KR20160124992A - 기판 제조 장치, 및 그의 세라믹 박막 코팅 방법 - Google Patents

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방진영
오세진
강태균
박명수
성덕용
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Abstract

본 발명은 기판 제조 장치 및 그의 세라믹 박막의 코팅 방법을 개시한다. 그의 장치는 챔버와, 상기 챔버의 내벽 상의 세라믹 박막을 포함한다. 상기 세라믹 박막은 이트륨 산소 불화막(YxOyFz, x=1, y=1, 2, z=1, 2)을 포함할 수 있다.

Description

기판 제조 장치, 및 그의 세라믹 박막 코팅 방법 {apparatus for manufacturing a substrate and ceramic film coating method of the same}
본 발명은 기판 제조 장치에 관한 것으로, 상세하게는 플라즈마 반응으로기판을 제조하는 기판 제조 장치, 그의 세라믹 박막 코팅 방법에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 소자는 복수의 단위 공정들에 통해 제조될 수 있다. 단위 공정들은 박막 증착 공정, 확산 공정, 열처리 공정, 포토리소그래피 공정, 연마 공정, 식각 공정, 이온주입 공정, 및 세정 공정을 포함할 수 있다. 그 중에 식각 공정은 주로 플라즈마 반응에 의해 수행될 수 있다. 플라즈마 반응은 식각 공정 중 반응 가스의 직진성을 높일 수 있다. 그럼에도 불구하고, 플라즈마 반응은 챔버 내벽을 손상시킬 수 있다. 손상된 챔버의 내벽으로부터 파티클이 발생되고, 파티클은 식각 공정의 불량을 야기할 수 있다.
본 발명의 과제는 파티클 불량을 최소화할 수 있는 기판 제조 장치 및 그의 세라믹 박막 코팅 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 과제는 시즈닝 공정을 제거할 수 있는 기판 제조 장치 및 그의 세라믹 박막 코팅 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명은 기판 제조 장치 및 그의 세라믹 박막의 코팅 방법을 개시한다. 그의 장치는 챔버; 및 상기 챔버의 내벽 상의 세라믹 박막을 포함한다. 상기 세라믹 박막은 이트륨 산소 불화막(YxOyFz, x=1, y=1, 2, z=1, 2)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 기판 제조 장치의 세라믹 박막의 코팅 방법은, 챔버를 제공하는 단계; 및 상기 챔버의 내벽에 세라믹 박막을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 세라믹 박막을 형성하는 단계는 이트륨 산소 불화막(YxOyFz, x=1, y=1, 2, z=1, 2)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 기판 제조 장치의 챔버의 내벽은 반응 가스의 불소를 함유하는 이트륨 산소 불화막(YOF)의 세라믹 박막으로 코팅될 수 있다. 세라믹 박막은 플라즈마 반응으로부터 챔버의 내벽 손상을 최소화시킬 수 있기 때문에 파티클 불량을 방지할 수 있다. 또한, 세라믹 박막은 식각 속도 변화율을 최소화할 수 있기 때문에 챔버의 시즈닝 공정을 제거시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 기판 제조 장치를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 챔버의 분해 단면도이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 월 라이너와 세라믹 박막의 일 실시 예를 보여주는 단면도이다.
도 4는 일반적인 세라믹 박막을 보여주는 단면도이다.
도 5는 도 4의 일반적인 세라믹 박막의 XPS의 깊이 프로파일이다.
도 6은 도 3의 세라믹 박막의 XPS의 깊이 프로파일이다.
도 7은 도 1 및 도 2의 월 라이너와 세라믹 박막의 다른 실시 예를 보여주는 단면도이다.
도 8은 도 1 및 도 2의 월 라이너와 세라믹 박막의 또 다른 실시 예를 보여주는 단면도이다.
