KR20050006157A - 플라즈마 반응 챔버용 실리콘 부품 - Google Patents

플라즈마 반응 챔버용 실리콘 부품 Download PDF

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Abstract

실리콘 안에서 상당한 이동성을 가지는 금속 불순물을 낮은 레벨로 포함하는 반도체 처리 장치의 실리콘 부품을 제공한다. 이 실리콘 부품은 예를 들어, 링, 전극 및 전극 어셈블리를 포함한다. 이 실리콘 부품은 플라즈마 분위기 안에서 처리되는 웨이퍼의 금속 오염을 감소시킬 수 있다.

Description

플라즈마 반응 챔버용 실리콘 부품{Silicon parts for plasma reaction chambers}
반도체 물질 처리 분야에서는, 기판 상 물질의 식각 및 화학기상증착(CVD)을 위해 진공 공정 챔버들이 사용되고 있다. 공정 챔버로 공정가스를 공급하고 여기에 고주파(RF) 필드를 적용함으로써 플라즈마를 발생시킨다.
공동 양도된 미국 특허 제6,376,385호에 개시된 것과 같은 매엽식 웨이퍼 식각 장치용 어셈블리 안의 상부전극(또는 "샤워헤드")(10)이 도 1에 도시되어 있다. 상부전극(10)은 상부전극(10) 아래에서 그 상면에 웨이퍼를 지지하는 하부전극(미도시)을 포함하는 정전척과 함께 사용되는 것이 일반적이다.
전극 어셈블리는 주기적으로 교체되어야 하는 소모성 부품이다. 교체의 편리성을 위해 전극 어셈블리를 온도-제어 부재에 부착하기 때문에, 상부전극(10) 가장자리의 상면이 지지링(12)에 결합되어 있다. 지지링(12) 상의 외곽 플랜지는 웨이퍼 냉각 채널(13)을 구비한 온도-제어 부재(14)에 클램핑링(16)에 의해 고정되어있다. 냉각 채널(13) 안의 냉각수는 냉각수 입구/출구 연결부(13a, 13b)를 통해 순환된다. 플라즈마 한정링(17)이 상부전극(10)을 둘러싼다. 플라즈마 한정링(17)은 유전체 하우징(18a)에 부착되어 있는 유전체 환형 링(18)에 부착되어 있다. 플라즈마 한정링(17)은 반응기 안의 압력 차이를 일으키고 반응 챔버 벽체와 플라즈마 사이의 전기적 저항을 증가시켜, 상부전극(10)과 하부전극 사이에 플라즈마를 집중시킨다.
온도-제어 부재(14) 안의 개구부(20)를 통해 가스 소오스로부터의 공정가스가 상부전극(10)에 공급된다. 공정가스는 하나 이상의 배플판(22)을 지나 분산되며 상부전극(10) 안의 가스유로(미도시)를 지나 흘러 반응 챔버(24) 안으로 퍼진다. 상부전극(10)으로부터 온도-제어 부재(14)로의 열 전달을 강화하기 위해, 공정가스는 온도-제어 부재(14)와 지지링(12)의 마주보는 표면 사이의 열린 공간을 채우도록 공급될 수 있다. 그리고, 환형 링(18) 또는 한정링(17) 안의 가스 통로(미도시)에 연결된 가스 통로(27)는 반응 챔버(24) 안에서 압력을 모니터링한다. 공정가스를 온도-제어부재(14)와 지지링(12) 사이에서 가압 유지하기 위해, 지지링(12)의 표면과 이와 마주보는 부재(14)의 표면 사이에 씰(28)이 제공되고, 지지링(12)의 상면과 이와 마주보는 부재(14)의 표면 사이에 씰(29)이 제공된다. 반응 챔버(24) 안의 진공 환경을 유지하기 위해, 추가적인 씰(30, 32)이 부재(14)와 부재(18b) 사이에, 그리고 부재(18b)와 하우징(18a) 사이에 제공된다.
이러한 평행판 플라즈마 반응기 안에서, 처리될 웨이퍼를 하부전극 상에 놓고 하부전극과 하부전극에 평행한 상부전극 사이에 RF 플라즈마를 발생시킨다. 상부전극은 그래파이트로 만들어진다. 그러나, 미국 특허 제6,376,977호에 개시되어 있는 바와 같이, 플라즈마 식각 동안에 그래파이트 상부전극의 파티클이 반응 챔버 안에서 처리되고 있는 웨이퍼 상으로 떨어져 웨이퍼를 오염시킬 수 있다.
평행판 플라즈마 반응기의 상부전극은 단결정 실리콘으로 만들어지기도 한다. 그러나, 미국 특허 제6,376,977호에 개시되어 있는 바와 같이, 상부전극을 제조하는 동안에 단결정 실리콘에 중금속 불순물이 부착될 수 있다. 금속 불순물은 단결정 실리콘으로 만들어진 상부전극을 후속적으로 반도체 소자 처리에 사용할 때에 오염 문제를 일으킬 수 있다.
미국 특허 제5,993,597호는 실리콘으로 만들어진 플라즈마 식각 전극이 플라즈마 식각 동안의 전극 표면 상의 응력 및 미세 크랙 때문에 먼지를 발생시킨다는 것을 개시한다.
반도체 물질 처리를 위한 고순도 요건의 관점에서, 감소된 양의 금속 불순물을 가지며 처리하는 동안에 이러한 금속 불순물에 의한 반도체 물질 오염을 감소시킬 수 있는 반도체 처리 장치의 부품, 예컨대 전극이 필요하다.
본 발명은 반도체 물질의 처리를 위한 플라즈마 반응 챔버용 실리콘 부품에 관한 것이다. 본 발명은 이러한 실리콘 부품의 제조 및 사용 방법에 관한 것이기도 하다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부한 도면들과 함께 후술하는 상세한 설명에 의해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 샤워헤드 전극 어셈블리 실시예를 도시한 단면도이다.
도 2는 평판 실리콘 전극을 포함하는 전극 어셈블리 실시예의 단면도이다.
도 3은 단차진(stepped) 실리콘 전극 실시예를 도시한다.
도 4는 도 3에 도시한 단차진 전극을 포함하는 평행판 플라즈마 장치를 도시한 단면도이다.
반도체 처리 장치에서의 사용을 위한 실리콘 부품을 제공한다. 이 실리콘 부품은 실리콘 안에서 높은 이동도를 가진 금속 불순물을 적게 가진다. 이 실리콘 부품은 반도체 처리 동안에 이러한 금속 불순물에 의한 반도체 기판의 오염을 감소시키기 위하여, 바람직하게는 최소화하기 위하여, 플라즈마 처리 챔버 안에서 사용될 수 있다.
