KR20200032061A - Ring type component for etching apparatus and method for etching substrate with the same - Google Patents

Abstract

The present invention relates to a ring-shaped component for an etching apparatus and a method for etching a substrate by using the same. The ring-shaped component for the etching apparatus comprises: a main body surrounded by a main body upper surface and a main body lower surface located at regular intervals, a main body outer diameter surface for connecting an outline outside the main body upper surface and an outline outside the main body lower surface, and a main body inner diameter surface connected to an outline inside the main body upper surface and surrounding a part or the whole of the main body; and a mounting part surrounded by a mounting part upper surface having an outer diameter directly connected to the main body inner diameter surface and located at a lower position than the main body upper surface, a mounting part lower surface located at regular intervals from the mounting part upper surface and connected to the main body lower surface, and a mounting part inner diameter surface for connecting an outline inside the mounting part upper surface and an outline inside the mounting part lower surface. Therefore, the present invention provides the ring-shaped component which allows a step difference from the main body upper surface to place a substrate on the mounting part upper surface and the like.

Description

식각장치용 링형부품 및 이를 이용한 기판의 식각방법 {RING TYPE COMPONENT FOR ETCHING APPARATUS AND METHOD FOR ETCHING SUBSTRATE WITH THE SAME}Etching device ring type parts and substrate etching method using the same {RING TYPE COMPONENT FOR ETCHING APPARATUS AND METHOD FOR ETCHING SUBSTRATE WITH THE SAME}

본 발명은 식각장치용 링형부품 및 이를 이용한 기판의 식각방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ring-shaped component for an etching apparatus and a method of etching a substrate using the same.

플라즈마 처리장치는 챔버 내에 상부전극과 하부전극을 배치하고, 하부전극의 위에 반도체 웨이퍼, 유리 기판 등의 기판을 탑재하여, 양 전극 사이에 전력을 인가한다. 양 전극 사이의 전계에 의해서 가속된 전자, 전극으로부터 방출된 전자, 또는 가열된 전자가 처리가스의 분자와 전리 충돌을 일으켜, 처리가스의 플라즈마가 발생한다. 플라즈마 중의 레디컬이나 이온과 같은 활성종은 기판 표면에 원하는 미세 가공, 예를 들면 에칭 가공을 수행한다.In the plasma processing apparatus, an upper electrode and a lower electrode are disposed in the chamber, and a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate is mounted on the lower electrode to apply electric power between both electrodes. Electrons accelerated by the electric field between both electrodes, electrons emitted from the electrodes, or heated electrons cause ionization collision with molecules of the processing gas, and plasma of the processing gas is generated. Active species such as radicals and ions in the plasma perform desired micromachining, for example etching, on the substrate surface.

최근, 미세전자소자 등의 제조에서의 디자인 룰이 점점 미세화되고, 특히 플라즈마 에칭에서는 더욱 높은 치수 정밀도가 요구되고 있어서, 종래보다도 현격히 높은 전력이 이용되고 있다. 이러한 플라즈마 처리장치에는 플라즈마에 영향을 받는 포커스링이 내장되어 있다.In recent years, design rules in the manufacture of microelectronic devices have been increasingly refined, and in particular, higher dimensional accuracy is required in plasma etching, so that significantly higher power is used than in the past. The plasma processing apparatus includes a focus ring that is affected by plasma.

플라즈마 장치의 전력이 높아지면, 정재파가 형성되는 파장 효과, 전극 표면에서 전계가 중심부에 집중하는 표피 효과 등에 의해서 대체로 기판 상에서 중심부의 플라즈마 분포가 극대로 되고 가장자리부가 가장 플라즈마 분포가 낮아져서, 기판 상의 플라즈마 분포의 불균일성이 심화된다. 그리고, 기판 상에서 플라즈마 분포가 불균일하면, 플라즈마 처리가 일정하게 진행되지 않게 되어 제조된 미세전자소자의 품질이 저하된다.When the power of the plasma device is increased, the plasma distribution in the center is maximized on the substrate and the plasma distribution on the edge is lowest due to the wavelength effect where standing waves are formed, and the skin effect where the electric field is concentrated at the center on the electrode surface. The unevenness of the distribution is intensified. And, when the plasma distribution on the substrate is non-uniform, the plasma processing does not proceed constantly and the quality of the manufactured microelectronic device deteriorates.

이러한 불균형을 방지하거나 완화하기 위해 기판의 가장자리에 포커스링이 적용되나, 포커스 링에도 플라즈마에 의한 식각이 발생하며, 식각 정도에 따라 주기적인 교체가 필요하다. 포커스 링의 교체를 위해서는 플라즈마 장비의 챔버를 개방해야 하며, 이러한 챔버 개방과 포커스 링의 교체는 미세전자소자의 제조 수율을 하락시키는 중요한 원인 중 하나이다.To prevent or alleviate this imbalance, a focus ring is applied to the edge of the substrate, but etching is also caused by plasma on the focus ring, and periodic replacement is required depending on the etching degree. In order to replace the focus ring, the chamber of the plasma equipment needs to be opened, and the opening of the chamber and the replacement of the focus ring are one of the important causes of reducing the manufacturing yield of the microelectronic device.

국내공개특허 제1995-0015623호는 덮개링을 적용하고자 시도했고, 국내공개특허 제2009-0101129호는 서셉터와 에지부 사이에 유전체를 두어 플라즈마 분포의 균일성을 도모하고자 하였다. 하지만, 상기 특허는 구조가 복잡하고, 유전체 및 에지부 사이의 정밀한 설계가 어려운 문제가 있다.Korean Patent Publication No. 1995-0015623 attempted to apply a cover ring, and Korean Patent Publication No. 2009-0101129 tried to promote uniformity of plasma distribution by placing a dielectric between the susceptor and the edge. However, the patent has a problem in that the structure is complex and precise design between the dielectric and the edge portion is difficult.

본 발명의 목적은 식각장치용 링형부품 및 이를 이용한 기판의 식각방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a ring-shaped component for an etching apparatus and a method of etching a substrate using the same.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 태양은 일정한 간격을 두고 위치하는 본체상면과 본체저면, 상기 본체상면의 외측 외곽선과 상기 본체저면의 외측 외곽선을 서로 연결하는 면인 본체외경면 및 상기 본체상면의 내측 외곽선과 연결되며 본체의 일부 또는 전부를 감싸는 본체내경면으로 둘러싸인 본체; 그리고 상기 본체내경면과 그 외경이 직접 연결되며 상기 본체상면보다 낮은 위치에 배치되는 안착부상면, 상기 안착부상면과 일정한 간격을 두고 위치하며 상기 본체저면과 연결되는 안착부저면 및 상기 안착부상면의 내측 외곽선과 상기 안착부저면의 내측 외곽선을 서로 연결하는 면인 안착부내경면으로 둘러싸인 안착부;를 포함하여, 상기 안착부상면 상에 기판이 안착되도록 상기 본체상면과 단차를 허용하는 식각장치용 링형부품을 제공한다.In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is the main body outer surface and the main body upper surface and the main body surface located at regular intervals, the outer outer surface of the body upper surface and the outer outer surface of the main body surface that connects to each other. A body connected to the inner outline of the body and surrounded by a body inner surface surrounding a part or all of the body; In addition, the inner surface of the main body and the outer diameter are directly connected, and the seating surface is disposed at a lower position than the upper surface of the body, and the seating surface and the seating surface are located at regular intervals from the seating surface and connected to the bottom of the body. A seating portion surrounded by an inner diameter surface of a seating portion, which is a surface connecting the inner outline of the bottom of the seating portion and the inner outline of the bottom of the seating portion; Provide parts.

상기 식각장치용 링형부품의 표면 또는 전체는 탄화붕소 입자가 네킹된 탄화붕소 소결체를 포함할 수 있고 상기 탄화붕소 소결체로 이루어질 수 있다. 상기 탄화붕소 입자는 탄소와 붕소를 포함할 수 있고, 탄소와 붕소로 이루어진 것일 수 있다.The surface or the entire surface of the ring-shaped component for the etching apparatus may include a boron carbide sintered body in which boron carbide particles are necked, and may be formed of the boron carbide sintered body. The boron carbide particles may include carbon and boron, and may be made of carbon and boron.

상기 식각장치용 링형부품은 400 ℃에서 측정한 열전도도 값이 27 W/(m*k) 이하이다.The ring-shaped part for the etching apparatus has a thermal conductivity value measured at 400 ° C of 27 W / (m * k) or less.

상기 본체상면과 상기 본체저면 사이의 거리는 상기 안착부상면과 상기 안착부저면 사이의 거리를 기준으로 1.5 내지 3배일 수 있다.The distance between the top surface of the main body and the bottom of the main body may be 1.5 to 3 times based on the distance between the top surface of the seating portion and the bottom surface of the seating portion.

상기 본체상면 또는 상기 안착부상면에서 측정한 Ra 조도가 0.1㎛ 내지 1.2㎛일 수 있다.Ra roughness measured on the upper surface of the main body or the seating surface may be 0.1 μm to 1.2 μm.

상기 본체상면 또는 상기 안착부상면에서 공극률이 3 % 이하일 수 있다.The porosity of the upper surface of the main body or the upper surface of the seating portion may be 3% or less.

상기 본체상면 또는 상기 안착부상면은, 25 ℃에서 측정한 열 전도도 값을 1로 보았을 때 800 ℃에서 측정한 열전도도 값은 0.2 내지 3의 비율일 수 있다.The upper surface of the main body or the upper surface of the seating portion may have a ratio of 0.2 to 3 when the thermal conductivity value measured at 25 ° C. is 1 as measured at 800 ° C.

상기 본체상면 또는 상기 안착부상면에서 기공의 직경이 10㎛ 이상인 부분의 면적이 5% 이하일 수 있다.An area of a portion having a pore diameter of 10 μm or more on the upper surface of the main body or the upper surface of the seating portion may be 5% or less.

상기 링형부품은 플라즈마 식각장치 내에서 불소 이온 또는 염소 이온과 접촉하여 파티클을 형성하지 않을 수 있다.The ring-shaped component may not form particles in contact with fluorine ions or chlorine ions in the plasma etching apparatus.

상기 본체상면은 단결정 실리콘(Si)으로 이루어진 본체상면 대비 55% 이하의 식각률을 가질 수 있다.The top surface of the body may have an etch rate of 55% or less compared to the top surface of the body made of single crystal silicon (Si).

상기 식각장치용 링형부품은 상기 본체상면을 기준으로 하는 본체의 높이가 최초 본체 높이의 10% 이상으로 낮아지는 시간인 교체시간이 단결정 실리콘 대비 2배 이상일 수 있다.The ring-shaped component for the etching apparatus may have a replacement time that is a time at which the height of the main body based on the upper surface of the main body decreases to 10% or more of the initial main body height, more than twice the single crystal silicon.

상기 링형부품은 플라즈마 처리장치의 챔버 내에 위치하며 기판이 안착되는 것을 허용하는 포커스 링일 수 있다.The ring-shaped component may be a focus ring positioned in the chamber of the plasma processing apparatus and allowing the substrate to be seated.

상기 탄화붕소 소결체는 금속성 부산물이 100 ppm 이하로 함유될 수 있다.The boron carbide sintered body may contain less than 100 ppm of metallic by-products.

상기 본체상면 또는 상기 안착부상면은 25 ℃에서 측정한 열 전도도 값이 22 내지 31 W/(m*K)일 수 있다.The upper surface of the main body or the upper surface of the seating portion may have a thermal conductivity value of 22 to 31 W / (m * K) measured at 25 ° C.

본 발명의 다른 일 태양은 위에서 설명한 식각장치용 링형 부품을 포커스 링으로 장착한 식각장치를 제공한다.Another aspect of the present invention provides an etching device equipped with a ring-shaped component for the etching device described above as a focus ring.

상기 식각장치는 플라즈마 식각장치일 수 있다.The etching device may be a plasma etching device.

본 발명의 또 다른 일 태양은 위에서 설명한 식각장치용 링형부품을 플라즈마 식각장치의 포커스 링으로 장착하고, 상기 안착부상면 상에 기판이 위치하도록 기판을 배치하는 장착단계; 그리고 상기 플라즈마 식각장치를 가동하여, 상기 기판을 미리 정해진 패턴으로 식각하여 식각된 기판을 제조하는 식각단계;를 포함한다.Another aspect of the present invention is a mounting step of mounting the ring-shaped component for the etching apparatus described above as a focus ring of the plasma etching apparatus, and placing the substrate on the upper surface of the seating portion; And an etching step of operating the plasma etching apparatus to etch the substrate in a predetermined pattern to produce an etched substrate.

본 발명의 식각장치용 링형부품 및 이를 이용한 기판의 식각방법은 열전도도 값이 일정한 범위의 탄화붕소를 포함하는 링형부품을 활용하여 기판의 식각 공정을 보다 효율적으로 진행될 수 있도록 하며, 링형부품의 교체주기를 늘리고, 기판 식각 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.The ring-shaped component for the etching apparatus of the present invention and a method of etching the substrate using the same can be performed more efficiently through the etching process of the substrate by utilizing the ring-shaped component containing boron carbide having a certain range of thermal conductivity, and replacement of the ring-shaped component The period can be increased, and the efficiency of the substrate etching process can be improved.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 링형부품의 구조를 설명하는 개념도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 링형부품이 적용된 식각장치의 구조를 설명하는 개념도.
도 3은 본 발명의 링형부품을 가공하는 과정 중 와이어 방전가공을 설명하는 개념도.
도 4와 도 5는 각각 본 발명의 링형부품을 제조하는 과정에 적용되는 소결장치를 설명하는 개념도.
도 6과 도 7은 각각 본 발명의 링형부품을 제조하는 과정에 적용되는 성형다이의 구조를 간략히 설명하는 개념도.
도 8은 본 발명의 실시예 1에서 제조한 포커스 링의 표면을 관찰한 전자현미경 사진이고, 삽입된 사진은 과립화된 입자를 관찰한 전자현미경 사진.
도 9는 본 발명의 비교예 1에서 제조한 포커스 링의 표면을 관찰한 전자현미경 사진이고, 삽입된 사진은 제조 과정에 기판상에 SiC 증착막이 형성된 것을 보여주는 사진.
도 10의 (a)와 (b)는 각각 본 발명의 실시예 4와 실시예 7에서 제조한 포커스 링의 표면을 관찰한 전자현미경 사진.
도 11의 (a)와 (b)는 각각 본 발명의 실시예 7과 실시예 8에서 제조한 포커스 링의 파단면을 관찰한 전자현미경 사진.1 is a conceptual diagram illustrating the structure of a ring-shaped component according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual diagram illustrating the structure of an etching apparatus to which a ring-shaped component is applied according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual diagram illustrating wire discharge machining during the process of processing a ring-shaped part of the present invention.
4 and 5 are each a conceptual diagram illustrating a sintering apparatus applied to the process of manufacturing the ring-shaped parts of the present invention.
6 and 7 are conceptual views briefly explaining the structure of a molding die applied to a process for manufacturing a ring-shaped part of the present invention, respectively.
8 is an electron microscope photograph observing the surface of the focus ring prepared in Example 1 of the present invention, and the inserted photograph is an electron microscope photograph observing granulated particles.
9 is an electron microscope photograph of the surface of the focus ring prepared in Comparative Example 1 of the present invention, and the inserted photograph is a photograph showing that a SiC deposition film is formed on a substrate during the manufacturing process.
10 (a) and 10 (b) are electron micrographs of the surfaces of the focus rings prepared in Examples 4 and 7 of the present invention, respectively.
11 (a) and 11 (b) are electron micrographs of the focus ring produced in Examples 7 and 8 of the present invention, respectively.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art to which the present invention pertains may easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. The same reference numerals are used for similar parts throughout the specification.

본 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.Throughout the present specification, the term “combination of these” included in the expression of the marki form means one or more mixtures or combinations selected from the group consisting of the elements described in the expression of the marki form, wherein the component It means to include one or more selected from the group consisting of.

