KR100867961B1

KR100867961B1 - 알파형 에스아이씨- 베타형 에스아이씨 결합형 반응소결에스아이씨 소재와 제조 방법 및 그 소재를 이용한 이체형플라즈마 챔버 캐소드

Info

Publication number: KR100867961B1
Application number: KR1020070131384A
Authority: KR
Inventors: 정재극; 허찬
Original assignee: 주식회사 월덱스
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2008-11-10
Also published as: CN101503295A; TW200930688A; WO2009078605A2; JP2011506251A; WO2009078605A3

Abstract

본 발명에 따르면, 상압 및 가압 소결을 통해 제조된 α형 SiC 분말과 카본 분말을 혼합하여 형성한 카본-α형 SiC 혼합물을 가 성형한 후, 진공의 고온 환경에서 저항이 조절된 용융실리콘을 반응시켜 전기적 특성에 맞는 저항을 가지는 β형 SiC 소재를 제조함으로서, 반도체 제조 공정의 부품에서 필요로 하는 전기적 특성과, 우수한 기계적, 화학적 특성이 있으며, SiC 소재의 제조가 빠르고, 비용이 저렴한 특징이 있는 반도체 공정 부품용 α형 SiC-β형 SiC 결합형의 반응 소결 β형 SiC 소재 및 그 제조 방법이 제공된다.

또한 본 발명의 또 다른 측면에 의하면 상기 반응 소결 β형-SiC 소재를 이용하여 캐소드를 실리콘-SiC 구조를 가지는 이체형으로 구성하여, 높은 열전도도와 저 저항에 의해 전기적 특성과, 내구성, 내마모성 등의 기계적 성질이 향상되는 실리콘-SiC 구조의 이체형 플라즈마 챔버 캐소드가 제공된다.

탄화규소, 소결, 카본, 캐소드

Description

알파형 에스아이씨- 베타형 에스아이씨 결합형 반응소결 에스아이씨 소재와 제조 방법 및 그 소재를 이용한 이체형 플라즈마 챔버 캐소드{αtype SiC- β type SiC combined reaction sintering SiC material and Manufacture method and Plasma chamber cathode that use it}

본 발명은 최근 반도체 공정의 부품으로 사용이 증가되고 있는 SiC 소재 중 전기적 특성을 가지는 SIC 소재의 제조방법에 관한 것으로서, 카본 분말과 α형 SiC 분말을 혼합하여 형성한 카본-α형 SiC성형체에 저항이 조절된 용융실리콘을 반응시켜 침윤되도록 하여 기계적 성질이 우수하고, 고순도, 고강도의 특성을 가짐과 동시에 반도체 공정에서 필요로 하는 전기적 특성을 가지고, 제조비용이 저렴하며, 빠른 소결이 이루어지는 특징이 있는 α형 SiC-β형 SiC 실리콘 결합형 반응소결 SiC 소재와 그 제조방법 및 그 반응소결 소재를 이용한 실리콘-SiC 구조의 이체형 플라즈마 챔버 캐소드에 관한 것이다.

현재 초고집적 Si 반도체 제조 공정에서는 Graphite, Quartz, Al203, SiC, ALN, BN 등의 세라믹 제품이 치구 및 부품으로 사용되고 있으며, 고온 환경의 반도체 제조공정 및 에칭 공정에서는 석영, 유리, Si 및 SiC가 주요 소재로 사용되고 있다.

이 가운데 반도체 공정용 고온 세라믹 부품 소재로서, 종래에는 석영이 차지한 비중이 높았으나, 최근에 들어서는 반도체 공정의 고집적화 및 사용하는 Si wafer가 대형화됨에 따라서 석영유리가 갖는 취약점을 보완할 수 있는 열, 기계적 특성, 내화학 특성, 전기적 특성, 내구성 및 내입자 오염 특성 등이 우수한 SiC(탄화규소)를 많이 사용하는 추세이다.