실리콘 부품을 제조하는 방법의 바람직한 실시예는 실리콘 물질로부터 실리콘 판을 절단하는 단계를 포함한다. 절단하는 동안, 상기 실리콘 판의 절단면 상에 금속 불순물이 부착된다. 상기 실리콘 판으로부터 금속 불순물을 제거하기 위해 상기 실리콘 판의 적어도 상기 절단면을 처리한다.
상기 금속 불순물은 실리콘 안에서 상당한 이동성을 가지는 금속을 포함할 수 있다. 상기 금속 불순물은 상기 실리콘 물질로부터 상기 실리콘 판을 절단하는 데에 이용되는 절단 도구로부터 발생될 수 있다. 상기 실리콘 판은 상기 금속 불순물이 상기 실리콘 판의 상기 절단면으로부터 상기 절단면 영역 바깥으로 움직이는 데에 충분한 시간을 가지기 전에 처리되는 것이 바람직하다. 상기 처리하는 단계는 상기 절단면 영역 안에 포함된 금속 불순물을 제거한다. 바람직한 실시예들에 있어서, 상기 실리콘 판의 상기 절단면 상의 금속 불순물의 농도는 낮은 레벨로 감소될 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 실리콘 부품은 실리콘 전극 또는 실리콘 전극 어셈블리이다. 다른 바람직한 실시예에 있어서, 상기 실리콘 전극은 반도체 처리 장치의 샤워헤드 안에 이용된다.
반도체 처리 장치에서의 사용에 적합한 실리콘 부품을 제공한다. 이 실리콘 부품은 실리콘 안에 의도하지 않은 금속을 적게 가지고 있다. 이러한 금속 불순물은 반도체 물질 처리 동안에 반도체 기판을 오염시킬 뿐만 아니라 실리콘 부품의 성능에 영향을 줄 수 있기 때문에 바람직하지 않다.
바람직한 실시예에 있어서, 실리콘 부품은 실리콘 전극이다. 다른 바람직한 실시예에 있어서, 실리콘 부품은 실리콘 전극 어셈블리 안에 제공된다. 제조될 수 있는 다른 예시적인 실리콘 부품은 플라즈마 반응 챔버 안에서 사용될 수 있는 링을 포함한다. 후술하는 바와 같이, 실리콘 잉곳을 얇게 자르고 부품 안에 상당히 감소된 금속 불순물을 제공하기 위하여 잘린 부분을 처리함으로써 이러한 실리콘 부품을 제조할 수 있다.
실리콘 부품은 절단 도구를 사용해 실리콘 물질로부터 실리콘 판을 절단함으로써 제조될 수 있다. 절단 도구는 절단하는 동안 실리콘 물질과 접촉하는 외부 금속 표면을 포함한다. 예를 들어, 절단 도구는 금속 코팅을 가지는 금속성 블레이드(blade)를 포함하는, 와이어 쏘(wire saw)일 수 있다. 절단하는 동안, 금속 코팅 안에 포함된 금속은 마모에 의해 블레이드로부터 제거되어 실리콘 판의 하나 이상의 표면에 부착될 수 있다.
실리콘 물질을 절단하는 데에 사용하는 와이어 쏘의 블레이드에 코팅된 금속 외부 코팅을 형성하는 데에 사용되어 온 대표적인 물질은 구리 또는 구리 합금이다. 구리와 아연을 포함하는 황동(brass)은 와이어 쏘 블레이드의 코팅으로 이용되고 있다. 예를 들어, 황동 외부 코팅은 와이어 쏘 블레이드에 있어서 강철(steel)과 같은 철-함유 물질 위에 적용되어 왔다. M.B. Shabani 등의 "SIMOX Side or Polysilicon Backside which is the Stronger Gettering Side for the Metal Impurities" [Proceedings of the Seventh International Symposium on Silicon-On-Insulator Technology and Devices, The Electrochemical Society, Inc., Vol. 96-3, pages 162-175 (1996)]에 기술되어 있는 바와 같이, 구리는 확산에 의해 실리콘 안에서 높은 이동도를 가진다. 구리는 실리콘 안에서 확산을 위한 낮은 활성화 엔탈피를 가지기 때문에 매우 낮은 온도에서도 실리콘 결정 안에서의 이동성이 좋다. 따라서, 구리는 실리콘 결정의 벌크 안에서 고온 및 저온에서 급격하게 확산될 수 있다. 그리고, 구리는 상승된 온도로부터 실리콘을 냉각하는 동안 실리콘 표면으로 외-확산하여 표면 상에 응집(aggregation)될 수 있다. 이러한 응집은 실온에서도 일어날 수 있다. 구리 오염은 고순도, p형 및 n형 실리콘 웨이퍼의 제조에 있어서 문제가 된다.
구리 이외에, 실리콘 안에서 높은 이동도를 가지는 다른 금속은 예를 들어, 아연, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트 및 니켈을 포함한다. 나트륨과 같은 알칼리 금속도 높은 이동도를 가진다. W.R. Runyan 및 K.E. Bean의 "Semiconductor Integrated Circuit Processing Technology" [Addison Wesley,pages 414-415 (1994)] 참조. 이러한 금속은 실리콘 안에서 깊은 전자 준위를 형성하여 실리콘 소자의 성능을 열화시킬 수 있다. C.R.M. Grovenor의 "Microelectronic Materials" [Institute of Physics Publishing, pp. 28-32 (1994)] 참조.
발명자들은 실리콘 물질로부터 실리콘 판을 절단하는 데에 이용되는 절단 공정이 실리콘 판의 하나 이상의 표면에 부착되는 금속 불순물을 초래할 수 있음을 발견하였다. 이러한 금속은 절단 도구의 마모에 의해 발생됨을 발견하였다. 절단 도구 안에 포함된 금속 불순물은 실리콘 안에서 높은 이동도를 가진 다른 금속뿐만 아니라, 구리 및 철을 포함할 수 있다. 절단 공정에 사용되는 냉각제 및 슬러리도 금속 불순물을 유도할 수 있다. 그들의 높은 이동도 때문에, 이러한 금속은 저온 및 상승된 온도에서 실리콘 벌크 안으로 급격하게 확산될 수 있다. 발명자들은 절단 공정을 완료한 후 충분히 짧은 시간 내에 실리콘 판의 표면 영역으로부터 이러한 금속을 제거하지 않으면, 금속이 실리콘 물질의 표면 영역으로부터 내부로 확산될 수 있음을 발견하였다. 그러면 금속은 실리콘 벌크로부터 이동하여 실리콘 판 표면에 응집할 수 있다. 결국, 실리콘 전극판이 전극 어셈블리 안으로 제조되어 반도체 물질을 처리하는 동안 플라즈마 반응기 안에서 사용될 때에 전극의 노출된 표면 영역 안에 있던 금속 불순물이 플라즈마 환경에 의해 실리콘 전극판으로부터 제거될 수 있다. 제거된 금속 불순물은 플라즈마 챔버 안에서 처리되고 있는 웨이퍼를 오염시킬 수 있다.