도 9는 도 1 및 도 2의 월 라이너와 세라믹 박막의 또 다른 실시 예를 보여주는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 세라믹 박막(130)의 코팅 방법의 일 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
도 11은 도 1의 세라믹 박막(130)의 형성 과정을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명의 세라믹 박막(130)의 코팅 방법의 다른 예를 보여주는 플로우 챠트이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당 업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 명세서에서 챔버, 박막, 코팅은 일반적인 반도체 및 장치 용어들로 이해될 수 있을 것이다. 바람직한 실시 예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 기판 제조 장치(500)를 개략적으로 보여준다. 도 2는 도 1의 챔버(100)의 분해 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 기판 제조 장치(500)는 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 식각 장치일 수 있다. 일 예에 따르면, 기판 제조 장치(500)는 챔버(100), 가스 공급 부(200), 고주파 공급 부(300), 펌핑 부(400)를 포함할 수 있다. 챔버(100)는 기판(10)의 제조 공정을 수행할 수 있다. 제조 공정은 식각 공정일 수 있다. 가스 공급 부(200)는 챔버(100) 내에 반응 가스를 제공할 수 있다. 반응 가스는 식각 가스일 수 있다. 고주파 공급 부(300)는 챔버(100) 내에 고주파 파워를 제공할 수 있다. 펌핑 부(400)는 챔버(100) 내의 공기를 펌핑할 수 있다.
챔버(100)는 기판(10)에 대해 외부로부터 독립된 공간을 제공할 수 있다. 일 예에 따르면, 챔버(100)는 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)을 포함할 수 있다. 기판(10)은 하부 하우징(110) 상에 제공될 수 있다. 상부 하우징(120)은 기판(10) 및 하부 하우징(110)의 상에 배치될 수 있다. 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120)은 결합되거나 분리될 수 있다.
일 예에 따르면, 하부 하우징(110)은 월 라이너(112), 정전 척(114), 하부 전극(116), 및 지지 블록(118)을 포함할 수 있다. 월 라이너(112)는 상부 하우징(120)에 체결될 수 있다. 정전 척(114)은 월 라이너(112) 내에 배치될 수 있다. 정전 척(114)은 기판(10)을 고정할 수 있다. 반응 가스는 기판(10)과 상부 하우징(120) 사이로 유동될 수 있다. 하부 전극(116)은 정전 척(114) 아래에 배치될 수 있다. 하부 전극(116)은 고주파 공급 부(300)으로부터 고주파 파워를 제공받을 수 있다. 반응 가스는 고주파 파워에 의해 기판(10)으로 집중될 수 있다. 지지 블록(118)은 월 라이너(112)와 하부 전극(116)을 지지할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 지지 블록(118)은 리프터에 의해 위 아래로 승강될 수 있다.
상부 하우징(120)은 하부 하우징(110) 상에 배치될 수 있다. 상부 하우징(120)은 플라즈마 활성 부(122), 플라즈마 안테나(124) 및 샤워헤드(126)를 포함할 수 있다. 플라즈마 활성 부(122)는 반응 가스의 플라즈마 반응을 활성시킬 수 있다. 플라즈마 안테나(124)는 플라즈마 활성 부(122) 내에 배치될 수 있다. 플라즈마 안테나(124)는 고주파 파워를 이용하여 반응 가스의 플라즈마 반응을 유도할 수 있다. 샤워헤드(126)는 플라즈마 활성 부(122)와 하부 하우징(110) 사이에 배치될 수 있다. 샤워헤드(126)는 기판(10) 상에 반응 가스를 제공할 수 있다. 이와 달리, 반응 가스의 플라즈마 반응이 샤워헤드(126)와 하부 하우징(110) 사이에서 유도될 경우, 플라즈마 활성 부(122)는 제거될 수 있다.
펌핑 부(400)는 하부 하우징(110)의 아래에 배치될 수 있다. 펌핑 부(400)는 하부 하우징(110)과 상부 하우징(120) 사이의 반응 후 가스를 배기할 수 있다. 예를 들어, 펌핑 부(400)는 진공 펌프를 포함할 수 있다.
