KR20200040433A - The Method of Making Micro Hole Using Laser and Drill - Google Patents

The Method of Making Micro Hole Using Laser and Drill Download PDF

Info

Publication number
KR20200040433A
KR20200040433A KR1020180120331A KR20180120331A KR20200040433A KR 20200040433 A KR20200040433 A KR 20200040433A KR 1020180120331 A KR1020180120331 A KR 1020180120331A KR 20180120331 A KR20180120331 A KR 20180120331A KR 20200040433 A KR20200040433 A KR 20200040433A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
fine hole
hole
fine
drill
Prior art date
Application number
KR1020180120331A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102122778B1 (en
Inventor
이원규
Original Assignee
(주)성현 테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)성현 테크놀로지 filed Critical (주)성현 테크놀로지
Priority to KR1020180120331A priority Critical patent/KR102122778B1/en
Publication of KR20200040433A publication Critical patent/KR20200040433A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102122778B1 publication Critical patent/KR102122778B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/146—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing a liquid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting
    • B23K26/382—Removing material by boring or cutting by boring
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76802—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
    • H01L21/76807—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics for dual damascene structures
    • H01L21/76813—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics for dual damascene structures involving a partial via etch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting

Abstract

The present invention relates to a method for processing micro holes in silicon carbide by using a laser and a drill. The method can process micro holes in silicon carbide by comprising: a step of grasping a position of a gas distribution plate made of silicon carbide through a first inspection unit; a step of forming micro holes in the gas distribution plate by using a laser of a laser unit; a step of grasping positions of the micro holes through a second inspection unit; and a step of perforating the micro holes by using a drill of a drill unit at the positions of the micro holes grasped by the second inspection unit. According to the present invention, the yield of the gas distribution plate can be improved.

Description

레이저 및 드릴을 이용한 미세 홀 가공방법{The Method of Making Micro Hole Using Laser and Drill}The method of making micro hole using laser and drill

이 발명은 레이저 및 드릴을 이용한 재료 가공 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 일정 강도 이상을 갖고 있어 가공이 어려운 기판에 미세한 홀을 생성하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a material processing method using a laser and a drill. More specifically, it relates to a method of generating fine holes in a substrate that has a certain strength or more and is difficult to process.

반도체 산업에서 가장 중요한 실리콘(Si)은 반도체 산업의 여러 분야에서 이용되고 있다. 실리콘은 지구에 매우 풍부하게 분포되어 있어 값이 싸며, 높은 온도에서 동작이 가능하고, 쉽게 산화 가능하며 비저항의 범위가 넓은 여러 특징이 있어서 반도체의 생산에 매우 적합한 재료로 사용되고 있다.The most important silicon (Si) in the semiconductor industry is used in various fields of the semiconductor industry. Silicon is very abundantly distributed on the earth, so it is inexpensive, can operate at high temperatures, can be easily oxidized, and has a wide range of specific resistances.

실리콘은 반도체의 재료로 사용될 수 있지만, 반도체에 해당하는 웨이퍼(Wafer)의 생산에 이용되는 부품으로 사용될 수도 있는데, 대표적으로 웨이퍼의 식각(蝕刻 또는 Etching)을 위해 분배되는 가스(Gas)를 분배하는 가스 분배판(Gas Feedthrough)의 재료로 사용될 수 있다.Silicon may be used as a material for semiconductors, but may also be used as a component used in the production of wafers corresponding to semiconductors, which typically distributes the gas (Gas) distributed for etching the wafer. It can be used as a material for gas distribution (Gas Feedthrough).

종래에 사용되는 실리콘으로 형성된 가스 분배판은 웨이퍼의 식각을 위해 분배되는 가스에 의해 마모되어 성능의 하락을 방지하기 위해 주기적으로 가스 분배판을 교체해주어야 하는데, 해당 가스 분배판의 교체에 소요되는 시간 동안 반도체를 생산하지 못하여 웨이퍼의 시간당 생산량을 저하시키고 있다.The gas distribution plate formed of silicon used in the related art is worn by the gas distributed for etching the wafer, and the gas distribution plate needs to be periodically replaced to prevent deterioration of performance. The time required to replace the gas distribution plate During this time, semiconductors cannot be produced, which reduces the production rate per hour of the wafer.

종래의 기술보다 시간당 생산량을 상승시키기 위해서는, 가스 분배판의 교체에 소용되는 시간을 줄이거나, 교체 주기를 길게 하는 방법이 있다. 이 중에서 가스 분배판의 교체 주기를 길게 하는 방법으로 가스 분배판이 가스에 의해 덜 마모될 수 있는 재료를 이용하는 방법이 있다.In order to increase the production per hour than the prior art, there is a method of reducing the time required for replacement of the gas distribution plate or lengthening the replacement cycle. Among them, there is a method of lengthening the replacement cycle of the gas distribution plate using a material in which the gas distribution plate may be less worn by gas.

가스에 의해 덜 마모될 수 있는 가스 분배판의 재료로는 실리콘과 유사하게 지구에 풍부한 양을 가진 실리콘카바이드(SiC)가 있다.A material for gas distribution plates that can be less worn by gas is silicon carbide (SiC), which has a rich amount on the earth, similar to silicon.

실리콘카바이드는 다이아몬드에 필적하는 모스경도(실리콘카바이드 9.3, 다이아몬드 10)를 갖고 있어 기계적 안정성이 있으며, 상압에서 액체상태가 없이 섭씨 2000도에서 승화하여 열적 안정성이 있으며, 대부분의 산과 알칼리에 비활성이므로 화학적 안정성이 있다.Silicon carbide has a Mohs hardness (silicon carbide 9.3, diamond 10) comparable to diamond, so it has mechanical stability.It is thermally stable by subliming at 2000 degrees Celsius without liquid at normal pressure, and is chemically inert to most acids and alkalis. There is stability.

위와 같은 실리콘카바이드의 장점으로 가스 분배판의 재료로 안성맞춤이지만, 가스 분배판에서 가스유동을 위한 마이크로 미터(μm) 단위의 직경을 가진 미세 홀(Hole)을 가공하기에는 어려움이 존재하였다.The advantages of the silicon carbide as described above make it a perfect material for gas distribution plates, but there are difficulties in processing micro holes (micro holes) having a diameter of micrometers (μm) for gas flow in the gas distribution plates.

실리콘카바이드가 다이아몬드에 필적하는 모스경도를 가짐에 따라, 종래에는 미세 홀을 가공하면서 사용되는 드릴의 마모가 굉장히 심하여 미세 홀 가공에 어려움이 있었으며 또한, 레이저를 이용하여서는 두께가 얇은 홀은 가공이 가능하였으나, 가스 분배를 위한 미세 홀의 가공에 어려움이 있었다.As the silicon carbide has a Mohs hardness comparable to that of diamonds, conventionally, the wear of the drill used during machining of the fine hole was very severe, making it difficult to process the fine hole. Also, a thin hole can be processed using a laser. However, there was a difficulty in processing fine holes for gas distribution.

기존에 레이저를 이용하여 실리콘카바이드를 가공하는 경우, 실리콘카바이드의 두께가 1mm~2mm 정도인 것으로 제한되어 있었다. 즉, 두께가 3mm 이상의 실리콘카바이드에 직경 100μm 이하의 미세 홀을 레이저로 가공하는 것은 종래의 기술로서는 기술적 어려움이 있었다.In the case of processing silicon carbide using a laser, the thickness of the silicon carbide was limited to about 1 mm to 2 mm. That is, it has been a technical difficulty with a conventional technology to process a microcarbide having a thickness of 3 mm or more and a diameter of 100 μm or less in a laser with a laser.

