KR102001343B1 - 다공성 지지대의 증착피막 제거방법 - Google Patents

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Abstract

다공성 지지대에 증착된 피막을 제거하여 상기 지지대를 재활용할 수 있는 다공성 지지대의 증착피막 제거방법을 제시한다. 그 방법은 기공이 존재하고 증착피막이 형성된 다공성 지지대의 기공에 물을 함침시켜 제1 수층을 형성한 후, 제1 수층을 포함하는 다공성 지지대를 세정용액에 의해 세정하고 제1 수층에 의해 세정용액이 희석된 제2 수층을 형성한 다음, 세정용액에 의해 세정된 증착피막이 형성된 다공성 지지대에 수압을 이용하여 증착피막을 제거하고 제2 수층에서의 세정용액의 세정제 성분이 제거된 제3 수층을 형성하고, 제3 수층이 존재하는 다공성 지지대를 건조시켜 제3 수층의 수분을 제거한다.

Description

다공성 지지대의 증착피막 제거방법{Method of removing deposited film of porous supporter}
본 발명은 증착피막 제거방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내부에 기공이 있는 다공체의 지지대에 증착된 피막을 제거하여 재활용할 수 있는 방법에 관한 것이다.
증착 공정(deposition process)은 화학적, 물리적 방식으로 진행되며, 반도체, 평판 디스플레이 또는 태양전지를 제조하는 데 필수적으로 사용된다. 증착 공정은 웨이퍼나 패널이 지지대에 탑재된 상태에서 증착이 이루어지므로, 웨이퍼나 패널뿐 아니라 지지대에도 증착피막이 형성된다. 상기 지지대의 증착피막이 웨이퍼나 패널에 영향을 미치지 않도록, 상기 지지대는 증착물의 일부를 수용할 수 있는 다공성 재질이 많이 사용한다. 이에 따라, 다공성 재질인 다공성 지지대에 증착된 피막을 제거하여, 상기 지지대를 재활용할 수 있는 방안이 요구된다.
일본등록특허 제6,353,636호, 일본공개특허 제2015-005660호 각각은 불화수소산 등을 포함하는 세정용액으로 실리콘 기판에서 산화티탄막, 산화탄탈막을 제거하는 방법을 제시하고 있고, 국내등록특허 제10-0968420호에는 반도체소자의 텅스텐오염을 제거하는 방법이 개시되어 있다. 하지만, 상기 특허들은 다공성 지지대에 증착된 피막을 제거하여 재활용하는 것과는 무관하다. 종래에는 다공성 지지대에 증착된 피막을 제거하여, 상기 지지대를 재활용할 수 있는 방안은 없는 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다공성 지지대에 증착된 피막을 제거하여 상기 지지대를 재활용할 수 있는 다공성 지지대의 증착피막 제거방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 다공성 지지대의 증착피막 제거방법은 먼저 기공이 존재하고 증착피막이 형성된 다공성 지지대의 상기 기공에 물을 함침시켜 제1 수층을 형성한다. 그후, 상기 제1 수층을 포함하는 상기 다공성 지지대를 세정용액에 의해 세정하고 상기 제1 수층에 의해 상기 세정용액이 희석된 제2 수층을 형성한다. 상기 세정용액에 의해 세정된 상기 증착피막이 형성된 다공성 지지대에 수압을 이용하여 상기 증착피막을 제거하고 상기 제2 수층에서의 상기 세정용액의 세정제 성분이 희석된 제3 수층을 형성한다. 상기 제3 수층이 존재하는 상기 다공성 지지대를 건조시켜 상기 제3 수층의 수분을 제거한다.
본 발명의 방법에 있어서, 상기 증착피막은 상기 기공에 삽입되는 앵커부를 포함한다. 상기 다공성 지지대에는 웨이퍼나 패널과 같은 기판이 탑재된다. 상기 다공성 지지대는 도전성 물질인 탄소로 이루어질 수 있다. 상기 세3 수층에는 상기 세정제 성분이 제거되어 있을 수 있다.
