KR20240104245A - Silicon Carbide Ring with Internal Channel and Method for Manufacturing the Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 탄화규소 링 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 그 내부에 채널이 형성된 탄화규소 링 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은, a) 일면에 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 포함하는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계와, b) 상기 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 상기 오목부가 형성된 일면이 결합 면이 되도록 일체화하여, 채널이 형성된 탄화규소 링을 얻는 단계를 포함하는 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법을 제공한다. 본 발명에 따른 탄화규소 링은 그 내부에 채널이 형성되어 있다. 따라서 본 발명에 따른 탄화규소 링을 포커스 링으로 사용하면, 채널에 냉매를 흘리는 방법으로 포커스 링 자체를 냉각할 수 있다. 그리고 이를 통해 포커스 링 위에 배치되는 반도체 웨이퍼도 냉각하여 반도체 웨이퍼의 위치별 온도의 불균일을 최소화할 수 있다.The present invention relates to a silicon carbide ring and a method of manufacturing the same. More specifically, it relates to a silicon carbide ring with a channel formed therein and a method of manufacturing the same. The present invention includes the steps of a) obtaining a pair of sub-silicon carbide rings including a sub-silicon carbide ring with a concave portion formed on one side, and b) obtaining the pair of sub-silicon carbide rings with one side having the concave portion being a joining surface. A method for manufacturing a channel-formed silicon carbide ring is provided, including the step of obtaining a channel-formed silicon carbide ring by integrating as much as possible. The silicon carbide ring according to the present invention has a channel formed therein. Therefore, when the silicon carbide ring according to the present invention is used as a focus ring, the focus ring itself can be cooled by flowing coolant through the channel. In addition, through this, the semiconductor wafer placed on the focus ring can also be cooled to minimize temperature unevenness at each location of the semiconductor wafer.

Description

채널이 형성된 탄화규소 링 및 그 제조방법{Silicon Carbide Ring with Internal Channel and Method for Manufacturing the Same}Silicon Carbide Ring with Internal Channel and Method for Manufacturing the Same}

본 발명은 탄화규소 링 및 그 제조방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 그 내부에 채널이 형성된 탄화규소 링 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a silicon carbide ring and a method of manufacturing the same. More specifically, it relates to a silicon carbide ring with a channel formed therein and a method of manufacturing the same.

탄화규소 링은 반도체 소자 제조 공정 중 건식 에칭 공정에서 웨이퍼를 지지하는 포커스 링(focus ring) 등으로 사용된다. 탄화규소는 융점이 높고, 열팽창계수가 낮으며, 강성이 높기 때문에 포커스 링의 소재로 적합하다.Silicon carbide rings are used as focus rings to support wafers during the dry etching process during the semiconductor device manufacturing process. Silicon carbide is suitable as a focus ring material because it has a high melting point, low thermal expansion coefficient, and high rigidity.

도 1은 종래의 에칭 장비의 반도체 웨이퍼 지지구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 에칭 공정에서 사용되는 반응 챔버 내부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체 웨이퍼(W)를 지지하는 정전 척(ESC, Electrostatic Chuck, 3)이 구비된다. 그리고 정전 척(3)의 측부에는 포커스 링(4)이 설치된다. 포커스 링(4)은 반도체 웨이퍼(W)의 가장 자리부가 집중적으로 에칭되는 것을 방지하기 위해서 사용된다. Figure 1 is a cross-sectional view schematically showing the semiconductor wafer support structure of conventional etching equipment. As shown in FIG. 1, inside the reaction chamber used in the etching process, an electrostatic chuck (ESC, 3) is provided to support the semiconductor wafer W. And a focus ring (4) is installed on the side of the electrostatic chuck (3). The focus ring 4 is used to prevent the edge portion of the semiconductor wafer W from being intensively etched.

정전 척(3)에는 정전 척(3) 상에 지지되는 반도체 웨이퍼(W)가 과열되는 것을 방지하기 위한 냉매가 흐르는 냉각 유로(5)가 구비된다. 또한, 반도체 웨이퍼(W)의 온도를 측정하기 위한 열전대(Thermocouple)가 설치되는 통로가 형성될 수 있다.The electrostatic chuck 3 is provided with a cooling passage 5 through which coolant flows to prevent the semiconductor wafer W supported on the electrostatic chuck 3 from overheating. Additionally, a passage may be formed where a thermocouple for measuring the temperature of the semiconductor wafer (W) is installed.

그런데 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각 유로(5)는 포커스 링(4)이 위치하는 영역에까지는 연장되지 않는다. 따라서 포커스 링(4)은 냉각 유로(5)를 순환하는 냉매에 의해서 냉각되기가 어려우며, 포커스 링(4) 위에 위치하는 반도체 웨이퍼(W)의 가장자리 부분도 충분히 냉각되기 어렵다. 따라서 반도체 웨이퍼(W)의 가장자리 부분은 중심 부분에 비해 상대적으로 온도가 높아진다. 이러한 반도체 웨이퍼(W)의 위치별 온도의 불균일은 에칭의 불균일을 유발하게 된다.However, as shown in FIG. 1, the cooling passage 5 does not extend to the area where the focus ring 4 is located. Therefore, it is difficult for the focus ring 4 to be cooled by the refrigerant circulating in the cooling passage 5, and it is also difficult for the edge portion of the semiconductor wafer W located on the focus ring 4 to be sufficiently cooled. Therefore, the temperature of the edge portion of the semiconductor wafer (W) becomes relatively higher than that of the center portion. This non-uniform temperature at each location of the semiconductor wafer (W) causes non-uniform etching.

이러한 문제점을 개선하기 위해서 한국등록특허 제10-0674922호에는 반도체 웨이퍼를 지지하는 제1 상면 및 반도체 웨이퍼의 측부에 도입되는 포커스 링 아래에 대응되는 제2 상면을 가지는 몸체를 구비하며, 제1 상면의 영역 내에 위치하여 웨이퍼를 냉각하는 냉각 제1유로, 및 제2 상면의 영역 내에 위치하여 포커스 링을 냉각하여 반도체 웨이퍼의 가장자리 부분의 냉각 효과를 강화하는 냉각 제2 유로를 포함하는 정전 척이 개시되어 있다.In order to improve this problem, Korean Patent No. 10-0674922 includes a body having a first upper surface supporting a semiconductor wafer and a second upper surface corresponding to a focus ring introduced on the side of the semiconductor wafer, and the first upper surface Disclosed is an electrostatic chuck including a first cooling flow path located in the area of the wafer to cool the wafer, and a second cooling flow path located in the area of the second upper surface to cool the focus ring to enhance the cooling effect of the edge portion of the semiconductor wafer. It is done.

그러나 반도체 웨이퍼의 전체 면적 중에 사용 면적의 비율이 증가함에 따라서 이러한 방법만으로는 반도체 웨이퍼의 가장자리 부분까지 충분히 냉각하기 어렵다는 문제가 있다.However, as the ratio of the used area to the total area of the semiconductor wafer increases, there is a problem that it is difficult to sufficiently cool the edges of the semiconductor wafer using this method alone.

한국등록특허 제10-0674922호Korean Patent No. 10-0674922

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 채널이 형성된 탄화규소 링 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is intended to solve the above-mentioned problems and aims to provide a silicon carbide ring with a channel formed thereon and a method for manufacturing the same.

