WO2014193026A1 - 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템 - Google Patents

유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템 Download PDF

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WO2014193026A1
WO2014193026A1 PCT/KR2013/005655 KR2013005655W WO2014193026A1 WO 2014193026 A1 WO2014193026 A1 WO 2014193026A1 KR 2013005655 W KR2013005655 W KR 2013005655W WO 2014193026 A1 WO2014193026 A1 WO 2014193026A1
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vaporization
fluid
induction heating
unit
liquid state
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PCT/KR2013/005655
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문정일
이명선
김정환
이광형
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에스엔유 프리시젼 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a monomer vaporization apparatus using induction heating and a vacuum deposition system having the same, and more particularly, to a monomer vaporization apparatus using induction heating capable of effectively vaporizing a fluid in a liquid state through induction heating, and A vacuum deposition system.
  • Flash deposition methods for liquids utilize ultrasonic spray nozzles to atomize the liquid into droplets of fine size and to disperse them into containers maintained at high temperatures. These droplets change into a gaseous state upon contact with the walls of the vessel. This process prevents the liquid monomers from being separated or distilled, maintains a uniform liquid composition in the vapor phase, and prevents polymerization of the monomers.
  • This flash deposition process is disclosed in US Pat. No. 4,954,371.
  • the primary object of the invention is to vaporize a droplet of uniform size onto a surface of a material which is continuously maintained above the vaporization temperature.
  • an object of the present invention is to solve such a conventional problem, monomer vaporization apparatus using induction heating that can improve the vaporization rate of the liquid monomer by heating the liquid monomer quickly above the vaporization temperature and the same To provide a vacuum deposition system provided.
  • the object is, according to the present invention, a fluid supply for supplying a fluid in the liquid state;
  • a vaporization generating part which receives the liquid fluid in the interior through the fluid supply part and vaporizes the liquid fluid by contacting with the liquid fluid on the wall and heating the wall;
  • a vaporization apparatus using induction heating comprising: an induction heating unit configured to generate an induction current in the vaporization generation unit through a change in a magnetic field to adjust the temperature of the vaporization generation unit to the vaporization temperature of the fluid in the liquid state or more Is achieved by.
  • the induction heating unit the induction coil is provided on the outside of the vaporization generating unit, and generates a magnetic field through a change in the applied voltage or current to maintain the temperature of the vaporization generating unit above the vaporization temperature of the fluid in the liquid state ( induction coil); It is preferable to include; a power supply unit for applying a voltage or current to the induction coil.
  • control unit for varying the magnitude of the voltage or current provided from the power supply unit to the induction coil so as to maintain the surface temperature of the vaporization generating unit higher than the vaporization temperature of the fluid in the liquid state.
  • the heat insulation is provided on the outer surface of the vaporization generating portion, to prevent the heat transfer from the vaporization generating portion to the outside; preferably further comprises a.
  • the vaporization portion is preferably provided with a corrosion-resistant material.
  • the vaporization portion is provided with a corrosion-resistant material, the contact member for heating the fluid in contact with the fluid in the liquid state;
  • a heat generating member provided on an outer side of the contact member and provided as a high resistance member to increase the amount of heating by induction heating;
  • a heat conduction part provided between the contact member and the insulation member and provided with a heat conductive material to improve heat transfer from the heat generating member to the contact member.
  • the contact member, the heat generating member, and the heat conductive portion are joined by cladding or welding.
  • the vaporization generating unit is preferably maintained in a vacuum inside.
  • liquid fluid preferably contains monomers, solutes, and light initiators.
  • a vaporization apparatus using the induction heating according to any one of claims 1 to 9; Board; A nozzle unit receiving the vaporized fluid through the vaporization device using the induction heating and spraying the vaporized fluid onto a substrate; And a vacuum chamber accommodating the substrate and the nozzle part therein, the interior of which is maintained in a vacuum state.
  • a vaporization system using induction heating and a vacuum deposition system having the same which can effectively vaporize a liquid in a liquid state by maintaining the temperature of the vaporization portion higher than the vaporization temperature of the liquid in the liquid state through induction heating Is provided.
  • the induction heating unit itself is not heated, it is possible to eliminate a risk that may occur to the user such as a burn.
  • the vaporization generating portion in the structure of the contact member, the heat transfer portion, and the electrical insulation member, it is possible to quickly transfer the heat generated by the induction heating to the fluid side.
  • a vacuum deposition system capable of improving the degree of deposition by depositing a uniformly vaporized fluid on a substrate.
  • FIG. 1 is a cutaway perspective view schematically showing a vaporization apparatus using induction heating according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the vaporization generating unit (A) in the vaporization apparatus using the induction heating of FIG.
  • FIG. 3 is a view schematically showing a magnetic field is generated through the induction heating unit in the vaporization apparatus using the induction heating of Figure 1, the induced current is generated on the surface of the vaporization generating unit by the magnetic field,
  • FIG. 4 is a view schematically illustrating a state in which a liquid fluid is vaporized after contact with a vaporization generating unit in the vaporization apparatus using induction heating of FIG. 1,
  • FIG. 5 is a schematic perspective view showing a vaporization apparatus using induction heating according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a view schematically illustrating a state in which a magnetic field is generated through the induction heating unit in the vaporization apparatus using the induction heating of FIG. 5, and an induction current is generated on the surface of the vaporization generation unit by the magnetic field.
  • FIG. 7 is a cutaway perspective view schematically showing a vaporization apparatus using induction heating according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view schematically showing a vacuum deposition apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a cutaway perspective view schematically illustrating a vaporization apparatus using induction heating according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating a vaporization unit in a vaporization apparatus using induction heating of FIG. 1.
  • the vaporization apparatus using induction heating and the vacuum deposition system 100 having the same according to the first embodiment of the present invention is a liquid state that is provided inside the vaporization generating unit is maintained in a vacuum state
  • the vaporization of the fluid by contacting the inner wall surface of the vaporization generating part includes a vaporization generating part 110, a fluid supply part 120, an induction heating part 130, a heat insulating part 140, and a control part 150.
  • the vaporization generating unit 110 is a hollow portion 111 is maintained in a vacuum therein, a space for vaporizing the fluid in the liquid state supplied from the fluid supply unit 120 to be described later in the first embodiment of the present invention According to the vaporization generating unit 110 is provided in a cylindrical shape, but is not limited thereto.
  • the flow path 112 for discharging the vaporized fluid may be additionally provided, but is not limited thereto.
