KR102634206B1 - 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드의 제조방법 - Google Patents

표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드의 제조방법에 관한 것으로, 챔버 내의 쉴드의 모재 상면에 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리하는 단계(단계 1); 상기 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리된 쉴드의 모재 상면에 용사코팅하여 베이스층을 형성하는 단계(단계 2); 상기 베이스층 위에 가로 패턴지그(50)를 놓는 단계(단계 3); 상기 가로 패턴지그(50)가 놓여진 상기 베이스층 위에 용사코팅하여 일자(-) 패턴을 형성하는 단계(단계 4); 상기 가로 패턴지그(50)를 탈착시키는 단계(단계 5); 상기 일자(-) 패턴이 형성된 베이스층 위에 세로 패턴지그(60)를 놓는 단계(단계 6); 상기 세로 패턴지그(60)가 놓여진 상기 베이스층 위에 용사코팅하여 십자(+) 패턴을 형성하는 단계(단계 7); 및 상기 세로 패턴지그(60)를 탈착시키는 단계(단계 8); 를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하며, 반도체 장치 또는 디스플레이 장치 챔버 내의 쉴드 모재의 표면적 및 거칠기를 증대시킴으로써 공정 부산물을 강하게 흡착하고 쉴드로부터 분리되지 않으므로 인하여 챔버의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.

Description

표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드의 제조방법{Manufacturing Method of Shield with improved Surface Area and Surface Roughness}
본 발명은 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 장치 또는 디스플레이 장치 챔버 내의 쉴드 모재의 표면적 및 거칠기를 증대시킬 수 있는, 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치 또는 표시 장치는 박막 증착, 포토리소그래피 및 식각과 같은 다양한 공정을 통해 완성된다. 이중에서 박막 증착은 모재의 일측에 라디컬 화학 반응을 유도하여 그 반응 결과물인 박막 입자가 낙하 또는 흡착되도록 하는 화학기상증착과, 박막 입자를 직접적으로 모재에 충돌 및 흡착되도록 하는 물리적 증착방식 즉, 스퍼터링으로 구분될 수 있다.
여기서, 스퍼터링은 스퍼터링 챔버 내에서 이루어지며, 이때, 스퍼터링 챔버 내부에는 박막 물질로 형성되는 타겟, 타겟이 결합되는 백킹플레이트, 마그넷(Magnet) 및 쉴드 등이 구비된다.
스퍼터링의 박막 증착 원리 및 동작을 간단히 설명하면, 챔버 내부를 진공으로 조성한 후, 백킹플레이트로 전압을 가하면서 진공 영역에 아르곤(Ar) 등의 스퍼터 가스를 주입한다. 그러면 스퍼터 가스의 입자는 플라즈마(plasma) 상태로 이온화되고, 이온화된 입자들은 타켓에 충돌하는데, 이때 이온화된 입자들이 가진 운동에너지가 타겟을 이루는 원자들에 전달됨으로써, 타겟을 이루는 원자들이 타겟으로부터 튀어나오게 되는 스퍼터링 현상이 일어나게 된다.
배면에 위치한 마그넷의 N극과 S극의 자계의 영향으로 인하여, 이온화된 입자들의 이온화 확률을 높임으로써 스퍼터링 현상이 빠르게 일어나게 된다.
여기서, 모재에 증착되지 않은 타겟으로부터 방출된 원자들은 챔버 내부에 구비된 쉴드에 증착될 수 있다. 따라서, 챔버 내부의 오염 방지를 위해 쉴드는 되도록 많은 타겟 원자들이 안정적으로 증착될 수 있는 구조가 필요하며, 또한 한번 쉴드에 증착된 타겟 원자는 쉴드로부터 분리되지 않을 것이 요구되고 있다.
정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 점증하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display)등 여러 가지 평판 표시 장치가 연구되어 왔고, 일부는 이미 여러 장비에서 표시장치로 활용되고 있다.
