KR102118450B1 - 반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법 및 이에 의해 제조된 프로세스 챔버 - Google Patents

반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법 및 이에 의해 제조된 프로세스 챔버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 본 발명은 반도체 증착공정에 구성되어 진공상태로 세팅되는 프로세스 챔버에 관한 것으로서,
가이드블럭에 탑재되어 고정된 몸체가공소재를 가공하여 수용공간을 포함한 세부구성을 갖는 몸체부를 형성하는 몸체부제조공정; 및 상기 가이드블럭에 탑재되어 고정된 상판가공소재를 가공하여 상기 몸체가공소재의 수용공간을 밀폐하는 상판부를 제조하는 상판부제조공정을 포함함으로써,
상기 프로세스 챔버를 제조함에 있어서, 상기 가이드블럭에 의해 기준면 확보는 물론 평탄화 관리를 실시함으로써, 상기 프로세스 챔버의 정밀도가 향상되고, 이로 인해 진공확보시간이 줄어들어 경제적이다.

Description

반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법 및 이에 의해 제조된 프로세스 챔버{Method of preparing the process chamber for Semiconductor Deposition Process And process chamber prepared by the same}
본 발명은 반도체 증착공정에 구성된 프로세스 챔버에 관한 것으로, 특히 상기 프로세스 챔버의 소재 및 구조를 변경하여 물리적인 특성의 향상은 물론 기계적인 특성도 향상할 수 있도록 한 반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법 및 이에 의해 제조된 프로세스 챔버에 관한 것이다.
일반적으로, 평면디스플레이는 개인 휴대단말기는 물론이거니와 텔레비젼이나 컴퓨터의 모니터 등의 화면으로 널리 채용되는 것으로서, 이러한 평면디스플레이로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 등이 널리 알려져 있다.
상기 평면디스플레이 중 상기 LCD는 2장의 얇은 상/하유리기판 사이에 고체와 액체의 중간물질인 액정을 주입한 후, 상기 상/하유리기판의 전극 전압차로 액정분자의 배열을 변화시킴으로써, 명암을 발생시켜 숫자나 영상을 표시하는 일종의 광스위치 현상을 이용한 소자를 의미한다.
특히, 상기 LCD는 40인치 이상의 대형 TV는 물론이거니와 20인치 이상의 대형 모니터에 적용하고 있고, 상기 LCD의 대형화에 따라 보다 넓은 유리기판을 배치하는 기술이 개발중에 있으며, 현재에는 가로 및 세로가 3미터 이상에 이르는 소위 8세대의 유리기판의 양산을 진행하고 있다.
한편, 상기 LCD의 제조공정을 살펴보면, 증착(Deposition), 사진식각(Photo lithography), 식각(Etching), 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition)을 포함하는 TFT공정과; 상기 상/하유리기판을 합착하는 Cell공정; 및 상기 상/하유리기판에 의해 제품을 완성하는 조립공정을 포함한다.
상기한 화학기상증착은, 고주파 전원에 의해 플라즈마화되어 높은 에너지를 갖는 실리콘계 화합물 이온이 전극을 통해 가스분배판으로부터 분출되어 유리기판 상에 증착되는 공정을 의미하며, 상기 화학기상증착은 통상 박스형태의 한 개 또는 그 이상의 프로세스챔버내에서 이루어지고 있다.
예컨대, 도 1과 같이, 상기 평판디스플레이용 화학기상증착기는, 증착공정이 이루어지는 상/하부프로세스챔버(10,20)와, 상기 상부프로세스챔버(10)에 구비되어 유리기판(G)으로 증착물질을 방출하는 전극(30)과, 상기 하부프로세스챔버(20)에 구비되어 유리기판(G)을 로딩하는 서셉터(50)를 포함한다.
따라서, 상기 서셉터(50)의 상면에 유기기판(G)을 로딩한 상태에서, 상기 서셉터(50)를 세팅온도로 승온하고 세팅높이로 리프팅하여 가스분배관의 측부에 위치시키면, 상기 가스분배관에 의해 실리콘계 화합물 이온이 분출되므로, 상기 유리기판(G)의 증착공정이 이루어지게 되는 것이다.
그런데, 상기 프로세스 챔버는 상기 유리기판을 수용하는 수용공간이 사각형상으로서, 상기 유리기판의 증착과정에서 발생하는 각종 폴리머가 상기 수용공간의 모서리부분에 흡착되므로, 상기 수용공간의 모서리에 흡착되어있는 폴리머를 작업자가 직접 제거해야하는 불편함이 있었다.