  • the vaporization generating unit 110 is in contact with the fluid in the liquid state supplied from the fluid supply unit 120 in the induction-heated inner wall surface through the induction heating unit 130 to be described later to vaporize the fluid in the liquid state.
  • the surface in which the vaporization generating unit 110, preferably the vaporization generating unit 110 and the fluid in the liquid state is maintained at a temperature higher than the vaporization temperature of the fluid in the liquid state, the liquid fluid in the vaporization generating unit ( In contact with 110 to receive heat from the vaporization generating unit 110 is vaporized.
  • the vaporization generating unit 110 may be a current to flow by the induction current is generated by the induction heating unit 130 to be described later, may be provided with a metallic material having an electrical resistance, but is not limited thereto. It is not.
  • the vaporization generator 110 is made of a material having a high permeability so that heat generated by the magnetization loss is added to the heat generated by the vaporization generator 110, but not limited thereto.
  • the vaporization generating unit 110 is preferably provided with a material having a high thermal conductivity so that heat is quickly transferred to the fluid in the liquid state in the thermal conductivity, but is not limited thereto.
  • the inner wall surface of the vaporization generating unit 110, at least the vaporization generating unit 110 in contact with the fluid in the liquid state is preferably provided with a corrosion-resistant material so as not to be corroded by the change in the state of the fluid, but is not limited thereto. .
  • the vaporization generating unit 110 is formed in the order of the contact member 113, the thermal conductive portion 114 and the insulating member 115 from the surface is not limited thereto.
  • the contact member 113 is heated and vaporized in contact with the fluid in the liquid state, and has a corrosion resistance such as stainless to prevent corrosion that may occur when contact with the fluid in the liquid state and a change of state occur.
  • Stable materials are used, but are not limited thereto.
  • the heat conduction unit 114 is provided between the contact member 113 and the vaporization generating unit 110, the heat transfer rate is high to quickly replenish the heat is separated from the contact member 113 side when the fluid in the liquid state is vaporized It is made of a material such as aluminum, but is not limited thereto.
  • the heat generating member 115 is provided between the vaporization generating unit 110 and the heat conducting unit 114, iron (in order to improve the heating amount during induction heating by the magnetic field generated through the induction heating unit 130 to be described later) Steel, carbon, tin, or tungsten is provided with a material having high electrical resistance, but is not limited thereto.
  • the above-mentioned contact member 113, the heat conducting portion 114 and the heat generating member 115 may be welded or bonded by cladding (but not limited to this).
  • heat can be quickly transferred to the surface of the vaporization generating portion 110 during the endothermic reaction by vaporization of the fluid in the liquid state.
  • the temperature of the vaporization generating unit 110 can be maintained almost always, preferably always higher than the vaporization temperature of the fluid in the liquid state.
  • the fluid supply unit 120 is to provide a fluid in the liquid state into the vaporization generating unit (110).
  • the fluid supply unit 120 may vibrate at a frequency of several tens of khz to inject a droplet of a fine size to spray the fluid in the liquid state at a micro or nano level particle size. It is provided as an ultrasonic spray nozzle (USN), but is not limited thereto.
  • USN ultrasonic spray nozzle
  • the fluid provided into the vaporization generator 110 through the fluid supply unit 120 is provided as a fluid including a monomer, a solvent, and an optical initiator, but is not limited thereto. It can be used in a variety of fluids, including oligomers, resins, and the like.
  • the induction heating unit 130 is an induction coil 131 and a power supply unit 132 as induction heating of the vaporization generating unit 110 by the magnetic field generated by the change of the applied voltage or current.
  • the induction coil 131 is provided outside the vaporization generator 110 and receives a voltage or a current from the power supply unit 132 which will be described later, so that the vaporization generator 110 is heated by induction heating. Will generate.
  • the induction coil 131 is provided along the helical direction on the outer circumferential surface of the vaporization generator 110, so that the magnetic field generated by the induction coil 131 is the vaporization generator 110. It is provided to uniformly heat the outer surface of the but is not limited thereto.
  • the rotation speed of the induction coil 131 affects the strength of the magnetic field generated from the induction coil 131
  • the rotation speed of the induction coil 131 may be appropriately selected in consideration of the vaporization temperature of the fluid in the liquid state to be vaporized.
  • the power supply unit 132 provides a voltage or a current to the induction coil 131. According to the first embodiment of the present invention, the power supply unit 132 is provided with an AC voltage, but is not limited thereto.
  • the heat insulating part 140 is provided on the outer surface of the vaporization generating unit 110 is heat generated in the vaporization generating unit 110, more preferably the vaporization generating unit 110 by the induction heating unit 130 is It is to prevent the discharge to the outside and maintain electrical stability.
  • the heat insulator 140 may not only insulate the heat transfer between the vaporization generating unit 110 and the outside, but may also heat the heat, but is not limited thereto.
  • the control unit 150 controls the intensity of the magnetic field generated by the induction heating unit 130 by adjusting the amount of change in the voltage or current provided to the induction heating unit 130.
  • the calorific value of the vaporization generator 110 is related to the strength and frequency of the magnetic field generated by the induction heating unit 130, the calorific value of the vaporization generator 110 is controlled by adjusting the intensity or frequency of the magnetic field.
  • the intensity or frequency of the magnetic field is controlled by the amount or frequency of change in voltage or current applied to the induction heating unit 130.
  • FIG. 3 is a view schematically illustrating a magnetic field generated through an induction heating unit in the vaporization apparatus using the induction heating of FIG. 1 and an induction current generated on the surface of the vaporization generating unit by the magnetic field
  • FIG. In the vaporization apparatus using induction heating is a view schematically showing the state that the fluid in the liquid state is vaporized after contact with the vaporization generator.
  • a current or voltage is applied to the induction coil 131 provided on the outer surface of the vaporization generator 110, a magnetic field B is formed in the vaporization generator 110 and the vaporization generator 110 is formed.
  • the vaporization generating unit 110 is inductively heated by generating a secondary current or vortex (I) which decreases in the form of an exponential function from the surface of).
  • the shape of the exponential function is determined by the resistivity and permeability of the material of the vaporization generating unit 110, the frequency of the current or voltage supplied from the power supply unit 132, and the depth of heating is determined according to the type of the exponential function.
  • the depth of heating is defined as the depth at which a secondary current or vortex of about 90% is formed.
  • the depth of heating may be adjusted by selecting the material of the vaporization generator 110 and adjusting the frequency of the current or voltage provided to the induction heating unit 130.