상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, a) 일면에 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 포함하는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계와, b) 상기 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 상기 오목부가 형성된 일면이 결합 면이 되도록 일체화하여, 채널이 형성된 탄화규소 링을 얻는 단계를 포함하는 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above-described object, the present invention includes the steps of a) obtaining a pair of sub-silicon carbide rings including a sub-silicon carbide ring with a concave portion formed on one surface, and b) obtaining the pair of sub-silicon carbide rings. A method for manufacturing a channel-formed silicon carbide ring is provided, including the step of integrating one surface on which the concave portion is formed to become a bonding surface to obtain a channel-formed silicon carbide ring.

또한, 상기 a) 단계는, a-1) 서로 나란한 제1 면과 제2 면을 구비하는 링 형태의 기재로서, 상기 제1 면과 상기 제2 면 중 적어도 하나의 면에는 그 면으로부터 돌출된 돌출부가 길게 형성된 기재를 준비하는 단계와, a-2) 화학 기상 증착 장치의 챔버의 내부에 상기 기재를 배치하는 단계와, a-3) 화학 기상 증착 공정을 통해서, 상기 기재의 표면에 상기 돌출부에 대응하는 오목부가 형성된 탄화규소 층을 형성하는 단계와, a-4) 상기 탄화규소 층이 형성된 상기 기재로부터 상기 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 포함하는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계를 포함하는 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법을 제공한다.In addition, step a) includes a-1) a ring-shaped substrate having a first side and a second side parallel to each other, and at least one of the first side and the second side has a protruding surface from the first side and the second side. preparing a substrate with long protrusions, a-2) placing the substrate inside a chamber of a chemical vapor deposition apparatus, and a-3) forming the protrusions on the surface of the substrate through a chemical vapor deposition process. forming a silicon carbide layer having a corresponding concave portion formed thereon, and a-4) obtaining a pair of sub silicon carbide rings including the sub silicon carbide ring having the concave portion formed from the substrate on which the silicon carbide layer is formed. A method for manufacturing a silicon carbide ring having a channel formed thereon is provided.

또한, 상기 기재의 중심의 개구에 배치되는 고정 링과 상기 기재의 내주면과 상기 고정 링을 연결하는 살들을 더 포함하며, 상기 a-2) 단계는, 화학 기상 증착 장치의 챔버의 내부에 설치된 고정 축에 상기 고정 링을 끼워, 상기 기재를 상기 챔버의 내부에 배치하는 단계인 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법을 제공한다.In addition, it further includes a fixing ring disposed in the opening at the center of the substrate and spokes connecting the fixing ring with the inner peripheral surface of the substrate, wherein step a-2) is performed by fixing the fixing ring disposed inside the chamber of the chemical vapor deposition apparatus. A method of manufacturing a silicon carbide ring having a channel is provided, which includes inserting the fixing ring into a shaft and placing the substrate inside the chamber.

또한, 상기 고정 링은 상기 기재의 나머지 부분에 비해서 두꺼운 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법을 제공한다.Additionally, the fixing ring provides a method of manufacturing a silicon carbide ring having a channel thicker than the remaining portion of the substrate.

또한, 상기 a-2) 단계는 상기 고정 축에 끼워진 인접하는 상기 고정 링들이 서로 밀착되고, 인접하는 상기 기재들 사이에는 간격이 생기도록, 복수의 상기 기재들을 상기 챔버 내부에 배치하는 단계인 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법을 제공한다.In addition, step a-2) is a step of arranging a plurality of substrates inside the chamber so that the adjacent fixing rings inserted into the fixing shaft are in close contact with each other and a gap is created between the adjacent substrates. A method of manufacturing the formed silicon carbide ring is provided.

또한, 상기 기재는 흑연으로 이루어진 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법을 제공한다.Additionally, the above description provides a method of manufacturing a silicon carbide ring having a channel made of graphite.

또한, 상기 b) 단계 후에 탄화규소 링의 표면에 탄화규소 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는 탄화규소 링의 제조방법을 제공한다.In addition, a method for manufacturing a silicon carbide ring is provided, further comprising forming a silicon carbide coating layer on the surface of the silicon carbide ring after step b).

또한, 상기 a-4) 단계는, a-4-1) 상기 탄화규소 층이 형성된 상기 기재의 내주면 측의 제1 원형 절단 선과, 상기 기재의 외주면 측의 제2 원형 절단 선을 따라서 상기 탄화규소 층이 형성된 상기 기재를 절단하는 단계와, a-4-2) 상기 탄화규소 층이 형성된 상기 기재의 두께 방향 중심부를 절단하여, 상기 탄화규소 층이 형성된 한 쌍의 분할 기재들을 얻는 단계와, a-4-3) 상기 분할 기재들에서 상기 기재에 해당하는 부분을 제거하여 상기 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 포함하는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계를 포함하는 탄화규소 링의 제조방법을 제공한다.In addition, in step a-4), a-4-1) the silicon carbide is cut along a first circular cutting line on the inner peripheral surface side of the substrate on which the silicon carbide layer is formed and a second circular cutting line on the outer peripheral surface side of the substrate. cutting the substrate on which the layer is formed, a-4-2) cutting a central portion in the thickness direction of the substrate on which the silicon carbide layer is formed to obtain a pair of split substrates on which the silicon carbide layer is formed, a-4-2) -4-3) A method of manufacturing a silicon carbide ring comprising the step of removing a portion corresponding to the substrate from the divided substrates to obtain a pair of sub silicon carbide rings including the sub silicon carbide ring in which the concave portion is formed. to provide.

또한, 상기 기재의 상기 제1 면과 상기 제2 면에는 각각 상기 제1 원형 절단 선과 상기 기재의 내주면 사이에 형성되는 제1 원형 그루브와, 상기 제2 원형 절단 선과 상기 기재의 외주면 사이에 형성되는 제2 원형 그루브가 형성되는 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법을 제공한다.In addition, the first and second surfaces of the substrate include a first circular groove formed between the first circular cutting line and the inner peripheral surface of the substrate, and a first circular groove formed between the second circular cutting line and the outer peripheral surface of the substrate. A method of manufacturing a silicon carbide ring having a channel in which a second circular groove is formed is provided.

또한, 상기 a-4-3) 단계는, 상기 서브 탄화규소 링을 불활성 가스와 수증기가 혼합된 가스 분위기에서 열처리하여, 상기 기재를 분해하는 단계를 포함하는 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법을 제공한다.In addition, step a-4-3) is a method of manufacturing a silicon carbide ring with a channel including the step of decomposing the substrate by heat-treating the sub-silicon carbide ring in a gas atmosphere mixed with inert gas and water vapor. to provide.

또한, 상기 가스 분위기는 상기 불활성 가스를 물이 저장된 수조를 통과시킨 후에 열처리로에 투입하는 방법으로 얻는 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법을 제공한다.In addition, the gas atmosphere provides a method of manufacturing a silicon carbide ring with a channel obtained by passing the inert gas through a water tank and then injecting it into a heat treatment furnace.

