KR20220085330A - 증착장치 - Google Patents

Abstract

증착장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 증착장치는, 증착공정이 진행되는 챔버; 챔버의 내부에 배치되는 증착대상의 상부에 배치되어 증착대상을 향해 증착물질을 분사하는 증착물질 분사유닛; 및 챔버 내부에 배치되며, 증착대상에 증착물질이 균일하게 증착될 수 있도록 증착물질 분사유닛에 의해 분사된 증착물질이 챔버 외부로 배기되는 유동 방향을 가이드하는 증착물질 유동 조절 및 가이드 유닛을 포함한다.

Description

증착장치{Deposition Apparatus}

본 발명은, 증착장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 증착물질을 증착대상에 보다 효율적으로 증착할 수 있도록, 간단한 구조에 의해 증착물질의 유동 방향을 효율적으로 가이드하면서, 유동 방향에 따른 증착물질의 유동량을 효과적으로 조절함으로써, 증착물질이 증착공간 내에서 균일하게 유동할 수 있는 증착장치에 관한 것이다.

최근 각광받고 있는 전기 자동차(Electric Vehicle, EV) 또는 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS) 등에 사용되는 2차 전지(secondary cell)는 일반적으로 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환시켜 외부의 회로에 전원을 공급하기도 하고, 방전되었을 때 외부의 전원을 공급받아 전기적 에너지를 화학적 에너지로 바꾸어 전기를 저장할 수 있는 전지를 가리키며, 이러한 2차 전지를 통상적으로 축전기라 부르기도 한다.

이러한 2차 전지 중에서 리튬 이온 2차 전지의 전극을 제조하기 위한 전극공정은 양극재와 음극재를 각각 알루미늄, 동박 극판에 붙이는 공정으로 믹싱, 코팅&건조, 압연, 슬리팅, 진공 건조 공정으로 세분화할 수 있다.

여기서, 리튬 이온 2차 전지의 성능을 높이기 위한 음극재를 생산하는 방법으로써, 음극 활물질에 카본(C)을 코팅하는 방법이 사용될 수 있다.

이렇게 카본(C)을 코팅하는 방법은 여러 가지의 방법이 존재하는데, 그 방법 중 하나로 탄소(C)와 수소(H)를 포함하는 소스 가스(Source Gas), 예를 들어 메탄(CH4), 에틸렌(C2H4), 아세틸렌(C2H2) 등의 소스 가스를 증착대상이 배치된 챔버로 투입하고 고온의 열을 가하여 분자가 열분해(Decomposition)되는 온도에 도달하면, 분해된 분자 중 탄소(C)가 증착물질로서 선택적으로 원하는 증착대상에 코팅될 수 있다. 이후에 수소(H) 가스는 챔버 외부로 배출된다.

이 방법은 소스 가스로 사용된 특정 물질이 열분해되는 온도에서 물질이 분자단위로 깨어지는 온도로 가열시킴으로 이루어지는데, 이때 온도를 줄일 수 있는 방법으로 분위기 압력을 낮춰 진공상태로 만들면 열분해되는 반응 온도가 낮아지기 때문에 유리하다.

이 때, 열분해된 물질의 코팅 즉 증착하는데 있어서, 적절한 온도 및 압력의 조절도 중요하지만, 챔버 내에서 소스 가스의 유동 방향을 조절하고 유동 방향에 따른 증착물질의 유동량을 조절하는 것은, 증착물질이 반응 면적 전체에서 균일하게 반응할 수 있도록 도와주므로, 반응 효율을 상승시켜 보다 효율적으로 증착시키기 위해 증착공정을 최적화시킬 수 있는 중요한 목표가 될 수 있다.

도 1은 종래의 증착장치에서 수평 방향을 따라 챔버의 내부를 유동하는 증착물질의 유동 방향(a)과, 수직 방향을 따라 챔버의 내부를 유동하는 증착물질의 유동 방향(b)을 개략적으로 도시한 도면이다.

그런데, 종래의 증착장치에 있어서는, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 소스 가스의 공급에 있어서 챔버의 일측면에서 반대측면으로 이동시키는 수평이동 방식을 사용하는 경우에는 재료의 표면에서 주로 반응하여 증착 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 대량의 증착을 위해 넓은 면적에 소스 가스를 분산시켜 공급해야 하는데, 일반 노즐을 사용하게 될 경우에는 챔버의 내부로 공급되는 소스 가스를 넓게 분산시켜 공급할 수 없는 문제점이 있다.

