KR101579164B1 - 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치 - Google Patents

실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치 Download PDF

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KR101579164B1
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driving
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안국진
원성역
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(주)새한나노텍
(주)대원산업
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    • H01L2224/76552—Mechanical means, e.g. for planarising, pressing, stamping for drilling

Abstract

실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치가 개시된다. 본 발명의 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치는, 실리콘 플레이트에 복수의 미세홀을 천공하기 위한 드릴링 장치로서, 상기 실리콘 플레이트의 일측 방향에 위치하여 상기 실리콘 플레이트의 일면을 향해 복수의 미세홀을 천공하는 제1 드릴링 유닛; 상기 실리콘 플레이트의 타측 방향에 위치하여 상기 실리콘 플레이트의 타면을 향해 복수의 미세홀을 천공하는 제2 드릴링 유닛; 상기 제1 드릴링 유닛 및 상기 제2 드릴링 유닛에 대해 상기 실리콘 플레이트를 좌우 및 상하 방향으로 이동시키는 실리콘 플레이트 이동유닛; 및 상기 제1 드릴링 유닛 및 상기 제2 드릴링 유닛의 구동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 복수의 미세홀 중 어느 하나의 미세홀을 천공할 때, 제1 드릴링 유닛 및 제2 드릴링 유닛의 동시 천공홈 작업, 제1 드릴링 유닛의 미세홀 천공 작업, 제2 드릴링 유닛의 후가공 작업을 순차적으로 실시함으로써, 종래에 비해 작업 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 드릴팁의 파손 및 손상이 발생하는 것을 최대한 방지할 수 있게 된다.

Description

실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치{FINE DRILLING APPARATUS FOR SILICON CATHODE}
본 발명은, 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 종래에 비해 전체 천공 작업 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 드릴팁의 파손 및 손상이 발생하는 것을 더욱 방지하여 드릴팁의 내구성을 증대시킬 수 있는 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 실리콘 캐소드는 반도체 제조 공정 중 식각 공정에 사용되는 드라이 애치 장치의 프로세스 챔버의 상부에 장착되어, 반응성 가스를 프로세스 챔버 내부로 균일하게 분배시켜 주고, 플라즈마로부터 안정된 전기적 에너지를 반도체 웨이퍼에 전달시켜 주는 핵심 부품이다.
이 실리콘 캐소드는 반도체 웨이퍼의 주재료인 실리콘으로 이루어지며, 대략 1,000 내지 3,500개 정도의 미세홀(φ 0.2 ~ 0.8mm)이 천공되어 있다. 반응성 가스가 이 미세홀을 통하여 반도체 웨이퍼로 균일하게 흐르기 위해서는 파티클이나 미세 크랙이 제거되어 홀 내면이 매끄럽고 그 표면 조도가 균일할 것이 요구된다.
이러한 미세홀을 천공하기 위해서는 초음파 가공 방식과 기계적 드릴링 방식이 사용되고 있다.
이 중 기계적 드릴링 방식은 미세 직경의 드릴팁을 이용하여 실리콘 플레이트에 천공 작업을 실시하는 방식으로서, 기존에는 실리콘 플레이트의 일측 방향에서 실리콘 플레이트의 일면을 향하는 방향으로 드릴팁을 접근시켜 천공 작업을 실시하였다.
이러한 드릴팁은 대략 0.4 내지 0.5mm정도의 미세 직경을 갖는데, 종래에는 이러한 직경의 드릴팁을 고속으로 회전시키면서 실리콘 플레이트의 일면에서 타면을 관통하도록 천공 작업을 실시하므로 드릴팁의 파손 및 손상이 발생하게 되는 문제가 있었다.
또한, 실리콘 플레이트의 일면에서 타면을 관통하도록 천공 작업을 실시하므로, 드릴팁의 파손을 방지하기 위해 드릴팁의 이동 속도(실리콘 플레이트의 두께 방향)를 일정 이상으로 증가시키지 못하였으므로 전체적인 작업 속도가 일정 이상 증가할 수 없는 단점이 있었다.
