KR101974421B1 - Manufacturing method of edge ring and recycling method of edge ring - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에지 링의 제조 방법, 에지 링 재생 방법 및 기판 처리 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 에지 링의 제조 방법은 기판을 지지하는 척을 감싸도록 제공되어 사용되는 에지 링의 제조 방법에 있어서, 제1 에지층에 제2 에지층을 형성하여 상기 에지링을 생산하되, 상기 제2 에지층은 물리적 기체 수송법에 의해 형성된다.The present invention relates to a method of manufacturing an edge ring, an edge ring regeneration method, and a substrate processing apparatus. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an edge ring, the method comprising: forming a second edge layer on a first edge layer, Wherein the second edge layer is formed by physical gas transport.
Description
본 발명은 에지 링의 제조 방법 및 에지 링 재생 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing an edge ring and an edge ring regeneration method.
반도체소자를 제조하기 위해서, 기판을 포토리소그라피, 식각, 애싱, 이온주입, 박막증착, 그리고 세정 등 다양한 공정을 수행하여 기판 상에 원하는 패턴을 형성한다. 이 중 식각 공정은 기판 상에 형성된 막 중 선택된 가열 영역을 제거하는 공정으로 습식식각과 건식식각이 사용된다.In order to manufacture a semiconductor device, a substrate is subjected to various processes such as photolithography, etching, ashing, ion implantation, thin film deposition, and cleaning to form a desired pattern on the substrate. Among them, the wet etching and the dry etching are used for removing the selected heating region from the film formed on the substrate.
이 중 건식식각을 위해 플라스마를 이용한 식각 장치가 사용된다. 일반적으로 플라스마를 형성하기 위해서는 챔버의 내부공간에 전자기장을 형성하고, 전자기장은 챔버 내에 제공된 공정가스를 플라스마 상태로 여기 시킨다.Among them, an etching apparatus using a plasma is used for dry etching. Generally, in order to form a plasma, an electromagnetic field is formed in an inner space of a chamber, and an electromagnetic field excites a process gas provided in the chamber into a plasma state.
플라스마는 이온이나 전자, 라디칼 등으로 이루어진 이온화된 가스 상태를 말한다. 플라스마는 매우 높은 온도나, 강한 전계 혹은 고주파 전자계(RF Electromagnetic Fields)에 의해 생성된다. 반도체 소자 제조 공정은 플라스마를 사용하여 식각 공정을 수행한다. 식각 공정은 플라스마에 함유된 이온 입자들이 기판과 충돌함으로써 수행된다.Plasma is an ionized gas state composed of ions, electrons, radicals, and so on. Plasma is generated by very high temperatures, strong electric fields, or RF electromagnetic fields. The semiconductor device fabrication process employs a plasma to perform the etching process. The etching process is performed by colliding the ion particles contained in the plasma with the substrate.
본 발명은 사용 수명이 긴 에지 링의 제조 방법 및 재생 방법을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is to provide a method of manufacturing and regenerating an edge ring having a long service life.
본 발명의 일 측면에 따르면, 기판을 지지하는 척을 감싸도록 제공되어 사용되는 에지 링의 제조 방법에 있어서, 제1 에지층에 제2 에지층을 형성하여 상기 에지링을 생산하되, 상기 제2 에지층은 물리적 기체 수송법에 의해 형성되는 에지 링의 제조 방법이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an edge ring used to enclose a chuck for supporting a substrate, the method comprising: forming a second edge layer on a first edge layer to produce the edge ring, The edge layer may be provided by a physical gas transport method.
또한, 상기 제1 에지층은 모재에 상기 제2 에지층과 함께 상기 물리적 기체 수송법에 의해 형성될 수 있다.The first edge layer may be formed on the base material together with the second edge layer by the physical gas transportation method.
또한, 상기 제2 에지층은 탄화 규소층으로 제공될 수 있다.In addition, the second edge layer may be provided as a silicon carbide layer.
또한, 상기 제1 에지층은, 모재에 화학 기상 증착법 또는 반응소결법으로 형성될 수 있다.The first edge layer may be formed on the base material by a chemical vapor deposition method or a reaction sintering method.
또한, 상기 모재는 그라파이트로 제공될 수 있다.Further, the base material may be provided as graphite.