그 중에, 현재 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인하여 이동형 화상 표시장치의 용도로 CRT(Cathode Ray Tube)를 대체하면서 LCD가 가장 많이 사용되고 있으며, 노트북 컴퓨터의 모니터와 같은 이동형의 용도 이외에도 방송신호를 수신하여 디스플레이하는 텔레비전, 및 컴퓨터의 모니터 등으로 다양하게 개발되고 있다.
이와 같은 액정표시장치는, 화상을 표시하는 액정표시패널과 상기 액정표시패널에 구동신호를 인가하기 위한 구동부로 크게 구분될 수 있으며, 상기 액정표시패널은 공간을 갖고 합착된 제 1, 제 2 기판과, 상기 제 1, 제 2 기판 사이에 주입된 액정층으로 구성된다.
여기서, 상기 제 1 기판(TFT 어레이 기판)에는, 일정 간격을 갖고 일방향으로 배열되는 복수개의 게이트 라인과, 상기 각 게이트 라인과 수직한 방향으로 일정한 간격으로 배열되는 복수개의 데이터 라인과, 상기 각 게이트 라인과 데이터 라인이 교차되어 정의된 각 화소 영역에 매트릭스 형태로 형성되는 복수개의 화소 전극과 상기 게이트 라인의 신호에 의해 스위칭되어 상기 데이터 라인의 신호를 상기 각 화소전극에 전달하는 복수개의 박막 트랜지스터가 형성되어 있다.
그리고, 제 2 기판(컬러필터 기판)에는, 상기 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하기 위한 블랙매트릭스층과, 컬러 색상을 표현하기 위한 R, G, B 칼라필터층과 화상을 구현하기 위한 공통 전극이 형성되어 있다.
이와 같은 상기 제 1, 제 2 기판은 스페이서(spacer)에 의해 일정 공간을 갖고 시일재(sealant)에 의해 합착되고 상기 두 기판 사이에 액정층이 형성된다.
한편, 상기 제 1 기판과 제 2 기판의 마주보는 면에는 각각 배향막이 형성되고 상기 액정층을 배향시키기 위하여 러빙처리된다.
이와 같은 액정표시장치의 게이트 라인 및 데이터 라인 등과 같은 금속패턴은, 상기 기판상에 금속층을 증착하고, 상기 금속층에 포토레지스트 패턴을 형성하고 상기 포토레지스트 패턴을 마스크로 하여 선택적으로 식각하는 공정을 통해 패터닝함으로써 형성되는데, 상기 금속층을 선택적으로 식각하여 상기와 같은 게이트 라인 및 데이터 라인과 같은 금속패턴을 형성하기 위해서 일반적으로 플라즈마를 이용한 드라이 에치 방식을 사용한다.
대한민국등록특허공보 제10-2348514호(2022.01.07.)에는 스퍼터용 쉴드 및 그 제조방법이 개시되어 있다.
상기 스퍼터용 쉴드는 3차원 프린터를 이용하여 모재에 다수의 금속 구조물을 촘촘하게 형성하고, 모재 및 다수의 금속 구조물에 금속 코팅층을 형성하는 것이지만, 모재의 표면적 및 거칠기를 충분히 증가시키지 못하는 단점이 있다.
KR 제10-2348514 B1 2022.01.07.
본 발명의 목적은 반도체 장치 또는 디스플레이 장치 챔버 내의 쉴드 모재의 표면적을 증대시킬 수 있는, 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 반도체 장치 또는 디스플레이 장치 챔버 내의 쉴드 모재의 거칠기를 증대시킬 수 있는, 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 다음과 같은 수단을 제공한다.
본 발명은, 챔버 내의 쉴드의 모재 상면에 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리하는 단계(단계 1); 상기 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리된 쉴드의 모재 상면에 용사코팅하여 베이스층을 형성하는 단계(단계 2); 상기 베이스층 위에 가로 패턴지그(50)를 놓는 단계(단계 3); 상기 가로 패턴지그(50)가 놓여진 상기 베이스층 위에 용사코팅하여 일자(-) 패턴을 형성하는 단계(단계 4); 상기 가로 패턴지그(50)를 탈착시키는 단계(단계 5); 상기 일자(-) 패턴이 형성된 베이스층 위에 세로 패턴지그(60)를 놓는 단계(단계 6); 상기 세로 패턴지그(60)가 놓여진 상기 베이스층 위에 용사코팅하여 십자(+) 패턴을 형성하는 단계(단계 7); 및 상기 세로 패턴지그(60)를 탈착시키는 단계(단계 8);를 포함하는, 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드의 제조방법을 제공한다.
