KR102396234B1 - Wafer etching shower head manufacturing method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 a)원기둥 형태의 잉곳을 준비하는 단계와, b)상기 잉곳을 해당 길이단위의 모재로 크로핑하는 단계와, c)해당 길이단위로 크로핑된 모재를 해당 두께의 모재원판으로 슬라이싱하는 단계와, d)해당 두께로 슬라이싱된 모재원판의 표면 가공하는 단계와, e)표면이 가공된 모재원판 상에 전극을 해당 위치에 배치한 후, 상기 모재원판과 전극 사이에 전기방전을 일으켜 드릴링하는 방전가공으로 다수의 미세홀을 형성하는 단계, 및 f)다수의 미세홀이 형성된 모재원판을 세척하는 단계를 포함하여, 저저항을 갖도록 해당 두께로 슬라이싱된 모재원판의 표면 가공하고, 표면이 가공된 모재원판 상에 전극을 해당 위치에 배치한 후, 전기방전을 일으켜 드릴링하는 방전가공으로 다수의 미세홀을 형성하는 것으로, 웨이퍼 에칭용 샤워헤드를 제조하는 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of a) preparing a cylindrical ingot, b) cropping the ingot into a base material of a corresponding length unit, and c) slicing the base material cropped in a corresponding length unit into a base material disc of the corresponding thickness. step, d) surface processing of the base material disk sliced to the corresponding thickness, e) after placing the electrode at the corresponding position on the surface-processed base material disk, an electric discharge is generated between the base material disk and the electrode A step of forming a plurality of micro-holes by drilling electric discharge machining, and f) washing the base material disk in which a plurality of micro-holes are formed. A wafer etching showerhead manufacturing method is provided for manufacturing a showerhead for wafer etching by placing an electrode at a corresponding position on the processed base material, and then forming a number of fine holes by electric discharge machining to generate an electric discharge and drilling. do.
Description
본 발명은 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상하게는 방전가공으로 가공원판에 미세홀을 형성 후, 전극 마모가 없는 전원을 다시 인가하거나, 또는 전극 마모가 없는 전원을 다시 인가하면서 전극을 그 중심을 축으로 회전시키거나, 또는 전극 마모가 없는 전원을 다시 인가하면서 전극을 미세홀의 중심을 축으로 내주면을 따라 회동시킴에 따라 미세홀 내주면에 대한 표면 조도가 개선된 웨이퍼 에칭 샤워헤드를 제공하는 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a wafer etching showerhead, and more particularly, after forming micro-holes in a processing disk by electric discharge machining, re-applying power without electrode wear, or applying power without electrode wear again, A wafer etching showerhead with improved surface roughness on the inner circumferential surface of the micro-hole by rotating the center about the axis or rotating the electrode along the inner circumferential surface with the center of the micro-hole as the axis while applying power without electrode wear again It relates to a method for manufacturing a wafer etching showerhead.
일반적으로 반도체 에칭용 샤워헤드는 반도체 제조 챔버에서 실리콘웨이퍼로 플라즈마 상태의 가스를 분사하여 웨이퍼를 식각하는데 사용되는 장비이다. In general, a showerhead for semiconductor etching is equipment used to etch a wafer by spraying a plasma gas from a semiconductor manufacturing chamber to a silicon wafer.
상기 샤워헤드는 다수의 가스분사용 홀을 구비하며, 가스분사용 홀을 통해 플라즈마 상태의 가스를 통과시킨다. 웨이퍼를 정밀하게 식각하기 위해, 샤워헤드의 홀은 정밀하게 생성되어야 한다. The showerhead has a plurality of gas injection holes, and the gas in a plasma state passes through the gas injection holes. In order to precisely etch the wafer, the hole in the showerhead must be precisely created.
이를 위해, 선행문헌 1(대한민국 등록특허 제10-0299975호) 및 선행문헌 2(대한민국 등록특허 10-0935418호)과 같이 복수 개의 팁들이 돌출 형성된 드링링 플레이트에 연마제와 실리콘 재질의 원판을 대향시키고, 드릴링 플레이트 및 원판에 연마제를 공급하는 동시에 드링링 플레이트에 초음파를 인가하여 원판을 천공하였다. To this end, as in Prior Document 1 (Republic of Korea Patent No. 10-0299975) and Prior Document 2 (Republic of Korea Patent No. 10-0935418), a circular plate made of abrasive and silicon material is opposed to a drinking ring plate in which a plurality of tips protrude, and , while supplying an abrasive to the drilling plate and the disc, ultrasonic waves were applied to the drilling plate to perforate the disc.
