KR20230040828A

KR20230040828A - 디퓨져 및 디퓨져 미세홀의 가공 방법

Info

Publication number: KR20230040828A
Application number: KR1020210124394A
Authority: KR
Inventors: 이윤홍
Original assignee: (주)티티에스
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2023-03-23

Abstract

본 발명은 디퓨져 및 디퓨져 미세홀의 가공 방법에 관한 것으로서, 디퓨져의 미세홀의 길이가 일정하게 형성되도록 하는 디퓨져 및 디퓨져 미세홀의 가공 방법에 관한 것이다. 이를 위해 디퓨져 플레이트의 상측에서 하측방향으로 가공을 통해 제1 인릿 미세홀을 형성하는 단계, 제1 인릿 미세홀을 플랫 가공하여 제2 인릿 미세홀을 형성하는 단계, 디퓨져 플레이트의 하측에서 상측방향으로 가공을 통해 제1 아웃릿 미세홀을 형성하는 단계, 제1 아웃릿 미세홀을 형상 가공하여 제2 아웃릿 미세홀을 형성하는 단계, 제2 인릿 미세홀과 제2 아웃릿 미세홀이 서로 연통되도록 디퓨져 플레이트의 하측에서 상측방향으로 가공을 통해 중간 미세홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디퓨져 미세홀의 가공 방법이 개시된다.

Description

디퓨져 및 디퓨져 미세홀의 가공 방법{Diffuser and processing method thereof}

본 발명은 디퓨져 및 디퓨져 미세홀의 가공 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디퓨져의 미세홀의 길이가 일정하게 형성되도록 하는 디퓨져 및 디퓨져 미세홀의 가공 방법에 관한 것이다.

반도체 웨이퍼 및 디스플레이 증착 공정에 사용되는 화학적 기상 증착(CVD)은 웨이퍼나 글래스에 박막을 균일하게 증착하기 위해 디퓨져(또는 샤워 플레이트)를 사용한다. 웨이퍼나 글래스의 박막 증착 균일도를 높이기 위해 사용되는 디퓨져의 정밀함이 요구된다.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 글래스(10)에 박막을 증착하기 위해 백킹 플레이트(100)와 백킹 플레이트(100)에 지지되는 디퓨져(200)가 배치된다. 백킹 플레이트(100)는 외부로부터 공정가스를 주입 받아 이를 다시 디퓨져(200)로 보내며, 디퓨져(200)는 백킹 플레이트(100)로부터 유입된 공정가스를 미세홀(210)을 통해 균일하게 분사하여 서셉터(300) 위에 재치된 글래스(10)에 박막이 균일하게 증착되도록 한다.

여기서, 도 1에 도시된 디퓨져 미세홀(210) 중 어느 하나의 예를 들어 디퓨져 미세홀(210)의 가공하는 것을 도 2 내지 도 4를 통해 순차적으로 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이 먼저 디퓨져 플레이트(200a)의 상측에서 하측방향(화살표 참조)으로 상측 미세홀(211)을 드릴 가공을 통해 형성한다. 이때 드릴 가공에 의해 상측 미세홀(211)의 하부면은 대략 단면이 삼각형 형상으로 이루어진다.

다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이 디퓨져 플레이트(200a)의 하측에서 상측방향(화살표 참조)으로 하측 미세홀(213)을 드릴 가공을 통해 형성한다. 이때 드릴 가공에 의해 하측 미세홀(213)의 전체 형상은 대략 단면이 삼각형 형상으로 이루어진다.

다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이 상측 미세홀(211)과 하측 미세홀(213)이 서로 연통되도록 디퓨져 플레이트(200a)의 하측에서 상측방향(화살표 참조)으로 중간 미세홀(212)을 가공을 통해 형상한다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이 상측 미세홀(211)의 하부면과 하측 미세홀(213)의 상부면을 서로 관통하여 형성된 중간 미세홀(222)의 길이(L1과 L21 또는 L1과 L22)가 가공 환경에 따라 서로 다르거나 또는 불규칙하여 미세홀의 수직도, 동심도, 위치도가 나빠지는 문제점이 있다. 가공 환경의 일예로서 가공 툴이 마모되거나, 주위 온도의 변화, 1차 가공과 2차 가공시 가공 방향이 서로 상이한 경우 등이다.

일본국 공개특허공보 JP 2005-328021

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 인릿 미세홀을 플랫 가공하고, 아웃릿 미세홀을 형상 가공하여 중간 미세홀의 길이를 일정하게 가공할 수 있어 수직도 및 동심도를 좋게 하여 균일한 박막증착이 가능하도록 하는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.

