KR20100099488A

KR20100099488A - 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20100099488A
Application number: KR1020090018012A
Authority: KR
Inventors: 김천규; 최민수
Original assignee: 주식회사 스펙
Priority date: 2009-03-03
Filing date: 2009-03-03
Publication date: 2010-09-13

Abstract

본 발명은 반도체, LCD 등을 제조하기 위한 CVD, MOCVD, ALD(Atomic Layer Deposition) 등의 박막증착 장비에 사용되는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명의 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드는 덮개판; 유체가 이동하는 제 1,2,3 유로와 다수의 삽입공이 동일 선상에 형성된 상판, 중간판 및 하판; 상부, 중간, 하부 플레이트와, 제 1 유로로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트 하부로 분사되도록 하는 제 1 튜브와, 제 2 유로로 이동하는 유체를 하부 플레이트 하부로 분사되도록 하는 제 2 튜브를 포함하여 이루어지며, 삽입공에 삽입되어 상판, 중간판 및 하판에 접합되는 인젝션 모듈; 을 포함한다.

이에 따라 본 발명은 튜브가 삽입되어 접합된 다수개의 모듈을 이용하고 이 모듈을 천공된 삽입하여 접합함으로써 제품 불량률을 줄일 수 있으며, 제작공정 중에 모듈을 분리가능하므로 수리가 가능하고, 다수의 모듈을 이용하여 접합하므로 대형화에 유리한 장점이 있다.

가스 인젝션 모듈, 샤워헤드, 접합, 판, 플레이트, 튜브, 삽입공

Description

가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 및 이의 제조방법{Shower Head using Gas Injection Module and Manufacturing Method of it}

본 발명은 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 자세하게는 반도체, LCD 등을 제조하기 위한 CVD, MOCVD, ALD(Atomic Layer Deposition) 등의 박막증착 장비에 사용되는 샤워헤드로서 대면적의 반도체, LCD 등을 제조하기 위한 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

반도체, LCD 등을 제조하기 위해서는 화학기상증착(CVD), 금속유기화학기상증착(MOCVD) 공정에서 , 원자층 증착(ALD) 등의 프로세스가 사용된다.

최근에 CVD, MOCVD, ALD 프로세스를 위해 넓은 면적을 걸쳐 균일하게 기체를 분사되도록 하는 샤워헤드를 많이 사용한다.

도 1은 종래의 샤워헤드 CVD 장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도시된 바와 같이, 챔버리드(chamber lid)(20)로 덮혀져서 외부와 밀폐된 반 응공간을 제공하는 반응챔버(10)와, 반응챔버(10) 내부에 구비되어 웨이퍼(50)가 안착되는 웨이퍼 지지대(40)가 구비되며 웨이퍼 지지대(40)의 상부에 구비되어 기체주입관(80a)과 연결되며 주입된 기체를 분사공(70a)를 통하여 웨이퍼(50)의 전체 표면에 균일하게 분사되도록 하는 샤워헤드(showerhead)(70)가 구비된다. 상기 샤워헤드는 단일 종류의 기체를 공급하여 증착되도록 하는 주로 매엽식(single wafer type)으로 사용된다.

2종류 이상의 기체를 공급하여 균일하게 분사되도록 하기 위해서는 가스 공급부가 분리형으로 되거나 다층 구조로 된 샤워헤드가 요구된다.

다층 구조로 된 샤워헤드의 일예로는 일본공개특허 특개2009-016624호(발명의 명칭: 다층구조의 CVD용 멀티샤워헤드의 제조방법)가 개시된 바 있다.

상기 샤워헤드는 3개의 상·중·하판을 적층하고 적층된 판의 상부에 덮개판을 적층하여 상판과 중판 사이와 상판과 덮개판 사이에 기체가 흐르는 유로를 각각 형성하며 판을 천공하여 각 유로로부터 하판의 하부로 이동되도록 짧고 긴 다수개의 파이프가 삽입되어 납재를 용융하여 고정된 형태를 취하고 있다.

분사되는 기체의 밀도를 높이기 위하여 작은 구경의 드릴로 천공하여야만 하는데 판의 두께가 드릴의 직경에 비해 6~10배 정도가 되어 드릴로 천공하는 것이 불가능하므로 상기 샤워헤드는 파이프의 구경보다 크게 천공하고 이 구멍에 튜브를 삽입하여 납재로 고정되도록 함으로써 드릴링의 한계점을 개선한 것이다.

