KR20110034550A - 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법 및 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품 - Google Patents

플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법 및 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품 Download PDF

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Abstract

종래에 비해 플라즈마 에칭 장치의 소모품 코스트를 저감할 수 있고, 산업 폐기물의 발생량을 저감할 수 있어, 자원의 유효 활용을 도모할 수 있는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법 등을 제공한다. 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 실리콘 폐재료를 회수하는 공정과, 회수한 실리콘 폐재료의 전기 특성으로부터 불순물의 함유량을 구하는 측정 공정과, 측정 공정에서 구해진 불순물의 함유량과 최종 제품의 전기 특성의 목표치에 기초하여, 실리콘 폐재료의 투입량과 실리콘 원료의 투입량과 불순물의 투입량을 결정하는 투입량 결정 공정과, 투입량 결정 공정에서 결정된 투입량의 실리콘 폐재료와 실리콘 원료와 불순물을 도가니에 투입하여 실리콘 잉곳을 제조하는 공정을 구비하고 있다.

Description

플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법 및 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품{METHOD OF RECYCLING SILICON COMPONENT FOR PLASMA ETCHING APPARATUS AND SILICON COMPONENT FOR PLASMA ETCHING APPARATUS}
본 발명은 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법 및 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품에 관한 것이다.
종래부터, 예를 들면 반도체 장치의 제조 분야 등에서는 반도체 웨이퍼 또는 액정 표시 장치용 글라스 기판 등에 에칭 처리 등의 소정의 플라즈마 처리를 실시하기 위한 플라즈마 에칭 장치가 이용되고 있다.
플라즈마 에칭 장치에서는 실리콘제의 반도체 웨이퍼 또는 각종의 실리콘막 등의 처리를 행하는 것을 고려하여 각종의 실리콘제 부품이 사용되고 있다. 예를 들면, 플라즈마 에칭 장치에서는 종래부터 재치대 상에 재치된 반도체 웨이퍼를 둘러싸도록 배치된 포커스 링으로서 실리콘제의 포커스 링을 사용하는 것이 행해지고 있다. 또한, 재치대와 대향하도록 설치된 대향 전극의 전극판으로서 실리콘제의 전극판을 사용하는 것도 행해지고 있다.
이러한 플라즈마 에칭 장치에서는 상기한 실리콘제의 포커스 링 등의 실리콘제 부품이 플라즈마에 노출됨으로써 소모, 열화하여 그 형상의 변화 등이 발생한다. 이 때문에 점차 프로세스의 재현성이 악화되고, 그대로 계속 사용하면 실행되는 프로세스가 관리치로부터 일탈된다. 그래서, 어느 정도 소모, 열화된 시점에서 수명이 다한 것으로 간주되어 산업 폐기물로서 폐기되고 있다. 그런데, 이러한 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품은 고가이기 때문에, 플라즈마 에칭 장치의 런닝에 수반하는 소모품 코스트(COC(Cost of Consumables))를 높이는 한 원인이 되고 있다.
이 대책으로서, 사용 완료 실리콘 포커스 링에 기계 가공을 실시하여 얻어진 제 1 링 및 제 2 링을 조합함으로써, 사용 전의 실리콘 포커스 링과 형상 호환성이 있는 조합형의 실리콘 포커스 링을 재생하는 것이 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조.). 그러나, 기계 가공을 실시한 링을 조합하는 방법에서는 동일한 전기적 특성, 형상 등을 가지는 것의 조합에 한정되기 때문에, 재생할 수 있는 것이 현저하게 제한된다고 하는 문제가 있다.
또한, 예를 들면 태양 전지의 제조 분야에서는 특성 불량인 태양 전지 셀을 포함하는 실리콘 웨이퍼를 불산 처리로 반사 방지막과 이면의 은 전극막을 제거하는 공정, 염산 처리로 알루미늄 전극층을 제거하는 공정을 행한 후, 초산(硝酸)과 불산의 혼합액 처리 또는 수산화 나트륨 처리로 불순물층을 제거하는 공정을 행함으로써, 재차 실리콘 태양 전지 셀을 형성 가능한 상태로 되돌리는 것이 제안되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조.). 그러나, 이와 같이 특성 불량인 태양 전지 셀을 포함하는 실리콘 웨이퍼를 재생하는 방법은, 예를 들면 다종 다양한 사용 완료 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생에 적용할 수는 없다.
