WO2022191394A1 - 분사 노즐 장치 - Google Patents

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WO2022191394A1
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injection
plasma
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injection hole
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박재범
최인호
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(주) 에이피아이
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    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
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    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
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    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/42—Plasma torches using an arc with provisions for introducing materials into the plasma, e.g. powder, liquid

Definitions

  • the present invention relates to a spray nozzle device, and more particularly, to a spray nozzle device capable of spraying by mixing plasma and various deposition materials.
  • a gas is ionized by voltage or heating, and thus the number density of electrons and ions is dramatically increased.
  • the plasma removes the photoresist used when patterning a metal material or semiconductor layer by ashing treatment, or other organic materials or semiconductor materials.
  • a plasma generator is used in a cleaning process for etching a thin film made of quality or the like or removing organic matter from the surface.
  • the plasma generator can generate plasma under atmospheric pressure and vacuum, but the vacuum plasma generator has limitations in equipment and places for creating a vacuum state, so an atmospheric pressure plasma generator is used in recent years.
  • Plasma can ionize a deposition material such as a precursor, and the like, and the deposition material ionized by plasma can be easily deposited on the surface of a product.
  • the ionized deposition material may be deposited on the surface of the article, thereby forming a coating layer on the surface of the article.
  • one plasma generator cannot deposit various deposition materials, such as a precursor, on the surface of a product, so there is a problem in that a plurality of plasma generators are required to deposit various deposition materials.
  • An object of the present invention is to provide a spray nozzle device for mixing and spraying various deposition materials with plasma.
  • Another object of the present invention is to provide a spray nozzle device that does not interfere with the process when a deposition material inlet or a plasma injection hole is blocked by powder or a problem occurs.
  • the characteristic configuration of the present invention is as follows.
  • a first nozzle having a first injection port for spraying plasma; a second nozzle spaced apart from the first nozzle and including at least one second injection hole through which the plasma injected from the first nozzle passes; a coupling member spaced apart from the second nozzle and coupled to the first nozzle; and at least one connecting member connecting the second nozzle and the coupling member, wherein the second nozzle includes at least one injection passage for injecting a deposition material into the second injection hole.
  • various deposition materials may be mixed with the plasma. Accordingly, it is possible to form a coating layer of various deposition materials.
  • the present invention includes a plurality of deposition material inlets and a plurality of plasma injection holes, so that when the deposition material inlet or plasma injection hole is clogged or a problem occurs, another deposition material inlet or plasma injection hole is used to prevent disruption to the process can
  • FIG. 1 is a three-dimensional view for explaining a spray nozzle device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a spray nozzle device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a three-dimensional view of a nozzle jetting apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a side view of a second nozzle according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a three-dimensional view of a nozzle jetting apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a side view of a second nozzle according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a front view of a spray nozzle device according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 1 is a three-dimensional view for explaining the spray nozzle device 1 according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a front view of the spray nozzle device 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a spray nozzle device 1 includes a first nozzle 100 , a second nozzle 200 , a coupling member 300 , and a connection member 400 .
  • the first nozzle 100 may include a first injection hole 110 for spraying plasma.
  • the first nozzle 100 may include a cone-shaped inner space in which both ends are opened and the width is narrowed from one end to the other.
  • the other end of the first nozzle 100 may include a screw thread.
  • the first nozzle 100 may include a coupling jaw 120 that may be coupled to the coupling member 300 .
  • the coupling jaw 120 may have a shape recessed into the inside of the first nozzle 100 .
  • the second nozzle 200 is spaced apart from the first nozzle 100 and may include at least one second injection hole 210 through which the plasma injected from the first nozzle 100 passes.
  • the second nozzle 200 may include at least one injection passage 220 for injecting a deposition material such as a precursor into the second injection hole 210 .
  • the at least one injection passage 220 may be arranged along the outer surface of the second nozzle 200 . If the second nozzle 200 includes the plurality of injection passages 220 , various deposition materials may be injected through the plurality of injection passages 220 and mixed with the plasma.
  • the second nozzle 200 may include an insertion part 230 into which the at least one connecting member 400 may be inserted.
  • the coupling member 300 may be spaced apart from the second nozzle 200 and coupled to the first nozzle 100 .
  • the coupling member 300 may include a coupling hole 310 in contact with the coupling jaw 120 , and the coupling hole 310 is in contact with the coupling jaw 120 so that the coupling member 300 and the first nozzle 100 are can be combined.
  • the coupling member 300 may include a connection part 320 into which at least one connection member 400 may be inserted.
  • the number of the insertion part 230 of the second nozzle 200 and the connection part 320 of the coupling member 300 may be manufactured based on the quantity of the connection member 400 .
  • At least one connection member 400 may connect the second nozzle 200 and the coupling member 300 . At this time, one end of the connecting member 400 may be inserted into the insertion portion 230 of the second nozzle 200 , and the other end of the connecting member 400 may be inserted into the connecting portion 320 of the coupling member 300 . have.
  • the plasma injection section 500 may be located between the first nozzle 100 and the second injection hole 210 .
  • the plasma injection section 500 may guide the plasma injected from the first injection hole 110 to the second injection hole 210 .
  • the plasma injection section 500 may be inserted into the second injection hole 210 .
  • the plasma injection section 500 may be adjacent to the second injection hole 210 . .-> Need to edit content
  • the spray nozzle device 1 may include the second nozzle 200 having a cylindrical shape.
