KR20200121642A - 반도체 제조용 부품의 재생 방법 및 재생된 반도체 제조용 부품 - Google Patents

반도체 제조용 부품의 재생 방법 및 재생된 반도체 제조용 부품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 반도체 제조공정에서 사용되는 반도체 제조용 재생 부품과 그 재생장치 및 재생방법에 관한 것으로, 본 발명의 반도체 제조용 부품의 재생방법은, 증착 형성된 코팅층이 플라즈마에 노출되어 손상 부분 및 비손상 부분을 함께 포함하는, 반도체 제조용 부품을 준비하는 단계; 상기 준비된 반도체 제조용 부품에 재생부를 증착 형성하는 단계; 및 상기 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품을 규격화 가공하는 단계;를 포함하고, 상기 재생부를 증착 형성하는 단계는, 상기 증착 형성된 코팅층의 증착 온도보다 낮은 평균 온도 조건에서 증착이 수행되는 것을 포함한다.

Description

반도체 제조용 부품의 재생 방법 및 재생된 반도체 제조용 부품{REPRODUCING METHOD FOR SEMICONDUCTOR MANUFACTORING AND A REPRODUCED PART FOR SEMICONDUCTOR MANUFACTORING}
본 발명은 반도체 제조공정에서 사용되는 반도체 제조용 재생 부품과 그 재생장치 및 재생방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용한 건식 식각장치의 손상된 부품을 재생하여 반도체 제조 공정에서 이용 가능한, 반도체 제조용 부품의 재생방법 및 재생된 반도체 제조용 부품에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 공정에서 사용되는 플라즈마 처리 기법은, 건식 식각공정 중 하나로서, 가스를 사용하여 대상을 식각하는 방법이다. 이는, 식각 가스를 반응용기 내로 주입시키고, 이온화시킨 후, 웨이퍼 표면으로 가속시켜, 웨이퍼 표면을 물리적, 화학적으로 제거하는 공정을 따른다. 이 방법은 식각의 조절이 용이하고, 생산성이 높으며, 수십 nm 수준의 미세 패턴형성이 가능하여 널리 사용되고 있다.
플라즈마 처리 기법의 균일한 식각을 위해 고려해야 할 변수 중 하나로서 피대상물 표면에의 고른 고주파의 적용을 꼽을 수 있다. 고른 고주파의 적용은, 실제 식각 공정에 있어서 웨이퍼 표면 전체에 대한 균일한 에너지 분포가 형성되도록 하는 필수적 요소이다. 이는, 고주파의 출력 조절만으로는 달성될 수 없으며, 고주파 전극으로서의 스테이지와 애노우드의 형태 및 실질적으로 웨이퍼를 고정시키는 기능을 하는 엣지 링 등에 의하여 크게 좌우된다.
상기 엣지 링은, 플라즈마가 존재하는 가혹한 조건의 플라즈마 처리장치의 반응 챔버 내에서 플라즈마의 확산을 방지하고, 식각 처리가 이루어지는 웨이퍼 주변에, 플라즈마가 한정되도록 하는 역할을 하는 것이다. 따라서, 엣지 링은 항상 플라즈마에 노출되어 플라즈마 중의 양이온에 의해 그 표면이 식각된다. 따라서, 적당한 주기에 엣지 링의 교체가 이뤄지지 않을 경우, 그 엣지 링의 식각에 따른 식각 부산물의 양이 반응 챔버 내에 증가하여 식각 공정의 정밀도가 떨어지고 제품의 품질이 저하되는 문제점이 발생하게 된다. 때문에, 엣지 링은 일정 주기마다 식각된 손상 제품을 교체해야 하고, 교체된 상기 엣지 링은 그대로 전량 폐기 처분되고 있다.
또한, 상기 엣지 링 외에도 플라즈마로 인한 가혹한 조건은 플라즈마 처리장치 반응 챔버 내의 다른 노출된 부품들도 함께 식각하게 된다. 다른 식각된 손상 부품들 또한 주기적인 교체를 요하고 있는 실정이며 이는 반도체 제품의 생산 비용이 증가하는 원인이 된다. 이 교체된 부품들도 교체 후 그대로 전량 폐기 처분되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 일 예로서, 교체된 엣지 링과 같은 반도체 제조용 부품의 폐기로 발생하는 산업폐기물을 줄임으로써 환경보전에 기여하며, 최종적인 반도체 제품의 생산 비용을 줄일 수 있는, 반도체 제조용 부품의 재생 방법 및 재생된 반도체 제조용 부품을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 최대한 불필요한 공정을 생략하고 단순화하여, 반도체 제조용 부품의 재생 과정에서 소모되는 비용을 최소화하기 위함이기도 하다.
또한, 본 발명은 층간 경계에서 발생하는 불균일한 증착층이 형성되지 않도록 함과 동시에, 이상 조직의 계속적인 성장을 막기 위함이기도 하다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 반도체 제조용 부품의 재생방법은, 증착 형성된 코팅층이 플라즈마에 노출되어 손상 부분 및 비손상 부분을 함께 포함하는, 반도체 제조용 부품을 준비하는 단계; 상기 준비된 반도체 제조용 부품에 재생부를 증착 형성하는 단계; 및 상기 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품을 규격화 가공하는 단계;를 포함하고, 상기 반도체 제조용 부품의 증착 형성된 코팅층과 상기 재생부는 투과도가 상이한 것을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 규격화 가공하는 단계 후에, 상기 반도체 제조용 부품 상에 증착되고 규격화된 후에 남아있는 재생부의 두께는, 0.5 mm 내지 3 mm 인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부를 증착 형성하는 단계 이전에, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 손상 부분을 가공하는 단계를 포함하지 않는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반도체 제조용 부품을 준비하는 단계와 상기 재생부를 형성하는 단계 사이에, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 적어도 일부를 마스킹하는 단계;를 더 포함하고, 상기 규격화 가공하는 단계는 상기 마스킹을 제거하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품을 규격화 가공하는 단계는, 상기 반도체 제조용 부품의 저면을 가공하여 상기 반도체 제조용 부품의 두께를 규격화하는 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부를 증착 형성하는 단계 이전에, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 저면을 가공하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부는, SiC, TaC 또는 둘 다를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부를 형성하는 단계는, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 손상 부분을 포함하는 영역에 상기 증착이 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부를 형성하는 단계는, 상기 손상 부분의 비평탄면 상에 상기 재생부를 형성하는 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 규격화 가공하는 단계 전에, 상기 재생부를 증착 형성하는 단계에서, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 증착 형성된 코팅층 상에 형성된 재생부의 두께는 1 mm 내지 5 mm 인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비평탄면 중, 플라즈마에 노출되어 손상되기 전 동일한 높이이던 부분으로부터 형성된 비평탄면의 최고점과 최저점의 높이차는, 0.5 mm 내지 3 mm 인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마스킹하는 단계는, 지그에 의해 마스킹하는 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마스킹하는 단계는, 상기 반도체 제조용 부품의 저면, 외측면 및 내측면으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 