JP6628284B2 - 半導体製造用部品の再生方法及びその再生装置 - Google Patents

半導体製造用部品の再生方法及びその再生装置 Download PDF

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Description

本発明は、半導体製造工程で用いられる半導体製造用部品の再生方法、その再生装置及び再生部品に関し、より詳しくは、プラズマを用いた乾式エッチング装置の損傷した部品を再生して半導体製造工程で利用可能な半導体製造用部品の再生方法とその再生装置及び再生部品に関する。
一般に、半導体製造工程で用いられるプラズマ処理方式は乾式エッチング工程のうちの１つとして、ガスを用いて対象をエッチングする方法である。これは、エッチングガスを反応容器内に注入してイオン化させてからウェハーの表面に加速させ、ウェハーの表面を物理的／化学的に除去する工程である。このような方法は、エッチングの調整が容易であり、生産性が高く、数十ｎｍレベルの微細パターンの形成が可能であるため、幅広く用いられている。
プラズマ処理方式の均一なエッチングのために考慮しなければならない変数として、エッチングする層の厚さ及び密度、エッチングガスのエネルギー及び温度、フォトレジストの接着性とウェハー表面の状態、及びエッチングガスの均一性などが挙げられる。特に、エッチングガスをイオン化し、イオン化されたエッチングガスをウェハーの表面に加速させてエッチングを行う高周波（ＲＦ：Ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の調整は重要な変数になる。均等な高周波の適用は、実際にエッチングが行われるウェハーを基準にして見るとき、ウェハーの表面の全体に対する均一なエネルギー分布を有するようにする必須要素である。これは、高周波の出力調整だけでは達成することができず、高周波電極としてのステージ及びアノードの形態、及び実質的にウェハーを固定させる機能を行うフォーカスリングなどにより大きく左右される。
前記フォーカスリングは、プラズマが存在する苛酷な条件のプラズマ処理装置の反応チャンバー内でプラズマの拡散を防止し、エッチング処理が行われるウェハーの周辺にプラズマを限定させる役割をする。したがって、フォーカスリングは、常にプラズマに露出してプラズマのうちのカチオン性によりスパッタリングされ、その表面がエッチングされる。したがって、適切な周期でフォーカスリングが交替されなければ、そのフォーカスリングのエッチングによるエッチングの副産物の量が増加することで、エッチング工程を円滑に行うことが困難な問題がある。すなわち、フォーカスリングは、一定周期を経てエッチングされたものを交替しなければならず、交替された前記フォーカスリングはそのまま全量廃棄処分されている。
また、前記プラズマによる苛酷な条件は、プラズマ処理装置反応チャンバー内の他の露出した部品も共にエッチングしてしまう。精密なウェハーをエッチングするために、プラズマ処理装置における他にエッチングされて損傷した部品も周期的な交替が求められ、半導体製品の生産コストが増加する原因となる。交替された部品も交替された後にそのまま全量廃棄処分されている。
本発明は、前述した問題点を解決するためのものであって、本発明の目的は、一実施形態として交替されたフォーカスリングのような半導体製造用消耗性部品の廃棄により生じる産業廃棄物を減少させることで環境保全に寄与し、最終的に半導体製品の生産コストを減らし得る半導体製造用部品の再生方法と、その生成装置及び生成部品を提供することにある。
しかし、本発明が解決しようとする課題は、以上で記載した課題に制限されることなく、記載されていない他の課題は以下の記載から該当の技術分野における通常の知識を有する者にとって明確に理解されるものであろう。
本発明の一実施形態によれば、損傷した半導体製造用部品を備える準備ステップと、前記損傷した半導体製造用部品を洗浄する第１洗浄ステップと、前記損傷した半導体製造用部品の非損傷の部分を含む領域のうち少なくともいずれか１つをマスキングするマスキングステップと、前記損傷した半導体製造用部品に化学気相蒸着法で再生部を形成する再生部形成ステップと、前記再生部が形成された損傷した半導体製造用部品を加工する後加工ステップと、前記再生部が形成された損傷した半導体製造用部品を洗浄する第２洗浄ステップとを含む、半導体製造用部品の再生方法が提供される。
本発明の一実施形態によれば、前記準備ステップと前記第１洗浄ステップとの間に前加工ステップをさらに含み得る。本発明の一実施形態によれば、前記マスキングステップは、ジグによってマスキングすることを含み得る。
本発明の一実施形態によれば、前記マスキングステップは、前記損傷した半導体製造用部品の底面、外側面、及び内側面からなるグループより選択される少なくともいずれか１つの非損傷面をマスキングし得る。
本発明の一実施形態によれば、前記前加工ステップ、後加工ステップ又はこの両方は、ダイヤモンドホイールで切削加工し得る。
本発明の一実施形態によれば、前記前加工ステップは、前記損傷した半導体製造用部品の損傷部を０．８mm〜１．７mmの厚さだけ切削して加工し得る。
本発明の一実施形態によれば、前記後加工ステップは、前記再生部から余剰部を切削収得するステップを含み、前記余剰部を加工して別途の半導体製造用部品を製造し得る。