일본 공개번호 제2014-013812호Japanese Publication No. 2014-013812

종래기술에 따른 실리콘카바이드의 가공의 경우, 레이저를 이용하여 미세 홀을 가공하는 경우, 가공된 미세 홀의 오차가 크고, 테이퍼(Taper) 형태로 가공되었으며, 실리콘카바이드의 두께가 5mm 정도로 두꺼운 경우, 미세 홀을 생성할 수 없었다.In the case of processing silicon carbide according to the prior art, when processing a fine hole using a laser, the error of the processed fine hole is large, and it is processed in a taper shape, and when the thickness of the silicon carbide is about 5 mm thick, fine A hole could not be created.

또한, 드릴을 이용하여 실리콘카바이드에 미세 홀을 가공하는 경우, 드릴의 팁의 직경이 매우 적은 관계로 가공 중에 파손되고, 실리콘카바이드의 경도로 인하여 팁의 마모가 극심하여 미세 홀 생성이 어려웠다.In addition, when machining a fine hole in a silicon carbide by using a drill, the diameter of the tip of the drill is very small, so it is damaged during processing, and due to the hardness of the silicon carbide, the wear of the tip is extremely severe, making it difficult to create a fine hole.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 레이저와 드릴을 이용한 기계가공을 이용하여 실리콘카바이드에 미세 홀 가공하는 가공방법을 제공하고자 한다.In order to solve the problems of the prior art as described above, the present invention is to provide a machining method for micro-hole processing on a silicon carbide using laser and drill machining.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 레이저 및 드릴을 이용하여 실리콘카바이드에 미세 홀을 가공하는 방법은 제1검사부를 통해 실리콘카바이드로 구성된 가스 분배판의 위치를 파악하는 단계; 상기 가스 분배판에 레이저를 이용하여 미세 홀을 형성하는 단계; 제2검사부를 통해 상기 미세 홀의 위치를 파악하는 단계; 상기 제2검사부에 의해 파악된 상기 미세 홀의 위치에 드릴부의 드릴을 이용하여 상기 미세 홀을 천공하는 단계;를 포함한다.A method of processing a micro hole in a silicon carbide using the laser and the drill of the present invention for achieving this object includes: determining a position of a gas distribution plate made of silicon carbide through a first inspection unit; Forming a micro hole in the gas distribution plate using a laser; Grasping the position of the fine hole through the second inspection unit; And puncturing the micro-hole using a drill of a drill portion at the location of the micro-hole identified by the second inspection unit.

또한, 상기 미세 홀을 형성하는 단계에서, 상기 레이저는 물 분사 레이저를 이용하여 미세 홀을 형성할 수 있다.In addition, in the step of forming the fine hole, the laser may form a fine hole using a water jet laser.

또한, 상기 미세 홀을 형성하는 단계에서, 상기 레이저는 나선형으로 회전하면서 미세 홀을 형성할 수 있다.In addition, in the step of forming the fine holes, the laser may form fine holes while rotating in a spiral.

또한, 상기 미세 홀을 형성하는 단계에서, 상기 레이저의 폭은 형성하려는 미세 홀 목표 직경의 70% 이하이며, 파장은 1.06μm일 수 있다.In addition, in the step of forming the fine hole, the width of the laser is 70% or less of the target diameter of the fine hole to be formed, and the wavelength may be 1.06 μm.

또한, 상기 미세 홀을 천공하는 단계에서, 상기 드릴의 직경은 형성하려는 미세 홀 목표 직경의 95%이하이며, 회전수는 1500rpm 이상일 수 있다.In addition, in the step of drilling the fine hole, the diameter of the drill is less than 95% of the target diameter of the fine hole to be formed, the number of revolutions may be 1500rpm or more.

상기 미세 홀의 위치를 파악하는 단계에서, 상기 제2검사부는 미세 홀의 불합격 미세 홀을 판별하는 단계를 포함할 수 있다.In the step of determining the location of the fine hole, the second inspection unit may include determining a failed fine hole of the fine hole.

상기 미세 홀을 천공하는 단계에서, 상기 불합격 미세 홀만을 천공할 수 있다.In the step of drilling the micro-hole, only the failed micro-hole may be drilled.

실리콘카바이드로 구성된 가스 분배판을 레이저를 이용하여 미세 홀을 형성하고 드릴을 이용하여 형성된 미세 홀을 천공함에 따라, 실리콘카바이드의 가공에 소요되는 시간 및 비용을 줄일 수 있으며, 가스 분배판의 수율을 향상시킬 수 있다.As a gas distribution plate made of silicon carbide is formed by using a laser to form a fine hole and drilling a fine hole formed by using a drill, time and cost for processing silicon carbide can be reduced, and the yield of the gas distribution plate can be reduced. Can be improved.

물 분사 레이저를 이용함에 따라, 미세 홀의 불량률을 감소시킬 수 있고, 가공에 소요되는 시간을 줄일 수 있다.By using a water jet laser, the defect rate of the fine holes can be reduced, and the time required for processing can be reduced.

레이저가 나선형으로 회전하면서 미세 홀을 형성함에 따라, 미세 홀의 불량률을 감소시킬 수 있고, 형성되는 미세 홀의 직경의 편차가 줄어들 수 있다.As the laser rotates in a spiral shape to form a micro hole, the defect rate of the micro hole may be reduced, and a variation in the diameter of the formed micro hole may be reduced.

레이저 및 드릴의 작동 조건을 변경함에 따라, 가공되는 가스 분배판의 수율을 조절할 수 있다.By changing the operating conditions of the laser and drill, the yield of the gas distribution plate to be processed can be adjusted.

제2검사부를 통해 불합격 미세 홀을 판별함에 따라, 특정 조건에서의 레이저 작동에 따라 가공되는 가스 분배판의 수율을 확인할 수 있다.By determining the failing micro-holes through the second inspection unit, it is possible to confirm the yield of the gas distribution plate processed according to the laser operation under specific conditions.

불합격 미세 홀만을 천공함에 따라, 가스 분배판의 가공에 소요되는 시간을 감소시킬 수 있다.By drilling only the failing fine holes, it is possible to reduce the time required for the processing of the gas distribution plate.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용하여 미세 홀을 형성하는 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가공된 가스 분배판을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 가공된 가스 분배판의 단면도 및 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴을 이용하여 미세 홀을 천공하는 장치의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 홀 가공방법의 흐름도이다.1 is a schematic diagram of an apparatus for forming micro holes using a laser according to an embodiment of the present invention.
2 shows a gas distribution plate processed according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view and a plan view of a gas distribution plate processed according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic view of an apparatus for drilling a micro hole using a drill according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a micro hole processing method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예들은 이 발명의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 이 발명에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.The embodiments of the present invention are exemplified for the purpose of explaining the technical spirit of the present invention. The scope of rights according to the present invention is not limited to the embodiments presented below or to specific descriptions of these embodiments.

또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 이 발명의 실시예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.In addition, matters expressed in the accompanying drawings may be different from those actually implemented as schematic drawings to easily describe embodiments of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재하여 연결되었다고 볼 수 있다.When a component is referred to or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it may be considered that another component exists in the middle and connected.

또한, ‘연결’이란 접착, 부착, 체결, 접합 및 결합 등 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있다.In addition, 'connection' may mean all physical connections such as adhesion, attachment, fastening, bonding and bonding.

여기에서 사용되는 ‘포함’, ‘구비’, ‘갖는’ 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어로 이해될 수 있다.As used herein, expressions such as 'include', 'equipment', 'having', etc., will be understood as open terms that imply the possibility of including other embodiments, unless stated otherwise in the phrase or sentence containing the expression. You can.

또한, ‘제1, 제2’등과 같은 표현은 복수의 구성들을 구분하기 위한 용도로만 사용된 표현으로써, 구성들 사이의 순서나 기타 특징들을 한정하는 것은 아니다.In addition, expressions such as 'first, second', etc. are expressions used only to classify a plurality of components, and do not limit the order or other features between components.

