KR101559112B1 - Ceramic coating film of parts surface & manufacture method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 또는 디스플레이 제조장비의 공정부품 표면에 오염물 축적 및 파티클 생성을 억제하기 위한 것으로서, 더욱 구체적으로는 상기 공정부품의 세라믹 코팅막 표면에 느슨하게 결합되어 있는 세라믹 파티클이 제거된 상태에서 표면에 스크래치(scratch) 또는 균열(crack)이 없는 세라믹 코팅막 및 이의 형성방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for suppressing the accumulation of contaminants and generation of particles on the surface of process parts of a semiconductor or display manufacturing equipment, and more particularly, to a process for removing scratches and scratches on the surface of ceramic parts, a ceramic coating film free from scratches or cracks, and a method for forming the same.
본 발명은 반도체 또는 디스플레이 제조 공정을 수행하기 위한 공정장비 내부에 위치한 각종 공정부품을 공정 환경으로부터 보호하고, 공정 중 발생하는 오염물질이 그 공정부품 표면에 축적되거나 파티클이 발생하는 것을 억제, 감소시켜 웨이퍼, 디스플레이 기판 등의 공정 불량률을 감소시키고, 상기 공정부품의 외부세정 주기 및 수명을 길게 함으로써 반도체 또는 디스플레이 기판의 제조 생산성 및 수율을 향상시키기 위한 것이다.
The present invention protects various process components located inside a process equipment for performing a semiconductor or display manufacturing process from a process environment and suppresses or reduces the accumulation of pollutants generated on the surface of the process components or the generation of particles To improve process productivity and yield of a semiconductor or a display substrate by reducing a process failure rate of a wafer, a display substrate, etc., and lengthening the external cleaning cycle and lifetime of the process parts.
상기 공정부품 표면에 발생하는 오염물질의 축적 및 파티클 발생을 억제하거나 감소시킬 수 있는 종래의 기술을 소개하면 다음과 같다.
Conventional techniques capable of suppressing or reducing the accumulation of pollutants and particle generation on the surface of the process parts will be described below.
첫째, 공정부품의 표면을 거칠게 형성하거나 상기 거친 공정부품의 표면에 거친 조도를 가지는 세라믹 코팅막을 형성시켜 그 거친 표면에 공정 중 발생하는 오염물질 또는 파티클을 오랫동안 계속해서 부착시킴으로써, 웨이퍼 또는 디스플레이 기판 상부에 파티클이 쏟아지는 시점, 파티클의 개수, 파티클의 분포 등을 모니터링하여 불량이 발생하기 직전의 한계상황에 이르기 전에 비정기적으로 공정부품을 외부로 반출하여 외부세정을 하고 다시 공정장비에 결합함으로써 공정을 유지하는 기술이다.First, by forming a ceramic coating film roughly on the surface of the process component or having roughness on the surface of the rough process component and continuously attaching contaminants or particles generated during the process on the rough surface, The number of particles and the distribution of the particles are monitored so that the process parts are taken out to the outside periodically before reaching the limit condition immediately before the failure, It is a technology to maintain.
예를 들면, 대한민국 등록특허 10-0607790 "텍스처링된 내부표면을 구비한 처리 챔버 및 부품 및 이의 제조방법"의 명세서 도 2와 미국등록특허 US 6,933,025 "Chamber having components with textured surfaces and method of manufacture"의 명세서 Fig.2에 도시된 바와 같이, 상기 기술은 공정부품 표면을 거칠게 형성시킨 후에 그 표면에 세라믹을 코팅함으로써 공정 중 발생하는 오염물질 및 파티클을 오랫동안 그 거친 상기 코팅막 요철표면에 부착시킴으로써, 오염물질 및 파티클이 웨이퍼 또는 디스플레이 유리 기판에 쏟아지는 것을 방지하는 기술이다. 그러나 이 기술의 단점은 내부세정(in-situ cleaning)으로는 공정부품으로부터 오염물질 및 파티클 제거가 어렵다는 것이고, 상기 불순물들이 비정기적으로 쏟아져서 웨이퍼 또는 유리 기판의 상부를 오염시키는 문제점을 근본적으로 해결할 수 없다는 것이다. 또한, 20nm 이하의 미세회로 패턴이나 공정챔버 내부세정에 사용되는 세정가스의 농도가 커지면 클수록 더욱더 상기 문제점들이 발생할 수 있다.
For example, Korean Patent No. 10-0607790 entitled " Process Chamber and Parts with a Textured Internal Surface and Method of Manufacturing the Same "and FIG. 2 and US Pat. No. 6,933,025 entitled" Chamber having components with textured surfaces and method of manufacture " As shown in the specification of FIG. 2, the above-described technique has a problem that by coarsely forming the surface of the process part and then coating the surface with ceramics, the contaminants and particles generated during the process are attached to the roughened surface of the roughness of the coating film for a long time, And to prevent particles from spilling onto the wafer or display glass substrate. A disadvantage of this technique, however, is that it is difficult to remove contaminants and particles from the process parts with in-situ cleaning, and it is possible to fundamentally solve the problem that the impurities are irregularly poured to contaminate the wafer or the top of the glass substrate It is not. In addition, the above problems may further occur as the concentration of the cleaning gas used for cleaning the interior of the process chamber or the fine circuit pattern of 20 nm or less increases.
둘째, 공정부품 표면에 거친조도의 코팅막을 형성하여 공정 중 발생하는 오염물질 또는 파티클을 부착하는 개념과 다르게, 공정부품 표면에 형성된 코팅막의 표면 거칠기를 작게 하여 공정시작부터 오염물질 또는 파티클이 부착되는 것을 억제하거나 감소시켜 공정을 유지시키는 기술이다.Second, unlike the concept of forming a coarse roughness coating on the surface of process parts, the surface roughness of the coating film formed on the surface of process parts is made different from the concept of attaching contaminants or particles generated during the process, And the process is maintained.
예를 들면, 미국공개특허 US 2013/0273327 "Ceramic coated article and process for applying ceramic coating"의 명세서 Fig.6에 도시된 바와 같이(본 발명의 명세서 [도 1] 참조) 상기 기술은 알루미나(alumina; Al2O3)로 구성된 공정부품 표면을 비드 블라스팅(bead blasting) 하여 거칠게 한 후 그 거친 표면을 따라 세라믹 코팅막을 형성시킨 후 그 거친 세라믹 코팅막 표면을 연마(polishing)하여 코팅막 표면을 매끄럽게 하는 기술이다. For example, as shown in FIG. 6 of the specification of US Publication No. US 2013/0273327 "Ceramic coated article and process for applying ceramic coating" (see specification of the present invention [FIG. 1]), Al 2 O 3 ) is bead blasted to form a ceramic coating film along the rough surface, and then the surface of the rough ceramic coating film is polished to smooth the surface of the coating film .
