KR20240104917A - Atomic layer deposition apparatus and method for powder - Google Patents
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Abstract
본 발명의 파우더용 원자층 증착 장치는, 분말을 수용할 수 있는 분말 수용 공간이 내부에 형성되는 통형상의 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 양측에 제 1 축부와 제 2 축부로 형성되는 회전축부; 상기 공정 챔버의 일측에 형성되어 상기 공정 챔버 내부로 처리 가스를 공급하는 공급 라인이 형성되는 가스 공급부; 상기 공정 챔버의 타측에 형성되고, 상기 공정 챔버 내부의 처리 가스를 외부로 배기하는 배기 라인이 형성되는 가스 배기부; 및 상기 제 1 축부 및 상기 제 2 축부 중 적어도 어느 하나의 상기 회전축부에 결합되고, 상기 공정 챔버가 상기 회전축부를 중심축으로 회전되도록 구동하는 회전 구동부;를 포함할 수 있다. The atomic layer deposition apparatus for powder of the present invention includes a cylindrical process chamber in which a powder accommodating space capable of accommodating powder is formed; a rotating shaft formed by a first shaft and a second shaft on both sides of the process chamber; a gas supply unit formed on one side of the process chamber to form a supply line that supplies processing gas into the process chamber; a gas exhaust portion formed on the other side of the process chamber and having an exhaust line that exhausts the processing gas inside the process chamber to the outside; and a rotation drive unit coupled to at least one of the first shaft unit and the second shaft unit, and driving the process chamber to rotate the rotation shaft unit about a central axis.
Description
본 발명은 파우더용 원자층 증착 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 파우더에 균일한 코팅을 할 수 있는 파우더용 원자층 증착 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an atomic layer deposition apparatus and method for powder, and more specifically, to an atomic layer deposition apparatus and method for powder that can uniformly coat powder.
파우더를 이용한 산업은 다양한 종류의 분말 촉매를 비롯한 이차 전지의 전극, MLCC, Power Inductor, 연료전지, 디스플레이 등 파우더 코팅 시장의 급격한 발전과 더불어 지속적인 성장을 이루고 있으며, 기존 코팅 대비 고품질의 파우더 코팅을 요구하는 분야가 점차 증가하고 있다. 이러한 수요에 따라 기존 습식공정 대비 고품질의 박막 제조가 가능한 원자층 증착 공정(Atomic layer deposition, ALD)을 이용한 파우더 코팅이 각광받고 있다. 특히, 원자층 증착을 이용한 파우더 코팅 ALD 공정은 기존 습식공정 대비 고품질의 박막 제조가 가능하며, 폐수 발생이 없으며 불순물 오염이 적어 다양한 응용 분야에서 수요가 증가하고 있다.Industries using powder are achieving continuous growth along with the rapid development of the powder coating market, including various types of powder catalysts, secondary battery electrodes, MLCC, power inductor, fuel cells, and displays, and there is a demand for high-quality powder coating compared to existing coatings. The field is gradually increasing. In response to this demand, powder coating using atomic layer deposition (ALD), which can produce high-quality thin films compared to existing wet processes, is receiving attention. In particular, the powder coating ALD process using atomic layer deposition is capable of producing high-quality thin films compared to existing wet processes, does not generate waste water, and has low impurity contamination, so demand is increasing in various application fields.
ALD 공정은 원자층 단위로 증착하는 진공 공정으로 단차 피복 특성이 매우 우수하며 수 nm 단위의 두께 조절이 가능하여 사이즈가 작은 파우더 표면을 코팅하는데 매우 유리한 방법이다.The ALD process is a vacuum process that deposits at the atomic layer level. It has excellent step coating characteristics and can control the thickness in units of several nm, making it a very advantageous method for coating small powder surfaces.
하부에서 가스를 주입하면서 챔버 내에 임펠러를 장착하여 장입된 파우더를 고르게 혼합하여 파우더 표면의 균일한 코팅을 유도하는 플로다이즈 방식의 파우더 ALD 공정의 경우 매우 높은 균일도와 빠른 코팅이 가능한 장점이 있으나 많은 양의 파우더를 코팅하기 위해 설비를 대형화하기에는 어려움이 따르는 문제점이 있다.The flowdizing powder ALD process, which injects gas from the bottom and installs an impeller in the chamber to evenly mix the charged powder to induce uniform coating of the powder surface, has the advantage of very high uniformity and fast coating, but many There is a problem in that it is difficult to enlarge the equipment to coat a large amount of powder.
특히, 공정 챔버 사이즈 대비 처리할 수 있는 파우더의 양이 챔버 부피에 대비하여 매우 적으며, 또한, 설비를 회전시켜 공정을 진행하는 로터리 방식의 ALD 공정의 경우 설비 대형화는 용이하나 소스 전달 방향이 아랫부분이 아닌 측면에서 유입되어 균일도 확보가 어렵다는 문제점이 있으며, 소스 유입 후 진공을 차단하고 회전 후 퍼지 공정을 진행하면서 플로다이즈 방식 대비 한 공정 사이클이 길어지며, 결국 설비의 생산 수율과 직결되어 경제성을 감소시키는 문제점이 있다.In particular, the amount of powder that can be processed compared to the size of the process chamber is very small compared to the chamber volume, and in the case of the rotary ALD process, which performs the process by rotating the equipment, it is easy to enlarge the equipment, but the source delivery direction is low. There is a problem in that it is difficult to ensure uniformity because it flows in from the side rather than the part, and as the vacuum is blocked after the source enters and the purge process is performed after rotation, the process cycle is longer compared to the flowdization method, which is ultimately directly related to the production yield of the facility, making it economical. There is a problem in reducing .
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 공정 챔버의 하부에서 공정 가스가 유입되도록 하는 플로다이즈 방식의 파우더 원자층 증착 설비이며, 챔버를 회전하여 파우더를 교반함으로서, 파우더의 다져짐 현상을 개선하고, 대용량의 파우더를 코팅할 수 있으며, 균일도 및 공정 시간을 단축시킬 수 있는 파우더용 원자층 증착 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is intended to solve various problems including the problems described above. It is a flow-type powder atomic layer deposition facility that allows process gas to flow from the bottom of the process chamber, and agitates the powder by rotating the chamber, The purpose is to provide an atomic layer deposition apparatus and method for powder that can improve powder compaction, coat large amounts of powder, and reduce uniformity and process time. However, these tasks are illustrative and do not limit the scope of the present invention.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 파우더용 원자층 증착 장치는, 분말을 수용할 수 있는 분말 수용 공간이 내부에 형성되는 통형상의 공정 챔버; 상기 공정 챔버의 양측에 제 1 축부와 제 2 축부로 형성되는 회전축부; 상기 공정 챔버의 일측에 형성되어 상기 공정 챔버 내부로 처리 가스를 공급하는 공급 라인이 형성되는 가스 공급부; 상기 공정 챔버의 타측에 형성되고, 상기 공정 챔버 내부의 처리 가스를 외부로 배기하는 배기 라인이 형성되는 가스 배기부; 및 상기 제 1 축부 및 상기 제 2 축부 중 적어도 어느 하나의 상기 회전축부에 결합되고, 상기 공정 챔버가 상기 회전축부를 중심축으로 회전되도록 구동하는 회전 구동부;를 포함할 수 있다.An atomic layer deposition apparatus for powder according to the spirit of the present invention for solving the above problems includes a cylindrical process chamber in which a powder accommodating space capable of accommodating powder is formed; a rotating shaft formed by a first shaft and a second shaft on both sides of the process chamber; a gas supply unit formed on one side of the process chamber to form a supply line that supplies processing gas into the process chamber; a gas exhaust portion formed on the other side of the process chamber and having an exhaust line that exhausts the processing gas inside the process chamber to the outside; and a rotation drive unit coupled to at least one of the first shaft unit and the second shaft unit, and driving the process chamber to rotate the rotation shaft unit about a central axis.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 축부 및 상기 제 2 축부 중 적어도 어느 하나의 상기 회전축부에 결합되고, 외부에서 공급되는 반응 가스 및 소스 가스를 상기 공정 챔버로 전달하는 가스 피드 스루;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a gas feed through is coupled to the rotation shaft portion of at least one of the first shaft portion and the second shaft portion and transmits a reaction gas and a source gas supplied from the outside to the process chamber; may include.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가스 피드 스루는, 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스가 유입되는 유입구가 각각 형성되고, 내부에 상기 반응 가스가 유동되는 제 1 고정유로 및 상기 소스 가스가 유동되는 제 2 고정유로가 형성되는 고정부; 및 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스가 유출되는 유출구가 각각 형성되고, 일측은 상기 고정부에 대하여 상대적으로 회전가능하도록 상기 고정부에 결합되고, 타측은 상기 회전축부에 결합되어 상기 공정 챔버의 회전에 따라 회전되고, 내부에 상기 제 1 고정유로와 연통되는 제 1 회전유로 및 상기 제 2 고정유로와 연통되는 제 2 회전유로가 형성되는 회전부;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the gas feed through is formed with an inlet through which the source gas and the reaction gas flow, respectively, and a first fixed flow path through which the reaction gas flows and a first fixed flow path through which the source gas flows. A fixing part in which a second fixing flow path is formed; and outlets through which the source gas and the reaction gas flow are formed, one side of which is coupled to the fixing part so as to be rotatable relative to the fixing part, and the other side is coupled to the rotating shaft to rotate the process chamber. It may include a rotating part that is rotated along and has a first rotating flow path in communication with the first fixed flow path and a second rotating flow path in communication with the second fixed flow path formed therein.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가스 공급부는, 상기 분말 수용 공간으로 반응 가스를 공급할 수 있도록 상기 공정 챔버에 연결되는 반응가스 공급라인; 및 상기 분말 수용 공간으로 소스 가스를 공급할 수 있도록 상기 공정 챔버에 연결되는 소스가스 공급라인;을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the gas supply unit includes a reaction gas supply line connected to the process chamber to supply a reaction gas to the powder accommodation space; and a source gas supply line connected to the process chamber to supply source gas to the powder accommodation space.