KR20240055626A - 내플라즈마성 유리, 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품 및 그들의 제조 방법 - Google Patents

내플라즈마성 유리, 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품 및 그들의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내플라즈마성 유리, 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품 및 그들의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 내플라즈마성 유리 성분들의 함량을 조절하여 용융 온도를 낮게 구현하고, 열팽창계수를 감소시켜 고온 사용시 열충격에 손상을 방지할 수 있으며, 광투과율 및 내구성을 향상시키고, 적절한 유전 상수를 가지며, 용융물의 점도를 조절하여 성형성을 향상시킨 내플라즈마성 유리, 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품 및 그들의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

내플라즈마성 유리, 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품 및 그들의 제조 방법{PLASMA RESISTANT GLASS, PARTS AT CHAMBER INSIDE FOR SEMICONDUCTOR MANUFACTURING PROCESS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 내플라즈마성 유리, 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품 및 그들의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로 내플라즈마성 유리 성분들의 함량을 조절하여 용융 온도를 낮게 구현하고, 열팽창계수를 감소시켜 고온 사용시 열충격에 손상을 방지할 수 있으며, 광투과율 및 내구성을 향상시키고, 유전 상수를 감소시키며, 용융물의 점도를 조절하여 성형성을 향상시킨 내플라즈마성 유리, 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품 및 그들의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 및/또는 디스플레이 제조 시 플라즈마 식각 공정이 적용되고 있다. 최근 나노 공정이 적용되면서, 식각의 난이도가 증가되고 고밀도 플라즈마 환경에 노출되는 공정 챔버의 내부 부품은 내식성을 갖는 알루미나(Al2O3), 이트리아(Y2O3)와 같은 산화물계 세라믹이 주로 사용되고 있다.
다결정 소재가 불소계 가스를 사용하는 고밀도 플라즈마 식각 환경에 장기간 노출될 경우, 국부적인 침식으로 인해 입자가 탈락되고, 이에 따른 오염 입자의 발생 확률이 높아진다. 이는 반도체/디스플레이의 결함을 유발하며 생산 수율에 악영향을 미친다. 또한, 산화물계 세라믹 소재는 용융 온도가 높아 작업성이 낮은 문제점이 있었다.
따라서, 용융 온도가 낮으면서도 기존의 내플라즈마성 유리의 열충격 손상을 방지할 수 있으며, 유전 상수를 감소시키고, 점도를 조절하여 원하는 형상으로 용이하게 성형할 수 있는 기술개발이 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반도체 제조 공정에서 사용되는 챔버 내부의 플라즈마에 의하여 저항성이 우수하며, 고온조건에서 내열성이 우수하여 챔버 내부에 사용되는 부품의 손상을 방지하고, 용융 온도를 낮게 구현할 수 있으며, 적절한 범위의 유전 상수를 갖고 점도를 조절하여 원하는 형상으로 용이하게 성형할 수 있는 내플라즈마성 유리, 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품 및 그들의 제조 방법을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시상태는 Si계 산화물, Al계 산화물, Mg계 산화물, Mg계 할로겐화물 및 Ge계 산화물을 포함하는 내플라즈마성 유리를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Si계 산화물의 함량은 20 중량% 이상 70 중량% 이하이며, 상기 Al계 산화물의 함량은 5 중량% 이상 30 중량% 이하이고, 상기 Mg계 산화물의 함량은 5 중량% 이상 50 중량% 이하이며, 상기 Mg계 할로겐화물의 함량은 0.01 중량% 이상 10 중량% 이하이고, 상기 Ge계 산화물의 함량은 0.01 중량% 이상 25 중량% 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 광투과율이 80% 이상 100% 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 비커스 경도가 550 HV 이상 1,000 HV 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 유리전이온도는 600 ℃ 이상 850 ℃ 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 열팽창계수는 4.0×10-6 m/(m℃) 이상 6.0×10-6 m/(m℃) 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 불소(fluorine)와 아르곤(Ar)의 혼합 플라즈마에 의한 식각률이 0 nm/min 초과 100 nm/min 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 