상기 가로 패턴지그(50)는 사각의 프레인 내부에 중공으로 이루어진 다수개의 홀(10)과 상기 홀(10)을 형성하는 다수개의 지지대(20)가 가로 방향으로 번갈아 배치되며, 상기 홀(10)의 폭은 0.5~20㎜이며, 상기 세로 패턴지그(60)는 사각의 프레임 내부에 중공으로 이루어진 다수개의 홀(10')과 상기 홀(10')을 형성하는 다수개의 지지대(20')가 번갈아 배치된다.
상기 단계 4에서, 상기 베이스층 위에 형성된 일자(-) 패턴의 높이는 10~1,500㎛ 이다.
상기 가로 패턴지그(50)의 홀(10)의 폭에 비하여 상기 세로 패턴지그(60)의 홀(10')의 폭의 비율은 0.3 ~ 3 이다.
상기 가로 패턴지그(50) 및 세로 패턴지그(60)의 중앙부분의 지지대의 폭과 가장자리의 지지대의 폭이 다르다.
상기 세로 패턴지그(60)는 가로 패턴지그(50)에 의한 일자(-) 패턴에 의하여 베이스층의 표면에서 이격되고; 세로 패턴지그(60)와 가로 패턴지그(50)의 홀이 겹치는 공간인 겹침 코팅 공간과, 세로 패턴지그(60)의 지지대(20')와 가로 패턴지그(50)의 홀(10) 및 세로패턴지그(60)의 홀(10')과 가로 패턴지그(50)의 지지대(20)가 만나는 단층 코팅 공간과, 세로 패턴지그(60)와 가로 패턴지그(50)의 지지대가 만나는 사각 코팅 공간의 코팅 높이가 상이하다.
조도의 높이는 사각 코팅공간, 단층 코팅 공간, 겹침 코팅 공간으로 갈수록 점차 높아진다.
본 발명에 따른 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드의 제조방법은 반도체 장치 또는 디스플레이 장치 챔버 내의 쉴드 모재의 표면적 및 거칠기를 증대시킴으로써 공정 부산물을 강하게 흡착하고 쉴드로부터 분리되지 않으므로 인하여 챔버의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 실시예 1에서 제작한 가로 패턴지그(50)를 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예 1에서 제작한 세로 패턴지그(60)를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시예 1에서 세번 용사코팅하여 표면적과 표면조도를 향상시킨 쉴드(100)의 사진이다.
도 4는 비교예 1에서 제조한 엠보싱 패턴이 구비된 쉴드의 사진이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드의 제조방법을 설명한다.
본 발명의 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드(100)의 제조방법은,
챔버 내의 쉴드의 모재 상면에 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리하는 단계(단계 1);
상기 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리된 쉴드의 모재 상면에 용사코팅하여 베이스층을 형성하는 단계(단계 2);
상기 베이스층 위에 가로 패턴지그(50)를 놓는 단계(단계 3);
상기 가로 패턴지그(50)가 놓여진 상기 베이스층 위에 용사코팅하여 일자(-) 패턴을 형성하는 단계(단계 4);
상기 가로 패턴지그(50)를 탈착시키는 단계(단계 5);
상기 일자(-) 패턴이 형성된 베이스층 위에 세로 패턴지그(60)를 놓는 단계(단계 6);
상기 세로 패턴지그(60)가 놓여진 상기 베이스층 위에 용사코팅하여 십자(+) 패턴을 형성하는 단계(단계 7); 및
상기 세로 패턴지그(60)를 탈착시키는 단계(단계 8);
를 포함한다.
상기 단계 1에서 상기 모재는 세라믹, Si, Quartz, SIC, SUS, Al, Ti 등 반도체, 디스플레이 챔버 내에 사용하는 부품 소재는 어느 것이든 사용 가능하다.
