KR102625872B1 - Method for Surface Treatment of Aluminum Remote Plasma Source Chamber Comprising Physical Polishing and Anodizing - Google Patents
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Abstract
알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법이 제공된다. 보다 구체적으로는, 본 개시에 의하면 연마 대상물이 제공되는 제1 단계; 연마 대상물을 비드 블라스팅하여 제1 연마품을 제공하는 제2 단계; 제1 연마품을 초음파 세정하고 화학적 연마 조성물을 사용하여 화학적 연마된 제2 연마품을 제공하는 제3 단계; 제2 연마품을 초음파 세정하고 양극산화하여 제3 연마품의 표면에 산화알루미늄 피막을 형성하는 제4 단계; 상기 산화알루미늄 피막을 봉공처리하여 표면 처리된 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버를 수득하는 제5 단계를 포함하는, 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법이 제공된다.A surface treatment method for an aluminum remote plasma source chamber is provided. More specifically, according to the present disclosure, a first step in which a polishing object is provided; a second step of bead blasting the abrasive object to provide a first abrasive article; a third step of ultrasonically cleaning the first abrasive article and providing a second abrasive article that is chemically polished using a chemical polishing composition; A fourth step of ultrasonic cleaning and anodizing the second polished product to form an aluminum oxide film on the surface of the third polished product; A surface treatment method for a remote plasma source chamber made of aluminum is provided, including a fifth step of sealing the aluminum oxide film to obtain a surface-treated remote plasma source chamber made of aluminum.
Description
본 발명은 물리적 연마 단계 및 양극산화 단계를 포함하는 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 비드 블라스팅 이후 고온의 규산나트륨 수용액으로 폴리싱하는 것을 통해 스크래치를 제거하고 광택을 제공하는 물리적 연마 단계 및, 형성된 산화알루미늄 피막을 다단계 봉공처리하는 양극산화 단계를 포함하는 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of surface treatment of an aluminum remote plasma source chamber including a physical polishing step and an anodizing step. More specifically, the present invention relates to a method of removing scratches and polishing the surface by polishing with a high-temperature sodium silicate aqueous solution after bead blasting. It relates to a surface treatment method of a remote plasma source chamber made of aluminum, including a physical polishing step and an anodizing step of performing a multi-step sealing process on the formed aluminum oxide film.
반도체 칩 제품의 제조를 위해 사용되는 실리콘 웨이퍼의 식각을 위해 일반적으로 습식 식각과 건식 식각이 사용된다. 습식 식각은 일반적으로 용액을 사용한 화학적 반응에 의해 이루어지고, 건식 식각은 일반적으로 가스를 사용한 화학적 반응에 의해 이루어진다. 습식 식각은 저비용으로 달성 가능하고 낮은 공정 난이도를 가지며 선택비가 우수하다는 장점을 가지지만, 등방성을 가지고 건식 식각에 비해 낮은 정확도를 가지며 사용되는 용액에 의한 웨이퍼의 오염이 발생할 수 있고, 포토레지스트 등에 의해 마스크가 형성된 경우에도 상기 용액의 확산에 의한 상기 마스크 아래에 위치한 층의 의도되지 않은 식각이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.Wet etching and dry etching are generally used to etch silicon wafers used for manufacturing semiconductor chip products. Wet etching is generally accomplished through a chemical reaction using a solution, and dry etching is generally accomplished through a chemical reaction using a gas. Wet etching has the advantages of being achievable at low cost, having low process difficulty, and excellent selectivity, but it is isotropic and has lower accuracy than dry etching, contamination of the wafer may occur due to the solution used, and photoresist may cause contamination of the wafer. Even when a mask is formed, there is a problem that unintended etching of the layer located under the mask may occur due to diffusion of the solution.
건식 식각은 높은 정확도를 가지며 이에 따른 미세 패터닝을 가능하게 한다는 점에서 미세화가 요구되는 최근의 집적회로 제작의 요구에 보다 부합하며, 물리적, 화학적 및 물리화학적 방식으로 구분될 수 있고, 비등방성을 가지며 습식 식각에 비해 높은 정확도를 가진다는 장점이 있다. 최근 각광받는 건식 식각 방식의 예로서는 반응성 이온 식각 및 원자 층 식각 등이 있으며, 상기한 방식들은 nm단위 패턴 형성의 요구에 대응할 수 있는 식각 방식으로서 주목되고 있다.Dry etching is more suited to the needs of recent integrated circuit manufacturing that requires miniaturization in that it has high accuracy and enables fine patterning. It can be divided into physical, chemical, and physicochemical methods, and has anisotropy. It has the advantage of having higher accuracy compared to wet etching. Examples of dry etching methods that have recently been in the spotlight include reactive ion etching and atomic layer etching, and the above methods are attracting attention as etching methods that can respond to the needs of forming nm-scale patterns.
그러나, 미세 패터닝을 위해 사용되는 건식 식각은 그 요구되는 정확도의 수준이 상대적으로 높음에 따라, 식각 과정에서 의도되지 않은 미량의 불순물에 의해서도 요망되는 공정 결과물의 품질을 달성하지 못할 수 있으며, 이는 일반적으로 최종 생성되는 반도체 제품에 결함을 야기할 수 있고, 최종 공정의 수율에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 반도체를 사용하는 집적회로 칩을 제작함에 있어 사용되는 다른 공정들과 마찬가지로, 식각 공정에서도 높은 정밀도가 요구되고 이를 위해 낮은 수준의 불순물 발생 및 유발을 달성하기 위해 많은 노력이 행해지고 있는 실정이다.However, dry etching used for fine patterning may not achieve the desired quality of process results due to even trace amounts of unintended impurities during the etching process, as the level of accuracy required is relatively high, which is generally the case. This can cause defects in the final semiconductor product and have a negative impact on the yield of the final process. Therefore, like other processes used in manufacturing integrated circuit chips using semiconductors, high precision is required in the etching process, and to this end, much effort is being made to achieve low levels of impurity generation and induction.
