KR20240076806A - 부동태화된 표면을 갖는 적층 제조된 물품 및 관련 방법 - Google Patents

부동태화된 표면을 갖는 적층 제조된 물품 및 관련 방법 Download PDF

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엔테그리스, 아이엔씨.
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Abstract

일부 실시예는 부동태화된 표면을 갖는 적층 제조된 물품 및 관련 방법에 관한 것이다. 방법은 적층 제조에 의해 3차원 (3D) 물품을 형성하여, 마그네슘 성분을 포함하는 적층 제조된 3D 물품을 획득하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 적층 제조된 3D 물품을 플루오린 성분을 포함하는 반응성 기체 상에 노출시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 반응성 기체 상으로부터의 플루오린 성분은 적층 제조된 3D 물품의 마그네슘 성분과 반응하여 적층 제조 3D 물품의 표면에 그리고 그 아래에서 부동태화 층을 형성할 수 있다.

Description

부동태화된 표면을 갖는 적층 제조된 물품 및 관련 방법
본 개시내용은 일반적으로 부동태화된 표면을 갖는 적층 제조된 물품 및 관련 방법에 관한 것이다.
기계가공 프로세스는 복잡한 형상을 갖는 디바이스 (또는 디바이스 부품)를 단일 구성요소로서 제조하는 것을 허용하지 않는다. 예를 들어, 복잡한 형상을 갖는 디바이스는 복수의 구성요소를 조립함으로써만 제조될 수 있다. 복수의 구성요소의 조립은 종종 2개 이상의 구성요소의 계면에 이음매 또는 용접부의 형성을 유발한다.
제1 실시예에서, 물품을 형성하는 방법이 개시되고, 그러한 방법은: 적층 제조에 의해 3차원 (3D) 물품을 형성하여 적층 제조된 3D 물품을 획득하는 단계로서, 여기서, 적층 제조된 3D 물품은 마그네슘 성분을 포함하는, 단계; 및 적층 제조된 3D 물품을 반응성 기체 상에 노출시켜 부동태화 층을 형성하는 단계로서, 여기서, 반응성 기체 상은 플루오린 성분을 포함하고, 여기서, 플루오린 성분은 마그네슘 성분과 반응하여 적층 제조된 3D 물품의 표면에서 그리고 그 아래에서 마그네슘 플루오라이드를 형성하는, 단계를 포함한다.
제1 실시예에 따른 제2 실시예에서, 형성은 적층 제조된 3D 물품을 형성하기 위해 3D 프린터로부터 3D 프린트 가능한 물질을 분배하는 단계를 포함한다.
선행 실시예 중 어느 하나에 따른 제3 실시예에서, 마그네슘 성분은 마그네슘-함유 금속 합금, 마그네슘 이온, 마그네슘-함유 금속 산화물, 원소 마그네슘, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함한다.
선행 실시예 중 어느 하나에 따른 제4 실시예에서, 적층 제조된 3D 물품은 기계가공에 의한 구성될 수 없는 모놀리식 구조를 갖는다.
선행 실시예 중 어느 하나에 따른 제5 실시예에서, 적층 제조된 3D 물품은 일체형 구성의 물품이다.
선행 실시예 중 어느 하나에 따른 제6 실시예에서, 적층 제조된 3D 물품은 플레넘(plenum), 트렌치(trench), 홀(hole)을 규정하는 구조, 채널(channel)을 규정하는 구조, 캐비티(cavity)를 규정하는 구조, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함한다.
선행 실시예 중 어느 하나에 따른 제7 실시예에서, 적층 제조된 3D 물품은 2:1 내지 1000:1의 종횡비를 갖고, 여기서 종횡비는 폭, 깊이, 높이 또는 직경 중 2개의 비율이다.
선행 실시예 중 어느 하나에 따른 제8 실시예에서, 적층 제조된 3D 물품은 이음매를 포함하지 않는다.
선행 실시예 중 어느 하나에 따른 제9 실시예에서, 적층 제조된 3D 물품은 브레이즈(braze) 접합부를 포함하지 않는다.
선행 실시예 중 어느 하나에 따른 제10 실시예에서, 적층 제조된 3D 물품은 용접 접합부를 포함하지 않는다.
선행 실시예 중 어느 하나에 따른 제11 실시예에서, 반응성 기체 상은 CF4, C2F4, C3F6, C4F8, CHF3, C2H2F2, C2F6, HF, CH3F, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함한다.
선행 실시예 중 어느 하나에 따른 제12 실시예에서, 반응성 기체 상은 C1-C10 퍼플루오로알킬 기를 갖는 중합된 퍼플루오로알킬에틸렌; 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE); 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 공중합체 (PFA); 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP); 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르)/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (EPA); 폴리헥사플루오로프로필렌; 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체 (ETFE); 폴리 트리플루오로에틸렌; 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF); 폴리비닐 플루오라이드 (PVF); 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE); 에틸렌/클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE); 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나로부터 유도된다.
선행 실시예 중 어느 하나에 따른 제13 실시예에서, 마그네슘 플루오라이드가 적층 제조된 3D 물품의 기체-노출된 표면의 적어도 90%를 커버한다.
제14 실시예에서, 본원에 개시된 방법에 따라 형성된 물품을 포함하는 반도체 제조 도구의 구성요소가 개시된다.
제15 실시예에서, 본원에 개시된 방법에 따라 형성된 물품을 포함하는 의료 디바이스가 개시된다.
제16 실시예에서, 물품이 개시되고, 그러한 물품은: 적층 제조된 3차원 (3D) 본체로서, 여기서, 적층 제조된 3D 본체는 마그네슘 성분을 포함하고, 여기서, 적층 제조된 3D 본체는 기계가공에 의해 구성될 수 없는 모놀리식 구조를 갖는, 적층 제조된 3D 본체; 및 적층 제조된 3D 본체의 표면에 그리고 그 아래에 위치된 부동태화 층으로서, 여기서, 부동태화 층은 마그네슘 플루오라이드를 포함하고, 여기서, 마그네슘 플루오라이드는 반응성 기체 상으로부터의 플루오린 성분과 마그네슘 성분의 반응 생성물인, 부동태화 층을 포함한다.
제16 실시예에 따른 제17 실시예에서, 적층 제조된 3D 물품은 플레넘, 트렌치, 홀을 규정하는 구조, 채널을 규정하는 구조, 캐비티를 규정하는 구조, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함한다.
제16 또는 제17 실시예에 따른 제18 실시예에서, 적층 제조된 3D 물품은 2:1 내지 1000:1의 종횡비를 가지며, 여기서 종횡비는 폭, 깊이, 높이 또는 직경 중 2개의 비율이다.
제16 내지 제18 실시예 중 어느 하나에 따른 제19 실시예에서, 적층 제조된 3D 물품은 일체형 구성의 물품이다.