가스 공급 부(200)는 상부 하우징(120)에 연결될 수 있다. 가스 공급 부(200)는 가스 저장 부(202)와 질량 조절 밸브(204)를 포함할 수 있다. 가스 저장 부(202)는 반응 가스를 저장할 수 있다. 질량 조절 밸브(204)는 가스 저장 부(202)와 상부 하우징(120) 사이에 연결될 수 있다. 질량 조절 밸브(204)는 챔버(100)내에 제공되는 반응 가스의 유량을 제어할 수 있다.
고주파 공급 부(300)는 하부 전극(116)과 플라즈마 안테나(124)에 고주파 파워를 제공할 수 있다. 고주파 공급 부(300)는 제 1 고주파 공급 부(310)와 제 2 고주파 공급 부(320)를 포함할 수 있다. 제 1 고주파 공급 부(310)는 하부 전극(116)에 연결될 수 있다. 제 1 고주파 공급 부(310)는 제 1 고주파 생성기(312)와 제 1 매쳐(314)를 포함할 수 있다. 제 1 고주파 생성기(312)는 고주파 파워를 생성할 수 있다. 제 1 매쳐(314)는 제 1 고주파 생성기(312)와 하부 전극(116) 사이에 연결될 수 있다. 제 1 매쳐(314)는 고주파 파워의 임피던스를 정합(matching)시킬 수 있다. 제 2 고주파 공급 부(320)는 플라즈마 안테나(124)에 연결될 수 있다. 제 2 고주파 공급 부(320)는 제 2 고주파 생성기(322)와 제 2 매쳐(324)를 포함할 수 있다. 제 2 고주파 생성기(322)는 고주파 파워를 생성할 수 있다. 제 2 매쳐(324)는 제 2 고주파 생성기(322)와 플라즈마 안테나(124) 사이에 연결될 수 있다. 제 2 매쳐(324)는 고주파 파워의 임피던스를 정합시킬 수 있다. 플라즈마 반응의 세기는 고주파 파워의 크기에 비례하여 증가할 수 있다.
한편, 상부 하우징(120)과 하부 하우징(110)이 분리되면, 기판(10)은 반송 장치(미도시)에 의해 정전 척(114) 상에 제공될 수 있다. 이후, 상부 하우징(120)과 하부 하우징(110)은 결합되면, 반응 가스는 상부 하우징(120)을 통해 기판(10) 상에 제공될 수 있다. 반응 가스는 하부 전극(116)의 고주파 파워에 의해 정전 척(114)과 월 라이너(112)에 집중될 수 있다.
세라믹 박막(130)은 하부 하우징(110)의 상부 면 상에 배치될 수 있다. 또한 세라믹 박막(130)은 상부 하우징(120)의 하부 면 상에 배치될 수 있다. 세라믹 박막(130)은 반응 가스로부터 챔버(100)의 내벽을 보호할 수 있다.
도 3은 도 1의 A 부분에서의 월 라이너(112)와 세라믹 박막(130)의 일 실시 예를 보여 준다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 세라믹 박막(130)은 월 라이너(112) 상에 배치될 수 있다. 실질적으로, 월 라이너(112)의 상부 면은 챔버(100)의 내벽에 대응될 수 있다. 세라믹 박막(130)은 기판(10)으로부터 노출되는 정전 척(114) 상에 배치될 수 있다. 일 예에 따르면, 월 라이너(112)는 알루미늄(Al)을 포함할 수 있다. 예컨대, 알루미늄(Al)은 양극산화방법으로 형성될 수 있다. 세라믹 박막(130)은 이트륨 산소 불화막(YxOyFz, x=1, y=1, 2, z=1, 2: YOF, YO2F, 또는 YOF2)을 포함할 수 있다.
YOF는 화학식1과 같이 결합될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, Y+는 이트륨 이온이다. 이트륨 이온(Y+)은 산소(O)와 불소(F)에 결합될 수 있다. 이트륨(Y)은 YOF 내에서 이온 상태로 존재하기 때문에 산소(O)와 불소(F)에 비해 높은 반응성을 가질 수 있다.