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가스 배기부는, 상기 배기 라인의 적어도 일부분에 형성되어 상기 가스 배기부로 배기되는 상기 처리 가스의 유동을 제어하는 배기 밸브; 및 상기 공정 챔버의 회전에 따라 상기 가스 배기부가 신축가능하도록, 상기 배기 라인의 적어도 일부 영역에 형성되는 벨로우즈관;을 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the gas exhaust unit includes an exhaust valve formed in at least a portion of the exhaust line to control a flow of the process gas exhausted to the gas exhaust unit; and a bellows pipe formed in at least a portion of the exhaust line so that the gas exhaust portion can be expanded and contracted according to rotation of the process chamber.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공정 챔버는, 내부에 상기 분말 수용 공간이 형성되는 내부 리액터; 상기 분말 수용 공간에 수용된 분말의 외부 누출을 방지하도록 상기 내부 리액터의 하부에 결합되는 하부 메쉬 구조체; 상기 내부 리액터 내부로 공급되는 상기 가스를 외부로 배기하고, 상기 분말이 상기 공정 챔버 외부로 누출되지 않도록 상기 내부 리액터의 상부에 결합되는 상부 메쉬 구조체; 상기 하부 메쉬 구조체 하부에 결합되어 상기 처리 가스를 상기 분말 수용 공간으로 분사하는 샤워헤드; 및 내측으로 상기 내부 리액터를 감싸도록 형성되고, 외측으로 상기 회전축부, 상기 가스 공급부 및 상기 가스 배기부가 결합되는 외부 리액터;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the process chamber includes: an internal reactor in which the powder receiving space is formed; a lower mesh structure coupled to the lower part of the internal reactor to prevent external leakage of the powder accommodated in the powder accommodation space; an upper mesh structure coupled to the upper part of the internal reactor to exhaust the gas supplied into the internal reactor to the outside and prevent the powder from leaking outside the process chamber; a showerhead coupled to the lower portion of the lower mesh structure to spray the processing gas into the powder receiving space; and an external reactor formed to surround the internal reactor on the inside, and coupled to the rotation shaft unit, the gas supply unit, and the gas exhaust unit on the outside.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공정 챔버는, 내부에 상기 분말 수용 공간이 형성되고, 외측으로 상기 회전축부, 상기 가스 공급부 및 상기 가스 배기부가 결합되고, 상부에 분말 장입부가 형성된 챔버 몸체; 상기 분말 수용 공간에 수용된 분말의 외부 누출을 방지하도록 상기 챔버 몸체의 하부에 형성되는 하부 메쉬 구조체; 상기 공정 챔버 내부로 공급되는 상기 가스를 외부로 배기하고, 상기 분말이 상기 공정 챔버 외부로 누출되지 않도록 상기 챔버 몸체의 상부에 결합되는 상부 메쉬 구조체; 및 상기 하부 메쉬 구조체 하부에 결합되어 상기 처리 가스를 상기 분말 수용 공간으로 분사하는 샤워헤드;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the process chamber includes a chamber body in which the powder receiving space is formed, the rotation shaft part, the gas supply part, and the gas exhaust part are combined on the outside, and the powder charging part is formed on the upper part; a lower mesh structure formed on the lower part of the chamber body to prevent external leakage of the powder accommodated in the powder accommodation space; an upper mesh structure coupled to the upper part of the chamber body to exhaust the gas supplied into the process chamber to the outside and prevent the powder from leaking out of the process chamber; and a showerhead coupled to the lower portion of the lower mesh structure to spray the processing gas into the powder receiving space.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공정 챔버 내부에 유착된 분말이 분리될 수 있도록 상기 분말 수용 공간의 외부에 형성되어 상기 공정 챔버에 진동을 인가하는 진동 인가 장치;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, a vibration applying device is formed outside the powder accommodation space and applies vibration to the process chamber so that the powder adhered inside the process chamber can be separated.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 파우더용 원자층 증착 방법은, 분말을 수용할 수 있는 분말 수용 공간이 내부에 형성되는 공정 챔버에 상기 분말을 수용하는 파우더 준비 단계; 상기 공정 챔버의 내부로 처리 가스를 공급하여 상기 분말을 처리하는 공정 처리 단계; 및 처리가 완료된 상기 분말을 수거하는 파우더 수거 단계;를 포함하고, 상기 공정 처리 단계는, 상기 공정 챔버의 하부에 형성된 소스가스 공급라인을 통하여 상기 분말 수용 공간으로 소스 가스를 공급하는 소스 가스 공급 단계; 상기 분말 수용 공간에 수용된 상기 분말이 상기 공정 챔버 내부에서 교반될 수 있도록, 상기 공정 챔버의 양측에 형성된 회전축부를 중심축으로 상기 공정 챔버가 회전하는 제 1 챔버 회전 단계; 상기 공정 챔버의 타측에 형성된 가스 배기부를 통하여, 상기 공정 챔버 내부의 상기 소스 가스를 외부로 배기하는 제 1 퍼지 단계; 상기 공정 챔버의 하부에 형성된 반응가스 공급라인을 통하여 상기 분말 수용 공간으로 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급 단계; 상기 분말 수용 공간에 수용된 상기 분말이 상기 공정 챔버 내부에서 교반되며 반응될 수 있도록, 상기 회전축부를 중심축으로 상기 공정 챔버가 회전하는 제 2 챔버 회전 단계; 및 상기 가스 배기부를 통하여, 상기 공정 챔버 내부의 상기 반응 가스를 외부로 배기하는 제 2 퍼지 단계;를 포함할 수 있다.The atomic layer deposition method for powder according to the spirit of the present invention for solving the above problems includes a powder preparation step of accommodating the powder in a process chamber in which a powder accommodating space capable of accommodating the powder is formed; A processing step of treating the powder by supplying a processing gas into the process chamber; and a powder collection step of collecting the processed powder, wherein the process processing step includes a source gas supply step of supplying the source gas to the powder receiving space through a source gas supply line formed in a lower portion of the process chamber. ; A first chamber rotation step in which the process chamber rotates around a rotation axis formed on both sides of the process chamber so that the powder accommodated in the powder accommodation space can be stirred inside the process chamber; A first purge step of exhausting the source gas inside the process chamber to the outside through a gas exhaust portion formed on the other side of the process chamber; A reaction gas supply step of supplying a reaction gas to the powder receiving space through a reaction gas supply line formed in the lower part of the process chamber; a second chamber rotation step in which the process chamber rotates around the rotation shaft portion so that the powder accommodated in the powder accommodation space is stirred and reacted inside the process chamber; and a second purge step of exhausting the reaction gas inside the process chamber to the outside through the gas exhaust unit.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파우더 준비 단계는, 상기 분말 수용 공간이 형성되는 내부 리액터에 상기 분말을 장입시키는 분말 장입 단계; 및 외측으로 상기 회전축부, 상기 가스 공급부 및 상기 가스 배기부가 결합되는 외부 리액터로 상기 내부 리액터를 감싸도록 결합되는 리액터 결합 단계;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the powder preparation step includes a powder charging step of charging the powder into an internal reactor in which the powder receiving space is formed; and a reactor coupling step of coupling the inner reactor to surround the inner reactor with an outer reactor in which the rotating shaft part, the gas supply part, and the gas exhaust part are coupled to the outside.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파우더 수거 단계는, 상기 외부 리액터로부터 상기 내부 리액터를 분리하는 리액터 분리 단계; 및 상기 내부 리액터에서 처리가 완료된 상기 분말을 수거하는 분말 수거 단계;를 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the powder collecting step includes a reactor separation step of separating the internal reactor from the external reactor; and a powder collection step of collecting the powder that has been processed in the internal reactor.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파우더 준비 단계는, 내부에 상기 분말 수용 공간이 형성되는 챔버 몸체의 상부에 형성된 분말 장입부를 통하여 상기 분말 수용 공간에 상기 분말을 장입시키는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the powder preparation step may be characterized by charging the powder into the powder receiving space through a powder charging portion formed on the upper part of the chamber body in which the powder receiving space is formed. .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 파우더 수거 단계는, 상기 분말 장입부가 하방을 향하도록 상기 공정 챔버가 회전되고, 상기 분말 장입부를 통하여 낙하하여 배출되는 처리 완료된 상기 분말을 수거하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the powder collecting step may be characterized in that the process chamber is rotated so that the powder charging unit faces downward, and the processed powder that is discharged by falling through the powder charging unit is collected. You can.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 챔버 회전 단계 및 상기 제 2 챔버 회전 단계는, 상기 공정 챔버가 180도 내지 360도 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the first chamber rotation step and the second chamber rotation step may be characterized in that the process chamber rotates 180 degrees to 360 degrees.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공정 처리 단계는, 상기 소스 가스 공급 단계, 상기 제 1 챔버 회전 단계, 상기 제 1 퍼지 단계, 상기 반응 가스 공급 단계, 상기 제 2 챔버 회전 단계 및 상기 제 2 퍼지 단계를 반복할 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the processing step includes the source gas supply step, the first chamber rotation step, the first purge step, the reaction gas supply step, the second chamber rotation step, and the second chamber rotation step. The purge step can be repeated.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일부 실시예들에 따르면, 챔버 자체를 회전시켜 챔버 내부에 파우더가 압착되어 가스 유입을 방해하는 임펠러나 가진 등의 구조 없이 미세 파우더에 균일한 박막을 코팅할 수 있으며, 챔버 회전을 통한 효과적인 파우더 혼합을 통해 균일한 파우더 코팅 공정이 가능하며, 대용량의 파우더를 코팅할 수 있다.According to some embodiments of the present invention made as described above, the powder is compressed inside the chamber by rotating the chamber itself, and a uniform thin film can be coated on the fine powder without structures such as impellers or excitations that impede the inflow of gas. , A uniform powder coating process is possible through effective powder mixing through chamber rotation, and large amounts of powder can be coated.