면의 비손상 부분을 포함하도록 마스킹하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품을 규격화 가공하는 단계 이후에, 상기 반도체 제조용 부품을 마무리 세정하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 세정하는 단계는, 건식 열처리 세정, 블러스트 세정, 브러싱 세정, 세정액 분사 세정, 화학적 세정 및 초음파 세정으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부를 형성하는 단계는, 상기 플라즈마 손상 부분의 식각된 두께를 확인하는 단계; 및 상기 식각된 두께의 최대값의 120 % 내지 400 % 두께로 재생부를 형성하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 재생된 반도체 제조용 부품은, 플라즈마 손상 부분 및 비손상 부분을 포함하는 비재생부; 및 상기 비재생부 상에 형성된 재생부;를 포함하고, 상기 손상 부분과 상기 재생부 간의 경계는 비평탄면을 포함하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비재생부 및 상기 재생부는 투과도가 상이한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비평탄면 중, 플라즈마에 노출되어 손상되기 전 동일한 높이이던 부분으로부터 형성된 비평탄면의 최고점과 최저점의 높이차는, 0.5 mm 내지 3 mm 인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부 상에 형성된 2차 재생부를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부와 상기 2차 재생부 사이의 경계면은 비평탄면을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비평탄면의 표면 조도는, 0.1 ㎛ 내지 2.5 ㎛ 인 것일 수 있다
상기 표면 조도는 0.05 ㎛ 내지 0.3 ㎛ 일 수 있으나, 바람직하게는 0.1 ㎛ 내지 2.5 ㎛ 로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부 및 상기 2차 재생부 간의 투과도 차이는, 상기 비재생부 및 상기 재생부 간의 투과도 차이에 비해 작은 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르는 재생된 반도체 제조용 부품은, 플라즈마 손상 부분 및 비손상 부분을 포함하는 비재생부; 및 상기 비재생부 상에 형성된 재생부;를 포함하고, 상기 손상 부분과 상기 재생부 간의 경계는 비평탄면을 포함하고, 상기 비평탄면의 표면 조도는, 0.1 ㎛ 내지 2.5 ㎛ 인 것이고, 상기 비재생부, 상기 재생부 또는 이 둘은 SiC 또는 TaC 중 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비평탄면 중, 플라즈마에 노출되어 손상되기 전 동일한 높이이던 부분으로부터 형성된 비평탄면의 최고점과 최저점의 높이차는, 0.5 mm 내지 3 mm 인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생된 반도체 제조용 부품은, 플라즈마 처리장치 부품으로서, 링, 전극부 및 컨덕터로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생된 반도체 제조용 부품은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 반도체 제조용 부품의 재생방법에 의해 재생된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르는 반도체 제조용 부품의 재생방법은, 불필요한 과정을 생략하고 효율적인 방법으로 반도체 제조용 재생 부품의 재생을 가능하게 한다. 이로써 종래 플라즈마에 의해 식각되어 교체 후 폐기되던 반도체 제조용 부품들을 폐기하지 않고 새로운 부품으로 재생하여 재활용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르는 재생된 반도체 제조용 부품은, 교체 후 폐기될 부품에 재생부를 형성함으로써, 상대적으로 적은 비용으로 새 제품으로 교체하는 것과 대등하거나 그 이상의 공정 생산 효율을 구현할 수 있게 된다.
궁극적으로 본 발명의 실시예들은 최종적으로 반도체 제품의 생산비용을 절감시키고, 산업 폐기물의 양산을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 측에서 제공하는 제조방법에 따르면, 각 증착층 간의 경계에서 이상 조직의 성장을 단절시킬 수 있는 효과가 있고, 플라즈마에 노출되어 손상면을 포함하는 반도체 제조용 부품에 있어서 별도의 가공 공정을 필요로 하지 않으면서도 균질한 증착층을 형성할 수 있다.
도 1은 반도체 생산 공정의 플라즈마 처리장치에서 사용되는 반도체 제조용 부품 중 일 예에 해당하는 엣지 링의 사시도이다.
도 2는 반도체 생산 공정의 플라즈마 처리장치에서 웨이퍼가 반도체 제조용 부품 중 하나인 엣지 링에 장착된 구조를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 반도체 제조용 부품이 재생되는 과정을 개략적으로 나타낸 단면 공정도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 마스킹하는 단계를 포함하여 반도체 제조용 부품이 재생되는 과정을 개략적으로 나타낸 단면 공정도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 반도체 제조용 부품의 저면을 가공하여 반도체 제조용 부품의 두께를 규격화하는 과정을 개략적으로 나타낸 단면 공정도이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 반도체 제조용 부품이 재생되는 과정을 개략적으로 나타낸 단면 공정도이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 마스킹하는 단계를 포함하여 반도체 제조용 부품이 재생되는 과정을 개략적으로 나타낸 단면 공정도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라, 재생부 상에 2차 재생부가 복수 층으로 형성된 재생된 반도체 제조용 부품을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명의 반도체 제조용 부품(재생부가아닌 부분)이 복수 층으로 형성될 경우에 층 간의 경계에서 투과도가 점진적으로 변화하는 특징을 확인한 단면 SEM 사진이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 반도체 생산 공정의 플라즈마 처리장치에서 사용되는 반도체 제조용 부품 중 일 예에 해당하는 엣지 링의 사시도이다.
도 1에는, 반도체 생산 공정의 플라즈마 처리장치에서 사용되는 반도체 제조용 부품 중 하나인 엣지 링의, 공정 장치 제품에 따른 다양한 구조 중 일 형태(100)가 도시되어 있다. 상기 엣지 링의 단면은 상단면과 안착면의 단차있는 구조를 가지고 그 단차 간을 연결하는 단차면을 포함하는 구조를 가지는 것일 수 있다. 상기 엣지 링은 다른 일 실시예에서는 단차 간을 연결하는 수직인 면을 포함하는 구조로 형성될 수도 있다. 상기 안착면은 피처리물의 안착면을 의미하는 것이고, 피처리물은 일 예로서 웨이퍼일 수 있다.
도 2는, 일 예로서, 반도체 생산 공정의 플라즈마 처리장치에서 웨이퍼(10)가 반도체 제조장치 부품 중 하나인 엣지 링(100)에 장착된 구조를 나타내는 단면도이다.
이 때, 상기 웨이퍼는 공정 장치 구조에 따라 상기 엣지 링의 안착면(104) 전체 또는 일부에 걸치도록 장착될 수 있다. 이후 장착된 웨이퍼와 엣지 링은, 플라즈마 처리장치의 챔버 내에서 플라즈마에 노출되어 식각된다. 이 경우에는, 엣지 링 중, 상단면(102), 단차면(106)과, 안착면(104) 중 웨이퍼에 의하여 가려지지 않은 부분에 집중적으로 식각이 진행될 수 있다. 따라서, 상기 엣지 링과 같은 플라즈마 처리장치 내의, 플라즈마에 노출되는 반도체 제조용 부품들은 손상되어 주기적인 교체를 요하게 된다. 본 발명은 이렇게 주기적으로 교체되어 폐기의 대상이던 제품에 재생부를 형성하여 적은 비용으로 새 제품을 구입하는 것과 동일한 효과를 거둘 수 있는 것이다.