  • the secondary current or the vortex may be generated and generate heat even in a region close to the inner wall surface of the vaporization generator 110 where the liquid fluid vaporizes. This makes it possible to quickly vaporize the fluid in the liquid state.
  • the secondary current generated in the vaporization generator 110 in accordance with the magnetic field changes to rotate in the spiral direction on the wall surface of the vaporization generator 110, but the direction of rotation is not limited thereto. However, this may be set differently according to the direction of the current flowing through the induction heating unit 230 and the change of the current intensity.
  • the volume of the region in which the secondary current or the vortex is generated becomes small, thereby increasing the resistance and allowing easy heating.
  • the secondary current or the vortex is controlled to occur mainly in the region in which the heat generating member 115 is formed to improve the amount of heat generated, and then transfer it to the contact member 113 to improve the vaporization rate of the fluid in the liquid state.
  • the temperature of the vaporization generator 110 at least the surface temperature of the vaporization generator 110 is preferably heated to be maintained at a temperature higher than the vaporization temperature of the fluid in the liquid state provided from the fluid supply unit 120.
  • the fluid in the liquid state in the state in which the vaporization generator 110 is heated is provided into the vaporization generator 110 through the fluid supply unit 120 and flows toward the vaporization generator 110. As a result, the fluid in the liquid state contacts the surface of the vaporization generator 110.
  • the vaporization generating unit 110 may be absorbed from the liquid fluid in the liquid state to fall below the vaporization temperature of the fluid in the liquid state. By adjusting, the temperature of the vaporization generating unit 110 is heated to maintain at least the vaporization temperature of the fluid in the liquid state.
  • the vaporization unit 110 by heating the fluid in the liquid state directly through the thermal conductivity by contacting the fluid in the liquid state can greatly improve the vaporization rate, and easily adjust the temperature maintenance control of the vaporization generator 110 Can be.
  • the fluid vaporized through the vaporization generating unit 110 is discharged through the flow path (112).
  • FIG. 5 is a cutaway perspective view schematically showing a vaporization apparatus using induction heating according to a second embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a magnetic field is generated through the induction heating unit in the vaporization apparatus using induction heating of Figure 5
  • the vaporization apparatus using induction heating and the vacuum deposition system 200 having the same according to the second embodiment of the present invention is a liquid state provided inside the vaporization generating unit is maintained in a vacuum state
  • the vaporization of the fluid by contacting the inner wall surface of the vaporization generating part includes a vaporization generating part 110, a fluid supply part 120, an induction heating part 230, a heat insulating part 140, and a control part 150.
  • the vaporization generating unit 110 and the fluid supply unit 120 performs the same function as in the first embodiment described above, and thus detailed description thereof will be omitted.
  • the induction heating unit 230 is an induction coil 231 and a power supply unit 132 as induction heating of the vaporization generating unit 110 by a magnetic field generated through a change in applied voltage or current.
  • the induction coil 231 is provided outside the vaporization generator 110 and generates a magnetic field so that the vaporization generator 110 is heated through induction heating by receiving a voltage or current from the power supply unit 132 which will be described later. .
  • the induction coil 231 is provided as a flat coil at the lower portion of the vaporization generator 110 so that the bottom surface of the vaporization generator 110 having a flat shape can be uniformly heated. Provided, but not limited to.
  • the secondary current formed on the lower surface of the vaporization generating unit 110 rotates in the spiral direction, but the rotation direction is formed in the counterclockwise direction, but is not limited thereto. However, this may be set differently according to the direction of the current flowing through the induction heating unit 230 and the change of the current intensity.
  • the induction coils 131 and 231 are different from each other, and their functions are the same.
  • the center of the induction coil 231 is the central axis of the vaporization generator 110 so that the magnetic field generated from the induction coil 231 is concentrated on the vaporization generator 110, preferably the vaporization generator 110. It may be provided to be located in the phase, but is not limited thereto.
  • FIG. 7 is a perspective view schematically showing a vaporization apparatus using induction heating according to a third embodiment of the present invention.
  • the vaporization apparatus using induction heating and the vacuum deposition system 300 having the same according to the third embodiment of the present invention are provided on the outer surface and the lower portion of the vaporization generation unit to greatly improve induction heating generation. It includes a vaporization generating unit 110, the fluid supply unit 120, the induction heating unit 330, the heat insulating unit 140 and the control unit 150.
  • the vaporization generating unit 110 and the fluid supply unit 120 performs the same function as in the first embodiment described above, and thus detailed description thereof will be omitted.
  • the induction heating unit 330 is an induction coil 331 and a power supply unit 332 as induction heating of the vaporization generating unit 110 by the magnetic field generated through the change of the applied voltage or current.
  • the induction coil 331 is provided on the outside of the vaporization generating unit 110, and generates a magnetic field so that the vaporization generating unit 110 is heated through induction heating by receiving a voltage or current from the power supply unit 332 to be described later. .
  • the induction coil 331 is disposed below the first induction coil 331a and the vaporization generator 110 provided along the spiral direction on the outer surface of the vaporization generator 110.
  • the vaporization generating unit 110 may be uniformly heated on the entire surface, including the second induction coil 332b provided in a flat plate shape.
  • the voltage or current provided to the first induction coil 331a and the second induction coil 332b may be adjusted differently.
  • the region mainly heated by the first induction coil 331a is the inner wall portion of the vaporization heating unit 110
  • the region mainly heated by the second induction coil 331b is the vaporization heating unit 110. Is the inner lower surface part of.
  • the first induction coil 331a and the second induction coil 332b may be adjusted differently so that the portion is heated more than the inner wall portion of the vaporization heating unit 110.
  • FIG. 8 is a view schematically showing a vacuum deposition apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the vaporization apparatus using induction heating and the vacuum deposition system 400 having the same according to the fourth embodiment of the present invention are described in the above-described first, second or third embodiment.
  • the vaporized fluid is deposited on the substrate by receiving the vaporized fluid through the vaporization device using induction heating, and the vaporization devices (100, 200, 300), the substrate (S), the nozzle unit 410, and the vacuum chamber (420) using the induction heating. ).
  • the substrate S is a medium in which the vaporized fluid is deposited from the vaporization apparatus 100 using induction heating.
  • the nozzle unit 410 is connected to the flow path 112 and receives the vaporized fluid from the vaporization device 100 using induction heating to spray toward the substrate (S).