또한, 챔버의 부피에 대하여 50% 이상 분말을 장입할 수 있으며, 공정 처리가 가능해 생산 수율을 비약적으로 증가시킬 수 있는 효과를 갖는 것이다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.In addition, more than 50% of the powder can be charged relative to the volume of the chamber, and processing is possible, which has the effect of dramatically increasing production yield. Of course, the scope of the present invention is not limited by this effect.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 장치를 나타내는 측면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 장치의 공정 챔버를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 장치의 가스 피드 스루를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 장치를 나타내는 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 방법을 나타내는 순서도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 방법을 나타내는 순서도이다.1 is a perspective view showing an atomic layer deposition apparatus for powder according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a side view showing an atomic layer deposition apparatus for powder according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing an atomic layer deposition apparatus for powder according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view showing a process chamber of an atomic layer deposition apparatus for powder according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view showing a gas feed through of an atomic layer deposition apparatus for powder according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is a perspective view showing an atomic layer deposition apparatus for powder according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a flowchart showing an atomic layer deposition method for powder according to an embodiment of the present invention.
Figure 8 is a flowchart showing an atomic layer deposition method for powder according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 여러 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, various preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings.
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.The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art, and the following examples may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is as follows. It is not limited to the examples. Rather, these embodiments are provided to make the present disclosure more faithful and complete and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Additionally, the thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated for convenience and clarity of explanation.
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.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will now be described with reference to drawings that schematically show ideal embodiments of the present invention. In the drawings, variations of the depicted shape may be expected, for example, depending on manufacturing technology and/or tolerances. Accordingly, embodiments of the present invention should not be construed as being limited to the specific shape of the area shown in this specification, but should include, for example, changes in shape resulting from manufacturing.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 장치(1000)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 파우더용 원자층 증착 장치(1000)를 나타내는 측면도이고, 도 3은 파우더용 원자층 증착 장치(1000)를 나타내는 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 장치(1000)의 공정 챔버(100)를 나타내는 단면도이다.FIG. 1 is a perspective view showing an atomic
먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 파우더용 원자층 증착 장치는, 크게, 공정 챔버(100), 회전축부(200), 가스 공급부(300), 가스 배기부(400) 및 회전 구동부(500)를 포함할 수 있다.First, as shown in FIG. 1, the atomic layer deposition apparatus for powder according to some embodiments of the present invention largely includes a
도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(100)는 내부에 분말이 충진될 수 있는 분말 수용 공간(A)이 형성되고, 분말 수용 공간(A)에 적어도 원료 가스, 퍼지 가스, 반응 가스 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 처리 가스를 공급하는 일종의 밀폐가 가능한 통 형상의 구조체일 수 있다.As shown in FIG. 1, the
구체적으로, 공정 챔버(100)의 내부에는 분말이 충진될 수 있고, 공정 챔버(100)의 적어도 한면에서 상기 처리 가스가 주입되어 공정 챔버(100) 내부로 이동하여 충진된 분말에 상기 처리 가스가 접촉되어 상기 분말을 코팅하는 원자층 증착이 수행될 수 있다.Specifically, the inside of the
예컨대, 공정 챔버(100)는 더블콘형 형상의 챔버로서, 공정 챔버(100) 내부에서 상기 분말의 이동을 원활히 하고, 모서리 부분의 각도를 최대화하여 상기 처리 가스가 모서리 부분까지 유동될 수 있도록 하고, 단면적이 넓은 중앙부분으로 상기 처리 가스가 플로다이징 될 수 있도록 하여, 상기 분말과 상기 처리 가스가 균일하게 교반될 수 있으며, 대용량의 상기 분말을 처리할 수 있다. For example, the
공정 챔버(100)는 분말 수용 공간(A)이 수용 가능한 용량의 분말처리가 가능하며, 예컨대, 10L 이하의 소량의 분말처리나, 10L 이상의 분말처리가 가능하며, 특히, 50L 이상의 대량의 분말도 수용 가능하여 대용량의 분말을 처리할 수 있다.The
상기 처리 가스는 소스 가스, 반응 가스 및 퍼지 가스 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The processing gas may include any one or more of a source gas, a reaction gas, and a purge gas.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(100)는 외부 리액터(110), 내부 리액터(120), 하부 메쉬 구조체(130), 상부 메쉬 구조체(140) 및 샤워헤드(150)를 포함할 수 있다.1 to 3, the
외부 리액터(110)는 내측으로 내부 리액터(120)를 감싸도록 형성되고, 외측으로 회전축부(200), 가스 공급부(300) 및 가스 배기부(400)가 결합될 수 있다.The
구체적으로, 외부 리액터(110)는 공정 챔버(100)의 외측에 구조체들과 결합할 수 있도록 형성되고, 내측으로는 내부 리액터(120)가 삽입되어 결합될 수 있도록 형성될 수 있다. Specifically, the
예컨대, 외부 리액터(110)는 상하 대칭 형상의 더블콘형 형상으로, 내부 리액터(120)를 중심으로 상부 및 하부에서 조립될 수 있다. 외부 리액터(110)의 하부는 가스 공급부(300)가 연결될 수 있으며, 상부는 가스 배기부(400)가 결합될 수 있다. 또한, 공정 챔버(100)가 회전될 수 있도록 외부 리액터(110)의 양측면으로 공정 챔버(100)의 회전축인 회전축부(200)가 결합되도록 형성될 수 있다.For example, the
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 내부 리액터(120)는 내부에 분말 수용 공간(A)이 형성되는 챔버로서, 상부와 하부에 메쉬 형태의 필터가 결합될 수 있으며 하부에는 샤워헤드(150)가 장착될 수 있다.As shown in Figures 3 and 4, the
예컨대, 내부 리액터(120)는 상부 리액터(121) 및 상부 리액터(121)와 결합부가 동일하게 형성된 하부 리액터(122)가 상하부로 결합되어 형성되며, 상부 리액터(121)와 하부 리액터(122)의 결합부는 별도의 씰링부가 형성될 수 있다.For example, the
상부 리액터(121)와 하부 리액터(122)는 서로 다른 형상으로 형성될 수 있으나, 바람직하게는 대칭 형상으로 형성되어, 공정 챔버(100)가 회전할 경우에도 상기 분말 및 상기 처리 가스가 균일하게 유동되도록 형성될 수 있다.The
하부 메쉬 구조체(130)는 분말 수용 공간(A)에 수용된 분말의 외부 누출을 방지하도록 내부 리액터(120)의 하부에 결합될 수 있다.The
하부 메쉬 구조체(130)는 내부 리액터(120) 내부에 형성되어, 공정 챔버(100)가 정방향일 경우에 분말 수용 공간(A)에 수용된 상기 분말을 지지할 수 있다. 즉, 하부 메쉬 구조체(130)의 하방으로 상기 분말이 낙하되지 않도록 형성될 수 있다.The
