving shaft 51 is located on the same axis as the injection shaft 37 . For this reason, since the drive shaft 51 and the connecting shaft 43 are shifted from each other, the drive shaft 51 and the connecting shaft 43 are connected via the link shaft 45 as a medium.

그리고 챔버(80)는 열원(10)과 반응기(20)를 내장한다. 챔버(80)는 ALD 공정 시 반응기(20)를 진공 상태로 만들어준다.And the chamber 80 contains the heat source 10 and the reactor 20 . The chamber 80 makes the reactor 20 in a vacuum state during the ALD process.

제1 실시예에 따른 반응기(20)는 회전하면서 자체적으로 내부에서 상하좌우로 파우더에 대한 교반(S)을 수행할 수 있도록, 주입축(37)과 연결축(43)은 각각 수평축으로 서로 평행하게 제1 및 제2 덮개(35,41)의 중심에 형성된다. 즉 반응관(21)이 수평 방향의 회전축에 대해서 일정 각도로 기울어지게 설치되기 때문에, 주입축(37)과 연결축(43)은 동축에 위치하지 않고 서로 어긋하게 위치한다.In the reactor 20 according to the first embodiment, the injection shaft 37 and the connecting shaft 43 are horizontally parallel to each other so as to perform agitation (S) for the powder in the inside while rotating by itself. It is formed in the center of the first and second cover (35,41). That is, since the reaction tube 21 is installed to be inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal axis of rotation, the injection shaft 37 and the connecting shaft 43 are not positioned on the same axis but are positioned to be shifted from each other.

이와 같이 회전축으로 사용되는 주입축(37)에 대해서 연결축(43)이 틀어져 있기 때문에, 연결축(43)과 구동축(51)은 링크축(45)을 매개로 결합된다. 여기서 링크축(45)은 주입축(37)과 동일 축 상에 위치하는 모터(50)의 구동축(51)과 연결축(43)을 연결한다.As such, since the connecting shaft 43 is twisted with respect to the injection shaft 37 used as the rotational shaft, the connecting shaft 43 and the driving shaft 51 are coupled via the link shaft 45 . Here, the link shaft 45 connects the driving shaft 51 and the connecting shaft 43 of the motor 50 positioned on the same axis as the injection shaft 37 .

이로 인해 모터(50)의 구동축(51)과 주입축(37)은 수평 방향으로 동일축 상에 위치한다.For this reason, the drive shaft 51 and the injection shaft 37 of the motor 50 are located on the same axis in the horizontal direction.

이와 같이 제1 실시예에 따른 반응기(20)는 구동축(51)과 주입축(37)이 형성하는 수평 방향의 회전축에 대해서, 반응관(21)이 일정 각도로 기울어지게 설치된다. 따라서 모터(50)가 구동하게 되면, 반응관(21)은 회전하면서 상하로 이동하게 된다. 즉 반응관(21)은 전체적으로 원추형을 이루도록 회전한다.As described above, in the reactor 20 according to the first embodiment, the reaction tube 21 is installed to be inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal axis of rotation formed by the driving shaft 51 and the injection shaft 37 . Accordingly, when the motor 50 is driven, the reaction tube 21 moves up and down while rotating. That is, the reaction tube 21 rotates to form a cone as a whole.

구체적으로 설명하면, 반응기(20) 내부에 파우더가 공급된 상태에서, 회전하는 반응기(20) 내부로 가스가 제1 개방부(25)로 주입되어 제2 개방부(27)로 배출된다고 가정할 때, 기본적으로 파우더의 교반은 교반 날개에 의해 상하로 이루어진다.Specifically, it is assumed that, in a state in which the powder is supplied to the inside of the reactor 20 , gas is injected into the rotating reactor 20 through the first opening 25 and discharged through the second opening 27 . At this time, the powder is basically stirred up and down by the stirring blades.