한국 등록특허공보 제10-0462995호 (2004. 12. 13 등록)
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 종래에 비해 전체 천공 작업 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 드릴팁의 파손 및 손상이 발생하는 것을 더욱 방지하여 드릴팁의 한층 내구성을 증대시킬 수 있는 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 실리콘 플레이트에 복수의 미세홀을 천공하기 위한 드릴링 장치로서, 상기 실리콘 플레이트의 일측 방향에 위치하여 상기 실리콘 플레이트의 일면을 향해 복수의 미세홀을 천공하는 제1 드릴링 유닛; 상기 실리콘 플레이트의 타측 방향에 위치하여 상기 실리콘 플레이트의 타면을 향해 복수의 미세홀을 천공하는 제2 드릴링 유닛; 상기 제1 드릴링 유닛 및 상기 제2 드릴링 유닛에 대해 상기 실리콘 플레이트를 좌우 및 상하 방향으로 이동시키는 실리콘 플레이트 이동유닛; 및 상기 제1 드릴링 유닛 및 상기 제2 드릴링 유닛의 구동에 제어하는 제어부를 포함하는 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치가 제공된다.
상기 제어부는, 상기 복수의 미세홀 중 어느 하나의 미세홀을 천공할 때 상기 제1 드릴링 유닛 및 상기 제2 드릴링 유닛을 모두 구동하여 천공할 수 있다.
상기 제어유닛은, 상기 실리콘 플레이트의 두께 방향 상 상기 제1 드릴링 유닛과 상기 제2 드릴링 유닛의 천공 깊이를 제어하되, 상기 복수의 미세홀 중 어느 하나를 천공할 때, 상기 제1 드릴링 유닛과 상기 제2 드릴링 유닛이 상기 실리콘 플레이트의 두께 방향으로 동일한 깊이만큼 천공홈을 형성하도록 하고, 상기 제1 드릴링 유닛이 상기 천공홈을 연장하여 상기 미세홀을 천공하도록 한 후, 상기 제2 드릴링 유닛이 상기 제1 드릴링 유닛에 의해 천공된 미세홀을 다시 천공하도록 할 수 있다.
상기 제1 드릴링 유닛 및 상기 제2 드릴링 유닛은 각각, 베이스; 상기 베이스 상에 마련되는 볼 스크루 유닛; 상기 볼 스크루 유닛을 구동하는 구동부; 및 상기 구동부에 의한 상기 볼 스크루 유닛의 구동시에 상기 볼 스크루 유닛의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하면서 단부에 드릴팁이 마련되는 드릴팁부를 포함할 수 있다.
상기 실리콘 플레이트 이동유닛은, 상기 실리콘 플레이트를 상기 제1 드릴링 유닛 및 상기 제2 드릴링 유닛에 대해 좌우 방향으로 왕복 이동시키는 좌우 이동유닛; 및 상기 실리콘 플레이트를 상기 제1 드릴링 유닛 및 상기 제2 드릴링 유닛에 대해 상하 방향으로 왕복 이동시키는 상하 이동유닛을 포함할 수 있다.
상기 좌우 이동유닛은, 베이스; 상기 베이스 상에 마련되는 제1 볼 스크루 유닛; 상기 볼 스크루 유닛을 구동하는 제1 구동부; 및 상기 제1 구동부에 의한 상기 제1 볼 스크루 유닛의 구동시에 상기 제1 볼 스크루 유닛의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하도록 마련되며 상기 상하 이동유닛을 고정하는 제1 고정 브래킷을 포함할 수 있다.
