KR101276747B1 - 곡면 복원 장치 및 곡면 복원 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 곡면 복원 장치는 곡면 복원 대상인 대상 부재의 하부에 위치하는 곡면 유지 부재, 대상 부재의 상부에 위치하며, 대상 부재를 누르는 누름 부재, 곡면 유지 부재 아래에 위치하며, 곡면 유지 부재를 지지하는 프레임, 및 곡면 유지 부재에 전압을 인가하는 열처리 장치를 포함하고, 대상 부재의 하부와 밀착하는 곡면 유지 부재의 윗면의 중앙부가 볼록하다.

Description

곡면 복원 장치 및 곡면 복원 방법{CURVED SURFACE RESTORING APPARATUS AND CURVED SURFACE RESTORING METHOD}
본 발명은 곡면 복원 장치 및 곡면 복원 방법에 대한 것으로 보다 상세하게는 화학 기상 증착 장치의 일 부분의 곡면을 복원시키는 장치 및 복원 방법에 대한 것이다.
반도체 및 평판 표시 장치 등 전자 장치를 제조함에 있어서 박막을 형성하기 위하여는 화학 기상 증착(CVD) 방식이 사용되는 것은 보편적이다. 즉, 웨이퍼를 이용하여 메모리를 제조하거나, 절연 기판을 이용하여 액정 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 유기 발광 표시 장치 등의 평판 표시 장치를 제조할 때에는 복수의 공정을 거치는 데, 그 중 필수적으로 박막을 형성시키는 박막 증착 공정이 필요하다.
화학 기상 증착 장치는 웨이퍼나 절연 기판에 박막을 형성할 때 사용되는 장치이다. 도 6을 참고하면, 화학 기상 증착 장치(1)는 챔버 본체(2), 챔버 뚜껑(3), 서셉터(4) 및 샤워 헤드(5)를 포함한다.
샤워 헤드(5)를 통하여 소스 가스가 공급되며, 서셉터(4)는 그 위에 작업 대상(6; 웨이퍼 또는 절연 기판)을 위치시키고 외부로부터 전압을 인가 받아 열을 제공하는 역할을 한다. 샤워 헤드(5)는 소스 가스의 분사면이 곡면을 이루고 있다. 챔버 본체(2) 및 챔버 뚜껑(3)은 챔버를 이루며, 화학 기상 증착 장치(1)의 내부가 진공을 유지하도록 한다.
이와 같은 화학 기상 증착 장치(1)는 약 380도 정도의 고온 및 진공 상태에서 박막을 작업 대상(6) 위에 형성하는데, 장시간 사용하는 경우 열에 의하여 샤워 헤드(5)의 곡면이 무너지는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 화학 기상 증착 장치에서 사용되는 구성 요소의 곡면을 복원시킬 수 있는 장치 및 그 복원 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 곡면 복원 장치는 곡면 복원 대상인 대상 부재의 하부에 위치하는 곡면 유지 부재, 대상 부재의 상부에 위치하며, 대상 부재를 누르는 누름 부재, 곡면 유지 부재 아래에 위치하며, 곡면 유지 부재를 지지하는 프레임, 및 곡면 유지 부재에 전압을 인가하는 열처리 장치를 포함하고, 대상 부재의 하부와 밀착하는 곡면 유지 부재의 윗면의 중앙부가 볼록하다.
곡면 유지 부재의 윗면의 최저점과 최고점 사이의 거리는 9.525㎛ 내지 12.7 ㎛ 일 수 있다.
곡면 유지 부재는 열선이 내장되어 있을 수 있다.
프레임은 개구부를 포함하고, 개구부를 통하여 열선과 열처리 장치가 전기적으로 연결되어 있을 수 있다.
곡면 유지 부재와 프레임 사이에 위치하고, 열차단 물질로 이루어져 있는 지지 부재를 더 포함할 수 있다.
누름 부재는 무게 추일 수 있다.
대상 부재는 화학 기상 증착 장치의 샤워 헤드일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 곡면 복원 방법은 곡면 복원 대상인 대상 부재의 곡면의 불량을 파악하는 단계, 곡면 유지 부재 위에 대상 부재를 위치시키는 단계, 대상 부재 위에 누름 부재를 위치시키는 단계, 곡면 유지 부재에 전압을 인가하여 곡면 유지 부재를 발열시키는 단계를 포함하고, 대상 부재의 하부와 밀착하는 곡면 유지 부재의 윗면의 중앙부가 볼록하다.