  • the fluid since the fluid is uniformly vaporized from the vaporization apparatus 100 using induction heating, the fluid may be uniformly deposited on the substrate S through the nozzle unit 410.
  • the vacuum chamber 420 accommodates the substrate S and the nozzle unit 410 described above, and the inside of the vacuum chamber 420 is vacuumed so that the fluid injected from the nozzle unit 410 is properly deposited on the substrate S. Keep it.
  • the side of the vacuum chamber 420 may be provided with an opening and closing hole (not shown) for the substrate (S) can flow in and out separately.
  • the fluid vaporized through the vaporization device 100 using the above-described induction heating flows toward the nozzle unit 410 provided inside the vacuum chamber 420 through the flow path 112.
  • the vaporized fluid is again sprayed onto the substrate S to deposit the vaporized fluid on the substrate S.
  • the vacuum chamber 420 accommodating the substrate S and the nozzle unit 410 may prevent the impurities from being deposited together with the vaporized fluid by maintaining the vacuum state.
  • a monomer vaporization apparatus using induction heating and a vacuum deposition system having the same which can effectively vaporize a fluid in a liquid state through induction heating.

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Abstract

본 발명은 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템에 관한 것이며, 본 발명의 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템은 액체 상태의 유체를 공급하는 유체 공급부와 상기 유체 공급부를 통해 상기 액체 상태의 유체를 내부로 공급받으며, 상기 액체 상태의 유체와 벽면상에서 접촉하여 가열함으로써 상기 액체 상태의 유체를 기화시키는 기화발생부와 자기장의 변화를 통해 상기 기화발생부에 유도전류를 발생시킴으로써 상기 기화발생부의 온도를 상기 액체 상태의 유체의 기화 온도 이상으로 조절하는 유도가열부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템
본 발명은 유도가열을 이용한 모노머 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유도 가열을 통해 액체 상태의 유체를 효과적으로 기화시킬 수 있는 유도가열을 이용한 모노머 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템에 관한 것이다.
액체에 대한 플래쉬 증착 방법은 초음파 스프레이 노즐을 이용하여 액체를 미세한 크기의 액적으로 분무화시키고 높은 온도로 유지되는 용기로 분산시킨다. 이러한 액적들은 용기의 벽과 접촉시 바로 기체 상태로 변화한다. 이 과정은 액체 상태의 모노머가 분리되거나 증류되는 것을 방지하고, 기체 상태(vapor phase)의 균일한 액체 조성물을 유지하며, 모노머의 중합반응(polymerization)을 방지한다. 이러한 플래쉬 증착 과정은 미국 등록 특허 4,954,371호에 개시되어 있다.
미국 등록 특허 4,954,371호에서는 균일한 크기의 액적을 연속적으로 기화 온도 이상으로 유지되는 물질의 표면으로 분사하여 기화시키는 것을 주된 발명의 목적으로 한다.
여기서, 분사되는 액적으로 모노머를 사용하게 되면 기화 온도 이상의 일정한 온도로 유지되는 표면을 형성하는 것이 중요하며, 기화 온도보다 낮은 온도로 표면이 유지되면 액체 상태의 모노머는 서로 결합하여 폴리머가 된다. 결합된 폴리머의 기화 온도는 모노머의 기화 온도보다 더 높기 때문에 더욱 기화되기 어려우며 이는 결국 고체화되어 표면을 오염시키며, 오염된 표면은 열저항이 크기 때문에 고체화가 더 활발히 발생하여 표면의 오염이 가속화된다.
더욱이, 액체 상태의 모노머가 기화될 때, 많은 기화열을 필요로 하기 때문에 표면에 충분한 열이 제공되지 않으면 표면 온도가 다시 감소하게 되며, 이는 결국 표면이 오염되는 결과를 초래한다.
따라서, 액체 상태의 모노머가 기화되는 상황에서도 표면의 온도를 기화온도 이상으로 일정하게 유지할 수 있도록 신속하게 표면을 가열할 수 있는 방법에 대해 많은 연구가 진행되고 있다.
[관련선행문헌] 미국등록특허 4,954,371호
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 신속하게 액상의 모노머를 기화온도 이상으로 가열함으로써 액상의 모노머의 기화율을 향상시킬 수 있는 유도가열을 이용한 모노머 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템을 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 액체 상태의 유체를 공급하는 유체 공급부; 상기 유체 공급부를 통해 상기 액체 상태의 유체를 내부로 공급받으며, 상기 액체 상태의 유체와 벽면상에서 접촉하여 가열함으로써 상기 액체 상태의 유체를 기화시키는 기화발생부; 자기장의 변화를 통해 상기 기화발생부에 유도전류를 발생시킴으로써 상기 기화발생부의 온도를 상기 액체 상태의 유체의 기화 온도 이상으로 조절하는 유도가열부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 기화 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 유도가열부는, 상기 기화발생부의 외측에 마련되며, 인가되는 전압 또는 전류의 변화를 통해 자기장을 발생시켜 상기 기화발생부의 온도를 상기 액체 상태의 유체의 기화 온도 이상으로 유지시키는 인덕션 코일(induction coil); 상기 인덕션 코일에 전압 또는 전류를 인가하는 전원부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기화발생부의 표면 온도를 상기 액체 상태의 유체의 기화 온도보다 높은 상태로 유지하도록 상기 전원부로부터 상기 인덕션 코일에 제공되는 전압 또는 전류의 크기를 변동시키는 제어부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기화발생부의 외면상에 마련되며, 상기 기화발생부에서 외부로 열전달이 발생하는 것을 방지하는 단열부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기화발생부는 내부식성 소재로 마련되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기화발생부는 내부식성 소재로 마련되며, 상기 액체 상태의 유체와 접촉하여 상기 액체 상태의 유체를 가열하는 접촉 부재; 상기 접촉 부재의 외측에 마련되며, 유도가열에 의한 가열량을 증가시키도록 고저항 부재로 마련되는 발열 부재; 상기 접촉 부재와 상기 절연 부재 사이에 구비되며, 상기 발열 부재로부터 상기 접촉 부재로의 열전달이 향상되도록 열전도성 소재로 마련되는 열전도부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 접촉 부재, 상기 발열 부재 및 상기 열전도부는 클래딩 또는 용접으로 접합하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 기화발생부는 내부가 진공으로 유지되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 액체 상태의 유체는 모노머, 용질 및 광 이니시에이터(initiatior)를 포함하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 유도가열을 이용한 기화 장치; 기판; 상기 유도가열을 이용한 기화 장치를 통해 기화된 유체를 제공받아 기판상에 분사하는 노즐부; 상기 기판 및 상기 노즐부를 내부에 수용하며, 내부가 진공상태로 유지되는 진공챔버;를 포함하는 진공증착시스템에 의해 달성된다.