본 명세서 전체에서, "제1", "제2" 또는 "A", "B"와 같은 용어는 동일한 용어를 서로 구별하기 위하여 사용된다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Throughout this specification, terms such as “first”, “second” or “A” and “B” are used to distinguish the same terms from each other. In addition, a singular expression includes a plural expression unless the context clearly indicates otherwise.

본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.In the present specification, a singular expression is interpreted to include a singular or plural number that is interpreted in context unless otherwise specified.

본 명세서에서 탄화붕소는 붕소와 탄소를 기반(base)으로 하는 모든 화합물을 지칭한다. 본 명세서에서 탄화붕소는 단일상 또는 복합상일 수 있고, 이들이 혼합된 것일 수 있다. 탄화붕소 단일상은 붕소 및 탄소의 화학양론적 상(phase)과 화학양론적 조성에서 벗어난 비화학양론적 상을 모두 포함하며, 복합상이란 붕소 및 탄소를 기반(base)로 하는 화합물 중의 적어도 2개가 소정의 비율로 혼합된 것을 말한다. 또한, 본 명세서에서의 탄화붕소는 상기 탄화붕소의 단일상 또는 복합상에 불순물이 추가되어 고용체를 이루거나 또는 탄화붕소를 제조하는 공정에서 불가피하게 추가되는 불순물이 혼입된 경우도 모두 포함한다. 상기 불순물의 예로서는 철, 구리, 크롬, 니켈, 알루미늄 등의 금속 등을 들 수 있다.Boron carbide herein refers to all compounds based on boron and carbon. In the present specification, the boron carbide may be a single phase or a complex phase, and these may be mixed. The boron carbide single phase includes both the stoichiometric phase of boron and carbon and the non-stoichiometric phase deviating from the stoichiometric composition, and the complex phase is at least 2 of the boron and carbon based compounds. It means that the dog is mixed in a predetermined ratio. In addition, in the present specification, boron carbide includes all cases in which impurities are added in a single phase or a complex phase of boron carbide to form a solid solution or impurities that are inevitably added in the process of manufacturing boron carbide. Examples of the impurities include metals such as iron, copper, chromium, nickel, and aluminum.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 링형부품의 구조를 설명하는 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 링형부품이 적용된 식각장치의 구조를 설명하는 개념도이며, 도 3은 본 발명의 링형부품을 가공하는 과정 중 와이어 방전가공을 설명하는 개념도이고, 도 4와 도 5는 각각 본 발명의 링형부품을 제조하는 과정에 적용되는 소결장치를 설명하는 개념도이며, 도 6과 도 7은 각각 본 발명의 링형부품을 제조하는 과정에 적용되는 성형다이의 구조를 간략히 설명하는 개념도이다. 이하, 위의 도 1 내지 7을 참고하여, 상기 링형부품과 이의 제조방법을 상세하게 설명한다.1 is a conceptual diagram illustrating the structure of a ring-shaped component according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a conceptual diagram illustrating the structure of an etching apparatus to which the ring-shaped component according to an embodiment of the present invention is applied, and FIG. It is a conceptual diagram explaining wire discharge processing during the process of processing the ring-shaped part of the invention, and FIGS. 4 and 5 are conceptual views illustrating the sintering apparatus applied to the process of manufacturing the ring-shaped component of the present invention, respectively. FIGS. 6 and 7 Is a conceptual diagram briefly explaining the structure of a molding die applied to the process of manufacturing the ring-shaped parts of the present invention, respectively. Hereinafter, the ring-shaped component and its manufacturing method will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 7 above.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 식각장치용 링형부품(10)은 링형태의 본체(100)와 상기 본체(100)와 직접 맞닿아 이웃하게 위치하는 안착부(200)를 포함한다. 상기 본체(100)와 안착부(200)는 일체로 형성될 수 있다.In order to achieve the above object, the ring-shaped component 10 for an etching apparatus according to an embodiment of the present invention is in direct contact with the ring-shaped main body 100 and the main body 100, and a seating portion 200 positioned adjacent to each other It includes. The main body 100 and the seating portion 200 may be integrally formed.

상기 링형부품(10)은 미리 설정된 간격을 두고 위치하는 본체상면(106)과 본체저면, 상기 본체상면(106)의 외측 외곽선과 상기 본체저면의 외측 외곽선을 서로 연결하는 면인 본체외경면(102) 및 상기 본체상면(106)의 내측 외곽선과 연결되며 본체(100)의 일부 또는 전부를 감싸는 본체내경면(104)으로 둘러싸인 본체(100); 그리고 상기 본체내경면(104)과 그 외경이 직접 연결되며 상기 본체상면(106)보다 낮은 위치에 형성되는 안착부상면(206), 상기 안착부상면(206)과 미리 설정된 간격을 두고 위치하며 상기 본체저면과 연결되는 안착부저면 및 상기 안착부상면(206)의 내측 외곽선과 상기 안착부저면의 내측 외곽선을 서로 연결하는 면인 안착부내경면(204)으로 둘러싸인 안착부(200);를 포함하여, 상기 안착부상면(206) 상에 기판(1)이 안착되도록 단차를 허용한다.The ring-shaped part 10 is a body outer diameter surface 102 which is a surface connecting the main body surface 106 and the main body surface, the outer outline of the body top surface 106 and the outer outline of the body bottom, which are positioned at predetermined intervals. And a body 100 connected to the inner outline of the body top surface 106 and surrounded by a body inner diameter surface 104 surrounding part or all of the body 100; And the inner diameter surface 104 and the outer diameter of the body is directly connected to the lower surface of the body upper surface 106 is formed at a lower position 206, the seating surface 206 is positioned at a predetermined distance and the Including the seating part 200, which is surrounded by the inner bottom surface 204, which is a surface connecting the inner bottom outline of the seating top surface 206 and the inner outline of the seating top surface 206, which are connected to the body bottom surface, and A step is allowed so that the substrate 1 is seated on the upper surface 206 of the seating portion.

상기 식각장치용 링형부품은 탄화붕소 함유 입자가 네킹된 탄화붕소 소결체를 그 표면 또는 전체에 포함한다.The ring-shaped component for the etching apparatus includes a boron carbide sintered body in which the boron carbide-containing particles are necked.

상기 링형부품(10)은 링 형태를 갖는 것으로 플라즈마 식각 등 반도체 장치 제조 과정에서 적용되는 소모성 부품일 수 있고, 예를 들어 포커스링(focus ring), 엣지링(edge ring), 한정링(confinement ring) 등일 수 있다. 구체적으로 상기 링형부품(10)은 플라즈마 식각 등의 과정에서 기판 등이 안착되는 포커스 링일 수 있다.The ring-shaped component 10 has a ring shape and may be a consumable component applied in a semiconductor device manufacturing process such as plasma etching, for example, a focus ring, edge ring, and confinement ring ). Specifically, the ring-shaped component 10 may be a focus ring on which a substrate or the like is seated in a process such as plasma etching.

이러한 소모성의 링형부품은 플라즈마 식각 과정에서 식각 대상인 기판 전체적으로 의도하는 바에 따른 비교적 균일한 플라즈마 식각이 진행될 수 있도록 돕는다. 다만, 플라즈마 식각 과정에서 기판이 식각될 때 함께 링형부품의 표면도 식각되며, 챔버를 오픈하지 않은 상태로 많은 양의 기판을 식각 처리하는 것이 효율적이기 때문에, 상기 기판보다 느리게 식각되는 링형부품을 적용하는 것이 좋다. 또한, 플라즈마가 의도하는 방향과 속도로 기판 상에 형성될 수 있도록 의도하는 저항값을 갖는 것이 좋다.This consumable ring-shaped part helps a relatively uniform plasma etching process as intended throughout the substrate to be etched in the plasma etching process. However, when the substrate is etched during the plasma etching process, the surfaces of the ring-shaped parts are also etched, and since it is efficient to etch a large amount of substrate without opening the chamber, the ring-shaped parts that are etched slower than the substrate are applied. It is good to do. It is also desirable to have the intended resistance value so that the plasma can be formed on the substrate in the intended direction and speed.

본 발명의 식각장치용 링형부품은 400 ℃에서 측정한 열전도도 값이 27 W/(m*k) 이하인 특징을 갖는다. 구체적으로, 상기 식각용 링형부품의 표면 또는 전부에 배치되는 상기 탄화붕소 소결체는 400 ℃에서 측정한 열전도도 값이 27 W/(m*k) 이하일 수 있다. 이러한 특징을 갖는 링형 부품은, 기공의 직경과 기공률이 상당히 낮으며, 비교적 내식각성이 우수하다는 특징을 가질 수 있다.The ring-shaped component for the etching apparatus of the present invention has a characteristic that the thermal conductivity value measured at 400 ° C. is 27 W / (m * k) or less. Specifically, the boron carbide sintered body disposed on the surface or all of the etched ring-shaped part may have a thermal conductivity value measured at 400 ° C. of 27 W / (m * k) or less. The ring-shaped component having such characteristics may have characteristics that the diameter and porosity of the pores are considerably low, and the corrosion resistance is excellent.

또한, 상기 식각장치용 링형부품은 25 ℃와 800 ℃에서 측정한 열전도도 값의 비율이 이하에서 설명하는 일정한 범위 내의 값을 가지며, 구체적으로 상기 탄화붕소 소결체가 25 ℃와 800 ℃에서 측정한 열전도도 값의 비율이 아래에서 설명하는 일정한 범위 내의 값을 갖는다. 이러한 특징을 갖는 링형 부품은, 플라즈마 식각시 열적 특성 제어가 비교적 용이할 수 있고, 충분히 강한 내식각성을 가질 수 있다.In addition, the ring-shaped component for the etching apparatus has a value within a certain range of the ratio of the thermal conductivity values measured at 25 ° C and 800 ° C, specifically, the thermal conductivity of the boron carbide sintered body measured at 25 ° C and 800 ° C. The ratio of the degree values has a value within a certain range described below. The ring-shaped component having such characteristics can relatively easily control thermal characteristics during plasma etching, and have sufficiently strong corrosion resistance.

상기 링형부품(10)의 열전도도 값은 상기 본체상면(106)과 상기 안착부상면(206)에서의 열전도도 값을 기준으로 한다. The thermal conductivity values of the ring-shaped component 10 are based on the thermal conductivity values of the body top surface 106 and the seating surface 206.

상기 링형부품(10)은 그 표면 또는 전체에서 측정한 25 ℃에서 측정한 열 전도도 값(HC₂₅)을 1로 보았을 때, 800 ℃에서 측정한 열전도도 값은 0.2 내지 3의 비율인 특징을 가질 수 있다. 구체적으로 상기 비율이 0.26 내지 1일 수 있고, 0.26 내지 0.6일 수 있다.The ring-shaped part 10 has a characteristic that the thermal conductivity value measured at 800 ° C. is 0.2 to 3 when the thermal conductivity value (HC ₂₅ ) measured at 25 ° C. measured on the surface or the whole is 1 You can. Specifically, the ratio may be 0.26 to 1, and may be 0.26 to 0.6.

상기 링형부품(10)의 열전도도는 25 내지 800 ℃에서 선택된 온도에서 약 60 W/(m*k) 이하일 수 있고, 약 4 W/(m*K) 내지 약 40W/(m*K)일 수 있다. 또한, 더 자세하게, 약 4W/(m*K) 내지 약 27W/(m*K)일 수 있다.The thermal conductivity of the ring-shaped part 10 may be about 60 W / (m * k) or less at a temperature selected from 25 to 800 ° C, and about 4 W / (m * K) to about 40 W / (m * K). You can. Also, in more detail, it may be about 4 W / (m * K) to about 27 W / (m * K).

상기 링형부품(10)의 열 전도도는 25 ℃에서 약 22 내지 약 80 W/(m*K)일 수 있고, 약 22 내지 약 31 W/(m*K)일 수 있다.The thermal conductivity of the ring-shaped component 10 may be about 22 to about 80 W / (m * K) at 25 ° C, and may be about 22 to about 31 W / (m * K).

상기 링형부품(10)의 열 전도도는 400 ℃에서 약 7 내지 약 70 W/(m*K)일 수 있고, 약 8 내지 약 22 W/(m*K)일 수 있다.The thermal conductivity of the ring-shaped component 10 may be about 7 to about 70 W / (m * K) at 400 ° C, and may be about 8 to about 22 W / (m * K).

상기 링형부품(10)의 열 전도도는 800 ℃에서 약 5 내지 약 50 W/(m*K)일 수 있고, 약 6 내지 약 16 W/(m*K)일 수 있다.The thermal conductivity of the ring-shaped component 10 may be about 5 to about 50 W / (m * K) at 800 ° C, and may be about 6 to about 16 W / (m * K).

상기 링형부품(10)은 보다 높은 상대밀도를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 링형부품(10)은 상대밀도가 약 90 % 이상일 수 있고, 약 97 % 이상일 수 있고, 약 97 내지 약 99.99%일 수 있고 약 98 내지 약 99.99%일 수 있다.The ring-shaped component 10 may have a higher relative density. Specifically, the ring-shaped part 10 may have a relative density of about 90% or more, about 97% or more, about 97 to about 99.99%, and about 98 to about 99.99%.

상기 링형부품(10)의 상대밀도는 상기 링형부품(10) 전체가 탄화붕소 소결체로 이루어진 경우에는 그 전체를 상기 링형부품(10)의 표면에 상기 탄화붕소 소결체가 위치하는 경우에는 상기 탄화붕소 소결체가 위치하는 표면, 예를 들어 본체상면(106)의 상대밀도를 기준으로 한다. 이하 공극률, 기공의 직경, 저항 특성, 파티클 형성 여부 등도 위와 동일한 기준을 적용한다.The relative density of the ring-shaped component 10 is the whole of the ring-shaped component 10 is made of a boron carbide sintered body, if the entire boron carbide sintered body is located on the surface of the ring-shaped component 10, the boron carbide sintered body It is based on the relative density of the surface on which, for example, the body top surface 106 is located. The same criteria as above are also applied to porosity, pore diameter, resistance characteristics, and particle formation.

상기 링형부품(10)은 공극률이 약 10% 이하일 수 있고, 약 3% 이하일 수 있으며, 약 2% 이하일 수 있고, 0.01 내지 2%일 수 있다.The ring-shaped component 10 may have a porosity of about 10% or less, about 3% or less, about 2% or less, and 0.01 to 2%.

구체적으로, 상기 링형부품(10)의 공극율은 약 1% 이하일 수 있고, 약 0.5% 이하일 수 있으며, 약 0.1% 이하일 수 있다. 이렇게 공극률이 낮은 링형 부품은 여기에 포함된 소결체가 입자 사이의 탄소 영역 등이 보다 적게 형성되는 등의 특징을 가지며, 보다 강한 내식각성을 가질 수 있다. Specifically, the porosity of the ring-shaped component 10 may be about 1% or less, about 0.5% or less, and about 0.1% or less. The ring-shaped component having a low porosity has characteristics such that the sintered body contained therein has fewer carbon regions and the like between particles, and may have stronger corrosion resistance.

상기 링형부품(10)의 표면 또는 단면에서 관찰되는 기공의 평균 직경은 5㎛ 이하일 수 있다. 이때, 상기 기공의 평균 직경은 상기 기공의 단면적과 동일한 면적의 원의 직경으로 도출한다. 상기 기공의 평균 직경은 3㎛ 이하일 수 있다. 더 자세하게, 상기 기공의 평균 직경은 1㎛ 이하일 수 있다. 또한, 상기 기공의 전체 면적을 기준으로, 상기 기공의 직경이 10㎛ 이상인 부분의 면적은 5% 이하일 수 있다. 상기 링형부품(10)에 포함되는 탄화붕소 소결체는 향상된 내식각성을 가질 수 있다.The average diameter of pores observed on the surface or cross-section of the ring-shaped component 10 may be 5 μm or less. At this time, the average diameter of the pores is derived as the diameter of the circle having the same area as the cross-sectional area of the pores. The average diameter of the pores may be 3 μm or less. In more detail, the average diameter of the pores may be 1 μm or less. In addition, based on the total area of the pores, the area of the portion having a pore diameter of 10 μm or more may be 5% or less. The boron carbide sintered body included in the ring-shaped component 10 may have improved corrosion resistance.

