KR102426173B1

KR102426173B1 - 가이드 프레임이 일체화된 서셉터

Info

Publication number: KR102426173B1
Application number: KR1020200117274A
Authority: KR
Inventors: 김영미; 김광연; 이순만
Original assignee: (주)티티에스
Priority date: 2020-09-13
Filing date: 2020-09-13
Publication date: 2022-07-28
Also published as: KR102426173B9; KR20220035300A

Abstract

본 발명은 가이드 프레임이 일체화된 서셉터에 관한 것으로서, 가이드 프레임이 서셉터에 일체화된 가이드 프레임이 일체화된 서셉터에 관한 것이다. 이를 위해 기판을 고정 또는 지지하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터, 일체화된 서셉터의 상부면 중 기판이 놓이는 제1 영역에 기 설정된 제1 피막 두께로 피막층이 형성되는 제1 피막층, 일체화된 서셉터의 상부면 중 기판이 놓이지 않는 제2 영역에 제1 피막층의 형성시에 비해 상대적으로 더 높은 전압에 의해 기 설정된 제2 피막 두께로 피막층이 형성되는 제2 피막층을 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터가 개시된다.

Description

가이드 프레임이 일체화된 서셉터{Suceptor}

본 발명은 가이드 프레임이 일체화된 서셉터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가이드 프레임이 서셉터에 일체화된 가이드 프레임이 일체화된 서셉터에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이 종래에는 기판(10)을 가열하는 서셉터(20)와 기판(10)을 고정 또는 지지하는 가이드 프레임(30)이 서로 분리되기 때문에 분리된 틈사이로 아킹이 일어나거나 또는 기판(10)이 재치되지 않는 가이드 프레임(30)의 상부면에서 아킹이 발생되어 공정 불량을 야기하는 파티클이 생성되거나 증착 불균일을 야기하는 문제가 있었다.

더 나아가 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이 종래의 서셉터(10)의 상부면에 형성되는 피막층(21,31)은 수산법 또는 혼산법 중 어느 하나의 방법을 사용하여 아노다이징 처리를 통해 형성하기 때문에 내열 특성 및 내전압 특성이 나빠 아킹이 자주 발생되는 문제점이 있어 왔다.

대한민국 공개특허공보 10-2013-0058312(발명의 명칭 : 서셉터와 섀도우 프레임 간의 아크 발생 방지 장치)

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 가이드 프레임과 서셉터를 일체화하고, 서셉터의 상부면에 형성되는 피막층을 서셉터의 분리된 영역마다 서로 다른 방법에 의해 피막층을 형성함으로써 아킹 발생을 최대한 억제하고(내전압 특성 향상) 크랙을 방지(내열 특성 향상)하는 발명을 제공하는데 그 목적이 있다.

그러나, 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 기판을 고정 또는 지지하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터, 일체화된 서셉터의 상부면 중 기판이 놓이는 제1 영역에 기 설정된 제1 피막 두께로 피막층이 형성되는 제1 피막층, 일체화된 서셉터의 상부면 중 기판이 놓이지 않는 제2 영역에 제1 피막층의 형성시에 비해 상대적으로 더 높은 전압에 의해 기 설정된 제2 피막 두께로 피막층이 형성되는 제2 피막층을 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터를 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 제1 영역의 제1 피막층은 아노다이징 피막 형성방법에 의해 형성되며,

제2 영역의 제2 피막층은 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 형성되며, 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 형성된 제2 피막층의 두께가 아노다이징 피막 형성방법에 의해 형성된 제1 피막층의 두께보다 더 두껍게 형성되며, 일체화된 서셉터의 상부면에 형성되는 제1,2 피막층을 가이드 프레임이 일체화된 서셉터의 분리된 영역마다 서로 다른 피막 형성방법에 의해 형성하고 서로 두께를 달리함으로써 제1 영역의 크랙을 방지하고, 제2 영역의 아킹 발생을 억제한다.

또한, 제1 영역의 제1 피막층은 아노다이징 피막 형성방법에 의해 두께 10 um ~ 19um 사이 값으로 형성됨으로써 내열 특성을 향상시키며, 제2 영역의 제2 피막층의 두께는 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 두께 30um ~ 40um 사이 값으로 형성됨으로써 아킹에 강한 특성으로 이루어진다.