상기 샤워헤드는 이러한 장점에도 불구하고, 파이프를 납재로 용접하기 위해서는 천공된 판들을 적층한 다음에, 이 구멍에 짧고 긴 파이프를 각각 삽입하고 납 재를 용접될 파이프의 외주연에 배치한다. 천공 이후의 파이프 및 납재의 배치는 자동화가 어려워 대부분 수작업으로 수행하게 된다.

이러한 상태에서 브레이징 등을 활용한 용접을 실행하게 된다. 이러한 샤워헤드는 면적이 크므로 수많은 파이프와 납재를 삽입하는 작업을 수작업으로 진행되므로 누수, 용접불량 등의 제품불량 발생률이 높은 문제점이 있다. 누수 검사는 용접 후에 이루어지게 되므로 사전 검사를 수행할 수 없는 단점이 있다. 불량이 발생한 경우에는 구멍의 직경이 작아 파이프와 납재를 판으로부터 제거가 불가능하여 재사용이 불가하며 폐기처분을 하여야 하므로 재료비 및 인건비의 상승을 가져오게 되며 결국 제조원가 상승을 가져오게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 튜브가 삽입되어 접합된 다수개의 모듈을 이용하고 이 모듈을 천공된 몸체에 삽입하여 접합함으로써 제조공정 중에 재작업 및 수리가 가능한 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 완제품이 되기 전에 사전 누수검사를 수행하여 제품 불량률을 줄일 수 있도록 하는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 또 다른 목적은 다수개의 모듈을 이용함으로써 보다 큰 대면적의 반도체, LCD 등의 제작이 가능한 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드는 상부에 위치하는 덮개판(110); 상기 덮개판(110)의 하부에 위치하고, 중앙부위가 일정간격 이격되며, 유체가 이동하는 제 1,2,3 유로(121,131,141)를 형성하며, 테두리 부위가 서로 밀착되도록 적층되고, 테두리 부위에 상기 제 1,2,3 유로(121,131,141)로 유체가 각각 공급되는 제 1,2,3 유체공급유로(122,132,142)가 각각 구비되며, 다수개의 모듈이 각각 삽입될 다수의 삽입공(123,133,143)이 동일 선상에 형성된 상판, 중간판 및 하판(120,130,140); 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)과 동일선상 위치에 각각 배치되며 서로 이격되는 상부, 중간, 하부 플레이트(151,152,153)와, 상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 및 상기 중간 플레이트(152)와 상기 하부 플레이트(153)를 각각 연결하며 상기 제 2,3 유로(131,141)와 각각 연통되도록 하는 통공(154a,155a)이 형성된 제 1,2 연결부(154,155)와, 상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 및 하부 플레이트(153)를 관통하며 상기 제 1 유로(121)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하는 적어도 하나 이상의 제 1 튜브(156)와, 상기 중간 플레이트(152)와 하부 플레이트(153)를 관통하며 상기 제 2 유로(131)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하는 적어도 하나 이상의 제 2 튜브(157)를 포함하여 이루어지며, 상기 삽입공(123,133,143)에 삽입되어 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)에 접합되는 인젝션 모듈(150); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인젝션 모듈(150)의 상부 플레이트(151) 상부에는 상기 상판(120)의 상부로 돌출되며 코킹에 의해 상기 상판(120)의 상부에 가고정되도록 하는 돌출부(151a)가 구비된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 제 1 연결부(154)의 상부 및 하부에는 상기 상판(120)의 하부 및 상기 중간판(130)의 상부가 걸리며 상판(120)과 중간판에 각각 접합되는 걸림턱(154b)이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 인젝션 모듈(150)의 하부 플레이트(153)와 하판(140) 사이에 개재되며 상기 하부 플레이트(153)와 상기 하판(140)에 각각 접합되는 환형 링(158)이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 인젝션 모듈(150)의 직경은 빈공간을 최소화하기 위하여 크기가 다른 적어도 2종류 이상으로 되며 상기 삽입공(123,133,143)은 상기 인젝션 모듈(150)과 상응하는 직경으로 된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 제조방법은 a) 상부에 위치하는 덮개판(110)을 준비하고, 중앙부위가 이격되어 유체가 이동하는 제 1,2,3 유로(121,131,141)를 형성하며, 테두리 부위에 상기 제 1,2,3 유로(121,131,141)로 유체가 각각 공급되는 제 1,2,3 유체공급유로(122,132,142)를 형성하고, 다수개의 모듈이 각각 삽입될 다수의 삽입공(123,133,143)이 동일 선상에 형성되도록 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)을 준비하는 단계; b) 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)과 동일선상 위치에 각각 배치되며 서로 이격되는 상부, 중간, 하부 플레이트(151,152,153)와, 상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 및 상기 중간 플레이트(152)와 상기 하부 플레이트(153)를 각각 연결하며 상기 제 2,3 유로(131,141)와 각각 연통되도록 하는 통공(154a,155a)이 형성된 제 1,2 연결부(154,155)와, 상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 및 하부 플레이트(153)를 관통하며 상기 상부 플레이트(151) 상부로 돌출되어 상기 제 1 유로(121)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하는 적어도 하나 이상의 제 1 튜브(156)와, 상기 중간 플레이트(152)와 하부 플레이트(153)를 관통하며 상기 중간 플레이트(152) 상부로 돌출되어 상기 제 2 유로(131)로 이 동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하는 적어도 하나 이상의 제 2 튜브(157)를 일체로 1차 접합하여 다수의 인젝션 모듈(150)을 제조하는 단계; c) 제조된 상기 인젝션 모듈(150)을 상기 삽입공(123,133,143)에 삽입하여 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)을 적층하고 상부에 덮개판(110)을 적층하는 단계; d) 적층된 상기 덮개판(110)의 테두리와 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)의 테두리 및 삽입된 상기 인젝션 모듈(150)을 2차 접합하는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 1차 접합 온도는 상기 2차 접합 온도보다 높은 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 접합은 브레이징에 의한 접합인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 인젝션 모듈(150)의 상부 플레이트(151) 상부에는 상기 상판(120)의 상부로 돌출된 돌출부(151a)가 구비되며, c) 단계에서 상기 돌출부(151a)를 코킹하여 상기 인젝션 모듈(150)이 상기 상판(120)의 상부에 가고정되도록 하는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 연결부(154)의 상부 및 하부에는 상기 상판(120)의 하부 및 상기 중간판(130)의 상부가 걸리는 걸림턱(154b)이 더 구비되며, d) 단계시 상기 걸림턱(154b)이 상판(120)과 중간판에 각각 접합되는 것을 특징으로 한다.