또한, 상기 a) 단계는, a-1) 서로 나란한 제1 면과 제2 면을 구비하는 링 형태의 기재를 준비하는 단계와, a-2) 화학 기상 증착 장치의 챔버의 내부에 상기 기재를 배치하는 단계와, a-3) 화학 기상 증착 공정을 통해서, 상기 기재의 표면에 탄화규소 층을 형성하는 단계와, a-4) 상기 탄화규소 층이 형성된 상기 기재로부터 상기 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 포함하는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계와, a-5) 상기 서브 탄화규소 링의 일면에 오목부를 형성하는 단계를 포함하는 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법을 제공한다.In addition, step a) includes a-1) preparing a ring-shaped substrate having first and second sides parallel to each other, and a-2) placing the substrate inside the chamber of the chemical vapor deposition apparatus. a-3) forming a silicon carbide layer on the surface of the substrate through a chemical vapor deposition process, and a-4) sub-silicon carbide in which the concave portion is formed from the substrate on which the silicon carbide layer is formed. A method for manufacturing a silicon carbide ring with a channel is provided, including obtaining a pair of sub-silicon carbide rings including a ring, and a-5) forming a concave portion on one surface of the sub-silicon carbide ring.

또한, 본 발명은 제1 서브 탄화규소 링과, 상기 제1 서브 탄화규소 링과 결합된 제2 서브 탄화규소 링을 포함하며, 상기 제1 서브 탄화규소 링과 상기 제2 서브 탄화규소 링 중 적어도 하나의 일면에는 오목부가 형성되며, 상기 제1 서브 탄화규소 링과 상기 제2 서브 탄화규소 링은 상기 오목부가 형성된 일면이 결합면이 되도록 일체화된 채널이 형성된 탄화규소 링을 제공한다.Additionally, the present invention includes a first sub-silicon carbide ring and a second sub-silicon carbide ring coupled to the first sub-silicon carbide ring, and at least one of the first sub-silicon carbide ring and the second sub-silicon carbide ring. A concave portion is formed on one side, and the first sub-silicon carbide ring and the second sub-silicon carbide ring provide a silicon carbide ring with an integrated channel formed so that the one side on which the concave portion is formed becomes a joining surface.

또한, 상기 탄화규소 링의 표면에 형성된 탄화규소 코팅층을 더 포함하는 채널이 형성된 탄화규소 링을 제공한다.In addition, a silicon carbide ring with a channel further comprising a silicon carbide coating layer formed on the surface of the silicon carbide ring is provided.

본 발명에 따른 탄화규소 링은 그 내부에 채널이 형성되어 있다. 따라서 본 발명에 따른 탄화규소 링을 포커스 링으로 사용하면, 채널에 냉매를 흘리는 방법으로 포커스 링 자체를 냉각할 수 있다. 그리고 이를 통해 포커스 링 위에 배치되는 반도체 웨이퍼도 냉각하여 반도체 웨이퍼의 위치별 온도의 불균일을 최소화할 수 있다.The silicon carbide ring according to the present invention has a channel formed therein. Therefore, when the silicon carbide ring according to the present invention is used as a focus ring, the focus ring itself can be cooled by flowing coolant through the channel. In addition, through this, the semiconductor wafer placed on the focus ring can also be cooled to minimize temperature unevenness at each location of the semiconductor wafer.

또한, 일부 채널 내부에 열전대를 설치하면, 포커스 링의 온도를 좀 더 정밀하게 조절할 수도 있다.Additionally, by installing a thermocouple inside some channels, the temperature of the focus ring can be controlled more precisely.

도 1은 종래의 에칭 장비의 반도체 웨이퍼 지지구조를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 채널이 형성된 탄화규소 링 제조방법의 순서도이다.
도 3은 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계의 순서도이다
도 5는 기재의 일예의 사시도이다.
도 6은 화학 기상 증착 장치의 챔버의 내부에 기재들이 배치된 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 기재의 표면에 탄화규소 층이 형성된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 8은 탄화규소 층이 형성된 기재로부터 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계의 순서도이다.
도 9는 탄화규소 층이 형성된 기재를 절단하는 단계를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 탄화규소 층이 형성된 기재가 절단된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 11은 한 쌍의 분할 기재들을 나타낸 단면도이다.
도 12는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 나타낸 단면도이다.
도 13은 탄화규소 링을 나타낸 단면도이다.
도 14는 탄화규소 코팅층이 형성된 탄화규소 링을 나타낸 단면도이다.
도 15는 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 얻는 다른 방법을 설명하기 위한 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 16은 기재의 다른 예의 사시도이다.Figure 1 is a cross-sectional view schematically showing the semiconductor wafer support structure of conventional etching equipment.
Figure 2 is a flowchart of a method for manufacturing a silicon carbide ring with a channel according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view schematically showing a sub silicon carbide ring in which a concave portion is formed.
4 is a flowchart of the steps for obtaining a pair of sub-silicon carbide rings.
Figure 5 is a perspective view of an example of a substrate.
Figure 6 is a diagram schematically showing the state in which substrates are placed inside the chamber of a chemical vapor deposition apparatus.
Figure 7 is a cross-sectional view showing a state in which a silicon carbide layer is formed on the surface of a substrate.
8 is a flowchart of steps for obtaining a pair of sub-silicon carbide rings from a substrate on which a silicon carbide layer has been formed.
Figure 9 is a cross-sectional view for explaining the step of cutting the substrate on which the silicon carbide layer is formed.
Figure 10 is a cross-sectional view showing a cut state of the substrate on which the silicon carbide layer is formed.
Figure 11 is a cross-sectional view showing a pair of split substrates.
Figure 12 is a cross-sectional view showing a pair of sub-silicon carbide rings.
Figure 13 is a cross-sectional view showing a silicon carbide ring.
Figure 14 is a cross-sectional view showing a silicon carbide ring on which a silicon carbide coating layer is formed.
15 is a flowchart illustrating steps for illustrating another method of obtaining a sub-silicon carbide ring in which a concave portion is formed.
Figure 16 is a perspective view of another example of the substrate.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 채널이 형성된 탄화규소 링 및 그 제조방법에 대해서 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, the silicon carbide ring with a channel according to the present invention and its manufacturing method will be described in detail with reference to the attached drawings. The examples introduced below are provided as examples so that the idea of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. And in the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 채널이 형성된 탄화규소 링 제조방법의 순서도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 채널이 형성된 탄화규소 링 제조방법은 일면에 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 포함하는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계(S1)와 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 오목부가 형성된 일면이 결합 면이 되도록 일체화하여, 채널이 형성된 탄화규소 링을 얻는 단계(S2)와, 탄화규소 링의 표면에 탄화규소 코팅층을 형성하는 단계(S3)를 포함한다.Figure 2 is a flowchart of a method for manufacturing a silicon carbide ring with a channel according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the method of manufacturing a silicon carbide ring with a channel according to an embodiment of the present invention includes the step of obtaining a pair of sub silicon carbide rings including a sub silicon carbide ring with a concave portion formed on one surface (S1). Integrating a pair of sub-silicon carbide rings so that one side where the concave portion is formed becomes a bonding surface to obtain a silicon carbide ring with a channel (S2), and forming a silicon carbide coating layer on the surface of the silicon carbide ring (S3) ) includes.

한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계(S1)에서는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들 각각의 일면에 오목부가 형성될 수 있다. 또한, 한 쌍의 서브 탄화규소 링 중에서 하나만 일면에 오목부가 형성될 수도 있다. 오목부는 서브 탄화규소 링의 일면 전체에 걸쳐서 길게 형성될 수 있다.In the step (S1) of obtaining a pair of sub-silicon carbide rings, a concave portion may be formed on one surface of each of the pair of sub-silicon carbide rings. Additionally, a concave portion may be formed on one side of only one of the pair of sub-silicon carbide rings. The concave portion may be formed long over the entire surface of the sub silicon carbide ring.

