KR102053894B1 - 지르코니아 재질의 반도체 장비용 부품 및 이의 제조 방법 - Google Patents

지르코니아 재질의 반도체 장비용 부품 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

반도체 장비용 부품 및 이의 제조 방법이 개시된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비용 부품의 제조 방법은, 지르코니아 분말을 미리 정해진 소재 형상으로 소성 가공하는 단계; 상기 소성 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 금형을 이용하여 미리 정해진 부품 형상으로 프레스 가공을 수행하는 단계; 및 상기 프레스 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 최종 부품의 크기와 형상에 맞게 연삭 가공을 수행하는 단계; 를 포함하는 반도체 장비용 부품의 제조 방법에 의해 달성될 수 있다.

Description

지르코니아 재질의 반도체 장비용 부품 및 이의 제조 방법{PARTS OF ZIRCONIA MATERIAL FOR SEMICONDUCTOR MANUFACTURING APPARATUS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 반도체 장비용 부품 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지르코니아 분말을 이용하여 반도체 장비용 부품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
반도체 장비를 이용하여 반도체를 제조하는 과정에서 반도체 기관인 웨이퍼(wafer)는 물질층의 층착공정과 층착된 물질층의 식각 공정, 세정공정, 건조공정 등 여러 단계의 공정을 거치게 된다.
이러한 공정에서 웨이퍼는 해당공정을 실시하기에 가장 적합한 조건에 놓이게 된다. 예를 들어, 식각이나 물질층 증착 공정은 물리적, 화학적인 방법으로 이루어지는데 통상 웨이퍼와 에칭소스 또는 증착용 물질 소스 사이에 반응을 활성화시키기 위해 웨이퍼는 적정온도로 가열된다. 이렇게 가열된 웨이퍼는 해당공정이 종료된 후 공정 전 상태로 냉각되어 취급되어 진다. 웨이퍼의 냉각을 위해 액상이나 기상의 냉매를 사용할 수 있다. 통상, 가열된 상태의 웨이퍼가 급격히 변화되는 것을 방지하기 위해 기상상태의 냉매가 사용된다.
한편, 반도체 직접회로(Intergrated circuit; IC) 제조 과정에서는 실리콘 산화막(Silicon Dioxide), 실리콘 질화막(Silicon Nitride) 또는 금속(Metal) 등과 같이 웨이퍼 전면에 박막을 형성하는 공정을 수행한다. 이때, 웨이퍼 전면에 형성된 박막 중에서 원하지 않는 부위에 생성된 박막들을 선택적으로 제거하는 식각공정을 거쳐야 한다. 대부분의 IC 식각공정은 선택적인 식각공정이 이루어지도록 하기 위하여 하기와 같은 순서로 수행된다.
구체적으로, 식각공정은 웨이퍼 상에 포토레지스트(감광막)를 코팅하는 공정, 원하는 패턴을 남기기 위한 선택적인 포토레지스트 제거공정, 하층박막에 패턴을 전사하는 식각공정, 웨이퍼 상에 잔존하는 포토레지스트를 제거한 후에 클리닝 하는 공정이 순차적으로 수행된다.
또한, 식각공정에서는 우수한 특성을 가지는 콘택을 형성하기 위해 공정 조건에 적합한 갭(gap)이 조성되어야 한다. 갭은 내부에 캐소드를 구비한 피스톤의 상하운동에 의해 조절된다. 여기서 갭이란 상부전극과 하부전극 사이의 간격을 말한다.
종래 식각공정이 사용되는 반도체 장비에서의 부품들은 PEEK(Polyetheretherketone) 재질을 이용하여 제조된다.
이러한 PEEK 재질은 준결정성 열가소성 수지로서, 높은 온도, 열악한 환경(화학, 반도체) 등에서 최고의 물성을 가진다. 특히, 화학 및 피로 환경에 매우 강하고 우수한 열안전성을 가지고 있으며, 내화학성, 내수성에 있어서 PPS 수지(Polyphenylene sulfide)와 비슷하나 이보다 높은 250도 까지 사용 가능하다. 또한, V-0 급 내화염성, 연기 및 족성 가스 배출량이 매우적인 적다는 장점이 있다.