본 발명의 다공성 지지대의 증착피막 제거방법에 의하면, 물 함침 및 수압처리를 실시함으로써, 다공성 지지대에 증착된 피막을 제거하여 상기 지지대를 재활용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 다공성 지지대에 증착피막이 형성된 상태를 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 의한 다공성 지지대의 증착피막 제거방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 다공성 지지대에 물에 함침된 상태를 나타내는 도 1의 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다공성 지지대를 세정용액에 의해 세정된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다공성 지지대의 수압처리를 설명하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다공성 지지대의 건조를 마친 상태를 나타내는 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 한편, 도면들에 있어서, 막(층, 패턴) 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장될 수 있다. 또한, 막(층, 패턴)이 다른 막(층, 패턴)의 상, 상부, 하부, 일면에 있다고 언급되는 경우에, 그것은 다른 막(층, 패턴)에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 다른 막(층, 패턴)이 개재될 수도 있다.
본 발명의 실시예는 물 함침 및 수압처리를 실시함으로써, 다공성 지지대에 증착된 피막을 제거하여 상기 지지대를 재활용할 수 있는 증착피막 제거방법을 제시한다. 이를 위해, 물 함침 및 수압처리가 부가된 증착피막 제거방법을 구체적으로 알아보고, 물 함침 및 수압처리를 하는 의미를 상세하게 설명하기로 한다. 증착 공정은 웨이퍼나 패널이 지지대에 탑재된 상태에서 증착이 이루어지므로, 웨이퍼나 패널뿐 아니라 지지대에도 피막이 증착된다. 본 발명의 실시예는 상기 지지대에 증착된 피막을 제거하여 재활용하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 다공성 지지대에 증착피막이 형성된 상태를 보여주는 단면도이다. 설명의 편의를 위하여, A-A선을 따라 절단한 단면도를 별도로 표현하였다. 여기서 제시된 제거방법은 본 발명의 범주 내에 다른 기능을 부가하는 요소들을 더 포함할 수 있다.
도 1에 의하면, 본 발명의 다공성 지지대(10)에는 실질적으로 네트워크를 형성하는 기공(12)이 존재한다. 웨이퍼나 패널과 같은 기판(S)은 다공성 지지대(10)에 탑재되어 증착층(D)이 형성된다. 증착층(D)은 화학적, 물리적 방식으로 진행되며, 기판(S)은 반도체, 평판 디스플레이 또는 태양전지를 제조하는 데 채용된다. 기공(12)이 존재하는 다공성 지지대(10)는 절연체 또는 반도체 등이 모두 가능하지만, 탄소와 같은 도전성 물질도 가능하다. 탄소와 같은 도전성 물질을 사용하면, 기판(S)에 전기장이 적용되는 경우에 플라즈마의 균일성을 확보할 수 있다. 증착층(D)은 기판(S)이 다공성 지지대(10)에 탑재된 상태에서 증착이 이루어진다. 증착층(D)을 형성하는 과정은 공지의 방식이 모두 적용되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
증착에 의하여, 기판(S)에 증착층(D)을 형성하지만, 다공성 지지대(10)에도 증착피막(20)이 만들어진다. 설명의 편의를 위해, 기판(S)에 증착된 것은 증착층(D)이라고 하고, 다공성 지지대(10)에 증착된 것을 증착피막(20)이라고 구분하였다. 다공성 지지대(10)의 증착피막(20)은 기판(S)을 침범하여 영향을 미치지 않도록, 증착물의 일부를 수용할 수 있는 기공(12)이 있는 다공성 재질을 사용된다. 본 발명의 실시예에 의한 지지대는 다공성을 가지면서 도전성을 가진 탄소 다공성 지지대(10)가 바람직하다.
증착피막(20)의 일부는 기공(12)에 파고들어 앵커부(22)를 이룬다. 즉, 증착층(D)은 기판(S)에 일정한 두께를 가지면서 평탄한 층을 이루지만, 증착피막(20)은 다공성 지지대(10)의 위치에 따라 두께가 달라지며, 기공(12)과 만나는 부분에 앵커부(22)가 있다는 점이 증착층(D)과 차이가 있다. 증착층(D) 및 증착피막(20)의 재질은 주로 금속, 예컨대 텅스텐, 티타늄(Ti)일 수 있다. 본 발명의 실시예는 다공성 지지대(10)에 존재하는 증착피막(20)을 제거하여 재활용하는 방법을 제공한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 다공성 지지대의 증착피막 제거방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 3은 본 발명의 다공성 지지대에 물에 함침된 상태를 나타내는 도 1의 A-A선을 따라 절단한 단면도이고, 도 4는 세정용액에 의해 세정된 상태를 나타내는 단면도이며, 도 5는 수압처리를 설명하기 위한 단면도이고, 도 6은 건조를 마친 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2 및 도 3에 의하면, 증착피막(20)이 형성된 다공성 지지대(10)로부터 증착층(D)이 형성된 기판(S)을 분리하고, 다공성 지지대(10)를 수조에 담겨 있는 물에 함침시킨다(S10). 상기 물은 모세관 현상에 의해 다공성 지지대(10)의 기공(12)에 침투하여, 기공(12)을 채운 제1 수층(14)이 된다. 제1 수층(14)은 기공(12)을 채우면서 앵커부(22)와 접촉한다. 제1 수층(14)의 함침시간은 기공(12)의 평균직경, 개수, 형태 등을 고려하여 설정된다. 예컨대, 기공(12)의 평균직경이 작고, 개수가 많으며, 굴곡진 부분이 많으면 상기 함침시간은 상대적으로 커진다. 필요한 경우, 상기 물에 적절한 계면활성제를 추가하여 증착피막(20)을 제거하기 위한 상기 함침시간을 줄일 수도 있다.
도 2 및 도 4에 의하면, 세정용액이 담겨있는 세정조에 제1 수층(14)이 있는 다공성 지지대(10)를 담겨 세정한다(S12). 상기 세정용액은 일반적으로, 불산, 황산과 같은 산성 용액을 포함하며, 예를 들어 세정제인 불화수소가 50%인 50% 불산 용액일 수 있다. 상기 세정용액은 세정제가 상기 용매인 물에 희석된 것이다. 이러한 세정용액의 종류 및 함량은 증착피막(20)의 재질 등에 따라 선택될 수 있다. 다공성 지지대(10)를 상기 세정용액으로 세정하면, 증착피막(20)은 다공성 지지대(10)와의 결합이 느슨해지거나 일부는 다공성 지지대(10)와 분리되기도 한다. 결합이 느슨해지거나 일부 분리된 상태를 틈새(G)로 표현하였다.
다공성 지지대(10)를 상기 세정용액으로 세정한다고 해도, 앵커부(22)의 대부분은 기공(12)으로부터 완전히 벗어나지 않는다. 다시 말해, 증착피막(20)과 다공성 지지대(10)와의 결합이 느슨해지고 일부는 분리되지만, 증착피막(20)은 다공성 지지대(10)에 부착된 상태로 남아 있다. 또한, 상기 세정용액은 제1 수층(14)에 일부가 파고들거나 제1 수층(14)에 희석되어 제2 수층(16)이 된다. 즉, 제2 수층(16)에 포함된 세정제의 함량은 줄어든다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 세정이 완료된 다공성 지지대(10)를 수압으로 처리하여 증착피막(20)을 제거한다(S14). 다공성 지지대(10)를 수압으로 처리하는 이유는 크게 다음과 같다. 첫째, 수압으로 기공(12)에 삽입되어 있는 앵커부(22)를 외압인 수압을 이용하여 제거한다. 앵커부(22)는 외압으로 제거하지 않으면 그대로 존재하기 때문에 가장 효율적인 수압을 이용한다. 둘째, 수압처리란 물의 압력으로 처리하는 것으로, 상기 물이 제2 수층(16)에 일부가 파고들거나 제2 수층(16)을 희석하여 제3 수층(18)을 구현한다. 이렇게 되면, 제3 층(18)에 함유된 세정제의 함량이 크게 줄어든다.