수평한 회전축에 대해서 기울어진 반응관(21)은 전체적으로 원추형을 그리면서 R방향으로 회전하기 때문에, 가스의 주입 여부에 상관 없이, 반응관(21) 내부에 투입된 파우더를 상하좌우로 교반(S)할 수 있다. 즉 반응관(21)이 회전하는 경우, 반응관(21)은 주입축(37)을 기준으로 주입축(37)과 연결축(43) 간의 수직 방향의 길이에 대응하는 반경으로 제2 덮개(41)가 형성된 반응관(21)의 타단부가 원추형으로 회전한다. 이로 인해 파우더가 반응관(21) 내에서 균일하게 분포하도록 하여 반응기(21) 내에서 파우더의 교반(S)이 전반적으로 이루어지도록 할 수 있다.Since the reaction tube 21 inclined with respect to the horizontal rotation axis rotates in the R direction while drawing a cone as a whole, the powder injected into the reaction tube 21 is stirred up, down, left and right, regardless of whether gas is injected (S) can do. That is, when the reaction tube 21 rotates, the reaction tube 21 has a radius corresponding to the length in the vertical direction between the injection shaft 37 and the connecting shaft 43 with respect to the injection shaft 37, and the second cover ( The other end of the reaction tube 21 in which 41) is formed rotates in a conical shape. Due to this, the powder is uniformly distributed in the reaction tube 21 so that the agitation (S) of the powder in the reactor 21 can be performed as a whole.

이와 같이 제1 실시예에 따른 반응관(21) 내에서 파우더의 교반(S)이 전반적으로 이루어지기 때문에, 파우더에 박막을 균일한 두께로 증착할 수 있다.As described above, since the stirring (S) of the powder is generally performed in the reaction tube 21 according to the first embodiment, a thin film can be deposited on the powder with a uniform thickness.

그리고 파우더가 반응관(21) 내에서 균일하게 분포하도록 함으로써, 가스의 이동 방향으로 파우더가 제2 개방부(27) 쪽으로 이동하여 제2 개방부(27) 쪽에 설치된 제2 필터(33)가 파우더로 막히는 문제를 억제할 수 있다.And by making the powder uniformly distributed in the reaction tube 21 , the powder moves toward the second opening 27 in the gas movement direction, and the second filter 33 installed on the second opening 27 side of the powder clogging problems can be avoided.

[제2 실시예][Second embodiment]

한편 제1 실시예에서는 반응관(21)이 수평 방향의 회전축에 대해서 일정 각도로 기울어지게 설치된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에서는 반응관(21)을 수평 방향의 회전축에 대해서 수평하게 설치하면서, 파우더가 반응관(21) 내에서 균일하게 분포하도록 하여 반응기(21) 내에서 파우더의 교반(S)이 전반적으로 이루어지도록 할 수 있다.Meanwhile, although an example in which the reaction tube 21 is installed to be inclined at a predetermined angle with respect to the horizontal axis of rotation is disclosed in the first embodiment, the present invention is not limited thereto. For example, as shown in FIGS. 7 and 8 , in the second embodiment, the reaction tube 21 is installed horizontally with respect to the horizontal axis of rotation, and the powder is uniformly distributed in the reaction tube 21 so that the reactor ( 21) in the powder agitation (S) can be made as a whole.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 회전축이 틀어진 반응기(20)를 포함하는 파우더 ALD 장치(200)를 보여주는 도면이다. 그리고 도 8은 도 7의 반응기(20)의 회전을 보여주는 도면이다.7 is a view showing a powder ALD apparatus 200 including a reactor 20 in which the rotation axis is twisted according to a second embodiment of the present invention. And FIG. 8 is a view showing the rotation of the reactor 20 of FIG.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제2 실시예에 따른 파우더 ALD 장치(200)는 열을 공급하는 열원(10)과, 열원(10)으로부터 열을 공급받아 내부에 제공된 파우더의 표면에 ALD를 수행하는 반응기(20)와, 반응기(20)에 구동축(51)을 매개로 연결되어 반응기(20)를 회전시키는 모터(50)를 포함한다. 여기서 반응기(20)는 반응관(21), 제1 덮개(35) 및 제2 덮개(41)를 포함한다. 반응관(21)은 연통되게 제1 개방부(25)와 제2 개방부(27)가 형성되어 있다. 제1 덮개(35)는 제1 개방부(25)를 덮으며, 가스를 주입하는 주입축(37)이 제1 개방부(25) 외측으로 돌출되게 형성되어 있고, 회전 시 주입축(37)이 회전축으로 사용된다. 그리고 제2 덮개(41)는 제2 개방부(27)를 덮으며, 모터(50)의 구동축(51)에 연결되는 연결축(43)이 제2 개방부(27)의 외측으로 돌출되게 형성되어 있고, 연결축(27)이 주입축(37)에 대해서 틀어져 있다.7 and 8 , the powder ALD apparatus 200 according to the second embodiment receives heat from a heat source 10 for supplying heat and heat from the heat source 10 to apply ALD to the surface of the powder provided therein. It includes a reactor 20 to perform and a motor 50 connected to the reactor 20 via a drive shaft 51 to rotate the reactor 20 . Here, the reactor 20 includes a reaction tube 21 , a first cover 35 , and a second cover 41 . The reaction tube 21 has a first open portion 25 and a second open portion 27 are formed to communicate with each other. The first cover 35 covers the first opening 25 , and an injection shaft 37 for injecting gas is formed to protrude to the outside of the first opening 25 , and the injection shaft 37 when rotating This is used as the axis of rotation. And the second cover 41 covers the second opening 27 , and the connecting shaft 43 connected to the driving shaft 51 of the motor 50 is formed to protrude outward of the second opening 27 . and the connecting shaft 27 is twisted with respect to the injection shaft 37 .

