반도체 에칭 장비에 사용되는 알루미늄 부품의 표면처리 기술(3)

반도체 웨이퍼 엣칭용 장비 내부에 들어가는 알루미늄 부품은 사용 환경이 알루미늄이 견디어 내기에는 상당히 가혹하기 때문에 이에대한 표면처리 기술은 가장 부가가치가 높은 기술 분야이기도 합니다.
왜냐하면, 표면처리된 알루미늄 부품이 420 ℃의 온도에서 알루미늄의 부식의 원인이 되는 불소가 함유된 엣칭 가스의 플라즈마에서 얼마나 오래 버틸 수 있느냐의 고온 내식 표면처리 기술 분야 이기 때문입니다. 표면처리가 잘못되면 알루미늄 부품에서 발생되는 부식 생성물이 빠져나와 실리콘 웨이퍼를 오염시키므로, 고가의 Si 웨이퍼를 불량을 많이 내게 됨으로 큰 손실을 발생시킬 수 있기 때문입니다.
 알루미늄 양극산화 피막은, 전기장(electric field strength)이 걸려있는 상태에서 할로겐 원소는 그대로 투과하여 알루미늄 소재의 부식을 촉진 시키는 특성이 있습니다. 그래서 할로겐 원소에 의해 발생되는 부식을 막아 내는 장벽층을 형성할 수 있느냐 없느냐에 대한 연구입니다. 이 기술은 끝이 없는 기술입니다. 얼마나 장벽층이 균등하면서 오래 버티느냐의 기술이기 때문입니다.
그래서 이 기술은 피막의 조성이 중요합니다. 내열성도 있어야 하지만 균일한 장벽을 만들수 있어야 하기 때문입니다. 그리고 장벽을 만들때 다른 곳은 다 잘 만들었는데 어느 몇곳이 장벽이 약한 것보다, 장벽을 만들때 아주 많은 곳을 장벽이 약하게 만드는 것이 더 효과적일 수가 있습니다. 이유는 장벽이 무너진 쪽으로 집중적인 알루미늄의 부식 반응이 촉진되기 때문입니다. 그래서 이러한 문제들을 해결하기 위하여 여러 곳을 균일하게 약하게 하는 전처리가 중요하고, 그 후의 장벽층 형성에 필요한 피막 형성 과정과 후 처리도 필수적이라는 이유 입니다. 일반적으로 피막만 만들면 된다고 피막만 중요시 하는 경우가 있는데 피막도 중요하지만 전 후의 표면처리 기술이 보완이 되어야 내구성이 향상 되는 것입니다.

이러한 기초적인 이론을 바탕으로 제가 여러가지 유기산 피막 시제품 실험을 한 결과, 우수한 여러 시제품 중에 한 종류의 시제품을 아래 사진에 나타 내었습니다.

 

사진 후처리된 유기산 양극산화피막된 알루미늄 부품

 

제가 개발한 본 기술의 용도는 반도체 에칭 장비에 들어가는 분산판, 서스셉터, 캐소드, 전극 카바 등과 자동차용 엔진 관련 다이캐스팅 부품(연료 펌프 등), 알루미늄 시사출 금형, 시사출 프레스 금형, 이동 통신부품의 내외장재, 노트북 부품 등의 내식 내마모 방열 경량화 부품 등에 사용 가능합니다