YO2F는 화학식 2와 같이 결합될 수 있다. ,
Figure pat00002
이트륨(Y)은 2개의 산소(O)와 1개의 불소(F)에 공통으로 결합될 수 있다. 이트륨(Y)과 산소(O)의 결합(Y-O)은 이트륨(Y)과 불소(F)의 결합(Y-F)보다 많을 수 있다. YO2F는 불소(F)에 대해 YOF보다 낮은 반응성을 가질 수 있다.
YOF2는 화학식 3과 같이 결합될 수 있다.
Figure pat00003
이트륨(Y)는 1개의 산소(O)와 2개의 불소(F)에 결합될 수 있다. 이트륨(Y)과 불소(F)의 결합(Y-F)은 이트륨(Y)과 산소(O)의 결합(Y-O)보다 많을 수 있다. 이트륨(Y)과 산소(O)의 결합(Y-O) 중의 산소(O)는 YOF2의 부식을 감소시킬 수 있다. YOF2는 불소(F)에 대해 YO2F보다 낮은 반응성을 가질 수 있다.
이와 같은 이트륨 산소 불화막(YxOyFz)은 불소(F) 성분의 반응 가스에 대해 내화학성을 가질 수 있다. 반응 가스의 불소(F)와, 이트륨 산소 불화막(YxOyFz)의 관계는 후속에서 설명될 것이다.
도 4는 일반적인 세라믹 박막(130a)을 보여준다.
도 4를 참조하면, 일반적인 세라믹 박막(130a)은 이트륨 산화막(Y2O3)을 포함할 수 있다. 이트륨 산화막(Y2O3)은 반응 가스에 의해 쉽게 손상될 수 있다. 반응 가스는 불소(F)를 포함할 수 있다. 불소(F)는 세라믹 박막(130a) 내의 이트륨(Y)과 결합될 수 있다. 세라믹 박막(130a)은 불소(F)와 이트륨(Y)의 결합(Y-F)에 따른 진행성 크랙(130b)을 가질 수 있다. 나아가, 진행성 크랙(130b)은 파티클 불량을 발생시킬 수 있다.
도 5는 도 4의 일반적인 세라믹 박막(130a)의 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)의 깊이 프로파일(depth profile)이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 일반적인 세라믹 박막(130a)이 반응 가스에 30시간이상 노출될 경우, 불소(F)는 세라믹 박막(130a)의 깊이 방향으로 20nm 깊이까지 우세한 양으로 침투된 후 점진적으로 감소할 수 있다. 불소(F)는 반응 가스에 의해 세라믹 박막(130a) 내에 침투될 수 있다. 침투된 불소(F)는 이트륨 산화막(Y2O3) 내에서 진행성 크랙(130b)의 발생원이 될 수 있다. 이트륨(Y)과 산소(O)는 깊이 방향으로 점진적으로 증가하고, 약 20nm이상의 깊이에서 유사한 성분비를 가질 수 있다.
도 6은 도 3의 세라믹 박막(130)의 XPS (X-ray photoelectron spectroscopy)의 깊이 프로파일이다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 세라믹 박막(130)은 반응 가스에 10시간이상 노출되더라도 이트륨(Y), 산소(O), 및 불소(F)의 안정화된 상태를 가질 수 있다. 불소(F)는 약 200nm의 깊이까지 줄어들 수 있다. 불소(F)는 약 200nm 이상의 깊이에서 실질적으로 안정화된 성분비를 가질 수 있다. 세라믹 박막(130) 내의 불소(F)와 이트륨(Y)은 안정적인 결합 에너지를 가질 수 있다. 불소(F)와 이트륨(Y)은 반응 가스 노출 전 초기 상태와 유사한 수준을 유지할 수 있다. 세라믹 박막(130)은 반응 가스의 불소(F)의 침투를 방지할 수 있다. 불소(F)가 침투될 경우, 세라믹 박막(130)은 매우 작은 표면 화학적 변화를 갖기 때문에 진행성 크랙(130b)을 억제할 수 있다. 따라서, 세라믹 박막(130)은 반응 가스로에 의해 손상되지 않고, 파티클 발생을 최소화할 수 있다.
도 7은 도 1의 A 부분에서의 월 라이너(112)와 세라믹 박막(130)의 다른 실시 예를 보여준다.
