KR20110033355A - Focus-ring for plasma etcher and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A focus-ring for plasma etcher and a manufacturing method thereof are provided to extend the lifespan of the focus ring and reduce manufacturing costs by reducing an etch rate through plasma in a dry etch apparatus. CONSTITUTION: In a focus-ring for plasma etcher and a manufacturing method thereof, a graphite disc having a larger diameter than that of a semiconductor wafer(S11). A Sic layer is formed over the graphite disc by depositing SiC(S12). The SiC layer is cut into a circular shape to expose the side of the graphite disc to outside(S13). The graphite disc having an exposed side is cut in cross direction(S14). The graphite disc having an exposed side is removed to obtain two circular SiC layers(S15). The disc SiC layer is cut in circular shapes respectively to manufacture a dummy wafer and a focus-ring at the same time(S16).

Description

건식식각장치의 포커스링 및 그 제조방법{Focus-ring for plasma etcher and manufacturing method thereof}Focus ring of dry etching device and manufacturing method thereof {Focus-ring for plasma etcher and manufacturing method}

본 발명은 건식식각장치의 포커스링 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 포커스링의 수명을 연장시킬 수 있으며, 제조공정을 단순화할 수 있는 건식식각장치의 포커스링 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a focus ring of a dry etching apparatus and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a focus ring of a dry etching apparatus and a method of manufacturing the same, which can extend the life of the focus ring and simplify the manufacturing process. will be.

일반적으로, 반도체 제조공정에서 사용되는 건식식각장치는, 기체상의 식각가스를 사용하는 플라즈마식각 등이 있다. 이는 식각가스를 반응용기내로 인입시키고, 이온화시킨 후, 웨이퍼 표면으로 가속시켜 웨이퍼 표면의 최상층을 물리적, 화학적으로 제거하며, 식각의 조절이 용이하고, 생산성이 높으며, 수십 nm 수준의 미세 패턴형성이 가능하여 널리 사용되고 있다.In general, dry etching apparatuses used in semiconductor manufacturing processes include plasma etching using gaseous etching gas. This allows the etching gas to be introduced into the reaction vessel, ionized, and then accelerated to the wafer surface to physically and chemically remove the top layer of the wafer surface, making it easy to control etching, high productivity, and fine pattern formation on the order of tens of nm. It is widely used because it is possible.

플라즈마 식각에서의 균일한 식각을 위하여 고려되어야 할 변수(parameter)들로는 식각할 층의 두께와 밀도, 식각가스의 에너지 및 온도, 포토레지스트의 접착성과 웨이퍼 표면의 상태 및 식각가스의 균일성 등을 들 수 있다. 특히, 식각가스를 이온화시키고, 이온화된 식각가스를 웨이퍼 표면으로 가속시켜 식각을 수행하 는 원동력이 되는 고주파(RF: Radio frequency)의 조절은 중요한 변수가 될 수 있으며, 또한 실제 식각과정에서 직접적으로 그리고 용이하게 조절할 수 있는 변수로 고려된다.Parameters to be considered for uniform etching in plasma etching include the thickness and density of the layer to be etched, the energy and temperature of the etching gas, the adhesion of the photoresist and the state of the wafer surface, and the uniformity of the etching gas. Can be. In particular, the adjustment of radio frequency (RF), which is the driving force for ionizing the etching gas and accelerating the ionized etching gas to the wafer surface, can be an important variable, and also directly in the actual etching process. It is considered as an easily adjustable variable.

그러나, 실제로 식각이 이루어지는 웨이퍼를 기준으로 볼 때, 웨이퍼 표면 전체에 대한 균일한 에너지 분포를 갖도록 하는 고른 고주파의 적용은 필수적이며, 이러한 고주파의 적용시의 균일한 에너지 분포의 적용은 고주파의 출력의 조절만으로는 달성될 수 없으며, 이를 해결하기 위하여는 고주파를 웨이퍼에 인가하는데 사용되는 고주파 전극으로서의 스테이지와 애노우드의 형태 및 실질적으로 웨이퍼를 고정시키는 기능을 하는 포커스링 등에 의하여 크게 좌우된다.However, in view of the wafer actually etched, it is essential to apply an even high frequency to have a uniform energy distribution over the entire surface of the wafer. The adjustment cannot be achieved by itself, and the solution is largely dependent on the shape of the stage and the anode as the high frequency electrode used to apply the high frequency to the wafer, and the focus ring which functions to substantially fix the wafer.