본 발명의 반도체 제조용 부품의 재생방법은, 증착 형성된 코팅층이 플라즈마에 노출되어 손상 부분 및 비손상 부분을 함께 포함하는, 반도체 제조용 부품을 준비하는 단계; 상기 준비된 반도체 제조용 부품에 재생부를 증착 형성하는 단계; 및 상기 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품을 규격화 가공하는 단계;를 포함하고, 상기 반도체 제조용 부품의 증착 형성된 코팅층과 상기 재생부는 투과도가 상이한 것을 포함한다.
본 발명은 플라즈마에 의해 식각 손상된 반도체 제조용 부품의 상면에 재생부를 형성하는 것을 포함한다. 상기 증착 형성하는 단계에서는, 일 예로서 CVD 기법을 이용할 수 있다. 이는, 플라즈마에 의해 식각된 면 상에서 보다 균질한 증착층을 적층하기 위함이다. 본 발명의 일 측에 따르면 이를 통하여 원래의 반도체 제조용 부품의 증착층과 새롭게 적층되는 재생부 간의 경계에서 발생하는 불균일한 적층이나 크랙, 기포 등의 발생을 방지하기 위한 구성들이 도입될 수 있다 본 발명에서는 복잡한 공정의 도입이나 추가 설비 없이도 플라즈마에 의해 식각되어 손상되기 전의 반도체 제조용 부품과 거의 균등한 수준의 재생품을 제조하고자 하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 규격화 가공하는 단계 후에, 상기 반도체 제조용 부품 상에 증착되고 규격화된 후에 남아있는 재생부의 두께는, 0.5 mm 내지 3 mm 인 것일 수 있다.
바람직한 일 예에 따르면, 상기 재생부의 두께는 1 mm 내지 2 mm 인 것일 수 있다.
본 발명에서 설명하는 반도체 제조용 부품은, 반도체용 웨이퍼를 제조하기 위한 플라즈마 처리장치에서 플라즈마에 의해 손상되어 교체를 요하는 어떠한 부품도 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부를 증착 형성하는 단계 이전에, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 손상 부분을 가공하는 단계를 포함하지 않는 것일 수 있다.
본 발명의 일 측에서는, 별도의 손상 부분 가공 단계를 추가하지 않음으로써 재생된 부품을 제조하는데 추가적인 가공 설비를 필요로 하지 않을 수 있고, 생산 시간에 있어서도 효율적인 이점이 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 반도체 제조용 부품이 재생되는 과정을 개략적으로 나타낸 단면 공정도이다. 본 발명의 일 측면에서는 도 3에 도시된 본 발명의 일 실시예와 같이 마스킹하는 단계를 포함하지 않고, 반도체 제조용 부품의 재생방법을 실시할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반도체 제조용 부품을 준비하는 단계와 상기 재생부를 형성하는 단계 사이에, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 적어도 일부를 마스킹하는 단계;를 더 포함하고, 상기 규격화 가공하는 단계는 상기 마스킹을 제거하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
상기 마스킹하는 단계는, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 비손상 부분 중 적어도 일부를 마스킹 할 수 있으며, 일 예에서는 손상 부분의 일 부분까지도 마스킹할 수도 있다.
플라즈마에 의해 손상되었지만, 반도체 제조 과정에서 직접적으로 이용되지 않아 재생부 형성이 필요 없다고 생각되는 부분 까지도 선택적으로 마스킹을 수행할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 마스킹하는 단계를 포함하여 반도체 제조용 부품이 재생되는 과정을 개략적으로 나타낸 단면 공정도이다.
아래에서는 도 4의 도면에 도시된 반도체 제조용 부품의 일 예인 엣지 링의 단면을 기준으로 본 발명에서 제공하는 일 실시예의 각 단계를 설명하도록 한다.
도 4(a)에는 플라즈마 손상 부분 및 비손상 부분을 포함하는 반도체 제조용 부품을 준비하는 단계가 도시되어 있다.
도 4(a)에는 반도체 제조용 부품의 일 예로서, 건식식각장치 내에서 플라즈마에 의해 식각되어 손상된 부분(112)과, 플라즈마에 노출되지 않아 식각되지 않은 다른 부분(114, 116 및 118)을 포함하는 손상된 엣지 링(100)의 단면이 도시되어 있다. 도 4(a)에서 플라즈마에 의해 식각되어 손상된 부분(112)은 도 2의 손상 전의 엣지 링과 비교해볼 때, 상단면, 단차면 및 웨이퍼에 의해 가리워지지 않은 안착면의 일부에 형성될 수 있다.
도 4(b)에는 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 일부를 마스킹(210)하는 단계가 도시되어 있다. 아래에서 설명할 것처럼, 본 발명의 일 예에서 제공하는 반도체 제조용 부품의 재생방법은 마스킹하는 단계를 포함하여 수행될 수도 있다.
상기 마스킹하는 단계는, 화학적 기상 증착법에 의한 증착 과정에서, 비손상 부분을 포함하는 영역에 마스킹을 형성하는 것일 수 있다. 이는 비손상 부분 표면에의 증착을 최소화하여 증착 후의 가공을 최소화하기 위한 것이다. 즉, 이러한 마스킹하는 단계는 반도체 제조용 부품을 재생하는 공정의 효율을 향상시키기 위해 수행되는 것이다.
이 때, 상기 재생부의 성분으로는 가공이 어려운 SiC, TaC와 같은 내플라즈마성 물질이 포함될 수 있다. 상기 재생부의 성분은, 재생부가 형성된 후에 플라즈마에 노출되는 환경 하에서 사용되더라도 재생부 아래의 비재생부가 노출되지 않도록 내플라즈마 특성이 강한 소재를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 소재를 이용할 경우, 이 후의 규격화 가공을 수행하는 과정에서 직접적인 재생부의 가공 면적을 최소화하는 것이 제품의 생산성을 확보하는데 대단히 중요할 수 있다. 본 발명의 일 측면에서는, 이 후의 규격화 가공하는 단계에서의 편의성 확보를 위해 비손상면을 포함하는 부분에 마스킹하는 구성을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 마스킹하는 단계는, 반도체 제조용 부품의 저면, 외측면 및 내측면으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 비손상 면을 마스킹하는 것을 포함하는 것일 수 있다. 본 발명의 반도체 제조용 부품의 일 예인 엣지 링을 예로 들어 설명하면, 도 4(b)와 같이 비손상면 부분에 해당하는 저면, 외측면 및 내측면 중 하나 이상에 마스킹이 형성될 수 있다.