건식 식각에 사용되는 챔버는 일반적으로 내부에 진공을 형성시킬 수 있어야 하고, 기체가 사용되는 경우 기체 유입구와 기체 방출구가 구비되어 상기 기체의 유입과 방출이 조절될 수 있어야 하며, 플라즈마가 사용되는 경우에도 상기 플라즈마의 유입구와 플라즈마의 방출구가 구비되어 상기 플라즈마의 유입과 방출이 조절될 수 있어야 함이 널리 알려져 있다. 이 경우, 상기 유입 및 방출되는 기체 또는 플라즈마는 제거가 요구되는 부분을 제거하기 위해 반응성 내지는 부식성을 필수적으로 구비하여야 하고, 상기 기체 또는 플라즈마가 반응성 내지 부식성을 가짐에 따라 상기 기체 또는 플라즈마에 의해 상기 챔버를 구성하는 물질 또한 부식에 노출될 수 있다. The chamber used for dry etching generally must be able to form a vacuum inside, and if gas is used, it must be equipped with a gas inlet and gas outlet so that the inflow and discharge of the gas can be controlled, and if plasma is used, In this case, it is widely known that the plasma inlet and plasma outlet must be provided so that the inflow and discharge of the plasma can be controlled. In this case, the incoming and outgoing gas or plasma must necessarily be reactive or corrosive in order to remove the part requiring removal, and as the gas or plasma is reactive or corrosive, the gas or plasma may be used to The materials that make up the chamber may also be exposed to corrosion.
이처럼 반응성 내지 부식성을 가지는 기체 또는 플라즈마가 사용됨에 따라, 챔버는 부식에 노출될 수 있고, 이는 챔버의 수명에 부정적인 영향을 미칠 뿐만 아니라, 상기 챔버가 부식됨에 따라 의도하지 않은 불순물이 발생할 수 있고, 이는 식각이 의도되는 대상이 식각되는 영역에서 불순물로 기능하여 상기 식각에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 이와 같은 챔버의 부식에 따른 챔버의 수명 감소 및 불순물의 발생을 방지하기 위하여, 통상적으로 “리모트 플라즈마 소스 챔버”로 일컬어지는 구성이 사용되며, 이를 통해 식각이 의도되는 대상과 플라즈마를 모두 포함하는 플라즈마 챔버에 플라즈마가 유지되는 시간을 최소화하면서도, 안정적으로 플라즈마를 상기 플라즈마 챔버에 공급할 수 있다.As such reactive or corrosive gas or plasma is used, the chamber may be exposed to corrosion, which not only negatively affects the lifespan of the chamber, but also unintended impurities may be generated as the chamber corrodes. This may act as an impurity in the area where the object intended to be etched is etched and may have a negative effect on the etching. In order to prevent the reduction of the lifespan of the chamber and the generation of impurities due to corrosion of the chamber, a configuration commonly referred to as a “remote plasma source chamber” is used, through which a plasma that includes both the target to be etched and the plasma is used. Plasma can be stably supplied to the plasma chamber while minimizing the time the plasma is maintained in the chamber.
이와 같은 리모트 플라즈마 소스 챔버를 도입하는 경우, 반응성 내지는 부식성을 가지는 기체 또는 플라즈마의 사용에도 불구하고 리모트 플라즈마 소스 챔버가 사용되지 않는 경우와 비교하여 챔버의 수명은 증대될 수 있다. 이 경우, 리모트 플라즈마 소스 챔버의 부식 또는 손상에 따른 식각 공정의 정확도의 감소는 리모트 플라즈마 소스 챔버의 주기적인 교체에 의해 해소될 수 있으나, 여전히 리모트 플라즈마 소스 챔버가 반응성 내지는 부식성을 가지는 기체 또는 플라즈마에 노출됨에 따라 상기 리모트 플라즈마 소스 챔버가 부식되어 의도하지 않은 불순물이 발생할 수 있고, 리모트 플라즈마 소스 챔버를 주기적으로 교체하는 것에도 불구하고 상기와 같은 불순물의 발생은 불가피한 실정이다.When introducing such a remote plasma source chamber, the lifespan of the chamber can be increased compared to the case where the remote plasma source chamber is not used despite the use of reactive or corrosive gas or plasma. In this case, the decrease in accuracy of the etching process due to corrosion or damage to the remote plasma source chamber can be resolved by periodic replacement of the remote plasma source chamber, but the remote plasma source chamber is still exposed to reactive or corrosive gas or plasma. As the remote plasma source chamber is exposed, it may corrode and generate unintended impurities. Even though the remote plasma source chamber is periodically replaced, the occurrence of such impurities is inevitable.
