KR102054236B1 - 냉각 방식의 샤워헤드 - Google Patents

Abstract

냉각 방식의 샤워헤드가 개시된다. 본 발명의 냉각 방식의 샤워헤드는, 화학기상증착시 고온의 공정챔버 내부에서 공정진행에 따라 일정 온도 이상으로 가열되는 경우, 냉매의 내부 순환구조에 의해 냉각되는 냉각 방식의 샤워헤드에 있어서, 표면에 원형의 요홈부가 함몰 형성되고 상기 요홈부의 바닥면에 냉매의 순환을 위한 순환유로가 형성되는 샤워헤드 본체; 상기 샤워헤드 본체의 요홈부에 상기 순환유로를 밀봉하도록 결합되는 유로커버;를 포함하며, 상기 유로커버는 상기 순환유로를 밀봉하기 위해 상기 요홈부에 나사 방식에 의해 선조립되어 고정된 후, 요홈부와의 경계부에 형성되는 1차 용접 부위 및 2차 용접 부위에 후용접되어 상기 샤워헤드 본체와 일체화되도록 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 샤워헤드 본체와 유로커버는 나사 방식에 의해 선조립되어 고정된 후, 요홈부와의 경계부에 형성되는 1차 용접 부위 및 2차 용접 부위에 후용접되어 일체화됨으로써 유로커버의 용접과정에서 들뜸 현상의 해소를 통해 작업효율을 높여 생산성 향상에 기여할 수 있고, 샤워헤드 본체와 유로커버의 경계부에 대한 용접의 견고성을 통해 냉매의 유출에 의한 제품불량을 방지할 수 있다.

Description

냉각 방식의 샤워헤드{SHOWERHEAD HAVING COOLING SYSTEM}

본 발명은 냉각 방식의 샤워헤드에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 샤워헤드 본체의 요홈부에 형성되는 냉매의 순환유로를 밀봉하기 위해 유로커버를 용접시 유로커버의 들뜸 현상을 방지할 수 있는 냉각 방식의 샤워헤드에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 장치는 실리콘 기판 상에 많은 층들(layers)을 가지고 있으며, 이와 같은 층들은 증착공정을 통하여 기판 상에 증착된다. 화학기상증착(CVD, chemical vapor deposition)은 기체 상태의 화합물(또는 반응가스)을 분해한 후, 화학적 반응에 의해 반도체 기판 위에 박막이나 에피층을 형성하는 것을 말한다.

지지대는 공정챔버의 내부에 설치되며, 기판은 지지대의 상부에 놓여진다. 증착공정은 공정챔버 내에서 이루어지며, 증착공정이 이루어지기 이전에 공정챔버의 내부는 고온(예를 들어, 650℃ 이상)으로 가열된다. 샤워헤드는 기판의 상부에 설치되며, 기체 상태의 화합물(또는 반응가스)은 샤워헤드를 통해 기판 상으로 공급된다. 기체 상태의 화합물은 기판 표면에 흡착된 후 기판 표면에서 화학 반응을 시작하며, 이를 통해 박막을 이룬다.

한편, 샤워헤드는 공정챔버의 내부에 설치되므로, 공정진행 동안 높은 온도 하에 놓인다. 이로 인해, 샤워헤드가 가열되어 열변형될 가능성이 있으며, 샤워헤드의 열변형은 반응가스의 균일한 공급에 영향을 미친다. 반응가스가 기판 상에 균일하게 공급되지 않을 경우, 박막은 기판의 표면을 따라 불균일한 두께(non-uniform thickness)를 가질 수 있다.

또한, 샤워헤드의 온도가 일정 온도 이상으로 가열될 경우, 반응가스가 샤워헤드 내에서 증착되거나 파티클을 형성할 수 있다.