용융점이 1,400 ℃ 이상 1,700 ℃ 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 내플라즈마성 유리로 제조된 것인 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내부용 부품은 포커스링(focus ring), 엣지링(edge ring), 커버링(cover ting), 링 샤워(ring shower), 인슐레이텨(insulator), EPD 윈도우(window), 전극(electrode), 뷰포트(view port), 인너셔터(inner shutter), 정전척(electro static chuck), 히터(heater), 챔버 라이너(chamber liner), 샤워 헤드(shower head), CVD(Chemical Vapor Deposition)용 보트(boat), 월 라이너(wall liner), 쉴드(shield), 콜드 패드(cold pad), 소스 헤드(source head), 아우터 라이너(outer liner), 디포지션 쉴드(deposition shield), 어퍼 라이너(upper liner), 배출 플레이트(exhaust plate) 및 마스크 프레임(mask frame) 중에서 어느 하나인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 20 중량% 이상 70 중량% 이하의 Si계 산화물, 5 중량% 이상 30 중량% 이하의 Al계 산화물, 5 중량% 이상 50 중량% 이하의 Mg계 산화물, 0.01 중량% 이상 10 중량% 이하의 Mg계 할로겐화물 및 0.01 중량% 이상 50 중량% 이하의 Ge계 산화물을 포함하는 조성물을 용융시키는 단계; 및 상기 용융된 조성물을 냉각하는 단계;를 포함하는, 내플라즈마성 유리의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 조성물을 용융시키는 단계의 용융 온도는 1,400 ℃ 이상 1,700 ℃ 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 내플라즈마성 유리를 용융시키는 단계; 상기 용융된 내플라즈마성 유리를 금형에 주입하는 단계; 및 상기 주입된 내플라즈마성 유리를 어닐링하는 단계를 포함하는 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리를 용융시키는 단계의 용융 온도는 1,400 ℃ 이상 1,700 ℃ 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 어닐링하는 단계의 온도는 400 ℃ 이상 900 ℃ 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 내플라즈마성 유리는 특정한 범위의 유전 상수를 가질 수 있고, 용융 온도를 낮게 구현하여 가공성을 향상시키며, 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품을 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 내플라즈마성 유리는 내플라즈마성을 향상시키고, F 첨가에 따른 점도가 감소하여 성형성을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 내플라즈마성 유리는 낮은 열팽창계수 특성을 발현하므로 고온 분위기에서 열충격에 의한 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 내플라즈마성 유리는 광투과율이 향상되며, 경도를 향상시켜 기계적 특성이 향상되므로 플라즈마 식각환경에서의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품은 플라즈마에 대한 식각률을 낮게 구현하여 반도체 제조 공정에서 사용시간을 향상시킬 수 있으며, 열충격에 대한 부품 손상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 내플라즈마성 유리의 제조방법은 용이하게 내플라즈마성 유리를 제조하며 고온 분위기에서 열충격에 의한 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 제조방법은 다양한 형상을 갖는 부품을 제조할 수 있으며 고온 분위기에서 열충격에 의한 손상을 방지하고 용이하게 부품을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 내플라즈마성 유리의 제조방법은 조성물의 점도를 조절하여 성형성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 내플라즈마성 유리의 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 제조방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 실시예 1의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 실시예 2의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시상태에 따른 실시예 3의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시상태에 따른 실시예 4의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시상태에 따른 실시예 5의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다.
도 8은 비교예 1의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다.