本発明の一実施形態によれば、前記第２洗浄ステップは、第１物理的又は化学的洗浄ステップ、熱処理洗浄ステップ、及び第２物理的又は化学的洗浄ステップを含み得る。
本発明の一実施形態によれば、前記熱処理洗浄ステップの熱処理温度は、８００℃〜１４００℃であり得る。
本発明の他の一実施形態によれば、化学気相蒸着チャンバーと、前記チャンバー内に位置し、損傷した半導体製造用部品の非損傷の部分を含む領域をマスキングするマスキング部とを含む半導体製造用部品の再生装置が提供される。
本発明の一実施形態によれば、前記マスキング部はジグを含み得る。
本発明の一実施形態によれば、前記ジグは、前記損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの一面を支持する基準ジグを含み、前記基準ジグの前記損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの一面への接触面の面積は、前記損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの一面の面積以下であり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記基準ジグはポイントジグであり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記ジグは、前記損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの一面ではない他の面を支持する他面ジグをさらに含み得る。
本発明の一実施形態によれば、前記他面ジグは、前記損傷した半導体製造用部品の外側面を支持する外側面ジグと、前記損傷した半導体製造用部品の内側面を支持する内側面ジグとを含み得る。
本発明の一実施形態によれば、前記基準ジグと前記他面ジグは一体型であり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記他面ジグの前記損傷した半導体製造用部品に接触する面の形状は、前記損傷した半導体製造用部品の接触面の形状に対応し得る。
本発明の他の一実施形態によれば、半導体製造用消耗性部品として、非再生部及び再生部を含む半導体製造用再生部品が提供される。
本発明の一実施形態によれば、前記非再生部、前記再生部又は前記両方は耐プラズマ性であり得る。
本発明の一実施形態によれば、前記非再生部、前記再生部又は前記両方はＳｉＣを含み得る。
本発明の一実施形態によれば、前記半導体製造用再生部品はプラズマ処理装置部品として、リング、電極部、及びコンダクターからなるグループより選択される少なくともいずれか１つを含み得る。
本発明の一実施形態によれば、前記半導体製造用部品の再生方法は、前記いずれか１つの半導体製造用部品の再生装置を用いて実行され得る。
本発明の一実施形態によれば、前記半導体製造用再生部品は、前記いずれか１つの半導体製造用部品の再生方法を用いて再生され得る。
本発明の一実施形態によれば、前記半導体製造用再生部品は、前記いずれか１つの半導体製造用部品の再生装置を用いて再生され得る。
本発明の一実施形態に係る半導体製造用部品の再生方法は、交替後に廃棄される部品に再生部を形成することによって、相対的に少ないコストで新しい製品に交替するものと同様であるか、又はそれ以上の工程生産の効率を具現することができ、最終的に半導体製品の生産コストが節減されて産業廃棄物の量産を減らし得る効果がある。本発明の他の一実施形態に係る再生装置及び再生部品は、効率的な構造及び方法によって損傷した半導体製造用部品の再生を可能にする効果がある。
さらに、本発明によると、再生過程で発生する蒸着余剰部を用いて、別途の半導体製造用部品を製造することができる点で生産性の向上にその効果が期待される。
半導体生産工程のプラズマ処理装置で用いられる半導体製造装置部品のうちの１つであるフォーカスリングの斜視図である。 半導体生産工程のプラズマ処理装置でウェハーが半導体製造装置部品のうちの１つであるフォーカスリングに装着された構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態により、半導体製造用再生部品が生成される過程を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態により、半導体製造用再生部品が生成される過程の工程図である。 本発明の一実施形態により、後加工ステップで前記再生部から余剰部を切削収得するステップ及び前記余剰部を加工して別途の半導体製造用部品を製造する過程の工程図である。 本発明の一実施形態により、半導体製造装置部品のうちの１つであるフォーカスリングの非損傷面のうちの一面を支持する基準ジグの前記非損傷面のうちの一面への接触面の面積が前記非損傷面のうちの一面の面積以下である構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態により、半導体製造装置部品のうちの１つであるフォーカスリングとその非損傷面のうちの一面を支持するポイントジグの概略的な構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態により、損傷した半導体製造用部品のうちの１つであるフォーカスリングの下部が基準ジグに、そして外側面が外側面ジグにマスキングされた構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態により、損傷した半導体製造用部品のうちの１つであるフォーカスリングの下部が基準ジグに、外側面が外側面ジグに、そして内側面が内側面ジグにマスキングされた構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態により、損傷した半導体製造用部品のうちの１つであるフォーカスリングにマスキングされた基準ジグと他面ジグとが一体型である構造を示す断面図である。 