도 1은 종래기술에 따른 냉각 방식의 샤워헤드를 보인 평면도이고, 도 2는 종래기술에 따른 냉각 방식의 샤워헤드를 보인 단면도이며, 도 3a와 도 3b는 종래기술에 따른 냉각 방식의 샤워헤드를 구성하는 샤워헤드 본체와 유로커버의 용접과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 냉각 방식의 샤워헤드는, 표면에 요홈부(12)가 형성되고 이 요홈부(12)에 냉매의 순환을 위한 순환유로(14)가 형성되는 샤워헤드 본체(10)와, 그리고 샤워헤드 본체(10)의 요홈부(12)에 순환유로(14)를 밀봉하도록 결합되는 유로커버(20)를 포함하여 구성된다.

샤워헤드 본체(10)는 요홈부(12)의 바닥면에 냉매의 순환을 위한 순환유로(14)가 형성되고, 이 순환유로(14)는 샤워헤드 본체(10)의 표면에 형성되는 유입유로(16) 및 유출유로(18)와 각각 연결된다.

유로커버(20)는 순환유로(14)를 밀봉하도록 샤워헤드 본체(10)의 요홈부(12) 내로 삽입 결합된다.

이러한 구성에 따라, 냉매는 유입유로(16)를 통해 샤워헤드 본체(10) 내로 유입되어 유로커버(20)에 의해 외부로 누출되는 것이 방지되면서 순환유로(14)를 따라 순환된 후, 유출유로(18)를 통해 유출됨으로써, 공정챔버의 내부에서 공정진행에 따라 일정 온도 이상으로 가열되는 샤워헤드를 냉각시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 3a에 도시된 바와 같이, 유로커버(20)는 순환유로(14)를 밀봉하도록 요홈부(12) 내로 삽입된 후 ‘1차 용접’ 및 ‘2차 용접’부위에 순차적으로 용접되어 샤워헤드 본체(10)와 일체화되도록 결합된다.

그러나, 종래기술에 따른 냉각 방식의 샤워헤드는, 샤워헤드 본체(10)와 유로커버(20)의 경계부를 용접시 ‘1차 용접’부위에서 발생하는 응력에 의해 ‘2차 용접’부위가 도 3b와 같이 들뜨는 현상이 발생되었고, 이를 해소하기 위해 ‘2차 용접’부위를 망치 등의 도구로 타격하여 요홈부(12) 내로 재삽입시킨 후 용접해야 하는 구조적인 문제점이 있었다.

즉, 유로커버(20)는 ‘1차 용접’후 들뜸 현상이 발생된 ‘2차 용접’부위를 망치 등의 도구에 의해 요홈부(12) 내로 완전히 삽입시킨 후 ‘2차 용접’부위를 용접하여 샤워헤드 본체(10)와 일체화시킬 수 있으나, 유로커버(20)의 ‘1차 용접’ 및 ‘2차 용접’부위에 대한 용접과정이 번거로워 작업효율이 떨어질 뿐만 아니라, 망치 등의 타격시 이미 용접된 샤워헤드 본체(10)와 유로커버(20)의‘1차 용접’부위에서 균열이 발생됨에 따라 냉매가 쉽게 유출되는 제품불량이 발생될 수 있는 것이다.

대한민국 등록특허공보 제10-1327458호

본 발명의 기술적 과제는, 샤워헤드 본체의 요홈부에 형성되는 냉매의 순환유로를 밀봉하기 위해 유로커버를 용접시 유로커버를 요홈부에 고정시킨 후 ‘1차 용접’ 및 ‘2차 용접’부위를 용접함으로써, 유로커버의 용접과정에서 들뜸 현상의 해소를 통해 작업효율을 높여 생산성 향상에 기여할 수 있고, 샤워헤드 본체와 유로커버의 경계부에 대한 용접의 견고성을 통해 냉매의 유출에 의한 제품불량을 방지할 수 있는 냉각 방식의 샤워헤드를 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제는, 화학기상증착시 고온의 공정챔버 내부에서 공정진행에 따라 일정 온도 이상으로 가열되는 경우, 냉매의 내부 순환구조에 의해 냉각되는 냉각 방식의 샤워헤드에 있어서, 표면에 원형의 요홈부가 함몰 형성되고 상기 요홈부의 바닥면에 냉매의 순환을 위한 순환유로가 형성되는 샤워헤드 본체; 상기 샤워헤드 본체의 요홈부에 상기 순환유로를 밀봉하도록 결합되는 유로커버;를 포함하며, 상기 유로커버는 상기 순환유로를 밀봉하기 위해 상기 요홈부에 나사 방식에 의해 선조립되어 고정된 후, 요홈부와의 경계부에 형성되는 1차 용접 부위 및 2차 용접 부위에 후용접되어 상기 샤워헤드 본체와 일체화되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 냉각 방식의 샤워헤드에 의해 달성된다.