[도 1]에 보이는 바와 같이, [도 1] 상단은 세라믹 코팅 후 코팅막 표면을 1,000배(좌측상단(602)), 4,000배(중간상단(604)), 10,000배(우측상단(606))의 배율로 찍은 전자현미경 사진을 나타내는데, 특징적으로 15,000K 이상의 고온으로 세라믹 파우더를 녹여 분사 코팅한 세라믹 표면에 파우더가 완전히 녹지 않은 상태의 파우더가 들러붙어 있는 것을 확인할 수 있고, 상기 파우더가 들러붙어 있는 것을 코팅막 표면으로부터 제거하기 위하여 폴리싱(polishing)을 실시하여 [도 1]의 하단 전자현미경 사진에 보이는 바와 같이, 배율 1,000배(좌측하단(608)), 배율 4,000배(중간하단(610)), 배율 10,000배(우측상단(612))로 코팅막 표면을 확대하면 코팅막 표면으로부터 들러붙어 있는 파우더가 제거된 것을 알 수 있으며, 다만 기공과 균열은 그대로 존재하는 것을 알 수 있다. 따라서, 세라믹 코팅막 표면연마에도 불구하고 공정 중 플라즈마 및 세정가스 등이 상기 기공과 균열을 통해 침투하여 상기 연마된 세라믹 코팅막 표면이 국부적으로 침식되고, 공정 중 발생하는 오염물질 또는 파티클이 계속적으로 생성되고 축적되는 문제점을 가지고 있다.1), the upper part of FIG. 1 shows the surface of the coating film after being coated with the coating film 1,000 times (left upper end 602), 4,000 times (intermediate upper end 604), 10,000 times (right upper end 606) . It can be seen that the ceramic powder surface is formed by spraying a ceramic powder at a high temperature of 15,000 K or more and is sprayed on the surface of the ceramic powder. (Left lower end 608), magnification 4,000 times (middle lower end 610), and the like at a magnification of 1,000 times (left lower end 608), as shown in the lower electron micrograph of FIG. 1 It can be seen that when the surface of the coating film is enlarged at a magnification of 10,000 times (right upper end 612), the powder adhering to the surface of the coating film is removed, but the pores and cracks are still present. Therefore, in spite of the surface polishing of the ceramic coating film, plasma and cleaning gas permeate through the pores and cracks during the process, so that the surface of the polished ceramic coating film is locally eroded, contaminants or particles generated during the process are continuously generated It has accumulated problems.
한편, 대한민국 공개특허 10-2013-0044170 "텍스쳐된 내플라즈마 코팅을 갖는 플라즈마 프로세싱 챔버의 컴포넌트" 및 미국공개특허 US 2013/0102156 "Components of plasma processing chambers having textured plasma resistant coatings"는 상기 미국공개특허 US 2013/0273327 기술과 유사하게, 공정부품 표면에 이트리아(yttria; Y2O3) 코팅막을 형성하고, 그 코팅막 표면을 다이아몬드 패드로 연마하여 상호연결된 스크래치의 텍스쳐(texture of interconnected scratch)를 형성하여 노출 표면상의 막축척(film buildup)으로부터 입자생성을 방지하고자 하는 기술이다. 다만 이러한 기술로 생성된 코팅막 구조는 코팅막에 느슨하게 결합되어 있는 이트리아 파티클을 연마로 제거하는데 있어서 직접적으로 코팅막 표면에 깊이 1~2㎛의 교차하는 스크래치를 형성함으로써 코팅막 표면이 손상되는 결함(defect)을 가질 수밖에 없고, 상기 스크래치가 코팅막 표면 전체에 분포하고, 그 스크래치 위치의 깊이를 따라 공정 중 플라즈마 및 세정가스 등이 침투하여 상기 세라믹 코팅막 표면이 국부적으로 침식되고, 공정 중 발생하는 오염물질 또는 파티클이 계속적으로 생성되고 축적되는 문제점을 가지고 있다.
Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0044170 entitled " Components of a plasma processing chamber having a textured plasma coating "and U.S. Patent Application No. 2013/0102156 entitled " Components of plasma processing chambers having textured plasma resistant coatings" Similar to the technology of 2013/0273327, a yttria (Y 2 O 3 ) coating film is formed on the surface of a process part and the surface of the coating film is polished with a diamond pad to form a texture of interconnected scratch Is a technique to prevent particle generation from film buildup on exposed surfaces. However, in the coating film structure produced by such a technique, when removing the yttria particles loosely bonded to the coating film by abrasion, it forms a cross scratch 1 to 2 탆 deep on the surface of the coating film, The scratches are distributed on the entire surface of the coating film, plasma and cleaning gas penetrate the process along the depth of the scratch position, and the surface of the ceramic coating film is locally eroded, and the contaminants or particles Is continuously generated and accumulated.
한편, 반도체 및 디스플레이 제조 공정을 수행하기 위한 공정장비 내부에 위치한 각종 공정부품을 공정 환경으로부터 보호하고 그 부품 표면에 공정 중 발생하는 오염물질 축적 및 파티클 발생을 억제 또는 감소시키기 위한 세라믹 코팅막을 제조하는 방법으로는 여러 가지를 고려해 볼 수 있다.On the other hand, a ceramic coating film is manufactured to protect various process parts located inside the process equipment for semiconductor and display manufacturing processes from the process environment and to suppress or reduce the accumulation of contaminants and particles generated during the process There are many ways to think about it.
일반적으로 화학기상증착(CVD), 물리기상증착(PVD) 방법 등을 고려해 볼 수 있는데, 상기 이 방법들은 수 마이크로미터 이하의 박막형성에 적합한 방법이어서, 공정부품의 표면을 보호하기 위한 세라믹 코팅막 두께인 수십마이크로미터 이상의 후막을 제조하는데 상당한 어려움이 있고, 특히, 반도체 및 디스플레이 제조장비에 포함되는 대부분의 공정부품이 평판 같은 2차원 구조뿐만 아니라 형상이 복잡한 3차원 구조가 대부분 이어서 더더욱 적용하기 어려운 방법으로 알려져 있다.In general, chemical vapor deposition (CVD) and physical vapor deposition (PVD) methods can be considered. These methods are suitable for thin film formation of a few micrometers or less, so that the thickness of the ceramic coating film There is a considerable difficulty in manufacturing a thick film having a thickness of several tens of micrometers or more, and in particular, most of the process parts included in semiconductor and display manufacturing equipment have not only a two-dimensional structure such as a flat plate but also a three- .
다만, 상기 CVD, PVD 방법으로 형성된 세라믹 코팅막 표면은 비정질구조로 이루어져 있고, 파우더 분사코팅에서 발생하는 코팅막 표면에 느슨하게 결합되어 있는 파티클이 없다는 장점이 있다. However, the surface of the ceramic coating film formed by the CVD or PVD method has an amorphous structure, and there is no particle loosely bonded to the surface of the coating film generated in the powder spray coating.
이에 반해, 세라믹 파우더를 직접적으로 공정부품에 분사 코팅하는 방법, 예를 들면 APS(atmospheric plasma spray), VPS(vacuum plasma spray), 저온분사(cold spray), 진공저온분사(vacuum cold spray), AD(aerosol deposition), UD(universal deposition) 등의 방법들은 세라믹 파우더를 녹여서 분사하거나, 파우더를 녹이지 않은 상태에서 분사 코팅하여 세라믹 코팅막을 형성하기 때문에 코팅막 표면에 느슨하게 결합되어 있는 파티클이 항상 존재한다. 이러한 코팅막 표면에 느슨하게 결합되어 있는 파티클이 결합되어 존재하는 것은 세라믹 파우더의 분사속도, 파우더의 크기, 파우더의 응집정도, 파우더의 분사환경, 파우더 공급방식, 파우더 온도, 공정부품의 소재, 공정부품의 표면상태 등의 인자에 복합적으로 기인한다고 할 수 있다. On the contrary, a method of directly spraying ceramic powder onto process parts, such as APS (atmospheric plasma spray), VPS (vacuum plasma spray), cold spray, vacuum cold spray, AD (aerosol deposition), and UD (universal deposition) are methods in which the ceramic powder is melted and sprayed, or the powder is spray-coated in a non-melted state to form a ceramic coating film. The presence of loosely bonded particles on the surface of such a coating layer may be due to various factors such as the spraying speed of the ceramic powder, the size of the powder, the degree of coagulation of the powder, the spraying environment of the powder, the powder supply method, Surface state, and the like.