또, e) 상기 인젝션 모듈(150)의 하부 플레이트(153)와 하판(140) 사이에 개재되는 환형 링(158)으로 상기 하부 플레이트(153)와 상기 하판(140)에 각각 접합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 환형 링(158)과 상기 하부 플레이트 및 하판(140)과의 접합은 레이저 용접 또는 전자빔 용접에 의해 접합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 튜브가 삽입되어 접합된 다수개의 모듈을 이용하고 이 모듈을 천공된 몸체에 삽입하여 접합함으로써 제품 불량률을 줄일 수 있으며, 제작공정 중에 모듈을 분리가능하므로 수리가 가능하고, 다수의 모듈을 이용하여 접합하므로 대형화에 유리한 장점이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 및 이의 제조방법을 자세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의한 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드를 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 발명에 의한 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드를 나타낸 단면사시도이고, 도 5는 도 3의 A-A' 선을 따라 절취하여 상부에서 바라본 상태를 나타낸 평면도이며, 도 6은 도 3의 B-B' 선을 따라 절취하여 상부에서 바라본 상태를 나타낸 평면도이다.

본 발명의 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드(100)는 덮개판(110); 유체가 이동하는 제 1,2,3 유로(121,131,141)와 다수의 삽입공(123,133,143)이 동일 선상에 형성된 상판, 중간판 및 하판(120,130,140); 상부, 중간, 하부 플레이트(151,152,153)와, 상기 제 1 유로(121)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이 트(153) 하부로 분사되도록 하는 제 1 튜브(156)와, 상기 제 2 유로(131)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하는 제 2 튜브(157)를 포함하여 이루어지며, 상기 삽입공(123,133,143)에 삽입되어 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)에 접합되는 인젝션 모듈(150); 을 포함한다.