이러한 SiC 소재의 종래의 일반적인 제조 방법으로서 먼저, 규소 및 탄소를 함유한 가스를 고온에서 반응시켜 SiC를 합성하여, 활성화된 환경에서 기체상 물질간의 화학 반응이나 분해를 이용하여 안정된 SiC를 만들어내는 열분해 CVD법과, 플라즈마 CVD법은 순도와 밀도가 높고, 특성이 우수한 SiC 소재의 제조가 가능한 장점이 있으나, 두꺼운 제품을 만들기가 어려우며, 가격이 비싼 단점으로 인해 반도체 공정의 부품에 적용이 어려운 실정이다.(그림 1)

또한, 상압 및 가압 소결 방법에 의해 제조되는 α형 SiC 소재는 열, 기계적, 내화학적 특성이 우수하나, 소결 후, 수축률이 높아 대형 제품의 제조가 어렵고, 제조 시, 다량의 소결 조제를 사용함으로 인하여 SiC 소재 내의 불순물 함량의 제어가 어려우며, 특히 전기적 특성을 조절하기 어려워 일부 반도체 공정의 간단한 부품의 형태에는 적용이 가능하나 전기적 특성을 가져야 하는 부품에서는 적합하지가 못하며, 그 사용처가 한정되어 있는 단점이 있다.

한편, 상기에서 언급한 반도체 공정에 사용되는 부품 가운데, 웨이퍼의 식각 작업에 사용되는 플라즈마 챔버 캐소드는 챔버 내부에 반응가스를 주입하고 전류를 가하여 플라즈마를 발생시키도록 하는 것으로서, 종래의 일반적인 플라즈마 챔버 캐소드에 의하면, 다수 개의 가스 주입구를 가지는 실리콘 단일 재질 또는 실리콘에 카본계열의 소재, 알루미늄, 등을 본딩 또는 볼트를 통해 결합되는 다양한 구성의 캐소드가 다수 문헌에 계시되어 있다.

예컨대, 국내등록특허 10-0708321호의 ‘플라즈마 식각장치의 캐소드 전극 결합구조’ 에서는 캐소드를 실리콘 전극과 그라파이트 전극을 결속기재로 삽입 고정하여 구성하여, 본딩 결합 시, 디본딩에 의한 결합력 저하에 의한 문제점을 해결하고자 하였으나, 챔버 내부의 고온, 고압의 환경에서 그라파이트 소재의 변형이 쉬워, 결속기재 및 결합부를 손상시키게 되며, 이러한 경우, 실리콘 전극과의 면접촉이 불안정하여 마찰에 의한 파티클이 발생되는 문제점이 있다.

또한 상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 기술로서. 국내공개특허 10- 2007-0077048호의 플라즈마 발생용 전극 및 플라즈마처리장치에서는 탄화규소에 실리콘을 함침시킨 CVD-탄화규소 소재를 캐소드에 적용하여 우수한 기계적 성질 및 면내 균일성이 높은 접합상태를 달성할 수 있도록 하였으나, 상기 기술에서 사용되는 CVD-탄화규소는 제조 시에 소재의 소결에 많은 양의 고가인 소결 조제가 사용되어야 하기 때문에 캐소드의 제조비용을 상승시키게 되며, 소결 조제의 투입으로 인해 SiC 소결체 내의 불순물 함량이 높아지게 되어 웨이퍼 공정에 적용하기 어렵게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 종래의 방법에 의해 제조 되는 SiC 소재의 문제점을 해결하고, 기계적 성질이 유사하고, 우수한 전기적 특성을 가지는 반도체 공정용 부품으로 사용하기 적합하도록 함과 동시에, 소재의 제조에 드는 비용을 줄일 수 있도록 하는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재와 그 제조방법이 제공되며, 반도체 공정의 부품 가운데서 플라즈마 챔버 캐소드에 상기 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재를 적용함으로서, 전기적 특성을 유지하면서, 고온, 고압의 반도체 공정에 적합한 기계적 성질 및 경제성을 향상시킬 수 있도록 하는 실리콘-SiC 소재로 구성되는 이체형 플라즈마 챔버 캐소드를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 상압 및 가압 소결에 의해 제조된 α형 SiC분말을 카본분말과 혼합하여 카본-α형 SiC 혼합체를 얻는 단계, 상기 혼합체를 고온에서 가압하여 카본-α형 SiC 성형체를 얻는 단계, 상기 카본-α형 SiC 성형체를 진공 내에서 1400 ℃~2000 ℃의 고온으로 저항이 조절된 용융 실리콘을 반응시켜 침윤시키는 단계로 이루어지는 반도체 공정 부품용α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법에 의해 제조된 전기적 특성을 가지는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재로 구성되는 SiC 전극과 실리콘 전극을 결합하여 구성되는 플라즈마 챔버 캐소드가 제공된다.