따라서, 상기 공정 중에 세라믹 코팅막 표면으로부터 파티클이 생성되어 떨어지는 현상을 억제 또는 감소시키기 위하여 코팅막 표면으로부터 느슨하게 결합되어 있는 파티클을 공정 시작 전에 제거하는 것이 필요하다.Therefore, it is necessary to remove particles loosely bonded from the surface of the coating film before the start of the process in order to suppress or reduce the phenomenon that particles are generated from the surface of the ceramic coating film during the above process.
여기서, "세라믹 코팅막 표면에 느슨하게 결합되어 있는 파티클"의 의미는 400kHz 주파수 이하의 초음파세정(ultrasonic cleaning)에서도 세라믹 코팅막 표면으로부터 제거되지 않는 파티클을 의미한다.
Here, the expression "particles loosely bonded to the surface of the ceramic coating film" means particles not removed from the surface of the ceramic coating film even in ultrasonic cleaning at a frequency of 400 kHz or less.
이에 본 발명은 반도체 또는 디스플레이 제조 공정 중, 공정부품 표면에 오염물의 축적이나 파티클 생성을 억제하기 위한 것으로서, 상기 공정부품의 세라믹 코팅막 표면으로부터 느슨하게 결합되어 있는 세라믹 파티클을 상기 세라믹 코팅막 표면으로부터 스크래치 또는 균열 등의 결함(defect) 없이 제거함으로써 플라즈마, 부식가스 등의 극한 공정환경에서도 공정부품이 보호되고, 오랜 수명과 긴 세정주기를 유지할 수 있는 것을 특징으로 하는 상기 공정부품 표면에 형성된 세라믹 코팅막 표면구조 및 이의 제조방법을 제공한다.
Accordingly, the present invention provides a method for suppressing accumulation of contaminants or generation of particles on the surface of a process component during a semiconductor or display manufacturing process, wherein ceramic particles loosely bonded from the surface of the ceramic coating film of the process component are scratched or cracked The surface structure of the ceramic coating film formed on the surface of the process component and the long period of cleaning can be maintained even when the process components are protected even in extreme process environments such as plasma and corrosive gas, And a method for producing the same.
본 발명은 공정부품 표면에 스크래치 또는 균열의 결함(defect)이 없는 세라믹 코팅막 및 이러한 세라믹 코팅막 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a ceramic coating film having no scratch or crack defects on the surface of process parts and a method of forming such a ceramic coating film.
본 발명은 「반도체 또는 디스플레이 제조장비의 공정부품(이하 '공정부품')에 세라믹 파우더가 분사 코팅된 세라믹 코팅막으로서, 상기 세라믹 코팅막 형성과정에서 결합된 세라믹 파티클에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜, 상기 세라믹 코팅막 표면에 스크래치 및 균열의 발생 없이 상기 세라믹 파티클이 제거된 것을 특징으로 하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막」을 제공한다.The present invention relates to a ceramic coating film in which a ceramic powder is spray-coated on a process part (hereinafter, referred to as 'process part') of a semiconductor or display manufacturing equipment, in which a ceramic powder is sprayed onto the ceramic particles bonded in the ceramic coating film formation process, And the ceramic particles are removed without scratches and cracks on the surface of the coating film.
본 발명이 제공하는 세라믹 코팅막은 상기 세라믹 파티클이 상기 세라믹 코팅막 표면에서 10% 이상(100% 까지) 제거되고, 상기 세라믹 파티클이 제거된 세라믹 코팅막 표면은 결정질 도메인(domain)으로 구성되거나 결정질 도메인과 비결정질 도메인이 혼재되어 구성되고, 상기 도메인은 열에 의한 세라믹 입자 성장을 수반하지 않는다.The ceramic coating film provided by the present invention is characterized in that the ceramic particles are removed from the surface of the ceramic coating film by 10% or more (up to 100%), the surface of the ceramic coating film from which the ceramic particles are removed is composed of a crystalline domain, Domains are mixed and constituted, and the domains do not involve thermal grain growth.
또한, 상기 세라믹 코팅막은 표면조도(roughness, Ra)가 0.1~3㎛이고 기공은 1% 이하이며, 치밀도(denseness degree)가 90% 이상이다.
Also, the ceramic coating film has a surface roughness (Ra) of 0.1 to 3 탆, a pore of 1% or less, and a denseness degree of 90% or more.
또한, 본 발명은 「반도체 또는 디스플레이 제조장비의 공정부품(이하 '공정부품')에 세라믹 코팅막을 형성시키는 방법으로서, (a) 코팅막이 형성된 공정부품을 준비하는 단계; (b) 상기 공정부품의 원 코팅막을 제거하는 단계; (c) 상기 원 코팅막이 제거된 공정부품의 표면에 새로운 세라믹 코팅막을 형성시키는 단계; 및 (d) 상기 세라믹 코팅막 표면에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜, 상기 세라믹 코팅막 표면에 스크래치 및 균열 발생 없이 상기 코팅막 형성과정에서 결합된 세라믹 파티클을 제거하는 단계; 를 포함하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법」을 함께 제공한다.
The present invention also provides a method of forming a ceramic coating film on a process component of a semiconductor or display manufacturing equipment (hereinafter referred to as a " process component "), comprising the steps of: (a) (b) removing the original coating film of the process parts; (c) forming a new ceramic coating on the surface of the process component from which the original coating is removed; And (d) injecting and colliding a ceramic powder onto the surface of the ceramic coating film to remove ceramic particles bonded to the surface of the ceramic coating film during the formation of the coating film without generating scratches or cracks; And a method of forming a ceramic coating film on the surface of a process component, including the steps of:
상기 (b)단계에서는 화학적 수단, 물리적 수단 중 어느 하나 이상의 수단으로 상기 원 코팅막을 제거할 수 있으며, 상기 물리적 수단으로는 블라스트(bead blast) 또는 절삭(cutting)을 적용할 수 있다.In the step (b), the raw coating film may be removed by one or more of chemical means and physical means, and bead blast or cutting may be applied as the physical means.
또한, 상기 (b)단계 실시 후 (c)단계 실시 전에는 「(b-1) 상기 공정부품의 표면조도를 2㎛ 이하로 형성시키는 단계」를 추가 실시할 수 있다.
Further, "(b-1) a step of forming the surface roughness of the process parts to 2 탆 or less" before the step (c) after the step (b) is carried out can be additionally carried out.
상기 (c)단계에서는 0~300℃ 온도조건의 진공 상태에서 세라믹 파우더를 분사하여 균열이 없고 기공이 1% 이하인 세라믹 코팅막을 형성시킬 수 있다.
