KR102209860B1 - 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법 - Google Patents

디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 산화이트륨 분말을 연소불꽃에 공급하는 산화이트륨공급단계, 상기 산화이트륨공급단계를 통해 용융된 산화이트륨을 디스플레이 패널제조용 플라즈마 장치 부품의 표면에 분사하여 피복층을 형성하는 산화이트륨피복단계 및 상기 산화이트륨피복단계를 통해 형성된 피복층을 연마하는 연마단계로 이루어진다.
상기의 과정을 통해 표면처리된 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품은 표면거칠기가 개선된 산화이트륨 피막이 형성되어 에칭가스에 노출되는 면적이 줄어들고, 에칭가스에 노출시 부식이 억제되며, 플라즈마 챔버 내부가 입자나 반응생성물로 인해 오염되는 것을 줄여주는 효과를 나타낸다.

Description

디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법 {SURFACE TREATMENT METHOD OF INTERNAL PARTS FOR PLASMA PROCESSING EQUIPMENT USED IN MANUFACTURING DISPLAY PANELS}
본 발명은 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표면거칠기가 개선된 산화이트륨 피막이 형성되어 에칭가스에 노출되는 면적이 줄어들고, 에칭가스에 노출시 부식이 억제되며, 플라즈마 챔버 내부가 입자나 반응생성물로 인해 오염되는 것을 줄여주는 플라즈마 처리장치용 내부부품을 제공하는 표면처리방법에 관한 것이다.
유도결합 플라즈마(ICP)는 낮은 압력에서 높은 식각 프로세스를 가지는 반응기로 현재 가장 널리 사용되고 있다. ICP는 두 가지 형태인 평판형(planar type)과 실린더형(cylindrical type)이 있다. 평판형은 유도결합형 소스로서 가운데서부터 바깥으로의 1 내지 4회의 도선을 감은 형태로 소스를 위한 장치가 챔버 밖에 형성되며 이와 진공상태로 유지되는 챔버 내부를 분리시키며 구리선의 안테나로부터 잔자기파가 챔버 내부로 침투할 수 있도록 알루미나(Al2O3) 혹은 쿼쯔와 같은 절연체 물질(dielectric)로 챔버 꼭대기를 형성하도록 한다. 이렇게 함으로써 챔버 내부에 전자기파가 챔버 꼭대기의 절연체를 통해 가스를 주입시키고 안테나에 고주파(RF)를 가했을 때 챔버 내부에 전자기파가 챔버 꼭대기의 절연체를 통해 투과하여 들어옴으로써 플라즈마가 형성되게 된다.
실린더형은 챔버 위에 코일을 감는 형식이 아닌 챔버벽 주의에 코일을 감는 방식을 사용하여 이때는 챔버벽으로서 절연체를 사용하여 전자기파가 챔버 내부로 침투 할 수 있도록 한다.
실린더형의 경우 반도체용 장비에서는 코일의 구조에 따른 자기장으로 인한 균일도에 큰 영향을 받지 않지만 대면적인 디스플레이 가공용 장비에서는 자기장이 glass의 바깥쪽에만 영향을 미쳐 균일도가 매우 떨어지기 때문에 디스플레이용 장비에서는 쓰이지 않는다.
한편, 종래에 유도결합 플라즈마 장치의 내부 부품은 세라믹 재질로 이루어지는데, 플라즈마를 이용한 에칭과정에서 부식이 진행되어 수명이 짧은 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해소하기 위해 종래에는 유도결합 플라즈마 장치의 내부 부품에 산화알루미늄이나 규소성분으로 이루어진 피막을 형성하여 부식을 억제하는 방법이 이용되었으나, 고농도의 에칭가스가 사용되면 부식억제 효과가 미미할 뿐만 아니라, 피막의 표면거칠지가 높아 반응생성물이 피막에 달라붙어 플라즈마 챔버 내부가 쉽게 오염되는 문제점이 있었다.