그리고, 넓은 면적에 소스 가스를 공급하더라도 소스 가스의 배기를 위한 배기면적이 좁기 때문에 공급된 소스 가스가 배기구로 이동하는 동안에 챔버 내부에서의 증착물질의 유동이 균일하지 못하게 되는 문제가 있다.

나아가, 일반적으로 챔버는 그 크기를 쉽게 변경할 수 없지만, 증착대상의 종류, 크기에 따라 증착을 원하는 면적이 달라질 수 있기 때문에, 챔버 내부에서 위치별로 온도의 차이가 발생하게 되므로, 증착이 이루어지는 증착대상에서 멀리 떨어진 위치에는 온도가 낮아 증착물질이 냉각되어 쌓이게 되는 현상이 발생하는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1016021호, (2011.02.23.)

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 증착물질을 증착대상에 보다 효율적으로 증착할 수 있도록, 간단한 구조에 의해 증착물질의 유동 방향을 효율적으로 가이드하면서, 유동 방향에 따른 증착물질의 유동량을 효과적으로 조절함으로써, 증착물질이 증착공간 내에서 균일하게 유동할 수 있는 증착장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 증착공정이 진행되는 챔버; 상기 챔버의 내부에 배치되는 증착대상의 상부에 배치되어 상기 증착대상을 향해 증착물질을 분사하는 증착물질 분사유닛; 및 상기 챔버 내부에 배치되며, 상기 증착대상에 상기 증착물질이 균일하게 증착될 수 있도록 상기 증착물질 분사유닛에 의해 분사된 상기 증착물질이 상기 챔버 외부로 배기되는 유동 방향을 가이드하는 증착물질 유동 조절 및 가이드 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치가 제공될 수 있다.

상기 증착물질 유동 조절 및 가이드 유닛은, 상기 챔버의 내부에 배치되되, 상기 증착물질 분사유닛으로부터 분사된 상기 증착물질이 외부로 배기되는 유동 방향을 가이드하도록, 상기 증착물질 분사유닛과 상기 증착대상을 둘러싸면서 배치되어 상기 챔버 내부의 공간을 분산공간, 증착공간 및 배출공간으로 분리시키는 적어도 하나의 분리막 모듈; 및 상기 분리막 모듈에 결합되어 상기 증착물질이 상기 증착공간으로부터 상기 배출공간으로 유동하도록 유동 방향을 가이드하되, 상기 증착공간으로부터 상기 배출공간으로 유동하는 상기 증착물질의 유동량을 조절하는 유동조절 배플을 포함할 수 있다.

상기 분리막 모듈은, 상기 증착물질 분사유닛과 상기 증착대상의 측면을 따라 배치되어 상기 분산공간과 상기 증착공간의 측부 경계를 형성하여 상기 증착물질의 유동을 상기 분산공간과 상기 증착공간으로 유도하는 상부 분리막 모듈; 및 상기 증착대상의 하부에 배치되어 상기 증착공간의 하부 경계를 형성하는 하부 분리막 모듈을 포함할 수 있다.

상기 상부 분리막 모듈은, 상기 증착물질 분사유닛의 적어도 일측에 접촉되어 상기 분산공간을 형성하는 제1 상부 분리막 모듈; 및 상기 제1 상부 분리막 모듈의 하부에 연결되어 상기 증착공간을 형성하는 제2 상부 분리막 모듈을 포함하여, 상기 증착물질 분사유닛의 하단부와 함께 상기 분산공간과 상기 증착공간을 분리시키며, 상기 제1 상부 분리막 모듈은 상기 제2 상부 분리막 모듈 보다 상기 챔버 내벽으로부터 더 돌출되게 마련될 수 있다.

상기 유동조절 배플은, 미리 정해진 거리만큼 상호 이격되어 배치되어 관통 형성되는 다수의 유동가이드 홀이 형성되며, 상기 상부 분리막 모듈과 상기 하부 분리막 모듈 사이에 배치되어 상기 증착공간 내부에서 상부 방향으로부터 하부 방향으로 유동하던 상기 증착물질이 상기 증착공간의 측면에 위치하는 상기 배출공간을 향해 수평 방향으로 유동할 때 상기 증착물질의 유동 방향을 가이드할 수 있다.

