KR102053304B1 - 대형 SiC 플레이트 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형 SiC 플레이트 제조방법에 관한 것이다.
본 발명에 의한 대형 SiC 플레이트 제조방법은 그라파이트 재질로 이루어지는 기재에 SiC를 증착하여 SiC 원판을 만든 후, 상기 SiC 원판에서 상기 기재가 드러나도록 상기 SiC 원판의 테두리부를 절단하고 상기 기재를 기준으로 상기 SiC 원판을 양측으로 분할하는 과정을 포함하는 SiC 플레이트 제조방법에 있어서, 상기 기재는 겹쳐지는 두 개의 그라파이트 판으로 이루어지고, 상기 SiC 원판을 분할시 상기 두 개의 그라파이트 판이 서로 분리되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 제조 공정 중 SiC 플레이트가 파손되는 것을 방지할 수 있고 SiC 플레이트가 대형으로 이루어지더라도 용이하게 제조하는 것이 가능하다.

Description

대형 SiC 플레이트 제조방법{Manufacturing method for large SiC plate}

본 발명은 대형 SiC 플레이트 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조 공정 중 SiC 플레이트가 파손되는 것을 방지할 수 있고 SiC 플레이트가 대형으로 이루어지더라도 용이하게 제조하는 것이 가능한 대형 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, 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 제조되는 SiC 플레이트의 크기가 작은 경우에는 기재를 기준으로 SiC 적층 원판을 두 부분으로 분할하는 작업을 선반의 바이트를 통해 진행할 수 있지만, 제조되는 SiC 플레이트의 크기가 큰 경우에는 대형 톱날을 이용해 수작업으로 진행하여야 하므로 작업이 어렵고 작업시의 충격에 의해 SiC 적층 원판의 SiC 재질 부분에 크랙이 발생할 수 있다.

KR 10-1027364 B1

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제조하고자 하는 SiC 플레이트가 대형인 경우에도 SiC 플레이트의 제조를 용이하게 하는 것이 가능한 대형 SiC 플레이트 제조방법을 제공함에 있다.

또한, 제조 공정 중 SiC 플레이트가 파손되는 것을 방지할 수 있는 대형 SiC 플레이트의 제조방법을 제공하고자 한다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 겹쳐지는 두 개의 그라파이트 판으로 이루어지는 기재를 준비하는 기재 준비단계; 상기 기재의 표면에 SiC를 증착하여 SiC 원판을 형성하는 SiC 증착단계; 상기 기재가 드러나도록 상기 SiC 원판의 테두리 부분을 절단하는 SiC 절단 단계; 상기 두 개의 그라파이트 판이 서로 분리되도록 상기 SiC 원판을 분할하여 두 개의 SiC 분할판을 만드는 SiC 원판 분할단계; 및 상기 각각의 SiC 분할판에서 상기 그라파이트 판을 제거하는 그라파이트 판 제거단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 대형 SiC 플레이트 제조방법에 의해 달성된다.

상기 기재 준비단계에서, 상기 기재는 상기 두 개의 그라파이트 판 사이에 배치되는 분할 시트를 더 포함하도록 준비될 수 있다.

상기 분할 시트는 그라파이트 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 기재 준비단계에서, 상기 기재는 상기 두 개의 그라파이트 판이 서로 마주하는 면의 각 테두리 부분에는 서로 맞물리는 단턱이 형성되도록 준비될 수 있다.

본 발명에 따르면, SiC 플레이트의 제조시 SiC 원판을 양측으로 분할하는 작업을 용이하게 진행하는 것이 가능하다.

SiC 플레이트의 제조시 사용되는 기재가 각 그라파이트 판 사이에 분할 시트를 더 포함하거나 각 그라파이트 판의 마주하는 면에 서로 맞물리는 단턱이 형성되는 경우, SiC 원판의 분할 작업을 보다 용이하게 진행할 수 있다.

또한, SiC 원판의 분할을 위해 SiC 원판에 큰 힘을 가할 필요가 없어 SiC 원판에 크랙 등의 하자가 발생하지 않으므로 SiC 플레이트 제조 작업의 수율을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 대형 SiC 플레이트 제조방법에서 사용되는 기재의 단면도,
도 2는 본 발명에 의한 대형 SiC 플레이트 제조방법에 의한 SiC 플레이트 제조 중간에 형성되는 SiC 원판의 단면도,
도 3은 본 발명에 의한 대형 SiC 플레이트 제조방법에 관한 순서도,
도 4는 본 발명에 의한 대형 SiC 플레이트 제조방법의 단계별 설명도,
도 5 및 도 6은 본 발명에 의한 대형 SiC 플레이트 제조방법에서 사용되는 기재의 다른 실시예의 단면도이다.