상기 단계 1에서 상기 챔버 내의 쉴드의 모재 상면에 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리하는 이유는 모재 거칠기를 높여 코팅인장력을 높여야 하기 때문이다.
상기 단계 2에서 상기 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리된 쉴드의 모재 상면에 용사코팅하여 베이스층을 형성하는 것은 반드시 필요한 것은 아니지만, 반도체 드라이에치 공정 Al 소재에 코팅할 경우는 공정상 아킹이 발생할 수 있기 때문에 베이스층을 형성하는 것이 바람직하다.
상기 단계 2에서 상기 베이스층의 높이는 10~1,500㎛ 인 것이 바람직하다.
상기 용사코팅시 용사코팅 방법과 용사코팅 분말의 종류는 특별히 한정되지 아니한다.
상기 단계 3에서, 상기 가로 패턴지그(50)는 도 1과 같이, 프레임 내부에 중공으로 이루어진 다수개의 홀(10)과 상기 홀(10)을 형성하도록 프레임의 가장자리와 연결된 다수개의 지지대(20)가 번갈아 배치된다. 즉, 프레임 내부에 가로 방향으로 배치된 다수개의 지지대(20)와, 지지대(20) 사이에 홀(10)이 가로방향으로 형성되는 것이다.
상기 가로 패턴지그(50) 프레임의 형태는 특별히 한정되지 아니하나, 본 발명은 도면에서 사각형의 프레임으로 패턴지그를 도시하였으므로 패턴지그(50, 60)의 형상을 사각형으로 하여 설명한다.
상기 가로 패턴지그(50)는 가장자리가 연속적으로 연결된 사각형상이며, 가로방향으로 지지대(20)가 다수개 형성되고, 지지대(20) 사이가 빈 공간인 홀(10)이 배치되어 홀(10)과 지지대(20)가 번갈아가며 형성되어 있다.
용사코팅 분말은 상기 다수개의 홀(10)을 통과하며 코팅된다.
상기 가로 패턴지그(50)의 재질은 용사코팅 시에 열에 견디는 소재를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 홀(10)의 폭은 0.5~20㎜인 것이 바람직하다.
상기 홀(10)의 폭이 0.5㎜ 미만이면 코팅시 분말의 주입량이 적어서 균일한 패턴 형성이 되지 않는 문제가 있고, 20㎜ 초과이면 표면적 증가 효과가 떨어지는 문제가 있다.
상기 단계 4에서, 상기 가로 패턴지그(50)가 놓여진 상기 베이스층 위에 용사코팅하면 상기 베이스층 위에 다수의 일자(-) 패턴이 형성된다. 여기에서 일자(-)는 가로방향을 의미한다. 본 발명에서 가로 패턴지그(50)와 세로 패턴지그(60)는 방향에 따른 분류이며, 회전에 의하여 가로와 세로가 변경될 수 있는 것으로, 수직된 형태의 상대적인 방향을 의미할 뿐이다. 어떤 것을 먼저 배치시키고 용사코팅을 하던 동일한 효과를 가지나, 설명의 편의를 위하여 먼저 배치하는 것을 가로 패턴지그(50)라 명명하고, 뒤에 배치하는 것을 세로 패턴지그(60)라 한다.
상기 용사코팅시 용사코팅 방법과 용사코팅 분말의 종류는 특별히 한정되지 아니한다.
상기 베이스층 위에 형성된 일자(-) 패턴의 높이는 10~1,500㎛ 인 것이 바람직하다.
상기 베이스층 위에 형성된 일자(-) 패턴의 높이가 10㎛ 미만이면 High Roughness 효과에 문제가 있고, 1,500㎛ 초과이면 용사코팅 시 소재 간에 열팽창과 용사코팅층에 크랙이 심하게 발생하는 문제가 있다.
상기 단계 5는 상기 가로 패턴지그(50)를 탈착시키는 단계이다.
상기 단계 6은 상기 일자(-) 패턴이 형성된 베이스층 위에 세로 패턴지그(60)를 놓는 단계이다.