그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 디퓨져 플레이트의 상측에서 하측방향으로 가공을 통해 제1 인릿 미세홀을 형성하는 단계, 제1 인릿 미세홀을 플랫 가공하여 제2 인릿 미세홀을 형성하는 단계, 디퓨져 플레이트의 하측에서 상측방향으로 가공을 통해 제1 아웃릿 미세홀을 형성하는 단계, 제1 아웃릿 미세홀을 형상 가공하여 제2 아웃릿 미세홀을 형성하는 단계, 제2 인릿 미세홀과 제2 아웃릿 미세홀이 서로 연통되도록 디퓨져 플레이트의 하측에서 상측방향으로 가공을 통해 중간 미세홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디퓨져 미세홀의 가공 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 제2 인릿 미세홀은 제1 인릿 미세홀을 가공하는 드릴 가공과 다른 플랫 가공에 의해 이루어지며,

플랫 가공은 드릴 가공에 따라 형성된 제1 인릿 미세홀의 폭보다 적어도 일면이 넓게 형성되도록 하면서 적어도 하부면이 플랫하게 형성되도록 디퓨저 플레이트의 상측에서 하측방향으로 가공된다.

또한, 제2 아웃릿 미세홀은 제1 아웃릿 미세홀을 가공하는 드릴 가공과 다른 형상 가공에 의해 이루어지며,

형상 가공은 드릴 가공에 따라 형성된 제1 아웃릿 미세홀의 폭보다 적어도 일면이 넓게 형성되도록 하면서 적어도 상부면이 플랫하게 형성되도록 디퓨져 플레이트의 하측에서 상측방향으로 가공된다.

또한, 플랫 가공 및 형상 가공에 따라 제2 인릿 미세홀의 하부면 및 제2 아웃릿 미세홀의 상부면이 플랫하게 가공 형성됨으로써 제2 아웃릿 미세홀의 상부면에서 제2 인릿 미세홀의 하부면까지의 길이가 일정하게 가공 형성된다.

또한, 제1 인릿 미세홀을 가공한 후에 제1 인릿 미세홀의 하부면이 플랫하도록 제2 인릿 미세홀을 가공 형성하고,

제1 아웃릿 미세홀을 가공한 후에 제1 아웃릿 미세홀의 상부면이 플랫하도록 제2 아웃릿 미세홀을 가공 형성함으로써 제2 인릿 미세홀의 하부면과 제2 아웃릿 미세홀의 상부면이 서로 쌍으로 플랫하도록 가공 형성되고,

쌍으로 형성된 플랫한 면을 관통하도록 중간 미세홀을 가공 형성한다.

한편, 본 발명의 목적은 공정가스를 외부로부터 디퓨져 내로 유입하며, 가공에 의해 하부면이 플랫하게 형성된 인릿 미세홀, 가공에 의해 상부면이 플랫하게 형성된 아웃릿 미세홀, 인릿 미세홀의 플랫한 하부면과 아웃릿 미세홀의 플랫한 상부면을 서로 연통시키도록 가공에 의해 형성되는 중간 미세홀을 포함하며, 쌍으로 형성된 플랫한 면을 관통하도록 중간 미세홀을 가공 형성함으로써 아웃릿 미세홀의 상부면에서 인릿 미세홀의 하부면까지의 길이가 일정하게 가공 형성된다.

또한, 인릿 미세홀의 형상은 단면이 직사각형 형상이고, 아웃릿 미세홀의 형상은 단면이 사다리꼴 형상이다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 인릿 미세홀을 플랫 가공하고, 아웃릿 미세홀을 형상 가공하여 중간 미세홀의 길이를 일정하게 가공할 수 있어 수직도 및 동심도를 좋게 하여 균일한 박막증착이 가능하도록 하는 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이 CVD 공정의 챔버 내부 배치를 나타낸 도면이고,
도 2 내지 도 4는 종래 기술에 따른 미세홀의 가공 순서를 나타낸 도면이고,
도 5는 종래 기술에 따라 형성된 미세홀의 길이가 달라지는 것을 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 인릿 미세홀을 도시한 도면이고,
도 7(a),(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 인릿 미세홀과 제2 인릿 미세홀을 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 인릿 미세홀과 제1 아웃릿 미세홀을 도시한 도면이고,
도 9(a),(b)는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 아웃릿 미세홀과 제2 아웃릿 미세홀을 도시한 도면이고,
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 인릿 미세홀, 제2 아웃릿 미세홀, 중간 미세홀을 도시한 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.

본 발명의 일실시예에 따른 디퓨져 미세홀의 가공 방법은 디퓨져 미세홀의 길이가 일정하게 유지되도록 하여 공정가스의 분사를 원활히 함으로써 글래스(10)의 박막 증착 균일도를 향상시키기 위한 것이다.