도 9는 비교예 2의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 명세서 전체에서, "A 및/또는 B"는 "A 및 B, 또는 A 또는 B"를 의미한다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 실시상태는 Si계 산화물, Al계 산화물, Mg계 산화물, Mg계 할로겐화물 및 Ge계 산화물을 포함하는 내플라즈마성 유리를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 내플라즈마성 유리는 낮은 유전 상수를 가질 수 있고, 용융 온도를 낮게 구현하여 가공성을 향상시키며, 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품을 용이하게 제조할 수 있으며, 낮은 열팽창계수 특성을 발현하므로 고온 분위기에서 열충격에 의한 손상을 방지할 수 있고, 광투과율이 향상되며, 경도를 향상시켜 기계적 특성이 향상되므로 플라즈마 식각환경에서의 내구성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 상기 조성물의 용융물의 점도를 조절하여 성형성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리는 Si계 산화물, Al계 산화물, Mg계 산화물, Mg계 할로겐화물 및 Ge계 산화물을 포함하는 내플라즈마성 유리 조성물이 용융되어 형성된 것 일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리에서 상기 Si계 산화물의 함량은 20 중량% 이상 70 중량% 이하이며, 상기 Al계 산화물의 함량은 5 중량% 이상 30 중량% 이하이고, 상기 Mg계 산화물의 함량은 5 중량% 이상 50 중량% 이하이며, 상기 Mg계 할로겐화물의 함량은 0.01 중량% 이상 10 중량% 이하이고, 상기 Ge계 산화물의 함량은 0.01 중량% 이상 25 중량% 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 내플라즈마성 유리는 20 중량% 이상 70 중량% 이하의 Si계 산화물, 5 중량% 이상 30 중량% 이하의 Al계 산화물, 5 중량% 이상 50 중량% 이하의 Mg계 산화물, 0.01 중량% 이상 10 중량% 이하의 Mg계 할로겐화물, 0.01 중량% 이상 50 중량% 이하의 Ge계 산화물 및 불가피한 불순물을 포함하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 내플라즈마성 유리는 20 중량% 이상 70 중량% 이하의 Si계 산화물, 5 중량% 이상 30 중량% 이하의 Al계 산화물, 5 중량% 이상 50 중량% 이하의 Mg계 산화물, 0.01 중량% 이상 10 중량% 이하의 Mg계 할로겐화물, 0.01 중량% 이상 25 중량% 이하의 Ge계 산화물 및 불가피한 불순물을 포함하는 조성물이 용융되어 형성된 것일 수 있으며, 상기 내플라즈마성 유리는 상기 각각의 성분비로 균일하게 포함된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리는 20 중량% 이상 70 중량% 이하의 Si계 산화물을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 Si계 산화물의 함량은 25 중량% 이상 69 중량% 이하, 30 중량% 이상 68 중량% 이하, 35 중량% 이상 67 중량% 이하, 40 중량% 이상 66 중량% 이하, 45 중량% 이상 65 중량% 이하, 50 중량% 이상 65 중량% 이하 또는 55 중량% 이상 65 중량% 이하인 것일 수 있다. 상술한 것과 같이, 상기 Si계 산화물을 포함하며, 상술한 범위에서 상기 Si계 산화물의 함량을 조절함으로써, 상기 내플라즈마성 유리의 기본 물성을 확보하며, 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 상기 내플라즈마의 가공을 용이하게 하여 부품의 생산비용을 절감시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리는 5 중량% 이상 30 중량% 이하의 Al계 산화물을 포함할 수 있다. 구체적으로 상기 Al계 산화물의 함량은 6 중량% 이상 29 중량% 이하, 7 중량% 이상 28 중량% 이하, 8 중량% 이상 27 중량% 이하, 9 중량% 이상 26 중량% 이하 또는 10 중량% 이상 25 중량% 이하인 것일 수 있다. 상술한 것과 같이, 상기 Al계 산화물을 포함하며, 상술한 범위에서 상기 Al계 산화물의 함량을 조절함으로써, 아웃개싱(outgasing)을 방지할 수 있고 파티클(particle)의 발생도 억제할 수 있으며, 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 내마모성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리는 5 중량% 이상 50 중량% 이하의 Mg계 산화물을 포함한다. 