이와 같은 불순물의 발생을 최소화하기 위해 리모트 플라즈마 소스 챔버를 제조함에 있어 그 제조 과정에서 발생하는 불순물을 가능한 한 제거하고, 그 제거 과정에서 사용된 물질들을 가능한 한 제거하여 상기 리모트 플라즈마 소스 챔버가 식각 공정에 도입되는 경우 발생할 수 있는 불순물을 최소화하는 알루미늄 소재 플라즈마 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.In order to minimize the occurrence of such impurities, when manufacturing a remote plasma source chamber, impurities generated during the manufacturing process are removed as much as possible, and materials used in the removal process are removed as much as possible so that the remote plasma source chamber undergoes an etching process. There is an urgent need for a surface treatment method for an aluminum plasma remote plasma source chamber that minimizes impurities that may occur when introduced into the plasma source chamber.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 비드 블라스팅 이후 고온의 규산나트륨 수용액으로 폴리싱하는 것을 통해 스크래치를 제거하고 광택을 제공하는 물리적 연마 단계 및, 형성된 산화알루미늄 피막을 다단계 봉공처리하는 양극산화 단계를 포함하는 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법을 제공하고자 한다.The present invention was developed to solve the technical problems described above, and includes a physical polishing step to remove scratches and provide gloss through polishing with a high-temperature sodium silicate aqueous solution after bead blasting, and a multi-step sealing of the formed aluminum oxide film. The aim is to provide a surface treatment method for an aluminum remote plasma source chamber that includes an anodizing process.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법은,The surface treatment method of the remote plasma source chamber made of aluminum according to the present invention provided to solve the above-described technical problem,
연마 대상물이 제공되는 제1 단계:The first step in which the polishing object is provided:
연마 대상물을 비드 블라스팅하여 제1 연마품을 제공하는 제2 단계;a second step of bead blasting the abrasive object to provide a first abrasive article;
제1 연마품을 초음파 세정하고 화학적 연마 조성물을 사용하여 화학적 연마된 제2 연마품을 제공하는 제3 단계;a third step of ultrasonically cleaning the first abrasive article and providing a second abrasive article that is chemically polished using a chemical polishing composition;
제2 연마품을 초음파 세정하고 양극산화하여 제3 연마품의 표면에 산화알루미늄 피막을 형성하는 제4 단계;A fourth step of ultrasonic cleaning and anodizing the second polished product to form an aluminum oxide film on the surface of the third polished product;
상기 산화알루미늄 피막을 봉공처리하는 제5 단계를 포함하는 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법일 수 있다.It may be a surface treatment method of a remote plasma source chamber made of aluminum, including a fifth step of sealing the aluminum oxide film.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법은,In addition, the surface treatment method of the aluminum remote plasma source chamber according to the present invention,
연마 대상물이 제공되는 제1 단계:The first step in which the polishing object is provided:
연마 대상물을 비드 블라스팅하여 제1 연마품을 제공하는 제2 단계;a second step of bead blasting the abrasive object to provide a first abrasive article;
제1 연마품을 초음파 세정하고 화학적 연마 조성물을 사용하여 화학적 연마된 제2 연마품을 제공하는 제3 단계;a third step of ultrasonically cleaning the first abrasive article and providing a second abrasive article that is chemically polished using a chemical polishing composition;
제2 연마품을 초음파 세정하고 양극산화하여 제3 연마품의 표면에 산화알루미늄 피막을 형성하는 제4 단계;A fourth step of ultrasonic cleaning and anodizing the second polished product to form an aluminum oxide film on the surface of the third polished product;
상기 산화알루미늄 피막을 봉공처리하는 제5 단계를 포함하는 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법으로서,A surface treatment method for a remote plasma source chamber made of aluminum comprising a fifth step of sealing the aluminum oxide film,
상기 제2 단계는,The second step is,
연마 대상물에 글라스비드를 사용하여 에어 비드 블라스팅을 수행하는 단계; Performing air bead blasting using glass beads on a polishing object;
이후 상기 연마 대상물을 수세하는 단계; 및Afterwards, washing the polishing object with water; and
이후 상기 연마 대상물에 고온의 규산나트륨 수용액을 고압 분사하여 폴리싱하는 단계를 포함하는 단계인,Thereafter, the step includes polishing the polishing object by spraying a high-temperature sodium silicate aqueous solution under high pressure,
알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법일 수 있다.It may be a surface treatment method of an aluminum remote plasma source chamber.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법은,In addition, the surface treatment method of the aluminum remote plasma source chamber according to the present invention,
연마 대상물이 제공되는 제1 단계:The first step in which the polishing object is provided:
연마 대상물을 비드 블라스팅하여 제1 연마품을 제공하는 제2 단계;a second step of bead blasting the abrasive object to provide a first abrasive article;
제1 연마품을 초음파 세정하고 화학적 연마 조성물을 사용하여 화학적 연마된 제2 연마품을 제공하는 제3 단계;a third step of ultrasonically cleaning the first abrasive article and providing a second abrasive article that is chemically polished using a chemical polishing composition;
제2 연마품을 초음파 세정하고 양극산화하여 제3 연마품의 표면에 산화알루미늄 피막을 형성하는 제4 단계;A fourth step of ultrasonic cleaning and anodizing the second polished product to form an aluminum oxide film on the surface of the third polished product;
상기 산화알루미늄 피막을 봉공처리하는 제5 단계를 포함하는 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법으로서,A surface treatment method for a remote plasma source chamber made of aluminum comprising a fifth step of sealing the aluminum oxide film,
상기 제5 단계는,The fifth step is,
상기 산화알루미늄 피막을 물 중 수산화나트륨 및 과탄산나트륨 용액을 사용하여 제1차 봉공시키는 단계;A first step of sealing the aluminum oxide film using a solution of sodium hydroxide and sodium percarbonate in water;
이후 물 중 수산화나트륨 및 산화붕산나트륨 용액을 사용하여 제2차 봉공시키는 단계; 및Subsequently, a second sealing step using a solution of sodium hydroxide and sodium borate in water; and
이후 규산나트륨 수용액을 사용하여 제3차 봉공시키는 단계를 포함하는 단계인, 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법일 수 있다.It may be a surface treatment method of a remote plasma source chamber made of aluminum, which includes a third sealing step using an aqueous sodium silicate solution.