게다가, 상기 프로세스 챔버에 흡착된 폴리머를 작업자가 제거하는 과정에서 상기 프로세스 챔버의 벽면에 형성되어 있던 양극산화막이 점차적으로 손상되므로. 상기 프로세스 챔버의 내벽이 점점 얇아지고 심하게는 상기 프로세스 챔버의 내벽이 그대로 드러나는 문제점이 있었다.
더욱이, 상기 프로세스 챔버의 내벽이 손상되는 경우 절연율이 급속도로 저하되어 챔버 내벽에서 고주파의 누전현상이 발생하며, 특히 상기 프로세스 챔버의 내벽에서 떨어져 나온 파티클이 상기 유리기판에 치명적인 악영향을 끼쳐 상기 유리기판의 수율을 낮추는 주요 요인이 된다.
따라서, 상기 프로세스 챔버의 소재 및 구조를 변경하여 상기 프로세스 챔버의 수명을 연장함으로써, 상기 프로세스 챔버의 유지 및 보수에 따른 비용의 절감은 물론 상기 프로세스 챔버에 흡착된 폴리머 및 상기 프로세스 챔버로부터 떨어져 나온 파티클을 줄이는 연구가 절실한 실정이다.
KR 10-2014-0052899A(2014.05.07.) KR 10-2013-0125077A(2013.11.18.)
이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 각종 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상기 프로세스 챔버의 소재 및 구조를 변경하여 물리적인 특성의 향상은 물론 기계적인 특성도 향상시킬 수 있도록 한 반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법 및 이에 의해 제조된 프로세스 챔버를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은; 반도체 증착공정에 구성되어 플라즈마를 이용하여 수용된 유리기판을 증착하는 반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법으로서, 가이드블럭에 탑재되어 고정되는 몸체가공소재를 가공하여 상기 가공소재의 수용공간을 포함하는 세부구성을 갖는 몸체부를 가공하는 몸체부제조공정; 및 가이드블럭에 탑재되어 고정되는 상판가공소재를 가공하여 상기 몸체가공소재의 수용공간을 밀폐하는 상판부를 형성하는 상판부제조공정을 포함하며, 상기 몸체부는 단일체이고, 상기 몸체가공소재에 형성된 상기 수용공간은 원형의 수용공간인 것을 특징적 구성으로 한다.
이상과 같이, 본 발명은 적어도 다음과 같은 효과를 포함한다.
첫째, 상기 프로세스 챔버를 제조함에 있어서, 상기 가이드블럭에 의해 기준면 확보는 물론 평탄화 관리를 실시함으로써, 상기 프로세스 챔버의 정밀도가 향상되고, 이로 인해 진공확보시간이 줄어들어 경제적이다.
둘째, 상기 몸체부제조공정에서 상기 몸체가공소재의 상면에 원형의 수용공간을 형성함으로써, 상기 수용공간의 변형량이 최소화되고, 상기 프로세스 챔버의 진공시 응력분산은 물론 각 모서리부의 두께보강효과를 제공한다.
셋째, 상기 몸체부제조공정에서 상기 몸체가공소재를 가공하여 일체형 구조를 갖는 원형의 수용공간을 형성함으로써, 상기 프로세스 챔버의 용접으로 인한 누출 요인을 해소함은 물론 응력이 분산되어 진공효율이 향상된다.
도 1은 종래 기술에 따른 프로세스 챔버의 설치상태를 도시한 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 프로세스 챔버의 몸체부를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 프로세스 챔버의 상판부를 도시한 도면.
이하, 본 발명에 따른 실시 예를 설명한다.
도 2 및 3에서와 같이, 본 발명에 의한 프로세스 챔버는 가이드블럭에 탑재되어 고정되는 몸체가공소재를 가공하여 상기 가공소재의 수용공간(12)을 포함하는 세부구성을 갖는 몸체부(10)를 가공하는 몸체부제조공정; 및 가이드블럭에 탑재되어 고정되는 상판가공소재를 가공하여 상기 몸체가공소재의 수용공간을 밀폐하는 상판부(20)를 형성하는 상판부제조공정을 포함하며, 상기 몸체부는 단일체이고, 상기 몸체가공소재에 형성된 상기 수용공간은 원형의 수용공간이다.