발명자들은 구리 및/또는 다른 유사하게 이동성이 좋은 금속이 실리콘 전극판의 표면 영역으로부터 바깥쪽으로 일단 이동하고 나면, 실리콘 표면에 응집된 금속 불순물을 제거하기 위해 실리콘 전극판의 표면을 나중에 처리하더라도 이러한 처리는 표면 영역 바깥쪽의 실리콘 벌크 안에 존재하는 금속 불순물을 만족할만하게 제거할 수 없다는 것도 발견하였다. 결국, 실리콘 벌크 안에 존재하는 금속 불순물은 실리콘 벌크로부터 실리콘 표면으로 이동을 계속하여 그곳에 응집함으로써 플라즈마 처리 동안에 반도체 기판을 오염시킬 수 있는 금속 불순물의 지속적인 소오스를 제공할 수 있다.
실리콘 웨이퍼 제조 공정은 William C. O'Mara 등이 편집한 "Handbook of Semiconductor Silicon Technology" [Noyes, 1990]의 Richard L. Lane에 의한 4장 "Silicon Wafer Preparation"에 기술되어 있다. 이러한 공정은 실리콘 단결정을 웨이퍼로 얇게 자른 다음 웨이퍼를 열처리하여 비저항을 정규화한다. 이러한 공정은 웨이퍼를 열처리한 다음에 수행하는 웨이퍼 식각 단계를 포함한다. 식각 단계는 웨이퍼의 손상된 표면층을 제거하기 위해 화학적 식각제를 사용한다. 그러나, 식각 단계는 절단 때문에 웨이퍼 표면 상에 초래된 금속 불순물을 제거하는 데에는 효과적이지 못하다. 결국, 식각 후에 웨이퍼 안에 존재하는 금속 불순물이 오염의 소오스를 제공할 수 있다.
발명자들은 절단 동작을 수행한 다음 절단된 실리콘 전극판을 세정하는 종래의 세정 기술이 실리콘 전극판의 표면 영역으로부터 구리 및 유사하게 이동성이 좋은 금속과 같은 부착된 금속 불순물을 만족스럽게 제거할 수 없다는 것을 발견하였다. 사실, 실리콘 전극판이 실리콘 물질로부터 절단된 직후에 이러한 세정 기술을수행하더라도 금속 제거는 불만족스러운데, 이는 부착된 금속이 이러한 세정 기술에 의해 실리콘 전극판으로부터 적절하게 제거되지 못하기 때문이다. 결국, 세정 후에 실리콘 판의 표면이나 근방에 남아있는 구리 및 다른 이동성이 높은 금속 불순물은 실리콘 전극판 벌크 안으로 확산될 수 있다. 이러한 확산은 실리콘 판을 지지 부재에 결합하여 전극 어셈블리를 제조하는 동안이나 어닐링하는 동안과 같은 상승된 온도로 표면-오염된 실리콘 전극판이 가열될 때에 더 잘 일어난다. 상승된 온도로부터 실리콘 전극판을 냉각하는 동안 벌크로부터 실리콘 전극판의 표면 영역으로 이 금속 불순물이 이동할 수 있다. 결과적으로, 이러한 실리콘 전극판으로부터 제조된 전극의 품질은 실리콘 전극판 안의 금속 불순물 존재 때문에 일정하지 않다.
그리고, 잔류하는 금속 불순물은 웨이퍼를 플라즈마 처리하는 동안 전극으로부터 제거되어 결국에는 상술한 바와 같이 웨이퍼를 오염시킬 수 있다. 따라서, 오염된 웨이퍼로부터 제조된 실리콘 소자는 불만족스러운 성능을 가지게 된다. 예를 들어, 실리콘 태양 전지에서 구리, 크롬, 철, 티타늄 및 바나듐이 "수명 단축제(lifetime killer)" 불순물이고 10% 소자 효율을 위해 약 1013내지 1015원자/cm3범위의 최대 허용 농도 레벨을 가지며, 약 10 ppb 이상의 농도로 실리콘 물질로부터 배제되어야 한다는 것이 보고되었다. C.R.M. Grovenor의 "Microelectronic Materials" [pages 452-453] 참조. 따라서, 이러한 실리콘 소자를 형성하는 데에 사용되는 실리콘 기판 안으로 금속이 유입되지 않도록 실리콘 전극판은 이러한 물질을 낮은 농도로 포함하는 것이 바람직하다.
발명자들은 더미 반도체 웨이퍼를 반응 챔버 안에 장착하고 플라즈마 반응기를 작동시킴으로써 반응 챔버를 재생하는 것에 의해서는 실리콘 안으로 급격하게 확산하는 구리 및 다른 금속이 실리콘 전극판으로부터 만족스럽게 제거되지 못한다는 것을 발견했다. 이것의 이유는 금속 불순물이 전극의 실리콘 벌크 안에 위치하고, 기판 처리에 전극을 사용하는 동안 전극의 노출된 표면으로 확산을 지속하기 때문이다.
상술한 발견들의 관점에서, 실리콘 안에서의 높은 이동도가 특징이자 반도체 웨이퍼와 같은 실리콘 기판 및 실리콘 전극 안의 바람직하지 않은 불순물을 낮은 레벨로 가지는 실리콘 전극을 제조하는 공정을 제공한다. 이 실리콘 전극은 플라즈마 식각 챔버 및 플라즈마 증착 챔버와 같은 반도체 처리 장치 안에 감소된 금속 불순물 레벨을 제공하도록 사용될 수 있다.
도 2는 실리콘 전극 어셈블리(40)의 실시예를 도시한다. 이 실리콘 전극 어셈블리(40)는 그래파이트 또는 실리콘 카바이드 지지링과 같은 지지링(44)에 결합된, 전기전도성, 실리콘 전극(또는 실리콘 판)(42)을 포함한다. 실리콘 전극(42)은 바람직하게는 평판이지만, 불균일한 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 다른 실시예에서 실리콘 전극(42) 두께는 약 1/4 인치일 수 있다. 필요하다면 전극은 더 두꺼울 수 있다. 두꺼운 전극은 약 0.3 내지 1 인치 두께일 수 있다. 실리콘 전극 어셈블리(40)는 바람직하게는 복수개의 이격된 가스 분출 통로를 구비하는 샤워헤드 전극이다. 이 통로는 공정 챔버 안에 원하는 유량과 분산으로 공정가스를 공급하기에적합한 크기와 홀 패턴을 가진다. 전극은 전력이 부가된 전극 또는 접지 전극일 수 있다. 공정가스는 실리콘 전극 어셈블리(40)에 의해 활성화되어 실리콘 전극 어셈블리 아래에서 반응 챔버 안에 플라즈마를 형성한다.