구체적으로 상기 Mg계 산화물의 함량은 6 중량% 이상 40 중량% 이하, 6 중량% 이상 30 중량% 이하, 6 중량% 이상 20 중량% 이하 또는 6 중량% 이상 15 중량% 이하인 것일 수 있다. 상술한 것과 같이, 상기 Mg계 산화물을 포함하며, 상술한 범위에서 상기 Mg계 산화물의 함량을 조절함으로써, 유리의 열팽창계수 및 유리전이온도를 낮게 구현하고, 고온에서의 열충격을 최소화하고 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 유전 상수를 적절한 범위로 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리는 0.01 중량% 이상 10 중량% 이하의 Mg계 할로겐화물을 포함한다. 구체적으로 상기 Mg계 할로겐화물은 1 중량% 이상 9 중량% 이하, 2 중량% 이상 7 중량% 이하 또는 2 중량% 이상 5 중량% 이하인 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 Mg계 할로겐화물을 포함하며, 상술한 범위에서 상기 Mg계 할로겐화물의 ?t량을 조절함으로써, 상기 내플라즈마성 유리의 용융물의 점도를 감소시켜 상기 내플라즈마 유리의 성형성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리는 0.01 중량% 이상 25 중량% 이하의 Ge계 산화물을 포함한다. 구체적으로 상기 Ge계 산화물은 1 중량% 이상 24 중량% 이하, 2 중량% 이상 23 중량% 이하, 3 중량% 이상 22 중량% 이하, 4 중량% 이상 21 중량% 이하 또는 5 중량% 이상 20 중량% 이하인 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 내플라즈마성 유리가 상기 Ge계 산화물을 포함하는 경우 상기 Si 원자와 동일한 최외각 전자를 가져 용융이 후 냉각된 유리에서 상기 Si와 유사한 특성을 갖게 되며, 상기 Ge의 낮은 녹는점은 용융 과정이 용이하지 않게 하지만 상기 Ge계 산화물을 포함하여 유전 상수를 낮게 구현할 수 있다. 또한 상술한 범위에서 상기 Ge계 산화물의 함량을 조절함으로써, 상기 내플라즈마성 유리의 용융온도를 낮게 구현하여 용융이 가능하게 하며, 유전 상수를 낮게 구현할 수 있다. 나아가, 상술한 것과 같이 상기 조성물이 상기 Ge계 산화물을 포함하는 경우 식각과정에서 사용하는 불소(F2) 가스와 Ge계 산화물이 반응하여 GeF2(Boiling point: 130 ℃, Melting point: 120 ℃) 또는 GeF4(Boiling point: -15 ℃, Melting point: -36.5 ℃)를 발생시키며, 이러한 불소화합물은 B.P. 및 M.P.가 모두 낮기 때문에 가스로 식각과정에서 날아가므로 파티클이 형성되지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Si계 산화물은 Si 원자를 중심원자로 하여 O 원자를 포함하고 있는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 Si계 산화물은 SiO2인 것이 바람직하다. 상술한 것과 같이 상기 Si계 산화물이 Si 원자를 중심원자로 하여 O 원자를 포함하고 있는 것을 선택함으로써, 상기 내플라즈마성 유리의 기본 물성을 확보하며, 내구성과 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 상기 내플라즈마의 가공을 용이하게 하여 부품의 생산비용을 절감시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Al계 산화물은 Al 원자를 중심원자로 하여 O 원자를 포함하고 있는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 Al계 산화물은 Al2O3인 것이 바람직하다. 상술한 것과 같이 상기 Al계 산화물은 Al 원자를 중심원자로 하여 O 원자를 포함하고 있는 것을 선택함으로써, 아웃개싱(outgasing)을 방지할 수 있고 파티클(particle)의 발생도 억제할 수 있으며, 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 내마모성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Mg계 산화물은 Mg 원자를 중심원자로 하여 O 원자를 포함하고 있는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 Mg계 산화물은 MgO인 것이 바람직하다. 상술한 것과 같이 상기 Mg계 산화물은 Mg 원자를 중심원자로 하여 O 원자를 포함하고 있는 것을 선택함으로써, 유리의 열팽창계수 및 유리전이온도를 낮게 구현하고, 고온에서의 열충격을 최소화하고 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 유전 상수를 적절한 범위로 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Mg계 할로겐화물은 Mg 원자를 중심원자로 하여 할로겐 원자를 포함하고 있는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 Mg계 할로겐화물은 MgF2인 것이 바람직하다. 