이때, 본원에서는 상기 프로세스 챔버가 상기 반도체 증착공정에 구성되어 플라즈마를 이용하여 유리기판의 증착을 수행하는 것으로 한정하였지만, 그 밖에도 상기 수용공간(12)을 형성하였다면, 상기 유리기판이나 웨이퍼 등의 식각용도로 사용하더라도 본원의 기술범주에 포함됨은 당연하다.
특히, 상기 몸체부(10)는 몸체가공소재의 상면과 측면과 하면을 순차적으로 가공하는 몸체부제조공정을 거쳐 제조되고, 상기 상판부(20)는 상판가공소재의 하면과 측면과 상면을 순차적으로 가공하는 상판부제조공정를 거쳐 제조된다.
이하, 상기 몸체부제조공정을 각 단계별로 설명한다.
상기 몸체부제조공정은 제1평탄화단계와 내부가공단계와 외부가공단계와 제2평탄화단계와 하면가공단계와 내부마감단계와 튜브배치단계를 포함한다.
① 제1평탄화단계
상기 제1평탄화단계는 상기 가이드블럭에 몸체가공소재를 고정하고 상기 몸체가공소재의 상면을 평탄화하는 단계로서, 상기 몸체가공소재의 모든 가공단계의 시초가 되므로 평탄 정밀도의 철저히 관리가 요구되며, 특히 본원발명에서는 상기 가이드 블록을 이용하여 상기 몸체가공소재의 기준면을 확보하였다.
상기 가이드블럭은 상기 몸체가공소재를 전반적으로 지지할 수 있는 최적 위치에 다수개의 가이드부재를 구비함으로써, 상기 제1평탄화단계 이후에서의 지그와 같은 체결부재의 고정이나 위치확보가 더욱 용이해진다.
② 내부가공단계
상기 내부가공단계는 상기 제1평탄화단계를 거친 상기 몸체가공소재의 상면을 가공하여 수용공간(12)과 중공홀(14)을 포함하는 세부구성을 형성하는 단계로서, 상기 수용공간(12)의 확보에 따른 많은 절삭량이 요구되어 부하량도 매우 크다,
상기 가이드블럭과 상기 몸체가공소재의 밀착력을 위해, 상기 몸체가공소재를 상부에서 가압하는 지그물림단계를 구비함으로써, 상기 몸체가공소재의 구속력을 최대로 유지하였고, 상기 몸체가공소재의 자체 변형량 보다는 상기 수용공간 및 상기 중공홀의 정밀도 유지가 무엇보다도 중요하다.
③ 외부가공단계
상기 외부가공단계는 상기 내부가공단계를 거친 상기 몸체가공소재의 중공부를 제외한 상면 및 측면을 가공하는 단계로서, 상기 가이드블럭에 상기 몸체가공소재를 탑재하고 상기 중공홀(14)에 지그를 삽입하여 지그삽입단계를 구비하며, 상기 지그삽입단계에 의해 상기 몸체가공소재의 구속력을 증대하였다.
④ 제2평탄화단계
상기 제2평탄화단계는 상기 외부가공단계를 거친 상기 몸체가공소재를 뒤집은 상태에서 상기 가이드블럭에 고정하여 가공하는 단계로서, 상기 몸체가공소재의 하면을 평탄화하는 단계에 해당한다.
⑤ 하면가공단계
상기 하면가공단계는 상기 제2평탄화단계를 거친 상기 몸체가공소재의 하면을 황삭 및 정삭단계를 거쳐 가공하는 단계로서, 상기 내부가공단계 및 상기 외부가공단계에서의 부하량에 의해 상기 몸체가공소재가 변형될 우려가 있으므로, 상기 몸체가공소재의 변형량을 고려하는 것이 중요하다.
즉, 상기 몸체가공소재의 변형에 대응하기 위해, 상기 몸체가공소재의 측면을 지지한 상태에서 가공을 수행하며, 특히 상기 몸체가공소재의 형상을 구현하는 황삭가공 및 상기 황삭가공에 의해 가공되지 않는 나머지의 3∼5㎜를 정밀가공하는 정삭가공을 포함하며, 상기 정삭가공 및 상기 황삭가공의 과정에서 상기 튜브설치홈을 포함한 세부구성을 형성함이 바람직하다.