In the step (c), ceramic powder may be sprayed in a vacuum state at a temperature of 0 to 300 ° C to form a ceramic coating film having no cracks and having pores of 1% or less.
상기 (d)단계에서는 상기 세라믹 파티클에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜, 상기 세라믹 코팅막 표면에 스크래치 또는 균열의 결함 없이 상기 세라믹 파티클을 제거하는데, 이를 구체적으로 보면, 상기 세라믹 파우더는 직경 0.1~10㎛의 1종 또는 2종 이상이 혼합된 세라믹 파우더를 적용할 수 있다. 또한, 상기 세라믹 파우더는 진공 또는 대기압의 압력조건과 0~300℃ 온도조건에서 분사시켜, 상기 세라믹 파티클에 충돌되도록 할 수 있다.
In the step (d), ceramic powder is sprayed on the ceramic particles to remove the ceramic particles without scratches or cracks on the surface of the ceramic coating. Specifically, the ceramic powder has a diameter of 0.1 to 10 μm Ceramic powder mixed with one kind or two kinds or more can be applied. The ceramic powder may be sprayed under a vacuum or atmospheric pressure condition and a temperature condition of 0 to 300 ° C so as to be collided with the ceramic particles.
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또한, 상기 (d)단계 실시 후에는 「(e) 상기 세라믹 파티클이 제거된 세라믹 코팅막의 표면조도(roughness, Ra)를 0.01㎛ 이상 2.0㎛ 미만으로 형성시키는 단계」 를 더 포함시킬 수 있다.
The step (d) may further include the step of (e) forming the ceramic coating film having a roughness (Ra) of less than 0.01 탆 and less than 2.0 탆 after removing the ceramic particles.
본 발명에 따라 반도체 또는 디스플레이 제조장비의 공정부품 표면에 느슨하게 결합되어 있는 파티클을 스크래치 또는 균열의 결함(defect) 없이 제거한 세라믹 코팅막을 형성시키면 다음과 같은 효과가 있다.
According to the present invention, the following effects can be obtained by forming a ceramic coating film in which particles loosely bonded to the surface of process parts of semiconductor or display manufacturing equipment are removed without scratches or cracks.
1) 공정부품에 대한 오염물질 또는 파티클이 축적되는 것을 억제 또는 감소시켜 공정 전 시즈닝(seasoning) 기간을 단축시키고, 공정 중 내부세정(in-situ cleaning)을 원활하게 함으로써 공정부품을 외부로 반출하여 세정하는 외부세정(ex-situ cleaning) 주기를 길게 연장시킬 수 있다.1) By inhibiting or reducing the accumulation of pollutants or particles on process parts, shortening the seasoning period before the process and facilitating the in-situ cleaning during the process, The ex-situ cleaning cycle for cleaning can be prolonged.
2) 반도체 또는 디스플레이 제조장비 공정부품의 수명을 연장할 수 있고, 공정부품을 계속해서 재생할 수 있다.2) It is possible to extend the lifetime of the semiconductor or display manufacturing equipment process parts, and to continuously reproduce the process parts.
3) 본 발명에 따른 세라믹 코팅막 표면구조가 형성된 공정부품을 반도체 또는 디스플레이 제조장비에 적용하면 제품 생산성 및 수율을 향상시킬 수 있다.
3) Application of process parts formed with the ceramic coating film surface structure according to the present invention to semiconductor or display manufacturing equipment can improve productivity and yield of products.
[도 1]은 미국공개특허 US 2013/0273327 Fig.6에 해당하는 세라믹 코팅막 표면의 전자현미경 사진으로서, 602, 604, 606은 폴리싱(polishing) 전 세라믹 코팅막 표면사진이고, 608, 610, 612는 폴리싱(polishing) 후 세라믹 코팅막 표면사진이다.
[도 2]는 배율 2,400배 광학현미경사진으로서, (a)는 진공 및 0~300℃의 환경에서 세라믹 파우더를 쿼츠(quartz) 소재의 공정부품 표면에 분사하여 형성된 세라믹 코팅막 표면에 세라믹 파티클이 느슨하게 결합되어 있는 상태의 사진이고, (b)는 세라믹 코팅막 표면에 느슨하게 결합되어 있는 세라믹 파티클에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜 상기 세라믹 파티클을 세라믹 코팅막 표면으로부터 침식시킴으로써 상기 파티클이 완전히 제거된 세라믹 코팅막 표면을 나타내는 사진이다.
[도 3]은 배율 1,200배 광학현미경사진으로서, (a)는 진공 및 0~300℃의 환경에서 세라믹 파우더를 쿼츠(quartz) 소재의 공정부품 표면에 분사하여 형성된 세라믹 코팅막 표면에 세라믹 파티클이 느슨하게 결합되어 있는 상태의 사진이고, (b)는 세라믹 코팅막 표면에 느슨하게 결합되어 있는 세라믹 파티클에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜 상기 세라믹 파티클이 세라믹 코팅막 표면으로부터 100% 미만으로 제거된 세라믹 코팅막 표면을 나타내는 사진이다.
[도 4]는 배율 1,200배 광학현미경사진으로서, (a)는 진공 및 0~300℃의 환경에서 세라믹 파우더를 세라믹(ceramic) 소재의 공정부품 표면에 분사하여 형성된 세라믹 코팅막 표면에 세라믹 파티클이 느슨하게 결합되어 있는 상태의 사진이고, (b)는 세라믹 공정부품 표면을 연마하여 느슨하게 결합되어 있는 세라믹 파티클을 스크래치 및 균열 없이 세라믹 코팅막 표면으로부터 완전히 제거한 세라믹 코팅막 표면구조를 나타내는 사진이다.
[도 7]은 3㎛ 입경의 다이아몬드 슬러리와 함께 다이아몬드 패드로 세라믹 코팅막 표면을 연마한 스크래치 결함(defect)이 있는 세라믹 코팅막 표면구조를 나타내는 배율 1,200배 광학현미경사진이다.
[도 8]은 0.3㎛ 입경의 실리카 콜로이드와 함께 브러싱(brushing) 패드로 세라믹 코팅막 표면을 연마한 스크래치 결함(defect)이 있는 세라믹 코팅막 표면구조를 나타내는 배율 1,200배 광학현미경사진이다.FIG. 1 is an electron micrograph of a surface of a ceramic coating film according to US Patent Application Publication No. 2013/0273327 of FIG. 6, 602, 604 and 606 are photographs of a surface of a ceramic coating film before polishing, and 608, 610 and 612 This is a photograph of the surface of the ceramic coating film after polishing.
2 is a photograph of an optical microscope at a magnification of 2,400 times. FIG. 2 (a) shows a state in which ceramic particles are loosely adhered to the surface of a ceramic coating film formed by vacuum-blowing a ceramic powder on the surface of a quartz- (B) shows the surface of the ceramic coating film on which the particles are completely removed by spraying the ceramic powder onto the ceramic particles loosely bonded to the surface of the ceramic coating film to erode the ceramic particles from the surface of the ceramic coating film It is a photograph.