도 1은 가스 분배판(300)에 미세 홀(310)을 형성하는데에 이용되는 레이저가공장치(200)를 도시하며, 도 2는 미세 홀(310)이 형성된 가스 분배판(300)을 도시하고, 도 4는 가스 분배판(300)에 미세 홀(310)을 천공하는데에 이용되는 드릴가공부(600)를 도시하며, 도 5는 레이저가공장치(200) 및 드릴가공부(600)를 이용하여 미세 홀(310)을 가공하는 가공방법의 흐름도이다.1 shows a laser processing apparatus 200 used to form a fine hole 310 in a gas distribution plate 300, and FIG. 2 shows a gas distribution plate 300 in which a fine hole 310 is formed, , FIG. 4 shows a drill processing part 600 used to drill the fine hole 310 in the gas distribution plate 300, and FIG. 5 shows a fine process using the laser processing device 200 and the drill processing part 600. It is a flowchart of a machining method for machining a hole 310.

이하, 첨부된 도면 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 사용되는 장치를 설명하며, 도 5를 참조하여 본 발명의 가공방법을 설명한다.Hereinafter, an apparatus used in an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings FIGS. 1 to 4, and a processing method of the present invention will be described with reference to FIG. 5.

먼저 도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용하여 미세 홀을 형성하는 장치에 대한 개략도로서 본 장치는 제1고정부(400)와 상기 제1고정부(400) 상부에 위치되는 가스 분배판(300)과 상기 가스 분배판(300)에 미세 홀(310)을 가공하기 위한 레이저가공장치(200)로 구성된다. First, FIG. 1 is a schematic diagram of an apparatus for forming a micro hole using a laser according to an embodiment of the present invention, wherein the apparatus is a gas positioned above the first fixing part 400 and the first fixing part 400 It is composed of a laser processing apparatus 200 for processing the fine holes 310 in the distribution plate 300 and the gas distribution plate 300.

레이저가공장치(200)는 레이저 광원 제어부(201)와 레이저 광원(202)을 포함하며, 레이저 광원(202)은 레이저 광원 제어부(201)에 의해 제어된다.The laser processing apparatus 200 includes a laser light source control unit 201 and a laser light source 202, and the laser light source 202 is controlled by the laser light source control unit 201.

레이저(L)는 레이저 광원(202)에서 조사되어 레이저(L)는 렌즈(203)에 의해 굴절되어 특정 초점으로 모이게 된다. 레이저(L)는 물 수용부(204)에 마련된 입사창(205)을 통해 물 수용부(204)에 입사되며, 노즐(206)에서 설정된 각도로 가스 분배판(300)에 조사되어 미세 홀(310)을 형성한다.The laser L is irradiated from the laser light source 202, and the laser L is refracted by the lens 203 to collect at a specific focus. The laser (L) is incident on the water receiving portion 204 through the incident window 205 provided on the water receiving portion 204, and is irradiated to the gas distribution plate 300 at an angle set by the nozzle 206 to fine holes ( 310).

가스 분배판(300)의 특정 위치에 미세 홀(310)을 형성하기 위해서 가스 분배판(300)이 고정된 제1고정부(400)의 위치를 변경함으로써 위치를 레이저(L)의 직하에 위치 시킬 수 있다. 제1고정부(400)의 위치 조정은 회전운동 및 평면운동을 통해서 위치를 고정할 수 있다. 이러한 회전 및 수평운동은 기계공학 분야에서 사용되는 일반적인 기술이므로 구체적인 작동 기구에 대해서 설명을 생략하기로 한다. 즉, 제1고정부(400)의 위치가 변함에 따라 가공하려는 가스 분배판(300)의 특정 홀을 선택할 수 있다.In order to form the micro-hole 310 at a specific position of the gas distribution plate 300, the position of the gas distribution plate 300 is fixed by changing the position of the first fixing part 400 to directly position the laser under the laser L. I can do it. Adjusting the position of the first fixing part 400 may fix the position through rotational motion and plane motion. Since this rotation and horizontal motion is a general technique used in the field of mechanical engineering, a detailed description of the operating mechanism will be omitted. That is, as the position of the first fixing part 400 changes, a specific hole of the gas distribution plate 300 to be processed can be selected.

본 발명에서는 제1고정부(400)의 위치변화를 이용하여 미세 홀(310)의 형성 위치를 조절하나, 제1고정부(400)의 위치가 변화되지 않고 레이저(L)의 조사 위치가 변경되도록 구성하는 것도 물론 가능하다.In the present invention, the formation position of the fine hole 310 is controlled by using the position change of the first fixing part 400, but the position of the first fixing part 400 is not changed and the irradiation position of the laser L is changed. It is of course possible to configure as much as possible.

실리콘카바이드로 구성된 가스 분배판(300)의 위치를 파악하기 위해 제1검사부(210)가 이용될 수 있다. 제1검사부(210)에 의해 파악된 가스 분배판(300)의 미세 홀(310) 위치를 정확한 위치에 오도록 제1고정부(400)를 통해 가스 분배판(300)의 위치가 변경되고, 이 후 레이저부(200)는 홀 가공을 위한 조건에 맞게 조절된 레이저 광원(202)이 조사된다. 제1검사부(210)에 의해 파악된 가스 분배판(300)의 위치에 따라, 레이저부(200)는 레이저(L)를 이용하여 미세 홀(310)을 형성한다.The first inspection unit 210 may be used to locate the gas distribution plate 300 made of silicon carbide. The position of the gas distribution plate 300 is changed through the first fixing part 400 so that the position of the fine hole 310 of the gas distribution plate 300 identified by the first inspection unit 210 comes to the correct position. After the laser unit 200 is irradiated with a laser light source 202 adjusted to the conditions for hole processing. According to the position of the gas distribution plate 300 identified by the first inspection unit 210, the laser unit 200 forms a micro hole 310 using a laser L.

상기 제1검사부(210)는 산업용 카메라일 수 있으며, 가스 분배판(300)의 위치를 파악할 수 있는 다른 수단이 이용될 수 있다.The first inspection unit 210 may be an industrial camera, and other means capable of locating the gas distribution plate 300 may be used.

레이저부(200)의 레이저 광원(202)은 레이저 광원 제어부(201)에 의해 제어되며, 레이저(L)의 폭, 파장, 세기, 펄스 주기, 듀티비(Duty Ratio), 조사 각도, 조사 위치 등이 조절될 수 있다. The laser light source 202 of the laser unit 200 is controlled by the laser light source control unit 201, and the width, wavelength, intensity, pulse period, duty ratio, irradiation angle, irradiation position of the laser L, etc. This can be adjusted.

레이저(L)의 폭은 가공하려는 미세 홀(310) 직경의 60% 이하일 수 있다. 레이저(L)의 폭이 큰 경우, 미세 홀(310)의 가공속도가 빨라지나 정밀도가 떨어질 수 있다. 레이저(L)의 폭이 작은 경우, 미세 홀(310)의 가공속도가 느려지나 정밀도가 향상된다. The width of the laser L may be 60% or less of the diameter of the fine hole 310 to be processed. When the width of the laser L is large, the processing speed of the fine hole 310 is increased, but precision may be deteriorated. When the width of the laser L is small, the processing speed of the fine hole 310 is slowed down, but precision is improved.

따라서, 레이저(L)의 폭은 가공하려는 미세 홀(310)의 조건에 따라 달라질 수 있다. 바람직한 레이저(L)의 폭은 가공미세 홀(310) 직경의 10%~60%일 수 있다.Therefore, the width of the laser L may vary depending on the conditions of the fine holes 310 to be processed. The preferred width of the laser (L) may be 10% to 60% of the diameter of the fine processing hole (310).

레이저(L)의 파장은 다양할 수 있지만, 532nm ~ 1.06μm 파장의 레이저(L)가 사용되는 것이 바람직하다.The wavelength of the laser L may vary, but it is preferred that the laser L having a wavelength of 532 nm to 1.06 μm is used.