상기 링형부품(10)에 포함되는 탄화붕소 소결체는 고저항, 중저항, 또는 저저항 특성을 가질 수 있다.The boron carbide sintered body included in the ring-shaped component 10 may have high resistance, medium resistance, or low resistance properties.

구체적으로, 고저항 특성을 갖는 탄화붕소 소결체는 약 10Ωㆍcm 내지 약 10³ Ωㆍcm의 비저항을 가질 수 있다. 이때, 상기 고저항 탄화붕소 소결체는 주로 탄화 붕소로 형성되고, 소결특성개선제로 실리콘 카바이드 또는 실리콘 나이트라이드를 포함할 수 있다.Specifically, the boron carbide sintered body having high resistance characteristics may have a specific resistance of about 10 Ω · cm to about 10 ³ Ω · cm. At this time, the high-resistance boron carbide sintered body is mainly formed of boron carbide, and may include silicon carbide or silicon nitride as a sintering property improving agent.

구체적으로, 중저항 특성을 갖는 탄화붕소 소결체는 약 1Ωㆍcm 내지 10Ωㆍcm 미만의 비저항을 가질 수 있다. 이때, 상기 중저항 탄화붕소 소결체는 주로 탄화붕소로 형성되고, 소결특성개선제로 보론 나이트라이드를 포함할 수 있다.Specifically, the boron carbide sintered body having a medium resistance property may have a specific resistance of less than about 1Ω · cm to less than 10Ω · cm. At this time, the medium-resistance boron carbide sintered body is mainly formed of boron carbide, and may include boron nitride as a sintering property improving agent.

구체적으로, 저저항 특성을 갖는 탄화붕소 소결체는 약 10^-1Ωㆍcm 내지 약 10^-2 Ωㆍcm의 비저항을 가질 수 있다. 이때, 상기 저저항 탄화붕소 소결체는 주로 탄화 규소로 형성되고, 소결특성개선제로 카본을 포함할 수 있다.Specifically, the boron carbide sintered body having a low resistance property may have a specific resistance of about 10 ^-1 Ω · cm to about 10 ^-2 Ω · cm. At this time, the low-resistance boron carbide sintered body is mainly formed of silicon carbide, and may include carbon as a sintering property improving agent.

보다 구체적으로, 상기 링형부품(10)은 5.0 Ωㆍcm 이하의 저저항 특성을 가질 수 있고, 1.0 Ωㆍcm 이하의 저저항 특성을 가질 수 있으며, 8*10^-1 Ωㆍcm 이하의 저저항 특성을 가질 수 있다.More specifically, the ring-shaped component 10 may have a low resistance property of 5.0 Ω · cm or less, may have a low resistance property of 1.0 Ω · cm or less, and a low of 8 * 10 ^-1 Ω · cm or less It can have resistance characteristics.

상기 링형부품(10)은 플라즈마 식각장치에서 할로겐 이온과 접촉하더라도 파티클을 형성하지 않는 것일 수 있다. 이때, 파티클이라 함은 직경 1 um 이상의 입자상 물질을 의미한다. The ring-shaped component 10 may not form particles even when it is in contact with halogen ions in a plasma etching apparatus. In this case, the particle means a particulate matter having a diameter of 1 um or more.

상기 링형부품(10)은 식각장치(500) 내에서 기판(1)이 안착되는 등 기판 주변에 배치되어 기판에 가해지는 플라즈마 식각의 영향을 함께 받는다. 이러한 경우, 상기 링형부품(10)의 표면 또는 전체로부터 플라즈마 또는 할로겐 이온의 영향으로 링형부품(10) 표면에 노출된 원소들이 이온화되고 챔버 내의 이온화된 분위기 원소와 결합하여 의도하지 않는 물질을 형성할 수 있다. 이러한 물질이 기체상인 경우에는 덕트(540)을 통해 챔버하우징(510) 외로 배출되므로 기판의 식각 과정에 큰 영향을 미치지 않으나, 고체상의 물질이 형성되어 기판 상에 위치하게 된다면 기판의 식각 품질이나 반도체 소자의 불량을 야기할 수 있다.The ring-shaped component 10 is disposed around the substrate such as the substrate 1 is seated in the etching apparatus 500 and is also affected by plasma etching applied to the substrate. In this case, elements exposed on the surface of the ring-shaped component 10 under the influence of plasma or halogen ions from the surface or the entire surface of the ring-shaped component 10 are ionized and combined with ionized atmosphere elements in the chamber to form an unintended material. You can. When these materials are in the gas phase, they are discharged out of the chamber housing 510 through the duct 540, and thus do not significantly affect the etching process of the substrate. However, if solid materials are formed and placed on the substrate, the etching quality of the substrate or semiconductor It may cause a defect in the device.

상기 링형부품(10)은 불소이온 또는 염소이온과 플라즈마 상태에서 반응하여 파티클을 형성하지 않는 것일 수 있다. 특히 링형부품(10)의 표면 또는 전부를 구성하는 탄화붕소는 플라즈마 등에 의해 식각되고 불소이온 또는 염소이온과 반응하더라도 고체상의 파티클을 형성하지 않는다. 상기한 특징은 이리듐 등을 적용한 소결체가 할로겐 이온과 반응하여 입자성 이물질을 형성할 수 있다는 점과 구별되는 것으로, 이러한 상기 링형부품(10)의 특징은 식각장치 내에서 에칭되는 기판 등의 제품 불량률을 현저히 줄여줄 수 있는 특징 중 하나이다.The ring-shaped component 10 may be one that does not form particles by reacting with fluorine ions or chlorine ions in a plasma state. In particular, boron carbide constituting the entire surface or all of the ring-shaped component 10 is etched by plasma or the like and does not form solid particles even if it reacts with fluorine ions or chlorine ions. The above characteristics are distinguished from the fact that the sintered body to which iridium is applied can react with halogen ions to form particulate foreign matter, and the characteristic of the ring-shaped component 10 is a defect rate of products such as a substrate etched in an etching apparatus. It is one of the features that can significantly reduce.

상기 링형부품(10)은, 저식각률 특징을 가지며, 특히 플라즈마 에칭에 대해 식각률이 낮은 내식 특성을 갖는다.The ring-shaped component 10 has a low etch rate characteristic, and particularly has a low etch rate corrosion resistance for plasma etching.

구체적으로, 실리콘(Si, 단결정 실리콘, 그로잉법으로 제조한 것)의 식각률이 100%일 때, 상기 링형부품(10)은 55% 이하의 식각률을 가질 수 있고, 10 내지 50%의 식각률을 가질 수 있으며, 20 내지 45%의 식각률을 가질 수 있다.Specifically, when the etch rate of silicon (Si, single crystal silicon, manufactured by the drawing method) is 100%, the ring-shaped component 10 may have an etch rate of 55% or less, and an etch rate of 10 to 50% It may have an etch rate of 20 to 45%.

이러한 식각률 특성은 두께감소율(%)을 측정하여 평가하며, 플라즈마 장비에서 RF power를 2,000W로 노출 시간을 280 hr을 적용하는 동일한 조건에서 동일한 크기의 링형부품의 표면(본체상면)이 식각되는 정도를 비교 평가한 결과이다. The etch rate characteristics are evaluated by measuring the thickness reduction rate (%), and the degree to which the surface (top body) of the ring-shaped parts of the same size is etched under the same conditions of applying an RF power of 2,000 W and an exposure time of 280 hr in the plasma equipment. It is the result of comparative evaluation.

상기 링형부품(10)의 저식각률 특징은, CVD-SiC와 비교하면 월등하기 우수한 결과로, CVD-SiC와 비교하여도 상당히 우수한 내식각률을 보여준다.The feature of the low etch rate of the ring-shaped component 10 is superior to that of CVD-SiC, and exhibits a very good etch rate even when compared to CVD-SiC.

상기 링형부품(10)은 CVD-SiC의 식각률을 100%라고 했을 때, 70% 이하의 식각률을 가질 수 있다.When the etch rate of the CVD-SiC is 100%, the ring-shaped component 10 may have an etch rate of 70% or less.

상기 링형부품(10)의 표면, 특히 본체상면(106)에서의 Ra 조도는 약 0.1㎛ 내지 약 1.2㎛일 수 있다. 상기 링형부품(10)의 표면, 특히 본체상면(106)에서의 Ra 조도는 약 0.2㎛ 내지 약 0.4㎛일 수 있다. 상기 조도의 측정에는 3차원 측정기가 활용될 수 있다.The roughness of Ra on the surface of the ring-shaped component 10, in particular the upper surface of the body 106, may be about 0.1 μm to about 1.2 μm. The roughness of Ra on the surface of the ring-shaped component 10, in particular the upper surface of the body 106, may be about 0.2 μm to about 0.4 μm. A 3D measuring device may be used to measure the illuminance.

상기 링형부품(10)의 표면 또는 전부에 위치하는 탄화붕소 소결체는 금속성 부산물(불순물)을 100ppm 이하로 함유할 수 있고, 10ppm 이하로 함유할 수 있으며, 1 ppm 이하로 함유할 수 있다.The boron carbide sintered body located on the surface or all of the ring-shaped component 10 may contain metallic by-products (impurities) of 100 ppm or less, 10 ppm or less, and 1 ppm or less.

상기 링형부품(10)의 표면 또는 전부에 위치하는 탄화붕소 소결체는 입경(D₅₀)이 1.5 um 이하인 탄화붕소 함유 입자가 소결 및 네킹된 것일 수 있고, 구체적으로 D₅₀ 기준으로, 약 0.3㎛ 내지 약 1.5㎛의 평균 입경을 탄화붕소 함유 입자가 소결 및 네킹된 것일 수 있으며, 약 0.4㎛ 내지 약 1.0㎛의 평균 입경을 가진 탄화붕소 함유 입자가 소결 및 네킹된 것일 수 있다. 또한, 상기 탄화붕소 소결체는 D₅₀ 기준으로, 약 0.4㎛ 내지 약 0.8㎛의 평균 입경을 갖는 탄화붕소 함유 입자가 소결 및 네킹된 것일 수 있다. 평균 입경이 너무 큰 탄화붕소 입자를 네킹시키는 경우 제조된 소결체의 밀도가 낮아질 수 있고, 입경이 너무 작은 입자를 네킹시키는 경우 작업성이 떨어지거나 생산성이 낮아질 수 있다.The boron carbide sintered body located on the surface or all of the ring-shaped part 10 may be sintered and necked with boron carbide-containing particles having a particle diameter (D ₅₀ ) of 1.5 um or less, and specifically, based on D ₅₀ , about 0.3 μm to Boron carbide-containing particles having an average particle diameter of about 1.5 μm may be sintered and necked, and boron carbide-containing particles having an average particle diameter of about 0.4 μm to about 1.0 μm may be sintered and necked. In addition, the boron carbide sintered body may be sintered and necked with boron carbide-containing particles having an average particle diameter of about 0.4 μm to about 0.8 μm based on D ₅₀ . When the boron carbide particles having an average particle diameter of too large are necked, the density of the manufactured sintered body may be lowered, and when the particles having a particle size that is too small are necked, workability may decrease or productivity may decrease.

상기 본체상면(106)과 상기 본체저면 사이의 거리는 상기 안착부상면(106)과 상기 안착부저면 사이의 거리를 기준으로 1.5 내지 3배일 수 있고, 1.5 내지 2.5배일 수 있다. 이러한 경우 기판을 보다 안정적으로 안착시키며 효율적인 에칭 공정 운영에 도움을 줄 수 있다.The distance between the upper surface of the main body 106 and the bottom of the main body may be 1.5 to 3 times, and may be 1.5 to 2.5 times based on the distance between the seating upper surface 106 and the seating bottom surface. In this case, it is possible to settle the substrate more stably and help the efficient etching process operation.

상기 본체상면(106)과 상기 본체저면 사이의 거리는 상기 링형부품(10)의 외경을 기준으로 하는 직경을 100으로 하였을 0.5 내지 5인 것일 수 있고, 0.5 내지 3인 것일 수 있으며, 0.5 내지 2.5인 것일 수 있다. 직경 대비 이러한 두께를 갖는 링형부품(10)을 적용하는 경우, 기판을 보다 안정적으로 안착시키며 효율적인 에칭 공정 운영에 도움을 줄 수 있다.The distance between the upper surface of the main body 106 and the bottom of the main body may be 0.5 to 5, 0.5 to 3, and 0.5 to 2.5 in which the diameter based on the outer diameter of the ring-shaped component 10 is 100. May be When the ring-shaped part 10 having such a thickness compared to the diameter is applied, the substrate can be more stably seated and it can help in the efficient etching process operation.

상기 링형부품(10)은 상기 본체상면(106)이 식각되어 상기 높이가 최초 본체 높이의 10% 이상으로 낮아지는 시간인 교체시간이 단결정 실리콘 대비 2배 이상일 수 있다. 이렇게 상기 링형부품(10)의 상기 본체상면(106)이 천천히 식각된다는 것은, 부품의 교체를 목적으로 하는 챔버를 오픈하는 간격이 길어진다는 것을 의미하며, 결국 식각장치의 식각 효율이 향상되는 효과를 가져오며, 챔버 오픈 과정에서 발생할 수 있는 유독물질의 유출 가능성을 낮추고, 챔버 내의 오염 가능성도 낮추는 효과를 가져올 수 있다.The ring-shaped component 10 may have a replacement time, which is a time at which the upper surface of the main body 106 is etched so that the height is lowered to 10% or more of the initial body height, more than twice the single crystal silicon. When the upper surface 106 of the main body of the ring-shaped part 10 is etched slowly, it means that the interval for opening the chamber for the purpose of replacing the part is increased, and the effect of improving the etching efficiency of the etching device is improved. In addition, it is possible to lower the possibility of toxic substances that may occur in the process of opening the chamber, and also to reduce the possibility of contamination in the chamber.

상기 링형부품(10)의 제조방법을 설명한다.The manufacturing method of the ring-shaped component 10 will be described.

상기 링형부품(10)은 대체적으로 링 형태를 갖는 탄화붕소 소결체를 제조하고, 이 소결체에 완성품가공을 진행하여 위에서 설명하는 내식성 링형부품(10)의 외형을 갖추도록 제조할 수 있다. 그러나, 상기 탄화붕소 소재는 강한 공유결합을 가진 재료로 그 가공이 어려워 와이어방전가공, 면방전가공과 같은 특수한 방법으로 가공하여 완제품형태를 제조할 수 있다.The ring-shaped part 10 can be manufactured to manufacture a boron carbide sintered body having a ring shape, and to process the finished product on the sintered body to have the appearance of the corrosion-resistant ring-shaped part 10 described above. However, the boron carbide material is a material having a strong covalent bond, which is difficult to process, and can be processed into a special method such as wire discharge processing and surface discharge processing to produce a finished product form.

구체적으로, 상기 링형부품(10)의 제조방법은, 1차성형단계 및 소결체형성단계를 포함한다. 상기 제조방법은 상기 1차성형단계 이전에 과립화단계를 더 포함할 수 있다. 상기 제조방법은 상기 소결체형성단계 이후에 가공단계를 더 포함할 수 있다.Specifically, the manufacturing method of the ring-shaped part 10 includes a primary molding step and a sintered body forming step. The manufacturing method may further include a granulation step prior to the primary molding step. The manufacturing method may further include a processing step after the sintered body forming step.

상기 과립화단계는, 탄화붕소를 함유하는 원료물질을 용매와 혼합하여 슬러리화된 원료물질을 제조하는 슬러리화 과정, 그리고 상기 슬러리화된 원료물질을 건조시켜 구형의 과립 원료물질로 제조하는 과립화과정을 포함한다.The granulation step is a slurrying process of mixing the raw material containing boron carbide with a solvent to prepare a slurryed raw material, and drying the slurryed raw material to form a spherical granular raw material. Process.

상기 원료물질은 탄화붕소와 소결특성개선제를 포함하는 원료물질일 수 있다.The raw material may be a raw material including boron carbide and a sintering property improving agent.