제16 실시예 내지 제19 실시예 중 어느 한 실시예에 따른 제20 실시예에서, 적층 제조된 3D 물품은 이음매를 포함하지 않고, 브레이즈 접합부를 포함하지 않고, 용접 접합부를 포함하지 않는다.
제21 실시예에서, 의료 디바이스가 개시되고, 그러한 의료 디바이스는: 적층 제조된 3차원 (3D) 본체로서, 여기서, 적층 제조된 3차원 (3D) 본체는 마그네슘 성분을 포함하는, 적층 제조된 3D 본체; 및 적층 제조된 3D 본체의 표면에 그리고 그 아래에 위치된 부동태화 층으로서, 여기서, 부동태화 층은 마그네슘 플루오라이드를 포함하고, 여기서, 마그네슘 플루오라이드는 반응성 기체 상으로부터의 마그네슘 성분과 플루오린 성분의 반응 생성물인, 부동태화 층을 포함한다.
제21 실시예에 따른 제22 실시예에서, 의료 디바이스는 포유동물 내로의 이식을 위해 구성된다.
제21 실시예에 따른 제23 실시예에서, 의료 디바이스는 포유동물 내로의 일시적인 삽입을 위해 구성된다.
제21 실시예에 따른 제24 실시예에서, 의료 디바이스는 포유동물에 대한 외부 사용을 위해 구성된다.
제21 실시예 내지 제24 실시예 중 어느 하나에 따른 제25 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 생체적합성이다.
제21 실시예 내지 제25 실시예 중 어느 하나에 따른 제26 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 의료 디바이스의 본체이다.
제21 실시예 내지 제25 실시예 중 어느 하나에 따른 제27 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 의료 디바이스의 구성요소이다.
제21 실시예 내지 제27 실시예 중 어느 하나에 따른 제28 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 벌룬(balloon), 그래프트(graft), 스텐트(stent), 카테터(catheter), 션트(shunt), 색전 작용제(embolic agent), 박동조율기(pacemaker), 제세동기, 인공 임플란트, 인공삽입물, 자극기, 센서, 와이어, 리드(lead), 밸브, 플러그, 펌프, 필터, 기계적 커넥터(connector), 튜브, 플레이트, 수술 도구, 인클로저(enclosure), 그의 임의의 구성요소, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나이다.
제21 내지 제28 실시예 중 어느 하나에 따른 제29 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 혈관성형술 벌룬, 판막성형술 벌룬, 배치 벌룬, 박동조율기 리드, 인공삽입물 심장 판막, 혈관 필터, 혈관 플러그, 인공 심장 판막, 인공 심장, 카테터 팁, 봉합사, 수술용 스테이플(staple), 스크류, 네일(nail), 브래킷(bracket), 핀(pin), 로드(rod), 고정구, 가이드 와이어, 약물 펌프, 합성 혈관 그래프트, 혈관 그래프트, 비혈관 그래프트, 스텐트 그래프트, 혈관 스텐트, 관상동맥 스텐트, 말초 스텐트, 관강내 포장 스텐트, 동정맥 션트, 동맥류 필러, 이식형 펄스 발생기, 이식형 심장 제세동기, 심장율동전환 제세동기, 척추 자극기, 뇌 자극기, 천골 신경 자극기, 골 인공삽입물, 관절 인공삽입물, 플라스틱 튜빙, 금속 튜빙, 치과 교정기, 보청기, 붕대, 그의 임의의 구성요소, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나이다.
제21 실시예 내지 제29 실시예 중 어느 하나에 따른 제30 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 2:1 내지 1000:1의 종횡비를 갖는 구조를 포함한다.
제30 실시예에 따른 제31 실시예에서, 종횡비는 폭, 깊이, 높이, 또는 직경 중 2개의 비율이다.
제21 실시예 내지 제31 실시예 중 어느 하나에 따른 제32 실시예에서, 마그네슘 성분은 마그네슘-함유 금속 합금, 마그네슘 이온, 마그네슘-함유 금속 산화물, 원소 마그네슘, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함한다.
제21 실시예 내지 제32 실시예 중 어느 하나에 따른 제33 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 기계가공에 의한 구성될 수 없는 모놀리식 구조를 갖는다.
제21 실시예 내지 제33 실시예 중 어느 하나에 따른 제34 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 일체형 구성의 물품이다.
제21 실시예 내지 제34 실시예 중 어느 하나에 따른 제35 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 이음매를 포함하지 않는다.
제21 실시예 내지 제35 실시예 중 어느 하나에 따른 제36 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 브레이즈 접합부를 포함하지 않는다.
제21 실시예 내지 제36 실시예 중 어느 하나에 따른 제37 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 용접 접합부를 포함하지 않는다.
제21 실시예 내지 제37 실시예 중 어느 하나에 따른 제38 실시예에서, 반응성 기체 상은 CF4, C2F4, C3F6, C4F8, CHF3, C2H2F2, C2F6, HF, CH3F, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함한다.
제21 실시예 내지 제38 실시예 중 어느 하나에 따른 제39 실시예에서, 반응성 기체 상은 C1-C10 퍼플루오로알킬 기를 갖는 중합된 퍼플루오로알킬에틸렌; 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE); 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 공중합체 (PFA); 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP); 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르)/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (EPA); 폴리헥사플루오로프로필렌; 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체 (ETFE); 폴리 트리플루오로에틸렌; 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF); 폴리비닐 플루오라이드 (PVF); 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE); 에틸렌/클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE); 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나로부터 유도된다.
본 개시내용의 일부를 형성하고, 본원에 기재된 물질 및 방법이 실시될 수 있는 실시예를 예시하는 도면을 참조한다.
도 1은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 물품을 형성하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 2는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 물품의 단면의 개략도이다.
도 3은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 물품의 단면의 개략도이다.
도 4는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른, 적층 제조된 물품의 표면을 부동태화하기 전의 적층 제조된 물품의 이미지이다.
도 5는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른, 적층 제조된 물품의 표면을 부동태화한 후의 도 4로부터의 적층 제조된 물품의 이미지이다.
도 6은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 에너지 분산 X선 분광분석법 (EDS)의 그래프이다.
도 7은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 에너지 분산 X선 분광분석법 (EDS)의 그래프이다.
