원익qnc(3)-세정 산업 CVD 코팅

2021. 12. 12. 05:58주식공부

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원익QNC 코팅-CVD 신기술

CVD 코팅이 코미코의 코팅방식에 비해 더 나은지는 더 조사가 필요하다. 맨 아래에 쓰겠다.

http://www.s-d.kr/news/articleView.html?idxno=58532

(CVD 코팅기술 확보에 따른 실적 퀀텀점프 가능성↑)

리포트나 기사에서는 일단 좋다고는 한다.ㅎㅎㅎ

"동사는 CVD(Chemical Vapor Deposition) 코팅 기술을 확보한 상황이다.

반도체 공정이 미세화 및 복잡다단화되면서 소모품 사용비중이 늘어나고 있다.

이러한 소모품들의 수명을 늘려주는 유력한 방법이 아이템 외관에 코팅을 시키는 것이다.

해당 코팅 기술은 완성단계에 진입하여 현재 주요 고객사와 테스트중인 것으로 추정되며, 기술개발 성공 시 향후 동사의 주력 아이템이 바뀔 정도의 강력한 잠재력을 보유하고 있다."

https://blog.naver.com/yym0202/222178018664

레인메이커님 블로그~ 에도 언급했다! 그런데 기술적인 부분에 관한 내용은 어디에서도 찾기 힘들었다. 그냥 내가 역시나 뇌피셜로 예상해야겠다.

코팅이란? from 코미코 홈페이지

코팅은 장비 부품표면에 특수코팅 처리를 통하여 공정조건 안정과 제품의 수명을 연장시킬 수 있는 필수적인 공정입니다. 고객사 공정에 최적화된 다양한 종류의 코팅기술을 제공하여 파티클 발생과 표면 손상을 억제하고 챔버의 조건을 안정시킴으로써 제품의 수명 연장 및 생산수율, 가동율이 향상되어 고객사의 원가절감에 이바지하고 있습니다.

2. CVD vs PVD 코팅

https://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=hsk74910&logNo=221322216253&parentCategoryNo=&categoryNo=22&viewDate=&isShowPopularPosts=true&from=search

pvd vs cvd 코팅에 관한 내용은 반도체 정보가 많이 없었다... 그런데 절삭용구 코팅 글에는 둘에 대한 비교가 많았다. 더 미세냐 아니냐의 차이지 원리는 같으리라 생각하고 공부해봤다.

=> CVD는 PVD보다 어렵다!

CVD는 PVD와 비교하여 현재 일반적인 PVD 기술, 즉 가장 일반적으로 사용되는 CVD 코팅 재료 인 산화 알루미늄 (Al2O3)을 따라 잡기가 어렵다는 또 다른 이점이 있습니다.

알루미늄 삼산화화물은 물리적 및 화학적 안정성이 매우 우수하고 내마모성이 뛰어나고 저비용이지만 생산 공정의 제약으로 인해 일반 PVD에서는 달성하기 어렵습니다.

"CVD와 비교할 때, PVD는 더 얇습니다. CVD의 코팅 두께는 10 ~ 20m 인 반면 PVD의 코팅 두께는 약 3 ~ 5m입니다. PVD 처리 온도는 약 500 일 것이고, CVD800 ~ 1000 ℃의 노 온도 이다 . 따라서, CVD는 고온 때문에 정확하게 재료의 고온 내성을 필요로한다는 것을 알 수있다. 초경합금 만이 주류 절단 재료에서 이와 같은 높은 온도를 견딜 수 있기 때문에 CVD로 가공 된 공구에 초경합금을 제외한 다른 재료는 거의 볼 수 없습니다."

=> CVD를 하면 AL2O3 코팅이 가능하다! 반면에 PVD로는 AL2O3 코팅이 어려운거 같당!

쿼츠는 CVD 가능하다!

석영유리는 연화온도(Softening Point)가 약 1,650 ℃로 매우 높아서 고온에서 사용할 수 있 고, 열팽창계수가 낮아서 열 충격에도 강하며, 화학적 내구성이 높다.

쿼츠에 CVD 코팅을 적용하는게 넌센스는 아닐듯~

FROM 코미코 홈페이지~

에 가봐도 AL2O3에 대한 코팅은 언급되어 있지 않다!

코미코의 기술 소개 영상을 보면 딱 PVD 코팅을 하는 것을 알수 있다!