  • the second nozzle 200 may include one second injection hole 210 in the center of the second nozzle 200 .
  • Four injection flow paths 220 may be positioned at intervals of 90 degrees along the outer surface of the second nozzle 200 .
  • the four injection passages 220 may have a shape penetrating toward the second injection hole 210 . Accordingly, the plasma passing through the first injection hole 110 and the deposition material injected through the injection passage 220 may be mixed and sprayed at the second injection hole 210 .
  • the shape of the second nozzle 200 is not limited to a cylinder, and various shapes of the second nozzle 200 such as a hexahedron may be applied.
  • the second nozzle 200 having a hexahedron shape may include an injection flow path 220 protruding from the outer surface of the second nozzle 200 .
  • the connecting member 400 may be provided as a pair, and the second nozzle 200 may include two insertion parts 230 into which the two connecting members 400 may be inserted.
  • the two insertion parts 230 are spaced apart and may have a symmetrical structure with respect to the second injection hole 210 .
  • the connecting member 400 may be provided as a pair, and the coupling member 300 may include two connecting parts 320 into which the two connecting members 400 may be inserted.
  • the two connection parts 320 may be spaced apart and have a symmetrical structure with respect to the coupling hole 310 .
  • FIG. 3 is a three-dimensional view of a nozzle jetting apparatus 1a according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a side view of a second nozzle 200a according to another embodiment of the present invention.
  • the nozzle spraying apparatus 1a may include a first nozzle 100 and a second nozzle 200a, a coupling member 300 and a connection member 400 . have.
  • the second nozzle 200a may have a structure different from that of the second nozzle 200 described with reference to FIGS. 1 and 2 .
  • the second nozzle 200a may include a plurality of second injection holes 210a.
  • the second nozzle 200a may include a plurality of injection passages 220a.
  • Each of the injection passages 220a may be connected to each of the plurality of second injection holes 210a.
  • Each of the plurality of injection passages may be connected to each of the plurality of second injection holes 210a to inject a deposition material such as a precursor into each of the second injection holes 210a.
  • the injection flow path 220a connected to the second injection hole 210a may form a vertical, but is not limited thereto, and may form various angles.
  • the second nozzle 200a when the second nozzle 200a includes three second injection holes 210a and includes three injection passages 220a on the outer surface of the second nozzle 200a, the three second injection holes Reference numeral 210a may be referred to as a 2-1 injection port 211a, a 2-2 injection port 212a, and a 2-3 injection port 213a from the left.
  • the three injection passages 220a may be referred to as a first injection passage 221a, a second injection passage 222a, and a third injection passage 223a from the left.
  • the 2-1 injection hole 211a and the first injection passage 221a may be vertically connected, the 2-2 injection hole 212a and the second injection passage 222a may be vertically connected, and the 2-3 injection hole 212a and the second injection passage 222a may be vertically connected.
  • the injection hole 213a and the third injection passage 223a may be vertically connected.
  • the second nozzle 200a may include an insertion part 230a into which any one of the pair of connecting members 400 is inserted.
  • it may include an arc-shaped rail portion 240a spaced apart from the insertion portion 230a and into which the other one of the connection members 400 is inserted.
  • the connecting member 400 inserted into the rail 240a may move along the rail 240a to move the first nozzle 100 connected to the coupling member 300 in a clockwise or counterclockwise direction. Accordingly, the first nozzle 100 may move in a clockwise or counterclockwise direction based on the connecting member 400 inserted into the insertion part 230a. In this case, the first nozzle 100 may be assembled with the driving unit to move.
  • a driving unit capable of moving the first nozzle 100 such as a motor may be included in the driving unit of the present specification.
  • a plurality of second injection holes 210a may be provided, and the plurality of second injection holes 210a may be positioned between the insertion part 230a and the rail part 240a.
  • the plurality of second injection holes 210a may be arranged along the longitudinal direction of the rail unit 240a.
  • the plurality of second injection holes may be arranged along an arc direction. Accordingly, the first nozzle 100 moving in a clockwise or counterclockwise direction may inject plasma to the plurality of second injection holes 210a.
  • another second injection hole 210a may be used among the plurality of second injection holes 210a.
  • the second nozzle 200a includes three second injection ports 210a, from the left, the 2-1 injection hole 211a, the 2-2 injection hole 212a, and the 2-3 injection hole ( 213a) can be said.
  • the second connecting member 402 inserted into the rail 240a with the first connecting member 401 inserted into the insertion portion 230a of the second nozzle 200a as an axis is along the rail 240a.
  • the first nozzle 100 coupled to the coupling member 300 and the coupling member 300 into which the first connection member 401 and the second connection member 402 are inserted is a lever together with the second connection member 402 . It may be moved along the portion 240a.
  • the first nozzle 100 may inject plasma to the 2-1 injection hole 211a
  • the second connecting member 402 is When located at the right end of the rail unit 240a, the first nozzle 100a may inject plasma to the second and third injection ports 213a, and the second connecting member 402 is located at the center of the rail unit 240a.
  • the first nozzle When positioned, the first nozzle may inject plasma to the 2-2 injection port 212a. In this case, when the 2-1 nozzle 211a is blocked or a problem occurs, the plasma may be sprayed using the 2-2 nozzle 212a or the 2-3 injection hole 213a.
  • FIG. 5 is a three-dimensional view of a nozzle jetting apparatus 1b according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a side view of a second nozzle 200b according to another embodiment of the present invention.