본 개시내용의 실시예는, 다른 것들 중에서도, 적층 제조에 의해 형성되는 물품, 적층 제조에 의해 물품을 형성하는 방법, 적층 제조에 의해 형성되는 물품을 수반하는 애플리케이션, 및 관련 실시예에 관한 것이다. 본 개시내용의 일부 실시예는 하나 이상의 부동태화된 표면을 갖는 적층 제조된 물품에 관한 것이다. 일부 실시예에서, 적층 제조에 의해 형성된 물품은 모놀리식 구조, 하나 이상의 고 종횡비 피처, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 적층 제조에 의한 물품의 제조 후에, 물품은 적층 제조된 물품의 하나 이상의 표면이 마그네슘 플루오라이드로 부동태화되는 증기-상 플루오린화 프로세스에 적용될 수 있다. 일부 실시예에서, 증기-상 플루오린화 프로세스는 적층 제조된 물품의 모든 노출된 표면을 부동태화하기에 충분하다. 일부 실시예에서, 적층 제조된 물품의 부동태화된 표면(들)은 내식성 층, 에칭 내성 층, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 제공한다.
도 1은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 물품을 형성하는 방법의 흐름도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 물품을 형성하는 방법(100)은 다음의 단계: 적층 제조에 의해 3차원 (3D) 물품을 형성하는 단계(102) 및 3D 물품을 기체 상 반응물에 노출시켜 부동태화 층을 형성하는 단계(104) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
단계 102에서, 방법(100)은 적층 제조에 의해 3D 물품을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 적층 제조는 3D 프린팅을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 3D 물품은 3D 프린트 가능한 물질을 3D 프린터로부터 분배하여 3D 물품을 형성함으로써 형성된다. 일부 실시예에서, 3D 프린팅은 객체를 증분적으로 구축함으로써 3D 모델로부터 고체 객체를 생성하는 것을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 3D 프린팅은 모놀리식 구조, 일체형 구성, 기계가공에 의해 구성될 수 없는 구조, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 갖는 3D 물품을 생성하기 위해 함께 선택적으로 결합되거나 융합되는 층으로 3D 프린트 가능한 물질을 적용하는 것을 포함할 수 있다. 3D 프린팅은 선택적 레이저 용융(SLM), 선택적 레이저 소결(SLS), 융합 증착 모델링(FDM), 전자 빔 용융(EBM), 직접 금속 레이저 소결(DMLS), 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 사용하여 수행될 수 있다.
일부 실시예에서, 3D 물품은 전구체 물질로부터 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 전구체 물질은 3D 프린트 가능한 물질을 포함하거나, 그로 구성되거나, 또는 그로 본질적으로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 전구체 물질은 과립상 원료와 같은 원료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 전구체 물질은 금속 분말, 금속 합금 분말, 세라믹 분말, 중합체 (예를 들어, 광중합체 수지, 열가소성 중합체, 또는 그의 임의의 조합), 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전구체 물질은 열 (예를 들어, 스캐닝 레이저 또는 스캐닝 전자 빔)에 의해 융합될 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전구체 물질은 금속 성분을 포함하거나, 그로 구성되거나, 또는 그로 본질적으로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 성분은 하나 이상의 금속, 하나 이상의 금속 화합물, 하나 이상의 금속 산화물, 하나 이상의 금속 합금, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 그로 구성되거나, 또는 그로 본질적으로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 전구체 물질은 Al, Mg, Ni, Ti, V, Fe, Cr, Zn, Mo, Li, Cu, Mn, In, Sn, P, Sb, As, Bi, Pb, Te, Se, W, Ge, Cd, Co, Ag, Pt, Hg, Ir, Os, S, K,Ga, Na, Nb, Ta, Si, La2O3, NiO, Fe2O3, Al2O3, BaO, MgO, CaO, HfO2, ZrO2, SnO2, In2O3, K2O, CeO2, Ce2O3, Sc2O3, Y2O3, Ga2O3, Na2O, B2O3, SrO, BeO, 산화티타늄, 산화탄탈럼, 산화니오븀, 탄화규소, 스테인레스강, 희토류 산화물, 그의 구성요소, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 그로 구성되거나, 또는 그로 본질적으로 구성되거나, 또는 그로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 전구체 물질은 하나 이상의 용매를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 3D 물품은 적어도 마그네슘 성분을 포함할 수 있다. 마그네슘 성분은 이동가능 형태의 마그네슘을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 마그네슘 성분은 금속 합금, 금속 이온, 금속 산화물, 원소 마그네슘, 또는 그의 임의의 조합으로서 금속 형태의 마그네슘을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 마그네슘 성분은 마그네슘-함유 금속 합금, 마그네슘 이온, 마그네슘-함유 금속 산화물, 원소 마그네슘, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 3D 물품은 적층 제조된 3D 물품을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 3D 물품은 적층 제조된 3D 본체를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 3D 물품은 모놀리식 구조를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 모놀리식 구조는 기계가공에 의해 구성될 수 없는 구조일 수 있다. 일부 실시예에서, "기계가공"이라는 용어는, 다른 것들 중에서도, 예를 들어 그리고 비제한적으로, 밀링(milling), 드릴링(drilling), 그라인딩(grinding), 커팅(cutting), 카빙(carving), 치핑(chipping), 또는 형성에 의해 물질을 성형하는 프로세스를 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 모놀리식 구조는 일체형 구성의 구조일 수 있다. 일부 실시예에서, 3D 물품은 일체형 구성일 수 있다. 일부 실시예에서, "일체형 구성"이라는 용어는 제조 후에 함께 접합되는 2개 이상의 구조를 포함하지 않는 구조를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 3D 물품은 별도로 제작되고 후속적으로 함께 접합되는 어떠한 구조도 포함하지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 일체형 구성의 모놀리식 구조는 이음매를 포함하지 않는 구조, 브레이즈 접합부를 포함하지 않는 구조, 용접 접합부를 포함하지 않는 구조, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나일 수 있다.
일부 실시예에서, 3D 물품은 적어도 하나의 피처(feature)를 가질 수 있다. 적어도 하나의 피처는 플레넘, 트렌치, 홀을 규정하는 구조, 채널을 규정하는 구조, 캐비티를 규정하는 구조 (예를 들어, 캐비티를 규정하는 부분적으로 둘러싸인 영역), 평면 표면, 비평면 표면, 또는 그의 임의의 조합을 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 구성될 수 있거나, 또는 이들로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 적어도 하나의 피처는 종횡비를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 피처의 종횡비는 폭에 대한 깊이의 비율을 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 피처의 종횡비는 깊이에 대한 폭의 비율을 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 피처의 종횡비는 길이, 폭, 또는 높이 중 2개의 비율을 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 피처의 종횡비는 직경에 대한 깊이의 비율을 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 피처의 종횡비는 깊이에 대한 직경의 비율을 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 피처의 종횡비는 폭, 깊이, 높이, 직경, 및 원주 중 적어도 2개의 비율을 지칭할 수 있다.