本発明の一実施形態により、他面ジグの損傷した半導体製造用部品のうちの１つであるフォーカスリングと接触する接触面形状が前記フォーカスリングの側面の形状に対応することを示す断面図である。
以下、添付する図面を参照しながら本発明の半導体製造用部品の再生方法、その再生装置及び再生部品の実施形態を詳細に説明する。下記で説明する実施形態及び図面には様々な変更が加えられることができる。また、図面符号に関係なく、同一の構成要素は同一の参照符号を付し、これに対する重複する説明は省略する。下記で説明する実施形態は実施形態に対して限定するためのものではなく、これらに対する全ての変更、均等物ないし代替物を含むものとして理解されなければならない。本発明の説明において、関連する公知機能又は構成に対する具体的な説明が本発明の要旨を不要に曖昧にすると判断される場合にはその詳細な説明は省略することにする。
また、本明細書で用いられる用語は本発明の好適な実施形態を適切に表現するために用いられる用語であって、これはユーザ、運用者の意図又は本発明が属する分野の慣例などによって変わり得る。したがって、本用語に対する定義は本明細書び全般にわたった内容に基づいて下されなければならないのであろう。各図面に提示された同一の参照符号は同一の部材を示す。
明細書の全般において、いずれかの部材が他の部材の「上部に」位置しているとき、これはいずれかの部材が他の部材に接している場合のみならず、２つの部材間に更なる部材が存在する場合も含む。
明細書の全般において、いずれかの部分がある構成要素を「含む」とき、これは特に反対となる説明がない限り、他の構成要素を除外するのではなく、他の構成要素をさらに含むことを意味する。
図１は、半導体生産工程のプラズマ処理装置で用いられる半導体製造用部品のうちの１つであるフォーカスリングの斜視図である。図１には、半導体生産工程のプラズマ処理装置で用いられる半導体製造用部品のうちの１つであるフォーカスリングの工程装置製品による様々な構造のうちの一形態１００が図示されている。フォーカスリングの断面は上端面と下端面の段差の存在する構造を有し、その段差間を連結する傾斜面を含んでいる構造を有する。
図２は、一例として、半導体生産工程のプラズマ処理装置でウェハー４００が半導体製造装置部品のうちの１つであるフォーカスリング１００に装着された構造を示す断面図である。ここで、ウェハーは、工程装置構造によりフォーカスリングの下端面１０４の全体又は一部にかけて装着されてもよい。その後、装着されたウェハーとフォーカスリングは、プラズマ処理装置のチャンバー内でプラズマに露出してエッチングされる。ここで、フォーカスリングの上端面１０２、傾斜面１０６、及び下端面１０４のうち、ウェハーにより遮られていない部分に集中的にエッチングが行われる。したがって、フォーカスリングのようなプラズマ処理装置のチャンバー内のプラズマに露出される半導体製造用部品は損傷され、周期的な交替が要される。
本発明の一実施形態によれば、損傷した半導体製造用部品を備える準備ステップと、損傷した半導体製造用部品を洗浄する第１洗浄ステップと、損傷した半導体製造用部品の非損傷の部分を含む領域のうち少なくともいずれか１つをマスキングするマスキングステップと、損傷した半導体製造用部品に化学気相蒸着法で再生部を形成する再生部形成ステップと、再生部が形成された損傷した半導体製造用部品を加工する後加工ステップと、及び再生部が形成された損傷した半導体製造用部品を洗浄する第２洗浄ステップとを含む半導体製造用部品の再生方法が提供される。
本発明の一実施形態によれば、準備ステップと第１洗浄ステップとの間に前加工ステップをさらに含み得る。前加工ステップは、損傷した半導体製造用部品の損傷した部分を均質に加工するための工程であり、損傷して不均一になった表面を損傷した深さ以上に除去して均質にする。これは、損傷して不均一になった部分に直接に再生部を蒸着する場合、均一に蒸着されないことにより生じる再生部品と損傷前の部品との間の品質差を防止するためである。図３は、本発明の一実施形態により、半導体製造用再生部品が生成される過程を示すフローチャートである。
図４（ａ）〜図４（ｇ）は、本発明の一実施形態により半導体製造用再生部品のうちの１つである再生フォーカスリングが生成される過程の工程図である。