또한, 제1 영역을 마스킹하여 제2 영역의 제2 피막층을 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 1차적으로 먼저 형성시킨 후에 제2 영역의 마스킹 없이 2차적으로 제1 피막층을 형성시킨다.

또한, 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 제2 피막 층을 제2 영역에 형성하는 경우에 마스킹된 제1 영역에 플라즈마 전해산화가 일어나지 않도록 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법의 전압의 범위를 조정한다.

또한, 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법의 전압의 조정 범위는 아노다이징 피막 형성방법의 전압에 비해 상대적으로 더 높고 플라즈마 전해산화 피막 형성방법의 전압에 비해 상대적으로 더 낮은 범위이다.

또한, 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법의 전압의 범위는 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 비해 상대적으로 더 낮은 범위의 200[v] ~ 400[v] 사이 값을 가짐으로써 마스킹된 제1 영역에 플라즈마 전해산화가 일어나지 않는다.

한편, 본 발명의 목적은 준비된 일체화된 서셉터를 전처리 및 건조하는 단계, 일체화된 서셉터의 상부면 중 기판이 놓이는 제1 영역을 마스킹하는 단계, 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 기판이 놓이지 않는 제2 영역에 제2 피막층을 형성하는 단계, 제1 영역의 마스킹을 제거하는 단계, 제2 영역의 마스킹 없이 아노다이징 피막 형성방법 에 의해 일체화된 서셉터의 상부면 중 기판이 놓이는 제1 영역에 제1 피막층을 형성하는 단계, 린스 및 건조를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터의 제조방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 형성된 제2 피막층의 두께가 아노다이징 피막 형성방법에 의해 형성된 제1 피막층의 두께보다 더 두껍게 형성되며, 일체화된 서셉터의 상부면에 형성되는 제1,2 피막층을 가이드 프레임이 일체화된 서셉터의 분리된 영역마다 서로 다른 피막 형성방법에 의해 형성하고 서로 두께를 달리함으로써 제1 영역의 크랙을 방지하고, 제2 영역의 아킹 발생을 억제한다.

본 발명의 또 다른 목적은 기판을 고정 또는 지지하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터, 서셉터의 상부면 중 기판이 놓이는 제1 영역에 기 설정된 제1 피막 두께로 피막층이 형성되는 제1 피막층, 서셉터의 상부면 중 기판이 놓이지 않는 제2 영역에 기 설정된 제2 피막 두께로 피막층이 형성되는 제2 피막층, 제2 영역의 제2 피막층의 상부면에 기 설정된 제3 피막 두께로 피막층이 형성되는 제3 피막층을 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터를 제공함으로써 달성될 수 있다.

또한, 제1 영역의 제1 피막층의 두께는 10um ~ 19um 사이 값으로 형성됨으로써 내열 특성을 향상시키며, 제2 영역의 제2,3 피막층의 전체 두께는 30um ~ 40um 사이 값으로 형성됨으로써 아킹에 강한 특성을 향상시킨다.

또한, 제1,2,3 피막층이 아노다이징에 의해 형성되면, 제1 영역의 제1 피막층 및 제2 영역의 제3 피막층을 1차 아노다이징을 통해 먼저 기재의 표면에 형성시킨 후에 2차 아노다이징을 통해 상기 제2 영역의 제2 피막층을 기판으로부터 형성시켜 제2 피막층이 기판의 표면에 성층되고 제3 피막층이 제2 피막층의 표면에 성층된다.

또한, 제1 영역의 제1 피막층 및 제2 영역의 제3 피막층은 수산법에 의한 아노다이징에 의해 형성되고, 제2 영역의 제2 피막층은 혼산법에 의한 아노다이징에 의해 형성되며, 혼산법에 의한 제2 피막층의 두께가 수산법에 의한 제1,3 피막층의 두께보다 더 두껍게 형성된다.

또한, 제3 피막층이 세라믹 용사 코팅에 의해 형성되면, 제1,2 피막층을 1차적으로 먼저 형성시킨 후에 2차적으로 제3 피막층을 형성시킨다.

또한, 제1,2 피막층은 수산법에 의한 아노다이징에 의해 형성되고, 제3 피막층은 세라믹 용사 코팅에 의해 형성되며, 세라믹 용사 코팅에 의한 제3 피막층의 두께가 수산법에 의한 제1,2 피막층의 두께보다 더 두껍게 형성된다.