⑥ 내부마감단계
상기 내부마감단계는 상기 하면가공단계를 거친 상기 몸체가공소재를 뒤집은 상태에서 상기 가이드블럭에 고정하여 가공하는 상태로서, 상기 중공부(12)의 내벽면이나 바닥면을 가공하여 윈도우부(16)와 입출입부(18)와 단차부를 포함하는 세부구성을 정밀하게 가공하는 단계를 의미한다.
상기 내부마감단계에서 상기 몸체가공소재의 진공 기밀성을 확보하기 위해서는 상기 윈도우부와 입출입부와 단차부의 가공에 필요한 공구를 적절하게 선택하여 정밀도를 향상함이 무엇보다도 중요하다.
상기 중공부(12)를 가공함에 있어서 상기 윈도우부(16)와 입출입부(18)와 단차부를 제외한 세부구성도 본원의 기술범주에 포함된다.
⑦ 튜브배치단계
상기 튜브배치단계는 상기 하면가공단계에서 형성된 튜브설치홈에 상기 냉각튜브(15)를 삽입하여 냉각라인을 구성하는 단계로서, 상기 냉각튜브는 열전도율이 우수한 동재질의 관체이므로 일정 곡률을 형성하는 과정에서 꺽임이나 찢어짐은 물론 내경이 달라지는 것을 방지하는 단계이다.
즉, 상기 냉각튜브의 꺽임이나 찢어짐 등이 발생하는 경우 냉각수의 흐름이 달라져 정확한 온도유지관리가 어려우므로, 상기 냉각튜브의 휨이 발생하는 부분을 고정하는 튜브고정단계를 더 포함한다.
이하, 상기 상판부제조공정을 각 단계별로 설명한다.
상기 상판부제조공정은 하면평탄화단계와 상면가공단계와 상면마감단계와 하면마감단계와 튜브배치단계를 포함한다.
① 하면평탄화단계
상기 하면평탄화단계는 상기 가이드블럭에 상판가공소재를 고정한 상태에서 상기 상판가공소재를 평탄화하는 단계로서, 상기 가이드블럭에 탑재된 상기 상판가공소재의 측면에 바이스를 체결하여 간섭을 최소화한 상태에서 상기 상판가공소재의 하면에 대한 평탄화 작업을 수행함이 바람직하다.
상기 하면평탄화단계는 상기 상판가공소재의 전면적에 걸쳐서 가공량이 상당히 발생하므로, 상기 상판가공소재의 4면에 각각 바이스를 체결하여 안정성을 확보하였으며, 상기 상판가공소재의 절입깊이를 1mm로 최소화하였다.
② 상면가공단계
상기 상면가공단계는 상기 하면평탄화단계를 거친 상기 상판가공소재를 뒤집어 상기 가이드블럭에 고정하고 가공하는 단계로서, 상기 상판가공소재의 상면 및 측면을 중삭가동 및 정삭가공을 통해 가공하였으며, 상기 몸체가공소재의 하면의 평탄화와 동일한 작업조건을 진행하였다.
이때, 상기 상판가공소재의 측면을 가공함에 있어서 상기 상판가공소재의 상면을 가압하는 클램핑방식을 적용하였으며, 상기 상판가공소재의 가공과정에서 변형이 예상되므로 중삭가공을 먼저 실시하였다.
즉, 상기 상판가공소재의 가공표면이 거친 특성을 가지고 있어 가공 부하를 감소하기 위해 작업기의 이송속도를 3,500에서 2,100으로 조정하여 중삭가공한 후, 0.2㎜를 여유를 두고 정삭가공을 진행하였다.
③ 상면마감단계
상기 상면마감단계는 상기 상면가공단계를 거친 상기 상판가공소재의 상면을 마감처리하는 단계로서, 상기 상면마감단계는 냉각튜브(22)의 튜브설치홈 및 단차부(24)를 포함하는 세부구성을 가공하는 단계이다.
상기 상판가공소재의 측면에 바이스를 체결한 후 상기 튜브설치홈을 가공함으로서 정확한 형상 가공이 가능하였고, 상기 튜브설치홈의 가공과정에서 발생하는 변형량에 따라 2차 가공을 실시하여 정밀도를 향상할 수도 있다.
④ 하면마감단계
상기 하면마감단계는 상기 상면마감단계를 거친 상판가공소재를 뒤집어 상기 가이드블럭에 고정하고 상판가공소재의 하면을 마감처리하는 단계로서, 상기 상판가공소재의 측면을 바이스를 통해 고정하여 가공한 후 상기 상판가공소재의 평형 및 원점을 설정한 상태에서 다시 클램핑을 실시하였다.