상기 덮개판(110)은 최상부에 위치하며 상기 상판(120)과 함께 제 1 유로(121)를 형성한다.

상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)은 상기 덮개판(110)의 하부에 위치하며, 중앙부위가 일정간격 이격되어 유체가 이동하는 제 1,2,3 유로(121,131,141)를 형성한다. 아울러, 테두리 부위가 서로 밀착되도록 적층되고, 테두리 부위에 상기 제 1,2,3 유로(121,131,141)로 유체가 각각 공급되는 제 1,2,3 유체공급유로(122,132,142)가 각각 구비된다. 또한, 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)은 상기 제 1,2,3 유로(121,131,141)가 형성된 중앙부위에 다수개의 인젝션 모듈(150)이 각각 삽입되어 접합될 수 있도록 다수의 삽입공(123,133,143)이 동일 선상에 형성된다.

도 2에서는 다수의 인젝션 모듈(150)을 삽입하여 형성된 샤워헤드를 나타낸다.

도 3에서 상기 제 1 유로(121)와 상기 제 2 유로(131)로는 각각 종류가 다른 가스가 제 1,2 유체공급유로(122,132)를 통해 공급되며, 상기 제 3 유로(141)로는 제 3 유체공급유로(142)를 통해 냉각수가 공급된다.

도 4는 본 발명에 의한 인젝션 모듈을 나타낸 단면 사시도이다.

상기 인젝션 모듈(150)은 서로 이격되는 상부, 중간, 하부 플레이트(151,152,153)와, 이들을 서로 연결하는 제 1,2 연결부(154,155)와, 상기 제 1 유로(121)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하는 적어도 하나 이상의 제 1 튜브(156)와, 상기 제 2 유로(131)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하는 적어도 하나 이상의 제 2 튜브(157)를 포함한다.

상기 상부, 중간, 하부 플레이트(151,152,153)는 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)과 동일선상 위치에 각각 배치되며 서로 이격된다. 상기 상부 플레이트(151)와 상기 중간 플레이트(152) 사이의 공간은 상기 제 2 유로(131)와 연통되며, 상기 중간 플레이트(152)와 상기 하부 플레이트(153) 사이의 공간은 상기 제 3 유로(141)와 연통된다.

상기 제 1,2 연결부(154,155)는 상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 및 상기 중간 플레이트(152)와 상기 하부 플레이트(153)를 각각 연결하며, 상기 제 1 연결부(154)에는 상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 사이의 공간이 상기 제 2 유로(131)와 연통되도록 통공(154a)이 형성되고, 상기 제 2 연결부(155)에는 상기 중간 플레이트(152)와 하부 플레이트(153) 사이의 공간이 상기 제 3 유로(141)와 연통되도록 통공(155a)이 형성된다.

상기 제 1 튜브(156)는 상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 및 하부 플레이트(153)를 관통하며 덮개판(110)과 상기 상판(120)에 의해 형성된 상기 제 1 유로(121)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하 고 적어도 하나 이상 구비된다. 이때, 상기 제 1 튜브(156)는 상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 및 하부 플레이트(153)를 관통되도록 배치할 때 상기 제 1 튜브(156) 배치의 용이 및 배치의 확인을 위해 배치된 상태에서 상기 상부 플레이트(151) 상부로 돌출되는 길이를 갖는 것이 바람직하다.

상기 제 2 튜브(157)는 상기 중간 플레이트(152)와 하부 플레이트(153)를 관통하며 상기 상판(120)과 상기 중간판(130)에 의해 형성된 상기 제 2 유로(131)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하고 적어도 하나 이상 구비된다. 이때, 상기 제 2 튜브(157) 또한 상기 제 1 튜브(156)와 마찬가지로 상기 중간 플레이트(152)와 하부 플레이트(153)를 관통되도록 배치할 때 상기 제 2 튜브(157) 배치의 용이 및 배치의 확인을 위해 배치된 상태에서 상기 중간 플레이트(152) 상부로 돌출되는 길이를 갖는 것이 바람직하다.

