KR101541795B1

KR101541795B1 - 화학적 기상 증착장치용 가스분사 노즐관

Info

Publication number: KR101541795B1
Application number: KR1020130119828A
Authority: KR
Inventors: 송보경
Original assignee: 송보경
Priority date: 2013-10-08
Filing date: 2013-10-08
Publication date: 2015-08-04
Also published as: KR20150041380A

Abstract

본 발명은 화학적 기상 증착장치의 진공챔버 내부로 화합물가스를 분사하는 노즐관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 노즐관에서 분사되는 화합물가스가 진공챔버의 내부에 고르게 분사되어 플렉시블필름의 표면에 균일한 두께를 갖는 고기능성 박막(薄膜)이 형성될 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.
전술한 본 발명의 특징은, 진공펌프(11)에 의하여 진공이 유지되는 진공챔버(10)의 내부에 장착된 노즐관(20)에서 화합물가스를 분사하여 모재(母材)에 박막을 형성하는 화학적 기상 증착장치에 있어서, 상기 노즐관(20)은, 화합물가스가 공급되는 내관(21)과 외부에 씌워지는 외관(22)으로 구성되고, 내·외관(21)(22)들 사이에는 양측이 막혀진 공간부(23)가 형성되며, 내관(21)에 뚫려진 미세 노즐공(21a)을 통해 분사된 화합물가스가 공간부(23)로 유입된 후 외관(22)의 노즐공(22a)을 통해 균일하게 분사되어 모재(1)에 박막을 형성할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 화학적 기상 증착장치용 가스분사 노즐관에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

Description

화학적 기상 증착장치용 가스분사 노즐관{a nozzle pipe for chemical vapor deposition}

본 발명은 화학적 기상 증착장치의 진공챔버 내부로 화합물가스를 분사하는 노즐관에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 노즐관에서 분사되는 화합물가스가 진공챔버의 내부에 고르게 분사되어 플렉시블필름의 표면에 균일한 두께를 갖는 고기능성 박막(薄膜)이 형성될 수 있도록 한 발명에 관한 것이다.

일반적으로 화학적 기상증착(CVD)은 기체상태의 화합물을 모재의 표면에서 반응시켜 화합물가스를 모재(母材)의 표면에 증착시키는 방법으로 현재 상업적으로 이용되는 박막제조기술로 활용되고 있으며, 플렉시블필름은 연성회로기판(FPCB)과 같이 얇은 필름에 도전(導電) 패턴을 형성하여 3차원 배선이 가능하고, 소형화 및 경량화가 가능하여 휴대폰, 카메라, 모바일(mobile) 제품과 같은 각종 전자제품의 신경회로로 사용된다.

이와 같은 플렉시블필름에는 전자회로를 보호하고 필름의 내구성을 강화하기 위하여 박막 형태의 보호막을 형성하는 것이 일반적이고 주로, 화학 기상증착(CVD) 공정에서는 노즐을 통해 화합물가스를 분사하여 플렉시블필름에 얇은 박막(薄膜)을 형성한다.

그러나, 얇은 유연성 필름에 박막을 형성하는 경우에는 가스의 분사가 균일하게 이루어져 일정 두께는 갖는 박막이 형성되도록 하는 것이 중요하나 노즐공을 통해 분사되는 가스의 분사가 균일하게 이루어지지 않고, 노즐공에 따라 분사 압력 및 분사되는 가스의 양이 각각 다르게 형성되어 일정 두께를 갖는 고기능성의 박막을 제조하기 어려웠다.

종래에는 공개특허 제10-2004-0075250호 "고밀도 플라즈마 화학 기상 증착 장치의 측면 노즐"(선행기술1) 및 등록특허 제10-0578138호 "플라즈마 처리 장치에 사용되는 분사관 및 이를 가지는 플라즈마 화학 기상증착 장치"(인용발명2)이 제안된 바 있다.

상기 선행기술1은 챔버의 내부 탑 노즐을 중심으로 측면노즐이 방사형으로 설치되고, 측면노즐 몸체의 내부에 형성된 주노즐관에는 분기되는 보조노즐관이 형성되어 다수개의 분사노즐구멍이 뚫려진 고밀도 플라즈마 화학 기상 증착장치의 측면 노즐이다.

상기 선행기술2는 노즐의 외부관의 선단에는 외부관에 비해 직경이 작으면서 짧은 내부관이 연결부재로 결합되어 공정가스가 내부관의 통공을 통해 분사되면서 내부관과 외부관 사이에 형성된 공간으로도 분산되어 흐르도록 구성한 플라즈마 처리 장치에 사용되는 분사관이다.