도 7을 참조하면, 월 라이너(112)와 세라믹 박막(130) 사이에 완충 층(132)이 배치될 수 있다. 월 라이너(112)와 세라믹 층(130)은 도 3과 동일할 수 있다. 예를 들어, 완충 층(132)은 알루미늄 이트륨 산소 불화막(AlvYxOyFz, v=1, 2, x=1, y=1, 2, z=1, 2)을 포함할 수 있다. 완충 층(132) 내의 알루미늄(Al)은 알루미늄은 월 라이너(112)로 향할수록 증가하고, 불소(F)는 월 라이너(112)로 향할수록 감소할 수 있다. 일 에에 따르면, 완충 층(132)은 월 라이너(112)와 세라믹 박막(130)의 열팽창 계수 차이를 감소시킬 수 있다. 완충 층(132)의 열팽창 계수는 월 라이너(112)의 열팽창 계수보다 크고, 세라믹 박막(130)의 열팽창 계수보다 작을 수 있다. 알루미늄의 열팽창 계수는 22x10-6/K이고, 이트륨 산소 불화막의 열팽창 계수는 28x10-6/K일 수 있다. 알루미늄 이트륨 산소 불화막(AlvYxOyFz)의 열팽창 계수는 22x10-6/K보다 크고, 28x10-6/K보다 작을 수 있다.
도 8은 도 1의 A 부분에서의 월 라이너(112)와 세라믹 박막(130)의 또 다른 실시 예를 보여준다.
도 8을 참조하면, 완충 층(132)은 알루미늄 불화막(AlF3)과 이트륨 산화막(Y2O3)의 혼합 물(AlF3+Y2O3)을 포함할 수 있다. 혼합 물(AlF3+Y2O3)의 열팽창 계수는 알루미늄(Al)의 열팽창 계수보다 클 수 있다. 또한, 혼합 물(AlF3+Y2O3)의 열팽창 계수는 이트륨 산소 불화막(YxOyFz)의 열팽창 계수보다 작을 수 있다.
도 9는 도 1의 A 부분에서의 월 라이너(112)와 세라믹 박막(130)의 또 다른 실시 예를 보여준다.
도 9를 참조하면, 완충 층(132)은 제 1 완충 층(134), 제 2 완충 층(136), 및 제 4 완충 층(139)을 포함할 수 있다. 완충 층(132)은 월 라이너(112)와 세라믹 박막(130)의 열 팽창 계수의 차이를 순차적으로 줄일 수 있다. 제 1 완충 층(134)은 월 라이너(112) 상에 배치될 수 있다. 제 1 완충 층(134)의 열팽창 계수는 월 라이너(112)의 열팽창 계수보다는 클 수 있다. 제 1 완충 층(134)은 알루미늄 이트륨 불화막(AlvYxFz, v=1, 2, x=1, z=1, 2)을 포함할 수 있다. 제 2 완충 층(136)은 제 1 완충 층(134) 상에 배치될 수 있다. 제 2 완충 층(136)의 열팽창 계수는 제 1 완충 층(134)의 열팽창 계수보다 클 수 있다. 제 2 완충 층(136)은 알루미늄 불화막(AlF3)과 이트륨 산화막(Y2O3)의 혼합물(AlF3+Y2O3)을 포함할 수 있다. 제 3 완충 층(138)은 제 2 완충 층(136) 상에 배치될 수 있다. 제 3 완충 층(138)의 열팽창 계수는 제 2 완충 층(136)의 열팽창 계수보다 크고, 세라믹 박막(130)의 열팽창 계수보다 작을 수 있다. 제 3 완충 층(138)은 알루미늄 이트륨 산소 불화막(AlvYxOyFz, v=1, 2, x=1, y=1, 2, z=1, 2)을 포함할 수 있다. 알루미늄(Al)은 완충 층(132)의 깊이 방향으로 증가할 수 있다. 예를 들어, 알루미늄(Al)은 제 3 완충 층(138)보다 제 2 완충 층(136)에 많을 수 있다. 알루미늄(Al)은 제 2 완충 층(136)보다 제 2 완충 층(134)에 많을 수 있다. 반면, 불소(F)는 완충 층(132)의 깊이 방향으로 줄어들 수 있다. 불소(F)는 제 3 완 충 층(138)보다 제 2 완충 층(136)에 적을 수 있다. 불소(F)는 제 2 완 충 층(136)보다 제 1 완충 층(134)에 적을 수 있다. 제 4 완충 층(139)은 제 3 완충 층(138) 상에 배치될 수 있다. 제 4 완충 층(139)의 열팽창 계수는 제 3 완충 층(138)보다 크고, 세라믹 박막(130)의 열팽창 계수보다 작을 수 있다. 제 4 완충 층(139)은 이트륨 불화막(YF3)을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 세라믹 박막(130)은 도 4의 진행성 크랙(130b)을 억제할 수 있다. 이와 달리, 세라믹 박막(130)은 식각 속도 변화율을 최소화할 수 있다. 일반적인 세라믹 박막(130a)의 식각 속도 변화율은 식각 공정 초기에 약 5.8%로 높을 수 있다. 때문에, 일반적인 세라믹 박막(130a)은 약 5시간 정도의 시즈닝 공정을 요구할 수 있다. 반면, 본 발명의 세라믹 박막(130)의 식각 속도 변화율은 식각 공정 초기에 약 2.5%로 낮을 수 있다. 세라믹 박막(130)은 시즈닝 공정을 제거시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 시즈닝 공정 없이 식각 공정을 수행할 수 있기 때문에 공정 백업 시간을 단축할 수 있다. 공정 백업 시간은 예방 정비 후 식각 공정까지 소요되는 시간으로 정의될 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 기판 제조 장치(500)의 세라믹 박막(130)의 코팅 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 10은 본 발명의 세라믹 박막(130)의 코팅 방법의 일 예를 보여준다.
도 10을 참조하면, 세라믹 박막(130)의 코팅 방법은 챔버(100)를 제공하는 단계(S10)와 세라믹 박막(130)을 형성하는 단계(S20)를 포함할 수 있다. 챔버(100)를 제공하는 단계(S10)는 챔버(100)의 예방 정비 단계를 포함할 수 있다. 예방 정비 단계는 습식 세정 단계일 수 있다. 세라믹 박막(130)을 형성하는 단계(S20)는 용사(thermal spraying) 방법, 에어로졸 방법, 전자빔 증착 방법, 또는 화학기상증착 방법 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 11은 도 10의 세라믹 박막(130)의 형성 단계(S20)를 보여주는 도면이다.
도 11을 참조하면, 세라믹 박막(130)은 스프레이 건(140)에 의해 용사 방법으로 형성될 수 있다. 이트륨 산소 불화막 입자들(150)은 스토리지 부(142)를 통해 스프레이 건(142)에 제공될 수 있다. 스프레이 건(140)은 이트륨 산소 불화막 입자들(150)을 월 라이너(112)에 분사할 수 있다. 예를 들어, 이트륨 산소 불화막 입자들(150)은 10μm이하의 직경을 가질 수 있다. 스프레이 건(140)은 이트륨 산소 불화막 입자들(150)을 약 200°C이상으로 가열할 수 있다. 세라믹 박막(130)은 약 1%이하의 기공율을 갖도록 형성될 수 있다.
일 예에 따르면, 이트륨 산소 불화막 입자들(150)은 월 라이너(112) 및 세라믹 박막(130)에 약 45° 내지 약 90°의 분사각(θ)으로 입사될 수 있다. 이트륨 산소 불화막 입자들(150)이 0° 내지 45°의 분사각(θ)으로 입사될 경우, 세라믹 박막(130)의 코팅 불량이 발생될 수 있다. 예를 들어, 세라믹 박막(130)은 검은색의 표면 변색에 따른 코팅 불량을 가질 수 있다. 표면 변색은 세라믹 박막(130)의 표면 거칠기의 감소에 의해 방지될 수 있다. 감소된 표면 거칠기를 갖는 세라믹 박막(130)은 식각 공정 부산물들의 흡착 현상을 감소시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 세라믹 박막(130)의 코팅 방법의 다른 예를 보여준다.