상기 상하 이동유닛은, 상기 고정 브래킷에 상기 제1 볼 스크루 유닛에 대해 수직하게 마련되는 제2 볼 스크루 유닛; 상기 제2 볼 스크루 유닛을 구동하는 제2 구동부; 및 상기 제2 구동부에 의한 상기 제2 볼 스크루 유닛의 구동시에 상기 제2 볼 스크루 유닛의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하도록 마련되며 상기 실리콘 플레이트를 고정하는 제2 고정 브래킷을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 미세홀 중 어느 하나의 미세홀을 천공할 때, 제1 드릴링 유닛 및 제2 드릴링 유닛의 동시 천공홈 작업, 제1 드릴링 유닛의 미세홀 천공 작업, 제2 드릴링 유닛의 후가공 작업을 순차적으로 실시함으로써, 종래에 비해 작업 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 드릴팁의 파손 및 손상이 발생하는 것을 최대한 방지할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치의 실리콘 플레이트 이동유닛을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치를 이용하여 실리콘 플레이트를 천공하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치를 이용하여 실리콘 플레이트에 복수의 미세홀을 순차적으로 천공하는 과정을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치의 실리콘 플레이트 이동유닛을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치를 이용하여 실리콘 플레이트를 천공하는 과정을 나타내는 도면이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치를 이용하여 실리콘 플레이트에 복수의 미세홀을 순차적으로 천공하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치(이하 '미세 드릴링 장치'라 함)는, 실리콘 플레이트(10)에 복수의 미세홀(20)을 천공하기 위한 드릴링 장치이다. 구체적으로, 본 발명의 실시예에 따른 미세 드릴링 장치는, 반도체 웨이퍼 식각공정에 사용되는 실리콘 플레이트(10), 즉 실리콘 캐소드에 복수의 미세홀(20)을 천공하기 위한 것으로서, 예를 들면 초음파 가공방식이 아닌 기계적인 드릴링 방식을 이용하여 천공하게 된다. 이러한 미세홀(20)은 반응성 가스가 유동하도록 하기 위한 경로를 형성하며, 이와 관련된 기술 내용은 본 발명의 기술분야와 관련된 당업자에게 자명하므로 이하 자세한 설명은 생략한다.
이하, 실시예를 참조하여 본 발명을 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 미세 드릴링 장치(100)는, 실리콘 플레이트(10), 즉 실리콘 캐소드에 복수의 미세홀(20)을 천공하기 위한 장치로서, 실리콘 플레이트(10)의 일측 방향에 위치하여 실리콘 플레이트(10)의 일면을 향해 복수의 미세홀(20)을 천공하는 제1 드릴링 유닛(110)과, 실리콘 플레이트(10)의 타측 방향에 위치하여 실리콘 플레이트(10)의 타면을 향해 복수의 미세홀(20)을 천공하는 제2 드릴링 유닛(120)과, 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)에 대해 실리콘 플레이트(10)를 좌우(x방향) 및 상하 방향(z방향)으로 이동시키는 실리콘 플레이트 이동유닛(130)과, 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)의 구동을 제어하는 제어부(180)를 포함한다.
이하, 전술한 제1 드릴링 유닛(110), 제2 드릴링 유닛(120) 및 실리콘 플레이트 이동유닛(130)의 세부 구성을 설명하기에 앞서, 실리콘 플레이트(10)에 미세홀(20)을 형성하는 원리를 설명한다.
본 발명은, 도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 미세홀(20) 중 어느 하나의 미세홀(20)을 천공할 때 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)을 모두 구동하여 천공하도록 한다.
즉, 하나의 미세홀(20)을 천공할 때 제1 드릴링 유닛(110) 또는 제2 드릴링 유닛(120) 만을 이용하여 천공 작업을 실시하는 것이 아니라, 모두 사용하여 천공 작업을 실시하는데 이에 따라 종래에 비해 작업 속도를 향상시킬 수 있게 된다. 부연하자면, 예를 들어 하나의 제1 드릴링 유닛(110) 만을 이용하여 천공 작업을 실시하는 경우, 후술하는 드릴팁의 파손 및 파단 등의 문제로 인해 일정 속도 이하로 천공 작업을 실시할 수 밖에 없게 되는데, 본 발명에서는 실리콘 플레이트(10)의 양측 방향에서 각각 천공 작업을 실시하므로 작업 속도면에서 한층 향상된 이점을 가져올 수 있게 된다.