하지만, 선행문헌 1 및 선행문헌 2는 두꺼운 샤워헤드 가공 시 드릴링 플레이트에 삽입된 핀의 길이가 길어지게 된다. 이는 초음파 생성 시 핀이 진동하게 되어 샤워헤드의 홀이 균일하게 형성되지 않는 문제점을 유발한다.However, in Prior Documents 1 and 2, the length of the pin inserted into the drilling plate becomes longer when processing a thick showerhead. This causes the fins to vibrate when ultrasonic waves are generated, causing a problem in that the holes of the showerhead are not uniformly formed.
특히, 규소(Si)와 탄소(C)가 1:1로 결합되어 있는 탄화규소(Silicon Carbide: Sic))의 경우 강한 공유결합 물질로 다른 세라믹 재료에 비하여 열전도율이 높고, 내마모성, 고온강도 및 내화학성이 우수하기 때문에 기계적 물성 면에서 취약하거나 필수적인 분야에서 이를 보강, 보완 또는 대체할 수 있도록 폭넓게 응용되고 있으며, 특히 모스 경도가 9.2로 다이아몬드 다음으로 높아 내구성이 뛰어나 반도체 부품 분야에서도 널리 사용되고 있다.In particular, in the case of silicon carbide (Sic), in which silicon (Si) and carbon (C) are bonded in a 1:1 ratio, it is a strong covalent material and has high thermal conductivity compared to other ceramic materials, abrasion resistance, high temperature strength and resistance. Because of its excellent chemical properties, it is widely applied to reinforce, supplement, or replace it in fields that are weak or essential in terms of mechanical properties.
그러나 상기 탄화규소를 사용하여 샤워헤드 전극을 제조시 높은 모스 경도로 인하여 인조다이아몬드 드릴을 사용하여 복수 개의 관통 홀을 형성시킬 수 있는데, 다이아몬드와 탄화규소와의 경도차가 크기 않아 관통시 공정 시간이 오래 걸릴 뿐만 아니라, 복수의 관통 홀을 동시 다발적으로 형성시키기 어렵고, 하나의 관통 홀의 크기나 위치가 소정의 규격을 벗어나게 되는 경우 제품 전체를 폐기해야 함으로 생산수율이 현저히 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.However, when manufacturing a showerhead electrode using silicon carbide, a plurality of through holes can be formed using an artificial diamond drill due to high Mohs hardness. In addition, it is difficult to simultaneously form a plurality of through-holes, and when the size or location of one through-hole is out of a predetermined standard, the entire product must be discarded, which may cause a problem in that the production yield is significantly lowered.
또한, 가공 형성된 홀의 표면 조도가 균일하지 않아, 홀의 크기나 위치가 소정의 규격을 벗어나게 되는 경우 제품 전체를 폐기해야 함으로 생산수율이 현저히 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.In addition, since the surface roughness of the processed hole is not uniform, if the size or location of the hole is out of a predetermined standard, the entire product must be discarded, which may cause a problem in that the production yield is significantly lowered.
본 발명은 방전가공으로 가공원판에 미세홀을 형성 후, 전극 마모가 없는 전원을 다시 인가하거나, 또는 전극 마모가 없는 전원을 다시 인가하면서 전극을 그 중심을 축으로 회전시키거나, 또는 전극 마모가 없는 전원을 다시 인가하면서 전극을 미세홀의 중심을 축으로 내주면을 따라 회동시킴에 따라 미세홀 내주면에 대한 표면 조도가 개선된 웨이퍼 에칭 샤워헤드를 제공하는 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법을 제공하는 그 목적으로 한다.In the present invention, after forming micro-holes in the machining disk by electric discharge machining, the power supply without electrode wear is applied again, or the electrode is rotated about the center of the electrode while applying power without electrode wear again, or the electrode wear is reduced. To provide a method for manufacturing a wafer etching showerhead that provides a wafer etching showerhead with improved surface roughness on the inner circumferential surface of the microhole by rotating the electrode along the inner circumferential surface with the center of the microhole as the axis while re-applying no power do.