도 3은 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 개략적으로 나타낸 사시도이다. 도 3에서는 서브 탄화규소 링(10)에 동심원 형태의 2개의 오목부(11, 13)들이 형성된 것으로 도시되어 있다. 도 3의 오목부(11, 13)는 예시에 불과하며, 오목부(11, 13)는 용도에 따라서 다양한 형태로 형성될 수 있다.Figure 3 is a perspective view schematically showing a sub silicon carbide ring in which a concave portion is formed. In FIG. 3, it is shown that two concentric concave portions 11 and 13 are formed in the sub silicon carbide ring 10. The recesses 11 and 13 in FIG. 3 are merely examples, and the recesses 11 and 13 may be formed in various shapes depending on the purpose.

도 4는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계의 순서도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 단계(S1)는 돌출부가 길게 형성된 기재를 준비하는 단계(S11)로 시작된다.Figure 4 is a flowchart of steps for obtaining a pair of sub-silicon carbide rings. As shown in Figure 4, this step (S1) begins with a step (S11) of preparing a substrate with long protrusions.

도 5는 기재의 일예의 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 기재(30)는 대체로 링 형태이다. 기재(30)는 열전도도가 높은 소재로 이루어진다. 예를 들어, 흑연으로 제조될 수 있다. 기재(30)는 원판형의 흑연 플레이트를 가공하여 중심부에 개구(31)를 형성하는 방법으로 제조할 수 있다. 기재(30)의 크기는 제조 대상인 탄화규소 링의 크기에 의해서 정해질 수 있다. 탄화규소 링이 포커스 링으로 사용될 경우에는 기재(30)는 실리콘 웨이퍼에 비해서 좀 더 크다.Figure 5 is a perspective view of an example of a substrate. As shown in Figure 5, the substrate 30 is generally ring-shaped. The base material 30 is made of a material with high thermal conductivity. For example, it can be made from graphite. The substrate 30 can be manufactured by processing a disk-shaped graphite plate to form an opening 31 in the center. The size of the substrate 30 may be determined by the size of the silicon carbide ring to be manufactured. When a silicon carbide ring is used as a focus ring, the substrate 30 is larger than the silicon wafer.

기재(30)의 중심 개구(31)에는 고정 링(40)이 배치되며, 고정 링(40)과 기재(30)의 내주면(34)은 세 개의 살(43)들로 연결된다. 살(43)의 개수는 필요에 따라서 조절될 수 있다. 고정 링(40)의 두께는 기재(30)의 나머지 부분의 두께에 비해서 두꺼운 것이 바람직하다.A fixing ring 40 is disposed in the central opening 31 of the base material 30, and the fixing ring 40 and the inner peripheral surface 34 of the base material 30 are connected by three spokes 43. The number of spokes 43 can be adjusted as needed. The thickness of the fixing ring 40 is preferably thicker than the thickness of the remaining portion of the substrate 30.

기재(30)는 서로 나란한 제1 면(32)과 제2 면(33)을 구비한다. 기재(30)의 제1 면(32)과 제2 면(33) 중 적어도 하나에는 그 면으로부터 돌출된 돌출부(36, 37)가 길게 형성된다. 돌출부(36, 37)는 서브 탄화규소 링(10)의 오목부(11, 13)에 대응하는 형태이다.The substrate 30 has a first side 32 and a second side 33 parallel to each other. On at least one of the first surface 32 and the second surface 33 of the substrate 30, long protrusions 36 and 37 are formed protruding from the surface. The protrusions 36 and 37 have a shape corresponding to the recesses 11 and 13 of the sub silicon carbide ring 10.

돌출부(36, 37)가 제1 면(32)과 제2 면(33) 모두에 형성될 경우에는 이후 공정을 통해서 오목부(11, 13)가 형성된 한 쌍의 서브 탄화규소 링(10)을 얻을 수 있다. 제1 면(32)과 제2 면(33)에 형성된 돌출부(36, 37)는 형태가 서로 같거나, 서로 다를 수 있다. 돌출부(36, 37)가 제1 면(32)과 제2 면(33) 중 하나의 면에만 형성될 경우에는 오목부가 형성된 하나의 서브 탄화규소 링과 오목부가 형성되지 않은 하나의 서브 탄화규소 링을 얻을 수 있다.When the protrusions 36 and 37 are formed on both the first surface 32 and the second surface 33, a pair of sub-silicon carbide rings 10 with recesses 11 and 13 are formed through a later process. You can get it. The protrusions 36 and 37 formed on the first surface 32 and the second surface 33 may have the same shape or different shapes. When the protrusions 36 and 37 are formed on only one of the first surface 32 and the second surface 33, one sub-silicon carbide ring with a recess is formed and one sub-silicon carbide ring without a recess is formed. can be obtained.

기재(30)의 제1 면(32)과 제2 면(33) 각각에는 제1 원형 그루브(38)와 제2 원형 그루브(39)가 형성된다. 제1 원형 그루브(38)는 기재(30)의 내주면(34) 근처에 형성되며, 제2 원형 그루브(39)는 기재의 외주면(35) 근처에 형성된다. 제1 원형 그루브(38)와 제2 원형 그루브(39)는 이후 공정에서 응력을 완화하는 역할을 한다.A first circular groove 38 and a second circular groove 39 are formed on each of the first surface 32 and the second surface 33 of the substrate 30. The first circular groove 38 is formed near the inner peripheral surface 34 of the substrate 30, and the second circular groove 39 is formed near the outer peripheral surface 35 of the substrate. The first circular groove 38 and the second circular groove 39 serve to relieve stress in the subsequent process.

다음, 화학 기상 증착 장치의 챔버의 내부에 기재를 배치한다(S12).Next, the substrate is placed inside the chamber of the chemical vapor deposition apparatus (S12).

화학 기상 증착 장치의 챔버(1)의 내부에는 기재(30)의 고정 링(40)을 끼울 수 있는 고정 축(2)을 설치되어 있다. 화학 기상 증착 장치(1)로는 LPCVD(Low Pressure Chemical Vapor Deposition) 장치를 사용할 수 있다. LPCVD는 공정 챔버를 저압 상태로 만들기 때문에 고순도의 층을 형성할 수 있다는 장점이 있다.Inside the chamber 1 of the chemical vapor deposition apparatus, a fixing shaft 2 on which the fixing ring 40 of the substrate 30 can be mounted is installed. As the chemical vapor deposition device 1, a Low Pressure Chemical Vapor Deposition (LPCVD) device can be used. LPCVD has the advantage of forming a high-purity layer because it creates a low-pressure process chamber.

그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 고정 축(2)에 고정 링(40)을 끼워, 기재(30)들을 챔버(1)의 내부에 배치한다. 이때, 복수의 기재(30)들을 하나의 고정 축(2)에 고정시킬 수 있다. 고정 링(40)의 두께가 기재(30)의 다른 부분의 두께에 비해서 두꺼우므로 고정 링(40)들이 서로 밀착되도록 기재(30)들은 끼우면 인접하는 기재(30)들 사이에는 고정 링(40)과 기재(30)의 다른 부분의 두께 차이에 의한 간격(G)이 형성된다.And as shown in FIG. 6, the fixing ring 40 is inserted into the fixing shaft 2, and the substrates 30 are placed inside the chamber 1. At this time, a plurality of substrates 30 can be fixed to one fixed axis 2. Since the thickness of the fixing ring 40 is thicker than the thickness of other parts of the base material 30, when the base materials 30 are inserted so that the fixing rings 40 are in close contact with each other, the fixing ring 40 is formed between adjacent base materials 30. A gap G is formed due to a difference in thickness between the other parts of the substrate 30 and the substrate 30.