본 발명에 따르면, 유도가열을 통해 기화발생부의 온도를 액체 상태의 유체의 기화 온도보다 높은 상태로 유지함으로써 효과적으로 액체 상태의 유체를 기화시킬 수 있는 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템가 제공된다.
또한, 유도가열부에 제공되는 전압 또는 전류의 변동량 또는 주파수를 조절함으로써 유도가열량, 기화발생부의 온도 또는 가열의 깊이 조절이 용이하다.
또한, 액체 상태의 유체가 기화되는 기화발생부의 표면에서도 열을 발생시킬 수 있으므로 유체의 기화시 기화발생부로부터 흡수되는 열을 신속하게 보충할 수 있다.
또한, 유도가열부 자체가 가열되는 것은 아니므로 화상 등과 같이 사용자에게 발생가능한 위험요소를 제거할 수 있다.
또한, 기화발생부를 접촉 부재, 열전달부, 전기절연 부재의 구조로 형성함으로써 유도가열에 의해 발생하는 열을 유체 측으로 신속히 전달할 수 있다.
또한, 단열부를 통해 몸체부로부터 외부로 전달되는 열의 발생을 최소화시킴으로써 불필요한 에너지 소모를 방지할 수 있다.
또한, 균일하게 기화된 유체를 기판상에 증착시킴으로서 증착 정도를 향상시킬 수 있는 진공증착시스템가 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화장치를 개략적으로 도시한 절개사시도이고,
도 2는 도 1의 유도가열을 이용한 기화장치에서 기화발생부(A)를 개략적으로 도시한 단면도이고,
도 3은 도 1의 유도가열을 이용한 기화장치에서 유도가열부를 통해 자기장이 발생되고, 자기장에 의해 기화발생부의 표면에 유도전류가 발생하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 도 1의 유도가열을 이용한 기화장치에서 액체 상태의 유체가 기화발생부와 접촉한 후 기화되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화장치를 개략적으로 도시한 절개사시도이고,
도 6은 도 5의 유도가열을 이용한 기화장치에서 유도가열부를 통해 자기장이 발생되고, 자기장에 의해 기화발생부의 표면에 유도전류가 발생하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화장치를 개략적으로 도시한 절개사시도이고,
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 진공증착장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화장치를 개략적으로 도시한 절개사시도이고, 도 2는 도 1의 유도가열을 이용한 기화장치에서 기화발생부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 1 또는 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템(100)은 진공상태로 유지되는 기화발생부 내측으로 제공되는 액체 상태의 유체를 기화발생부의 내벽면과 접촉시킴으로써 기화시키는 것으로서, 기화발생부(110)와 유체공급부(120)와 유도가열부(130)와 단열부(140)와 제어부(150)를 포함한다.
상기 기화발생부(110)는 내부에 진공으로 유지되는 중공부(111)가 형성되어, 후술할 유체공급부(120)로부터 공급받은 액체 상태의 유체를 기화시키는 공간으로 본 발명의 제1실시예에 따르면 기화발생부(110)는 실린더형으로 마련되나 이에 제한되는 것은 아니다.
여기서, 기화된 유체를 배출하기 위한 유로(112)가 추가적으로 마련될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
한편 기화발생부(110)는 후술할 유도가열부(130)을 통해 유도가열된 내벽면에서 유체 공급부(120)로부터 공급되는 액체 상태의 유체와 접촉하여 액체 상태의 유체를 가열하여 기화시킨다.
즉, 기화발생부(110), 바람직하게는 기화발생부(110)와 액체 상태의 유체가 접촉하는 표면은 액체 상태의 유체의 기화 온도보다 높은 온도로 유지됨으로써 액체 상태의 유체가 기화발생부(110)와 접촉하여 기화발생부(110)로부터 열을 전달받아 기화된다.
여기서, 기화발생부(110)는 후술할 유도가열부(130)에 의해 유도전류가 발생하여 가열될 수 있도록 전류가 흐를 수 있으며, 전기저항이 있는 소재인 금속 재질로 마련될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 기화발생부(110)의 발열에 있어서 자화손실에 의한 발열이 추가되어 발열이 용이할 수 있도록 기화발생부(110)가 투자율이 큰 소재로 마련되는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 기화발생부(110)는 열전도에 있어서 열이 신속하게 액체 상태의 유체로 전달되도록 기화발생부(110)는 열전도율이 큰 소재로 마련되는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 기화발생부(110), 적어도 액체 상태의 유체와 접촉하는 기화발생부(110)의 내벽면은 유체의 상태변화에 의해 부식되지 않도록 내부식성 소재로 마련되는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 제1실시예에 따르면, 기화발생부(110)는 표면으로부터 접촉 부재(113), 열전도부(114) 및 절연 부재(115) 순으로 형성되나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 접촉 부재(113)는 액체상태의 유체와 접촉하여 가열 및 기화시키는 것으로서, 액체상태의 유체와 접촉 및 상태 변화가 일어날 경우에 발생가능한 부식을 방지하기 위하여 스테인리스(stainless)와 같은 내부식성이 있는 안정적인 물질을 사용하나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 열전도부(114)는 접촉 부재(113)와 기화발생부(110) 사이에 구비되며, 액체 상태의 유체가 기화시 접촉 부재(113) 측으로부터 이탈되는 열을 신속히 보충하기 위해 열전달률이 높은 알류미늄(aluminum)과 같은 소재로 마련되나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 발열 부재(115)는 기화발생부(110)와 열전도부(114) 사이에 마련되며, 후술할 유도가열부(130)를 통해 발생하는 자기장에 의한 유도가열시 가열량을 향상시키기 위해 철(steel), 탄소(carbon), 주석(tin) 또는 텅스텐(tongsten)과 같이 전기저항이 큰 물질로 마련되나 이에 제한되는 것은 아니다.
한편, 상술한 접촉 부재(113), 열전도부(114) 및 발열 부재(115)는 용접을 하거나 또는 클래딩(cladding) 접합으로 접합될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
다만, 상술한 접촉 부재(113), 열전도부(114) 및 발열 부재(115)를 접합시킴으로써 액체 상태의 유체의 기화에 의한 흡열반응시 기화발생부(110)의 표면으로 신속히 열을 전달할 수 있어 기화발생부(110)의 온도를 거의 항상, 바람직하게는 항상 액체 상태의 유체의 기화 온도보다 높은 상태로 유지할 수 있다.