도 5에서는 도 3의 A-A' 선을 따라 절취하여 상부에서 바라본 상태를 나타낸 평면도로서 상기 인젝션 모듈(150)에 상기 제 1 튜브(156)만이 삽입되는 것을 알 수 있고, 도 6에서는 도 3의 B-B' 선을 따라 절취하여 상부에서 바라본 상태를 나타낸 평면도로서 상기 인젝션 모듈(150)에 상기 제 1,2 튜브(156,157) 모두가 삽입된 것을 알 수 있다.

상기 인젝션 모듈(150)은 상기 상부, 중간, 하부 플레이트(151,152,153)와, 제 1,2 연결부(154,155)와, 제 1 튜브(156)와, 제 2 튜브(157)를 일체로 접합되도록 한다. 이때의 접합은 브레이징(1차)에 의해 이루어진다.

접합되어 제조된 인젝션 모듈(150)은 상기 상판, 중간판 및 하 판(120,130,140)에 구비된 상기 삽입공(123,133,143)에 삽입되어 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)에 접합된다. 이때의 접합은 브레이징(2차)에 의해 이루어진다.

상기 1차 브레이징의 온도는 2차 브레이징의 온도보다 높도록 하는 것이 바람직하다. 그 이유는 1차 브레이징에 의해 접합된 인젝션 모듈(150)을 2차 브레이징에 의해 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)에 접합하게 될 때 2차 브레이징의 온도가 낮아야만 2차 브레이징시 1차 브레이징 접합시 사용된 브레이징 재료(필러; filler)가 용융되는 것을 방지하기 위함이다.

상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)의 재질은 Ni, 스테인레스 계열, 인코넬(Inconel) 등의 부식에 강한 재료를 사용하며, 브레이징 재료는 Ni 계열, Ag 계열 등을 사용하고 페이스트(paste), 포일(foil), 테이프(tape) 형태 등을 사용한다.

상기 인젝션 모듈(150)을 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)에 접합하게 될 때 상기 인젝션 모듈(150)의 상부 플레이트(151) 상부에는 상기 상판(120)의 상부로 돌출되며 코킹에 의해 상기 인젝션 모듈(150)이 상기 상판(120)의 상부에 가고정되도록 하는 돌출부(151a)가 구비된 것이 바람직하다.

아울러, 상기 중간판(130)에 상기 인젝션 모듈(150)을 위치하도록 하기 위해서는 상기 제 1 연결부(154)의 상부 및 하부에는 상기 상판(120)의 하부 및 상기 중간판(130)의 상부가 걸리며 상판(120)과 중간판에 각각 접합되는 걸림턱(154b)이 더 구비된 것이 바람직하다.

상기 인젝션 모듈(150)을 상기 돌출부(151a)의 코킹에 의해 상판에 가고정하고 상기 걸림턱에 중간판(130)의 상부가 걸리도록 하여 인젝션 모듈(150)과 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)을 접합한 후에 상기 인젝션 모듈(150)과 상기 하판(140)을 접합하여 샤워헤드를 완성한다.

이때, 인젝션 모듈(150)과 상기 하판(140)과의 접합은 상기 인젝션 모듈(150)의 하부 플레이트(153)와 하판(140) 사이에 개재되며 상기 하부 플레이트(153)와 상기 하판(140)에 각각 접합되는 환형 링(158)을 이용하여 환형 링(158)를 개재한 상태에서 이루어지게 된다. 이 경우의 접합은 레이저 또는 전자빔 용접에 의해 이루어진다.

이와 같이 본 발명은 접합되어 제조된 다수개의 인젝션 모듈(150)을 삽입공(123,133,143)에 각각 삽입하여 접합되도록 하여 샤워헤드를 제조하게 됨으로써 3개의 판에 다수의 튜브를 삽입하여 일체로 접합하여 제조되는 종래의 샤워헤드에 비해 불량률을 줄일 수 있게 된다. 다시 설명하면 인젝션 모듈(150)의 불량을 체크하고 상태가 양호한 인젝션 모듈(150)을 삽입공(123,133,143)에 삽입하게 되므로 불량 체크를 할 수 있게 된다.

이와 같이 불량한 샤워헤드 전체를 폐기하는 종래와는 달리 인젝션 모듈(150) 불량시 불량한 인젝션 모듈(150)만을 폐기하게 되므로 재료비용을 줄일 수 있고 이에 따라 제조원가를 줄일 수 있는 장점이 있다.