실리콘 전극(42)과 지지링(44)은 적당한 결합 물질에 의해 서로 결합될 수 있다. 바람직하기로, 실리콘 전극(42)과 지지링(44)은 탄성중합체를 사용해 결합된다. 결합 공정은 공동 양도된 미국 특허 제6,376,385호에 설명되어 있다. 예를 들어, 탄성중합체 결합부(elastomeric joint)는 진공 환경에 양립가능하고 플라즈마 공정 동안에 발생하는 상승된 고온에서 열적 열화에 대한 저항성이 있는 적당한 폴리머 물질을 포함할 수 있다.
실리콘 전극(42)과 지지 부재(44)의 결합면은 평판이거나 비평판면일 수 있다. 대신에, 결합면은 상호 맞물림 및/또는 자기정렬 구조를 제공하는 윤곽을 가질 수 있다.
양질의 탄성중합체 결합부를 얻기 위하여, 결합 물질을 결합면에 적용하기 전에 탄성중합체 결합 물질을 고밀도화하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 탄성중합체 결합 물질은 실온 또는 상승된 온도의 진공 분위기 안에서 진동에 처해질 수 있다.
탄성중합체 결합 물질은 실리콘 전극(42)과 지지 부재(44) 결합면의 적어도 일부에 가해질 수 있다. 결합 물질을 가한 다음, 결합 물질을 고밀도화시킬 수 있다. 실리콘 전극(42)과 지지 부재(44)는 결합면을 서로에 대해 눌러 조립될 수 있는데 결합하는 동안에 압력을 가할 수 있다.
탄성중합체 결합은 적당한 온도와 분위기에서 큐어링될 수 있다. 예를 들어, 전극 어셈블리(40)를 오븐에 넣은 다음 실리콘 전극 또는 지지 부재에 과도한 열적 응력을 유도함이 없이 결합의 큐어링을 가속하는 데 효과적인 온도로 가열할 수 있다. 상술한 전극 및 지지 부재의 경우, 적당한 시간, 예를 들어 3 내지 5 시간 동안, 온도를 60℃ 미만, 예를 들어 45 내지 50℃로 유지하는 것이 바람직하다. 결합을 큐어링하여 탄성중합체 결합부를 형성한 다음, 전극 어셈블리를 냉각한다.
도 3은 실리콘 전극(또는 실리콘 판)(50)의 다른 실시예를 도시한다. 여기에 원용되어 통합되고 공동 양도된 미국 특허 제6,391,787호에 설명되어 있는 바와 같이, 실리콘 전극(50)은 상부 표면(52)과 단차(56)를 가진 하부 표면(54)을 포함한다. 단차(56)는 플라즈마 처리 동안에 노출되는 하부 표면(54) 부근에 형성되는 플라즈마의 밀도를 조절하기 위해 제공된다. 실리콘 전극(50)은 예를 들어 약 0.25 인치 또는 0.33 인치 또는 그 이상의 두께를 가질 수 있다.
도 4는 플라즈마 처리 장치(60)의 평행판 위에 장착된 실리콘 전극(50)을 도시한다. 플라즈마 처리 장치(60)는 기판 지지대(62), 기판 지지대(62) 위에 배치된 정전척(64), 정전척 상에 지지되는 반도체 웨이퍼 등의 기판(66), 및 에지링(68)을 포함한다.
실리콘 전극 및 실리콘 전극 어셈블리를 제조하는 예시적인 방법을 설명한다. 실리콘 판을 실리콘 물질로부터 절단한다. 실리콘 물질은 단결정 실리콘 물질인 것이 바람직한데 이것은 균일하게 마모되어 수명을 증가시킬 수 있으며 최소 또는 파티클이 없는 성능으로 동작될 수 있다. 실리콘 물질은 도프트 또는 언도프트물질일 수 있다. 예를 들어, 실리콘 물질은 보론, 인 또는 다른 적당한 도펀트로 도핑되어 바람직한 전기적 물성을 제공할 수 있다. 실리콘 판의 결정학적 방위는 제한되지 않고, 실리콘 전극은 (100), (111) 또는 (110) 면들을 가질 수 있다.
실리콘 전극은 단결정 실리콘 판을 형성하기 위한 마찰 절단에 의해 단결정 실리콘 잉곳을 절단함으로써 제조하는 것이 바람직하다. 절단 공정은 전형적으로 절단 블레이드를 사용한다. 예를 들어, 절단 블레이드는 강철 위에 황동 코팅을 입힌 것을 포함할 수 있다. 잉곳을 절단하는 동안, 마모에 의해 블레이드로부터 코팅이 제거될 수 있다. 절단 동안에 보통 사용되는 냉각제, 윤활제 및 슬러리는 불순물을 유입할 뿐만 아니라 블레이드로부터 금속을 제거하는 데 기여할 수 있다. 제거된 금속은 실리콘 판의 하나 이상의 표면, 특히 절단 동안에 블레이드와 직접 접촉하게 되는 절단면, 에 부착될 수 있다.
상술한 바와 같이, 실리콘 판의 임의의 표면 상의 구리와 같은 금속 불순물의 존재는 이러한 금속이 오염 소오스이고 실리콘 판의 품질을 저하시키기 때문에 바람직하지 않다. 그리고, 실리콘 판이 실리콘 전극 어셈블리로 조립되어 반도체 처리 동안 플라즈마 반응기에서 사용될 때에 금속 불순물이 플라즈마 반응기 안에서 처리되는 반도체 기판의 오염 소오스를 제공한다. 따라서, 이러한 문제들을 극복하기 위해서는 절단 후의 실리콘 판의 표면 상의 금속 불순물의 레벨을 바람직하게 낮은 레벨로 감소시키는 것이 필요하다.
금속 오염 문제는 금속이 실리콘 벌크 안으로 너무 깊게 확산할 정도로 충분한 시간이 지나기 전에 실리콘 판을 처리하여 실리콘 판의 하나 이상의 표면 상의금속 불순물을 제거함으로써 해결할 수 있다. 절단 작업을 완료한 다음 금속 불순물이 실리콘 판의 실질적인 표면 영역 안에 위치해 있는 동안에 실리콘 판으로부터 제거하는 것이 바람직하다. 실리콘 판을 처리하여 적어도 표면 영역을 포함하는 부분을 제거하고, 이로써 표면 영역 안에 포함된 금속 불순물을 제거함으로써 반도체 처리 동안에 실리콘 판 표면으로 금속 불순물이 이동하여 처리되고 있는 반도체 웨이퍼를 오염시키는 소오스를 제공하는 문제를 감소시킨다.