본 발명에 따르면 소재가 사용용도에 따른 전기적 특성을 가지며 강도가 우수하고, 치밀한 결정체를 가지며, 불순물 함량이 매우 적은 고순도의 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재의 제조가 가능하며, 소재의 소결 중에 치수의 변화가 거의 없고, 자체 발열 반응에 의한 빠른 소결이 이루어지며, 비교적 낮은 온도에서 소결이 가능하여 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재의 제조성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 상술한 방법에 의해 제조된 전기적 특성을 가지는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재로 구성되는 SiC 전극을 하부의 실리콘 전극과 결합하여 이체형의 캐소드를 구성함으로서, 전기적 특성이 전극으로 사용함에 안정하고, 고온, 고압의 반도체 웨이퍼 공정에 사용할 시, 실리콘 전극과의 열전도도 차이에 의한 결합부 손상을 방지하고, 강도가 우수하여 캐소드의 사용수명을 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라, 내마모성이 향상되어 웨이퍼에 파티클이 발생하는 것을 방지하고, 높은 열전도도와 저저항의 성질로 인해 좋은 전기적 특성을 가져 고순도의 웨이퍼 생산이 가능하며 웨이퍼 제조의 수율을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 최근 들어 고온, 고압 환경의 반도체 제조 공정용 부품으로 널리 사용되고 SiC 소재의 제조방법 및 상기 SiC소재를 이용한 실리콘-SiC 구조를 가지는 이체형 플라즈마 챔버 캐소드에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따르면, SIC 소결체 소재의 제조방법에 있어서, 상압 및 가압 소결에 의해 제조된 α형 SiC 분말을 카본 분말과 혼합하여 카본-α형 SiC 혼합체를 얻는 단계와, 상기 카본-α형 SiC 혼합체를 고온에서 가압하여 카본-α형 SiC 성형체를 얻는 단계와, 상기 카본-α형 SiC 성형체를 진공 내에서 1400 ℃~2000 ℃의 고온으로 첨가되는 붕소(boron)의 양을 통해 저항 조절을 한 실리콘을 반응시켜 침윤시키는 단계로 이루어지는 것을 포함하는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재 제조 방법이 제공된다.

또한 상기 방법에 의해 제조되는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재가 제공된다.

또한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 반도체 웨이퍼의 에칭 공정에 사용되는 플라즈마 챔버 캐소드에 있어서, 하부의 실리콘 전극과, 상부의 상기한 본 발명의 방법에 의해 제조되는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재로 구성되는 SiC 전극을 상하 결합하여 구성되는 실리콘-SiC 구조를 가지는 이체형 플라즈마 챔버 캐소드가 제공된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 실시예를 상세히 설명하도록 하면, 먼저 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재의 제조방법을 나타낸 단계도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 바람직한 실시예에 따르는 β형 SiC 소결체 제조방법의 각 공정을 나타낸 작업공정도로서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 β형 SiC 소재의 제조방법에 의하면, 도 1에서 도시한바와 같이, 상압 및 가압 소결에 의해 제조된 α형 SiC 분말을 카본 분말과 혼합하여 카본-α형 SiC 혼합체를 얻는 단계(S11)와, 상기 카본-α형 SiC 혼합체를 고온에서 가압하여 카본-α형 SiC 성형체를 얻는 단계(S12)와, 상기 카본-α형 SiC 성형체를 진공 내에서 1400 ℃~2000 ℃의 고온으로 용융 실리콘을 반응시켜 침윤시키는 단계(S13)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 각 공정 단계별 실시예를 들어서 본 발명을 보다 상세히 설명하도록 한다.