한국특허공개 제10-2009-0082149호(2009.07.29) 한국특허공개 제10-2005-0053693호(2005.06.08)
본 발명의 목적은 표면거칠기가 개선된 산화이트륨 피막이 형성되어 에칭가스에 노출되는 면적이 줄어들고, 에칭가스에 노출시 부식이 억제되며, 플라즈마 챔버 내부가 입자나 반응생성물로 인해 오염되는 것을 줄여주는 플라즈마 처리장치용 내부부품을 제공하는 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 산화이트륨 분말을 연소불꽃에 공급하는 산화이트륨공급단계, 상기 산화이트륨공급단계를 통해 용융된 산화이트륨을 디스플레이 패널제조용 플라즈마 장치 부품의 표면에 분사하여 피복층을 형성하는 산화이트륨피복단계 및 상기 산화이트륨피복단계를 통해 형성된 피복층을 연마하는 연마단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법을 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 산화이트륨 분말은 평균입경이 0.1 내지 5㎛인 것으로 한다.
본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 산화이트륨피복단계는 상기 산화이트륨공급단계를 통해 용융된 산화이트륨을 100 내지 400mm 거리에서 400 내지 1000m/sec의 분사속도로 분사하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 바람직한 특징에 따르면, 상기 피복층은 두께가 10 내지 200㎛이고 밀도가 99 내지 100%인 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 연마단계는 상기 산화이트륨피복단계를 통해 형성된 피복층을 연마제로 연마하여 표면거칠기(Ra)를 0.7 내지 1.3㎛로 조절하여 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 연마제는 물 100 중량부, 산화금속분말 1 내지 50 중량부 및 산화금속용해제 1 내지 50 중량부로 이루어지며, 상기 산화금속분말은 평균입경이 1 내지 1000 나노미터인 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 산화금속분말은 평균입경이 5 내지 50 나노미터인 제1산화금속분말과 평균입경이 51 내지 300 나노미터인 제2산화금속분말이 혼합되어 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 산화금속분말은 산화규소, 산화알루미늄, 산화세륨, 산화티타늄, 산화지르코늄 및 산화게르마늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명의 더욱 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 산화금속용해제는 유기산, 유기산 에스테르, 유기산의 암모늄염 및 무기산으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것으로 한다.
본 발명에 따른 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법은 표면거칠기가 개선된 산화이트륨 피막이 형성되어 에칭가스에 노출되는 면적이 줄어들고, 에칭가스에 노출시 부식이 억제되며, 플라즈마 챔버 내부가 입자나 반응생성물로 인해 오염되는 것을 줄여주는 플라즈마 처리장치용 내부부품을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1 내지 2를 통해 표면처리된 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품인 건식 식각기 챔버 내부에 장착되는 세라믹 플레이트를 플라즈마 에칭공정에 사용한 후에 표면을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 나타낸 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 3 내지 4의 부품 및 재료의 가스 혼합비율(Ar:CF4:O2)에 따른 식각률을 비교하여 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 3을 통해 표면처리된 부품의 표면을 (a)(CE, Chemical etching), (b)(ME, Mixing etching), (c)(PE, Physical etching)으로 처리하고 주사전자현미경으로 표면을 촬영하여 나타낸 사진이다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법은 산화이트륨 분말을 연소불꽃에 공급하는 산화이트륨공급단계(S101), 상기 산화이트륨공급단계(S101)를 통해 용융된 산화이트륨을 디스플레이 패널제조용 플라즈마 장치 부품의 표면에 분사하여 피복층을 형성하는 산화이트륨피복단계(S103) 및 상기 산화이트륨피복단계(S103)를 통해 형성된 피복층을 연마하는 연마단계(S105)로 이루어진다.