  • the nozzle spraying device 1b may include a first nozzle 100 and a second nozzle 200b, a coupling member 300b, and a connection member 400 .
  • the second nozzle 200b may have a different structure from the second nozzle 200 described with reference to FIGS. 1 and 2 and the second nozzle 200a described with reference to FIGS. 3 and 4 .
  • the second nozzle 200b may include a plurality of second injection holes 210b and an injection passage 220b.
  • a plurality of second injection holes 210b and injection passages 220b may be located in a circle at the center of the second nozzle 200b.
  • the plurality of injection passages 220b may be positioned in a smaller circle than the second injection hole 210b.
  • Various deposition materials may be injected through the plurality of injection passages 220b and mixed with the plasma.
  • the second nozzle 200a may include a plurality of second injection holes 210a.
  • a plurality of injection passages 220a may be positioned on the outer surface of the second nozzle 200a at regular intervals.
  • the second nozzle 200b may include a first rail portion 241b having an arc shape into which any one of the pair of connecting members 400 is inserted. Also, it may include a second rail part 242b spaced apart from the first rail part 241b and having an arc shape into which the other one of the connection members 400 is inserted. Each of the pair of connecting members 400 may move the first nozzle 100 in a clockwise or counterclockwise direction along the first rail part 241b and the second rail part 242b.
  • a plurality of second injection holes 210b may be provided, and the plurality of second injection holes 210b may be positioned between the first rail part 241b and the second rail part 242b.
  • the plurality of second injection holes 210b may be arranged along the longitudinal direction of the first rail part 241b and the second rail part 242b.
  • the second injection hole 210b is an upper second injection hole 210b-1 arranged along the longitudinal direction of the first rail part 241b and a lower second injection hole arranged along the longitudinal direction of the second rail part 242b. It can be divided into the injection hole (210b-2).
  • the plurality of second injection holes 210b may have a vertically symmetrical structure based on the central portion of the second nozzle 200b.
  • the first nozzle 100 moving in a clockwise or counterclockwise direction may inject plasma to the plurality of second injection holes 210b.
  • the coupling member 300b may have a different structure from the coupling member 300 described with reference to FIGS. 1 to 4 .
  • the coupling member 300b may include a coupling hole 310b at a position spaced apart from the center of the coupling member 300b by a predetermined distance in the direction of the first rail part 241b.
  • the coupling jaw 120 of the first nozzle 100 may be assembled with the first nozzle 100 in contact with the coupling hole 310b of the coupling member 300b. Through this, the first nozzle 100 moves clockwise or counterclockwise along the first rail part 241b and the second rail part 242b, and the second injection holes are arranged in an arc in the direction of the first rail part 241b. Plasma may be sprayed on 210b.
  • the coupling member 300b may include a coupling hole 310b at a position spaced apart from the center of the coupling member 300b by a predetermined distance in the direction of the second rail 242b.
  • the coupling jaw 120 of the first nozzle 100 may be assembled with the first nozzle 100 in contact with the coupling hole 310b of the coupling member 300b. Through this, the first nozzle 100 moves in a clockwise or counterclockwise direction along the first rail part 241b and the second rail part 242b, and the second injection holes are arranged in an arc in the direction of the second rail part 242b. Plasma may be sprayed on 210b.
  • the position of the coupling hole 310b is to rotate the coupling member 300b 180° by disassembling each of the connection members 400 from the first rail part 241b and the second rail part 242b, and the first rail part It can be changed by inserting it into the 241b and the second rail part 242b.
  • the second nozzle 200b includes eight second injection holes 210b, and from the left side of the upper side of the second nozzle 200b, the 2-1 injection hole 211b, the 2-2 injection hole 212b, They are referred to as 2-3 injection ports 213b and 2-4 injection ports 214b, and from the left below the second nozzle 200b, the 2-5 injection ports 215b, the 2-6 injection ports 216b, and the second The -7 injection hole 217b and the 2-8 injection hole 218b are referred to, and the coupling member 300b is a coupling hole at a position spaced apart from the center of the coupling member 300b by a predetermined distance in the direction of the first rail part 241b.
  • the first nozzle 100 moves in a clockwise or counterclockwise direction along the first rail part 241b and the second rail part 242b, and arcs in the direction of the first rail part 241b.
  • Plasma may be injected to the 2-1th injection hole 211b, the 2-2 injection hole 212b, the 2-3th injection hole 213b, and the 2-4 injection hole 214b arranged in the .
  • each of the connection members 400 is disassembled from the first rail portion 241b and the second rail portion 242b to rotate the coupling member 300b by 180°, and the first rail portion 241b and the second rail portion
  • the coupling member 300b may be inserted into the 242b to position the coupling hole 310b at a position spaced apart from the center portion of the coupling member 300b by a predetermined distance from the second rail part 242b.
  • the second nozzle 200b rotates clockwise or counterclockwise, and the first nozzle 100 moves in a clockwise or counterclockwise direction along the first rail part 241b and the second rail part 242b.
  • Plasma is applied to the 2-5th injection hole 215b, the 2-6th injection hole 216b, the 2-7th injection hole 217b, and the 2-8th injection hole 218b, which are arranged in an arc in the direction of the 2 rail part 242b. can be sprayed
  • FIG. 7 is a front view of a spray nozzle device 1c according to another embodiment of the present invention.
  • the injection nozzle apparatus 1c may include a first nozzle 100c having a first injection hole 110c for spraying plasma.