또한, 상기 제1 에지층은, 탄화 규소층으로 제공될 수 있다.Further, the first edge layer may be provided as a silicon carbide layer.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 설정 시간 사용된 에지 링은 재생하는 방법에 있어서, 제1 에지층 및 상기 제1 에지층의 상면에 형성된 제2 에지층을 갖는 상기 에지 링에서 상기 제2 에지층을 설정 두께만큼 연마하는 단계; 상기 에지링의 상면에 물리적 기체 수송법으로 상기 제2 에지층을 성장 시키는 단계; 및 상기 제2 에지층의 형상을 가공하는 단계를 포함하는 에지 링 재생 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of regenerating an edge ring used in a set time, the edge ring having a first edge layer and a second edge layer formed on an upper surface of the first edge layer, To a set thickness; Growing the second edge layer on the top surface of the edge ring by physical gas transport; And a step of machining the shape of the second edge layer.
또한, 상기 에지 링은 내측 영역의 제1층과 상기 제1층의 외측 단부에서 위쪽으로 돌출되는 제2층을 포함하되, 상기 제1층과 상기 제2층은 상기 제2 에지층에 형성될 수 있다.The edge ring also includes a first layer of the inner region and a second layer protruding upwardly from the outer end of the first layer, wherein the first layer and the second layer are formed on the second edge layer .
또한, 상기 제2 에지층의 연마는 상기 제1층 및 상기 제2층에 대해 이루어질 수 있다.Further, the polishing of the second edge layer may be performed on the first layer and the second layer.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 공정 가스가 공급되는 챔버의 처리공간 내에서 기판을 지지하는 척; 및 상기 척을 감싸는 에지 링을 포함하되, 상기 에지 링은, 제1 에지층; 및 상기 제1 에지층의 상면에 형성되고 물리적 기체 수송법에 의해 형성된 제2 에지층을 갖는 기판 처리 장치가 제공될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma processing apparatus comprising: a chuck for supporting a substrate in a process space of a chamber to which a process gas is supplied; And an edge ring surrounding the chuck, the edge ring comprising: a first edge layer; And a second edge layer formed on the upper surface of the first edge layer and formed by a physical gas transport method.
본 발명의 일 실시 예에 의하면, 사용 수명이 긴 에지 링의 제조 방법 및 재생 방법이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a manufacturing method and a regeneration method of an edge ring having a long service life.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에서 에지 링이 위치되는 부분을 확대한 도면이다.
도 3 내지 도 6은 에지 링이 재생되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7 내지 도 10은 에지 링이 제조 되는 과정을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an enlarged view of a portion where the edge ring is located in Fig. 1. Fig.
FIGS. 3 to 6 are views showing a process in which the edge ring is reproduced.
FIGS. 7 to 10 are views showing a process of manufacturing the edge ring.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Thus, the shape of the elements in the figures has been exaggerated to emphasize a clearer description.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해 과장되었다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Thus, the shape of the elements in the figures has been exaggerated to emphasize a clearer description.
본 발명의 실시 예에서는 유도결합형 플라즈마(ICP: Inductively Coupled Plasma) 방식으로 플라즈마를 생성하여 기판을 처리하는 기판 처리 장치 에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 용량결합형 플라즈마(CCP: Conductively Coupled Plasma) 방식 또는 리모트 플라즈마 방식 등 플라즈마를 이용하여 기판을 처리하는 다양한 종류의 장치에 적용 가능하다.In an embodiment of the present invention, a substrate processing apparatus for processing a substrate by generating plasma by an inductively coupled plasma (ICP) method will be described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to various types of apparatuses for processing substrates using plasma, such as a capacitively coupled plasma (CCP) method or a remote plasma method.