상기 포커스링은 플라즈마가 존재하는 가혹한 조건의 반응챔버내에서 플라즈마의 확산을 방지하고, 식각 처리가 이루어지는 웨이퍼 주변에 플라즈마가 한정되도록 하는 역할을 하는 것이다.The focus ring serves to prevent the diffusion of the plasma in the reaction chamber under the harsh conditions in which the plasma exists and to limit the plasma around the wafer on which the etching process is performed.

이처럼 포커스링은 웨이퍼의 직경에 비해 더 큰 직경의 내경을 가지는 것이며, 종래에는 웨이퍼보다 더 큰 실리콘 포커스링을 제조하기 위하여 더 큰 직경의 실리콘 잉곳(ingot)을 성장시키고, 그 실리콘 잉곳을 소정 두께의 원판 형태로 절단 한 후, 그 실리콘 원판의 중앙부를 가공하여 제거하여 제조하였다.As such, the focus ring has an inner diameter of a larger diameter than the diameter of the wafer, and conventionally, a silicon ingot of a larger diameter is grown to produce a silicon focus ring larger than the wafer, and the silicon ingot has a predetermined thickness. After cutting to the disk shape of the silicon disc was processed by removing the center portion was prepared.

그러나 웨이퍼의 대형화가 심화되면서 직경이 더 큰 포커스링의 사용이 필요 하고, 대형의 포커스링을 제조하기 위한 잉곳의 형성 및 가공면적의 증가 등에 의하여 제조가 용이하지 않은 문제점이 발생하였다.However, as the size of the wafer has increased, the use of a larger diameter focus ring is required, and manufacturing has not been easy due to the formation of an ingot and an increase in the processing area for manufacturing a large focus ring.

또한 앞서 설명한 바와 같이 포커스링은 그 역할이 웨이퍼의 주변에서 플라즈마의 확산을 방지하는 역할을 하기 때문에 항상 플라즈마에 노출되어 있다. 따라서 표면이 식각되어지며 그 식각에 의해 수명이 단축되어 빈번하게 교체를 해줘야 한다.In addition, as described above, the focus ring is always exposed to the plasma because its role prevents the diffusion of the plasma around the wafer. Therefore, the surface is etched and its life is shortened by the etching, so it must be replaced frequently.

이와 같은 포커스링의 빈번한 교체는 그 포커스링의 교체를 위하여 건식식각공정을 중단해야 하기 때문에 생산성이 저하되는 문제점이 있었으며, 그 포커스링의 식각에 따른 식각부산물의 양이 증가하여 식각공정의 원활한 진행이 어려운 문제점이 있었다.Such frequent replacement of the focus ring has a problem that productivity is lowered because the dry etching process has to be stopped to replace the focus ring, and the amount of etching by-products increases due to the etching of the focus ring. There was this difficult issue.

또한 그 포커스링의 수명이 짧기 때문에 소모품으로서의 포커스링의 사용량이 많아 제조비용이 증가하는 문제점이 있었다.In addition, since the life of the focus ring is short, the amount of use of the focus ring as a consumable increases, leading to an increase in manufacturing cost.

아울러 종래 포커스링은 웨이퍼에 비해 직경이 더 큰 실리콘 잉곳을 형성하고, 그 잉곳을 절단하여 원판을 획득한 후, 그 원판의 중앙부를 제거하는 공정이 필요하기 때문에, 그 실리콘 잉곳의 대부분을 사용할 수 없어 재료의 낭비가 심하고, 그 버려지는 실리콘의 처리가 용이하지 않은 문제점이 있었다.In addition, since the conventional focus ring requires a process of forming a silicon ingot larger in diameter than the wafer, cutting the ingot to obtain a disc, and then removing the center of the disc, most of the silicon ingot can be used. There was a problem that the waste of the material is severe, and the disposal of the discarded silicon is not easy.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 플라즈마에 대한 식각률을 낮출 수 있는 건식식각장치의 포커스링 및 그 제조방법을 제공함에 있다.Disclosure of Invention Problems to be Solved by the Invention In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a focus ring of a dry etching apparatus capable of reducing an etching rate with respect to a plasma, and a method of manufacturing the same.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 잉곳의 형성 등 시간이 많이 소요되는 공정을 생략하여 생산성을 향상시킬 수 있는 건식식각장치의 포커스링 및 그 제조방법을 제공함에 있다.In addition, another problem to be solved by the present invention is to provide a focus ring and a manufacturing method of the dry etching apparatus that can improve the productivity by eliminating the time-consuming process such as the formation of the ingot.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 건식식각장치의 포커스링은 화학기상증착법으로 형성된 SiC 재질인 것을 특징으로 한다.The focus ring of the dry etching apparatus of the present invention for solving the above problems is characterized in that the SiC material formed by chemical vapor deposition.

