KR100733109B1 - 실리콘 포커스링 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

플라즈마 장치내에서 포커스링으로 사용되는 실리콘 단결정으로 이루어진 실리콘 포커스링에 있어서, 상기 실리콘 포커스링에 함유되어 있는 격자간 산소농도가 5×1017atoms/㎤이상 1.5×1018atoms/㎤이하인 실리콘 포커스링. 및, 플라즈마 장치에 이용되는 실리콘 포커스링의 제조방법에 있어서, 쵸크랄스키법에 의해 격자간 산소농도가 5×1017atoms/㎤이상 1.5×1018atoms/㎤이하인 단결정 실리콘을 성장시켜, 그 단결정 실리콘을 원환상으로 가공하고, 실리콘 포커스링을 제조하는 실리콘 포커스링의 제조방법. 중금속 등의 불순물에 기인한 문제를 방지하는 것이 가능한 실리콘 포커스링이 제공된다.
실리콘 포커스링, 실리콘 단결정, 산소, 질소, 플라즈마 에칭장치

Description

실리콘 포커스링 및 그 제조방법{SILICON FOCUS RING AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명에 따른 실리콘 포커스링의 일례를 나타낸 설명도로, (a)는 그 평면도이고, (b)는 그 종단면도이다.
본 발명의 실리콘 포커스링을 적용한 플라즈마 에칭장치의 일례를 나타낸 설명도이다.
*도면 주요부분에 대한 부호의 설명*
1…실리콘 포커스링, 2…상부전극, 3…가스유출구멍
10…플라즈마 에칭장치, 11…챔버, 12…가스도입계, 13…배출계, 14…하부전극
r…웨이퍼 적치부, W…실리콘 웨이퍼
본 발명은, 예를 들어, 반도체 디바이스 제조공정의 건식 에칭 장치에 이용 되는 플라즈마 에칭용 포커스 링에 관한 것이다.
예를 들어, 반도체 디바이스 등의 제조에서는, 실리콘 웨이퍼에 박막을 형성하거나 에칭을 실시하는 경우, 플라즈마를 이용한 장치가 많이 이용되고 있다. 이와 같은 장치 중, 예를 들어 평행평판형 플라즈마 에칭장치(parallel plate plsma apparatus)에서는, 하부전극(lower electrode)측에 처리하고자 하는 실리콘 웨이퍼를 배치하고, 상기 하부전극과 평행한 상부전극(upper electrode) 측으로부터 반응가스를 유통시키고, 양 전극에 고주파 전압을 인가함에 의해 양전극간에 고주파 플라즈마를 발생시켜, 실리콘 웨이퍼의 에칭을 행한다.
이와 같은 플라즈마 장치에서는, 제조되는 반도체 디바이스의 특성이 웨이퍼의 면내에서 유지하도록 하기 위해서, 웨이퍼상에 공급되는 플라즈마를 균일하게 할 필요가 있다. 이 때문에, 종래부터 웨이퍼 주위에 포커스링(focus ring)이라 불리는 원환상의 부품(circular part)을 배치하는 연구가 행해져 왔다. 예를 들어, 흑연 등의 도전체로 이루어지는 포커스링을 배치함으로써, 플라즈마를 웨이퍼의 외측까지 확대시키고, 웨이퍼상의 플라즈마의 균일성(uniformity)을 향상시키는 것이 행해져 왔다. 그러나, 이 포커스 링은 실리콘 웨이퍼의 에칭시 그 자체도 플라즈마에 의해 에칭을 받는다.
종래, 포커스링으로는, 도전성이 있고 화학적 안성성이 우수하여 금속불순물로 실리콘 웨이퍼를 오염하는 일이 적고 고순도화 된 흑연재료가 사용되어 왔다. 그러나 흑연재료는, 골재(aggregate) 및 매트릭스로 이루어지는 파티클의 집합체(comples)이기 때문에, 플라즈마에 의한 에칭에 의해, 구성파티클 (constitutive particles)이 산란하여 소모가 커지기도 하고, 처리되는 실리콘 웨이퍼 상에 파티클들이 떨어지기도 하고, 회로패턴형성의 장해가 되는 등의 문제가 있었다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 최근, 포커스링 재료로 유리상 탄소(glassy carbon)가 사용되어 왔다.