다음, 화학 기상 증착 공정을 통해서, 기재의 표면에 돌출부에 대응하는 오목부가 형성된 탄화규소 층을 형성한다(S13).Next, a silicon carbide layer with concave portions corresponding to the protrusions is formed on the surface of the substrate through a chemical vapor deposition process (S13).

도 7에 도시된 바와 같이, 본 단계에서는 화학 기상 증착 방법으로 기재(30)의 표면에 탄화규소 층(50)을 형성한다. 탄화규소 층(50)은 기재(30)의 제1 면(32), 제2 면(33), 내주면(34) 및 외주면(35) 모두에 증착된다. 고정 링(40)의 내주면과 상하면에는 탄화규소 층(40)이 형성되지 않을 수 있다. 고정 링(40)의 내주면은 고정 축(2)의 외주면과 접하며, 고정 링(40)의 상하면은 인접하는 다른 고정 링(40)의 상하면과 접하기 때문이다.As shown in FIG. 7, in this step, a silicon carbide layer 50 is formed on the surface of the substrate 30 using a chemical vapor deposition method. Silicon carbide layer 50 is deposited on all of the first side 32, second side 33, inner peripheral surface 34, and outer peripheral surface 35 of substrate 30. The silicon carbide layer 40 may not be formed on the inner peripheral surface and upper and lower surfaces of the fixing ring 40. This is because the inner peripheral surface of the fixed ring 40 is in contact with the outer peripheral surface of the fixed shaft 2, and the upper and lower surfaces of the fixed ring 40 are in contact with the upper and lower surfaces of another adjacent fixed ring 40.

화학 기상 증착 방법은 초고순도로 탄화규소 층(50)을 성장시킬 수 있다. 또한, 화학 기상 증착 방법은 공정 시간과 온도를 조절함으로써 탄화규소 층(50)의 두께를 정밀하게 조절할 수 있다는 장점도 있다. 또한, 화학 기상 증착 방법을 사용하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 여러 개의 기재(30)들을 겹치게 배치하는 방법으로 대량 생산이 가능하다.The chemical vapor deposition method can grow the silicon carbide layer 50 with ultra-high purity. Additionally, the chemical vapor deposition method has the advantage of being able to precisely control the thickness of the silicon carbide layer 50 by controlling the process time and temperature. In addition, using the chemical vapor deposition method, mass production is possible by arranging several substrates 30 overlapping, as shown in FIG. 6.

다음, 탄화규소 층이 형성된 기재로부터 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 포함하는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는다(S14).Next, a pair of sub silicon carbide rings including a sub silicon carbide ring in which a concave portion is formed are obtained from the substrate on which the silicon carbide layer is formed (S14).

도 8에 예시된 바와 같이, 본 단계는 탄화규소 층이 형성된 기재의 내주면 측의 제1 원형 절단 선과, 기재의 외주면 측의 제2 원형 절단 선을 따라서 탄화규소 층이 형성된 기재를 절단하는 단계(S141)로 시작될 수 있다.As illustrated in FIG. 8, this step includes cutting the substrate on which the silicon carbide layer is formed along a first circular cutting line on the inner peripheral surface side of the substrate on which the silicon carbide layer is formed and a second circular cutting line on the outer peripheral surface side of the substrate ( S141).

도 9에 도시된 바와 같이, 가상의 제1 원형 절단 선(CL1)은 제1 원형 그루브(38)와 안쪽 돌출부(36) 사이에 위치한다. 그리고 가상의 제2 원형 절단 선(CL2)은 제2 원형 그루브(39)와 바깥쪽 돌출부(37) 사이에 위치한다. 제1 원형 그루브(38)와 제2 원형 그루브(39)는 기재(30)를 절단하는 과정에서 응력에 의해 탄화규소 층(50)이 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다. 응력이 걸리면 그루브(38, 39)가 형성된 절단 선(CL1, CL2)들 바깥쪽 부분이 대신 파손되어 서브 탄화규소 링을 형성하는 절단 선(CL1, CL2)들 사이의 탄화규소 층이 파손되는 것을 방지한다.As shown in FIG. 9 , the virtual first circular cutting line CL 1 is located between the first circular groove 38 and the inner protrusion 36 . And the virtual second circular cutting line CL 2 is located between the second circular groove 39 and the outer protrusion 37. The first circular groove 38 and the second circular groove 39 serve to prevent the silicon carbide layer 50 from being damaged by stress during the process of cutting the substrate 30. When stress is applied, the outer portion of the cutting lines (CL 1 , CL 2 ) where the grooves (38, 39) are formed is broken instead, forming a sub-silicon carbide ring. The silicon carbide layer between the cutting lines (CL 1 , CL 2 ) prevent this from being damaged.

절단이 완료되면, 도 10에 도시된 바와 같이, 기재(30`)의 새로운 내주면(34`)과 외주면(35`)이 각각 외부로 노출된다. 그리고 고정 링(40)과 살(43)들은 기재(30)로부터 제거된다. 기재(30`)의 제1 면(32`)과 제2 면(33`)에는 탄화규소 층(51)이 남아있다. 남아있는 탄화규소 층(51)의 지름은 제조될 탄화규소 링의 지름과 거의 동일하다. 탄화규소 층(51)의 내주면과 외주면의 연마가 필요할 경우에는 탄화규소 층(51)의 지름이 완성된 탄화규소 링의 지름에 비해서 다소 클 수 있다.When cutting is completed, as shown in Figure 10, the new inner peripheral surface 34' and outer peripheral surface 35' of the substrate 30' are each exposed to the outside. And the fixing ring 40 and spokes 43 are removed from the substrate 30. The silicon carbide layer 51 remains on the first side 32′ and the second side 33′ of the substrate 30′. The diameter of the remaining silicon carbide layer 51 is approximately equal to the diameter of the silicon carbide ring to be manufactured. When polishing of the inner and outer peripheral surfaces of the silicon carbide layer 51 is required, the diameter of the silicon carbide layer 51 may be somewhat larger than the diameter of the completed silicon carbide ring.

다음, 탄화규소 층이 형성된 기재의 두께 방향 중심부를 절단하여, 탄화규소 층이 형성된 한 쌍의 분할 기재들을 얻는다(S142).Next, the central portion of the substrate on which the silicon carbide layer is formed in the thickness direction is cut to obtain a pair of split substrates on which the silicon carbide layer is formed (S142).

중심부를 절단하면, 도 11에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 분할 기재(45)들을 얻는다. 탄화규소 층(51)은 각각의 분할 기재(45)의 한쪽 면에만 남는다. When the center is cut, a pair of split substrates 45 are obtained, as shown in FIG. 11. The silicon carbide layer 51 remains on only one side of each split substrate 45.

다음, 분할 기재들에서 기재에 해당하는 부분을 제거하여 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 포함하는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는다(S143).Next, a portion corresponding to the substrate is removed from the divided substrates to obtain a pair of sub silicon carbide rings including a sub silicon carbide ring in which a concave portion is formed (S143).