따라서, 고체 상태 확산이 시간 의존성 과정이기 때문에, 실리콘 판을 잉곳과 같은 실리콘 물질로부터 절단한 직후에 처리 단계를 수행하는 것이 바람직하다. 바람직하기로는, 구리 및/또는 실리콘 안에서 구리와 유사한 이동도를 가지는 다른 금속 불순물이 실리콘 판의 표면 영역 바깥쪽으로 그리고 그 이하의 깊이로는 금속 불순물의 제거가 문제가 되는 깊이까지 확산하는 데에 충분한 시간을 가지기 전에 처리 단계를 수행한다. 구리 이외의 이런 다른 금속은 절단 동안 전형적으로 소량인 다른 불순물 소오스뿐만 아니라, 실리콘 판을 절단하는 데에 사용된 절단 도구의 조성에 따라, 아연, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈 등의 하나 이상을 포함할 수 있다. 다른 금속 불순물은 예컨대 칼슘, 칼륨 및 나트륨을 포함하는 알칼리 금속을 포함할 수 있다. 실리콘 안에서 구리가 매우 높은 이동도를 가지고 있기 때문에, 표면 영역 안에 있는 구리를 충분하게 제거하기 위해 실리콘 판을 처리하는 것은, 표면 영역 안에 구리와 함께 존재할 수 있는, 실리콘 안에서 구리와 유사한 이동도, 또는 구리보다 작은 이동도를 가지는 다른 금속을 제거하는 데에도 효과적이다.
예를 들어, 처리 동안에 제거될 수 있는, 바로 절단된 상태의 실리콘 판의 표면 영역은 적어도 약 25미크론에 달하는 두께, 바람직하게는 적어도 약 100미크론에 달하는 두께를 가질 수 있다. 25미크론보다 작거나 100미크론보다 큰, 다른 두께를 가지는 표면 영역도 처리에 의해 제거될 수 있다. 이러한 두께를 가지는 표면 영역은 화학 용액을 가지고 실리콘 전극판을 처리하여 제거할 수 있다. 화학 용액 처리는 실리콘 판의 적어도 절단면을 화학 용액에 접촉시키는 단계를 포함한다. 바람직하기로, 절단면 이외의 위치에서 웨이퍼 표면에 부착된 임의의 금속 불순물도 제거될 수 있도록 화학 용액을 실리콘 판의 전체 외부 표면에 접촉시킨다.
화학 용액 처리는 화학 용액 안에 실리콘 판을 담그는 단계를 포함할 수 있다. 대신, 화학 용액은 분무와 같은 적당한 다른 공정에 의해 실리콘 판 표면의 선택된 위치로 실리콘 판에 가해질 수 있다. 대신, 화학적 기계적 연마(CMP)도 이용될 수 있다.
화학 용액은 실리콘 판의 적어도 표면 영역을 제거하는 데에 효과적인 임의의 적당한 화학 조성을 가질 수 있다. 실리콘 식각을 위한 식각제 조성, 식각율 및 식각 공정은 예를 들어 J.L. Vossen 및 W. Kern이 편집한 "Thin Film Processes" [Academic Press, Inc., London, 1978]의 W. Kern 및 C.A. Deckart에 의한 5-1장 "Chemical Etching"에 기술되어 있는 것과 같이 공지의 기술이며, 여기에 원용되어 통합된다. 예를 들어, 화학 용액은 불산(HF)을 포함하는 산 용액; 질산(HNO3) 및 HF 혼합액; HNO3와 HF 및 선택적인 아세트산(CH3COOH) 혼합액(미국 특허 제6,376,977호참조); 및 HF, HNO3, CH3COOH 및 NaClO2의 혼합액; HF, HNO3, CH3COOH 및 HClO4; HF, HNO3및 NaNO2; HF, CH3COOH 및 KMnO4; HF 및 NH4F; 및 H2O, HF 및 NaF일 수 있다.
W.R. Runyan 및 K.E. Bean의 "Semiconductor Integrated Circuit Processing Technology" [pages 249-251]에 개시되어 있는 바와 같이, 3HF, 5HNO3, 3CH3COOH를 포함하는 혼합액은 약 25미크론/분의 실리콘 실온 식각율을 가지며, 2HF, 15HNO3, 5CH3COOH를 포함하는 혼합액은 약 3.5-5.5미크론/분의 실리콘 평균 실온 식각율을 가진다(모두 볼륨 %로; 49% HF, 70% HNO3, 100% CH3COOH). 이러한 제거율을 근거로, 첫 번째 혼합액을 사용하여 약 25미크론의 실리콘 전극판 표면 영역 두께를 약 1분 안에, 약 100미크론 두께를 약 4분 안에 제거할 수 있다. 두 번째 혼합액은 더 느린 실리콘 제거율을 제공하므로, 동일한 양의 물질을 제거하는 데에 더 긴 처리 시간을 필요로 한다. 원하는 처리 시간 안에 처리가 수행될 수 있도록 실리콘 및 금속 불순물의 제거율을 제어하게끔 산 용액의 농도를 조정할 수 있다.
대신, 화학 용액은 암모늄 하이드록사이드, 소듐 하이드록사이드 및 포타슘 하이드록사이드 중의 하나 이상을 포함하는 용액과 같은 염기 용액일 수 있다. 실리콘 판으로부터의 금속 불순물 제거를 증가시키기 위해, 화학 용액에 에틸렌디아민테트라아세트산(EDTA)과 같은 하나 이상의 적당한 킬레이트산을 첨가할 수 있다.
표면 영역의 원하는 제거율을 얻기 위해, 화학 용액의 농도, 용액 온도, pH 및 다른 변수들을 선택할 수 있다. 실리콘 판은 실리콘 판의 원하는 부분을 제거하는 데에 효과적인 시간동안 화학용액에 접촉될 수 있다.
처리하는 단계는 바람직하게 실리콘 판의 표면에서 상술한 바와 같이 구리 및 다른 유사 금속의 원하는 낮은 농도를 달성한다. 예를 들어, 처리하는 단계는 실리콘 판 표면에서의 구리 농도를 약 100×1010원자/cm2미만으로, 더욱 바람직하게는 약 10×1010원자/cm2미만으로 감소시킬 수 있다. 처리하는 단계는 아연, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트 및 니켈을 포함하는 다른 이동성 금속의 농도도 약 100×1010원자/cm2미만으로, 더욱 바람직하게는 약 10×1010원자/cm2미만으로 감소시킬 수 있다.
