KR102567529B1 - 포커스 링, 이의 제조방법, 이를 포함하는 반도체 소자 제조 장치 및 반도체 소자의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
실시예는 반도체 기판의 주위를 둘러싸는 몸체부; 및 상기 몸체부 내측에 배치되고, 상기 반도체 기판 아래에 배치되는 가이드부;를 포함하는 포커스 링을 제공하고, 상기 몸체부는 상면; 및 상기 상면에 대향하는 하면을 포함하고, 상기 상면에서, 제 1 감쇄 피크 밸리 조도가 0.005㎛ 내지 약 2㎛이고, 상기 제 1 감쇄 피크 밸리 조도는 상기 상면의 제 1 Spk 조도 및 상기 상면의 제 1 Svk 조도의 합인 포커스 링을 제공한다.
Description
실시예는 포커스 링, 이의 제조방법, 이를 포함하는 반도체 소자 제조 장치 및 반도체 소자의 제조 방법에 관한 것이다.
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 수\행한다. 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 포커스링이 내장되어 있다. 포커스링은 에지링, 콜드링 등으로 불리기도 한다.
상기 포커스링의 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 저하될 수 있다.
관련 선행특허문헌으로는 한국공개번호 10-1998-0063542, 한국공개번호 10-2006-0106865 등이 있다.
실시예는 반도체를 제조하기 위한 플라즈마 공정에서, 반도체 기판 상에 디펙을 효율적으로 억제할 수 있는 포커스 링, 이의 제조방법, 이를 포함하는 반도체 소자 제조 장치 및 반도체 소자의 제조 방법을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 포커스 링은 반도체 기판의 주위를 둘러싸는 몸체부; 및 상기 몸체부 내측에 배치되고, 상기 반도체 기판 아래에 배치되는 가이드부;를 포함하고, 상기 몸체부는 상면; 및 상기 상면에 대향하는 하면을 포함하고, 상기 상면에서, 제 1 감쇄 피크 밸리 조도가 0.005㎛ 내지 2㎛이고, 상기 제 1 감쇄 피크 밸리 조도는 상기 상면의 제 1 Spk 조도 및 상기 상면의 제 1 Svk 조도의 합이다.
실시예에 따른 포커스 링은 상기 몸체부로부터 상기 가이드부로 연장되는 경사부를 더 포함하고, 상기 경사부는 상기 상면으로부터, 상기 상면에 대하여 경사지는 방향으로 연장되는 경사면을 포함하고, 상기 경사면에서, 제 2 감쇄 피크 밸리 조도가 0.005㎛ 내지 2㎛이고, 상기 제 2 감쇄 피크 밸리 조도는 상기 경사면의 제 2 Spk 조도 및 상기 경사면의 제 2 Svk 조도의 합일 수 있다.
일 실시예에 따른 포커스 링에서, 상기 가이드부는 상기 경사면으로부터 상기 반도체 기판의 아래로 연장되는 가이드면을 포함하고, 상기 가이드면에서, 제 3 감쇄 피크 밸리 조도가 0.5㎛ 내지 2㎛이고, 상기 제 3 감쇄 피크 밸리 조도는 상기 가이드면의 제 3 Spk 조도 및 상기 가이드면의 제 3 Svk 조도의 합일 수 있다.
일 실시예에 따른 포커스 링에서, 상기 제 3 Spk 조도는 상기 제 1 Spk 조도보다 더 클 수 있다.
일 실시예에 따른 포커스 링에서, 상기 제 3 Svk 조도는 상기 제 1 Svk 조도보다 더 클 수 있다.
일 실시예에 따른 포커스 링에서, 상기 상면에서, 제 1 Sv 조도는 - 3㎛ 내지 -0.01㎛이고, 상기 상면에서, 제 1 Sp 조도는 0.01㎛ 내지 4㎛일 수 있다.
일 실시예에 따른 포커스 링에서, 상기 상면에서, 제 1 Spv 조도는 0.01㎛ 내지 6㎛이고, 상기 제 1 Spv 조도는 상기 제 1 Sv 조도의 절대 값 및 상기 제 1 Sp 조도의 절대 값의 합일 수 있다.
일 실시예에 따른 포커스 링에서, 상기 상면에서, 제 1 Sz 조도는 0.01㎛ 내지 6㎛일 수 있다.
일 실시예에 따른 포커스 링에서, 상기 상면에서, 제 1 Sk 조도는 0.005㎛ 내지 3㎛이고, 상기 상면에서, 제 1 감쇄 피크 밸리 비율은 0.5 내지 1.3이고, 상기 제 1 감쇄 피크 밸리 비율은 상기 제 1 Spk 조도 및 상기 제 1 Svk 조도의 합을 상기 제 1 Sk 조도로 나눈 값일 수 있다.
일 실시예에 따른 포커스 링에서, 상기 몸체부, 상기 경사부 및 상기 가이드부는 단결정 실리콘으로, 일체로 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 포커스 링에서, 상기 제 1 Spk 조도가 0.001㎛ 내지 1㎛이고, 상기 제 1 Svk 조도가 0.002㎛ 내지 1.7㎛일 수 있다.
실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치는 반도체 기판을 수용하는 챔버; 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 반도체 기판에 대향되고, 공정 기체를 분사하는 상부 전극; 상기 반도체 기판을 지지하고, 상기 반도체 기판 아래에 배치되는 정전 척; 및 상기 반도체 기판의 주위를 둘러싸고, 상기 정전 척에 구비되는 포커스 링을 포함하고, 상기 포커스 링은 상기 반도체 기판의 주위를 둘러싸는 몸체부; 및 상기 몸체부 내측에 배치되고, 상기 반도체 기판의 아래에 배치되는 가이드부;를 포함하고, 상기 몸체부는 상면; 및 상기 상면에 대향하는 하면을 포함하고, 상기 상면에서, 제 1 감쇄 피크 밸리 조도가 0.005㎛ 내지 약 2㎛이고, 상기 제 1 감쇄 피크 밸리 조도는 상기 상면의 제 1 Spk 조도 및 상기 상면의 제 1 Svk 조도의 합이다.
실시예에 따른 반도체 소자 제조 방법은 반도체 소자 제조 장치에 반도체 기판을 배치하는 단계; 및 상기 반도체 기판을 처리하는 단계;를 포함하고, 상기 반도체 소자 제조 장치는 상기 반도체 기판을 수용하는 챔버; 상기 챔버 내에 배치되고, 상기 반도체 기판에 대향되고, 공정 기체를 분사하는 상부 전극; 상기 반도체 기판을 지지하고, 상기 반도체 기판 아래에 배치되는 정전 척; 및 상기 반도체 기판의 주위를 둘러싸고, 상기 정전 척에 구비되는 포커스 링을 포함하고, 상기 포커스 링은 상기 반도체 기판의 주위를 둘러싸는 몸체부; 및 상기 몸체부 내측에 배치되고, 상기 반도체 기판의 아래에 배치되는 가이드부;를 포함하고, 상기 몸체부는 상면; 및 상기 상면에 대향하는 하면을 포함하고, 상기 상면에서, 제 1 감쇄 피크 밸리 조도가 0.005㎛ 내지 약 2㎛이고, 상기 제 1 감쇄 피크 밸리 조도는 상기 상면의 제 1 Spk 조도 및 상기 상면의 제 1 Svk 조도의 합이다.
일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치는 상기 포커스 링이 장착될 수 있다.
실시예에 따른 포커스 링은 적절한 감쇄 피크 밸리 조도를 포함한다. 실시예에 따른 상부 전극 및 포커스 링은 적절한 높이를 가지는 미세 산 및 적절한 깊이를 가지는 미세 밸리를 포함하는 표면을 가질 수 있다.
실시예에 따른 포커스 링은 적절한 표면 요철 형상을 가지기는 표면을 포함하기 때문에, 표면에서의 플라즈마 흐름성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라서, 상기 포커스 링은 상기 플라즈마를 반도체 기판으로 효율적으로 유도할 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 포커스 링을 포함하는 반도체 소자 제조 장치는 상기 반도체 기판의 표면을 효과적으로 처리할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 포커스 링은 적절한 표면 요철 형상을 가지는 표면을 포함하기 때문에, 공정 잔유물이 퇴적되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 포커스 링은 적절한 감쇄 피크 밸리 조도를 가지기 때문에, 적절한 요철을 가질 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 포커스 링의 표면과 공정 잔유물의 접촉 면적이 낮을 수 있다. 이에 따라서, 상기 공정 잔유물은 실시예에 따른 포커스 링의 표면에 일시적으로 부착되더라도, 쉽게 탈착될 수 있다.
실시예에 따른 포커스 링은 적절한 높이의 미세 산 및 적절한 높이의 미세 밸리가 반복되는 형상을 가지는 표면을 포함하기 때문에, 플라즈마 흐름성을 향상시키고, 공정 잔유물의 부착을 억제할 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 포커스 링은 플라즈마 에칭 공정 등과 같은 플라즈마 공정이 진행될 때, 상기 포커스 링의 표면으로부터 유발되는 파티클에 의한 디펙을 용이하게 억제할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 포커스 링은 적절한 표면 형상을 가지기 때문에, 상기 포커스 링의 미세 산의 일부가 떨어져 나가서 발생되는 디펙을 방지할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 상부 전극을 도시한 시시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 상부 전극의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 상부 전극의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 포커스 링을 도시한 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 포커스 링의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 플라즈마 영역 한정 조립체를 도시한 단면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 상부 전극의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 상부 전극의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 포커스 링을 도시한 사시도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 포커스 링의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 플라즈마 영역 한정 조립체를 도시한 단면도이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 부, 면, 층 또는 기판 등이 각 부, 면, 층 또는 기판 등의 "상(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
실시예에 따른 상부 전극은 반도체 소자를 제조하기 위한 제조 장치에 사용되는 부품일 수 있다. 즉, 상기 상부 전극은 상기 반도체 소자 제조 장치의 일부를 구성하는 부품일 수 있다.
상기 상부 전극은 반도체 소자를 제조하기 위한 플라즈마 처리 장치에 사용되는 부품일 수 있다. 상기 상부 전극은 반도체 기판을 선택적으로 에칭하기 위한 플라즈마 에칭 장치에 사용되는 부품일 수 있다.
상기 상부 전극은 플라즈마를 분사하기 위한 상부 전극 어셈블리의 일부를 구성하는 부품일 수 있다.
또한, 상기 상부 전극은 웨이퍼를 수용하고, 플라즈마 영역을 한정하는 어셈블리의 일부를 구성하는 부품일 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 상부 전극을 도시한 시시도이다. 도 2는 일 실시예에 따른 상부 전극의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 3은 다른 실시예에 따른 상부 전극의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 4는 일 실시예에 따른 포커스 링을 도시한 사시도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 포커스 링의 일 단면을 도시한 단면도이다. 도 6은 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치를 도시한 도면이다. 도 7은 일 실시예에 따른 플라즈마 영역 한정 조립체를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 상부 전극(220)은 전체적으로 평판 형상을 가질 수 있다.
