KR101047469B1 - 샤워 헤드 - Google Patents

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KR101047469B1
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엘아이지에이디피 주식회사
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Abstract

유지, 관리, 보수가 용이한 샤워 헤드가 개시된다. 샤워 헤드는 내부로 공급되는 제1 가스를 확산시키는 확산실;상기 확산실 내부에 연통되며, 상기 확산실의 상기 제1 가스를 상기 확산실의 외부로 토출하는 제1 분류관;및 상기 제1 분류관의 내부에 삽입되어 상기 확산실을 관통하며, 상기 제1 가스와 다른 제2 가스를 상기 제2 가스를 상기 제1 가스가 토출되는 측으로 토출하는 제2 분류관;을 포함한다.

Description

샤워 헤드{Shower head}
본 발명은 샤워 헤드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기판의 증착공정 또는, 식각공정에 사용되는 가스를 분사하는 샤워 헤드에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 또는, 디스플레이 장치의 제조에 사용되는 증착장치 또는, 식각장치는 기판표면에 반응하는 재료를 구성하는 원소로 된 1종 또는, 2종 이상의 혼합가스를 기판 위에 공급하여 기상 또는, 기판의 표면에서의 화학반응에 의해서 원하는 박막이 형성되도록 하거나 기판의 표면이 식각되도록 한다.
도 1은 종래의 샤워 헤드를 포함하는 기판처리장치를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 샤워 헤드를 포함하는 기판처리장치, 특히 증착장치는 소정의 처리공간(11a)을 제공하는 챔버(11), 처리공간(11a)의 상부에 배치되는 샤워 헤드(12) 및 샤워 헤드(12)의 하방에 배치되어 피처리 기판(S)을 지지하는 서셉터(13)를 포함하여 이루어진다.
이러한 증착장치(10)는 샤워 헤드(12)로 1종 또는 2종의 가스를 각각 공급하고, 샤워 헤드(12)를 통해 처리공간(11a)으로 각 가스를 분사시킨다. 샤워 헤드(12)를 통해 분사되는 1종 또는, 2종의 가스는 처리공간(11a)에서 혼합되어 혼합 가스를 형성하며 기판(S)으로 전송된다.
이때 샤워 헤드(12)에는 분사되는 가스의 균일도를 향상시키기 위해서 기판(S)을 향한 일면에 복수의 분사구(12a)를 형성한다. 이러한 샤워 헤드(12)는 복수의 분사구(12a) 가공의 편의, 부품수의 절감을 위해 일체형으로 이루어지는 것이 대부분이다.
하지만, 일체형의 샤워 헤드(12)는 완제품의 제조가 완성되기 전까지 누출검사의 수행이 불가능하여 제품의 불량률이 증가되는 문제점이 있다.
또한, 일체형의 샤워 헤드(12)는 증착장치와 같이 완제품의 샤워 헤드(12)가 채택된 장비의 운영 중 문제 발생시 샤워 헤드(12) 전체를 장비로부터 분리해야 하므로, 장비의 유지, 관리, 보수에 번거로운 문제점이 있다.
또한, 일체형의 샤워 헤드(12)는 기판(S)의 면적에 따라 유동적으로 대응할 수 없으므로 호환성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명의 제1 목적은 유지, 관리, 보수가 용이한 샤워 헤드를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제2 목적은 사전에 누출검사를 수행하여 제품의 불량률을 감소시키기 위한 샤워 헤드를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 제3 목적은 기판의 면적에 따라 유동적으로 대응할 수 있는 샤워 헤드를 제공하기 위한 것이다.
샤워 헤드는 내부로 공급되는 제1 가스를 확산시키는 확산실;상기 확산실에 연통되며, 상기 확산실의 상기 제1 가스를 상기 확산실의 외부로 토출하는 제1 분류관;및 상기 제1 분류관의 내부에 삽입되어 상기 확산실을 관통하며, 상기 제1 가스와 다른 제2 가스를 상기 제1 가스가 토출되는 측으로 토출하는 제2 분류관;을 포함한다.
상기 샤워 헤드는 상기 확산실에 적층되어 상기 제2 분류관을 지지하며, 상기 제2 가스를 확산시켜 상기 제1 분류관으로 공급하는 적층 확산실을 더 포함할 수 있다.
상기 확산실은 상기 제1 분류관을 지지하는 베이스;및 상기 베이스의 테두리부로부터 돌출되어 상기 적층 확산실을 지지하는 측벽을 포함할 수 있다.
상기 확산실은 상기 측벽에 지지되어 상기 확산실의 내부공간을 제1 확산실과 제2 확산실로 분할하며, 상기 제1 확산실과 상기 제2 확산실을 연통시키는 연통홀이 형성되는 격벽을 더 포함하되, 상기 제1 분류관은 상기 제1 확산실에 노출되고, 상기 제1 가스는 상기 제2 확산실에서 확산되어 상기 연통홀을 통해 상기 제2 확산실로 공급될 수 있다.