본 발명에 따른 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법은 a)원기둥 형태의 잉곳을 준비하는 단계와, b)상기 잉곳을 해당 길이단위의 모재로 크로핑하는 단계와, c)해당 길이단위로 크로핑된 모재를 해당 두께의 모재원판으로 슬라이싱하는 단계와, d)해당 두께로 슬라이싱된 모재원판의 표면 가공하는 단계와, e)표면이 가공된 모재원판 상에 방전가공기의 전극을 해당 위치에 배치한 후, 1차 전원을 상기 전극을 인가하여 전기방전을 일으켜 드릴링하는 방전가공으로 다수의 미세홀을 형성하는 단계, 및 f)다수의 미세홀이 형성된 모재원판을 세척하는 단계를 포함한다.A method for manufacturing a wafer etching showerhead according to the present invention includes: a) preparing a cylindrical ingot; b) cropping the ingot to a base material of a corresponding length unit; c) a base material cropped by a corresponding length unit The steps of slicing into a base plate of the corresponding thickness, d) processing the surface of the base plate sliced to the corresponding thickness, and e) After placing the electrode of the electric discharge machine on the base plate with the surface processed at the corresponding position, A step of forming a plurality of micro-holes by electric discharge machining of drilling by applying a primary power source to the electrode to generate an electric discharge, and f) washing the base plate having the plurality of micro-holes formed therein.
이때 본 발명에 따른 상기 d)단계인 해당 두께로 슬라이싱된 모재원판의 표면 가공하는 단계에서는, 서피스 그라인더로 모재원판의 상, 하면을 가공하고, CNC그라인더로 모재원판의 측면을 가공한다.At this time, in the step d) according to the present invention, in the step of surface processing of the base material disk sliced to the corresponding thickness, the upper and lower surfaces of the base material disk are processed with a surface grinder, and the side surface of the base material disk is processed with a CNC grinder.
그리고 본 발명에 따른 상기 1차 전원은 주파수 18~83 KHz이고, 전압폭은 90~100 Vp-p이며, 출력전류 3~57 A인 것이 바람직하다.And it is preferable that the primary power source according to the present invention has a frequency of 18 to 83 KHz, a voltage width of 90 to 100 Vp-p, and an output current of 3 to 57 A.
또한, 본 발명에 따른 상기 e)단계인 표면이 가공된 모재원판 상에 전극을 해당 위치에 배치한 후, 1차 전원을 상기 전극을 인가하여 전기방전을 일으켜 드릴링하는 방전가공으로 다수의 미세홀을 형성하는 단계에서는, 방전가공에 의해 형성된 상기 미세홀의 중심에 전극을 위치한 후, 상기 전극에 2차 전원을 걸어, 그 2차 전원에 의한 방전으로 상기 미세홀 내주면의 표면조도를 개선하는 단계를 포함한다.In addition, in step e) according to the present invention, after arranging the electrode at the corresponding position on the surface-processed base material disk, the primary power is applied to the electrode to generate an electric discharge and drilling a plurality of micro-holes In the step of forming, after locating the electrode in the center of the microhole formed by electric discharge machining, applying a secondary power to the electrode, and improving the surface roughness of the inner peripheral surface of the microhole by discharging by the secondary power. include
여기서 본 발명에 따른 상기 2차 전원은 주파수 1~10 MHz이고, 전압폭 10~100 Vp-p이며, 출력전류 100 mA 이하인 것이 바람직하다.Here, the secondary power source according to the present invention preferably has a frequency of 1 to 10 MHz, a voltage width of 10 to 100 Vp-p, and an output current of 100 mA or less.
더불어 본 발명에 따른 상기 2차 전원에 의한 방전으로 미세홀 내주면의 표면조도를 개선할 시, 상기 전극은 그 중심을 축으로 축회전하면서 상기 미세홀 내주면의 표면조도를 개선할 수 있다.In addition, when improving the surface roughness of the inner circumferential surface of the microhole by the discharge by the secondary power source according to the present invention, the electrode can improve the surface roughness of the inner circumferential surface of the microhole while axially rotating about the center of the electrode.