또한 본 발명의 실시 예에서는 지지 유닛으로 정전척을 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않고, 지지 유닛은 기계적 클램핑에 의해 기판을 지지하거나, 진공에 의해 기판을 지지할 수 있다.In the embodiment of the present invention, an electrostatic chuck is described as an example of a supporting unit. However, the present invention is not limited to this, and the support unit can support the substrate by mechanical clamping or support the substrate by vacuum.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기판 처리 장치를 보여주는 도면이다.1 is a view showing a substrate processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 기판 처리 장치(10)는 플라즈마를 이용하여 기판(W)을 처리한다. 예를 들어, 기판 처리 장치(10)는 기판(W)에 대하여 식각 공정을 수행할 수 있다. 기판 처리 장치(10)는 챔버(100), 지지 유닛(200), 가스 공급 유닛(300), 플라즈마 소스(400) 및 배기 유닛(500)을 포함한다.Referring to Fig. 1, a
챔버(100)는 내부에 기판을 처리하는 처리 공간을 가진다. 챔버(100)는 하우징(110) 및 커버(120)를 포함한다. The
하우징(110)은 내부에 상면이 개방된 공간을 가진다. 하우징(110)의 내부 공간은 기판 처리 공정이 수행되는 처리 공간으로 제공된다. 하우징(110)은 금속 재질로 제공된다. 하우징(110)은 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 하우징(110)은 접지될 수 있다. 하우징(110)의 바닥면에는 배기홀(102)이 형성된다. 배기홀(102)은 배기 라인(151)과 연결된다. 공정 과정에서 발생한 반응 부산물 및 하우징(110)의 내부 공간에 머무르는 가스는 배기 라인(151)을 통해 외부로 배출될 수 있다. 배기 과정에 의해 하우징(110) 내부는 소정 압력으로 감압된다. The
커버(120)는 하우징(110)의 개방된 상면을 덮는다. 커버(120)는 판 형상으로 제공되며, 하우징(110)의 내부공간을 밀폐시킨다. 커버(120)는 유전체(dielectric substance) 창을 포함할 수 있다.The
라이너(130)는 하우징(110) 내부에 제공된다. 라이너(130)는 상면 및 하면이 개방된 내부 공간을 가진다. 라이너(130)는 원통 형상으로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면에 상응하는 반경을 가질 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 따라 제공된다. 라이너(130)의 상단에는 지지 링(131)이 형성된다. 지지 링(131)은 링 형상의 판으로 제공되며, 라이너(130)의 둘레를 따라 라이너(130)의 외측으로 돌출된다. 지지 링(131)은 하우징(110)의 상단에 놓이며, 라이너(130)를 지지한다. 라이너(130)는 하우징(110)과 동일한 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 알루미늄 재질로 제공될 수 있다. 라이너(130)는 하우징(110) 내측면을 보호한다. 예를 들면, 공정 가스가 여기되는 과정에서 챔버(100) 내부에는 아크(Arc) 방전이 발생될 수 있다. 아크 방전은 주변 장치들을 손상시킨다. 라이너(130)는 하우징(110)의 내측면을 보호하여 하우징(110)의 내측면이 아크 방전으로 손상되는 것을 방지한다. 또한, 기판 처리 공정 중에 발생한 반응 부산물이 하우징(110)의 내측벽에 증착되는 것을 방지한다. 라이너(130)는 하우징(110)에 비하여 비용이 저렴하고, 교체가 용이하다. 따라서, 아크 방전으로 라이너(130)가 손상될 경우, 작업자는 새로운 라이너(130)로 교체할 수 있다.The
지지 유닛(200)은 챔버(100) 내부의 처리 공간 내에서 기판을 지지한다. 예를 들면, 지지 유닛(200)은 하우징(110)의 내부에 배치된다. 지지 유닛(200)은 기판(W)을 지지한다. 지지 유닛(200)은 정전기력(electrostatic force)을 이용하여 기판(W)을 흡착하는 정전척 방식으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 지지 유닛(200)은 기계적 클램핑과 같은 다양한 방식으로 기판(W)을 지지할 수도 있다. 이하에서는 정전척 방식으로 제공된 지지 유닛(200)에 대하여 설명한다.The
지지 유닛(200)은 척(220, 230, 250) 및 에지 링(240)을 포함한다.The
척(220, 230, 250)은 공정 처리 시 기판을 지지한다. 척(220, 230, 250)은 지지판(220), 유로 형성판(230) 및 절연 플레이트(250)를 포함한다.