図４（ａ）には、乾式エッチング装置内でプラズマによってエッチングされて損傷した部分１１２と、プラズマに露出されることなくエッチングされない他の部分１１４、１１６及び１１８を含んでいる、損傷したフォーカスリング１１０の断面図が示されている。図４（ａ）において、プラズマによってエッチングされて損傷した部分１１２は、図２に示された損傷前のフォーカスリングの上端面、傾斜面、及びウェハーによって遮られていない下端面の一部に形成される。すなわち、プラズマによって損傷したフォーカスリング１１０は、図２に示すように、下端面１０４にウェハー４００が乗せられることによりプラズマが直接的に接しない下端面の一部に非損傷面を形成することができ、チャンバー内の装置構造によって底面１１４、外側面１１６、及び内側面１１８にも追加的に非損傷面を有し得る。
損傷した半導体製造用部品を備える準備ステップは、損傷した半導体製造用部品の表面に存在する不純物などを除去するために、前もって洗浄するステップを含み得る。
その後、図４（ａ）に示すように、不均一にエッチングされて損傷した部分を平たくする前加工ステップをさらに含むことによって、後で再生部形成ステップで均等な蒸着を誘導することができる。図４（ｂ）には、本発明の一実施形態により前加工ステップが実行されて表面が均質になったフォーカスリング１２０の断面図を示している。以下、図面符号１２０のように称されるフォーカスリングは、本発明の一実施形態によって前加工ステップが実行されて表面が均質になった状態の損傷した半導体製造部品を意味する。
本発明では前加工ステップの工程を特に限定することなく、再生部が蒸着して形成される部分を均等に加工できる工程であれば、全て含み得る。
その後、第１洗浄ステップで、半導体製造用部品の表面の不純物を除去する。上記のように前加工ステップを工程上に含む場合、前加工ステップで発生する表面の不純物は第１洗浄ステップから除去される。本発明では、第１洗浄ステップの工程を特に限定しないものの、摩擦力や超音波などを用いる物理的洗浄又は酸、塩基溶液を用いる化学的洗浄などによって表面の不純物を除去することができる。
図４（ｂ）には、第１洗浄ステップを終了した表面が滑らかに形成されたフォーカスリング１２０の断面図を示している。フォーカスリングは、図４（ａ）に示す損傷したフォーカスリング１１０の損傷した部分１１２が前加工ステップ及び第１洗浄ステップを経てから表面が均質になり、後述する再生部形成ステップで再生部を均一に蒸着させる。
マスキングステップは、後述する再生部形成ステップで化学気相蒸着法により再蒸着され、加工基準点を確保するための工程である。後加工ステップで、マスキングされた部分に向かって加工してから、加工面がマスキングされた部分に達すると、エッチングされない他の部分１１４、１１６、１１８を基準にして全体フォーカスリング１１０の位置を確保し、マスキングを除去した後残りの部分を加工する。
この工程は、再生部形成ステップを経て、図４（ｅ）に示すような蒸着の塊りになるとき、図４（ａ）に示す損傷したフォーカスリング１１０の非損傷面、すなわち、エッチングされない部分１１４、１１６、１１８が蒸着されないようにするためである。これによって、後加工ステップで不要な部分に加工することを避けることで、工程効率が増加するという効果がある。
本発明の一実施形態により再生部形成ステップの後、マスキングが除去されたフォーカスリングの断面図が図４（ｆ）に示されている。ここで、もし、マスキングが存在しなければ、再生部形成ステップで損傷した半導体製造用の部品が蒸着の塊りになった後、加工基準点を確保できなくなり、全く新しい部品の形状を加工しなければならない問題が生じる。すなわち、マスキングステップを含むことによって、加工の難しい高い耐プラズマ性蒸着物質からなる再生部の後加工ステップ工程の効率を確保することができる。このような本発明の一態様によれば、半導体製造用部品を完成品として新しく製造することに比べて加工面積が極めて減少することにより、半導体製造用部品の生産単価が低減され、窮極的に半導体製品の低い価格を確保することができるため、産業上の活用度が著しく向上される。
マスキング素材として、グラファイト素材の材料をはじめとして蒸着物質よりも加工に容易な材料が用いられる。これでマスキングされた部分は、蒸着物質とは異なって半導体製造用部品から
容易に除去できる効果がある。
本発明の一例によれば、マスキングステップは、図４（ｃ）に示すように、ジグによってマスキングすることを含むことができる。マスキングは、損傷した半導体製造用再生部品の一側の部分を支持できるジグによって形成され得る。ジグは、損傷したフォーカスリング１２０の損傷していない面のうちの一面を支持する基準ジグ２１０を含む。また、損傷したフォーカスリングの他の面を支持する他面ジグをさらに含み得る。
本発明の一例によれば、マスキングステップは、損傷した半導体製造用部品の底面、外側面、及び内側面からなるグループより選択される少なくともいずれか１つの非損傷面をマスキングすることを含む。
図４（ｄ）に示すように、マスキングステップにより、本発明の一実施形態で提供する基準ジグ２１０と外側面、内側面に追加的なジグ３００された構造の断面図が図示されている。これによって、損傷した半導体製造用部品は損傷した部分のみが外部に露出し、直接的に再生部により全て覆われる。損傷した半導体製造用部品の非損傷面の部分は、マスキングされることによって再生部と直接的な接触は発生しない。
その後、図４（ｅ）に示すように、マスキングされた損傷した半導体製造用部品に再生部４００が形成される。再生部形成ステップの具体的な方法として、蒸着温度１０００℃〜１５００℃で、成膜速度を２０μｍ／ｈｏｕｒ〜４００μｍ／ｈｏｕｒ、原料ガスの滞留時間を７〜１１０秒にする。再生部を含む半導体製造用再生部品は、 本発明の一実施形態に係る図４（ｅ）に示すフォーカスリングのように全体面に蒸着されて蒸着の塊りを形成するため、現場で求められる製品の規格に適しない、加工されていない形態であり得る。