상기 마스킹의 소재로는, 그라파이트 소재의 재료를 비롯한, 재생부에 포함되는 증착 물질보다 가공이 용이한 재료를 사용할 수 있다. 이로써, 이 후의 가공하는 단계에서, 증착 물질이 곧바로 형성된 부분 보다, 마스킹한 부분이 더 쉽게 가공될 수 있는 효과가 있다. 즉, 마스킹하는 단계를 본 발명의 반도체 제조용 부품의 제조방법에 포함함으로써, 재생된 반도체 제조용 부품의 규격화된 면을 손쉽게 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 4(c)에는 상기 일부가 마스킹된 반도체 제조용 부품에 화학적 기상 증착법으로 재생부(300)를 형성하는 단계가 도시되어 있다.
본 단계에서는 화학적 기상 증착법에 따라, 챔버 내에 일부가 마스킹된 반도체 제조용 부품이 피증착물이 되어 장착된 상태에서, 원료가스가 그 표면에 증착되어 비재생부 상에 재생부가 형성되는 것이다.
도 4(c)와 같이, 플라즈마에 의해 식각된 반도체 제조용 부품의 손상 부분은 평탄하고 고르지 않은 면을 포함할 수 있다. 이 때, 본 발명은 플라즈마에 의해 식각된 반도체 제조용 부품의 손상 부분을 별도로 평탄하게 선 가공하지 않고 재생부를 형성하는 것을 특징으로 한다. 이로 인해 본 발명의 일 측면에 따르면 추가될 수 있는 하나의 가공 단계가 생략되어 전체 공정의 속도가 상승하고 재생 공정에서 비용을 절감하는 효과가 생길 수 있다.
도 4(c)와 같이, 상기 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품은, 현장에서 요구되는 제품의 규격에 맞지 않게 가공되지 않은 형태일 수 있다.
재생부가 형성된 반도체 제조용 부품은 마스킹을 제거하는 공정과 규격화 가공하는 공정이 수행될 수 있다. 이 때, 마스킹을 제거하는 공정과 규격화 가공하는 공정은 동시에 수행될 수도 있고, 두 공정 중 어느 하나의 공정이 먼저 수행된 후 나머지 공정이 수행될 수도 있다. 이 때, 상술했던 바와 같이 마스킹을 제거하는 공정은, 형성된 재생부를 가공하여 규격화하는 공정에 비해 용이하게 수행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품을 규격화 가공하는 단계는, 상기 반도체 제조용 부품의 저면을 가공하여 상기 반도체 제조용 부품의 두께를 규격화하는 것을 포함하는 것일 수 있다.
증착에 의한 재생부의 형성에 따라 반도체 제조용 부품의 두께가 반도체 제조용 부품의 규격보다 커지게 될 수 있는데, 본 발명은 저면 가공을 통하여 규격화하는 것이 특징 중의 하나라고 할 수 있다.
도 4(c)에는 I - I' 절단선이 표시되어 있는데, 본 발명의 일 측면에서는 규격화 가공하는 단계에서, I - I' 절단선과 같이 반도체 제조용 부품의 저면을 가공해서 반도체 제조장치에 적용될 수 있는 반도체 제조용 부품을 규격화 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라, 반도체 제조용 부품의 저면을 가공하여 반도체 제조용 부품의 두께를 규격화하는 과정을 개략적으로 나타낸 단면 공정도이다.
도 5에 도시된 것은, 본 발명의 일 예에 따라 마스킹이 먼저 제거되고, 반도체 제조용 부품(일 예에 해당하는 엣지 링)(100)에 형성된 재생부(300)를 가공한 상태에서 반도체 제조용 부품의 저면을 I -I'선을 따라 절삭 가공하여 제품의 높이를 규격화하는 공정이다. 다만, 본 발명의 일 측면에서 제공하는 상기 마스킹을 제거하는 공정, 재생부를 이루는 증착층을 가공하는 공정 및 반도체 제조용 부품의 저면을 가공하는 공정은 모두 함께 수행될 수도 있고, 각각이 따로 순서에 관계없이 수행되는 것일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품을 규격화 가공하는 단계는, 상기 반도체 제조용 부품의 저면을 가공하여 상기 반도체 제조용 부품의 두께를 규격화하는 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부를 증착 형성하는 단계 이전에, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 저면을 가공하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 반도체 제조용 부품이 재생되는 과정을 개략적으로 나타낸 단면 공정도이다. 도 6에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예와 같이 본 발명의 일 측면에서는 마스킹하는 단계를 포함하지 않고, 반도체 제조용 부품의 재생방법을 실시할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따라, 마스킹하는 단계를 포함하여 반도체 제조용 부품이 재생되는 과정을 개략적으로 나타낸 단면 공정도이다.
아래에서는 도 7의 도면에 도시된 반도체 제조용 부품의 일 예인 엣지 링의 단면을 기준으로 본 발명에서 제공하는 다른 일 실시예의 각 단계를 설명하도록 한다.
도 7(a)에는 플라즈마 손상 부분 및 비손상 부분을 포함하는 반도체 제조용 부품을 준비하는 단계가 도시되어 있다.
도 7(b)에는, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 저면을 Ⅱ - Ⅱ' 선을 따라 가공하는 단계가 도시되어 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에서는, 재생부가 형성되어 두께가 두꺼워 질 것을 고려하여 준비된 반도체 제조용 부품의 저면을 선 가공하는 것을 특징으로 한다.
도 7(c)에는 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 일부를 마스킹(210)하는 단계가 도시되어 있다. 본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 지그는 도 4(b)에 도시된 지그와 같이 내측면, 외측면을 지지하는 지그와 저면을 지지하는 지그가 분리되어 형성될 수도 있으며, 도 7(c)와 같이 일체로 형성될 수도 있다.
도 7(d)에는 상기 일부가 마스킹된 반도체 제조용 부품에 화학적 기상 증착법으로 재생부(300)를 형성하는 단계가 도시되어 있다.
도 7(e)에는 상기 마스킹을 제거하는 단계를 포함하는, 상기 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품을 규격화 가공하는 단계가 도시되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부를 형성하는 단계 이전에, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 손상 부분을 세정하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 세정하는 단계에서는, 준비된 반도체 제조용 부품의 표면 불순물을 제거할 수 있다. 본 발명에서는 상기 세정하는 단계의 공정 방법 또는 공정 도구를 특별히 한정하지 아니한다.