한편, 본 발명의 목적은, 준비된 서셉터를 전처리 및 건조하는 단계, 수산법에 의한 1차 아노다이징을 수행하여 제1 영역의 아노다이징 제1 피막층 및 제2 영역의 아노다이징 제3 피막층을 기판의 표면에 성층시키는 단계, 서셉터의 상부면 중 기판이 놓이는 제1 영역을 마스킹하는 단계, 혼산법에 의한 2차 아노다이징을 수행하여 기판이 놓이지 않는 제2 영역의 기판의 표면에 아노다이징 제2 피막층을 성층시킴으로써 제2 피막층은 기판의 표면에 성층되고, 제3 피막층은 제2 피막층의 표면에 성층되는 단계, 마스킹을 제거하는 단계, 린스 및 건조를 수행하는 단계를 포함하며, 혼산법에 의해 형성된 제2 피막층의 제2 두께는 수산법에 의해 형성된 제3 피막층의 제2 두께에 비해 상대적으로 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터의 제조방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

한편, 본 발명의 목적은 준비된 서셉터를 전처리하는 단계, 수산법에 의한 아노다이징을 수행하여 기판이 놓이는 제1 영역 및 기판이 놓이지 않는 제2 영역에 제1 두께로 아노다이징 피막층이 형성되는 단계, 린스 및 건조를 수행하는 단계, 제1 영역을 마스킹하는 단계, 세라믹 용사 코팅을 수행하여 제2 영역의 아노다이징 피막층의 상부면에 제2 두께로 세라믹 용사 피막층이 형성되는 단계, 및 세정 및 건조를 수행하는 단계를 포함하며, 세라믹 용사 코팅에 의해 형성된 제2 두께는 수산법에 의해 형성된 제1 두께에 비해 상대적으로 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터의 제조방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.

전술한 바와 같은 본 발명에 의하면 가이드 프레임과 서셉터를 일체화하고, 서셉터의 상부면에 형성되는 피막층을 서셉터의 분리된 영역마다 서로 다른 방법에 의해 피막층을 형성함으로써 아킹 발생을 최대한 억제하고(내전압 특성 향상) 크랙을 방지(내열 특성 향상)하는 효과가 있다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래의 가이드 프레임과 서셉터가 분리된 것을 도시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 가이드 프레임과 서셉터가 일체화되고, 서셉터의 상부면에 제1,2,3 피막층이 각각 형성된 것을 도시한 도면이고,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 혼산법 및 수산법에 의해 제2 영역에 아노다이징 피막층을 각각 형성한 것을 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 수산법에 의한 아노다이징 피막층과 세라믹 용사 코팅에 의한 피막층을 도시한 도면이고,
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 아노다이징과 세라믹 용사 코팅에 적용에 따른 두께 대비 아킹 및 내열 특성을 도시한 도면이고,
도 6은 종래의 서셉터 피막층 형성방법에 관한 것이고,
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 혼산법 및 수산법에 의한 아노다이징 피막층을 형성하는 방법을 나타낸 도면이고(제1,2,3 피막층),
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수산법에 의한 아노다이징 피막층(제1,2 피막층)을 형성하는 방법과 세라믹 용사 코팅에 의한 피막층(제3 피막층)을 형성하는 방법을 나타낸 도면이고,
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 아노다이징과 세라믹 용사 코팅의 내전압 특성을 비교한 도면이고,
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가이드 프레임과 서셉터가 일체화되고, 서셉터의 상부면에 제1,2 피막층이 각각 형성된 것을 도시한 도면이고,
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 아노다이징 방법과 저전압 플라즈마 방법의 내전압 특성을 비교한 도면이고,
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 아노다이징 방법과 저전압 플라즈마 방법에 의한 제1,2 피막층 형성 방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 대해서 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다. 또한, 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다.

(수산법 및 혼산법 또는 수산법 및 용사 코팅이 적용된 가이드 프레임이 일체화된 서셉터)

본 발명의 제1 실시예에 따른 가이드 프레임이 일체화된 서셉터는 도 2에 도시된 바와 같이 도 1의 가이드 프레임(30)과 서셉터(20)가 일체화된 기판 가열 장치이다. 도 1의 가이드 프레임(30)과 서셉터(20)가 일체화됨으로써 가이드 프레임과 서셉터의 틈 사이로 아킹이 발생하는 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다. 이하에서는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터를 서셉터로 통칭하기로 한다.