곡면 유지 부재를 발열시키는 단계는 450℃ 까지 발열시킬 수 있다.
곡면 유지 부재를 450℃ 까지 발열 시킨 후, 곡면 유지 부재의 온도가 450℃ 인 상태로 10시간 동안 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
곡면 유지 부재의 온도가 450℃ 인 상태로 10시간 동안 유지한 후, 곡면 유지 부재 및 대상 부지를 10시간 동안 냉각하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상과 같이 곡면 유지 부재 및 누름 부재를 이용하여 대상 부재의 곡면을 복원시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 곡면 복원 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레임을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 곡면 유지 부재를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 곡면 복원 방법을 나타내는 순서도이다.
도 6은 화학 기상 증착 장치의 일반적인 구조를 도시한 단면도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이제 본 발명의 실시예에 따른 곡면 복원 장치에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 곡면 복원 장치를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 프레임을 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 곡면 유지 부재를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 곡면 복원 장치는 프레임(200), 곡면 유지 부재(210), 열처리 장치(230) 및 누름 부재(250)을 포함한다.
프레임(200)은 곡면 유지 부재(210)를 지지하는 것으로, 도 3에서처럼, 복수의 개구부(260)가 형성되어 있다. 본 실시예에서는 개구부(260)가 사각형 형상이고, 3×3 형태로 배치되어 있지만, 개구부(260)의 형상 및 수는 여기에 한정되지 않는다. 또한, 개구부(260)가 없을 수도 있다.
또한, 프레임(200)은 프레임(200)을 지지하는 지지대(220)를 포함한다. 지지대(220)는 프레임(200)을 올려놓고 지지할 수 있는 것으로 이동이 가능하도록 하기 위하여 바닥에 바퀴를 가지며, 프레임(200), 곡면 유지 부재(210), 대상 부재(100) 및 누름 부재(250)를 지탱할 수 있는 재질로 이루어져 있다. 지지대(220)의 바퀴는 필요에 따라서 움직이지 않도록 고정할 수 있는 수단을 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 지지대(220)는 직선 형태의 선형 막대 프레임을 이용하여 육면체 구조를 이룬다. 한편, 실시예에 따라서는 지지대(220)가 바퀴를 포함하고 있지 않을 수도 있다.
한편, 프레임(200)은 지지대(220)을 포함하지 않을 수 있는데, 이 경우, 프레임(200)의 하부에 바퀴가 부착될 수 있다.
곡면 유지 부재(210)는 대상 부재(100)의 곡면을 복원하는 것으로 프레임(200) 위에 위치하며, 도 4에서처럼, 전압을 인가 받아 열을 발생할 수 있는 열선(233)이 내장되어 있다. 곡면 유지 부재(210) 내에는 전압을 인가 받는 패드(232)가 내장되어 있고, 열선(233)은 패드(232)에 연결되어 전압을 인가 받아 열을 발생한다. 곡면 유지 부재(210)는 열선(233)에서 발생한 열을 잘 전달할 수 있는 물질로 이루어져 있다. 도 4에서 도시하고 있는 바와 같이 열선(233)은 곡면 유지 부재(210)의 전 영역을 고르게 발열시킬 수 있도록 전 영역에 걸쳐 형성되어 있으며, 실시예에 따라서 열선(233)의 배치는 변경될 수 있다.
곡면 유지 부재(210)는 아랫면은 평평하고, 윗면은 곡면으로 이루어져 있다. 곡면 유지 부재(210)의 윗면의 중앙부는 양쪽 가장자리에 비해 볼록하고, 본 실시예에 따른 곡면 유지 부재(210)의 윗면의 최저점과 최고점 사이의 거리(t)는 9.525㎛ 내지 12.7 ㎛ 이다. 또한, 곡면 유지 부재(210)의 윗면은 복원하고자 하는 대상 부재(100)의 곡면에 따라서 다양한 곡률을 가질 수 있다.
곡면 유지 부재(210)의 아랫면은 프레임(200)에 의해 지지되며, 개구부(260)를 통하여 전선(231)에 연결되어 있다. 전선(231)은 패드(232)에 연결되어 있다.
본 실시예에 따른 곡면 복원 장치는 곡면 유지 부재(210)와 프레임(200) 사이에 위치하는 지지 부재(240)를 더 포함한다. 지지 부재(240)는 곡면 유지 부재(210)의 열이 프레임(200)으로 전달되는 것을 방지하는 것으로, 세라믹 등과 같은 열차단 재질로 이루어져 있다.