지지판(220)은 지지 유닛(200)의 상단부에 위치한다. 지지판(220)은 원판 형상의 유전체(dielectric substance)로 제공된다. 지지판(220)의 상면에는 기판(W)이 놓인다. 지지판(220)의 상면은 기판(W)보다 작은 반경을 갖는다. 지지판(220)에는 기판(W)의 저면으로 열 전달 가스가 공급되는 통로로 이용되는 제1 공급 유로(221)가 형성된다. 지지판(220) 내에는 정전 전극(223)과 히터(225)가 매설된다. The
정전 전극(223)은 히터(225)의 상부에 위치한다. 정전 전극(223)은 제1 하부 전원(223a)과 전기적으로 연결된다. 정전 전극(223)에 인가된 전류에 의해 정전 전극(223)과 기판(W) 사이에는 정전기력이 작용하며, 정전기력에 의해 기판(W)은 지지판(220)에 흡착된다.The
히터(225)는 제2 하부 전원(225a)과 전기적으로 연결된다. 히터(225)는 제2 하부 전원(225a)에서 인가된 전류에 저항함으로써 열을 발생시킨다. 발생된 열은 지지판(220)을 통해 기판(W)으로 전달된다. 히터(225)에서 발생된 열에 의해 기판(W)은 설정 온도로 유지된다. 히터(225)는 나선 형상의 코일을 포함한다. 지지판(220)의 하부에는 유로 형성판(230)이 위치된다. 지지판(220)의 저면과 유로 형성판(230)의 상면은 접착제(236)에 의해 접착될 수 있다.The
지지판(220)의 아래에는 유로 형성판(230)이 위치될 수 있다.The
유로 형성판(230)에는 제1 순환 유로(231), 제2 순환 유로(232), 그리고 제2 공급 유로(233)가 형성된다. 제1 순환 유로(231)는 열 전달 가스가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 순환 유로(232)는 냉각 유체가 순환하는 통로로 제공된다. 제2 공급 유로(233)는 제1 순환 유로(231)와 제1 공급 유로(221)를 연결한다. 제1 순환 유로(231)는 열 전달 가스가 순환하는 통로로 제공된다. 제1 순환 유로(231)는 유로 형성판(230) 내부에 나선 형상으로 형성될 수 있다. 또는, 제1 순환 유로(231)는 서로 상이한 반경을 갖는 링 형상의 유로들이 동일한 중심을 갖도록 배치될 수 있다. 각각의 제1 순환 유로(231)들은 서로 연통될 수 있다. 제1 순환 유로(231)들은 동일한 높이에 형성된다.A
제1 순환 유로(231)는 열전달 매체 공급라인(231b)을 통해 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된다. 열전달 매체 저장부(231a)에는 열전달 매체가 저장된다. 열전달 매체는 불활성 가스를 포함한다. 실시 예에 의하면, 열전달 매체는 헬륨(He) 가스를 포함한다. 헬륨 가스는 공급 라인(231b)을 통해 제1 순환 유로(231)에 공급되며, 제2 공급 유로(233)와 제1 공급 유로(221)를 순차적으로 거쳐 기판(W) 저면으로 공급된다. 헬륨 가스는 기판(W)과 지지판(220) 간에 열 교환을 돕는 매개체 역할을 한다. 따라서 기판(W)은 전체적으로 온도가 균일하게 된다.The
제2 순환 유로(232)는 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된다. 냉각 유체 저장부(232a)에는 냉각 유체가 저장된다. 냉각 유체 저장부(232a) 내에는 냉각기(232b)가 제공될 수 있다. 냉각기(232b)는 냉각 유체를 소정 온도로 냉각시킨다. 이와 달리, 냉각기(232b)는 냉각 유체 공급 라인(232c) 상에 설치될 수 있다. 냉각 유체 공급 라인(232c)을 통해 제2 순환 유로(232)에 공급된 냉각 유체는 제2 순환 유로(232)를 따라 순환하며 유로 형성판(230)을 냉각한다. 유로 형성판(230)은 냉각되면서 지지판(220)과 기판(W)을 함께 냉각시켜 기판(W)을 소정 온도로 유지시킨다. 상술한 바와 같은 이유로, 일반적으로, 에지 링(240)의 하부는 상부에 비해 낮은 온도로 제공된다.The
유로 형성판(230)의 하부에는 절연 플레이트(250)가 위치한다. 절연 플레이트(250)는 절연 재질로 제공되며, 유로 형성판(230)과 하부 커버(270)를 전기적으로 절연시킨다. An insulating
하부 커버(270)는 지지 유닛(200)의 하단부에 위치한다. 하부 커버(270)는 하우징(110)의 바닥면에서 상부로 이격되어 위치한다. 하부 커버(270)는 상면이 개방된 공간이 내부에 형성된다. 하부 커버(270)의 상면은 절연 플레이트(250)에 의해 덮어진다. 따라서 하부 커버(270)의 단면의 외부 반경은 절연 플레이트(250)의 외부 반경과 동일한 길이로 제공될 수 있다. 하부 커버(270)의 내부 공간에는 반송되는 기판(W)을 외부의 반송 부재로부터 전달받아 지지판으로 안착시키는 리프트 핀 등이 위치할 수 있다.The
하부 커버(270)는 연결 부재(273)를 갖는다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면과 하우징(110)의 내측벽을 연결한다. 연결 부재(273)는 하부 커버(270)의 외측면에 일정한 간격으로 복수개 제공될 수 있다. 연결 부재(273)는 지지 유닛(200)을 챔버(100) 내부에서 지지한다. 또한, 연결 부재(273)는 하우징(110)의 내측벽과 연결됨으로써 하부 커버(270)가 전기적으로 접지(grounding)되도록 한다. 제1 하부 전원(223a)과 연결되는 제1 전원라인(223c), 제2 하부 전원(225a)과 연결되는 제2 전원라인(225c), 열전달 매체 저장부(231a)와 연결된 열전달 매체 공급라인(231b) 그리고 냉각 유체 저장부(232a)와 연결된 냉각 유체 공급 라인(232c)등은 연결 부재(273)의 내부 공간을 통해 하부 커버(270) 내부로 연장된다.The
도 2는 도 1에서 에지 링이 위치되는 부분을 확대한 도면이다.Fig. 2 is an enlarged view of a portion where the edge ring is located in Fig. 1. Fig.