이와 같이 제2 실시예에 따른 반응기(20)는 주입축(37)과 연결축(43)이 틀어져 있기 때문에, 반응기(20)는 회전하면서 자체적으로 내부에서 상하좌우로 파우더에 대한 교반(S)을 수행할 수 있다.As described above, in the reactor 20 according to the second embodiment, since the injection shaft 37 and the connecting shaft 43 are twisted, the reactor 20 rotates and stirs the powder up, down, left, and right inside itself (S) can be performed.

제2 실시예에 따른 파우더 ALD 장치(200)는 링크축(45) 및 챔버(80)를 더 포함할 수 있다.The powder ALD apparatus 200 according to the second embodiment may further include a link shaft 45 and a chamber 80 .

반응관(21)은 수평 방향의 회전축에 대해서 수평하게 설치된다.The reaction tube 21 is installed horizontally with respect to the rotation axis in the horizontal direction.

제2 실시예에 따른 반응관(21)은 수평하게 제1 및 제2 덮개(35,41) 사이에 개재된다.The reaction tube 21 according to the second embodiment is horizontally interposed between the first and second covers 35 and 41 .

주입축(37) 및 연결축(43)은 각각 수평축으로 형성되고, 주입축(37)은 반응관(21)의 중심축에서 이격된 위치에 형성된다. 이와 같이 주입축(37)을 형성하는 이유는, 주입축(37)을 중심으로 편심되게 반응관(21)을 회전시키기 위해서이다. 편심되게 반응관(21)을 회전시킴으로써, 파우더가 반응관(21) 내에서 균일하게 분포하도록 하여 반응기(21) 내에서 파우더의 교반(S)이 전반적으로 이루어지도록 할 수 있다. 예컨대 주입축(37)이 제1 덮개(35)의 중심에서 떨어진 상부에 형성되는 경우, 연결축(43)은 제2 덮개(41)의 하부에 형성될 수 있다.The injection shaft 37 and the connecting shaft 43 are respectively formed on a horizontal axis, and the injection shaft 37 is formed at a position spaced apart from the central axis of the reaction tube 21 . The reason for forming the injection shaft 37 in this way is to rotate the reaction tube 21 eccentrically about the injection shaft 37 . By rotating the reaction tube 21 eccentrically, the powder can be uniformly distributed in the reaction tube 21 so that the agitation (S) of the powder in the reactor 21 can be performed as a whole. For example, when the injection shaft 37 is formed at an upper portion away from the center of the first cover 35 , the connecting shaft 43 may be formed under the second cover 41 .

반응관(21)은 수평 방향의 회전축에 대해서 편심되게 R방향으로 회전하기 때문에, 가스의 주입 여부에 상관 없이, 반응관(21) 내부에 투입된 파우더를 상하좌우로 교반(S)할 수 있다. 이로 인해 파우더가 반응관(21) 내에서 균일하게 분포하도록 하여 반응기(21) 내에서 파우더의 교반(S)이 전반적으로 이루어지도록 할 수 있다.Since the reaction tube 21 rotates in the R direction eccentrically with respect to the horizontal axis of rotation, the powder injected into the reaction tube 21 can be stirred (S) up, down, left and right, regardless of whether gas is injected. Due to this, the powder is uniformly distributed in the reaction tube 21 so that the agitation (S) of the powder in the reactor 21 can be performed as a whole.