상기 다수의 유동가이드 홀은, 각 유동가이드 홀 마다 상기 증착물질의 유동량을 조절하기 위하여 상호 직경이 다르게 마련될 수 있다.

상기 다수의 유동가이드 홀은, 중앙 영역의 유동가이드 홀의 직경이 양 단부 영역의 유동가이드 홀의 직경보다 작을 수 있다.

상기 유동조절 배플은, 상기 다수의 유동가이드 홀에 선택적으로 결합되어 결합된 위치에서 상기 증착물질의 유동량이 개별적으로 조절되도록 미리 결정된 내부 직경을 가지는 유동량조절 삽입관을 더 포함할 수 있다.

상기 증착물질 분사유닛은, 상기 챔버의 상부에 배치되어 하부를 향해 상기 증착물질을 분사하되, 상기 증착물질을 방사형으로 분산시키는 분산 노즐; 및 상기 분산 노즐의 하부에 배치되어 상기 분산 노즐에서 분사된 상기 증착물질을 상기 증착공간으로 분사하되, 상기 증착대상을 향해 분사하는 상기 증착물질의 분사량을 조절하는 분사조절 모듈을 포함할 수 있다.

상기 분사조절 모듈은, 상호 이격되어 배치되어 상기 증착대상을 향해 수직방향으로 관통 형성되어 상기 증착물질의 분사 방향을 가이드하는 다수의 분사가이드 홀이 형성될 수 있다.

상기 분사조절 모듈은, 상기 다수의 분사가이드 홀에 선택적으로 결합되며, 결합된 위치에서 상기 증착물질의 분사량이 개별적으로 조절하도록 미리 결정된 내부 직경을 가지는 적어도 하나의 분사량조절 삽입관을 더 포함할 수 있다.

상기 분산 노즐은, 상기 증착물질이 유동하는 노즐관; 및 상기 노즐관에 연결되며, 원주 방향을 따라 상호 이격되어 관통 형성되는 다수의 분산노즐공이 마련되는 분산헤드를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은, 간단한 구조에 의해 증착물질의 유동 방향을 효율적으로 가이드하면서, 유동 방향에 따른 증착물질의 유동량을 효과적으로 조절함으로써, 증착물질이 증착공간 내에서 균일하게 유동할 수 있어 증착물질을 증착대상에 보다 효율적으로 증착할 수 있다.

도 1은 종래의 증착장치에서 수평 방향을 따라 챔버의 내부를 유동하는 증착물질의 유동 방향(a)과, 수직 방향을 따라 챔버의 내부를 유동하는 증착물질의 유동 방향(b)을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 증착장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 유동조절 배플(510) 부분을 개략적으로 도시한 사시도로서, 유동조절 배플(510)에 의한 유동 방향의 가이드 및 유동량의 조절에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 분산 노즐(310) 부분을 개략적으로 도시한 정면단면도(a)와, 하부에서 바라본 도면(b)이다.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 증착장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 유동조절 배플(510) 부분을 개략적으로 도시한 사시도로서, 유동조절 배플(510)에 의한 유동 방향의 가이드 및 유동량의 조절에 대하여 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 도 2의 분산 노즐(310) 부분을 개략적으로 도시한 정면단면도(a)와, 하부에서 바라본 도면(b)이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 증착장치는, 챔버(100)와, 증착물질 분사유닛(300)와, 증착물질 유동 조절 및 가이드 유닛(500)을 포함한다.

먼저, 챔버(100)는 증착공정이 진행되는 공간으로서, 증착대상(S)이 배치되는 장소를 제공하고 챔버(100)의 내부로 투입된 소스 가스에 고온의 열을 가하기 위한 히터(미도시)가 마련되며, 분자가 열분해되는 온도를 낮추기 위하여 챔버 내의 분위기 압력을 낮춰 진공상태로 만들어 주는 진공펌프(미도시)가 연결된다.