본 발명에 따르면 효과적으로 비드 블라스팅에 따른 공극 내지는 스크래치를 고온의 규산나트륨 수용액을 분사하여 폴리싱하는 것을 통해 제거하여 후속되는 화학적 연마 단계에서 우수한 연마 결과를 도출하도록 하여 우수한 작업 효율을 가지면서도, 산화알루미늄 피막이 치밀하게 봉공되는 것을 통해, 반도체 칩 제품을 제조함에 있어 불량률이 감소되는 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법이 제공된다.According to the present invention, voids or scratches caused by bead blasting are effectively removed through polishing by spraying a high-temperature sodium silicate aqueous solution to produce excellent polishing results in the subsequent chemical polishing step, thereby achieving excellent work efficiency and forming an aluminum oxide film. A surface treatment method for an aluminum remote plasma source chamber is provided, which reduces the defect rate in manufacturing semiconductor chip products through dense sealing.
도 1은 본 발명에 따른 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법을 순서대로 나타낸 순서도이다.1 is a flowchart sequentially showing a surface treatment method of an aluminum remote plasma source chamber according to the present invention.
이하, 본 발명에 따른 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, the surface treatment method of the aluminum remote plasma source chamber according to the present invention will be described in detail.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 통용되는 사전적 의미로 한정하여 해석되도록 의도된 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 보통의 지식을 가진 자(이하 '통상의 기술자')는 상기 용어 또는 단어를 본 명세서 및 특허청구범위가 자명하게 전달하고자 하는 관념을 표현하는 범위 내에서 본 발명이 의미하는 바를 전달하기 위한 범위의 의미로 사용된 것으로 명확하게 이해할 수 있을 것이다.The terms or words used in this specification and patent claims are not intended to be interpreted as limited to their commonly used dictionary meanings, and a person with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains (hereinafter referred to as a ‘person skilled in the art’) It will be clearly understood that the above terms or words are used in the sense of the scope for conveying what the present invention means within the scope of expressing the idea that the specification and claims are intended to clearly convey.
또한, 본 명세서에 기재된 실시예 및 상기 실시예에 기재된 구성들은 통상의 기술자에게 본 발명이 이해되고 또 이를 재현할 수 있도록 하기 위해 단지 예시로 제시된 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명을 이에 한정시키고자 하는 의도가 아님을 통상의 기술자는 명확하게 이해할 수 있을 것이다.In addition, the embodiments described in this specification and the configurations described in the above embodiments are merely preferred embodiments presented as examples to enable those skilled in the art to understand and reproduce the present invention, and the present invention is limited thereto. A person skilled in the art will be able to clearly understand that this is not the intention.
또한, 본 명세서에서 기술되는 각각의 구성에 관한 설명 및 구체적인 실시 양태는 각각의 다른 설명 및 실시 양태에도 자명하게 적용될 수 있다. 즉, 본 명세서에서 개시되는 다양한 구성과 구체적인 실시 양태의 모든 조합은 본 발명이 개시하는 범위에 속하는 것으로 통상의 기술자는 명확하게 이해할 수 있을 것이다.In addition, the description and specific implementation aspects of each configuration described in this specification can be obviously applied to each other description and implementation aspect. That is, those skilled in the art will clearly understand that all combinations of various configurations and specific embodiments disclosed in this specification fall within the scope disclosed by the present invention.
본 명세서에서 사용되는 용어 '및/또는'은, 언급된 항목들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함하는 용어이다. 또한, 단수형 용어는 별도로 언급되지 않는 한 복수형도 포함한다.The term 'and/or' used in this specification is a term that includes each and all combinations of one or more of the mentioned items. Additionally, singular terms also include plural terms unless otherwise noted.
본 명세서에서 사용하는 '포함한다(comprising)' 및/또는 '포함하는(comprising)'의 용어는 언급된 항목들 외의 다른 항목의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 용어이다.The terms 'comprising' and/or 'comprising' used in this specification are terms that do not exclude the presence or addition of items other than the mentioned items.
본 명세서에서 용어 '내지'를 사용하여 나타낸 수치의 범위는, 상기 용어의 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한 값과 상한 값으로서 포함하는 수치의 범위를 나타낸다. 임의의 수치 범위의 상한과 하한으로서의 수치 값이 각각 복수 개로 개시된 경우, 본 명세서에서 개시하는 수치의 범위는 복수의 하한 값 중 임의의 하나의 값 및 복수의 상한 값 중 임의의 하나의 값을 각각 하한 값 및 상한 값으로 하는 임의의 수치의 범위로 이해될 수 있다.The range of values expressed using the term 'to' in this specification indicates a range of values that includes the values described before and after the term as the lower limit and upper limit, respectively. When a plurality of numerical values as the upper and lower limits of an arbitrary numerical range are disclosed, the numerical range disclosed in this specification includes any one value among the plurality of lower limit values and any one value among the plurality of upper limit values, respectively. It can be understood as a range of arbitrary values with a lower limit and an upper limit.
본 명세서에서 사용되는 용어 '약' 또는 '대략'은, 사용되는 경우, 상기 용어의 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 10% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.As used herein, the term 'about' or 'approximately', when used, means a value or numerical range within 10% of the value or numerical range stated after the term.
본 발명의 일 실시 양태에 의하면, 본 발명에 따른 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법은,According to one embodiment of the present invention, the surface treatment method of the remote plasma source chamber made of aluminum according to the present invention includes:
연마 대상물이 제공되는 제1 단계:The first step in which the polishing object is provided:
연마 대상물을 비드 블라스팅하여 제1 연마품을 제공하는 제2 단계;a second step of bead blasting the abrasive object to provide a first abrasive article;
제1 연마품을 초음파 세정하고 화학적 연마 조성물을 사용하여 화학적 연마된 제2 연마품을 제공하는 제3 단계;a third step of ultrasonically cleaning the first abrasive article and providing a second abrasive article that is chemically polished using a chemical polishing composition;
제2 연마품을 초음파 세정하고 양극산화하여 제3 연마품의 표면에 산화알루미늄 피막을 형성하는 제4 단계;A fourth step of ultrasonic cleaning and anodizing the second polished product to form an aluminum oxide film on the surface of the third polished product;
상기 산화알루미늄 피막을 봉공처리하는 제5 단계를 포함하는 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법일 수 있다.It may be a surface treatment method of a remote plasma source chamber made of aluminum, including a fifth step of sealing the aluminum oxide film.