상기 산화이트륨공급단계(S101)는 산화이트륨 분말을 연소불꽃에 공급하는 단계로, 산화이트륨 분말을 연소불꽃 포트가 구비된 성막장치를 이용하여 이루어지는데, 상기 성막장치는 연소 가스 등의 연소원을 연소시키는 연소실을 포함하고, 연소실 내의 불꽃을 연소 불꽃 포트를 통해 고속의 연소 불꽃으로서 외부에 분사하는 연소부, 연소부의 연소 불꽃 포트로부터 분사되는 연소 불꽃에 산화이트륨 분말을 공급하는 공급 포트 및 산화이트륨 분말을 포함하는 연소 불꽃의 분사 상태를 제어하는 노즐로 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 연소부는, 연소실, 상기 연소실에 연소원을 공급하는 연소원 공급 포트 및 연소실보다 단면적이 작게 형성되어 연소실의 불꽃을 고속의 연소 불꽃으로서 외부에 분사하는 연소 불꽃 포트를 포함하여 이루어질 수 있는데, 상기 공급포트는 산화이트륨 분말을 분사된 연소 불꽃의 측면에 공급하도록 제공된다.
상기 연소원으로서는 산소, 아세틸렌 및 등유 등이 사용되며, 필요에 따라, 2개 이상의 연소원이 조합되어 사용될 수 있다. 상기와 같은 구조로 이루어진 성막장치를 사용하여, 연소 불꽃의 대부분 용융되지 않은 산화이트륨 분말을 연소 불꽃과 함께 노즐을 통해 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면을 향해 고속으로 분사하여 충격 소결 처리에 의해 피막을 형성하게 된다.
일반적으로, 충격 소결 처리는, 대부분 용융되지 않은 원료 분말을 고속으로 분사해서 피막을 형성하기 때문에, 분사 조건에 의해, 원료 분말의 충돌 방식이 변한다. 또한, 대부분 용융되지 않은 원료 분말이 분사될 때, 원료 분말을 포함하는 재료 함유물이 통상 연소 가스의 연소 불꽃에 공급되기 때문에, 원료 분말이 연소 불꽃 내에 존재하는지 또는 연소 불꽃의 표면 상에 존재하는지에 따라서, 원료 분말의 충돌 방식이 변한다. 따라서, 충격 소결 처리에 의해 형성된 산화이트륨 피막은, 일반적으로 입자상부와 비입자상부의 혼재를 포함하는 경향이 있다.
즉, 상기에 기재된 바와 같이, 성막장치의 공급포트는, 통상, 원료 슬러리를, 분사된 연소 불꽃의 측면에 공급하도록 제공된다. 또한, 연소 불꽃은 분사 속도가 높다. 따라서, 공급포트로부터 연소 불꽃의 측면에 공급되는 산화이트륨 분말의 일부는, 통상, 연소 불꽃의 내부에 들어가서 연소 불꽃과 함께 분사되고, 나머지 산화이트륨 분말은 연소 불꽃과 접촉하지 않고 연소 불꽃의 외측에 존재한 채 분사된다.
또한, 산화이트륨 분말이 연소 불꽃의 내부에 들어가서 연소 불꽃과 함께 분사될 때에도, 산화이트륨 분말이 연소 불꽃의 내부 어느 정도 깊이까지 공급되는가는, 연소 불꽃에 공급되는 속도 등의 조건에 따라 달라지는데, 산화이트륨 분말이 연소 불꽃의 중심부에 공급되면, 연소 불꽃 중의 산화이트륨 분말의 분사 속도가 변동하기 곤란해지고, 연소 불꽃의 온도가 일정해지는데, 따라서, 산화이트륨으로 이루어진 피막의 입자상부 및 비입자상부의 조직제어가 용이해지게 된다.
또한, 상기의 산화이트륨공급단계에서 사용되는 산화이트륨 분말은 평균입경이 0.1 내지 5㎛인 것을 사용하는 것이 바람직한데, 상기의 평균입경을 갖는 산화이트륨 분말은 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면에 산화이트륨 성분이 충돌할 때, 산화이트륨 분말의 파쇄가 적절하게 진행됨에 따라 파쇄로 인한 발열로 인해 산화이트륨 입자들의 결합을 촉진하여, 피막의 형성을 용이하게 할 수 있다.