또한, 본 발명에 따른 상기 2차 전원에 의한 방전으로 미세홀 내주면의 표면조도를 개선할 시, 상기 전극은 상기 미세홀의 중심을 축으로 미세홀의 내주면을 따라 회동하면서, 상기 미세홀 내주면의 표면조도를 개선할 수 있다.In addition, when the surface roughness of the inner circumferential surface of the micro-hole is improved by the discharge by the secondary power source according to the present invention, the electrode rotates along the inner circumferential surface of the micro-hole with the center of the micro-hole as an axis, and the surface roughness of the inner circumferential surface of the micro-hole can be improved
그리고 본 발명에 따른 상기 f)단계인 홀 가공에 의해 다수 개의 미세홀이 형성된 모재원판을 세척하는 단계에서는, 상기 모재원판에 형성된 미세홀들에 연마재를 유압으로 통과시켜, 상기 미세홀의 내주면을 상기 연마재로 연삭하여 후가공하는 단계를 포함한다.And in the step f) according to the present invention, in the step of washing the base plate having a plurality of micro-holes formed by hole processing, the abrasive is passed through the micro-holes formed in the base plate by hydraulic pressure, and the inner circumferential surface of the micro-holes is applied to the and post-processing by grinding with an abrasive.
이때 본 발명에 따른 상기 연마재는, 탄화규소(SiC) 또는 다이아몬드 분말과 바인더를 포함하는 젤 형태인 것이 바람직하다.In this case, the abrasive according to the present invention is preferably in the form of a gel including silicon carbide (SiC) or diamond powder and a binder.
더불어 본 발명에 따른 상기 f)단계인 홀 가공에 의해 다수 개의 미세홀이 형성된 모재원판을 세척하는 단계에서는, 용제가 수용된 수조에 상기 모재원판을 침지하여 방전가공 시 상기 모재원판에 발생된 분발을 융해시켜 제거하는 단계와, 용제가 수용된 수조에 초음파를 가하여 상기 모재원판을 초음파로 세정하는 단계를 더 포함한다.In addition, in the step f) according to the present invention, in the step of washing the base plate having a plurality of micro-holes formed by hole machining, the base plate is immersed in a water tank containing a solvent to remove the powder generated in the base plate during electric discharge machining. The method further includes the steps of removing by melting and cleaning the base plate with ultrasonic waves by applying ultrasonic waves to the water bath containing the solvent.
본 발명에 따른 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법에 의해 나타나는 효과는 다음과 같다.Effects of the wafer etching showerhead manufacturing method according to the present invention are as follows.
방전가공으로 가공원판에 미세홀을 형성 후, 전극 마모가 없는 전원을 다시 인가하거나, 또는 전극 마모가 없는 전원을 다시 인가하면서 전극을 그 중심을 축으로 회전시키거나, 또는 전극 마모가 없는 전원을 다시 인가하면서 전극을 미세홀의 중심을 축으로 내주면을 따라 회동시킴에 따라 미세홀 내주면에 대한 표면 조도가 개선된 웨이퍼 에칭 샤워헤드를 제공하는 효과를 가진다.After forming micro-holes in the machining disk by electric discharge machining, re-apply power without electrode wear, or rotate the center of the electrode around the axis while re-applying power without electrode wear, or turn on power without electrode wear. As the electrode is rotated along the inner circumferential surface with the center of the micro-hole as an axis while re-applied, it has the effect of providing a wafer etching showerhead with improved surface roughness on the inner circumferential surface of the micro-hole.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법을 간략하게 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세홀의 내주면의 표면조도를 개선하는 상태를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 연마재 가압으로 미세홀의 내주면의 표면조도를 향상시키는 상태를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법을 간략하게 보인 예시도이다.1 is a schematic diagram illustrating a method of manufacturing a wafer etching showerhead according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing a state of improving the surface roughness of the inner peripheral surface of the micro-hole according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a state of improving the surface roughness of the inner peripheral surface of the micro-hole by pressing an abrasive according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary view briefly showing a method of manufacturing a wafer etching showerhead according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical spirit of the present invention. It should be understood that there may be variations.
본 발명은 방전가공으로 가공원판에 미세홀을 형성 후, 전극 마모가 없는 전원을 다시 인가하거나, 또는 전극 마모가 없는 전원을 다시 인가하면서 전극을 그 중심을 축으로 회전시키거나, 또는 전극 마모가 없는 전원을 다시 인가하면서 전극을 미세홀의 중심을 축으로 내주면을 따라 회동시킴에 따라 미세홀 내주면에 대한 표면 조도가 개선된 웨이퍼 에칭 샤워헤드를 제공하는 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법에 관한 것으로, 도면을 참조하여 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.In the present invention, after forming micro-holes in the machining disk by electric discharge machining, the power supply without electrode wear is applied again, or the electrode is rotated about the center of the electrode while applying power without electrode wear again, or the electrode wear is reduced. It relates to a method of manufacturing a wafer etching showerhead that provides a wafer etching showerhead with improved surface roughness on the inner circumferential surface of the microhole by rotating the electrode along the inner circumferential surface with the center of the microhole as the axis while re-applying no power. In more detail with reference to the following.
