반도체 후공정 - 코팅 기술의 모든 것 (2부)

최근에는 입자의 크기를 더 줄이거나, 진공 상태를 정밀하게 제어하여 '초고밀도' 막을 형성하는 방식이 주목받고 있습니다. 대표적인 3가지 추가 기술을 소개해 드립니다.

 

 

1. HVOF (High-Velocity Oxy-Fuel, 고속 화염 용사)

플라즈마 대신 **연소 가스(산소+연료)**를 폭발시켜 발생하는 초음속 흐름으로 분말을 가속하는 방식입니다.

• 특징: APS보다 입자의 비행 속도가 훨씬 빨라(마하 2~3 수준) 충격 에너지가 큽니다.
• 장점: 막이 매우 단단하고 치밀하며, 기공률이 낮아 부식성 가스에 대한 저항력이 강합니다.
• 용도: 주로 강력한 내마모성과 내식성이 필요한 대형 구조물이나 회전 부품에 적용됩니다

2. VPS / LPPS (Vacuum / Low-Pressure Plasma Spray)

대기압이 아닌 진공(Vacuum) 또는 저압 상태에서 플라즈마 용사를 진행하는 기술입니다.

• 특징: 공기가 없는 상태에서 코팅하므로 금속이나 세라믹 입자가 산화되는 것을 완벽히 차단합니다.
• 장점: 산화물이 섞이지 않은 순수한 코팅막을 얻을 수 있고, 기판과의 밀착력이 APS보다 월등히 뛰어납니다.
• 용도: 반도체 챔버 내부의 고청정도가 요구되는 핵심 부품 코팅에 사용됩니다.

3. PVD (Physical Vapor Deposition, 물리적 기상 증착)

분말을 뿌리는 방식이 아니라, 고체 재료를 원자/분자 단위로 증발시켜 쌓는 방식입니다. (코팅보다는 '증착'에 가깝지만 부품 보호용으로도 쓰입니다.)

• 특징: 입자(Particle)가 아닌 원자 단위로 막이 형성되므로 표면이 거울처럼 매끄럽습니다.
• 장점: 두께 조절이 나노 단위로 가능하며, 복잡한 형상의 부품에도 균일하게 코팅됩니다.
• 용도: 정밀한 치수 유지가 필요한 정전척(ESC)의 측면이나 미세 부품의 보호막으로 활용됩니다.

 

< 기술별 성능 및 용도 요약 >

기술명	상태	막의 치밀도	표면 거칠기	주요 차별점
HVOF	반용융(고속)	높음	보통	매우 강력한 물리적 강도
VPS	용융(진공)	매우 높음	우수	산화 방지 및 고순도 구현
PVD	기체(원자)	최고	최고	극도로 얇고 매끄러운 막

---

최근 반도체 미세 공정에서는 **AD(에어로졸)**와 **SPS(서스펜션)**가 가장 활발하게 연구되고 있지만, 장비의 대형화와 가성비 측면에서는 여전히 HVOF나 VPS의 수요도 꾸준합니다.