도 2의 서셉터는 도 1의 종래 서셉터에 비해 상술한 바와 같이 가이드 프레임과 서셉터가 일체로 형성된다. 서셉터(200)의 몸체는 알루미늄 재질로 형성될 수 있으나 꼭 이에 한정되는 것은 아니며 일예로서 메탈 재질도 사용될 수 있다. 서셉터(200)의 상부면에는 기판(100)이 재치 된다. 기판(100)은 서셉터(200)의 중심영역에 놓이며, 기판(100)이 놓이는 서셉터의 상부면 영역을 제1 영역(210)이라 한다. 또한, 기판이 놓이지 않는 서셉터의 상부면 영역을 제2 영역(220)이라 한다. 본 발명에서는 서셉터의 상부면을 임의적 영역 설정을 통해 분리 구획하고, 분리 구획된 제1 영역(210)과 제2 영역(220)에 형성되는 피막층을 서로 다른 방법에 의해 형성시킴으로써 내전압 특성과 내열 특성을 향상시켜 아킹 및 크랙의 발생을 최대한 방지한다.

제1 영역(210)과 제2 영역(220)에는 각각의 아노다이징 피막층 또는 세라믹 용사 피막층이 기 설정된 두께로 형성된다. 또한, 제2 영역의 피막층(221,222)이 제1 영역의 피막층(211)에 비해 상대적으로 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 제2 영역의 피막층(221,222)은 순차적으로 서로 다른 방법의 성장방법 및 코팅방법 의해 제2 피막층(221) 및 제3 피막층(222))이 적층 형성된다.

제1 영역의 제1 피막층(211)은 도 2에 도시된 바와 같이 서셉터(200)의 상부면 중 기판(100)이 재치 되는 영역에 소정 두께(두께는 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다)로 아노다이징에 의해 형성된다. 따라서 아노다이징 피막층이라 할 수 있다.

한편, 제2 영역의 제2 피막층(221)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 서셉터(200)의 상부면 중 기판(100)이 재치 되지 않는 영역(종래의 가이드 프레임 결합 영역)에 소정 두께(두께는 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다)로 아노다이징에 의해 형성된다. 따라서 아노다이징 피막층이라 할 수 있다. 또한, 제2 영역의 제3 피막층(222)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 서셉터(200)의 상부면 중 기판(100)이 재치 되지 않는 영역에 제2 피막층(221)의 상부층에 소정 두께로 아노다이징 또는 세라믹 용사 코팅에 의해 형성된다. 따라서 아노다이징 피막층 또는 세라믹 용사 코팅 피막층이라 할 수 있다. 제1 영역은 서셉터 모재의 중심 영역이라 할 수 있고, 제2 영역은 서셉터의 외곽 영역 또는 종래의 가이드 프레임 결합영역이라 할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이 제2 영역(220)의 제2,3 피막층(221,222)이 각각 서로 다른 방법에 의한 아노다이징(또는 양극 산화 피막)으로 순차적으로 적층 형성될 수 있다. 제2 피막층(221)은 혼산법에 의한 아노다이징에 의해 제2 영역(220)에 성층되고, 제3 피막층(222)은 수산법에 의해 제2 피막층(221)의 상부면에 적층 형성된다. 혼산법에 의해 형성된 제2 피막층(221)의 두께가 수산법에 의해 형성된 제3 피막층(222)의 두께보다 상대적으로 두껍게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 수산법에 의한 아노다이징 피막층이 혼산법에 의한 아노다이징 피막층보다 내식성이 띄어나기 때문에 모재의 표면 피막층을 수산법에 의한 아노다이징 피막층으로 성층시키는 것이 바람직하다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 제2 영역(220)의 제2,3 피막층(221,222)이 각각 아노다이징과 세라믹 용사 코팅에 의해 순차적으로 적층 형성될 수 있다. 즉, 제2 피막층(221)은 수산법에 의한 아노다이징에 의해 제2 영역(220)에 성층되고, 순차적으로 제3 피막층(222)은 세라믹 용사 코팅에 의해 제2 피막층(221)의 상부면에 적층 형성된다. 이때, 세라믹 용사 코팅에 의해 형성된 제3 피막층(221)의 두께가 수산법에 의해 형성된 제2 피막층(221)의 두께보다 상대적으로 두껍게 형성되는 것이 바람직하다.