이와 같이 제2 실시예에 따른 반응관(21) 내에서 파우더의 교반(S)이 전반적으로 이루어지기 때문에, 파우더에 박막을 균일한 두께로 증착할 수 있다.As described above, since the stirring (S) of the powder is generally performed in the reaction tube 21 according to the second embodiment, a thin film can be deposited on the powder with a uniform thickness.

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.On the other hand, the embodiments disclosed in the present specification and drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 열원
20 : 반응기
21 : 반응관
25 : 제1 개방부
27 : 제2 개방부
31 : 제1 필터
33 : 제2 필터
35 : 제1 덮개
37 : 주입축
39 : 주입구
41 : 제2 덮개
43 : 연결축
45 : 링크축
50 : 모터
51 : 구동축
80 : 챔버
100, 200 : 파우더 ALD 장치10: heat source
20: reactor
21: reaction tube
25: first opening
27: second opening
31: first filter
33: second filter
35: first cover
37: injection shaft
39: inlet
41: second cover
43: connecting shaft
45: link shaft
50: motor
51: drive shaft
80: chamber
100, 200: powder ALD device

Claims

a reaction tube in which a first opening and a second opening are formed to communicate;
a first cover covering the first opening, an injection shaft for injecting gas is formed to protrude outside the first opening, and the injection shaft is used as a rotational shaft during rotation; and
a second cover covering the second opening, a connecting shaft connected to the driving shaft of the motor is formed to protrude to the outside of the second opening, and the connecting shaft is twisted with respect to the injection shaft;
A reactor for a powder ALD device comprising a.

According to claim 1,
The injection shaft and the connecting shaft are horizontally and parallel to each other, respectively, and are formed at the center of the first and second covers.

3. The method of claim 2,
The reactor for a powder ALD device, characterized in that the reaction tube is interposed between the first and second covers to be inclined at a predetermined angle.

3. The method of claim 2,
The reaction tube is horizontally interposed between the first and second covers, and the injection shaft is formed on the first cover to be eccentric with respect to the central axis of the reaction tube.

According to claim 1,
The injection shaft is a reactor for a powder ALD device, characterized in that located on the same shaft and the drive shaft of the motor.

6. The method of claim 5,
a link shaft connecting the driving shaft of the motor and the connecting shaft positioned on the same shaft as the injection shaft;
A reactor for a powder ALD device, characterized in that it further comprises.

According to claim 1,
a first filter interposed between the first opening and the first cover; and
a second filter interposed between the second opening and the second cover;
Power the reactor for the ALD device, characterized in that it further comprises.

a heat source that supplies heat;
a reactor that is rotatably installed inside the heat source and receives heat from the heat source to perform atomic layer deposition (ALD) on the surface of the powder provided therein; and
Including; a motor connected to the reactor via a drive shaft to rotate the reactor;
The reactor is
a reaction tube in which a first opening and a second opening are formed to communicate;
a first cover covering the first opening, an injection shaft for injecting gas is formed to protrude outside the first opening, and the injection shaft is used as a rotational shaft during rotation; and
a second cover covering the second opening, a connecting shaft connected to the driving shaft of the motor is formed to protrude outward of the second opening, and the connecting shaft is twisted with respect to the injection shaft;
A powder ALD device comprising a.

According to claim 8, wherein the reactor,
The powder ALD apparatus, characterized in that the injection shaft and the connecting shaft are respectively formed in the center of the first and second covers parallel to each other in a horizontal axis.

10. The method of claim 9,
The reaction tube is a powder ALD apparatus, characterized in that interposed between the first and second covers to be inclined at a predetermined angle.

10. The method of claim 9,
The reaction tube is horizontally interposed between the first and second covers, and the injection shaft is formed on the first cover to be eccentric with respect to a central axis of the reaction tube.

10. The method of claim 9,
The injection shaft is located on the same shaft as the drive shaft of the motor,
a link shaft connecting the driving shaft of the motor and the connecting shaft positioned on the same shaft as the injection shaft;
Powder ALD device further comprising a.