일반적으로 챔버는 그 크기를 쉽게 변경할 수 없지만, 증착대상의 종류, 크기에 따라 증착을 원하는 면적이 달라질 수 있기 때문에, 챔버 내부에서 위치별로 온도의 차이가 발생하게 되므로, 증착이 이루어지는 증착대상에서 멀리 떨어진 위치에는 온도가 낮아 증착물질이 냉각되어 쌓이게 되는 현상이 발생하는 문제가 있음은 전술한 바와 같다.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 후술할 분리막 모듈(510)에 의해 챔버(100) 내부의 공간을 분산공간(Z1), 증착공간(Z2) 및 배출공간(Z3)으로 분리시킴으로써, 증착이 이루어지는 증착대상에서 멀리 떨어진 위치로는 증착물질이 유동하지 못하도록 방지할 수 있으므로, 특정 장소에 증착물질이 냉각되어 쌓이게 되는 현상이 방지할 수 있게 된다.

한편, 증착물질 분사유닛(300)은 챔버(100)의 내부에 배치되는 증착대상(S)의 상부에 배치되어 증착대상(S)을 향해 증착물질을 분사하는 역할을 하며, 분산 노즐(310)과, 분사조절 모듈(330)을 포함한다.

본 발명에 따르면, 증착물질 분사유닛(300)을 마련하여 소스 가스의 공급을 상부에서 하부로(downstream flow) 유동하면서 직접 반응하게 하여 반응 효율을 높임으로써, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 소스 가스의 공급에 있어서 챔버의 일측면에서 반대측면으로 이동시키는 수평이동 방식을 사용하는 경우에 재료의 표면에서 주로 반응하여 증착 효율이 떨어지는 문제점을 해결할 수 있게 된다.

먼저, 분산 노즐(310)은 챔버(100)의 상부에 배치되어 하부를 향해 증착물질을 분사하되, 증착물질을 방사형으로 분산시키는 역할을 하며, 노즐관(311)과, 분산헤드(313)를 포함한다.

노즐관(311)은 챔버(100)의 외부로부터 챔버(100) 내부를 향해 증착물질이 직진으로 유동하여 공급되는 관이다.

분산헤드(313)는 노즐관(311)에 연결되며, 원주 방향을 따라 상호 이격되어 관통 형성되는 다수의 분산노즐공(315)이 마련되어 노즐관(311)을 따라 직진으로 유동하던 증착물질이 분산공간(Z1)을 향해 분산시키는 역할을 한다.

이러한 구조를 가진 분산 노즐(310)을 마련함으로써, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 일반 노즐을 사용하게 될 경우에는 챔버의 내부로 공급되는 소스 가스를 넓게 분산시켜 공급할 수 없는 문제점을 해결하여 대량의 증착을 위해 넓은 면적에 소스 가스를 분산시켜 공급할 수 있게 된다.

분사조절 모듈(330)은 분산 노즐(310)의 하부에 배치되어 분산 노즐(310)에서 분사된 증착물질을 증착공간(Z2)으로 분사하되, 증착대상(S)을 향해 분사하는 증착물질의 분사량을 조절하는 역할을 한다.

분사조절 모듈(330)에는 상호 이격되어 배치되어 증착대상(S)을 향해 수직방향으로 관통 형성되어 증착물질의 분사 방향을 가이드하는 다수의 분사가이드 홀(331)이 형성된다.

이 때, 본 발명의 일 실시 예에 따른 분사조절 모듈(330)의 다수의 분사가이드 홀(331)은, 각 분사가이드 홀 마다 증착물질의 유동량을 조절하기 위하여 상호 직경이 다르게 마련될 수 있으며, 예를 들어 중앙 영역의 분사가이드 홀의 직경이 주위 영역의 분사가이드 홀의 직경보다 작게 마련될 수 있다.

이에 대하여 자세히 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 분사조절 모듈(330)의 중앙 영역의 상부에 분산 노즐(310)이 마련되는 경우에는 분산 노즐(310)이 일차적으로 증착물질을 주위 영역으로 분산시켜 주는 역할을 하지만, 그렇다고 하더라도 분산공간(Z1) 내부에서 증착물질이 완벽하게 분산된 상태는 아니므로, 분사조절 모듈(330)의 다수의 분사가이드 홀(331)을 통과하여 증착공간(Z2)으로 분사될 때, 중앙 영역과 주위 영역 사이에 통과하는 증착물질의 유동량은 차이가 있을 수 있다.