또한, 일정 두께를 갖는 실리콘 플레이트(10)에 대해 어느 일측 방향에서만 천공 작업을 실시할 경우, 드릴팁의 파손이 발생하기 쉬운데 본 발명은 이러한 문제의 발생을 한층 방지할 수 있게 된다. 부연하자면, 미세홀(20)을 형성하기 위한 드릴팁은 대략 0.4 내지 0.5mm정도의 직경을 갖는데, 이러한 직경의 드릴팁을 고속으로 회전시키면서 천공 작업을 일정 깊이 이상으로 실시할 경우 드릴팁의 파손 및 손상을 가져올 수 있게 된다. 본 발명에서는 실리콘 플레이트(10)의 양측 방향에서 각각 천공 작업을 실시하므로 전술한 드릴팁의 파손 및 파단 방지 측면에서 한층 향상된 이점을 가져올 수 있게 된다.
도 3을 참조하여 미세홀(20)을 천공하는 과정에 대해 설명하는데, 설명의 편의를 위해 실리콘 플레이트(10)의 두께가 예를 들어 0.7mm인 경우를 기준으로 설명한다.
먼저, 제어부(180)는 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)을 각각 구동하여 실리콘 플레이트(10)의 양측 방향에서 드릴팁(117)을 이용하여 실리콘 플레이트(10)의 양면에 각각 동일한 대략 0.3mm 깊이로 천공홈(30)을 형성하도록 한다. 즉, 제어부(180)는 실리콘 플레이트(10)의 두께 방향 상 제1 드릴링 유닛(110)과 제2 드릴링 유닛(120)의 천공 깊이를 일차적으로 제어하게 된다.
이어서, 제어부(180)는 제2 드릴링 유닛(120)을 후방으로 이동시켜 실리콘 플레이트(10)로부터 이격시키고, 반대로 제1 드릴링 유닛(110)을 실리콘 플레이트(10) 방향으로 더욱 이동시켜 제1 드릴링 유닛(110)이 천공홈(30)을 연장하여 미세홀(20)을 천공하도록 한다.
이어서, 제어부(180)는 제1 드릴링 유닛(110)을 후방으로 이동시켜 실리콘 플레이트(10)로부터 이격시키고, 반대로 제2 드릴링 유닛(120)을 실리콘 플레이트(10) 방향으로 이동시켜 제2 드릴링 유닛(120)이 제1 드릴링 유닛(110)에 의해 천공된 미세홀(20)을 다시 천공하도록 한다. 이러한 제2 드릴링 유닛(120)에 의한 재천공 작업은 실질적인 천공 작업이라기 보다는 미세홀(20)의 내면 가공 및 미세홀(20) 주변의 실리콘 플레이트(10)의 표면 가공 작업이라 할 수 있겠다. 여기서, 미세홀(20) 주변의 실리콘 플레이트(10)의 표면 가공 작업이라 함은, 표면에 발생 가능한 미세 버(burr) 제거 작업을 포함한다.
한편, 상기 설명에서는 제1 드릴링 유닛(110)이 선 작업한 후 제2 드릴링 유닛(120)이 후작업하는 것을 기준으로 설명하였지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이며 작업 순서는 서로 변경될 수 있다.