또한 본 발명 건식식각장치의 포커스링 제조방법은, a) 반도체 웨이퍼의 직경보다 큰 직경의 그라파이트 원판을 준비하는 단계와, b) 상기 그라파이트 원판의 전면에 SiC를 증착하여 SiC층을 형성하는 단계와, c) 상기 b) 단계의 결과물에서 상기 그라파이트 원판의 측면부가 노출되도록 상기 SiC층을 원형으로 상하 절단하는 단계와, d) 상기 c) 단계의 결과물 중 상기 그라파이트 원판의 상면과 저면에 SiC층이 위치하는 구조물의 중앙부를 가로방향으로 절단가공하여, 그라파이트 원판의 일면에 SiC층이 적층된 두 개의 적층구조물을 획득하는 단계와, e) 상기 일면이 노출된 그라파이트 원판을 제거하여, 두 개의 원판형 SiC층을 획득하는 단계와, f) 상기 원판형 SiC층 각각을 원형으로 상하 절단 가공하여 더미 웨이퍼와 포커스링을 동시에 제조하는 단계를 포함한다.In addition, the method of manufacturing a focus ring of the dry etching apparatus of the present invention includes the steps of: a) preparing a graphite disc having a diameter larger than that of a semiconductor wafer, and b) depositing SiC on the entire surface of the graphite disc to form a SiC layer; c) cutting the SiC layer in a circular shape so that the side portion of the graphite disc is exposed in the result of step b), and d) a SiC layer is formed on the top and bottom surfaces of the graphite disc in the result of step c). Obtaining a two-layered structure in which a SiC layer is laminated on one surface of the graphite disk by cutting and cutting the central portion of the structure to be positioned in a transverse direction; and e) removing the graphite disk having one surface exposed to the two disks. Obtaining a SiC layer, and f) simultaneously cutting each of the disc-shaped SiC layers in a circular shape to manufacture a dummy wafer and a focus ring. The.

본 발명 건식식각장치의 포커스링 및 그 제조방법은, 화학적 기상 증착법과 가공법을 사용하여 포커스링을 제조하여, 웨이퍼의 크기보다 더 큰 잉곳 형성 등의 복잡한 과정을 생략할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In the present invention, the focus ring of the dry etching apparatus and a method of manufacturing the focus ring may be manufactured by using chemical vapor deposition and processing, and thus, complicated processes such as ingot formation larger than the wafer size may be omitted, thereby improving productivity. It has an effect.

또한 본 발명은 포커스링의 재질을 변경하여 건식식각장치 내에서 플라즈마에 의한 식각률을 감소시킴으로써, 그 수명을 연장하여 비용을 절감할 수 있는 효과와 아울러 그 포커스링의 교체주기를 보다 연장하여 포커스링을 교체할 때 건식식각장치의 가동 중단회수를 줄여 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention is to change the material of the focus ring to reduce the etching rate by the plasma in the dry etching apparatus, thereby extending the life of the cost and the effect of reducing the cost of the focus ring by further extending the replacement ring of the focus ring In this case, the dry etching apparatus can reduce the number of downtimes, thereby improving productivity.

그리고 본 발명은 포커스링의 형성을 위한 가공에서 포커스링에서 분리되는 원판을 더미 웨이퍼로 사용할 수 있도록 하여, 재료의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention can be used as a dummy wafer in the disk separated from the focus ring in the processing for forming the focus ring, there is an effect that can prevent the waste of the material.

이하, 상기와 같은 구성의 본 발명 건식식각장치의 포커스링 및 그 제조방법을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the focus ring of the present invention and the manufacturing method of the dry etching apparatus as described above will be described in detail with reference to a preferred embodiment.

도 1은 본 발명 건식식각장치의 포커스링의 바람직한 제조공정 순서도이고, 도 2 내지 도 6은 본 발명 건식식각장치의 포커스링의 바람직한 제조공정 수순 단면도이다.1 is a flow chart of a preferred manufacturing process of the focus ring of the dry etching apparatus of the present invention, Figures 2 to 6 is a cross-sectional view of a preferred manufacturing process of the focus ring of the dry etching apparatus of the present invention.