일본특허공개공보 2004-79983호 일본특허공개공보 2005-166814호
상술한 바와 같이, 플라즈마 에칭 장치에서는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품이 그 소모품 코스트를 높이는 한 요인이 되고 있다. 또한, 종래에는 다종 다양한 사용 완료 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품 등을 재생하는 유효한 방법이 없어, 산업 폐기물의 발생량을 증가시키는 한 요인이 되고 있었다.
본 발명은, 상기 종래의 사정에 대처하여 이루어진 것으로, 종래에 비해 플라즈마 에칭 장치의 소모품 코스트를 저감할 수 있고, 산업 폐기물의 발생량을 저감할 수 있어, 자원의 유효 활용을 도모할 수 있는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법 및 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법은, 기판을 수용하여 에칭 처리하는 플라즈마 에칭 장치의 처리실 내부에 배치되는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법으로서, 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품과, 반도체 웨이퍼용 실리콘 잉곳 중 어느 하나의 실리콘 폐재료를 회수하는 공정과, 회수한 상기 실리콘 폐재료의 전기 특성으로부터 불순물의 함유량을 구하는 측정 공정과, 상기 측정 공정에서 구해진 불순물의 함유량과 최종 제품의 전기 특성의 목표치에 기초하여, 상기 실리콘 폐재료의 투입량과 실리콘 원료의 투입량과 불순물의 투입량을 결정하는 투입량 결정 공정과, 상기 투입량 결정 공정으로 결정한 투입량의 상기 실리콘 폐재료와 실리콘 원료와 불순물을 도가니에 투입하여 실리콘 잉곳을 제조하는 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품은, 기판을 수용하여 에칭 처리하는 플라즈마 에칭 장치의 처리실 내부에 배치되는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품으로서, 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품과, 반도체 웨이퍼용 실리콘 잉곳 중 어느 하나의 실리콘 폐재료를 회수하는 공정과, 회수한 상기 실리콘 폐재료의 전기 특성으로부터 불순물의 함유량을 구하는 측정 공정과, 상기 측정 공정에서 구해진 불순물의 함유량과 최종 제품의 전기 특성의 목표치에 기초하여, 상기 실리콘 폐재료의 투입량과 실리콘 원료의 투입량과 불순물의 투입량을 결정하는 투입량 결정 공정과, 상기 투입량 결정 공정으로 결정한 투입량의 상기 실리콘 폐재료와 실리콘 원료와 불순물을 도가니에 투입하여 실리콘 잉곳을 제조하는 공정을 구비한 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법에 따라 재생된 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 종래에 비해 플라즈마 에칭 장치의 소모품 코스트를 저감할 수 있고, 산업 폐기물의 발생량을 저감할 수 있어, 자원의 유효 활용을 도모할 수 있는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법 및 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법의 공정을 나타낸 순서도이다.
도 2는 플라즈마 에칭 장치의 구성예를 모식적으로 도시한 종단면도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 실시예에 따른 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법의 공정을 나타낸 순서도이고, 도 2는 플라즈마 에칭 장치의 구성예를 모식적으로 도시한 종단면도이다.
우선, 도 2를 참조하여 플라즈마 에칭 장치의 구성에 대하여 설명한다. 플라즈마 에칭 장치(1)는 전극판이 상하 평행하게 대향하고, 플라즈마 형성용 전원이 접속된 용량 결합형 평행 평판 에칭 장치로서 구성되어 있다.