그러나, PEEK 재질로 제조된 반도체 장비 부품들은 공정시, 식각 및 손상이 자주 발생되기 때문에 일정 주기마다 교체가 필요하고, 그에 따라 부품의 교체 비용 및 유지/보수에 필요한 시간이 증가되는 문제점이 있다. 참고로, 해당 부품의 경우에는 반도체 장비 중에서 3개 정도의 부품이 사용되는데, 하나의 부품당 가격이 약 105 정도로 매우 고가이다. 더욱이, 반도체 장비 부품들의 식각 및 손상으로 인하여 Up/Down 이동시 진동 및 미립자가 발생하여 공정 상 장치에 문제가 발생되는 문제점이 있다.
이에, 반도체 장비의 챔버 내에서 사용되는 고가의 부품의 사용 주기를 연장하고, 공정 상 발생되는 사고를 미연에 방지하기 위한 대체 부품의 개발이 필요한 실정이다.
따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명을 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 공개특허공보 10-1999-0039613호 (발명의 명칭: 반도체 장치의 행거, 공개일: 1999.06.05.)가 있다.
본 발명의 목적은 지르코니아 특성 또는 성질에 기초하여 반도체 장비에 사용되는 부품에 요구되는 내화학성, 내마모성 및 기계적 특성을 확보할 수 있는 반도체 장비용 부품 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적은, 본 발명에 따라, 지르코니아 분말을 미리 정해진 소재 형상으로 소성 가공하는 단계; 상기 소성 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 금형을 이용하여 미리 정해진 부품 형상으로 프레스 가공을 수행하는 단계; 및 상기 프레스 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 최종 부품의 크기와 형상에 맞게 연삭 가공을 수행하는 단계; 를 포함하는 반도체 장비용 부품의 제조 방법에 의해 달성될 수 있다.
상기 연삭 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 연마 가공을 수행하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 연마 가공 단계는, 상기 부품이 반도체 장비에 설치되어 작동할 때 상기 부품의 구성요소들 사이에 간섭이 발생하지 않도록, 상기 지르코니아 가공물의 모서리 부분에 대해 수행될 수 있다.
상기 프레스 가공 단계 이후 상기 연삭 가공 단계 이전에, 상기 프레스 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 상기 소성 가공 단계의 소성 온도 범위보다 상대적으로 높은 열처리 온도 범위에서 열처리 공정을 수행하는 제1 열처리 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 연삭 가공 단계 이후에, 상기 연삭 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 상기 지르코니아 가공물의 표면에 묻어 있는 이물질을 제거하기 위한 초음파 세척을 수행하는 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 초음파 세척 단계 이후에, 상기 지르코니아 가공물에 남아 있는 수분을 제거하기 위해 상기 지르코니아 가공물에 대해 미리 설정된 열처리 온도 범위에서 열처리 공정을 수행하는 제2 열처리 단계; 를 더 포함할 수 있다.
상기 지르코니아 가공물에 대해 치수 검사를 수행하는 단계; 를 더 포함하고, 상기 치수 검사 단계는 상기 초음파 세척 단계와 상기 제2 열처리 단계 이전에 수행될 수 있다.
상기 소성 가공 단계의 소성 온도 범위는 1450 ~ 1550 ℃ 이고, 상기 제1 열처리 단계의 열처리 온도 범위는 1700 ~ 1800℃ 이며, 상기 제2 열처리 단계의 열처리 온도 범위는 1050 ~ 1150℃ 일 수 있다.
상기 프레스 가공 단계에서, 상기 소성 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물의 수축율을 고려하여 최종 부품의 형상의 크기보다 15 ~ 20 % 크게 금형 가공할 수 있다.
상기 부품은, 식각 공정을 진행하는 반도체 장비에서 챔버 내의 프로세스 키트(Process Kit)를 업(Up)/다운(Down) 시키는 간격부재로 제공될 수 있다.
또한, 전술한 반도체 장비용 부품의 제조 방법에 의해 제작된 반도체 장비용 부품을 포함할 수 있다.
본 발명의 반도체 장비용 부품 및 이의 제조 방법은, 반도체 장비에 사용되는 부품에 있어서 PEEK 재질을 이용하는 종래 기술과는 다르게 지르코니아 재질을 이용하여 제조함으로써 반도체 장비에 사용되는 부품에 요구되는 내화학성, 내마모성 및 우수한 기계적 특성을 가지도록 할 수 있다. 이에 따라, 반도체 장비의 작동 주기가 길어지고, 반도체 장비의 유지 및 보수에 소요되는 비용을 대폭 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비용 부품의 제조 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1에 도시한 반도체 장비용 부품의 제조 방법을 이용하여 제조된 반도체 장비용 부품의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도면의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비용 부품 및 이의 제조 방법을 설명한다.