지지 부재(240)를 포함하지 않을 경우, 프레임(200)이 열차단 재질로 이루어지거나, 곡면 유지 부재(210)를 지지하는 프레임(200)의 일면이 열차단 재질로 코팅되어 있을 수도 있다.
곡면 유지 부재(210) 위에는 곡면 복원 작업이 필요한 대상 부재(100)가 위치한다. 대상 부재(100)의 아랫면은 복원 작업이 필요한 부분으로 곡면 유지 부재(210)의 볼록한 윗면과 밀착되어 있다.
대상 부재(100) 위에는 누름 부재(250)가 위치하고 있다. 누름 부재(250)는 무게 추와 같은 무게를 가지는 것을 사용하며 대상 부재(100)를 눌러 압력을 가한다. 이러한 가압에 의해 대상 부재(100)가 곡면 유지 부재(210)에 밀착된다. 본 실시예에서는 복수개의 무게 추를 사용하였지만, H 빔이나, 다른 무게를 가지는 것들을 사용할 수 있다. 또한, 무게 추를 사용하는 경우 대상 부재(100)의 곡면이 가장 많이 변형된 위치에 가장 무거운 무게 추를 올려 곡면 복원이 원활하게 할 수 있다.
열처리 장치(230)는 곡면 유지 부재(210)에 내장된 패드(232)에 전압을 인가한다. 열처리 장치(230)는 패드(232)와 전선(231)으로 연결되어 있고, 패드(232)에 인가하는 전압의 양을 조절하여 열선(233)의 발열을 조절한다. 열선(233)은 복수개 이며, 대상 부재(100)의 곡면이 가장 많이 변형된 위치에 내장된 열선(233)에 전압을 더 인가하여 곡면 복원이 원활하게 할 수 있다.
본 실시예의 대상 부재(100)로는 도 6과 같은 화학 기상 증착 장치(1)의 샤워 헤드(5)를 도시하고 있다. 대상 부재(100)에는 가스가 통과하는 복수개의 가스 배출구(110)가 형성되어 있다. 대상 부재(100)의 곡면과 곡면 유지 부재(210)의 볼록한 윗면과 밀착하고, 곡면 유지 부재(210)의 열과 누름 부재(250)의 압력에 의해 대상 부재(100)의 곡면을 복원할 수 있다.
또한, 대상 부재(100)는 디퓨저(diffuser) 일 수도 있고, 곡면이 무너진 다른 대상일 수도 있다.
그러면, 도 5를 참고하여 곡면 복원 방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 곡면 복원 방법을 나타내는 순서도이다.
우선, 대상 부재(100)의 곡면을 측정하고, 그 곡면의 불량을 파악한다 (S10).
이어서, 대상 부재(100)와 곡면 유지 부재(210)를 밀착시킨다 (S20). 대상 부재(100)를 곡면 유지 부재(210) 위에 위치시키고, 곡면 유지 부재(210)의 볼록한 윗면과 대상 부재(100)의 곡면과 밀착시킨다.
이어서, 누름 부재(250)를 사용하여 대상 부재(100)를 가압한다 (S30). 즉, 대상 부재(100) 위에 누름 부재(250)를 위치시킨다. 누름 부재(250)는 무게 추와 같은 무게를 가지는 것을 사용하며 대상 부재(100)를 눌러 압력을 가하여 대상 부재(100)와 곡면 유지 부재(210)를 밀착시킨다. 본 실시예에서는 복수개의 무게 추를 사용하였지만, H 빔이나, 다른 무게를 가지는 것들을 사용할 수 있다. 또한, 무게 추를 사용하는 경우 대상 부재(100)의 곡면이 가장 많이 변형된 위치에 가장 무거운 무게 추를 올려 곡면 복원이 원활하게 할 수 있다.
이어서, 곡면 유지 부재(210)를 발열시킨다 (S40). 곡면 유지 부재(210)에 내장된 열선(233)에 전압을 인가하여 열선(233)을 발열시킨다. 열선(233)은 전선(231)을 통하여 열처리 장치(230)와 전기적으로 연결되어 있고, 열처리 장치(230)는 열선(233)에 전압을 인가하고, 전압의 양을 조절한다. 열선(233)의 발열은 곡면 유지 부재(210)의 온도가 450℃ 가 될 때까지 발열시키며, 곡면 유지 부재(210)의 온도가 450℃ 가 되면, 그 상태로 10시간을 유지 시킨다.