도 1 내지 도 6을 각각 참조하면 본 발명 건식식각장치의 포커스링 제조방법은, 반도체 웨이퍼의 직경보다 더 큰 직경의 그라파이트 원판(1)을 준비하는 단계(S11)와, 상기 그라파이트 원판(1)의 전면에 SiC를 증착하여 SiC층(2)을 형성하는 단계(S12)와, 상기 그라파이트 원판(1)의 가장자리가 노출되도록 상기 SiC층(2)을 원형으로 상하 절단 가공하는 단계(S13)와, 상기 S13단계의 결과물 중 측면이 노출되는 그라파이트 원판(1)의 상면과 저면에 상기 SiC층(2)이 적층된 구조물을 그 그라파이트 원판(1)의 중앙부를 가로방향으로 절단하여 원판상의 그라파이트 원판(1)의 일면에 SiC층(2)이 적층된 두 개의 구조물을 획득하는 단계(S14)와, 상기 S13단계의 결과물에서 그라파이트 원판(1)을 제거하여 두 개의 원판형 SiC층(2)을 획득하는 단계(S15)와, 상기 두 원판형 SiC층(2)을 각각 원형으로 상하 절단가공하여 더미 웨이퍼(4)와 포커스링(3)을 동시에 제조하는 단계(S16)를 포함한다.1 to 6, the focus ring manufacturing method of the dry etching apparatus of the present invention includes preparing a graphite disc 1 having a diameter larger than that of a semiconductor wafer (S11), and the graphite disc 1. Depositing SiC on the entire surface to form a SiC layer (S12), and cutting the SiC layer (2) up and down in a circular shape so as to expose the edge of the graphite disc (S13); Of the resultant of the step S13, the graphite plate on the disc by cutting the center portion of the graphite disc (1) in the horizontal direction of the structure in which the SiC layer (2) is laminated on the top and bottom surfaces of the graphite disc (1) exposed side Obtaining two structures in which the SiC layer 2 is laminated on one surface of (1) (S14), and the graphite disc (1) is removed from the result of step S13 to remove the two disc-shaped SiC layer (2) Acquiring (S15) and the two disc-shaped SiC layers (2) By processing the upper and lower cut in each ring and a step (S16) for producing a dummy wafer 4 and the focusing ring (3) at the same time.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명 건식식각장치의 포커스링 제조방법의 바람직한 실시예를 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the focus ring manufacturing method of the dry etching apparatus of the present invention configured as described above will be described in more detail.

먼저, 도 2에 도시한 바와 같이 S11단계에서는 그라파이트를 원판형으로 압축가공한 그라파이트 원판(1)을 준비한다. 이때 그라파이트 원판(1)의 크기는 건식식각장치에서 건식식각되는 웨이퍼의 크기에 비하여 더 큰 것으로 한다.First, as shown in FIG. 2, in the step S11, a graphite disc 1 prepared by compressing graphite into a disc shape is prepared. At this time, the size of the graphite disc 1 is larger than the size of the wafer that is dry-etched in the dry etching apparatus.

이는 포커스링의 크기가 웨이퍼보다 커야하는 것을 감안한 것으로, 그 이유는 이후에 보다 상세히 설명한다.This takes into account that the size of the focus ring should be larger than the wafer, which will be described later in more detail.

그 다음, 도 3에 도시한 바와 같이 S12단계에서는 상기 그라파이트 원판(1)의 전체에 화학적 기상증착법으로 SiC를 증착하여 SiC층(2)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 3, in step S12, SiC is deposited on the entire graphite original plate 1 by chemical vapor deposition to form a SiC layer 2.

상기 SiC층(2)은 그라파이트 원판(1)의 상면, 하면 및 측면에 증착되며, 화학적 기상증착법으로 형성되는 SiC층(2)은 충분한 내식성과 강도를 가지며 기공이 발생하지 않는 균질한 표면을 이루게 된다.The SiC layer 2 is deposited on the top, bottom, and side surfaces of the graphite disc 1, and the SiC layer 2 formed by chemical vapor deposition has a sufficient corrosion resistance and strength, and forms a homogeneous surface without pores. do.

이와 같은 내식성 및 표면의 균질성에 의하여 플라즈마에 대한 식각률이 낮은 특징이 있다.Due to such corrosion resistance and homogeneity of the surface, the etching rate for the plasma is low.

상기 SiC층(2)을 증착하는 구체적인 방법으로는, 증착 온도 1000 내지 1500℃에서, 성막 속도를 20 내지 400μm/hour로 하고, 원료가스의 체류시간을 7 내지 110초로 하는 조건으로 증착한다.As a specific method for depositing the SiC layer 2, the deposition rate is set at 20 to 400 µm / hour at a deposition temperature of 1000 to 1500 ° C., and the deposition is performed under the condition that the residence time of the source gas is 7 to 110 seconds.

상기 원료가스는 CH3SiCl3, (CH3)2SiCl2, (CH3)3SiCl, (CH3)4Si, CH3SiHCl2 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합된 가스를 사용하거나, 또는 SiCl4 가스에 C2H2, CH4, C3H8, C6H14, C7H8, CCl4 중 어느 하나 또는 둘 이상이 선택적으로 조합된 가스를 사용할 수 있다. The source gas may be any one or a combination of two or more of CH 3 SiCl 3 , (CH 3 ) 2 SiCl 2 , (CH 3 ) 3 SiCl, (CH 3 ) 4 Si, CH 3 SiHCl 2 , or SiCl A gas in which any one or two or more of C 2 H 2 , CH 4 , C 3 H 8 , C 6 H 14 , C 7 H 8 , CCl 4 is optionally combined with 4 gas may be used.

상기 원료가스는 불활성가스인 캐리어가스와 혼합되어 공급되며, 이때 원료 가스와 캐리어가스의 혼합유량은 캐리어 가스 100%의 부피에 대하여 원료가스를 5 내지 15부피%가 되도록 한다. 이와 같은 부피의 비는 일정한 온도에서 이루어지기 때문에 부피비를 이용하여 중량비를 산출할 수 있음은 당연하다.The source gas is supplied mixed with a carrier gas which is an inert gas, and the mixing flow rate of the source gas and the carrier gas is 5 to 15% by volume of the source gas with respect to the volume of the carrier gas 100%. Since the ratio of the volume is made at a constant temperature, it is natural that the weight ratio can be calculated using the volume ratio.

상기 SiC층(2)은 굴곡강도가 450MPa 이상으로 300MPa 이하인 Si에 비하여 강도가 높으며, 내마모성 및 내화학성이 우수한 공유결합을 하고 있어 Si보다 2배 이상 플라즈마에 대한 내식성이 우수하다.The SiC layer 2 has a higher flexural strength than 450 MPa and 300 MPa or less, and has a covalent bond having excellent abrasion resistance and chemical resistance.

또한, 상기 SiC층(2)을 증착할 때 하이드로카본을 첨가할 수 있다.In addition, hydrocarbon may be added when the SiC layer 2 is deposited.

상기 하이드로 카본은 CxHy의 화학식을 가지는 것으로, x가 1이상, y가 2 이상의 정수인 것을 사용할 수 있다. The hydro carbon has a chemical formula of CxHy, and x may be an integer of 1 or more and y of 2 or more.

상기 실리콘 카바이드의 증착 온도는 1000 내지 1500℃로 하고, 성막 속도를 20 내지 400μm/hour로 하고, 원료가스의 체류시간을 7 내지 110초로 하는 조건으로 증착한다.The deposition temperature of the silicon carbide is set to 1000 to 1500 ° C, the deposition rate is set to 20 to 400 µm / hour, and the deposition time of the raw material gas is set to 7 to 110 seconds.

이때, 상기 원료가스와 하이드로 카본의 유량은 원료가스 30 내지 99.9%에 대하여 하이드로 카본의 유량이 70 내지 0.1%가 되도록 한다.At this time, the flow rate of the source gas and the hydro carbon is such that the flow rate of the hydro carbon is 70 to 0.1% relative to the source gas 30 to 99.9%.

상기 원료가스와 하이드로 카본의 비는 유량의 비이며, 당업자 수준에서 이를 원자비로 변환실시하는 것은 용이한 것이다.The ratio of the source gas and the hydro carbon is the ratio of the flow rate, it is easy to convert it to the atomic ratio at the level of those skilled in the art.

상기 하이드로 카본이 0.1% 유량 미만인 경우에는 그 하이드로 카본의 첨가 에 의하여 이루어지는 저저항, 윤활성 및 투과도 감소의 효과가 적으며, 70%를 초과하는 경우에는 실리콘 카바이드의 특성 발현이 잘 이루어지지 않게 된다.When the hydrocarbon is less than 0.1% flow rate, the effect of low resistance, lubricity, and permeability reduction due to the addition of the hydrocarbon is less. When the hydrocarbon exceeds 70%, the characteristics of silicon carbide are hardly expressed.

상기와 같이 SiC층(2)을 형성하기 위한 원료가스인 CH3SiCl3, (CH3)2SiCl2, (CH3)3SiCl, (CH3)4Si, CH3SiHCl2, SiCl4 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합된 가스, 또는 상기 원료가스에 C2H2, CH4, C3H8, C6H14, C7H8, CCl4 중 어느 하나 또는 둘 이상이 선택적으로 조합된 가스를 사용할 수 있으며, 상기 하이드로 카본은 C2H2를 사용할 수 있다.As described above, CH 3 SiCl 3 , (CH 3 ) 2 SiCl 2 , (CH 3 ) 3 SiCl, (CH 3 ) 4 Si, CH 3 SiHCl 2 , and SiCl 4, which are raw materials for forming the SiC layer 2, are formed. Any one or two or more combined gases, or any one or two or more of C 2 H 2 , CH 4 , C 3 H 8 , C 6 H 14 , C 7 H 8 , CCl 4 optionally combined with the source gas Gas may be used, and the hydrocarbon may be C 2 H 2 .

이와 같은 공정을 통해 증착되는 SiC층(2)은 실리콘 카바이드의 그레인들 사이에, 하이드로 카본 원료의 열분해에 의한 열분해 카본이 충진되는 물리적인 결합이 이루어진다.The SiC layer 2 deposited through this process is made of a physical bond between the grains of silicon carbide, the pyrolysis carbon is filled by the thermal decomposition of the hydrocarbon raw material.

상기 열분해 카본(pyrocarbon)은 실리콘 카바이드의 그레인들 사이에 충진되어 저항 및 투과도를 낮출 수 있게 된다. 이는 그레인의 경계와 그 경계 사이에 저항과 투과도가 낮은 열분해 카본을 물리적으로 충진하여 저항 및 투과도를 줄인 결과이다.The pyrocarbon is filled between the grains of silicon carbide to lower the resistance and permeability. This is a result of physically filling pyrolytic carbon having low resistance and permeability between grain boundaries and the boundaries to reduce resistance and permeability.

이와 같이 열분해 카본을 물리적으로 결합시킨 SiC층(2)은 순수한 SiC에 비하여 저항이 낮고, 윤활성이 우수해져 이후에 설명할 더미 웨이퍼로의 특성이 보다 향상된다.As described above, the SiC layer 2 having physically bonded pyrolytic carbon has a lower resistance and superior lubricity than pure SiC, thereby further improving the characteristics of the dummy wafer to be described later.

그 다음, 도 4에 도시한 바와 같이 S13단계에서는 상기 SiC층(2)이 전체면에 증착된 그라파이트 원판(1)을 원형으로 상하 절단하여 그 그라파이트 원판(1)의 측면부가 노출되며, 그 측면부가 노출된 그라파이트 원판(1)의 상면과 저면에 각각 SiC층(2)이 적층된 구조물을 획득한다.Next, as shown in FIG. 4, in the step S13, the graphite disc 1 having the SiC layer 2 deposited on the entire surface is cut up and down in a circular shape, and the side part of the graphite disc 1 is exposed. To obtain a structure in which the SiC layer (2) is laminated on the upper and lower surfaces of the graphite original plate 1 is exposed.

그 다음, 도 5에 도시한 바와 같이 S14단계에서는 상기 획득된 그라파이트 원판(1)의 상면과 저면에 SiC층(2)이 위치하는 구조물을 그 그라파이트 원판(1)의 중앙을 가로방향으로 절단한다. 이와 같은 절단에 의하여 그라파이트 원판(1)과 그 그라파이트 원판(1)의 일면에 SiC층(2)이 적층된 두 개의 그라파이트 원판(1) 및 SiC층(2)의 적층구조를 획득할 수 있게 된다.Next, as shown in FIG. 5, in step S14, the structure in which the SiC layer 2 is positioned on the top and bottom surfaces of the obtained graphite disc 1 is cut in the horizontal direction of the center of the graphite disc 1. . By such cutting, it is possible to obtain a laminated structure of two graphite discs 1 and a SiC layer 2 in which a SiC layer 2 is laminated on one surface of the graphite disc 1 and the graphite disc 1. .

그 다음, 도 6에 도시한 바와 같이 S15단계에서는 상기 적층구조에서 일면이 노출된 그라파이트 원판(1)을 제거하여, 원판 형상의 두 SiC층(2)을 얻게 된다.Next, as shown in FIG. 6, in step S15, the graphite disc 1 having one surface exposed from the laminated structure is removed to obtain two disc-shaped SiC layers 2.

그 다음, 도 7에 도시한 바와 같이 S16단계에서는 상기 두 원판형 SiC층(2)을 원형으로 상하 절단가공한다. 이때의 가공위치는 SiC층(2)의 중심으로부터 반경이 반도체 웨이퍼의 직경과 동일한 위치가 되며, 그 가공으로 SiC 재질의 원판과 SiC 재질의 링을 동시에 획득할 수 있다.Next, as shown in FIG. 7, in step S16, the two disc-shaped SiC layers 2 are circularly cut up and down. At this time, the processing position is a position from the center of the SiC layer 2 is the same as the diameter of the semiconductor wafer, the processing can be obtained at the same time the disc of SiC material and the ring of SiC material.

상기 SiC 재질의 원판은 더미 웨이퍼(4)로 활용이 가능하며, SiC 재질의 링은 포커스링(3)이 된다.The SiC disc may be utilized as a dummy wafer 4, and the SiC ring becomes the focus ring 3.

도 8은 종래 Si 재질의 포커스링과 본 발명 SiC 재질의 포커스링의 식각률 차이를 보인 전자현미경 사진이다.8 is an electron micrograph showing an etching rate difference between a focus ring of a conventional Si material and a focus ring of a SiC material of the present invention.

이와 같은 시험결과는 종래 Si 재질의 포커스링과 본 발명 SiC 재질의 포커스링을 동일한 건식식각장치에 투입하고 동일한 플라즈마가 생성되는 조건에서 동일 시간동안 식각공정을 진행한 결과이며, 본 발명 SiC 재질의 포커스링의 수명이 종래 Si 재질의 포커스링보다 2.8배 더 긴 것을 확인할 수 있었다.This test result is a result of the etching process for the same time under the condition that the focus ring of the conventional Si material and the focus ring of the SiC material of the present invention into the same dry etching apparatus and the same plasma is generated, It was confirmed that the life of the focus ring is 2.8 times longer than the focus ring of the conventional Si material.

이는 식각률이 본 발명 SiC 재질의 포커스링에 비해 종래 Si 포커스링이 2.8배 더 큰 결과이며, 본 발명 SiC 재질의 포커스링은 식각률이 낮아 이물의 발생이 적어 식각공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 교체주기를 연장하여 건식식각공정의 중단 주기를 보다 연장할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.This is the result of the etching rate is 2.8 times larger than the conventional Si focus ring compared to the focus ring of the SiC material of the present invention, the focus ring of the SiC material of the present invention has a low etching rate, less foreign matters can improve the reliability of the etching process, By extending the replacement cycle, the dry etching process may be further extended to increase productivity.

도 1은 본 발명 건식식각장치의 포커스링의 바람직한 제조공정 순서도이다. 1 is a flow chart of a preferred manufacturing process of the focus ring of the dry etching apparatus of the present invention.

도 2 내지 도 7은 본 발명 건식식각장치의 포커스링의 바람직한 제조공정 수순 단면도이다.2 to 7 are cross-sectional views of a preferred manufacturing process of the focus ring of the dry etching apparatus of the present invention.

도 8은 종래 Si 재질의 포커스링과 본 발명 SiC 재질의 포커스링의 식각률 차이를 보인 전자현미경 사진이다.8 is an electron micrograph showing an etching rate difference between a focus ring of a conventional Si material and a focus ring of a SiC material of the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1:그라파이트 원판 2:SiC층1: graphite disc 2: SiC layer