아래는 2012~2013에 나온 CVD 코팅법에 대한 논문이다 같이 읽어보자 ㅎㅎ! 그냥 넘어가도 된다. 내가 공부할려고 올린것이니 중요하지 않고 맨 밑에 볼드된 글자가 cvd 코팅에 대한 내 결론이다.

https://patents.google.com/patent/KR101268910B1/ko

이러한 단위 공정중에서 막질 증착 설비는 처리량 및 유지보수 등을 고려하여 배치(batch)방식을 사용한다. 배치방식을 사용하게 되면 막질이 웨이퍼 뒷면(backside)까지 증착되게 된다. 이때, 웨이퍼의 이송은 이송로봇에 의해 이루어지는데, 이송시 이송로봇의 블레이드와 웨이퍼 뒷면간의 접촉이 일어나게 된다. 이때, 블레이드 대비 경도가 약한 막질의 경우 블레이드에 의한 스크래치(scratch)에 의해 막질 뜯김이 발생하여 파티클이 발생할 수 있다. 일반적으로, 반도체 제조 공정에서 사용되는 블레이드는 모스경도가 9.0-9.4정도인 세라믹 소재가 사용되기 때문에 웨이퍼 로딩/언로딩시 웨이퍼 뒷면(모스경도:7.0) 스크래치가 발생할 수 있으며, 웨이퍼 뒷면에 스크래치가 발생할 경우 후속 크리닝 스탭(cleaning step)에서 흐름성 파티클(몰림성 파티클)이 발생할 수 있다.

또한, 웨이퍼 뒷면의 파티클이 정전척 및 챔버를 오염시켜 크리닝(cleaning) 주기를 떨어뜨리고 파티클 소스로 작용하게 된다. 이러한 블레이드에 의해 웨이퍼 뒷면 스크래치는 배치 타입의 세라믹 블레이드뿐만 아니라 싱글타입의 세라믹 블레이드에 의한 웨이퍼 이송시에도 동일 현상이 발생하여 파티클 불량을 유발하게 된다.

SiC 코팅으로는 CVI(Chemical Vapor Infiltration) 코팅, CVR(Chemical Vapor Reaction) 코팅, CVD(Chemical Vapor Deposition) 코팅 등이 있다.

CVI는 그라파이트 소재를 원하는 형상으로 선가공한 후 소스를 침투시켜 표면에 SiC를 형성하는 기술로 가공공차의 변형이 있을 수 있고, CVR은 그라파이트 소재를 원하는 형상으로 선가공한 후 소스를 흘려주어 그라파이트 전체를 SiC로 재성형하는 기술로 가공치수가 변하지는 않지만 표면강도 및 진행단가가 높아 비효율적이며,

CVD는 널리 알려진 반도체 CVD 공정과 동일한 방법으로 박막을 증착하는 기술로 막질의 견고성 및 내산화성 등 매우 우수한 막질을 얻을 수 있는 기술이나 두께의 한계성이라는 단점을 내포하고 있다.

이와 같이 SiC 코팅은 전체적으로 고순도 분말이 필요하고, 소결소제, 바인더 등의 첨가물로 고순도를 얻기 어려우며, 제조단가가 높고 복잡한 형상 제조물에는 부접합하다는 여러 가지 단점이 있어 여러 가지 조건을 만족하기 위한 시도가 끊임없이 이어져왔다 해도 과언이 아니다.

=> 여하튼 어려운 기술임을 알수 있다.

상기 코팅중에서 특히 CVD SiC 코팅기술이 상대적으로 나은 코팅특성을 얻을 수는 있으나, 이 코팅기법 역시 치밀하고 순도가 높은 코팅막을 제공할 수 있다는 장점이 있으나, 반면에 도 1에 도시된 바와 같이 기판과의 경계에서 매우 급격한 조성 변화가 이루어지고, 부착력 또는 장력 스트레스로 인한 크랙의 위험성이 높으며, 복잡한 형상의 재료에 부적합할 뿐만 아니라 두께의 한계로 상기 SiC 코팅과 마찬가지로 만족스러운 코팅결과를 얻기에는 한계가 있었다.

>어렵다는 내용~

구체적인 예를 들어보면 종래 CVD SiC 코팅은 막질 증착을 위한 온도대역을 1300℃~1400℃로 설정하고, 압력대역은 100~500Torr 정도로 설정하여 증착을 하여왔다. 즉 고온 진공로에서 100~500Torr 정도의 중압대역에서 고온으로 가스를 주입하여 막을 증착한 것이다.

그러나 이러한 종래 막 증착기술은 고온에서 행해지므로 장시간의 온도 다운시간을 필요로 하고, 이로 인해 제품 생산능력이 저하되므로 많은 설비투자가 필요하다는 단점이 있다.

또한 중압에서 막 증착이 행해지므로 막질의 밀도가 저압공정보다 엉성하여 만족스럽지 못한 반도체 제조를 야기하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 코팅기법에 관련된 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 저온 저압대역에서 분해가 쉬운 가스를 투입하여 막질의 밀도를 높임으로써 코팅모재의 표면 개선이 이루어지도록 한 CVD SiC 코팅방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 제품 생산 온도를 낮추므로 전체 공정시간의 단축 및 제품 생산능력의 증가로 설비투자비용을 절감할 수 있도록 한 CVD SiC 코팅방법을 제공하는데 있다.

=> CVD의 높은 공정 온도를 낮춰야 효율이 나오는구나!!!

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 코팅모재에 대한 CVD SiC 코팅방법은, 코팅모재의 표면에 600~1200℃의 저온 대역 및, 500mTorr 이하의 저압 대역에서 코팅막을 증착하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 쿼츠재질 또는 세라믹재질의 모재에 코팅하는 방법을 특징으로 한다.