또한, 레이저(L)의 출력은 수 와트(W)에서 수 킬로와트(KW)까지의 범위를 가질 수 있으나 바람직하게는 100~400와트(W) 출력의 레이저(L)가 사용될 수 있다.In addition, the output of the laser (L) may have a range from a few watts (W) to several kilowatts (KW), but preferably a laser (L) of 100 to 400 watts (W) output can be used.

가스 분배판(300)과 수직하는 가상선과 조사되는 레이저(L) 사이의 각도를 레이저(L)의 조사 각도라고 할 때, 조사 각도는 수평방향으로부터 0도부터 90도까지 다양할 수 있으나, 가공의 용이성을 위해서 바람직하게는 수평방향으로부터 45도에서 90도 범위가 바람직하다.When the angle between the gas distribution plate 300 and the imaginary line perpendicular to the laser L is irradiated, the irradiation angle of the laser L may vary from 0 to 90 degrees from the horizontal direction, but is processed. For ease of use, the range is preferably 45 to 90 degrees from the horizontal direction.

레이저(L)의 조사 각도는 레이저가공장치(200), 렌즈(203), 물 수용부(204), 입사창(205) 또는 노즐(206)의 움직임에 의해 변경될 수 있다.The irradiation angle of the laser L may be changed by the movement of the laser processing apparatus 200, the lens 203, the water receiving portion 204, the incident window 205, or the nozzle 206.

레이저가공장치(200)는 전후좌우 이동이 가능함에 따라 레이저(L)의 조사 각도는 물론 조사 위치도 조절될 수 있다.As the laser processing apparatus 200 can move back, forth, left and right, the irradiation angle of the laser L as well as the irradiation position can be adjusted.

조사 각도 및 조사 위치가 조절 가능한 레이저(L)는 형성되려는 미세 홀(310)을 중심으로 나선형으로 회전하면서 조사되어 미세 홀(310)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 레이저(L)를 이용하여 형성되는 미세 홀(310)은 더욱 정밀하게 형성될 수 있다.The laser L having an adjustable irradiation angle and irradiation position may be irradiated while being spirally rotated around the fine hole 310 to be formed to form the fine hole 310. Accordingly, the fine hole 310 formed using the laser L may be formed more precisely.

레이저(L)는 연속하여 조사될 수 있지만, 펄스의 형태로 조사될 수 있다. 펄스 주기는 수 나노초(ns) 부터 수 초(s)까지 다양할 수 있으며, 이는 가공 조건에 따라 달라질 수 있다. 바람직한 펄스 주기는 1 ~ 200 μs일 수 있다.The laser L may be irradiated continuously, but may be irradiated in the form of pulses. The pulse period can vary from a few nanoseconds (ns) to a few seconds (s), which can vary depending on processing conditions. The preferred pulse period may be 1 to 200 μs.

레이저(L)의 듀티비(Duty Ratio)는 가공 조건에 따라 달리질 수 있다.The duty ratio of the laser L may vary depending on processing conditions.

본 발명의 레이저가공장치(200)는 레이저(L)와 함께 물(W)이 분사된다. 물(W)과 함께 조사되는 레이저(L)는 물분사 레이저(WL)로서, 레이저(L)가 함께 분사되는 물(WL) 안에서 전반사되어 레이저(L)의 확산이 억제되고 직진성이 강화되어 더욱 정밀하게 미세 홀(310)을 형성할 수 있는 장점이 있다.In the laser processing apparatus 200 of the present invention, water (W) is injected together with the laser (L). The laser L irradiated with the water W is a water jet laser WL, which is totally reflected in the water WL where the laser L is jetted together, so that the diffusion of the laser L is suppressed and the straightness is strengthened. There is an advantage that can form a fine hole 310 precisely.

이하, 본 발명의 물분사 레이저(WL)의 작동 과정을 설명하기로 한다. Hereinafter, an operation process of the water spray laser WL of the present invention will be described.

레이저 광원(202)에서 발광된 레이저(L)는 렌즈(203)에 의해 굴절되어 특정 초점으로 모이게 된다. 레이저(L)는 물 수용부(204)에 마련된 입사창(205)을 통해 물(W)이 수용되어 있는 물 수용부(204)에 입사된다. 입사된 레이저(L)는 노즐(206)에서 분사되는 물(W)과 함께 조사된다. 이 때, 분사되는 물(W)은 기둥 형태로 분사되거나, 파이프(Pipe)와 같이 속이 빈 기둥 형태로 분사된다.The laser L emitted from the laser light source 202 is refracted by the lens 203 and is collected at a specific focus. The laser L enters the water receiving portion 204 in which the water W is accommodated through the incident window 205 provided in the water receiving portion 204. The incident laser (L) is irradiated with water (W) injected from the nozzle (206). At this time, the water (W) to be injected is sprayed in the form of a pillar or a hollow pillar like a pipe.

물(W)은 물 수용부(204)에 50~800bar 정도의 고압으로 주입되며, 노즐(206)에서 고속으로 분사된다. 앞서 언급하였듯이, 레이저(L)는 노즐(206)에서 고속으로 분사되는 물(W)의 내부에서 전반사를 일으키면서 조사되며, 노즐(206)에서는 분사되는 물(W)과 조사되는 레이저(L)의 각도 조절이 가능하다.Water (W) is injected into the water receiving portion 204 at a high pressure of about 50 to 800 bar, and is injected at a high speed from the nozzle 206. As mentioned above, the laser L is irradiated while causing total reflection inside the water W injected at a high speed from the nozzle 206, and the water W injected from the nozzle 206 and the laser L irradiated The angle can be adjusted.

노즐의 크기는 가공조건에 따라 다양할 수 있지만, 바람직하게는 20~100 μm 크기를 갖는 것이 바람직하다. The size of the nozzle may vary depending on the processing conditions, but preferably has a size of 20 ~ 100 μm.

분사되는 물(W)의 양은 1 ml/min에서부터 10 l/min까지 선택 가능하다. 해당 선택 범위는 가공되는 미세 홀(310)의 직경, 깊이 또는 가스 분배판(300)의 재질에 따라 달라질 수 있다.The amount of water (W) to be injected can be selected from 1 ml / min to 10 l / min. The selection range may vary depending on the diameter, depth, or material of the gas distribution plate 300 to be processed.

물(W)이 분사됨에 따라, 미세 홀(310)이 가공되는 가스 분배판(300)의 표면에 물(W)층이 형성되어 미세 홀(310)이 가공될 때 생성되는 칩(Chip) 또는 버(Burr)가 제거될 수 있다.As the water (W) is sprayed, the water (W) layer is formed on the surface of the gas distribution plate 300 through which the micro-hole 310 is processed, a chip generated when the micro-hole 310 is processed, or Burrs can be removed.

이에 따라, 추가적인 세척공정이 필요하지 않을 수 있다. 또한, 물(W)이 냉매 역할을 수행하여, 미세 홀(310)의 형성 시 가스 분배판(300)의 발열에 대해 냉각효과를 기대할 수 있다.Accordingly, an additional cleaning process may not be necessary. In addition, the water (W) acts as a refrigerant, so that the cooling effect can be expected for heat generation of the gas distribution plate 300 when the fine holes 310 are formed.

이하에서는 설명되는 레이저(L)는 물분사 레이저(WL)에 대한 설명을 포함한다.The laser L described below includes a description of the water spray laser WL.

미세 홀(310) 형성이 되면 제1검사부(210)는 미세 홀(310)이 형성되었는지 확인할 수 있다.When the fine hole 310 is formed, the first inspection unit 210 may check whether the fine hole 310 is formed.