-카본-α형 SiC 혼합체 형성-

일반적으로 α형 SiC 소재는 소결할 시에 소결조제가 첨가되어 소결체내에 불순물을 다량 포함하게 되며, 높은 체내 기공률을 가지므로 고온 환경의 반도체 공정에는 적합하지 못한 특징이 있다.(그림 2)

α형 SiC 소재의 특성을 개선하기 위하여 분말 형태의 α형 SiC 분말을 카본 분말과 혼합하여 소결가공을 위한 카본-α형 SiC 혼합체를 형성한다.

상기 카본 분말은 입자의 크기가 1~50㎛ 이내의 것을 사용함이 바람직하며, 상기 α형 SiC 분말은 대형의 Acheson furnace를 사용하여 SiO2와 Petrolium coke를 혼합하고 전류를 흘려 2200 ℃~2400 ℃의 고온에서 반응시켜 제조된 α형 SiC 소재를 사용함이 바람직하며, 상기 α형 SiC 분말은 1~100㎛ 이내의 것을 사용함이 바람직하다.

또한 상기 단계에서는 후술하게 될 실리콘을 침지하여 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재를 제조하는 과정에서 실리콘과, 상기 카본-α형 SiC 혼합체의 탄소성분의 반응성을 향상시키기 위하여, 각각 1~50㎛ 이내의 입자 크기를 가지는 실리콘 분말과 Dopant 분말을 혼입할 수도 있으며, 카본-α형 SiC 혼합체의 전체 중량에서 상기 실리콘 분말은 0.1~20 wt%, Dopant 분말은 0.1~10 wt%의 범위로 혼입함이 바람직하다.

-카본-α형 SiC 성형체 형성-

상기 α형 SiC 소재의 분말과 카본 분말을 혼합한 카본-α형 SiC 혼합체를 Press 또는 CIP 등을 통해 가압하여 형태를 가지는 카본-α형 SiC 성형체를 형성한다.

-α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소결체 제조-

상기에서 형성된 카본-α형 SiC 성형체에 실리콘을 도포하고, 진공의 상태에서 고온으로 가열하면 성형체의 공극으로 실리콘이 침윤 되면서 실리콘과 카본을 반응시켜 β형 SiC가 제조 되며 α형 SiC 주변은 β형 SiC와 실리콘으로 둘러싸인 전기적 특성을 가진 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재가 제조된다.

상기에서 실리콘을 침윤한 카본-α형 SiC 성형체를 가열하는 온도는 상압 및 가압에 의한 α형 SiC 소결에서의 온도보다 낮은 1400 ℃~ 2000 ℃가 바람직하며, 상기 실리콘이 카본과 α형 SiC의 혼합물 사이에 전체가 진공으로 인한 모세관 압력과 실리콘의 자중으로 침윤되어 기공이 없는 치밀한 구조를 갖는 전기적 특성을 가진 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재가 제조된다. (그림 3)

이 과정에서 카본과 α형 SiC의 혼합물 또는 카본과 α형 SiC, 실리콘, Dopant 혼합물과 침윤 저항을 가지는 실리콘의 반응에 의해 전기적 특성을 지닐 수 있도록 하는 것이며, 침윤시키는 실리콘에 첨가되는 붕소(보론)의 양을 저항을 조절하여 저항이 조절된 실리콘을 침지시키도록 함으로서, α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재의 전기적 저항을 조절할 수 있도록 하는 것이다.