상술한 혼산법은 수산과 황산을 혼합하여 전해액으로 사용하고, 소정의 전류밀도를 적용하여 아노다이징 하는 방법이고, 수산법은 수산을 전해액으로 사용하고, 소정의 전류밀도를 적용하여 아노다이징 하는 방법이다. 혼산법은 피막을 두껍게 빨리 성장시킬 수 있으며, 수산법은 내식성이 좋고 경질(단단함)의 피막 성장이 장점이다. 종래에는 혼산법만을 사용하여 피막을 성장시켰으나 본 발명의 일예에서는 혼산법과 수산법을 순차적으로 혼합 사용함으로써 내식성과 내전압 특성이 증가되어 아킹이 방지되고, 또한 내열 특성이 증가되어 크랙을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 예로서 세라믹 용사 코팅의 적용에 의해 내전압 특성이 증가되어 아킹 발생을 현저히 줄일 수 있는 장점이 있다. 상술한 혼산법 및 수산법은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 종래의 내용이 참조 포함될 수 있다.

도 5는 아노다이징 처리와 용사 코팅시에 따른 아킹과 내열 특성을 도시한 것이다. 아노다이징 피막의 경우에는 1 ~ 29um 두께에서 아킹에 취약하며, 20um 이상의 두께에서는 내열 특성이 좋지 못함을 알 수 있다. 한편, 용사 코팅 피막의 경우에는 아킹에 강하고 내열 특성이 우수함을 알 수 있다. 따라서 제1 피막층(211)은 기판(100)이 재치되기 때문에 내열 특성이 우수한 두께가 적용되도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 제1 피막층(211)의 두께는 10um 보다 크거나 같으며, 19um 보다 작거나 같게 함으로써 내열 특성이 우수한 피막층으로 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 기판이 이동되고 NF3 가스로 세정시에 아노다이징 표면과 반응하여 AlF 막이 만들어질 수 있다. 만약, 피막의 두께가 얇으면 쉽게 AlF 피막이 생성되기 때문에 최소한의 두께는 10um 이상으로 하는 것이 바람직하다. 제1 피막층(211)은 내식성 향상을 위해 수산법에 의한 아노다이징 피막층이다.

한편, 제2 피막층(221) 및 제3 피막층(222)의 전체 두께는 아킹에 강한 두께인 30um 보다 크거나 같으며, 40um 보다 작거나 같게 하는 것이 바람직하다. 이때, 아킹에 강한 구조는 피막층의 두께가 두꺼울수록 좋으나 비용과 생산성을 고려하여 최대 40um가 가장 바람직하다.

도 7은 아노다이징에 의해 제1,2,3 피막층(211,221,222)을 성층하는 방법에 관한 것이다. 가공된 서셉터의 모재를 전처리 및 건조를 거쳐 준비한다. 다음으로, 제1,2 영역을 수산법에 의해 1차 아노다이징하여 제1 영역에 제1 피막층(211)을 형성시키고, 제2 영역에 제3 피막층(222)을 형성시킨다. 이때, 제3 피막층(222)은 도 3에 도시된 것과 다르게 모재(200)의 상부면에 성층된다. 왜냐하면 아노다이징은 모재(200)로부터 성장하기 때문에 수산법에 의해 1차 아노다이징이 완료되면 모재(200)의 상부층에 제3 피막층(222)이 먼저 형성된다. 제3 피막층(222)이 형성되면 다음으로 제1 영역에 필름 등을 통해 마스킹하여 제1 영역에는 아노다이징에 의한 피막층이 더 이상 생성되지 않도록 한다.

제1 영역에 마스킹이 완료되면, 혼산법에 의해 제2 영역에만 아노다이징에 의한 제2 피막층(221)이 성층된다. 이때, 아노다이징은 모재(200)로부터 피막층이 성층되므로 혼산법에 의해 2차적으로 아노다이징을 하면 도 3에 도시된 바와 같이 혼산법에 의해 형성된 제2 피막층(221)이 모재(200)의 상부면에 성층되고, 1차 아수산법에 의한 아노다이징에 의해 이미 형성된 제3 피막층(222)은 제2 피막층(221)의 상부면에 비로소 형성 또는 성층된다.