예를 들어, 분할 기재(45)들에서 기재 부분(30``)을 식각 공정이나 연마 공정을 통해서 제거할 수 있다.For example, the substrate portion 30 `` of the divided substrates 45 may be removed through an etching process or a polishing process.

또한, 고온 열처리를 통해서 기재 부분(30``)만을 분해할 수도 있다. 예를 들어, 분할 기재(45)를 불활성 가스, 예를 들어, 질소와, 수증기가 혼합된 가스 분위기에서 열처리하여, 기재부분(30``) 만 분해할 수도 있다. 이때, 가스 분위기는 불활성 가스를 물이 저장된 수조를 통과시킨 후에 연속식 또는 배치(batch)식 열처리로에 투입하는 방법으로 얻을 수 있다. 수조는 물의 온도를 일정하게 유지시키는 항온 수조이다. 수조의 하부에 형성된 입구를 통해서 공급된 불활성 가스는 거품을 일으키며 수조에 저장된 물을 통과한 후에 수조의 상부에 형성된 출구를 통해서 배출된 후에 분위기 가스 공급 관을 통해서 열처리로의 내부로 공급된다. 이때 수증기의 응축을 방지하기 위해서 분위기 가스 공급 관을 가열할 필요가 있다. 수조를 통과한 불활성 가스에 포함되는 수증기의 양은 수조에 저장된 물의 온도가 높아질수록 증가한다. 수증기는 기재 부분(30``)의 분해를 촉진한다. Additionally, only the base portion 30`` can be decomposed through high temperature heat treatment. For example, the split substrate 45 may be heat-treated in a gas atmosphere containing an inert gas, for example, nitrogen and water vapor mixed, to decompose only the substrate portion 30 ``. At this time, the gas atmosphere can be obtained by passing an inert gas through a water tank and then injecting it into a continuous or batch heat treatment furnace. The water tank is a constant temperature water tank that maintains a constant temperature of water. The inert gas supplied through the inlet formed at the bottom of the water tank generates bubbles, passes through the water stored in the water tank, is discharged through the outlet formed at the top of the water tank, and is then supplied into the interior of the heat treatment furnace through the atmospheric gas supply pipe. At this time, it is necessary to heat the atmospheric gas supply pipe to prevent condensation of water vapor. The amount of water vapor contained in the inert gas passing through the water tank increases as the temperature of the water stored in the water tank increases. Water vapor promotes the decomposition of the substrate portion (30``).

도 12는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 나타낸 단면도이다.Figure 12 is a cross-sectional view showing a pair of sub-silicon carbide rings.

상술한 방법 이외에 다른 방법으로 한 쌍의 서브 탄화규소 링(10)들을 얻을 수도 있다. 예를 들어, 탄화규소 층이 형성된 기재를 절단하는 단계(S141) 이후에 기재와 상부 탄화규소 층 사이의 경계면을 절단하여, 하나의 서브 탄화규소 링을 얻고, 기재와 하부 탄화규소 층 사이의 경계면을 절단하여, 다른 하나의 서브 탄화규소 링을 얻을 수도 있다.In addition to the above-described method, a pair of sub-silicon carbide rings 10 may be obtained by other methods. For example, after the step of cutting the substrate on which the silicon carbide layer is formed (S141), the interface between the substrate and the upper silicon carbide layer is cut to obtain one sub-silicon carbide ring, and the interface between the substrate and the lower silicon carbide layer is obtained. By cutting, another sub silicon carbide ring can be obtained.

또한, 탄화규소 층이 형성된 기재를 절단하는 단계(S141) 이후에 상술한 고온 열처리를 통해서 기재를 분해시켜 한 쌍의 서브 탄화규소 링(10)들을 바로 얻을 수도 있다.In addition, after the step of cutting the substrate on which the silicon carbide layer is formed (S141), a pair of sub-silicon carbide rings 10 can be immediately obtained by decomposing the substrate through the high-temperature heat treatment described above.

다음, 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 오목부가 형성된 일면이 결합 면이 되도록 일체화하여, 채널이 형성된 탄화규소 링을 얻는 단계(S2)를 설명한다.Next, the step (S2) of obtaining a silicon carbide ring with a channel by integrating a pair of sub-silicon carbide rings so that one surface on which the concave portion is formed becomes a bonding surface will be described.

본 단계에서는 도 12와 13에 도시된 바와 같이, 오목부(11, 13)가 형성된 일면이 서로 마주보도록 한 쌍의 서브 탄화규소 링(10)들을 배치한 후에 열처리 등의 방법으로 일체화하여 채널(21, 23)이 형성된 탄화규소 링(20)을 얻는다. 열처리는 한 쌍의 서브 탄화규소 링(10)들 사이에 확산 접합이 일어날 수 있는 1800 내지 2800℃의 온도에서 진행될 수 있다. 열처리는 한 쌍의 서브 탄화규소 링(10)들이 밀착되도록 압력을 가하면서 진행하는 것이 바람직하다.In this step, as shown in FIGS. 12 and 13, a pair of sub-silicon carbide rings 10 are arranged so that the surfaces on which the concave portions 11 and 13 are formed face each other, and then integrated by a method such as heat treatment to form a channel ( A silicon carbide ring (20) formed with 21, 23) is obtained. The heat treatment may be performed at a temperature of 1800 to 2800° C., at which diffusion bonding may occur between the pair of sub-silicon carbide rings 10. The heat treatment is preferably performed while applying pressure so that the pair of sub-silicon carbide rings 10 are brought into close contact.

형성된 채널(21, 23)은 냉매가 흐르는 통로로 사용하거나, 열전대를 설치하기 위한 통로로 사용할 수 있다. 도시지 않았으나, 채널(21, 23)에 냉매를 유입시키기 위해 입구와 출구 역할을 하는 관통 구멍들도 형성될 수 있다. 관통 구멍들은 채널(21, 23)과 연통된다. 관통 구멍들은 마이크로 드릴이나 레이저 등으로 형성할 수 있다.The formed channels 21 and 23 can be used as a passage for refrigerant to flow or as a passage for installing a thermocouple. Although not shown, through holes that serve as inlets and outlets may also be formed to introduce refrigerant into the channels 21 and 23. The through holes communicate with channels 21 and 23. Through holes can be formed using a micro drill or laser.

다음, 탄화규소 링의 표면에 탄화규소 코팅층을 형성한다(S3).Next, a silicon carbide coating layer is formed on the surface of the silicon carbide ring (S3).

탄화규소 코팅층(25)은 화학적 기상 증착법 또는 물리적 기상 증착법 등으로 형성할 수 있다. 탄화규소 코팅층(25)은 혹시나 생길 수 있는 탄화규소 링(20)의 겹합부의 틈을 밀봉하는 역할을 한다. 또한, 한 쌍의 서브 탄화규소 링(10)들을 단단하게 결합시키는 역할도 할 수 있다.The silicon carbide coating layer 25 can be formed by chemical vapor deposition or physical vapor deposition. The silicon carbide coating layer 25 serves to seal any gaps that may occur in the bonded portion of the silicon carbide ring 20. In addition, it can also serve to firmly couple a pair of sub-silicon carbide rings 10.

도 14는 탄화규소 코팅층이 형성된 탄화규소 링을 나타낸 단면도이다. 도 14에 도시된 바와 같이, 탄화규소 코팅층(25)은 탄화규소 링(20`)의 전체 표면에 코팅된다.Figure 14 is a cross-sectional view showing a silicon carbide ring on which a silicon carbide coating layer is formed. As shown in Figure 14, the silicon carbide coating layer 25 is coated on the entire surface of the silicon carbide ring 20'.