이때, 상기 산화이트륨 분말의 평균 입자 직경이 5㎛를 초과하면, 산화이트륨 분말이 피복되는 플라즈마 처리장치용 내부부품과 충돌되는 과정에서 파쇄되지 않고 분산되는 현상이 발생하여 피막이 제대로 형성되지 않고, 상기 산화이트륨 분말의 평균 입자 직경이 0.1㎛ 미만이면, 산화이트륨 분말이 플라즈마 처리장치용 내부부품과 충돌되는 과정에서 파쇄가 곤란해지며 밀도가 낮은 피막이 형성되어 무식억제 효과가 미미해진다.
상기 산화이트륨피복단계(S103)는 상기 산화이트륨공급단계(S101)를 통해 용융된 산화이트륨을 디스플레이 패널제조용 플라즈마 장치 부품의 표면에 분사하여 피복층을 형성하는 단계로, 이때도 상기 산화이트륨공급단계(S101)에서 사용된 성막장치를 이용할 수 있다.
더욱 상세하게는 상기 산화이트륨피복단계(S103)는 상기 성막장치를 이용하되 상기 성막장치에 구비된 노즐과 디스플레이 패널제조용 플라즈마 장치 부품의 표면 사이의 거리가 100 내지 400mm를 유지한 상태에서 400 내지 1000m/sec의 분사속도로 분사하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기와 같이 100 내지 400mm의 분사거리를 유지하게 되면 분사되는 산화이트륨 분말이 디스플레이 패널제조용 플라즈마 장치 부품과 충돌할 때, 산화이트륨 분말의 입자가 적당한 충격 강도로 파쇄되고, 따라서 입자상부 및 비입자상부가 적절하게 혼재되고 입방체 결정 및 단사 결정이 적당한 비율로 공존하는 산화이트륨 피막을 억을 수 있다.
이때, 상기 분사거리가 100mm 미만이면, 분사거리가 지나치게 가깝기 때문에, 산화이트륨 분말의 충돌 기회가 거의 없어 상기와 같은 피막을 얻는 것이 곤란하며, 상기 분사거리가 400mm를 초과하게 되면 분사거리가 지나치게 멀어져 충격 강도가 약해지기 때문에 산화이트륨 분말이 충분히 파쇄되지 않아 상기와 같은 피막을 얻을 수 없다.
또한, 상기와 같이 분사속도가 400 내지 1000m/sec를 나타내면, 산화이트륨 분말이 디스플레이 패널제조용 플라즈마 장치 부품과 충돌할 때, 산화이트륨 분말이 충분히 분쇄되고, 따라서 막 밀도가 높고 입방체 결정과 단사 결정 사이의 공존량이 적당한 산화이트륨 피막을 형성할 수 있다.
이때, 상기 분사속도는 상기 성막장치에 구비된 노즐에서 분사되는 속도를 의미하며, 상기 분사속도가 400m/sec 미만이면 산화이트륨 분말의 충돌 에너지가 작기 때문에, 산화이트륨 분말이 충분히 분쇄되지 않아 막 밀도 및 막 강도가 높은 피막을 형성할 수 없으며, 상기 분사속도가 1000m/sec를 초과하게 되면 산화이트륨 분말의 충돌 에너지가 크기 때문에, 산화이트륨 분말이 충돌할 때 산화이트륨 분말 자체의 블라스트 작용에 의해 피막이 손상되어 균열이 발생할 수 있다.
상기의 과정으로 이루어지는 산화이트륨피복단계(S103)를 진행하면, 두께가 10 내지 200㎛이고 밀도가 99 내지 100%인 피복층을 얻을 수 있는데, 상기 피복층의 두께가 10㎛ 미만이면 부식억제 효과가 미미하다.