상기 유체공급부(120)는 액체 상태의 유체를 기화발생부(110) 내부로 제공하는 것이다.
본 발명의 제1실시예에 따르면, 유체공급부(120)는 미세한 크기의 액적을 연속적으로 분사하기 위해 수십 khz의 진동수로 진동하여 액체 상태의 유체를 마이크로 또는 나노 수준의 입자 크기로 분사할 수 있는 초음파 스프레이 노즐(Ultrasonic spray nozzle:USN)로 마련되나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한 본 발명의 제1실시예에서 유체공급부(120)를 통해 기화발생부(110) 내부로 제공되는 유체는 모노머, 용징 및 광 이니시에이터(initiator)를 포함하는 유체로 마련되나 이에 제한되는 것은 아니며, 올리고머, 레진 등을 포함하는 다양한 유체에 사용될 수 있다.
상기 유도가열부(130)는 인가되는 전압 또는 전류의 변동을 통해 발생한 자기장에 의해 기화발생부(110)를 유도가열시키는 것으로서 인덕션 코일(induction coil)(131)과 전원부(132)를 포함한다.
상기 인덕션 코일(induction coil)(131)은 기화발생부(110)의 외측에 마련되며, 후술할 전원부(132)로부터 전압 또는 전류를 인가받아 기화발생부(110)가 유도가열을 통해 가열되도록 자기장을 발생시키는 것이다.
인덕션 코일(induction coil)(131)에 인가되는 전압 또는 전류의 크기 변동에 의해 자기장이 발생하는 것은 주지한 기술이므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
또한, 인덕션 코일(131)에 의해 발생되는 자기장의 영향을 받아 기화발생부(110)가 유도가열되는 과정도 주지한 기술이므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
다만, 본 발명의 제1실시예에 따르면 인덕션 코일(131)은 기화발생부(110)의 외주면에 나선방향을 따라 마련됨으로써, 인덕션 코일(131)에 의해 발생되는 자기장이 기화발생부(110)의 외면을 균일하게 가열할 수 있도록 마련되나 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 인덕션 코일(131)의 회전수는 인덕션 코일(131)로부터 발생하는 자기장의 세기에 영향을 미치므로 기화시키고자 하는 액체 상태의 유체의 기화 온도를 고려하여 적절히 선택가능하다.
상기 전원부(132)는 인덕션 코일(131)에 전압 또는 전류를 제공하는 것으로서, 본 발명의 제1실시예에 따르면 교류전압기로 마련되나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 단열부(140)는 기화발생부(110)의 외면상에 마련되어 유도가열부(130)에 의해 기화발생부(110) 내부, 더 바람직하게는 기화발생부(110) 측에 발생하는 열이 외부로 배출되는 것을 방지하고 전기적 안정성을 유지하는 것이다.
여기서, 단열부(140)는 기화발생부(110)와 외부와의 열전달을 단열시킬 수 있을 뿐만 아니라, 절열시킬 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 제어부(150)는 유도가열부(130)에 제공되는 전압 또는 전류의 변동량을 조절하여 유도가열부(130)에 의해 발생하는 자기장의 세기를 조절하는 것이다.
여기서, 기화발생부(110)의 발열량은 유도가열부(130)에 의해 발생되는 자기장의 세기 및 주파수와 관련되므로 자기장의 세기 또는 주파수를 조절함으로써 기화발생부(110)의 발열량이 조절되며, 이러한 자기장의 세기 또는 주파수는 유도가열부(130)에 인가되는 전압 또는 전류의 변화량 또는 주파수에 의해 조절된다.
이러한 원리는 주지한 원리인 패러데이의 법칙(Faraday's law)으로 증명되므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
지금부터는 상술한 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.
도 3은 도 1의 유도가열을 이용한 기화장치에서 유도가열부를 통해 자기장이 발생되고, 자기장에 의해 기화발생부의 표면에 유도전류가 발생하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 도 1의 유도가열을 이용한 기화장치에서 액체 상태의 유체가 기화발생부와 접촉한 후 기화되는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 기화발생부(110)의 외면상에 마련된 인덕션 코일(131)에 전류 또는 전압이 인가되면 자기장(B)이 기화발생부(110)에 형성되게 형성되고 기화발생부(110)의 표면으로부터 지수함수의 형태로 감소하는 2차 전류 또는 와류(I)를 생성하여 기화발생부(110)가 유도가열된다.
여기서, 지수함수의 형태는 기화발생부(110) 소재가 가지는 저항률 및 투자율, 전원부(132)로부터 공급되는 전류 또는 전압의 주파수 등에 의해 결정되며, 이러한 지수함수 형태에 따라 가열의 깊이가 정해진다. 여기서, 가열의 깊이는 90% 정도의 2차전류 또는 와류가 형성되는 깊이로 정의한다.
따라서, 기화발생부(110)의 소재의 선택 및 유도가열부(130)에 제공되는 전류 또는 전압의 주파수를 조절하여 가열의 깊이를 조절할 수 있다. 이러한, 가열의 깊이를 조절함으로써 액체 상태의 유체가 기화하는 기화발생부(110)의 내벽면과 근접하는 영역에서도 2차전류 또는 와류가 형성시켜 발열시킬 수 있다. 이를 통해, 액체 상태의 유체를 신속하게 기화시킬 수 있다.
한편, 자기장 변화에 따라 기화발생부(110)에 발생하는 2차전류는 기화발생부(110)의 벽면에서 나선방향을 따라 회전하되 그 회전 방향은 반시계방향이나 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 이는 유도가열부(230)에 흐르는 전류의 방향 및 전류 세기의 변화 등에 따라 달리 설정될 수 있다.
한편, 가열의 깊이를 낮게 하면, 2차 전류 또는 와류가 발생하는 영역의 부피가 작아짐으로써 저항이 커져 용이한 가열이 가능하다. 이를 통해, 발열 부재(115)가 형성된 영역에서 중점적으로 2차 전류 또는 와류가 발생하도록 조절하여 발열량을 향상시킨 후 이를 접촉 부재(113) 측으로 전달하여 액체 상태의 유체의 기화율을 향상시킨다.