도 15는 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 얻는 다른 방법을 설명하기 위한 단계를 설명하기 위한 순서도이다. 본 방법은 서로 나란한 제1 면과 제2 면을 구비하는 링 형태의 기재를 준비하는 단계(S101)와, 화학 기상 증착 장치의 챔버의 내부에 기재를 배치하는 단계(S102)와, 화학 기상 증착 공정을 통해서, 기재의 표면에 탄화규소 층을 형성하는 단계(S103)와, 탄화규소 층이 형성된 기재로부터 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계(S104)와, 서브 탄화규소 링의 일면에 오목부를 형성하는 단계(S105)를 포함한다.15 is a flowchart illustrating steps for illustrating another method of obtaining a sub-silicon carbide ring in which a concave portion is formed. The method includes preparing a ring-shaped substrate having first and second sides parallel to each other (S101), placing the substrate inside the chamber of a chemical vapor deposition apparatus (S102), and chemical vapor deposition. Through the process, forming a silicon carbide layer on the surface of the substrate (S103), obtaining a pair of sub-silicon carbide rings from the substrate on which the silicon carbide layer is formed (S104), and forming a concave surface on one side of the sub-silicon carbide ring. It includes a step of forming a unit (S105).

도 16은 본 방법에 사용되는 기재의 사시도이다. 도 16에 도시된 바와 같이, 기재(60)의 중심 개구(61)에는 고정 링(70)이 배치되며, 고정 링(70)과 기재(60)의 내주면(64)은 세 개의 살(73)들로 연결된다. 살(43)의 개수는 필요에 따라서 조절될 수 있다. 고정 링(70)의 두께는 기재(60)의 다른 부분의 두께에 비해서 두꺼운 것이 바람직하다. Figure 16 is a perspective view of the substrate used in the present method. As shown in FIG. 16, a fixing ring 70 is disposed at the central opening 61 of the base material 60, and the fixing ring 70 and the inner peripheral surface 64 of the base material 60 have three spokes 73. connected to the fields. The number of spokes 43 can be adjusted as needed. The thickness of the fixing ring 70 is preferably thicker than the thickness of other parts of the substrate 60.

기재(60)의 표면(63)에는 제1 원형 그루브(68)와 제2 원형 그루브(69)가 형성된다. 제1 원형 그루브(68)는 기재(60)의 내주면(64) 근처에 형성되며, 제2 원형 그루브(69)는 기재의 외주면(65) 근처에 형성된다. 제1 원형 그루브(68)와 제2 원형 그루브(69)는 소재 가공시에 응력을 완화하는 역할을 한다.A first circular groove 68 and a second circular groove 69 are formed on the surface 63 of the substrate 60. The first circular groove 68 is formed near the inner peripheral surface 64 of the substrate 60, and the second circular groove 69 is formed near the outer peripheral surface 65 of the substrate. The first circular groove 68 and the second circular groove 69 serve to relieve stress during material processing.

본 실시예의 기재(60)는 돌출부를 포함하지 않는다는 점에서, 도 5의 기재와 차이가 있다. 돌출부를 포함하지 않으므로, 화학 기상 증착 공정을 통해서 기재(60)의 표면에 탄화규소 층을 형성하는 단계에서 탄화규소 층에 오목부가 형성되지 않는다.The base material 60 of this embodiment differs from the base material of FIG. 5 in that it does not include protrusions. Since it does not include protrusions, no concave portion is formed in the silicon carbide layer in the step of forming the silicon carbide layer on the surface of the substrate 60 through a chemical vapor deposition process.

따라서 탄화규소 층이 형성된 기재로부터 얻은 서브 탄화규소 링의 일면에 오목부를 형성하는 단계(S105)가 필요하다. 한 쌍의 서브 탄화규소 링들 모두에 오목부를 각각 형성할 수도 있으며, 하나의 서브 탄화규소 링에만 오목부를 형성할 수도 있다. 서브 탄화규소 링의 오목부는 기계 가공을 통해서 형성할 수 있다.Therefore, a step (S105) of forming a concave portion on one side of the sub-silicon carbide ring obtained from the substrate on which the silicon carbide layer is formed is necessary. A concave portion may be formed in both of a pair of sub-silicon carbide rings, or a concave portion may be formed in only one sub-silicon carbide ring. The concave portion of the sub-silicon carbide ring can be formed through machining.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been shown and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and may be commonly used in the technical field to which the invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be understood individually from the technical idea or perspective of the present invention.

10: 서브 탄화규소 링
11, 13: 오목부
20: 탄화규소 링
21, 23: 채널
25: 탄화규소 코팅층
30, 60: 기재
36, 37: 돌출부
38: 제1 원형 그루브
39: 제2 원형 그루브
40: 고정 링10: Sub silicon carbide ring
11, 13: recess
20: Silicon carbide ring
21, 23: Channel
25: Silicon carbide coating layer
30, 60: Listed
36, 37: protrusions
38: first circular groove
39: second circular groove
40: fixing ring

Claims (14)