상기 연마단계(S105)는 상기 산화이트륨피복단계(S103)를 통해 형성된 피복층을 연마하는 단계로, 상기 산화이트륨피복단계(S103)를 통해 형성된 피복층을 연마제로 연마하여 피복층의 표면거칠기(Ra)를 0.7 내지 1.3㎛로 조절하여 이루어진다.
상기 피복층의 표면거칠기(Ra)가 0.7 내지 1.3㎛이면 피복층의 비표면적이 낮아져 에칭가스에 노출되는 면적이 줄어들어 부식이 억제될 뿐만 아니라, 상기 피복층에 반응 생성물이 달라붙는 빈도가 낮아져 플라즈마 챔버 내부가 입자나 반응생성물로 인해 오염되는 것을 억제할 수 있다.
상기 피복층의 표면거칠기(Ra)가 0.7㎛ 미만이면 상기의 효과는 크게 차이가 없고, 상기 피복층의 표면거칠기가 1.3㎛를 초과하게 되면 피복층의 비표면적이 높아져 에칭가스에 노출되는 면적이 늘어나 부식억제 효과가 낮아지며, 상기 피복층에 반응 생성물이 달라붙는 빈도가 높아져 플라즈마 챔버 내부가 입자나 반응생성물로 인해 오염될 수 있다.
이때, 상기 연마제는 물 100 중량부, 산화금속분말 1 내지 50 중량부 및 산화금속용해제 1 내지 50 중량부로 이루어지며, 상기 산화금속분말은 평균입경이 1 내지 1000나노미터인 것으로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기의 성분으로 이루어지는 연마제는 상기 피복층의 표면이 0.7 내지 1.3㎛ 표면거칠기를 갖도록 하는 역할을 한다.
이때, 상기 산화금속분말은 평균입경이 5 내지 50 나노미터인 제1산화금속분말과 평균입경이 51 내지 300 나노미터인 제2산화금속분말이 혼합되어 이루어지는 것이 바람직한데, 상기와 같이 평균입경의 차이가 나는 산화금속분말로 이루어진 연마제는 상기 피복층에 대해 우수한 연마속도를 나타낼 뿐만 아니라 상기 피복층에 스크레치로 인한 연마손상의 발생빈도를 낮춰주는 효과를 나타낸다.
이때, 상기 산화금속분말은 산화규소, 산화알루미늄, 산화세륨, 산화티타늄, 산화지르코늄 및 산화게르마늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 산화금속용해제는 유기산, 유기산 에스테르, 유기산의 암모늄염 및 무기산으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직한데, 상기의 성분으로 이루어진 산화금속용해제는 상기 산화금속분말에 의해 연마되는 효과가 향상되면서도 상기 피복층이 산성분에 의해 부식되는 현상을 최소화할 수 있다.
이때, 상기 연마단계(S105)는 상기 산화이트륨피복단계(S103)를 통해 형성된 피복층을 연마하는 과정에서 사용되는 장비는 특별히 한정되지 않고 피복층의 표면거칠기(Ra)가 0.7 내지 1.3㎛를 나타낼 수 있도록 하는 장비라면 인반 샌더기, 로봇 연마기 및 특수 가공장비든 어떠한 것이든 사용가능하다.
이하에서는, 본 발명에 따른 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법 및 그 표면처리방법으로 표면처리된 내부부품의 물성을 실시예를 들어 설명하기로 한다.
<제조예 1> 연마제의 제조
물 100 중량부, 산화금속분말(평균입경이 25 나노미터인 산화규소와 평균입경이 150 나노미터인 산화규소가 1:1의 중량부로 혼합) 25 중량부 및 산화금속용해제(유기산:말산) 25 중량부를 혼합하여 연마제를 제조하였다.
