KR102035931B1 - SiC 플레이트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 SiC 플레이트 제조방법 관한 것이다.
본 발명에 의한 SiC 플레이트 제조방법은, 기재에 SiC를 증착하여 원판을 만든 후 상기 원판을 소정의 크기 및 형상으로 가공하는 방법을 통해 SiC 플레이트를 제조할 때 발생하는 하자품을 이용하여 SiC 플레이트를 제조하는 SiC 플레이트 제조방법에 있어서, 하자가 발생한 상기 원판에서 하자 부분과 상기 기재가 제거된 SiC 판을 준비하는 SiC 판 준비단계; 상기 SiC 판 두 개를 겹쳐 SiC 기재를 만드는 SiC 기재 제작단계; 상기 SiC 기재의 표면에 SiC를 증착하여 SiC 원판을 형성하는 SiC 증착단계; 및 상기 두 개의 SiC 판이 분리되도록 상기 SiC 원판을 분할하여 두 개의 SiC 분할판을 만들고 각각의 상기 SiC 분할판을 소정의 크기 및 형상으로 가공하는 SiC 원판 가공단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 일반적인 방법으로 SiC 플레이트를 제조할 때 발생한 불량품을 재활용하여 경제적으로 SiC 플레이트를 제조하는 것이 가능하다.

Description

SiC 플레이트 제조방법{Manufacturing method for SiC plate}

본 발명은 SiC 플레이트 제조방법 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반적인 방법으로 SiC 플레이트를 제조할 때 발생한 불량품을 재활용하여 경제적으로 SiC 플레이트를 제조하는 것이 가능한 SiC 플레이트 제조방법에 관한 것이다.

반도체, 평판 디스플레이 또는 엘이디 등의 제조시에는 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 캐리어나, 플라즈마 방식의 건식 처리 공정에서 웨이퍼 주변에 플라즈마가 한정되도록 하는 포커스링과 같은 SiC 재질의 플레이트가 사용된다.

이러한 SiC 플레이트는 일반적으로, 그라파이트로 이루어지는 기재를 증착 챔버에 넣어 표면에 탄화규소(SiC)를 증착시켜 SiC 적층 원판을 만드는 단계, SiC 적층 원판의 테두리를 절단하는 단계, 기재를 기준으로 SiC 적층 원판을 두 부분으로 분할하는 단계, 및 분할된 SiC 적층 원판에서 기재를 제거하고 분할된 SiC 적층 원판을 정확한 치수로 가공하여 SiC 플레이트를 완성하는 단계를 통하여 제조될 수 있다.

그런데 기재의 표면에 SiC를 증착시키는 과정에서 SiC 층에 기포와 같은 하자가 발생한 경우, SiC 적층 원판의 일부 또는 전부를 사용할 수 없어 SiC 플레이트 제조의 수율이 떨어지고 재료가 낭비되는 문제가 발생하게 된다.

KR 10-1547621 B1

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 일반적인 제조방법을 통해 SiC 플레이트를 제조하면서 발생하는 불량품을 재활용하여 SiC 플레이트를 제조할 수 있는 SiC 플레이트의 제조방법을 제공함에 있다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 기재에 SiC를 증착하여 원판을 만든 후 상기 원판을 소정의 크기 및 형상으로 가공하는 방법을 통해 SiC 플레이트를 제조할 때 발생하는 하자품을 이용하여 SiC 플레이트를 제조하는 SiC 플레이트 제조방법에 있어서, 하자가 발생한 상기 원판에서 하자 부분과 상기 기재가 제거된 SiC 판을 준비하는 SiC 판 준비단계; 상기 SiC 판 두 개를 겹쳐 SiC 기재를 만드는 SiC 기재 제작단계; 상기 SiC 기재의 표면에 SiC를 증착하여 SiC 원판을 형성하는 SiC 증착단계; 및 상기 두 개의 SiC 판이 분리되도록 상기 SiC 원판을 분할하여 두 개의 SiC 분할판을 만들고 각각의 상기 SiC 분할판을 소정의 크기 및 형상으로 가공하는 SiC 원판 가공단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 SiC 플레이트 제조방법에 의해 달성된다.

상기 SiC 기재 제작단계에서, 상기 SiC 기재는 상기 SiC 판 사이에 배치되는 분할 시트를 더 포함하도록 제작될 수 있다.

상기 분할 시트는 그라파이트 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 SiC 기재 제작단계에서, 상기 SiC 기재는 상기 두 개의 SiC 판이 서로 마주하는 면의 각 테두리 부분에 서로 맞물리는 단턱을 구비하도록 제작될 수 있다.