플라즈마 에칭 장치(1)는, 예를 들면 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄 등으로 이루어지고, 원통 형상으로 성형된 처리 챔버(처리실)(2)를 가지고 있으며, 이 처리 챔버(2)는 접지되어 있다. 처리 챔버(2) 내의 저부(底部)에는 세라믹 등의 절연판(3)을 개재하여 피처리물, 예를 들면 반도체 웨이퍼(W)를 재치하기 위한 대략 원기둥 형상의 서셉터 지지대(4)가 설치되어 있다. 또한, 이 서셉터 지지대(4) 상에는 하부 전극을 겸한 서셉터(재치대)(5)가 설치되어 있다. 이 서셉터(5)에는 하이 패스 필터(HPF)(6)가 접속되어 있다.
서셉터 지지대(4)의 내부에는 냉매실(7)이 설치되어 있고, 이 냉매실(7)에는 냉매가 냉매 도입관(8)을 거쳐 도입되고 순환하여 냉매 배출관(9)으로부터 배출된다. 그리고, 그 냉열이 서셉터(5)를 개재하여 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 전열(傳熱)되고, 이에 의해 반도체 웨이퍼(W)가 원하는 온도로 제어된다.
서셉터(5)는 그 상측 중앙부가 볼록 형상인 원판 형상으로 성형되고, 그 위에 원형으로 반도체 웨이퍼(W)와 대략 동일한 직경인 정전 척(11)이 설치되어 있다. 정전 척(11)은 절연재의 사이에 전극(12)을 배치하여 구성되어 있다. 그리고, 전극(12)에 접속된 직류 전원(13)으로부터, 예를 들면 1.5 kV의 직류 전압이 인가됨으로써, 예를 들면 쿨롱력에 의해 반도체 웨이퍼(W)를 정전 흡착한다.
절연판(3), 서셉터 지지대(4), 서셉터(5), 정전 척(11)에는 반도체 웨이퍼(W)의 이면에 전열 매체(예를 들면, He 가스 등)를 공급하기 위한 가스 통로(14)가 형성되어 있고, 이 전열 매체를 통하여 서셉터(5)의 냉열이 반도체 웨이퍼(W)에 전달되어 반도체 웨이퍼(W)가 소정의 온도로 유지되도록 되어 있다.
서셉터(5)의 상단(上端) 주연부에는 정전 척(11) 상에 재치된 반도체 웨이퍼(W)를 둘러싸도록 환상(環狀)의 포커스 링(15)이 배치되어 있다. 이 포커스 링(15)은 도전성 재료로 구성되어 있고, 에칭의 균일성을 향상시키는 작용을 가진다. 플라즈마 에칭 장치(1)에서, 이 포커스 링(15)은 실리콘제로 되어 있고, 이 실리콘제의 포커스 링(15)은 본 실시예에서의 재생 방법이 적용되는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 하나이다.
서셉터(5)의 상방에는 이 서셉터(5)와 평행하게 대향하여 상부 전극(21)이 설치되어 있다. 이 상부 전극(21)은 절연재(22)를 개재하여 처리 챔버(2)의 상부에 지지되어 있다. 상부 전극(21)은 전극판(24)과 이 전극판(24)을 지지하는 도전성 재료로 이루어지는 전극 지지체(25)에 의해 구성되어 있다. 전극판(24)은 다수의 토출홀(23)을 가지고, 서셉터(5)와의 대향면을 형성한다. 플라즈마 에칭 장치(1)에서, 이 전극판(24)은 실리콘제로 되어 있고, 이 실리콘제의 전극판(24)은 본 실시예에서의 재생 방법이 적용되는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 하나이다.
상부 전극(21)에서의 전극 지지체(25)의 중앙에는 가스 도입구(26)가 설치되고, 이 가스 도입구(26)에는 가스 공급관(27)이 접속되어 있다. 또한, 이 가스 공급관(27)에는 밸브(28) 및 매스 플로우 콘트롤러(29)를 개재하여 처리 가스 공급원(30)이 접속되어 있다. 처리 가스 공급원(30)으로부터 플라즈마 에칭 처리를 위한 에칭 가스 등이 공급된다.