상기 상부 전극(220)은 제 1 상면(221), 제 1 하면(222) 및 제 1 측면(223)을 포함한다.
상기 제 1 상면(221) 및 상기 제 1 하면(222)은 서로 대향된다.
상기 제 1 상면(221)은 플라즈마를 형성하기 위한 기체가 유입되는 영역에 위치될 수 있다. 상기 제 1 상면(221)은 전체적으로 평평할 수 있다.
상기 제 1 하면(222)은 상기 플라즈마 영역(114)에 위치될 수 있다. 상기 제 1 하면(222)은 전체적으로 평평할 수 있다. 상기 제 1 하면(222)의 일부는 경사질 수 있다. 상기 제 1 하면(222)의 일부는 단차를 형성할 수 있다. 상기 제 1 하면(222)의 일부는 굴곡질 수 있다.
상기 제 1 측면(223)은 상기 제 1 상면(221)으로부터 상기 제 1 하면(222)으로 연장된다. 상기 제 1 측면(223)은 상기 상부 전극(220)의 외주면일 수 있다.
상기 상부 전극(220)은 다수 개의 관통홀들(226)을 포함한다. 상기 관통홀(226)은 상기 제 1 상면(221)으로부터 상기 제 1 하면(222)으로 연장된다. 상기 관통홀(226)을 통하여, 상기 제 1 상면(221)으로부터 상기 상부 전극(220)의 아래로 플라즈마 발생을 위한 가스가 분사될 수 있다.
상기 관통홀(226)의 직경은 약 0.3㎜ 내지 약 1㎜일 수 있다.
상기 제 1 측면(223)에 단차가 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 1 측면(223)의 일부 및 상기 제 1 측면(223)의 다른 일부가 서로 다른 평면에 배치될 수 있다. 이에 따라서, 상기 상부 전극(220)은 상기 제 1 측면(223)에 단차부(225)를 포함할 수 있다.
상기 단차부(225)는 상기 반도체 소자의 제조 장치에 사용되는 다른 부품에 걸리거나, 결합될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 측면(223)에는 단차가 형성되지 않고, 전체적으로 평평할 수 있다. 즉, 상기 제 1 측면(223)에서, 상기 단차부가 생략될 수 있다.
또한, 상기 상부 전극(220)은 제 1 경사면(224)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 경사면(224)은 상기 제 1 하면(222)으로부터 측 하방으로 연장될 수 있다. 상기 제 1 경사면(224)은 상기 관통홀(226)로부터 분사되는 플라즈마를 가이드할 수 있다. 즉, 상기 제 1 경사면(224)은 상기 관통홀(226)로부터 분사되는 플라즈마를 처리하고자하는 반도체 기판(30)으로 가이드하여, 반도체 소자의 제조 공정의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 제 1 경사면(224)은 다른 부품으로 플라즈마가 흐르는 것을 억제하므로, 상기 상부 전극(220)은 상기 플라즈마에 의해서 다른 부품이 침식되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 경사면은 생략될 수 있다. 즉, 상기 제 1 하면(222)은 상기 제 1 측면(223)까지 전체적으로 평평할 수 있다.
또한, 상기 상부 전극(220)은 다른 부품과 체결되기 위한 체결 홈(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 상부 전극(220)은 단결정 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 상부 전극(220)은 상기 단결정 실리콘을 주성분으로 포함할 수 있다. 상기 상부 전극(220)은 약 90wt% 이상의 함량으로 상기 단결정 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 상부 전극(220)은 약 95wt% 이상의 함량으로 상기 단결정 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 상부 전극(220)은 약 99wt% 이상의 함량으로 상기 단결정 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 상부 전극(220)은 실질적으로 상기 단결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
실시예에 따른 포커스 링(230)은 반도체 소자를 제조하기 위한 제조 장치에 사용되는 부품일 수 있다. 즉, 상기 포커스 링(230)은 상기 반도체 소자 제조 장치의 일부를 구성하는 부품일 수 있다.
상기 포커스 링(230)은 반도체 소자를 제조하기 위한 플라즈마 처리 장치에 사용되는 부품일 수 있다. 상기 포커스 링(230)은 반도체 기판(30)을 선택적으로 에칭하기 위한 플라즈마 에칭 장치에 사용되는 부품일 수 있다. 상기 반도체 기판(30)은 플라즈마 처리되어, 반도체 소자를 제조하기 위한 반도체 웨이퍼를 포함할 수 있다.
상기 포커스 링(230)은 플라즈마를 가이드하고, 상기 반도체 기판(30)을 지지하기 위한 하부 전극 어셈블리의 일부를 구성하는 부품일 수 있다. 상기 포커스 링(230)은 상기 하부 전극 어셈블리의 에지에 배치되는 에지 링일 수 있다.
또한, 상기 포커스 링(230)은 상기 반도체 기판(30)을 수용하고, 플라즈마 영역(114)을 한정하는 어셈블리의 일부를 구성하는 부품일 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 포커스 링을 도시한 사시도이다. 도 5는 일 실시예에 따른 포커스 링의 일 단면을 도시한 단면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 실시예에 따른 포커스 링(230)은 전체적으로 링 형상을 가질 수 있다.
상기 포커스 링(230)은 몸체부(237), 경사부(238) 및 가이드부(239)를 포함한다. 상기 몸체부(237)는 상기 반도체 기판(30)의 주위를 따라서 연장될 수 있다. 상기 몸체부(237)는 상기 반도체 기판(30)의 주위를 따라서 배치될 수 있다. 상기 몸체부(237)는 링 형상을 가질 수 있다.
상기 경사부(238)는 상기 몸체부(237)로부터 연장된다. 상기 경사부(238)는 상기 몸체부(237)로부터 내측으로 연장될 수 있다. 상기 경사부(238)는 상기 몸체부(237)로부터 상기 반도체 기판(30)의 중심을 향하여 연장될 수 있다. 상기 경사부(238)는 링 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 경사부(238)는 상기 몸체부(237)의 내주면에 배치될 수 있다.
상기 가이드부(239)는 상기 경사부(238)로부터 연장된다. 상기 가이드부(239)는 상기 경사부(238)로부터 내측으로 연장될 수 있다. 상기 가이드부(239)는 상기 경사부(238)로부터 상기 반도체 기판(30)의 중심을 향하여 연장될 수 있다. 상기 가이드부(239)는 링 형상을 가질 수 있다. 상기 가이드부(239)의 적어도 일부는 상기 반도체 기판(30)의 아래에 배치될 수 있다.
상기 몸체부(237), 상기 경사부(238) 및 상기 가이드부(239)는 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 몸체부(237), 상기 경사부(238) 및 상기 가이드부(239)는 결합된 구조가 아니고, 일체화된 구조를 가질 수 있다. 상기 몸체부(237), 상기 경사부(238) 및 상기 가이드부(239)는 일체로, 단결정 실리콘으로, 형성될 수 있다.
상기 포커스 링(230)은 제 2 상면(231), 제 2 하면(232) 및 제 2 측면(233)을 포함할 수 있다.
상기 제 2 상면(231) 및 상기 제 2 하면(232)은 서로 대향된다.
상기 제 2 상면(231)은 상기 몸체부(237)에 포함될 수 있다.
상기 제 2 하면(232)은 전체적으로 평평할 수 있다.
상기 제 2 측면(233)은 상기 제 2 상면(231)으로부터 상기 제 2 하면(232)으로 연장된다. 상기 제 2 측면(233)은 상기 포커스 링(230)의 외주면일 수 있다.
또한, 상기 포커스 링(230)은 제 2 경사면(234)을 포함할 수 있다. 상기 제 2 경사면(234)은 상기 제 2 상면(231)으로부터 측 하방으로 연장될 수 있다. 상기 제 2 경사면(234)은 상기 반도체 기판(30)으로부터 발생되는 플라즈마 공정 후, 생성물을 측방으로 가이드할 수 있다. 즉, 상기 제 2 경사면(234)은 상기 반도체 기판(30)에 분사되는 플라즈마에 의해서 발생되는 공정 부산물을 외부로 가이드하여, 반도체 소자의 제조 공정의 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 제 2 경사면(234)은 공정 부산물을 적절하게 가이드할 수 있기 때문에, 상기 포커스 링(230)은 상기 플라즈마 공정에서 발생되는 부산물에 의해서 다른 부품이 오염되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 포커스 링(230)은 가이드면(235)을 더 포함할 수 있다. 상기 가이드면(235)은 상기 제 2 경사면(234)으로부터 연장된다. 상기 가이드면(235)은 상기 제 2 경사면(234)으로부터 내측으로 연장될 수 있다. 상기 가이드면(235)은 상기 반도체 기판(30) 아래로 연장될 수 있다. 상기 가이드면(235)은 상기 제 2 경사면(234)으로부터 상기 반도체 기판(30)의 중심으로 연장될 수 있다. 상기 가이드면(235)의 적어도 일부는 상기 반도체 기판(30) 아래에 배치될 수 있다.
또한, 상기 포커스 링(230)은 제 3 측면(241)을 더 포함할 수 있다. 상기 제 3 측면(241)은 상기 가이드면(235)으로부터 상기 제 2 하면(232)으로 연장될 수 있다. 상기 제 3 측면(241)은 상기 포커스 링(230)의 내주면일 수 있다.
또한, 상기 포커스 링(230)은 다른 부품과 체결되기 위한 체결 홈(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 포커스 링(230)은 단결정 실리콘을 포함한다. 상기 포커스 링(230)은 상기 단결정 실리콘을 주성분으로 포함할 수 있다. 상기 포커스 링(230)은 약 90wt% 이상의 함량으로 상기 단결정 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 포커스 링(230)은 약 95wt% 이상의 함량으로 상기 단결정 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 포커스 링(230)은 약 99wt% 이상의 함량으로 상기 단결정 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 포커스 링(230)은 실질적으로 상기 단결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 상면(231)은 Sk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sk 조도는 약 0.005㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sk 조도는 약 0.005㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sk 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 0.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sk 조도는 약 1㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sk 조도는 약 1㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다.
상기 제 2 하면(232)은 Sk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sk 조도는 약 0.005㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sk 조도는 약 0.005㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sk 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 0.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sk 조도는 약 1㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sk 조도는 약 1㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다.
상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)은 Sk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sk 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Sk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sk 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Sk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sk 조도는 약 0.005㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sk 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 0.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sk 조도는 약 1㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sk 조도는 약 1㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다.
상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)은 Sk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sk 조도는 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sk 조도는 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sk 조도는 약 0.005㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sk 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 0.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sk 조도는 약 1㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sk 조도는 약 1㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다.
상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Sk 조도를 가지기 때문에, 플라즈마가 자유롭게 흐를 수 있는 미세 유동 채널을 포함할 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)에서, 상기 플라즈마가 적절하게 흐를 수 있다.
상기 제 2 상면(231)은 Spk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spk 조도는 약 0.001㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spk 조도는 약 0.001㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spk 조도는 약 0.003㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spk 조도는 약 0.1㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spk 조도는 약 0.001㎛ 내지 약 0.1㎛일 수 있다.
상기 제 2 하면(232)은 Spk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spk 조도는 약 0.001㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spk 조도는 약 0.003㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spk 조도는 약 0.1㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spk 조도는 약 0.001㎛ 내지 약 0.1㎛일 수 있다.
상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)은 Spk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spk 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Spk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spk 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Spk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spk 조도는 약 0.1㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spk 조도는 약 0.08㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spk 조도는 약 0.2㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spk 조도는 약 0.2㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)은 Spk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spk 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Spk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spk 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Spk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spk 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Spk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spk 조도는 약 0.1㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spk 조도는 약 0.08㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spk 조도는 약 0.2㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spk 조도는 약 0.2㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spk 조도는 약 0.002㎛ 내지 약 0.2㎛일 수 있다.
상기 Spk 조도는 표면의 에칭 공정 중, 상기 플라즈마가 표면에 접촉했을 때, 초기 접촉 면적을 제공되는 수치의 중요한 파라미터 중 하나일 수 있다. 또한 상기 Spk 조도는 상기 플라즈마 공정 중에 제거될 수 있는 미세 산의 높이를 나타낼 수 있다.
상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Spk 조도를 가지기 때문에, 미세 산의 에칭에 의한 불순물 및 공정 부산물의 발생이 감소될 수 있다.
상기 제 2 상면(231)은 Svk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Svk 조도는 약 0.002㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Svk 조도는 약 0.002㎛ 내지 약 1.7㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Svk 조도는 약 0.004㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Svk 조도는 약 0.1㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Svk 조도는 약 0.001㎛ 내지 약 0.2㎛일 수 있다.
상기 제 2 하면(232)은 Svk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Svk 조도는 약 0.001㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Svk 조도는 약 0.002㎛ 내지 약 1.7㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Svk 조도는 약 0.004㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Svk 조도는 약 0.1㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Svk 조도는 약 0.001㎛ 내지 약 0.2㎛일 수 있다.
상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)은 Svk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Svk 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Svk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Svk 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Svk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Svk 조도는 약 0.15㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Svk 조도는 약 0.2㎛ 내지 약 1.7㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Svk 조도는 약 0.5㎛ 내지 약 1.8㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Svk 조도는 약 0.4㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다.
상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)은 Svk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Svk 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Svk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Svk 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Svk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Svk 조도는 약 0.15㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Svk 조도는 약 0.2㎛ 내지 약 1.7㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Svk 조도는 약 0.5㎛ 내지 약 1.8㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Svk 조도는 약 0.4㎛ 내지 약 1.5㎛일 수 있다.
상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Svk 조도를 가지기 때문에, 상기 표면에서의 미세 밸리에, 공정 부산물이 퇴적되는 것이 방지될 수 있다.
상기 제 2 상면(231)은 Sv 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sv 조도는 약 -3㎛ 내지 약 -0.01㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sv 조도는 약 -2.5㎛ 내지 약 -0.01㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sv 조도는 약 -0.1㎛ 내지 약 -0.01㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sv 조도는 약 -2.5㎛ 내지 약 -1㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sv 조도는 약 -3㎛ 내지 약 -0.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 하면(232)은 Sv 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sv 조도는 약 -3㎛ 내지 약 -0.01㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sv 조도는 약 -2.5㎛ 내지 약 -0.01㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sv 조도는 약 -0.1㎛ 내지 약 -0.01㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sv 조도는 약 -2.5㎛ 내지 약 -1㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sv 조도는 약 -3㎛ 내지 약 -0.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)은 Sv 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sv 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Sv 조도보다 더 작을 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sv 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Sv 조도보다 더 작을 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sv 조도는 약 -3㎛ 내지 약 -0.1㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sv 조도는 약 -2.5㎛ 내지 약 -0.3㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sv 조도는 약 -2.5㎛ 내지 약 -0.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sv 조도는 약 -2.5㎛ 내지 약 -1㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sv 조도는 약 -3㎛ 내지 약 -0.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)은 Sv 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sv 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Sv 조도보다 더 작을 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sv 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Sv 조도보다 더 작을 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sv 조도는 약 -3㎛ 내지 약 -0.1㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sv 조도는 약 -2.5㎛ 내지 약 -0.3㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sv 조도는 약 -2.5㎛ 내지 약 -0.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sv 조도는 약 -2.5㎛ 내지 약 -1㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sv 조도는 약 -3㎛ 내지 약 -0.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 상면(231)은 Sz 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sz 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sz 조도는 약 0.02㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sz 조도는 약 1.5㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sz 조도는 약 1.5㎛ 내지 약 5㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sz 조도는 약 0.03㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 하면(232)은 Sz 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sz 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sz 조도는 약 0.02㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sz 조도는 약 1.5㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sz 조도는 약 1.5㎛ 내지 약 5㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sz 조도는 약 0.03㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)은 Sz 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sz 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Sz 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sz 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Sz 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sz 조도는 약 1.5㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sz 조도는 약 1.5㎛ 내지 약 5㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sz 조도는 약 0.03㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)은 Sz 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sz 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Sz 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sz 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Sz 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sz 조도는 약 1.5㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sz 조도는 약 1.5㎛ 내지 약 5㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sz 조도는 약 0.03㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Sz 조도를 가지기 때문에, 상기 플라즈마의 흐름성이 향상될 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Spk 조도를 가지기 때문에, 상기 표면들에서, 공정 부산물이 퇴적되는 것이 방지될 수 있다. 이에 따라서, 상기 포커스 링(230)은 디펙을 억제할 수 있다.
상기 제 2 상면(231)은 Sp 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sp 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 4㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sp 조도는 약 0.02㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sp 조도는 약 0.8㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sp 조도는 약 1㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Sp 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 하면(232)은 Sp 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sp 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 4㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sp 조도는 약 0.02㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sp 조도는 약 0.8㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sp 조도는 약 1㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Sp 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 0.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)은 Sp 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sp 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Sp 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sp 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Sp 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sp 조도는 약 0.02㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sp 조도는 약 0.8㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sp 조도는 약 1㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Sp 조도는 약 1㎛ 내지 약 4㎛일 수 있다.
상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)은 Sp 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sp 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Sp 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sp 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Sp 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sp 조도는 약 0.02㎛ 내지 약 3.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sp 조도는 약 0.8㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sp 조도는 약 1㎛ 내지 약 3㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Sp 조도는 약 1㎛ 내지 약 4㎛일 수 있다.
상기 Sk 조도, 상기 Spk 조도, 상기 Svk 조도, 상기 Sv 조도, 상기 Sz 조도 및 상기 Sp 조도는 비접촉식 3차원 조도 측정기에 의해서 측정될 수 있다. 상기 Sk 조도, 상기 Spk 조도, 상기 Svk 조도, 상기 Sv 조도, 상기 Sz 조도 및 상기 Sp 조도는 ISO 25178-2에 의해서 도출될 수 있다. 상기 Sk 조도, 상기 Spk 조도, 상기 Svk 조도, 상기 Sv 조도, 상기 Sz 조도 및 상기 Sp 조도는 5 포인트 내지 10 포인트에서 측정되고, 최소 측정 값 및 최대 측정 값을 제외한 나머지 측정 값들의 평균으로 도출될 수 있다.
또한, 상기 Sk 조도, 상기 Spk 조도 및 상기 Svk 조도는 3차원 조도 측정기에 의해서 얻어지는 상기 포커스 링(230)의 표면에서의 베어링 면적 곡선으로부터 도출될 수 있다. 상기 베어링 면적 곡선은 표면 조도 측정기를 통하여 단위 면적에 대하여 측정된 높이에 따른 누적 데이터를 플롯(plot)한 그래프일 수 있다. 이때, 상기 Sk 조도는 상기 누적 데이터 플롯에서, 중심 표면(core surface)에서의 높이의 폭을 의미할 수 있다. 또한, 상기 Spk 조도는 상기 중심 표면 위로 피크의 평균 높이를 의미하고, 상기 Svk 조도는 상기 중심 표면 아래로 밸리의 평균 깊이를 의미할 수 있다.
상기 포커스 링(230)의 적어도 일 표면은 감쇄 피크 밸리(reduced peak valley height, Spvk) 조도를 가질 수 있다.
상기 Spvk 조도는 상기 Spk 조도 및 상기 Svk 조도의 합이다. 상기 감쇄 피크 밸리 조도는 하기의 수식 5로 표시될 수 있다.
[수식 5]
Spvk 조도 = Spk 조도 + Svk 조도
상기 제 2 상면(231)은 Spvk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spvk 조도는 약 0.005㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spvk 조도는 약 0.007㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)은 Spvk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spvk 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spvk 조도는 약 0.005㎛ 내지 약 0.1㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spvk 조도는 약 0.5㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spvk 조도는 약 0.7㎛ 내지 약 1.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 하면(232)은 Spvk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spvk 조도는 약 0.005㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spvk 조도는 약 0.007㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spvk 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spvk 조도는 약 0.005㎛ 내지 약 0.1㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spvk 조도는 약 0.5㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spvk 조도는 약 0.7㎛ 내지 약 1.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)은 Spvk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spvk 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Spvk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spvk 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Spvk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spvk 조도는 약 0.5㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spvk 조도는 약 0.7㎛ 내지 약 1.7㎛일 수 있다.
상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)은 Spvk 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spvk 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Spvk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spvk 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Spvk 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spvk 조도는 약 0.007㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spvk 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spvk 조도는 약 0.005㎛ 내지 약 0.1㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spvk 조도는 약 0.5㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spvk 조도는 약 0.7㎛ 내지 약 1.7㎛일 수 있다.
상기 Spvk 조도는 미세 요철(미세 산 및 미세 밸리)의 형상과 크기에 관한 조도일 수 있다. 상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Spvk 조도를 가지기 때문에, 상기 표면에서의 미세 요철은 적절한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Spvk 조도를 가지기 때문에, 상기 표면에서의 미세 요철에, 공정 부산물이 퇴적되거나, 디펙을 유발하는 파편이 유발되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Spvk 조도를 가지기 때문에, 상기 표면에서 상기 플라즈마의 흐름성이 향상될 수 있다.
상기 포커스 링(230)의 적어도 일 표면은 감쇄 피크 밸리 비율(reduced peak valley height, Rpvk)을 가질 수 있다.
상기 감쇄 피크 밸리 비율은 상기 감쇄 피크 밸리 조도를 상기 Sk 조도로 나눈 값이다. 상기 감쇄 피크 밸리 비율은 하기의 수식 6으로 표시될 수 있다.
[수식 6]
Rpvk = Spvk 조도 / Sk 조도
상기 제 2 상면(231)은 Rpvk를 가질 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 4일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 1.3일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 1일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Rpvk는 약 0.6 내지 약 1.2일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 1.1일 수 있다.
상기 제 2 하면(232)은 Rpvk를 가질 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 4일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 1.3일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 1일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Rpvk는 약 0.6 내지 약 1.2일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 1.1일 수 있다.
상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)은 Rpvk를 가질 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 4일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 1.3일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 1일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Rpvk는 약 0.6 내지 약 1.2일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 1.1일 수 있다.
상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)은 Rpvk를 가질 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 4일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 1.3일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 1일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Rpvk는 약 0.6 내지 약 1.2일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Rpvk는 약 0.5 내지 약 1.1일 수 있다.
상기 Rpvk는 미세 요철의 중간 부분에 대하여, 미세 산 및 미세 밸리의 비율일 수 있다. 상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Rpvk를 가지기 때문에, 상기 표면에서의 미세 요철은 적절한 형상을 가질 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Rpvk를 가지기 때문에, 상기 표면에서의 미세 요철에, 공정 부산물이 퇴적되거나, 디펙을 유발하는 파편이 유발되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Rpvk를 가지기 때문에, 상기 표면에서 상기 플라즈마의 흐름성이 향상될 수 있다.
상기 포커스 링(230)의 적어도 일 표면은 전체 피크 밸리(total peak valley, Spv) 조도를 가질 수 있다.
상기 전체 피크 밸리 조도는 상기 Sp 조도의 절대값 및 상기 Sv 조도의 절대값의 합이다. 상기 전체 피크 밸리 조도는 하기의 수식 7로 표시될 수 있다.
[수식 7]
Spv 조도 = │Sp 조도│ + │Sv 조도│
상기 제 2 상면(231)은 상기 Spv 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spv 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spv 조도는 약 0.02㎛ 내지 약 5.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spv 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spv 조도는 약 1㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다. 상기 제 2 상면(231)의 Spv 조도는 약 1.5㎛ 내지 약 5㎛일 수 있다.
상기 제 2 하면(232)은 상기 Spv 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spv 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spv 조도는 약 0.02㎛ 내지 약 5.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spv 조도는 약 0.01㎛ 내지 약 1㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spv 조도는 약 1㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다. 상기 제 2 하면(232)의 Spv 조도는 약 1.5㎛ 내지 약 5㎛일 수 있다.
상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)은 Spv 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spv 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Spv 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spv 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Spv 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spv 조도는 약 0.02㎛ 내지 약 5.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spv 조도는 약 1㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다. 상기 제 2 측면(233) 및/또는 제 3 측면(241)의 Spv 조도는 약 1.5㎛ 내지 약 5㎛일 수 있다.
상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)은 Spv 조도를 가질 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spv 조도는 상기 제 2 상면(231)의 Spv 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spv 조도는 상기 제 2 하면(232)의 Spv 조도보다 더 클 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spvk 조도는 약 0.007㎛ 내지 약 2㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spv 조도는 약 0.02㎛ 내지 약 5.5㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spv 조도는 약 1㎛ 내지 약 6㎛일 수 있다. 상기 제 2 경사면(234) 및/또는 가이드면(235)의 Spv 조도는 약 1.5㎛ 내지 약 5㎛일 수 있다.
상기 Spv 조도는 미세 산으로부터 미세 밸리까지 미세 요철의 전체 크기를 나타내는 조도일 수 있다. 상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Spv 조도를 가지기 때문에, 상기 표면에서의 미세 요철은 적절한 형상을 가질 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Spv 조도를 가지기 때문에, 상기 표면에서의 미세 요철에, 공정 부산물이 퇴적되거나, 디펙을 유발하는 파편이 유발되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 제 2 상면(231), 상기 제 2 하면(232), 상기 제 2 경사면(234) 또는 상기 가이드면(235)은 상기와 같은 범위로 Spv 조도를 가지기 때문에, 상기 표면에서 상기 플라즈마의 흐름성이 향상될 수 있다.
상기 포커스 링(230)은 상기와 같은 범위로, 상기 Sk 조도, 상기 Spk 조도, 상기 Svk 조도, 상기 Sv 조도, 상기 Sz 조도, 상기 Sp 조도, 상기 Spvk 조도, 상기 Spv 조도 및/또는 상기 Rpvk를 가지기 때문에, 효과적으로 플라즈마를 발생시키고, 제어할 수 있다.
또한, 상기 포커스 링(230)은 상기와 같은 범위로, 상기 Sk 조도, 상기 Spk 조도, 상기 Svk 조도, 상기 Sv 조도, 상기 Sz 조도, 상기 Sp 조도, 상기 Spvk 조도, 상기 Spv 조도 및/또는 상기 Rpvk를 가지기 때문에, 디펙을 유발하는 입자의 생성을 방지할 수 있다.
또한, 상기 포커스 링(230)은 상기와 같은 범위로, 상기 Sk 조도, 상기 Spk 조도, 상기 Svk 조도, 상기 Sv 조도, 상기 Sz 조도, 상기 Sp 조도, 상기 Spvk 조도, 상기 Spv 조도 및/또는 상기 Rpvk를 가지기 때문에, 침식을 억제하고, 향상된 내구성을 가질 수 있다.
실시예에 따른 상부 전극(220) 및 포커스 링(230)은 하기의 과정에 의해서 제조될 수 있다.
먼저, 상기 상부 전극(220) 및 포커스 링(230)이 제조되기 위한 원료가 준비된다.
상기 원료는 실리콘일 수 있다. 상기 실리콘은 높은 순도를 가질 수 있다. 상기 실리콘은 약 99.999999% 초과의 순도를 가질 수 있다.
상기 원료는 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 도펀트는 질소 또는 인 등과 같은 n형 도펀트 또는 붕소 또는 알루미늄 등과 같은 p형 도펀트를 포함할 수 있다.
상기 원료로부터 잉곳이 제조될 수 있다. 즉, 실시예에 따른 상부 전극(220) 및 포커스 링(230)이 제조되기 위해서, 실리콘 단결정 잉곳이 제조될 수 있다.
상기 실리콘 단결정 잉곳은 쵸크랄스키(Czochralsk:CZ)법에 의해서 형성될 수 있다. 상기 쵸크랄스키(Czochralsk:CZ)법은 단결정인 종자결정(seed crystal)을 실리콘 융액에 담근 후 천천히 끌어올리면서 결정을 성장시키는 방법이다.
상기 쵸크랄스키법을 상세히 설명하면 아래와 같다.
상기 쵸크랄스키법은 네킹(necking)공정, 숄더링(shouldering)공정, 바디 그로잉(body growing)공정 및 테일링(tailing)공정을 포함할 수 있다.
상기 실리콘 단결정 잉곳은 약 3mm 내지 약 25mm 두께로 슬라이싱될 수 있다. 상기 슬라이싱 공정은 와이어 소에 의해서 진행될 수 있다. 상기 와이어 소는 와이어 및 상기 와이어 주변에 접합된 다이아몬드 입자를 포함할 수 있다.
이에 따라서, 상기 슬라이싱 공정에 의해서, 실리콘 단결정 플레이트가 제조된다.
이후, 상기 실리콘 단결정 플레이트는 모따기 공정을 거칠 수 있다. 즉, 상기 실리콘 단결정 플레이트의 모서리가 연삭된다. 이에 따라서, 상기 단결정 플레이트의 상면으로부터 연장되고, 상기 상면에 대하여 경사지는 제 1 모따기면 및 상기 단결정 플레이트의 하면으로부터 연장되고, 상기 하면에 대하여 경사지는 제 2 모따기 면이 형성될 수 있다.
상기 실리콘 단결정 플레이트는 연삭 공정을 거칠 수 있다.
상기 실리콘 단결정 플레이트는 상정반 및 하정반 사이에 배치되고, 상기 실리콘 단결정 플레이트가 상기 상정반 및 상기 하정반과 상대 운동을 하여, 상기 실리콘 단결정 플레이트는 연삭 될 수 있다.
상기 실리콘 단결정 플레이트는 상기 상정반 및/또는 상기 하정반에 대하여, 약 5rpm 내지 약 25rpm의 속도로 상대 회전할 수 있다.
상기 연삭 공정에서, 상기 상정반 및 상기 하정반은 약 200 메쉬 내지 약 800 메쉬를 가질 수 있다.
상기 실리콘 단결정 플레이트의 외주면이 가공될 수 있다. 상기 외주면 가공은 제 2 그라인더에 의해서 진행될 수 있다. 상기 제 2 그라인더는 약 200 메쉬 내지 약 800 메쉬를 가질 수 있다.
상기 제 2 그라인더의 헤드는 약 1500 rpm 내지 약 2000 rpm의 회전수를 가질 수 있다.
상기 실리콘 단결정 플레이트는 상기 외주면이 가공될 때, 회전될 수 있다. 상기 실리콘 단결정 플레이트의 회전 방향은 상기 제 2 그라인더 헤드의 회전 방향과 같거나, 반대 방향일 수 있다.
상기 외주면 가공 공정을 거친 실리콘 단결정 플레이트는 형상 가공될 수 있다. 상기 실리콘 단결정 플레이트는 제 3 그라인더에 의해서, 형상 가공될 수 있다.
상기 제 3 그라인더에 의해서, 상기 포커스 링(230) 및/또는 상기 상부 전극(220)의 대략적인 외형이 형성될 수 있다. 상기 제 3 그라인더에 의해서, 절삭되어, 중앙 부분에 오픈 영역이 형성될 수 있다. 또한, 상기 제 3 그라인더에 의해서, 상기 경사부(238) 및 상기 가이드부(239)의 대략적인 외형이 형성될 수 있다.
상기 제 3 그라인더 헤드의 회전 수는 약 1500 rpm 내지 약 8000 rpm일 수 있다. 상기 제 3 그라인더 헤드의 회전 수는 약 1700 rpm 내지 약 7500rpm일 수 있다. 상기 제 3 그라인더 헤드의 회전 수는 약 1000 rpm 내지 약 6500rpm일 수 있다.
상기 제 3 그라인더 헤드는 약 100 메쉬 내지 약 2000 메쉬를 가질 수 있다. 상기 제 3 그라인더 헤드는 약 500 메쉬 내지 약 2000 메쉬를 가질 수 있다. 상기 제 3 그라인더 헤드는 약 1000 메쉬 내지 약 2000 메쉬를 가질 수 있다.
상기 형상 가공 공정에서, 피드는 약 1㎜/분 내지 약 15㎜/분일 수 있다. 상기 형상 가공 공정에서, 피드는 약 2㎜/분 내지 약 10㎜/분일 수 있다. 상기 형상 가공 공정에서, 피드는 약 3㎜/분 내지 약 8㎜/분일 수 있다.
상기 형상 가공에 의해서, 상기 단차부, 상기 제 1 경사면(224) 및 상기 제 2 경사면(234)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 형상 가공에 의해서, 다른 부품과 체결되기 위한 체결 홈이 형성될 수 있다. 상기 형상 가공에 의해서, 상기 포커스 링(230)에 상기 반도체 기판(30)이 안착되기 위한 오픈 영역이 형성될 수 있다. 또한, 상기 형상 가공에 의해서, 상기 포커스 링(230)에 상기 경사부(238) 및 상기 가이드부(239)가 형성될 수 있다.
상기 실리콘 단결정 플레이트에 관통홀(226)이 형성될 수 있다.
상기 관통홀(226)은 드릴에 의해서 형성될 수 있다.
상기 관통홀(226)은 방전 가공에 의해서 형성될 수 있다.
상기 형상 가공 공정 및/또는 상기 관통홀(226) 형성 공정에 의해서, 미가공 포커스 링 및/또는 미가공 상부 전극이 형성될 수 있다.
상기 미가공 포커스 링 및/또는 상기 미가공 상부 전극은 랩핑 공정을 거칠 수 있다.
상기 미가공 포커스 링 및/또는 상기 미가공 상부 전극은 상정반 및 하정반 사이에 배치되고, 상기 상기 미가공 포커스 링 및/또는 상기 미가공 상부 전극가 상기 상정반 및 상기 하정반과 상대 운동을 하여, 상기 상기 미가공 포커스 링 및/또는 상기 미가공 상부 전극은 랩핑 될 수 있다.
상기 미가공 포커스 링 및/또는 상기 미가공 상부 전극은 상기 상정반 및/또는 상기 하정반에 대하여, 약 5rpm 내지 약 25rpm의 속도로 상대 회전할 수 있다.
상기 랩핑 공정에서, 상기 상정반 및 상기 하정반은 약 800 메쉬 내지 약 1800 메쉬를 가질 수 있다.
상기 랩핑 공정에서, 상기 상정반 및 상기 하정반의 압력은 약 60 psi 내지 약 200 psi 일 수 있다.
상기 미가공 포커스 링은 및 상기 미가공 상부 전극은 습식 에칭 공정에 의해서 표면 가공될 수 있다.
상기 습식 에칭 공정을 위한 에칭액은 상기 미가공 포커스 링 및 상기 미가공 상부 전극의 표면을 에칭할 수 있다. 상기 에칭액은 탈 이온수 및 산을 포함할 수 있다. 상기 에칭액은 황산 또는 불산 등과 같은 산을 포함할 수 있다. 상기 에칭액은 불화수소 암모늄, 황산 암모늄 및 설파믹산 암모늄으로 구성되는 염들 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 에칭액은 전체 중량을 기준으로, 약 20wt% 내지 약 50wt%의 함량으로 탈 이온수를 포함할 수 있다.
상기 에칭액은 상기 탈 이온수 100 중량부를 기준으로, 약 70 중량부 내지 약 200 중량부의 함량으로 상기 산을 포함할 수 있다. 상기 에칭액은 상기 탈 이온수 100 중량부를 기준으로, 상기 산을 약 90 중량부 내지 약 150 중량부의 함량으로 포함할 수 있다.
상기 에칭액은 상기 탈 이온수 100 중량부를 기준으로, 약 15 중량부 내지 약 45 중량부의 함량으로 상기 불화수소 암모늄을 포함할 수 있다. 상기 에칭액은 상기 탈 이온수 100 중량부를 기준으로, 약 17 중량부 내지 약 30 중량부의 함량으로 상기 불화수소 암모늄을 포함할 수 있다.
상기 에칭액은 상기 탈 이온수 100 중량부를 기준으로, 약 15 중량부 내지 약 45 중량부의 함량으로 상기 황산 암모늄을 포함할 수 있다. 상기 에칭액은 상기 탈 이온수 100 중량부를 기준으로, 약 17 중량부 내지 약 30 중량부의 함량으로 상기 황산 암모늄을 포함할 수 있다.
상기 에칭액은 상기 탈 이온수 100 중량부를 기준으로, 약 5 중량부 내지 약 20 중량부의 함량으로 상기 설파닉산 암모늄을 포함할 수 있다. 상기 에칭액은 상기 탈 이온수 100 중량부를 기준으로, 약 5 중량부 내지 약 15 중량부의 함량으로, 상기 설파닉산 암모늄을 포함할 수 있다.
상기 미가공 포커스 링 및/또는 상기 미가공 상부 전극이 상기 에칭액에 침지되어, 상기 에칭 공정이 진행될 수 있다. 상기 침지 시간은 약 10 분 내지 약 100분 일 수 있다. 상기 침지 시간은 약 5분 내지 약 20분 일 수 있다. 상기 침지 시간은 약 10 분 내지 약 30분 일 수 있다.
상기 에칭 공정은 상기 조성의 에칭액 및 상기 범위의 침지 시간을 가지기 때문에, 상기 미가공 포커스 링 및 상기 미가공 상부 전극의 표면은 적절하게 에칭될 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 포커스 링(230) 및 실시예에 따른 상부 전극(220)은 적절한 표면 특성을 가질 수 있다.
상기 미가공 포커스 링 및/또는 상기 미가공 상부 전극은 연마 공정에 의해서 표면처리될 수 있다.
상기 연마 공정에 연마 패드가 사용될 수 있다. 상기 연마 패드의 쇼어 C 경도는 약 50 내지 약 90일 수 있다. 상기 연마 패드는 스웨이드 타입 또는 부직포 타입의 패드일 수 있다.
상기 연마 공정에서, 연마 슬러리가 사용될 수 있다. 상기 연마 슬러리는 탈 이온수 및 콜로이달 실리카를 포함할 수 있다.
상기 연마 슬러리는 전체 중량을 기준으로, 약 20 wt% 내지 약 50wt%의 함량으로, 상기 콜로이달 실리카를 포함할 수 있다. 상기 연마 슬러리는 전체 중량을 기준으로, 약 30 wt% 내지 약 45wt%의 함량으로, 상기 콜로이달 실리카를 포함할 수 있다.
상기 콜로이달 실리카의 평균 입경은 약 20㎚ 내지 약 100㎚일 수 있다. 상기 콜로이달 실리카의 평균 입경은 약 50㎚ 내지 약 100㎚일 수 있다. 상기 콜로이달 실리카의 평균 입경은 약 60㎚ 내지 약 85㎚일 수 있다.
상기 연마 슬러리의 pH는 약 8.5 내지 약 11일 수 있다. 상기 연마 슬러리의 pH는 약 9.0 내지 약 10.5일 수 있다.
상기 연마 공정에서, 연마 압력은 약 200psi 내지 약 350psi일 수 있다.
또한, 상기 연마 공정에서, 정반 회전 수는 약 6rpm 내지 약 15rpm일 수 있다.
또한, 상기 연마 공정 시간은 약 60 분 내지 약 75분일 수 있다.
상기 연마 공정을 거친 포커스 링 및 상부 전극은 세정액에 의해서 세정된다.
상기 세정액은 탈 이온수, 과산화 수소 및 암모니아를 포함할 수 있다.
상기 세정액은 전체 중량을 기준으로, 약 90wt% 내지 약 97wt%의 함량으로, 상기 탈 이온수를 포함할 수 있다.
상기 세정액은 상기 탈 이온수 100 중량부를 기준으로, 약 1 중량부 내지 약 10 중량부의 함량으로, 상기 과산화 수소를 포함할 수 있다. 상기 세정액은 상기 탈 이온수 100 중량부를 기준으로, 약 1 중량부 내지 약 7 중량부의 함량으로, 상기 과산화 수소를 포함할 수 있다.
상기 세정액은 상기 탈 이온수 100 중량부를 기준으로, 약 1 중량부 내지 약 8 중량부의 함량으로 암모니아를 포함할 수 있다. 상기 세정액은 상기 탈 이온수 100 중량부를 기준으로, 약 1 중량부 내지 약 5 중량부의 함량으로 암모니아를 포함할 수 있다.
상기 포커스 링(230) 및 상기 상부 전극은 상기 세정액에 약 20분 내지 약 30분 동안 침지될 수 있다.
또한, 상기 포커스 링(230) 및/또는 상기 상부 전극에 상기 세정액이 분사되어 세정 공정이 진행될 수 있다.
또한, 상기 세정액은 상기 관통홀(226) 내부에 분사되고, 상기 관통홀(226)의 내부가 세정될 수 있다.
이후, 상기 포커스 링(230) 및/또는 상기 상부 전극은 탈 이온수에 의해서, 마무리 세정될 수 있다.
실시예에 따른 포커스 링은 적절한 감쇄 피크 밸리 조도를 포함한다. 실시예에 따른 상부 전극 및 포커스 링은 적절한 높이를 가지는 미세 산 및 적절한 깊이를 가지는 미세 밸리를 포함하는 표면을 가질 수 있다.
실시예에 따른 포커스 링은 적절한 표면 요철 형상을 가지기는 표면을 포함하기 때문에, 표면에서의 플라즈마 흐름성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라서, 상기 포커스 링은 상기 플라즈마를 반도체 기판으로 효율적으로 유도할 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 포커스 링을 포함하는 반도체 소자 제조 장치는 상기 반도체 기판의 표면을 효과적으로 처리할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 포커스 링은 적절한 표면 요철 형상을 가지는 표면을 포함하기 때문에, 공정 잔유물이 퇴적되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 포커스 링은 적절한 감쇄 피크 밸리 조도를 가지기 때문에, 적절한 요철을 가질 수 있다. 이에 따라서, 실시예에 따른 포커스 링의 표면과 공정 잔유물의 접촉 면적이 낮을 수 있다. 이에 따라서, 상기 공정 잔유물은 실시예에 따른 포커스 링의 표면에 일시적으로 부착되더라도, 쉽게 탈착될 수 있다.
실시예에 따른 포커스 링은 적절한 높이의 미세 산 및 적절한 높이의 미세 밸리가 반복되는 형상을 가지는 표면을 포함하기 때문에, 플라즈마 흐름성을 향상시키고, 공정 잔유물의 부착을 억제할 수 있다.
이에 따라서, 실시예에 따른 포커스 링은 플라즈마 에칭 공정 등과 같은 플라즈마 공정이 진행될 때, 상기 포커스 링의 표면으로부터 유발되는 파티클에 의한 디펙을 용이하게 억제할 수 있다. 즉, 실시예에 따른 포커스 링은 적절한 표면 형상을 가지기 때문에, 상기 포커스 링의 미세 산의 일부가 떨어져 나가서 발생되는 디펙을 방지할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치를 도시한 도면이다. 도 7은 일 실시예에 따른 플라즈마 영역 한정 조립체를 도시한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치는 내부에 플라즈마 프로세싱 챔버(104) 를 가진 플라즈마 반응기(102)를 포함한다. 또한, 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치는 상기 플라즈마 프로세싱 챔버(104) 내에 배치되는 플라즈마 영역 한정 조립체(20)를 더 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 프로세싱 챔버(104)는 상기 플라즈마 영역 한정 조립체(20)와 실질적으로 동일할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치는 매칭 네트워크(108)를 포함할 수 있다. 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치는 상기 매칭 네트워크(108)에 의해 튜닝된 플라즈마 전력 공급부(106)를 포함할 수 있다. 상기 플라즈마 전력 공급부(106)는 상기 플라즈마 반응기(102)에 유도 결합된 전력을 제공한다. 이에 따라서, 상기 플라즈마 영역 한정 조립체(20) 내에 플라즈마가 생성될 수 있다. 더 자세하게, 상기 플라즈마 전력 공급부(106)는 상기 플라즈마가 생성되도록, 전력 윈도우 (112) 근방에 위치된 TCP 코일(110)에 전력을 공급한다. 상기 TCP 코일(110)은 플라즈마 영역 한정 조립체(20) 내에 상기 플라즈마가 균일한 확산 프로파일로 생성될 수 있도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 상기 TCP 코일(110)은 상기 플라즈마 한정 조립체 내에 토로이달 (toroidal) 전력 분포가 생성되도록 구성될 수 있다.
상기 전력 윈도우(112)는 상기 TCP 코일을 상기 플라즈마 프로세싱 챔버(104)와 일정 간격으로 이격시킬 수 있다. 또한, 상기 TCP 코일(110)은 상기 플라즈마 프로세싱 챔버(104)와 이격된 상태에서, 상기 에너지를 상기 플라즈마 프로세싱 챔버(104)에 공급할 수 있다.
실시예에 따른 반도체 소자 제조장치는 상기 매칭 네트워크(118)에 의해 튜닝된 바이어스 전압 전력 공급부(116)를 더 포함할 수 있다.
상기 바이어스 전압 전력 공급부(116)는 정전 척(270)을 통하여, 상기 반도체 기판(30)에 바이어스 전압을 설정할 수 있다. 즉, 상기 바이어스 전압 전력 공급부(116)는 상기 반도체 기판(30)에 바이어스 전압을 설정하기 위한 전력을 공급할 수 있다.
실시예에 따른 반도체 소자 제조장치는 제어부(124)를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부(124)는 상기 플라즈마 전력 공급부(106), 가스 소스 공급부(130) 및 상기 바이어스 전압 전력 공급부(116)를 구동 제어할 수 있다.
상기 플라즈마 전력 공급부(106) 및 상기 바이어스 전압 전력 공급부(116) 는 예를 들어, 약 13.56 ㎒, 27 ㎒, 2㎒, 60 ㎒, 400 ㎑, 254 ㎓, 또는 이들의 조합들과 같은 특정한 무선 주파수들로 동작하도록 구성될 수도 있다.
상기 플라즈마 전력 공급부(106) 및 상기 바이어스 전압 전력 공급부(116) 는 목표된 프로세스 성능을 달성하도록, 공급되는 전력의 세기를 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 플라즈마 전력 공급부 (106)는 약 50W 내지 약 5000 W 범위 내의 전력을 공급할 수도 있다. 상기 바이어스 전압 전력 공급부(116)는 약 20V 내지 약 2000V 범위 내의 바이어스 전압을 공급할 수도 있다.
또한, 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치는 상기 가스 소스 공급부(130)를 더 포함할 수 있다. 상기 가스 소스 공급부(130)는 가스 주입기 (140)와 같은 가스 유입부를 통하여, 상기 플라즈마 영역 한정 조립체(20)와 유체로 연결될 수 있다.
또한, 실시예에 따른 반도체 소자 제조장치는 상기 플라즈마 프로세싱 챔버 (104)내의 특정한 압력을 유지하는 역할을 하는, 압력 제어 밸브(142) 및 펌프(144)를 포함할 수 있다. 상기 압력 제어 밸브(142) 및 상기 펌프에 의해서, 상기 플라즈마 프로세스 한정 챔버(104)로부터 부산물 등이 제거된다. 상기 압력 제어 밸브(142)는 프로세싱 동안 1 Torr 미만의 공정 압력을 유지시킬 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마 영역 한정 조립체(20)는 커버부(210), 상기 상부 전극(220), 상기 포커스 링(230), 제 1 절연 링(250), 제 2 절연 링(240), 제 3 절연 링(260) 및 상기 정전 척(270)을 포함할 수 있다.
상기 커버부(210)는 상기 플라즈마 영역(114)의 외측부에 배치된다. 상기 커버부(210)는 상기 플라즈마 영역(114)의 외측부를 따라서 연장될 수 있다. 상기 커버부(210)는 상기 플라즈마 영역(114)의 주위를 따라서 배치될 수 있다.
상기 커버부(210)는 상기 상부 전극(220)을 지지할 수 있다. 상기 커버부(210)는 상기 상부 전극(220)과 체결될 수 있다. 또한, 상기 커버부(210)는 상기 제 2 절연 링(240)에 체결될 수 있다. 또한, 상기 커버부(210)는 상기 제 3 절연 링(260)에 체결될 수 있다. 상기 커버부(210)는 상기 제 3 절연 링(260)을 지지할 수 있다.
상기 커버부(210)는 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 커버부(210)는 실리콘으로 이루어질 수 있다. 상기 커버부(210)는 폴리실리콘 또는 단결정 실리콘을 포함할 수 있다. 상기 커버부(210)는 상기 폴리실리콘으로 이루어질 수 있다.
상기 커버부(210)는 상기 플라즈마 영역(114)에서 발생되는 공정 부산물이 배출되기 위한 배출부(280)를 포함할 수 있다. 상기 배출부(280)는 상기 플라즈마 영역(114)에 연결될 수 있다.
상기 상부 전극(220) 및 상기 포커스 링(230)은 앞서 설명한 바와 같은 특징을 가질 수 있다.
상기 상부 전극(220)은 상기 커버부(210)에 안착될 수 있다. 상기 상부 전극(220)은 상기 커버부(210)에 안착될 수 있다. 상기 상부 전극(220)은 상기 커버부(210)에 체결될 수 있다. 상기 상부 전극(220)은 상기 커버부(210)에 결합될 수 있다.
상기 상부 전극(220)은 상기 플라즈마 영역(114) 상에 배치된다. 상기 상부 전극(220)은 상기 플라즈마 영역(114)의 상부를 전체적으로 덮을 수 있다. 상기 상부 전극(220)은 상기 플라즈마 영역(114)을 사이에 두고, 상기 반도체 기판(30)과 서로 마주볼 수 있다.
상기 포커스 링(230)은 상기 반도체 기판(30)의 주위를 따라서 연장될 수 있다. 상기 포커스 링(230)은 상기 정전 척(270) 상에 배치될 수 있다. 상기 포커스 링(230)은 상기 플라즈마 영역(114)의 외곽을 따라서 연장될 수 있다. 상기 포커스 링(230)은 상기 제 1 절연 링(250) 내측에 배치될 수 있다.
상기 포커스 링(230)은 상기 반도체 기판(30)이 배치되는 부분을 둘러쌀 수 있다. 상기 포커스 링(230)은 상기 반도체 기판(30)이 배치되는 공간(236)을 형성할 수 있다. 상기 포커스 링(230)은 상기 반도체 기판(30)의 에지 부분에 배치될 수 있다.
상기 제 1 절연 링(250)은 상기 포커스 링(230)의 주위를 둘러싼다. 상기 제 1 절연 링(250)은 상기 정전 척(270)의 주위를 둘러쌀 수 있다. 상기 제 1 절연 링(250)은 상기 정전 척(270)의 외주면을 따라서 연장될 수 있다. 상기 제 1 절연 링(250)은 상기 포커스 링(230)의 외주면을 따라서 연장될 수 있다. 상기 제 1 절연 링(250)은 상기 포커스 링(230)의 외주면 및 상기 정전 척(270)의 외주면을 덮을 수 있다.
상기 제 1 절연 링(250)은 상기 커버부(210) 및 상기 포커스 링(230) 사이에 배치된다. 또한, 상기 제 1 절연 링(250)은 상기 커버부(210) 및 상기 정전 척(270) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제 1 절연 링(250)은 높은 전기 저항을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 1 절연 링(250)은 높은 절연성을 가질 수 있다. 이에 따라서, 상기 제 1 절연 링(250)은 상기 포커스 링(230) 및 상기 커버부(210) 사이를 절연시킬 수 있다. 또한, 상기 제 1 절연 링(250)은 상기 정전 척(270) 및 상기 커버부(210) 사이를 절연시킬 수 있다.
상기 제 1 절연 링(250)은 높은 전기 저항을 가지면서, 높은 내식각성을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 1 절연 링(250)은 쿼츠를 포함할 수 있다. 상기 제 1 절연 링(250)은 융용 쿼츠 및/또는 합성 쿼츠를 포함할 수 있다.
상기 제 1 절연 링(250)은 쿼츠로 이루어질 수 있다. 상기 제 1 절연 링(250)은 약 99.99% 이상의 순도를 가지는 쿼츠로 이루어질 수 있다.
상기 제 2 절연 링(240)은 상기 제 1 절연 링(250) 외측에 배치된다. 상기 제 2 절연 링(240)은 상기 제 1 절연 링(250)의 외주면을 둘러쌀 수 있다. 상기 제 2 절연 링(240)은 상기 제 1 절연 링(250)의 주위를 따라서 연장될 수 있다.
상기 제 2 절연 링(240)은 상기 제 1 절연 링(250)의 절연 특성을 보강할 수 있다. 상기 제 2 절연 링(240)은 상기 포커스 링(230) 및 상기 커버부(210) 사이를 절연시킬 수 있다. 또한, 상기 제 2 절연 링(240)은 상기 정전 척(270) 및 상기 커버부(210) 사이를 절연시킬 수 있다.
상기 제 2 절연 링(240)은 높은 전기 저항을 가지면서, 높은 내식각성을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 2 절연 링(240)은 쿼츠를 포함할 수 있다. 상기 제 2 절연 링(240)은 융용 쿼츠 및/또는 합성 쿼츠를 포함할 수 있다.
상기 제 2 절연 링(240)은 쿼츠로 이루어질 수 있다. 상기 제 2 절연 링(240)은 약 99.99% 이상의 순도를 가지는 쿼츠로 이루어질 수 있다.
상기 제 3 절연 링(260)은 상기 커버부(210) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제 3 절연 링(260)은 상기 커버부(210) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제 3 절연 링(260)은 상기 제 1 절연 링(250)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 제 3 절연 링(260)은 상기 제 1 절연 링(250)의 외주면을 따라서 연장될 수 있다. 상기 제 3 절연 링(260)은 상기 정전 척(270) 외측에 배치될 수 있다.
상기 제 3 절연 링(260)은 상기 배출부(280)의 주위에 배치될 수 있다. 상기 배출부(280)는 상기 플라즈마 영역(114)에서 발생되는 공정 부산물을 배출하기 위한 배기구일 수 있다.
상기 제 3 절연 링(260)은 높은 전기 저항을 가지면서, 높은 내식각성을 가지는 물질을 포함할 수 있다. 상기 제 3 절연 링(260)은 쿼츠를 포함할 수 있다. 상기 제 3 절연 링(260)은 융용 쿼츠 및/또는 합성 쿼츠를 포함할 수 있다.
상기 제 3 절연 링(260)은 쿼츠로 이루어질 수 있다. 상기 제 3 절연 링(260)은 약 99.99% 이상의 순도를 가지는 쿼츠로 이루어질 수 있다.
실시예에 따른 반도체 소자의 제조 장치는 상기 반도체 기판(30)을 플라즈마 처리할 수 있다. 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 장치는 상기 반도체 기판(30)을 플라즈마 처리하여, 반도체 소자를 제조할 수 있다.
상기 반도체 기판(30)은 웨이퍼, 상기 웨이퍼 상에 배치되는 식각 대상층 및 상기 식각 대상층 상에 배치되는 마스크 패턴을 포함할 수 있다.
상기 식각 대상층은 금속층을 포함하는 도전층일 수 있다. 상기 식각 대상층은 산화막을 포함하는 유전체층일 수 있다.
상기 마스크 패턴은 상기 식각 대상층을 선택적으로 노출시킬 수 있다. 상기 마스크 패턴은 포토레지스트층을 포함할 수 있다. 상기 포토레지스트층은 광에 의해서 패터닝될 수 있다.
상기 반도체 기판(30)이 플라즈마 처리되기 위해서, 상기 반도체 기판(30)은 상기 정전 척(270) 상에 배치된다. 또한, 상기 반도체 기판(30)은 상기 포커스 링(230) 내에 배치될 수 있다. 상기 반도체 기판(30)은 상기 가이드부(239) 상에 배치될 수 있다.
이후, 상기 반도체 기판(30)에 플라즈마가 분사된다. 상기 플라즈마를 형성하기 위한 가스 소스 상기 상부 전극(220)을 통하여, 상기 반도체 기판(30)에 분사된다. 상기 가스 소스에 의해서 형성된 플라즈마에 의해서, 상기 반도체 기판(30)은 플라즈마 처리될 수 있다.
상기 가스 소스는 수소 기체(H2), 질소 기체(N2) 및 불소계 기체를 포함할 수 있다. 상기 불소계 기체는 불화수소 또는 플루오르화 카본(CHxF4-x, x는 1 내지 3의 정수)을 포함할 수 있다.
상기 수소 기체 및 상기 질소 기체의 플로우 비는 약 3:1 내지 약 7:1일 수 있다. 또한, 상기 수소 및 상기 불소계 기체의 플로우 비는 약 10:1 내지 약 100:1일 수 있다.
상기 플라즈마에 의해서, 상기 식각 대상층은 선택적으로 식각될 수 있다. 이에 따라서, 상기 웨이퍼 상에 도전 패턴 또는 절연 패턴이 형성될 수 있다.
상기 포커스 링(230) 및 상기 상부 전극(220)은 상기와 같은 특징을 가지기 때문에, 실시예에 따른 반도체 소자의 제조 장치는 반도체 기판(30)의 제조 과정에서 발생되는 디펙을 방지할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치는 상기 포커스 링(230)이 생략될 수 있다. 즉, 상기 포커스 링(230)이 생략된 반도체 소자 제조 장치는 추후에, 상기 포커스 링(230)를 따로 장착할 수 있다. 실시예에 따른 반도체 소자 제조 장치는 상기 포커스 링(230)을 생략하고, 추후에 장착될 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
제조예 1
쵸크랄스키법에 의해서, 약 300㎜의 직경을 가지는 실리콘 잉곳이 제조되었다. 상기 실리콘 잉곳은 다이아몬드 와이어 소에 의해서 절단되어, 약 20㎜의 두께를 가지는 실리콘 단결정 플레이트가 제조되었다. 이후, 상기 실리콘 단결정 플레이트의 모서리 부분이 절삭되어, 모따기 면이 형성되었다.
이후, 상기 모따기 공정이 진행된 실리콘 단결정 플레이트는 상정반 및 하정반 사이에 배치되고, 상기 상정반 및 상기 하정반에 의해서 랩핑된다. 이후, 상기 랩핑된 실리콘 단결정 플레이트는 그라인더에 의해서 형상 가공된다. 이에 따라서, 표면 미가공 링이 형성된다.
상기 형상 가공 공정은 다음과 같은 조건으로 진행되었다.
1) 그라인더 헤드 : 1100 메쉬
2) 그라인더 회전수: 6100 rpm
3) 피드 : 0.6 ㎜/분
이후, 상기 미가공 링은 상온에서 에칭액에 약 6분 동안 침지되어, 상기 미가공 링의 외부 표면이 처리되어, 포커스 링이 제조되었다.
상기 에칭액의 성분은 다음과 같다.
1) 탈이온수 : 34.5 %/wt 중량부
2) 황산 : 40 %/wt 중량부
3) 불화수소 암모늄 : 10 %/wt 중량부
4) 황산 암모늄 : 12 %/wt 중량부
5) 설파믹산 암모늄 : 3.5 %/wt 중량부
에칭액에 의해서 표면 처리된 포커스 링의 상면은 연마되었다.
상기 연마 공정의 조건은 다음과 같다.
1) 연마 패드 : SKC 솔믹스, SR 300
2) 연마 압력 : 300 psi
3) 연마 회전수 : 상정반 15 rpm, 하정반30 rpm
4) 연마 슬러리 : 실리카 입자(평군 입경, 80nm), 순수, 중량 비율 1:3
5) 연마 시간 : 60분
이후, 탈이온수에 의해서 상기 포커스 링이 세정되었다.
이후, 상기 포커스 링은 밀봉되었다.
제조예 2 내지 제조예 5
하기의 표 1에서와 같이, 에칭 시간 및 연마 공정 여부가 변경되었다. 나머지 공정은 제조예 1의 공정이 참조되었다.
제조예 5에서는 하기와 같이 연마 공정이 진행되었다.
1) 연마 패드 : SKC 솔믹스, SR 300
2) 연마 압력 : 200 psi
3) 연마 회전수 : 상정반 15 rpm, 하정반30 rpm
4) 연마 슬러리 : 실리카 입자(평군 입경, 40nm), 순수, 중량 비율 1:3
5) 연마 시간 : 90분
| 구분 | 에칭 시간 (분) |
연마 시간 (분) |
| 제조예 1 | 6 | 60 |
| 제조예 2 | 8 | 20 |
| 제조예 3 | 8 | - |
| 제조예 4 | 5 | - |
| 제조예 5 | 8 | 90 |
| 제조예 6 | 1 | - |
실시예 1 내지 5 및 비교예
하기의 표 2에서와 같이, 웨이퍼 에칭 장치에 포커스 링이 장착되고, 실리콘 웨이퍼가 상기 에칭 장치에 안착된다. 또한, 상부 전극도 상기 포커스 링과 유사한 방식으로 제조되어 상기 웨이퍼 에칭 장치에 장착되었다. 이후, 수소 기체, 질소 기체 및 CH3F가 약 5:1:0.5의 플로우 비로 상기 상부 전극에 분사되고, 플라즈마화 되어, 약 10분 동안 상기 실리콘 웨이퍼에 분사되어, 에칭 공정이 진행되었다.
| 구분 | 포커스 링 |
| 실시예 1 | 제조예 1 |
| 실시예 2 | 제조예 2 |
| 실시예 3 | 제조예 3 |
| 실시예 4 | 제조예 4 |
| 실시예 5 | 제조예 5 |
| 비교예 | 제조예 6 |
평가예
1. 3차원 표면 조도
(1) 샘플링 & 전처리 방법
보관/전처리 조건 : 상기에서 제조된 샘플을 20℃, 30RH%에 24시간 보관하고, 꺼낸 즉시 측정한다
샘플 사이즈 : 5cm * 5cm,
측정 부위 : 엣지로부터 1cm 이내 영역에서 랜덤 5포인트
(2) 평가 방법
3D 조도를 측정장치를 통하여 material Ratio 를 측정함으로 계산하였다 브루커사(Bruker)의 비접촉식 3차원 조도측정기 (3D Optical Microscopy, 모델 Contour GT)를 사용하여 VSI Mode (Vertical scanning Interferometry)로 3D 조도를 측정하였다. 측정배율은 접안렌즈 1.0X(배), 대물렌즈 20X (대물렌즈 * 접안렌즈 = 측정 배율)로 설정하여, 측정된 결과 값이 도출되었다. 이후 측정값은 가우시안 필터를 적용하여 1회 보정된 뒤, ISO 25178-2 표준에 정의된 계산식에 의하여 표면조도 파라미터(예를들면 Sz 등)가 얻어졌다. 데이터는 총 5부위를 측정한 것 중 최대 값과 최소 값을 제외한 후, 3 부위의 평균을 계산하여 기록하였다.
2. 결함 평가
웨이퍼 표면 분석기(WM-3000, 제우스사) 장비에 의해서, 상기 에칭된 실리콘 웨이퍼의 결함 개수가 측정되었다.
결함 개수 5 개 이하 : 매우 양호, ◎
결함 개수 6개 ~ 10 개 : 양호, ○
결함 개수 11 개 이상 : 불량, ×
3. 잔류 유기물 평가
상기 에칭 공정이 진행된 후, 상기 포커스 링의 표면에 포함된 잔류물이 Energy Dispersive X-Ray Spectrometer(EDS)에 의해서 측정되었다.
표면의 전체 원소 중 탄소 함량 10% 이하 : 양호, ○
표면의 전체 원소 중 탄소 함량 10% 초과 : 불량, ×
하기의 표 3과 같이, 몸체부의 상면의 조도가 측정되었다.
| 구분 | Sk (㎛) |
Spk (㎛) |
Svk (㎛) |
Sv (㎛) |
Sz (㎛) |
Sp (㎛) |
| 실시예 1 | 0.018 | 0.0058 | 0.0095 | -0.303 | 0.355 | 0.052 |
| 실시예 2 | 0.404 | 0.0006 | 0.007 | -1.112 | 2.29 | 1.178 |
| 실시예 3 | 1.735 | 0.4499 | 0.9044 | -2.121 | 4.616 | 2.495 |
| 실시예 4 | 1.403 | 0.426 | 0.9044 | -2.102 | 4.288 | 2.186 |
| 실시예 5 | 0.005 | 0.0023 | 0.0045 | -0.163 | 0.210 | 0.023 |
| 비교예 | 2.956 | 1.121 | 1.356 | -3.05 | 5.361 | 3.570 |
하기의 표 4과 같이, 경사부의 경사면의 조도가 측정되었다.
| 구분 | Sk (㎛) |
Spk (㎛) |
Svk (㎛) |
Sv (㎛) |
Sz (㎛) |
Sp (㎛) |
| 실시예 1 | 0.016 | 0.0059 | 0.0065 | -0.041 | 0.136 | 0.095 |
| 실시예 2 | 0.421 | 0.4499 | 0.9586 | -1.101 | 2.353 | 1.252 |
| 실시예 3 | 2.081 | 0.4544 | 0.9586 | -2.13 | 4.714 | 2.504 |
| 실시예 4 | 1.355 | 0.4018 | 0.911 | -2.125 | 4.217 | 2.092 |
| 실시예 5 | 0.006 | 0.0024 | 0.0047 | -0.201 | 0.231 | 0.026 |
| 비교예 | 2.876 | 1.035 | 1.125 | -3.23 | 5.214 | 3.247 |
하기의 표 5와 같이, 가이드부의 가이드 면의 조도가 측정되었다.
| 구분 | Sk (㎛) |
Spk (㎛) |
Svk (㎛) |
Sv (㎛) |
Sz (㎛) |
Sp (㎛) |
| 실시예 1 | 0.015 | 0.0051 | 0.0055 | -0.028 | 0.056 | 0.028 |
| 실시예 2 | 0.42 | 0.4444 | 0.8691 | -1.205 | 2.367 | 1.161 |
| 실시예 3 | 1.693 | 0.3841 | 0.8691 | -2111 | 4.46 | 2.35 |
| 실시예 4 | 1.152 | 0.3618 | 0.7144 | -2.084 | 4.036 | 1.952 |
| 실시예 5 | 0.007 | 0.0031 | 0.0046 | -2.11 | 0.241 | 0.028 |
| 비교예 | 2.785 | 1.126 | 1.125 | -3.335 | 5.114 | 3.256 |
하기의 표 6과 같이, 몸체부의 하면의 조도가 측정되었다.
| 구분 | Sk (㎛) |
Spk (㎛) |
Svk (㎛) |
Sv (㎛) |
Sz (㎛) |
Sp (㎛) |
| 실시예 1 | 0.028 | 0.0061 | 0.0011 | -0.313 | 0.305 | 0.072 |
| 실시예 2 | 0.414 | 0.0016 | 0.0086 | -1.132 | 2.331 | 1.180 |
| 실시예 3 | 1.715 | 0.4400 | 0.9144 | -2.221 | 4.615 | 2.425 |
| 실시예 4 | 1.413 | 0.427 | 0.9011 | -2.133 | 4.226 | 2.196 |
| 실시예 5 | 0.004 | 0.0021 | 0.0042 | -0.162 | 0.209 | 0.023 |
| 비교예 | 2.989 | 1.126 | 1.357 | -3.091 | 5.363 | 3.170 |
하기의 표 7과 같이, 실시예 1 내지 5 및 비교예에서, 결함의 개수 및 잔류물 함량이 도출되었다.
| 구분 | 결함 | 잔류물 |
| 실시예 1 | ○ | ○ |
| 실시예 2 | ○ | ○ |
| 실시예 3 | ◎ | ○ |
| 실시예 4 | ◎ | ○ |
| 실시예 5 | ○ | × |
| 비교예 | × | × |
상기 표 3 내지 표 7에서와 같이, 실시예들에 따른 포커스 링은 결함을 억제하고, 잔류물을 낮출 수 있다.
커버부(210)
상부 전극(220)
포커스 링(230)
제 1 절연 링(250)
제 2 절연 링(240)
제 3 절연 링(260)
정전 척(270)
상부 전극(220)
포커스 링(230)
제 1 절연 링(250)
제 2 절연 링(240)
제 3 절연 링(260)
정전 척(270)
Claims (14)
- 반도체 기판의 주위를 둘러싸는 몸체부; 및
상기 몸체부 내측에 배치되고, 상기 반도체 기판 아래에 배치되는 가이드부;를 포함하고,
상기 몸체부는
상면; 및
상기 상면에 대향하는 하면을 포함하고,
상기 상면에서, 제 1 감쇄 피크 밸리 조도가 0.005㎛ 내지 2㎛이고,
상기 제 1 감쇄 피크 밸리 조도는 상기 상면의 제 1 Spk 조도 및 상기 상면의 제 1 Svk 조도의 합이고,
상기 몸체부로부터 상기 가이드부로 연장되는 경사부를 더 포함하고,
상기 경사부는 상기 상면으로부터, 상기 상면에 대하여 경사지는 방향으로 연장되는 경사면을 포함하고,
상기 경사면에서, 제 2 감쇄 피크 밸리 조도가 0.005㎛ 내지 2㎛이고,
상기 제 2 감쇄 피크 밸리 조도는 상기 경사면의 제 2 Spk 조도 및 상기 경사면의 제 2 Svk 조도의 합인 포커스 링. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 가이드부는 상기 경사면으로부터 상기 반도체 기판의 아래로 연장되는 가이드면을 포함하고,
상기 가이드면에서, 제 3 감쇄 피크 밸리 조도가 0.5㎛ 내지 2㎛이고,
상기 제 3 감쇄 피크 밸리 조도는 상기 가이드면의 제 3 Spk 조도 및 상기 가이드면의 제 3 Svk 조도의 합인 포커스 링. - 제 3 항에 있어서, 상기 제 3 Spk 조도는 상기 제 1 Spk 조도보다 더 큰 포커스 링.
- 제 3 항에 있어서, 상기 제 3 Svk 조도는 상기 제 1 Svk 조도보다 더 큰 포커스 링.
- 제 1 항에 있어서, 상기 상면의 제 1 Sv 조도는 - 3㎛ 내지 -0.01㎛이고,
상기 상면의 제 1 Sp 조도는 0.01㎛ 내지 4㎛인 포커스 링. - 제 6 항에 있어서, 상기 상면에서, 제 1 Spv 조도는 0.01㎛ 내지 6㎛이고,
상기 제 1 Spv 조도는 상기 제 1 Sv 조도의 절대 값 및 상기 제 1 Sp 조도의 절대 값의 합인 포커스 링. - 제 6 항에 있어서, 상기 상면의 제 1 Sz 조도는 0.01㎛ 내지 6㎛인 포커스 링.
- 제 1 항에 있어서,
상기 상면의 제 1 Sk 조도는 0.005㎛ 내지 3㎛이고,
상기 상면에서, 제 1 감쇄 피크 밸리 비율은 0.5 내지 1.3이고,
상기 제 1 감쇄 피크 밸리 비율은 상기 제 1 Spk 조도 및 상기 제 1 Svk 조도의 합을 상기 제 1 Sk 조도로 나눈 값인 포커스 링. - 제 1 항에 있어서, 상기 몸체부, 상기 경사부 및 상기 가이드부는 단결정 실리콘으로, 일체로 형성되는 포커스 링.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 Spk 조도가 0.001㎛ 내지 1㎛이고, 상기 제 1 Svk 조도가 0.002㎛ 내지 1.7㎛인 포커스 링.
- 반도체 기판을 수용하는 챔버;
상기 챔버 내에 배치되고, 상기 반도체 기판에 대향되고, 공정 기체를 분사하는 상부 전극;
상기 반도체 기판을 지지하고, 상기 반도체 기판 아래에 배치되는 정전 척; 및
상기 반도체 기판의 주위를 둘러싸고, 상기 정전 척에 구비되는 포커스 링을 포함하고,
상기 포커스 링은
상기 반도체 기판의 주위를 둘러싸는 몸체부; 및
상기 몸체부 내측에 배치되고, 상기 반도체 기판의 아래에 배치되는 가이드부;를 포함하고,
상기 몸체부는
상면; 및
상기 상면에 대향하는 하면을 포함하고,
상기 상면에서, 제 1 감쇄 피크 밸리 조도가 0.005㎛ 내지 2㎛이고,
상기 제 1 감쇄 피크 밸리 조도는 상기 상면의 제 1 Spk 조도 및 상기 상면의 제 1 Svk 조도의 합이고,
상기 포커스 링은 상기 몸체부로부터 상기 가이드부로 연장되는 경사부를 더 포함하고,
상기 경사부는 상기 상면으로부터, 상기 상면에 대하여 경사지는 방향으로 연장되는 경사면을 포함하고,
상기 경사면에서, 제 2 감쇄 피크 밸리 조도가 0.005㎛ 내지 2㎛이고,
상기 제 2 감쇄 피크 밸리 조도는 상기 경사면의 제 2 Spk 조도 및 상기 경사면의 제 2 Svk 조도의 합인 반도체 소자 제조 장치. - 반도체 소자 제조 장치에 반도체 기판을 배치하는 단계; 및
상기 반도체 기판을 처리하는 단계;를 포함하고,
상기 반도체 소자 제조 장치는
상기 반도체 기판을 수용하는 챔버;
상기 챔버 내에 배치되고, 상기 반도체 기판에 대향되고, 공정 기체를 분사하는 상부 전극;
상기 반도체 기판을 지지하고, 상기 반도체 기판 아래에 배치되는 정전 척; 및
상기 반도체 기판의 주위를 둘러싸고, 상기 정전 척에 구비되는 포커스 링을 포함하고,
상기 포커스 링은
상기 반도체 기판의 주위를 둘러싸는 몸체부; 및
상기 몸체부 내측에 배치되고, 상기 반도체 기판의 아래에 배치되는 가이드부;를 포함하고,
상기 몸체부는
상면; 및
상기 상면에 대향하는 하면을 포함하고,
상기 상면에서, 제 1 감쇄 피크 밸리 조도가 0.005㎛ 내지 2㎛이고,
상기 제 1 감쇄 피크 밸리 조도는 상기 상면의 제 1 Spk 조도 및 상기 상면의 제 1 Svk 조도의 합이고,
상기 포커스 링은 상기 몸체부로부터 상기 가이드부로 연장되는 경사부를 더 포함하고,
상기 경사부는 상기 상면으로부터, 상기 상면에 대하여 경사지는 방향으로 연장되는 경사면을 포함하고,
상기 경사면에서, 제 2 감쇄 피크 밸리 조도가 0.005㎛ 내지 2㎛이고,
상기 제 2 감쇄 피크 밸리 조도는 상기 경사면의 제 2 Spk 조도 및 상기 경사면의 제 2 Svk 조도의 합인 반도체 소자의 제조방법. - 제 1 항에 따른 포커스 링이 장착될 수 있는 반도체 소자 제조 장치.
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| A107 | Divisional application of patent | ||
| GRNT | Written decision to grant |