실리콘 판을 처리하여 하나 이상의 표면 상에 존재하는 금속 불순물을 제거한 다음, 실리콘 판을 헹궈 남아있는 화학 용액을 제거한다. 실리콘 판은 고순도, 탈이온수로 헹구어 실리콘 판으로부터 실질적으로 모든 화학 용액을 제거하도록 하는 것이 바람직하다.
헹구는 단계 다음에, 실리콘 판은 응용에 따라 더 처리될 수 있다. 헹궈진 상태의 실리콘 판은 원하는 전기적 물성을 달성하기 위해 선택적으로 어닐될 수 있다. 어닐링 공정은 실리콘 판 안으로 원하는 농도의 산소를 도입하기 위해 산소-함유 분위기 안에서 수행될 수 있다. 전형적으로, 어닐링은 약 600℃ 이상의 온도에서 수행된다. 어닐링 전에 실리콘 판을 처리하기 때문에, 구리와 같이 실리콘 판 안에 존재할 수 있는 금속 불순물의 농도는 충분히 낮아 이러한 불순물의 실질적인 양이 어닐링 온도로부터 실리콘 판을 냉각하는 동안 실리콘 판 표면에 응집하는 문제는 해결된다.
그런 다음 실리콘 판을 가공하여 원하는 최종 실리콘 판 구조로 생산한다. 예를 들어, 실리콘 판이 샤워헤드 전극 어셈블리 안으로 통합되는 바람직한 실시예에서, 레이저 드릴링, 초음파 드릴링 등 적당한 공정에 의해 실리콘 판 안에 복수개의 가스 분출 통로를 형성할 수 있다.
실리콘 판은 원하는 표면 마무리로 가공될 수 있다. 이러한 공정은 가스 분출 통로, 마운팅 홀 및/또는 다른 형상을 실리콘 판 안에 형성한 다음 수행하여 절단 및/또는 홀을 형성함으로써 실리콘 판 표면에 형성된 표면 손상이 이러한 공정에 의해 제거되도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 실리콘 판은 연마, 식각, 폴리싱 및 세정 단계를 포함하는 일련의 단계에 의해 가공되어 표면 손상을 제거하고 원하는 표면 마무리를 얻게 할 수 있다. 원하는 최종 실리콘 판을 얻기 위해 다른 공정 단계들이 선택적으로 이용될 수 있다.
원하는 최종 실리콘 판을 제조한 다음, 실리콘 판은 상술한 조립 공정에 의해, 도 2에 도시한 전극 어셈블리(40)와 같은 전극 어셈블리 안으로 통합될 수 있다. 대신, 실리콘 판은 도 3에 도시한 전극판(50)과 같은 단차진 전극판을 형성하도록 가공될 수 있다.
실리콘 전극은 다른 응용뿐만 아니라 식각, 증착용의 다양한 플라즈마 분위기 안에서 사용될 수 있다. 전형적인 식각 화학조성은 예를 들어 여기에 한정되는 것은 아니지만 Cl2, HCl 및 BCl3와 같은 염소 함유 가스, 여기에 한정되는 것은 아니지만 브롬 및 HBr과 같은 브롬 함유 가스, 여기에 한정되는 것은 아니지만 O2, H2O 및 SO2와 같은 산소 함유 가스, 여기에 한정되는 것은 아니지만 CF4, CH2F2, NF3, CH3F, CHF3및 SF6와 같은 불소 함유 가스, 여기에 한정되는 것은 아니지만 He, Ar 및 N2와 같은 비활성 가스를 포함한다. 이러한 가스 및 다른 가스는 원하는 플라즈마에 따라 적당히 혼합되어 사용될 수 있다. 예시적인 플라즈마 반응기 식각 동작 조건은 다음과 같다. 약 25℃로부터 약 90℃까지의 하부전극 온도; 약 0mTorr로부터 약 500mTorr까지의 챔버 압력; 약 10sccm으로부터 약 1000sccm까지의 식각 가스 유량; 및 200mm 웨이퍼의 경우 약 0와트로부터 약 3000와트까지, 300mm 웨이퍼의 경우 약 0으로부터 6000와트까지의 전력 인가 전극 전력.
실리콘 전극은 임의의 적당한 플라즈마 반응기 안에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 실리콘 전극은 Lam Research Corporation of Fremont, California로부터 입수할 수 있는 ExelanTM처리 챔버와 같은 이중 주파수, 한정 플라즈마 반응기 안에서 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 중간 및 고밀도 플라즈마 반응기가 사용될 수 있다. 기술분야의 숙련자는 상술한 반응 챔버는 실리콘 전극이 사용될 수 있는 단지 예시적인 플라즈마 식각 반응기라는 것을 알 것이다. 실리콘 전극은 임의의 식각 반응기(예를 들어 금속 식각 반응기) 또는 웨이퍼의 금속 오염 감소가 필요한 다른 종류의 반도체 처리 장치 안에서 사용될 수 있다.
상술한 실리콘 부품은 실리콘 웨이퍼와 같은 실리콘 기판 및 실리콘 부품의성능에 치명적인 구리 및 다른 이동성 금속 불순물의 농도를 감소시킨다. 결과적으로, 실리콘 부품은 고품질을 가진다. 그리고, 실리콘 부품을 반도체 처리 장치에서 사용함으로써, 장치 안에서 처리되는 반도체 기판의 구리 및 다른 이동성 금속 불순물과 같은 금속 불순물에 의한 오염이 감소될 수 있다.
이상에서 원리, 바람직한 실시예 및 본 발명의 작동 양태가 설명되었다. 그러나, 본 발명은 논의된 특수한 실시예에 한정되는 것으로 해석되어져서는 안된다. 따라서, 이상 기술한 실시예는 한정적인 것이라기 보다는 설명적인 것으로 간주되어야 하며, 이상의 실시예로부터 기술분야의 숙련가에 의해 다음의 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 많은 변형이 만들어질 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
실리콘 안에서 상당한 이동성을 가지는 금속 불순물을 낮은 레벨로 포함하는 반도체 처리 장치의 실리콘 부품을 제공한다. 결과적으로, 실리콘 부품은 고품질을 가진다. 이 실리콘 부품은 플라즈마 분위기 안에서 처리되는 웨이퍼의 금속 오염을 감소시킬 수 있다. 따라서, 구리 및 다른 이동성 금속 불순물과 같은 금속 불순물에 의한 웨이퍼 오염이 감소될 수 있다.