본 발명의 일 측면에서 제공하는 상기 세정하는 단계는, 절삭 또는 평탄화를 수행하는 가공 공정과는 명확히 상이한 방법으로 수행될 수 있다. 플라즈마에 의해 식각된 반도체 제조용 부품의 손상 부분은 불규칙한 비평탄면을 보유할 수 있는데, 본 세정하는 단계는, 화학적 기상 증착이 효과적으로 이루어져 비평탄면을 밀착되어 형성하도록 세정하는 것이다. 이는, 절삭 또는 평탄화를 수행하는 가공 공정에 비해 그 공정이 수월하고 짧은 시간이 소요되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 세정하는 단계는, 건식 열처리 세정, 블러스트 세정, 브러싱 세정, 세정액 분사 세정, 화학적 세정 및 초음파 세정으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 세정액은 산성, 염기성 용액을 이용하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 준비된 반도체 제조용 부품은, 그라파이트, 반응소결 SiC, 상압소결 SiC, 핫프레스 SiC, 재결정 SiC, CVD SiC, TaC 및 YaC로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 측에 따르면, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 소재는, 반도체 제조용 장비 등에 이용될 수 있는 부품에 적용가능한 소재라면 그 종류를 특별히 한정하지 아니한다. 일 예로서, 모재로서 이용 가능한 소재인 그라파이트를 포함하는 탄소 소재, 내플라즈마 특성이 우수한 다양한 SiC 소재, 다양한 TaC 또는 YaC 소재 중 하나 이상을 포함하도록 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 측에 따르면, 상기 재생부는, SiC, TaC 또는 둘 다를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부를 형성하는 단계는, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 손상 부분을 포함하는 영역에 상기 증착이 이루어지는 것일 수 있다.
본 발명의 중요한 특징 중의 하나는, 상기 재생부를 형성하는 단계에서 준비된 반도체 제조용 부품의 손상 부분 상에 바로 증착 물질이 덮여 재생부가 형성되는 것이다. 즉, 손상 부분이 손상 상태 그대로인 상태에서 이에 재생부가 증착되는 것일 수 있다. 그 결과, 손상 부분과 그 위에 형성된 재생부 사이의 경계면은 손상된 형태, 즉 비평탄면일 수 있고, 수직 단면으로는 불규칙한 선으로 확인될 수 있다.
앞서 설명하였듯이 본 발명의 일 측에서는, 상기 재생부를 형성하는 단계는, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 가공 공정 프리 상태에서 수행되는 것일 수 있다.
즉, 본 발명은 재생부를 형성하는 단계 이전에 가공하는 공정 단계를 포함하지 않는 것일 수 있다. 본 발명의 일 측면에서는 특별히 손상된 부분을 가공하는 공정을 포함하지 않고도 효과적으로 플라즈마 처리 장치에서 사용할 수 있는 반도체 제조용 부품을 형성할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 재생부는 플라즈마에 의한 손상 부분에 그대로 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부를 형성하는 단계는, 상기 손상 부분의 비평탄면 상에 상기 재생부를 형성하는 것을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 규격화 가공하는 단계 전에, 상기 재생부를 증착 형성하는 단계에서, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 증착 형성된 코팅층 상에 형성된 재생부의 두께는 1 mm 내지 5 mm 인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비평탄면 중, 플라즈마에 노출되어 손상되기 전 동일한 높이이던 부분으로부터 형성된 비평탄면의 최고점과 최저점의 높이차(도 3의 h)는, 0.01 mm 내지 3 mm 인 것(실질적으로 3 mm 이하)일 수 있다. 상기 높이차는 경우에 따라 0.5 mm 내지 3 mm 수준으로 형성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마스킹하는 단계는, 지그에 의해 마스킹하는 것을 포함하는 것일 수 있다.
상기 마스킹하는 단계는, 상기 반도체 제조용 부품의 적어도 일 부분을 지지할 수 있는 지그에 의해 마스킹되는 것일 수 있다. 상기 지그는, 상기 손상된 반도체 제조용 부품의 손상되지 않은 면 중 저면을 지지하는 기준 지그를 포함할 수 있고, 상기 손상된 반도체 제조용 부품의 손상된 다른 면들을 지지하는 타면 지그를 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 마스킹하는 단계는, 상기 반도체 제조용 부품의 저면, 외측면 및 내측면으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 면의 비손상 부분을 포함하도록 마스킹하는 것일 수 있다.
즉 상기 지그는 반도체 제조용 부품의 비손상 부분이 존재할 수 있는 저면, 외측면 및 내측면을 지지할 수 있으며, 이 때 상기 지그는 저면을 지지하는 기준 지그와 타면 지그(내측면 지그 및 외측면 지그)를 포함할 수 있다. 상기 기준 지그와 상기 타면 지그는 분리된 구조(도 4(b) 참조)인 것일 수 있고, 일체화된 구조(도 7(c) 참조)인 것일 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품을 규격화 가공하는 단계 이후에, 상기 반도체 제조용 부품을 마무리 세정하는 단계;를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 마무리 세정하는 단계는, 마스킹을 제거하고 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품을 규격화 가공한 후에 최종적으로 세정하는 단계이다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 마무리 세정하는 단계는, 제 1 물리적 또는 화학적 세정단계, 열처리 세정단계 및 제 2 물리적 또는 화학적 세정단계를 포함하는 것일 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 물리적 또는 화학적 세정단계는 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니하나, 산, 염기, 증류수를 포함한 순수한 용액 또는 초음파를 사용하여 세정하는 것일 수 있다. 이는, 상기 반도체 제조용 부품의 표면에 남아있는 불순물을 제거하기 위함이다. 상기 열처리 세정단계는, 상기 제 1 물리적 또는 화학적 세정단계에서 미처 세정되지 아니한 잔류 불순물을 온도를 높임으로써 제 2 물리적 또는 화학적 세정단계를 통해 세정 가능하게 만들기 위한 과정이다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 열처리 세정단계의 열처리 온도는, 800 ℃ 내지 1400 ℃ 인 것일 수 있다. 증착 물질을 고려할 때, 상기 열처리 온도를 형성함으로써, 제 1 물리적 또는 화학적 세정단계를 통해 세정되지 않은 잔류 불순물을, 추가적으로 세정될 수 있는 상태로 만들 수 있다. 상기 열처리 온도가 800 ℃ 미만의 경우, 상기 잔류 불순물이 충분히 세정 가능한 상태로 되지 않는 문제점이 있을 수 있고, 1400 ℃ 초과의 경우, 지나친 고온을 형성하기 위한 공정 설계상, 생산 단가 증가의 문제점이 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부를 형성하는 단계는, 상기 플라즈마 손상 부분의 식각된 두께를 확인하는 단계; 및 상기 식각된 두께의 최대값의 120 % 내지 400 % 두께로 재생부를 형성하는 단계;를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면 상기 재생부를 형성하는 단계에서는, 재생부를 적절한 두께로 형성하는 것이 중요할 수 있다. 상기 재생부가 지나치게 얇게 형성될 경우, 플라즈마에 의해 재생부가 모두 식각되어 아래 층의 비재생부의 손상 부분이 노출될 수 있다. 이는 플라즈마 처리 기법 과정에서 생산되는 반도체 제품의 품질을 저하시키는 직접적인 원인이 될 수 있다. 또한 상기 재생부가 지나치게 두껍게 형성될 경우 증착되어 재생부를 형성하는 원료의 낭비가 심해지고, 가공에 소비되는 비용과 노력이 증가하게 되어 최종적으로 반도체 제품의 단가를 상승시키고 생산 효율을 저하시키는 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 측면에서는 재생부의 두께를 적절하게 제어하는 것이 중요한 요소가 될 수 있다.