도1 및 도 2를 참조하면, 에지 링(240)은 지지 유닛(200)의 가장자리 영역에 배치된다. 에지 링(240)은 링 형상을 가지며, 지지판(220)을 둘러싸도록 제공된다. 예를 들면, 에지 링(240)은 지지판(220)의 둘레를 따라 배치된다. Referring to Figures 1 and 2, the
지지판(220)의 외측면과 에지 링(240)의 내측면은 설정 거리 이격될 수 있다. 에지 링(240)은 쉬스, 플라즈마 계면을 조절한다.The outer surface of the
에지 링(240)의 상면에는 제1층(241) 및 제2층(242)이 형성된다. 제1층(241)과 제2층(242)은 에지 링(240)의 높이를 기준으로 구분할 수 있다.A
제1층(241)은 에지 링(240)의 내측 영역에서 상부면이 노출된다. The
제1층(241)은 지지판(220)의 상면에 대응되는 높이로 제공되어, 기판(W)의 외측 영역을 지지할 수 있다. 일 예로, 제1층(241)은 지지판(220)의 상면과 동일한 높이로 제공되어, 기판(W)의 외측 하면과 접할 수 있다. 또는, 제1층(241)은 지지판(220)의 상면보다 설정 치수만큼 낮게 제공되어, 기판의 외측 하면와 제1층(241) 사이에는 설정 간격이 형성될 수 있다. 제1층(241)은 기판(W)의 하면과 나란하게 평면으로 제공될 수 있다.The
제2층(242)은 제1층(241)보다 높게, 제1층(241)의 외측 단부에서 위쪽으로 돌출되어 형성된다. The
제1층(241)과 제2층(242)의 높이 차이에 의해, 시스, 플라즈마 계면 및 전기장을 조절되어, 플라스마는 기판(W) 상으로 집중되도록 유도될 수 있다. 에지 링(240)은 도전성 소재로 제공될 수 있다. 에지 링(240)은 규소, 탄화 규소 등으로 제공될 수 있다.The height of the
에지 링(240)은 제1 에지층(244) 및 제2 에지층(245)을 포함한다. 제1 에지층(244)과 제2 에지층(245)은 제작 공정에 따라 구분될 수 있다.The
제1 에지층(244)은 에지 링(240)의 하부 구조를 제공한다. 제2 에지층(245)은 제1 에지층(244)의 상면에 위치하여 에지 링(240)의 상부 구조를 제공한다. 그리고 제1 에지층(244)은 제1층(241)으로 제공된다. 제2 에지층(245)은 제1층(241)과 그 상부에 위치하는 제2층(242)으로 제공된다.The
에지 링(240)의 아래쪽에는 커플러(246)가 제공될 수 있다. 커플러(246)는 유로 형성판(230)에 에지 링(240)을 고정시킬 수 있다. 커플러(246)는 열 전도성이 높은 소재로 제공된다. 일 예로, 커플러(246)는 알루미늄 등과 같은 금속성 소재로 제공될 수 있다. 또한, 커플러(246)는 열전도 접착제(미도시)에 의해 유로 형성판(230)의 상부면에 접합될 수 있다. 또한, 에지 링(240)은 열전도 접착제(미도시)에 의해 커플러(246)의 상부면에 접합될 수 있다. 일 예로, 열전도 접착제는 실리콘 패드를 이용할 수 있다.A
또는 커플러(246)는 생략되고, 에지 링(240)은 척(220, 230, 250)과 직접 접하게 위치될 수 도 있다.Or the
에지 링(240)의 외측에는 차폐 부재(도 2의 247)가 위치될 수 있다. 차폐 부재(247)는 에지 링(240)의 외측을 둘러 싸도록 링 형상으로 제공된다. 차폐 부재(247)는 에지 링(240)의 측면이 플라즈마에 직접 노출되거나, 에지 링(240)의 측부로 플라즈마가 유입되는 것을 방지한다.A shielding member (247 in FIG. 2) may be located outside the
에지 링(240)의 상부(제2 에지층)는 물리적 기체 수송법(PVT, Physical Vapor Transport)법으로 성장되어 형성된다.The upper portion (second edge layer) of the