일부 실시예에서, 적어도 하나의 피처는 2:1 내지 1000:1, 또는 그 사이의 임의의 범위 또는 하위범위의 종횡비를 가질 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 피처는 적어도 2:1, 적어도 3:1, 적어도 4:1, 적어도 5:1, 적어도 6:1, 적어도 7:1, 적어도 8:1, 적어도 9:1, 적어도 10:1, 적어도 15:1, 적어도 20:1, 적어도 25:1, 적어도 30:1, 적어도 35:1, 적어도 40:1, 적어도 45:1, 적어도 50:1, 적어도 55:1, 적어도 60:1, 적어도 65:1, 적어도 70:1, 적어도 75:1, 적어도 80:1, 적어도 85:1, 적어도 90:1, 적어도 95:1, 적어도 100:1, 적어도 200:1, 적어도 300:1, 적어도 400:1, 적어도 500:1, 적어도 600:1, 적어도 700:1, 적어도 800:1, 적어도 900:1, 내지 1000:1, 및/또는 그 사이의 임의의 범위 또는 하위범위의 종횡비를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 3D 물품은, 예를 들어 그리고 비제한적으로, 프로세스 챔버, 측벽, 유동 헤드 (예를 들어, 샤워헤드), 차폐부, 트레이, 지지부, 노즐, 밸브, 도관, 물체를 취급하거나 유지하기 위한 스테이지(stage), 웨이퍼 취급 고정구, 웨이퍼 캐리어, 웨이퍼 홀더, 서셉터(susceptor), 스핀들(spindle), 척(chuck), 링(ring), 배플(baffle), 체결구 (예를 들어, (나사형) 스크류, (나사형) 너트, 볼트, 클램프, 리벳 등), 멤브레인, 필터, 3차원 네트워크, 도관 (예를 들어, 기체 라인), 매니폴드 (예를 들어, 기체 매니폴드), 윈도우, 주입기, 라이너(liner), 매니폴드, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나와 같은 반도체 제조 도구의 구성요소일 수 있다. 마그네슘 플루오라이드 부동태화 층은 3D 물품이 이식가능한 의료 디바이스 또는 그의 임의의 구성요소로서 유용할 수 있도록 생체적합성일 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서, 3D 물품은, 예를 들어 그리고 비제한적으로, 의료 기구, 의료 임플란트, 또는 의료 용도를 가지는 물품 중 적어도 하나와 같은, 의료 디바이스 또는 의료 디바이스의 구성요소일 수 있다. 의료 디바이스 및/또는 그 구성요소의 비제한적인 예는 인공삽입물 (예를 들어, 무릎, 관절, 어깨, 엉덩이 등), 치과 교정기, 보청기, 브레이스, 네일, 스크류, 플레이트, 카테터, 튜브, 밸브, 인클로저, 와이어, 스텐트, 커넥터, 또는 그의 임의의 조합 등 중 적어도 하나를 포함한다.
단계 104에서, 일부 실시예에서, 3D 물품은 부동태화 층을 형성하기 위해 반응성 기체 상에 노출될 수 있다. 일부 실시예에서, 노출은 부동태화 층의 형성을 유발하기에 충분한 조건 하에서 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 노출은 반응성 기체 상을 3D 물품에 노출시키도록 구성된 챔버(chamber)에서 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 노출은 프로세스 챔버에서 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 노출은 반응 용기에서 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 노출은 고체 또는 액체 전구체 물질을 기화시켜 반응성 기체 상을 획득함으로써 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 고체 또는 액체 전구체 물질은 반응 용기 또는 프로세스 챔버에서; 또는 별도의 용기에서 기화되고, 이어서 반응성 기체 상을 프로세스 챔버 또는 반응 용기에 공급한다. 일부 실시예에서, 노출은 (예를 들어, 반응성 기체 상을 획득하기 위해 고체 또는 액체 전구체 물질을 기화시키지 않고) 반응성 기체 상을 프로세스 챔버 또는 반응 용기에 공급함으로써 수행될 수 있다. 일부 실시예에서, 부동태화 층은 플라즈마가 없는 증착 프로세스에 의해 형성된다. 일부 실시예에서, 부동태화 층은 비-플라즈마 증착 프로세스에 의해 형성된다.
일부 실시예에서, 반응성 기체 상은 플루오린 성분을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 반응성 기체 상은 액체 또는 고체로부터 유도될 수 있는 분자 플루오린 소스(source) 증기를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 플루오린 성분은 분자 플루오린을 포함하거나, 그로 구성되거나, 또는 그로 본질적으로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 플루오린 성분은 이온성이 아니거나, 실질적으로 이온성이 아니거나, 플라즈마를 형성하기 위해 (예를 들어, 열 이외의 에너지를 첨가함으로써) 프로세싱되지 않거나, 또는 그의 임의의 조합이다. 일부 실시예에서, 플루오린 성분은 플루오린화 유기 화합물, 퍼플루오린화 유기 화합물, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 그로 구성되거나, 또는 그로 본질적으로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 예를 들어, 플루오린 성분은 플루오린화 알칸, 퍼플루오린화 알칸, 플루오린화 알켄, 퍼플루오린화 알켄, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 그로 구성되거나, 또는 그로 본질적으로 구성될 수 있으며, 여기서 이들 중 임의의 하나 이상은 선형 또는 분지형일 수 있다. 일부 실시예에서, 플루오린 성분은 CF4, C2F4, C3F6, C4F8, CHF3, C2H2F2, C2F6, HF, CH3F, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 그로 구성되거나, 또는 그로 본질적으로 구성될 수 있거나, 또는 그로 구성된 그룹으로부터 선택될 수 있다. 일부 실시예에서, 반응성 기체 상은 플라즈마, 플라즈마를 생성하기 위한 프로세스, 또는 그의 임의의 조합과 구별된다.
일부 실시예에서, 반응성 기체 상은 비-기체 플루오린화 중합체(예를 들어, 고체 또는 액체 상 플루오린화 중합체)로부터 유도된 기체 플루오린화 중합체를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 플루오린화 중합체는 단독중합체 또는 공중합체일 수 있다. 일부 실시예에서, 플루오린화 중합체는 하나 이상의 플루오로올레핀 단량체 및 임의로 적어도 하나의 비-플루오린화 공단량체의 공중합체를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 플루오린화 중합체는 플루오린화 (즉, 부분 플루오린화), 퍼플루오린화될 수 있거나, 또는 비-플루오린 할로겐 원자, 예컨대 예를 들어 비제한적으로 염소를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 분자 플루오린 소스는 실온에서 액체 또는 고체일 수 있지만, 본원에 개시된 프로세스 온도에서 기화된다. 플루오로중합체의 비제한적 예는, 비제한적으로, 하기 중 적어도 하나를 포함한다: C1-C10 퍼플루오로알킬 기를 갖는 중합된 퍼플루오로알킬에틸렌; 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE); 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 공중합체 (PFA); 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP); 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르)/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (EPA); 폴리헥사플루오로프로필렌; 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체 (ETFE); 폴리 트리플루오로에틸렌; 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF); 폴리비닐 플루오라이드 (PVF); 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE); 에틸렌/클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE); 또는 그의 임의의 조합.