상기 상판가공소재의 평형 및 원점 설정이 충분히 확보된 후에 드릴링 작업 후 클램프를 제거하고, 상기 상판가공소재의 최종 가공 여유분을 가공함으로써 가공 중 발생한 변형값에 대해 충분히 보상하였다.
⑤ 튜브배치단계
상기 튜브배치단계는 상기 튜브설치홈에 상기 냉각튜브(22)를 삽입하여 설치하여 냉각라인을 구성하는 단계로서, 상기 냉각튜브는 열전도율이 우수한 동재질의 관체이므로 일정 곡률을 형성하는 과정에서 꺽임이나 찢어짐은 물론 내경이 달라지는 것이 방지하는 단계이다.
즉, 상기 냉각튜브의 꺽임이나 찢어짐 등이 발생하는 경우 냉각수의 흐름이 달라져 정확한 온도유지관리가 어려우므로, 상기 냉각튜브의 휨이 발생하는 부분을 고정하는 튜브고정단계를 더 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 작용을 설명한다.
① 챔버 소재의 선택
상기 챔버 소재(몸체가공소재, 상판가공소재)를 선택함에 있어서 상기 소재별 물리적 특성 및 조성을 분석하였고. 본 실시예에서는 알루미늄 5000 계열, 6000 계열, 7000 계열의 3가지 소재에 대해 SEM으로 측정한 결과, 상기 5000 계열 및 7000 계열의 경우 찢김현상과 파임현상이 발견되었다.
상기 챔버 소재의 인장강도 시험 결과, 상기 5000 계열이 인장 강도가 24.712 kgf/㎟이고, 상기 6000 계열이 27.535 kgf/㎟, 상기 7000 계열이 43.425 kgf/㎟ 정도를 유지하였으며, 특히 MPa로 환산하였을 경우 각각 242.1776 MPa, 269.843 MPa, 425.565 MPa를 나타내었다.
따라서, 상기 챔버 소재의 SEM 측정 결과 및 인장 강도를 비교한 결과, 상기 챔버소재로는 알루미늄 6000 계열이 바람직할 것으로 판단된다.
② 안정성 해석
먼저, 상기 몸체가공소재(10)의 구조적인 안정성 확보의 수단으로 두께를 마냥 증가시키는 것은 한계라고 판단되어, 상기 몸체가공소재의 수용공간(12)을 가공함에 잇어서 육면체 구조에서 원형구조로 변경하였다.
상기 원형구조는 변형량이 0.076mm로 100μm이하의 변형량을 보여 안정적인 수치를 보였으며, 상기 원형구조로 인해 상기 챔버의 진공시 응력분산 효과와 각 모서리부의 두께보강 효과가 확보되었다.
상기 수용공간(12)의 원형구조에 대한 안정성을 분석한 결과, 상기 수용공간의 최대응력은 27.178MPa으로 측정되었으며, 상기 몸체가공소재의 두께를 증가하지 않고서도 응력 분산이 충분한 것으로 판단된다.
③ 가공 진동 해석
상기 몸체가공소재의 진동 영향을 분석하기 위해, 표 1과 같이, 드릴(rpm 2600), 태핑툴(Tapping Tool, rpm 400), 엔드밀(Endmill, rpm 4200), 볼 엔드밀(Ball Endmill, rpm 3000), 정면커버(Face Cutter, rpm4000), 티커터(T Cutter, rpm 1600)의 진동을 측정하였다.
상기 드릴을 포함한 공구의 진동측정 과정에서의 간섭을 회피하기 위해 가공면 반대측 하단부에 3축 가속도 센서를 설치하여 측정하였다.
Figure 112018123306996-pat00001
Figure 112018123306996-pat00002
Drill (rpm 2600) Tapping Tool (rpm 400)
Figure 112018123306996-pat00003
Figure 112018123306996-pat00004
Endmill (rpm 4200) Ball Endmill (rpm 3000)
Figure 112018123306996-pat00005
Figure 112018123306996-pat00006
FaceCutter (rpm4000) T Cutter (rpm 1600)
표 1에서와 같이, 상기 드릴을 포함한 모든 공구에서 rpm에 따라 Hz가 5％ 내외의 근사치를 보이고 있어 신뢰성 있는 데이터를 확보한 것으로 판단되며, 특히 상기 가공공구 중 변위량이 가장 큰 공구인 Tapping Tool의 경우 약 0.33μm의 수치를 보이고 있음을 알 수 있다.