이때, 정방향은 상기 반응 가스 및 상기 소스 가스가 공정 챔버(100)의 하부에서 상방으로 분사되는 방향일 수 있다.At this time, the forward direction may be a direction in which the reaction gas and the source gas are injected upward from the bottom of the
하부 메쉬 구조체(130)는 적어도 일부에 메쉬망이 형성될 수 있다. 하부 메쉬 구조체(130)의 메쉬망은 상부에 상기 분말이 적재될 수 있으며, 하부 메쉬 구조체(130) 하부에서 공급되는 상기 처리 가스가 하부 메쉬 구조체(130)의 메쉬망 사이로 유동되어 상부에 적재된 상기 분말에 공급되도록 형성될 수 있다.A mesh network may be formed on at least a portion of the
하부 메쉬 구조체(130)의 메쉬망은 미세홀(Micro-hole)을 포함할 수 있다. 따라서, 하부 메쉬 구조체(130)의 메쉬망을 통해, 분말 수용 공간(A)에 공급되는 상기 처리 가스가 내부 리액터(120)의 내부로 이동할 수 있다.The mesh network of the
상부 메쉬 구조체(140)는 내부 리액터(120) 내부로 공급되는 상기 처리 가스를 외부로 배기하고, 상기 분말이 공정 챔버(100) 외부로 누출되지 않도록 내부 리액터(120)의 상부에 결합될 수 있다.The
상부 메쉬 구조체(140)는 분말 수용 공간(A)에 수용된 상기 분말이 상기 처리 가스를 통하여 처리 공정이 이루어진 후에 상기 처리 가스를 배기하는 배기부와 연결될 수 있다.The
상부 메쉬 구조체(140)는 상기 처리 가스는 배기되고 상기 분말은 배기되지 않도록 적어도 일부분이 메쉬망으로 형성되고, 상기 메쉬를 둘러싸고 지지하는 메쉬 틀부를 포함할 수 있다.The
또한, 상부 메쉬 구조체(140)의 메쉬망은 공정 챔버(100)가 회전할 경우, 상부에서 하부로 위치가 변경될 수 있으며, 이때, 상부 메쉬 구조체(140)의 상부에 상기 분말이 적재될 수 있다.In addition, the mesh network of the
상부 메쉬 구조체(140)의 상기 메쉬망은 미세홀을 포함할 수 있다. 따라서, 공정 처리가 수행된 가스나 미반응 가스는 상부 메쉬 구조체(140)의 메쉬망을 통하여 외부로 배기될 수 있다.The mesh network of the
상기 미세홀의 크기는, 공급되는 가스에 포함되는 입자보다 클 수 있고, 리액터(100)의 내부에 충진되는 분말보다 작을 수 있다. 이에 따라, 펌핑 수행이나 공정 처리가 수행된 가스, 미반응 가스 배출 시, 나노 크기 또는 마이크로 크기의 분말이 부유함으로써 발생되는 분말의 소실을 방지할 수 있다.The size of the microhole may be larger than the particles contained in the supplied gas, and may be smaller than the powder filled inside the
하부 메쉬 구조체(130)의 메쉬망 및 상부 메쉬 구조체(140)의 메쉬망은 사용하는 상기 분말의 입도에 따라 개구율을 다양하게 조절하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 메쉬망들의 재질은 사용되는 상기 소스 가스의 특성에 맞게 스테인레스 스틸 재질에 AlOx, SiOx 등의 반응이 일어나기 어려운 물질로 코팅될 수 있다. 따라서, 상기 처리 가스의 종류에 따라 다양한 재질 및 다양한 코팅을 통하여 증착 방지막이 형성될 수 있다.The mesh network of the
샤워헤드(150)는 하부 메쉬 구조체(130)의 하부에 결합되어 상기 처리 가스를 분말 수용 공간(A)으로 분사할 수 있다.The
샤워헤드(150)는 하부 메쉬 구조체(130)의 하방에 배치되되, 소스 가스, 퍼지 가스 및 반응 가스 중 어느 하나 이상을 하방에서 상방으로 공급하도록 상기 메쉬망 하부에 결합될 수 있다.The
구체적으로, 샤워헤드(150)는 가스 공급부(300)를 통해 공급된 상기 처리 가스가 골고루 분배될 수 있도록 공정 챔버(100)의 하부에 설치될 수 있으며, 샤워헤드(150)는 다수의 노즐 또는 분사홀을 포함할 수 있다. Specifically, the
파우더용 원자층 증착 장치(1000)는 상기 분말의 용량이 비교적 적은 경우에 상술한 바와 같이, 공정 챔버(100)의 외부 리액터(100) 내부에 내부 리액터(120)가 결합되어 형성될 수 있다.As described above, when the capacity of the powder is relatively small, the atomic
이외에도, 공정 챔버(100)는 원통, 다각통 형상이나 타원통 형상 등 매우 다양한 형상으로 형성된 통형상의 구조체가 모두 적용될 수 있다.In addition, the
공정 챔버(100)의 주변에는 자켓히터나 세라믹 히터 등 별도의 가열원이 형성되어, 공정 챔버(100)를 상온에서 500도 이상 증가시킬 수 있다.A separate heating source, such as a jacket heater or a ceramic heater, is formed around the
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 회전축부(200)는 공정 챔버(100)의 양측에 제 1 축부(210)와 제 2 축부(220)로 형성되는 공정 챔버(100) 지지체를 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 3, the
회전축부(200)는 공정 챔버(100)가 회전될 수 있도록 공정 챔버(100)의 중심축을 고정하는 장치이다. 예컨대, 회전축부(200)는 공정 챔버(100)에 외부 장치가 결합될 수 있는 결합부가 공정 챔버(100)의 양측에 동일한 축을 가지고 형성될 수 있다.The
회전축부(200)는 제 1 축부(210) 및 제 2 축부(220)를 포함할 수 있으며, 제 1 축부(210) 및 제 2 축부(220)는 동심축으로 형성될 수 있으며, 공정 챔버(100)가 회전 가능한 편심축으로 형성될 수 있다.The
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 가스 공급부(300)는 공정 챔버(100)의 일측에 형성되어 공정 챔버(100) 내부로 처리 가스를 공급하는 공급 라인이 형성될 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 3 , the
가스 공급부(300)는 공정 챔버(100)의 하부에서 샤워헤드(150)에 연결되고, 상기 처리 가스를 분말 수용 공간(A)에 수용된 상기 분말에 순차적으로 공급할 수 있는 공급 라인을 형성하는 가스 공급관 등의 파이프나 튜브 라인일 수 있다. The
가스 공급부(300)는 상기 반응 가스 및 상기 소스 가스가 반응가스 공급라인(310) 및 소스가스 공급라인(320)으로 각각 공급되어, 공정 챔버(100)에 도달되기 전에 가스가 반응하는 것을 방지할 수 있다.The
구체적으로, 가스 공급부(300)는 반응가스 공급라인(310) 및 소스가스 공급라인(320)을 포함할 수 있다.Specifically, the
반응가스 공급라인(310)은 분말 수용 공간(A)으로 반응 가스를 공급할 수 있도록 공정 챔버(100)에 연결될 수 있으며, 소스가스 공급라인(320)은 분말 수용 공간(A)으로 소스 가스를 공급할 수 있도록 공정 챔버(100)에 연결될 수 있다.The reaction
가스 공급부(300)는 공정에 따라 반응가스 공급라인(310) 및 소스가스 공급라인(320)으로 2개뿐만 아니라, 복수개로 형성될 수 있으며, 이때, 소스 라인과 반응 가스 라인은 분리될 수 있다.Depending on the process, the
가스 공급부(300)는 가스 피드 스루(600)로부터 공정 챔버(100)까지 연결되는 상기 공급 라인으로 외부에서 공급되는 반응 가스 및 소스 가스를 공정 챔버(100)로 공급할 수 있다.The
또한, 도시되지 않았지만, 가스 공급부(300)는 신축 가능한 벨로우즈 타입의 가스 라인으로 형성되어, 회전되는 공정 챔버(100)에 상기 반응 가스 및 상기 소스 가스가 공급될 수 있다.In addition, although not shown, the
가스 공급부(300)를 통해 공급된 상기 처리 가스는 샤워헤드(150)를 통과하고, 샤워헤드(150)를 통과한 상기 처리 가스가 상승되고, 공정 챔버(100)가 회전되면서 상기 분말의 입자 표면에 원자층을 증착시킬 수 있다.The processing gas supplied through the
즉, 가스 공급부(300)를 통한 상기 처리 가스의 공급을 반복함에 따라, 샤워헤드(150) 및 상기 공급 라인를 이용하여 기본적으로 소스 가스, 퍼지 가스, 반응 가스, 퍼지 가스 등의 순차적인 가스 공급 사이클을 반복하면서 상기 분말 입자에 원자층을 시분할적으로 증착시킬 수 있다.That is, as the supply of the processing gas is repeated through the
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 가스 배기부(400)는 공정 챔버(100)의 타측에 형성되고, 공정 챔버(100) 내부의 상기 처리 가스를 외부로 배기하는 배기 라인이 형성될 수 있다.As shown in FIGS. 1 to 3, the
가스 배기부(400)는 상기 소스 가스, 상기 반응 가스 및 부산물 등을 배기할 수 있도록 공정 챔버(100)의 상부에 배기 라인, 예컨대, 유로관 등이 형성될 수 있다.The
구체적으로, 가스 배기부(400)는 배기 밸브(410) 및 벨로우즈관(420)을 포함할 수 있다.Specifically, the
배기 밸브(410)는 상기 배기 라인의 적어도 일부분에 형성되어 가스 배기부(400)로 배기되는 상기 처리 가스의 유동을 제어할 수 있다.The
예컨대, 상기 소스 가스 또는 상기 반응 가스가 유입되거나, 공정 챔버(100) 내부에서 흡착 및 반응 공정에서는 배기 밸브(410)를 차단하여 공정 챔버(100)의 내부인 분말 수용 공간(A)을 밀폐시킬 수 있으며, 상기 처리 가스 및 부산물의 배기나, 퍼지 공정에서는 배기 밸브(410)를 열어 상기 배기 라인으로 가스를 배기시킬 수 있다.For example, when the source gas or the reaction gas flows in, or during the adsorption and reaction process inside the
벨로우즈관(420)은 공정 챔버(100)의 회전에 따라 가스 배기부(400)가 신축가능하도록, 상기 배기 라인의 적어도 일부 영역에 형성될 수 있다.The
구체적으로, 공정 챔버(100)가 회전될 경우, 공정 챔버(100)에 연결된 가스 배기부(400)도 공정 챔버(100)를 따라 동일하게 회전될 수 있다. 이때, 가스 배기부(400)는 적어도 일부 영역이 밸로우즈관(420)으로 형성되어, 공정 챔버(100)가 회전시 가스 배기부(400)도 회전될 수 있다.Specifically, when the
예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 공정 챔버(100)가 회전축부(200)를 중심축으로하여 시계방향으로 180도 회전할 경우, 공정 챔버(100)의 상부에 결합된 가스 배기부(400)는 밸로우즈관(420)의 수축으로 180도 회전하여 공정 챔버(100)의 상부와 배기 밸브(410)가 하방을 향하여 회전될 수 있으며, 다시, 공정 챔버(100)가 반시계 방향으로 180도 회전하게 될 경우, 밸로우즈관(420)의 신장으로 공정 챔버(100)의 상부와 배기 밸브(410)가 상방을 향하여 회전될 수 있다. 또한, 밸로우즈관(420)의 신장 및 수축으로 반대 방향으로 회전이 가능할 수 있다.For example, as shown in FIG. 1, when the