  • the second nozzle 200c including a guide flow path 250c for changing the injection direction of the plasma injected from the first nozzle 100c and at least one injection flow path 220c for injecting a deposition material such as a precursor may include
  • the second nozzle 200c may be spaced apart from the first nozzle 100c.
  • the second nozzle 200c may rotate.
  • the inclination angle of the guide flow path 250c may be changed through rotation of the second nozzle 200c. Through this, the plasma injection direction of the second nozzle 200c may be changed.
  • the longitudinal direction of the second nozzle 200c may be formed to be inclined to the injection direction of the first nozzle 100c.
  • the longitudinal direction of the guide flow path 250c may be formed to be inclined to the injection direction of the first nozzle 100c.
  • the guide flow path 250c may be formed as a semi-circular hole.
  • At least one injection passage 220c may form a predetermined angle with the guide passage 250c.
  • At least one injection passage 220c may be formed as a hole penetrating toward the guide passage 250c.
  • the first nozzle 100c may inject plasma.

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Abstract

일 실시예에 따르면, 플라즈마를 분사하는 제1 분사구를 갖는 제1 노즐; 상기 제1 노즐과 이격되고, 상기 제1 노즐에서 분사된 플라즈마가 통과하는 적어도 하나의 제2 분사구를 포함하는 제2 노즐; 상기 제2 노즐과 이격되고, 상기 제1 노즐과 결합되는 결합 부재; 및 상기 제2 노즐과 상기 결합 부재를 연결하는 적어도 하나의 연결 부재를 포함하고, 상기 제2 노즐은 상기 제2 분사구 내로 증착 재료를 주입하는 적어도 하나의 주입 유로를 포함하는 분사 노즐 장치를 개시한다.

Description

분사 노즐 장치
본 발명은 분사 노즐 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 플라즈마와 다양한 증착 재료를 혼합하여 함께 분사 가능한 분사 노즐 장치에 대한 것이다.
일반적으로, 전압 또는 가열 등에 의하여 기체가 전리(ionization)되어 전자 및 이온의 수밀도가 비약적으로 증가되는데, 이러한 기체가 전리된 상태 즉, 전리기체를 플라즈마라고 한다.
이러한, 플라즈마는 액정표시장치를 포함하는 평판표시장치 및 반도체의 제조 공정에 있어서, 금속물질 또는 반도체증 등을 패터닝 시 이용되는 포토레지스트를 애싱(ashing)처리하여 제거하거나, 기타 유기물질이나 반도체물 질 등으로 이루어진 박막을 에칭(etching)하거나, 표면의 유기물 등을 제거하기 위한 세정(cleaning)공정에 플라즈마 발생장치를 이용하여 진행하고 있다.
여기서, 플라즈마 발생장치는 대기압과 진공상태에서 플라즈마를 발생시킬 수 있으나, 진공 플라즈마 발생장치는 진공상태를 만들기 위한 장비 및 장소의 제약이 있어 근래에는 대기압 플라즈마 발생장치를 사용하고 있다
플라즈마는 Precursor 등과 같은 증착 재료 등을 이온화시킬 수 있고, 플라즈마에 의해 이온화된 증착 재료 등은 제품 표면에 용이하게 증착될 수 있다. 이온화된 증착 재료는 제품 표면에 증착됨으로써, 제품 표면에 코팅 층을 형성할 수 있다. 그렇지만, 하나의 플라즈마 발생장치는 Precursor 등과 같은 다양한 증착 재료를 제품 표면에 증착할 수 없어, 다양한 증착 재료를 증착하기 위해서는 복수의 플라즈마 발생장치가 필요한 문제점이 있었다.
또한, 플라즈마 발생장치의 증착 재료 투입구 또는 플라즈마 분사구가 파우더 생성으로 막히거나 문제가 발생했을 때, 공정에 차질이 생겨 경제적 손실이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다양한 증착 재료를 플라즈마와 혼합하여 분사하기 위한 분사 노즐 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 증착 재료 투입구 또는 플라즈마 분사구가 파우더에 의하여 막히거나 문제가 발생했을 때 공정에 차질이 생기지 않는 분사노즐 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 효과를 실현하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 플라즈마를 분사하는 제1 분사구를 갖는 제1 노즐; 상기 제1 노즐과 이격되고, 상기 제1 노즐에서 분사된 플라즈마가 통과하는 적어도 하나의 제2 분사구를 포함하는 제2 노즐; 상기 제2 노즐과 이격되고, 상기 제1 노즐과 결합되는 결합 부재; 및 상기 제2 노즐과 상기 결합 부재를 연결하는 적어도 하나의 연결 부재를 포함하고, 상기 제2 노즐은 상기 제2 분사구 내로 증착 재료를 주입하는 적어도 하나의 주입 유로를 포함하는 분사 노즐 장치가 제공된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 다양한 증착 재료를 플라즈마와 혼합할 수 있다. 이에 따라, 다양한 증착 재료의 코팅 층을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 증착 재료 투입구와 복수의 플라즈마 분사구를 포함함으로써, 증착 재료 투입구 또는 플라즈마 분사구가 막히거나 문제가 발생했을 때 다른 증착 재료 투입구 또는 플라즈마 분사구를 활용하여 공정에 차질이 생기지 않게 할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사 노즐 장치를 설명하기 위한 입체도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사 노즐 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 노즐 분사 장치의 입체도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 노즐의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 노즐 분사 장치의 입체도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 노즐의 측면도이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분사 노즐 장치의 정면도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분사 노즐 장치(1)를 설명하기 위한 입체도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분사 노즐 장치(1)의 정면도이다.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분사 노즐 장치(1)는 제1 노즐(100)과 제2 노즐(200)과 결합 부재(300) 및 연결 부재(400)를 포함할 수 있다.