상술한 것과 같이 상기 Mg계 할로겐화물은 Mg 원자를 중심원자로 하여 할로겐 원자를 포함하고 있는 것으로 선택함으로써, 상기 조성물의 용융물의 점도를 감소시켜 상기 조성물을 이용한 내플라즈마 유리의 성형성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 Ge계 산화물은 GeO, GeO2, Ge2O3 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나인 것일 수 있다. 바람직하게 상기 Ge계 산화물은 GeO2인 것일 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 Ge계 산화물을 선택함으로써, 상기 내플라즈마성 유리의 용융온도를 낮게 구현하여 용융이 가능하게 하며, 유전 상수를 낮게 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리는 SiO2, Al2O3, MgO, MgF2 및 GeO2를 포함하는 조성물이 용융되어 형성된 것일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 내플라즈마성 유리는 SiO2, Al2O3, MgO, MgF2 및 GeO2를 포함하는 조성물이 용융되어 형성된 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 내플라즈마성 유리가 상기 조성물을 용융하여 형성함으로써, 상기 내플라즈마 유리에 각각의 성분이 균일하게 분포될 수 있도록 하며, 상기 내플라즈마 유리 전 영역에 대하여 식각률이 균일하게 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리는 유전 상수가 유전 상수가 6.00 이상 7.40 이하인 것이다. 구체적으로 상기 내플라즈마성 유리는 유전 상수가 6.70 이상 8.05 이하, 6.75 이상 8.00 이하, 6.80 이상 7.95 이하, 6.85 이상 7.90 이하, 6.90 이상 7.85 이하, 6.95 이상 7.80 이하, 7.00 이상 7.75 이하, 7.05 이상 7.70 이하, 7.10 이상 7.65 이하, 7.15 이상 7.60 이하, 7.20 이상 7.55 이하, 7.25 이상 7.50 이하, 7.30 이상 7.45 이하 또는 7.35 이상 7.40 이하일 수 있다. 보다 구체적으로 상기 내플라즈마성 유리는 유전 상수가 6.79 이상 6.99 이하, 6.79 이상 7.19 이하, 6.79 이상 7.39 이하, 6.79 이상 7.59 이하, 6.99 이상 7.19 이하, 6.99 이상 7.39 이하, 6.99 이상 7.59 이하, 7.19 이상 7.39 이하, 7.19 이상 7.59 이하, 7.39 이상 7.59 이하인 것일 수 있다. 유전 상수 측정 방법에는 LCR 계측기를 이용한 정전 용량법(capacitance method), 회로망 분석기(network analyzer)를 이용한 반사도법(refletion coefficient method), 공전 주파수법(resonant frequency method)등이 있다. 유전 상수 측정 방법의 일 예로서 LCR 계측기를 이용한 정전용량법은 저주파 특성(kHZ, MHz)를 재는데 주로 사용되며, 커패시터의 물리적 크기, 정전 용량으로부터 유전 상수를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로 Keysight E4990A Impedence Analyzer를 이용하여 주파수 20Hz 내지 100Hz 범위에서 유전 상수를 측정한 것을 의미할 수 있다. 상술한 범위에서 상기 내플라즈마성 유리의 유전상수를 구현함으로써, 고온에서의 열충격을 최소화하고 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 광투과성과 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리는 Si계 산화물, Al계 산화물, Mg계 산화물, Mg계 할로겐화물, Ge계 산화물 및 불가피한 불순물만으로 구성된 것일 수 있다. 구체적으로 상기 내플라즈마성 유리는 SiO2, Al2O3, MgO, MgF2, GeO2 산화물 및 불가피한 불순물만으로 구성된 것일 수 있다. 구체적으로 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리는 SiO2, Al2O3, MgO, MgF2, GeO2 산화물 및 불가피한 불순물을 제외한 다른 성분을 포함하지 않는 것일 수 있다. 상술한 성분으로 상기 내플라즈마성 유리가 제조됨으로써, 용융물이 적절한 점도를 가져 복잡한 형상을 갖는 제품을 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리의 광투과율이 80% 이상 100% 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 내플라즈마 유리의 광투과율이 82% 이상 98% 이하, 85% 이상 95% 이하 또는 87% 이상 92% 이하일 수 있다. 