이 후, 곡면 유지 부재(210) 및 대상 부재(100)를 냉각시킨다 (S50). 곡면 유지 부재(210) 및 대상 부재(100)의 냉각은 10 시간 동안 실시하며, 이로써, 대상 부재(100)의 곡면 복원을 종료한다.
한편, 본 실시예에서는 곡면 유지 부재(210)를 발열시켜, 대상 부재(100)의 곡면을 복원하지만, 곡면 유지 부재(210)의 발열 없이, 토치 등과 같은 열처리 수단을 사용하여 대상 부재(100)에 열을 제공할 수 있다. 이 경우, 대상 부재(100)의 곡면 복원 부분에 토치 등과 같은 열처리 수단을 사용하여 열을 제공한 다음, 곡면 유지 부재(210)의 윗면에 밀착시키고, 누름 부재(250)를 사용하여 대상 부재(100)를 가압함으로써, 대상 부재(100)의 곡면을 복원할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
1: 기상 증착 장치 2: 챔버 본체
3: 챔버 뚜껑 4: 서셉터
5: 샤워 헤드 6: 작업 대상
100: 대상 부재 200: 프레임
210: 곡면 유지 부재 220: 지지대
230: 열처리 장치 233: 열선
240: 지지 부재 250: 누름 부재

Claims (13)

  1. 곡면 복원 대상인 대상 부재의 하부에 위치하는 곡면 유지 부재,
    상기 대상 부재의 상부에 위치하며, 상기 대상 부재를 누르는 누름 부재,
    상기 곡면 유지 부재 아래에 위치하며, 상기 곡면 유지 부재를 지지하는 프레임, 및
    상기 곡면 유지 부재에 전압을 인가하는 열처리 장치를 포함하고,
    상기 대상 부재의 하부와 밀착하는 상기 곡면 유지 부재의 윗면의 중앙부가 볼록하고,
    상기 곡면 유지 부재는 열선이 내장되어 있고,
    상기 프레임은 개구부를 포함하고,
    상기 개구부를 통하여 상기 열선과 상기 열처리 장치가 전기적으로 연결되어 있는 곡면 복원 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 곡면 유지 부재의 윗면의 최저점과 최고점 사이의 거리는 9.525㎛ 내지 12.7 ㎛ 인 곡면 복원 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에서,
    상기 곡면 유지 부재와 상기 프레임 사이에 위치하고, 열차단 물질로 이루어져 있는 지지 부재를 더 포함하는 곡면 복원 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 누름 부재는 무게 추인 곡면 복원 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 대상 부재는 화학 기상 증착 장치의 샤워 헤드인 곡면 복원 장치.
  8. 곡면 복원 대상인 대상 부재의 곡면의 불량을 파악하는 단계,
    곡면 유지 부재 위에 상기 대상 부재를 위치시키는 단계,
    상기 대상 부재 위에 누름 부재를 위치시키는 단계,
    상기 곡면 유지 부재에 전압을 인가하여 상기 곡면 유지 부재를 발열시키는 단계를 포함하고,
    상기 대상 부재의 하부와 밀착하는 상기 곡면 유지 부재의 윗면의 중앙부가 볼록하고,
    상기 곡면 유지 부재의 윗면의 최저점과 최고점 사이의 거리는 9.525㎛ 내지 12.7 ㎛ 인 곡면 복원 방법.
  9. 제8항에서,
    상기 곡면 유지 부재를 발열시키는 단계는 450℃ 까지 발열시키는 곡면 복원 방법.
  10. 제9항에서,
    상기 곡면 유지 부재를 450℃ 까지 발열 시킨 후,
    상기 곡면 유지 부재의 온도가 450℃ 인 상태로 10시간 동안 유지하는 단계를 더 포함하는 곡면 복원 방법.
  11. 제10항에서,
    상기 곡면 유지 부재의 온도가 450℃ 인 상태로 10시간 동안 유지한 후,
    상기 곡면 유지 부재 및 상기 대상 부지를 10시간 동안 냉각하는 단계를 더 포함하는 곡면 복원 방법.
  12. 삭제
  13. 제8항에서,
    상기 곡면 유지 부재는 상기 전압을 인가 받는 열선이 내장되어 있는 곡면 복원 방법.
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