따라서, 분사조절 모듈(330)의 중앙 영역과 주위 영역에 형성되는 다수의 분사가이드 홀(331)은 상호 직경이 다르게 마련될 수 있으며, 이러한 차이로 인해 각각의 분사가이드 홀(331)을 통과하는 증착물질의 유동량을 영역별로 조절할 수 있으므로, 결국 분사조절 모듈(330)을 통해 증착공간(Z2)으로 분사되는 증착물질은 균일하게 분사될 수 있게 된다.

이와 달리, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 분사조절 모듈(330)은, 다수의 분사가이드 홀(331)에 선택적으로 결합되며, 결합된 위치에서 증착물질의 분사량이 개별적으로 조절하도록 미리 결정된 내부 직경을 가지는 적어도 하나의 분사량조절 삽입관(335)을 더 포함할 수 있다.

즉, 분사조절 모듈(330)의 중앙 영역과 주위 영역에 형성되는 모든 분사가이드 홀(331)을 동일한 직경을 갖도록 제작하고, 별도의 분사량조절 삽입관(335)을 삽입함으로써, 원하는 위치에서의 분사량을 개별적으로 조절할 수 있는 장점이 있다.

그리고 이 경우에는 다양한 증착환경에 따라 맞춤형으로 분사량을 조절할 수 있는 장점이 있다.

결국, 분산 노즐(310)과 분사조절 모듈(330)을 포함하는 증착물질 분사유닛(300)을 마련함으로써, 본 발명에 따른 증착장치는 일차적으로 분산 노즐(310)에 의해 챔버(100)의 분산공간(Z1)을 향해 증착물질을 분산시키고, 일차적으로 분산된 상태의 증착물질을 분사조절 모듈(330)을 통해 이차적으로 증착물질의 유동량을 위치별로 조절해 줌으로써, 증착물질을 증착공간(Z2)의 모든 부분에 대하여 균일하게 분사할 수 있게 된다.

한편, 증착물질 유동 조절 및 가이드 유닛(500)은 챔버(100) 내부에 배치되며, 증착대상(S)에 증착물질이 균일하게 증착될 수 있도록 증착물질 분사유닛(300)에 의해 분사된 증착물질이 챔버(100) 외부로 배기되는 유동 방향을 가이드하는 역할을 한다.

이러한 증착물질 유동 조절 및 가이드 유닛(500)은, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 분리막 모듈(510)과, 유동조절 배플(530)을 포함한다.

먼저, 분리막 모듈(510)은 챔버(100)의 내부에 배치되되, 증착물질 분사유닛(300)으로부터 분사된 증착물질이 외부로 배기되는 유동 방향을 가이드하도록, 증착물질 분사유닛(300)과 증착대상(S)을 둘러싸면서 배치되어 챔버(100) 내부의 공간을 분산공간(Z1), 증착공간(Z2) 및 배출공간(Z3)으로 분리시키는 역할을 하며, 적어도 하나의 분리막 모듈(510)이 필요한 위치에 배치되어 마련된다.

전술한 바와 같이, 일반적으로 챔버는 그 크기를 쉽게 변경할 수 없지만, 증착대상의 종류, 크기에 따라 증착을 원하는 면적이 달라질 수 있기 때문에, 챔버 내부에서 위치별로 온도의 차이가 발생하게 되므로, 증착이 이루어지는 증착대상에서 멀리 떨어진 위치에는 온도가 낮아 증착물질이 냉각되어 쌓이게 되는 현상이 발생하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 후술할 분리막 모듈(510)에 의해 챔버(100) 내부의 공간을 분산공간(Z1), 증착공간(Z2) 및 배출공간(Z3)으로 분리시킴으로써, 증착이 이루어지는 증착대상에서 멀리 떨어진 위치로는 증착물질이 유동하지 못하도록 방지할 수 있으므로, 특정 장소에 증착물질이 냉각되어 쌓이게 되는 현상이 방지할 수 있게 된다.

이러한 분리막 모듈(510)은, 상부 분리막 모듈(511)과, 하부 분리막 모듈(513)을 포함한다.