상기 요홈부는 내주면에 내측나사부가 형성되고, 상기 유로커버는 둘레의 외주면에 상기 내측나사부와 대응되는 외측나사부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 내측나사부는, 암나사 또는 숫나사로 형성되고, 상기 외측나사부는, 상기 내측나사부와 대응되는 암나사 또는 숫나사로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 1차 용접 부위는, 상기 샤워헤드를 평면에서 바라볼 때, 중심선(C)의 좌측 영역이고, 상기 2차 용접 부위는, 상기 중심선(C)의 우측 영역인 것을 특징으로 한다.

상기 유로커버는, 상기 순환유로를 밀봉하도록 상기 요홈부의 바닥면에 밀착되는 것을 특징으로 한다.

상기 샤워헤드 본체는, 상기 요홈부와 인접되는 표면에 상기 순환유로와 연결되는 냉매의 유입유로와 유출유로가 각각 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 순환유로는, 상기 냉매에 의한 상기 샤워헤드의 일정한 냉각이 이루어질 수 있도록 상기 요홈부의 바닥면에 원형의 복선 구조로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 샤워헤드 본체와 유로커버는 나사 방식에 의해 선조립되어 고정된 후, 요홈부와의 경계부에 형성되는 1차 용접 부위 및 2차 용접 부위에 후용접되어 일체화됨으로써 유로커버의 용접과정에서 들뜸 현상의 해소를 통해 작업효율을 높여 생산성 향상에 기여할 수 있고, 샤워헤드 본체와 유로커버의 경계부에 대한 용접의 견고성을 통해 냉매의 유출에 의한 제품불량을 방지할 수 있는 유용한 효과를 갖는다.

도 1은 종래기술에 따른 냉각 방식의 샤워헤드를 보인 평면도이다.
도 2는 종래기술에 따른 냉각 방식의 샤워헤드를 보인 단면도이다.
도 3a와 도 3b는 종래기술에 따른 냉각 방식의 샤워헤드를 구성하는 샤워헤드 본체와 유로커버의 용접과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 냉각 방식의 샤워헤드의 결합상태를 보인 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 냉각 방식의 샤워헤드의 결합상태를 보인 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 냉각 방식의 샤워헤드의 내부를 보인 단면도이다.
도 7과 도 8은 본 발명에 따른 냉각 방식의 샤워헤드를 구성하는 샤워헤드 본체와 유로커버의 일체화과정을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.

본 발명에 따른 냉각 방식의 샤워헤드는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 샤워헤드 본체(100)와, 그리고 유로커버(200)를 포함한다.

본 발명에서 제시되는 냉각 방식의 샤워헤드는, 샤워헤드 본체(100)의 요홈부(110)에 형성되는 냉매의 순환유로(120)를 밀봉하기 위해, 요홈부(110)에 유로커버(200)를 용접에 의해 일체화되게 결합시 용접과정에서 발생하는 강한 응력에 의한 유로커버(200)의 들뜸 현상을 방지할 수 있는 구조로 된 것이다.

샤워헤드 본체(100)는 본 발명에 따른 샤워헤드의 메인프레임을 형성하도록 마련된다. 즉, 샤워헤드 본체(100)는 일정두께를 갖는 원판으로 형성되되, 표면에 원형의 요홈부(110)가 함몰 형성되고, 요홈부(110)에 냉매의 순환을 위한 순환유로(120)가 형성되는 구조를 갖는다.

여기서 순환유로(120)는 냉매의 순환에 의한 샤워헤드의 충분한 냉각이 이루어질 수 있도록 요홈부(110)의 바닥면에 원형의 복선 구조로 형성될 수 있다. 즉, 순환유로(120)는 요홈부(110)의 바닥면에 형성되는 복선 구조에 의해 냉매를 샤워헤드 본체(100)의 내부에서 서서히 순환시키게 됨으로써, 샤워헤드의 냉각이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.