참고로, 상기 실리콘의 저항 조절을 위해 첨가되는 양이 조절되는 붕소는 그 첨가량이 많을수록 실리콘의 저항이 낮아져 탄소와의 반응성을 향상시키도록 하는 것이며, 상기와 같이 저항이 조절된 실리콘을 카본-α형 SiC의 성형체의 탄소와 반응시킴으로서, 필요로 하는 저항 성질 또는 저저항의 성질을 가지는 소재의 제조가 가능한 것이다.

여기서 카본과 α형 SiC, 실리콘 및 Dopant를 혼합시킬 경우에는 제조되는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재의 전체 중량에서 30~80 wt%의 저항이 조절된 실리콘과, 0.1~10 wt%의 실리콘의 저항을 결정하는 Dopant를 사용함이 바람직하다.

-α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재의 특성-

상기에서 살펴본 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재는 반응 소결 중 치수의 변화가 거의 없었으며. 카본과 α형 SiC가 반응하여 생성되는 혼합물 조직이 소재의 강도를 증진 시키는 역할을 하며, 상기 혼합물 조직의 사이에 실리콘이 침윤되어 강도가 높으며, 미립의 응집체로 분포되어 기공이 없는 치밀한 소결체를 얻을 수 있으며, 원료 분말의 소결을 촉진시키기 위한 소결조제를 첨가하지 않기 때문에 불순물 함량을 현저히 줄일 수 있다.

또한 상압 및 가압에 의한 제조 방법보다 낮은 온도의 가열이 가능하고, 자체 발열반응이 발생하여 빠른 소결이 이루어지기 때문에 반응 소결 후 β형 SiC 소결체의 치수와 형상을 그대로 유지하며, 작업속도가 빠른 이점이 있다.

특히 저항 조절이 가능함으로 인하여 전기적 특성에 맞게 제조가 가능하여 단순 기계적 화학성 성질을 가지는 SiC 보다 그 활용처가 많아 반도체 공정에 포괄적으로 적용이 가능하다.

따라서 본 발명에 따를 경우, 고온의 환경 및 내부식성을 요구하는 반도체 공정, 특히 반도체 에칭의 공정에 필요한 전기적 특성을 가지고 있으며, 고순도 및 고밀도, 고강도의 SiC 소재의 제조가 가능할 뿐만 아니라, 우수한 기계적 성질을 가지는 SiC 소재의 빠른 제조가 가능하여 제조 단가를 줄일 수 있는 효과가 있으므로 반도체 제조 장비에 적합한 전기적 특성을 가진 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재의 제조가 가능한 특징이 있다.

또한 본 발명의 또 다른 측면에 따르면 반도체 공정 가운데서 웨이퍼의 에칭 공정에 사용되는 캐소드에 있어서, 실리콘 전극의 상부에 본 발명에 의한 제조 방법에 의해 제조되는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재로 구성되는 SiC 전극을 상하 결합하여 구성되는 실리콘-SiC 구조를 가지는 이체형 플라즈마 챔버 캐소드가 제공되며, 이하에서는 본 발명에 따르는 실리콘-SiC 구조를 가지는 이체형 플라즈마 챔버 캐소드의 구성 및 작용을 설명하도록 한다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 챔버 캐소드를 나타낸 사시도 및 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 챔버 캐소드를 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 플라즈마 챔버 캐소드와 어퍼플레이트의 결합을 나타낸 단면도로서, 도 4에 도시한바와 같이 하부의 실리콘 전극(20)의 상부에 본 발명에 의해 제조된 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재로 구성되는 SiC 전극(10)을 상하 결합하는 이체형으로 구성되며, 상기 실리콘 전극(20)과 SiC 전극(10)은 엘라스토머 본딩(E)에 의해 결합될 수도 있고, 결합볼트(B)에 의해 결합되어 질 수도 있다.