상부 분리막 모듈(511)은 증착물질 분사유닛(300)과 증착대상(S)의 측면을 따라 배치되어 분산공간(Z1)과 증착공간(Z2)의 측부 경계를 형성하여 증착물질의 유동을 분산공간(Z1)과 증착공간(Z2)으로 유도하는 역할을 한다.

즉, 도 2에 자세히 도시된 바와 같이, 상부 분리막 모듈(511)은 증착물질 분사유닛(300)의 적어도 일측에 접촉되어 분산공간(Z1)을 형성하는 제1 상부 분리막 모듈(511a)와, 제1 상부 분리막 모듈(511a)의 하부에 연결되어 증착공간(Z2)을 형성하는 제2 상부 분리막 모듈(511b)을 포함하여, 증착물질 분사유닛(300)의 하단부와 함께 분산공간(Z1)과 증착공간(Z2)을 분리시키게 된다.

이 때, 제1 상부 분리막 모듈(511a)은 제2 상부 분리막 모듈(511b) 보다 챔버(100) 내벽으로부터 더 돌출되게 마련됨으로써, 증착대상(S)의 측면으로 공간을 마련하여 증착물질이 증착대상(S)의 측면으로 유동하도록 가이드 한다.

하부 분리막 모듈(513)은 증착대상(S)의 하부에 배치되어 증착공간(Z2)의 하부 경계를 형성하는 역할을 한다.

즉, 증착대상(S)과 챔버(100)의 하부면 사이의 공간을 차단함으로써, 증착물질이 불필요하게 챔버 내의 빈공간에서 유동하는 것을 방지하며, 증착물질이 증착공간(Z2)으로부터 배출공간(Z3)으로 바로 이동할 수 있도록 유동 방향을 가이드하는 역할을 한다.

이러한 구조를 가진 분리막 모듈(510)은 판 형태의 플레이트로 제작되어 원하는 위치에 배치하는 것 만으로 간단하게 조립할 수 있는 장점이 있다.

즉, 도 2에 해칭으로 표시된 부분으로 증착물질이 유동하는 것을 방지하는 것이 목적이므로, 해칭으로 표시된 부분의 경계 부분을 따라 판 형태의 플레이트로 제작된 분리막 모듈(510)을 배치함으로써, 간단하게 제작할 수 있으면서도 보다 효율적으로 증착물질이 유동하는 것을 방지하여 결국 증착물질의 유동 방향을 가이드할 수 있게 된다.

여기서, 분리막 모듈(510)은 스테인레스스틸, 탄소강, 티타늄, 탄탈 등의 금속이 권장되나, 증착공정에 적용되는 온도보다 낮고 반응성이 없는 모든 소재를 사용하여 제작할 수 있을 것이다.

다음으로, 유동조절 배플(530)은 분리막 모듈(510)에 결합되어 증착물질이 증착공간(Z2)으로부터 배출공간(Z3)으로 유동하도록 유동 방향을 가이드하되, 증착공간(Z2)으로부터 배출공간(Z3)으로 유동하는 증착물질의 유동량을 조절하는 역할을 한다.

본 발명에 따르면, 유동조절 배플(530)을 마련함으로써, 넓은 면적에 소스 가스를 공급하더라도 소스 가스의 배기를 위한 배기면적이 좁기 때문에 공급된 소스 가스가 배기구로 이동하는 동안에 챔버 내부에서의 증착물질의 유동이 균일하지 못하게 되는 문제를 해결할 수 있게 된다.

유동조절 배플(530)은, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 미리 정해진 거리만큼 상호 이격되어 배치되어 관통 형성되는 다수의 유동가이드 홀(531)이 형성되며, 상부 분리막 모듈(510)과 하부 분리막 모듈(510) 사이에 배치되어 증착공간(Z2) 내부에서 상부 방향으로부터 하부 방향으로 유동하던 증착물질이 증착공간(Z2)의 측면에 위치하는 배출공간(Z3)을 향해 수평 방향으로 유동할 때 증착물질의 유동 방향을 가이드하는 역할을 한다.

이에 대하여 자세히 설명하면, 도 3에 자세히 도시된 바와 같이, 유동조절 배플(530)의 내부는 증착공간(Z2)이고 유동조절 배플(530)의 외부는 배출공간(Z3)이며, 화살표 방향을 따라 증착공간(Z2) 내부에서 상부 방향으로부터 하부 방향으로 유동하던 증착물질이 유동가이드 홀(531) 통과하여 증착공간(Z2)의 측면에 위치하는 배출공간(Z3)을 향해 유동할 수 있도록 가이드하게 된다.