그러나, 포커스링용으로 유리상 탄소를 사용하더라도, 실리콘 웨이퍼로의 불순물(contamination)을 막을 수가 없었다. 반도체 디바이스의 제조에 있어서, 실리콘 웨이퍼의 불순물은, 특성의 열화를 유발하고, 디바이스의 수율을 저하시킨다. 따라서, 포커스링의 재질을 불순물의 원인이 되는 유리상 탄소로부터 실리콘 웨이퍼와 동일한 것인 단결정 실리콘으로 변경하는 것이 제안되고 있다.
그러나, 포커스링이 대체로 고순도인 단결정 실리콘으로 제조되더라도, 절삭가공이나 연마가공이 수행될 때, 가공장치로부터 발생하는 불순물들이 포커스링의 표면에 부착하는 것은, 단결정 실리콘 잉곳으로부터 절출된 단결정 실리콘 플레이트의 형성공정에서, 피할 수 없는 일이다. 이러한 불순물들은 또한, 가공장치 각각에서 사용된 재료 혹은 기구들로부터 발생되고, 그들은 주로 중금속이다. 그러한 불순물들의 량이 소량일지라도, 반도체 디바이스의 제조공정에서 심각한 문제를 유발한다. 즉, 불순물이 들러붙은 포커스링이 계속 사용되면, 이러한 불순물들은 부유하고 실리콘 웨이퍼상에 흩어져서, 실리콘 웨이퍼상에 제조된 반도체 디바이스의 수율을 저하시키는 원인으로 된다.
또한, 포커스링에 부착한 중금속의 이러한 불순물들은, 상기 포커스링 표면에 부착할 뿐 아니라, 포커스링 내에서 확산하여, 결함을 유발한다. 그러한 중금속 불순물들은, 불순물이 부착된 포커스링을 파단하고, 그것의 파단면을 Secco 에칭 등을 실시하고, 현미경으로 관찰함에 의해, 피트(pits)로서 확인될 수 있다. 그러한 불순물에 기인한 결함들은, 포커스링상에서 파티클들을 발생시켜 수명을 낮춘다.
본 발명은 이와 같은 문제점에 감안하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 플라즈마장치에서 포커스링으로서 사용되는 단결정 실리콘으로 이루어지는 실리콘 포커스링에 있어서, 중금속 등의 불순물에 기인한 문제를 방지할 수 있는 실리콘 포커스링을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 플라즈마장치에서 포커스링으로서 사용된 단결정 실리콘으로 구성되는 포커스링에 있어서, 상기 실리콘 포커스링에 함유되는 격자간 산소농도(concentration of interstitial oxygen)가 5 ×1017atoms/㎤이상 1.5×1018atoms/㎤ 이하인 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 격자간 산소농도가 5 ×1017atoms/㎤이상 1.5×1018atoms/㎤ 이하인 실리콘 포커스링이, 예를 들어 플라즈마 에칭장치의 포커스링으로 사용되면, 고온하 포커스링의 벌크부에서 충분한 양의 산소석출(oxygen precipitation)이 생기기 때문에, 실리콘 포커스링에 부착한 중금속 등의 불순물을 포집하는, 이른바 인트린직 게터링효과(intrinsic gettering effect)(IG효과)를 충분히 얻는 것이 가능 하다. 그때문에, 이 포커스링이 게터링효과를 갖는 것에 의해, 상기 포커스링에 부착한 불순물이 피처리물인 실리콘 웨이퍼에 떨어지는 문제를 방지하는 것이 가능하다. 더욱이, 이와 같은 불순물에 기인한 실리콘 포커스링 표층부의 결함도, 이 게터링효과에 의해 억제하는 것이 가능하고, 그 결과 포커스링 표면의 파티클 발생도 저감될 수 있다. 더욱이, 전술 범위의 산소농도이면, 포커스링의 사용중 과잉의 산소석출에 의해 OSF(산화유기 적층결함)등의 산소석출기인 결함이 발생하는 일이 없고, 그결과, 포커스링 표면에서 파티클을 유발하는 거침(roughness)의 발생을 방지할 수 있다.