상기 비드 블라스팅은 미세 유리 입자, 미세 금속 입자 등 다양한 미세 입자들을 기체 또는 액체를 사용하여 고압 및 고속으로 연마 대상의 표면에 분사하여 상기 표면을 연마하거나 표면의 불순물을 제거하는 물리적 연마 방식이다. 본 발명에 따른 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면은 후속되는 화학적 연마에 따른 표면 처리가 보다 높은 효과를 가지도록 하기 위해 미세 유리 입자가 사용되는 것이 바람직하며, 이는 연마 대상물의 표면 거칠기에 따라 적절히 선택될 수 있다.The bead blasting is a physical polishing method that sprays various fine particles, such as fine glass particles and fine metal particles, onto the surface of the polishing object at high pressure and high speed using gas or liquid to polish the surface or remove impurities from the surface. It is preferable that fine glass particles are used on the surface of the remote plasma source chamber made of aluminum according to the present invention in order to ensure a higher effect of surface treatment due to subsequent chemical polishing, and this is appropriately selected according to the surface roughness of the polishing object. It can be.
상기 제2 단계에서, 상기 초음파 세정은 물에 제1 연마품을 침지시킨 다음 초음파를 적용하는 것으로 수행될 수 있다. 또한, 상기 초음파 세정은 수산화나트륨 또는 수산화칼륨과 같은 강염기 수용액 또는 황산, 인산 또는 질산과 같은 강산 수용액에 제1 연마품을 침지시킨 다음 초음파를 적용하는 것으로 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 강염기 수용액 및 강산 수용액의 온도는 50 내지 90도씨일 수 있고, 바람직하게는 60 내지 80도씨일 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 초음파 세정은 30분 내지 180분, 바람직하게는 60분 내지 120분 동안 지속될 수 있다. In the second step, the ultrasonic cleaning may be performed by immersing the first polished article in water and then applying ultrasonic waves. Additionally, the ultrasonic cleaning may be performed by immersing the first polished article in a strong base aqueous solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide or a strong acid aqueous solution such as sulfuric acid, phosphoric acid, or nitric acid and then applying ultrasonic waves. In this case, the temperature of the strong base aqueous solution and the strong acid aqueous solution may be 50 to 90 degrees Celsius, and preferably 60 to 80 degrees Celsius. Additionally, in this case, the ultrasonic cleaning may last for 30 minutes to 180 minutes, preferably 60 minutes to 120 minutes.
상기 제3 단계에서, 상기 화학적 연마는 인산 또는 질산과 같은 강산 수용액에 제2 연마품을 침지시킨 다음 유지하는 것으로 수행될 수 있다. 이 경우, 강산 수용액의 온도는 50 내지 90도씨일 수 있고, 바람직하게는 60 내지 80도씨일 수 있다. 또한, 이 경우 상기 화학적 연마는 10분 내지 60분, 바람직하게는 20분 내지 50분 동안 지속될 수 있다. 상기 화학적 연마가 수행되는 동안, 제1 연마품은 진동을 겪도록 구성될 수 있다.In the third step, the chemical polishing may be performed by immersing the second polished article in an aqueous solution of a strong acid such as phosphoric acid or nitric acid and then maintaining it. In this case, the temperature of the strong acid aqueous solution may be 50 to 90 degrees Celsius, and preferably 60 to 80 degrees Celsius. Additionally, in this case, the chemical polishing may last for 10 to 60 minutes, preferably 20 to 50 minutes. While the chemical polishing is performed, the first abrasive article may be configured to undergo vibration.
상기 제4 단계에서, 상기 초음파 세정은 인산 또는 질산과 같은 강산 수용액에 제2 연마품을 침지시킨 다음 초음파를 적용하는 것으로 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 제3 단계의 상기 화학적 연마에 사용된 상기 화학적 연마 조성물이 질산인 경우, 초음파 세정에 사용되는 강산 수용액은 질산 수용액일 수 있고, 이 경우, 상기 초음파 세정에 사용되는 질산 수용액의 농도는 상기 제3 단계의 화학적 연마에 사용된 상기 화학적 연마 조성물의 농도보다 낮은 농도일 수 있다.In the fourth step, the ultrasonic cleaning may be performed by immersing the second polished article in an aqueous solution of a strong acid such as phosphoric acid or nitric acid and then applying ultrasonic waves. In this case, when the chemical polishing composition used in the chemical polishing of the third step is nitric acid, the strong acid aqueous solution used in ultrasonic cleaning may be an aqueous nitric acid solution, and in this case, the concentration of the nitric acid aqueous solution used in ultrasonic cleaning may be a lower concentration than the concentration of the chemical polishing composition used in the third step of chemical polishing.