본 명세서에서 “광투과율”은 헤이즈 미터(JCH-300S, Oceanoptics社)를 이용하여 측정한 수치를 의미하는 것일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 내플라즈마 유리의 광투과율을 구현함으로써, 상기 내플라즈마 유리의 용융도를 향상시키는 동시에 유리화를 높게 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리의 비커스 경도가 550 HV 이상 1,000 HV 이하일 수 있다. 상기 내플라즈마 유리의 비커스 경도가 560 HV 이상 980 HV 이하, 570 HV 이상 950 HV 이하, 580 HV 이상 930 HV 이하, 600 HV 이상 900 HV 이하, 620 HV 이상 880 HV 이하, 650 HV 이상 850 HV 이하, 680 HV 이상 820 HV 이하, 690 HV 이상 810 HV 이하, 700 HV 이상 800 HV 이하, 710 HV 이상 790 HV 이하, 720 HV 이상 780 HV 이하, 730 HV 이상 770 HV 이하 또는 740 HV 이상 760 HV 이하일 수 있다. 본 명세서에서 “비커스 경도”는 비커스 경도계 (Helmut Fischer사, FISCHERSCOPE HM-2000)를 이용하여 측정한 수치를 의미하는 것일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 내플라즈마 유리의 비커스 경도를 구현함으로써, 기계적 특성이 증가하고, 플라즈마 식각 환경에서의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리의 유리전이온도는 600 ℃ 이상 850 ℃ 이하인 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 내플라즈마 유리의 유리전이온도는 620 ℃ 이상 830 ℃ 이하, 650 ℃ 이상 800 ℃ 이하, 670 ℃ 이상 780 ℃ 이하 또는 700 ℃ 이상 750 ℃ 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 내플라즈마성 유리의 유리전이온도를 조절함으로써, 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 고온에서의 열 충격을 최소화하며, 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리의 열팽창계수는 4.0Х10-6m/(m℃) 이상 6.0Х10-6m/(m℃) 이하인 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 내플라즈마성 유리의 열팽창계수는 4.1×10-6m/(m℃) 이상 5.9×10-6m/(m℃) 이하, 4.2×10-6m/(m℃) 이상 5.8×10-6m/(m℃) 이하, 4.3×10-6m/(m℃) 이상 5.7×10-6m/(m℃) 이하, 4.4×10-6m/(m℃) 이상 5.6×10-6m/(m℃) 이하, 4.5×10-6m/(m℃) 이상 5.5×10-6m/(m℃) 이하, 4.6×10-6m/(m℃) 이상 5.4×10-6m/(m℃) 이하, 4.7×10-6m/(m℃) 이상 5.3×10-6m/(m℃) 이하, 4.8×10-6m/(m℃) 이상 5.2×10-6m/(m℃) 이하 또는 4.9×10-6m/(m℃) 이상 5.1×10-6m/(m℃) 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 내플라즈마성 유리의 열팽창계수를 조절함으로써, 열충격에 대한 부품 손상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리의 불소(fluorine)와 아르곤(Ar)의 혼합 플라즈마에 의한 식각률이 0 nm/min 초과 100 nm/min 이하인 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 내플라즈마성 유리의 불소(fluorine)와 아르곤(Ar)의 혼합 플라즈마에 의한 식각률이 0 nm/min 초과 95 nm/min 이하, 10 nm/min 이상 90 nm/min 이하, 20 nm/min 이상 85 nm/min 이하, 30 nm/min 이상 80 nm/min 이하 또는 35 nm/min 이상 65 nm/min 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 불소(fluorine)와 아르곤(Ar)의 혼합 플라즈마에 의한 식각률을 구현함으로써, 상기 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품은 플라즈마에 대한 식각률을 낮게 구현하여 반도체 제조 공정에서 사용시간을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리의 용융점이 1,400 ℃ 이상 1,700 ℃ 이하인 것일 수 있다. 