3:포커스링 4:더미 웨이퍼3: Focus ring 4: Dummy wafer

Claims (6)

a) 반도체 웨이퍼의 직경보다 큰 직경의 그라파이트 원판을 준비하는 단계;a) preparing a graphite disc having a diameter larger than that of the semiconductor wafer; b) 상기 그라파이트 원판의 전면에 SiC를 증착하여 SiC층을 형성하는 단계;b) depositing SiC on the entire surface of the graphite disc to form a SiC layer; c) 상기 b) 단계의 결과물에서 상기 그라파이트 원판의 측면부가 노출되도록 상기 SiC층을 원형으로 상하 절단하는 단계;c) cutting the SiC layer up and down in a circular shape so that the side portion of the graphite disc is exposed in the result of step b); d) 상기 c) 단계의 결과물 중 상기 그라파이트 원판의 상면과 저면에 SiC층 이 위치하는 구조물의 중앙부를 가로방향으로 절단가공하여, 그라파이트 원판의 일면에 SiC층이 적층된 두 개의 적층구조물을 획득하는 단계;d) by cutting the central portion of the structure in which the SiC layer is located on the top and bottom of the graphite disk in the transverse direction of the product of step c) to obtain two laminated structures in which the SiC layer is laminated on one surface of the graphite disk step; e) 상기 일면이 노출된 그라파이트 원판을 제거하여, 두 개의 원판형 SiC층을 획득하는 단계; 및e) removing the graphite disc having one surface exposed to obtain two disc-shaped SiC layers; And f) 상기 원판형 SiC층 각각을 원형으로 상하 절단 가공하여 더미 웨이퍼와 포커스링을 동시에 제조하는 단계를 포함하는 건식식각장치의 포커스링 제조방법.and f) simultaneously cutting up and down each of the disc-shaped SiC layers into a circular shape, thereby simultaneously manufacturing a dummy wafer and a focus ring. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 b) 단계는,B), 증착 온도 1000 내지 1500℃에서, 성막속도를 20 내지 400μm/hour로 하고, 원료가스의 체류시간을 7 내지 110초로 하는 조건으로 상기 SiC층을 형성하는 것을 특징으로 하는 건식식각장치의 포커스링 제조방법.A method of manufacturing a focus ring for a dry etching apparatus, wherein the SiC layer is formed under a deposition temperature of 1000 to 1500 ° C. with a deposition rate of 20 to 400 μm / hour and a residence time of a source gas of 7 to 110 seconds. . 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 원료가스는,The raw material gas, CH3SiCl3, (CH3)2SiCl2, (CH3)3SiCl, (CH3)4Si, CH3SiHCl2 중 어느 하나 또는 둘 이상의 조합된 가스를 사용하거나, Using any one or a combination of two or more of CH 3 SiCl 3 , (CH 3 ) 2 SiCl 2 , (CH 3 ) 3 SiCl, (CH 3 ) 4 Si, CH 3 SiHCl 2 , or 또는 SiCl4 가스에 CH4, C3H8, C6H14, C7H8, CCl4 중 어느 하나 또는 둘 이상이 선택적으로 조합된 가스인 것을 특징으로 하는 건식식각장치의 포커스링 제조방법.Or SiCl 4 gas CH 4 , C 3 H 8 , C 6 H 14 , C 7 H 8 , CCl 4 Any one or two or more of the gas is a selective focus ring manufacturing method characterized in that the combination . 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 b) 단계는,B), 증착 온도 1000 내지 1500℃에서, 성막속도를 성막 속도를 20 내지 400μm/hour로 하고, 원료가스의 체류시간을 7 내지 110초로 하는 조건으로 상기 SiC층을 형성하되, 상기 원료가스의 유량 30 내지 99.9%에 대하여 하이드로 카본의 유량이 70 내지 0.1%가 되도록 함께 공급하는 것을 특징으로 하는 건식식각장치의 포커스링 제조방법.At the deposition temperature of 1000 to 1500 ° C., the SiC layer is formed under the conditions that the deposition rate is 20 to 400 μm / hour and the residence time of the source gas is 7 to 110 seconds, and the flow rate of the source gas is 30 to 99.9. Method for producing a focus ring of a dry etching apparatus, characterized in that for supplying so that the flow rate of the hydro carbon to 70 to 0.1% with respect to%. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 방법으로 더미 웨이퍼와 동시에 제조된 SiC 재질의 건식식각장치의 포커스링.A focus ring of a dry etching apparatus of SiC material produced simultaneously with the dummy wafer by the method of any one of claims 1 to 3. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 더미 웨이퍼와 SiC재질의 건식식각장치의 포커스링은,The focus ring of the dummy wafer and a dry etching apparatus of SiC material, SiC와 열분해 카본의 원자비가 99.9:0.1 내지 30:70인 복합체인 것을 특징으로 하는 건식식각장치의 포커스링.Focus ring of a dry etching apparatus, characterized in that the composite of SiC and pyrolytic carbon having an atomic ratio of 99.9: 0.1 to 30:70.
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