여기서, 기화발생부(110)의 온도, 적어도 기화발생부(110)의 표면 온도는 유체공급부(120)로부터 제공되는 액체 상태의 유체의 기화 온도보다 높은 온도로 유지되도록 가열되는 것이 바람직하다.
도 4를 참조하면, 기화발생부(110)가 가열된 상태에서 액체 상태의 유체가 유체 공급부(120)를 통해 기화발생부(110) 내부로 제공되고 기화발생부(110)를 향하여 유동하며, 결국 기화발생부(110)의 표면에 액체 상태의 유체가 접촉한다.
액체 상태의 유체와 이의 기화 온도 이상으로 가열된 기화발생부(110)가 접촉함으로써 열이 기화발생부(110)로부터 액체 상태의 유체로 전도(conduction)되며, 액체 상태의 유체는 기화되어 증발한다.
여기서, 기화발생부(110)는 액체 상태의 유체로부터 열을 흡수당함으로써 액체 상태의 유체의 기화 온도 이하로 떨어질 수 있으며, 이때 제어부(150)를 통해 전원부(142)의 전압 변동량 또는 변동 주기를 조절함으로써 기화발생부(110)의 온도가 적어도 액체 상태의 유체의 기화 온도로 유지되도록 가열한다.
즉, 제어부(150)를 통해 전원부(142)를 제어하여 인덕션 코일(141)로부터 발생하는 자기장 변화량을 적절히 조절함으로써 기화발생부(110)의 온도를 액체 상태의 유체의 기화 온도 이상으로 유지할 수 있다.
또한, 기화발생부(110)가 액체 상태의 유체와 접촉함으로써 열전도를 통해 직접 액체 상태의 유체를 가열함으로써 기화율을 크게 향상시킬 수 있으며, 기화발생부(110)의 온도 유지 컨트롤을 용이하게 조절할 수 있다.
한편, 기화발생부(110)를 통해 기화된 유체는 유로(112)를 통해 배출된다.
다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템에 대하여 설명한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화장치를 개략적으로 도시한 절개사시도이고, 도 6은 도 5의 유도가열을 이용한 기화장치에서 유도가열부를 통해 자기장이 발생되고, 자기장에 의해 기화발생부의 표면에 유도전류가 발생하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 5 또는 도 6을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템(200)는 진공상태로 유지되는 기화발생부 내측으로 제공되는 액체 상태의 유체를 기화발생부의 내벽면과 접촉시킴으로써 기화시키는 것으로서, 기화발생부(110)와 유체공급부(120)와 유도가열부(230)와 단열부(140)와 제어부(150)를 포함한다.
상기 기화발생부(110) 및 유체공급부(120)는 상술한 제1실시예에서와 동일한 기능을 수행하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
상기 유도가열부(230)는 인가되는 전압 또는 전류의 변동을 통해 발생한 자기장에 의해 기화발생부(110)를 유도가열시키는 것으로서 인덕션 코일(induction coil)(231)과 전원부(132)를 포함한다.
상기 인덕션 코일(231)은 기화발생부(110)의 외측에 마련되며, 후술할 전원부(132)로부터 전압 또는 전류를 인가받아 기화발생부(110)가 유도가열을 통해 가열되도록 자기장을 발생시키는 것이다.
다만, 본 발명의 제2실시예에 따르면 인덕션 코일(231)은 기화발생부(110)의 하부에 평판형의 코일로 마련됨으로서 평면 형태의 기화발생부(110) 하면을 균일하게 가열할 수 있도록 마련되나 이에 제한되는 것은 아니다.
여기서, 기화발생부(110)의 하면에 형성되는 2차전류는 나선방향을 따라 회전하되 그 회전방향은 반시계방향으로 형성되나 이에 제한되는 것은 아니다. 다만, 이는 유도가열부(230)에 흐르는 전류의 방향 및 전류 세기의 변화 등에 따라 달리 설정될 수 있다.
한편, 제1실시예와 제2실시예에서 인덕션 코일(131,231)은 구비되는 위치가 상이할 뿐, 그 기능은 동일하므로 여기서는 자세한 설명은 생략한다.
다만, 인덕션 코일(231)로부터 발생하는 자기장이 기화발생부(110), 바림직하게는 기화발생부(110) 측에 집중되도록 인덕션 코일(231)의 중심이 기화발생부(110)의 중심축 상에 위치하도록 마련될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 전원부(132)는 제1실시예에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
상기 단열부(140) 및 제어부(150)도 제1실시예에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
또한, 상술한 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템의 제2실시예의 작동도 제1실시예에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
다음으로 본 발명의 제3실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템에 대하여 설명한다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화장치를 개략적으로 도시한 절개사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템(300)는 유도발생부가 기화발생부의 외면 및 하부에 마련되어 유도가열 발생을 크게 향상시키는 것으로 기화발생부(110)와 유체공급부(120)와 유도가열부(330)와 단열부(140)와 제어부(150)를 포함한다.
상기 기화발생부(110) 및 유체공급부(120)는 상술한 제1실시예에서와 동일한 기능을 수행하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
상기 유도가열부(330)는 인가되는 전압 또는 전류의 변동을 통해 발생한 자기장에 의해 기화발생부(110)를 유도가열시키는 것으로서 인덕션 코일(induction coil)(331)과 전원부(332)를 포함한다.
상기 인덕션 코일(331)은 기화발생부(110)의 외측에 마련되며, 후술할 전원부(332)로부터 전압 또는 전류를 인가받아 기화발생부(110)가 유도가열을 통해 가열되도록 자기장을 발생시키는 것이다.
다만, 본 발명의 제3실시예에 따르면 인덕션 코일(331)은 기화발생부(110)의 외면상에 나선방향을 따라 마련되는 제1 인덕션 코일(331a) 및 기화발생부(110)의 하부에 평판형으로 마련되는 제2 인덕션 코일(332b)를 포함하여 기화발생부(110)를 전면적으로 균일하게 가열할 수 있다.
상기 전원부(132)는 제1실시예에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
상기 단열부(140) 및 제어부(150)도 제1실시예에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
다만, 제어부(150)를 통해 인덕션 코일(331)로 제공되는 전압 또는 전류를 제어할 시, 제1 인덕션 코일(331a)과 제2 인덕션 코일(332b)로 제공되는 전압 또는 전류를 다르게 조절할 수 있다.
즉, 제1 인덕션 코일(331a)에 의해 중점적으로 가열되는 영역은 기화가열부(110)의 내측벽 부분이고, 제2 인덕션 코일(331b)에 의해 중점적으로 가열되는 영역은 기화가열부(110)의 내측 하면 부분이다.
여기서, 액체 상태의 유체가 주로 접촉하는 영역은 기화발생부(110)의 하면 부분이고 기화발생부(110)의 내측 벽면 부분에선 상대적으로 기화가 덜 발생하므로, 기화가열부(110)의 내측 하면 부분이 기화가열부(110)의 내측벽 부분보다 더 가열되도록 제1 인덕션 코일(331a) 및 제2 인덕션 코일(332b)을 다르게 조절할 수 있다.
또한, 상술한 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템의 제3실시예의 작동도 제1실시예에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
다음으로 본 발명의 제4실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템에 대하여 설명한다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 진공증착장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제4실시예에 따른 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템(400)는 상술한 제1실시예, 제2실시예 또는 제3실시예에서 설명한 유도가열을 이용한 기화장치를 통해 기화된 유체를 제공받아 기판상에 증착시키는 것으로서, 유도가열을 이용한 기화장치(100, 200, 300)와 기판(S)과 노즐부(410)와 진공챔버(420)를 포함한다.
상기 유도가열을 이용한 기화장치(100 ,200, 300)에 대해서는 제1실시예, 제2실시예 및 제3실시예에서 설명하였으므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 다만, 제1실시예에 사용된 유도가열을 이용한 기화장치(100)를 기준으로 설명한다.
상기 기판(S)은 유도가열을 이용한 기화장치(100)로부터 기화된 유체가 증착되는 매개체이다.
상기 노즐부(410)는 유로(112)와 연결되며, 유도가열을 이용한 기화장치(100)로부터 기화된 유체를 공급받아 기판(S)을 향하여 분사하는 것이다.
여기서, 유도가열을 이용한 기화장치(100)로부터 유체는 균일하게 기화되기 때문에 노즐부(410)를 통해 기판(S)상에 균일하게 증착될 수 있다.
상기 진공챔버(420)는 상술한 기판(S) 및 노즐부(410)를 내부에 수용하는 것으로서, 노즐부(410)로부터 분사되는 유체가 기판(S)상에 적절히 증착되도록 내부가 진공상태를 유지한다.
한편, 진공챔버(420)의 측면에는 기판(S)이 유출입할수 있는 개폐구(미도시)가 별도로 마련될 수 있다.
지금부터는 상술한 유도가열을 이용한 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템의 제4실시예의 작동에 대하여 설명한다.
유도가열을 이용한 기화장치(100)에서 액체 상태의 유체가 기화되는 과정은 제1실시예, 제2실시예 또는 제3실시예에서 설명한 것과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다.
상술한 유도가열을 이용한 기화장치(100)를 통해 기화된 유체는 유로(112)를 통해 진공챔버(420) 내부에 마련된 노즐부(410) 측으로 유동한다.
노즐부(410)에서는 기화된 유체를 다시 기판(S)상으로 분사하여 기화된 유체를 기판(S)에 증착시킨다.
이때, 기판(S) 및 노즐부(410)를 수용하는 진공챔버(420)는 진공상태를 유지함으로써 불순물이 기화된 유체와 함께 증착되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
본 발명에 의하면, 유도 가열을 통해 액체 상태의 유체를 효과적으로 기화시킬 수 있는 유도가열을 이용한 모노머 기화 장치 및 이를 구비한 진공증착시스템이 제공된다.

Claims (11)

  1. 액체 상태의 유체를 공급하는 유체 공급부;
    상기 유체 공급부를 통해 상기 액체 상태의 유체를 내부로 공급받으며, 상기 액체 상태의 유체와 벽면상에서 접촉하여 가열함으로써 상기 액체 상태의 유체를 기화시키는 기화발생부;
    자기장의 변화를 통해 상기 기화발생부에 유도전류를 발생시킴으로써 상기 기화발생부의 온도를 상기 액체 상태의 유체의 기화 온도 이상으로 조절하는 유도가열부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 기화 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유도가열부는,
    상기 기화발생부의 외측에 마련되며, 인가되는 전압 또는 전류의 변화를 통해 자기장을 발생시켜 상기 기화발생부의 온도를 상기 액체 상태의 유체의 기화 온도 이상으로 유지시키는 인덕션 코일(induction coil); 상기 인덕션 코일에 전압 또는 전류를 인가하는 전원부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 기화 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 기화발생부의 표면 온도를 상기 액체 상태의 유체의 기화 온도보다 높은 상태로 유지하도록 상기 전원부로부터 상기 인덕션 코일에 제공되는 전압 또는 전류의 크기를 변동시키는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 기화 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 기화발생부의 외면상에 마련되며, 상기 기화발생부에서 외부로 열전달이 발생하는 것을 방지하는 단열부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 기화 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 기화발생부는 내부식성 소재로 마련되는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 기화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기화발생부는 내부식성 소재로 마련되며, 상기 액체 상태의 유체와 접촉하여 상기 액체 상태의 유체를 가열하는 접촉 부재; 상기 접촉 부재의 외측에 마련되며, 유도가열에 의한 가열량을 증가시키도록 고저항 부재로 마련되는 발열 부재; 상기 접촉 부재와 상기 절연 부재 사이에 구비되며, 상기 발열 부재로부터 상기 접촉 부재로의 열전달이 향상되도록 열전도성 소재로 마련되는 열전도부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 기화 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 접촉 부재, 상기 발열 부재 및 상기 열전도부는 클래딩 또는 용접으로 접합하는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 기화 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 기화발생부는 내부가 진공으로 유지되는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 기화 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 액체 상태의 유체는 모노머, 용질 및 광 이니시에이터(initiatior)를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열을 이용한 기화 장치.
  10. 제1항에 기재된 유도가열을 이용한 기화 장치;
    기판;
    상기 유도가열을 이용한 기화 장치를 통해 기화된 유체를 제공받아 기판상에 분사하는 노즐부;
    상기 기판 및 상기 노즐부를 내부에 수용하며, 내부가 진공상태로 유지되는 진공챔버;를 포함하는 진공증착시스템.
  11. 제2항에 기재된 유도가열을 이용한 기화 장치;
    기판;
    상기 유도가열을 이용한 기화 장치를 통해 기화된 유체를 제공받아 기판상에 분사하는 노즐부;
    상기 기판 및 상기 노즐부를 내부에 수용하며, 내부가 진공상태로 유지되는 진공챔버;를 포함하는 진공증착시스템.
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