일부 실시예에서, 부동태화 층은 마그네슘 플루오라이드 (MgF2)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 부동태화 층의 마그네슘 플루오라이드는 3D 물품 내에 존재하는 마그네슘 성분과 반응성 기체 상에 존재하는 플루오린 성분의 반응 생성물일 수 있다. 일부 실시예에서, 부동태화 층의 마그네슘 플루오라이드는 3D 물품의 표면에 그리고 3D 물품의 표면 아래에 형성될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 플루오린 성분은 3D 물품의 표면에 존재하는 마그네슘, 3D 물품의 표면 바로 아래에 존재하는 마그네슘, 3D 물품의 벌크 부분으로부터 표면 또는 표면에 근접한 영역으로 확산되거나 이동하는 마그네슘, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나와 반응할 수 있다. 일부 실시예에서, 부동태화 층은 3D 물품의 표면 상에 형성된 실질적으로 별개의 스트레텀(stratum)이 아니라, 오히려 3D 물품의 표면에, 그리고 선택적으로 바로 아래에 형성된 영역일 수 있다. 일부 실시예에서, 부동태화 층은 코팅 프로세스 또는 증착 프로세스 (예를 들어, 화학 기상 증착, 원자 층 증착, 물리 기상 증착 등)를 통해 3D 물품 표면에 적용된 층이 아니다 (따라서 이와 구별된다). 일부 실시예에서, 부동태화 층이라는 용어는 3D 물품의 표면 (예를 들어, 3D 물품의 표면에 그리고 선택적으로 그 아래에 형성됨)에서의 부동태화 영역을 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 달리 제공되지 않는 한, 부동태화 층이라는 용어는 부동태화 영역이라는 용어와 상호교환가능하게 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 부동태화 층은 마그네슘 화합물, 플루오라이드 화합물, 마그네슘 플루오라이드 화합물, 산화물 화합물, 금속 화합물, 금속 산화물 화합물, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 부동태화 층은 마그네슘 플루오라이드 (MgF2), 금속 산화물 화합물, 또는 이들의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하거나, 이들로 구성되거나, 또는 이들로 본질적으로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 금속 산화물 화합물은 반응 생성물일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 금속 산화물 화합물은 3D 물품이 산소에 노출될 때 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 원자 층 증착 (ALD) 코팅이 부동태화 층 (예를 들어, 부동태화 층의 표면) 상에 선택적으로 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, ALD 코팅은 이트리아(yttria)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, ALD 코팅은 지르코니아(zirconia)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, ALD 코팅은 티타니아(titania)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, ALD 코팅은 AlOxNy를 포함할 수 있으며, 여기서 x는 1 내지 5이고 N은 1 내지 5이다. 일부 실시예에서, ALD 코팅은 3D 물품의 표면 상에 있을 수 있다.
일부 실시예에서, 노출은 하나 이상의 프로세스 조건에서 수행될 수 있다. 프로세스 조건은 온도, 압력, 지속기간, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 프로세스 조건은 플루오린 성분의 플루오린이 3D 물품 내에 존재하는 마그네슘과 반응하여 마그네슘 플루오라이드 (MgF2)을 형성하기에 충분해야 한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 프로세스 조건은 플루오린 성분의 플루오린이 3D 물품 내에 존재하는 마그네슘과 반응하여 MgF2를 형성하게 하기에 충분한 온도, 압력, 지속기간, 또는 그의 임의의 조합일 수 있다. 프로세스 조건은 미리 결정된 두께, 미리 결정된 커버리지, 미리 결정된 특성 (예를 들어, 내식성, 에칭 내성, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나), 또는 그의의 임의의 조합 중 적어도 하나를 획득하도록 변경되거나 조정될 수 있다.
일부 실시예에서, 노출은 200℃ 내지 500℃, 또는 그 사이의 임의의 범위 또는 하위범위의 온도에서 수행된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 노출은 250℃ 내지 500℃, 300℃ 내지 500℃, 350℃ 내지 500℃, 400℃ 내지 500℃, 450℃ 내지 500℃, 200℃ 내지 400℃, 200℃ 내지 450℃, 200℃ 내지 350℃, 200℃ 내지 300℃, 200℃ 내지 250℃, 375℃ 내지 425℃, 375℃ 내지 450℃, 400℃ 내지 425℃, 400℃ 내지 450℃, 및/또는 그 사이의 임의의 범위 또는 하위범위의 온도에서 수행된다.
일부 실시예에서, 노출은 100 Torr 내지 1500 Torr, 또는 그 사이의 임의의 범위 또는 하위범위의 압력에서 수행된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 노출은 200 Torr 내지 1500 Torr, 300 Torr 내지 1500 Torr, 400 Torr 내지 1500 Torr, 500 Torr 내지 1500 Torr, 600 Torr 내지 1500 Torr, 700 Torr 내지 1500 Torr, 800 Torr 내지 1500 Torr, 900 Torr 내지 1500 Torr, 1000 Torr 내지 1500 Torr, 1100 Torr 내지 1500 Torr, 1200 Torr 내지 1500 Torr, 1300 Torr 내지 1500 Torr, 1400 Torr 내지 1500 Torr, 100 Torr 내지 1400 Torr, 100 Torr 내지 1300 Torr, 100 Torr 내지 1200 Torr, 100 Torr 내지 1100 Torr, 100 Torr 내지 1000 Torr, 100 Torr 내지 900 Torr, 100 Torr 내지 800 Torr, 100 Torr 내지 700 Torr, 100 Torr 내지 600 Torr, 100 Torr 내지 500 Torr, 100 Torr 내지 400 Torr, 100 Torr 내지 300 Torr, 100 Torr 내지 200 Torr, 250 Torr 내지 1000 Torr, 500 Torr 내지 1000 Torr, 250 Torr 내지 1250 Torr, 500 Torr 내지 1250 Torr, 및/또는 그 사이의 임의의 범위 또는 하위범위의 압력에서 수행된다.
일부 실시예에서, 노출은 1시간 내지 15시간, 또는 그 사이의 임의의 범위 또는 하위범위의 지속기간으로 수행된다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 노출은 2시간 내지 13시간의 지속기간, 3시간 내지 12시간의 지속기간, 및/또는 그 사이의 임의의 범위 또는 하위범위에서 수행된다.
일부 실시예에서, 표면 커버리지는 마그네슘 플루오라이드를 포함하는 노출된 표면 (예를 들어, 기체-노출된 표면)의 백분율을 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 노출된 표면(들)은 또한 마스킹되지 않은 표면(들)을 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 표면 커버리지는 적어도 80% 내지 100%, 또는 그 사이의 임의의 범위 또는 하위범위일 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 표면 커버리지는 적어도 90%, 적어도 91%, 적어도 92%, 적어도 93%, 적어도 94%, 적어도 95%, 적어도 96%, 적어도 97%, 적어도 98%, 적어도 99%, 또는 100%일 수 있다. 일부 실시예에서, 표면 커버리지는 80% 내지 100%의 범위, 및/또는 그 사이의 임의의 범위 또는 하위범위일 수 있다.
