식코팅이란 무엇인가요?

탄화규소실리콘과 탄소를 포함하는 단단한 화합물로, 자연에서 극히 희귀한 광물인 모이사나이트로 발견됩니다. 탄화규소 입자는 소결을 통해 결합되어 매우 단단한 세라믹을 형성할 수 있으며, 이는 특히 반도체 공정과 같이 높은 내구성이 요구되는 분야에 널리 사용됩니다.

SiC의 물리적 구조

SiC 코팅이란?

SiC 코팅은 높은 내식성, 내열성, 그리고 뛰어난 열전도도를 가진 고밀도, 내마모성 탄화규소 코팅입니다. 이 고순도 SiC 코팅은 주로 반도체 및 전자 산업에서 웨이퍼 캐리어, 베이스 및 발열체를 부식성 및 반응성 환경으로부터 보호하는 데 사용됩니다. SiC 코팅은 또한 고진공, 반응성 및 산소 환경에서의 진공로 및 시료 가열에도 적합합니다.

고순도 SiC 코팅 표면

SiC 코팅 공정이란 무엇인가요?

기판 표면에 실리콘 카바이드의 얇은 층이 증착됩니다.CVD(화학 기상 증착)증착은 일반적으로 1200~1300°C의 온도에서 수행되며, 기판 재료의 열 팽창 거동은 열 응력을 최소화하기 위해 SiC 코팅과 호환되어야 합니다.

CVD SIC 필름 결정 구조

CVD SIC 코팅 필름 결정 구조

SiC 코팅의 물리적 특성은 주로 고온 저항성, 경도, 내식성 및 열전도도에 반영됩니다.

일반적인 물리적 매개변수는 대개 다음과 같습니다.

경도: SiC 코팅은 일반적으로 2000~2500HV 범위의 비커스 경도를 갖고 있어 산업용으로 매우 높은 내마모성과 내충격성을 제공합니다.

밀도: SiC 코팅의 밀도는 일반적으로 3.1~3.2 g/cm³입니다. 높은 밀도는 코팅의 기계적 강도와 내구성을 향상시킵니다.

열전도도: SiC 코팅은 일반적으로 120~200 W/mK(20°C)의 높은 열전도도를 가지고 있습니다. 따라서 고온 환경에서도 우수한 열전도도를 제공하며, 특히 반도체 산업의 열처리 장비에 적합합니다.

녹는점: 탄화규소는 약 2730°C의 녹는점을 가지고 있으며 극한 온도에서도 뛰어난 열 안정성을 가지고 있습니다.

열팽창 계수: SiC 코팅은 일반적으로 4.0~4.5 µm/mK(25~1000℃)의 낮은 선형 열팽창 계수(CTE)를 갖습니다. 이는 큰 온도 차이에서도 치수 안정성이 우수함을 의미합니다.

내식성: SiC 코팅은 강산, 알칼리 및 산화 환경에서 부식에 대한 저항성이 매우 강하며, 특히 강산(HF 또는 HCl 등)을 사용할 경우 부식 저항성이 기존 금속 소재보다 훨씬 뛰어납니다.

SiC 코팅 적용 기판

SiC 코팅은 기판의 내식성, 고온 저항성, 그리고 플라즈마 침식 저항성을 향상시키는 데 자주 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 기판은 다음과 같습니다.

기판 유형	신청 사유	일반적인 사용
석묵	- 가벼운 구조, 좋은 열전도도 - 그러나 플라즈마에 의해 쉽게 부식되므로 SiC 코팅 보호가 필요합니다.	진공 챔버 부품, 흑연 보트, 플라즈마 에칭 트레이 등
석영(Quartz/SiO₂)	- 순도는 높지만 부식되기 쉽습니다. - 코팅으로 플라즈마 침식 저항성 향상	CVD/PECVD 챔버 부품
세라믹(알루미나 Al₂O₃ 등)	- 고강도 및 안정적인 구조 - 코팅으로 표면 내식성 향상	챔버 라이닝, 고정물 등
금속(몰리브덴, 티타늄 등)	- 열전도성은 좋으나 내식성은 낮음 - 코팅으로 표면 안정성 향상	특수 공정 반응 구성 요소
탄화규소 소결체(SiC 벌크)	- 복잡한 작업 조건에 대한 높은 요구 사항이 있는 환경용 - 코팅으로 순도와 내식성이 더욱 향상됩니다.	하이엔드 CVD/ALD 챔버 구성 요소

SiC 코팅 제품은 일반적으로 다음과 같은 반도체 분야에 사용됩니다.

SiC 코팅 제품은 반도체 공정, 특히 고온, 고부식성 및 강한 플라즈마 환경에서 널리 사용됩니다. 다음은 몇 가지 주요 응용 공정 또는 분야와 간략한 설명입니다.

지원 절차/분야	간략한 설명	실리콘 카바이드 코팅 기능
플라즈마 에칭(Etching)	패턴 전사를 위해 불소 또는 염소 기반 가스를 사용하세요	플라즈마 침식을 방지하고 입자 및 금속 오염을 방지합니다.
화학 기상 증착(CVD/PECVD)	산화물, 질화물 및 기타 박막의 증착	부식성 전구체 가스에 대한 저항성 및 구성 요소 수명 연장
물리 기상 증착(PVD) 챔버	코팅 공정 중 고에너지 입자 충격	반응실의 내식성 및 내열성을 향상시킵니다.
MOCVD 공정(예: SiC 에피택셜 성장)	고온 및 고수소 부식성 분위기에서 장기 반응	장비 안정성을 유지하고 성장하는 결정의 오염을 방지합니다.
열처리 공정(LPCVD, 확산, 어닐링 등)	일반적으로 고온 및 진공/대기에서 수행됨	흑연 보트와 트레이를 산화나 부식으로부터 보호하세요
웨이퍼 캐리어/척(웨이퍼 핸들링)	웨이퍼 이송 또는 지지용 흑연 베이스	입자 분산을 줄이고 접촉 오염을 방지합니다.
ALD 챔버 구성 요소	원자층 증착을 반복적이고 정확하게 제어합니다.	코팅은 챔버를 깨끗하게 유지하고 전구체에 대한 높은 내식성을 갖습니다.

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