본 발명의 일 측면에서는 재생부를 형성하는 단계에서, 원래의 반도체 제조용 부품의 두께 대비 플라즈마 손상 부분을 포함하는 반도체 제조용 부품의 식각된 두께를 먼저 확인하고, 상기 손상 부분의 식각된 두께의 최대값의 120 % 내지 400 % 두께로 재생부를 형성할 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 형성되는 재생부가, 상기 식각된 두께의 최대값의 120 % 미만의 경우, 손상 부분의 비평탄면이 플라즈마에 의해 다시 노출될 수 있는 등의 문제가 생길 수 있다. 또한, 반도체 제조용 부품의 재생이, 사용 중 모재 또는 증착층 간의 경계가 플라즈마 식각에 의하여 노출되기 전에 재생 공정을 수행하는 점을 고려하면, 형성되는 재생부가 상기 식각된 두께의 최대값의 400%를 초과하는 경우에는 지나치게 두꺼운 재생층이 형성되어, 규격화를 위하여 가공하여야 하는 두께가 커지게 되어, 재생 효율이 떨어지게 되는 등의 문제가 생길 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에서 제공하는 재생된 반도체 제조용 부품은, 플라즈마 손상 부분 및 비손상 부분을 포함하는 비재생부; 및 상기 비재생부 상에 형성된 재생부;를 포함하고, 상기 손상 부분과 상기 재생부 간의 경계는 비평탄면을 포함하는 것이다.
본 발명의 재생된 반도체 제조용 부품은, 비재생부 상에 형성된 재생부를 가지는 것 외에, 비재생부 중 플라즈마에 의해 식각된 손상 부분 상에 가공 없이 형성된 재생부를 포함하는 것으로서, 손상 부분과 재생부 간의 경계는 비평탄한 면으로 구성되는 특징을 가진다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 비재생부, 상기 재생부 또는 이 둘은 내플라즈마성인 것일 수 있다. 상기 반도체 제조용 소모성 부품의 비재생부, 상기 재생부 또는 이 둘은 플라즈마에 노출되어 식각되고 손상될 수 있다. 따라서, 손상될 경우 교체가 필수적으로 수반되어야 하는데, 잦은 교체로 인한 반도체 제품의 생산 비용을 절감하기 위해, 상기 비재생부, 상기 재생부 또는 이 둘은 내플라즈마성 소재인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비재생부 및 상기 재생부는 투과도가 상이한 것일 수 있다.
본 발명에서 의미하는 투과도는 물질층을 빛이 통과하는 정도로서, 물질층을 통과하여 나온 빛의 세기를 물질층에 대한 입사광의 세기로 나눈 값에 해당한다. 투과도는 다양한 방법으로 측정될 수 있으나, 3 mm 두께로 시편을 제작하고 광도 150 Lux 이상의 광원을 이용하여 시편과 광원과의 거리가 7 cm 이내에서 측정한 것일 수 있다. 두께나 광원, 시편과 광원과의 거리에 따라 투과도는 달라지게 되므로, 투과도는 동일한 두께인 경우의 상대값으로 고려될 수 있다. 따라서, 투과도는 물질의 고유한 특징에 해당하며, 동일한 성분 및 조성을 가진 소재라도 그 결정 구조나 상에 따라 서로 다른 투과도를 가질 수 있다. 본 발명의 재생된 반도체 제조용 부품은 투과도가 다른 비재생부 및 재생부를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 측면에서 제공하는 재생된 반도체 제조용 부품의 비재생부 및 재생부의 성분이 서로 동일하더라도, 상기 비재생부 및 재생부의 투과도는 상이한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비평탄면 중, 플라즈마에 노출되어 손상되기 전 동일한 높이이던 부분으로부터 형성된 비평탄면의 최고점과 최저점의 높이차(도 3의 h)는, 0.01 mm 내지 3 mm(실질적으로 3 mm 이하) 인 것일 수 있다. 일 예의 경우, 상기 높이차는 0.5 mm 내지 3 mm 인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부 상에 형성된 2차 재생부를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따라 형성된 재생부가 형성된 재생된 반도체 제조용 부품을 플라즈마를 이용한 건식식각장치에서 사용할 경우, 재생부가 다시 식각될 수 있다. 이 때, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 재생부가 식각된 반도체 제조용 부품 상에 재생부를 형성하는 방법과 동일한 공정에 의해 2차 재생부를 형성하여 생성된 반도체 제조용 부품을 제공할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부와 상기 2차 재생부 사이의 경계면은 비평탄면을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비평탄면의 표면 조도는, 0.1 ㎛ 내지 2.5 ㎛ 인 것일 수 있다.
이 때, 재생부는 건식식각장치에서 사용되면서 플라즈마에 의해 식각되어 손상 부분이 형성될 수 있고, 이 때 재생부의 손상 부분은 최초 비재생부의 손상 부분과 유사하게 비평탄면을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 측면에서는 이러한 재생부의 비평탄면 상에 가공없이 재차 형성된 2차 재생부를 포함하는 반도체 제조용 부품을 제공하는 것이다. 이 때 2차 재생부는 단일 층으로 형성될 수도 있고, 복수 층으로 형성될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생부 및 상기 2차 재생부 간의 투과도 차이는, 상기 비재생부 및 상기 재생부 간의 투과도 차이에 비해 작은 것일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라, 재생부 상에 2차 재생부가 복수 층으로 형성된 재생된 반도체 제조용 부품을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 비재생부(100) 상에 재생부(310) 형성 - 건식식각장치 내 사용 - 제1의 2차 재생부 형성(320) - 건식식각장치 내 사용 - 제2의 2차 재생부 형성(330)의 단계를 거쳐 형성된 재생된 반도체 제조용 부품의 단면을 도시하고 있는 것이다.
이러한 각 단계를 거쳐 형성된 본 발명의 일 예에 따르는 반도체 제조용 부품은 비재생부와 재생부 사이의 경계면에 비평탄면을 포함하고 있음은 물론, 재생부와 제1의 2차 재생부 사이, 제1의 2차 재생부(320)와 제2의 2차 재생부(330) 사이에도 비평탄면을 포함할 수 있음을 보여주고 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 적층된 층의 각 층의 경계에서, 하나 이상의 이상 조직의 성장의 단절을 포함하는 것일 수 있다. 적층된 각 층 내부에서는 불순물 또는 동종반응을 통해 형성된 핵에 의해 이상 조직 구조가 발생할 수 있다. 이와 같은 이상 조직 구조의 성장을 제어하는 것은 화학적 기상 증착 방식으로 반도체 제조용 부품을 제조하는 과정에서 중요한 문제가 된다. 발명의 일 측면에서는, 종래의 연속적인 증착 과정을 단절시켜 단계적으로 각 층을 형성함으로써 비정상 결정 구조의 계속적인 성장을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 재생부를 1차 재생부, 2차 재생부(제1의 2차 재생부 및 제2의 2차 재생부)와 같이 복수 개의 층으로 형성할 경우, 각 층간의 경계에서 이상조직의 계속적 성장은 단절되고, 균질한 품질의 재생부가 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명의 반도체 제조용 부품(재생부가아닌 부분)이 복수 층으로 형성될 경우에 층 간의 경계에서 투과도가 점진적으로 변화하는 특징을 확인한 단면 SEM 사진이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 반도체 제조용 부품은 복수 층을 포함하도록 형성될 수 있고, 그 경우 각 층간의 경계에서 투과도가 점진적으로 변화하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 적층된 층의 각 층의 경계에서 색이 점진적으로 변하는 것일 수 있다. 적층된 각 층은 투과도 외에, 색이 상이할 수 있다. 이 때, 적층된 각 층의 경계에서 색의 변화는 상이한 색이 단절적, 구분적으로 경계가 확연히 구분되도록 변화하지 않고, 점진적으로 변화할 수 있다. 이와 같이 투과도를 점진적으로 변화시키기 위해, 본 발명에서는 복수 개의 원료 가스 분사 도입구를 이용하고, 분사 도입구를 달리하며 각 층을 적층 형성하는 방식을 이용할 수 있다.
반면, 본 발명의 일 예에 따라서, 재생된 반도체 제조용 부품이 재생부와 제2 재생부를 더 포함할 경우, 재생부 및 제2 재생부의 각 층간의 경계는 투과도가 단절적으로 변하는 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따르는 재생된 반도체 제조용 부품은, 플라즈마 손상 부분 및 비손상 부분을 포함하는 비재생부; 및 상기 비재생부 상에 형성된 재생부;를 포함하고, 상기 손상 부분과 상기 재생부 간의 경계는 비평탄면을 포함하고, 상기 비평탄면의 표면 조도는, 0.1 ㎛ 내지 2.5 ㎛ 인 것이고, 상기 비재생부, 상기 재생부 또는 이 둘은 SiC 또는 TaC 중 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
재생부를 증착하는 과정에서 시간과 비용을 절감하기 위하여, 최초에 재생부가 증착되기 시작하는 재생부의 하부 영역은 증착 온도나 증착 가스 유량을 낮추어 천천히 증착하고, 상부 영역은 증착 온도나 증착 가스 유량을 높여서 빠르게 증착할 수 있다. 이 경우, 하부 재생부 영역은 작은 결정립이 형성되면서 플라즈마에 의해 손상된 반도체 제조용 부품과의 경계에서 작고 고른 입자를 형성하며 균질한 증착층을 형성하게 되고, 상부 재생부 영역은 보다 빠른 증착을 통해 효율적인 증착이 가능하도록 할 수 있다. 일 예로서, 상기 하부 재생부 영역은 상기 재생부 전체 두께의 5 % 내지 30 % 수준으로 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비평탄면 중, 플라즈마에 노출되어 손상되기 전 동일한 높이이던 부분으로부터 형성된 비평탄면의 최고점과 최저점의 높이차(도 3의 h)는, 0.01 mm 내지 3 mm 인(실질적으로 3mm 이하) 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생된 반도체 제조용 부품은, 플라즈마 처리장치 부품으로서, 링, 전극부 및 컨덕터로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 비재생부의 상기 재생부에 접하는 부분의 표면 조도(Ra)는 0.1 ㎛ 내지 2.5 ㎛ 인 것일 수 있다.
별도의 가공 단계를 포함하지 않더라도 상기 비재생부의 표면 조도 값이 0.1 ㎛ 내지 2.5 ㎛ 수준으로 형성될 때, 재생부는 비재생부의 표층 상에 균질한 증착층을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 비재생부, 상기 재생부 또는 이 둘은 SiC 또는 TaC 중 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.
상기 비재생부, 상기 재생부 또는 이 둘은, 현재까지 연구된 다양한 내플라즈마성 소재, 일 예로서, SiC 또는 TaC 중 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, SiC 성분은 강한 공유결합 물질로 다른 세라믹 재료에 비해 열전도율, 경도, 내산화성, 내마모성, 내부식성을 비롯하여 뛰어난 내플라즈마성을 보유한 소재로서, 가혹한 조건에서 정밀한 공정을 필요로 하는 반도체 제조용 소재로 우수한 특성을 보유하는 재료이다. TaC 또한 최근의 다양한 연구에서 SiC를 대체할 수 있는, 혹은 SiC를 더 개량한 성분으로서 각광받는 재료 중 하나이다.
또한, 본 발명의 일 측면에서는 상기 비재생부, 상기 재생부 또는 이 둘은 SiC, TaC 외에 추가적으로 하이드로카본을 포함한 다른 성분을 더 포함할 수도 있다. 상기 하이드로카본은 CxHy의 화학식을 가지는 것으로, x가 1이상, y가 2 이상의 정수인 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 엣지 링은 탄화실리콘 기판에 실리콘층이 코팅된 구조일 수도 있다. 특히 상기 재생부는 SiC 및 TaC 외에 내플라즈마 특성이 우수한 소재라면 추가적인 성분을 더 포함할 수도 있다. 상기 재생부를 형성하는 방법에 대해서는 CVD 기법을 이용하는 것 외에도 증착층을 형성하는 방법이라면 다양한 수단을 추가적으로 이용할 수 있으며, 그 예로서, 반응소결법, 상압소결법, 가압소결법 등 다양한 방법을 이용할 수도 있다. 한편, 상기 비재생부와 상기 재생부의 성분은 동일 할 수 있다. 상기 비재생부와 재생부의 성분이 동일할 경우, 최초의 손상 전의 반도체 제조장치 부품을 그대로 대체할 수 있는 제품을 제조할 수 있다. 또한, 상기 재생부의 성분은 상기 비재생부의 성분과 달리, 내플라즈마성을 포함하여 필요에 따라 비재생부의 물성보다 더 물성이 우수한 특징을 갖는 물질을 포함할 수도 있다.
또한, 상기 비재생부와 상기 재생부는 생산될 웨이퍼와 성분원소가 동일할 수 있다. 상기 재생부가 제조할 웨이퍼와 전혀 상이한 성분을 포함할 경우, 플라즈마에 의해 상기 반도체 제조장치 부품이 손상될 때, 그 성분이 외부로 유출되어 웨이퍼를 오염시킬 수 있기 때문이다. 상기 재생부가 형성되기 전의 반도체 제조용 부품의 비재생부와 상기 재생부의 구성 원소 및 성분 분포는 같을 수도 있고, 다를 수도 있다. 즉, 상기 비재생부, 상기 재생부 또는 이 둘은 SiC, TaC 또는 둘 다를 포함함으로써, 굴곡강도가 월등히 높아질 수 있고, 플라즈마에 대한 높은 내식성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 반도체 제조용 부품은, 플라즈마 처리장치 부품으로서, 링, 전극부 및 컨덕터로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다.