상기 세로 패턴지그(60)는 가로 패턴지그(50)와 동일하게 프레임 내부에 중공으로 이루어진 다수개의 홀(10')과 상기 홀(10')을 형성하도록 프레임의 가장자리와 연결된 다수개의 지지대(20')가 번갈아 배치된다. 즉, 도 2와 같이, 프레임 내부에 세로 방향으로 배치된 다수개의 지지대(20')와, 지지대(20') 사이에 홀(10')이 세로방향으로 형성되는 것이다.
상기 가로 패턴지그(50)의 홀(10)의 폭과 상기 세로 패턴지그(60)의 홀(10')의 폭은 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
상기 가로 패턴지그(50)의 홀(10)의 폭에 비하여 상기 세로 패턴지그(60)의 홀(10')의 폭의 비율은 0.3 ~ 3 인 것이 바람직하다.
상기 가로 패턴지그(50)의 홀(10)의 폭에 비하여 상기 세로 패턴지그(60)의 홀(10')의 폭의 비율이 0.3 미만이면 코팅시 폭 하부로 코팅이 비정상적으로 증착될 수 있고, 3을 초과하면 패턴 체적 면적이 작아져 증착률 효과가 감소하는 문제가 있다.
상기 가로 패턴지그(50)의 홀(10)의 폭과 상기 세로 패턴지그(60)의 홀(10')의 폭의 비율을 다양하게 함으로써 표면적 및 표면조도를 사용자의 요구 상태에 적합하게 조정하면서, 필요에 따라 더욱 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
상기 가로 패턴지그(50)의 홀(10)의 폭과 상기 세로 패턴지그(60)의 홀(10')의 폭의 비율이 1:1이면, 가로 패턴지그(50)와 세로 패턴지그(60)의 홀과 지지대의 폭이 동일한 것을 의미한다.
상기 단계 7은 상기 세로 패턴지그(60)가 놓여진 상기 베이스층 위에 용사코팅하면 상기 베이스층 위에 다수의 십자(+) 패턴이 형성된다.
단계 7에서의 상기 용사코팅시 용사코팅 방법과 용사코팅 분말의 종류는 특별히 한정되지 아니한다.
세로 패턴지그(60)는 이미 용사코팅으로 인하여 가로 방향의 코팅이 완료된 베이스 층 표면 위에 올려놓는 것으로, 가로 방향의 코팅에 의하여 베이스층 표면에서 약간 이격된다. 세로 패턴지그(60)에 코팅 분말이 분사되면 중공의 홀(10')로 분말이 유입되며 코팅이 이루어진다. 가로 패턴지그(50)에 의하여 분사된 코팅분말에 의하여 완료된 가로 방향의 코팅 위에 세로 패턴지그(60)의 홀(10')이 겹친 부분은 높은 높이로 상승되고, 가로 패턴지그(50)의 지지대(20)가 있던 곳에는 코팅이 없어 낮은 높이로 상승하며 표면 조도가 형성된다.
본 발명은 세로 패턴지그(60)가 베이스층의 표면에서 가로 코팅단계(단계 4)의 수행 결과로 인하여 약간 이격되며, 이렇게 이격된 공간으로 코팅 분말이 삽입된다. 세로 패턴지그(60)의 지지대(20')와 가로 방향 코팅처리된 위치에서는 단계 7에 의하여 더 높게 상승하지 못하나, 세로 패턴지그(60)의 지지대(20')와 가로 방향 코팅처리된 위치 사이의 빈 공간(가로 방향 코팅이 없는 공간, 이하 '사각 공간이라 한다) 사이로 코팅 분말이 삽입되게 된다. 이러한 사각 공간은 가로 패턴지그(50)의 지지대(20)가 놓여 있던 가장자리에서 좀더 높은 코팅 높이를 갖고, 중앙으로 갈수록 낮은 코팅 높이를 갖게 된다.