처리 챔버(2)의 저부(底部)에는 배기관(31)이 접속되어 있고, 이 배기관(31)에는 배기 장치(35)가 접속되어 있다. 배기 장치(35)는 터보 분자 펌프 등의 진공 펌프를 구비하고 있고, 처리 챔버(2) 내를 소정의 감압 분위기, 예를 들면 1 Pa 이하의 소정의 압력까지 진공 배기 가능하도록 구성되어 있다. 또한, 처리 챔버(2)의 측벽에는 게이트 밸브(32)가 설치되어 있고, 이 게이트 밸브(32)를 연 상태에서 반도체 웨이퍼(W)를 인접하는 로드록실(도시하지 않음)과의 사이에서 반송한다.
상부 전극(21)에는 제 1 고주파 전원(40)이 접속되어 있고, 그 급전선에는 정합기(41)가 개재 삽입되어 있다. 또한, 상부 전극(21)에는 로우패스 필터(LPF)(42)가 접속되어 있다. 이 제 1 고주파 전원(40)은, 예를 들면 27 ~ 150 MHz의 범위의 주파수를 가지고 있다. 이와 같이 높은 주파수의 고주파 전력을 인가함으로써, 처리 챔버(2) 내에 바람직한 해리 상태이고 고밀도인 플라즈마를 형성할 수 있다.
하부 전극으로서의 서셉터(5)에는 제 2 고주파 전원(50)이 접속되어 있고, 그 급전선에는 정합기(51)가 개재 삽입되어 있다. 이 제 2 고주파 전원(50)은 제 1 고주파 전원(40)보다 낮은 주파수의 범위를 가지고 있다. 이러한 범위의 주파수의 고주파 전력을 인가함으로써, 피처리 기판인 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 데미지를 주지 않고 적절한 이온 작용을 부여할 수 있다. 제 2 고주파 전원(50)의 주파수는, 예를 들면 1 ~ 20 MHz의 범위가 바람직하다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 구성의 플라즈마 에칭 장치(1)는 제어부(60)에 의해 그 동작이 통괄적으로 제어된다. 이 제어부(60)에는 CPU를 구비하여 플라즈마 에칭 장치(1)의 각 부를 제어하는 프로세스 콘트롤러(61)와, 유저 인터페이스부(62)와, 기억부(63)가 설치되어 있다.
유저 인터페이스부(62)는 공정 관리자가 플라즈마 에칭 장치(1)를 관리하기 위하여 커멘드의 입력 조작을 행하는 키보드 또는 플라즈마 에칭 장치(1)의 가동 상황을 가시화하여 표시하는 디스플레이 등으로 구성되어 있다.
기억부(63)에는 플라즈마 에칭 장치(1)에서 실행되는 각종 처리를 프로세스 콘트롤러(61)의 제어로 실현시키기 위한 제어 프로그램(소프트웨어) 또는 처리 조건 데이터 등이 기억된 레시피가 저장되어 있다. 그리고, 필요에 따라 유저 인터페이스부(62)로부터의 지시 등으로 임의의 레시피를 기억부(63)로부터 호출하여 프로세스 콘트롤러(61)에 실행시킴으로써, 프로세스 콘트롤러(61)의 제어 하에 플라즈마 에칭 장치(1)에서의 원하는 처리가 행해진다. 또한, 제어 프로그램 또는 처리 조건 데이터 등의 레시피는 컴퓨터에서 판독 가능한 기억 매체(예를 들면, 하드 디스크, CD, 플렉서블 디스크, 반도체 메모리 등) 등에 저장된 상태의 것을 이용하거나 혹은 다른 장치로부터, 예를 들면 전용 회선을 거쳐 수시로 전송시켜 온라인으로 이용하는 것도 가능하다.
플라즈마 에칭 장치(1)에 의해, 반도체 웨이퍼(W)의 플라즈마 에칭을 행할 경우, 우선 반도체 웨이퍼(W)는 게이트 밸브(32)가 개방된 후, 도시하지 않은 로드록실로부터 처리 챔버(2) 내로 반입되어 정전 척(11) 상에 재치된다. 그리고, 직류 전원(13)으로부터 직류 전압이 인가됨으로써, 반도체 웨이퍼(W)가 정전 척(11) 상에 정전 흡착된다. 이어서, 게이트 밸브(32)가 닫히고, 배기 장치(35)에 의해 처리 챔버(2) 내가 소정의 진공도까지 진공 배기된다.