그러나, 선행기술1은 탑 노즐을 중심으로 측면노즐들이 방사형으로 설치되어 노즐의 설치가 복잡하고 상당한 비용이 소요되었을 뿐 아니라 몸체의 내부에서 주노즐관이 보조노즐관으로 분기되는 단순 구성이므로 공정가스를 고르게 분사할 수 없었다.

또한, 선행기술2는 공정가스가 내부관에 형성된 통공과 내·외부관과 사이에 형성된 공간으로도 분산되어 흐르도록 구성한 것이므로 균일한 압력으로 고르게 공정가스를 분사할 수 없는 구조이다.

본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 그 목적은 내관을 통해 분사하는 화합물가스가 외관에 주입되어 일정한 압력을 유지한 상태에서 외관의 노즐공을 통해 고르게 분사되어 플렉시블필름에 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있도록 구성한 화학적 기상 증착장치용 가스분사 노즐관을 제공함에 있는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 진공펌프(11)에 의하여 진공이 유지되는 진공챔버(10)의 내부에 장착된 노즐관(20)에서 화합물가스를 분사하여 모재(母材)에 박막을 형성하는 화학적 기상 증착장치의 상기 노즐관(20)은 화합물가스가 공급되는 내관(21)과 외부에 씌워지는 외관(22)으로 구성되고, 내·외관(21)(22)들 사이에는 양측이 막혀진 공간부(23)가 형성되며, 내관(21)에 뚫려진 미세 노즐공(21a)을 통해 분사된 화합물가스가 공간부(23)로 유입된 후 외관(22)의 노즐공(22a)을 통해 균일하게 분사되어 모재(1)에 박막을 형성할 수 있도록 구성된 화학적 기상 증착장치용 가스분사 노즐관에 있어서, 상기 내관(21)과 외관(22)에 각각 뚫려진 미세 노즐공(21a)(22a)들은 분사방향이 반대 방향으로 형성되고, 외관(22)의 양측에 형성된 너트체(30)에는 내관(21)이 관통 결합된 볼트체(31)가 나사 결합되어 내·외관(21)(22)들 사이에 공간부(23)가 형성될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 화학적 기상 증착장치용 가스분사 노즐관에 의하여 달성될 수 있는 것이다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명은, 노즐관(20)의 내관(21)을 통해 공급된 화합물가스가 내·외관(21)(22)들 사이에 형성된 밀폐된 공간부(23)로 유입된 후 공간부(23)에서 일시 정체하여 일정한 압력을 유지한 상태에서 외관(22)의 노즐공(21a)을 통해 고르게 분사되는 것이므로 모재(1)에 균일한 두께를 갖는 고기능성의 박막(薄膜)을 형성할 수 있는 것으로서 노즐관(20)의 성능이 우수하면서도 증착(蒸着)작업의 효율을 높여줄 수 있는 고기능성의 화학적 기상 증착장치를 제공할 수 있는 동시에 모재(1)가 유연성 재질인 플렉시블필름으로 형성된 경우에도 내관(21)과 외관(22) 사이의 공간부(23)를 통해 일정 압력으로 분사되는 화합물가스가 플렉시블필름의 넓은 면에 고르게 분사되어 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 고기능성의 노즐관을 제공할 수 있는 등의 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 예시한 분해사시도,
도 2는 본 발명의 일실시예를 예시한 결합사시도,
도 3은 본 발명의 일부를 확대한 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 노즐관이 가스 공급관에 결합되는 상태를 예시한 사시도,
도 5는 본 발명에 의한 노즐관이 화학적 기상 증착장치에 설치된 상태를 예시한 단면도,
도 6은 본 발명에 의한 노즐관이 화학적 기상 증착장치에 설치된 상태를 예시한 사시도.

이하, 상기한 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지는 도 6에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 화학적 기상 증착장치는 진공챔버(10)의 하부에 진공펌프(11)가 장착되어 진공펌프(11)에서 발생되는 흡입력에 의하여 진공챔버(10)의 내부가 진공으로 유지될 수 있도록 구성되고, 진공챔버(10)의 내부에는 노즐관(20)이 장착되어 모재(母材)에 화합물가스를 분사하여 박막(薄膜)을 형성할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 노즐관(20)은 화합물가스가 공급되는 내관(21)과 외부에 씌워지는 외관(22)으로 구성되어 있다.

상기 내관(21)은 가스탱크(도시하지 않았음)와 호스(hose) 및 펌프로 연결되어 가스가 펌핑(pumping)된 후 내관(21)의 내부로 유입될 수 있도록 구성되어 있다.

상기 내관(21)과 외관(22)들 사이에는 양측이 막혀진 공간부(23)가 형성되어 있고, 밀폐된 공간부(23)에는 내관(21)에 뚫려진 미세 노즐공(21a)을 통해 분사된 화합물가스가 유입되어 일정한 압력을 유지한 상태에서 외관(22)에 뚫려진 노즐공(22a)을 통해 분사된다.

상기 내관(21)과 외관(22)에 각각 뚫려진 미세 노즐공(21a)(22a)들은 분사방향이 반대 방향으로 형성되어 있다.

따라서, 내관(21)의 노즐공(21a)을 통해 분사된 화합물가스가 외관(22)의 노즐공(21a)을 통해 직접 배출되지 않고, 공간부(23)에서 일시 정체하였다가 분사될 수 있도록 구성되어 일정 압력을 유지할 수 있도록 구성되어 있다.

즉, 상기 외관(22)의 양측에 형성된 너트체(30)에는 내관(21)이 관통 결합된 볼트체(31)가 나사 결합되어 내·외관(21)(22)들 사이에 공간부(23)가 형성되고, 공간부(23)는 양측이 막혀진 상태를 유지하여 화합물가스가 일시 정체하는 챔버(chamber) 역할을 수행한다.

상기 노즐관(20)은 도 4 내지는 도6에서 도시한 바와 같이, 외부 가스탱크와 호스로 연결된 가스 공급관(32)의 양측과 "L"형 결합구(33)로 연결되어 가스를 공급받아 분사할 수 있도록 구성되어 있다.

상기 노즐관(20)에서 분사되는 화합물가스는 플라즈마발생기(13)의 전극(13a)의 방전으로 생성되는 플라즈마에 의하여 미립자로 분해되어 플렉시블필름으로 이루어진 모재(1)에 분사되어 얇은 박막(薄膜)을 형성할 수 있는 것이다.

상기 플렉시블필름 모재(1)는 구동롤러(12)를 통해 이송되는 과정에서 화합물가스가 분사되어 연속적인 증착작업이 이루어질 수 있도록 구성되어 생산성을 높여줄 수 있도록 구성되어 있다.

전술한 구성으로 이루어진 본 발명은, 노즐관(20)의 내관(21)을 통해 공급된 화합물가스가 내·외관(21)(22)들 사이에 형성된 밀폐된 공간부(23)로 유입된 후 공간부(23)에서 일시 정체하여 일정한 압력을 유지한 상태에서 외관(22)의 노즐공(22a)을 통해 균일하게 분사되는 것이므로 모재(1)에 일정 두께를 갖는 고기능성의 박막(薄膜)을 형성할 수 있는 것으로서 노즐관(20)의 성능이 우수하면서도 증착(蒸着)작업의 효율을 높여줄 수 있는 화학적 기상 증착장치를 제공할 수 있는 것이다.

특히, 모재(1)가 플렉시블필름으로 구성되어 넓으면서 얇은 소재인 경우에도 내관(21)과 외관(22) 사이의 공간부(23)를 통해 일정 압력으로 분사되는 화합물가스가 모재(1)의 넓은 면에 고르게 분사되어 균일한 두께의 박막을 형성할 수 있는 것으로서 대외 경쟁력이 우수한 고기능성의 노즐관을 제공할 수 있는 등의 이점이 있는 것이다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

1 : 모재 10 : 진공챔버
11 : 진공펌프 12 : 구동롤러
13 : 플라즈마발생기 13a : 전극
20 : 노즐관 21 : 내관
21a : 노즐공 22 : 외관
22a : 노즐공 23 : 공간부
30 : 너트체 31 : 볼트체
32 : 공급관 33 : 결합구

Claims

진공펌프(11)에 의하여 진공이 유지되는 진공챔버(10)의 내부에 장착된 노즐관(20)에서 화합물가스를 분사하여 모재(母材)에 박막을 형성하는 화학적 기상 증착장치의 상기 노즐관(20)은 화합물가스가 공급되는 내관(21)과 외부에 씌워지는 외관(22)으로 구성되고, 내·외관(21)(22)들 사이에는 양측이 막혀진 공간부(23)가 형성되며, 내관(21)에 뚫려진 미세 노즐공(21a)을 통해 분사된 화합물가스가 공간부(23)로 유입된 후 외관(22)의 노즐공(22a)을 통해 균일하게 분사되어 모재(1)에 박막을 형성할 수 있도록 구성된 화학적 기상 증착장치용 가스분사 노즐관에 있어서,
상기 내관(21)과 외관(22)에 각각 뚫려진 미세 노즐공(21a)(22a)들은 분사방향이 반대 방향으로 형성되고, 외관(22)의 양측에 형성된 너트체(30)에는 내관(21)이 관통 결합된 볼트체(31)가 나사 결합되어 내·외관(21)(22)들 사이에 공간부(23)가 형성될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 화학적 기상 증착장치용 가스분사 노즐관.
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