그리고 샤워헤드 본체(100)는 요홈부(110)의 내부면에 내측나사부(112)가 형성된다. 이는, 요홈부(110)에 냉매의 순환유로(120)를 밀봉하도록 결합되는 유로커버(200)를 나사 방식에 의해 조립하기 위함이다. 이때, 내측나사부(112)는 암나사 또는 숫나사로 형성될 수 있다.

또한, 샤워헤드 본체(100)는 요홈부(110)와 인접되는 표면에 순환유로(120)와 연결되는 냉매의 유입유로(130)와 유출유로(140)가 각각 형성된다. 이에 따라 냉매는 유입유로(130)를 통해 샤워헤드 본체(100)의 내부로 유입된 후 순환유로(120)를 따라 순환되어 유출유로로 유출될 수 있게 된다.

유로커버(200)는 샤워헤드 본체(100)의 요홈부(110)에 형성되는 순환유로(120)를 밀봉하도록 마련된다. 즉, 유로커버(200)는 순환유로(120)를 밀봉하기 위해 요홈부(110)에 나사 방식에 의해 조립되어 고정된다. 이를 위해서, 유로커버(200)는 둘레의 외주면에 내측나사부(112)와 대응되는 외측나사부(210)가 형성되며, 이에 따라 요홈부(110)에 나사 조립되어 고정될 수 있게 된다. 이때, 외측나사부(210)는 내측나사부(112)와 대응되는 암나사 또는 숫나사로 형성될 수 있다.

이러한 유로커버(200)는 순환유로(120)를 밀봉하도록 요홈부(110)의 바닥면에 밀착되며, 이에 따라 냉매는 유입유로(130)를 통해 샤워헤드 본체(100)의 내부로 유입되어 유로커버(200)에 의해 유출이 방지되면서 순환유로(120)를 따라 순환된 후, 유출유로(140)로 유출될 수 있게 되는 것이다.

그리고 유로커버(200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 순환유로(120)를 밀봉하도록 요홈부(110)에 나사 방식에 의해 조립되어 고정된 후, 요홈부(110)와의 경계부에 형성되는 1차 용접 부위 및 2차 용접 부위에 용접되어 샤워헤드 본체(100)와 일체화되게 된다. 즉, 유로커버(200)는 1차 용접 부위 및 2차 용접 부위에 순차적으로 용접되어 샤워헤드 본체(100)와 일체화될 수 있게 되는 구조로 된 것이다.

여기서 1차 용접 부위는 샤워헤드를 평면에서 바라볼 때, 중심선(C)의 좌측 영역이고, 2차 용접 부위는 중심선(C)의 우측 영역을 말한다.

이하, 도 7과 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 냉각 방식의 샤워헤드의 일체화과정을 설명한다.

먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각 방식의 샤워헤드를 구성하는 샤워헤드 본체(100)와 유로커버(200)는 나사 방식에 의해 선조립되어 고정되게 된다.

즉, 샤워헤드 본체(100)는 요홈부(110)의 내주면에 내측나사부(112)가 형성되고, 유로커버(200)는 둘레의 외주면에 내측나사부(112)와 대응되는 외측나사부(210)가 형성되며, 이에 따라 유로커버(200)는 순환유로(120)를 밀봉하도록 요홈부(110)에 나사 조립되어 고정될 수 있게 되는 것이다.

이후, 도 8에 도시된 바와 같이, 유로커버(200)는 순환유로(120)를 밀봉하기 위해 요홈부(110)에 나사 방식에 의해 선조립되어 고정된 후, 요홈부(110)와의 경계부에 형성되는 1차 용접 부위 및 2차 용접 부위에 후용접되어 샤워헤드 본체(100)와 일체화되게 된다.