그 후 밸브(28)가 개방되고, 처리 가스 공급원(30)으로부터 소정의 에칭 가스가 매스 플로우 콘트롤러(29)에 의해 그 유량이 조정되면서 처리 가스 공급관(27), 가스 도입구(26)를 통과하여 상부 전극(21)의 중공부(中空部)로 도입되고, 전극판(24)의 토출홀(23)을 통과하여, 도 2의 화살표로 도시한 바와 같이 반도체 웨이퍼(W)에 대하여 균일하게 토출된다.
그리고, 처리 챔버(2) 내의 압력이 소정의 압력으로 유지된다. 그 후, 제 1 고주파 전원(40)으로부터 소정 주파수의 고주파 전력이 상부 전극(21)에 인가된다. 이에 따라, 상부 전극(21)과 하부 전극으로서의 서셉터(5)와의 사이에서 고주파 전계가 발생하고, 에칭 가스가 해리되어 플라즈마화된다.
한편, 제 2 고주파 전원(50)으로부터 상기의 제 1 고주파 전원(40)보다 낮은 주파수의 고주파 전력이 하부 전극인 서셉터(5)에 인가된다. 이에 따라, 플라즈마 중의 이온이 서셉터(5)측으로 인입되어 이온 어시스트에 의해 에칭의 이방성이 높아진다. 이러한 플라즈마에 의한 에칭 시에, 상술한 포커스 링(15), 전극판(24) 등의 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품은 플라즈마에 노출됨으로써 점차 소모, 열화된다. 그리고, 일정한 사용 기간이 경과한 시점에서 새로운 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품과 교환되고, 종래에는 사용 완료 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품은 산업 폐기물로서 폐기되고 있었다.
상기한 소정의 플라즈마 에칭 처리가 종료되면, 고주파 전력의 공급 및 처리 가스의 공급이 정지되고, 상기한 순서와는 반대 순서로 반도체 웨이퍼(W)가 처리 챔버(2) 내로부터 반출된다.
이어서, 상기한 포커스 링(15), 전극판(24) 등의 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법에 대하여 설명한다. 이 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법에는 사용 완료 포커스 링(15), 사용 완료 전극판(24) 등으로 이루어지는 실리콘 폐재료를 이용할 수 있다.
또한, 예를 들면 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 제조 과정에서 발생한 실리콘 폐재료, 예를 들면 제조 도중에 흠집이나 결함 등의 손상이 발생한 것, 치수가 규격 외가 된 것, 저항치 등의 전기 특성이 규격 외가 된 것의 실리콘 폐재료 등도 이용할 수 있다. 또한, 기계 가공 공정에서 발생한 실리콘 폐재료, 예를 들면 포커스 링(15)을 제조할 때에 잘라낸 내측의 원형 부분의 실리콘 폐재료 등도 이용할 수 있다. 또한, 실리콘 잉곳을 제조할 때에 생긴 하단(下端)부, 상단(上端)부의 원추형 부분 등의 실리콘 폐재료 등도 이용할 수 있다.
본 실시예에서는, 상기와 같은 실리콘 폐재료 중 사용 완료 포커스 링(15), 사용 완료 전극판(24) 등에 유래하는 실리콘 폐재료를 이용했을 경우에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 도 1의 순서도에 나타낸 바와 같이, 우선 상기와 같은 사용 완료 포커스 링(15), 사용 완료 전극판(24) 등의 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품으로 이루어지는 실리콘 폐재료를 회수한다(단계(1)).
이어서, 상기의 회수한 실리콘 폐재료의 표면에 부착된 반응 생성물을 제거하는 반응 생성물 제거 공정을 행한다(단계(2)). 이 반응 생성물 제거 공정에서는 연소재(硏掃材)를 압축 기체와 함께 실리콘 폐재료에 분사하여 물리적으로 반응 생성물을 제거하는 방법 등을 사용할 수 있다. 이 경우, 연소재로서는 예를 들면, CO2 입자, Al2O3 입자, SiO2 입자, 나일론 비즈 중 적어도 어느 1 종류 등을 이용할 수 있다.