<실시예 1>
산화이트륨 분말(평균입경이 0.1 내지 5㎛)을 성막장치를 이용하여 연소불꽃에 공급하고, 상기 연소불꽃에 공급되어 용융된 산화이트륨을 상기 성막장치에 구비된 노즐을 이용하여 디스플레이 패널제조용 플라즈마 장치 부품(건식 식각기 챔버 내부에 장착되는 세라믹 플레이트)의 표면과 250mm 거리에서 700m/sec의 분사속도로 분사하여 피막층을 형성하고, 상기 피막층의 표면을 상기 제조예 1을 통해 제조된 연마제로 연마하여 표면처리하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 피막층의 표면을 일반 연마제로 연마하여 표면처리하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 상기 피막층을 연마하지 않고 표면처리하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1과 동일하게 진행하되, 산화이트륨 대신 산화알루미늄을 사용하여 표면처리하였다.
<비교예 4>
규소 수정(Si Crystal).
상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 2를 통해 표면처리된 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품인 건식 식각기 챔버 내부에 장착되는 세라믹 플레이트에 형성된 피복층의 두께를 측정하여 아래 표 1에 나타내었다.
{단 피복층의 두께는 QPT사의 표면거칠기 조도 측정기인 RT-10 SurfTEST를 이용하여 측정하였다.}
<표 1>
Figure 112020111106871-pat00001
상기 표 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1의 과정을 통해 표면처리된 챔버 내부에 장착되는 세라믹 플레이트의 표면조도 값이 가장 낮을 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 1 및 비교예 1 내지 2를 통해 표면처리된 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품인 건식 식각기 챔버 내부에 장착되는 세라믹 플레이트를 플라즈마 에칭공정에 사용한 후에 표면을 주사전자현미경(SEM)으로 촬영하여 아래 도 2에 나타내었다.
아래 도 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1을 통해 표면처리된 건식 식각기 챔버 내부에 장착되는 세라믹 플레이트의 표면은 피복층의 결혼요소가 미미하며, 미세기공 외에 결함이 없는 반면, 비교예 1의 표면은 피복층에 공극(Void)이 확인되었으며, 비교예 2의 표면은 공극 뿐만 아니라, 입자나 반응생성물이 다수 형성된 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 1 및 비교예 3 내지 4의 부품 및 재료의 가스 혼합비율(Ar:CF4:O2)에 따른 식각률을 비교하여 아래 도 3에 나타내었다.
아래 도 3에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1을 통해 표면처리된 부품의 내식성이 가장 우수한 것을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 1 및 비교예 3을 통해 표면처리된 부품의 표면을 (a)(CE, Chemical etching), (b)(ME, Mixing etching), (c)(PE, Physical etching)으로 처리한 후에 주사전자현미경으로 촬여하여 아래 도 4에 나타내었다.
{단, CE, ME, PE의 측정조건을 아래 표 2에 나타낸 바와 같다.}
<표 2>
Figure 112020111106871-pat00002
아래 도 4에 나타낸 것처럼, 본 발명의 실시예 1을 통해 표면처리된 부품에 비해 비교예 3을 통해 표면처리된 부품의 표면에 더 심하게 부식된 것을 알 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법은 표면거칠기가 개선된 산화이트륨 피막이 형성되어 에칭가스에 노출되는 면적이 줄어들고, 에칭가스에 노출시 부식이 억제되며, 플라즈마 챔버 내부가 입자나 반응생성물로 인해 오염되는 것을 줄여주는 플라즈마 처리장치용 내부부품을 제공한다.