실리콘 포커스링의 질소농도는 5×1013개/㎤ 이상 5×1015개/㎤ 이하인 것이 바람직하다.
이와 같이, 실리콘 포커스링의 질소농도가 5 ×1013개/㎤ 이상 5 ×1015개/㎤ 이하이면, 실리콘 포커스링의 벌크부에서 산소석출이 충분히 촉진되어, 한층 더 게터링효과를 높일 수 있다.
더욱이, 실리콘 포커스링의 표면은 에칭처리되어 있는 것이 바람직하다.
이와 같이, 실리콘 포커스링의 표면이 에칭처리되어 있는 것이면, 실리콘 포커스링의 형성가공시 발생한 가공 데미지층(mechanical damage layer)을 제거하는 것이 가능하고, 파티클의 발생을 저감하는 것이 가능하여, 부착중금속도 거의 없는 것으로 하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은, 플라즈마장치에 이용되는 실리콘 포커스링의 제조방법에 있어서, 쵸크랄스키법에 의해 격자간 산소농도가 5×1017atoms/㎤이상 1.5×1018atoms/㎤ 이하인 단결정 실리콘을 성장시켜, 그 단결정 실리콘을 원환상(circle)으로 가공하고, 실리콘 포커스링을 제조하는 것을 특징으로 하는 실리콘 포커스링의 제조방법을 제공한다.
이와 같이, 실리콘 포커스링의 제조방법에 있어서, 쵸크랄스키법에 의해 소정의 격자간 산소농도를 갖는 단결정 실리콘을 성장시켜, 이 단결정 실리콘을 원환상으로 가공하여, 실리콘 포커스링을 제조한다. 그 결과, 간단한 방법으로 중금속 등의 불순물에 의한 문제를 방지하는 것이 가능한 실리콘 포커스링을 제조하는 것이 가능하다.
이 경우, 쵸크랄스키법에 의해 질소농도가 5 ×1013개/㎤ 이상 5 ×1015개/㎤ 이하로 되도록 질소를 도프한 단결정 실리콘을 성장시키는 것이 바람직하다.
이와 같이 하면, 제조되는 실리콘 포커스링의 게터링효과는 더욱 커지게 되고, 중금속 등의 불순물이 초래하는 문제를 방지하는 것이 가능하게 된다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 플라즈마 장치에서 포커스링으로 사용된 실리콘 단결정으로 구성되는 실리콘 포커스링에 함유된 격자간 산소농도가 5×1017atoms/㎤이상 1.5×1018atoms/㎤ 이하이기 때문에, 충분한 게터링 효과가 상기 실리콘 포커스링에 제공될 수 있다. 따라서, 중금속과 같은 불순물에 기인한 문제가 방지될 수 있고, 반도체 디바이스 제조에 있어 수율이 개선될 수 있다.
본 발명은, 이하 보다 상세히 설명될 것이다.
본 발명의 발명자들은, 본 발명의 플라즈마 장치에서 포커스링으로서 사용된 실리콘 단결정으로 이루어진 실리콘 포커스링에 있어서, 상기 실리콘 포커스링에 함유된 격자간 산소농도를 적절한 값으로 하면, 실리콘 포커스링에 충분한 게터링효과를 얻을 수 있어서, 그 결과, 실리콘 포커스에 중금속과 같은 불순물의 부착 에 의해 유발되는 문제를 방지할 수 있다는 것을 발견하고, 다양한 해당 조건을 정밀 조사하여 완성에 도달한 것이다.
즉, 적절한 격자간 산소를 함유하는 실리콘 포커스링을 플라즈마 에칭장치에 사용하면, 플라즈마에 접촉하는 것에 의해, 실리콘 포커스링이 고온으로 된다. 그러면, 함유되는 격자간 산소가 거기에 석출하여 석출물(precipitates)을 형성하고, 게터링효과를 갖는 것으로 된다. 그리고, 실리콘 포커스링에 부착된 중금속 등의 불순물과 포커스링 표층부의 결함이, 실리콘 포커스링의 벌크부에서 게터링 싱크(gettering sinks)에 포집된다(captured). 그 결과, 포커스링 표면상에 발생된 파티클을 저감할 수 있다.