상기 SiC 판 준비단계에서, 상기 SiC 판은 링형으로 형성되고, 내측 테두리로부터 중심 측으로 연장되는 연장부를 구비하도록 준비되며, 상기 SiC 원판 가공단계에서, 상기 연장부는 제거되는 것이 바람직하다.

상기 연장부는 상기 SiC 판의 내측 테두리 상에서 다수 개가 간격을 두고 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 SiC 플레이트 제조방법에 의하면, 일반적인 SiC 플레이트 제조방법을 통한 SiC 플레이트의 제조 중에 발생하는 하자품을 재활용하여 SiC 플레이트를 제조할 수 있기 때문에 재료의 낭비를 막을 수 있다.

그리고 SiC 플레이트 제조과정 중 SiC 증착시 시드(seed)의 역할을 하는 기재가 SiC 재질로 이루어지기 때문에 SiC 증착단계 후에 이형 재질로 이루어지는 부분을 제거하는 작업을 할 필요가 없어 SiC 플레이트의 제조를 용이하게 할 수 있다.

상기 SiC 기재는 두 개의 SiC 판으로 이루어져 SiC 플레이트의 제조의 수율을 향상시킬 수 있다.

상기 SiC 판이 연장부를 구비하거나 SiC 기재가 분할 시트를 구비하는 경우 SiC 플레이트의 제조를 더 용이하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명에서 재활용되는 하자품 그라파이트-SiC 원판에 관한 설명도,
도 2는 본 발명에 의한 SiC 플레이트 제조방법의 순서도,
도 3은 본 발명에 의한 SiC 플레이트 제조방법의 단계별 설명도,
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 SiC 플레이트 제조방법에서 사용되는 SiC 기재의 또 다른 실시예에 관한 설명도,
도 6 및 도 7은 본 발명에 의한 SiC 플레이트 제조방법에서 사용되는 SiC 기재가 연장부를 더 구비하는 경우에 관한 설명도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참고하여 자세하게 설명하도록 한다.

본 발명은, 기재에 SiC를 증착하여 원판을 만든 후 상기 원판을 소정의 크기 및 형상으로 가공하는 기존의 일반적인 SiC 플레이트 제조방법을 통해 SiC 플레이트를 제조할 때 발생하는 하자품을 재활용하여 SiC 플레이트를 제조하는 방법에 관한 것이다.

기존의 일반적인 SiC 플레이트 제조방법에서는 보통 그라파이트 재질로 이루어지는 그라파이트 기재를 사용하며, 이러한 기재에 SiC를 증착하면 원판으로서 그라파이트-SiC 원판이 만들어진다.

본 발명에 대해 설명할 때에는 재활용되는 원판으로 그라파이트-SiC 원판을 사용하는 경우를 예로 하여 설명하나, 다른 재질의 기재에 의해 형성된 원판이 사용될 수도 있다.

그리고 본 발명에 관한 도면에서는 제조되는 SiC 플레이트가 주로 링형인 경우를 예시로 하여 설명하나, SiC 플레이트는 원판형으로 형성될 수도 있고 사각형 등의 다각 판형으로 형성될 수도 있다. 재활용되는 하자품 원판 또한 링형이 아닌 원판형 등으로 이루어질 수 있다.

기존의 일반적인 SiC 플레이트 제조방법에 대해 간략하게 설명하면, SiC 플레이트의 제조는 그라파이트 재질로 이루어지는 그라파이트 기재에 SiC를 증착하여 그라파이트-SiC 원판을 만드는 과정, 상기 그라파이트-SiC 원판을 소정의 크기 및 형상으로 가공하는 과정 등을 통해 제조된다. 이러한 방법을 통해 SiC 플레이트를 제조할 때에는 그라파이트 기재(11)에 SiC를 증착하는 과정에서 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, SiC 층(12)에 기포가 생성되는 하자가 발생할 수 있으며, 그라파이트-SiC 원판(10)을 가공할 때 기포가 발생한 부분을 제거하면 SiC 층의 두께가 SiC 플레이트의 소정 두께에 미치지 못하게 되는 문제가 발생하게 된다.

본 발명에서는 이처럼 SiC 증착시 SiC 층에 기포 등이 발생한 하자품을 이용한다.

도 2에는 본 발명에 의한 SiC 플레이트 제조방법의 순서도가 도시되어 있고, 도 3에는 본 발명에 의한 SiC 플레이트 제조방법의 단계별 설명도가 도시되어 있다.

본 발명에 의한 SiC 플레이트 제조방법은 SiC 판 준비단계(S1), SiC 기재 제작단계(S2), SiC 증착단계(S3) 및 SiC 원판 가공단계(S4)를 포함하여 이루어진다.

SiC 판 준비단계(S1)에서는 일반적인 SiC 플레이트 제조방법에 의해 SiC 플레이트를 제조하면서 만들어진 그라파이트-SiC 원판(10)들 중 하자가 발생한 것으로부터, 하자 부분과 그라파이트 기재(11) 부분을 제거하여 SiC 판(21)을 만든다.