수압처리에 적용되는 수압은 증착피막(20)과 다공성 지지대(10)와의 결합력 상태, 기공(12)에 삽입된 앵커부(22)의 깊이, 형태 등을 고려하여 설정된다. 상기 수압이 100bar 이상이면, 본 발명의 실시예의 증착공정, 증착피막(20)의 재질, 다공성 지지대(10)의 기공(12)을 고려하더라도 증착피막(20)을 충분하게 제거할 수 있다. 한편, 제1 수층(14), 제2 수층(16) 및 제3 수층(18)에서의 세정제의 함량은 제2 수층(16)이 가장 높으며, 제3 수층(18)에서는 제1 수층(14)과 보다 약간 크거나 거의 동일할 수 있다. 본 발명의 실시예는 수압 처리에 의해, 제3 수층(18)은 상기 세정제 성분이 제거되어 제1 수층(14)과 같이 중성인 물로 이루어지도록 하는 것이 바람직하다. 이를 위해, 수압처리를 하는 시간이 조절될 수 있다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 수압처리로 증착피막(20)이 제거된 다공성 지지대(10)를 건조로에 넣어 건조한다(S16). 상기 건조로는 일정한 온도 및 시간이 필요하며, 본 발명의 실시예는 120℃ 및 3시간으로 진행하였다. 왜냐하면, 제3 수층(18)은 수분이기 때문에 상기 수분을 기화시키는 온도 및 시간이 요구된다. 건조가 완료되면, 다공성 지지대(10)는 재활용된다. 한편, 제3 수층(18)에는 세정제가 없으므로, 기공(12)에는 상기 세정제 성분이 없다. 만일, 기공(12)에 상기 세정제 성분이 남아 있으면, 재활용을 할 때에 상기 세정제 성분은 불순물으로 작용할 수 있다.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10; 다공성 지지대 12; 기공
14, 16, 18; 제1 내지 제3 수층
20; 증착피막 22; 앵커부

Claims (5)

  1. 기공이 존재하고 증착피막이 형성된 다공성 지지대를 물에 함침시켜, 모세관 현상을 이용하여 상기 증착피막의 반대편으로부터 상기 기공에 상기 물을 침투시켜 제1 수층을 형성하는 단계;
    상기 제1 수층을 포함하는 상기 다공성 지지대를 세정용액에 의해 세정하고, 상기 제1 수층에 의해 상기 세정용액이 희석된 제2 수층을 형성하는 단계;
    상기 세정용액에 의해 세정된 상기 증착피막이 형성된 다공성 지지대에 수압을 이용하여 앵커부를 상기 기공으로부터 벗어나게 하여 상기 증착피막을 제거하고, 상기 수압에 사용되는 물은 상기 제2 수층에서의 상기 세정용액의 세정제 성분을 희석하여 제3 수층을 형성하는 단계; 및
    상기 제3 수층이 존재하는 상기 다공성 지지대를 건조시켜, 상기 제3 수층의 수분을 제거하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 수층 및 상기 제2 수층은 상기 기공을 벗어나지 않는 상기 앵커부와 접촉하고, 상기 제2 수층에 의해 상기 증착피막은 상기 다공성 지지대와의 결합이 느슨해지거나 일부가 분리되어 틈을 형성하며, 상기 제3 수층은 상기 제1 수층과 같이 중성인 물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다공성 지지대의 증착피막 제거방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 다공성 지지대에는 웨이퍼나 패널과 같은 기판이 탑재되는 것을 특징으로 하는 다공성 지지대의 증착피막 제거방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 다공성 지지대는 도전성 물질인 탄소로 이루어지는 것을 특징으로 하는 다공성 지지대의 증착피막 제거방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제3 수층에는 상기 세정제 성분이 제거되어 있는 것을 특징으로 하는 다공성 지지대의 증착피막 제거방법.
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