정리하자면, 본 발명은, 복수의 미세홀(20) 중 어느 하나의 미세홀(20)을 천공할 때 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)을 모두 구동하여 천공하는데, 전술한 바와 같이 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)의 동시 천공홈(30) 작업 -> 제1 드릴링 유닛(110)의 미세홀(20) 천공 작업 -> 제2 드릴링 유닛(120)의 후가공 작업을 순차적으로 실시함으로써, 종래에 비해 작업 시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 드릴팁의 파손 및 손상이 발생하는 것을 최대한 방지할 수 있게 된다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에서, 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)은 실리콘 플레이트(10)를 기준으로 실리콘 플레이트(10)의 좌우 양측 방향에 각각 배치되며, 각각은 실질적으로 동일한 구성으로 이루어진다.
구체적으로, 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)은 각각, 베이스(111)와, 베이스(111) 상에 마련되는 볼 스크루 유닛(112)과, 볼 스크루 유닛(112)을 구동하는 구동부(116)와, 구동부(116)에 의한 볼 스크루 유닛(112)의 구동시에 볼 스크루 유닛(112)의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하면서 단부에 드릴팁(117)이 마련되는 드릴팁부(116)를 포함한다.
여기서, 볼 스크루 유닛(112)은, 회전봉(113)과, 구동부(116)의 회전시 회전봉(113)의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능한 볼 헤드(114)를 포함한다. 한편, 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)은 볼 헤드(114)의 직선 왕복 이동을 가이드하는 복수의 가이드봉(미도시)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 구동부(116)는 정역 회전이 가능하고 단위시간당 회전수 조절이 용이한 서보모터로 적용되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 구동부(116)가 정방향으로 회전하는 경우 드릴팁부(116)는 볼 스크루 유닛(112)의 길이 방향을 따라 실리콘 플레이트(10) 측으로 접근 가능하게 된다. 반대로, 구동부(116)가 역방향으로 회전하는 경우 드릴팁부(116)는 볼 스크루 유닛(112)의 길이 방향을 따라 실리콘 플레이트(10)로부터 이격되는 방향으로 이동 가능하게 된다. 여기서, 제어부(180)는 구동부(116)의 단위시간당 회전수 및 회전시간 등을 조절하여 실리콘 플레이트(10)에 삽입되는 드릴팁(117)의 깊이를 조절할 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 볼 스크루 유닛(112)은 기타 다른 구성으로 대체될 수도 있다. 예를 들면 볼 스크루 유닛(112)은 드릴팁부(116)를 직선 왕복 운동시킬 수 있을 뿐만 아니라 이동 거리를 미세하게 조절할 수 있는 엘엠 가이드 유닛, 리니어 레일 등으로 대체될 수도 있다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 실리콘 플레이트 이동유닛(130)은, 전술한 바와 같이 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)을 통해 복수의 미세홀(20) 중 어느 하나를 천공한 후, 순차적으로 다른 미세홀(20)을 천공하도록 실리콘 플레이트(10)를 이동시키기 위한 것이다.
구체적으로, 실리콘 플레이트 이동유닛(130)은, 실리콘 플레이트(10)를 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)에 대해 좌우 방향(x방향)으로 왕복 이동시키는 좌우 이동유닛(135)과, 실리콘 플레이트(10)를 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)에 대해 상하 방향으로 왕복 이동시키는 상하 이동유닛(145)을 포함한다. 여기서, 좌우 이동유닛(135)과 상하 이동유닛(145)은 대략 유사한 구조로 이루어진다.
먼저, 도 2에 도시한 바와 같이, 좌우 이동유닛(135)은, 베이스(136)와, 베이스(136) 상에 마련되는 제1 볼 스크루 유닛(137)과, 제1 볼 스크루 유닛(137)을 구동하는 제1 구동부(138)와, 제1 구동부(138)에 의한 제1 볼 스크루 유닛(137)의 구동시에 제1 볼 스크루 유닛(137)의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하도록 마련되며 상하 이동유닛(145)을 고정하는 제1 고정 브래킷(139)을 포함한다.