상기 Tapping Tool의 변위량이 0.33μm의 수치를 유지하고 있지만, 목표 공차에 비해 상당히 안정적인 것으로 판단되어 상기 소재의 가공과정에서 진동에 의한 정밀도 영향을 미비할 것으로 예측된다.
④ 냉각튜브의 고정
상기 냉각튜브는 동재질로 이루어진 금속으로서 연신율이 비교적 우수한 재질이 아니므로 스프링백 현상이 발생되며, 상기 스프링백 현상은 튜브정형에 오차를 야기시켜 결속작업을 불가능하게 할 우려가 있다.
상기한 스프링백 현상을 막기 위해, 상기 냉각튜브의 시작되는 지점에서 시작하여 체결과정에서 곡률이 구현되는 지점마다 판형태의 고정부재를 설치하여 각 곡률 구간의 스프링백 현상을 억제하였다.
⑤ 냉각튜브의 결합인장력 분석
상기 냉각튜브(22)는 통상 상기 챔버 소재에 에폭시를 통해 결합하는 방식으로 체결되는 구조로서, 상기 챔버 소재의 표면에서 상기 냉각튜브가 약간 돌출된 상태로 세팅되어 외부하증에 의해 분리 및 이탈된 우려가 있으므로, 상기 냉각튜브에 대한 결합 인장력을 측정하였다.
상기 냉각튜브의 결합인장력 시험은 각각 "U형 에폭시 도포 시편"과 "-형 에폭시 도포 시편"을 사용하여 비교 분석하였으며, 인장시험기의 구조는 상기 냉각튜브의 내경을 관통하는 핀을 연결한 후 인장 시험기에 체결하여 당겨 나온 인장력을 체크하는 형식으로 분석하였다.
상기 결합 인장력의 시험 결과, 상기 "U형 에폭시 시편"의 경우 200kg을 상회하여 상기 냉각튜브가 돌출되더라도 결합력에서 안정적 수치를 보여 적용가능성이 충분한 것으로 확인되었으나, 상기 "-형 에폭시 시편"의 경우 수차례에 걸쳐 불안정한 결과를 보여 적합한 결합방식이 아니었다.
⑥ 조도분석
상기 프로세스 챔버의 화학적 세정에 있어서, 상기 화학적 세정의 에칭단계에서 용액과 반응하여 표면조도가 나빠질 우려가 있으므로, 상기 챔버의 표면조도가 가장 적게 변하는 단계를 확보하는 것이 중요하다.
상기 화학적 세정의 각 단계에 따른 표면조도의 변화량을 측정하여 변화량이 가장 적은 단계 시간을 확립하기 위해 각 단계 후 조도를 비교 분석하였으며, 그 결과는 표 2 내지 8과 같았다. 표 7 및 표 8에서와 같이, 상기 표면조도의 변형치가 1.4 ∼ 1.7 로서 비교적 양호함을 알 수 있었다.
이때, 표 2는 탈지 공정 세정 조도 분석이고, 표 3은 질산 에칭 공정 세정 조도 분석이고, 표 4는 제1차 질산 스멋제거(Desmutting) 공정 세정 조도 분석이고, 표 5는 불산 + 질산 에칭 공정 세정 조도 분석이고, 표 6은 제2차 질산 스멋제거(Desmutting) 공정 세정 조도 분석이고, 표 7은 조도 분석 결과(1)이고, 표 8은 조도 분석 결과(2)이다.