3 is an optical microscope photograph at a magnification of 1,200 times, wherein (a) shows a state in which ceramic particles are loosely adhered to the surface of a ceramic coating film formed by spraying ceramic powder onto the surface of a process part of a quartz material in a vacuum and an environment of 0 to 300 ° C (B) is a photograph showing the surface of the ceramic coating film in which the ceramic particles are sprayed and collided against the ceramic particles loosely bonded to the surface of the ceramic coating film so that the ceramic particles are removed from the surface of the ceramic coating film by less than 100% .
FIG. 4 is an optical microscope photograph at a magnification of 1,200 times. FIG. 4 (a) shows a state in which ceramic particles are loosely adhered to the surface of a ceramic coating film formed by spraying a ceramic powder onto the surface of a process part of a ceramic material in a vacuum and at 0 to 300 ° C. (B) is a photograph showing the surface structure of the ceramic coating film in which the surface of the ceramic component is polished to loosely bond the ceramic particles to the surface of the ceramic coating without scratching and cracking.
[FIG. 7] is an optical microscope photograph of magnification 1,200 times showing the surface structure of a ceramic coating film having scratch defects obtained by polishing a surface of a ceramic coating film with a diamond pad together with a diamond slurry having a particle size of 3 μm.
FIG. 8 is a magnification 1,200 times optical microscope photograph showing the surface structure of a ceramic coating film having scratch defects obtained by polishing the surface of a ceramic coating film with a brushing pad together with silica colloid having a particle size of 0.3 μm.
이하에서는 첨부된 도면과 함께 본 발명에 따른 반도체 또는 디스플레이 제조장비의 공정부품(이하, '공정부품'이라 함)에 형성되는 세라믹 코팅막 및 이의 제조 방법에 대해 상세하게 설명한다.
Hereinafter, a ceramic coating film formed on process components (hereinafter, referred to as 'process components') of a semiconductor or display manufacturing equipment according to the present invention and a method of manufacturing the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1. 공정부품 표면의 세라믹 코팅막1. Ceramic coating film on the surface of process parts
본 발명은 「반도체 또는 디스플레이 제조장비의 공정부품(이하 '공정부품')에 세라믹 파우더가 분사 코팅된 세라믹 코팅막으로서, 상기 세라믹 코팅막 형성과정에서 결합된 세라믹 파티클에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜, 상기 세라믹 코팅막 표면에 스크래치 및 균열의 발생 없이 상기 세라믹 파티클이 제거된 것을 특징으로 하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막」을 제공한다.
The present invention relates to a ceramic coating film in which a ceramic powder is spray-coated on a process part (hereinafter, referred to as 'process part') of a semiconductor or display manufacturing equipment, in which a ceramic powder is sprayed onto the ceramic particles bonded in the ceramic coating film formation process, And the ceramic particles are removed without scratches and cracks on the surface of the coating film.
상기 공정부품은 윈도우(window), 배플(baffle), 정전척(ESC), 에지링(edge ring), 돔(dome), 라이너(liner), 챔버(chamber), 인젝터(injector), 플랜지(flange), 히터(heater), 샤워헤드(shower head), 리프트핀(lift pin), 인렛링(inlet ring), 브라켓(bracket), 오픈마스크(open mask), 파워터미널(power terminal), 전극(electrode), 스크류(screw), 커넥터(connector), 바(bar) 등으로서, 이들 공정부품의 소재는 세라믹, 금속, 폴리머 등이다.
The process components may be selected from the group consisting of a window, a baffle, an electrostatic chuck (ESC), an edge ring, a dome, a liner, a chamber, an injector, a flange A heater, a shower head, a lift pin, an inlet ring, a bracket, an open mask, a power terminal, an electrode Screws, connectors, bars, etc. The materials of these process parts are ceramics, metals, polymers, and the like.
세라믹 코팅막 형성과정에서 결합된 세라믹 파티클은 400kHz 주파수 이하의 초음파세정(ultrasonic cleaning)에서도 제거되지 않는 정도의 결합력으로 결합되어 있다. 이하에서는 이러한 상태의 세라믹 파티클을 공정부품의 코팅막 표면에 느슨하게 결합된 세라믹 파티클이라 한다.
In the process of forming the ceramic coating film, the bonded ceramic particles are bonded to each other to a degree of bonding that can not be removed even by ultrasonic cleaning at a frequency of 400 kHz or less. Hereinafter, the ceramic particles in this state are referred to as ceramic particles loosely bonded to the surface of the coating film of the process parts.
본 발명에 따른 세라믹 코팅막(20, 40)은 [도 2]의 (b) 및 [도 4]의 (b)에 보이는 바와 같이 공정부품의 코팅막 표면에 느슨하게 결합된 세라믹 파티클(30; [도 2]의 (a), [도 3]의 (a) 및 [도 4]의 (a) 참조)이 제거된 상태에서 코팅막 표면에 스크래치(scratch) 및 균열의 결함(defect)이 없는 구조이다. The
본 발명에 따른 세라믹 코팅막(20, 40)은 공정부품의 코팅막 표면에 느슨하게 결합된 세라믹 파티클(30)이 세라믹 코팅막 표면에서 10% 이상(100% 까지)으로 제거되고, 상기 세라믹 파티클(30)이 제거된 세라믹 코팅막(20, 40)은 결정질 도메인(domain)으로 구성되거나 결정질 도메인과 비결정질 도메인이 혼재되어 구성되고, 상기 도메인은 열에 의한 세라믹 입자 성장을 수반하지 않는다.The
여기서, 상기 세라믹 파티클(30)이 제거된 세라믹 코팅막(20, 40)의 표면 조도(roughness, Ra)는 0.1~3㎛이고 기공이 1% 이하이며, 치밀도(denseness degree)가 90% 이상이다. 여기서 치밀도(denseness degree)라 함은 특정 입자의 파우더 상태의 밀도를 기준으로 한 코팅막의 밀도의 비율(백분율)을 의미한다. 예를 들어 Y2O3의 파우더 상태 밀도가 5.01g/㎤ 라면, 본 발명에 따른 Y2O3 코팅막의 밀도는 4.509g/㎤ 이상이 된다는 것이다.
The
또한, 상기 세라믹 코팅막(20,40)을 구성하는 세라믹으로는 Y2O3(yttria), YF3(yttrium fluoride), A12O3(alumina), Quartz, AlN(aluminum nitride), TiO2(titania), SiC(silicon carbide), YSZ(Y2O3 stabilized ZrO2), Y4Al2O9(YAM), Y3Al5O12(YAG), YAlO3(YAP), Si3N4(silicon nitride), ZrO2(Zirconia), ZrC(Zirconium carbide), AlON(aluminum oxynitride), TiN(titanium nitride), TiC(titanium carbide), TiCN(titanium carbon nitride) 등을 들 수 있다.
Further, the ceramic constituting the ceramic coating film (20,40) is Y 2 O 3 (yttria), YF 3 (yttrium fluoride), A1 2 O 3 (alumina), Quartz, AlN (aluminum nitride), TiO 2 ( titania), SiC (silicon carbide) , YSZ (Y 2 O 3 stabilized ZrO 2), Y 4 Al 2 O 9 (YAM), Y 3 Al 5 O 12 (YAG), YAlO 3 (YAP), Si 3 N 4 silicon nitride, ZrO 2 , Zirconium carbide (ZrC), aluminum oxynitride (AlON), titanium nitride (TiN), titanium carbide (TiC), and titanium carbon nitride (TiCN).