다음, 상하 이동유닛(145)은, 제1 볼 스크루 유닛에 대해 수직하도록 제1 고정 브래킷(139)에 마련되는 제2 볼 스크루 유닛(147)과, 제2 볼 스크루 유닛(147)을 구동하는 제2 구동부(148)와, 제2 구동부(148)에 의한 제2 볼 스크루 유닛(147)의 구동시에 제2 볼 스크루 유닛(147)의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하도록 마련되며 실리콘 플레이트(10)를 고정하는 제2 고정 브래킷(149)을 포함한다. 여기서, 좌우 이동유닛(135) 및 상하 이동유닛(145)은 전술한 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)과 유사한 구조를 가지므로 각각의 구성에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
이하, 동작 관계에 대해 설명하면, 실리콘 플레이트(10)에 어느 하나의 미세홀(20)을 천공한 후, 도 4에 도시한 바와 같이, 좌측 또는 우측방향으로 순차적으로 미세홀(20)을 천공하고자 할 경우 제어부(180)는 좌우 이동유닛(135)의 구동을 제어하게 된다.
구체적으로, 제어부(180)는 제1 구동부(138)의 구동을 제어하여 상하 이동유닛(145)이 고정된 제1 고정 브래킷(139)을 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)에 대해 좌우 방향(x방향)으로 이동시키며, 이때 실질적으로 실리콘 플레이트(10)의 좌우 방향 이동이 이루어진다. 제어부(180)의 제어 신호 전달에 의해 제1 고정 브래킷(139)이 설정된 위치로 이동 완료되면, 다시 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)에 의한 천공 작업이 이루어진다. 여기서, 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)에 의한 천공 작업은 본 발명의 설명 초반에 언급한 바와 같이, 동시 작업 -> 어느 하나의 천공 작업 -> 다른 하나의 재가공 작업 순으로 이루어진다. 여기서, 제1 구동부(138)의 구동시 상하 이동유닛(145)은 제1 고정 브래킷(139)과 동시에 이동하게 된다.
이러한 좌우 이동유닛(135)에 의한 이동 작업은 실리콘 플레이트(10)의 가로 방향 작업 영역 전체에 걸쳐 미세홀(20) 천공 작업이 모두 이루어지기까지 반복적으로 실시된다.
다음, 도 5에 도시한 바와 같이, 상하 방향으로 순차적으로 미세홀(20)을 천공하고자 할 경우 제어부(180)는 상하 이동유닛(145)의 구동을 제어하게 된다.
구체적으로, 제어부(180)는 제2 구동부(148)의 구동을 제어하여 실리콘 플레이트(10)를 고정하는 제2 고정 브래킷(149)을 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)에 대해 상하 방향(z방향)으로 이동시키며, 이때 실질적으로 실리콘 플레이트(10)의 상하 방향 이동이 이루어진다. 제어부(180)의 제어 신호 전달에 의해 제2 고정 브래킷(149)이 설정된 위치로 이동 완료되면, 다시 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)에 의한 천공 작업이 이루어진다. 여기서, 제1 드릴링 유닛(110) 및 제2 드릴링 유닛(120)에 의한 천공 작업은 본 발명의 설명 초반에 언급한 바와 같이, 동시 작업 -> 어느 하나의 천공 작업 -> 다른 하나의 재가공 작업 순으로 이루어진다.