즉, 유로커버(200)는 샤워헤드의 중심선(C)의 좌측 영역에 형성되는 1차 용접 부위에 먼저 용접된 후, 샤워헤드의 중심선(C)의 우측 영역에 형성되는 2차 용접 부위에 용접됨으로써 샤워헤드 본체(100)와 일체화되도록 결합될 수 있게 되는 것이다.(도 6 참조)

따라서, 유로커버(200)는 샤워헤드 본체(100)의 요홈부(110)에 형성되는 냉매의 순환유로(120)를 밀봉하기 위해 용접시 요홈부(110)에 나사 방식에 의해 선조립되어 고정된 후, 요홈부(110)와의 경계부에 형성되는 1차 용접 부위 및 2차 용접 부위에 후용접되어 샤워헤드 본체(100)와 일체화되도록 결합됨으로써 용접과정에서 발생되는 강한 응력에 의한 2차 용접부위의 들뜸 현상이 방지될 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉각 방식의 샤워헤드는, 샤워헤드 본체(100)와 유로커버(200)를 용접에 의해 일체화되게 결합시 유로커버(200)의 1차 용접 부위에서 발생하는 응력에 의해 2차 용접 부위의 들뜸 현상이 발생되는 종래기술과 달리, 샤워헤드 본체(100)와 유로커버(200)는 나사 방식에 의해 선조립되어 고정된 후, 요홈부(110)와의 경계부에 형성되는 1차 용접 부위 및 2차 용접 부위에 후용접되어 일체화되도록 결합됨으로써 유로커버(200)의 용접과정에서 들뜸 현상의 해소를 통해 작업효율을 높여 생산성 향상에 기여할 수 있고, 샤워헤드 본체(100)와 유로커버(200)의 경계부에 대한 용접의 견고성을 통해 냉매의 유출에 의한 제품불량을 방지할 수 있다.

앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되면, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100: 샤워헤드 본체
110: 요홈부
112: 내측나사부
120: 순환유로
130: 유입유로
140: 유출유로
200: 유로커버
210: 외측나사부
C: 중심선

Claims (7)

1. 화학기상증착시 고온의 공정챔버 내부에서 공정진행에 따라 일정 온도 이상으로 가열되는 경우, 냉매의 내부 순환구조에 의해 냉각되는 냉각 방식의 샤워헤드에 있어서,
   표면에 원형의 요홈부가 함몰 형성되고 상기 요홈부의 바닥면에 냉매의 순환을 위한 순환유로가 형성되는 샤워헤드 본체;
   상기 샤워헤드 본체의 요홈부에 상기 순환유로를 밀봉하도록 결합되는 유로커버;를 포함하며,
   상기 유로커버는 용접과정에서 발생되는 강한 응력에 의한 2차 용접부위의 들뜸 현상이 방지될 수 있도록, 요홈부에 나사 방식에 의해 선조립되어 고정된 후, 요홈부와의 경계부에 형성되는 1차 용접 부위 및 2차 용접 부위에 후용접되어 샤워헤드 본체와 일체화되게 결합되고,
   상기 요홈부는 내주면에 내측나사부가 형성되며,
   상기 유로커버는 둘레의 외주면에 상기 내측나사부와 대응되는 외측나사부가 형성되고,
   상기 내측나사부는 암나사 또는 숫나사로 형성되며,
   상기 외측나사부는 상기 내측나사부와 대응되는 암나사 또는 숫나사로 형성되고,
   상기 1차 용접 부위는 상기 샤워헤드를 평면에서 바라볼 때, 중심선(C)의 좌측 영역이며 상기 2차 용접 부위는 상기 중심선(C)의 우측 영역이며,
   상기 유로커버는 상기 순환유로를 밀봉하도록 상기 요홈부의 바닥면에 밀착되고,
   상기 샤워헤드 본체는 상기 요홈부와 인접되는 표면에 상기 순환유로와 연결되는 냉매의 유입유로와 유출유로가 각각 형성되며,
   상기 순환유로는 상기 냉매에 의한 상기 샤워헤드의 일정한 냉각이 이루어질 수 있도록 상기 요홈부의 바닥면에 원형의 복선 구조로 형성되는 것을 것을 특징으로 하는 냉각 방식의 샤워헤드.
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