종래, 격자간 산소에 의한 산소석출유기 벌크결함(oxygen precipitation induced bulk fault)은, 인트린직 게터링에 있어서 유효한 게터링 싱크로 되는 것이 알려져 왔다.
본 발명의 발명자들은, 디바이스 제조공정에서 이용된 게터링을, 플라즈마장치의 실리콘 포커스링에 응용하는 것이 가능한 것을 생각해 내고, 격자간 산소농도와 게터링효과와의 관계에 대하여, 각종 실험, 조사를 행하였다.
그 결과, 실리콘 포커스링의 격자간 산소농도가 5×1017atoms/㎤ 이상이면, 포커스링의 사용시 산소석출이 발생하여, 충분한 게터링 효과가 얻어지는 것을 발견하였다. 그러나, 격자간 산소농도가 1.5×1018atoms/㎤보다 큰 경우에는, OSF(산화유기 적층결함,oxidation induced stacked fault) 등의 산소석출에 기인한 결함이 발생하는 일이 있고, 그 때문에 실리콘 포커스링 표면에 거침이 생기는 일이 있다. 따라서, 실리콘 포커스링의 격자간 산소농도는, 1.5×1018atoms/㎤ 이하로 하는 것으로 하였다.
또한, 실리콘 단결정중의 질소원자는, 산소석출을 조장시키는 효과가 있는 것이 알려져 있다(예를 들어, F.Shimura and R.S.Hockett,Appl.Phys.Lett.48,224,1986). 따라서, 본 발명의 발명자들은 실리콘 포커스링에 질소를 적정량 함유시킴으로써, 실리콘 포커스링 벌크부에서 산소석출을 조장시켜서, 보다 유효한 게터링효과를 얻을 수 있는 것을 발견하였다.
본 발명자들은 또한, 실리콘 포커스링중의 질소농도와 게터링효과와의 관계에 대해서도 실험, 조사를 행한 결과, 실리콘 포커스링중의 질소농도가 5 ×1013개/㎤ 이상이면, 산소석출을 조장하는 효과를 충분히 얻는 것이 가능하고, 보다 유효 한 게터링효과를 얻을 수 있는 것을 알았다. 그러나, 5 ×1015개/㎤를 초과하면, 과잉의 산소석출에 의해 OSF등의 산소석출 기인결함이 많이 발생하여, 실리콘 포커스링 표면에 표면거침이 생기는 경우도 있는 것을 알았다. 더욱이, 질소농도가 실리콘 단결정중 고용한계인 5 ×1015개/㎤를 초과하면, 포커스링을 구성하는 실리콘 단결정을 쵸크랄스키법 등으로 성장시킬 때, 실리콘 단결정의 단결정화 그 자체가 저해되는 경우도 있다. 따라서, 본 발명자들은 실리콘 포커스링의 보다 바람직한 질소농도를 5 ×1013개/㎤ 이상 5 ×1015개/㎤ 이하로 하는 것으로 하였다. 본 발명은, 이상과 같은 견지에서 예의연구한 결과 완성시킨 것이다.
본 발명의 실시형태가 설명될 것이다. 그러나, 본 발명은 그것에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실리콘 포커스링에 함유되어 있는 격자간 산소농도는, 5 ×1017atoms/㎤이상 1.5×1018atoms/㎤ 이하의 범위에 있도록 하면 좋다. 격자간 산소농도를 이 범위로 하기 위해서는, 예를 들어 이하와 같이 하여 행한다.
본 발명의 실리콘 포커스링을 구성하는 단결정 실리콘의 잉곳을 쵸크랄스키법으로 인상할 때, 먼저 원료인 다결정 실리콘을 용융하여 실리콘의 융액(silicon melt)을 만든다. 그러한 실리콘은, 일반적으로 석영제 도가니에서 용융된다. 이 경 우, 석영 도가니내에서 실리콘을 용융하면, 이 실리콘 융액과 접하고 있는 석영 도가니의 표면이 실리콘의 융액중에 용융하고, 산소는 이 실리콘 융액과 혼합된다.
상기 실리콘 융액으로부터 잉곳을 인상할 때 도가니의 회전수를 조정함으로써, 실리콘 융액중에 용융하여 혼입하는 산소량을 제어할 수 있고, 간단히 실리콘 단결정의 격자간 산소농도를 조정하는 것이 가능하다.