또한 도 5에서 보는바와 같이, 실리콘 전극(20)과 SiC 전극(10)을 결합한 캐소드(100)를 단일체로 구성하여 도 6에서 보는바와 같이, 챔버 내부에 임의 형성되는 어퍼플레이트(30)에 단독으로 결합되어 질 수 있도록 구성할 수 있으며, 도 5에서 보는바와 같이, 캐소드 외측의 아웃링(110)이 분리되는 형태로 구성하여 어퍼플레이트(30)에 각각 별도로 결합되도록 하여, 중앙부의 캐소드(100)를 외측에서 아웃링(110)이 소정 간격을 이격하여 깔데기 형상으로 둘러싸듯이 결합하도록 구성될 수도 있다.

따라서 상기 구성에 따르는 본 발명의 플라즈마 챔버 캐소드에 따르면, α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재의 SiC 전극(10)이 우수한 전기적 특성과, 열전도율, 경도, 내산화성, 내마모성, 내부식성 및 고온안정성 등의 기계적 성질을 가짐으로서, 하부에 결합되는 실리콘 전극(20)과 상부에 결합되는 어퍼플레이트(30)의 변형에 따른 결합볼트(B) 결합부의 손상을 방지하며, 상기한 실리콘 전극(20)과, 어퍼플레이트(30)의 변형에 의한 마모 시, 고순도의 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재의 사용으로 파티클이 발생되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 상기 SiC 전극(10)의 전기적 저항이 낮은 저저항으로 0.1 Ohm-cm 이하로 제조가 가능하며, 높은 열전도율과 함께 어퍼플레이트(30)에 전압을 걸었을 때, 전기가 잘 통하도록 하여 양질의 플라즈마를 생성하도록 하는 것이며, 균질한 플라즈마 밀도 등으로 웨이퍼 상에 고직접 회로를 생산할 수 있도록 하는 효과가 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 β형 SiC 소결체의 제조방법을 나타낸 단계도

도 2, 3은 본 발명에 의한 β형 SiC 소결체의 제조방법의 각 공정을 나타낸 작업공정도

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 챔버 캐소드를 나타낸 사시도 및 단면도

도 5은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 챔버 캐소드를 나타낸 단면도

도 6은 본 발명에 따른 플라즈마 챔버 캐소드와 어퍼플레이트의 결합을 나타낸 단면도

(도면 주요부호에 대한 설명)

10: SiC 전극 20: 실리콘 전극

30: 어퍼플레이트 100: 캐소드 110: 아웃링

Claims

삭제
상압 및 가압 소결에 의해 제조된 α형 SiC 분말을 카본 분말과 혼합하여 카본-α형 SiC 혼합체를 얻는 단계(S11); 상기 카본-α형 SiC 혼합체를 고온에서 가압하여 카본-α형 SiC 성형체를 얻는 단계(S12); 상기 카본-α형 SiC 성형체를 진공 내에서 1400 ℃~2000 ℃의 고온으로 첨가되는 붕소(boron)의 양을 통해 저항 조절을 한 실리콘을 반응시켜 침윤시키는 단계(S13); 로 이루어지는 것을 포함하는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재 제조 방법에 있어서,

상기 α형 SiC 분말은 대형의 Acheson furnace를 사용하여 SiO2와 Petrolium coke를 혼합하고 전류를 흘려 2200 ℃~2400 ℃의 고온에서 반응시켜 제조된 α형 SiC 소재를 사용하는 것을 특징으로 하는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재 제조 방법
상압 및 가압 소결에 의해 제조된 α형 SiC 분말을 카본 분말과 혼합하여 카본-α형 SiC 혼합체를 얻는 단계(S11); 상기 카본-α형 SiC 혼합체를 고온에서 가압하여 카본-α형 SiC 성형체를 얻는 단계(S12); 상기 카본-α형 SiC 성형체를 진공 내에서 1400 ℃~2000 ℃의 고온으로 첨가되는 붕소(boron)의 양을 통해 저항 조절을 한 실리콘을 반응시켜 침윤시키는 단계(S13); 로 이루어지는 것을 포함하는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재 제조 방법에 있어서,