또한, 상기의 반응 생성물 제거 공정에서는 상기의 방법 대신에 또는 상기의 방법에 추가로, 산(酸) 에칭 또는 알칼리 에칭에 의해 실리콘 폐재료의 반응 생성물을 제거하는 방법을 사용할 수 있다. 이 경우, 실리콘 폐재료의 벌크 레벨에 도달하도록 화학적으로 반응 생성물을 제거한다.
또한, 사용하는 실리콘 폐재료가 사용 완료 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품에 유래하는 것이 아니라, 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 제조 도중에 발생한 상술한 바와 같은 실리콘 폐재료이고, 반응 생성물이 부착되어 있지 않은 것인 경우에는 상기의 반응 생성물 제거 공정은 생략할 수 있다.
이어서, 반응 생성물을 제거한 실리콘 폐재료의 전기 특성(본 실시예에서는 전기 저항)과 질량을 측정하고, 실리콘 폐재료 중의 붕소 등의 불순물의 함유량을 구하는 측정 공정을 행한다(단계(3)). 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품에서는 그 부품의 성격으로부터 필요시 되는 전기 특성(예를 들면, 전기 저항치)에 상이점이 있다. 이 때문에, 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품마다 필요시 되는 전기 저항치 등에 따라 잉곳을 제조할 때에 붕소 등의 불순물이 소정량 첨가된다. 상기의 측정 공정에서는 4 탐침 측정기 등에 의한 전기 저항치의 측정과 정밀 계측 등에 의한 질량의 측정을 행하여, 이 불순물의 함유량을 구한다. 또한, 전기 저항치의 측정에는, 예를 들면 냅슨 주식회사 제품 등의 4 탐침 측정기 등을 사용할 수 있다.
이어서, 상기의 측정 공정에서 구해진 불순물의 함유량과 최종 제품의 전기 특성(본 실시예에서는 전기 저항)의 목표치에 기초하여, 실리콘 폐재료의 투입량과 실리콘 원료의 투입량과 불순물의 투입량을 결정하는 투입량 결정 공정을 행한다(단계(4)).
상술한 바와 같이, 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품에서는 그 부품의 성격으로부터 필요시 되는 전기 저항치 등의 전기 특성에 상이점이 있다. 예를 들면, 실리콘제의 포커스 링의 경우, 전기 저항의 목표치를 2 Ω 정도로 하고, 실리콘제의 전극판의 경우, 전기 저항의 목표치를 예를 들면 75 Ω 정도로 하는 등의 경우가 있다. 이 전기 저항의 목표치에 기초하여 전체의 실리콘의 투입량, 불순물의 투입량이 결정되므로, 실리콘 폐재료의 중량과 불순물의 함유량으로부터 실리콘 폐재료의 투입량, 실리콘 원료의 투입량, 불순물의 투입량이 결정된다. 또한, 실리콘 폐재료만으로 실리콘의 양이 충족될 경우에는 실리콘 원료의 투입량이 제로가 되는 경우도 있다. 또한, 실리콘 폐재료에 포함되는 불순물만으로 불순물의 양이 충족될 경우에는 불순물의 투입량이 제로가 되는 경우도 있다. 또한, 실리콘 원료로서는 폴리 실리콘뿐만 아니라 일단 불순물을 함유시켜 성장시킴으로써, 소정량의 불순물을 포함한 상태가 된 실리콘 단결정을 이용해도 좋다.
이어서, 상기의 투입량 결정 공정에서 결정된 투입량의 실리콘 폐재료와 실리콘 원료와 불순물을 도가니에 투입하고, 이들을 용융(溶融)시켜 실리콘 잉곳을 제조하는 공정을 행한다(단계(5)). 이 실리콘 잉곳의 제조 공정에서는, 예를 들면 CZ 법, MCZ 법 등의 주지의 방법을 사용할 수 있다. 그리고, 이 공정에서 제조한 실리콘 잉곳에 기계 가공 등을 실시하여 소정 형상으로 함으로써, 새로운 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품, 예를 들면 실리콘제 포커스 링 또는 실리콘제 전극판 등을 제조한다.
이상과 같이, 본 실시예에서는 종래 산업 폐기물로서 폐기되고 있었던 사용 완료 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품 등을 재생하여 새로운 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품을 제조할 수 있다. 따라서, 종래에 비해 플라즈마 에칭 장치의 소모품 코스트를 저감할 수 있고, 산업 폐기물의 발생량을 저감할 수 있어, 자원의 유효 활용을 도모할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 다양하게 변형 가능하다. 예를 들면, 상기 실시예에서는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품이 실리콘제 포커스 링과 실리콘제 전극판인 경우에 대하여 설명했지만, 이들 이외의 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품에 대해서도 동일하게 하여 적용할 수 있다. 또한, 상기 실시예에서는 전기 저항과 질량의 측정에 의해 불순물의 함유량을 구했지만, 다른 전기 특성으로부터 불순물의 함유량을 구해도 좋다.
1 : 플라즈마 에칭 장치
2 : 처리 챔버
5 : 서셉터(재치대)
15 : 포커스 링(실리콘제)
21 : 상부 전극
24 : 전극판(실리콘제)
W : 반도체 웨이퍼

Claims (6)

  1. 기판을 수용하여 에칭 처리하는 플라즈마 에칭 장치의 처리실 내부에 배치되는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법으로서,
    플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품과, 반도체 웨이퍼용 실리콘 잉곳 중 어느 하나의 실리콘 폐재료를 회수하는 공정과,
    회수된 상기 실리콘 폐재료의 전기 특성으로부터 불순물의 함유량을 구하는 측정 공정과,
    상기 측정 공정에서 구해진 불순물의 함유량과 최종 제품의 전기 특성의 목표치에 기초하여, 상기 실리콘 폐재료의 투입량과 실리콘 원료의 투입량과 불순물의 투입량을 결정하는 투입량 결정 공정과,
    상기 투입량 결정 공정에서 결정된 투입량의 상기 실리콘 폐재료와 실리콘 원료와 불순물을 도가니에 투입하여 실리콘 잉곳을 제조하는 공정
    을 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘 폐재료의 표면에 부착된 반응 생성물을 제거하는 반응 생성물 제거 공정을 더 구비한 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반응 생성물 제거 공정은, 연소재(硏掃材)를 압축 기체와 함께 상기 실리콘 폐재료에 분사하여 물리적으로 반응 생성물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 연소재는 CO2 입자, Al2O3 입자, SiO2 입자, 나일론 비즈 중 적어도 어느 1 종류를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법.
  5. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반응 생성물 제거 공정은, 산(酸) 에칭 또는 알칼리 에칭에 의해 상기 실리콘 폐재료의 반응 생성물을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법.
  6. 기판을 수용하여 에칭 처리하는 플라즈마 에칭 장치의 처리실 내부에 배치되는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품으로서,
    플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품과, 반도체 웨이퍼용 실리콘 잉곳 중 어느 하나의 실리콘 폐재료를 회수하는 공정과,
    회수된 상기 실리콘 폐재료의 전기 특성으로부터 불순물의 함유량을 구하는 측정 공정과,
    상기 측정 공정에서 구해진 불순물의 함유량과 최종 제품의 전기 특성의 목표치에 기초하여, 상기 실리콘 폐재료의 투입량과 실리콘 원료의 투입량과 불순물의 투입량을 결정하는 투입량 결정 공정과,
    상기 투입량 결정 공정에서 결정된 투입량의 상기 실리콘 폐재료와 실리콘 원료와 불순물을 도가니에 투입하여 실리콘 잉곳을 제조하는 공정
    을 구비한 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품의 재생 방법에 의해 재생된 실리콘을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 에칭 장치용 실리콘제 부품.
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