우선, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비용 부품의 제조 방법을 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비용 부품의 제조방법은 지르코니아 분말을 소성 가공하는 단계(S110), 소성 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 프레스 가공을 수행하는 단계(S120) 및 프레스 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 연삭 가공을 수행하는 단계(S140)를 포함한다.
먼저, 지르코니아 분말을 소성 가공하는 단계(S110)에서는 지르코니아 분말을 소성 가공하기 이전에, 미리 정해진 배합비를 이용하여 지르코니아 분말을 제조한다.
이때, 지르코니아 분말은 지르코니아 파우더(ZrO2) 약 99.9%, 지르코니아 파우더의 전체 중량 대비 이트륨(Y2O3) 약 4.8 ~ 6.8중량%, 산화 알루미늄(Al2O3) 약 0.0005 ~ 0.0015중량%, 산화규소(SiO2) 약 0.005 ~ 0.015중량%, 이산화 타이타늄(TiO2) 약 0.0025~ 0.00525중량%, 적철광(Fe2O3) 약 0.0025 ~ 0.00525중량% 의 배합비를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
소성 가공 단계(S110)에서 상기의 배합비에 의해 형성된 지르코니아 분말을 미리 정해진 소재 형상으로 가공한다. 이때, 소성 가공 단계(S110)에서는 지르코니아 분말을 사출 성형하며, 가공할 수 있는 부품의 형태에 따라 로드(Rod), 튜브(tube), 원판(disc) 등의 다양한 형태로 성형될 수 있다.
또한, 소성 가공 단계(S110)에서 지르코니아 분말의 소성 온도는 1450 ~ 1550 ℃ 범위 내에서 이뤄질 수 있다. 다시 말해서, 소성 가공 단계(S110)에서 지르코니아 분말의 소성 온도는 1500℃ 인 것이 바람직하다. 또한, 소성 가공 단계(S110)에서 총 소요 시간은 통상적으로 약 2 ~ 3 시간 정도를 유지하면서 제작하고자 하는 형상, 즉 미리 정해진 부품의 형상으로 사출 성형될 수 있다.
지르코니아 가공물에 대해 프레스 가공을 수행하는 단계(S120)에서는 소성 가공 단계(S110)에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 금형을 이용하여 프레스 가공 단계(S120)를 수행한다. 이때, 프레스 가공 단계(S120)에서는 소성 가공 단계(S110)에서 굳기 전의 말랑말랑한 상태의 지르코니아 가공물을 금형으로 찍어내기 위한 것이다. 여기서, 프레스 가공 단계(S120)에서는 가공물의 금형시 수축율이 60 ~ 70 %가 되기 때문에, 프레스 가공 단계(S120)에서 지르코니아 가공물의 수축률을 감안하여 15 ~ 20% 크게 금형 가공한다. 예컨대, 본 발명의 일 실시예에 따른 프레스 가공 단계(S120)에서 지르코니아 가공물은 17 ~ 18% 크게 가공하는 것이 바람직하다.
지르코니아 가공물에 대해 연삭 가공을 수행하는 단계(S140)에서는 프레스 가공 단계(S120)에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 연삭 가공을 수행한다. 다시 말해서, 연삭 가공 단계(S140)에서는 프레스 가공 단계(S120)에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 요구되는 부품 형상, 측 최종 부품의 형상에 맞게 가공을 수행한다.
특히, 연삭 가공 단계(S140)는 최종 부품의 형상에 맞게 가공하는 것으로서, 예컨대 CNC 선반, MCT, Milling 등의 별도의 가공 장비를 이용하여 가공한다. 참고로, 연삭 가공 장비에서 사용되는 각종 팁(Tip)은 일반 금속용, 세라믹용, 지르코니아용 등의 다양한 종류 중에서, 지르코니아 분말의 재질에 맞는 전용 부품을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비용 부품의 제조 방법은 프레스 가공 단계 이후, 즉 연삭 가공 단계(S140) 이전에 지르코니아 가공물에 대해 열처리 공정을 수행하는 제1 열처리 단계(S130)를 먼저 수행한다.