이하에서는 상기 공정부품의 표면에 스크래치 및 균열 발생 없이 세라믹 파티클이 제거된 세라믹 코팅막을 형성시키는 방법에 대하여 자세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, a method of forming a ceramic coating film on the surface of the process component from which ceramic particles have been removed without scratches and cracks will be described in detail.
2. 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법2. Method of forming a ceramic coating film on the surface of process parts
본 발명은 「반도체 또는 디스플레이 제조장비의 공정부품(이하 '공정부품')에 스크래치 및 균열이 없는 세라믹 코팅막을 형성시키는 방법으로서, (a) 코팅막이 형성된 공정부품을 준비하는 단계; (b) 상기 공정부품의 원 코팅막을 제거하는 단계; (c) 상기 원 코팅막이 제거된 공정부품의 표면에 새로운 세라믹 코팅막을 형성시키는 단계; 및 (d) 상기 세라믹 코팅막 표면에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜, 상기 세라믹 코팅막 표면에 스크래치 및 균열 발생 없이 상기 세라믹 코팅막 형성과정에서 결합된 세라믹 파티클을 제거하는 단계; 를 포함하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법」을 함께 제공한다.
The present invention relates to a method for forming a scratch-free ceramic coating film on a process component (hereinafter referred to as "process component") of a semiconductor or display manufacturing equipment, comprising the steps of: (a) (b) removing the original coating film of the process parts; (c) forming a new ceramic coating on the surface of the process component from which the original coating is removed; And (d) spraying a ceramic powder onto the surface of the ceramic coating film to remove ceramic particles bonded to the surface of the ceramic coating film during the formation of the ceramic coating film without generating scratches or cracks; And a method of forming a ceramic coating film on the surface of a process component, including the steps of:
상기 (b)단계에서는 화학적 수단, 물리적 수단 중 어느 하나 이상의 수단으로 상기 원 코팅막을 제거할 수 있으며, 상기 물리적 수단으로는 블라스트(bead blast) 또는 절삭(cutting)을 적용할 수 있다.In the step (b), the raw coating film may be removed by one or more of chemical means and physical means, and bead blast or cutting may be applied as the physical means.
상기 원 코팅막(오염물질이 포함된 코팅막 포함)이 제거된 공정부품의 표면에 새로운 세라믹 코팅막을 형성시킬 때, 상기 공정부품의 표면조도에 따라 새로운 세라믹 코팅막의 표면 거칠기가 결정된다. 공정부품의 표면 거칠기가 작으면 작을수록 오염물질 또는 파티클이 축적이 덜 발생하므로 상기 공정부품의 표면조도가 좋으면 좋을수록(표면조도가 작으면 작을수록) 공정상 유리한 측면이 있다.When a new ceramic coating film is formed on the surface of a process component from which the original coating film (including a coating film containing contaminants) is removed, the surface roughness of the new ceramic coating film is determined according to the surface roughness of the process component. The smaller the surface roughness of the process parts is, the less the contaminants or particles are accumulated. As the surface roughness of the process parts becomes better (the smaller the surface roughness becomes), there is an advantageous aspect in the process.
따라서, 본 발명은 상기 (b)단계 실시 후 (c)단계 실시 전에는 상기 공정부품에 대한 평탄화 작업 또는 연마작업을 통해 표면조도(roughness, Ra)를 2㎛ 이하로 형성시키는 (b-1)단계를 추가 실시할 수 있다.
Accordingly, the present invention is characterized in that the step (b-1) of forming the surface roughness (Ra) to 2 탆 or less through a planarizing operation or a polishing operation for the process parts before the step (b) .
상기 (c)단계는 원 코팅막이 제거된 공정부품의 표면에 새로운 세라믹 코팅막을 형성시키는 단계로서, 0~300℃ 온도조건의 진공 상태에서 세라믹 파우더를 분사하여 균열이 없고 기공이 1% 이하인 세라믹 코팅막을 형성시킬 수 있다. 본 (c)단계에서 공정부품의 표면에 새로운 세라믹 코팅막을 형성하는 방법으로는 상기 온도조건과 진공 조건을 만족시킬 수 있는 저온진공분사(vacuum cold spray), AD(aerosol deposition), UD(universal deposition) 방법 등을 적용할 수 있다.
In the step (c), a new ceramic coating layer is formed on the surface of the process component from which the original coating layer has been removed. The ceramic coating layer is sprayed in a vacuum state at a temperature of 0 to 300 ° C to form a ceramic coating layer Can be formed. As a method of forming a new ceramic coating film on the surface of the process parts in the step (c), a vacuum cold spray, an aerosol deposition (AD), a universal deposition (UD) ) Method can be applied.
상기 (d)단계에서는 상기 세라믹 파티클에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜, 상기 세라믹 코팅막 표면에 스크래치 또는 균열의 결함 없이 상기 세라믹 파티클을 제거할 수 있다.In the step (d), ceramic particles may be sprayed onto the ceramic particles to remove the ceramic particles without scratches or cracks on the surface of the ceramic coatings.
[도 2]의 (a)는 진공 및 0~300℃의 환경에서 세라믹 파우더를 쿼츠(quartz) 소재의 공정부품 표면에 분사하여 형성된 세라믹 코팅막 표면에 세라믹 파티클(30)이 느슨하게 결합되어 있는 상태의 사진이다. 상기 세라믹 파티클(30)에는 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜 [도 2]의 (b)에 도시된 바와 같이 상기 세라믹 코팅막 표면으로부터 제거할 수 있다. 상기 세라믹 파티클(30)을 제거하기 위한 세라믹 파우더로는 직경 0.1~10㎛의 1종 또는 2종 이상이 혼합된 세라믹 파우더를 적용할 수 있다. 또한, 상기 세라믹 파우더는 진공 또는 대기압의 압력조건과 0~300℃ 온도조건에서 분사시켜, 상기 세라믹 파티클에 충돌되도록 할 수 있다. 다만 대기압의 압력조건 보다는 진공 상태에서 세라믹 파티클을 제거하기가 더 용이하다. 여기서, 세라믹 파티클이 세라믹 코팅막에 느슨하게 결합되어 있다는 것은 전술한 바와 같이 400kHz 주파수 이하의 초음파세정(ultrasonic cleaning)에서도 제거되지 않는 정도의 결합력으로 결합된 상태를 의미한다.(A) of FIG. 2 shows a state in which the
또한, [도 3]에 보이는 바와 같이, 경우에 따라 느슨하게 결합되어 있는 세라믹 파티클(30)이 세라믹 코팅막(10) 표면으로부터 완전히 제거되지 않을 수도 있는데, [도 2]의 (b)에 보이는 바와 같이 완전히 세라믹 파티클을 제거하기 위해서는 많은 회수에 걸쳐 느슨하게 결합되어 있는 파티클에 세라믹 파우더를 충돌시켜 제거하여야 한다. 다만, 상기 충돌회수가 증가될수록 세라믹 코팅막(70) 두께가 감소될 수 있다. 보통 느슨하게 결합되어 있는 세라믹 파티클을 제거하는데 필요한 두께 감소는 최초 세라믹 코팅막 두께의 30% 미만 정도이다.