상기 α형 SiC 분말을 카본 분말과 혼합하여 카본-α형 SiC 혼합체를 얻는 단계(S11)에서는 각각 1~50㎛ 이내의 입자 크기를 가지는 카본과, 1~100㎛ 이내의 크기를 가지는 α형 SiC를 각각 혼합한 카본-α형 SiC혼합체의 전체 중량에 대비하여 0.1~20 wt%의 실리콘 분말과 0.1~10 wt%의 Dopant 분말을 혼입하여 실리콘 침지 과정에서 카본과 실리콘의 반응성을 높일 수 있도록 하는 것을 특징으로 포함하는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재 제조 방법
상압 및 가압 소결에 의해 제조된 α형 SiC 분말을 카본 분말과 혼합하여 카본-α형 SiC 혼합체를 얻는 단계(S11); 상기 카본-α형 SiC 혼합체를 고온에서 가압하여 카본-α형 SiC 성형체를 얻는 단계(S12); 상기 카본-α형 SiC 성형체를 진공 내에서 1400 ℃~2000 ℃의 고온으로 첨가되는 붕소(boron)의 양을 통해 저항 조절을 한 실리콘을 반응시켜 침윤시키는 단계(S13); 로 이루어지는 것을 포함하는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재 제조 방법에 있어서,

상기 α형 SiC 분말을 카본 분말과 혼합하여 카본-α형 SiC 혼합체를 얻는 단계(S11)에서는 1~100㎛ 크기의 α형 SiC 분말과, 1~50㎛ 크기의 카본 분말을 사용하는 것을 특징으로 하는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재 제조 방법
상압 및 가압 소결에 의해 제조된 α형 SiC 분말을 카본 분말과 혼합하여 카본-α형 SiC 혼합체를 얻는 단계(S11); 상기 카본-α형 SiC 혼합체를 고온에서 가압하여 카본-α형 SiC 성형체를 얻는 단계(S12); 상기 카본-α형 SiC 성형체를 진공 내에서 1400 ℃~2000 ℃의 고온으로 첨가되는 붕소(boron)의 양을 통해 저항 조절을 한 실리콘을 반응시켜 침윤시키는 단계(S13); 로 이루어지는 것을 포함하는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재 제조 방법에 있어서,

상기 카본-α형 SiC 성형체에 저항 조절된 실리콘을 반응시키는 단계(S13)에서는 제조되는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재의 전체 중량에 대비하여 붕소의 첨가되는 양을 통해 저항이 조절된 실리콘은 30~80 wt%, Dopant는 0.1~10 wt%의 범위로 첨가하여 전기적 저항을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재 제조 방법
반도체 공정의 부품용으로 사용되는 SiC 소재에 있어서,

제 2항 내지 제 4항의 제조 방법 중 어느 하나의 방법으로 제조되는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재
반도체 웨이퍼의 식각 공정에서 챔버 내부에 반응가스를 주입하고 전류를 인가하여 플라즈마를 발생시키도록 하는 플라즈마 챔버 캐소드에 있어서,

실리콘 전극(20)의 상부에 제 2항 내지 제 4항 중 어느 하나의 방법에 의해 제조되는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재의 SiC 전극(10)을 결합하여 구성되는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재를 이용한 이체형 플라즈마 챔버 캐소드
제 7항에 있어서,

상기 실리콘 전극(20) 및 SiC 전극(10)은 엘라스토머 본딩(E)에 의해 결합되는 방법 또는 결합볼트(B)로 결합하는 방법 가운데 선택되는 하나의 방법으로 결합될 수 있는 것을 특징으로 하는 α형 SiC-β형 SiC 결합형 반응소결 SiC 소재를 이용한 이체형 플라즈마 챔버 캐소드