상기 탄화붕소(탄화붕소, boron carbide)는 B₄C로 대표되며, 상기 원료물질의 탄화붕소는 분말 형태의 탄화붕소가 적용될 수 있다. 상기 탄화붕소 분말은 고순도(탄화붕소 함량이 99.9 중량% 이상)이 적용될 수 있고, 저순도(탄화붕소 함량이 95 중량% 이상 99.9 중량% 미만)이 적용될 수 있다.The boron carbide (boron carbide, boron carbide) is represented by B ₄ C, the boron carbide of the raw material may be applied in the form of powder. The boron carbide powder may have high purity (boron carbide content of 99.9% by weight or more) and low purity (boron carbide content of 95% by weight or more with less than 99.9% by weight).

상기 탄화붕소 분말은 D₅₀ 기준으로, 약 1.5㎛ 이하의 평균입경을 가질 수 있고, 약 0.3㎛ 내지 약 1.5㎛의 평균 입경을 가질 수 있으며, 약 0.4㎛ 내지 약 1.0㎛의 평균 입경을 가질 수 있다. 또한, 상기 탄화붕소 분말은 D₅₀ 기준으로, 약 0.4㎛ 내지 약 0.8㎛의 평균 입경을 가질 수 있다. 평균 입경이 너무 큰 탄화붕소 분말을 적용하는 경우에는 제조된 소결체의 밀도가 낮아지고 내식성이 떨어질 수 있고, 입경이 너무 작은 경우에는 작업성이 떨어지거나 생산성이 낮아질 수 있다.The boron carbide powder may have an average particle diameter of about 1.5 μm or less, an average particle diameter of about 0.3 μm to about 1.5 μm, and an average particle diameter of about 0.4 μm to about 1.0 μm based on D ₅₀ . have. Further, the boron carbide powder may have an average particle diameter of about 0.4 μm to about 0.8 μm based on D ₅₀ . When the boron carbide powder having an average particle diameter is too large, the density of the manufactured sintered body may be lowered and corrosion resistance may be lowered. If the particle size is too small, workability may be reduced or productivity may be lowered.

상기 소결특성개선제는, 상기 원료물질에 포함되어 탄화붕소 소결체의 물성을 향상시킨다. 구체적으로, 상기 소결특성개선제는 카본, 보론 옥사이드, 실리콘, 실리콘 카바이드, 실리콘 옥사이드, 보론 나이트라이드, 실리콘 나이트라이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. The sintering property improving agent is included in the raw material to improve the physical properties of the sintered boron carbide. Specifically, the sintering property improving agent may be any one selected from the group consisting of carbon, boron oxide, silicon, silicon carbide, silicon oxide, boron nitride, silicon nitride, and combinations thereof.

상기 소결특성개선제는 상기 원료물질 전체를 기준으로 약 30 중량% 이하로 함유될 수 있다. 구체적으로 상기 소결특성개선제는 상기 원료물질 전체를 기준으로, 약 0.001 중량% 내지 약 30 중량%로 함유될 수 있고, 0.1 내지 25 중량%로 함유될 수 있으며, 5 내지 25 중량%로 함유될 수 있다. 상기 소결특성개선제가 30 중량% 초과로 포함되는 경우에는 오히려 소결체의 강도를 떨어뜨릴 수 있다.The sintering property improving agent may be contained in an amount of about 30% by weight or less based on the entire raw material. Specifically, the sintering property improving agent may be contained in an amount of about 0.001% to about 30% by weight, 0.1 to 25% by weight, and 5 to 25% by weight based on the entire raw material. have. When the sintering property improving agent is contained in an amount of more than 30% by weight, the strength of the sintered body may be reduced.

상기 원료물질은 상기 소결특성개선제 이외의 잔량으로 탄화붕소 분말 등의 탄화붕소 원료를 포함할 수 있다. 상기 소결특성개선제는 보론 옥사이드, 카본 및 이들의 조합을 포함할 수 있다.The raw material may include boron carbide raw materials such as boron carbide powder in a residual amount other than the sintering property improving agent. The sintering property improving agent may include boron oxide, carbon, and combinations thereof.

상기 소결특성개선제로 카본이 적용되는 경우, 상기 카본은 페놀수지와 같은 수지 형태로 첨가될 수 있고, 상기 수지가 탄화 공정을 통하여 탄화된 형태의 카본으로 적용될 수도 있다. 상기 수지의 탄화 공정은 통상 고분자 수지를 탄화시키는 공정이 적용될 수 있다.When carbon is applied as the sintering property improving agent, the carbon may be added in the form of a resin such as a phenol resin, or the resin may be applied in a carbonized form through a carbonization process. In the carbonization process of the resin, a process for carbonizing the polymer resin may be applied.

상기 소결특성개선제로 카본이 적용되는 경우, 상기 카본은 1 내지 30 중량%로 적용될 수 있고, 5 내지 30 중량%로 적용될 수 있으며, 8 내지 28중량%로 적용될 수 있고, 13 내지 23 중량%로 적용될 수 있다. 이러한 함량으로 상기 소결특성개선제로 카본을 적용하는 경우, 입자 사이의 네킹 현상이 증가하고 입자 크기가 비교적 크며, 상대밀도가 비교적 높은 탄화붕소 소결체를 얻을 수 있다. 다만, 상기 카본을 30 중량% 초과로 포함하는 경우, 잔류 탄소에 의한 카본영역의 발생으로 정도가 감소할 수 있다.When carbon is applied as the sintering property improving agent, the carbon may be applied at 1 to 30% by weight, 5 to 30% by weight, 8 to 28% by weight, and 13 to 23% by weight Can be applied. When carbon is used as the sintering property improving agent in such a content, a necking phenomenon between particles is increased, a particle size is relatively large, and a boron carbide sintered body having a relatively high relative density can be obtained. However, when the carbon is contained in an amount of more than 30% by weight, the degree may be reduced due to the generation of the carbon region due to residual carbon.

상기 소결특성개선제는 보론옥사이드를 적용할 수 있다. 상기 보론 옥사이드는 B₂O₃로 대표되는 것으로, 상기 보론옥사이드를 적용하며 소결체의 기공 내에 존재하는 탄소와의 화학반응 등을 통해 탄화붕소를 생성하고, 잔류 탄소의 배출을 도와 보다 치밀화된 소결체를 제공할 수 있다.Boron oxide may be applied to the sintering property improving agent. The boron oxide is represented by B ₂ O ₃ , and the boron oxide is applied to generate boron carbide through a chemical reaction with carbon present in the pores of the sintered body, and helps to discharge residual carbon to provide a more compact sintered body. Can provide.

상기 소결특성개선제로 상기 보론 옥사이드와 상기 카본이 함께 적용되는 경우, 상기 소결체의 상대밀도를 보다 높일 수 있으며, 이는 기공 내에 존재하는 카본 영역이 감소하며 보다 치밀도가 향상된 소결체를 제조할 수 있다.When the boron oxide and the carbon are applied together as the sintering characteristic improving agent, the relative density of the sintered body can be further increased, which reduces the carbon area present in the pores and can improve the sintered body with improved density.

상기 보론 옥사이드와 상기 카본은 1: 0.8 내지 4의 중량비로 적용될 수 있고, 1: 1.2 내지 3의 중량비로 적용될 수 있으며, 1: 1.5 내지 2.5의 중량비로 적용될 수 있다. 이러한 경우 보다 상대밀도가 향상된 소결체를 얻을 수 있다. 보다 구체적으로 상기 원료물질은 상기 보론 옥사이드를 1 내지 9 중량%로, 그리고 상기 카본을 5 내지 15 중량%로 함유할 수 있으며, 이러한 경우 치밀도가 상당히 우수하며 결함이 적은 소결체를 제조할 수 있다.The boron oxide and the carbon may be applied in a weight ratio of 1: 0.8 to 4, may be applied in a weight ratio of 1: 1.2 to 3, and may be applied in a weight ratio of 1: 1.5 to 2.5. In this case, a sintered body with improved relative density can be obtained. More specifically, the raw material may contain the boron oxide in an amount of 1 to 9% by weight, and the carbon in an amount of 5 to 15% by weight, and in this case, a sintered body having excellent density and less defects can be manufactured. .

또한, 상기 소결특성개선제는 그 융점이 약 100℃ 내지 약 1000℃일 수 있다. 더 자세하게, 상기 첨가제의 융점은 약 150℃ 내지 약 800℃일 수 있다. 상기 첨가제의 융점은 약 200℃ 내지 약 400℃일 수 있다. 이에 따라서, 상기 첨가제는 상기 원료 물질이 소결되는 과정에서 상기 탄화붕소 사이로 용이하게 확산될 수 있다.In addition, the sintering property improving agent may have a melting point of about 100 ° C to about 1000 ° C. More specifically, the melting point of the additive may be about 150 ℃ to about 800 ℃. The additive may have a melting point of about 200 ° C to about 400 ° C. Accordingly, the additive can be easily diffused between the boron carbides in the process of sintering the raw material.

상기 과립화단계에서 슬러리화를 위해 적용되는 용매는 에탄올 등과 같은 알코올 또는 물이 적용될 수 있다. 상기 용매는 상기 슬러리 전체를 기준으로 약 60 부피% 내지 약 80 부피%의 함량으로 적용될 수 있다.In the granulation step, alcohol or water, such as ethanol, may be applied as the solvent applied for slurrying. The solvent may be applied in an amount of about 60% to about 80% by volume based on the entire slurry.

상기 슬러리화 과정은 볼밀 방식이 적용될 수 있다. 상기 볼밀 방식은 구체적으로 폴리머 볼이 적용될 수 있으며, 상기 슬러리 배합 공정은 약 5시간 내지 약 20시간 동안 진행될 수 있다.A ball mill method may be applied to the slurrying process. In the ball mill method, specifically, a polymer ball may be applied, and the slurry mixing process may be performed for about 5 hours to about 20 hours.

또한, 상기 과립화 공정은 상기 슬러리가 분사되면서, 상기 슬러리에 포함된 용매가 증발 등에 의해서 제거되면서 원료물질이 과립화되는 방식으로 진행될 수 있다. 이렇게 제조되는 과립화된 원료물질 입자는 입자 자체가 전체적으로 둥근 형태를 띄며 비교적 입도가 일정한 특징을 갖는다.In addition, the granulation process may be performed in a manner that the raw material is granulated while the slurry is sprayed and the solvent contained in the slurry is removed by evaporation. The granulated raw material particles produced in this way have a characteristic that the particles themselves have a round shape as a whole and a relatively constant particle size.

상기 원료물질 입자의 직경은 D₅₀을 기준으로 약 0.3 내지 약 1.5 um일 수 있고, 약 0.4㎛ 내지 약 1.0㎛일 수 있으며, 약 0.4㎛ 내지 약 0.8㎛일 수 있다.The diameter of the raw material particles may be about 0.3 to about 1.5 um based on D ₅₀ , may be about 0.4 μm to about 1.0 μm, and may be about 0.4 μm to about 0.8 μm.

이렇게 과립화된 원료물질 입자를 적용하면, 이후 설명하는 1차성형단계에서 그린바디 제조 시에 몰드에 충진이 용이하고 작업성이 보다 향상될 수 있다.When the granulated raw material particles are applied in this way, the filling of the mold is easy and the workability can be further improved when the green body is manufactured in the first molding step described later.

상기 1차성형단계는 탄화붕소를 함유하는 원료물질을 성형하여 그린바디를 제조하는 단계이다. 구체적으로 상기 성형은 상기 원료물질을 몰드(고무 등)에 넣고 가압하는 방식이 적용될 수 있다. 더 구체적으로, 상기 성형은 냉간 등압방 가압법(Cold Isostatic Pressing, CIP)이 적용될 수 있다.The first forming step is a step of forming a green body by molding a raw material containing boron carbide. Specifically, in the molding, a method in which the raw material is put into a mold (rubber, etc.) and pressurized may be applied. More specifically, the molding may be applied by cold isostatic pressing (CIP).

상기 1차성형단계를 냉간 등압방 가압법을 적용하여 진행하는 경우, 압력은 약 100MPa 내지 약 200MPa으로 적용하는 것이 보다 효율적이다.When the first forming step is performed by applying a cold isostatic pressing method, it is more efficient to apply the pressure at about 100 MPa to about 200 MPa.

상기 그린바디는 제조되는 소결체의 용도에 적합한 크기와 형태를 고려해 제조될 수 있다. The green body may be manufactured in consideration of a size and shape suitable for the use of the sintered body to be manufactured.

상기 그린바디는, 제조하고자 하는 최종 소결체의 크기보다 다소 큰 크기 형성하는 것이 좋으며, 소결체의 강도가 그린바디의 강도보다 더 강하므로, 소결체의 가공시간을 줄일 목적으로 상기 1차성형단계 이후에 그린바디에서 불필요한 부분을 제거하는 형태가공과정이 더 진행될 수 있다.The green body is preferably formed to be slightly larger than the size of the final sintered body to be manufactured, and since the strength of the sintered body is stronger than that of the green body, the green body is painted after the primary molding step for the purpose of reducing the processing time of the sintered body. The shape processing process of removing unnecessary parts from the body may be further performed.

상기 소결체형성단계는 상기 그린바디를 탄화 및 소결시켜 탄화붕소 소결체를 제조하는 단계이다. The sintered body forming step is a step of producing and boron carbide sintered body by carbonizing and sintering the green body.

상기 탄화는 약 600℃ 내지 약 900℃의 온도에서 진행될 수 있고, 이러한 과정에서 그린바디 내의 바인더나 불필요한 이물질 등을 제거될 수 있다.The carbonization may be performed at a temperature of about 600 ° C to about 900 ° C, and in this process, a binder or unnecessary foreign substances in the green body may be removed.

상기 소결은 약 1800℃ 내지 약 2500℃의 소결 온도에서 약 10시간 내지 약 20시간의 소결시간 동안 유지하는 방식으로 진행될 수 있다. 이러한 소결 과정에서 원료물질 입자간의 성장과 네킹이 진행되고 치밀화된 소결체를 얻을 수 있다. The sintering may be performed in a manner that is maintained at a sintering temperature of about 1800 ° C to about 2500 ° C for a sintering time of about 10 hours to about 20 hours. In this sintering process, growth and necking between the raw material particles are progressed to obtain a compacted sintered body.

상기 소결을 구체적으로 승온, 유지, 냉각의 온도 프로파일로 진행될 수 있고, 구체적으로 1차승온-1차온도유지-2차승온-2차온도유지-3차승온-3차온도유지-냉각의 온도 프로파일로 진행될 수 있다.The sintering may be specifically performed with temperature profiles of temperature increase, maintenance, and cooling, and specifically, temperature of primary temperature-1 primary temperature maintenance-2 secondary temperature-secondary temperature maintenance-3 tertiary temperature-3 tertiary temperature maintenance-cooling You can proceed to the profile.

상기 소결에서 승온 속도는 약 1℃/분 내지 약 10℃/분 일 수 있다. 더 자세하게, 상기 소결에서의 승온 속도는 약 2℃/분 내지 약 5℃/분 일 수 있다.The rate of temperature increase in the sintering may be about 1 ° C / min to about 10 ° C / min. More specifically, the rate of temperature increase in the sintering may be about 2 ° C / min to about 5 ° C / min.

상기 소결에서, 약 100℃ 내지 약 250℃의 온도가 약 20분 내지 약 40분간 유지될 수 있다. 또한, 상기 소결에서 약 250℃ 내지 약 350℃의 온도 구간이 약 4시간 내지 약 8시간 유지될 수 있다. 또한, 상기 소결에서 약 360℃ 내지 약 500℃의 온도 구간이 약 4시간 내지 약 8시간 유지될 수 있다. 상기와 같은 온도 구간에서 일정 시간 동안 유지되는 경우, 상기 첨가제가 보다 용이하게 확산될 수 있고, 보다 균일한 상의 탄화붕소 소결체를 제조할 수 있다.In the sintering, a temperature of about 100 ° C to about 250 ° C can be maintained for about 20 minutes to about 40 minutes. Also, in the sintering, a temperature section of about 250 ° C to about 350 ° C may be maintained for about 4 hours to about 8 hours. Also, in the sintering, a temperature section of about 360 ° C to about 500 ° C may be maintained for about 4 hours to about 8 hours. When it is maintained for a certain period of time in the temperature range as described above, the additive can be more easily diffused, and a more uniform phase boron carbide sintered body can be produced.