제1검사부(210)에 의해 미세 홀(310)이 형성되지 않은 것으로 확인되면, 형성되지 않은 위치에 레이저(L)를 이용하여 미세 홀(310) 형성 과정을 반복할 수 있다.If it is confirmed that the micro-hole 310 is not formed by the first inspection unit 210, the process of forming the micro-hole 310 may be repeated using the laser L in the non-formed position.

또한, 제1검사부(210)에 의해 미세 홀(310)이 형성된 것으로 확인되면, 가스 분배판(300)은 제1고정부(400)에서 드릴을 이용하여 미세 홀을 천공하는 장치인 도 4에 도시된 제2고정부(500)의 상부로 이동된다. In addition, when it is confirmed that the fine hole 310 is formed by the first inspection unit 210, the gas distribution plate 300 is shown in FIG. 4, which is a device for drilling a fine hole using a drill in the first fixing part 400. It is moved to the upper portion of the second fixing portion 500 shown.

제1고정부(400) 및 제2고정부(500)는 도면에 도시함에 있어서 편의를 위해 별개의 구성으로 표현한 것일 뿐이며, 동일한 구성일 수 있다.The first fixing part 400 and the second fixing part 500 are merely shown in separate configurations for convenience in the drawing, and may have the same configuration.

이하에서는, 형성된 미세 홀(310)을 합격 미세 홀(311)과 불합격 미세 홀(312)로 구분하는 절차를 설명한다.Hereinafter, a procedure for dividing the formed fine hole 310 into a pass fine hole 311 and a fail fine hole 312 will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 가공된 가스 분배판을 도시한 것으로서, 가스 분배판(300)에 미세 홀(310)이 형성된 것을 확인할 수 있다.FIG. 2 illustrates a gas distribution plate processed according to an embodiment of the present invention, and it can be seen that micro holes 310 are formed in the gas distribution plate 300.

도 3(a)는 도 2에 도시된 가스 분배판(300)을 점선 A-A`을 따라 자른 일부 단면도 이며, 도 3(b)는 도 2에 도시된 가스 분배판(300)을 점선 A-A`을 따라 확대한 일부 평면도이다.FIG. 3 (a) is a partial cross-sectional view of the gas distribution plate 300 shown in FIG. 2 along the dotted line AA`, and FIG. 3 (b) shows the gas distribution plate 300 shown in FIG. 2 in dotted line AA`. It is a partially enlarged plan view.

도 3(a) 및 3(b)를 참조하면 합격 미세 홀(311) 및 불합격 미세 홀(312a~312d)을 확인할 수 있다.3 (a) and 3 (b), it can be seen that the pass micro hole 311 and the fail micro hole 312a to 312d.

제1검사부(210) 또는 제2검사부(620)에는 조명이 구비되어 미세 홀(310)에 생성되는 그림자 또는 조도를 통해 미세 홀(310)의 합격 여부를 판별할 수 있다.The first inspection unit 210 or the second inspection unit 620 may be provided with illumination to determine whether the fine hole 310 passes through the shadow or illuminance generated in the fine hole 310.

제1검사부(210) 및 제2검사부(620)는 도면 작성의 편의를 위해 별개의 구성으로 표현하여 미세 홀(310)의 형성 및 천공 완료 여부를 판단하나, 제1검사부(210) 및 제2검사부(620)는 동일한 구성일 수 있다.The first inspection unit 210 and the second inspection unit 620 are expressed in separate configurations for the convenience of drawing, to determine whether the formation of the micro-hole 310 and the completion of the drilling are completed, but the first inspection unit 210 and the second inspection unit 210 The inspection unit 620 may have the same configuration.

합격 미세 홀(311)은 상부 및 하부 직경이 d1이고 가스 분배판(300)의 평면에 수직하게 h의 깊이로 형성되어 있다. 이러한 합격 미세 홀(311)은 도 3(b)에서와 같이 생성되는 그림자가 없다.The passing fine holes 311 have upper and lower diameters d1 and are formed at a depth of h perpendicular to the plane of the gas distribution plate 300. The passing fine hole 311 has no shadow generated as in FIG. 3 (b).

도 3(a)에서 도시된 합격 미세 홀(311)의 깊이 h 값은 5mm 이지만 이는 예시에 불과하며, 가공 조건에 따라 달라질 수 있으며, 실제로는 5mm 이상의 깊이를 가질 수 있다.The depth h value of the passing fine hole 311 shown in FIG. 3 (a) is 5 mm, but this is only an example, and may vary depending on processing conditions, and may actually have a depth of 5 mm or more.

또한, 합격 미세 홀(311)의 직경 d1 값은 40~50μm 이지만, 이는 예시에 불과하며, 가공 조건에 따라 달라질 수 있다. 레이저로 가공 가능한 미세 홀(310)의 직경 값은 100μm 이하이며, 목표하고자 하는 가스 분배판(300)의 미세 홀(310)의 직경은 약 50μm 이므로, 이하에서는 합격 미세 홀(310)의 직경 d1 값을 40μm를 기준으로 서술하나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the diameter d1 of the fine holes 311 is 40 to 50 μm, but this is only an example and may vary depending on processing conditions. The diameter value of the fine hole 310 that can be processed by laser is 100 μm or less, and the diameter of the fine hole 310 of the gas distribution plate 300 to be targeted is about 50 μm. The value is described based on 40 μm, but is not limited thereto.

불합격 미세 홀(312)은 합격 미세 홀(311)이외의 모든 미세 홀(310)을 의미한다.The failing fine holes 312 mean all the fine holes 310 other than the passing fine holes 311.

불합격 미세 홀(312a)은 상부의 직경은 d1이지만, 하부의 직경이 d1 보다 작은 d2로 불합격 미세 홀(312a)의 하부로 갈수록 직경이 작아진다. 불합격 미세 홀(312a)에 조명을 비추면 상부와 하부의 직경 차이로 인하여 조명의 반사로 인하여 내부와 외부의 조도가 다를 수 있어서 제2검사부(620)에 의해 불합격 미세 홀(312)로 판정될 수 있다.The rejected fine hole 312a has an upper diameter of d1, but a smaller diameter of d1 is smaller than d1, and the diameter of the rejected micro hole 312a decreases. When the light is illuminated on the failing fine hole 312a, the illuminance of the inside and the outside may be different due to the reflection of the light due to the difference in diameter between the upper and lower portions, so that it can be determined as the failing fine hole 312 by the second inspection unit 620 You can.

불합격 미세 홀(312b)의 깊이는 h-h1으로 홀이 형성된 것이 아니라 홈이 형성된 것이다. 이와 같은 불합격 미세 홀(312b)에 조명을 비추면 조명의 반사로 인하여 내부와 외부의 조도가 다를 수 있어서 제2검사부(620)에 의해 불합격 미세 홀(312)로 판정될 수 있다.The depth of the failing fine hole 312b is not h-h1, but a hole is formed. When the light is irradiated on the failing fine hole 312b, the illuminance of the inside and the outside may be different due to reflection of the light, and thus, it may be determined as the failing fine hole 312 by the second inspection unit 620.

불합격 미세 홀(312c)은 상부와 하부의 직경이 d1보다 작은 d3이며 h의 깊이로 형성되어 있다. 이와 같은 불합격 미세 홀(312c)은 제2검사부(620)에 의해 직경이 작은 것을 확인할 수 있어 불합격 미세 홀(312)로 판정될 수 있다.The failed micro holes 312c have d3 having a diameter of upper and lower than d1 and are formed at a depth of h. The failing fine hole 312c may be confirmed as a small diameter by the second inspection unit 620 and thus may be determined as the failing fine hole 312.