일부 실시예에서, 부동태화 층은 등각 층이다. 일부 실시예에서, 부동태화 층은 실질적으로 균일한 두께 또는 균일한 두께를 갖는 층이다. 일부 실시예에서, 부동태화 층은 내식성 층일 수 있거나 또는 내식성 3D 물품 표면을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 부동태화 층은 에칭 내성 층일 수 있거나 에칭 내성 3D 물품 표면을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 부동태화 층은 3D 물품의 표면을 부동태화할 수 있다. 일부 실시예에서, 부동태화 층은 보호 층일 수 있다. 일부 실시예에서, 부동태화 층은 적어도 하나의 개선된 표면 특성을 부여할 수 있다.
일부 실시예에서, 부동태화 층은 1 nm 내지 200 nm, 또는 그 사이의 임의의 범위 또는 하위범위의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 부동태화 층은 5 nm 내지 200 nm, 10 nm 내지 200 nm, 25 nm 내지 200 nm, 50 nm 내지 200 nm, 100 nm 내지 200 nm, 150 nm 내지 200 nm, 1 nm 내지 150 nm, 25 nm 내지 150 nm, 50 nm 내지 150 nm, 100 nm 내지 150 nm, 25 nm 내지 130 nm, 50 nm 내지 130 nm, 75 nm 내지 130 nm, 및/또는 그 사이의 임의의 범위 또는 하위범위의 두께를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 부동태화 층의 두께는, 다른 기법 중에서도, 주사 전자 현미경 (SEM) 단면, X-선 광전자 분광분석법 (XPS) 깊이 프로파일링, 또는 에너지 파괴 X-선 미세분석 (EDAX)에 의해 측정될 수 있다.
일부 실시예는 본원에 개시된 임의의 방법에 따라 형성된 물품을 제공한다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 물품은 적층 제조된 3차원 (3D) 본체 및 적층 제조된 3D 본체의 표면에 있는 부동태화 층을 포함할 수 있다. 물품은 본원에 개시된 임의의 피처를 포함할 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.
도 2는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 물품의 단면의 개략도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 물품(200)은 적층 제조된 3D 본체(202)를 포함할 수 있다. 적층 제조된 3D 본체(202)는 마그네슘 성분을 포함할 수 있다. 물품(200)은 부동태화 층(204)을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 부동태화 층(204)은 적층 제조된 3D 본체(202)의 표면에 그리고 그 아래에 위치될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 부동태화 층(204)은, 적층 제조된 3D 본체(202)의 표면으로부터 적층 제조된 3D 본체(202) 내의 깊이까지 연장되는 적층 제조된 3D 본체(202)의 부동태화 영역일 수 있다. 이러한 실시예 중 일부에서, 적층 제조된 3D 본체(202)는 벌크 영역(208)을 더 포함할 수 있고, 여기서 벌크 영역(208)은 부동태화 층(204)을 규정하는 영역이 아닌 적층 제조된 3D 본체(202)의 영역이다. 일부 실시예에서, 부동태화 층(204)은 마그네슘 플루오라이드를 포함하는 임의의 표면 부분을 포함할 수 있다. 즉, 일부 실시예에서, 마그네슘 플루오라이드는 반응성 기체 상으로부터의 마그네슘 성분과 플루오린 성분의 반응 생성물이다.
물품(200)은 생체적합성인 특성을 가질 수 있다. 즉, 예를 들어, 일부 실시예에서, 물품(200)은 생체적합성이다. 본원에 사용된 용어 "생체적합성"은 살아있는 유기체에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 생물학적 유체, 살아있는 유기체의 조직, 또는 그의 임의의 조합과 기능할 수 있거나 또는 그와 접촉하여 존재하는 물질을 지칭할 수 있다. 일부 실시예에서, 용어 "생체적합성"은 생물학적 유체, 살아있는 유기체의 조직, 또는 그의 임의의 조합과 기능할 수 있거나 또는 그와 접촉하여 존재하며, 살아있는 유기체에 대한 순 유익한 효과를 갖는 물질을 지칭한다. 일부 실시예에서, 물품(200)은 생체적합성이기 때문에, 다른 것 중에서도 의료 디바이스 또는 의료 디바이스의 일부로서 유용할 수 있다.
따라서, 일부 실시예에서, 물품(200)은 의료 디바이스이다. 의료 디바이스는 적층 제조된 3D 본체 및 적층 제조된 3D 본체의 표면에 그리고 그 아래에 위치된 부동태화 층을 포함할 수 있다. 본 개시내용의 적층 제조된 3D 본체 및 부동태화 층 중 임의의 것이 본원에 사용될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 마그네슘 성분을 포함한다. 일부 실시예에서, 부동태화 층은 마그네슘 플루오라이드를 포함한다. 일부 실시예에서, 마그네슘 플루오라이드는 반응성 기체 상으로부터의 플루오린 성분 및 마그네슘 성분의 반응 생성물이다.
일부 실시예에서, 의료 디바이스는 포유동물 내로의 이식을 위해 구성된다. 일부 실시예에서, 의료 디바이스는 포유동물 내로의 일시적인 삽입을 위해 구성된다. 일부 실시예에서, 의료 디바이스는 포유동물에 대한 외부 사용을 위해 구성된다. 일부 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 생체적합성이다. 일부 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 의료 디바이스의 본체이다. 일부 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 의료 디바이스의 구성요소이다.
일부 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 벌룬, 그래프트, 스텐트, 카테터, 션트, 색전 작용제, 박동조율기, 제세동기, 인공 임플란트, 인공삽입물, 자극기, 센서, 와이어, 리드, 밸브, 플러그, 펌프, 필터, 기계적 커넥터, 튜브, 플레이트, 수술 도구, 인클로저, 그의 임의의 구성요소, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나이다. 일부 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 혈관성형술 벌룬, 판막성형술 벌룬, 배치 벌룬, 박동조율기 리드, 인공삽입물 심장 판막, 혈관 필터, 혈관 플러그, 인공 심장 판막, 인공 심장, 카테터 팁, 봉합사, 수술용 스테이플, 스크류, 네일, 브래킷, 핀, 로드, 고정구, 가이드 와이어, 약물 펌프, 합성 혈관 그래프트, 혈관 그래프트, 비혈관 그래프트, 스텐트 그래프트, 혈관 스텐트, 관상동맥 스텐트, 말초 스텐트, 관강내 포장 스텐트, 동정맥 션트, 동맥류 필러, 이식형 펄스 발생기, 이식형 심장 제세동기, 심장율동전환 제세동기, 척추 자극기, 뇌 자극기, 천골 신경 자극기, 골 인공삽입물, 관절 인공삽입물, 플라스틱 튜빙, 금속 튜빙, 치과 교정기, 보청기, 붕대, 그의 임의의 구성요소, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나이다.