이하 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.
제1 노즐(100)은 플라즈마를 분사하는 제1 분사구(110)를 포함할 수 있다. 제1 노즐(100)은 양단이 개구되고 일단에서 타단으로 갈수록 폭이 좁아지는 꼬깔 형상의 내부 공간을 포함할 수 있다. 제1 노즐(100)의 타단은 나사선을 포함할 수 있다. 제1 노즐(100)은 결합 부재(300)와 결합될 수 있는 결합 턱(120)을 포함할 수 있다. 결합 턱(120)은 제1 노즐(100)의 내측으로 함몰된 형태일 수 있다.
제2 노즐(200)은 제1 노즐(100)과 이격되고, 제1 노즐(100)에서 분사된 플라즈마가 통과하는 적어도 하나의 제2 분사구(210)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 노즐(200)은 제2 분사구(210) 내로 Precursor 등과 같은 증착 재료를 주입하는 적어도 하나의 주입 유로(220)를 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 주입 유로(220)는 제2 노즐(200)의 외측면을 따라 배열될 수 있다. 만약, 제2 노즐(200)이 복수의 주입 유로(220)를 포함하면, 복수의 주입 유로(220)를 통해 다양한 증착 재료가 투입되어 플라즈마와 혼합될 수 있다. 또한, 제2 노즐(200)은 적어도 하나의 연결 부재(400)가 삽입될 수 있는 삽입부(230)를 포함할 수 있다.
결합 부재(300)는 제2 노즐(200)과 이격되어 위치되고, 제1 노즐(100)과 결합될 수 있다. 결합 부재(300)는 결합 턱(120)과 접하는 결합홀(310)을 포함할 수 있고, 결합홀(310)이 결합 턱(120)과 접하여 결합 부재(300)와 제1 노즐(100)은 결합될 수 있다. 또한, 결합 부재(300)는 적어도 하나의 연결 부재(400)가 삽입될 수 있는 연결부(320)를 포함할 수 있다.
이때, 제2 노즐(200)의 삽입부(230)와 결합 부재(300)의 연결부(320)의 개수는 연결 부재(400)의 수량을 기초로 제작될 수 있다.
적어도 하나의 연결 부재(400)는 제2 노즐(200)과 결합 부재(300)를 연결할 수 있다. 이때, 연결 부재(400)의 일단은 제2 노즐(200)의 삽입부(230)에 삽입될 수 있고, 연결 부재(400)의 타단은 결합 부재(300)의 연결부(320)에 삽입될 수 있다.
플라즈마 분사구간(500) 은 제1 노즐(100)과 제2 분사구(210) 사이에 위치될 수 있다. 플라즈마 분사구간(500) 은 제1 분사구(110)에서 분사된 플라즈마를 제2 분사구(210)로 안내할 수 있다. 플라즈마 분사구간(500)은 제2 분사구(210)에 삽입될 수 있다. 또는, 플라즈마 분사구간(500)은 제2 분사구(210)에 인접할 수 있다. .->내용 수정 필요
실시예에서 분사 노즐 장치(1)는 원기둥 형상의 제2 노즐(200)을 포함할 수 있다. 제2 노즐(200)은 제2 노즐(200)의 중심부에 하나의 제2 분사구(210)를 포함할 수 있다. 주입 유로(220)는 제2 노즐(200)의 외측면을 따라 90도 간격으로 4개가 위치할 수 있다. 4개의 주입 유로(220)는 제2 분사구(210)를 향해 관통하는 형상일 수 있다. 따라서, 제1 분사구(110)를 통과하는 플라즈마와 주입 유로(220)를 통해 분사되는 증착 재료는 제2 분사구(210)에서 혼합되어 분사될 수 있다.
이때, 제2 노즐(200)의 형상은 원기둥으로 한정하는 것은 아니며, 육면체 등 다양한 형태의 제2 노즐(200)이 적용될 수 있다. 육면체 형상의 제2 노즐(200)은 제2 노즐(200)의 외측면으로 돌출된 형태의 주입 유로(220)를 포함할 수 있다.
실시예에서 연결 부재(400)는 한 쌍으로 구비될 수 있고, 제2 노즐(200)은 두개의 연결 부재(400)가 삽입될 수 있는 두개의 삽입부(230)를 포함할 수 있다. 두개의 삽입부(230)는 이격되어 위치하고, 제2 분사구(210)를 기준으로 대칭 구조일 수 있다.
또한, 실시예에서 연결 부재(400)는 한 쌍으로 구비될 수 있고, 결합 부재(300)는 두개의 연결 부재(400)가 삽입될 수 있는 두개의 연결부(320)를 포함할 수 있다. 두개의 연결부(320)는 이격되어 위치하고, 결합홀(310)을 기준으로 대칭 구조일 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 노즐 분사 장치(1a)의 입체도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 노즐(200a)의 측면도이다. 설명의 편의를 위해 도 1 내지 도 2에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 설명은 생략하거나 간략하게 설명하기로 한다.
도 3과 도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 노즐 분사 장치(1a)는 제1 노즐(100)과 제2 노즐(200a)과 결합 부재(300) 및 연결 부재(400)를 포함할 수 있다.