상기 소결은 약 1800℃ 내지 약 2500℃의 온도 구간이 약 10시간 내지 약 20시간 유지될 수 있다. 이러한 경우, 보다 견고한 소결체를 제조할 수 있다.The sintering may be maintained at a temperature range of about 1800 ° C to about 2500 ° C for about 10 hours to about 20 hours. In this case, a more robust sintered body can be produced.

상기 소결에서의 냉각 속도는 약 1℃/분 내지 약 10℃/분 일 수 있다. 더 자세하게, 상기 소결에서의 냉각 속도는 약 2℃/분 내지 약 5℃/분 일 수 있다.The cooling rate in the sintering may be about 1 ° C / min to about 10 ° C / min. More specifically, the cooling rate in the sintering may be about 2 ° C / min to about 5 ° C / min.

상기 소결체형성단계에서 제조된 탄화붕소 소결체는 추가적으로 면가공 및/또는 형상가공을 포함하는 가공단계를 거칠 수 있다.The boron carbide sintered body prepared in the sintered body forming step may be further subjected to a processing step including surface processing and / or shape processing.

상기 면가공은 상기 소결체의 면을 평탄화하는 작업이며, 통상 세라믹을 평탄화하는데 적용되는 방법이 적용될 수 있다.The surface processing is an operation to flatten the surface of the sintered body, and a method that is usually applied to flatten a ceramic may be applied.

상기 형상가공은 상기 소결체의 일부를 제거하거나 깍아내서 의도하는 형상을 갖도록 가공하는 과정이다. 상기 형상가공은 상기 탄화붕소 소결체가 치밀도가 우수하고 강도가 강한 점을 고려해, 방전가공의 방식으로 진행될 수 있고, 구체적으로 방전 와이어 가공 방식으로 진행될 수 있다.The shape processing is a process of removing a portion of the sintered body or cutting it to have a desired shape. The shape processing may be performed by a discharge processing method in consideration of the fact that the boron carbide sintered body has excellent density and strong strength, and may be specifically processed by a discharge wire processing method.

구체적으로, 도 3에 제시된 와이어방전가공장치(400)의 가공부하우징(410) 내에 위치하는 가공용액(416)에 소결체(480)를 위치시키고, 구리 등으로 형성되는 와이어전극(430)와 연결된 와이어이동부(420)를 전원(440)과 연결한다. 소결체(480)와 상기 와이어이동부(420)와 연결되는 전원(440)으로부터 전원이 인가되면 와이어이동부(420)에 의하여 와이어가 왕복운동을 하면서 미리 정해진 형상으로 상기 소결체(480)의 제거하고자 하는 부분을 커팅할 수 있다. 상기 전원(440)에서 인가하는 전원은 직류전원일 수 있고, 전압은 약 100볼트 내지 약 120볼트일 수 있으며, 가공 속도는 약 2mm/분 내지 약 7mm/분일 수 있다. 또한, 가공 시 와이어 스피드는 약 10rpm 내지 약 15rpm일 수 있고, 와이어의 장력은 약 8g 내지 약 13g일 수 있으며, 상기 와이어의 직경은 약 0.1mm 내지 약 0.5mm일 수 있다.Specifically, the sintered body 480 is placed in the processing solution 416 located in the processing load housing 410 of the wire discharge processing apparatus 400 shown in FIG. 3 and connected to the wire electrode 430 formed of copper or the like. The wire moving part 420 is connected to the power source 440. When power is applied from the sintered body 480 and the power source 440 connected to the wire moving part 420, a portion to be removed from the sintered body 480 in a predetermined shape while the wire reciprocates by the wire moving part 420. Can be cut. The power applied from the power source 440 may be a DC power source, the voltage may be about 100 volts to about 120 volts, and the processing speed may be about 2 mm / min to about 7 mm / min. In addition, the wire speed during processing may be about 10 rpm to about 15 rpm, the tension of the wire may be about 8 g to about 13 g, and the diameter of the wire may be about 0.1 mm to about 0.5 mm.

이렇게 가공된 링형부품(10)은 폴리싱 등의 표면가공 과정을 더 거칠 수 있다.The ring-shaped component 10 processed in this way may further undergo a surface processing process such as polishing.

상기 링형부품(10)의 또 다른 제조방법을 설명한다.Another manufacturing method of the ring-shaped part 10 will be described.

상기 제조방법은, 준비단계, 배치단계 및 성형단계를 포함한다. The manufacturing method includes a preparation step, a batch step and a molding step.

상기 준비단계는, 탄화붕소를 함유하는 원료물질을 성형다이(700) 내에 위치하는 링형중공(19)에 장입시키는 단계이다.The preparatory step is a step of loading the raw material containing boron carbide into the ring-shaped hollow 19 located in the molding die 700.

상기 링형중공(19)은 서로 이웃하게 위치하며 서로 구분되는 단차를 갖는 본체중공(190)과 안착부중공(290)을 포함할 수 있다. 상기 본체중공(190)의 높이는 상기 안착부중공(290)의 높이보다 높은 것일 수 있다. 상기 링형중공(19)은 이후 성형다이(700)에 대한 설명에서 보다 구체적으로 설명한다.The ring-shaped hollow 19 may be located adjacent to each other and may include a body hollow 190 and a seating hollow 290 having a step difference that is distinguished from each other. The height of the body hollow 190 may be higher than that of the seating portion hollow 290. The ring-shaped hollow 19 will be described in more detail later in the description of the forming die 700.

상기 탄화붕소(탄화붕소, boron carbide)는 B₄C로 대표되며, 상기 원료물질의 탄화붕소는 분말 형태의 탄화붕소가 적용될 수 있다. The boron carbide (boron carbide, boron carbide) is represented by B ₄ C, the boron carbide of the raw material may be applied in the form of powder.

상기 원료물질은, 탄화붕소 분말을 함유할 수 있고, 탄화붕소 분말 및 첨가제를 함유할 수 있고, 탄화붕소 분말로 이루어질 수 있다. 상기 탄화붕소 분말은 고순도(탄화붕소 함량이 99.9 중량% 이상)이 적용될 수 있고, 저순도(탄화붕소 함량이 95중량% 이상)이 적용될 수 있다. The raw material may contain boron carbide powder, boron carbide powder and additives, and may be made of boron carbide powder. The boron carbide powder may have high purity (boron carbide content of 99.9% by weight or more) and low purity (boron carbide content of 95% by weight or more) may be applied.

상기 탄화붕소 분말은 D50 기준으로, 약 1.5㎛ 이하의 평균입경을 가질 수 있고, 약 0.3㎛ 내지 약 1.5㎛의 평균 입경을 가질 수 있으며, 약 0.4㎛ 내지 약 1.0㎛의 평균 입경을 가질 수 있다. 또한, 상기 탄화붕소 분말은 D50 기준으로, 약 0.4㎛ 내지 약 0.8㎛의 평균 입경을 가질 수 있다. 이러한 탄화붕소 분말을 적용하는 경우 보다 공극 형성이 적은 치밀한 구조의 탄화붕소 소결체를 제조할 수 있다.Based on D50, the boron carbide powder may have an average particle diameter of about 1.5 μm or less, an average particle diameter of about 0.3 μm to about 1.5 μm, and an average particle diameter of about 0.4 μm to about 1.0 μm. . In addition, the boron carbide powder may have an average particle diameter of about 0.4 μm to about 0.8 μm based on D50. When such a boron carbide powder is applied, a sintered body of boron carbide having a dense structure with less void formation can be manufactured.

상기 첨가제는 상기 탄화붕소 소결체에서 그 일부 또는 전부에서 탄화붕소 고용체를 형성하여 탄화붕소 소결체에 기능성을 부여하는 기능성 첨가제일 수 있다.The additive may be a functional additive that gives functionality to the boron carbide sintered body by forming a solid solution of boron carbide in some or all of the sintered body.

상기 첨가제는 상기 탄화붕소 소결체의 소결특성을 향상시킬 목적으로 적용되는 소결특성개선제일 수 있다. 상기 소결특성개선제는 카본, 보론 옥사이드, 실리콘, 실리콘 카바이드, 실리콘 옥사이드, 보론 나이트라이드, 보론 나이트라이드, 실리콘 나이트라이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 소결특성개선제는 보론 옥사이드, 카본 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 소결특성개선제로 카본이 적용되는 경우, 상기 카본은 수지 형태로 첨가될 수 있고, 상기 수지가 탄화 공정을 통하여 탄화된 형태의 카본으로 적용될 수도 있다. 상기 수지의 탄화 공정은 통상 고분자 수지를 탄화시키는 공정이 적용될 수 있다.The additive may be a sintering property improving agent applied for the purpose of improving the sintering properties of the boron carbide sintered body. The sintering property improving agent may be any one selected from the group consisting of carbon, boron oxide, silicon, silicon carbide, silicon oxide, boron nitride, boron nitride, silicon nitride, and combinations thereof. The sintering property improving agent may include boron oxide, carbon, and combinations thereof. When carbon is applied as the sintering property improving agent, the carbon may be added in the form of a resin, and the resin may be applied as a carbon in a carbonized form through a carbonization process. In the carbonization process of the resin, a process for carbonizing the polymer resin may be applied.

상기 소결특성개선제는 상기 원료물질 전체를 기준으로 약 30 중량% 이하로 함유될 수 있고, 약 0.1 중량% 내지 약 30 중량%로 함유될 수 있고, 1 내지 25 중량%로 함유될 수 있으며, 5 내지 25 중량%로 함유될 수 있다. 상기 소결특성개선제가 30 중량% 초과로 포함되는 경우에는 오히려 소결체의 강도를 떨어뜨릴 수 있다.The sintering property improving agent may be contained in an amount of about 30% by weight or less based on the entire raw material, may be contained in about 0.1% to about 30% by weight, and may be contained in 1 to 25% by weight, 5 To 25% by weight. When the sintering property improving agent is contained in an amount of more than 30% by weight, the strength of the sintered body may be reduced.

상기 성형다이(700, 330, 620)는 2 이상의 분할된 조각이 서로 결합하여 형성될 수 있다. 상기 성형다이(700, 330, 620)의 구체적인 형태와 역할은 이하에서 별도로 설명한다. The molding dies 700, 330, and 620 may be formed by combining two or more divided pieces together. The specific shapes and roles of the forming dies 700, 330, and 620 will be described separately below.

상기 링형중공(19)에는 상기 원료물질 또는 상기 제조방법이 수행된 이후에는 상기 탄화붕소 소결체가 위치할 수 있다.The boron carbide sintered body may be located in the ring-shaped hollow 19 after the raw material or the manufacturing method is performed.

상기 준비단계는 다이저면부(710)와 상기 다이저면부(710) 상의 공간을 둘러싸는 다이외면부(715)를 포함하는 다이하우징(720)에, 상기 원료물질(380, 680)을 도입하는 원료물질도입과정; 그리고 상기 원료물질이 도입된 다이하우징(720)의 내면에 상부측으로부터 다이상면부(730)를 결합하는 다이결합과정;을 포함할 수 있다.The preparing step introduces the raw materials 380 and 680 into the die housing 720 including the die surface portion 710 and the die outer surface portion 715 surrounding the space on the die surface portion 710. Raw material introduction process; And it may include; a die bonding process of coupling the die upper surface portion 730 from the upper side to the inner surface of the die housing 720 where the raw material is introduced.

상기 다이상면부(730)는 그 일부 또는 전부가 상기 다이하우징(720)을 기준으로 상하로 이동될 수 있다. 이렇게 상기 다이상면부(730)가 상하 이동이 가능하여, 소결장치(300, 600)에서 가압부(322, 324, 622, 624)에 의하여 가압시 상기 원료물질에 압력이 잘 전달되어 보다 치밀한 조직을 갖는 소결체를 제조할 수 있다.Part or all of the die upper surface portion 730 may be moved up and down based on the die housing 720. In this way, the die upper surface portion 730 can move up and down, so that when the pressure is applied by the pressing portions 322, 324, 622, and 624 in the sintering apparatus 300, 600, the pressure is well transmitted to the raw material, resulting in a more compact structure. It is possible to produce a sintered body having.

상기 준비단계는, 다이저면부(710)와 상기 다이저면부 상의 공간을 둘러싸는 다이외면부(715)를 포함하는 다이하우징(720)에 내경상면부(738)를 배치하는 1차배치과정; 상기 내경상면부(738)가 배치된 다이하우징(720)의 상기 링형중공(19) 내에 상기 원료물질을 위치시키는 원료물질도입과정; 그리고 상기 원료물질 상에 i) 본체안착상면부(736) 또는 ii) 안착상면부(736)와 본체상면부(732)를 위치시키는 2차배치과정;을 포함할 수 있다.The preparatory step comprises: a primary arrangement process of disposing an inner diameter upper surface portion 738 in a die housing 720 including a die surface portion 710 and a die outer surface portion 715 surrounding a space on the die surface portion; A raw material introduction process for positioning the raw material in the ring-shaped hollow 19 of the die housing 720 in which the inner diameter upper surface portion 738 is disposed; And on the raw material i) body seating upper surface portion 736 or ii) seating upper surface portion 736 and the body upper surface portion 732 secondary positioning process to position; may include.

이때, i) 본체안착상면부(736) 또는 ii) 안착상면부(736)와 본체상면부(732)는 상기 다이하우징(720)을 기준으로 상하로 이동되는 것일 수 있다. 이러한 경우, 소결장치(300, 600)에서 가압부(322, 324, 622, 624)에 의하여 가압 시 상기 원료물질에 압력이 잘 전달되어 보다 치밀한 조직을 갖는 소결체를 제조할 수 있다.In this case, i) the body seating upper surface portion 736 or ii) the seating upper surface portion 736 and the body upper surface portion 732 may be moved up and down based on the die housing 720. In this case, when the pressure is pressed by the pressing portions 322, 324, 622, and 624 in the sintering apparatus (300, 600), the pressure is well transmitted to the raw material to produce a sintered body having a denser structure.

상기 탄화붕소 소결체의 제조방법은 강한 소결압력이 적용될 수 있도록 상기 성형다이로 고온비교적 강도가 강한 그라파이트와 같은 재료로 제조할 수 있고, 필요에 따라 성형다이를 보강하는 보강부를 적용할 수 있다.The method for manufacturing the boron carbide sintered body can be made of a material such as graphite having high strength and high comparative strength with the molding die so that a strong sintering pressure can be applied, and a reinforcement part for reinforcing the molding die can be applied as necessary.

상기 보강부(미도시)는 가압부(322, 324, 622, 624)에 의해 전달되는 힘이 다이외면부(715)로 전달되어 성형다이(700)가 손상되는 현상을 막아주는 역할을 하며, 상기 다이외면부(715) 또는 상기 다이하우징(720)을 감싸는 추가적인 보강하우징(미도시)일 수 있다.The reinforcing part (not shown) serves to prevent a phenomenon that the force transmitted by the pressing parts 322, 324, 622, and 624 is transmitted to the die outer surface part 715, thereby damaging the forming die 700, It may be an additional reinforcement housing (not shown) surrounding the die outer surface portion 715 or the die housing 720.

상기 보강부는 소결과정에서 가해지는 압력 등에 의해 상기 성형다이 자체가 손상될 경우, 상기 소결체는 의도하는 형상을 갖지 못하거나 의도하는 물성(강도, 상대밀도 등)을 갖지 못할 가능성이 매우 높아지는데, 이를 막는 역할을 한다.When the forming die itself is damaged by the pressure applied during the sintering process, the reinforcing part has a very high possibility that the sintered body does not have an intended shape or does not have an intended property (strength, relative density, etc.). It serves to prevent.

상기 배치단계는 상기 성형다이(700, 330, 620)를 소결로(310) 또는 챔버(630) 내에 장입하고 가압부(322, 324, 622, 624)를 세팅하는 단계이다.The placement step is a step of charging the forming dies 700, 330, and 620 into the sintering furnace 310 or the chamber 630 and setting the pressing parts 322, 324, 622, and 624.