이러한 상하 이동유닛(145)에 의한 이동 작업은 실리콘 플레이트(10)의 상하 방향 작업 영역 전체에 걸쳐 미세홀(20) 천공 작업이 모두 이루어지기까지 반복적으로 실시된다. 이외에도, 미세홀(20) 천공 작업은 어느 하나의 가로 방향 천공작업이 모두 완료된 후 그 상측 또는 하측의 복수의 미세홀 천공 작업을 모두 완료하는 방식으로도 이루어질 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
10: 실리콘 플레이트 20: 미세홀
30: 천공홈 100: 미세 드릴링 장치
110,120: 제1, 제2 드릴링 유닛 112,122: 볼 스크루 유닛
115,125: 구동부 116,126: 드릴팁부
117,127: 드릴팁 130: 실리콘 플레이트 이동유닛
135: 좌우 이동유닛 137: 제1 볼 스크루 유닛
138: 제1 구동부 139: 제1 고정 브래킷
145: 상하 이동유닛 147: 제2 볼 스크루 유닛
148: 제2 구동부 149: 제2 고정 브래킷
180: 제어부

Claims (7)

  1. 실리콘 플레이트에 복수의 미세홀을 천공하기 위한 드릴링 장치로서,
    상기 실리콘 플레이트의 일측 방향에 위치하여 상기 실리콘 플레이트의 일면을 향해 복수의 미세홀을 천공하는 제1 드릴링 유닛;
    상기 실리콘 플레이트의 타측 방향에 위치하여 상기 실리콘 플레이트의 타면을 향해 복수의 미세홀을 천공하는 제2 드릴링 유닛;
    상기 제1 드릴링 유닛 및 상기 제2 드릴링 유닛에 대해 상기 실리콘 플레이트를 좌우 및 상하 방향으로 이동시키는 실리콘 플레이트 이동유닛; 및
    상기 제1 드릴링 유닛 및 상기 제2 드릴링 유닛의 구동을 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 실리콘 플레이트의 두께 방향 상 상기 제1 드릴링 유닛과 상기 제2 드릴링 유닛의 천공 깊이를 제어하되, 상기 복수의 미세홀 중 어느 하나를 천공할 때, 상기 제1 드릴링 유닛과 상기 제2 드릴링 유닛이 상기 실리콘 플레이트의 두께 방향으로 동일한 깊이만큼 천공홈을 형성하도록 하고, 상기 제1 드릴링 유닛이 상기 천공홈을 연장하여 상기 미세홀을 천공하도록 한 후, 상기 제2 드릴링 유닛이 상기 제1 드릴링 유닛에 의해 천공된 미세홀을 다시 천공하도록 하며,
    상기 실리콘 플레이트 이동유닛은, 상기 실리콘 플레이트를 상기 제1 드릴링 유닛 및 상기 제2 드릴링 유닛에 대해 좌우 방향으로 왕복 이동시키는 좌우 이동유닛; 및 상기 실리콘 플레이트를 상기 제1 드릴링 유닛 및 상기 제2 드릴링 유닛에 대해 상하 방향으로 왕복 이동시키는 상하 이동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 드릴링 유닛 및 상기 제2 드릴링 유닛은 각각,
    베이스;
    상기 베이스 상에 마련되는 볼 스크루 유닛;
    상기 볼 스크루 유닛을 구동하는 구동부; 및
    상기 구동부에 의한 상기 볼 스크루 유닛의 구동시에 상기 볼 스크루 유닛의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하면서 단부에 드릴팁이 마련되는 드릴팁부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 좌우 이동유닛은,
    베이스;
    상기 베이스 상에 마련되는 제1 볼 스크루 유닛;
    상기 제1 볼 스크루 유닛을 구동하는 제1 구동부; 및
    상기 제1 구동부에 의한 상기 제1 볼 스크루 유닛의 구동시에 상기 제1 볼 스크루 유닛의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하도록 마련되며 상기 상하 이동유닛을 고정하는 제1 고정 브래킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상하 이동유닛은,
    상기 제1 볼 스크루 유닛에 대해 수직하도록 상기 제1 고정 브래킷에 마련되는 제2 볼 스크루 유닛;
    상기 제2 볼 스크루 유닛을 구동하는 제2 구동부; 및
    상기 제2 구동부에 의한 상기 제2 볼 스크루 유닛의 구동시에 상기 제2 볼 스크루 유닛의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하도록 마련되며 상기 실리콘 플레이트를 고정하는 제2 고정 브래킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 캐소드용 미세 드릴링 장치.

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