상기 제1 분류관은 상기 확산실에 블레이징 접합되어 상기 확산실과 일체화 되며, 상기 제2 분류관은 상기 적층 확산실에 블레이징 접합되어 상기 적층 확산실과 일체화 될 수 있다.
상기 제1 분류관은 내벽에 중심축을 향해 돌출되는 복수의 돌기를 포함하며, 상기 제2 분류관은 외경이 상기 돌기에 외접할 수 있다.
상기 제1 분류관 및 상기 제2 분류관은 각각 복수로 마련되며, 복수의 상기 제1 분류관 및 복수의 상기 제2 분류관은 각각 균일한 간격으로 이격될 수 있다.
본 발명에 따른 샤워 헤드는 각 하위 구성요소의 개별 탈착이 용이하므로 유지, 관리, 보수의 편의를 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 샤워 헤드는 사전에 각 하위 구성요소에 대한 누출 검사가 가능하여 제품의 불량률을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 샤워 헤드는 기판의 면적에 따라 유동적으로 대응할 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 실시예에 따른 샤워 헤드에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 실시예에 따른 샤워 헤드를 나타낸 저면도이고, 도 3은 본 실시예에 따른 샤워 헤드를 도 2에 표기된 I-I'선을 가상선으로 하여 절단하여 나타낸 단면도이다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 샤워 헤드(100)는 확산실(110), 적층 확산실(120), 제1 분류관(130), 제2 분류관(140) 및 냉각실(150)을 포함한다.
확산실(110)은 적층 확산실(120) 측으로 개방되는 원형 또는, 다각형의 함체 형상으로 마련된다. 확산실(110)은 베이스(112)와 베이스(112)로부터 돌출되는 및 측벽(111)을 포함한다.
측벽(111)에는 제1 공급홀(111a)이 형성된다. 제1 공급홀(111a)은 외부로부터 공급되는 제1 가스(G1)가 확산실(110) 내부로 공급되도록 한다. 확산실(110)은 제1 공급홀(111a)을 통해 내부로 공급되는 제1 가스(G1)가 내부에서 확산되도록 하여 제1 가스(G1)가 균일한 압력으로 제1 분류관(130)을 통해 확산실(110)의 하부로 토출되도록 한다.
이러한 확산실(110)은 베이스(112)와 적층 확산실(120)의 사이에 배치되는 에 격벽(115)에 의해 내부공간이 제1 확산실(110a)과 제2 확산실(110b)로 분할된다. 제1 확산실(110a)은 제1 분류관(130)의 선단부가 노출되어 제1 분류관(130)과 연통되며, 제2 확산실(110b)은 제1 공급홀(111a)과 연통되어 외부로부터 공급되는 제1 가스(G1)를 확산시킨다. 격벽(115)에는 제1 확산실(110a)과 제2 확산실(110b)을 연통시키기 위한 연통홀(115a)이 형성된다.
확산실(110)의 상측에는 확산실(110)에 제2 가스(G2)를 확산시키는 적층 확산실(120)이 적층된다. 적층 확산실(120)은 원형 또는, 다각형의 함체 형상으로 마련된다. 적층 확산실(120)의 측벽에는 제2 공급홀(120a)이 형성된다. 제2 공급홀(120a)은 외부로부터 공급되는 제2 가스(G2)가 적층 확산실(120) 내부로 공급되도록 한다. 적층 확산실(120)은 제2 공급홀(120a)을 통해 내부로 공급되는 제2 가스(G2)가 내부에서 확산되도록 하여 제2 가스(G2)가 균일한 압력으로 제2 분류관(140)을 통해 확산실(110)의 하부로 토출되도록 한다.
확산실(110)의 하측에는 샤워 헤드(100)를 냉각시키기 위해 내부로 냉각수(W)가 공급되는 냉각실이 적층된다. 확산실(110)과 냉각실(150)의 사이에는 확산 실(110)과 냉각실(150)의 기밀을 유지하는 제2 기밀부재(151)가 배치된다.
한편, 제1 분류관(130)을 지지하기 위해, 베이스(112)에는 제1 지지홀(112a)이 형성되며, 냉각실(150)의 하부벽에는 제2 지지홀(150a)이 형성된다. 그리고 제2 분류관(140)을 지지하기 위해 적층 확산실(120)의 하부벽에는 제3 지지홀(120b)이 형성되며, 격벽(115)에는 제4 지지홀(115b)이 형성된다.
여기서, 제1 분류관(130)의 외경은 제2 분류관(140)의 외경보다 크게 마련되며, 제2 분류관(140)은 제1 분류관(130)의 내부에 삽입되어 확산실(110)을 관통한다.