그리고 다수의 유동가이드 홀(531)은, 각 유동가이드 홀 마다 증착물질의 유동량을 조절하기 위하여 상호 직경이 다르게 마련될 수 있으며, 예를 들어 중앙 영역의 유동가이드 홀의 직경이 양 단부 영역의 유동가이드 홀의 직경보다 작게 마련될 수 있다.

이에 대하여 자세히 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 배출공간(Z3)에는 배출관(700)이 연결되어 있으며, 가스의 배기를 도와주는 펌프(미도시)가 연결되어 있다.

그런데, 일반적으로 배출관(700)은 배출공간(Z3)의 전 영역에 걸쳐서 연결되는 것이 아니라 특정한 위치에만 연결되어 있으므로 배출관(700)이 연결된 영역에서 배출이 강하게 발생하는 경우에는 그 영역에서의 가스의 유동이 빨라지고, 그 유동량이 증가하게 되므로, 증착공간(Z2) 내부에서의 증착물질의 유동이 영향을 받게 되어 균일하게 유동하지 못하게 되는 문제점이 있다.

따라서, 배출관(700)이 연결된 영역에 가까이 위치한 유동가이드 홀의 직경을 배출관(700)이 연결된 영역에서 멀리 위치한 유동가이드 홀 보다 작게 설정함으로써 유동량을 작게 조절함으로써, 각각의 유동가이드 홀을 통과하는 증착물질의 유동량을 영역별로 조절할 수 있으므로, 결국 증착공간(Z2) 내부에서의 증착물질의 유동이 균일하게 되도록 조절할 수 있게 된다.

이와 달리, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 유동조절 배플(530)은, 다수의 유동가이드 홀(531)에 선택적으로 결합되어 결합된 위치에서 증착물질의 유동량이 개별적으로 조절되도록 미리 결정된 내부 직경을 가지는 유동량조절 삽입관(535)을 더 포함할 수 있다.

즉, 유동조절 배플(530) 형성되는 모든 유동가이드 홀(531)을 동일한 직경을 갖도록 제작하고, 별도의 유동량조절 삽입관(535)을 삽입함으로써, 원하는 위치에서의 분사량을 개별적으로 조절할 수 있는 장점이 있다.

그리고 이 경우에는 다양한 증착환경에 따라 맞춤형으로 분사량을 조절할 수 있는 장점이 있다.

이와 같이, 본 실시 예에 따르면, 간단한 구조에 의해 증착물질이 증착공간을 따라 균일하게 유동할 수 있도록 효율적으로 가이드하면서 증착물질의 유동량을 효과적으로 조절함으로써, 증착물질을 증착대상에 균일하게 증착할 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

S : 증착대상 Z1 : 분산공간
Z2 : 증착공간 Z3 : 배출공간
100 : 챔버 300 : 증착물질 분사유닛
310 : 분산 노즐 330 : 분사조절 모듈
331 : 분사가이드 홀 335 : 분사량조절 삽입관
500 : 증착물질 유동 조절 및 가이드 유닛 510 : 분리막 모듈
511a, 511b : 상부 분리막 모듈 513 : 하부 분리막 모듈
530 : 유동조절 배플 531 : 유동가이드 홀
535 : 유동량조절 삽입관

Claims (12)