불합격 미세 홀(312d)은 상부와 하부의 직경이 d1이며 h의 깊이로 홀이 형성되어 있으나, 가스 분배판(300) 또는 홀 내부에 버(Burr, 313)가 잔존하는 것이다. 이와 같은 버(313)는 미세먼지가 허용되지 않는 반도체 제조공정에 없어야 할 구성이다. The rejected fine holes 312d have upper and lower diameters d1 and holes are formed at a depth of h, but burrs 313 remain inside the gas distribution plate 300 or the holes. Such burr 313 is a component that should not be present in a semiconductor manufacturing process in which fine dust is not allowed.

이와 같은 버(313)는 제2검사부(620) 및 조명에 의해 판독 가능하므로 불합격 미세 홀(312)로 판정될 수 있다.Since the burr 313 is readable by the second inspection unit 620 and illumination, it may be determined as a failed micro hole 312.

이하에서는, 미세 홀(310)이 형성된 가스 분배판(300)에 미세 홀(310)을 천공하는 드릴가공부(600)에 대하여 설명한다.Hereinafter, a drill processing part 600 for drilling the fine hole 310 in the gas distribution plate 300 in which the fine hole 310 is formed will be described.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 드릴가공부를 도시한다.Figure 4 shows a drill processing according to an embodiment of the present invention.

가스 분배판(300)에 형성된 미세 홀(310)은 제2검사부(620)에 의해 위치가 파악된다. 가스 분배판(300)은 제2고정부(500)의 상부에 마련되며, 미세 홀(310)이 천공되기 알맞은 곳에 위치하도록 제2고정부(500)의 위치가 조절될 수 있다. 미세 홀(310)을 천공하기에 알맞은 드릴의 조건이 설정될 수 있다.The fine holes 310 formed in the gas distribution plate 300 are located by the second inspection unit 620. The gas distribution plate 300 is provided on the upper portion of the second fixing portion 500, and the position of the second fixing portion 500 may be adjusted so that the fine hole 310 is located at a suitable place to be perforated. Drill conditions suitable for drilling the fine hole 310 may be set.

드릴부(610)는 드릴 제어부(601)에 의해 제어되며, 드릴의 직경, 회전수, 작동시간 등의 조건이 설정될 수 있다.The drill part 610 is controlled by the drill control part 601, and conditions such as a diameter of a drill, a rotation speed, and an operating time may be set.

드릴의 직경은 가공 조건에 따라 달라질 수 있지만, 바람직한 드릴의 직경은 가공하려는 미세 홀(310) 직경의 80~90%일 수 있다.The diameter of the drill may vary depending on the processing conditions, but the preferred diameter of the drill may be 80 to 90% of the diameter of the fine hole 310 to be processed.

드릴의 회전수는 가공 조건에 따라 달라질 수 있지만, 바람직한 드릴의 회전수는 1000 ~ 3000 rpm(Revolution Per Minute) 일 수 있다.The rotational speed of the drill may vary depending on the processing conditions, but the preferred rotational speed of the drill may be 1000 to 3000 rpm (Revolution Per Minute).

제2검사부(620)는 제1검사부(210)와 같이 산업용 카메라일 수 있으며, 형성된 미세 홀(310)의 위치를 파악할 수 있는 다른 수단이 사용될 수 있다. The second inspection unit 620 may be an industrial camera, such as the first inspection unit 210, and other means capable of grasping the position of the formed fine hole 310 may be used.

제2검사부(620)에 의해 가스 분배판(300) 및 미세 홀(310)의 위치가 파악되면, 드릴부(610)의 드릴(630)을 이용하여 미세 홀(310)을 천공할 수 있다.When the positions of the gas distribution plate 300 and the fine holes 310 are determined by the second inspection unit 620, the fine holes 310 may be drilled using the drill 630 of the drill unit 610.

드릴(630)을 이용하여 미세 홀(310)을 천공함으로써, 불합격 미세 홀(312)을 합격 미세 홀(311)로 가공할 수 있다.By drilling the fine hole 310 using the drill 630, the rejected fine hole 312 can be processed into a pass fine hole 311.

또는, 제2검사부(620)에 의해 불합격 처리된 불합격 미세 홀(312)을 판별하여, 드릴(630)을 이용하여 불합격 미세 홀(312)만을 선별하여 천공할 수 있다. 불합격 미세 홀(312)만을 천공함으로써, 천공에 소요되는 시간을 줄일 수 있어 생산성이 향상될 수 있다.Alternatively, the failing fine hole 312 that has been rejected by the second inspection unit 620 may be determined, and only the failing fine hole 312 may be selected and drilled using the drill 630. By drilling only the failing fine holes 312, time required for drilling can be reduced, and productivity can be improved.

또는, 앞서 설명한 방법과 달리, 레이저(L)로는 목표하는 크기보다 작게 미세 홀(310)을 형성하고, 나머지 부분을 드릴(630)을 이용하여 미세 홀(310)을 천공함으로써, 미세 홀(310) 가공 과정을 마무리할 수 있다.Or, unlike the above-described method, by forming a micro-hole 310 smaller than the target size with the laser (L), by drilling the micro-310 using the drill 630, the remaining portion, the micro-hole 310 ) You can finish the machining process.

이와 같이 가공하는 경우, 가공하려는 미세 홀(310)의 일부분만을 레이저(L)를 이용하여 가공하고 나머지 부분을 드릴(630)을 이용하여 천공함으로써, 마모되는 드릴(630)의 양을 줄일 수 있고, 드릴(630)을 이용하여 미세 홀(310)을 천공함으로써 미세 홀(310)의 정밀도 향상을 꾀할 수 있다.When processing in this way, only a portion of the fine hole 310 to be processed is processed using a laser L and the remaining portion is drilled using a drill 630, thereby reducing the amount of abrasive drill 630, , By drilling the fine hole 310 using the drill 630, it is possible to improve the precision of the fine hole 310.

미세 홀(310)의 천공 단계 이후, 제2검사부(610)는 미세 홀(310)이 천공되었는지 확인할 수 있다. 제2검사부(210)에 의해 미세 홀(310)이 천공이 완료되지 않은 것으로 확인되면, 제2고정부(500)의 위치 및 드릴(630) 조건 설정단계를 반복한다.After the puncturing step of the micro hole 310, the second inspection unit 610 may check whether the micro hole 310 is punctured. If it is determined by the second inspection unit 210 that the fine hole 310 has not been completed, the steps of setting the position of the second fixing part 500 and the condition of the drill 630 are repeated.

제1검사부(210)에 의해 미세 홀(310)이 형성된 것으로 확인되면 가스 분배판(310)의 미세 홀(310) 가공 과정을 종료한다.When it is confirmed that the fine hole 310 is formed by the first inspection unit 210, the process of processing the fine hole 310 of the gas distribution plate 310 ends.

이하에서는, 앞서 설명한 장치를 이용하여 가스 분배판(300)에 미세 홀(310)을 가공하는 단계를 설명한다.Hereinafter, the step of processing the fine holes 310 in the gas distribution plate 300 using the above-described device will be described.

도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 미세 홀 가공방법의 흐름도이다. 5 is a flowchart of a micro hole processing method according to an embodiment of the present invention.

먼저 제1 검사부에 의해 가스 분배판의 위치 파악 후 제1고정부 위치 및 레이저 조건 설정 단계(S110)에서는 미세 홀(310)이 형성될 실리콘카바이드로 구성된 가스 분배판(300)의 위치를 파악하기 위해 제1검사부(210)가 이용될 수 있다. 제1검사부(210)에 의해 파악된 가스 분배판(300)에서 미세 홀(310)을 형성하기에 알맞도록 제1고정부(400)를 통해 가스 분배판(300)의 위치가 변경되고, 레이저 광원(102)의 조건이 설정될 수 있다.First, the position of the gas distribution plate is determined by the first inspection unit, and then in the first fixing position and the laser condition setting step (S110), the position of the gas distribution plate 300 composed of silicon carbide in which the fine holes 310 are to be formed is determined. For this, the first inspection unit 210 may be used. The position of the gas distribution plate 300 is changed through the first fixing part 400 so as to be suitable for forming the fine hole 310 in the gas distribution plate 300 identified by the first inspection unit 210, and the laser Conditions of the light source 102 may be set.