그라파이트-SiC 원판(10)이 링형이었던 경우에는 SiC 판(21)도 링형으로 만들어지고, 그라파이트-SiC 원판(10)이 원판형이었던 경우에는 SiC 판(21)이 원판형 또는 링형으로 만들어질 수 있다. 그라파이트-SiC 원판(10)은 그라파이트 기재(11)를 기준으로 양측으로 분할되어 하나의 그라파이트-SiC 원판(10)에서 두 개의 SiC 판(21)이 만들어질 수 있다.

SiC 기재 제작단계(S2)에서는 도 3의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 SiC 판(21) 두 개를 평행하게 겹쳐 SiC 기재(20)를 만든다. 두 개의 SiC 판(21)은 서로 결합하지 않고 단순히 겹쳐져 SiC 기재(20)를 형성한다.

SiC 증착단계(S3)에서는 SiC 기재(20)를 증착 챔버에 넣어 SiC 기재(20)의 표면에 SiC가 증착되도록 함으로써, 도 3의 (c)에 도시되어 있는 바와 같이 SiC 기재(20)가 SiC 증착층(31)에 의해 둘러싸인 SiC 원판(30)을 형성한다. SiC 판(21)에 증착된 SiC 증착층(31)은 SiC 판(21)과 동일한 SiC 재질로 이루어지기 때문에 SiC 판(21)과 SiC 증착층(31)은 거의 완전하게 서로 일체화될 수 있지만, 각 SiC 판(21) 사이에서는 SiC가 거의 증착되지 않아 SiC 판(21)들 간은 단순히 겹쳐진 상태를 유지한다.

SiC 원판(30)에서 한 SiC 판(21) 두께와 이에 증착된 SiC 층(31) 두께의 합은 제조하고자 하는 SiC 플레이트의 두께보다 더 크게 형성된다.

SiC 원판 가공단계(S4)에서는 도 3의 (d)에 도시되어 있는 바와 같이 두 개의 SiC 판(21)이 분할되도록 SiC 원판(30)을 분할하여 두 개의 SiC 분할판(미도시)을 만들고, 각각의 SiC 분할판을 소정의 크기 및 형상으로 가공하여 SiC 플레이트(F)을 완성한다.

상기한 바와 같이 SiC 원판(30)에서 SiC 판(21)은 서로 결합된 상태가 아니기 때문에 SiC 원판 가공단계(S4)에서 SiC 원판(30)을 두 부분으로 쉽게 분할하는 것이 가능하다.

상기한 것과 같은 본 발명의 SiC 플레이트 제조방법에 의하면, 일반적인 SiC 플레이트 제조방법을 통한 SiC 플레이트의 제조 중에 발생하는 하자품을 재활용하여 SiC 플레이트를 제조할 수 있기 때문에 재료의 낭비를 막을 수 있으며, SiC 증착시 시드(seed)의 역할을 하는 기재가 SiC 재질로 이루어지기 때문에 SiC 증착단계(S3) 후에 이형 재질로 이루어지는 부분을 제거하는 작업을 할 필요가 없어 SiC 플레이트의 제조를 용이하게 할 수 있다.

그리고 하나의 SiC 원판(30)으로부터 두 개의 SiC 플레이트가 만들어지기 때문에 한 번의 SiC 플레이트 제조 사이클의 진행에 의해 보다 많은 양의 SiC 플레이트를 제조하는 것이 가능하다.

SiC 기재 제작단계(S2)에서 SiC 기재(20)는 분할 시트(23)를 더 포함하도록 제작될 수 있다.

분할 시트(23)는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, SiC 판(21) 사이에서 각각의 SiC 판(21)과 평행하게 배치된다.

이러한 분할 시트(23)는 시트 형상으로 이루어져 두 SiC 판(21) 사이의 틈을 채움으로써 SiC 증착단계(S3)에서 두 SiC 판(21) 사이에 SiC가 증착되어 SiC 판(21)들이 일체화되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, SiC 원판 가공단계(S4)에서 SiC 원판(30)의 분할을 보다 용이하게 하는 것이 가능하다.

상기 분할 시트(23)는 그라파이트 재질로 이루어질 수 있다.

시트 형상의 그라파이트는 특히 강도가 약해 분할 시트(23) 자체가 쉽게 파괴될 수 있으므로, SiC 판(21)들 사이에 SiC가 증착되더라도 SiC 원판(30)의 분할이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

SiC 기재 제작단계(S2)에서 SiC 기재(20)는 각각의 SiC 판(21)에 단턱(24)을 구비하도록 제작될 수 있다.

단턱(24)은 두 SiC 판(21)이 서로 마주하는 면의 각 테두리 부분에 배치되며, 일측 SiC 판(21)의 단턱(24)과 타측 SiC 판(21)의 단턱(24)은 서로 맞물리도록 형성된다.

이러한 단턱(24)은 SiC 증착단계(S3)에서 두 SiC 판(21) 사이의 틈 중 테두리 부분의 내측으로 SiC가 유입되는 것을 방지하여, SiC 원판 가공단계(S4)에서 SiC 원판(30)의 분할 작업이 보다 용이하게 진행되도록 할 수 있다.

또한, 상기 단턱(24)은 별도로 형성되는 SiC 판(21)들이 서로에 대해 미끄러지지 않고 완전하게 겹쳐진 상태를 유지하도록 할 수 있다.

단턱(24)은 도 5의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 원판형의 홈과 돌기에 의해 형성될 수도 있고, 도 5의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 링형의 홈과 돌기에 의해 형성될 수도 있다.

SiC 판 준비단계(S1)에서 기재가 링형으로 형성되는 경우, SiC 판(21)은 내측 테두리로부터 중심 측으로 연장되는 연장부(21a)를 구비하도록 준비될 수 있다. 도 6에는 연장부(21a)를 구비하는 SiC 판(21)이 도시되어 있다.

SiC 증착단계(S3)에서는 SiC 기재(20)의 전체 면에 SiC가 증착될 수 있도록 SiC 기재(20)를 핀형의 지그(G) 위에 안착시킨 상태에서 SiC 증착 과정을 진행하게 되는데, SiC 증착 후 지그(G) 위에서 SiC 원판(30)을 제거하면서 SiC 원판(30)과 함께 지그(G)의 말단부가 함께 떨어져 나가거나 SiC 원판(30)에 지그(G)의 자국이 남아 제조되는 SiC 플레이트의 성능을 저하시킬 수 있다.

상기 연장부(21a)는 SiC 판(21)에서 SiC 플레이트의 내측 테두리가 될 부분보다 중심 측에 위치하는 부분으로, SiC 증착단계(S3)에서는 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 지그(G)에 의해 지지되며, SiC 원판 가공단계(S4)에서는 절단되어 SiC 원판(30)으로부터 제거된다.

이에 따라, SiC 원판(30)에 남은 지그(G)의 자국 등이 SiC 플레이트의 성능을 저하시킬 가능성을 배제할 수 있다.

연장부(21a)는 도 6의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 링형 SiC 판(21)의 내측 테두리 전체에서 중심 측으로 연장되어 링형으로 형성될 수도 있으나, 도 6의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 점형으로 이루어져 SiC 판(21)의 내측 테두리 상에서 다수 개가 간격을 두고 형성될 수도 있다. 연장부(21a)가 점형으로 이루어지는 경우, SiC 원판 가공단계(S4)에서 연장부(21a)를 더 쉽게 제거하는 것이 가능하다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

10 : 그라파이트-SiC 원판 11 : 그라파이트 기재
20 : SiC 기재 21 : SiC 판
21a : 연장부 23 : 분할 시트
24 : 단턱 30 : SiC 원판
S1 : SiC 판 준비단계 S2 : SiC 기재 제작단계
S3 : SiC 증착단계 S4 : SiC 원판 가공단계

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 기재에 SiC를 증착하여 원판을 만든 후 상기 원판을 소정의 크기 및 형상으로 가공하는 방법을 통해 SiC 플레이트를 제조할 때 발생하는 하자품을 이용하여 SiC 플레이트를 제조하는 SiC 플레이트 제조방법에 있어서,
   하자가 발생한 상기 원판에서 하자 부분과 상기 기재가 제거된 SiC 판을 준비하는 SiC 판 준비단계;
   상기 SiC 판 두 개를 겹쳐 SiC 기재를 만드는 SiC 기재 제작단계;
   상기 SiC 기재의 표면에 SiC를 증착하여 SiC 원판을 형성하는 SiC 증착단계; 및
   상기 두 개의 SiC 판이 분리되도록 상기 SiC 원판을 분할하여 두 개의 SiC 분할판을 만들고 각각의 상기 SiC 분할판을 소정의 크기 및 형상으로 가공하는 SiC 원판 가공단계;를 포함하고,
   상기 SiC 판 준비단계에서, 상기 SiC 판은 링형으로 형성되고, 내측 테두리로부터 중심 측으로 연장되는 연장부를 구비하도록 준비되며,
   상기 SiC 원판 가공단계에서, 상기 연장부는 제거되는 것을 특징으로 하는 SiC 플레이트 제조방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 연장부는 상기 SiC 판의 내측 테두리 상에서 다수 개가 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 SiC 플레이트 제조방법.
   

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