Claims (22)

  1. 실리콘 물질로부터 실리콘 판을 절단하되 절단하는 동안 상기 실리콘 판의 절단면 상에 금속 불순물이 부착되도록 하는 단계;
    상기 절단면으로부터 상기 금속 불순물의 적어도 일부를 제거하기 위한 용액을 가지고 상기 실리콘 판의 적어도 상기 절단면을 처리하는 단계; 및
    상기 처리된 실리콘 판을 어닐링하는 선택적인 단계를 포함하는, 반도체 처리 장치용 실리콘 부품 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 불순물은 구리, 아연, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 알칼리 금속으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 한 원소를 포함하고, 상기 처리 이후의 상기 실리콘 판의 적어도 상기 절단면 상의 상기 적어도 한 원소의 농도는 약 100×1010원자/cm2미만인 것을 특징으로 하는 실리콘 부품 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 금속 불순물은 구리를 포함하고, 상기 처리 이후의 상기 실리콘 판의 적어도 상기 절단면 상의 구리의 농도는 약 10×1010원자/cm2미만인 것을 특징으로 하는 실리콘 부품 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 절단 단계는 금속을 포함하는 절단 도구를 가지고 마찰에 의해 상기 실리콘 물질을 절단하는 단계를 포함하고, 금속 불순물은 절단하는 동안 상기 절단 도구로부터 제거되어 상기 실리콘 판의 적어도 상기 절단면에 부착되는 것을 특징으로 하는 실리콘 부품 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 처리하는 단계는 부착된 금속 불순물을 포함하는 상기 실리콘 판의 부분을 제거하는 데에 효과적인 산 용액 또는 염기 용액을 상기 실리콘 판의 적어도 상기 절단면과 접촉시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 부품 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 실리콘 판으로부터 거의 모든 상기 산 용액 또는 염기 용액을 제거하기 위해 상기 처리하는 단계 이후 상기 실리콘 판을 헹구는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 부품 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 실리콘 판의 표면은 상기 금속 불순물이 상기 실리콘 판의 선택된 표면 영역으로부터 확산하는 데에 충분한 시간을 가지기 전에 상기 용액으로 처리되고, 상기 처리하는 단계는 상기 표면 영역으로부터 금속 불순물을 제거하는 것을 특징으로 하는 실리콘 부품 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 실리콘 부품은 링인 것을 특징으로 하는 실리콘 부품 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 실리콘 물질은 단결정 실리콘인 것을 특징으로 하는 실리콘 부품 제조방법.
  10. 실리콘 물질로부터 실리콘 판을 절단하되 절단하는 동안 상기 실리콘 판의 절단면 상에 금속 불순물이 부착되도록 하는 단계;
    상기 절단면으로부터 상기 금속 불순물의 적어도 일부를 제거하기 위한 용액을 가지고 상기 실리콘 판의 적어도 상기 절단면을 처리하는 단계; 및
    상기 처리된 실리콘 판을 어닐링하는 선택적인 단계를 포함하는, 반도체 처리 장치용 실리콘 전극 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 실리콘 전극은 평판 샤워헤드 전극 또는 단차진(stepped) 샤워헤드 전극인 것을 특징으로 하는 실리콘 전극 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 처리된 실리콘 판을 어닐링하는 단계;
    접착 물질을 가하여 지지 부재와 상기 처리된 실리콘 판의 마주보는 표면을 결합하는 단계; 및
    상기 결합 물질을 큐어링하여 상기 지지 부재와 상기 처리된 실리콘 판 사이에 결합부를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 전극 제조방법.
  13. 제 10 항 방법으로 제조한 실리콘 전극.
  14. 반도체 처리 장치의 챔버 안에 제 10 항 방법으로 제조한 실리콘 전극을 장착하는 단계;
    상기 챔버 안으로 공정가스를 공급하는 단계;
    상기 실리콘 전극으로 고주파 전력을 공급하고 상기 공정가스를 플라즈마 상태로 여기시켜 상기 공정가스로부터 플라즈마를 발생시키는 단계; 및
    상기 플라즈마를 가지고 상기 챔버 안에서 반도체 기판을 처리하는 단계를 포함하는, 반도체 처리 장치의 반응 챔버 안에서의 반도체 웨이퍼 처리방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 실리콘 전극을 포함하는 상기 챔버 안에서 복수개의 반도체 기판을 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 금속 불순물은 구리, 아연, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 알칼리 금속으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 한 원소를 포함하고, 상기 처리 이후의 상기 실리콘 판의 적어도 상기 절단면 상의 상기적어도 한 원소의 농도는 약 100×1010원자/cm2미만인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 상기 금속 불순물은 구리를 포함하고, 상기 처리 이후의 상기 실리콘 판의 적어도 상기 절단면 상의 구리의 농도는 약 10×1010원자/cm2미만인 것을 특징으로 하는 반도체 웨이퍼 처리방법.
  18. 절단면을 가진 실리콘 판을 포함하는 반도체 처리 장치의 실리콘 전극으로서, 상기 실리콘 판의 상기 절단면 상의 구리, 아연, 티타늄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈 및 알칼리 금속으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 한 원소의 농도는 약 100×1010원자/cm2미만인 실리콘 전극.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 절단면 상의 구리의 농도는 약 10×1010원자/cm2미만인 것을 특징으로 하는 실리콘 전극.
  20. 제 18 항에 있어서, 상기 실리콘 전극은 평판 샤워헤드 전극 또는 단차진 샤워헤드 전극인 것을 특징으로 하는 실리콘 전극.
  21. 제 18 항 실리콘 전극을 포함하는 실리콘 전극 어셈블리.
  22. 제 21 항에 있어서, 탄성중합체 결합부(elastomeric joint)로 상기 실리콘 판에 접착된 지지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실리콘 전극 어셈블리.