その後、後加工ステップで、再生部が蒸着されて厚さの厚くなった半導体製造用再生部品を、プラズマ処理装置により損傷した部品に代替できるように規格化する。ここで、再生部は、加工の難しいＳｉＣのような物質が蒸着され得るため、後加工ステップを通した規格化過程で直接的な加工面積を最小化することが、製品の生産性を確保するために極めて重要な点である。本発明では、後加工ステップにおける効率を確保するために非損傷面を含んでいる部分にマスキングするマスキングステップを含む。図４（ｆ）には、加工基準点の役割を行い、加工の容易なマスキングされた部分を先に容易に加工して規格化されたフォーカスリングが図示されている。その後、図４（ｆ）に示すように、マスキングされない部分を最終的に加工する。第２洗浄ステップで、後加工ステップによって生成された表面の不純物を除去する。図４（ｇ）には、本発明の一実施形態により後加工ステップ及び第２洗浄ステップを経て規格化された、半導体製造用再生部品の１つであるフォーカスリングの断面図が図示されている。最終的に、本発明の一実施形態によれば、高い生産効率で図２に示す損傷前のフォーカスリング１００に代替できる同じ規格の再生フォーカスリングを確保することができる。
本発明の一例によれば、前加工ステップ、後加工ステップ、又は前記両ステップは、ダイヤモンドホイールで切削加工すしてもよい。半導体製造用部品及び再生部は、ＳｉＣ物質を含む加工の難しい物質である。したがって、前加工ステップ、後加工ステップ、又は前記両ステップは、半導体製造用部品及び再生部よりも硬度の高いもので加工できる高硬度物質から形成された切削用具によって切削加工される。切削用具として、硬度の高いダイヤモンド材質のホイールがあり得る。
本発明の一例によれば、前加工ステップは、損傷した半導体製造用再生部品の損傷部を０．８mm〜１．７mmの厚さだけ切削して加工してもよい。図４（ａ）に示した、プラズマによって損傷した部分１１２の平均的な高低偏差は０．５mm前後に形成される。したがって、損傷した部分を均一にするように切削加工する厚さは０．８mm〜１．７mmであることが好ましい。ただし、これは損傷した面の状態に応じて変わり、本発明がこれに限定されることはない。
本発明の一例によれば、後加工ステップは、再生部から余剰部を切削収得するステップを含み、余剰部を加工して別途の半導体製造用部品を製造することもできる。
図５は、本発明の一実施形態によって、後加工ステップで再生部４００から余剰部４１０を切削収得するステップ、及び余剰部を加工して別途の半導体製造用部品１００を製造する過程の工程図である。本発明の一実施形態によれば、生産工程の効率を向上させるために、形成された再生部の切削加工後の廃棄される余剰部を収得し、これを加工して別途の半導体製造用部品を製造することができる。再生過程も蒸着によって行われ、損傷面の他にも蒸着は非選択的に行われ、非損傷面に蒸着されたＳｉＣは分離収得して他の半導体製造装置などの部品の加工前物質として使用され得る。
本発明の一例によれば、第２洗浄ステップは、第１物理的又は化学的な洗浄ステップ、熱処理洗浄ステップ、及び第２物理的又は化学的洗浄ステップを含み得る。第１及び第２物理的又は化学的洗浄ステップは本発明では特に限定しないが、超音波を用いた物理的洗浄又は酸、塩基、蒸留水を含む純粋な溶液を用いた化学的洗浄を行ってもよい。これは、半導体製造用部品の表面上に残っている不純物を除去するためである。熱処理洗浄ステップは、第１物理的又は化学的洗浄ステップで依然として洗浄されていない残留不純物を高温に処理することで第２物理的又は化学的洗浄ステップにより洗浄可能にするための過程である。
本発明の一例によれば、熱処理洗浄ステップの熱処理温度は８００℃〜１４００℃であってもよい。蒸着物質を考慮するとき、熱処理温度を形成することで第１物理的又は化学的洗浄ステップによって洗浄されない残留不純物を追加的に洗浄できる状態にする。熱処理温度が８００℃未満である場合、残留不純物が十分に洗浄されない問題があり、１４００℃を超過する場合は過度な高温を形成するための工程設計上、生産単価が増加するという問題がある。
本発明の他の一実施形態によれば、化学気相蒸着チャンバー及びチャンバー内に位置して、損傷した半導体製造用部品の非損傷の部分を含む領域をマスキングするマスキング部を含む半導体製造用部品の再生装置が提供される。再生装置は、化学気相蒸着方式で損傷した半導体製造用部品にＳｉＣを含む物質の蒸着可能な装置であり得る。チャンバーは、化学気相蒸着が行われる空間を形成できる密閉された構造であればいずれの形態も可能である。
本発明の一例によれば、マスキング部はジグを含み得る。ジグは、損傷した半導体製造用部品の非損傷の部分が含まれる領域を支持することで、損傷した部分を露出する構造であれば、いずれの形態も可能である。すなわち、損傷した半導体製造用部品がジグに装着されることによって、損傷した部分を含んで化学気相蒸着方式に基づいて再生部に覆われる構造である。ジグは、化学気相蒸着チャンバー内で再生部を均一に形成するため、半導体製造装置部品が装着されて回転できる構造である。