레이저를 이용하여 미세 홀 형성단계(S120)에서는 제1검사부(210)에 의해 파악된 가스 분배판(300)의 위치에 따라, 레이저부(200)는 레이저(L)를 이용하여 미세 홀(310)을 형성한다.In the step of forming a fine hole using a laser (S120), according to the position of the gas distribution plate 300 identified by the first inspection unit 210, the laser unit 200 uses the laser L to form the fine hole 310 ).

미세홀 형성 완료 확인단계(S121)는 제1검사부(210)는 미세 홀(310) 형성이 완료되었는지 확인하는 단계이다. 제1검사부(210)에 의해 미세 홀(310)이 형성되지 않은 것으로 확인되면(단계 S121의 '아니오'), 단계 S110을 반복한다.The micro hole formation completion confirmation step (S121) is a step in which the first inspection unit 210 confirms whether the micro hole 310 is formed. If it is confirmed by the first inspection unit 210 that the fine hole 310 is not formed ('No' in step S121), step S110 is repeated.

미세 홀(310) 형성의 완료 여부는, 가스 분배판(310)에 목표한 미세 홀(310)의 개수가 형성되었는지, 형성된 미세 홀(310)이 합격 미세 홀(311)인지 불합격 미세 홀(312)인지 여부를 확인하여 판단한다.Whether or not the formation of the fine holes 310 is completed, whether the target number of fine holes 310 is formed in the gas distribution plate 310, or whether the formed fine holes 310 are passed through fine holes 311 or fail fine holes 312 ).

예를 들어, 목표한 미세 홀(310)의 개수가 형성되지 않으면 미세 홀(310) 형성이 완료되지 않았다고 판단할 수 있다. For example, if the target number of fine holes 310 is not formed, it may be determined that the formation of the fine holes 310 is not completed.

또 다른 예로는, 형성된 미세 홀(310)이 불합격 미세 홀(312)인 경우 미세 홀(310) 형성이 완료되지 않았다고 판단할 수 있다.As another example, when the formed fine hole 310 is a failed fine hole 312, it may be determined that the formation of the fine hole 310 is not completed.

제1검사부(210)에 의해 미세 홀(310) 형성이 완료된 것으로 확인되면(단계 S121의 '예'), 그 다음 단계로 넘어간다. When it is confirmed by the first inspection unit 210 that the formation of the fine hole 310 is completed (YES in step S121), the process goes to the next step.

제2 검사부에 의해 가스 분배판의 위치 파악 후 제2 고정부 위치 및 드릴 조건 설정단계(S130)에서는 가스 분배판(300)에 형성된 미세 홀(310)은 제2검사부(620)에 의해 위치가 파악된다. 가스 분배판(300)은 제2고정부(500)의 상부에 마련되며, 미세 홀(310)이 천공되기 알맞은 곳에 위치하도록 제2고정부(500)의 위치가 조절될 수 있다. 미세 홀(310)을 천공하기에 알맞은 드릴의 조건이 설정될 수 있다.After determining the position of the gas distribution plate by the second inspection unit, in the second fixing unit position and drilling condition setting step (S130), the minute hole 310 formed in the gas distribution plate 300 is positioned by the second inspection unit 620. Grasp. The gas distribution plate 300 is provided on the upper portion of the second fixing portion 500, and the position of the second fixing portion 500 may be adjusted so that the fine hole 310 is located at a suitable place to be perforated. Drill conditions suitable for drilling the fine hole 310 may be set.

다음 단계인 드릴을 이용하여 미세홀 형성단계(S140)에서는 제2검사부(620)에 의해 미세 홀(310)의 위치가 파악되면, 드릴부(610)의 드릴(630)을 이용하여 미세 홀(310)을 천공된다.When the position of the fine hole 310 is grasped by the second inspection unit 620 in the micro hole forming step (S140) using the next step of the drill, the fine hole (using the drill 630 of the drill unit 610) 310).

단계 S130에서 제2검사부(620)는 미세 홀(310)을 합격 미세 홀(311) 및 불합격 미세 홀(312)로 분별할 수 있으며, 단계 S140에서 불합격 미세 홀(312)로 분류된 미세 홀(310)만이 드릴(630)에 의해 천공될 수 있다.In step S130, the second inspection unit 620 may classify the fine hole 310 into the pass fine hole 311 and the fail fine hole 312, and the fine hole 310 classified into the fail fine hole 312 in step S140. ) Can only be drilled by the drill 630.

마지막 단계인 미세홀 천공 완료 확인단계(S141)에서는 제2검사부(610)가 미세 홀(310) 천공이 완료되었는지 확인하는 단계이다. In the final step of confirming the completion of the micro-hole perforation (S141), the second inspection unit 610 checks whether the micro-hole perforation is completed.

예를 들어, 목표한 미세 홀(310)의 개수가 천공되지 않으면 미세 홀(310) 천공이 완료되지 않았다고 판단할 수 있다. For example, if the target number of fine holes 310 is not perforated, it may be determined that the perforation of the fine holes 310 is not completed.

또 다른 예로는, 천공된 미세 홀(310)이 불합격 미세 홀(312)인 경우 미세 홀(310) 형성이 완료되지 않았다고 판단할 수 있다.As another example, when the perforated fine hole 310 is a failed fine hole 312, it may be determined that the formation of the fine hole 310 is not completed.

제2검사부(610)에 의해 미세 홀(310)이 천공이 완료되지 않은 것으로 확인되면(단계 S141의 '아니오'), 단계 S130을 반복하며, 미세 홀(310) 천공이 완료된 것으로 확인되면(단계 S141의 '예'), 미세 홀(310) 가공 과정을 종료한다.If it is determined by the second inspection unit 610 that the fine hole 310 has not been completed ('No' in step S141), the step S130 is repeated, and if the fine hole 310 has been confirmed to have been completed (step) 'Yes' in S141), and the process of fine hole 310 ends.

이상에서 설명한 이 발명에 따른 레이저 및 드릴을 이용하여 실리콘카바이드에 미세 홀을 가공하는 방법은 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.The method for machining a micro hole in a silicon carbide using the laser and the drill according to the present invention described above is a person having ordinary skill in the art to which the present invention pertains without changing the technical concept or essential features of the present invention. It will be understood that it can be carried out in the form.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하고, 이 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 이 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above are illustrative in all respects, and should be understood as not limiting, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and the meaning of the claims and It should be construed that any altered or modified form derived from the scope and equivalent concept is included in the scope of this invention.

200 : 레이저가공장치
201 : 레이저 광원 제어부 202 : 레이저 광원
203 : 렌즈 204 : 물 수용부
205 : 입사창 206 : 노즐
210 : 제1검사부
300 : 가스 분배판
310 : 미세 홀 311 : 합격 미세 홀
312 : 불합격 미세 홀 313 : 버
400 : 제1고정부 500 : 제2고정부
600 : 드릴가공부
601 : 드릴 제어부 610 : 드릴부
620 : 제2검사부 630 : 드릴200: laser processing device
201: laser light source control unit 202: laser light source
203: lens 204: water receiving portion
205: incident window 206: nozzle
210: first inspection unit
300: gas distribution plate
310: fine hole 311: passing fine hole
312: failed fine hole 313: bur
400: first fixed part 500: second fixed part
600: drill processing part
601: Drill control section 610: Drill section
620: second inspection unit 630: drill

Claims (7)