일부 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 2:1 내지 1000:1의 종횡비를 갖는 구조를 포함한다. 일부 실시예에서, 종횡비는 폭, 깊이, 높이, 또는 직경 중 2개의 비율이다.
일부 실시예에서, 마그네슘 성분은 마그네슘-함유 금속 합금, 마그네슘 이온, 마그네슘-함유 금속 산화물, 원소 마그네슘, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함한다.
일부 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 기계가공에 의해 구성될 수 없는 모놀리식 구조를 갖는다. 일부 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 일체형 구성의 물품이다. 일부 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 이음매를 포함하지 않는다. 일부 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 브레이즈 접합부를 포함하지 않는다. 일부 실시예에서, 적층 제조된 3D 본체는 용접 접합부를 포함하지 않는다.
일부 실시예에서, 반응성 기체 상은 CF4, C2F4, C3F6, C4F8, CHF3, C2H2F2, C2F6, HF, CH3F, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함한다. 일부 실시예에서, 반응성 기체 상은 C1-C10 퍼플루오로알킬 기를 갖는 중합된 퍼플루오로알킬에틸렌; 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE); 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 공중합체 (PFA); 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP); 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르)/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (EPA); 폴리헥사플루오로프로필렌; 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체 (ETFE); 폴리 트리플루오로에틸렌; 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF); 폴리비닐 플루오라이드 (PVF); 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE); 에틸렌/클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE); 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나로부터 유도된다.
도 3은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른 물품의 개략도이다. 일부 실시예에서, 물품(300)은 반도체 또는 마이크로전자 제조 장치, 시스템, 구성요소, 부품, 장비, 또는 프로세스에서 사용되는 구성요소 (예를 들어, 구조, 물질, 장치, 장비 등)일 수 있다. 일부 실시예에서, 물품(300)은 프로세스 챔버 내부의 반도체 웨이퍼 상에 프로세싱 기체를 제공하기 위해 사용되는 샤워헤드이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 물품(300)은 캐비티(304)를 형성하는 적층 제조된 3D 지지 구조(302)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 캐비티(304)에 개구(306)가 형성된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 프로세스 기체는 개구(306)를 통해 캐비티(304) 내로 유동할 수 있다. 일부 실시예에서, 적층 제조된 3D 지지 구조(302)는 하나 이상의 프로세스 기체가 유동하는 복수의 홀(308)을 더 포함한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 샤워 헤드 구성요소는 부동태화 층(310)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 부동태화 층(310)은 샤워 헤드 구성요소의 모든 노출된 표면 상에 형성된다.
실시예 1
MgF2-부동태화된 알루미늄-함유 적층 제조된 물품
도 4-5는 본 개시내용의 일부 실시예에 따른, 도 4에 제시된, 적층 제조된 물품의 표면이 부동태화되기 전의, 그리고 도 5에 제시된, 적층 제조된 물품의 표면의 부동태화된 후의 적층 제조된 물품의 이미지이다. 도 4-5의 적층 제조된 물품은 알루미늄을 포함한다. 도 5에서, 부동태화 층은 도 4에 제시된 물품의 부동태화되지 않은 표면보다 더 어두운 표면을 갖는 것으로 도시된다.
도 6-7은 본 개시내용의 일부 실시예에 따른, 대략 250 nm의 프로빙(probing) 깊이에 대한 원소 스펙트럼을 나타내는 에너지 분산 X선 분광분석법 (EDS)의 그래프이다. 도 6-7의 EDS 스펙트럼은 도 4-5에 제시된 적층 제조된 물품에 각각 상응한다. 도 6에서, 플루오린에 대응하는 피크는 검출되지 않고 마그네슘에 대응하는 피크는 낮다. 도 6과 비교하여, 그리고 도 7에 도시된 바와 같이, EDS는 적층 제조된 물품의 표면으로부터 프로빙 깊이까지의 영역에서 마그네슘 및 플루오라이드 모두를 검출하여, 마그네슘 플루오라이드의 형성을 확인하였다. 도 6과 비교하여 마그네슘의 증가는 부동태화 층의 형성 동안 적층 제조된 물품의 벌크로부터 표면으로 마그네슘이 확산된 결과이다. 일부 실시예에서, 마그네슘 플루오라이드 표면 층의 두께는 약 100 nm인 것으로 측정되었다.

Claims (39)

  1. 물품을 형성하는 방법이며,
    적층 제조에 의해 3차원 (3D) 물품을 형성하여 적층 제조된 3D 물품을 획득하는 단계로서,
    여기서, 적층 제조된 3D 물품은 마그네슘 성분을 포함하는, 단계; 및
    적층 제조된 3D 물품을 반응성 기체 상에 노출시켜 부동태화 층을 형성하는 단계로서,
    여기서, 반응성 기체 상은 플루오린 성분을 포함하고,
    여기서, 플루오린 성분은 마그네슘 성분과 반응하여 적층 제조된 3D 물품의 표면에서 및 그 아래에서 마그네슘 플루오라이드를 형성하는, 단계
    를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    형성은 적층 제조된 3D 물품을 형성하기 위해 3D 프린터로부터 3D 프린트 가능한 물질을 분배하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    마그네슘 성분은 마그네슘-함유 금속 합금, 마그네슘 이온, 마그네슘-함유 금속 산화물, 원소 마그네슘, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 물품은 기계가공에 의해 구성될 수 없는 모놀리식 구조를 갖는, 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 물품은 일체형 구성의 물품인, 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 물품은 플레넘, 트렌치, 홀을 규정하는 구조, 채널을 규정하는 구조, 캐비티를 규정하는 구조, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 물품은 2:1 내지 1000:1의 종횡비를 갖고, 여기서, 종횡비는 폭, 깊이, 높이, 또는 직경 중 2개의 비율인, 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 물품은 이음매를 포함하지 않는, 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 물품은 브레이즈 접합부를 포함하지 않는, 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 물품은 용접 접합부를 포함하지 않는, 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    반응성 기체 상은 CF4, C2F4, C3F6, C4F8, CHF3, C2H2F2, C2F6, HF, CH3F, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 방법.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    반응성 기체 상은 C1-C10 퍼플루오로알킬 기를 갖는 중합된 퍼플루오로알킬에틸렌; 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE); 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 공중합체 (PFA); 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP); 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르)/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (EPA); 폴리헥사플루오로프로필렌; 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체 (ETFE); 폴리 트리플루오로에틸렌; 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF); 폴리비닐 플루오라이드 (PVF); 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE); 에틸렌/클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE); 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나로부터 유도되는, 방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    마그네슘 플루오라이드는 적층 제조된 3D 물품의 기체-노출된 표면의 적어도 90%를 커버하는, 방법.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 방법에 따라 형성된 물품을 포함하는, 반도체 제조 도구의 구성요소.