제2,3 피막층(221,222)이 형성되면 다음으로 제1 영역의 마스킹을 제거한다. 상기와 같은 방법에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 제1 피막층(211)은 제1 영역에 형성되고, 제2 피막층(221)은 모재(200)의 표면에 형성되고, 제3 피막층(222)은 제2 피막층(221)의 표면에 적층 형성된다.

다음으로, 린스 및 건조를 거쳐 피막층이 형성된 서셉터를 제조한다. 제2 피막층은 혼산법에 의한 아노다이징 피막층이고, 제1,3 피막층은 수산법에 의한 아노다이징 피막층이다.

도 8은 제1,2 피막층(211,221)을 아노다이징에 의해 형성하고, 제3 피막층(222)은 세라믹 용사 코팅에 의해 형성시키는 방법에 관한 것이다. 가공된 서셉터 모재를 전처리를 통해 준비한다. 준비된 서셉터를 수산법에 의해 아노다이징함으로써 제1 피막층(211) 및 제2 피막층(221)이 제1,2 영역(210,220)에 각각 1차적으로 형성된다. 다음으로, 린스 및 건조를 통해 1차적으로 아노다이징 피막층이 형성된 서셉터를 준비한다. 다음으로, 아노다이징 피막층이 형성된 제1 영역을 마스킹한다. 제1 영역의 마스킹 후에 제2 영역을 세라믹 용사 코팅하여 제2 피막층(221)의 상부면에 제3 피막층(222)을 형성한다. 다음으로, 제1 영역의 마스킹을 제거한 후에 세정 및 건조를 거쳐 피막층이 형성된 서셉터를 제조한다. 제1,2 피막층은 수산법에 의한 아노다이징 피막층이고, 제3 피막층은 세라믹 용사 코팅 피막층이다.

(저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법 및 아노다이징 피막 형성방법이 적용된 가이드 프레임이 일체화된 서셉터)

본 발명의 제2 실시예에 따른 가이드 프레임이 일체화된 서셉터는 도 10에 도시된 바와 같이 도 1의 가이드 프레임(30)과 서셉터(20)가 일체화된 기판 가열 장치이다. 이하에서는 상술한 제1 실시예와 차이점이 있는 부분과 설명하기로 하고 동일한 설명은 제1 실시예의 설명에 갈음하기로 한다.

도 10에 도시된 바와 같이 일체화된 서셉터(300)의 상부면은 기판(100)이 놓이는 제1 영역(310)과 기판이 놓이지 않는 제2 영역(320)으로 분리할 수 있다. 제1 영역(310)은 기판이 놓이는 영역으로서 대략 일체화된 서셉터(300)의 중심 영역이고, 제2 영역(320)은 기판이 놓이지 않는 영역으로서 제1 영역(310)의 외곽 영역이다. 서셉터(300)의 상부면에는 각각 제1 피막층(311)과 제2 피막층(321)이 형성된다.

제1 피막층(311)은 서셉터(300)의 내열 특성을 강화시켜 크랙을 방지하도록 하고, 제2 피막층(321)은 아킹을 최대한 억제하도록 한다. 이를 위해 제1 피막층(311)과 제2 피막층(321)은 서로 다른 피막 형성방법이 적용되면서 동시에 각 피막층의 두께를 달리한다.

제1 피막층(311)은 아노다이징 피막 형성방법에 의해 형성된다. 아노다이징 피막 형성방법은 일반적으로 30[V] ~ 80[V]의 전압과 아노다이징 전해액에 의해 피막을 형성한다. 아노다이징 피막 형성방법에 대해서는 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 종래의 기술이 참조될 수 있다. 제1 피막층(311)의 두께는 대략 10[um] ~ 19[um]로 형성되는 것이 바람직하다.

제2 피막층(321)은 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 형성된다. 일반적으로 플라즈마 전해산화 피막 형성방법은 400[V] ~ 500[V]의 고전압과 플라즈마 전해액(아노다이징 전해액과 적어도 일부 전해액을 달리 사용)을 사용하여 플라즈마 전해산화 피막을 형성한다. 이에 비해 본 발명의 일실시예에서는 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법을 사용한다. 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법의 전압은 200[V] ~ 400[V]로 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에서 사용하는 전압에 비해 상대적으로 저전압을 사용하며, 아노다이징 피막 형성방법에서 사용하는 전압에 비해 상대적으로 고전압을 사용한다. 이렇게 저전압의 플라즈마 전해산화 피막 형성방법을 사용함으로써 후술하는 바와 같이 제1 영역(310)에 마스킹을 하고 제2 영역(320)에 제2 피막(321)을 성층하는 경우에 마스킹된 제1 영역(310)에서 플라즈마 전해 산화가 일어나지 않도록 할 수 있는 장점이 있다. 제2 피막층(321)의 두께는 대략 30[um] ~ 40[um]로 형성되는 것이 바람직하다. 상술한 제1,2 피막층의 두께는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 필요에 따라 조금씩 변동될 수는 있다.