1. 증착공정이 진행되는 챔버;
   상기 챔버의 내부에 배치되는 증착대상의 상부에 배치되어 상기 증착대상을 향해 증착물질을 분사하는 증착물질 분사유닛; 및
   상기 챔버 내부에 배치되며, 상기 증착대상에 상기 증착물질이 균일하게 증착될 수 있도록 상기 증착물질 분사유닛에 의해 분사된 상기 증착물질이 상기 챔버 외부로 배기되는 유동 방향을 가이드하는 증착물질 유동 조절 및 가이드 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 증착물질 유동 조절 및 가이드 유닛은,
   상기 챔버의 내부에 배치되되, 상기 증착물질 분사유닛으로부터 분사된 상기 증착물질이 외부로 배기되는 유동 방향을 가이드하도록, 상기 증착물질 분사유닛과 상기 증착대상을 둘러싸면서 배치되어 상기 챔버 내부의 공간을 분산공간, 증착공간 및 배출공간으로 분리시키는 적어도 하나의 분리막 모듈; 및
   상기 분리막 모듈에 결합되어 상기 증착물질이 상기 증착공간으로부터 상기 배출공간으로 유동하도록 유동 방향을 가이드하되, 상기 증착공간으로부터 상기 배출공간으로 유동하는 상기 증착물질의 유동량을 조절하는 유동조절 배플을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 분리막 모듈은,
   상기 증착물질 분사유닛과 상기 증착대상의 측면을 따라 배치되어 상기 분산공간과 상기 증착공간의 측부 경계를 형성하여 상기 증착물질의 유동을 상기 분산공간과 상기 증착공간으로 유도하는 상부 분리막 모듈; 및
   상기 증착대상의 하부에 배치되어 상기 증착공간의 하부 경계를 형성하는 하부 분리막 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 상부 분리막 모듈은,
   상기 증착물질 분사유닛의 적어도 일측에 접촉되어 상기 분산공간을 형성하는 제1 상부 분리막 모듈; 및
   상기 제1 상부 분리막 모듈의 하부에 연결되어 상기 증착공간을 형성하는 제2 상부 분리막 모듈을 포함하여,
   상기 증착물질 분사유닛의 하단부와 함께 상기 분산공간과 상기 증착공간을 분리시키며,
   상기 제1 상부 분리막 모듈은 상기 제2 상부 분리막 모듈 보다 상기 챔버 내벽으로부터 더 돌출되게 마련되는 것을 특징으로 하는 증착장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 유동조절 배플은,
   미리 정해진 거리만큼 상호 이격되어 배치되어 관통 형성되는 다수의 유동가이드 홀이 형성되며, 상기 상부 분리막 모듈과 상기 하부 분리막 모듈 사이에 배치되어 상기 증착공간 내부에서 상부 방향으로부터 하부 방향으로 유동하던 상기 증착물질이 상기 증착공간의 측면에 위치하는 상기 배출공간을 향해 수평 방향으로 유동할 때 상기 증착물질의 유동 방향을 가이드하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 다수의 유동가이드 홀은, 각 유동가이드 홀 마다 상기 증착물질의 유동량을 조절하기 위하여 상호 직경이 다르게 마련되는 것을 특징으로 하는 증착장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 다수의 유동가이드 홀은, 중앙 영역의 유동가이드 홀의 직경이 양 단부 영역의 유동가이드 홀의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 증착장치.
8. 제5항에 있어서,
   상기 유동조절 배플은,
   상기 다수의 유동가이드 홀에 선택적으로 결합되어 결합된 위치에서 상기 증착물질의 유동량이 개별적으로 조절되도록 미리 결정된 내부 직경을 가지는 유동량조절 삽입관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 증착물질 분사유닛은,
   상기 챔버의 상부에 배치되어 하부를 향해 상기 증착물질을 분사하되, 상기 증착물질을 방사형으로 분산시키는 분산 노즐; 및
   상기 분산 노즐의 하부에 배치되어 상기 분산 노즐에서 분사된 상기 증착물질을 상기 증착공간으로 분사하되, 상기 증착대상을 향해 분사하는 상기 증착물질의 분사량을 조절하는 분사조절 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 분사조절 모듈은,
    상호 이격되어 배치되어 상기 증착대상을 향해 수직방향으로 관통 형성되어 상기 증착물질의 분사 방향을 가이드하는 다수의 분사가이드 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 증착장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 분사조절 모듈은,
    상기 다수의 분사가이드 홀에 선택적으로 결합되며, 결합된 위치에서 상기 증착물질의 분사량이 개별적으로 조절하도록 미리 결정된 내부 직경을 가지는 적어도 하나의 분사량조절 삽입관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.
12. 제9항에 있어서,
    상기 분산 노즐은,
    상기 증착물질이 유동하는 노즐관; 및
    상기 노즐관에 연결되며, 원주 방향을 따라 상호 이격되어 관통 형성되는 다수의 분산노즐공이 마련되는 분산헤드를 포함하는 것을 특징으로 하는 증착장치.

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