레이저 및 드릴을 이용하여 실리콘카바이드에 미세 홀을 가공하는 방법에 있어서,
제1검사부(210)를 통해 실리콘카바이드로 구성된 가스 분배판(300)의 위치를 파악하는 단계(S110);
상기 가스 분배판(300)에 레이저부(200)의 레이저(L)를 이용하여 미세 홀(310)을 형성하는 단계(S120);
제2검사부(620)를 통해 상기 미세 홀(310)의 위치를 파악하는 단계(S130);
상기 제2검사부(620)에 의해 파악된 상기 미세 홀(310)의 위치에 드릴부(610)의 드릴(630)을 이용하여 상기 미세 홀(310)을 천공하는 단계(S140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 홀 가공 방법.
In the method of processing a fine hole in silicon carbide using a laser and a drill,
Determining a position of the gas distribution plate 300 made of silicon carbide through the first inspection unit 210 (S110);
Forming a fine hole 310 using the laser L of the laser unit 200 on the gas distribution plate 300 (S120);
Grasping the position of the fine hole 310 through the second inspection unit 620 (S130);
Comprising the step of drilling the fine hole 310 using the drill 630 of the drill portion 610 to the position of the fine hole 310 identified by the second inspection unit 620 (S140); Fine hole processing method characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 미세 홀(310)을 형성하는 단계에서, 상기 레이저(L)는 물 분사 레이저(WL)를 이용하여 미세 홀(310)을 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 홀 가공 방법.
According to claim 1,
In the step of forming the micro-hole 310, the laser (L) is a micro-hole processing method characterized in that it forms a micro-hole 310 using a water jet laser (WL).
제1항에 있어서,
상기 미세 홀(310)을 형성하는 단계에서, 상기 레이저(L)는 나선형으로 회전하면서 미세 홀(310)을 형성하는 것을 특징으로 하는 미세 홀 가공 방법.
According to claim 1,
In the step of forming the fine hole 310, the laser (L) is a fine hole processing method characterized in that to form a fine hole 310 while rotating in a spiral.
제1항에 있어서,
상기 미세 홀(310)을 형성하는 단계에서, 상기 레이저(L)의 폭은 형성하려는 미세 홀(310) 목표 직경의 70% 이하이며, 파장은 532nm ~ 1.06 μm인 것을 특징으로 하는 미세 홀 가공 방법.
According to claim 1,
In the step of forming the fine hole 310, the width of the laser (L) is less than 70% of the target diameter of the fine hole 310 to be formed, the wavelength is 532nm ~ 1.06 μm fine hole processing method characterized in that .
제1항에 있어서,
상기 미세 홀(310)을 천공하는 단계에서, 상기 드릴(630)의 직경은 형성하려는 미세 홀(310) 목표 직경의 95%이하이며, 회전수는 1500rpm 이상인 것을 특징으로 하는 미세 홀 가공 방법.
According to claim 1,
In the step of drilling the fine hole 310, the diameter of the drill 630 is less than 95% of the target diameter of the fine hole 310 to be formed, the number of revolutions is a fine hole processing method characterized in that 1500rpm or more.
제1항에 있어서,
상기 미세 홀(310)의 위치를 파악하는 단계에서, 상기 제2검사부(620)는 미세 홀(310)의 불합격 미세 홀(312)을 판별하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 홀 가공 방법.
According to claim 1,
In the step of determining the location of the fine hole 310, the second inspection unit 620 comprises the step of determining the failed fine hole 312 of the fine hole 310.
제6항에 있어서,
상기 미세 홀(310)을 천공하는 단계에서, 상기 불합격 미세 홀(312) 만을 천공하는 것을 특징으로 하는 미세 홀 가공 방법.The method of claim 6,
In the step of drilling the fine hole 310, the micro-hole processing method characterized in that only the failed micro-hole 312.
KR1020180120331A 2018-10-10 2018-10-10 The Method of Making Micro Hole Using Laser and Drill KR102122778B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180120331A KR102122778B1 (en) 2018-10-10 2018-10-10 The Method of Making Micro Hole Using Laser and Drill

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180120331A KR102122778B1 (en) 2018-10-10 2018-10-10 The Method of Making Micro Hole Using Laser and Drill

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200040433A true KR20200040433A (en) 2020-04-20
KR102122778B1 KR102122778B1 (en) 2020-06-15

Family

ID=70467513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180120331A KR102122778B1 (en) 2018-10-10 2018-10-10 The Method of Making Micro Hole Using Laser and Drill

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102122778B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021221865A1 (en) * 2020-04-29 2021-11-04 Lam Research Corporation Grouping features of showerheads in substrate processing systems
WO2022029586A1 (en) * 2020-08-01 2022-02-10 Avonisys Ag Methods and systems for machining precision micro holes into thick ceramic substrates
WO2022081865A1 (en) * 2020-10-14 2022-04-21 Applied Materials, Inc. Methods to fabricate chamber component using laser drilling

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013126691A (en) * 2006-05-02 2013-06-27 Electro Scientific Industries Inc Method and apparatus for laser processing
KR20140013812A (en) 2012-07-27 2014-02-05 한국기계연구원 Powder feeding apparatus
JP2014117767A (en) * 2012-12-14 2014-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Composite machining method and composite machining apparatus
JP2015140805A (en) * 2014-01-27 2015-08-03 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Method for drilling hole in airfoil

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013126691A (en) * 2006-05-02 2013-06-27 Electro Scientific Industries Inc Method and apparatus for laser processing
KR20140013812A (en) 2012-07-27 2014-02-05 한국기계연구원 Powder feeding apparatus
JP2014117767A (en) * 2012-12-14 2014-06-30 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Composite machining method and composite machining apparatus
JP2015140805A (en) * 2014-01-27 2015-08-03 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Method for drilling hole in airfoil

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021221865A1 (en) * 2020-04-29 2021-11-04 Lam Research Corporation Grouping features of showerheads in substrate processing systems
WO2022029586A1 (en) * 2020-08-01 2022-02-10 Avonisys Ag Methods and systems for machining precision micro holes into thick ceramic substrates
WO2022081865A1 (en) * 2020-10-14 2022-04-21 Applied Materials, Inc. Methods to fabricate chamber component using laser drilling
US11819948B2 (en) 2020-10-14 2023-11-21 Applied Materials, Inc. Methods to fabricate chamber component holes using laser drilling

Also Published As

Publication number Publication date
KR102122778B1 (en) 2020-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7213852B2 (en) High-speed laser drilling methods for glass and glassware
KR102122778B1 (en) The Method of Making Micro Hole Using Laser and Drill
US10179748B2 (en) Laser processing of sapphire substrate and related applications
US7157038B2 (en) Ultraviolet laser ablative patterning of microstructures in semiconductors
JP6571085B2 (en) Cutting transparent materials using ultrafast laser and beam optics
CN104690428B (en) Method of closed form release for brittle materials using burst ultrafast laser pulses
JP6276682B2 (en) How to make an electromechanical chip
CN101448603B (en) Method for improving laser through-hole drilling yield and clean surface and system thereof
JP4734101B2 (en) Laser processing equipment
JP2020182977A (en) System and method for processing transparent material using laser beam focal line adjustable in length and diameter
US8143552B2 (en) Laser beam machining system
US20060091126A1 (en) Ultraviolet laser ablative patterning of microstructures in semiconductors
JP4478184B2 (en) Laser cleaving method and laser processing apparatus
US7482553B2 (en) Laser beam processing machine
KR20160117531A (en) Method and system for scribing brittle material followed by chemical etching
JP4977411B2 (en) Laser processing equipment
JP2004528991A5 (en)
JP2016516296A (en) Method and apparatus for separating substrates
CN106425122A (en) Device and method for laser rotary-cut processing
JP2008016577A (en) Laser processing method for wafer
TW201924838A (en) Laser processing method for wafer
CN103056520A (en) Laser drilling method
Karnakis et al. High quality laser milling of ceramics, dielectrics and metals using nanosecond and picosecond lasers
JP2011101904A (en) Laser machining method
JP2007136481A (en) Laser beam machining device

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant