KR101849037B1 - Parts for plasma processing apparatus having tungsten based corrosion-resisting plate and method of manufacturing the parts - Google Patents

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선호정
이재범
오준록
김현정
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김경인
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에스케이씨솔믹스 주식회사
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Abstract

Disclosed are parts for a plasma apparatus which has excellent corrosion resistance to plasma, ensures uniformity of plasma distribution, increases electrical conductivity and thermal conductivity, and includes a corrosion-resisting plate having a simple structure, and a manufacturing method thereof. In a chamber forming a reaction space for plasma processing, and a part located in the chamber and in contact with the plasma, the parts include a bonding part for bonding the corrosion-resisting plate, made of tungsten which has the critical thickness of 0.3 mm and the volume resistivity of 10^3-10^(-6) and a tungsten compound, to a base material.

Description

텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 장치용 부품 및 그 제조방법{Parts for plasma processing apparatus having tungsten based corrosion-resisting plate and method of manufacturing the parts}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a tungsten-based corrosion-resisting plate and method for manufacturing the parts,

본 발명은 플라즈마 부품 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마에 대한 내식성이 높은 텅스텐 및 텅스텐계 화합물으로 이루어진 텅스텐계 내식판을 가진 부품 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a component having a tungsten-based inner plate made of tungsten and a tungsten-based compound having high corrosion resistance to plasma, and a method of manufacturing the same.

플라즈마 처리장치는 챔버 내에 상부전극과 하부전극을 배치하고, 하부전극의 위에 반도체 웨이퍼, 유리 기판 등의 기판을 탑재하여, 양 전극 사이에 전력을 인가한다. 양 전극 사이의 전계에 의해서 가속된 전자, 전극으로부터 방출된 전자, 또는 가열된 전자가 처리가스의 분자와 전리 충돌을 일으켜, 처리가스의 플라즈마가 발생한다. 플라즈마 중의 래디컬이나 이온과 같은 활성종은 기판 표면에 원하는 미세 가공, 예를 들면 에칭 가공을 수행한다. 최근, 미세전자소자 등의 제조에서의 디자인 룰이 점점 미세화되고, 특히 플라즈마 에칭에서는 더욱 높은 치수 정밀도가 요구되고 있어서, 종래보다도 현격히 높은 전력이 이용되고 있다. 이러한 플라즈마 처리장치에는 플라즈마에 영향을 받는 에지링, 포커스링, 샤워헤드 등의 부품들이 내장되어 있다.In the plasma processing apparatus, an upper electrode and a lower electrode are disposed in a chamber, and a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate is mounted on the lower electrode, and electric power is applied between both electrodes. Electrons accelerated by an electric field between the electrodes, electrons emitted from the electrodes, or heated electrons collide with molecules of the process gas to generate a plasma of the process gas. Active species such as radicals and ions in the plasma are subjected to desired microfabrication, for example etching, on the substrate surface. 2. Description of the Related Art Recently, design rules for the production of microelectronic devices and the like are becoming finer and, in particular, plasma etching is required to have higher dimensional accuracy. In such a plasma processing apparatus, components such as an edge ring, a focus ring, and a shower head influenced by plasma are built in.

상기 에지링의 경우, 전력이 높아지면, 정재파가 형성되는 파장 효과 및 전극 표면에서 전계가 중심부에 집중하는 표피 효과 등에 의해서, 대체로 기판 상에서 중심부가 극대로 되고 에지부가 가장 낮아져서, 기판 상의 플라즈마 분포의 불균일성이 심화된다. 기판 상에서 플라즈마 분포가 불균일하면, 플라즈마 처리가 일정하지 않게 되어 미세전자소자의 품질이 저하된다. 국내공개특허 제2009-0101129호는 서셉터와 에지부 사이에 유전체를 두어 플라즈마 분포의 균일성을 도모하고자 하였다. 하지만, 상기 특허는 구조가 복잡하고, 유전체 및 에지부 사이의 정밀한 설계가 어려운 문제가 있다.In the case of the above-mentioned edge ring, as the power increases, the central part becomes the maximum on the substrate and the edge part becomes the lowest by the wavelength effect where the standing wave is formed and the skin effect where the electric field concentrates on the central part on the electrode surface. The nonuniformity is increased. If the plasma distribution is uneven on the substrate, the plasma treatment is not constant and the quality of the fine electronic device is deteriorated. Korean Patent Laid-Open No. 2009-0101129 attempts to provide uniformity of plasma distribution by placing a dielectric between the susceptor and the edge portion. However, the above-mentioned patent has a complicated structure, and it is difficult to precisely design between the dielectric and the edge portion.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 플라즈마에 대한 내식성이 우수하고 플라즈마 분포의 균일성을 확보하며, 전기전도도 및 열전도도를 개선하고 구조가 간단한 텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 부품 및 그 제조방법을 제공하는 데 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention provides a plasma part including a plate in a tungsten system having excellent corrosion resistance to plasma, ensuring uniformity of plasma distribution, improving electric conductivity and thermal conductivity, and having a simple structure, and a method for manufacturing the same. I have to.

본 발명의 하나의 과제를 해결하기 위한 텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 부품은 플라즈마 처리를 위한 반응공간을 형성하는 챔버 및 상기 챔버의 내부에 위치하고 상기 플라즈마와 접촉하는 부품에 있어서, 상기 부품은 플라즈마 내식성이 있고, 임계두께가 0.3mm이고 부피 비저항 103~10- 6Ωㆍcm인 텅스텐 및 텅스텐계 화합물로 이루어진 내식판을 모재에 접합하는 접합부를 포함한다. SUMMARY OF THE INVENTION [0006] A plasma part including a tungsten-based barrier plate for solving one problem of the present invention includes a chamber forming a reaction space for plasma processing and a part located inside the chamber and in contact with the plasma, and the corrosion resistance, the critical thickness of 0.3mm and a volume resistivity of 10 3 to 10 - comprises a splice junction in the trays consisting of tungsten and tungsten compounds and 6 Ω cm in the base material.

본 발명의 부품에 있어서, 상기 텅스텐 및 텅스텐계 화합물은 단일상 또는 복합상일 수 있다. 상기 텅스텐계 화합물의 단일상은 화학양론적 상 및 상기 화학양론적 조성을 벗어난 비화학양론적 상을 포함할 수 있다. 상기 단일상 또는 복합상은 상기 단일상 또는 복합상에 불순물이 추가된 고용체를 포함할 수 있다. 상기 부품은 에지링, 포커스링 또는 샤워헤드 중에 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 텅스텐계 화합물은 텅스텐카바이드, 텅스텐보라이드, 텅스텐옥사이드, 텅스텐실리사이드 및 텅스텐포스파이드 중에 선택된 어느 하나일 수 있다.In the component of the present invention, the tungsten and tungsten-based compounds may be single phase or complex phase. The single phase of the tungsten-based compound may comprise a stoichiometric phase and a non-stoichiometric phase deviating from the stoichiometric composition. The single phase or complex phase may include a solid solution added with impurities in the single phase or the composite phase. The part may be any one selected from an edge ring, a focus ring, or a showerhead. The tungsten-based compound may be any one selected from tungsten carbide, tungsten boride, tungsten oxide, tungsten silicide, and tungsten phosphide.

본 발명의 다른 과제를 해결하기 위한 텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 부품의 제조방법은 플라즈마 처리를 위한 반응공간을 형성하는 챔버 및 상기 챔버의 내부에 위치하고 상기 플라즈마와 접촉하는 부품의 제조방법에 있어서, 상기 부품은 플라즈마 내식성이 있고, 0.3mm의 임계두께를 가지고 부피 비저항 103~10- 6Ωㆍcm인 텅스텐 및 텅스텐계 화합물로 이루어진 내식판을 모재에 접합하는 형성한다. The present invention also provides a method of manufacturing a plasma part including a tungsten-based inner plate, the method comprising the steps of: forming a chamber for forming a reaction space for plasma processing; the parts are the plasma corrosion resistance, and has a thickness of 0.3mm threshold volume resistivity of 10 3 to 10 - is formed for bonding within the trays consisting of 6 Ω cm and of tungsten and tungsten-based compound in the base material.

본 발명의 방법에 있어서, 상기 접합은 상기 내식판과 상기 모재에 열과 압력을 가하여 계면에서의 확산을 유도하여 이루어질 수 있다. 상기 접합은 금속접합제로 접합하거나 또는 접합테이프로 접합하여 이루어질 수 있다. 상기 부품은 모재를 상기 내식판으로 감싸서 형성할 수 있다. In the method of the present invention, the bonding may be performed by applying heat and pressure to the retention plate and the base material to induce diffusion at the interface. The bonding may be performed by a metal bonding agent or a bonding tape. The part can be formed by wrapping the base material with the diaphragm.

본 발명의 텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 부품 및 그 제조방법에 의하면, 플라즈마 내식성이 우수하고 전기전도성이 부여된 텅스텐 및 텅스텐계 화합물로 이루어진 부품을 사용함으로써, 플라즈마에 대한 내식성이 우수하고, 플라즈마 분포의 균일성을 확보하며, 구조가 간단하다. According to the plasma component including the tungsten-based corrosion-resistant plate of the present invention and the method of manufacturing the same, the use of the component made of tungsten and tungsten-based compound having excellent plasma corrosion resistance and electrical conductivity gives excellent plasma corrosion resistance, The uniformity of the distribution is ensured, and the structure is simple.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 플라즈마 부품이 장착된 플라즈마 처리장치를 개략적으로 도시한 도면들이다.
도 3은 본 발명에 의한 플라즈마 장치에 적용되는 제1 부품을 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 의한 플라즈마 장치에 적용되는 제2 부품을 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 플라즈마 장치에 적용되는 제3 부품을 나타내는 단면도이다.
1 and 2 are views schematically showing a plasma processing apparatus equipped with a plasma part according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing a first part applied to the plasma apparatus according to the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a second part applied to the plasma apparatus according to the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a third part applied to the plasma apparatus according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention.

본 발명의 실시예는 텅스텐 및 텅스텐 화합물 내식판을 사용함으로써, 플라즈마에 대한 내식성이 우수하고, 플라즈마 분포의 균일성을 확보하며, 구조가 간단한 플라즈마 부품 및 그 제조방법을 제시한다. 이러한 플라즈마 부품은 플라즈마에 영향을 받는 에지링, 포커스링, 샤워헤드 등의 부품들이 있으며, 여기서는 그 중에서 에지링을 사례로 들어 설명하기로 한다. 이를 위해, 본 발명의 에지링을 중심으로 플라즈마 부품에 대하여 구체적으로 알아보고, 상기 플라즈마 부품을 제조하는 방법을 상세하게 설명하기로 한다.Embodiments of the present invention provide a plasma component having excellent corrosion resistance against plasma, ensuring uniformity of plasma distribution, and a manufacturing method thereof by using a plate in tungsten and tungsten compounds. Such a plasma component includes components such as an edge ring, a focus ring, and a shower head that are affected by a plasma. Herein, an edge ring will be described as an example. To this end, a plasma component will be specifically described with reference to the edge ring of the present invention, and a method for manufacturing the plasma component will be described in detail.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 플라즈마 부품이 장착된 플라즈마 처리장치를 개략적으로 도시한 도면들이다. 본 발명의 범주 내에서 제시된 장치의 구조 이외에도 다양한 구조의 플라즈마 처리장치에 적용될 수 있다. 1 and 2 are views schematically showing a plasma processing apparatus equipped with a plasma part according to an embodiment of the present invention. The present invention can be applied to a plasma processing apparatus having various structures in addition to the structure of the apparatus proposed within the scope of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 처리장치는 챔버(10), 서셉터(20), 샤워헤드(30) 및 에지링(40)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 서셉터(20), 샤워헤드(30), 에지링(40) 등이 플라즈마에 영향을 받는 플라즈마 부품(AP)이다. 챔버(10)는 반응공간을 정의하며, 서셉터(20)는 상면에 기판(50)을 탑재하고 상하운동을 한다. 경우에 따라, 서셉터(20)는 고정되어 움직이지 않을 수 있지만, 여기서는 상하운동을 하는 경우를 예로 들었다. 샤워헤드(30)는 서셉터(20)의 상부에 위치하며, 기판(50)으로 공정가스를 분사한다. 샤워헤드(30)는 가스공급관(12)이 챔버(10)를 관통하여 연결되어, 상기 공정가스를 외부로부터 유입시킨다. 샤워헤드(30)는 가스공급관(12)을 통해 유입된 공정가스가 분사되기 전에 샤워헤드(30) 내부에 균일하게 확산하도록 하는 버퍼공간(31)과, 수많은 관통홀로 구성되는 노즐부(32)를 포함한다. 에지링(40)은 챔버(10)의 내벽에 설치되며 링지지대(41) 위에 위치한다. 1 and 2, the treatment apparatus of the present invention comprises a chamber 10, a susceptor 20, a showerhead 30, and an edge ring 40. Here, the susceptor 20, the showerhead 30, the edge ring 40, and the like are the plasma components AP affected by the plasma. The chamber 10 defines a reaction space, and the susceptor 20 mounts the substrate 50 on its upper surface and moves up and down. In some cases, the susceptor 20 may be stationary and not move, but here, the case of vertically moving is taken as an example. The showerhead 30 is located above the susceptor 20 and injects the process gas into the substrate 50. The showerhead 30 is connected through a gas supply pipe 12 to the chamber 10 to introduce the process gas from the outside. The showerhead 30 has a buffer space 31 for uniformly diffusing the process gas introduced through the gas supply pipe 12 into the showerhead 30 before being injected into the showerhead 30 and a nozzle unit 32 composed of a number of through holes, . The edge ring 40 is mounted on the inner wall of the chamber 10 and is located above the ring support 41.

챔버(10)의 외부에는 플라즈마의 발생을 위해 RF전력을 공급하는 RF 전원(16)이 플라즈마전극이나 안테나에 연결된다. 상기 연결 방식은 다양하게 존재하며, 도시된 바와 같이, 플라즈마 전극을 샤워헤드(30)와 일체로 형성하고, 상기 RF전력이 전극의 중심에 인가되도록 하기 위해 가스공급관(12)에 RF전원(16)을 연결될 수 있다. 기판(50)에 입사하는 플라즈마의 에너지를 제어하기 위하여 서셉터(20)에도 별도의 RF전원을 인가되기도 한다. 도시되지는 않았지만, 서셉터(20)에는 기판(50)을 예열하거나 가열하는 히터, 기판(50)의 탑재를 위한 리프트 핀 등을 포함할 수 있다. An RF power supply 16, which supplies RF power for generation of plasma, is connected to the plasma electrode or the antenna outside the chamber 10. As shown, a plasma electrode is integrally formed with the showerhead 30, and an RF power source 16 (not shown) is connected to the gas supply pipe 12 so that the RF power is applied to the center of the electrode. Can be connected. A separate RF power source is also applied to the susceptor 20 in order to control the energy of the plasma incident on the substrate 50. Although not shown, the susceptor 20 may include a heater for preheating or heating the substrate 50, a lift pin for mounting the substrate 50, and the like.

기판(50)이 서셉터(20)에 안치되면, 서셉터(20)가 플라즈마 처리공정의 위치까지 상승한다. 에지링(40)은 기판(50)의 가장자리를 압착하면서 함께 상승한다. 서셉터(20)를 상승시키면, 배기구(14)가 공정균일도에 악영향을 미치는 것을 방지한다. 기판(50)이 공정위치에 놓이면, 샤워헤드(30)를 통해 공정가스를 분사한 후, RF전력을 인가하여 공정가스를 강력한 반응성을 가지는 플라즈마 활성종으로 변환시킨다. 상기 활성종이 기판(50)에 대한 증착, 식각 공정 등을 수행하며, 공정진행 중에 배기구(14)를 통해 공정가스를 일정한 유량으로 배출시킬 수 있다. 소정 시간동안 처리공정을 수행한 후, 배기구(14)로 잔류가스를 배출한다. 이어서, 서셉터(20)를 하강시키고 기판(50)을 챔버(10)로부터 외부로 반출한다. When the substrate 50 is placed on the susceptor 20, the susceptor 20 is raised to the position of the plasma treatment process. The edge ring 40 rises together while squeezing the edge of the substrate 50. Raising the susceptor 20 prevents the vent 14 from adversely affecting process uniformity. When the substrate 50 is in a process position, the process gas is injected through the showerhead 30, and RF power is applied to convert the process gas into a plasma reactive species having strong reactivity. The active paper substrate 50 may be subjected to a deposition process, an etching process, and the like, and the process gas may be discharged at a constant flow rate through the exhaust port 14 during the process. After the treatment process is performed for a predetermined period of time, the residual gas is discharged to the discharge port (14). Subsequently, the susceptor 20 is lowered and the substrate 50 is taken out from the chamber 10 to the outside.

본 발명의 텅스텐 및 텅스텐계 화합물은 텅스텐을 기반으로 하는 것으로, 텅스텐(W; Tungsten), 텅스텐카바이드(WC; Tungsten Carbide), 텅스텐보라이드(WB; Tungsten Boride), 텅스텐옥사이드(WO; Tungsten Oxide), 텅스텐실리사이드(WSi; Tungsten Silicide) 및 텅스텐포스파이드(WP; Tungsten Phosphide) 등이 있다. The tungsten and tungsten-based compounds of the present invention are based on tungsten, and can be formed of tungsten (W), tungsten carbide (WC), tungsten boride (WB), tungsten oxide (WO) , Tungsten silicide (WSi), and tungsten phosphide (WP).

상기 텅스텐(W)은 무겁고 매우 단단한 전이금속으로 철망가니즈중석과 회중석 등의 광석에서 산출된다. 순수한 텅스텐은 단단하면서도 연성이 뛰어나다. 상기 텅스텐카바이드는 WC 및 W2C를 포함한다. 본 발명의 텅스텐카바이드는 상기 WC 및 W2C 이외에도, 본 발명의 범주 내에서도 다른 텅스텐카바이드 화합물을 포함할 수 있다. 즉, 텅스텐카바이드는 텅스텐 및 탄소를 기반(base)로 하는 모든 화합물을 지칭한다. 상기 텅스텐보라이드(tungsten boride)는 붕소화텅스텐이라고도 하며, W2B, α-WB, β-WB, δ-WB, WB2 및 W2B5 등이 있다. 본 발명의 텅스텐보라이드는 상기 W2B, α-WB, β-WB, δ-WB, WB2 및 W2B5 이외에도, 본 발명의 범주 내에서도 다른 텅스텐보라이드 화합물을 포함할 수 있다. 즉, 텅스텐보라이드는 텅스텐 및 붕소를 기반(base)로 하는 모든 화합물이다.The tungsten (W) is a heavy and very hard transition metal, and is produced from ore such as iron mesh needles and talc. Pure tungsten is solid and ductile. The tungsten carbide comprises WC and W 2 C. The tungsten carbide of the present invention may contain other tungsten carbide compounds within the scope of the present invention in addition to the above WC and W 2 C. In other words, tungsten carbide refers to all compounds with tungsten and carbon as the base. The tungsten boride is also referred to as tungsten boride and includes W 2 B,? WB,? WB,? WB, WB 2, and W 2 B 5 . The tungsten boride of the present invention may contain other tungsten boride compounds within the scope of the present invention in addition to the above-mentioned W 2 B,? WB,? WB,? WB, WB 2 and W 2 B 5 . That is, tungsten boride is all compounds with tungsten and boron as the base.

상기 텅스텐옥사이드(WO)는 WO3 등이 있으며, 텅스텐 및 산소를 기반(base)로 하는 모든 화합물을 말한다. 상기 텅스텐실리사이드(WSi)는 W2Si3, WSi2, WSi3 등이 있으며, 텅스텐 및 실리콘을 기반(base)로 하는 모든 화합물을 지칭한다. 상기 텅스텐포스파이드(WP)는 WP, WP2, W3P5 등이 있으며, 텅스텐 및 인을 기반(base)로 하는 모든 화합물이다. The tungsten oxide (WO) is WO 3 or the like, and refers to all compounds having a base of tungsten and oxygen. The tungsten silicide (WSi) includes W 2 Si 3 , WSi 2 , WSi 3 , and the like, and refers to all compounds having tungsten and silicon as a base. The tungsten phosphide (WP) is WP, WP 2 , W 3 P 5 or the like, and is a compound having tungsten and phosphorus as a base.

본 발명의 텅스텐 및 텅스텐계 화합물은 단일상 또는 복합상 중의 어느 하나일 수 있다. 여기서, 상기 단일상은 화학양론적 상(phase)과 화학양론적 조성에서 벗어난 비화학양론적 상을 모두 포함하며, 복합상이란, 예를 들어 상기 텅스텐 및 텅스텐계 화합물 중의 적어도 2개가 소정의 비율로 혼합된 것을 말한다. 또한, 본 발명의 텅스텐 및 텅스텐계 화합물은 상기 단일상 또는 복합상에 불순물이 추가되어 고용체를 이루거나 또는 텅스텐 및 텅스텐계 화합물을 제조하는 공정에서 불가피하게 추가되는 불순물 등을 모두 포함한다. The tungsten and tungsten-based compounds of the present invention may be either single phase or complex phase. Here, the single phase includes both a stoichiometric phase and a non-stoichiometric phase deviating from a stoichiometric composition. The composite phase means that at least two of the tungsten and tungsten-based compounds have a predetermined ratio . In addition, the tungsten and tungsten-based compounds of the present invention include both impurities added to the single phase or the composite phase to form a solid solution or impurities which are inevitably added in the process of producing tungsten and tungsten-based compounds.

이하에서는 플라즈마 부품(AP) 중에서 에지링(40)을 중심으로 플라즈마의 영향을 살펴보기로 한다. 플라즈마를 형성하는 전력이 높아지면, 챔버(10) 내에 정재파가 형성되는 파장 효과나 전극 표면에서 전계가 중심부에 집중하는 표피 효과 등에 의해서, 대체로 기판(50)의 중심부가 극대로 되고 가장자리가 가장 낮아져서, 기판(50) 상의 플라즈마의 분포가 불균일하게 된다. 기판(50) 상에서 플라즈마 분포가 불균일하면, 플라즈마 처리가 일정하지 않게 되어 미세전자소자의 품질이 저하된다. 여기서, 플라즈마 분포는 기판(50) 및 텅스텐 및 카바이드 에지링(40) 상에 플라즈마가 인가되는 상태를 말하는 것으로, 상기 분포는 기판(50) 및 텅스텐 및 텅스텐계 화합물 에지링(40) 각 지점에서의 플라즈마 밀도 및 기판(50)을 향한 직진성과 연관이 있다. Hereinafter, the influence of plasma around the edge ring 40 among the plasma components AP will be examined. When the electric power for forming the plasma is increased, the central part of the substrate 50 becomes the maximum and the edge becomes the lowest by the wavelength effect in which the standing wave is formed in the chamber 10 and the skin effect where the electric field concentrates at the central part in the electrode surface. , The distribution of the plasma on the substrate 50 becomes uneven. If the plasma distribution on the substrate 50 is nonuniform, the plasma treatment is not constant and the quality of the fine electronic device is deteriorated. Herein, the plasma distribution refers to a state in which plasma is applied on the substrate 50 and the tungsten and carbide edge rings 40, and the distribution is distributed at each point of the substrate 50 and the tungsten and tungsten compound edge ring 40 Lt; RTI ID = 0.0 > 50 < / RTI >

기판(50)의 가장자리 근처(ED)에서, 에지링(40)과의 부피 비저항 차이는 플라즈마 분포 균일성에 큰 영향을 준다. 여기서, 균일성은 플라즈마 분포의 변화 정도를 말하는 것으로, 균일성이 작으면 플라즈마 분포가 급격하게 변하고, 크면 플라즈마 분포의 변화가 완만하다. 이를 위해, 에지링(40)의 부피 비저항은 기판(50)의 부피 비저항과 유사하거나 낮은 것이 바람직하다. 이렇게 되면, 플라즈마 분포는 기판(50)의 가장자리를 벗어나 에지링(40)으로 확장되므로, 기판(50)의 가장자리는 상대적으로 높은 균일성을 가진다. 상기 균일성은 플라즈마 밀도 및 기판(50)을 향한 직진성이 우수하다는 것을 의미한다. 도면에서는 기판(50)의 가장자리를 벗어나는 상태를 가장자리 근처(ED)로 표현하였다. The difference in volume resistivity with the edge ring 40 at the edge ED of the substrate 50 greatly affects the plasma distribution uniformity. Here, the uniformity refers to the degree of change of the plasma distribution. If the uniformity is small, the plasma distribution abruptly changes, and if the uniformity is large, the plasma distribution changes slowly. For this purpose, it is preferable that the volume resistivity of the edge ring 40 is similar to or lower than the volume resistivity of the substrate 50. In this case, since the plasma distribution extends beyond the edge of the substrate 50 and extends to the edge ring 40, the edge of the substrate 50 has a relatively high uniformity. This uniformity means that the plasma density and the straightness toward the substrate 50 are excellent. In the drawing, the state of leaving the edge of the substrate 50 is represented by the edge ED.

본 발명의 실시예에 의한 텅스텐 및 텅스텐계 화합물 에지링(40)의 부피 비저항이 기판(50)과 유사하거나 작다는 것은 다음과 같은 관점에서 설명될 수 있다. 에지링(40)의 부피 비저항이 기판(50)과 유사하거나 작으면, 플라즈마 분포는 기판(50)의 가장자리를 벗어나 에지링(40)으로 확장된다. 이에 따라, 본 발명의 에지링(40)의 부피 비저항은 기판의 가장자리로부터 에지링(40)으로 확장되어, 기판(50) 전체에 대한 플라즈마 분포가 기판(50)의 가장자리에도 균일하다고 볼 수 있다. 이와 같은 부피 비저항은 플라즈마 분포를 기판(50)의 가장자리를 벗어나 에지링(40)의 확장하는 것이라고 정의할 수 있다.The volume resistivity of the tungsten and tungsten compound edge ring 40 according to the embodiment of the present invention is similar to or smaller than that of the substrate 50, which can be explained from the following viewpoints. If the volume resistivity of the edge ring 40 is similar to or less than that of the substrate 50, the plasma distribution extends beyond the edge of the substrate 50 and into the edge ring 40. The volume resistivity of the edge ring 40 of the present invention extends from the edge of the substrate to the edge ring 40 so that the plasma distribution across the substrate 50 is uniform across the edge of the substrate 50 . Such a volumic resistivity can be defined as the expansion of the edge ring 40 beyond the edge of the substrate 50.

본 발명의 에지링(40)의 부피 비저항 103~10- 6Ωㆍcm은 기판(50)의 가장자리에서 플라즈마 분포를 균일하게 하기 위한 기술적 사상에 근거한다. 이에 따라, 상기 부피 비저항은 상기 기술적 사상을 고려하지 않고, 단순한 반복실험을 통하여 획득할 수 없는 것이다. 앞에서는, 에지링(40)과 기판(50)의 부피 비저항의 관계는 에지링을 사례로 들어 설명하였다. 하지만, 샤워헤드와 같은 다른 부품의 경우에서, 텅스텐 및 텅스텐계 화합물의 부피 비저항은 플라즈마 내식성을 향상시킨다는 관점은 동일하다. Volume resistivity of 10 3 to 10 of the edge ring 40 according to the present invention - 6 Ω cm and is based on the technical idea for making uniform the plasma distribution in the edge of the substrate 50. Accordingly, the volume resistivity can not be obtained through simple repetitive experiments without considering the technical idea. In the foregoing, the relationship between the volume resistivity of the edge ring 40 and the substrate 50 is described by taking the edge ring as an example. However, in the case of other parts such as a shower head, the volume resistivity of the tungsten and tungsten-based compounds is the same in terms of improving the plasma corrosion resistance.

한편, 플라즈마 내식성은 부품의 밀도(g/㎤)에 영향을 받는다. 즉, 플라즈마 부품의 밀도가 클수록 플라즈마 내식성은 증가한다. 본 발명의 텅스텐(W)은 19.25(g/㎤), 텅스텐카바이드(WC)는 15.63(g/㎤), 텅스텐보라이드(WB)의 W2B는 16.0(g/㎤), 텅스텐옥사이드(WO)의 WO3는 7.16(g/㎤), 텅스텐실리사이드(WSi)의 WSi2는 9.3(g/㎤) 및 텅스텐포스파이드(WP)는 8.5(g/㎤)의 밀도를 가진다. 통상적으로 사용되는 실리콘카바이드(SiC)의 3.12(g/㎤) 및 알루미나(Al2O3)의 3.95(g/㎤)보다 현저하게 크다. 이에 따라, 본 발명의 텅스텐 및 텅스텐계 화합물은 종래의 실리콘카바이드 및 알루미나에 비해 플라즈마에 대한 내식성이 커진다.On the other hand, the plasma corrosion resistance is influenced by the density (g / cm 3) of the component. That is, the plasma corrosion resistance increases as the density of the plasma component increases. Tungsten (W) of the invention is 19.25 (g / ㎤), tungsten carbide (WC) is 15.63 (g / ㎤), tungsten boride (WB) of W 2 B is 16.0 (g / ㎤), tungsten oxide (WO ) WO 3 is 7.16 (g / ㎤), WSi 2 is 9.3 of tungsten silicide (WSi) (g / ㎤) and tungsten phosphide (WP) has a density of 8.5 (g / ㎤). Significantly greater than the 3.95 (g / ㎤) of 3.12 (g / ㎤) and alumina (Al 2 O 3) of a typical silicon carbide (SiC) are used. Accordingly, the tungsten and tungsten-based compounds of the present invention have greater corrosion resistance to plasma than conventional silicon carbide and alumina.

이하, 텅스텐 및 텅스텐계 화합물을 포함하는 플라즈마 부품(AP)을 제조하는 방법을 중심으로 설명하기로 한다. 상기 접합에 의한 플라즈마 부품(AP)은 다양하게 변형될 수 있다. 접합에 의해 생성되는 플라즈마 부품은 도 1 및 도 2에 설명한 플라즈마 부품(AP)이 변형된 변형예로 볼 수 있다. 이에 따라, 접합에 의해 제조되는 플라즈마 부품을 제1 내지 제3 부품(AP1, AP2, AP3)로 명명하기로 한다. 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 플라즈마 장치에 적용되는 제1 부품(AP1)을 나타내는 단면도이다. 이때, 플라즈마 장치는 도 1 및 도 2를 참조하기로 한다.Hereinafter, a method for manufacturing a plasma part (AP) including tungsten and tungsten-based compounds will be mainly described. The plasma component AP due to the bonding can be variously modified. The plasma part produced by the joining can be regarded as a modified example in which the plasma part AP described in Figs. 1 and 2 is modified. Accordingly, the plasma parts manufactured by the joining will be referred to as first to third parts AP1, AP2, AP3. 3 is a cross-sectional view showing a first component AP1 applied to a plasma apparatus according to an embodiment of the present invention. Here, the plasma apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG.

도 3에 의하면, 제1 부품(AP1)은 모재(60) 및 모재(60)의 일면에 위치하는 텅스텐 및 텅스텐계 화합물 내식판(61)을 포함하여 이루어진다. 모재(60)는 플라즈마에 내식성이 있는 세라믹 물질이 바람직하나, 금속 또는 금속과 세라믹의 복합물이어도 무방하다. 왜냐하면, 모재(60)는 플라즈마에 의해 영향을 받지 않는 환경에 위치하고 있기 때문이다. 본 발명의 내식판(61)의 두께는 0.3mm~3mm의 후막(thick film)이다. 본 발명에서 명시하고자 하는 내식판(61)은 모재(60) 전체를 내식성 재료로 구성하여 플라즈마처리 장치를 구성하기 보다는 식각이 허용되는 최대두께 범위만을 내식성 재료로 구성한다. 이를 통하여, 제품의 제조원가를 절감하고 제조 공정을 용이하게 하기 위하여 실시하는 방법이다. 이와 같이, 식각이 허용되는 최대 범위의 두께를 가진 내식판(61)을 후막 내식판(61)이라고 할 수 있다.3, the first component AP1 includes a base material 60 and a tungsten and tungsten-based compound-containing plate 61 located on one side of the base material 60. As shown in FIG. The base material 60 is preferably a plasma-resistant ceramic material, but may be a metal or a combination of metal and ceramic. This is because the base material 60 is located in an environment that is not affected by the plasma. The thickness of the diaphragm 61 of the present invention is a thick film of 0.3 mm to 3 mm. The diaphragm 61 to be specified in the present invention is formed of a corrosion resistant material only in the maximum thickness range permitting etching, rather than constituting the entirety of the base material 60 by a corrosion-resistant material. This is a method for reducing the manufacturing cost of the product and facilitating the manufacturing process. As described above, the retention plate 61 having the maximum range of the allowable thickness is referred to as the reticle retention plate 61.

본 발명의 실시예에 의한 내식판(61)은 임계두께를 가진다. 그 이유는 적어도 다음과 같다. 첫째, 내식판(61)을 포함하는 에지링(40)이 최초에 식각장비에 장착되면, 내식판(61)의 표면은 기판(50)의 표면과 동일선상에 놓이게 된다. 추후의 식각공정마다 기판(50)은 교체되나 에지링(40)은 동일한 것으로 계속 유지된다. 이와 같은 식각공정이 반복됨에 따라, 기판(50)의 표면과 내식판(61)의 표면 사이에는 단차가 발생하며 지속적으로 단차가 증가한다. The retention plate 61 according to the embodiment of the present invention has a critical thickness. The reasons are as follows. First, when the edge ring 40 including the diaphragm 61 is first attached to the etching equipment, the surface of the diaphragm 61 is placed in line with the surface of the substrate 50. Substrate 50 is replaced for each subsequent etch process, but edge ring 40 remains the same. As such an etching process is repeated, a step is generated between the surface of the substrate 50 and the surface of the inner plate 61, and the step is continuously increased.

둘째, 소자의 패턴에 미세화됨에 따라 식각패턴의 종횡비가 지속적으로 증가하여 최근에는 거의 한계치에 다다르고 있다. 이러한 종횡비에 대응하는 식각을 위해서는 플라즈마 파워를 상승시켜야 한다. 플라즈마 식각에는 화학반응에 의한 화학적 식각과 물리적 이온 충돌에 의한 물리적 식각이 혼재되어 있다. 그런데, 플라즈마 파워가 커질수록 물리적 식각의 강도가 화학적 식각보다 상대적으로 커지며 소정 파워 이상에서는 압도적이 된다. 따라서 내식판(61)의 내식성을 유지하기 더욱 어려워진다. Second, the aspect ratio of the etch pattern has been increasing steadily as the device has been miniaturized. For etching corresponding to this aspect ratio, the plasma power must be increased. Plasma etching involves chemical etching by chemical reaction and physical etching by physical ion collision. However, as the plasma power increases, the intensity of the physical etching becomes relatively larger than the chemical etching, and becomes overwhelming at a predetermined power or higher. Therefore, it becomes more difficult to maintain the corrosion resistance of the plate 61.

셋째, 기판(50)의 표면과 내식판(61)의 표면 간의 단차가 소정두께 이상으로 벌어지면, 기판(50)의 가장자리부로 돌진하는 활성이온의 방향이 기판(50)의 표면에 수직방향으로부터 점차 사선방향으로 변하게 된다. 이러한 사선방향의 식각 이온에 의해 기판(50) 상에 식각 홀(hole) 또는 트렌치(trench)와 같은 식각 패턴 역시 사선방향으로 형성되게 된다. 사선방향은 식각막의 하지 층의 패턴으로부터 오정렬(misalignment) 현상이 발생하여 소자의 수율이 감소하게 된다. 따라서, 상기 오정렬이 허용되는 한계가 되는 최대 식각두께와 최대한 많은 수의 기판(50)을 식각 가공하여 장비의 생산성을 유지하기 위한 최소한의 식각두께 한계치를 설정하여야 한다. Thirdly, when the step between the surface of the substrate 50 and the surface of the repellent plate 61 spreads beyond a predetermined thickness, the direction of the active ions pushed toward the edge of the substrate 50 is shifted from the direction perpendicular to the surface of the substrate 50 It gradually changes in an oblique direction. Etching patterns such as etching holes or trenches are also formed on the substrate 50 in the oblique direction by the etching ions in the oblique direction. Misalignment occurs in the oblique direction from the pattern of the underlying layer of the cornea, thereby reducing the yield of the device. Therefore, the minimum etch thickness limit to allow the misalignment to be tolerated and the minimum etch thickness limit to maintain the productivity of the device by etching the largest number of substrates 50 should be established.

앞에서 설명한 이유를 감안한 일반적인 내식성을 위한 두께는 0.3mm 이상이어야 한다. 이러한 두께를 임계두께라고 한다. 물론, 텅스텐카바이드 벌크로 이루어진 플라즈마 두께는 통상적으로 3mm 이내의 두께를 적용하나, 필요에 따라 그 이상의 두께도 적용할 수 있다. 왜냐하면, 플라즈마 부품(AP)의 두께는 내식성을 위한 최소한의 두께인 임계두께를 요구하기 때문이다. 상기 임계두께는 본 발명의 기술적 사상을 고려하여 설계된 것이며, 이는 플라즈마 부품(AP)의 반복실험으로 얻을 수 없다.Considering the reasons explained above, the thickness for general corrosion resistance should be 0.3mm or more. This thickness is called the critical thickness. Of course, the thickness of the plasma made of tungsten carbide bulk is typically within 3 mm, but more thickness may be applied if necessary. This is because the thickness of the plasma part AP requires a critical thickness which is the minimum thickness for corrosion resistance. The critical thickness is designed in consideration of the technical idea of the present invention, and can not be obtained by repeated experiments of the plasma part (AP).

텅스텐 및 텅스텐계 화합물 내식판(61)은 소결 또는 화학기상증착 등으로 제작된 판 형태의 텅스텐 및 텅스텐계 화합물을 모재에 결합시키기 위하여 연마 등에 의해 텅스텐 및 텅스텐계 화합물 벌크를 0.3mm 내지 3mm 두께의 판(plate) 형태로 가공하여 이루어진다. 상기 가공에 의해, 텅스텐 및 텅스텐계 화합물 내식판(61)이 이루어진다. 상기 접합은 반드시 이에 한정되는 것은 아니나, 융점 이하의 고온에서 내식판(61)과 모재(60)간 압력을 가하여 계면에서의 확산을 유도하여 구현할 수 있다. The plate 61 in the tungsten and tungsten compounds may be formed by polishing a tungsten and tungsten-based compound bulk with a thickness of 0.3 mm to 3 mm by polishing or the like in order to bond the plate-shaped tungsten and tungsten- And processed into a plate form. By the above processing, the plate 61 in the tungsten and tungsten compound is formed. The bonding is not necessarily limited to this, but may be implemented by inducing diffusion at the interface by applying pressure between the sealing plate 61 and the base material 60 at a high temperature below the melting point.

텅스텐 및 텅스텐계 화합물 벌크를 제조하는 방법을 구체적인 사례를 들어 살펴보면, 텅스텐(W)은 소결법 및 화학기상증착으로 만들 수 있으며, 소결법은 텅스텐 분말을 성형하며, 1500~2500℃ 및 Ar 분위기에서 진행한다. 화학기상증착법은 WF6 가스 전구체를 열분해하여 제조하며, 이때 기판온도는 200~500℃가 바람직하다. 텅스텐카바이드(WC) 역시 소결법 및 화학기상증착으로 제작할 수 있으며, 소결은 텅스텐카바이드 분말을 진공 또는 불활성기체 분위기 같이 산소 분압이 대기압보다 낮은 분위기 또는 환원성 가스분위기에서 이루어진다. 화학기상증착은 WF6 가스 전구체 및 CH4를 500~1500℃에서 수행할 수 있다. Tungsten (W) can be formed by sintering and chemical vapor deposition, sintering is performed by forming tungsten powder at 1500 to 2500 ° C. and Ar atmosphere . The chemical vapor deposition method is produced by pyrolyzing a WF 6 gas precursor, and the substrate temperature is preferably 200 to 500 ° C. Tungsten carbide (WC) can also be produced by sintering and chemical vapor deposition. Sintering is performed in an atmosphere having a partial pressure of oxygen lower than atmospheric pressure or a reducing gas atmosphere, such as a vacuum or an inert gas atmosphere, in a tungsten carbide powder. Chemical vapor deposition may be carried out a WF 6 precursor gas and CH 4 eseo 500 ~ 1500 ℃.

텅스텐보라이드(WB)는 소결법 및 화학기상증착으로 제조된다. 소결은 W2B, WB, WB2, W2B5 분말을 소결하거나 또는 텅스텐(W) 분말과 붕소(B) 분말을 몰비에 맞게 혼합하여 소결한다. 이때, 소결온도는 1500~2500℃ 및 Ar 분위기가 바람직하다. 화학기상증착은 WF6 가스 전구체와 B2H6(diborane) 가스를 200~600℃에서 증착한다. 텅스텐실리사이드(Si)는 W2Si3, WSi2, WSi3 분말을 소결하거나 또는 텅스텐(W) 분말과 실리콘(Si) 분말을 몰비에 맞게 혼합하여 1500~2500℃ 및 Ar 분위기에서 소결한다. 화학기상증착은 WF6 가스 전구체와 실란(silane) 가스를 200~600℃에서 증착한다. 텅스텐옥사이드(WO)는 WO3 분말을 1500~2500℃ 및 Ar 분위기에서 소결하거나 WF6 가스 전구체와 실란(silane) 가스를 200~600℃에서 증착한다. 텅스텐포스파이드(WP)는 WP, WP2, W3P5 분말을 소결하거나 WF6 가스 전구체와 PH3(phosphine) 가스를 증착한다. Tungsten boride (WB) is produced by sintering and chemical vapor deposition. Sintering is performed by sintering W 2 B, WB, WB 2 and W 2 B 5 powders or by mixing tungsten (W) powder and boron (B) powder in a molar ratio. At this time, the sintering temperature is preferably 1500 to 2500 ° C and an Ar atmosphere. For chemical vapor deposition, WF 6 gas precursor and B 2 H 6 (diborane) gas are deposited at 200 to 600 ° C. Tungsten silicide (Si) is sintered in W 2 Si 3 , WSi 2 , and WSi 3 powders or in a molten ratio of tungsten (W) powder and silicon (Si) powder. Chemical vapor deposition deposits WF 6 gas precursor and silane gas at 200 ~ 600 ℃. WO 3 can be produced by sintering WO 3 powder at 1500 to 2500 ° C. in an Ar atmosphere or depositing a WF 6 gas precursor and silane gas at 200 to 600 ° C. Tungsten phosphide (WP) sinter WP, WP 2 , and W 3 P 5 powders or deposit WF 6 gas precursor and phosphine (PH 3 ) gas.