도 12를 참조하면, 세라믹 박막(130)의 코팅 방법은 챔버(100)를 제공하는 단계(S10), 완충 층(132)을 형성하는 단계(S12), 및 세라믹 박막(130)을 형성하는 단계(S20)를 포함할 수 있다. 챔버(100)를 제공하는 단계(S10), 및 세라믹 박막(130)을 형성하는 단계(S20)는 도 10과 동일할 수 있다.
완충 층(132)을 형성하는 단계(S12)는 제 1 내지 제 3 완충 층들(134, 136, 138, 139)을 형성하는 단계들(S14, S16, S18, S19)을 포함할 수 있다. 제 1 완충 층(134)을 형성하는 단계(S14)는 월 라이너(112) 상에 알루미늄 이트륨 불화막(AlvYxFz)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 제 2 완충 층(136)을 형성하는 단계(S16)는 제 1 완충 층(134) 상에 알루미늄 불화막(AlF3)과 이트륨 산화막(Y2O3)의 혼합물(AlF3+Y2O3)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 제 3 완충 층(138)을 형성하는 단계(S18)는 제 2 완충 층(136) 상에 알루미늄 이트륨 산소 불화막(AlvYxOyFz)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 제 4 완충 층(139)을 형성하는 단계(S19)는 제 3 완충 층(138) 상에 이트륨 불화막(YF3)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들 및 응용 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 챔버; 및
    상기 챔버의 내벽 상의 세라믹 박막을 포함하되,
    상기 세라믹 박막은 이트륨 산소 불화막(YxOyFz, x=1, y=1, 2, z=1, 2)을 포함하는 기판 제조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내벽은 알루미늄을 포함하되,
    상기 장치는 상기 내벽과 상기 세라믹 박막 사이에 배치되어 상기 이트륨 산소 불화막과 상기 알루미늄의 열팽창 계수의 차이를 감소시키는 완충 층을 더 포함하는 기판 제조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 완충 층은 알루미늄 이트륨 산소 산화막(AlvYxOyFz, v=1, 2, x=1, y=1, 2, z=1, 2)을 포함하는 기판 제조 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 완충 층은 알루미늄 불화막과 이트륨 산화막의 혼합물을 포함하는 기판 제조 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 완충 층은:
    상기 내벽 상의 제 1 완충 층;
    상기 제 1 완충 층 상의 제 2 완충 층;
    상기 제 2 완충 층 상의 제 3 완층 층; 및
    상기 제 3 완충 층 상의 제 4 완층 층을 포함하되,
    상기 제 1 완충 층은 알루미늄 이트륨 불화막을 포함하는 기판 제조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 완충 층은 알루미늄 불화막과 이트륨 산화막의 혼합물을 포함하는 기판 제조 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 완충 층은 알루미늄 이트륨 산소 불화막을 포함하는 기판 제조 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 4 완충 층은 이트륨 불화막을 포함하는 기판 제조 장치.
  9. 챔버를 제공하는 단계; 및
    상기 챔버의 내벽에 세라믹 박막을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 세라믹 박막을 형성하는 단계는 이트륨 산소 불화막(YxOyFz, x=1, y=1, 2, z=1, 2)을 형성하는 단계를 포함하는 기판 제조 장치의 세라믹 박막 코팅 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 챔버 상에 알루미늄 이트륨 불화막을 포함하는 제 1 완충 층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 완충 층 상에 알루미늄 불화막과 이트륨 산화막의 혼합물을 포함하는 제 2 완충 층을 형성하는 단계;
    상기 제 2 완충 층 상에 알루미늄 이트륨 산소 불화막을 포함하는 제 3 완충 층을 형성하는 단계; 및
    상기 제 3 완충 층 상에 이트륨 불화막을 포함하는 제 4 완충 층을 형성하는 단계를 포함하는 기판 제조 장치의 세라믹 박막 코팅 방법.
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