도 6에 도시된 바와 같이 1차적으로 제1 인릿 미세홀(221a)을 디퓨져 플레이트(200a)의 상측에서 하측방향(화살표 참조)으로 소형 드릴 가공을 통해 형성한다. 이때, 제1 인릿 미세홀(221a)의 하부면은 드릴 가공에 의해 그 단면이 대략 삼각형 형상으로 이루어진다.

다음으로 도 7(a)에 도시된 바와 같이 제1 인릿 미세홀(221a)이 형성된 위치에 디퓨져 플레이트(200a)의 상측에서 하측방향(화살표 참조)으로 플랫 가공을 한다. 플랫 가공에 의해 도 7(b)에 도시된 바와 같이 하부면이 플랫한 제2 인릿 미세홀(221b)이 형성된다. 이때 형성되는 제2 인릿 미세홀(221b)은 1차 가공된 제1 인릿 미세홀(221a)이 형성된 위치에서 제1 인릿 미세홀(221a)의 폭보다 넓게 2차적으로 가공 형성된다.

다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이 3차적으로 제1 아웃릿 미세홀(223a)을 디퓨져 플레이트(200a)의 하측에서 상측방향(화살표 참조)으로 드릴 가공을 통해 형성한다. 이때, 제1 아웃릿 미세홀(223a)은 드릴 가공에 의해 그 단면이 대략 삼각형 형상으로 이루어진다. 제1 아웃릿 미세홀(223a)은 제1 인릿 미세홀(221a)에 비해 그 폭이 더 넓게 형성되는 것이 바람직하다. 다만, 상술한 제1 인릿 미세홀(221a)과 제1 아웃릿 미세홀(223a)의 가공 순서는 가공 환경에 따라 서로 달라질 수 있으며 가공 순서에 제한되지는 않는다.

다음으로 도 9(a)에 도시된 바와 같이 제1 아웃릿 미세홀(223a)이 형성된 위치에 디퓨져 플레이트(200a)의 하측에서 상측방향(화살표 참조)으로 형상 가공을 한다. 형상 가공에 의해 도 9(b)에 도시된 바와 같이 상부면이 플랫한 제2 아웃릿 미세홀(223b)이 형성된다. 형상 가공은 대략 삼각형 형상으로 이루어진 제1 아웃릿 미세홀(223a)의 단면을 대략 사다리꼴 형상으로 가공하면서 동시에 상부면이 플랫하도록 가공하는 것을 의미한다. 제2 아웃릿 미세홀(223b)은 3차 가공된 제1 아웃릿 미세홀(223a)이 형성된 위치에서 제1 아웃릿 미세홀(223a)의 폭보다 넓게 4차적으로 가공 형성된다. 따라서, 제2 아웃릿 미세홀(223b)의 폭은 제2 인릿 미세홀(221b)의 폭보다 넓게 형성되는 것이 바람직하다.

마지막으로, 도 10에 도시된 바와 같이 제2 인릿 미세홀(221b)과 제2 아웃릿 미세홀(223b)을 서로 연통시키면서, 제2 인릿 미세홀(221b)의 하부면과 제2 아웃릿 미세홀(223b)의 상부면을 관통하여 중간에 형성되는 중간 미세홀(222)을 디퓨져 플레이트(200a)의 하측에서 상측방향(화살표 참조)으로 5차적으로 가공한다. 가공된 중간 미세홀(222)은 제2 인릿 미세홀(221b)의 하부면이 플랫하고, 이와 쌍으로 대향되는 제2 아웃릿 미세홀(223b)의 상부면이 플랫하기 때문에 중간 미세홀(222)의 길이(L3)가 일정하게 형성되어 수직도 및 동심도를 좋게 할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라 도 5에 도시된 공정가스의 미세홀 내의 흐름에 비해 더욱 직직성 있게 흐를 수 있는 장점이 있다.

상술한 1차 및 3차 미세홀 가공과 1차 및 3차에 각각 대응되는 2차 및 4차 미세홀 가공에 사용되는 툴은 각기 다른 툴을 사용한다. 또한, 1차 및 3차 미세홀 가공에 비해 2차 및 4차 미세홀 가공이 면적을 더 넓게 가공하고, 일면을 플랫하게 가공한다(플랫 가공 및 형상 가공). 플랫 가공 및 형상 가공을 통해 중간 미세홀(222)의 길이를 일정하게 유지할 수 있다.

본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다. 또한, 상술한 본 발명의 구성요소는 본 발명의 설명의 편의를 위하여 설명하였을 뿐 여기에서 설명되지 아니한 구성요소가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 추가될 수 있다.

상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.