본 발명의 또 다른 일 실시 양태에 의하면, 본 발명에 따른 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법은,According to another embodiment of the present invention, the surface treatment method of an aluminum remote plasma source chamber according to the present invention includes:
연마 대상물이 제공되는 제1 단계:The first step in which the polishing object is provided:
연마 대상물을 비드 블라스팅하여 제1 연마품을 제공하는 제2 단계;a second step of bead blasting the abrasive object to provide a first abrasive article;
제1 연마품을 초음파 세정하고 화학적 연마 조성물을 사용하여 화학적 연마된 제2 연마품을 제공하는 제3 단계;a third step of ultrasonically cleaning the first abrasive article and providing a second abrasive article that is chemically polished using a chemical polishing composition;
제2 연마품을 초음파 세정하고 양극산화하여 제3 연마품의 표면에 산화알루미늄 피막을 형성하는 제4 단계;A fourth step of ultrasonic cleaning and anodizing the second polished product to form an aluminum oxide film on the surface of the third polished product;
상기 산화알루미늄 피막을 봉공처리하는 제5 단계를 포함하는 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법으로서,A surface treatment method for a remote plasma source chamber made of aluminum comprising a fifth step of sealing the aluminum oxide film,
상기 제2 단계는,The second step is,
연마 대상물에 글라스비드를 사용하여 에어 비드 블라스팅을 수행하는 단계; Performing air bead blasting using glass beads on a polishing object;
이후 상기 연마 대상물을 수세하는 단계; 및Afterwards, washing the polishing object with water; and
이후 상기 연마 대상물에 고온의 규산나트륨 수용액을 고압 분사하여 폴리싱하는 단계를 포함하는 단계인,Thereafter, the step includes polishing the polishing object by spraying a high-temperature sodium silicate aqueous solution under high pressure,
알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법일 수 있다.It may be a surface treatment method of an aluminum remote plasma source chamber.
상기 제2 단계는 연마 대상물에 글라스비드를 사용하여 에어 비드 블라스팅을 수행하는 단계 이후, 이를 수세한 다음, 고온의 규산나트륨 수용액을 연마 대상물에 고압 분사하여 폴리싱하는 것으로 수행될 수 있다. 이 경우, 상기 고온의 규산나트륨 수용액에 포함되는 실리카는 전체 조성물의 중량을 기준으로 20 내지 40중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 상기 고온의 규산나트륨 수용액에 포함되는 산화나트륨은 상기 실리카의 중량을 기준으로 40 내지 60중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 고온의 규산나트륨 수용액은 120 내지 150도씨인 것이 바람직하고, 상기 고온의 규산나트륨 수용액은 연마 대상물로부터 30cm 거리에서 10 내지 30bar로 연마 대상물에 분사되는 것이 바람직하다.The second step may be performed by performing air bead blasting on the polishing object using glass beads, washing it with water, and then spraying a high-temperature sodium silicate aqueous solution at high pressure on the polishing object to polish it. In this case, the silica contained in the high-temperature aqueous sodium silicate solution is preferably contained in an amount of 20 to 40% by weight based on the weight of the total composition, and the sodium oxide contained in the high-temperature aqueous sodium silicate solution accounts for the weight of the silica. It is preferably contained in 40 to 60% by weight. In addition, the high-temperature sodium silicate aqueous solution is preferably 120 to 150 degrees Celsius, and the high-temperature sodium silicate aqueous solution is preferably sprayed onto the polishing object at 10 to 30 bar at a distance of 30 cm from the polishing object.
또한, 본 발명에 따른 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법은,In addition, the surface treatment method of the aluminum remote plasma source chamber according to the present invention,
연마 대상물이 제공되는 제1 단계:The first step in which the polishing object is provided:
연마 대상물을 비드 블라스팅하여 제1 연마품을 제공하는 제2 단계;a second step of bead blasting the abrasive object to provide a first abrasive article;
제1 연마품을 초음파 세정하고 화학적 연마 조성물을 사용하여 화학적 연마된 제2 연마품을 제공하는 제3 단계;a third step of ultrasonically cleaning the first abrasive article and providing a second abrasive article that is chemically polished using a chemical polishing composition;
제2 연마품을 초음파 세정하고 양극산화하여 제3 연마품의 표면에 산화알루미늄 피막을 형성하는 제4 단계;A fourth step of ultrasonic cleaning and anodizing the second polished product to form an aluminum oxide film on the surface of the third polished product;
상기 산화알루미늄 피막을 봉공처리하는 제5 단계를 포함하는 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법으로서,A surface treatment method for a remote plasma source chamber made of aluminum comprising a fifth step of sealing the aluminum oxide film,
상기 제5 단계는,The fifth step is,
상기 산화알루미늄 피막을 물 중 수산화나트륨 및 과탄산나트륨 용액을 사용하여 제1차 봉공시키는 단계;A first step of sealing the aluminum oxide film using a solution of sodium hydroxide and sodium percarbonate in water;
이후 물 중 수산화나트륨 및 산화붕산나트륨 용액을 사용하여 제2차 봉공시키는 단계; 및Subsequently, a second sealing step using a solution of sodium hydroxide and sodium borate in water; and
이후 규산나트륨 수용액을 사용하여 제3차 봉공시키는 단계를 포함하는 단계인,A step including the third sealing step using an aqueous sodium silicate solution,
알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법일 수 있다. It may be a surface treatment method of an aluminum remote plasma source chamber.
상기 제5 단계는 상기 산화알루미늄 피막을 물 중 수산화나트륨 및 과탄산나트륨 용액을 사용하여 제1차 봉공시키는 단계; 이후 물 중 수산화나트륨 및 산화붕산나트륨 용액을 사용하여 제2차 봉공시키는 단계; 이후 규산나트륨 수용액을 사용하여 제3차 봉공시키는 단계를 포함하는 단계일 수 있다.The fifth step includes first sealing the aluminum oxide film using a solution of sodium hydroxide and sodium percarbonate in water; Subsequently, a second sealing step using a solution of sodium hydroxide and sodium borate in water; The step may then include a third sealing step using an aqueous sodium silicate solution.