S101 ; 산화이트륨공급단계
S103 ; 산화이트륨피복단계
S105 ; 연마단계

Claims (9)

  1. 산화이트륨 분말을 연소불꽃에 공급하는 산화이트륨공급단계;
    상기 산화이트륨공급단계를 통해 용융된 산화이트륨을 디스플레이 패널제조용 플라즈마 장치 부품의 표면에 분사하여 피복층을 형성하는 산화이트륨피복단계; 및
    상기 산화이트륨피복단계를 통해 형성된 피복층을 연마하는 연마단계;로 이루어지며,
    상기 연마단계는 상기 산화이트륨피복단계를 통해 형성된 피복층을 연마제로 연마하여 표면거칠기(Ra)를 0.7 내지 1.3㎛로 조절하여 이루어지고,
    상기 연마제는 물 100 중량부, 산화금속분말 1 내지 50 중량부 및 산화금속용해제 1 내지 50 중량부로 이루어지며,
    상기 산화금속분말은 평균입경이 1 내지 1000나노미터이고,
    상기 산화금속분말은 평균입경이 5 내지 50 나노미터인 제1산화금속분말과 평균입경이 51 내지 300 나노미터인 제2산화금속분말이 혼합되어 이루어지며,
    상기 산화금속분말은 산화규소, 산화알루미늄, 산화티타늄 및 산화게르마늄으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화이트륨 분말은 평균입경이 0.1 내지 5㎛인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화이트륨피복단계는 상기 산화이트륨공급단계를 통해 용융된 산화이트륨을 100 내지 400mm 거리에서 400 내지 1000m/sec의 분사속도로 분사하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 피복층은 두께가 10 내지 200㎛이고 밀도가 99 내지 100%인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 산화금속용해제는 유기산, 유기산 에스테르, 유기산의 암모늄염 및 무기산으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널 제조에 사용되는 플라즈마 처리장치용 내부부품의 표면처리방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102348171B1 (ko) 2021-08-12 2022-01-06 최진식 플라즈마 스프레이용 산화이트륨 분말의 제조방법

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002114969A (ja) * 2000-10-04 2002-04-16 Toto Ltd 吸湿性複合材料用の研磨剤及び吸湿性複合材料の修復方法
KR20050006284A (ko) * 2002-06-03 2005-01-15 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 연마액 및 연마방법
KR20050053693A (ko) 2002-09-27 2005-06-08 쇼오트 아게 결정화 가능한 글라스와, 용이하게 연마된 표면을 갖는매우 단단한 브레이크-저항성의 글라스 세라믹을 생산하기위한 이들의 용도
KR20090082149A (ko) 2008-01-24 2009-07-29 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 세라믹 용사 부재, 그의 제조 방법 및 세라믹 용사 부재용 연마 미디어
KR20140147143A (ko) * 2012-05-22 2014-12-29 가부시끼가이샤 도시바 플라즈마 처리 장치용 부품 및 플라즈마 처리 장치용 부품의 제조 방법
KR20160075725A (ko) * 2013-11-29 2016-06-29 가부시끼가이샤 도시바 플라즈마 장치용 부품 및 그 제조 방법

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002114969A (ja) * 2000-10-04 2002-04-16 Toto Ltd 吸湿性複合材料用の研磨剤及び吸湿性複合材料の修復方法
KR20050006284A (ko) * 2002-06-03 2005-01-15 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 연마액 및 연마방법
KR20050053693A (ko) 2002-09-27 2005-06-08 쇼오트 아게 결정화 가능한 글라스와, 용이하게 연마된 표면을 갖는매우 단단한 브레이크-저항성의 글라스 세라믹을 생산하기위한 이들의 용도
KR20090082149A (ko) 2008-01-24 2009-07-29 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 세라믹 용사 부재, 그의 제조 방법 및 세라믹 용사 부재용 연마 미디어
KR20140147143A (ko) * 2012-05-22 2014-12-29 가부시끼가이샤 도시바 플라즈마 처리 장치용 부품 및 플라즈마 처리 장치용 부품의 제조 방법
KR20160075725A (ko) * 2013-11-29 2016-06-29 가부시끼가이샤 도시바 플라즈마 장치용 부품 및 그 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102348171B1 (ko) 2021-08-12 2022-01-06 최진식 플라즈마 스프레이용 산화이트륨 분말의 제조방법

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