In addition, as shown in FIG. 3, the
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또한, 상기 (d)단계 실시 후에는 「(e) 상기 세라믹 파티클이 제거된 세라믹 코팅막의 표면조도(roughness, Ra)를 0.01㎛ 이상 2.0㎛ 미만으로 형성시키는 단계」 를 더 포함시킬 수 있다.
The step (d) may further include the step of (e) forming the ceramic coating film having a roughness (Ra) of less than 0.01 탆 and less than 2.0 탆 after removing the ceramic particles.
한편, 본 발명은 「반도체 또는 디스플레이 제조장비의 공정부품(이하 '공정부품')에 스크래치 및 균열이 없는 세라믹 코팅막 표면구조를 제조하는 방법으로서, (a') 코팅막이 형성되지 않은 공정부품을 준비하는 단계; (c') 상기 공정부품의 표면에 세라믹 코팅막을 형성시키는 단계; 및 (d) 상기 세라믹 코팅막 표면에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜, 상기 세라믹 코팅막 표면에 스크래치 및 균열 발생 없이 상기 코팅막 형성과정에서 결합된 세라믹 파티클을 제거하는 단계; 를 포함하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법」을 함께 제공한다. 즉, 코팅막이 형성되지 않은 공정부품에 세라믹 코팅막을 형성시키고자 할 때에는 곧바로 세라믹 코팅막 형성 공정을 진행한다. 이외의 구체적인 사항은 전술한 바와 같다.
Meanwhile, the present invention relates to a method for manufacturing a surface structure of a ceramic coating film free from scratches and cracks in process parts (hereinafter referred to as 'process parts') of semiconductor or display manufacturing equipment, ; (c ') forming a ceramic coating on the surface of the process component; And (d) injecting and colliding a ceramic powder onto the surface of the ceramic coating film to remove ceramic particles bonded to the surface of the ceramic coating film during the formation of the coating film without generating scratches or cracks; And a method of forming a ceramic coating film on the surface of a process component, including the steps of: That is, when a ceramic coating film is to be formed on a process component in which a coating film is not formed, the ceramic coating film forming process is immediately carried out. The other details are as described above.
또한, 본 발명은 「반도체 또는 디스플레이 제조장비의 공정부품(이하 '공정부품')에 스크래치 및 균열이 없는 세라믹 코팅막 표면구조를 제조하는 방법으로서, (a") 양극산화(anodizing) 피막이 형성된 공정부품을 준비하는 단계; (c") 상기 양극산화 피막에 새로운 세라믹 코팅막을 형성시키는 단계; 및 (d) 상기 세라믹 코팅막 표면에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜, 상기 세라믹 코팅막 표면에 스크래치 및 균열 발생 없이 상기 코팅막 형성과정에서 결합된 세라믹 파티클을 제거하는 단계; 를 포함하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법」을 함께 제공한다. 즉, 공정부품에 양극산화 피막이 형성된 경우에는 피막 제거 공정을 거치지 않고, 양극산화 피막에 직접 새로운 세라믹 코팅막 형성 공정을 진행한다. 이외의 구체적인 사항 역시 전술한 바와 같다.
The present invention also relates to a method for manufacturing a ceramic coating film surface structure free of scratches and cracks in process components (hereinafter referred to as 'process parts') of semiconductor or display manufacturing equipment, comprising the steps of: (a ") forming an anodizing film- (C ") forming a new ceramic coating on the anodized coating; And (d) injecting and colliding a ceramic powder onto the surface of the ceramic coating film to remove ceramic particles bonded to the surface of the ceramic coating film during the formation of the coating film without generating scratches or cracks; And a method of forming a ceramic coating film on the surface of a process component, including the steps of: That is, when an anodic oxide film is formed on a process component, a new ceramic coating film formation process is directly performed on the anodic oxide film without passing through a film removal process. Other details are as described above.
본 발명을 첨부된 도면과 관련하여 설명하였으나 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위에서 다소간의 수정 및 변형이 가능하며, 다양한 분야에서 사용될 수도 있다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is therefore intended that the appended claims cover such modifications and variations as fall within the true scope of the invention.
10 : 코팅막 표면에 느슨하게 결합된 파티클을 포함하고 있는 세라믹 코팅막 표면
20 : 세라믹 코팅막 표면에 느슨하게 결합되어 있는 파티클에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜 파티클이 제거된 세라믹 코팅막 표면
30 : 세라믹 코팅막 표면에 느슨하게 결합되어 있는 세라믹 파티클
40 : 세라믹 코팅막 표면에 느슨하게 결합된 파티클이 연마에 의해 제거된 세라믹 코팅막 표면
70 : 세라믹 코팅막 표면에 느슨하게 결합되어 있는 파티클에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜 파티클이 100% 미만으로 완전히 제거되지 않은 세라믹 코팅막 표면
80 : 세라믹 코팅막 표면상의 스크래치(scratch)
90 : 스크래치의 결함(defect)이 있는 세라믹 코팅막 표면
602 : 세라믹 파티클이 녹아 들러붙어 있는 폴리싱(polishing) 전 세라믹 코팅막 표면 전자현미경 사진(배율 1,000배)
604 : 세라믹 파티클이 녹아 들러붙어 있는 폴리싱(polishing) 전 세라믹 코팅막 표면 전자현미경 사진(배율 4,000배)
606 : 세라믹 파티클이 녹아 들러붙어 있는 폴리싱(polishing) 전 세라믹 코팅막 표면 전자현미경 사진(배율 10,000배)
608 : 폴리싱(polishing) 후 균열 및 기공이 그대로 존재하는 세라믹 코팅막 표면 전자현미경 사진(배율 1,000배)
610 : 폴리싱 후 균열 및 기공이 그대로 존재하는 세라믹 코팅막 표면 전자현미경 사진(배율 4,000배)
612 : 폴리싱 후 균열 및 기공이 그대로 존재하는 세라믹 코팅막 표면 전자현미경 사진(배율 10,000배)10: Ceramic coating film surface containing loosely bonded particles on the coating surface
20: Ceramic coating film surface on which particles are removed by spraying ceramic powder onto particles loosely bonded to the surface of the ceramic coating film
30: Ceramic particles loosely bonded to the surface of the ceramic coating film
40: Ceramic coating film surface on which particles loosely bonded to the surface of the ceramic coating film are removed by polishing
70: A ceramic coating film surface on which a particle is loosely bonded to the surface of the ceramic coating film and the particles are not completely removed to less than 100%
80: Scratch on the surface of the ceramic coating film
90: Ceramic coating film surface with defect of scratch
602: Ceramic coating film surface electron microscope photograph (magnification 1,000 times) before polishing where ceramic particles are stuck together
604: Ceramic coating film surface electron microscope (magnification: 4,000 times) before polishing,
606: Ceramic coating film surface electron microscope photograph (magnification 10,000 times) before polishing where ceramic particles are stuck together
608: Surface micrograph of ceramics coating with cracks and pores remaining after polishing (magnification: 1,000 times)
610: Surface electron microscope (magnification: 4,000 times) of ceramic coating film with cracks and pores remaining after polishing
612: Surface electron microscope (magnification: 10,000 times) of ceramic coating film with cracks and pores remaining after polishing
Claims (18)
A ceramic coating film in which a ceramic powder is spray-coated on a process part (hereinafter, referred to as a 'process part') of a semiconductor or display manufacturing equipment, wherein a ceramic powder is sprayed onto the ceramic particles bonded in the process of forming the ceramic coating film, And the ceramic particles are removed without generating cracks.