가스 배기부(400)는 분말 수용 공간(A)의 내부 압력을 조절하거나, 가스를 제거하기 위한 벤트 가스 라인(430)이 더 형성될 수 있다.The
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 회전 구동부(500)는 제 1 축부(210) 및 제 2 축부(220) 중 적어도 어느 하나의 회전축부(200)에 결합되고, 공정 챔버(100)가 회전축부(200)를 중심축으로 회전되도록 구동할 수 있다.1 to 3, the
회전 구동부(500)는 공정 챔버(100)를 회전시킬 수 있는 구동 장치로서, 예컨대, 회전축부(200)에 결합되는 서보 모터를 포함할 수 있다.The
회전 구동부(500)는 파우더용 원자층 증착 장치(1000)의 외측 하우징 또는 프레임 등에 고정되고, 회전 구동부(500)의 구동을 통하여, 회전축부(200)를 중심으로 공정 챔버(100)를 회전시킬 수 있는 구동 장치이다. The
이에 따라, 공정 챔버(100)의 하부 또는 일면에 상기 분말이 압착되고 다져지는 현상을 방지할 수 있으며, 이에 따른, 상기 처리 가스의 유입을 차단하여 상기 분말의 코팅이 균일하지 않고 CVD 반응 또는 산화 반응이 발생하는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, it is possible to prevent the powder from being compressed and compacted on the lower part or one surface of the
본 발명의 일 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 장치(1000)는 가스 피드 스루(600)를 더 포함할 수 있다.The atomic
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 장치(1000)의 가스 피드 스루(600)를 나타내는 단면도이다.Figure 5 is a cross-sectional view showing the gas feed through 600 of the atomic
도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이, 가스 피드 스루(600)는 제 1 축부(210) 및 제 2 축부(220) 중 적어도 어느 하나의 회전축부(200)에 결합되고, 외부에서 공급되는 반응 가스 및 소스 가스를 공정 챔버(100)로 전달할 수 있다As shown in FIGS. 1 and 5, the gas feed through 600 is coupled to at least one of the
가스 피드 스루(600)는 공정 챔버(100)가 회전될 경우, 공정 챔버(100) 내부로 상기 처리 가스의 공급이 가능하도록 형성될 수 있다.The gas feed through 600 may be formed to enable supply of the processing gas into the
가스 피드 스루(600)는 공정 챔버(100)의 양측에 형성된 제 1 축부(210) 및 제 2 축부(220) 중 어느 하나에 결합되어 형성될 수 있으며, 바람직하게, 회전을 위한 회전 구동부(500)의 반대편에 위치되어 형성될 수 있다.The gas feed through 600 may be formed by being coupled to any one of the
구체적으로, 가스 피드 스루(600)는 고정부(610) 및 회전부(620)을 포함할 수 있다.Specifically, the gas feed through 600 may include a
예컨대, 고정부(610)는 일측이 가스 공급이 되는, 가스 봄베(탱크), 질량 유량계(MFC), 캐니스터와 연결되어 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스가 유입되는 유입구(613, 614)가 각각 형성되고, 내부에 상기 반응 가스가 유동되는 제 1 고정유로(611) 및 상기 소스 가스가 유동되는 제 2 고정유로(612)가 형성될 수 있다.For example, one side of the fixing
회전부(620)는 상기 소스 가스 및 상기 반응 가스가 유출되는 유출구가 각각 형성되고, 일측은 고정부(610)에 대하여 상대적으로 회전가능하도록 베어링부(630)를 통하여 고정부(610)와 결합될 수 있다.The
회전부(620)의 타측은 회전축부(200)에 결합되어 공정 챔버(100)의 회전에 따라 회전되고, 내부에 제 1 고정유로(611)와 연통되는 제 1 회전유로(621) 및 제 2 고정유로(612)와 연통되는 제 2 회전유로(622)가 형성될 수 있다.The other side of the
즉, 상기 소스 가스는 소스가스 유입구(614)를 통하여 고정부(610)의 제 2 고정유로(612) 유입되고, 제 2 고정유로(612)에 연통된 제 2 회전유로(622)를 통하여 소스가스 공급라인(320)으로 공급될 수 있다.That is, the source gas flows into the second fixed
또한, 상기 반응 가스는 반응가스 유입구(613)를 통하여 고정부(610)의 제 1 고정유로(611) 유입되고, 제 1 고정유로(611)에 연통된 제 1 회전유로(621)를 통하여 반응가스 공급라인(310)으로 공급될 수 있다.In addition, the reaction gas flows into the first fixed
제 1 고정유로(611) 및 제 2 고정유로(612)는 서로 다른 유로로 형성되고, 고정부(610) 및 회전부(620)가 상대적으로 회전하여도, 고정부(610)의 중심축 및 측부 둘레를 따라 유로가 형성되어 각각 제 1 회전유로(621) 및 제 2 회전유로(622)로 유동될 수 있다.The first fixed
도 5의 가스 피드 스루(600)는 파우더용 원자층 증착 장치(1000)의 일예로서 도시되어 있으나, 제 1 고정유로(611) 및 제 2 고정유로(612)는 굴곡을 최소화하여 형성될 수 있으며, 고정부(610) 및 회전부(620)를 포함하여 다양한 형태 및 형상으로 형성될 수 있다.The gas feed through 600 in FIG. 5 is shown as an example of the atomic
또한, 도시되지 않았지만, 가스 피드 스루(600)가 형성되지 않을 경우, 가스 공급부(300)는 벨로우즈로 형성되어, 공정 챔버(100)가 회전될 경우, 가스 공급부(300)가 신축하면서 공정 챔버(100)를 따라 회전될 수 있다In addition, although not shown, when the gas feed through 600 is not formed, the
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 진동 인가 장치(700)는 공정 챔버(100) 내부에 유착된 분말이 분리될 수 있도록 분말 수용 공간(A)의 외부에 형성되어 공정 챔버(100)에 진동을 인가할 수 있다.As shown in Figures 1 and 2, the
구체적으로, 진동 인가 장치는(700) 공정 챔버(100)의 상부에 형성된 에어 노커로서, 진동 인가 장치(700)를 통하여 공정 챔버(100)에 진동이 발생될 경우, 공정 챔버(100) 내측 벽면에 붙어있는 분말을 공정 챔버(100) 내측 벽면으로부터 떨어뜨리거나, 또는, 상부 메쉬 구조체(140) 및 하부 메쉬 구조체(130)의 흔들림이나 떨림을 유도하여 상기 메쉬망에 유착된 상기 분말을 분리시킬 수 있다.Specifically, the
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 원자층 증착 장치(1000)는 가스 배기부(400)에 연결되고, 배기되는 상기 처리 가스나 부산물에 포함되어 배기되는 파우더를 포집하는 파우더 트랩(900)을 포함할 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, the atomic
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 장치(1100)를 나타내는 사시도이다.Figure 6 is a perspective view showing an atomic
원자층 증착 장치(1100)는 공정 챔버(100-1), 회전축부(200), 가스 공급부, 가스 배기부(400-1), 회전 구동부, 가스 피드 스루, 진동 인가 장치(700) 및 분말 장입부(800)를 포함할 수 있다.The atomic
공정 챔버(100-1)는 챔버 몸체(160), 하부 메쉬 구조체(130), 상부 메쉬 구조체(140) 및 샤워헤드(150)를 포함할 수 있다.The process chamber 100-1 may include a
챔버 몸체(160)는 내부에 분말 수용 공간(A)이 형성되고, 외측으로 회전축부(200), 가스 공급부(300) 및 가스 배기부(400-1)가 결합되고, 상부에 분말 장입부(800)가 형성될 수 있다.The
구체적으로, 챔버 몸체(160)는 상부에 상부 메쉬 구조체(140)가 결합되고, 상부 메쉬 구조체(140)의 상부에 개폐 가능한 분말 장입부(800)가 형성될 수 있으며, 하부에는 하부 메쉬 구조체(130)가 형성되고, 하부 메쉬 구조체(130)의 하부에 샤워헤드(150) 및 가스 공급부가 연결될 수 있다.Specifically, the
또한, 챔버 몸체(160)의 양측면에는 제 1 축부(210) 및 제 2 축부(220)로 형성되는 회전축부(200)가 형성되어 챔버 몸체(160)를 회전시킬 수 있다.In addition, a
하부 메쉬 구조체(130), 상부 메쉬 구조체(140), 회전축부(200) 및 상기 가스 피드 스루의 역할 및 구조는 상술한 바와 동일하다.The roles and structures of the
분말 장입부(800)는 공정 챔버(100-1)의 상부에 형성되어, 분말 수용 공간(A)에 상기 분말을 장입시키거나, 공정 챔버(100-1)를 회전시켜 분말 장입부(800)가 하방으로 향하게 하여, 상기 분말을 수거할 수 있다.The
예컨대, 상기 분말을 분말 수용 공간(A)으로 장입시, 별도의 파우더 피더기 및 수거기를 이용하여 상부에서 파우더를 장입할 수 있으며, 상기 분말을 분말 수용 공간(A)으로부터 수거시에는 공정 챔버(100-1)를 180도 회전하여 하부에 파우더 수거기를 설치하여 상기 분말을 수거할 수 있다.For example, when charging the powder into the powder receiving space (A), the powder can be charged from the top using a separate powder feeder and collector, and when collecting the powder from the powder receiving space (A), the powder can be charged into the process chamber ( 100-1) can be rotated 180 degrees and a powder collector can be installed at the bottom to collect the powder.
가스 배기부(400-1)는 챔버 몸체(160) 상부의 측면에 형성될 수 있으며, 분말 수용 공간(A)과 배기 라인을 차단할 수 있도록 가스 배기부(400-1)의 개폐를 제어하는 배기 밸브(430) 및 공정 챔버(100-1)의 회전에 따라 가스 배기부(400)가 회전될 수 있도록 신축가능한 밸로우즈관(420)이 형성될 수 있다.The gas exhaust unit 400-1 may be formed on the side of the upper part of the
공정 챔버(100-1)의 용량에 따라 배기 라인의 사이즈는 변경될 수 있다.The size of the exhaust line may change depending on the capacity of the process chamber 100-1.