표 1은 에지 링(240)의 상부가 화학적 기상증착방법(CVD, chemical vapor deposition)로 형성된 경우와, 물리적 기체 수송법으로 형성된 경우의 식각량을 비교한 도표이다.Table 1 is a table comparing the etch amounts when the upper portion of the
에지 링(240)은 사용 과정에서 상부가 플라즈마에 의해 식각되어 두께가 얇아진다. 에지 링(240)의 상부가 식각 되어 얇아지면 기판(W) 외측 영역에서 시스, 플라즈마 계면이 변경되어 기판(W)의 처리에 영향을 준다. 따라서, 에지 링(240)이 일정 두께 이상 얇아지면 교체되어야 한다. 본 발명에 따른 기판 처리 장치는 에지 링(240)이 플라즈마에 대한 높은 내 식각성을 가져, 교체 주기가 길게 제공된다.The
가스 공급 유닛(300)은 챔버(100) 내부의 처리 공간에 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 유닛(300)은 가스 공급 노즐(310), 가스 공급 라인(320), 그리고 가스 저장부(330)를 포함한다. 가스 공급 노즐(310)은 커버(120)의 중앙부에 설치된다. 가스 공급 노즐(310)의 저면에는 분사구가 형성된다. 분사구는 커버(120)의 하부에 위치하며, 챔버(100) 내부로 공정 가스를 공급한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 공급 노즐(310)과 가스 저장부(330)를 연결한다. 가스 공급 라인(320)은 가스 저장부(330)에 저장된 공정 가스를 가스 공급 노즐(310)에 공급한다. 가스 공급 라인(320)에는 밸브(321)가 설치된다. 밸브(321)는 가스 공급 라인(320)을 개폐하며, 가스 공급 라인(320)을 통해 공급되는 공정 가스의 유량을 조절한다.The
플라즈마 소스(400)는 챔버(100) 내부의 처리 공간 내에 공급된 공정가스로부터 플라즈마를 생성한다. 플라즈마 소스(400)는 챔버(100)의 처리 공간의 외부에 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 플라즈마 소스(400)로는 유도결합형 플라즈마(ICP: inductively coupled plasma) 소스가 사용될 수 있다. 플라즈마 소스(400)는 안테나 실(410), 안테나(420), 그리고 플라즈마 전원(430)을 포함한다. 안테나 실(410)은 하부가 개방된 원통 형상으로 제공된다. 안테나 실(410)은 내부에 공간이 제공된다. 안테나 실(410)은 챔버(100)와 대응되는 직경을 가지도록 제공된다. 안테나 실(410)의 하단은 커버(120)에 탈착 가능하도록 제공된다. 안테나(420)는 안테나 실(410)의 내부에 배치된다. 안테나(420)는 복수 회 감기는 나선 형상의 코일로 제공되고, 플라즈마 전원(430)과 연결된다. 안테나(420)는 플라즈마 전원(430)으로부터 전력을 인가 받는다. 플라즈마 전원(430)은 챔버(100) 외부에 위치할 수 있다. 전력이 인가된 안테나(420)는 챔버(100)의 처리공간에 전자기장을 형성할 수 있다. 공정가스는 전자기장에 의해 플라즈마 상태로 여기 된다.The
배기 유닛(500)은 하우징(110)의 내측벽과 지지 유닛(200)의 사이에 위치된다. 배기 유닛(500)은 관통홀(511)이 형성된 배기판(510)을 포함한다. 배기판(510)은 환형의 링 형상으로 제공된다. 배기판(510)에는 복수의 관통홀(511)들이 형성된다. 하우징(110) 내에 제공된 공정가스는 배기판(510)의 관통홀(511)들을 통과하여 배기홀(102)로 배기된다. 배기판(510)의 형상 및 관통홀(511)들의 형상에 따라 공정가스의 흐름이 제어될 수 있다.The
도 3 내지 도 6은 에지 링이 재생되는 과정을 나타내는 도면이다.FIGS. 3 to 6 are views showing a process in which the edge ring is reproduced.