상기 제1차 봉공시키는 단계에 있어서, 상기 물 중 수산화나트륨은 전체 조성물의 중량을 기준으로 30 내지 50중량부일 수 있고, 상기 물 중 과탄산나트륨은 상기 물 중 수산화나트륨의 중량을 기준으로 50 내지 80중량부일 수 있다.In the first sealing step, the sodium hydroxide in the water may be 30 to 50 parts by weight based on the weight of the entire composition, and the sodium percarbonate in the water may be 50 to 80 parts by weight based on the weight of sodium hydroxide in the water. It may be by weight.
상기 제2차 봉공시키는 단계에 있어서, 상기 물 중 수산화나트륨은 전체 조성물의 중량을 기준으로 30 내지 50중량부일 수 있고, 상기 물 중 산화붕산나트륨은 상기 물 중 수산화나트륨의 중량을 기준으로 20 내지 60중량부일 수 있다.In the second sealing step, the sodium hydroxide in the water may be 30 to 50 parts by weight based on the weight of the entire composition, and the sodium borate oxide in the water may be 20 to 50 parts by weight based on the weight of sodium hydroxide in the water. It may be 60 parts by weight.
상기 제3차 봉공시키는 단계에 있어서, 상기 물 중 수산화나트륨은 전체 조성물의 중량을 기준으로 30 내지 50중량부일 수 있고, 상기 물 중 규산나트륨은 상기 물 중 수산화나트륨의 중량을 기준으로 10 내지 30중량부일 수 있다.In the third sealing step, the sodium hydroxide in the water may be 30 to 50 parts by weight based on the weight of the entire composition, and the sodium silicate in the water may be 10 to 30 parts by weight based on the weight of sodium hydroxide in the water. It may be by weight.
이하, 본 발명에 따른 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법을 구체적인 실시예를 통하여 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the surface treatment method of the aluminum remote plasma source chamber according to the present invention will be described in more detail through specific examples.
규격에 따라 제조된 7.5kg의 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버를 연마 대상물로서 준비하였다. 상기 연마 대상물을 비드 블라스터 내의 챔버에 위치시키고 0.150 내지 0.250mm 규격의 글라스비드를 사용하여 15분간 표면을 고르게 연마하였다. 새틴 무늬의 표면을 가지는 연마 대상물이 제공되었다.A 7.5 kg aluminum remote plasma source chamber manufactured according to specifications was prepared as a polishing object. The polishing object was placed in the chamber of the bead blaster, and the surface was evenly polished for 15 minutes using glass beads of 0.150 to 0.250 mm size. An abrasive object having a satin-patterned surface was provided.
상기 연마 대상물을 수돗물을 사용하여 수세하였다. 이후 고온의 규산나트륨 수용액을 고압 분사하기 위해 규산나트륨 수용액을 준비하였다. 물 70kg, 실리카 30kg, 산화나트륨 15kg을 사용하여 규산나트륨 수용액을 준비하고 이를 140도씨로 가열하였다. 상기 연마 대상물을 분사 챔버에 위치시키고 30cm 거리에서 고압 분사기를 사용하여 10분간 고르게 상기 규산나트륨 수용액을 분사하였다. 이후 압축 공기를 사용하여 잔여 규산나트륨 수용액을 블로우 제거하였다. 약간의 표면 광택을 가지는 제1 연마품이 제공되었다.The polishing object was washed with tap water. Afterwards, a sodium silicate aqueous solution was prepared for high-pressure spraying of the high-temperature sodium silicate aqueous solution. An aqueous solution of sodium silicate was prepared using 70 kg of water, 30 kg of silica, and 15 kg of sodium oxide, and heated to 140 degrees Celsius. The polishing object was placed in a spray chamber, and the sodium silicate aqueous solution was sprayed evenly for 10 minutes using a high-pressure sprayer at a distance of 30 cm. Afterwards, the remaining sodium silicate aqueous solution was blown away using compressed air. A first polished article having a slight surface gloss was provided.
상기 제1 연마품을 수돗물에 침지시킨 다음 15분간 초음파를 적용하여 세정하였다. 이후 10% 질산 수용액에 침지시키고 15분간 초음파를 적용하여 세정하였다. 이후 70도씨로 유지되는 40% 질산 수용액에 침지시키고 30분간 유지하였다. 이때 상기 제1 연마품은 갈고리로 수용액 중 고정되었다. 표면 광택을 가지는 제2 연마품이 제공되었다. The first polished product was immersed in tap water and then cleaned by applying ultrasonic waves for 15 minutes. Afterwards, it was immersed in a 10% nitric acid aqueous solution and cleaned by applying ultrasound for 15 minutes. Afterwards, it was immersed in a 40% nitric acid aqueous solution maintained at 70 degrees Celsius and maintained for 30 minutes. At this time, the first polished product was fixed in the aqueous solution with a hook. A second polished product having surface gloss was provided.
상기 제2 연마품을 5% 질산 수용액에 침지시키고 15분간 초음파를 적용하여 세정하였다. 이후 상기 제2 연마품을 40% 수산화나트륨 및 30% 과탄산나트륨 수용액이 제공된 봉공조에 위치시키고 70도씨로 10분간 유지하였다. 이후 40% 수산화나트륨 및 20% 산화붕산나트륨 수용액이 제공된 봉공조에 위치시키고 70도씨로 10분간 유지하였다. 이후 40% 수산화나트륨 및 10% 규산나트륨 수용액이 제공된 봉공조에 위치시키고 70도씨로 10분간 유지하였다. 이후 고압 증기로 5분간 고르게 세정하였다. 표면 광택을 가지는 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버가 수득되었다. 최종 수득된 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버 제품을 평가하였다.The second polished product was immersed in a 5% aqueous nitric acid solution and cleaned by applying ultrasonic waves for 15 minutes. Thereafter, the second polished product was placed in a sealing tank provided with 40% sodium hydroxide and 30% sodium percarbonate aqueous solution and maintained at 70 degrees Celsius for 10 minutes. Afterwards, it was placed in a sealing tank provided with 40% sodium hydroxide and 20% sodium borate aqueous solution and maintained at 70 degrees Celsius for 10 minutes. Afterwards, it was placed in a sealing tank provided with 40% sodium hydroxide and 10% sodium silicate aqueous solution and maintained at 70 degrees Celsius for 10 minutes. Afterwards, it was evenly cleaned with high-pressure steam for 5 minutes. A remote plasma source chamber made of aluminum with surface gloss was obtained. The finally obtained aluminum remote plasma source chamber product was evaluated.