제2 노즐(200a)은 도 1과 2에서 설명한 제2 노즐(200)과 상이한 구조를 가질 수 있다. 제2 노즐(200a)은 복수의 제2 분사구(210a)를 포함할 수 있다. 또한, 제2 노즐(200a)은 복수의 주입 유로(220a)를 포함할 수 있다. 주입 유로(220a) 각각은 복수의 제2 분사구(210a) 각각에 연결될 수 있다. 복수의 주입 유로 각각은 복수의 제2 분사구(210a) 각각에 연결되어 Precursor 등과 같은 증착 재료를 제2 분사구(210a) 각각에 투입할 수 있다. 이때, 제2 분사구(210a)와 연결된 주입 유로(220a)는 수직을 이룰 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 각도를 이룰 수 있다.
예를 들어, 제2 노즐(200a)가 3개의 제2 분사구(210a)를 포함하고 제2 노즐(200a)의 외측면 착부에 3개의 주입 유로(220a)를 포함할 때, 3개의 제2 분사구(210a)는 좌측부터 제2-1 분사구(211a), 제2-2 분사구(212a), 제2-3분사구(213a)라고 할 수 있다. 또한, 3개의 주입 유로(220a)는 좌측부터 제1 주입 유로(221a), 제2 주입 유로(222a), 제3 주입 유로(223a)라고 할 수 있다. 제2-1 분사구(211a)와 제1 주입 유로(221a)는 수직으로 연결될 수 있고, 제2-2 분사구(212a)와 제2 주입 유로(222a)는 수직으로 연결될 수 있으며, 제2-3 분사구(213a)와 제3 주입 유로(223a)는 수직으로 연결될 수 있다.
제2 노즐(200a)은 한 쌍으로 구비된 연결 부재(400) 중 어느 하나가 삽입되는 삽입부(230a)를 포함할 수 있다. 또한, 삽입부(230a)와 이격되고 연결 부재(400) 중 나머지 하나가 삽입되는 원호 형상의 레일부(240a)를 포함할 수 있다.
레일부(240a)에 삽입된 연결 부재(400)는 레일부(240a)를 따라 이동하여 결합 부재(300)와 연결된 제1 노즐(100)을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 삽입부(230a)에 삽입된 연결 부재(400)를 축으로 제1 노즐(100)이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이동될 수 있다. 이때, 제1 노즐(100)은 구동 유닛과 조립되어 움직일 수 있다. 구동 유닛은 모터 등 제1 노즐(100)을 움직일 수 있는 것은 본 명세서의 구동 유닛에 포함될 수 있다.
제2 분사구(210a)는 복수개 구비되고, 복수의 제2 분사구(210a)는 삽입부(230a)와 레일부(240a) 사이에 위치될 수 있다. 또한, 복수의 제2 분사구(210a)는 레일부(240a)의 길이 방향을 따라 배열될 수 있다. 예를 들면, 복수의 제2 분사구는 원호 방향을 따라 배열될 수 있다. 따라서, 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이동되는 제1 노즐(100)은 복수의 제2 분사구(210a)에 플라즈마를 분사할 수 있다.
복수의 제2 분사구(210a) 중에 하나가 플라즈마 혹은 증착 재료로 인해 막히거나 문제가 생기면 복수의 제2 분사구(210a) 중에 다른 제2 분사구(210a)를 사용할 수 있다.
예를 들어, 제2 노즐(200a)이 3개의 제2 분사구(210a)를 포함할 때, 좌측부터 제2-1 분사구(211a), 제2-2 분사구(212a), 제2-3분사구(213a)라고 할 수 있다. 이때, 제2 노즐(200a)의 삽입부(230a)에 삽입된 제1 연결 부재(401)를 축으로 레일부(240a)에 삽입된 제2 연결 부재(402)는 레일부(240a)를 따라 이동할 수 있다. 이때 제1 연결 부재(401)와 제2 연결 부재(402)가 삽입된 결합 부재(300)와 결합 부재(300)와 결합된 제1 노즐(100)은 제2 연결 부재(402)와 함께 레일부(240a)를 따라 이동될 수 있다. 제2 연결 부재(402)가 레일부(240a)의 좌측 끝단에 위치하면 제1 노즐(100)은 제2-1분사구(211a)에 플라즈마를 분사할 수 있고, 제2 연결 부재(402)가 레일부(240a)의 우측 끝단에 위치하면 제1 노즐(100a)은 제2-3분사구(213a)에 플라즈마를 분사할 수 있으며, 제2 연결 부재(402)가 레일부(240a)의 중심부에 위치하면 제1 노즐은 제2-2분사구(212a)에 플라즈마를 분사할 수 있다. 이는 제2-1분사구(211a)가 막히거나 문제가 발생했을 때 제2-2분사구(212a) 또는 제2-3분사구(213a)를 사용하여 플라즈마를 분사할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 노즐 분사 장치(1b)의 입체도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2 노즐(200b)의 측면도이다. 설명의 편의를 위해 도 1 내지 도 4에서 설명한 구성과 동일한 구성에 대한 설명은 생략하거나 간략하게 설명하기로 한다.
도 5와 도 6을 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 노즐 분사 장치(1b)는 제1 노즐(100)과 제2 노즐(200b)과 결합 부재(300b) 및 연결 부재(400)를 포함할 수 있다.