공정 소재 탈지(AL-Clean#1000)
조건 #1000 폴리싱 5분
구분 측정값 평균 측정값 평균 변동치
전면(좌) 4.1 4.1 6.3 7.4 7.9 3.8
전면(우) 4.0 8.4 9.3
후면(좌) 3.3 3.8 8.5 6.0 7.6 3.8
후면(우) 4.3 7.1 8.6
처리 공정별 원소재
대비 조도 변동치		 3.9 7.7 3.8
신규 전처리 조건 2분
공정 소재 NaOH 에칭
조건 #1000 폴리싱 30초 30초
구분 측정값 평균 측정값 평균 변동치 측정값 평균 변동치
전면(좌) 4.1 4.1 6.0 6.0 5.8 -2.1 9.0 7.9 7.4 1.7
전면(우) 4.0 5.0 6.0 6.2 6.6
후면(좌) 3.3 3.8 7.3 6.3 6.3 -1.3 6.7 6.3 7.3 1.1
후면(우) 4.3 6.2 5.2 8.9 7.4
처리 공정별 원소재
대비 조도 변동치		 3.9 6.0 2.1 7.4 3.5
신규 전처리 조건 30초
공정 소재 HNO3 Desmutting
조건 #1000 폴리싱 1분 추가 1분
구분 측정값 평균 측정값 평균 변동치 측정값 평균 변동치
전면(좌) 4.1 4.1 5.7 5.7 5.5 -1.9 5.8 4.7 5.2 -0.3
전면(우) 4.0 5.4 5.2 4.6 5.7
후면(좌) 3.3 3.8 6.6 4.7 6.1 -1.3 4.6 5.0 5.2 -0.9
후면(우) 4.3 7.6 5.3 5.1 6.0
처리 공정별 원소재 대비 조도 변동치 3.9 5.8 1.9 5.2 1.3
신규 전처리 조건 2분
HF+HNO3Etching
20초 5초 5초 추가 5초 추가 5초
측정값 평균 변동치 측정값 평균 변동치 측정값 평균 변동치 측정값 평균 변동치 측정값 평균 변동치
6.7 7.1 7.3 2.1 8.9 7.0 8.1 0.8 7.4 8.1 7.5 -0.6 9.4 7.3 9.5 2.0 8.8 8.4 8.7 -0.7
6.4 9.0 7.7 8.8 6.9 7.6 11.6 9.5 8.3 9.3
8.6 8.3 7.6 2.4 6.9 7.0 6.8 -0.8 8.2 7.2 7.6 0.9 8.1 7.2 8.4 0.7 7.1 8.9 8.2 -0.2
6.0 7.3 6.8 6.3 7.4 7.7 8.5 9.6 8.8 7.9
7.4 3.5 7.4 3.5 7.6 3.6 8.9 5.0 8.4 4.5
30초
HNO3 Desmutting
30초 추가 30초 추가 1분
측정값 평균 변동치 측정값 평균 변동치 측정값 평균 변동치
8.4 8.7 8.3 -0.4 6.8 6.1 6.4 -1.9 6.6 5.6 6.5 0.2
9.4 6.6 6.1 6.4 6.8 7.1
6.1 6.4 6.9 -1.3 7.0 6.6 6.8 -0.1 7.2 7.4 7.4 0.5
7.6 7.6 6.3 7.4 7.0 7.8
7.6 3.7 6.6 2.7 6.9 3.0
1분
조도 개선용 전처리 조건 검토 사항 전체 반영 전처리 결과(1)
구분 측정값 평균 측정값 평균 변동치
전면(좌) 6.6 5.6 6.5 7.2 8.6 8.1 1.5
전면(우) 6.8 7.1 8.4 8.0
후면(좌) 7.2 7.4 7.4 8.8 8.1 8.7 1.4
후면(우) 7.0 7.8 8.5 9.5
조도 개선용 전처리 조건 검토 사항 전체 반영 전처리 결과(2)
구분 측정값 평균 측정값 평균 변동치
전면(좌) 9.2 7.8 8.6 9.4 11.3 10.3 1.7
전면(우) 9.0 8.3 11.1 9.4
후면(좌) 8.2 8.6 8.3 10.8 10.9 10.0 1.7
후면(우) 7.8 8.5 9.2 9.0
⑦ 오염도분석
상기 프로세스 챔버의 세정 완료 후 세정이 잘 되었는지 검토하고 분석하기 위해 상기 챔버소재의 분석을 실시한 결과, 표 9에서와 같이 이물질이 확인되지 않아 상기 프로세스 챔버에 적용이 가능함을 알 수 있었다.
　 시편 No.
1 2 3
#1
Figure 112018123306996-pat00007
Figure 112018123306996-pat00008
Figure 112018123306996-pat00009
#2
Figure 112018123306996-pat00010
Figure 112018123306996-pat00011
Figure 112018123306996-pat00012
#3
Figure 112018123306996-pat00013
Figure 112018123306996-pat00014
Figure 112018123306996-pat00015
따라서, 상기 몸체가공소재 및 상기 상판가공소재를 제조함에 있어서, 상기 가이드블럭에 의해 기준면 확보 및 평탄화 관리를 실시함은 물론 상기 몸체가공소재를 가공하여 일체형 구조를 갖는 원형의 수용공간을 형성함으로써, 상기 조도 및 상기 오염도를 만족하는 상기 프로세스 챔버를 얻을 수 있었다.