저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 형성된 제2 피막층(321)은 아노다이징 피막 형성방법에 의해 형성된 제1 피막층(311) 대비 고밀도 피막으로서 경도 또한 우수하다. 또한, 전기 절연성(높은 유전강도), 내부식성, 내마모성도 우수하다. 도 11에 도시된 바와 같이 아노다이징 피막 형성방법(이하 아노다이징 방법이라 함)과 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법(이하 저전압 플라즈마 방법이라 함)의 내전압 특성을 살펴보면 저전압 플라즈마 방법이 아노다이징 방법에 비해 내전압 특성이 훨씬 양호함을 알 수 있다.

한편, 도 12를 참고하여 제1,2 피막층(311.321) 형성방법을 순차적으로 설명하면 다음과 같다.

가이드 프레임이 일체화된 서셉터를 전처리 및 건조한 후에 일체화된 서셉터(300)의 상부면 중 기판이 놓이는 제1 영역(310)에 먼저 마스킹을 수행한다.

제1 영역(310)에 마스킹을 수행한 후에 제2 피막층(321)을 서셉터(300)의 상부면의 제2 영역에(320)에 성층시킨다. 제2 피막층(321)을 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 형성시킴으로써 마스킹된 제1 영역(310)에서 플라즈마 전해산화가 일어나지 않는다.

다음으로, 제1 영역(310)의 마스킹을 제거한다.

제1 영역(310)의 마스킹을 제거한 후에 제1 영역(310)에 제1 피막층(311)을 아노다이징 피막 형성방법에 의해 성층시킨다. 이때, 제2 영역(320)에는 마스킹을 하지 않는다. 즉, 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법은 산화피막의 유전체 파손을 통해 아크를 발생시키면서 이온들의 이동이 일어나면서 피막이 성장되기 때문에 제2 영역(320)에 마스킹을 하지 않아도 아노다이징 피막이 제2 영역(320)에 형성되지 않는 장점이 있다. 따라서 제2 영역(320)에 마스킹을 하지 않아도 제1 영역(310)에만 아노다이징 피막(제1 피막층)이 형성된다. 다음으로, 린스 및 건조를 수행한다.

본 발명을 설명함에 있어 종래 기술 및 당업자에게 자명한 사항은 설명을 생략할 수도 있으며, 이러한 생략된 구성요소(방법) 및 기능의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 충분히 참조될 수 있을 것이다. 또한, 상술한 본 발명의 구성요소는 본 발명의 설명의 편의를 위하여 설명하였을 뿐 여기에서 설명되지 아니한 구성요소가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 아니하는 범위내에서 추가될 수 있다.

상술한 각부의 구성 및 기능에 대한 설명은 설명의 편의를 위하여 서로 분리하여 설명하였을 뿐 필요에 따라 어느 한 구성 및 기능이 다른 구성요소로 통합되어 구현되거나, 또는 더 세분화되어 구현될 수도 있다.

이상, 본 발명의 일실시예를 참조하여 설명했지만, 본 발명이 이것에 한정되지는 않으며, 다양한 변형 및 응용이 가능하다. 즉, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 많은 변형이 가능한 것을 당업자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 및 그 구성 또는 본 발명의 각 구성에 대한 결합관계에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.