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008102938A1 (en) * 2007-02-22 2008-08-28 Hana Silicon, Inc. Method for manufacturing silicon matter for plasma processing apparatus
KR100918076B1 (ko) * 2007-08-24 2009-09-22 하나실리콘(주) 플라즈마 처리 장치용 실리콘 소재의 제조 방법
KR100922621B1 (ko) * 2007-08-24 2009-10-21 하나실리콘(주) 플라즈마 처리 장치용 실리콘 소재의 제조 방법
KR100922620B1 (ko) * 2007-08-24 2009-10-21 하나실리콘(주) 플라즈마 처리 장치용 실리콘 소재의 제조 방법
KR100989961B1 (ko) * 2007-03-19 2010-10-26 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 플라즈마 반응기 부품들을 제조하는 방법
KR101485830B1 (ko) * 2013-12-30 2015-01-22 하나머티리얼즈(주) 내구성이 향상된 플라즈마 처리 장비용 단결정 실리콘 부품 및 이의 제조 방법
KR20160047335A (ko) * 2014-10-22 2016-05-02 하나머티리얼즈(주) 반도체 공정용 플라즈마 장치의 일체형 상부 전극 및 이의 제조 방법
KR20180018345A (ko) * 2016-08-12 2018-02-21 램 리써치 코포레이션 실리콘 부품을 컨디셔닝하기 위한 방법
KR20220142243A (ko) * 2021-04-14 2022-10-21 주식회사 케이엔제이 에지링 내경 가공장치 및 방법
KR20220142244A (ko) * 2021-04-14 2022-10-21 주식회사 케이엔제이 에지링 외경 가공장치 및 방법
KR20220142242A (ko) * 2021-04-14 2022-10-21 주식회사 케이엔제이 에지링 가공 시스템 및 방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7482550B2 (en) 2006-10-16 2009-01-27 Lam Research Corporation Quartz guard ring
SG10201407723PA (en) 2007-12-19 2014-12-30 Lam Res Corp A composite showerhead electrode assembly for a plasma processing apparatus
JP5567494B2 (ja) 2007-12-19 2014-08-06 ラム リサーチ コーポレーション 半導体真空処理装置用のコンポーネント・アセンブリ、アセンブリを結合する方法、及び、半導体基板を処理する方法
US9406534B2 (en) * 2014-09-17 2016-08-02 Lam Research Corporation Wet clean process for cleaning plasma processing chamber components
EP3691814B1 (en) * 2017-10-05 2024-02-21 Lam Research Corporation Electromagnetic casting system and method including furnaces and molds for producing silicon tubes
CN111900071A (zh) * 2020-07-17 2020-11-06 上海富乐德智能科技发展有限公司 半导体设备蚀刻装置硅电极部件的再生方法

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4666555A (en) * 1985-08-23 1987-05-19 Intel Corporation Plasma etching of silicon using fluorinated gas mixtures
JPH033244A (ja) * 1989-05-30 1991-01-09 Shin Etsu Handotai Co Ltd 半導体シリコン基板の熱処理方法
US5516730A (en) * 1994-08-26 1996-05-14 Memc Electronic Materials, Inc. Pre-thermal treatment cleaning process of wafers
US5643639A (en) * 1994-12-22 1997-07-01 Research Triangle Institute Plasma treatment method for treatment of a large-area work surface apparatus and methods
JPH08236505A (ja) * 1995-02-28 1996-09-13 Sumitomo Sitix Corp プラズマエッチング装置用シリコン電極
JPH08274068A (ja) * 1995-03-30 1996-10-18 Sumitomo Sitix Corp プラズマエッチング装置用シリコン電極
JPH08274069A (ja) * 1995-03-30 1996-10-18 Sumitomo Sitix Corp プラズマエッチング装置用シリコン電極装置
JP2742247B2 (ja) * 1995-04-27 1998-04-22 信越半導体株式会社 シリコン単結晶基板の製造方法および品質管理方法
US5569356A (en) * 1995-05-19 1996-10-29 Lam Research Corporation Electrode clamping assembly and method for assembly and use thereof
JP3172671B2 (ja) * 1996-03-19 2001-06-04 信越化学工業株式会社 静電チャック
JP3789586B2 (ja) * 1996-03-04 2006-06-28 信越化学工業株式会社 静電チャック
JPH1098015A (ja) * 1996-09-24 1998-04-14 Komatsu Ltd ワイヤーソーのエンドレス接合方法
JP3298467B2 (ja) * 1997-07-18 2002-07-02 信越半導体株式会社 エピタキシャルウェーハの製造方法
JPH1154488A (ja) * 1997-08-04 1999-02-26 Shin Etsu Chem Co Ltd 電極板
JPH1199463A (ja) * 1997-09-26 1999-04-13 Hitachi Ltd 切断方法および装置
JP2000021852A (ja) * 1998-06-29 2000-01-21 Hitachi Chem Co Ltd プラズマエッチング電極及びプラズマエッチング装置
US6073577A (en) * 1998-06-30 2000-06-13 Lam Research Corporation Electrode for plasma processes and method for manufacture and use thereof
JP2000135663A (ja) * 1998-10-30 2000-05-16 Tottori Univ 被加工物自転型ワイヤソー及びウェハ製造方法
JP4367587B2 (ja) * 1998-12-01 2009-11-18 財団法人国際科学振興財団 洗浄方法
JP3744726B2 (ja) * 1999-06-08 2006-02-15 信越化学工業株式会社 シリコン電極板
US6451157B1 (en) * 1999-09-23 2002-09-17 Lam Research Corporation Gas distribution apparatus for semiconductor processing
US6890861B1 (en) * 2000-06-30 2005-05-10 Lam Research Corporation Semiconductor processing equipment having improved particle performance
JP2002093777A (ja) * 2000-07-11 2002-03-29 Nisshinbo Ind Inc ドライエッチング装置
JP2002068885A (ja) * 2000-08-28 2002-03-08 Shin Etsu Chem Co Ltd シリコン製部品およびその表面金属不純物量の測定方法

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008102938A1 (en) * 2007-02-22 2008-08-28 Hana Silicon, Inc. Method for manufacturing silicon matter for plasma processing apparatus
KR100989961B1 (ko) * 2007-03-19 2010-10-26 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 플라즈마 반응기 부품들을 제조하는 방법
KR100918076B1 (ko) * 2007-08-24 2009-09-22 하나실리콘(주) 플라즈마 처리 장치용 실리콘 소재의 제조 방법
KR100922621B1 (ko) * 2007-08-24 2009-10-21 하나실리콘(주) 플라즈마 처리 장치용 실리콘 소재의 제조 방법
KR100922620B1 (ko) * 2007-08-24 2009-10-21 하나실리콘(주) 플라즈마 처리 장치용 실리콘 소재의 제조 방법
KR101485830B1 (ko) * 2013-12-30 2015-01-22 하나머티리얼즈(주) 내구성이 향상된 플라즈마 처리 장비용 단결정 실리콘 부품 및 이의 제조 방법
WO2015102183A1 (ko) * 2013-12-30 2015-07-09 하나머티리얼즈(주) 내구성이 향상된 플라즈마 처리 장비용 단결정 실리콘 부품 및 이의 제조 방법
KR20160047335A (ko) * 2014-10-22 2016-05-02 하나머티리얼즈(주) 반도체 공정용 플라즈마 장치의 일체형 상부 전극 및 이의 제조 방법
KR20180018345A (ko) * 2016-08-12 2018-02-21 램 리써치 코포레이션 실리콘 부품을 컨디셔닝하기 위한 방법
KR20220142243A (ko) * 2021-04-14 2022-10-21 주식회사 케이엔제이 에지링 내경 가공장치 및 방법
KR20220142244A (ko) * 2021-04-14 2022-10-21 주식회사 케이엔제이 에지링 외경 가공장치 및 방법
KR20220142242A (ko) * 2021-04-14 2022-10-21 주식회사 케이엔제이 에지링 가공 시스템 및 방법

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