파우더용 원자층 증착 장치(1100)는 상기 분말의 용량이 비교적 많은 경우에 상술한 바와 같이, 공정 챔버(100-1)의 챔버 몸체(160)에 직접 상기 분말을 장입할 수 있도록 형성될 수 있다.The atomic
도 7 내지 도 8은 본 발명의 여러 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 방법을 나타내는 순서도들이다.7 to 8 are flowcharts showing an atomic layer deposition method for powder according to various embodiments of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 방법은, 파우더 준비 단계(S100), 공정 처리 단계(S200) 및 파우더 수거 단계(S300)를 포함할 수 있다.The atomic layer deposition method for powder according to an embodiment of the present invention may include a powder preparation step (S100), a processing step (S200), and a powder collection step (S300).
파우더 준비 단계(S100)는 분말을 수용할 수 있는 분말 수용 공간(A)이 내부에 형성되는 공정 챔버(100)에 상기 분말을 수용하는 단계이다.The powder preparation step (S100) is a step of accommodating the powder in the
도 8에 도시된 바와 같이, 파우더 준비 단계(S100)는 분말 수용 공간(A)이 형성되는 내부 리액터(120)에 상기 분말을 장입시키는 분말 장입 단계(S110) 및 외측으로 회전축부(200), 가스 공급부(300) 및 가스 배기부(400)가 결합되는 외부 리액터(110)로 내부 리액터(120)를 감싸도록 결합되는 리액터 결합 단계(S120)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 8, the powder preparation step (S100) includes a powder charging step (S110) of charging the powder into the
구체적으로, 분말 장입 단계(S110)는 상부 리액터(121) 및 상부 리액터(121)로 형성되고, 상하부에 각각 상부 메쉬 구조체(140) 및 하부 메쉬 구조체(130)가 형성된 내부 리액터(120)의 내부에 상기 분말을 적재시키는 단계이고, 리액터 결합 단계(S120)는 상기 분말이 적재된 내부 리액터(120)를 중심으로 외부 리액터(110)를 상부 및 하부에서 조립하는 단계이다.Specifically, the powder charging step (S110) is an
그리하여, 상기 분말의 용량이 비교적 적은 경우에도, 파우더 준비 단계(S100)에서 공정 챔버(100)의 내부 리액터(120)를 사용하여 상기 분말을 장입 및 수거할 수 있어 상기 분말의 코팅이 가능할 수 있다.Therefore, even when the capacity of the powder is relatively small, the powder can be charged and collected using the
도 7에 도시된 바와 같이, 공정 처리 단계(S200)는 공정 챔버(100)의 내부로 처리 가스를 공급하여 상기 분말을 처리하는 단계이다.As shown in FIG. 7, the processing step (S200) is a step of processing the powder by supplying a processing gas into the inside of the
공정 처리 단계(S200)는 공정 챔버(100) 내부로 상기 처리 가스가 주입되어 공정 챔버(100) 내부에 충진된 상기 분말에 상기 처리 가스가 접촉되어 상기 분말을 코팅하는 원자층 증착이 수행되는 단계이다.The processing step (S200) is a step in which the processing gas is injected into the
구체적으로, 공정 처리 단계(S200)는 소스 가스 공급 단계(S210)는 공정 챔버(100)의 하부에 형성된 소스가스 공급라인(320)을 통하여 분말 수용 공간(A)으로 소스 가스를 공급하는 단계이다.Specifically, the process processing step (S200) and the source gas supply step (S210) are a step of supplying source gas to the powder receiving space (A) through the source
소스 가스 공급 단계(S210)는 상기 소스 가스가 외부의 소스 가스 공급원에서 가스 피드 스루(600) 및 소스가스 공급라인(320)을 통하여 공정 챔버(100) 내부로 분사되는 단계이다.In the source gas supply step (S210), the source gas is injected from an external source gas source into the
소스 가스 공급 단계(S210)에서 소스가스 공급라인(320)이 공정 챔버(100)의 하방으로 연결되어, 상기 소스 가스가 상방으로 향하는 것을 정방향으로 설정하여, 상기 정방향에서 분사될 수 있다.In the source gas supply step (S210), the source
제 1 챔버 회전 단계(S220)는 분말 수용 공간(A)에 수용된 상기 분말이 공정 챔버(100) 내부에서 교반될 수 있도록, 공정 챔버(100)의 양측에 형성된 회전축부(200)를 중심축으로 공정 챔버(100)가 회전하는 단계이다.The first chamber rotation step (S220) is performed by rotating the
제 1 챔버 회전 단계(S220)는 상기 소스 가스 공급이 완료되면 상기 분말 표면에 상기 소스 가스가 균일하게 흡착될 수 있도록 공정 챔버(100)를 회전시키는 단계이다.The first chamber rotation step (S220) is a step of rotating the
제 1 챔버 회전 단계(S220)는 공정 챔버(100)의 회전축부(200)에 결합되는 회전 구동부(500), 예컨대, 서보 모터를 구동하여, 공정 챔버(100)를 회전시키는 단계이다.The first chamber rotation step (S220) is a step of rotating the
이때, 제 1 챔버 회전 단계(S220)에서 공정 챔버(100) 내부로 유입된 상기 소스 가스가 회전되는 상기 분말 사이에서 균일하게 혼합될 수 있다.At this time, the source gas introduced into the
제 1 퍼지 단계(S230)는 공정 챔버(100)의 타측에 형성된 가스 배기부(400)를 통하여, 공정 챔버(100) 내부의 상기 소스 가스를 외부로 배기하는 단계이다.The first purge step (S230) is a step of exhausting the source gas inside the
제 1 퍼지 단계(S230)는 배기 밸브(410)를 열어 공정 챔버(100) 내부의 상기 소스 가스 및 부산물을 퍼지 시키는 단계이다.The first purge step (S230) is a step of purging the source gas and by-products inside the
제 1 퍼지 단계(S230)에서 공정 챔버(100)를 회전하는 시퀀스를 더 포함할 수 있다. The first purge step (S230) may further include a sequence of rotating the
이어서, 반응 가스 공급 단계(S240)는 공정 챔버(100)의 하부에 형성된 반응가스 공급라인(310)을 통하여 분말 수용 공간(A)으로 반응 가스를 공급하는 단계이다.Next, the reaction gas supply step (S240) is a step of supplying the reaction gas to the powder accommodation space (A) through the reaction
반응 가스 공급 단계(S240)는 상기 반응 가스가 외부의 반응 가스 공급원에서 가스 피드 스루(600) 및 반응가스 공급라인(310)을 통하여 공정 챔버(100) 내부로 분사되는 단계이다.In the reaction gas supply step (S240), the reaction gas is injected from an external reaction gas source into the
반응 가스 공급 단계(S240)에서 반응가스 공급라인(310)이 공정 챔버(100)의 하방으로 연결되어, 상기 반응 가스가 상방으로 향하는 것을 정방향으로 설정하여, 상기 정방향에서 분사될 수 있다.In the reaction gas supply step (S240), the reaction
제 2 챔버 회전 단계(S250)는 분말 수용 공간(A)에 수용된 상기 분말이 공정 챔버(100) 내부에서 교반되며 반응될 수 있도록, 회전축부(200)를 중심축으로 공정 챔버(100)가 회전하는 단계이다.In the second chamber rotation step (S250), the
이때, 제 2 챔버 회전 단계(S250)에서 공정 챔버(100) 내부로 유입된 상기 반응 가스가 상기 분말의 표면에 흡착된 상기 소스 가스와 반응하여 상기 분말에 증착될 수 있다.At this time, the reaction gas introduced into the
이때, 제 2 챔버 회전 단계(S250)에서 공정 챔버(100) 내부로 유입된 상기 반응 가스가 회전되는 상기 분말 사이에서 균일하게 혼합됨으로서, 상기 분말의 표면에서 균일하게 반응할 수 있다.At this time, the reaction gas introduced into the
제 2 퍼지 단계(S260)는 가스 배기부(400)를 통하여, 공정 챔버(100) 내부의 상기 반응 가스를 외부로 배기하는 단계이다.The second purge step (S260) is a step of exhausting the reaction gas inside the
제 2 퍼지 단계(S260)는 배기 밸브(410)를 열어 공정 챔버(100) 내부의 상기 반응 가스 및 부산물을 퍼지 시키는 단계이다.The second purge step (S260) is a step of purging the reaction gas and by-products inside the
제 1 퍼지 단계(S260)에서 공정 챔버(100)를 회전하는 시퀀스를 더 포함할 수 있다.The first purge step (S260) may further include a sequence of rotating the
소스 가스 공급 단계(S210) 및 반응 가스 공급 단계(S240)에서 상기 반응 가스 및 상기 소스 가스가 공정 챔버(100) 내부로 공급될 시, 가스 배기부(400)의 배기 밸브(410)는 닫힌 상태로 상기 처리 가스가 유입될 수 있다.When the reaction gas and the source gas are supplied into the
제 1 챔버 회전 단계(S220) 및 제 2 챔버 회전 단계(S250)에서, 공정 챔버(100)가 180도 내지 360도 회전할 수 있다.In the first chamber rotation step (S220) and the second chamber rotation step (S250), the
이때, 상기 반응 가스 및 상기 소스 가스의 유입 시간, 공정 챔버(100)의 회전 횟수, 회전 시간은 시료에 따라 다를 수 있으며, 도 7에 도시된 바와 같이, 공정 처리 단계(S200)는 소스 가스 공급 단계(S210), 제 1 챔버 회전 단계(S220), 제 1 퍼지 단계(S230), 반응 가스 공급 단계(S240), 제 2 챔버 회전 단계(S250) 및 제 2 퍼지 단계(S260)를 반복할 수 있다.At this time, the inflow time of the reaction gas and the source gas, the number of rotations, and the rotation time of the
도 8에 도시된 바와 같이, 파우더 수거 단계(S300)는 처리가 완료된 상기 분말을 수거하는 단계이다.As shown in Figure 8, the powder collection step (S300) is a step of collecting the powder that has been processed.