상기 배치단계에서 적용되는 소결로 또는 챔버는 고온가압분위기에서 상기 탄화붕소 소결체를 제조할 수 있는 장치라면 제한없이 적용 가능하다. 본 발명에서는 도 4과 도 5에서 제시한 소결장치에서 소결로(310) 또는 챔버(630)를 예시한다.The sintering furnace or chamber applied in the arrangement step may be applied without limitation as long as it is a device capable of manufacturing the sintered body of boron carbide in a high-temperature atmosphere. In the present invention, the sintering apparatus 310 or the chamber 630 is illustrated in the sintering apparatus shown in FIGS. 4 and 5.

상기 성형단계는 상기 성형다이(700, 330, 620)에 소결온도와 소결압력을 가하여 상기 원료물질로부터 탄화붕소 소결체를 형성하는 단계이다.The forming step is a step of forming a boron carbide sintered body from the raw material by applying a sintering temperature and a sintering pressure to the forming dies 700, 330, and 620.

상기 성형다이(700, 330, 620)는 이후 설명하는 것처럼 본 발명의 탄화붕소 소결체가 제조하고자 하는 형상으로 미리 중공을 형성해 완제품의 형태를 갖도록 제조할 수 있다.The forming dies 700, 330, and 620 may be manufactured to have a shape of a finished product by forming a hollow in advance in a shape desired to be produced by the boron carbide sintered body of the present invention as described later.

상기 소결온도는 약 1800 내지 약 2500 ℃일 수 있고, 약 1800 내지 약 2200 ℃일 수 있다. 상기 소결압력은 약 10 내지 약 110 MPa일 수 있고, 약 15 내지 약 60 MPa일 수 있으며, 약 17 내지 약 30 MPa일 수 있다. 이러한 소결온도와 소결압력 하에서 상기 성형단계를 진행하는 경우, 보다 효율적으로 고품질의 탄화 붕소 소결체와 이를 함유하는 링형 부품을 제조할 수 있다.The sintering temperature may be about 1800 to about 2500 ℃, may be about 1800 to about 2200 ℃. The sintering pressure may be about 10 to about 110 MPa, may be about 15 to about 60 MPa, and may be about 17 to about 30 MPa. When the forming step is performed under such sintering temperature and sintering pressure, a high-quality boron carbide sintered body and a ring-shaped component containing the same can be manufactured more efficiently.

상기 소결시간은 0.5 내지 10 시간이 적용될 수 있고, 0.5 내지 7 시간이 적용될 수 있으며, 0.5 내지 4 시간이 적용될 수 있다.The sintering time may be applied to 0.5 to 10 hours, 0.5 to 7 hours may be applied, and 0.5 to 4 hours may be applied.

상기 소결시간은 상압에서 진행하는 소결 공정과 비교하여 상당히 짧은 시간이며, 이렇게 짧은 시간을 적용하더라도 동등 또는 더 우수한 품질을 갖는 소결체를 제조할 수 있다.The sintering time is a considerably shorter time compared to the sintering process proceeding at normal pressure, and even if such a short time is applied, a sintered body having equal or better quality can be manufactured.

상기 성형단계는 환원분위기에서 진행될 수 있다. 상기 성형단계가 환원분위기에서 진행되는 경우, 탄화붕소 분말이 공기 중의 산소와 반응하여 형성될 수 있는 보론 옥사이드와 같은 물질들을 환원시켜 탄화붕소 함량이 보다 높아진 탄화붕소 소결체를 제조할 수 있다.The forming step may be performed in a reducing atmosphere. When the forming step is carried out in a reducing atmosphere, boron carbide powder may be prepared by reacting with oxygen in the air to reduce materials such as boron oxide, thereby producing a boron carbide sintered body having a higher boron content.

상기 성형단계는 상기 소결로(600) 내의 입자들 사이의 간극에 스파크를 발생시키며 진행될 수 있다. 이러한 경우, 성형다이(620)는 가압부(622, 624)와 연결된 전극(612, 614)에 의해 상기 성형다이(620)로 펄스 상의 전기에너지를 인가하는 방식으로 진행될 수 있다. 이렇게 펄스 상의 전기에너지를 인가하면서 상기 성형단계를 진행하는 경우, 상기 전기에너지에 의해 보다 단시간에 상기 치밀상의 소결체를 얻을 수 있다.The forming step may be performed while generating sparks in the gaps between the particles in the sintering furnace 600. In this case, the forming die 620 may be performed by applying electrical energy on a pulse to the forming die 620 by electrodes 612 and 614 connected to the pressing parts 622 and 624. When the forming step is performed while applying the electric energy in the pulse, the dense sintered body can be obtained in a shorter time by the electric energy.

구체적으로, 상기 성형단계가 도 1에 제시된 소결장치(300, 열가압소결장치)에서 진행되는 경우, 소결로(310) 내에 상부가압부(332)와 하부가압부(334) 사이에 위치하는 성형다이(330)가 원료물질(380)이 위치하는 상태로 장입되면, 가열부(320)에 의하여 승온이 진행되고, 이와 함께 또는 별도로 가압이 진행되어 소결이 진행될 수 있다. 이 때, 상기 소결로(310) 내는 감압분위기로 조절될 수 있고, 환원분위기에서 진행될 수도 있다. 상기 성형다이(330)는 예를 들어 카본 다이가 적용될 수 있으며, 상기 상부가압부(332)와 하부가압부(334)로는 카본 툴(펀치)이 활용될 수 있다. 상기 소결장치(300)를 적용하여 상기 탄화붕소 소결체를 제조하는 경우, 와이어 방전가공, 면 방전가공 등의 별도의 성형과정이 일부는 생략될 수 있다.Specifically, when the forming step is performed in the sintering apparatus 300 (thermal pressure sintering apparatus) shown in FIG. 1, molding located between the upper pressing portion 332 and the lower pressing portion 334 in the sintering furnace 310 When the die 330 is charged in a state in which the raw material 380 is located, the temperature is increased by the heating unit 320, and the sintering may be performed together or separately by pressing. At this time, the inside of the sintering furnace 310 may be controlled by a reduced pressure atmosphere, or may be performed in a reduced atmosphere. For example, a carbon die may be applied to the molding die 330, and a carbon tool (punch) may be used as the upper pressing portion 332 and the lower pressing portion 334. When the sintering apparatus 300 is applied to manufacture the boron carbide sintered body, a separate molding process such as wire discharge processing and surface discharge processing may be partially omitted.

상기 성형단계에서 소결온도의 최고 온도 구간은 약 1900℃ 내지 약 2200℃일 수 있고, 약 2시간 내지 약 5시간 동안 유지될 수 있다. 이때, 상기 성형다이(330)에 가해지는 압력은 약 15 MPa 내지 약 60 MPa일 수 있다. 더 자세하게, 상기성형다이(330)에 가해지는 압력은 약 17 MPa 내지 약 30MPa일 수 있다.In the forming step, the maximum temperature section of the sintering temperature may be about 1900 ° C to about 2200 ° C, and may be maintained for about 2 hours to about 5 hours. At this time, the pressure applied to the forming die 330 may be about 15 MPa to about 60 MPa. In more detail, the pressure applied to the forming die 330 may be about 17 MPa to about 30 MPa.

구체적으로, 상기 성형단계가 도 5에 제시된 소결장치(600, 스파크플라즈마소결장치)에서 진행되는 경우, 챔버(630) 내에 제1가압부(622)와 제2가압부(624) 사이에 위치하는 성형다이(620)가 원료물질(680)이 위치하는 상태로 장입되면, 가열부(미도시)에 의하여 챔버 내의 승온이 진행되고, 이와 함께 또는 별도로 가압이 진행되어 소결이 진행될 수 있다. 이 때, 상기 챔버(630) 내에는 제1전극(612)와 제2전극(614)로 전원부(610)에서 인가되는 전기에너지가 상기 원료물질의 소결을 촉진하며, 예를 들어 상기 전원부(610)는 직류펄스전류를 인가할 수 있다.Specifically, when the forming step is performed in the sintering apparatus 600 (spark plasma sintering apparatus) shown in FIG. 5, it is located between the first pressing portion 622 and the second pressing portion 624 in the chamber 630 When the forming die 620 is charged in a state in which the raw material 680 is located, the heating in the chamber proceeds by a heating unit (not shown), and the sintering may proceed by pressurizing together or separately. At this time, the electrical energy applied from the power supply unit 610 to the first electrode 612 and the second electrode 614 in the chamber 630 promotes sintering of the raw material, for example, the power supply unit 610 ) May apply a DC pulse current.

상기 성형다이(620)는 예를 들어 카본 다이가 적용될 수 있으며, 상기 제1가압부(622)와 제2가압부(624)는 금속 펀치 등 전기전도성 펀치가 적용될 될 수 있다. 상기 소결장치(600)를 적용하여 상기 탄화붕소 소결체를 제조하는 경우, 와이어 방전가공, 면 방전가공 등의 별도의 성형과정이 일부가 생략될 수 있다.For example, a carbon die may be applied to the forming die 620, and an electrically conductive punch such as a metal punch may be applied to the first pressing part 622 and the second pressing part 624. When the sintering apparatus 600 is applied to manufacture the boron carbide sintered body, a separate molding process such as wire discharge processing and surface discharge processing may be partially omitted.

상기 성형단계에서 소결온도의 최고 온도 구간은 약 1800℃ 내지 약 2200℃일 수 있고, 약 2시간 내지 약 5시간 동안 유지될 수 있다. 이때, 상기 성형다이(620)에 가해지는 압력은 약 50MPa 내지 약 80MPa일 수 있다. 더 자세하게, 상기 성형다이(620)에 가해지는 압력은 약 55MPa 내지 약 70MPa일 수 있다.In the forming step, the maximum temperature section of the sintering temperature may be about 1800 ° C to about 2200 ° C, and may be maintained for about 2 hours to about 5 hours. At this time, the pressure applied to the forming die 620 may be from about 50MPa to about 80MPa. In more detail, the pressure applied to the forming die 620 may be about 55 MPa to about 70 MPa.

성형다이(700)는 다이저면부(710)와 상기 다이저면부(710) 상의 공간을 둘러싸는 다이외면부(715)를 포함하는 다이하우징(720)와 상기 다이하우징(720)과 결합하며 상기 다이하우징(720)의 내면과의 사이에 형성되는 공간인 링형중공(19)을 형성하는 다이상면부(730)를 포함한다.The forming die 700 is coupled to the die housing 720 and the die housing 720 including a die surface 710 and a die outer surface 715 surrounding a space on the die surface 710, and It includes a die upper surface portion 730 forming a ring-shaped hollow 19 which is a space formed between the inner surface of the die housing 720.

이 때, 상기 다이하우징(720)은 상기 다이저면부(710)와 상기 다이외면부(715)가 일체로 형성되는 일체형 다이하우징일 수 있다. 또한, 상기 다이하우징(720)은 상기 다이저면부(710)와 상기 다이외면부(715)가 분리되거나 결합될 수 있도록 형성되는 구분형 다이하우징일 수 있다.In this case, the die housing 720 may be an integrated die housing in which the die surface portion 710 and the die outer surface portion 715 are integrally formed. Further, the die housing 720 may be a divided die housing formed such that the die surface portion 710 and the die outer surface portion 715 can be separated or combined.

상기 성형다이(700)는 위에서 설명한 탄화붕소 소결체의 제조방법에서 제조하고자 하는 완성품의 형상과 외형을 갖는 링형중공을 갖는 성형다이(700)로써 적용되어, 고밀도의 내식각성의 탄화붕소 소결체를 효율적으로 제조하는 것을 돕는다. 즉, 상기 성형다이는 탄화붕소 소결체용으로 적용될 수 있으며, 구체적으로 탄화붕소 링형소결체의 제조용으로, 더 구체적으로 탄화붕소 포커스링의 제조용으로 그 활용도가 우수하다.The molding die 700 is applied as a molding die 700 having a ring-shaped hollow having a shape and an outer shape of a finished product to be manufactured in the method for manufacturing a boron carbide sintered body described above, to efficiently etch a high-density corrosion-resistant boron carbide sintered body. Help to manufacture. That is, the molding die may be applied for a boron carbide sintered body, specifically for the production of a boron carbide ring sintered body, and more specifically for the production of a boron carbide focus ring, its utilization is excellent.

상기 성형다이(700)를 구성하는 각 부분들은 고온고압을 견딜 수 있는 재료로 제조되며, 예를 들어 그라파이트로 제조될 수 있고, 그라파이트 합유 복합재료로 제조될 수 있다. Each of the parts constituting the forming die 700 is made of a material capable of withstanding high temperature and high pressure, and may be made of, for example, graphite, and may be made of a graphite composite material.

상기 성형다이(700) 내에 위치하는 링형중공(19)은 서로 이웃하게 위치하며 서로 구분되는 단차를 갖는 본체중공(190)과 안착부중공(290)을 포함할 수 있다. 상기 본체중공(190)과 상기 안착부중공(290)은 위에서 설명한 내식성 링형부품(10)의 본체(100)와 안착부(200)에 대응한다. 상기 단차는 기판(1) 등이 상기 링형부품(10) 상에 배치될 때, 안정적으로 안착할 수 있는 턱을 의미하며, 일정한 단차를 가져서 상기 본체중공(190)의 높이가 상기 안착부중공(290)의 높이보다 더 높게 형성되는 것이 좋다.The ring-shaped hollow 19 positioned in the forming die 700 may be located adjacent to each other and may include a body hollow 190 and a seating hollow 290 having a stepped gap. The body hollow 190 and the seating portion hollow 290 correspond to the body 100 and the seating portion 200 of the corrosion-resistant ring-shaped part 10 described above. The step means a chin that can be stably seated when the substrate 1 or the like is disposed on the ring-shaped part 10, and has a certain step so that the height of the body hollow 190 is the seat part hollow ( It is better to be formed higher than the height of 290).

상기 다이상면부(730)는 상기 본체중공(190) 상에 위치하는 본체상면부(732); 그리고 상기 본체상면부(732)의 내주면과 맞닿게 위치하며 상기 안착부중공(290) 상에 위치하는 제1면과 상기 제1면과 단턱을 두며 상기 제1면보다 돌출되게 형성되는 제2면을 포함하는 본체외상면부(734);를 포함할 수 있다.The die upper surface portion 730 is a body upper surface portion 732 located on the body hollow 190; In addition, the first surface located on the seating portion hollow 290 and the first surface located on the seating portion hollow 290 and the second surface formed to protrude from the first surface protruding from the first surface It may include; the main body outer surface portion 734, including.

상기 다이상면부(730)는 상기 본체중공(190) 상에 위치하는 본체상면부(732); 상기 본체상면부(732)의 내주면과 맞닿게 위치하며 상기 안착부중공(290) 상에 위치하며 상기 본체상면부(732)보다 큰 두께를 갖는 안착상면부(736); 그리고 상기 안착상면부(736)의 내주면과 맞닿게 위치하며 상기 안착상면부(736)보다 큰 두께를 갖는 내경상면부(738);를 포함할 수 있다.The die upper surface portion 730 is a body upper surface portion 732 located on the body hollow 190; A seating upper surface portion 736 located in contact with the inner circumferential surface of the upper body portion 732 and positioned on the seating portion hollow 290 and having a thickness greater than that of the upper body portion 732; And it is located in contact with the inner circumferential surface of the seating upper surface portion 736, the inner diameter of the upper surface 736 having a thickness greater than the seating upper surface portion 736; may include.

상기 다이상면부(730)는 상기 링형중공(19) 상에 위치하며 그 높이가 서로 다른 본체중공(190)과 안착부중공(290) 각각의 상면을 형성하는 본체안착상면부(736); 상기 본체안착상면부(736)의 내주면과 맞닿게 위치하며 상기 본체안착상면부(736)보다 큰 두께를 갖는 내경상면부(738);를 포함할 수 있다.The die upper surface portion 730 is located on the ring-shaped hollow 19, the body has a different height of the body hollow 190 and the seating portion hollow 290 to form the upper surface of each body seating upper surface portion 736; It may be located in contact with the inner circumferential surface of the body seating upper surface portion 736, the inner seating surface portion 738 having a thickness greater than the body seating upper surface portion 736; may include.