10 : 기판
20 : 서셉터
21 : 피막층
30 : 가이드 프레임(또는 섀도우 프레임)
31 : 피막층
100 : 기판 또는 글래스(glass)
200 : 서셉터 또는 기판 지지대
210 : 제1 영역
211 : 제1 피막층(또는 아노다이징 피막층)
220 : 제2 영역
221 : 제2 피막층(또는 아노다이징 피막층)
222 : 제3 피막층(또는 아노다이징 피막층 또는 세라믹 용사 피막층)
300 : 서셉터 또는 기판 지지대
310 : 제1 영역
311 : 제1 피막층(또는 아노다이징 피막층)
320 : 제2 영역
321 : 제2 피막층(또는 플라즈마 전해산화 피막층)

Claims

기판을 고정 또는 지지하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터로서,
일체화된 서셉터의 상부면 중 기판이 놓이는 제1 영역에 기 설정된 제1 피막 두께로 피막층이 형성되는 제1 피막층,
일체화된 서셉터의 상부면 중 기판이 놓이지 않는 제2 영역에 상기 제1 피막층의 형성시에 비해 상대적으로 더 높은 전압에 의해 기 설정된 제2 피막 두께로 피막층이 형성되는 제2 피막층을 포함하며,
상기 제1 영역의 제1 피막층은 아노다이징 피막 형성방법에 의해 형성되며,
상기 제2 영역의 제2 피막층은 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 형성되며,
상기 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 형성된 제2 피막층의 두께가 상기 아노다이징 피막 형성방법에 의해 형성된 제1 피막층의 두께보다 더 두껍게 형성되며,
상기 일체화된 서셉터의 상부면에 형성되는 제1,2 피막층을 가이드 프레임이 일체화된 서셉터의 분리된 영역마다 서로 다른 피막 형성방법에 의해 형성하고 서로 두께를 달리함으로써 상기 제1 영역의 크랙을 방지하고, 상기 제2 영역의 아킹 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터.
삭제
제 1 항에 있어서,
상기 제1 영역의 제1 피막층은 아노다이징 피막 형성방법에 의해 두께 10 um ~ 19um 사이 값으로 형성됨으로써 내열 특성을 향상시키며,
상기 제2 영역의 제2 피막층의 두께는 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 두께 30um ~ 40um 사이 값으로 형성됨으로써 아킹에 강한 특성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터.
제 3 항에 있어서,
상기 제1 영역을 마스킹하여 상기 제2 영역의 상기 제2 피막층을 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 1차적으로 먼저 형성시킨 후에 상기 제2 영역의 마스킹 없이 2차적으로 상기 제1 피막층을 형성시키는 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터.
제 4 항에 있어서,
상기 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 상기 제2 피막 층을 제2 영역에 형성하는 경우에 마스킹된 제1 영역에 플라즈마 전해산화가 일어나지 않도록 상기 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법의 전압의 범위를 조정하는 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터.
제 5 항에 있어서,
상기 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법의 전압의 조정 범위는 상기 아노다이징 피막 형성방법의 전압에 비해 상대적으로 더 높고 플라즈마 전해산화 피막 형성방법의 전압에 비해 상대적으로 더 낮은 범위인 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터.
제 6 항에 있어서,
상기 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법의 전압의 범위는 상기 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 비해 상대적으로 더 낮은 범위의 200[v] ~ 400[v] 사이 값을 가짐으로써 상기 마스킹된 제1 영역에 플라즈마 전해산화가 일어나지 않는 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터.
준비된 일체화된 서셉터를 전처리 및 건조하는 단계,
일체화된 서셉터의 상부면 중 기판이 놓이는 제1 영역을 마스킹하는 단계,
저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 기판이 놓이지 않는 제2 영역에 제2 피막층을 형성하는 단계,
제1 영역의 마스킹을 제거하는 단계,
제2 영역의 마스킹 없이 아노다이징 피막 형성방법 에 의해 일체화된 서셉터의 상부면 중 기판이 놓이는 제1 영역에 제1 피막층을 형성하는 단계,
린스 및 건조를 수행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터의 제조방법.
제 8 항에 있어서,
상기 저전압 플라즈마 전해산화 피막 형성방법에 의해 형성된 제2 피막층의 두께가 상기 아노다이징 피막 형성방법에 의해 형성된 제1 피막층의 두께보다 더 두껍게 형성되며,
상기 일체화된 서셉터의 상부면에 형성되는 제1,2 피막층을 가이드 프레임이 일체화된 서셉터의 분리된 영역마다 서로 다른 피막 형성방법에 의해 형성하고 서로 두께를 달리함으로써 상기 제1 영역의 크랙을 방지하고, 상기 제2 영역의 아킹 발생을 억제하는 것을 특징으로 하는 가이드 프레임이 일체화된 서셉터의 제조방법.