에지 링(240)은 기판 처리 장치(10)의 사용 과정에서 플라즈마에 노출되어 식각 된다. 에지 링(240)이 식각되면, 쉬스, 플라즈마 계면이 변화되어 기판의 처리 상태가 변하게 되어, 에지 링(240)은 교체되어야 한다.The
교체가 필요한 에지 링(240)은 기판 처리 장치(10)에서 반출되어 재생된다. 반출된 에지 링(240)은 상부가 연마된다. 연마는 에지 링(240)의 제2 에지층(245a)에 대해 수행될 수 있다. 연마는 제1층(241) 및 제2층(242)에 대해 수행될 수 있다. 연마가 수행된 에지 링(240)의 제2 에지층(245b)은 사용 과정 식각 된 면이 제거되고 평평하게 될 수 있다.The
이후, 에지 링(240)은 물리적 기체 수송법에 의해 제2 에지층(245c)이 다시 성장된다. 다시 성장되는 제2 에지층(245c)은 종전과 동일하게 탄화 규소층으로 제공된다.Thereafter, the
그리고 재 성장된 제2 에지층(245d)은 제1층(241) 및 제2층(242)이 형성되도록 다시 가공된다.And the re-grown
도 7 내지 도 10은 에지 링이 제조 되는 과정을 나타내는 도면이다. 편의상 링 형상의 일부 단면만을 나타낸다.FIGS. 7 to 10 are views showing a process of manufacturing the edge ring. Only a partial cross section of the ring shape is shown for convenience.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 에지 링(240)은 모재(B)에 성장되는 방식으로 제조된다. 모재(B)는 설정 면적을 갖는 플레이트로 제공될 수 있다. 모재(B)는 그라파이트일 수 있다.Referring to Figs. 7 to 10, the
에지 링 형성층(240a)은 모재(B)에 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition) 또는 반응소결법으로 형성될 수 있다. 도 8을 참고하면, 에지 링 형성층(240a)은 모재(B)의 양면에 형성될 수 있다. 또는 에지 링 형성층(240a)는 모재(B)를 둘러싸도록 형성된 후에 내경과 외경이 절삭되어 도 8과 같은 형태로 나타날 수 있다.The edge
이 후, 모재(B)는 중앙 부분이 절단되어 이분할 되는 형태로 분리된 후, 모재(B) 부분이 제거될 수 있다. 그리고 에지 링 형성층(240a)은 에지 링(240)의 제1 에지층(244)으로 제공될 수 있다. 이후, 제1 에지층(244)으로 제공되는 에지 링 형성층(240a)에 물리적 기체 수송법으로 제2 에지층(245)이 형성되고, 제2 에지층(245)이 가공되어 에지 링(240)이 될 수 있다.Thereafter, the base material (B) is cut in a central portion and separated into a divided form, and then the base material (B) portion can be removed. And the edge
다른 실시 예로, 에지 링 형성층(240a)은 모재(B)에 물리적 기체 수송법에 의해 형성될 수 있다. 그리고 에지 링 형성층(240a)은 에지 링(240)의 제1 에지층(244) 및 제2 에지층(245)으로 제공될 수 있다. 따라서, 에지 링 형성층(240a)의 상부가 가공되어 에지 링(240)이 될 수 있다.In another embodiment, the edge
또 다른 실시 예로, 에지 링 형성층(240a)은 모재(B)의 일면에 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition), 반응소결법 또는 물리적 기체 수송법에 의해 형성될 수 있다.In another embodiment, the edge
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내어 설명하는 것이며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 즉 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 저술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 최선의 상태를 설명하는 것이며, 본 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.The foregoing detailed description is illustrative of the present invention. In addition, the foregoing is intended to illustrate and explain the preferred embodiments of the present invention, and the present invention may be used in various other combinations, modifications, and environments. That is, it is possible to make changes or modifications within the scope of the concept of the invention disclosed in this specification, within the scope of the disclosure, and / or within the skill and knowledge of the art. The embodiments described herein are intended to illustrate the best mode for implementing the technical idea of the present invention and various modifications required for specific applications and uses of the present invention are also possible. Accordingly, the detailed description of the invention is not intended to limit the invention to the disclosed embodiments. It is also to be understood that the appended claims are intended to cover such other embodiments.