그러나, 본 발명에서 설명하는 재생된 반도체 제조용 부품은, 위의 링, 전극부 및 컨덕터에 한정되는 것은 아니며, 반도체용 웨이퍼를 제조하기 위한 플라즈마 처리장치에서 플라즈마에 의해 손상되어 교체를 요하는 어떠한 부품도 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 재생된 반도체 제조용 부품은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 반도체 제조용 부품의 재생방법에 의해 재생된 것일 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (28)

  1. 증착 형성된 코팅층이 플라즈마에 노출되어 손상 부분 및 비손상 부분을 함께 포함하는, 반도체 제조용 부품을 준비하는 단계;
    상기 준비된 반도체 제조용 부품에 CVD 기법을 이용하여 재생부를 증착 형성하는 단계; 및
    상기 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품을 규격화 가공하는 단계;를 포함하고,
    상기 반도체 제조용 부품의 증착 형성된 코팅층과 상기 재생부는 투과도가 상이한 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 규격화 가공하는 단계 후에, 상기 반도체 제조용 부품 상에 증착되고 규격화된 후에 남아있는 재생부의 두께는, 0.5 mm 내지 3 mm 인 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 재생부를 증착 형성하는 단계 이전에,
    상기 준비된 반도체 제조용 부품의 손상 부분을 가공하는 단계를 포함하지 않는 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 제조용 부품을 준비하는 단계와 상기 재생부를 형성하는 단계 사이에, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 적어도 일부를 마스킹하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 규격화 가공하는 단계는 상기 마스킹을 제거하는 단계를 포함하는 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품을 규격화 가공하는 단계는,
    상기 반도체 제조용 부품의 저면을 가공하여 상기 반도체 제조용 부품의 두께를 규격화하는 것을 포함하는 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 재생부를 증착 형성하는 단계 이전에,
    상기 준비된 반도체 제조용 부품의 저면을 가공하는 단계;를 더 포함하는 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 준비된 반도체 제조용 부품은, 그라파이트, 반응소결 SiC, 상압소결 SiC, 핫프레스 SiC, 재결정 SiC, CVD SiC, TaC 및 YaC로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 재생부는, SiC, TaC 또는 둘 다를 포함하는 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 재생부를 형성하는 단계는,
    상기 준비된 반도체 제조용 부품의 손상 부분을 포함하는 영역에 상기 증착이 이루어지는 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 재생부를 형성하는 단계는,
    상기 손상 부분의 비평탄면 상에 상기 재생부를 형성하는 것을 포함하는 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 규격화 가공하는 단계 전에,
    상기 재생부를 증착 형성하는 단계에서, 상기 준비된 반도체 제조용 부품의 증착 형성된 코팅층 상에 형성된 재생부의 두께는 1 mm 내지 5 mm 인 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 비평탄면 중, 플라즈마에 노출되어 손상되기 전 동일한 높이이던 부분으로부터 형성된 비평탄면의 최고점과 최저점의 높이차는, 0.5 mm 내지 3 mm 인 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  13. 제4항에 있어서,
    상기 마스킹하는 단계는,
    지그에 의해 마스킹하는 것을 포함하는 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  14. 제4항에 있어서,
    상기 마스킹하는 단계는,
    상기 반도체 제조용 부품의 저면, 외측면 및 내측면으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 면의 비손상 부분을 포함하도록 마스킹하는 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 재생부가 형성된 반도체 제조용 부품을 규격화 가공하는 단계 이후에,
    상기 반도체 제조용 부품을 마무리 세정하는 단계;를 더 포함하는 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 세정하는 단계는,
    건식 열처리 세정, 블러스트 세정, 브러싱 세정, 세정액 분사 세정, 화학적 세정 및 초음파 세정으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 재생부를 형성하는 단계는,
    상기 플라즈마 손상 부분의 식각된 두께를 확인하는 단계; 및
    상기 식각된 두께의 최대값의 120 % 내지 400 % 두께로 재생부를 형성하는 단계;를 포함하는 것인,
    반도체 제조용 부품의 재생방법.
  18. 플라즈마 손상 부분 및 비손상 부분을 포함하는 비재생부; 및
    상기 비재생부 상에 형성된 재생부;를 포함하고,
    상기 손상 부분과 상기 재생부 간의 경계는 비평탄면을 포함하는 것인,
    재생된 반도체 제조용 부품.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 비재생부 및 상기 재생부는 투과도가 상이한 것인,
    재생된 반도체 제조용 부품.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 비평탄면 중, 플라즈마에 노출되어 손상되기 전 동일한 높이이던 부분으로부터 형성된 비평탄면의 최고점과 최저점의 높이차는, 0.5 mm 내지 3 mm 인 것인,
    재생된 반도체 제조용 부품.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 재생부 상에 형성된 2차 재생부를 더 포함하는 것인,
    재생된 반도체 제조용 부품.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 재생부와 상기 2차 재생부 사이의 경계면은 비평탄면을 포함하는 것인,
    재생된 반도체 제조용 부품.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 비평탄면의 표면 조도는, 0.1 ㎛ 내지 2.5 ㎛ 인 것인,
    재생된 반도체 제조용 부품.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 재생부 및 상기 2차 재생부 간의 투과도 차이는, 상기 비재생부 및 상기 재생부 간의 투과도 차이에 비해 작은 것인,
    재생된 반도체 제조용 부품.
  25. 플라즈마 손상 부분 및 비손상 부분을 포함하는 비재생부; 및
    상기 비재생부 상에 형성된 재생부;를 포함하고,
    상기 손상 부분과 상기 재생부 간의 경계는 비평탄면을 포함하고,
    상기 비평탄면의 표면 조도는, 0.1 ㎛ 내지 2.5 ㎛ 인 것이고,
    상기 비재생부, 상기 재생부 또는 이 둘은 SiC 또는 TaC 중 하나 이상을 포함하는 것인,
    재생된 반도체 제조용 부품.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 비평탄면 중, 플라즈마에 노출되어 손상되기 전 동일한 높이이던 부분으로부터 형성된 비평탄면의 최고점과 최저점의 높이차는, 0.5 mm 내지 3 mm 인 것인,
    재생된 반도체 제조용 부품.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 재생된 반도체 제조용 부품은, 플라즈마 처리장치 부품으로서, 링, 전극부 및 컨덕터로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인,
    재생된 반도체 제조용 부품.
  28. 제18항 또는 제25항에 있어서,
    상기 재생된 반도체 제조용 부품은, 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 반도체 제조용 부품의 재생방법에 의해 재생된 것인,
    재생된 반도체 제조용 부품.
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