상기 세라믹 파티클은 상기 세라믹 코팅막 표면에서 10% 이상 제거되고, 상기 세라믹 파티클이 제거된 세라믹 코팅막 표면은 결정질 도메인(domain)으로 구성되거나 결정질 도메인과 비결정질 도메인이 혼재되어 구성되고, 상기 도메인은 열에 의한 세라믹 입자 성장을 수반하지 않는 것을 특징으로 하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막.
The method of claim 1,
The surface of the ceramic coating layer on which the ceramic particles are removed is composed of a crystalline domain or a mixture of crystalline domains and amorphous domains, Characterized in that it does not involve grain growth.
표면조도(roughness, Ra)가 0.1~3㎛이고, 기공은 1% 이하인 것을 특징으로 하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막.
3. The method according to claim 1 or 2,
A surface roughness (Ra) of 0.1 to 3 占 퐉, and a porosity of 1% or less.
기공이 없으며, 치밀도(denseness degree)가 90% 이상인 것을 특징으로 하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막.
4. The method of claim 3,
And a denseness degree of not less than 90%.
(a) 코팅막이 형성된 공정부품을 준비하는 단계;
(b) 상기 공정부품의 원 코팅막을 제거하는 단계;
(c) 상기 원 코팅막이 제거된 공정부품의 표면에 새로운 세라믹 코팅막을 형성시키는 단계; 및
(d) 상기 세라믹 코팅막 표면에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜, 상기 세라믹 코팅막 표면에 스크래치 및 균열 발생 없이 상기 세라믹 코팅막 형성과정에서 결합된 세라믹 파티클을 제거하는 단계; 를 포함하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법.
A method of forming a ceramic coating film free of scratches and cracks on process components (hereinafter referred to as 'process components') of semiconductor or display manufacturing equipment,
(a) preparing a process component having a coating film formed thereon;
(b) removing the original coating film of the process parts;
(c) forming a new ceramic coating on the surface of the process component from which the original coating is removed; And
(d) spraying and colliding a ceramic powder onto the surface of the ceramic coating film to remove the ceramic particles bonded to the surface of the ceramic coating film during the formation of the ceramic coating film without causing scratches and cracks; ≪ / RTI > wherein the method comprises the steps of:
상기 (b)단계는 화학적 수단, 물리적 수단 중 어느 하나 이상의 수단으로 상기 원 코팅막을 제거하는 것을 특징으로 하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법.
The method of claim 5,
Wherein the step (b) removes the raw coating film by at least one of chemical means and physical means.
상기 물리적 수단은 블라스트(bead blast) 또는 절삭(cutting)인 것을 특징으로 하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법.
The method of claim 6,
Wherein the physical means is a bead blast or a cutting.
상기 (b)단계 실시 후,
(b-1) 상기 공정부품의 표면조도(Ra)를 2㎛ 이하로 형성시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법.
The method of claim 5,
After the step (b)
(b-1) forming a surface roughness (Ra) of the process component to 2 m or less; ≪ / RTI > further comprising the step of forming a ceramic coating layer on the surface of the process component.
상기 (c)단계는 0~300℃ 온도조건의 진공 상태에서 세라믹 파우더를 분사하여 균열이 없고 기공이 1% 이하인 세라믹 코팅막을 형성시키는 것을 특징으로 하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법.
The method of claim 5,
Wherein the step (c) comprises spraying a ceramic powder in a vacuum state at a temperature of 0 to 300 ° C to form a ceramic coating film having no crack and having a pore of 1% or less.
상기 (d)단계는 상기 세라믹 파티클에 직경 0.1~10㎛의 1종 또는 2종 이상이 혼합된 세라믹 파우더를 진공 또는 대기압의 압력조건과 0~300℃ 온도조건에서 분사 충돌시켜 제거하는 것을 특징으로 하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법.
The method of claim 5,
In the step (d), the ceramic powder having a diameter of 0.1 to 10 탆 and mixed with at least one kind of ceramic powder is sprayed and collided under a vacuum or atmospheric pressure condition and a temperature condition of 0 to 300 캜 Of the surface of the process component.
상기 (d)단계에서 상기 세라믹 파티클을 제거하면서 발생하는 세라믹 코팅막의 두께 감소량은 30% 이내인 것을 특징으로 하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법.
The method of claim 5,
Wherein the thickness of the ceramic coating layer is less than 30% when the ceramic particles are removed in the step (d).
(e) 상기 세라믹 파티클이 제거된 세라믹 코팅막의 표면조도(roughness, Ra)를 0.01㎛ 이상 2.0㎛ 미만으로 형성시키는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법.
The method according to any one of claims 5 to 11,
(e) forming a ceramic coating film on which the ceramic particles have been removed to have a surface roughness (Ra) of from 0.01 탆 to less than 2.0 탆; ≪ / RTI > further comprising the step of forming a ceramic coating layer on the surface of the process component.
(a') 코팅막이 형성되지 않은 공정부품을 준비하는 단계;
(c') 상기 공정부품의 표면에 세라믹 코팅막을 형성시키는 단계; 및
(d) 상기 세라믹 코팅막 표면에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜, 상기 세라믹 코팅막 표면에 스크래치 및 균열 발생 없이 상기 코팅막 형성과정에서 결합된 세라믹 파티클을 제거하는 단계; 를 포함하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법.
A method of forming a ceramic coating film free of scratches and cracks on process components (hereinafter referred to as 'process components') of semiconductor or display manufacturing equipment,
(a ') preparing a process component in which a coating film is not formed;
(c ') forming a ceramic coating on the surface of the process component; And
(d) spraying and colliding a ceramic powder onto the surface of the ceramic coating film to remove the ceramic particles bonded to the surface of the ceramic coating film during the formation of the coating film without causing scratches and cracks; ≪ / RTI > wherein the method comprises the steps of:
(a") 양극산화(anodizing) 피막이 형성된 공정부품을 준비하는 단계;
(c") 상기 양극산화 피막에 새로운 세라믹 코팅막을 형성시키는 단계; 및
(d) 상기 세라믹 코팅막 표면에 세라믹 파우더를 분사 충돌시켜, 상기 세라믹 코팅막 표면에 스크래치 및 균열 발생 없이 상기 코팅막 형성과정에서 결합된 세라믹 파티클을 제거하는 단계; 를 포함하는 공정부품 표면의 세라믹 코팅막 형성방법.A method of forming a ceramic coating film free of scratches and cracks on process components (hereinafter referred to as 'process components') of semiconductor or display manufacturing equipment,
(a ") preparing an anodizing film-formed process component;
(c ") forming a new ceramic coating film on the anodized coating; and
(d) spraying and colliding a ceramic powder onto the surface of the ceramic coating film to remove the ceramic particles bonded to the surface of the ceramic coating film during the formation of the coating film without causing scratches and cracks; ≪ / RTI > wherein the method comprises the steps of:
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|---|---|---|---|---|
| KR101916872B1 (en) * | 2015-10-15 | 2018-11-08 | 아이원스 주식회사 | Method for restoring coating layer of semiconductor process equipment component and semiconductor process equipment component thereof |
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2014
- 2014-05-13 KR KR1020140056991A patent/KR101559112B1/en active IP Right Grant
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