따라서 제1 지지홀(112a), 제2 지지홀(150a), 제3 지지홀(120b) 및 제4 지지홀(115b)은 동축을 이루며, 제1 지지홀(112a)과 제2 지지홀(150a)의 내경은 동일하고, 제3 지지홀(120b) 및 제4 지지홀(115b)의 내경은 동일하되, 제1 지지홀(112a) 및 제2 지지홀(150a)의 내경보다 제3 지지홀(120b) 및 제4 지지홀(115b)의 내경이 작게 형성된다. 이러한 제1 지지홀(112a), 제2 지지홀(150a), 제3 지지홀(120b) 및 제4 지지홀(115b)은 각각 복수로 마련되며, 복수의 제1 지지홀(112a), 제2 지지홀(150a), 제3 지지홀(120b) 및 제4 지지홀(115b)은 각각 균일한 간격으로 이격되어 형성된다.
이와 같이 제1 분류관(130)은 제1 지지홀(112a) 및 제2 지지홀(150a)에 삽입되어 선단부가 확산실(110) 내부에 노출되며, 말단부가 확산실(110)의 하부로 노출된다. 제1 분류관(130)은 확산실(110) 내부의 제1 가스(G1)를 분류하여 확산실(110)의 하부로 토출시킨다.
제2 분류관(140)은 제3 지지홀(120b) 및 제4 지지홀(115b)에 삽입되어 선단부가 적층 확산실(120)의 내부에 노출되며, 말단부가 제1 분류관(130)의 내부에 위치하여 확산실(110)의 하부로 노출된다. 제2 분류관(140)은 확산실(110) 내부의 제1 가스(G1)를 분류하여 확산실(110)의 하부로 토출시킨다.
도 4는 본 실시예에 따른 샤워 헤드를 나타낸 분해사시도이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 제1 분류관(130)은 확산실(110) 및 냉각실(150)에 브레이징(brazing) 접합되며, 제2 분류관(140)은 적층 확산실(120) 및 격벽(115)에 브레이징 접합된다.
브레이징 접합은 제1 분류관(130), 제2 분류관(140), 확산실(110), 적층 확산실(120), 냉각실(150)을 서로 다른 재질을 사용할 수 있도록 한다. 또한 브레이징 접합은 제1 분류관(130) 및 제2 분류관(140)을 베이스(112), 덮개(113) 및 격벽(115)에 누설없이 접합할 수 있도록 한다. 또한 브레이징 접합은 베이스(112), 덮개(113) 및 격벽(115)에 각각 접합된 제1 분류관(130) 및 제2 분류관(140)의 분리 및 재접합이 용이하도록 하여 유지, 관리, 보수의 편의를 제공한다.
그리고 확산실(110) 및 냉각실(150)에 브레이징(brazing) 접합되는 제1 분류관(130)는 확산실(110) 및 냉각실(150)과 일체화 되고, 적층 확산실(120) 및 격벽(115)에 브레이징 접합되는 제2 분류관(140)은 적층 확산실(120) 및 격벽(115)과 일체화 되어, 설비 조립의 편의를 제공한다. 즉, 일체화 된 확산실(110), 냉각실(150), 제1 분류관(130) 상에 일체화 된 적층 확산실(120), 격벽(115), 제2 분류관(140)을 위치시키고, 제1 분류관(130)의 내부에 제2 분류관(140)을 삽입함으로 써, 확산실(110), 적층 확산실(120), 제1 분류관(130), 제2 분류관(140) 및 냉각실(150)을 쉽게 조립할 수 있다. 이는 장비의 유지, 관리, 보수를 위한 설비 분해시에도 확산실(110), 적층 확산실(120), 제1 분류관(130), 제2 분류관(140) 및 냉각실(150)을 쉽게 분해 할 수 있도록 한다.
도 5는 본 실시예에 따른 샤워 헤드에서 제1 분류관 내부에 제2 분류관이 삽입된 상태를 절단한 단면도이. 도 4를 참조하면, 제1 분류관(130)의 내벽에는 제1 분류관(130)의 중심축을 향해 돌출되는 복수의 돌기(131)가 형성되고, 제2 분류관(140)은 복수의 돌기(131)에 외접하는 외경을 가진다.
복수의 돌기(131)는 베이스(112)에 결합된 제1 분류관(130)과 덮개(113) 및 격벽(115)에 접합된 제2 분류관(140)의 조립을 원활하게 한다. 즉, 베이스(112)에 결합된 제1 분류관(130)에 덮개(113)에 접합된 제2 분류관(140)의 삽입시, 제2 분류관(140)을 제1 분류관(130)의 중심축에 개략적으로 정렬하여 제1 분류관(130)에 삽입한다 하더라도 제2 분류관(140)은 복수의 돌기(131)에 의해 제1 분류관(130)의 중심축으로 안내되어 쉽게 정렬될 수 있다.