이상과 같이, 본 발명은 상술한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 해당 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.
10 : 몸체부 12 : 수용공간
14 : 중공홀 15 : 냉각튜브
16 : 윈도우부 18 : 입출입부
20 : 상판부 22 : 냉각튜브
24 : 단차부

Claims (9)

  1. 반도체 증착공정에 구성되어 플라즈마를 이용하여 수용된 유리기판을 증착하는 반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법으로서,
    가이드블럭에 탑재되어 고정되는 몸체가공소재를 가공하여 상기 몸체가공소재의 수용공간을 포함하는 세부구성을 갖는 몸체부를 가공하는 몸체부제조공정; 및
    가이드블럭에 탑재되어 고정되는 상판가공소재를 가공하여 상기 몸체가공소재의 수용공간을 밀폐하는 상판부를 형성하는 상판부제조공정을 포함하며,
    상기 몸체부는 단일체이고,
    상기 몸체가공소재에 형성된 상기 수용공간은 원형의 수용공간이고,
    상기 상판부제조공정은;
    상기 가이드블럭에 상판가공소재를 고정하고 상기 상판가공소재의 하면을 평탄화하는 하면평탄화단계와;
    상기 가이드블럭에 상기 상판가공소재를 뒤집어 고정하고 상기 상판가공소재의 상면 및 측면을 중삭 및 정삭하는 상면가공단계;
    상기 상면가공단계를 거친 상판가공소재의 상면을 마감처리하여 튜브설치홈 및 단차부를 포함하는 세부구성을 형성하는 상면마감단계;
    상기 가이드블럭에 상기 상판가공소재를 뒤집어 고정하고 상기 상판가공소재의 하면을 마감처리하는 하면마감단계; 및
    상기 상면마감단계에서 형성된 튜브설치홈에 냉각튜브를 삽입하여 냉각라인을 구성하는 튜브배치단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 프로세스 챔버는,
    알루미늄 6000계열인 것을 특징으로 하는 반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 상면가공단계는,
    상기 몸체가공소재의 중공홀에 지그를 삽입하여 상기 몸체가공소재를 고정하는 지그삽입단계를 더 포함하는 반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 튜브배치단계는,
    상기 냉각튜브의 휨이 발생하는 부분을 고정하는 튜브고정단계를 더 포함하는 반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 몸체부제조공정은,
    상기 가이드블럭에 몸체가공소재를 고정하고 상기 몸체가공소재의 상면을 가공하여 평탄화하는 제1평탄화단계와;
    상기 제1평탄화단계를 거친 상기 몸체가공소재의 상면을 가공하여 수용공간 및 중공홀을 포함한 세수구성을 형성하는 내부가공단계;
    상기 내부가공단계를 거친 상기 몸체가공소재의 상면 및 측면을 가공하는 외부가공단계;
    상기 가이드블럭에 상기 몸체가공소재를 뒤집어 고정한 후 상기 몸체가공소재의 하면을 평탄화하는 제2평탄화단계;
    상기 제2평탄화단계를 거친 몸체가공소재의 하면을 황삭 및 정삭단계를 거쳐 튜브설치홈을 포함한 세부구성을 형성하는 하면가공단계;
    상기 가이드블럭에 상기 몸체가공소재를 뒤집어 고정하고 중공부에 윈도우부와 입출입부와 단차부를 포함한 세부구성을 형성하는 내부마감단계; 및
    상기 하면가공단계에서 형성된 튜브설치홈에 냉각튜브를 삽입하여 냉각라인을 구성하는 튜브배치단계;
    를 포함하는 반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 내부가공단계는,
    상기 가이드블럭에 탑재된 상기 몸체가공소재의 상면을 가압하는 지그물림단계를 더 포함하는 반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 튜브배치단계는,
    상기 냉각튜브의 휨이 발생하는 부분을 고정하는 튜브고정단계를 더 포함하는 반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 반도체 증착공정용 프로세스 챔버의 제조방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 프로세스 챔버.
  9. 삭제
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