따라서, 사각 공간은 사각 공간 외부 주변의 코팅 높이보다 낮은 상태이며, 사각 공간이 시작되는 부분, 그리고 사각 공간의 중심으로 점차 코팅높이가 낮아지게 된다. 이러한 사각 공간으로의 코팅 분말 침투로 인하여 가로 패턴지그(50)의 홀(10)에 의한 코팅과 세로 패턴지그(60)의 홀(10')에 의한 코팅이 겹쳐진 부분에서 계속된 하향 경사는 사각 공간의 중앙까지 연속적으로 넓게 형성된다(이하 이를 "와이드 코팅"이라 한다).
본 발명은 이러한 이류오 조도 높이가 매우 높은 5,000 μinch 를 가질 수 있다. 이에 대하여는 뒤에서 상세히 설명한다.
상기 단계 8은 상기 세로 패턴지그(60)를 탈착시키는 단계이다.
상기 단계 8 이후에, 세정하는 단계가 추가될 수 있다.
본 발명은 가로 패턴지그(50)를 놓고 단계 4에서 용사코팅한 후에, 세로 패턴지그(60)를 놓고 단계 7에서 용사코팅함으로써, 패턴지그를 방향을 달리하며 순차적으로 코팅하는 것이 특징이다. 패턴지그에 의하여 코팅함에 있어서 단계 7의 세로 패턴지그(60)로 코팅은 단계 4의 가로 패턴지그(50)로 진행된 코팅이 완료된 이후가 되어 베이스층 표면에 이미 가로방향으로의 코팅이 완료되어 있기에 세로 패턴지그(60)는 베이스층 표면에서 약간 이격된 상태가 된다.
좀 더 상세히 살펴보면, 단계 4의 가로 방향 코팅시에 가로 패턴지그(50)의 지지대(20)가 있던 공간은 가로 방향의 코팅이 없는 사각 공간이 되며, 가로 패턴지그(50)의 홀(10)이 있던 공간은 가로 방향의 코팅이 되어 있다. 세로 패턴지그(60)는 지지대(20)가 놓여 있던 공간에서 베이스층 표면 사이에 이격 공간이 형성되고, 홀(10)이 놓여 있던 공간은 가로 코팅과 접촉된다.
이와 같이 표면에서 세로 패턴지그(60)의 이격은 세로 패턴지그(60)에 의한 단계 7의 코팅시에 이미 완료된 사각 공간으로 코팅 분말이 진입되게 되며, 홀(10)과 홀(10')이 만나는 겹침 코팅 공간부터, 가로 패턴지그(50)의 홀(10)과 세로 패턴지그(60)의 지지대(20') 또는 가로 패턴지그(50)의 지지대(20)와 세로 패턴지그(60)의 홀(10')이 만나는 단층 코팅 공간, 그리고, 가로 패턴지그(50)의 지지대(20)와 세로 패턴지그(60)의 지지대(20')에 의한 사각 코팅 공간까지 순차적인 높이를 갖게 된다.
이러한 겹침 코팅 공간, 단층 코팅 공간, 사각 코팅 공간의 폭과 높이(깊이)는 사용자가 필요에 의하여 가로 패턴지그(50)의 지지대(20)와 홀(10)의 폭, 세로 패턴지그(60)의 지지대(20')와 홀(10')의 폭으로 결정할 수 있다.
본 발명의 장점은 표면조도의 높이를 일반적인 엠보싱 처리에 의한 경우보다 매우 높은 5,000 μinch 까지 가능하다는 것이다. 특히, 사용되는 코팅 분말의 양에 비하여 높이가 높아지게 된다. 코팅 분말의 양이 적게 사용되는 것은 겹침 코팅 공간, 단층 코팅 공간, 사각 코팅 공간과 같이 3개의 코팅 공간을 가질 수 있기 때문이다.
이러한 순차 배치 패턴지그에 의한 본 발명의 제조방법은 세로 패턴지그(60)에 의한 코팅시에 원하는 조도의 폭과 높이를 조정할 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 가로 패턴지그(50) 지지대(20)의 폭은 세로 패턴지그(60) 지지대(20')의 폭에 비하여 0.5 ~ 2가 될 수 있다. 가로 패턴지그 지지대(20)의 폭이 세로 패턴지그 지지대(20')의 폭에 비하여 0.5 보다 작으면 사각 공간 중앙까지 코팅 분말이 침투하여 비정상적인 코팅증착으로 코팅특성이 저하될 수 있고, 2 보다 클 경우에는 사각 공간으로의 코팅 분말 침투가 약하여 코팅되지 못하는 공간의 넓이가 넓게 되는 문제가 있다.