本発明の一例によれば、ジグは、損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの一面を支持する基準ジグを含み、基準ジグの損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの一面への接触面の面積は、損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの一面の面積以下であり得る。
基準ジグは、図６に示すように、前記損傷した半導体製造用部品を下部から支持する構造である。これによって、基準ジグが支持する損傷した半導体製造用部品の一面への接触部分は、再生部を蒸着して形成する過程にて遮られて蒸着が形成されないという効果がある。ここで、基準ジグの損傷した半導体製造用部品の非損傷面と接触する接触面の面積は、損傷した半導体製造用部品の非損傷面の面積以下であることが好ましい。基準ジグの接触面面積が損傷した半導体製造用部品の一面面積を超過する場合、下記の問題が発生し得る。まず、損傷した半導体製造用部品の外部に形成されたジグ上にも蒸着物質が蒸着されることにより後加工ステップで追加加工が求められることで、工程効率を低下させる問題がある。また、損傷した半導体製造用の部品とジグとの間の隅部分に蒸着物質が全く蒸着されなかったり均質に蒸着されないことにより、再生部品が損傷前の製品に代替できない問題がある。図６は、本発明の一実施形態により、半導体製造装置部品のうちの１つである損傷したフォーカスリング１２０の、非損傷面のうちの一面を支持する基準ジグ２１０の、非損傷面のうちの一面への接触面の面積がフォーカスリング１２０の非損傷面のうちの一面の面積以下である構造を示す断面図である。
本発明の一例によれば、前記基準ジグは、ポイントジグであり得る。ここで、ポイントジグは、損傷した半導体製造用部品との接触が線又は点から形成されるジグを意味する。ここで、ポイントジグは、損傷した半導体製造用部品の再生部の形成後の加工ステップで加工基準点を確保する機能を果たす。すなわち、加工が相対的に難しい再生部の物質を加工することにおいて、不要な加工面積を最小化し、従来における損傷した半導体部品の非損傷領域の位置を確認可能にする。
図７は、本発明の一実施形態により、半導体製造装置部品のうちの１つであるフォーカスリングとその非損傷面のうちの一面を支持するポイントジグ２１２の概略的な構造を示す断面図である。図７に示すように、ポイントジグは、１つ以上の線又は点から形成された接触により損傷した半導体製造用部品の非損傷の部分を含む領域を支持する。本発明のポイントジグは、損傷した半導体製造用部品の非損傷の部分を含んでいる領域と線又は点から接触して前記部品を支持できる構造であれば、特に限定されることはない。ポイントジグは、１つの線又は点から損傷した半導体部品の非損傷の部分を含んでいる領域と接触し、２以上の線又は点から接触することもできる。図７は、本発明の一例によって内側及び外側の２つの円をなす線として、損傷した半導体部品の非損傷の部分を含んでいる領域との接触が形成されるポイントジグ２１２の構造の断面を示す。
本発明の一例によれば、ジグは、損傷した半導体製造用部品の損傷した他の面を支持する他面ジグをさらに含み得る。再生装置は他面ジグを含むことによって、再生部を形成している過程でさらに安定的に損傷した半導体製造用部品を支持することができる。また、損傷した半導体製造用部品の非損傷面を他面ジグ方向に配置することによって、追加的に他の非損傷面への蒸着も防止できる。
本発明の一例によれば、他面ジグは、損傷した半導体製造用部品の外側面を支持する外側面ジグと、損傷した半導体製造用部品の内側面を支持する内側面ジグとを含み得る。
図８（ａ）及び図８（ｂ）は、本発明の一実施形態により、基準ジグ及び他面ジグが損傷した半導体製造用部品のうち一例に該当するフォーカスリング１２０にマスキングされた構造を示す断面図である。図８（ａ）は、本発明の一実施形態により、損傷した半導体製造用部品のうちの１つであるフォーカスリング１２０の下部が基準ジグ２１０に、そして、外側面が外側面ジグ２２０にマスキングされた構造を示す断面図である。図８（ｂ）は、本発明の一実施形態により、損傷した半導体製造用部品のうちの１つであるフォーカスリングの下部が基準ジグ２１０に、外側面が外側面ジグ２２０に、そして、内側面が内側面ジグ２３０にマスキングされた構造を示す断面図である。
本発明の一実施形態に係る半導体製造用再生部品の再生装置の他面ジグは、装置構造上の必要に応じて外側面ジグ又は内側面ジグのうちの１つを側面ジグに備えてもよく、両方が備えれてもよい。
本発明の一実施形態により半導体製造用部品のうち、損傷したフォーカスリングに再生部を形成する場合、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、側面ジグを用いて非損傷面を支持しマスキングすることにより、不要な蒸着を防止すると同時に安定的な構造を形成し、直接的に蒸着される面を損傷された面のある方に誘導する効果がある。
本発明の一例によれば、基準ジグと他面ジグは一体型に形成され得る。損傷した半導体製造用部品の脱着自在な構造であれば、再生装置の構造上の必要に応じて基準ジグと他面ジグは一体型であり得る。