a) 일면에 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 포함하는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계와,
b) 상기 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 상기 오목부가 형성된 일면이 결합 면이 되도록 일체화하여, 채널이 형성된 탄화규소 링을 얻는 단계를 포함하는 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법.a) obtaining a pair of sub-silicon carbide rings including a sub-silicon carbide ring with a concave portion formed on one side;
b) A method of manufacturing a silicon carbide ring with a channel, comprising the step of integrating the pair of sub-silicon carbide rings so that one surface on which the concave portion is formed becomes a bonding surface, thereby obtaining a silicon carbide ring with a channel. 제1항에 있어서,
상기 a) 단계는,
a-1) 서로 나란한 제1 면과 제2 면을 구비하는 링 형태의 기재로서, 상기 제1 면과 상기 제2 면 중 적어도 하나의 면에는 그 면으로부터 돌출된 돌출부가 길게 형성된 기재를 준비하는 단계와,
a-2) 화학 기상 증착 장치의 챔버의 내부에 상기 기재를 배치하는 단계와,
a-3) 화학 기상 증착 공정을 통해서, 상기 기재의 표면에 상기 돌출부에 대응하는 오목부가 형성된 탄화규소 층을 형성하는 단계와,
a-4) 상기 탄화규소 층이 형성된 상기 기재로부터 상기 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 포함하는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계를 포함하는 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법.According to paragraph 1,
In step a),
a-1) Preparing a ring-shaped substrate having a first side and a second side parallel to each other, wherein at least one of the first side and the second side has a long protrusion protruding from the side. steps,
a-2) placing the substrate inside a chamber of a chemical vapor deposition apparatus;
a-3) forming a silicon carbide layer with concave portions corresponding to the protrusions on the surface of the substrate through a chemical vapor deposition process;
a-4) A method of manufacturing a channel-formed silicon carbide ring, comprising the step of obtaining a pair of sub-silicon carbide rings including the sub-silicon carbide ring in which the concave portion is formed from the substrate on which the silicon carbide layer is formed. 제2항에 있어서,
상기 기재의 중심의 개구에 배치되는 고정 링과 상기 기재의 내주면과 상기 고정 링을 연결하는 살들을 더 포함하며,
상기 a-2) 단계는, 화학 기상 증착 장치의 챔버의 내부에 설치된 고정 축에 상기 고정 링을 끼워, 상기 기재를 상기 챔버의 내부에 배치하는 단계인 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법.According to paragraph 2,
It further includes a fixing ring disposed in the opening at the center of the base material and spokes connecting the fixing ring with the inner peripheral surface of the base material,
The step a-2) is a step of inserting the fixing ring into a fixing shaft installed inside the chamber of a chemical vapor deposition apparatus and placing the substrate inside the chamber. 제3항에 있어서,
상기 고정 링은 상기 기재의 나머지 부분에 비해서 두꺼운 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법.According to clause 3,
A method of manufacturing a silicon carbide ring in which the fixing ring has a channel thicker than the rest of the substrate. 제4항에 있어서,
상기 a-2) 단계는 상기 고정 축에 끼워진 인접하는 상기 고정 링들이 서로 밀착되고, 인접하는 상기 기재들 사이에는 간격이 생기도록, 복수의 상기 기재들을 상기 챔버 내부에 배치하는 단계인 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법.According to clause 4,
The step a-2) is a step of arranging a plurality of the substrates inside the chamber so that the adjacent fixing rings inserted into the fixing shaft are in close contact with each other and a gap is created between the adjacent substrates, where a channel is formed. Method for manufacturing silicon carbide rings. 제3항에 있어서,
상기 기재는 흑연으로 이루어진 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법.According to clause 3,
The substrate is a method of manufacturing a silicon carbide ring in which a channel made of graphite is formed. 제1항에 있어서,
상기 b) 단계 후에 탄화규소 링의 표면에 탄화규소 코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는 탄화규소 링의 제조방법.According to paragraph 1,
A method of manufacturing a silicon carbide ring further comprising forming a silicon carbide coating layer on the surface of the silicon carbide ring after step b). 제2항에 있어서,
상기 a-4) 단계는,
a-4-1) 상기 탄화규소 층이 형성된 상기 기재의 내주면 측의 제1 원형 절단 선과, 상기 기재의 외주면 측의 제2 원형 절단 선을 따라서 상기 탄화규소 층이 형성된 상기 기재를 절단하는 단계와,
a-4-2) 상기 탄화규소 층이 형성된 상기 기재의 두께 방향 중심부를 절단하여, 상기 탄화규소 층이 형성된 한 쌍의 분할 기재들을 얻는 단계와,
a-4-3) 상기 분할 기재들에서 상기 기재에 해당하는 부분을 제거하여 상기 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 포함하는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계를 포함하는 탄화규소 링의 제조방법.According to paragraph 2,
In step a-4),
a-4-1) cutting the substrate on which the silicon carbide layer is formed along a first circular cutting line on the inner peripheral surface of the substrate on which the silicon carbide layer is formed and a second circular cutting line on the outer peripheral surface of the substrate; ,
a-4-2) cutting the central portion of the substrate in the thickness direction of the substrate on which the silicon carbide layer is formed to obtain a pair of split substrates on which the silicon carbide layer is formed;
a-4-3) A method for manufacturing a silicon carbide ring comprising the step of removing a portion corresponding to the substrate from the divided substrates to obtain a pair of sub silicon carbide rings including the sub silicon carbide ring in which the concave portion is formed. . 제8항에 있어서,
상기 기재의 상기 제1 면과 상기 제2 면에는 각각 상기 제1 원형 절단 선과 상기 기재의 내주면 사이에 형성되는 제1 원형 그루브와, 상기 제2 원형 절단 선과 상기 기재의 외주면 사이에 형성되는 제2 원형 그루브가 형성되는 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법.According to clause 8,
The first and second surfaces of the substrate each include a first circular groove formed between the first circular cutting line and the inner peripheral surface of the substrate, and a second circular groove formed between the second circular cutting line and the outer peripheral surface of the substrate. Method for manufacturing a silicon carbide ring having a channel in which a circular groove is formed. 제8항에 있어서,
상기 a-4-3) 단계는,
상기 서브 탄화규소 링을 불활성 가스와 수증기가 혼합된 가스 분위기에서 열처리하여, 상기 기재를 분해하는 단계를 포함하는 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법.According to clause 8,
In step a-4-3),
A method of manufacturing a silicon carbide ring with a channel comprising the step of heat-treating the sub-silicon carbide ring in a gas atmosphere containing a mixture of inert gas and water vapor to decompose the substrate. 제10항에 있어서,
상기 가스 분위기는 상기 불활성 가스를 물이 저장된 수조를 통과시킨 후에 열처리로에 투입하는 방법으로 얻는 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법.According to clause 10,
A method of manufacturing a silicon carbide ring with a channel, wherein the gas atmosphere is obtained by passing the inert gas through a water tank and then injecting it into a heat treatment furnace. 제1항에 있어서,
상기 a) 단계는,
a-1) 서로 나란한 제1 면과 제2 면을 구비하는 링 형태의 기재를 준비하는 단계와,
a-2) 화학 기상 증착 장치의 챔버의 내부에 상기 기재를 배치하는 단계와,
a-3) 화학 기상 증착 공정을 통해서, 상기 기재의 표면에 탄화규소 층을 형성하는 단계와,
a-4) 상기 탄화규소 층이 형성된 상기 기재로부터 상기 오목부가 형성된 서브 탄화규소 링을 포함하는 한 쌍의 서브 탄화규소 링들을 얻는 단계와,
a-5) 상기 서브 탄화규소 링의 일면에 오목부를 형성하는 단계를 포함하는 채널이 형성된 탄화규소 링의 제조방법.According to paragraph 1,
In step a),
a-1) preparing a ring-shaped substrate having first and second sides parallel to each other,
a-2) placing the substrate inside a chamber of a chemical vapor deposition apparatus;
a-3) forming a silicon carbide layer on the surface of the substrate through a chemical vapor deposition process;
a-4) obtaining a pair of sub-silicon carbide rings including the sub-silicon carbide ring in which the concave portion is formed from the substrate on which the silicon carbide layer is formed;
a-5) A method of manufacturing a silicon carbide ring with a channel comprising forming a concave portion on one surface of the sub silicon carbide ring. 제1 서브 탄화규소 링과,
상기 제1 서브 탄화규소 링과 결합된 제2 서브 탄화규소 링을 포함하며,
상기 제1 서브 탄화규소 링과 상기 제2 서브 탄화규소 링 중 적어도 하나의 일면에는 오목부가 형성되며,
상기 제1 서브 탄화규소 링과 상기 제2 서브 탄화규소 링은 상기 오목부가 형성된 일면이 결합면이 되도록 일체화된 채널이 형성된 탄화규소 링.a first sub-silicon carbide ring;
It includes a second sub-silicon carbide ring coupled to the first sub-silicon carbide ring,
A concave portion is formed on at least one surface of the first sub-silicon carbide ring and the second sub-silicon carbide ring,
The first sub-silicon carbide ring and the second sub-silicon carbide ring are silicon carbide rings in which an integrated channel is formed such that one surface on which the concave portion is formed becomes a coupling surface. 제13항에 있어서,
상기 탄화규소 링의 표면에 형성된 탄화규소 코팅층을 더 포함하는 채널이 형성된 탄화규소 링.According to clause 13,
A silicon carbide ring with a channel further comprising a silicon carbide coating layer formed on a surface of the silicon carbide ring.
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