도 1 내지 도 3을 참조한 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법의 a)단계로, 먼저 원기둥 형태의 규소(Si) 또는 알루미늄(Al) 또는 규소(Si) 또는 알루미늄(Al)에 산소, 탄소, 질소 등과 결합한 산화물, 탄화물(탄화규소(Sic)), 질화물로 이루어진 잉곳(ingot: 10)을 준비한다.In step a) of the method for manufacturing a wafer etching showerhead according to an embodiment of the present invention with reference to FIGS. 1 to 3 , first, cylindrical silicon (Si) or aluminum (Al) or silicon (Si) or aluminum (Al) To prepare an ingot (ingot: 10) made of oxide, carbide (silicon carbide (Sic)), nitride combined with oxygen, carbon, nitrogen, and the like.
이때 준비되는 잉곳(10)은 불순물이 포함되지 않은 순수한 규소(Si) 또는 알루미늄(Al) 또는 규소(Si) 또는 알루미늄(Al)에 산소, 탄소, 질소 등과 결합한 산화물, 탄화물(탄화규소(Sic)), 질화물 덩어리로, 상기 잉곳(10)은 원판을 얻기 용이하도록 원기둥 형태를 이루는 것이 바람직하다.At this time, the prepared
그리고 다음은 b)단계로, 상기 잉곳(10)을 해당 길이단위의 모재(11)로 크로핑한다.Then, in step b), the
이때 상기 a)단계에 의해 준비된 상기 잉곳(10)을 정해진 해당 길이단위로 절단하여, 해당 길이단위의 모재(11)로 등분하고, 등분된 모재(11)는 모재원판(20)으로 가공되기 용이하게 원주형을 이루는 것이 바람직하다.At this time, the
그리고 다음은 c)단계로, 크로핑된 모재(11)를 해당 두께의 모재원판(20)으로 슬라이싱 한다.Then, in step c), the cropped
이때 상기 b)단계에 의해 크로핑된 상기 모재(11)는 모재원판(20)이 저저항(3Ω 이하)을 갖도록~Ωcm로 두께로 슬라이싱하는 것이 바람직하다.At this time, the
그리고 다음은 d)단계로, 해당 두께로 슬라이싱된 모재원판(20)의 표면 가공한다.Then, in step d), the surface of the
이때 상기 c)단계에서 저저항(3Ω 이하)을 갖도록~Ωcm로 두께로 슬라이싱된 상기 모재원판(20)의 표면 중 상, 하면은 서피스 그라인더(100)로 표면을 가공하고, 상기 모재원판 중 측면(외주면)은 CNC그라인더(200)로 표면을 가공한다.At this time, to have a low resistance (3Ω or less) in step c) ~ Among the surfaces of the
그리고 다음은 e)단계로, 표면이 가공된 모재원판(20) 상에 전극(300)을 해당 위치에 배치한 후, 상기 모재원판(20)과 전극(300) 사이에 전기방전을 일으켜 드릴링하는 방전가공으로 다수의 미세홀(21)을 형성한다.And the next step is e), after placing the
이때 상기 d)단계에서 표면이 가공된 상기 모재원판(20)에 방전가공으로 다수의 미세홀(21)을 형성하는데, 표면이 가공된 모재원판(20) 상에 방전가공기의 전극(300)을 해당 위치에 배치한 후, 상기 전극(300)에 1차 전원을 인가하여 상기 모재원판(20)과 전극(300) 사이에 전기방전을 일으켜 드릴링한다.At this time, a plurality of micro-holes 21 are formed by electric discharge machining in the
여기서 상기 1차 전원은 주파수 18~83 KHz이고, 전압폭은 90~100 Vp-p이며, 출력전류 3~57 A인 것이 바람직하고, 상기 모재원판(20)에 다수의 미세홀(21)을 형성하기 위해 전극(300)의 이동 및 방전을 연속반복 실시하는 것이 바람직하다.Here, the primary power source has a frequency of 18 to 83 KHz, a voltage width of 90 to 100 Vp-p, and an output current of 3 to 57 A, preferably, a plurality of
그리고 본 발명의 일 실시 예에 따른 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법에서는 방전가공으로 상기 모재원판(20)에 미세홀(21)을 형성할 시, 상기 미세홀(21)의 내주면 표면조도를 개선할 목적으로, 방전가공에 의해 형성된 상기 미세홀(21)의 중심에 상기 전극(300)을 위치한 후, 상기 전극(300)에 전극의 마모가 발생하는 않는 정도의 2차 전원을 걸어, 그 2차 전원에 의한 방전으로 상기 미세홀(21)의 내주면을 정리하여, 상기 미세홀(21) 내주면의 표면조도를 개선한다.And in the wafer etching showerhead manufacturing method according to an embodiment of the present invention, when the micro-holes 21 are formed in the