이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

10 : 글래스
100 : 백킹 플레이트
200 : 디퓨져
200a : 디퓨져 플레이트
210 : 미세홀
211 : 상측 미세홀
212 : 중간 미세홀
213 : 하측 미세홀
220 : 미세홀
221a : 제1 상측 미세홀(또는 제1 인릿 미세홀)
221b : 제2 상측 미세홀(또는 제2 인릿 미세홀)
222 : 중간 미세홀
223a : 제1 하측 미세홀(또는 제1 아웃릿 미세홀)
223b : 제2 하측 미세홀(또는 제2 아웃릿 미세홀)
300 : 서셉터
310 : 샤프트
400 : 챔버

Claims

디퓨져 플레이트의 상측에서 하측방향으로 가공을 통해 제1 인릿 미세홀을 형성하는 단계,
상기 제1 인릿 미세홀을 플랫 가공하여 제2 인릿 미세홀을 형성하는 단계,
상기 디퓨져 플레이트의 하측에서 상측방향으로 가공을 통해 제1 아웃릿 미세홀을 형성하는 단계,
상기 제1 아웃릿 미세홀을 형상 가공하여 제2 아웃릿 미세홀을 형성하는 단계,
상기 제2 인릿 미세홀과 제2 아웃릿 미세홀이 서로 연통되도록 상기 디퓨져 플레이트의 하측에서 상측방향으로 가공을 통해 중간 미세홀을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디퓨져 미세홀의 가공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제2 인릿 미세홀은,
상기 제1 인릿 미세홀을 가공하는 드릴 가공과 다른 플랫 가공에 의해 이루어지며,
상기 플랫 가공은,
상기 드릴 가공에 따라 형성된 상기 제1 인릿 미세홀의 폭보다 적어도 일면이 넓게 형성되도록 하면서 적어도 하부면이 플랫하게 형성되도록 상기 디퓨저 플레이트의 상측에서 하측방향으로 가공하는 것을 특징으로 하는 디퓨져 미세홀의 가공 방법.
제 2 항에 있어서,
상기 제2 아웃릿 미세홀은,
상기 제1 아웃릿 미세홀을 가공하는 드릴 가공과 다른 형상 가공에 의해 이루어지며,
상기 형상 가공은,
상기 드릴 가공에 따라 형성된 상기 제1 아웃릿 미세홀의 폭보다 적어도 일면이 넓게 형성되도록 하면서 적어도 상부면이 플랫하게 형성되도록 상기 디퓨져 플레이트의 하측에서 상측방향으로 가공하는 것을 특징으로 하는 디퓨져 미세홀의 가공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 플랫 가공 및 형상 가공에 따라 상기 제2 인릿 미세홀의 하부면 및 제2 아웃릿 미세홀의 상부면이 플랫하게 가공 형성됨으로써 상기 제2 아웃릿 미세홀의 상부면에서 상기 제2 인릿 미세홀의 하부면까지의 길이가 일정하게 가공 형성되는 것을 특징으로 하는 디퓨져 미세홀의 가공 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 인릿 미세홀을 가공한 후에 상기 제1 인릿 미세홀의 하부면이 플랫하도록 상기 제2 인릿 미세홀을 가공 형성하고,
상기 제1 아웃릿 미세홀을 가공한 후에 상기 제1 아웃릿 미세홀의 상부면이 플랫하도록 상기 제2 아웃릿 미세홀을 가공 형성함으로써 상기 제2 인릿 미세홀의 하부면과 상기 제2 아웃릿 미세홀의 상부면이 서로 쌍으로 플랫하도록 가공 형성되고,
상기 쌍으로 형성된 플랫한 면을 관통하도록 상기 중간 미세홀을 가공 형성하는 것을 특징으로 하는 디퓨져 미세홀의 가공 방법.
공정가스를 외부로부터 디퓨져 내로 유입하며, 가공에 의해 하부면이 플랫하게 형성된 인릿 미세홀,
가공에 의해 상부면이 플랫하게 형성된 아웃릿 미세홀,
상기 인릿 미세홀의 플랫한 하부면과 상기 아웃릿 미세홀의 플랫한 상부면을 서로 연통시키도록 가공에 의해 형성되는 중간 미세홀을 포함하며,
쌍으로 형성된 플랫한 면을 관통하도록 상기 중간 미세홀을 가공 형성함으로써 상기 아웃릿 미세홀의 상부면에서 상기 인릿 미세홀의 하부면까지의 길이가 일정하게 가공 형성되는 것을 특징으로 하는 디퓨져.
제 6 항에 있어서,
상기 인릿 미세홀의 형상은 단면이 직사각형 형상이고,
상기 아웃릿 미세홀의 형상은 단면이 사다리꼴 형상인 것을 특징으로 하는 디퓨져.