상기 다이상면부(730)가 위에서 설명한 것처럼, 1개의 조각, 2개의 조각, 3개의 조각 등으로 형성되어 분말 형태의 상기 원료물질을 장입하기 편리하고, 해당 조각에 가해지는 압력이 상기 원료물질 전체에 실질적으로 고르게 전해지도록 할 수 있다. As described above, the die upper surface portion 730 is formed of one piece, two pieces, three pieces, and the like, so it is convenient to charge the raw material in powder form, and the pressure applied to the piece is the whole of the raw material. Can be delivered substantially evenly.

상기 제조방법을 적용하면, 분말 상태의 원재료를 성형다이에 바로 도입하고 소결시키는 방식으로, 가공된 완제품 형태와 실질적으로 동일한 형태의 탄화붕소 함유 내식성 링형부품(10)을 제조할 수 있어서, 제조 공정이 보다 단순화되고 효율적으로 탄화붕소 함유 내식성 링형부품(10)을 제조할 수 있다.When the above manufacturing method is applied, a boron carbide-containing corrosion-resistant ring-shaped part 10 substantially in the same form as the finished product form can be manufactured by introducing the raw material in powder form directly into a molding die and sintering it. The boron carbide-containing corrosion-resistant ring-shaped component 10 can be manufactured more simply and efficiently.

또한, 이렇게 공정이 단순화되는 장점 이외에도 제조되는 탄화붕소 소결체의 물성이 우수하다는 장점도 갖는다.In addition, in addition to the advantages that the process is simplified, there is also an advantage that the physical properties of the boron carbide sintered body is excellent.

상기 링형부품(10)의 또 다른 제조방법을 설명한다.Another manufacturing method of the ring-shaped part 10 will be described.

상기 링형부품(10)은 증착 공정에 의해서 제조될 수 있다. 예를 들어, 기상증착벌크는 CVD와 같은 기상증착법에 의해 링형부품(10)의 표면 또는 전부를 제조할 수 있다. 구체적으로, 상기 링형부품(10)을 CVD 방식(CVD 기상증착벌크 제조방식)으로 적용하는 경우, 상기 링형부품(10)은 CVD 탄화붕소(BC) 증착, 기판 제거, 형상 가공, 폴리싱, 측정 및 세정의 과정을 포함하여 제조될 수 있다.The ring-shaped component 10 may be manufactured by a deposition process. For example, the vapor deposition bulk can manufacture the surface or all of the ring-shaped component 10 by a vapor deposition method such as CVD. Specifically, when the ring-shaped part 10 is applied by a CVD method (CVD vapor deposition bulk manufacturing method), the ring-shaped part 10 is deposited by CVD boron carbide (BC), substrate removal, shape processing, polishing, measurement and It can be produced including the process of cleaning.

상기 CVD 탄화붕소 증착 과정은 기판(주로 흑연)에 탄화붕소 증착막을 형성하는 과정이다. 가스상의 물질이 기판 상에 물리적으로 증착되도록 하는 방식으로 증착이 충분히 진행된 뒤에는 기판이 제거될 수 있다.The CVD boron carbide deposition process is a process of forming a boron carbide deposition film on a substrate (mainly graphite). The substrate may be removed after the deposition is sufficiently performed in such a way that the gaseous material is physically deposited on the substrate.

형상가공과정은 기계적인 가공으로 링형부품(10)의 형상을 완성하는 과정이다. 폴리싱과정은 표면 조도를 매끄럽게 하는 과정이며, 이후에 품질을 확인하고 오염물을 제거한다. 본 발명의 범주 내에서 상기 공정 중에 일부는 생략되거나, 다른 공정이 추가될 수 있다. The shape processing process is a process of completing the shape of the ring-shaped part 10 by mechanical processing. The polishing process is a process of smoothing the surface roughness, and then checking the quality and removing contaminants. Some of the above processes may be omitted or other processes may be added within the scope of the present invention.

상기 CVD 공정에는 가스상 물질로 보론 소스 기체 및 카본 소스 기체가 사용될 수 있다. 상기 CVD 공정에 적용되는 보론 소스 기체는 B₂H₆, BCl₃, BF₃ 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 함유할 수 있다. 또한, 상기 CVD 공정에 사용되는 카본 소스 기체는 CF₄를 함유할 수 있다. In the CVD process, a boron source gas and a carbon source gas may be used as gaseous materials. The boron source gas applied to the CVD process may contain any one selected from the group consisting of B ₂ H ₆ , BCl ₃ , BF ₃ and combinations thereof. In addition, the carbon source gas used in the CVD process may contain CF ₄ .

예를 들어, 상기 링형 부품에 적용되는 탄화붕소 소결체는 보론 프리커서로 B₂H₆를 사용하여, 증착온도는 500 내지 1500℃로 하여 화학기상증착 장치로 증착한 것일 수 있다.For example, the boron carbide sintered body applied to the ring-shaped part may be deposited with a chemical vapor deposition apparatus using B ₂ H ₆ as a boron precursor, and a deposition temperature of 500 to 1500 ° C.

상기 링형부품(10)의 형성을 위해, 다양한 증착 또는 코팅 공정이 적용될 수 있다. 탄화붕소 코팅층을 후막으로 코팅하는 방법은 제한이 없으며, 물리기상증착법, 상온분사법, 저온분사법, 에어졸 분사법, 플라즈마 용사법 등이 있다.For the formation of the ring-shaped component 10, various deposition or coating processes can be applied. The method of coating the boron carbide coating layer with a thick film is not limited, and there are physical vapor deposition, room temperature spraying, low temperature spraying, aerosol spraying, plasma spraying, and the like.

상기 물리기상증착법은 예를 들어, 탄화붕소 타겟(target)을 아르곤(Ar) 가스 분위기에서 스퍼터링(sputtering)할 수 있다. 물리기상증착법으로 형성된 코팅층은 후막 PVD 탄화붕소 코팅층이라고 할 수 있다. In the physical vapor deposition method, for example, a boron carbide target may be sputtered in an argon (Ar) gas atmosphere. The coating layer formed by the physical vapor deposition method may be referred to as a thick-film PVD boron carbide coating layer.

상기 상온분사법은 상온에서 탄화붕소 분말에 압력을 가하여 복수개의 토출구를 통하여 모재에 분사하여 탄화붕소 소결체층을 형성할 수 있다. 이때, 탄화붕소 분말은 진공과립 형태를 사용할 수 있다. 상기 저온분사법은 대략 상온보다 60℃ 정도보다 높은 온도에서, 압축가스의 유동에 의해 탄화붕소 분말을 복수개의 토출구를 통하여 모재에 분사하여 코팅층 형태의 탄화붕소 소결체를 형성할 수 있다. 상기 에어졸 분사법은 폴리에틸렌글리콜, 이소프로필알코올 등과 같은 휘발성 용매에 탄화붕소 분말을 혼합하여 에어졸 형태로 만든 후, 상기 에어졸을 모재에 분사하여 탄화붕소 소결체를 형성하는 것이다. 상기 플라즈마 용사법은 고온의 플라즈마 제트 속에 탄화붕소 분말을 주입시킴으로서 플라즈마 제트 속에서 용융된 상기 분말을 초고속으로 모재에 분사하여 탄화붕소 소결체를 형성한다.In the normal temperature spraying method, the boron carbide sintered body layer may be formed by applying pressure to the boron carbide powder at normal temperature and spraying the base material through a plurality of discharge ports. At this time, the boron carbide powder may be in the form of vacuum granules. The low temperature spraying method may form a sintered boron carbide in the form of a coating layer by spraying boron carbide powder through a plurality of outlets by a flow of compressed gas at a temperature higher than about 60 ° C. above room temperature. In the aerosol spraying method, boron carbide powder is mixed with a volatile solvent such as polyethylene glycol or isopropyl alcohol to form an aerosol, and then the aerosol is sprayed onto a base material to form a boron carbide sintered body. The plasma spraying method injects boron carbide powder into a high-temperature plasma jet to spray the powder melted in the plasma jet at a very high speed to form a boron carbide sintered body.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 식각장치(500)는 챔버상부조립체(520)와 챔버하우징(510)이 연결부(516)로 연결되며, 챔버상부조립체(520)에는 전극을 포함하는 전극판조립체(524)가 설치된다. 챔버하우징(510) 내에는 수직이동장치(550)에 의하여 승하강이 가능한 기판홀더(530)이 설치되며 기판(10)이 안착되는 자리에는 포커스링인 링형부품(10)이 설치된다. 배플판(564)이 상기 기판홀더(530) 주변에 설치될 수 있다. 상기 기판홀더(530)와 배플판(564) 사이에는 실드링(562)이 더 설치될 수 있다. Referring to FIG. 2, in the etching apparatus 500 according to another embodiment of the present invention, a chamber upper assembly 520 and a chamber housing 510 are connected to a connection unit 516, and an electrode is attached to the chamber upper assembly 520. An electrode plate assembly 524 including a is installed. In the chamber housing 510, a substrate holder 530 capable of moving up and down by a vertical moving device 550 is installed, and a ring-shaped component 10, which is a focus ring, is installed at a place where the substrate 10 is seated. A baffle plate 564 may be installed around the substrate holder 530. A shield ring 562 may be further installed between the substrate holder 530 and the baffle plate 564.

상기 식각장치(500)는 위에서 설명한 링형부품(10)을 포커스링 등으로 적용하여 보다 효율적으로 기판의 식각을 진행할 수 있다.The etching apparatus 500 may apply the ring-shaped component 10 described above as a focus ring or the like to more efficiently etch the substrate.

본 발명이 또 다른 일 실시예에 따른 기판의 식각방법은, 위에서 설명한 식각장치(500)에 의하여 기판(1)을 식각하고 미소전자회로 등을 제조한다. 구체적으로 상기 식각방법은, 위에서 설명한 링형부품(10)을 상기 식각장치(500)에 장착하고, 상기 안착부상면(206) 상에 기판의 가장자리가 위치하도록 기판(1)을 배치하는 장착단계, 그리고 상기 식각장치를 가동하여 상기 기판(1)을 미리 정해진 패턴으로 식각하여 식각된 기판 또는 미소전자부품을 제조하는 식각단계를 포함한다. 상기 식각장치는 플라즈마 식각장치일 수 있다.In the method of etching a substrate according to another embodiment of the present invention, the substrate 1 is etched by the etching apparatus 500 described above to manufacture a microelectronic circuit. Specifically, the etching method includes a mounting step of mounting the ring-shaped component 10 described above to the etching apparatus 500 and disposing the substrate 1 on the seating surface 206 such that the edge of the substrate is positioned. And an etching step of manufacturing the etched substrate or microelectronic parts by etching the substrate 1 in a predetermined pattern by operating the etching device. The etching device may be a plasma etching device.

상기 기판의 식각방법은 위에서 설명한 링형부품(10)을 적용하여 보다 효율적이고 불량을 감소시긴 식각된 기판 또는 전자회로장치를 제조할 수 있다.The etching method of the substrate may be applied to the ring-shaped component 10 described above to produce an etched substrate or electronic circuit device that is more efficient and reduces defects.

이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로, 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are only examples to aid the understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.

1. 제조예 1 내지 8의 포커스 링의 제조1. Preparation of focus rings of Preparation Examples 1 to 8

탄화붕소 입자(입도 D50 = 0.7㎛), 탄소 등의 원료물질과 용매를 슬러리배합기에 넣고 볼밀 방식으로 혼합해 슬러리화된 원료물질을 제조하였다. 이 슬러리화된 원료물질을 분무 건조시켜 과립화여 과립화된 원료물질을 제조했다. 과립화된 입자의 전자현미경 사진은 도 8의 삽입된 사진으로 제시했다. Boron carbide particles (particle size D50 = 0.7 µm), raw materials such as carbon and a solvent were put in a slurry mixer and mixed in a ball mill method to prepare a slurryed raw material. The slurryed raw material was spray dried to granulate to prepare a granulated raw material. The electron micrograph of the granulated particles is presented as the inserted picture in FIG. 8.

이 원료물질을 각각 포커스링의 그린바디 형성을 위해 제조된 원반형 중공을 갖는 고무몰드에 충진하고 CIP 기기에 로딩한 후 가압하여 그린바디를 각각 제조했다. 이 그린바디는 포커스링과 유사한 크기를 갖도록 가공하는 그린가공을 거친 후, 탄화공정을 진행했다. 탄화공정이 진행된 그린바디는 소결로에서 상압소결하였다. 이렇게 제조된 소결체는 소결체 면을 평탄화하는 작업을 진행한 후. 와이어방전 방식으로 포커스링의 형태로 형상가공을 진행하여 각 실시예의 포커스 링을 제조하였다. 각 제조예에 적용한 원료물질의 함량과 소결 온도 및 시간은 아래 표 1에 정리했다. Each of these raw materials was filled into a rubber mold having a disc-shaped hollow prepared for forming a green body of a focus ring, and then loaded into a CIP machine and then pressed to prepare a green body. After the green body was processed to have a size similar to that of the focus ring, the green body was subjected to a carbonization process. The green body undergoing the carbonization process was sintered at normal pressure in a sintering furnace. After the sintered body thus prepared, the surface of the sintered body is flattened. The shape processing was performed in the form of a focus ring by a wire discharge method to prepare a focus ring of each example. Table 1 below summarizes the content of raw materials applied to each production example, and the sintering temperature and time.

2. 제조예 9 내지 14의 포커스 링의 제조2. Preparation of focus rings of Preparation Examples 9 to 14

탄화붕소 입자(입도 D50 0.7㎛)를 도 7에 제시된 것과 같은 성형다이에 충진하고, 상기 성형다이를 도 4에 제시된 것과 같은 장비에 장입한 후, 아래 표 1에 제시된 온도, 압력 및 시간으로 소결하여 제조예 9 내지 14의 포커스 링을 제조하였다.After filling the boron carbide particles (particle size D50 0.7 µm) into a molding die as shown in FIG. 7, and charging the molding die into equipment as shown in FIG. 4, sintering at the temperature, pressure and time shown in Table 1 below. Thus, the focus rings of Preparation Examples 9 to 14 were prepared.

3. 비교예 1 내지 3의 포커스 링3. Focus rings of Comparative Examples 1 to 3

CVD 법으로 다결정 SiC를 제조하여 비교에 1의 포커스 링으로 적용하였다. 구체적으로 그라파이트 기판 상에 SiC 증착막을 형성하고, 그라파이트 기판을 제거한 후 형상가공과 폴리싱 과정을 거쳐 비교예 1의 포커스 링을 제조했다. 그라파이트 기판에 SiC가 증착된 샘플의 단면사진을 도 9의 삽입사진으로, 이후 설명하는 내플라즈마 테스트 후의 표면 사진을 도 9에 나타냈다. Polycrystalline SiC was prepared by CVD and applied as a focus ring of 1 for comparison. Specifically, a SiC deposition film was formed on a graphite substrate, and after removing the graphite substrate, a focus ring of Comparative Example 1 was manufactured through a shape processing and polishing process. A cross-sectional photograph of a sample in which SiC is deposited on a graphite substrate is an insertion photograph of FIG. 9, and a surface photograph after plasma resistance test described later is illustrated in FIG. 9.

Si 포커스 링은 단결정 Si(100,111) 적용하여 비교예 2의 포커스 링으로 적용했다.The Si focus ring was applied as single crystal Si (100,111) to the focus ring of Comparative Example 2.

WC 포커스 링은 자사 제조한 제품을 적용했다(구체적인 제조방법은 당사 특허등록 10-1870051건 참고).WC Focus Ring applied its own product (for specific manufacturing method, see our patent registration 10-1870051).