이때 2차 전원은 주파수 1~10 MHz이고, 전압폭 10~100 Vp-p이며, 출력전류 100 mA 이하인 것이 바람직하나, 이에 한정하지 않고 가공 품질에 따라 주파수와, 전압 및 전류 크기를 선택하여 사용할 수 있으며, 주파수의 경우, 가공 상태에 따라 자동으로 최적의 값을 선택할 수도 있다.At this time, it is preferable that the secondary power source has a frequency of 1 to 10 MHz, a voltage width of 10 to 100 Vp-p, and an output current of 100 mA or less. In the case of frequency, it is also possible to automatically select an optimal value according to the processing condition.
또한, 상기 2차 전원에 의한 방전으로 미세홀(21) 내주면의 표면조도를 개선할 시, 상기 전극(300)은 2차 전원에 의한 방전하면서 그 중심을 축으로 축회전하여 상기 미세홀(21) 내주면의 표면조도를 개선할 수 있다.In addition, when the surface roughness of the inner circumferential surface of the
또한, 상기 2차 전원에 의한 방전으로 미세홀(21) 내주면의 표면조도를 개선할 시, 상기 전극(300)은 2차 전원에 의한 방전하면서 상기 미세홀(21)의 중심을 축으로 미세홀(21)의 내주면을 따라 회동하면서, 상기 미세홀(21) 내주면의 표면조도를 개선할 수도 있다.In addition, when the surface roughness of the inner circumferential surface of the
그리고 다음은 f)단계로, 다수의 미세홀(21)이 형성된 모재원판(20)을 세척한다.Then, in step f), the
이때 상기 e)단계에 의해 미세홀(21)이 형성된 모재원판(20)을 세척하는 단계에서는 후가공 단계를 포함하는데, 후가공은 상기 모재원판(20)에 형성된 미세홀(21)들에 연마재(401)를 통과시켜, 상기 미세홀(21)의 내주면을 상기 연마재(401)로 연삭하여 상기 미세홀(21)들의 내주면 표면조도를 향상시킨다.At this time, the step of washing the
여기서 상기 연마재(401)는 탄화규소(SiC) 또는 다이아몬드 분말과 바인더를 포함하는 젤 형태로, 상기한 연마재(401)가 유압에 의해 작동하는 피스톤의 선형운동에 의해 선택적으로 일측에서 타측으로 또는 타측에서 일측으로 유동하는데, 일례로 상기 연마재(401)가 선형운동하는 배관 사이에 미세홀(21)이 형성된 모재원판(20)을 배치한 후, 피스톤으로 상기 연마재(401)에 압력을 가해 상기 모재원판(20)의 미세홀(21)들에 상기 연마재(401)가 통과하도록 하되, 일측에서 타측으로 또는 타측에서 일측으로 연속반복 상기 연마재(401)를 유동시켜, 상기 미세홀(21)들의 내주면을 연마재(401)의 연속반복 유동으로 연삭하여 상기 미세홀(21)들의 내주면 표면조도를 향상시킨다.Here, the abrasive 401 is in the form of a gel containing silicon carbide (SiC) or diamond powder and a binder, and the abrasive 401 is selectively moved from one side to the other or the other side by a linear motion of a piston operated by hydraulic pressure. In the flow to one side, for example, after disposing the
그리고 후가공을 마친 상기 모재원판(20)을 용제가 수용된 수조(500)에 침지하여 방전가공 시 상기 모재원판(20)에 발생된 분발을 융해시켜 제거한다.And the
또한, 용제가 수용된 수조(500)에 초음파를 가하여 상기 모재원판(200)을 초음파로 세정하는 것으로 웨이퍼 에칭용 샤워헤드를 완성할 수 있다.In addition, the showerhead for wafer etching can be completed by applying ultrasonic waves to the
도 4와 같이 본 발명의 일 실시 예에서는 상기한 후가공을 용제를 이용한 세정 전, 실시하는 것으로 기재하나 이에 한정하지 않고, 상기 후가공은 용제를 이용한 세정 후 실시할 수도 있다.4, in an embodiment of the present invention, the post-processing is described as being performed before washing with a solvent, but the present invention is not limited thereto, and the post-processing may be performed after washing with a solvent.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is merely exemplary, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
10: 잉곳
11: 모재
20: 모재원판
21: 미세홀
100: 서피스 그라인더
200: CNC 그라인더
300: 방전가공기의 전극
401: 연마재
500: 수조10: ingot
11: base material
20: base plate
21: fine hole
100: surface grinder
200: CNC grinder
300: electrode of electric discharge machine
401: abrasive
500: tank
Claims (10)
b)상기 잉곳을 해당 길이단위의 모재로 크로핑하는 단계;
c)해당 길이단위로 크로핑된 모재를 해당 두께의 모재원판으로 슬라이싱하는 단계:
d)해당 두께로 슬라이싱된 모재원판의 표면 가공하는 단계;
e)표면이 가공된 모재원판 상에 방전가공기의 전극을 해당 위치에 배치한 후, 1차 전원을 상기 전극을 인가하여 전기방전을 일으켜 드릴링하는 방전가공으로 다수의 미세홀을 형성하는 단계; 및
f)다수의 미세홀이 형성된 모재원판을 세척하는 단계;를 포함하고,
상기 1차 전원은,
주파수 18~83 KHz이고, 전압폭은 90~100 Vp-p이며, 출력전류 3~57 A인 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법.
a) preparing a cylindrical ingot;
b) cropping the ingot to a base material of a corresponding length unit;
c) slicing the base material cropped by the corresponding length unit into a base material disc of the corresponding thickness:
d) surface processing of the base plate sliced to the corresponding thickness;
e) forming a plurality of micro-holes by electric discharge machining in which the electrode of the electric discharge machine is placed at the corresponding position on the surface-processed base plate, and then an electric discharge is generated by applying a primary power to the electrode; and
f) washing the base plate having a plurality of micro-holes formed therein;
The primary power is
A method of manufacturing a wafer etching showerhead with a frequency of 18 to 83 KHz, a voltage width of 90 to 100 Vp-p, and an output current of 3 to 57 A.
상기 d)단계인 해당 두께로 슬라이싱된 모재원판의 표면 가공하는 단계에서는,
서피스 그라인더로 모재원판의 상, 하면을 가공하고, CNC그라인더로 모재원판의 측면을 가공하는 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법.
The method according to claim 1,
In the step d), in the step of surface processing of the base material plate sliced to the corresponding thickness,
A wafer etching showerhead manufacturing method in which the upper and lower surfaces of the base material are processed with a surface grinder, and the side surfaces of the base material are processed with a CNC grinder.
b)상기 잉곳을 해당 길이단위의 모재로 크로핑하는 단계;
c)해당 길이단위로 크로핑된 모재를 해당 두께의 모재원판으로 슬라이싱하는 단계:
d)해당 두께로 슬라이싱된 모재원판의 표면 가공하는 단계;
e)표면이 가공된 모재원판 상에 방전가공기의 전극을 해당 위치에 배치한 후, 1차 전원을 상기 전극을 인가하여 전기방전을 일으켜 드릴링하는 방전가공으로 다수의 미세홀을 형성하는 단계; 및
f)다수의 미세홀이 형성된 모재원판을 세척하는 단계;를 포함하고,
상기 e)단계인 표면이 가공된 모재원판 상에 전극을 해당 위치에 배치한 후, 1차 전원을 상기 전극을 인가하여 전기방전을 일으켜 드릴링하는 방전가공으로 다수의 미세홀을 형성하는 단계에서는,
방전가공에 의해 형성된 상기 미세홀의 중심에 전극을 위치한 후, 상기 전극에 2차 전원을 걸어, 그 2차 전원에 의한 방전으로 상기 미세홀 내주면의 표면조도를 개선하는 단계를 포함하는 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법.