이와 같이 복수의 돌기(131)는 베이스(112)에 접합된 제1 분류관(130)의 중심축으로 덮개(113) 및 격벽(115)에 접합된 제2 분류관(140)이 원활하게 삽입되도록 함으로써, 샤워 헤드(100) 조립의 편의를 제공한다.
이하, 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 샤워 헤드의 작동에 대해 설명하도록 한다.
제1 가스(G1)는 샤워 헤드(100)의 외부로부터 제1 확산실(110a)로 공급된다. 제1 가스(G1)는 제1 확산실(110a) 내부에서 확산되며, 제1 확산실(110a) 내부의 전면적에 대해 균일한 압력을 형성한다. 제1 확산실(110a) 내부에서 확산된 제1 가스(G1)는 연통홀(115a)을 통해 제2 확산실(110b)로 공급되고, 제2 확산실(110b)에서 한번 더 확산된다.
제2 확산실(110b)의 제1 가스(G1)는 제1 분류관(130)에 의해 분류되고, 제1 분류관(130)을 따라 확산실(110)의 하부로 토출된다. 이때 제1 분류관(130)은 서로 동일한 간격으로 이격되므로, 제1 가스(G1)는 확산실(110)의 하부에서 균일한 간격으로 분사된다.
이와 함께, 제2 가스(G2)는 샤워 헤드(100)의 외부로부터 적층 확산실(120)로 공급된다. 제2 가스(G2)는 제2 분류관(140)에 의해 분류되고, 제2 분류관(140)을 따라 확산실(110)의 하부로 토출된다. 이때 제2 분류관(140)은 제1 분류관(130)의 내부에 삽입되어 확산실(110)의 하부로 노출되므로, 제2 가스(G2)는 제1 가스(G1)와 동축을 이루며 확산실(110)의 하부로 분사된다.
이와 같이 확산실(110)의 하부로 각각 분사되는 제1 가스(G1)와 제2 가스(G2)는 확산실(110)의 하부에서 균일한 성분비로 혼합되어 2종의 혼합가스를 형성한다.
도 1은 종래의 샤워 헤드를 포함하는 기판처리장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 실시예에 따른 샤워 헤드를 나타낸 저면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 샤워 헤드를 도 2에 표기된 I-I'선을 가상선으로 하여 절단하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 실시예에 따른 샤워 헤드를 나타낸 분해사시도이다.
도 5는 본 실시예에 따른 샤워 헤드에서 제1 분류관 내부에 삽입된 제2 분류관을 절단한 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
100 : 샤워 헤드 110 : 확산실
120 : 적층 확산실 130 : 제1 분류관
140 : 제2 분류관

Claims (7)

  1. 내부로 공급되는 제1 가스를 확산시키는 확산실;
    상기 확산실에 연통되며, 상기 확산실의 상기 제1 가스를 상기 확산실의 외부로 토출하는 제1 분류관;및
    상기 제1 분류관의 내부에 삽입되어 상기 확산실을 관통하며, 상기 제1 가스와 다른 제2 가스를 상기 제1 가스가 토출되는 측으로 토출하는 제2 분류관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 확산실에 적층되어 상기 제2 분류관을 지지하며, 상기 제2 가스를 확산시켜 상기 제1 분류관으로 공급하는 적층 확산실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 확산실은
    상기 제1 분류관을 지지하는 베이스;및
    상기 베이스의 테두리부로부터 돌출되어 상기 적층 확산실을 지지하는 측벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 확산실은
    상기 측벽에 지지되어 상기 확산실의 내부공간을 제1 확산실과 제2 확산실로 분할하며, 상기 제1 확산실과 상기 제2 확산실을 연통시키는 연통홀이 형성되는 격벽을 더 포함하되,
    상기 제1 분류관은 상기 제1 확산실에 노출되고, 상기 제1 가스는 상기 제2 확산실에서 확산되어 상기 연통홀을 통해 상기 제2 확산실로 공급되는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 제1 분류관은 상기 확산실에 블레이징 접합되어 상기 확산실과 일체화 되며, 상기 제2 분류관은 상기 적층 확산실에 블레이징 접합되어 상기 적층 확산실과 일체화 되는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 분류관은 내벽에 중심축을 향해 돌출되는 복수의 돌기를 포함하며,
    상기 제2 분류관은 외경이 상기 돌기에 외접하는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 제1 분류관 및 상기 제2 분류관은 각각 복수로 마련되며, 복수의 상기 제1 분류관 및 복수의 상기 제2 분류관은 각각 균일한 간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 샤워 헤드.
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