반도체 · 디스플레이
반도체와 디스플레이 공정의 상당수는 진공 챔버 안에서 무언가를 아주 뜨겁게 만드는 일입니다. 이온을 만들려면 필라멘트를 가열해야 하고, 박막을 올리려면 증착 물질을 기화시켜야 하며, 웨이퍼는 전 영역이 고르게 데워져야 합니다.
이 자리에 텅스텐이 쓰이는 이유는 두 가지입니다. 금속 중 가장 높은 3,422℃의 녹는점을 가져 강하게 가열해도 형태를 유지하고, 고온에서도 증발 속도가 매우 느려 챔버를 오염시키지 않습니다. 코리아텅스텐은 이 부품들을 30여 년간 직접 가공해 왔습니다.
소재 팩트
°C
텅스텐 융점 — 모든 금속 가운데 가장 높습니다
°C
몰리브덴 융점 — 텅스텐 다음가는 내열 소재입니다
g/cm³
텅스텐 밀도 — 금과 거의 같은 무게입니다
공정 환경
챔버 안에서 벌어지는 일
이온 주입 공정에서는 소스 부의 텅스텐 필라멘트에 전류를 흘려 가열하고, 튀어나온 열전자가 아크 챔버 안의 가스와 충돌해 양이온을 만듭니다. 만들어진 이온은 전기장에 가속되어 웨이퍼로 주입됩니다.
증착 공정에서는 텅스텐 코일에 전류를 흘려 저항으로 열을 내고, 코일에 걸린 알루미늄·크롬·인듐·주석 같은 금속을 기화시켜 기판 위에 박막으로 올립니다.
요구 조건
고온 안정성
3,422℃의 녹는점 덕분에 강한 전류로 가열해도 녹거나 변형되지 않습니다.
고순도
불순물이 섞이면 가열될 때 함께 증발해 웨이퍼나 시료를 오염시킵니다.
낮은 증기압
고온 진공에서 소재가 증발하면 진공도가 떨어지고 챔버 내부가 오염됩니다.
치수 정밀도
받은 도면의 수치대로 재단하고 성형합니다. 조립 상대가 있는 부품은 공차가 곧 조립 가능 여부입니다.
성형 전 가열
텅스텐은 상온에서 취성이 강합니다. 굽힘이 들어가는 형상은 가열이 전제입니다.
공급 안정성
반복 발주 때 같은 물건이 나와야 장비 조건을 그대로 유지할 수 있습니다.
정밀 가공
상온에서는 유리처럼 깨진다
고순도 텅스텐은 녹는점이 3,422℃로 매우 높고 고온 강도가 뛰어나지만, 상온에서는 취성이 강해 가공하기가 까다로운 소재입니다. 연성·취성 천이 온도가 높아 특정 온도 아래에서는 유리처럼 깨집니다.
그래서 굽히거나 코일로 감기 전에는 열을 가합니다. 열처리를 거치면 표면에 변색이 남지만 성능과는 무관합니다. 도면이나 샘플을 보내주시면 가공 가능 여부를 확인해 회신드립니다.
왜 소재인가
그래서 이 자리에 들어가는 부품은 순도와 증기압부터 봅니다.
사용 소재
소재
융점 (°C)
밀도 (g/cm³)
이 산업에서 만드는 것
텅스텐 (W)
3,422
19.25
이온·전자빔 필라멘트, 진공증착 코일, 도가니, 리플렉터
몰리브덴 (Mo)
2,623
10.22
히터, 보트, 메쉬, 장비용 미니 히터
탄탈럼 (Ta)
3,017
16.65
OLED·LED 히터, 내식성이 필요한 증착 부품
니오븀 (Nb)
2,477
8.57
초전도·고온 부품, 합금 첨가
티타늄 (Ti)
1,668
4.51
밀착층, 배선 하부막
융점과 밀도는 순금속 기준의 물성값입니다. 실제 공급 사양은 조성과 제조 방법에 따라 달라집니다.
문의 전 확인
01
소재 및 조성
순금속인지 합금인지, 합금이면 목표 조성비를 알려주십시오.
02
요구 순도
3N인지 5N인지에 따라 원료와 공정이 완전히 달라집니다.
03
치수 및 형상
도면이 있으면 가장 좋고, 없으면 대략의 크기와 형태만으로도 됩니다.
04
본딩 방식
백킹 플레이트 접합이 필요한지, 필요하다면 어떤 방식인지 확인합니다.
05
표면 조도
요구 조도와 세정 수준을 함께 알려주시면 후공정을 맞춥니다.
06
수량 및 납기
시제품인지 양산인지, 반복 발주 주기가 있는지 확인합니다.
도면이 아직 없어도 괜찮습니다. 사용 장비와 공정 조건만 알려주시면 적합한 소재부터 함께 검토합니다.
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