図９は、本発明の一実施形態により、損傷した半導体製造装置部品のうち一例に該当するフォーカスリング１２０に装着された基準ジグと他面ジグとが一体型である構造２４０を示す断面図である。本発明の一実施形態によれば、図９に示すように、基準ジグと外側面ジグとが一体型であり、本発明の他の実施形態によれば、下部ジグ、外側面ジグ、及び内側面ジグが一体型であってもよい。
本発明の一例によれば、他面ジグの損傷した半導体製造用部品に接触する面の形状は、損傷した半導体製造用部品の接触面の形状に対応し得る。損傷した半導体製造用部品は、その機能及び役割に応じて様々な形状を有し得る。本発明の一実施形態に係る他面ジグは、損傷した半導体製造用部品への接触面形状が半導体製造用部品の一面形状に対応するように（互いに陰刻及び陽刻に該当するように）製造され、損傷した半導体製造用部品の一側面を蒸着物質から完全に遮断できる構造であることが好ましい。これによって、再生部形成過程で蒸着物質から一側面が完全に遮断され、後処理加工時に加工を減少させる効果がある。
図１０は、本発明の一実施形態により、他面ジグ２５０の損傷した半導体製造用部品のうちの１つであるフォーカスリング１３０と接触する接触面形状がフォーカスリングの側面の形状に対応することを示す断面図である。フォーカスリングは、プラズマ処理装置製品によって外側面の下端の一部が突出した形状を有する。この場合、本発明の一実施形態に係る他面ジグ２５０は、その突出した形状に対応するように突出した形状の陰刻形態に形成され、フォーカスリングと完全に密着する構造を有する。これによって、再生部形成の過程で基準ジグ２１０にマスキングされて遮られる底面の他にも、追加的に蒸着物質から完全に一側面が遮断される効果がある。
本発明の他の一実施形態によれば、半導体製造用の消耗性部品として、非再生部と再生部を含む半導体製造用再生部品が提供される。半導体製造用消耗性部品は、半導体用ウェハーを製造するためのプラズマ処理装置でプラズマによって損傷して交替が必要ないずれの部品も含まれる。
本発明の一例によれば、非再生部、再生部又は前記両方は耐プラズマ性であり得る。半導体製造用消耗性部品の非再生部、再生部又は前記両方は、プラズマに露出されることでエッチングされて損傷する恐れがある。したがって、損傷する場合に交替が必須に行われなければならないが、頻繁な交替による半導体製品の生産コストを節減するために、非再生部、再生部又は前記両方は耐プラズマ性の素材であることが好ましい。
本発明の一例によれば、非再生部、再生部又は前記両方はＳｉＣを含み得る。非再生部、再生部又は前記両方は、現在まで研究された様々な耐プラズマ性素材、一例として、ＳｉＣ成分を含むことが好ましい。例えば、ＳｉＣ成分は、強い共有結合の物質として他のセラミック材料に比べて熱伝導率、硬度、耐酸化性、耐摩耗性、耐腐食性をはじめとして優れた耐プラズマ性を保有する素材であり、苛酷な条件で精密工程を必要とする半導体製造用素材として優れる特性を保有している材料である。
また、非再生部、再生部又は前記両方はＳｉＣを含み、追加的にハイドロカーボンを含む他の成分をさらに含み得る。ハイドロカーボンは、ＣｘＨｙの化学式を有し、ｘが１以上、ｙが２以上の整数である。また、フォーカスリングは、炭化シリコン基板にシリコン層がコーティングされた構造であり得る。
一方、非再生部と再生部の成分は同一であり得る。非再生部と再生部の成分が同一である場合、最初の損傷前の半導体製造装置部品をそのまま代替できる製品を製造し得る。また、再生部の成分は非再生部の成分とは異なって耐プラズマ性を含み、必要に応じて非再生部の物性よりも物性の優れた特徴を有する物質を含んでもよい。
また、非再生部と再生部は、生産されるウェハーと成分元素が同一であり得る。再生部が製造するウェハーと全く異なる成分を含む場合、プラズマによって半導体製造装置部品が損傷するとき、その成分が外部に流出してウェハーを汚染することがあるためである。再生部が形成される前の損傷した半導体製造装置部品と再生部の構成元素及び成分分布は同じであってもよく、異なってもよい。すなわち、非再生部、再生部、又は前記両方は、ＳｉＣを含むものとして、屈曲強度が極めて向上されてプラズマに対する高い耐食性を確保できる。
再生部は、化学気相蒸着（ＣＶＤ）方式をはじめとして様々な方法で形成され得る。再生部の厚さは０．５μｍ〜５ｕｍであることが好ましい。再生部の厚さが０．５μｍ未満である場合、再生部を形成することによって具現される実質的な効果がない場合もあり、再生部の厚さが５μｍ以上である場合に再生工程の経済性が落ちる問題がある。また、再生部の厚さは１μｍ〜３ｕｍであることが最も好ましい。
本発明の一例によれば、半導体製造用再生部品はプラズマ処理装置部品として、リング、電極部及びコンダクターからなるグループより選択される少なくともいずれか１つを含み得る。一例として、具体的に、フォーカスリング、上部電極部、接地電極部、シャワーヘッド、アウターリングなどであり得る。プラズマ処理装置内でプラズマに露出するいずれの部品も本発明の半導体製造用再生部品に含まれ得る。そのうちのフォーカスリング、上部電極部、接地電極部、及びアウターリングなどは、プラズマ処理装置内で、特にプラズマによって損傷する確率が高い部品として、本発明で意図する半導体製造用再生部品に該当する。