챔버내로의 도입가스유량의 증감, 분위기압력의 고저, 도가니내의 실리콘융액의 온도분포 및 대류의 조정 등에 의해서, 간단히 상기 본 발명의 산소농도로 제어하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 실리콘 포커스에 함유되어 있는 질소농도는 5 ×1013개/㎤ 이상 5 ×1015개/㎤ 이하의 범위로 들도록 하는 것이 바람직하다. 질소는, 예를 들어, 실리콘 웨이퍼에 CVD법 등으로 질화막을 형성시키고, 이 질화막이 있는 실리콘 웨이퍼를 원료인 다결정 실리콘과 함께 석영 도가니 중에 넣고, 그들을 용융시킴에 의해, 결정중에 혼입될 수 있다. 이 때, 질소농도는, 원료에 첨가되는 실리콘 웨이퍼상의 질화막의 양을 적절히 조정함에 의해 상기 범위로 제어될 수 있다. 따라서, 포커스링의 질소농도는, 매우 정확히 조정하는 것이 가능하다.
또한, 실리콘 융액중에 질화물자체를 투입하거나, 분위기가스를 질소를 함유하는 분위기 등으로 하는 것에 의해서, 인상되는 실리콘 단결정 중에 질소를 도프하는 것이 가능하다. 이 경우, 질화물의 양, 질소가스의 농도 또는 도입시간 등을 조정하는 것에 의해, 실리콘 단결정 중 질소 도프량을 제어하는 것이 가능하다.
이와 같이 하여, 소망의 격자간 산소농도 및 질소농도를 갖는 단결정 실리콘 잉곳을 제조하는 것이 가능하다.
전술한 바와 같이 하여 제작한 실리콘 단결정 잉곳에 대하여 소망의 두께로 슬라이스가공을 행하고, 내외주 가공(process of machining inner and outer periphery) 등의 형성가공, 표면을 연마하는 연마가공 등, 적절히 가공방법을 선택하여, 실리콘 단결정으로 구성된 실리콘 포커스링을 제조하도록, 적용한다.
이 경우, 상기 실리콘 포커스링의 표면은 에칭처리되는 것이 바람직하다. 그 이유는, 내외주의 형성가공, 표면연마 등의 가공시에는, 실리콘 포커스링 표면에 가공 데미지층(work damage layer)이 잔류하고 있는 경우가 있고, 이들이 실리콘` 포커스링의 표면에 발생하는 파티클로 되어, 피처리물인 실리콘웨이퍼에 부착해 버릴 수 있기 때문이다.
따라서, 실리콘 포커스링의 표면을 에칭처리하는 것에 의해, 포커스링 표면에 잔류하는 데미지층을 제거하는 것이 가능하다. 실리콘 포커스링의 표면이 에칭될 수 있는 것이면, 산 에칭(acid etching) 또는 알칼리 에칭(alkali etching) 등 에칭처리의 어떠한 형태로도 행할 수 있다. 더욱이, 실리콘 포커스링의 제조공정중, 그 표면에 부착한 불순물을 제거하기 위해, 산 에칭이나 알칼리에칭을 이용한세정을 적절히 행하는 것이 보다 바람직하다. 구체적으로는, HF + HNO3 + CH3COOH 등의 혼산(mixed acid), NaOH, KOH의 수용액 등이 사용될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 실리콘 포커스링을 얻는 것이 가능하다. 이 실리콘 포커스링은 예를 들면, 도1에 나타난 바와 같은 실리콘 단결정으로 구성된 실 리콘 포커스링(1)이다. 실리콘 포커스링(1)의 내주부(inner periphery portion)에는 실리콘 웨이퍼를 배치시키는 단차부(bump portion) r이 형성되어 있다.
이와 같은 본 발명의 실리콘 포커스링(1)은, 예를 들면 도2에 나타난 바와 같은 플라즈마 에칭장치(10)에 적치되어 사용된다. 상기 플라즈마 에칭장치(10)은, 가스도입계(12)와 배출계(13)이 접속되는 챔버(11)과, 이 챔버(11)내에 배치되는 상부전극(2)를 구비하고 있다. 가스도입계(12)로부터 공급된 반응가스는, 상부전극(2)의 가스유출 구멍(3)을 통해 하방으로 분출되는 것으로 되어 있다. 이것에 대향하는 실리콘 포커스링(1)은, 하부전극(14)를 통해 고주파전원에 접속되어 있다.