본 발명에 따른 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법에 따라 표면 처리된 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버는, 치밀하고 매끄러운 산화막이 형성되어 기존의 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버와 비교하여 높은 내구성과 안정성을 가져 부식성 플라즈마에 대한 내구도가 향상되었음이 확인되었고, 특히 높은 수준의 광택을 가지면서도 균일한 두께의 산화알루미늄 피막이 형성되어, 기밀성이 확보된 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버가 수득됨이 확인되었다.The aluminum remote plasma source chamber surface treated according to the surface treatment method of the aluminum remote plasma source chamber according to the present invention has a dense and smooth oxide film formed, resulting in high durability and stability compared to existing aluminum remote plasma source chambers. It was confirmed that the durability against corrosive plasma was improved, and in particular, an aluminum oxide film with a high level of gloss and a uniform thickness was formed, and an aluminum remote plasma source chamber with guaranteed airtightness was obtained.
Claims (3)
연마 대상물에 글라스비드를 사용하여 에어 비드 블라스팅을 수행하고, 이후 상기 연마 대상물을 수세한 후 상기 연마 대상물에 고온의 규산나트륨 수용액을 고압 분사하여 폴리싱하는 단계를 포함하여 제1 연마품을 제공하는 제2단계;
제1 연마품을 초음파 세정하고 화학적 연마 조성물을 사용하여 화학적 연마된 제2 연마품을 제공하는 제3 단계;
제2 연마품을 초음파 세정하고 양극산화하여 제3 연마품의 표면에 산화알루미늄 피막을 형성하는 제4 단계;
제3 연마품을 양극산화하여 제3 연마품의 표면에 산화알루미늄 피막을 형성하는 제5 단계; 및
상기 산화알루미늄 피막을 봉공처리하도록 물 중 수산화나트륨 및 과탄산나트륨 용액을 사용하여 제1차 봉공시키는 단계, 이후 물 중 수산화나트륨 및 산화붕산나트륨 용액을 사용하여 제2차 봉공시키는 단계 및 이후 규산나트륨 수용액을 사용하여 제3차 봉공시키는 단계를 포함하여 표면 처리된 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버를 수득하는 제6 단계를 포함하되,
상기 제2 단계에서의 초음파 세정은 수산화나트륨 또는 수산화칼륨과 같은 강염기 수용액 또는 황산, 인산 또는 질산과 같은 강산 수용액에 제1 연마품을 침지시킨 다음 초음파를 적용하는 것으로, 상기 강염기 수용액 및 강산 수용액의 온도는 50 내지 90℃이고 세정 시간은 30분 내지 180분이며;
상기 제3 단계에서의 화학적 연마는 인산 또는 질산과 같은 강산 수용액에 제2 연마품을 침지시킨 다음 유지하는 것으로, 상기 강산 수용액의 온도는 50 내지 90℃이고 침지 시간은 10분 내지 60분이며,
상기 제4 단계에서의 초음파 세정은 인산 또는 질산과 같은 강산 수용액에 제2 연마품을 침지시킨 다음 초음파를 적용하되, 상기 제3 단계의 화학적 연마에 사용된 화학적 연마 조성물의 농도보다 낮은 농도인 것을 특징으로 하는 알루미늄 소재 리모트 플라즈마 소스 챔버의 표면 처리 방법.A first step in which a polishing object is provided;
A method for providing a first abrasive product comprising the steps of performing air bead blasting on a polishing object using glass beads, washing the polishing object with water, and then spraying a high-temperature sodium silicate aqueous solution at high pressure to polish the polishing object. Step 2;
a third step of ultrasonically cleaning the first abrasive article and providing a second abrasive article that is chemically polished using a chemical polishing composition;
A fourth step of ultrasonic cleaning and anodizing the second polished product to form an aluminum oxide film on the surface of the third polished product;
A fifth step of anodizing the third polished product to form an aluminum oxide film on the surface of the third polished product; and
A first sealing step using sodium hydroxide and sodium percarbonate solutions in water to seal the aluminum oxide film, followed by a second sealing step using sodium hydroxide and sodium borate solutions in water, and then a sodium silicate aqueous solution. A sixth step of obtaining a remote plasma source chamber made of surface-treated aluminum, including the third sealing step using,
Ultrasonic cleaning in the second step involves immersing the first polishing product in a strong base aqueous solution such as sodium hydroxide or potassium hydroxide or a strong acid aqueous solution such as sulfuric acid, phosphoric acid, or nitric acid and then applying ultrasonic waves. The temperature is 50 to 90° C. and the cleaning time is 30 to 180 minutes;
The chemical polishing in the third step involves immersing the second polishing product in an aqueous solution of a strong acid such as phosphoric acid or nitric acid and then maintaining it. The temperature of the aqueous strong acid solution is 50 to 90° C. and the immersion time is 10 to 60 minutes,
The ultrasonic cleaning in the fourth step involves immersing the second polishing article in an aqueous solution of a strong acid such as phosphoric acid or nitric acid and then applying ultrasonic waves at a concentration lower than that of the chemical polishing composition used in the chemical polishing in the third step. Surface treatment method of a remote plasma source chamber made of aluminum.
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