제2 노즐(200b)은 도 1과 2에서 설명한 제2 노즐(200) 및 도 3과 4에서 설명한 제2 노즐(200a)과 상이한 구조를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서 제2 노즐(200b)은 복수의 제2 분사구(210b)와 주입 유로(220b)를 포함할 수 있다. 제2 분사구(210b)와 주입 유로(220b)는 제2 노즐(200b)의 중심부분에 원을 그리며 복수개가 위치할 수 있다. 이때, 복수의 주입 유로(220b)는 제2 분사구(210b) 보다 작은 원을 그리며 위치할 수 있다. 복수의 주입 유로(220b)를 통해 다양한 증착 재료가 투입되어 플라즈마와 혼합될 수 있다.
또는, 제2 노즐(200a)은 복수의 제2 분사구(210a)를 포함할 수 있다. 이때, 주입 유로(220a)는 제2 노즐(200a)의 외측면을 일정 간격으로 복수개가 위치할 수 있다.
제2 노즐(200b)은 한 쌍으로 구비된 연결 부재(400) 중 어느 하나가 삽입되는 원호 형상의 제1 레일부(241b)를 포함할 수 있다. 또한, 제1 레일부(241b)와 이격되고 연결 부재(400) 중 나머지 하나가 삽입되는 원호 형상의 제2 레일부(242b)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 연결 부재(400) 각각은 제1 레일부(241b) 및 제2 레일부(242b)를 따라 제1 노즐(100)을 시계방향 또는 반시계 방향으로 이동시킬 수 있다. 제2 분사구(210b)는 복수개 구비되고, 복수의 제2 분사구(210b)는 제1 레일부(241b)와 제2 레일부(242b) 사이에 위치될 수 있다. 복수의 제2 분사구(210b)는 제1 레일부(241b)와 제2 레일부(242b)의 길이 방향을 따라 배열될 수 있다. 이때, 제2 분사구(210b)는 제1 레일부(241b)의 길이 방향을 따라 배열된 상측 제2 분사구(210b-1)과 제2 레일부(242b)의 길이 방향을 따라 배열된 하측 제2 분사구(210b-2)로 구분될 수 있다. 복수의 제2 분사구(210b)는 제2 노즐(200b)의 중심부분을 기초로 상하대칭 구조일 수 있다. 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이동되는 제1 노즐(100)은 복수의 제2 분사구(210b)에 플라즈마를 분사할 수 있다.
결합 부재(300b)는 도 1 내지 4에서 설명한 결합 부재(300)와 상이한 구조를 가질 수 있다. 또 다른 실시예에서 결합 부재(300b)는 결합 부재(300b)의 중심부분에서 제1 레일부(241b) 방향으로 일정 거리 이격된 위치에 결합홀(310b)을 포함할 수 있다. 제1 노즐(100)의 결합 턱(120)은 결합 부재(300b)의 결합홀(310b)과 접하여 제1 노즐(100)과 조립될 수 있다. 이를 통해 제1 노즐(100)은 제1 레일부(241b) 및 제2 레일부(242b)를 따라 시계 또는 반시계 방향으로 이동하며 제1 레일부(241b) 방향의 호에 배열된 제2 분사구(210b)에 플라즈마를 분사할 수 있다.
또한, 결합 부재(300b)는 결합 부재(300b)의 중심부분에서 제2 레일부(242b) 방향으로 일정 거리 이격된 위치에 결합홀(310b)을 포함할 수 있다. 제1 노즐(100)의 결합 턱(120)은 결합 부재(300b)의 결합홀(310b)과 접하여 제1 노즐(100)과 조립될 수 있다. 이를 통해 제1 노즐(100)은 제1 레일부(241b) 및 제2 레일부(242b)를 따라 시계 또는 반시계 방향으로 이동하며 제2 레일부(242b) 방향의 호에 배열된 제2 분사구(210b)에 플라즈마를 분사할 수 있다.
이때, 결합홀(310b)의 위치는 연결 부재(400) 각각을 제1 레일부(241b) 및 제2 레일부(242b)에서 분해하여 결합 부재(300b)를 180°회전하고, 제1 레일부(241b) 및 제2 레일부(242b)에 삽입하여 변경될 수 있다.
예를 들어, 제2 노즐(200b)이 8개의 제2 분사구(210b)를 포함하고 제2 노즐(200b) 상측의 좌측부터 제2-1 분사구(211b), 제2-2 분사구(212b), 제2-3분사구(213b), 제2-4 분사구(214b)라고 하며, 제2 노즐(200b) 하측의 좌측부터 제2-5 분사구(215b), 제2-6 분사구(216b), 제2-7 분사구(217b), 제2-8 분사구(218b)라고 하고, 결합 부재(300b)는 결합 부재(300b)의 중심부분에서 제1 레일부(241b) 방향으로 일정 거리 이격된 위치에 결합홀(310b)을 포함할 때, 제1 노즐(100)은 제1 레일부(241b) 및 제2 레일부(242b)를 따라 시계 또는 반시계 방향으로 이동하며 제1 레일부(241b) 방향의 호에 배열된 제2-1 분사구(211b), 제2-2 분사구(212b), 제2-3분사구(213b), 제2-4 분사구(214b)에 플라즈마를 분사할 수 있다.
또한, 연결 부재(400) 각각을 제1 레일부(241b) 및 제2 레일부(242b)에서 분해하여 결합 부재(300b)를 180°회전하고, 제1 레일부(241b) 및 제2 레일부(242b)에 삽입하여 결합 부재(300b)는 결합 부재(300b)의 중심부분에서 제2 레일부(242b)로 일정 거리 이격된 위치에 결합홀(310b)을 위치시킬 수 있다. 이때, 제2 노즐(200b)은 시계 또는 반시계 방향으로 회전하며 제1 노즐(100)은 제1 레일부(241b) 및 제2 레일부(242b)를 따라 시계 또는 반시계 방향으로 이동하며 제2 레일부(242b) 방향의 호에 배열된 제2-5 분사구(215b), 제2-6 분사구(216b), 제2-7분사구(217b), 제2-8 분사구(218b)에 플라즈마를 분사할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분사 노즐 장치(1c)의 정면도 이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예서 분사 노즐 장치(1c)는 플라즈마를 분사하는 제1 분사구(110c)를 갖는 제1 노즐(100c)을 포함할 수 있다. 또한, 제1 노즐(100c)에서 분사된 플라즈마의 분사 방향을 변경하는 가이드 유로(250c)와 Precursor 등과 같은 증착 재료를 주입하는 적어도 하나의 주입 유로(220c)를 포함하는 제2 노즐(200c)을 포함할 수 있다. 또한, 제2 노즐(200c)는 제1 노즐(100c)과 이격될 수 있다. 제2 노즐(200c)는 회전할 수 있다. 제2 노즐(200c)의 회전을 통해 가이드 유로(250c)의 경사각도를 변경할 수 있다. 이를 통해 제2 노즐(200c)의 플라즈마 분사 방향을 변경할 수 있다.
제2 노즐(200c)의 길이 방향은 제1 노즐(100c)의 분사방향과 경사지게 형성될 수 있다. 또한, 가이드 유로(250c)의 길이 방향은 제1 노즐(100c)의 분사방향과 경사지게 형성될 수 있다. 가이드 유로(250c)는 반원 모양의 홀로 형성될 수 있다. 적어도 하나의 주입 유로(220c)는 가이드 유로(250c)와 일정 각도를 형성할 수 있다. 적어도 하나의 주입 유로(220c)는 가이드 유로(250c)를 향해 관통하는 홀로 형성될 수 있다.
가이드 유로(250c)와 주입 유로(220c)가 교차하는 지점에 제1 노즐(100c)은 플라즈마를 분사할 수 있다.
이상에서, 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 플라즈마를 분사하는 제1 분사구를 갖는 제1 노즐;
    상기 제1 노즐과 이격되고, 상기 제1 노즐에서 분사된 플라즈마가 통과하는 적어도 하나의 제2 분사구를 포함하는 제2 노즐;
    상기 제2 노즐과 이격되고, 상기 제1 노즐과 결합되는 결합 부재; 및
    상기 제2 노즐과 상기 결합 부재를 연결하는 적어도 하나의 연결 부재를 포함하고,
    상기 제2 노즐은 상기 제2 분사구 내로 증착 재료를 주입하는 적어도 하나의 주입 유로를 포함하는 분사 노즐 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결 부재는 한 쌍이 구비되고,
    상기 제2 노즐은,
    상기 한 쌍의 연결 부재들 중 어느 하나가 삽입되는 삽입부; 및
    상기 삽입부와 이격되고, 상기 연결 부재들 중 나머지 하나가 삽입되는 원호 형상의 레일부를 포함하고,
    상기 레일부에 삽입된 상기 연결 부재는 상기 레일부를 따라 이동하여 상기 제1 노즐을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 분사 노즐 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 분사구는 복수개 구비되고,
    복수의 상기 제2 분사구들은 상기 삽입부와 상기 레일부 사이에 위치되며, 상기 레일부의 길이 방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 분사 노즐 장치.
  4. 제 1항에 있어서
    상기 연결 부재는 한 쌍이 구비되고,
    상기 제2 노즐은,
    한 쌍의 상기 연결 부재들 중 어느 하나가 삽입되는 원호 형상의 제1 레일부; 및
    상기 제1 레일부와 이격되고, 한 쌍의 상기 연결 부재들 중 나머지 하나가 삽입되는 원호 형상의 제2 레일부를 포함하고,
    상기 연결 부재들 각각은 상기 제1 레일부 및 상기 제2 레일부를 따라 상기 제1 노즐을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 분사 노즐 장치.
  5. 제 4항에 있어서
    상기 제2 분사구는 복수개 제공되고,
    상기 복수의 제2 분사구는 상기 제1 레일부와 상기 제2 레일부 사이에 위치되고,
    상기 제2 분사구는 상기 제1 레일부의 길이 방향과 상기 제2 레일부의 길이방향을 따라 배열되는 것을 특징으로 하는 분사 노즐 장치.
  6. 제 1항에 있어서
    상기 제2 노즐은 상기 제2 노즐의 외측면을 따라 배열되는 복수의 주입 유로를 포함하는 분사 노즐 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 노즐과 상기 제2 분사구 사이 위치되고, 상기 제1 분사구에서 분사된 플라즈마를 상기 제2 분사구로 안내하는 플라즈마 분사구간을 더 포함하는 분사 노즐 장치.
  8. 플라즈마를 분사하는 제1 분사구를 갖는 제1 노즐; 및
    상기 제1 노즐과 이격되고, 상기 제1 노즐에서 분사된 플라즈마의 분사 방향을 변경하는 가이드 유로와 상기 가이드 유로로 증착 재료를 주입하는 적어도 하나의 주입 유로를 포함하는 제2 노즐;을 포함하고,
    상기 가이드 유로의 길이 방향은 상기 제1 노즐의 분사방향과 경사지게 형성되는 분사 노즐 장치.
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