그리고, 처리되는 실리콘웨이퍼 W를 고주파전력이 인가되는 실리콘 포커스링(1) 상에 적치하고, 그것에 대향하는 상부전극(2)와 실리콘 포커스링(1) 사이에서 발생되는 플라즈마 방전에 의해, 실리콘 웨이퍼 W의 표면을 에칭처리하도록 하고 있다.
이와 같은 에칭처리시, 본 발명의 실리콘 포커스링(1)은, 그것의 격자간 산소농도가 적당한 값이기 때문에, 충분한 게터링효과를 갖는다. 따라서, 제조가공공정에서 표면에 중금속 등의 불순물이 부착하고 있거나, 또는 플라즈마 에칭장치내에서 중금속의 오염이 발생한 것으로도, 중금속 등의 불순물을 그 실리콘 포커스링(1)의 벌크부에 취입하는 것이 가능하다. 따라서, 불순물이 실리콘웨이퍼상에 떨어져서 오염되는 것과 같은 문제를 방지하는 것이 가능하다.
더욱이, 본 발명의 실리콘 포커스링(1)은, 포커스링 표층부의 결함도 방지하 는 것이 가능하다. 따라서, 실리콘 포커스링(1)을 장시간 계속사용해도, 포커스링(1)의 표면 파티클의 발생을 막는 것이 가능하다. 그 때문에, 포커스링(1)로부터 실리콘 웨이퍼에 파티클을 제공하게 되는 것도 방지할 수 있다.
(실시예)
이하, 실시예 및 비교예가 설명될 것이다.
(실시예 1~4, 비교예1~4)
이하의 방법에 따라, 도1(a),(b)에 나타난 바와 같은 실리콘 포커스링을 제조하였다.
CZ법에 의해, 직경이 36인치인 석영도가니에, 원료다결정 실리콘을 챠지하고, 직경10인치, P형, 0.1Ω·cm의 결정 잉곳을 8개 인상하였다. 어떤 결정에 대해서도, 인상중 도가니회전수를 제어하여, 단결정중 산소농도를 변화시켜 인상하였다. 또한, 어떤 결정에 대해서도, 원료중에 미리 두께가 다른 질화규소막을 갖는 실리콘 웨이퍼를 투입하여, 단결정중 질소농도를 변화시켜 인상하였다.
이상과 같이 하여 인상한 8개의 직경 약 270mm의 단결정 실리콘 잉곳을 원통 연삭(cylinderical grinding)하였다. 그 후, 두께 4mm의 포커스링 소재를 슬라이스가공함과 동시에, 내외주를 연삭하여 직경 260mm, 내직경 200mm의 원환상의 소재를 제작하였다. 이 포커스링 소재의 내주부에는 실리콘 웨이퍼를 적치시키기 위해 단차r을 형성하였다. 그 후, 이들 실리콘 포커스링 표면을 HF + HNO3 + CH3COOH에 의 해 에칭을 실시하여, 가공중 발생된 가공 데미지층을 제거하였다.
이와 같이 하여 얻어진 8종류의 실리콘 포커스링을 도2에 나타낸 바와 같은 플라즈마 에칭장치에 적치하고, 실리콘 웨이퍼에 드라이에칭을 실시하였다. 에칭후 실리콘 웨이퍼의 오염상태와 사용후 실리콘 포커스링의 표면조도에 대해서 평가를 행하였다.
측정결과를 표1에 나타내었다.