本発明の一実施形態によれば、半導体製造用部品の再生方法は、いずれか１つの半導体製造用部品の再生装置を用いて実行され得る。本発明の一実施形態で提供する再生装置の構造によってより効率的な方法で半導体製造用部品の再生方法の各ステップの工程を具現できる。
本発明の一実施形態によれば、半導体製造用再生部品は、いずれか１つの半導体製造用部品の再生方法を用いて再生され得る。本発明の一実施形態で提供する半導体製造用部品の再生方法の各ステップ工程によって、より効率的な方法で半導体製造用再生部品を提供することができる。
本発明の一実施形態によれば、半導体製造用再生部品は、いずれか１つの半導体製造用部品の再生装置を用いて再生され得る。本発明の一実施形態で提供する再生装置の構造によって、より効率的な方法で半導体製造用再生部品を提供することができる。

Claims (13)

  1. 損傷した半導体製造用部品を備える準備ステップと、
    前記損傷した半導体製造用部品を洗浄する第１洗浄ステップと、
    洗浄済みの前記損傷した半導体製造用部品の非損傷の部分を含む領域のうち少なくともいずれか１つをジグによってマスキングするマスキングステップと、
    マスキング済みの前記損傷した半導体製造用部品に化学気相蒸着法で再生部を形成する再生部形成ステップと、
    前記再生部が形成された損傷した半導体製造用部品を加工する後加工ステップと、
    後加工済みの前記再生部が形成された損傷した半導体製造用部品を洗浄する第２洗浄ステップと、
    を含み、
    前記マスキングステップは、前記損傷した半導体製造用部品の底面、外側面、及び内側面からなるグループより選択される少なくともいずれか１つの非損傷面をマスキングすることを含み、
    前記ジグは、前記損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの一面を支持する基準ジグと、前記損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの前記一面ではない他の面を支持する他面ジグとを含み、
    前記基準ジグの前記損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの一面への接触面の面積は、前記損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの一面の面積以下である、半導体製造用部品の再生方法。
  2. 前記準備ステップと前記第１洗浄ステップとの間に前加工ステップをさらに含む、請求項１に記載の半導体製造用部品の再生方法。
  3. 前記前加工ステップ、後加工ステップ又はこの両方は、ダイヤモンドホイールで切削加工する、請求項２に記載の半導体製造用部品の再生方法。
  4. 前記前加工ステップは、準備済みの前記損傷した半導体製造用部品の損傷部を０．８ｍｍ〜１．７ｍｍの厚さだけ切削して加工する、請求項２に記載の半導体製造用部品の再生方法。
  5. 前記後加工ステップは、前記再生部から余剰部を切削収得するステップを含み、
    前記余剰部を加工して別途の半導体製造用部品を製造する、請求項１に記載の半導体製造用部品の再生方法。
  6. 前記第２洗浄ステップは、第１物理的又は化学的洗浄ステップ、熱処理洗浄ステップ、及び第２物理的又は化学的洗浄ステップを含む、請求項１に記載の半導体製造用部品の再生方法。
  7. 前記熱処理洗浄ステップの熱処理温度は、８００℃〜１４００℃である、請求項６に記載の半導体製造用再生部品の再生方法。
  8. 化学気相蒸着チャンバーと、
    前記チャンバー内に位置し、損傷した半導体製造用部品の非損傷の部分を含む領域をマスキングするマスキング部と、
    を含む半導体製造用部品の再生装置であって、
    前記マスキング部はジグを含み、
    前記ジグは、前記損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの一面を支持する基準ジグと、前記損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの前記一面ではない他の面を支持する他面ジグとを含み、
    前記基準ジグの前記損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの一面への接触面の面積は、前記損傷した半導体製造用部品の非損傷面のうちの一面の面積以下である、半導体製造用部品の再生装置。
  9. 前記基準ジグはポイントジグである、請求項８に記載の半導体製造用部品の再生装置。
  10. 前記他面ジグは、前記損傷した半導体製造用部品の外側面を支持する外側面ジグと、前記損傷した半導体製造用部品の内側面を支持する内側面ジグと、を含む、請求項８に記載の半導体製造用部品の再生装置。
  11. 前記基準ジグと前記他面ジグは一体型である、請求項８に記載の半導体製造用部品の再生装置。
  12. 前記他面ジグの前記損傷した半導体製造用部品に接触する面の形状は、前記損傷した半導体製造用部品の接触面の形状に対応する、請求項８に記載の半導体製造用部品の再生装置。
  13. 前記半導体製造用部品の再生方法は、請求項８に記載の半導体製造用部品の再生装置を用いて実行される、請求項１に記載の半導体製造用再生部品の再生方法。
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