10: 기판 처리 장치 W: 기판
100: 챔버 200: 지지 유닛
240: 에지 링 300: 가스 공급 유닛
400: 플라스마 소스 500: 배기 유닛
10: substrate processing apparatus W: substrate
100: chamber 200: support unit
240: edge ring 300: gas supply unit
400: plasma source 500: exhaust unit
Claims (9)
모재에 제1 에지층을 형성하고, 상기 제1 에지층의 상부에 제2 에지층을 형성하여 상기 에지링을 생산하되,
상기 제2 에지층은 플라즈마에 노출되어 식각되는 영역을 포함하고,
상기 제1 에지층은 화학 기상 증착법(CVD)으로 형성되고,
상기 제2 에지층은 물리적 기체 수송법(PVT)에 의해 형성되며,
상기 제1 에지층과 상기 제2 에지층은 시간당 식각량이 상이하게 제공되는 에지 링의 제조 방법.A method of manufacturing an edge ring used to enclose a chuck for supporting a substrate,
Forming a first edge layer on the base material and forming a second edge layer on top of the first edge layer to produce the edge ring,
Wherein the second edge layer comprises a region exposed to plasma and etched,
The first edge layer is formed by chemical vapor deposition (CVD)
The second edge layer is formed by physical vapor transport (PVT)
Wherein the first edge layer and the second edge layer are provided with different etching rates per hour.
상기 제2 에지층은 탄화 규소층을 포함하는 에지 링 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the second edge layer comprises a silicon carbide layer.
상기 모재는 그라파이트로 제공되는 에지 링 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the base material is provided as a graphite.
상기 제1 에지층을 형성하는 방법은,
플레이트 형상의 모재의 양 면에 화학 기상 증착법으로 에지 링 형성층을 형성하고,
상기 모재를 평면 방향으로 절단하고,
상기 모재를 제거하여 상기 에지 링 형성층만을 남기는 에지 링 제조 방법.The method according to claim 1,
The method of forming the first edge layer comprises:
An edge ring forming layer is formed on both surfaces of a plate-shaped base material by chemical vapor deposition,
Cutting the base material in a planar direction,
And removing the base material to leave only the edge ring forming layer.
모재에 화상 기상 증착법으로 형성되는 제1 에지층 및 상기 제1 에지층의 상부에 형성된 제2 에지층을 갖는 상기 에지 링에서, 플라즈마에 노출되어 식각된 영역을 포함하는 상기 제2 에지층을 설정 두께만큼 연마하는 단계;
연마된 면에 물리적 기체 수송법으로 상기 제2 에지층을 성장 시키는 단계; 및
상기 제2 에지층의 형상을 가공하는 단계를 포함하되,
상기 제1 에지층과 상기 제2 에지층은 시간당 식각량이 상이하게 제공되는 에지 링 재생 방법.CLAIMS What is claimed is: 1. A method for reproducing an edge ring provided to surround a chuck supporting a substrate and used for a set time,
In the edge ring having a first edge layer formed on the base material by an image vapor deposition method and a second edge layer formed on top of the first edge layer, the second edge layer including the etched region exposed to the plasma is set Polishing to a thickness;
Growing the second edge layer by physical gas transport on the polished surface; And
And processing the shape of the second edge layer,
Wherein the first edge layer and the second edge layer are provided with different etching rates per hour.
상기 에지 링은 기판의 외측 영역 아래에 마련되는 제1층과 상기 제1층의 외측 단부에서 위쪽으로 돌출되는 제2층을 포함하되,
상기 제1층과 상기 제2층은 상기 플라즈마에 노출되어 식각이 발생하고,
상기 제2 에지층은 상기 제1층과 상기 제2층을 포함하는 에지 링 재생 방법.8. The method of claim 7,
The edge ring comprising a first layer provided below an outer region of the substrate and a second layer protruding upwardly from an outer end of the first layer,
Wherein the first layer and the second layer are exposed to the plasma to generate an etch,
Wherein the second edge layer comprises the first layer and the second layer.
상기 제2 에지층의 연마는 상기 제2층을 전부 제거하면서 상기 제1층의 상부 일부까지 제거하는 에지 링 재생 방법.
9. The method of claim 8,
Wherein the polishing of the second edge layer removes all of the second layer to a portion of the top of the first layer.
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007504081A (en) * | 2003-08-28 | 2007-03-01 | ケープ シミュレイションズ, インコーポレイテッド | High purity crystal growth |
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JP2011018894A (en) * | 2009-06-12 | 2011-01-27 | Tokyo Electron Ltd | Method for reusing consumable part used for plasma processing apparatus |
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2017
- 2017-07-18 KR KR1020170090815A patent/KR101974421B1/en active IP Right Grant
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