구체적으로, 파우더 수거 단계(S300)는 외부 리액터(110)로부터 내부 리액터(120)를 분리하는 리액터 분리 단계(S310) 및 내부 리액터(120)에서 처리가 완료된 상기 분말을 수거하는 분말 수거 단계(S320)를 포함할 수 있다.Specifically, the powder collection step (S300) includes a reactor separation step (S310) for separating the
예컨대, 리액터 분리 단계(S310)는 공정 처리가 완료된 후에, 외부 리액터(110)를 분리하고, 외부 리액터(110)로부터 내부 리액터(120)를 분리하는 단계이고, 분말 수거 단계(S320)는 내부 리액터(120)의 상부 리액터(121)와 하부 리액터(122)를 분리하여 코팅이 완료된 분말을 수거하는 단계이다.For example, the reactor separation step (S310) is a step of separating the
본 발명의 다른 실시예에 따른 파우더용 원자층 증착 방법은, 파우더 준비 단계(S100), 공정 처리 단계(S200) 및 파우더 수거 단계(S300)를 포함할 수 있다.The atomic layer deposition method for powder according to another embodiment of the present invention may include a powder preparation step (S100), a processing step (S200), and a powder collection step (S300).
파우더 준비 단계(S100)는 내부에 상기 분말 수용 공간이 형성되는 챔버 몸체(160)의 상부에 형성된 분말 장입부(800)를 통하여 분말 수용 공간(A)에 상기 분말을 장입시키는 단계이다.The powder preparation step (S100) is a step of charging the powder into the powder receiving space (A) through the
구체적으로, 파우더 준비 단계(S100)는 공정 챔버(100-1)의 상부에 형성된 분말 장입부(800)로 상기 분말을 장입시키고, 공정 챔버(100-1)를 밀폐시켜, 분말 수용 공간(A)에 상기 분말을 적재하는 단계이다.Specifically, in the powder preparation step (S100), the powder is charged into the
그리하여, 상기 분말의 용량이 비교적 많은 경우에도, 파우더 준비 단계(S100)에서 공정 챔버(100-1)를 사용하여, 챔버 몸체(160)에 직접 상기 분말을 장입하여 상기 분말의 용량이 비교적 많은 경우에도, 상기 분말의 코팅이 가능할 수 있다.Therefore, even when the capacity of the powder is relatively large, the powder is directly charged into the
공정 처리 단계(S200)는 상술한 바와 동일한 단계를 포함할 수 있다.The processing step (S200) may include the same steps as described above.
파우더 수거 단계(S300)는 분말 장입부(800)가 하방을 향하도록 공정 챔버(100)가 회전되고, 분말 장입부(800)를 통하여 낙하하여 배출되는 처리 완료된 상기 분말을 수거하는 단계이다.In the powder collecting step (S300), the
파우더 수거 단계(S300)는 공정 챔버(100-1)를 180도 회전하여 분말 장입부(800)가 하방을 향하게 됨에 따라, 하부에 파우더 수거기를 설치하여 쏟아지는 상기 분말을 수거할 수 있다.In the powder collection step (S300), the process chamber 100-1 is rotated 180 degrees so that the
본 발명을 통해 기존의 챔버 하부에서 처리 가스를 분사하는 플로다이즈 방식의 장점을 가질 수 있으며, 기존의 임펠러 등의 구조물을 사용함에 따라 발생되는 다져짐 등의 문제점을 방지할 수 있고, 공정 챔버를 직접 회전시켜 분말을 교반함으로써 교반 효과의 극대화 및 대량 생산이 가능할 수 있다.Through the present invention, it is possible to have the advantage of the flowdization method of spraying processing gas from the bottom of the existing chamber, and to prevent problems such as compaction that occur when using structures such as existing impellers, and to prevent the process chamber from being compacted. By directly rotating and stirring the powder, the mixing effect can be maximized and mass production can be possible.
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.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.
A: 분말 수용 공간
100, 100-1: 공정 챔버
110: 외부 리액터
120: 내부 리액터
130: 하부 메쉬 구조체
140: 상부 메쉬 구조체
150: 샤워헤드
200: 회전축부
300: 가스 공급부
310: 반응가스 공급라인
320: 소스가스 공급라인
400: 가스 배기부
410: 배기 밸브
420: 밸로우즈관
430: 밴트 가스 라인
500: 회전 구동부
600: 가스 피드 스루
610: 고정부
620: 회전부
700: 진동 인가 장치
800: 분말 장입부
900: 파우더 트랩
1000, 1100: 파우더용 원자층 증착 장치A: Powder accommodation space
100, 100-1: Process chamber
110: external reactor
120: internal reactor
130: Lower mesh structure
140: Upper mesh structure
150: shower head
200: Rotating shaft part
300: Gas supply unit
310: Reaction gas supply line
320: Source gas supply line
400: gas exhaust section
410: exhaust valve
420: Bellows pipe
430: Vent gas line
500: Rotation driving unit
600: Gas feed through
610: fixing part
620: Rotating part
700: Vibration applying device
800: Powder charging part
900: Powder Trap
1000, 1100: Atomic layer deposition device for powder
Claims (15)
상기 공정 챔버의 양측에 제 1 축부와 제 2 축부로 형성되는 회전축부;
상기 공정 챔버의 일측에 형성되어 상기 공정 챔버 내부로 처리 가스를 공급하는 공급 라인이 형성되는 가스 공급부;
상기 공정 챔버의 타측에 형성되고, 상기 공정 챔버 내부의 처리 가스를 외부로 배기하는 배기 라인이 형성되는 가스 배기부; 및
상기 제 1 축부 및 상기 제 2 축부 중 적어도 어느 하나의 상기 회전축부에 결합되고, 상기 공정 챔버가 상기 회전축부를 중심축으로 회전되도록 구동하는 회전 구동부;
를 포함하는, 파우더용 원자층 증착 장치.A cylindrical process chamber in which a powder accommodation space capable of accommodating powder is formed;
a rotating shaft formed by a first shaft and a second shaft on both sides of the process chamber;
a gas supply unit formed on one side of the process chamber to form a supply line that supplies processing gas into the process chamber;
a gas exhaust portion formed on the other side of the process chamber and having an exhaust line that exhausts the processing gas inside the process chamber to the outside; and
a rotation drive unit coupled to at least one of the first shaft unit and the second shaft unit, and driving the process chamber to rotate the rotation shaft unit about a central axis;
Atomic layer deposition device for powder, including.
상기 제 1 축부 및 상기 제 2 축부 중 적어도 어느 하나의 상기 회전축부에 결합되고, 외부에서 공급되는 반응 가스 및 소스 가스를 상기 공정 챔버로 전달하는 가스 피드 스루;
를 포함하는, 파우더용 원자층 증착 장치.According to claim 1,
a gas feed through coupled to the rotating shaft of at least one of the first shaft and the second shaft, and delivering a reaction gas and a source gas supplied from the outside to the process chamber;
Atomic layer deposition device for powder, including.
상기 가스 피드 스루는,
상기 소스 가스 및 상기 반응 가스가 유입되는 유입구가 각각 형성되고, 내부에 상기 반응 가스가 유동되는 제 1 고정유로 및 상기 소스 가스가 유동되는 제 2 고정유로가 형성되는 고정부; 및
상기 소스 가스 및 상기 반응 가스가 유출되는 유출구가 각각 형성되고, 일측은 상기 고정부에 대하여 상대적으로 회전가능하도록 상기 고정부에 결합되고, 타측은 상기 회전축부에 결합되어 상기 공정 챔버의 회전에 따라 회전되고, 내부에 상기 제 1 고정유로와 연통되는 제 1 회전유로 및 상기 제 2 고정유로와 연통되는 제 2 회전유로가 형성되는 회전부;
를 포함하는, 파우더용 원자층 증착 장치.According to claim 2,
The gas feed through is,
a fixing part in which inlets through which the source gas and the reaction gas flow are formed, and a first fixed flow path through which the reaction gas flows and a second fixed flow path through which the source gas flows are formed; and
Outlets through which the source gas and the reaction gas flow are respectively formed, one side of which is coupled to the fixing part so as to be rotatable relative to the fixing part, and the other side is coupled to the rotating shaft according to the rotation of the process chamber. a rotating part that rotates and has a first rotating flow path in communication with the first fixed flow path and a second rotating flow path in communication with the second fixed flow path formed therein;
Atomic layer deposition device for powder, including.
상기 가스 공급부는,
상기 분말 수용 공간으로 반응 가스를 공급할 수 있도록 상기 공정 챔버에 연결되는 반응가스 공급라인; 및
상기 분말 수용 공간으로 소스 가스를 공급할 수 있도록 상기 공정 챔버에 연결되는 소스가스 공급라인;
을 포함하는, 파우더용 원자층 증착 장치.According to claim 1,
The gas supply unit,
a reaction gas supply line connected to the process chamber to supply reaction gas to the powder receiving space; and
a source gas supply line connected to the process chamber to supply source gas to the powder receiving space;
Atomic layer deposition device for powder, including.
상기 가스 배기부는,
상기 배기 라인의 적어도 일부분에 형성되어 상기 가스 배기부로 배기되는 상기 처리 가스의 유동을 제어하는 배기 밸브; 및
상기 공정 챔버의 회전에 따라 상기 가스 배기부가 신축가능하도록, 상기 배기 라인의 적어도 일부 영역에 형성되는 벨로우즈관;
을 포함하는, 파우더용 원자층 증착 장치.According to claim 1,
The gas exhaust unit,
an exhaust valve formed in at least a portion of the exhaust line to control a flow of the process gas exhausted to the gas exhaust unit; and
a bellows pipe formed in at least a portion of the exhaust line so that the gas exhaust portion can be expanded and contracted according to rotation of the process chamber;
Atomic layer deposition device for powder, including.