제조예 #Manufacturing example # 첨가제1Additive 1 첨가제2Additive 2 탄화붕소 분말(중량%)Boron carbide powder (% by weight) 소결온도Sintering temperature 소결시간Sintering time 압력pressure 비고Remark (중량%)(weight%) (중량%)(weight%) (℃(℃ (시간)(time) (Mpa)(Mpa) 1One 2020 00 잔량Balance 23802380 1010 상압Atmospheric pressure B₄CB ₄ C 22 2020 00 잔량Balance 23802380 1515 상압Atmospheric pressure B₄CB ₄ C 33 1010 00 잔량Balance 23802380 1515 상압Atmospheric pressure B₄CB ₄ C 44 00 55 잔량Balance 23802380 1515 상압Atmospheric pressure B₄CB ₄ C 55 00 1010 잔량Balance 23802380 1515 상압Atmospheric pressure B₄CB ₄ C 66 00 1515 잔량Balance 23802380 1515 상압Atmospheric pressure B₄CB ₄ C 77 1010 55 잔량Balance 23802380 1515 상압Atmospheric pressure B₄CB ₄ C 88 2020 00 잔량Balance 23802380 1515 상압Atmospheric pressure B₄CB ₄ C 99 1010 00 잔량Balance 19501950 55 2525 B₄CB ₄ C 1010 00 55 잔량Balance 19501950 55 2525 B₄CB ₄ C 1111 00 1010 잔량Balance 19501950 55 2525 B₄CB ₄ C 1212 00 1515 잔량Balance 19501950 55 2525 B₄CB ₄ C 1313 1010 55 잔량Balance 19501950 55 2525 B₄CB ₄ C 1414 00 00 100100 19501950 55 2525 B₄CB ₄ C 비교예 1Comparative Example 1 -- -- -- -- -- -- CVD-SiCCVD-SiC 비교예 2Comparative Example 2 -- -- -- -- -- -- SiSi 비교예 3Comparative Example 3 -- -- -- -- -- -- WCWC

* 첨가제 1은 소결특성개선제1로 탄소를 적용함. * As additive 1, carbon is applied as sintering property improvement agent 1.

** 첨가제 2는 소결특성개선제2로 보론옥사이드를 적용함.** For additive 2, boron oxide is applied as a sintering characteristic improving agent 2.

3. 물성의 평가 3. Evaluation of physical properties

(1) 상대밀도평가 및 표면관찰(1) Relative density evaluation and surface observation

상대밀도(%)는 아르키메데스법으로 측정했다. 그 결과를 아래 표 2에 나타냈다. 또한, 표면특성은 전자현미경으로 관찰했고, 각각이 표면 특성을 첨부 도면에 제시했다. "-" 표시는 측정하지 않음을 의미한다.The relative density (%) was measured by the Archimedes method. The results are shown in Table 2 below. In addition, surface properties were observed with an electron microscope, and each surface property was presented in the accompanying drawings. The "-" sign means no measurement.

(2) 열전도율, 저항특성 및 식각률 특성(2) Thermal conductivity, resistance characteristic and etch rate characteristic

열전도율[W/(m*k)]은 Laser Flash Apparatus(LFA457)으로 측정했다.The thermal conductivity [W / (m * k)] was measured by Laser Flash Apparatus (LFA457).

저항 특성(Ωㆍcm)은 비저항 표면저항 측정기(MCP-T610)으로 측정했다.The resistance characteristics (Ω · cm) were measured with a specific resistance surface resistance meter (MCP-T610).

(3) 식각률 특성 및 파티클 형성여부 (3) Etch rate characteristics and particle formation

식각률 특성(%)은, TEL 플라즈마 장비에 2000W의 RF power를 적용하여 동일한 온도와 분위기 하에서 진행했다.The etching rate characteristic (%) was performed under the same temperature and atmosphere by applying 2000 W of RF power to the TEL plasma equipment.

파티클 형성여부는 식각률 특성 평가 시 분위기 또는 평가 후 장비 챔버 내에 남아있는 파티클 유무로 평가했다.Particle formation was evaluated by evaluating the presence or absence of particles remaining in the equipment chamber after evaluating the etch rate characteristics.

상기 평가 결과는 표 2와 표 3에 제시했다.The evaluation results are presented in Table 2 and Table 3.

제조예 #Manufacturing example # 25도씨
열전도율25 degrees
Thermal conductivity 200도씨
열전도율200 degrees
Thermal conductivity 400도씨
열전도율400 degrees
Thermal conductivity 600도씨
열전도율600 degrees
Thermal conductivity 800도씨
열전도율800 degrees
Thermal conductivity HD₂₅:HD₈₀₀ 비율HD ₂₅ : HD ₈₀₀ ratio 표면
관찰surface
observe 1One -- -- -- -- -- -- 도 8Fig. 8 22 31.66531.665 26.76426.764 22.48122.481 19.219.2 16.62516.625 0.5250.525 -- 33 30.26930.269 25.2925.29 21.14421.144 18.16218.162 15.68415.684 0.5180.518 -- 44 -- -- -- -- -- -- 도 10(a)Fig. 10 (a) 77 -- -- -- -- -- -- 도 10(b)Fig. 10 (b) 1414 23.65923.659 13.30713.307 9.4199.419 7.4977.497 6.3156.315 0.2690.269 -- 비교예 1Comparative Example 1 265.526265.526 165.251165.251 116.373116.373 85.04585.045 68.31268.312 0.2570.257 도9Figure 9

제조예 #Manufacturing example # 상대밀도Relative density 식각률(%)
(1)Etch rate (%)
(One) 식각률(%)
(2)Etch rate (%)
(2) 불소이온
파티클형성Fluoride ion
Particle formation 파탄면
확인Patan-myeon
Confirm 1One 90.7690.76 -- -- -- -- 22 93.1193.11 86.2286.22 -- XX -- 33 94.1494.14 -- -- -- -- 44 94.3294.32 -- -- -- -- 55 95.4295.42 -- -- -- -- 66 94.3594.35 -- -- -- -- 77 97.4397.43 61.5461.54 4040 XX 도 11(a)Fig. 11 (a) 1414 99.999.9 59.3959.39 3636 XX 도 11(b)Fig. 11 (b) 비교예 1Comparative Example 1 -- 100100 6262 XX -- 비교예 2Comparative Example 2 -- -- 100100 XX -- 비교예 3Comparative Example 3 -- -- 5151 OO --

위의 실험 결과들을 참고하면, 제조예 1 내지 14의 샘플들은 전체적으로 상태밀도 특성이 우수하고, 표면특성 결과를 관찰해도 탄소 영역의 분포가 비교적 고르게 퍼져 있다는 점도 확인할 수 있었다.Referring to the above experimental results, it was also confirmed that the samples of Preparation Examples 1 to 14 have excellent state density properties as a whole, and the distribution of the carbon region is relatively evenly distributed even when the surface property results are observed.

특히, 제조예 14의 경우에는 상대밀도가 상당히 높고, 파단면을 확인한 결과를 비교하여도 상당히 치밀하여, 기공이 실질적으로 거의 관찰되지 않는 치밀한 구조를 갖는다는 점을 확인했다.Particularly, in the case of Production Example 14, it was confirmed that the relative density was considerably high, and even when comparing the results of checking the fracture surface, it was quite dense and had a dense structure in which pores were hardly observed.

보론 옥사이드를 소결특성개선제로 적용하는 제조예 5의 경우가 동량의 탄소를 적용한 제조예 3과 비교하여 더 높은 상대밀도를 가졌으며, 탄소와 보론옥사이드를 함께 적용한 제조예 7의 경우가 소결 조건을 동일하게 적용한 것들과 비교했을 때 월등하게 우수한 상대밀도 값을 가졌다.In the case of Production Example 5, in which boron oxide was applied as a sintering property improving agent, it had a higher relative density compared to Production Example 3 in which the same amount of carbon was applied, and in the case of Production Example 7 in which carbon and boron oxide were applied together, the sintering conditions were Compared to those applied equally, it had an excellent relative density value.

이렇게 제조된 샘플들은 비교예 1의 탄화규소와 비교해서 열전도율 특성이 서로 구별되어 넓은 온도 범위에서 비교적 일정한 열전도율을 갖는 것으로 나타났고, 탄화규소, 텅스켄카바이드, 단결정 실리콘과 비교해서 월등하게 우수한 식각률을 나타내, 내식각성도 상당히 우수한 것으로 평가되었다. 아울러, 플라즈마 환경에서 불소이온과 결합하여 입자를 형성하지 않아, 보다 고정밀도 에칭 가공을 불량이 적게 진행할 수 있는 것으로 평가되었다. Compared to silicon carbide of Comparative Example 1, the samples prepared in this way were distinguished from each other and exhibited relatively constant thermal conductivity over a wide temperature range. It was evaluated that the corrosion resistance was also excellent. In addition, it was evaluated that the defects can be performed in a high-precision etching process less by not forming particles by combining with fluorine ions in a plasma environment.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the scope of the present invention is not limited to this, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also provided. It belongs to the scope of rights.

1: 기판 10: 링형부품
100: 본체 200: 안착부
102: 본체외경면 104: 본체내경면
106: 본체상면 204: 안착부내경면
206: 안착부상면
500: 식각장치 510: 챔버하우징
516: 연결부 520: 챔버상부조립체
524: 전극판조립체 530: 기판홀더
540: 덕트 550: 수직이동장치
562: 실드링 564: 배플판
400: 가공장치, 방전와이어가공부
410: 가공부하우징 416: 가공용액
420: 와이어이동부 430: 와이어전극
440: 전원(직류전원) 480: 소결체
300: 소결장치
310: 소결로 320: 가열부
330: 성형다이 332: 상부가압부
334: 하부가압부 380: 원료물질 또는 소결체
600: 소결장치
610: 전원부 612: 제1전극
614: 제2전극 620: 성형다이
622: 제1가압부 624: 제2가압부
630: 챔버 680: 원료물질 또는 소결체
700: 성형다이
710: 다이저면부 715: 다이외면부
720: 다이하우징 730: 다이상면부
732: 본체상면부 734: 본체외상면부
736: 안착상면부 738: 내경상면부
731: 본체안착상면부
19: 중공, 링형중공 190: 본체중공
290: 안착부중공1: Substrate 10: Ring-shaped parts
100: main body 200: seating portion
102: body outer mirror surface 104: body inner mirror surface
106: upper body surface 204: inner surface of the seating portion
206: seating surface
500: etching device 510: chamber housing
516: Connection 520: Chamber upper assembly
524: electrode plate assembly 530: substrate holder
540: duct 550: vertical moving device
562: shield ring 564: baffle plate
400: processing device, electric discharge wire processing
410: processing load housing 416: processing solution
420: wire moving unit 430: wire electrode
440: power (DC power) 480: sintered body
300: sintering device
310: sintering furnace 320: heating section
330: forming die 332: upper pressing portion
334: lower pressing portion 380: raw material or sintered body
600: sintering device
610: power supply unit 612: first electrode
614: second electrode 620: forming die
622: first pressing unit 624: second pressing unit
630: chamber 680: raw material or sintered body
700: forming die
710: die surface portion 715: die outer surface portion
720: die housing 730: die top surface
732: body upper surface portion 734: body outer surface portion
736: seating upper surface portion 738: inner diameter upper surface portion
731: Body seating upper surface
19: hollow, ring hollow 190: body hollow
290: Seating hollow

Claims (10)

일정한 간격을 두고 위치하는 본체상면과 본체저면, 상기 본체상면의 외측 외곽선과 상기 본체저면의 외측 외곽선을 서로 연결하는 면인 본체외경면 및 상기 본체상면의 내측 외곽선과 연결되며 본체의 일부 또는 전부를 감싸는 본체내경면으로 둘러싸인 본체; 그리고
상기 본체내경면과 그 외경이 직접 연결되며 상기 본체상면보다 낮은 위치에 배치되는 안착부상면, 상기 안착부상면과 일정한 간격을 두고 위치하며 상기 본체저면과 연결되는 안착부저면 및 상기 안착부상면의 내측 외곽선과 상기 안착부저면의 내측 외곽선을 서로 연결하는 면인 안착부내경면으로 둘러싸인 안착부;를 포함하여, 상기 안착부상면 상에 기판이 안착되도록 상기 본체상면과 단차를 허용하는 것으로,
탄화붕소 함유 입자가 네킹된 탄화붕소 소결체를 그 표면 또는 전체에 포함하며, 400 ℃에서 측정한 열전도도 값이 27 W/(m*k) 이하인, 식각장치용 링형부품.
It is connected to the outer surface of the main body and the main body, which are positioned at regular intervals, the outer outer surface of the main body, and the outer outer surface of the main body, which are connected to each other. A body surrounded by an inner mirror surface; And
The inner surface of the main body and its outer diameter are directly connected, and the seating surface is disposed at a lower position than the upper surface of the main body, and the seating surface and the seating surface are located at regular intervals from the seating surface and connected to the body bottom. Including a seating portion surrounded by an inner outline of the seating portion, which is a surface connecting the inner outline and the inner outline of the bottom of the seating portion;
A ring-shaped part for an etching apparatus, comprising a boron carbide sintered body in which the boron carbide-containing particles are necked, and having a thermal conductivity measured at 400 ° C of 27 W / (m * k) or less.
제1항에 있어서,
상기 본체상면과 상기 본체저면 사이의 거리는 상기 안착부상면과 상기 안착부저면 사이의 거리를 기준으로 1.5 내지 3배인, 식각장치용 링형부품.
According to claim 1,
The distance between the top surface of the main body and the bottom of the main body is 1.5 to 3 times based on the distance between the top surface of the seating portion and the bottom of the seating portion.
제1항에 있어서,
상기 본체상면 또는 상기 안착부상면은 25 ℃에서 측정한 열 전도도 값과 800 ℃에서 측정한 열전도도 값의 비율이 1: 0.2 내지 3인, 식각장치용 링형부품.
According to claim 1,
The ratio of the thermal conductivity value measured at 25 ° C and the thermal conductivity value measured at 800 ° C is 1: 0.2 to 3 on the main body surface or the seating surface.
제1항에 있어서,
상기 본체상면 또는 상기 안착부상면에서 기공의 직경이 10㎛ 이상인 부분의 면적이 5% 이하인, 식각장치용 링형부품.
According to claim 1,
A ring-shaped part for an etching apparatus, wherein an area of a portion having a pore diameter of 10 μm or more on the upper surface of the main body or the seating portion is 5% or less.
제1항에 있어서,
상기 링형부품은 플라즈마 식각장비 내에서 불소 이온 또는 염소 이온과 접촉하여 파티클을 형성하지 않는, 식각장치용 링형부품.
According to claim 1,
The ring-shaped part is a ring-shaped part for the etching apparatus that does not form particles by contact with fluorine ions or chlorine ions in the plasma etching equipment.
제1항에 있어서,
상기 본체상면은 단결정 실리콘(Si)으로 이루어진 본체상면 대비 55% 이하의 식각률을 갖는 것인, 식각장치용 링형부품.
According to claim 1,
The top surface of the body has an etch rate of 55% or less compared to the top surface of the body made of single crystal silicon (Si), a ring-shaped component for an etching apparatus.
제7항에 있어서,
상기 식각률은 플라즈마 장비에서 RF 전력 2,000W로 노출시간을 280 hr을 적용하는 동일한 조건에서 식각 정도를 비교한 것인, 식각장치용 링형부품.
The method of claim 7,
The etch rate is a comparison of the etch rate under the same conditions of applying an exposure time of 280 hr with an RF power of 2,000 W in plasma equipment, a ring-shaped component for an etch device.
제1항에 있어서,
상기 링형부품은 플라즈마 처리장치의 챔버 내에 위치하며 기판이 안착되는 것을 허용하는 포커스 링인, 식각장치용 링형부품.
According to claim 1,
The ring-shaped component is located in the chamber of the plasma processing apparatus and is a focus ring allowing the substrate to be seated.
제1항에 따른 링형부품이 포커스 링으로 장착된 식각장치.
An etching apparatus in which the ring-shaped part according to claim 1 is mounted as a focus ring.
제1항에 따른 식각장치용 링형부품을 플라즈마 식각장치의 포커스 링으로 장착하고, 상기 안착부상면 상에 기판이 위치하도록 기판을 배치하는 장착단계; 그리고
상기 플라즈마 식각장치를 가동하여, 상기 기판을 미리 정해진 패턴으로 식각하여 식각된 기판을 제조하는 식각단계;
를 포함하는, 기판의 식각방법.
A mounting step of mounting the ring-shaped component for an etching apparatus according to claim 1 as a focus ring of a plasma etching apparatus, and placing the substrate on the upper surface of the seating portion; And
An etching step of operating the plasma etching apparatus and etching the substrate in a predetermined pattern to produce an etched substrate;
The etching method of the substrate comprising a.

Images