격자간 산소농도 (atoms/㎤) 질소농도 (개/㎤) 웨이퍼의 오염상태 실리콘 포커스링 표면의 거침상태
실시예1 5.0×1017 1.0×1013 ○ ○
실시예2 1.5×1018 1.0×1013 ○ ○
실시예3 5.0×1017 5.0×1013 ◎ ◎
실시예4 1.5×1018 5.0×1015 ◎ ◎
비교예1 4.9×1017 1.0×1013 X X
비교예2 1.6×1018 1.0×1013 △ X
비교예3 4.9×1017 4.9×1013 X X
비교예4 1.6×1018 5.1×1015 △ X

표1에 있어서, 실시예1~4는 본 발명의 실리콘 포커스링을 이용하여 에칭을 행한 결과를 나타낸다. 비교예1~4는 산소농도 또는 질소농도가 본 발명범위가 아닌 실리콘 포커스링의 경우를 나타낸다. 표1에 있어서, 웨이퍼 오염상태의 평가는, 이하와 같은 판단기준으로 행해졌다. 실리콘 포커스링의 오염방지효과에 대해서는, 웨이퍼오염이 매우 큰 것을 X, 큰 것을 △로 표시하고, 적어서 문제가 없는 것을 ○, 거의 영향을 미치지 않는 것을 ◎로 표시하였다. 또한, 실리콘 포커스링 표면 에 거침이 발생하는 정도에 대해서는, 매우 표면거침이 많은 것을 X, 많은 것을 △, 거침이 적어서 문제가 없는 것을 O, 거의 발견되지 않는 것을 ◎로 나타내고 있다.
표1의 결과에 의해, 실시예1~4와 같이, 실리콘 포커스링에 함유되어 있는 격자간 산소농도가 5×1017atoms/㎤이상 1.5×1018atoms/㎤이하인 본 발명의 포커스링은, 피처리물인 실리콘웨이퍼의 오염을 적게할 수 있고, 또한, 실리콘 포커스링의 표면 거침도 적게 할 수 있다. 즉, 표면의 결함부로부터 발생하는 파티클을 저감할 수 있다.
특히, 실시예3 및 실시예4와 같이, 실리콘 포커스링에 적절한 질소가 함유되어 있으면, 웨이퍼의 오염이나, 실리콘 포커스링 표면의 거침을 보다 적게 하는 것이 가능하다.
한편, 비교예1~4가 나타낸 바와 같이, 본 발명의 범위외의 실리콘 포커스링은, 웨이퍼로의 오염방지효과를 제공하는 것이 불가능한 것이 분명하다. 또, 실리콘 포커스링 표면의 거침상태도 나쁘기 때문에, 표면의 결함에 따른 파티클의 발생이 많은 것이 예상된다.
본 발명은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이고, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 유사한 작용효과를 제공하는 것은, 어느것에 있어서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는, 플라즈마에칭장치에 있어서 포커스링으로 사용되는 단결정 실리콘으로 이루어진 실리콘 포커스링에 있어서, 그 실리콘 포커스링에 함유되어 있는 격자간 산소농도를 5×1017atoms/㎤이상 1.5×1018atoms/㎤이하로 함으로써, 실리콘 포커스링에 충분한 게터링효과를 제공하는 것이 가능하다. 그 때문에, 중금속 등의 불순물이 원인이 되어 생기는 문제를 방지하는 것이 가능하고, 반도체 디바이스제조의 수율향상을 도모하는 것이 가능하다.

Claims (5)

  1. 플라즈마 장치내에서 포커스링으로 사용되는 실리콘 단결정으로 이루어진 실리콘 포커스링에 있어서, 상기 실리콘 포커스링에 함유되어 있는 격자간 산소농도가 5×1017atoms/㎤이상 1.5×1018atoms/㎤이하이고, 그리고 질소농도가 5 ×1013개/㎤ 이상 5 ×1015개/㎤ 이하인 것을 특징으로 하는 실리콘 포커스링
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 포커스링의 표면에 에칭처리가 되는 것을 특징으로 하는 실리콘 포커스링
  4. 플라즈마 장치에 이용되는 실리콘 포커스링의 제조방법에 있어서, 쵸크랄스키법에 의해 격자간 산소농도가 5×1017atoms/㎤이상 1.5×1018atoms/㎤이하이고, 그리고 질소농도가 5 ×1013개/㎤ 이상, 5 ×1015개/㎤ 이하가 되도록 질소를 도프한 단결정 실리콘을 성장시켜, 그 단결정 실리콘을 원환상으로 가공하여, 실리콘 포커스링을 제조하는 것을 특징으로 하는 실리콘 포커스링의 제조방법.
  5. 삭제
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