상기 공정 챔버는,
내부에 상기 분말 수용 공간이 형성되는 내부 리액터;
상기 분말 수용 공간에 수용된 분말의 외부 누출을 방지하도록 상기 내부 리액터의 하부에 결합되는 하부 메쉬 구조체;
상기 내부 리액터 내부로 공급되는 상기 가스를 외부로 배기하고, 상기 분말이 상기 공정 챔버 외부로 누출되지 않도록 상기 내부 리액터의 상부에 결합되는 상부 메쉬 구조체;
상기 하부 메쉬 구조체 하부에 결합되어 상기 처리 가스를 상기 분말 수용 공간으로 분사하는 샤워헤드; 및
내측으로 상기 내부 리액터를 감싸도록 형성되고, 외측으로 상기 회전축부, 상기 가스 공급부 및 상기 가스 배기부가 결합되는 외부 리액터;
를 포함하는, 파우더용 원자층 증착 장치.According to claim 1,
The process chamber is,
an internal reactor in which the powder receiving space is formed;
a lower mesh structure coupled to the lower part of the internal reactor to prevent external leakage of the powder accommodated in the powder accommodation space;
an upper mesh structure coupled to the upper part of the internal reactor to exhaust the gas supplied into the internal reactor to the outside and prevent the powder from leaking outside the process chamber;
a showerhead coupled to the lower part of the lower mesh structure to spray the processing gas into the powder receiving space; and
an external reactor formed to surround the internal reactor on the inside, and coupled to the rotation shaft part, the gas supply part, and the gas exhaust part on the outside;
Atomic layer deposition device for powder, including.
상기 공정 챔버는,
내부에 상기 분말 수용 공간이 형성되고, 외측으로 상기 회전축부, 상기 가스 공급부 및 상기 가스 배기부가 결합되고, 상부에 분말 장입부가 형성된 챔버 몸체;
상기 분말 수용 공간에 수용된 분말의 외부 누출을 방지하도록 상기 챔버 몸체의 하부에 형성되는 하부 메쉬 구조체;
상기 공정 챔버 내부로 공급되는 상기 가스를 외부로 배기하고, 상기 분말이 상기 공정 챔버 외부로 누출되지 않도록 상기 챔버 몸체의 상부에 결합되는 상부 메쉬 구조체; 및
상기 하부 메쉬 구조체 하부에 결합되어 상기 처리 가스를 상기 분말 수용 공간으로 분사하는 샤워헤드;
를 포함하는, 파우더용 원자층 증착 장치.According to claim 1,
The process chamber is,
a chamber body in which the powder receiving space is formed, the rotating shaft part, the gas supply part, and the gas exhaust part being combined on the outside, and a powder charging part formed on the upper part;
a lower mesh structure formed on the lower part of the chamber body to prevent external leakage of the powder accommodated in the powder accommodation space;
an upper mesh structure coupled to the upper part of the chamber body to exhaust the gas supplied into the process chamber to the outside and prevent the powder from leaking out of the process chamber; and
a showerhead coupled to the lower part of the lower mesh structure to spray the processing gas into the powder receiving space;
Atomic layer deposition device for powder, including.
상기 공정 챔버 내부에 유착된 분말이 분리될 수 있도록 상기 분말 수용 공간의 외부에 형성되어 상기 공정 챔버에 진동을 인가하는 진동 인가 장치;
를 포함하는, 파우더용 원자층 증착 장치.According to claim 1,
a vibration applying device formed outside the powder receiving space to apply vibration to the process chamber so that the powder adhered inside the process chamber can be separated;
Atomic layer deposition device for powder, including.
상기 공정 챔버의 내부로 처리 가스를 공급하여 상기 분말을 처리하는 공정 처리 단계; 및
처리가 완료된 상기 분말을 수거하는 파우더 수거 단계;
를 포함하고,
상기 공정 처리 단계는,
상기 공정 챔버의 하부에 형성된 소스가스 공급라인을 통하여 상기 분말 수용 공간으로 소스 가스를 공급하는 소스 가스 공급 단계;
상기 분말 수용 공간에 수용된 상기 분말이 상기 공정 챔버 내부에서 교반될 수 있도록, 상기 공정 챔버의 양측에 형성된 회전축부를 중심축으로 상기 공정 챔버가 회전하는 제 1 챔버 회전 단계;
상기 공정 챔버의 타측에 형성된 가스 배기부를 통하여, 상기 공정 챔버 내부의 상기 소스 가스를 외부로 배기하는 제 1 퍼지 단계;
상기 공정 챔버의 하부에 형성된 반응가스 공급라인을 통하여 상기 분말 수용 공간으로 반응 가스를 공급하는 반응 가스 공급 단계;
상기 분말 수용 공간에 수용된 상기 분말이 상기 공정 챔버 내부에서 교반되며 반응될 수 있도록, 상기 회전축부를 중심축으로 상기 공정 챔버가 회전하는 제 2 챔버 회전 단계; 및
상기 가스 배기부를 통하여, 상기 공정 챔버 내부의 상기 반응 가스를 외부로 배기하는 제 2 퍼지 단계;
를 포함하는, 파우더용 원자층 증착 방법.A powder preparation step of accommodating the powder in a process chamber in which a powder accommodating space capable of accommodating the powder is formed;
A processing step of treating the powder by supplying a processing gas into the process chamber; and
A powder collection step of collecting the processed powder;
Including,
The processing step is,
A source gas supply step of supplying source gas to the powder receiving space through a source gas supply line formed at a lower portion of the process chamber;
A first chamber rotation step in which the process chamber rotates around a rotation axis formed on both sides of the process chamber so that the powder accommodated in the powder accommodation space can be stirred inside the process chamber;
A first purge step of exhausting the source gas inside the process chamber to the outside through a gas exhaust portion formed on the other side of the process chamber;
A reaction gas supply step of supplying a reaction gas to the powder receiving space through a reaction gas supply line formed in the lower part of the process chamber;
a second chamber rotation step in which the process chamber rotates around the rotation axis portion so that the powder accommodated in the powder accommodation space is stirred and reacted inside the process chamber; and
a second purge step of exhausting the reaction gas inside the process chamber to the outside through the gas exhaust unit;
Including, atomic layer deposition method for powder.
상기 파우더 준비 단계는,
상기 분말 수용 공간이 형성되는 내부 리액터에 상기 분말을 장입시키는 분말 장입 단계; 및
외측으로 상기 회전축부, 상기 가스 공급부 및 상기 가스 배기부가 결합되는 외부 리액터로 상기 내부 리액터를 감싸도록 결합되는 리액터 결합 단계;
를 포함하는, 파우더용 원자층 증착 방법.According to clause 9,
The powder preparation step is,
A powder charging step of charging the powder into an internal reactor where the powder accommodation space is formed; and
A reactor coupling step of coupling the inner reactor to surround the inner reactor with an outer reactor to which the rotating shaft part, the gas supply part, and the gas exhaust part are coupled to the outside;
Including, atomic layer deposition method for powder.
상기 파우더 수거 단계는,
상기 외부 리액터로부터 상기 내부 리액터를 분리하는 리액터 분리 단계; 및
상기 내부 리액터에서 처리가 완료된 상기 분말을 수거하는 분말 수거 단계;
를 포함하는, 파우더용 원자층 증착 방법.According to claim 10,
The powder collection step is,
a reactor separation step of separating the internal reactor from the external reactor; and
A powder collection step of collecting the powder that has been processed in the internal reactor;
Including, atomic layer deposition method for powder.
상기 파우더 준비 단계는,
내부에 상기 분말 수용 공간이 형성되는 챔버 몸체의 상부에 형성된 분말 장입부를 통하여 상기 분말 수용 공간에 상기 분말을 장입시키는 것을 특징으로 하는, 파우더용 원자층 증착 방법.According to clause 9,
The powder preparation step is,
An atomic layer deposition method for powder, characterized in that the powder is charged into the powder accommodating space through a powder charging portion formed on an upper part of a chamber body in which the powder accommodating space is formed.
상기 파우더 수거 단계는,
상기 분말 장입부가 하방을 향하도록 상기 공정 챔버가 회전되고, 상기 분말 장입부를 통하여 낙하하여 배출되는 처리 완료된 상기 분말을 수거하는 것을 특징으로 하는, 파우더용 원자층 증착 방법.According to claim 12,
The powder collection step is,
An atomic layer deposition method for powder, characterized in that the process chamber is rotated so that the powder charging unit faces downward, and the processed powder that falls and is discharged through the powder charging unit is collected.
상기 제 1 챔버 회전 단계 및 상기 제 2 챔버 회전 단계는,
상기 공정 챔버가 180도 내지 360도 회전하는 것을 특징으로 하는, 파우더용 원자층 증착 방법.According to clause 9,
The first chamber rotation step and the second chamber rotation step are,
An atomic layer deposition method for powder, characterized in that the process chamber rotates 180 degrees to 360 degrees.
상기 공정 처리 단계는,
상기 소스 가스 공급 단계, 상기 제 1 챔버 회전 단계, 상기 제 1 퍼지 단계, 상기 반응 가스 공급 단계, 상기 제 2 챔버 회전 단계 및 상기 제 2 퍼지 단계를 반복하는, 파우더용 원자층 증착 방법.According to clause 9,
The processing step is,
An atomic layer deposition method for powder, repeating the source gas supply step, the first chamber rotation step, the first purge step, the reaction gas supply step, the second chamber rotation step, and the second purge step.
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