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

본 발명에 의한 대형 SiC 플레이트 제조방법은 일반적인 SiC 플레이트 제조방법과 마찬가지로 그라파이트 재질로 이루어지는 기재에 SiC를 증착하여 SiC 원판을 만든 후, 상기 SiC 원판에서 상기 기재가 드러나도록 상기 SiC 원판의 테두리부를 절단하고 상기 기재를 기준으로 상기 SiC 원판을 두께 방향 상에서 분할하는 과정 등을 통해 SiC 플레이트를 제조하되, 제조 과정에서 사용되는 기재가 기존과는 상이한 특징을 갖는다.

즉, 발명에 의한 대형 SiC 플레이트 제조방법에서 사용되는 기재(10)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 평행하게 겹쳐지는 두 개의 그라파이트 판(11)으로 이루어진다.

상기 그라파이트 판(11)들은 서로 결합하지 않고 단순히 겹쳐져 기재(10)를 형성한다. 이러한 기재(10)를 시드(seed)로 하여 SiC를 증착시키면, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 각 그라파이트 판(11)의 사이에서는 SiC가 거의 증착되지 않고 기재(10)의 표면 부분에 SiC 층(20)이 형성되는 SiC 원판(1)이 만들어진다.

이에 따라, 기재(10)를 기준으로 SiC 원판(1)을 양측으로 분할할 때, 별도로 형성되는 그라파이트 판(11)이 서로 쉽게 떨어지므로 SiC 원판(1)의 분할을 매우 용이하게 하는 것이 가능하다. 또한, SiC 원판(1)의 분할이 쉽게 이루어져 SiC 원판(1)을 분할하면서 SiC 원판(1)에 큰 힘을 가할 필요가 없으므로 SiC 원판(1)에 크랙 등의 하자가 발생할 가능성의 거의 없다.

참고로, 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. 따라서, SiC 플레이트의 제조에 사용되는 기재가 링형이 아닌 원판형 등으로 형성될 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 대형 웨이퍼 케리어의 제조방법에 대해 단계별로 자세하게 설명한다.

도 3에는 본 발명에 의한 대형 SiC 플레이트 제조방법에 관한 순서도가 도시되어 있고, 도 4에는 기재(10)가 본 발명에 의한 대형 SiC 플레이트 제조방법의 단계별 설명도가 도시되어 있다.

본 발명에 의한 대형 SiC 플레이트의 제조방법은 기재 준비단계(S11), SiC 증착단계(S12), SiC 원판 절단단계(S13), SiC 원판 분할단계(S14) 및 그라파이트 판 제거단계(S15)를 포함하여 이루어진다.

기재 준비단계(S11)에서는 도 4의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 탄화규소(SiC)를 증착하는 데 있어 시드(seed) 역할을 하는 기재(10)를 준비한다. 기재(10)는 두 개의 그라파이트 판(11)을 평행하게 겹쳐 형성할 수 있다.

상기한 바와 같이, 기재(10)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 링형으로 이루어질 수도 있으나 원판형 등으로 이루어지는 것도 가능하다.

SiC 증착단계(S12)에서는 도 4의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 기재(10)를 SiC 증착 챔버에 넣어 기재(10)의 표면에 SiC가 증착되도록 함으로써 기재(10)를 둘러싸는 SiC 층(20)을 갖는 SiC 원판(1)을 형성한다.

SiC 원판 절단단계(S13)에서는 SiC 원판에서 SiC 층(20)에 의해 둘러싸인 기재(10)가 외부로 드러나도록 SiC 원판(1)의 테두리부를 절단한다. SiC 원판 절단단계를 거친 후의 SiC 원판(1)은 도 4의 (c)에 도시되어 있는 바와 같이 하부 SiC 층(21), 기재(10), 상부 SiC 층(22)이 상하로 적층된 형상을 갖게 된다.

SiC 원판 분할단계(S14)에서는 도 4의 (d)에 도시되어 있는 바와 같이, SiC 원판(1)을 상하 양측으로 분할하여 두 개의 SiC 분할판(2)을 형성한다. 기재(10)가 서로 별도로 형성되는 두 개의 그라파이트 판(11)으로 이루어져 있기 때문에 SiC 원판(1)은 각 그라파이트 판(11) 별로 쉽게 분할될 수 있다.

그라파이트 판 제거단계(S15)에서는 도 4의 (e)에 도시되어 있는 바와 같이, 각각의 SiC 분할판(2)에서 그라파이트 판(11)을 선반의 바이트로 제거한다. 이에 따라, 가공 후의 SiC 분할판(2A)에서는 SiC 플레이트를 구성하는 데 필요한 SiC 재질 부분만이 남게 된다.

상기 그라파이트 판 제거단계(S15) 후에는 SiC 분할판(2)을 머시닝센터를 이용해 연마하여 원하는 형상으로 만듦으로써 SiC 플레이트의 제조를 완료한다.

기재 준비단계(S11)에서 상기 기재(10)는 분할 시트(12)를 더 포함하도록 준비될 수 있다.

분할 시트(12)는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 두 개의 그라파이트 판(11) 사이에서 각각의 그라파이트 판(11)과 평행하게 배치된다.

이러한 분할 시트(12)는 시트 형상으로 이루어져 유연하므로 각 그라파이트 판(11)의 표면 형상에 맞추어 변형되면서 두 그라파이트 판(11) 사이에서 틈이 발생하지 않도록 할 수 있다. 이에 따라, SiC 증착 작업을 할 때 두 그라파이트 판(11) 사이에 SiC가 증착되는 것을 방지할 수 있어 SiC 원판(1)의 분할 작업을 보다 용이하게 하는 것이 가능하다.

상기 분할 시트(12)는 그라파이트 판(11)과 마찬가지로 그라파이트 재질로 이루어질 수 있다.

시트 형상의 그라파이트는 특히 강도가 약해 분할 시트(12) 자체가 쉽게 파괴될 수 있으므로 그라파이트 판(11)들 사이에 SiC가 증착되더라도 SiC 원판(1)의 분할이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

기재 준비단계(S11)에서 기재(10)는 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 각각의 그라파이트 판(11)에 단턱(13)을 구비하도록 준비될 수 있다.

단턱(13)은 두 그라파이트 판(11)이 서로 마주하는 면의 각 테두리 부분에 배치되며, 일측 그라파이트 판(11)의 단턱(13)과 타측 그라파이트 판(11)의 단턱(13)은 서로 맞물리도록 형성된다.

이러한 단턱(13)은 SiC 증착시 두 그라파이트 판(11) 사이의 틈 중 테두리 부분의 내측으로 SiC가 유입되는 것을 방지하여, SiC 원판(1)의 분할 작업이 보다 용이하게 진행되도록 할 수 있다.

또한, 상기 단턱(13)은 별도로 형성되는 그라파이트 판(11)들이 서로에 대해 미끄러지지 않고 완전하게 겹쳐진 상태를 유지하도록 할 수 있다.

단턱(13)은 도 6의 (a)에 도시되어 있는 바와 같이 원판형의 홈과 돌기에 의해 형성될 수도 있고, 도 6의 (b)에 도시되어 있는 바와 같이 링형의 홈과 돌기에 의해 형성될 수도 있다.

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 : 기재 11 : 그라파이트 판
12 : 분할 시트 13 : 단턱
20 : SiC 원판
S11 : 기재 준비단계 S12 : SiC 증착단계
S13 : SiC 절단단계 S14 : SiC 원판 분할단계
S15 : 그라파이트 판 제거단계

Claims (4)

1. 겹쳐지는 두 개의 그라파이트 판으로 이루어지는 기재를 준비하는 기재 준비단계;
   상기 기재의 표면에 SiC를 증착하여 SiC 원판을 형성하는 SiC 증착단계;
   상기 기재가 드러나도록 상기 SiC 원판의 테두리 부분을 절단하는 SiC 절단 단계;
   상기 두 개의 그라파이트 판이 서로 분리되도록 상기 SiC 원판을 분할하여 두 개의 SiC 분할판을 만드는 SiC 원판 분할단계; 및
   상기 각각의 SiC 분할판에서 상기 그라파이트 판을 제거하는 그라파이트 판 제거단계;를 포함하며,
   상기 기재 준비단계에서, 상기 기재는 상기 두 개의 그라파이트 판이 서로 마주하는 면의 각 테두리 부분에는 서로 맞물리는 단턱이 형성되도록 준비되는 것을 특징으로 하는 대형 SiC 플레이트 제조방법.
   
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