아울러, 본 발명은 상기 인젝션 모듈(150)을 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)에 접합시 접합불량이 나더라도 상기 인젝션 모듈(150)이 튜브보다 는 직경이 크므로 이를 제거가능하므로 수리가 가능한 장점이 있다.

상기 인젝션 모듈(150)의 직경은 빈공간을 최소화하기 위하여 크기가 다른 적어도 2종류 이상으로 되며 상기 삽입공(123,133,143)은 상기 인젝션 모듈(150)과 상응하는 직경으로 된 것이 바람직하다.

도면에서는 샤워헤드가 원형으로 된 경우를 도시하였으나, 사각 반도체, LCD 등을 제조하기 위한 사각형 형태로도 될 수 있다.

미설명부호 143은 제 3 유체공급유로(142)를 통해 공급된 냉각수가 상기 인젝션 모듈(150)을 냉각하고 열교환되어 배출되는 배출유로이다.

상기와 같은 구성으로 된 본 발명의 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드는 다음과 같은 방법으로 제조된다.

도 7a 내지 도 7f는 본 발명에 의한 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드의 공정을 나타낸 단면도이다.

먼저, 상부에 위치하는 덮개판(110)을 준비하고, 중앙부위가 이격되어 유체가 이동하는 제 1,2,3 유로(121,131,141)를 형성하며, 테두리 부위에 상기 제 1,2,3 유로(121,131,141)로 유체가 각각 공급되는 제 1,2,3 유체공급유로(122,132,142)를 형성하고, 다수개의 모듈이 각각 삽입될 다수의 삽입공(123,133,143)이 동일 선상에 형성되도록 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)을 준비한다.

상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)과 동일선상 위치에 배치되며 서로 이격되는 상부, 중간, 하부 플레이트(151,152,153)와, 상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 및 상기 중간 플레이트(152)와 상기 하부 플레이트(153)를 각각 연결하며 상기 제 2,3 유로(131,141)와 각각 연통되도록 하는 통공(154a,155a)이 형성된 제 1,2 연결부(154,155)와, 상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 및 하부 플레이트(153)를 관통하며 상기 제 1 유로(121)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하는 적어도 하나 이상의 제 1 튜브(156)와, 상기 중간 플레이트(152)와 하부 플레이트(153)를 관통하며 상기 제 2 유로(131)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하는 적어도 하나 이상의 제 2 튜브(157)를 일체로 1차 접합하여 다수의 인젝션 모듈(150)을 제조한다.

제조된 상기 인젝션 모듈(150)을 상기 중간판(130)의 삽입공(133)에 삽입한다. 이때, 상기 제 1 연결부(154)의 하부에 구비된 상기 중간판(130)의 상부가 걸리는 걸림턱(154b)에 걸리도록 배치한다(도 7a 참조). 배치후에는 중간판(130)과 걸림턱(154b) 사이 및 중간판(130)과 중간 플레이트(152) 사이에 브레이징 재료를 삽입한다.

상기 인젝션 모듈(150)의 상부를 상판(120)에 구비된 삽입공(123)에 삽입하여 결합시킨다. 상기 상판(120)의 삽입공(123)에 인젝션 모듈(150)을 결합시키면 상기 제 1 연결부(154)의 상부에 구비된 상기 상판(120)의 하부가 걸리는 걸림턱(154b)에 걸리게 되어 배치되게 된다(도 7b 참조).

상기 상판(120)을 인젝션 모듈(150)에 결합시킨 다음, 상기 인젝션 모 듈(150)의 상부 플레이트(151) 상부에 구비된 상기 상판(120)의 상부로 돌출된 돌출부(151a)를 코킹하여 상기 인젝션 모듈(150)이 상기 상판(120)의 상부에 가고정되도록 한다(도 7c 참조). 상기 돌출부(151a) 코킹 후에는 돌출부(151a) 외측으로 브레이징 재료를 삽입하여 상판(120)과 상부 플레이트(151) 사이로 브레이징 재료가 삽입되도록 한다(도 7d 참조).

상기 중간판(130)의 하부에 하판(140)을 적층시키고 상기 덮개판(110)의 테두리와 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)의 테두리 및 삽입된 상기 인젝션 모듈(150)을 2차 접합한다(도 7d 참조). 도면에서는 덮개판을 도시하지 않았으며, 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)의 테두리를 도시하지 않았다.