앞에서는 텅스텐 및 텅스텐계 화합물을 제조하는 사례를 소결 및 화학기상증착을 중심으로 물리기상증착을 이용하여 만들 수 있다. 예를 들어, 텅스텐카바이드(WC)의 경우, 텅스텐 타겟(target)을 Ar과 같은 불활성 기체로 스퍼터(sputter)하고 탄소를 함유하고 있는 CH4와 같은 기체를 주입하여 텅스텐카바이드가 합성되어 성장되게 하거나, 타겟 자체를 텅스텐카바이드로 하여 스퍼터링할 수 있다.In the previous example, tungsten and tungsten-based compounds can be prepared by physical vapor deposition, mainly for sintering and chemical vapor deposition. For example, in the case of tungsten carbide (WC), a tungsten target is sputtered with an inert gas such as Ar and a gas such as CH 4 containing carbon is injected to synthesize and grow tungsten carbide , And the target itself can be sputtered using tungsten carbide.

도 4는 본 발명의 실시예에 의한 플라즈마 장치에 적용되는 제2 부품(AP2)을 나타내는 단면도이다. 이때, 제2 부품(AP2)은 텅스텐 및 텅스텐계 화합물 내식판(62)이 모재(60)에 덮는 형태가 다른 것을 제외하고, 제1 부품(AP1)과 동일하다. 이때, 플라즈마 장치는 도 1 및 도 2를 참조하기로 하고, 제2 부품(AP2)은 앞에서 설명한 플라즈마에 영향을 받는 부품 중의 하나로써, 에지링 등이 있다.4 is a cross-sectional view showing a second component AP2 applied to a plasma apparatus according to an embodiment of the present invention. At this time, the second component AP2 is the same as the first component AP1 except that the plate 62 in the tungsten and tungsten compound covers the base material 60 in a different manner. Here, the plasma apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2, and the second component AP2 is one of the components affected by the plasma described above, such as an edge ring.

도 4에 의하면, 제2 부품(AP2)의 텅스텐 및 텅스텐계 화합물 내식판(62)은 모재(60)를 밀봉한다. 상기 밀봉이란, 모재(60)가 플라즈마에 의해 손상을 받을 수 없는 정도로 모재(60)를 덮는 플라즈마 밀봉을 말한다. 예를 들어, 모재(60)의 단면이 상면, 저면 및 측면을 가진 사각 형태라고 하면, 상기 상면은 플라즈마에 직접 노출되는 플라즈마 노출면이고, 상기 저면은 상기 상면에 대향하는 면이며, 상기 측면은 상기 상면 및 저면을 연결하는 면이라고 볼 수 있다. 제2 부품(4b)의 내식판(62)은 상기 플라즈마 노출면, 상기 측면 및 상기 저면을 덮는다. 이렇게 하면, 모재(60)에서, 플라즈마에 의해 손상을 받을 수 있는 부분을 밀봉하게 된다. 모재(60)는 금속, 세라믹 또는 그들의 복합물 중에 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. According to Fig. 4, the tungsten and tungsten compound compound plates 62 of the second component AP2 seal the base material 60. Fig. The sealing refers to plasma sealing in which the base material 60 covers the base material 60 to such an extent that the base material 60 can not be damaged by the plasma. For example, in the case where the base material 60 has a rectangular shape with an upper surface, a lower surface and a side surface, the upper surface is a plasma exposed surface that is directly exposed to plasma, the lower surface is a surface facing the upper surface, It can be regarded as a surface connecting the upper surface and the lower surface. The stopper plate 62 of the second component 4b covers the plasma exposed surface, the side surface, and the bottom surface. In this way, in the base material 60, a portion which can be damaged by the plasma is sealed. The base material 60 may be made of any one selected from metals, ceramics, and composites thereof.

한편, 모재(60)가 내식판(62)에 의해 밀봉되면, 모재(60)는 굳이 플라즈마 내식성을 가지지 않아도 좋다. 모재(60)는 플라즈마 내식성과는 상관없이 전기도전도성 및 열전도성이 좋은 재료, 예컨대 금속 재질을 자유롭게 적용할 수 있다. 또한, 모재(60)는 충격흡수성이 좋은 재질을 사용할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마와 반응하여 고체 상태의 찌꺼기가 형성되는 이트리아가 적용될 수 있고, 알루미늄이나 구리와 같이 전기전도성 및 열전도성이 좋은 재료를 적용할 수도 있다. 이에 따라, 플라즈마에 의해 부식될 가능성이 큰 금속의 경우, 이에 구애받지 않고 제2 부품(AP2)의 모재(60)로 채용할 수 있다. 이와 같이, 모재(60)를 내식판(62)으로 밀봉하면, 밀봉되지 않은 제1 부품(AP1)에 비해, 모재(60)의 선택 자유도를 크게 높일 수 있다.On the other hand, if the mother material 60 is sealed by the diaphragm 62, the mother material 60 may not have plasma corrosion resistance. The base material 60 can be freely applied to a material having good electrical conductivity and thermal conductivity, for example, a metal material, irrespective of plasma corrosion resistance. Further, the base material 60 can be made of a material having a good shock absorbing property. For example, yttria that reacts with plasma to form solid state debris may be applied, and materials having good electrical conductivity and thermal conductivity such as aluminum or copper may be applied. Accordingly, in the case of a metal which is likely to be corroded by plasma, it can be employed as the base material 60 of the second component AP2 without being limited thereto. As described above, when the base material 60 is sealed with the sealing plate 62, the degree of freedom of selection of the base material 60 can be greatly increased as compared with the unsealed first part AP1.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 플라즈마 장치에 적용되는 제3 부품(AP3)을 나타내는 단면도이다. 이때, 제3 부품(AP3)은 텅스텐 및 텅스텐계 화합물 내식판(61)와 모재(60) 사이에 접착층(63)이 있는 것을 제외하고, 제1 부품(AP1) 및 제2 부품(AP2)과 동일하다. 이때, 플라즈마 장치는 도 1 및 도 2를 참조하기로 하고, 제3 부품(AP3)은 앞에서 설명한 플라즈마에 영향을 받는 부품 중의 하나로써, 에지링 등이 있다.5 is a cross-sectional view showing a third component AP3 applied to a plasma apparatus according to an embodiment of the present invention. At this time, the third part AP3 includes the first part AP1 and the second part AP2, except that the adhesive layer 63 is provided between the plate 61 and the base material 60 in the tungsten and tungsten compounds. same. Here, the plasma apparatus will be described with reference to FIGS. 1 and 2, and the third component AP3 is one of components affected by the plasma described above, such as an edge ring.