본 발명에 따른 쉴드에 증착 또는 흡착되는 대상은 반도체, 디스플레이 진공 챔버 내에서 발생되는 공정 부산물로 Poly 계열, Oxide 계열, Metal 계열이 있으며, 금속으로는 Al, Ti, Tin, Cu, Au 등이 있다.
본 발명의 다른 실시예로서, 상기 가로 패턴지그(50)의 지지대(20)의 폭은 동일하게 할수도 있고 다르게 할 수 있다.
상기 가로 패턴지그(50)의 중앙부분의 지지대(20)의 폭과 가장자리의 지지대(20)의 폭을 다르게 함으로써 다양한 형상의 패턴을 구현할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 상기 세로 패턴지그(60)의 지지대(20')의 폭도 동일하게 할수도 있고 다르게 할 수 있다.
상기 세로 패턴지그(60)의 중앙부분의 지지대(20')의 폭과 가장자리의 지지대(20')의 폭을 다르게 함으로써 다양한 형상의 패턴과 높이를 갖는 조도를 구현할 수 있는 장점이 있다.
본 발명에 따른 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드의 제조방법은 반도체 장치 또는 디스플레이 장치 챔버 내의 쉴드 모재의 표면적 및 거칠기를 증대시킴으로써 공정 부산물을 강하게 흡착하고 쉴드로부터 분리되지 않으므로 인하여 챔버의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.
이하, 실시 예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시 예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되는 것은 아니다.
사각형의 프레임 안에 다수개의 홀(10)과 상기 홀(10)을 형성하는 다수개의 지지대(20)가 구비되어 있는 가로 패턴지그(50)를 제작하였다.(도 1 참조) 상기 가로 패턴지그(50)의 재질은 SUS를 사용하였다. 상기 홀(10)의 폭은 1.5㎜이며, 상기 지지대(20)의 폭은 1.5㎜이다.
챔버 내의 쉴드의 모재 상면에 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리하였다. 상기 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리된 쉴드의 모재 상면에 용사코팅하여 100㎛ 높이로 베이스층을 형성하였다. 상기 용사코팅 방법은 플라즈마용사(APS) 방법을 사용하였다. 상기 용사코팅 분말은 Y2O3 를 사용하였다.
상기 베이스층 위에 상기 가로 패턴지그(50)를 놓았다. 상기 가로 패턴지그(50)가 놓여진 상기 베이스층 위에 용사코팅하여 100㎛ 높이로 일자(-) 패턴을 형성하였다. 상기 용사코팅 방법은 플라즈마용사(APS) 방법을 사용하였다. 상기 용사코팅 분말은 Y2O3 를 사용하였다. 상기 가로 패턴지그(50)를 탈착시켰다.
상기 가로 패턴지그(50)의 홀(10)의 폭과 세로 패턴지그(60)의 홀(10')의 폭의 비율이 1이 되도록 세로 패턴지그(60)를 제작하였다.(도 2 참조)
상기 일자(-) 패턴이 형성된 베이스층 위에 상기 세로 패턴지그(60)를 놓았다.
상기 세로 패턴지그(60)가 놓여진 상기 베이스층 위에 용사코팅하여 십자(+) 패턴을 형성하였다. 상기 용사코팅 방법은 플라즈마용사(APS) 방법을 사용하였다. 상기 용사코팅 분말은 Y2O3 를 사용하였다. 상기 세로 패턴지그(60)를 탈착시켰다.