이때, 2차 접합은 상기 1차 접합 온도의 온도보다 낮도록 하여 접합한다.

2차 접합 후에는 상기 인젝션 모듈(150)의 하부 플레이트(153)와 하판(140) 사이에 개재되는 환형 링(158)을 삽입하고(도 7e 참조) 상기 하부 플레이트(153)와 상기 하판(140)에 각각 접합함으로써 상기 인젝션 모듈(150)과 하판(140)을 접합하여(도 7f 참조) 본 발명에 의한 샤워헤드를 완성한다. 이때, 상기 환형 링(158)과 상기 하부 플레이트(153) 및 하판(140)과의 접합은 레이저 또는 전자빔 용접에 의해 접합되는 것이 바람직하다.

도 1은 종래의 샤워헤드 CVD 장치를 설명하기 위한 개략도.

도 2는 본 발명에 의한 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드를 나타낸 사시도.

도 3은 본 발명에 의한 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드를 나타낸 단면도.

도 4는 본 발명에 의한 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드를 나타낸 단면사시도.

도 5는 도 3의 A-A' 선을 따라 절취하여 상부에서 바라본 상태를 나타낸 평면도.

도 6은 도 3의 B-B' 선을 따라 절취하여 상부에서 바라본 상태를 나타낸 평면도.

도 7a 내지 도 7f는 본 발명에 의한 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드의 공정을 나타낸 단면도.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**

110: 덮개판

121,131,141: 제 1,2,3 유로

122,132,142: 제 1,2,3 유체공급유로

123,133,143: 삽입공

120,130,140: 상판, 중간판 및 하판

150: 인젝션 모듈

151,152,153: 상부, 중간, 하부 플레이트

151a: 돌출부

154,155: 제 1,2 연결부

154a,155a: 통공

154b: 걸림턱

156: 제 1 튜브

157: 제 2 튜브

158: 환형 링

Claims

상부에 위치하는 덮개판(110);

상기 덮개판(110)의 하부에 위치하고, 중앙부위가 일정간격 이격되며, 유체가 이동하는 제 1,2,3 유로(121,131,141)를 형성하며, 테두리 부위가 서로 밀착되도록 적층되고, 테두리 부위에 상기 제 1,2,3 유로(121,131,141)로 유체가 각각 공급되는 제 1,2,3 유체공급유로(122,132,142)가 각각 구비되며, 다수개의 모듈이 각각 삽입될 다수의 삽입공(123,133,143)이 동일 선상에 형성된 상판, 중간판 및 하판(120,130,140);

상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)과 동일선상 위치에 각각 배치되며 서로 이격되는 상부, 중간, 하부 플레이트(151,152,153)와,

상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 및 상기 중간 플레이트(152)와 상기 하부 플레이트(153)를 각각 연결하며 상기 제 2,3 유로(131,141)와 각각 연통되도록 하는 통공(154a,155a)이 형성된 제 1,2 연결부(154,155)와,

상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 및 하부 플레이트(153)를 관통하며 상기 제 1 유로(121)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하는 적어도 하나 이상의 제 1 튜브(156)와,

상기 중간 플레이트(152)와 하부 플레이트(153)를 관통하며 상기 제 2 유로(131)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하는 적어도 하나 이상의 제 2 튜브(157)를 포함하여 이루어지며, 상기 삽입공(123,133,143) 에 삽입되어 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)에 접합되는 인젝션 모듈(150);

을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드
제 1 항에 있어서,

상기 인젝션 모듈(150)의 상부 플레이트(151) 상부에는 상기 상판(120)의 상부로 돌출되며 코킹에 의해 상기 상판(120)의 상부에 가고정되도록 하면서 브레이징 공정중의 적절한 접합간격을 확보할 수 있도록 돌출부(151a)가 구비된 것을 특징으로 하는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1 연결부(154)의 상부 및 하부에는 상기 상판(120)의 하부 및 상기 중간판(130)의 상부가 걸리며 상판(120)과 중간판에 각각 접합되는 걸림턱(154b)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드.
제 1 항에 있어서,