본 발명은 코팅막이 도전성 코팅막인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 코팅모재에 대한 CVD SiC 코팅방법은, 진공펌프를 이용(엘오티베큠 ㅠㅠ)하여 코팅장소의 압력을 다운시키고; 저온대역인 600~1200℃의 온도와 500mTorr 이하의 압력을 코팅장소에 공급하여 투입되는 SiH4 또는 SiH2Cl2 가스와 CH4 가스가 모재의 표면에 용해되도록 하며; 모재의 표면에 SiC 막이 형성되면 상온까지 온도를 다운시키고; 상온에 도달시 상압으로 압력을 상승시켜 코팅된 모재를 출하하는 과정으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 코팅모재에 대한 CVD SiC 코팅방법에 따르면, 저온저압 대역에서 CVD SiC 코팅을 모재에 적용하여 코팅막질의 견고성 및 내산화성 등의 우수성을 갖도록 함으로써 반도체 제조효율 향상과 생산성 및 내구성 증대라는 뛰어난 이점이 있다.

이러한 본 발명의 적용부품을 추가 설명하면 다음과 같다.

먼저, 서셉터를 들 수 있으며, 그라파이트에 본 발명의 코팅을 적용하면 유도가열에 적합해지고, 내부식성이 강해지며, CVD 막질로 불순물의 함유가 적어진다.

쿼츠보트(Quartz boat) (원익qnc의 쿼츠웨어 매출향 20% 정도의 품목) 를 들 수 있으며, 정기적인 화학적 PM으로 인한 슬롯의 공자 변화로 인하여 웨이퍼가 달라붙는 현상이 발생하여 소모성이 심하고 사용주기 연장을 위해 본 발명의 CVD SiC 코팅이 적용될 수 있다. 본 발명의 코팅이 적용되면 내산성 및 내열성이 강하고 열전도가 양호해 진다. 특히 쿼츠재질의 경우 1200℃ 이상의 온도를 가하면 변형이 발생하여 기존의 SiC 코팅 공정조건으로 코팅시 제품의 변형으로 불량이 발생하는 문제를 해소하였다.

=> 위에서 언급했던 높은온도 견디는게 그래도 1200도 까지구나 그 이상이면 쿼츠웨어도 변형이 있다고 한다.!

아래글은 금감쿼츠가 산업자원부와 2005년 코팅법을 연구개발팀과 진행한 내용이다. 읽어보면

https://nanon.co.kr/data/file/nano_pdf/1794827301_57Gd3JtD_9719d065038f5bfd7b1aec59826eea643205c2ce.pdf

=> 금광쿼츠는 2005년에 Y2O3 코팅법을 개발함

=> 코미코도 할 줄 안다!

=> 잔류응력 차이가 중요하네

=> 일본 토키다는 CVD 법 쓴다!

요글은 http://www.kvs.or.kr/file/story/2014_09_03.pdf

요기서 봤다 같이 필요한 부분 읽어볼까?

file:///C:/Users/%EC%84%B8%EC%9A%B4/Downloads/%EC%84%B8%EB%9D%BC%EB%AF%B9%20%EC%BD%94%ED%8C%85%EA%B8%B0%EC%88%A0%EA%B3%BC%20%EC%8B%A4%EC%9A%A9%ED%99%94.pdf

=> 요건 항공기 터빈 블레이드에 사용되는 코팅 관련 내용이다. 읽어보까!!

=> 흠 PVD는 알류미늄 합금 절삭가공에는 화학적 불황성= al2o3 코팅이 어렵다?!

후.... 많이 읽어봤지만 명확한 결론을 못내리겠다.

일단 cvd 코팅 결론

=> 일단 cvd가 pvd 에 비해 가지는 이점이란 것이 있다!

=> 생각해보자 PVD는 물리적 증착이다. 코미코 코팅 동영상을 보고 생각난 것은 야구이다. 투수가 진흙에다가 야구공(코팅물질)을 던져서 박는것이다!

반면에 CVD는 화학적 증착이다. 이것은 손에 손잡기이다. 벨크로?

 

생각나나 쿼츠는 si 와 o로 이뤄져있다! si 또는 o 와 손을 잡기 용이한 물질이 손을 내밀어서 결합하는 형식이다. 어떤 방식이 더 단단할까? 당연히 CVD 아닐까? 걍 내 뇌피셜이다.... 여기서 문제가 무엇인지 발견했나? Si 또는 O와 결합이 easy한 물질들만 CVD 코팅이 가능하다!

그리고 이건 스터디원에 의견인데 PVD는 야구선수가 계속 공을 던져야 하는 방식 기계 한개가 일을 하는것이다. CVD는 반응 기체를 통해 여러 쿼츠를 한번에 빵굽듯이 코팅이 가능하지 않을까?(수율 빠르기 업)이라는 아이디어를 내놓았다. 글럴수도?!?!!??

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