지르코니아 가공물에 열처리 공정을 수행하는 제1 열처리 단계(S130)에서는, 프레스 가공 단계(S120)에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 소정의 온도 범위에서 열처리 공정을 수행한다. 이때, 제1 열처리 단계(S130)의 제1 열처리 온도 범위는 소성 가공 단계(S110)에서의 열처리 온도 범위보다 높은 것이 바람직하다. 왜냐하면, 상술한 바와 같이, 소성 가공 단계(S110)는 지르코니아 분말을 가공할 수 있는 부품의 형태로 사출 성형하는 가공 단계이고, 제1 열처리 단계(S130)에서는 소성 가공 단계(S110)에서 미리 정해진 소재 형상으로 가공된 지르코니아 가공물의 경도와 강도를 높이기 위한 가공 단계이기 때문이다. 예컨대, 제1 열처리 단계(S130)의 열처리 온도 범위는 소성 가공 단계(S110)의 온도 범위인 1450 ~ 1550℃ 보다 높은 1700 ~ 1800℃ 일 수 있다.
참고로, 제1 열처리 단계(S130)에서 지르코니아 가공물의 열처리 시간은 그 상황에 따라 달라질 수 있으며, 통상적으로 2 ~ 3 시간 정도 진행할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비용 부품의 제조 방법은 연마 가공 단계(S150)를 더 포함한다.
연마 가공 단계(S150)는 연삭 가공 단계(S140) 이후에 수행된다. 다시 말해서, 연마 가공 단계(S150)는 연삭 가공 단계(S140)에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 연마 가공을 수행한다. 연마 가공 단계(S150)는 연마(polishing) 공정을 의미하며, 일반적인 방식이 아닌 작업자의 노하우(know-how)가 가미되며 작업자의 수작업으로 수행된다.
연삭 가공 단계(S140) 이후에 연마 가공 단계(S150)를 수행하는 것은 본 발명의 일 시예에 따른 반도체 장비용 부품의 제조 방법에 의해 제조된 반도체 장비용 부품이 반도체 장비에 설치되어 작동할 때, 부품의 구성요소들 사이에 간섭이 발생하지 않도록 지르코니아 가공물의 모서리 부분에 대해 다듬기 위한 것이다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 연마 가공 단계(S150)는 '베젤연마'에 의해 수행될 수 있다. 베젤연마는 상술한 연삭 가공과 동일하게 지르코니아 가공물에 맞는 전용 공구 또는 특수 제작된 공구를 이용하여 연마 가공을 수행한다. 그러나, 연마 가공 단계(S150)에서의 폴리싱 두께, 폴리싱 부위 또는 면적 및 사용되는 공구 등은 연마 가공 단계(S150)를 수행하는 작업자에 따라 달라질 수 있다.
한편, 연삭 가공 단계(S140) 이후에 지르코니아 가공물에 대해 표면 초음파 세척을 수행하는 초음파 세척 단계(S170)를 더 포함한다. 이때, 연삭 가공 단계(S140) 이후에 초음파 세척 단계(S170)를 수행하기 전에 상술한 연마 가공 단계(S150)가 수행된다.
초음파 세척 단계(S170)에서는 DI water(Delonize water, 초순수물 또는 이온이 없는 순수한 물)가 담긴 용기에 지르코니아 가공물을 넣고 초음파로 세척을 함으로써 지르코니아 가공물의 표면에 묻어 있는 각종 이물질을 제거한다. 이때, 초음파 세척 단계(S170)는 일반적으로 약 1시간 전후로 수행될 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 초음파 세척 단계(S170) 이후에, 지르코니아 가공물에 대해 제2 열처리 공정을 수행하는 제2 열처리 단계(S180)를 더 포함한다. 제2 열처리 단계(S180)는 지르코니아 가공물의 표면에 있는 수분을 제거하기 위해 제르코니아 가공물에 대해 미리 설정된 열처리 온도 범위에서 열처리 공정을 수행한다.
구체적으로, 초음파 세척 단계(S170) 이후에 제2 열처리 단계(S180)를 수행하는 것은, 제2 열처리 단계(S180) 이전에 지르코니아 가공물에 대해 초음파 세척 단계(S170)를 거치면서 지르코니아 가공물의 표면을 세척하더라도 DI water 등의 이물질이 남아있을 수 있기 때문이다. 만약, 지르코니아 가공물의 표면에 이물질이 남은 상태로 반도체 장비의 챔버 안에 장착되면 Outgassing이 발생되어 반도체 장비의 챔버 내부가 고진공 상태로 되기 어렵고, 더욱이 Outgassing이 정상적으로 완료되지 않으면 챔버 내의 고진공 형성의 지연 및 미립자(particle)가 발생되어 정상적인 웨이퍼 가공이 어렵기 때문이다.
참고로, Outgassing은 웨이퍼에서 고온 저압에 의해 막질내 분포하던 원자나 분자들이 튀어나와 챔버 내의 압력을 상승시키는 것을 의미한다.
여기서, 제2 열처리 단계(S180)의 열처리 온도 범위는 약 1050 ~ 1150 ℃ 정도이며, 바람직하게는 1100℃ 일 수 있다. 다시 말해서, 제2 열처리 단계(S180)는 1100℃의 열처리 장치 내에서 약 2 ~ 3 시간 정도로 baking 작업을 실시한다.
한편, 지르코니아 가공물에 대해 치수 검사를 수행하는 단계(S160)를 더 포함한다. 치수 검사 단계(S160)에서는 지르코니아 가공물이 최종 부품의 크기와 형상에 부합하는지 검사한다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비용 부품의 제조 방법에 있어서 지르코니아 가공물에 대해 치수 검사 단계(S160)는 상술한 초음파 세척 단계(S170) 및 제2 열처리 단계(S180) 이전에 수행된다.
이와 같이, 지르코니아 가공물의 치수 검사 단계(S160)를 초음파 세척 단계(S170) 및 제2 열처리 단계(S180) 이전에 수행하는 것은 지르코니아 가공물이 지르코니아 계열이기 때문에 초음파 세척 단계(S170) 및 제2 열처리 단계(S180)를 거치더라도 지르코니아 가공물의 형상이 변하지 않기 때문이다. 또한, 제2 열처리 단계(S180) 이후에 치수 검사 단계(S160)를 수행하게 되면 제2 열처리 단계(S180)를 수행하기 전에 지르코니아 가공물이 오염될 수 있기 때문이다. 따라서, 제2 열처리 단계(S180)를 수행하기 이전에 치수 검사 단계(S160)를 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비용 부품의 제조 방법의 순서를 간략히 설명한다.
먼저, 지르코니아 파우더 등 다양한 재료를 미리 정해진 배합비를 근거로 믹싱하여 지르코니아 분말을 형성한다.
그 다음, 지르코니아 분말을 미리 정해진 소재 형상으로 소성 가공한다(S110). 이러한, 소성 가공 단계(S110)에서는 로드, 튜브, 원판 등 지르코니아 분말을 이용하여 가공할 수 있는 부품의 형태로 가공한다.
그 다음, 소성 가공에 의해 얻어진 지르코니아 가공물을 미리 정해진 부품 형상으로 프레스 가공한다(S120).
그 다음, 프레스 가공 단계(S120)에 의해 얻어진 지르코니아 가공물을 소성 가공 단계(S110)에서의 소성 온도 범위보다 높은 열처리 온도 범위에서 제1 열처리를 수행한다(S130).
그 다음, 제1 열처리 된 지르코니아 가공물을 최종 부품의 크기와 형상에 맞게 연삭 가공을 수행한다(S140). 이때, 연삭 가공 단계(S140)에서는 도면에 준한 정밀 가공을 수행한다.
그 다음, 연삭 가공 단계(S140)에 의해 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 연마 가공을 수행한다(S150). 연마 가공 단계(S150)에서는 작업작의 노하우를 기본으로 한 수작업을 실시한다.
그 다음, 연마가 완료된 지르코니아 가공물의 치수 검사를 수행한다(S160). 이때, 지르코니아 가공물이 최종 부품의 크기와 형상에 부합하는지에 관하여 검사한다.
그 다음, 치수 검사가 완료된 지르코니아 가공물에 대해 초음파 세척을 수행한다(S170). 초음파 세척 단계(S170)를 통해 연마 과정을 거치면서 지르코니아 가공물의 표면에 묻어 있는 이물질을 제거한다.
그 다음, 표면의 이물질이 제거된 지르코니아 가공물을 미리 설정된 제2열처리 온도 범위 내에서 제2 열처리를 수행한다(S180). 이때, 제2 열처리 온도는 상술한 제1 열처리 단계(S130)의 제1 열처리 온도보다 낮고, 소성 가공 단계(S110)에서의 소성 가공 온도보다 낮은 것이 바람직하다.
참고로, 상술한 반도체 장비용 부품의 제조 방법을 이용하여 반도체 장비용 부품을 제조한 후에 최종 부품의 크기와 형상으로 가공된 지르코니아 가공물을 진공 포장하고, 외부 충격 방지를 위한 박스 포장을 한 다음, 출하한다.
한편, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 장비용 부품의 제조방법에 의해 제조된 반도체 장비용 부(100)은 식각 공정을 진행하는 반도체 장비에서 반도체 장비의 챔버 내의 포르세스 키트(Process Kit)를 업(up) 시키거나 다운(down) 시키는 간격부재로 제공될 수 있다. 참고로, 간격부재는 스페이서(spacer) 일 수 있다.
즉, 상술한 반도체 장비용 부품의 제조 방법에 의해 제조된 부품(100)은 도 2의 (a)에 도시한 바와 같이 간격부재일 수도 있고, 도 2의 (b)에 도시한 바와 같이 간격부재의 부품인 행거(hanger) 일 수도 있으며, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이 너트 와셔(nut washer)일 수도 있다. 참고로, 반도체 장비용 부품의 제조 방법에 의해 제조된 부품(100)은 행거, 너트 행거, 패드와셔 스페이서, 슬리브 등 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기한 구성에 의하여 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 반도체 장비용 부품(100) 및 이의 제조 방법은, 반도체 장비에 사용되는 부품에 있어서 PEEK 재질을 이용하는 종래 기술과는 다르게 지르코니아 재질을 이용하여 제조함으로써 반도체 장비에 사용되는 부품에 요구되는 내화학성, 내마모성 및 우수한 기계적 특성을 가지도록 할 수 있다. 이에 따라, 반도체 장비의 작동 주기가 길어지고, 반도체 장비의 유지 및 보수에 소요되는 비용을 대폭 줄일 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 반도체 장비용 부품

Claims (11)

  1. 지르코니아 분말을 미리 정해진 소재 형상으로 소성 가공하는 단계;
    상기 소성 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 금형을 이용하여 미리 정해진 부품 형상으로 프레스 가공을 수행하는 단계;
    상기 프레스 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 최종 부품의 크기와 형상에 맞게 연삭 가공을 수행하는 단계; 및
    상기 연삭 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 연마 가공을 수행하는 단계를 포함하고,
    상기 연마 가공 단계는 상기 부품이 반도체 장비에 설치되어 작동할 때 상기 부품의 구성요소들 사이에 간섭이 발생하지 않도록, 연마 공구를 사용하여 상기 지르코니아 가공물의 모서리 부분을 다듬기 위해 수행되며,
    상기 프레스 가공 단계 이후 상기 연삭 가공 단계 이전에, 상기 프레스 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 상기 소성 가공 단계의 소성 온도 범위보다 상대적으로 높은 열처리 온도 범위에서 열처리 공정을 수행하는 제1 열처리 단계를 더 포함하고,
    상기 연마 가공 단계 이후에, 상기 연마 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물에 대해 상기 지르코니아 가공물의 표면에 묻어 있는 이물질을 제거하기 위한 초음파 세척을 수행하는 단계를 더 포함하며,
    상기 초음파 세척 단계 이후에, 상기 초음파 세척으로 인해 상기 지르코니아 가공물에 남아 있는 수분을 제거하기 위해 상기 지르코니아 가공물에 대해 미리 설정된 열처리 온도 범위에서 열처리 공정을 수행하는 제2 열처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비용 부품의 제조 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 지르코니아 가공물에 대해 치수 검사를 수행하는 단계를 더 포함하고,
    상기 치수 검사 단계는 상기 초음파 세척 단계와 상기 제2 열처리 단계 이전에 수행되는 것을 특징으로 하는 반도체 장비용 부품의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 소성 가공 단계의 소성 온도 범위는 1450 ~ 1550 ℃ 이고,
    상기 제1 열처리 단계의 열처리 온도 범위는 1700 ~ 1800℃ 이며,
    상기 제2 열처리 단계의 열처리 온도 범위는 1050 ~ 1150℃ 인 것을 특징으로 하는 반도체 장비용 부품의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 프레스 가공 단계에서,
    상기 소성 가공 단계에서 얻어진 지르코니아 가공물의 수축율을 고려하여 최종 부품의 형상의 크기보다 15 ~ 20 % 크게 금형 가공하는 것을 특징으로 하는 반도체 장비용 부품의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 부품은,
    식각 공정을 진행하는 반도체 장비에서 챔버 내의 프로세스 키트(Process Kit)를 업(Up)/다운(Down) 시키는 간격부재로 제공되는 것을 특징으로 하는 반도체 장비용 부품의 제조 방법.
  11. 제1항에 기재된 제조 방법에 의해 제작된 반도체 장비용 부품.
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