  15. 제1항 내지 13항 중 어느 한 항의 방법에 따라 형성된 물품을 포함하는, 의료 디바이스.
  16. 물품이며,
    적층 제조된 3차원 (3D) 본체로서,
    여기서, 적층 제조된 3D 본체는 마그네슘 성분을 포함하고,
    여기서, 적층 제조된 3D 본체는 기계가공에 의해 구성될 수 없는 모놀리식 구조를 갖는, 적층 제조된 3차원 (3D) 본체; 및
    적층 제조된 3D 본체의 표면에 그리고 그 아래에 위치된 부동태화 층으로서,
    여기서, 부동태화 층은 마그네슘 플루오라이드를 포함하고,
    여기서 마그네슘 플루오라이드는 반응성 기체 상으로부터의 플루오린 성분과 마그네슘 성분의 반응 생성물인, 부동태화 층
    을 포함하는, 물품.
  17. 제16항에 있어서,
    적층 제조된 3D 물품은 플레넘, 트렌치, 홀을 규정하는 구조, 채널을 규정하는 구조, 캐비티를 규정하는 구조, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 물품.
  18. 제16항 또는 제17항에 있어서,
    적층 제조된 3D 물품은 2:1 내지 1000:1의 종횡비를 가지며, 여기서 종횡비는 폭, 깊이, 높이, 또는 직경 중 2개의 비율인, 물품.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 물품은 일체형 구성의 물품인, 물품.
  20. 제16항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 물품은 이음매를 포함하지 않고, 브레이즈 접합부를 포함하지 않고, 용접 접합부를 포함하지 않는, 물품.
  21. 의료 디바이스이며,
    적층 제조된 3차원 (3D) 본체로서,
    여기서, 적층 제조된 3D 본체는 마그네슘 성분을 포함하는, 적층 제조된 3차원 (3D) 본체; 및
    적층 제조된 3D 본체의 표면에 그리고 그 아래에 위치된 부동태화 층으로서,
    여기서, 부동태화 층은 마그네슘 플루오라이드를 포함하고,
    여기서, 마그네슘 플루오라이드는 반응성 기체 상으로부터의 플루오린 성분과 마그네슘 성분의 반응 생성물인, 부동태화층
    을 포함하는, 의료 디바이스.
  22. 제21항에 있어서,
    의료 디바이스는 포유동물 내로의 이식을 위해 구성된, 의료 디바이스.
  23. 제21항에 있어서,
    의료 디바이스는 포유동물 내로의 일시적인 삽입을 위해 구성된, 의료 디바이스.
  24. 제21항에 있어서,
    의료 디바이스는 포유동물에 대한 외부 사용을 위해 구성된, 의료 디바이스.
  25. 제21항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 본체는 생체적합성인, 의료 디바이스.
  26. 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 본체는 의료 디바이스의 본체인, 의료 디바이스.
  27. 제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 본체는 의료 디바이스의 구성요소인, 의료 디바이스.
  28. 제21항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 본체는 벌룬, 그래프트, 스텐트, 카테터, 션트, 색전 작용제, 박동조율기, 제세동기, 인공 임플란트, 인공삽입물, 자극기, 센서, 와이어, 리드, 밸브, 플러그, 펌프, 필터, 기계적 커넥터, 튜브, 플레이트, 수술 도구, 인클로저, 그의 임의의 구성요소, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나인, 의료 디바이스.
  29. 제21항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 본체는 혈관성형술 벌룬, 판막성형술 벌룬, 배치 벌룬, 박동조율기 리드, 인공삽입물 심장 판막, 혈관 필터, 혈관 플러그, 인공 심장 판막, 인공 심장, 카테터 팁, 봉합사, 수술용 스테이플, 스크류, 네일, 브래킷, 핀, 로드, 고정구, 가이드 와이어, 약물 펌프, 합성 혈관 그래프트, 혈관 그래프트, 비혈관 그래프트, 스텐트 그래프트, 혈관 스텐트, 관상동맥 스텐트, 말초 스텐트, 관강내 포장 스텐트, 동정맥 션트, 동맥류 필러, 이식형 펄스 발생기, 이식형 심장 제세동기, 심장율동전환 제세동기, 척추 자극기, 뇌 자극기, 천골 신경 자극기, 골 인공삽입물, 관절 인공삽입물, 플라스틱 튜빙, 금속 튜빙, 치과 교정기, 보청기, 붕대, 그의 임의의 구성요소, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나인, 의료 디바이스.
  30. 제21항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 본체는 2:1 내지 1000:1의 종횡비를 갖는 구조를 포함하는, 의료 디바이스.
  31. 제30항에 있어서,
    종횡비는 폭, 깊이, 높이, 또는 직경 중 2개의 비율인, 의료 디바이스.
  32. 제21항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,
    마그네슘 성분은 마그네슘-함유 금속 합금, 마그네슘 이온, 마그네슘-함유 금속 산화물, 원소 마그네슘, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 의료 디바이스.
  33. 제21항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 본체는 기계가공에 의해 구성될 수 없는 모놀리식 구조를 갖는, 의료 디바이스.
  34. 제21항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 본체는 일체형 구성의 물품인, 의료 디바이스.
  35. 제21항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 본체는 이음매를 포함하지 않는, 의료 디바이스.
  36. 제21항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 본체는 브레이즈 접합부를 포함하지 않는, 의료 디바이스.
  37. 제21항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서,
    적층 제조된 3D 본체는 용접 접합부를 포함하지 않는, 의료 디바이스.
  38. 제21항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서,
    반응성 기체 상은 CF4, C2F4, C3F6, C4F8, CHF3, C2H2F2, C2F6, HF, CH3F, 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나를 포함하는, 의료 디바이스.
  39. 제21항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서,
    반응성 기체 상은 C1-C10 퍼플루오로알킬 기를 갖는 중합된 퍼플루오로알킬에틸렌; 폴리테트라플루오로에틸렌 (PTFE); 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르) 공중합체 (PFA); 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (FEP); 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬 비닐 에테르)/헥사플루오로프로필렌 공중합체 (EPA); 폴리헥사플루오로프로필렌; 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 공중합체 (ETFE); 폴리 트리플루오로에틸렌; 폴리비닐리덴 플루오라이드 (PVDF); 폴리비닐 플루오라이드 (PVF); 폴리클로로트리플루오로에틸렌 (PCTFE); 에틸렌/클로로트리플루오로에틸렌 공중합체 (ECTFE); 또는 그의 임의의 조합 중 적어도 하나로부터 유도된, 의료 디바이스.
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