도 5에 의하면, 제3 부품(AP3)의 접착층(63)은 텅스텐 및 텅스텐계 화합물 내식판(61)과 모재(60)를 결합시킨다. 접착층(63)는 반드시 이에 한정하는 것은 아니나, 인듐과 같은 금속을 접합제로 접합할 수도 있고, 기타 접합테이프를 사용할 수도 있다. 제2 부품(AP2)의 경우 모재(60)와 내식판(61) 사이에 접착층(63)이 존재한다. 이와 같이, 접착층(63)이 존재하면, 내식판(61, 62)과 모재(60)의 결합력이 증가되어, 플라즈마에 의한 충격에 의해 텅스텐카바이드 내식판(61, 62)이 손상되지 않도록 한다. 5, the adhesive layer 63 of the third component AP3 bonds the tungsten and tungsten compound compound plate 61 and the base material 60 together. The adhesive layer 63 is not necessarily limited to this, but a metal such as indium may be bonded with a bonding agent, or other bonding tape may be used. In the case of the second component AP2, an adhesive layer 63 is present between the base material 60 and the inner plate 61. Thus, when the adhesive layer 63 is present, the coupling force between the diaphragm plates 61 and 62 and the base material 60 is increased, so that the plates 61 and 62 in the tungsten carbide are not damaged by the impact caused by the plasma.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is possible.

10; 챔버 12; 가스공급관
20; 서셉터 30; 샤워헤드
40; 에지링 41; 링지지대
50; 기판 60; 모재
61, 62; 내식판
63; 접착층 AP; 플라즈마 부품
AP1, AP2, AP3; 제1 내지 제3 플라즈마 부품
10; Chamber 12; Gas supply pipe
20; A susceptor 30; Shower head
40; Edge ring 41; Ring support
50; A substrate 60; Base material
61, 62; Inner plate
63; Adhesive layer AP; Plasma parts
AP1, AP2, AP3; The first to third plasma parts

Claims (10)

플라즈마 처리를 위한 반응공간을 형성하는 챔버; 및
상기 챔버의 내부에 위치하고 상기 플라즈마와 접촉하고 기판의 가장자리를 압착하는 에지링에 있어서,
상기 에지링은 플라즈마 내식성이 있고, 임계두께가 0.3mm이고 부피 비저항 103~10-6Ω·cm인 텅스텐 및 텅스텐계 화합물로 이루어진 내식판을 모재에 접합하는 접합부를 포함하고,
상기 부피 비저항은 상기 기판의 부피 비저항과 유사하거나 낮으며, 상기 기판의 표면은 상기 내식판의 표면과 동일선상에 놓이고,
상기 기판을 향한 상기 플라즈마의 분포는 상기 기판의 가장자리를 벗어나 상기 에지링으로 확장되는 것을 특징으로 하는 텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 장치용 부품.
A chamber forming a reaction space for plasma processing; And
An edge ring positioned within the chamber and contacting the plasma and squeezing the edge of the substrate,
Wherein the edge ring includes a joint for joining an end plate made of a tungsten and tungsten-based compound having a plasma corrosion resistance, a critical thickness of 0.3 mm and a volume specific resistance of 10 3 to 10 -6 Ω · cm to a base material,
Wherein the volume resistivity is similar to or lower than the volume resistivity of the substrate, the surface of the substrate is collinear with the surface of the retort,
Wherein the distribution of the plasma toward the substrate extends beyond the edge of the substrate and into the edge ring.
제1항에 있어서, 상기 텅스텐 및 텅스텐계 화합물은 단일상 또는 복합상인 것을 특징으로 하는 텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 장치용 부품.The component for a plasma device according to claim 1, wherein the tungsten and tungsten-based compound is a single phase or a composite phase. 제2항에 있어서, 상기 텅스텐계 화합물의 단일상은 화학양론적 조성 및 상기 화학양론적 조성을 벗어난 비화학양론적 상을 포함하는 것을 특징으로 하는 텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 장치용 부품.3. The component of claim 2, wherein the single phase of the tungsten-based compound comprises a stoichiometric composition and a non-stoichiometric phase deviating from the stoichiometric composition. 제2항에 있어서, 상기 단일상 또는 복합상은 상기 단일상 또는 복합상에 불순물이 추가된 고용체를 포함하는 것을 특징으로 하는 텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 장치용 부품.The component for a plasma device according to claim 2, wherein the single phase or the composite phase comprises a solid solution added with an impurity in the single phase or the composite phase. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 텅스텐계 화합물은 텅스텐카바이드, 텅스텐보라이드, 텅스텐옥사이드, 텅스텐실리사이드 및 텅스텐포스파이드 중에 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 장치용 부품.The component for a plasma apparatus according to claim 1, wherein the tungsten-based compound is any one selected from the group consisting of tungsten carbide, tungsten boride, tungsten oxide, tungsten silicide, and tungsten phosphide. 플라즈마 처리를 위한 반응공간을 형성하는 챔버; 및
상기 챔버의 내부에 위치하고 상기 플라즈마와 접촉하고 기판의 가장자리를 압착하는 에지링의 제조방법에 있어서,
상기 에지링은 플라즈마 내식성이 있고, 0.3mm의 임계두께를 가지고 부피 비저항 103~10-6Ω·cm인 텅스텐 및 텅스텐계 화합물로 이루어진 내식판을 모재에 접합하여 형성하고,
상기 부피 비저항은 상기 기판의 부피 비저항과 유사하거나 낮으며, 상기 기판의 표면은 상기 내식판의 표면과 동일선상에 놓이고,
상기 기판을 향한 상기 플라즈마의 분포는 상기 기판의 가장자리를 벗어나 상기 에지링으로 확장되는 것을 특징으로 하는 텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 장치용 부품의 제조방법.
A chamber forming a reaction space for plasma processing; And
The edge ring being located inside the chamber and contacting the edge of the substrate in contact with the plasma,
Wherein the edge ring is formed by bonding a reticulated plate made of a tungsten and tungsten-based compound having a plasma resistivity, a critical thickness of 0.3 mm and a volume specific resistance of 10 3 to 10 -6 Ω · cm to the base material,
Wherein the volume resistivity is similar to or lower than the volume resistivity of the substrate, the surface of the substrate is collinear with the surface of the retort,
Wherein the distribution of the plasma toward the substrate extends beyond the edge of the substrate and into the edge ring. ≪ RTI ID = 0.0 > 11. < / RTI >
제7항에 있어서, 상기 접합은 상기 내식판과 상기 모재에 열과 압력을 가하여 계면에서의 확산을 유도하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 장치용 부품의 제조방법.8. The method according to claim 7, wherein the bonding is performed by applying heat and pressure to the backing plate and the base material to induce diffusion at the interface. 제7항에 있어서, 상기 접합은 금속접합제로 접합하거나 또는 접합테이프로 접합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 장치용 부품의 제조방법.The method of manufacturing a component for a plasma device according to claim 7, wherein the bonding is performed by bonding with a metal bonding agent or bonding with a bonding tape. 제7항에 있어서, 상기 부품은 모재를 상기 내식판으로 감싸서 형성되는 것을 특징으로 하는 텅스텐계 내식판을 포함하는 플라즈마 장치용 부품의 제조방법.

8. The method according to claim 7, wherein the part is formed by wrapping the base material with the baffle plate.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115928120A (en) * 2021-09-27 2023-04-07 中国科学院福建物质结构研究所 Composite catalytic material of carbon element doped tungsten phosphide film and preparation method and application thereof

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US5966585A (en) * 1984-09-18 1999-10-12 Union Carbide Coatings Service Corporation Titanium carbide/tungsten boride coatings
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