상기 인젝션 모듈(150)의 하부 플레이트(153)와 하판(140) 사이에 개재되며 상기 하부 플레이트(153)와 상기 하판(140)에 각각 접합되는 환형 링(158)이 더 구비된 것을 특징으로 하는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드.
제 1 항에 있어서,

상기 인젝션 모듈(150)의 직경은 빈공간을 최소화하기 위하여 크기가 다른 적어도 2종류 이상으로 되며 상기 삽입공(123,133,143)은 상기 인젝션 모듈(150)과 상응하는 직경으로 된 것을 특징으로 하는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드.
a) 상부에 위치하는 덮개판(110)을 준비하고, 중앙부위가 이격되어 유체가 이동하는 제 1,2,3 유로(121,131,141)를 형성하며, 테두리 부위에 상기 제 1,2,3 유로(121,131,141)로 유체가 각각 공급되는 제 1,2,3 유체공급유로(122,132,142)를 형성하고, 다수개의 모듈이 각각 삽입될 다수의 삽입공(123,133,143)이 동일 선상에 형성되도록 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)을 준비하는 단계;

b) 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)과 동일선상 위치에 배치되며 서로 이격되어 상기 제 2,3 유로(131,141)와 각각 연통되는 상부, 중간, 하부 플레이트(151,152,153)와, 상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 및 상기 중간 플레이트(152)와 상기 하부 플레이트(153)를 각각 연결하며 상기 제 2,3 유로(131,141)와 각각 연통되도록 하는 통공(154a,155a)이 형성된 제 1,2 연결부(154,155)와, 상기 상부 플레이트(151)와 중간 플레이트(152) 및 하부 플레이트(153)를 관통하며 상기 제 1 유로(121)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하는 적어도 하나 이상의 제 1 튜브(156)와, 상기 중간 플레이트(152)와 하부 플레이트(153)를 관통하며 상기 제 2 유로(131)로 이동하는 유체를 상기 하부 플레이트(153) 하부로 분사되도록 하는 적어도 하나 이상의 제 2 튜브(157)를 일체로 1차 접합하여 다수의 인젝션 모듈(150)을 제조하는 단계;

c) 제조된 상기 인젝션 모듈(150)을 상기 삽입공(123,133,143)에 삽입하여 상기 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)을 적층하고 상부에 덮개판(110)을 적층하는 단계;

d) 적층된 상기 덮개판(110)의 테두리와 상판, 중간판 및 하판(120,130,140)의 테두리 및 삽입된 상기 인젝션 모듈(150)을 2차 접합하는 단계;

를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 제조방법.
제 6 항에 있어서,

상기 1차 접합 온도는 상기 2차 접합 온도보다 높은 것을 특징으로 하는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 제조방법.
제 7 항에 있어서,

상기 접합은 브레이징에 의한 접합인 것을 특징으로 하는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 제조방법.
제 6 항에 있어서,

상기 인젝션 모듈(150)의 상부 플레이트(151) 상부에는 상기 상판(120)의 상 부로 돌출된 돌출부(151a)가 구비되며, c) 단계에서 상기 돌출부(151a)를 코킹하여 상기 인젝션 모듈(150)이 상기 상판(120)의 상부에 가고정되도록 하는 단계;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 제조방법.
제 6 항에 있어서,

상기 제 1 연결부(154)의 상부 및 하부에는 상기 상판(120)의 하부 및 상기 중간판(130)의 상부가 걸리는 걸림턱(154b)이 더 구비되며, d) 단계시 상기 걸림턱(154b)이 상판(120)과 중간판에 각각 접합되는 것을 특징으로 하는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 제조방법.
제 6 항에 있어서,

e) 상기 인젝션 모듈(150)의 하부 플레이트(153)와 하판(140) 사이에 개재되는 환형 링(158)으로 상기 하부 플레이트(153)와 상기 하판(140)에 각각 접합하는 단계를 더 포함하여 중간판(130)의 브레이징 접합 불량시 재브레이징 또는 수리가 가능하도록 하고 최종적으로 환형 링(158)을 접합하여 제품을 완성하는 것을 특징으로 하는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 제조방법.
제 11 항에 있어서,

상기 환형 링(158)과 상기 하부 플레이트 및 하판(140)과의 접합은 레이저 또는 전자빔 용접에 의해 접합되는 것을 특징으로 하는 가스 인젝션 모듈을 적용한 샤워헤드 제조방법.