첫번째 용사코팅하여 베이스층을 형성하고, 상기 베이스층 위에 가로 패턴지그(50)를 놓고 두번째 용사코팅하여 일자(-) 패턴을 형성하고, 그 위에 세로 패턴지그(60)를 놓고 세번째 용사코팅하여 십자(+) 패턴을 형성함으로써, 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드(100)를 제작하였다. (도 3 참조)
[비교예 1]
챔버 내의 쉴드의 모재 상면에 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리하였다. 상기 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리된 쉴드의 모재 상면에 엠보싱 패턴을 형성하였다. (도 4 참조)
[실험예 1]
실시예 1에서 제조한 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드(100) 및 비교예 1에서 제조한 엠보싱 패턴이 구비된 쉴드의 표면조도를 측정하여 표 1에 나타내었다.
실시예 1 비교예 1
표면조도 5,000 μinch 400 μinch
표 1에 의하면 실시예 1에서 제조한 쉴드(100)의 표면조도는 비교예 1의 쉴드의 표면조도에 비하여 현저하게 향상된 것을 알 수 있다.
50 : 가로 패턴지그
10 : 홀 20 : 지지대
60 : 세로 패턴지그
10' : 홀 20' : 지지대
100 : 표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드

Claims (7)

  1. 챔버 내의 쉴드의 모재 상면에 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리하는 단계(단계 1);
    상기 Al2O3 비드블라스트(Bead Blast) 처리된 쉴드의 모재 상면에 용사코팅하여 베이스층을 형성하는 단계(단계 2);
    상기 베이스층 위에 가로 패턴지그(50)를 놓는 단계(단계 3);
    상기 가로 패턴지그(50)가 놓여진 상기 베이스층 위에 용사코팅하여 일자(-) 패턴을 형성하는 단계(단계 4);
    상기 가로 패턴지그(50)를 탈착시키는 단계(단계 5);
    상기 일자(-) 패턴이 형성된 베이스층 위에 세로 패턴지그(60)를 놓는 단계(단계 6);
    상기 세로 패턴지그(60)가 놓여진 상기 베이스층 위에 용사코팅하여 십자(+) 패턴을 형성하는 단계(단계 7); 및
    상기 세로 패턴지그(60)를 탈착시키는 단계(단계 8);
    를 포함하되,
    상기 가로 패턴지그(50)는 사각의 프레인 내부에 중공으로 이루어진 다수개의 홀(10)과 상기 홀(10)을 형성하는 다수개의 지지대(20)가 가로 방향으로 번갈아 배치되며,
    상기 홀(10)의 폭은 0.5~20㎜이며,
    상기 세로 패턴지그(60)는 사각의 프레임 내부에 중공으로 이루어진 다수개의 홀(10')과 상기 홀(10')을 형성하는 다수개의 지지대(20')가 번갈아 배치되며,
    상기 세로 패턴지그(60)는 가로 패턴지그(50)에 의한 일자(-) 패턴에 의하여 베이스층의 표면에서 이격되고;
    세로 패턴지그(60)와 가로 패턴지그(50)의 홀이 겹치는 공간인 겹침 코팅 공간과, 세로 패턴지그(60)의 지지대(20')와 가로 패턴지그(50)의 홀(10) 및 세로패턴지그(60)의 홀(10')과 가로 패턴지그(50)의 지지대(20)가 만나는 단층 코팅 공간과, 세로 패턴지그(60)와 가로 패턴지그(50)의 지지대가 만나는 사각 코팅 공간의 코팅 높이가 상이하며;
    조도의 높이는 사각 코팅공간, 단층 코팅 공간, 겹침 코팅 공간으로 갈수록 점차 높아지는,

    표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드(100)의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 단계 4에서, 상기 베이스층 위에 형성된 일자(-) 패턴의 높이는 10~1,500㎛ 인,
    표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드(100)의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가로 패턴지그(50)의 홀(10)의 폭에 비하여 상기 세로 패턴지그(60)의 홀(10')의 폭의 비율은 0.3 ~ 3 인,
    표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드(100)의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,

    상기 가로 패턴지그(50) 및 세로 패턴지그(60)의 중앙부분의 지지대의 폭과 가장자리의 지지대의 폭이 다른,
    표면적과 표면조도를 향상시킬 수 있는 쉴드(100)의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
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