a) preparing a cylindrical ingot;
b) cropping the ingot to a base material of a corresponding length unit;
c) slicing the base material cropped by the corresponding length unit into a base material disc of the corresponding thickness:
d) surface processing of the base plate sliced to the corresponding thickness;
e) forming a plurality of micro-holes by electric discharge machining in which the electrode of the electric discharge machine is placed at the corresponding position on the surface-processed base plate, and then an electric discharge is generated by applying a primary power to the electrode; and
f) washing the base plate having a plurality of micro-holes formed therein;
In the step e), in the step of forming a plurality of micro-holes by electric discharge machining in which an electrode is placed at the corresponding position on the base plate with the surface processed, and then an electric discharge is generated by applying the primary power to the electrode,
Wafer etching showerhead comprising the step of locating an electrode in the center of the micro-hole formed by electric discharge machining, applying a secondary power to the electrode, and improving the surface roughness of the inner peripheral surface of the micro-hole by discharging by the secondary power manufacturing method.
상기 2차 전원은
주파수 1~10 MHz이고, 전압폭 10~100 Vp-p이며, 출력전류 100 mA 이하인 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법.
5. The method according to claim 4,
The secondary power is
A method for manufacturing a wafer etching showerhead having a frequency of 1 to 10 MHz, a voltage width of 10 to 100 Vp-p, and an output current of 100 mA or less.
상기 2차 전원에 의한 방전으로 미세홀 내주면의 표면조도를 개선할 시,
상기 전극은 그 중심을 축으로 축회전하면서 상기 미세홀 내주면의 표면조도를 개선하는 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법.
5. The method according to claim 4,
When improving the surface roughness of the inner peripheral surface of the microhole by discharging by the secondary power source,
The electrode is a wafer etching showerhead manufacturing method for improving the surface roughness of the inner peripheral surface of the micro-hole while axially rotating about the center.
상기 2차 전원에 의한 방전으로 미세홀 내주면의 표면조도를 개선할 시,
상기 전극은 상기 미세홀의 중심을 축으로 미세홀의 내주면을 따라 회동하면서, 상기 미세홀 내주면의 표면조도를 개선하는 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법.
5. The method according to claim 4,
When improving the surface roughness of the inner peripheral surface of the microhole by discharging by the secondary power source,
The electrode is a wafer etching showerhead manufacturing method for improving the surface roughness of the inner circumferential surface of the micro-hole while rotating along the inner circumferential surface of the micro-hole with the center of the micro-hole as an axis.
상기 f)단계인 홀 가공에 의해 다수 개의 미세홀이 형성된 모재원판을 세척하는 단계에서는,
상기 모재원판에 형성된 미세홀들에 연마재를 유압으로 통과시켜, 상기 미세홀의 내주면을 상기 연마재로 연삭하여 후가공하는 단계를 포함하는 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법.
The method according to claim 1,
In the step f), in the step of washing the base plate having a plurality of micro-holes formed by hole processing,
and passing an abrasive through the micro-holes formed in the base plate by hydraulic pressure, and then grinding the inner peripheral surface of the micro-holes with the abrasive and post-processing the abrasive.
상기 연마재는
탄화규소(SiC) 또는 다이아몬드 분말과 바인더를 포함하는 젤 형태인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법.
9. The method of claim 8,
The abrasive is
A method for manufacturing a wafer etching showerhead, characterized in that it is in the form of a gel containing silicon carbide (SiC) or diamond powder and a binder.
상기 f)단계인 홀 가공에 의해 다수 개의 미세홀이 형성된 모재원판을 세척하는 단계에서는,
용제가 수용된 수조에 상기 모재원판을 침지하여 방전가공 시 상기 모재원판에 발생된 분발을 융해시켜 제거하는 단계와,
용제가 수용된 수조에 초음파를 가하여 상기 모재원판을 초음파로 세정하는 단계를 더 포함하는 웨이퍼 에칭 샤워헤드 제조방법.9. The method of claim 8,
In the step f), in the step of washing the base plate having a plurality of micro-holes formed by hole processing,
The step of immersing the base plate in a water tank containing a solvent to melt and remove the powder generated in the base plate during electric discharge machining;
The method of manufacturing a wafer etching showerhead further comprising the step of applying ultrasonic waves to a water bath containing a solvent to clean the base plate with ultrasonic waves.
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