본 명세서에서 상기 용융점은 용융 온도를 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 내플라즈마성 유리는 용융점은 1,410 ℃ 이상 1,690 ℃ 이하, 1,420 ℃ 이상 1,680 ℃ 이하, 1,430 ℃ 이상 1,670 ℃ 이하, 1,440 ℃ 이상 1,660 ℃ 이하, 1,450 ℃ 이상 1,650 ℃ 이하, 1,460 ℃ 이상 1,640 ℃ 이하, 1,470 ℃ 이상 1,630 ℃ 이하, 1,480 ℃ 이상 1,620 ℃ 이하, 1,490 ℃ 이상 1,610 ℃ 이하, 1,500 ℃ 이상 1,600 ℃ 이하, 1,510 ℃ 이상 1,590 ℃ 이하, 1,520 ℃ 이상 1,580 ℃ 이하, 1,530 ℃ 이상 1,570 ℃ 이하 또는 1,540 ℃ 이상 1,560 ℃ 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 내플라즈마성 유리의 용융점을 조절함으로써, 상기 내플라즈마성 유리의 용융물의 점도를 조절하며, 상기 내플라즈마성 유리를 이용한 공정의 작업성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 용융된 조성물의 점도는 1,400 ℃ 이상 1,700 ℃ 이하 또는 1500 ℃ 이상 1750 ℃ 이하에서 1 poise 이상 109 poise 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 용융된 조성물의 점도는 1,550 ℃ 이상 1,750 ℃ 이하에서 10 poise 이상 108 poise 이하, 102 poise 이상 107 poise 이하, 103 poise 이상 106 poise 이하 또는 104 poise 이상 105 poise 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 용융된 조성물의 점도를 조절함으로써, 상기 내플라즈마 유리의 성형성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리는 비정질인 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 내플라즈마성 유리의 조직을 비정질로 구현함으로써, 상기 내플라즈마성 유리를 이용한 부품의 내구성을 향상시키는 동시에 플라즈마에 의한 식각속도를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 내플라즈마성 유리로 제조된 것인 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품은 플라즈마에 대한 식각률을 낮게 구현하여 반도체 제조 공정에서 사용시간을 향상시킬 수 있으며, 열충격에 대한 부품 손상을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내부용 부품은 포커스링(focus ring), 엣지링(edge ring), 커버링(cover ting), 링 샤워(ring shower), 인슐레이텨(insulator), EPD 윈도우(window), 전극(electrode), 뷰포트(view port), 인너셔터(inner shutter), 정전척(electro static chuck), 히터(heater), 챔버 라이너(chamber liner), 샤워 헤드(shower head), CVD(Chemical Vapor Deposition)용 보트(boat), 월 라이너(wall liner), 쉴드(shield), 콜드 패드(cold pad), 소스 헤드(source head), 아우터 라이너(outer liner), 디포지션 쉴드(deposition shield), 어퍼 라이너(upper liner), 배출 플레이트(exhaust plate) 및 마스크 프레임(mask frame) 중에서 어느 하나인 것일 수 있다. 상술한 것으로부터 상기 내부용 부품을 이용함으로써, 상기 반도체 제조 공정에서의 플라즈마에 대한 저항성을 향상시켜 사용시간을 연장함으로써, 반도체 제조에 소요되는 비용을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 Si계 산화물, Al계 산화물, Mg계 산화물, Mg계 할로겐화물 및 Ge계 산화물을 포함하는 조성물을 용융시키는 단계(S11); 및 상기 용융된 조성물을 냉각하는 단계(S13);를 포함하는, 내플라즈마성 유리의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 내플라즈마성 유리의 제조방법은 용이하게 내플라즈마성 유리를 제조하며 고온 분위기에서 열충격에 의한 손상을 방지할 수 있으며, 기존의 유리보다 고경도의 유리를 제조함으로 기계적 특성이 증가하여, 플라즈마 식각 환경에서의 내구성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시상태에 따른 내플라즈마성 유리의 제조방법의 순서도이다. 상기 도 1을 참고하여 본 발명의 일 실시상태에 따른 내플라즈마성 유리의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 실시상태인 내플라즈마성 유리의 제조방법에서 상기 내플라즈마성 유리와 중복되는 내용은 설명을 생략한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, Si계 산화물, Al계 산화물, Mg계 산화물, Mg계 할로겐화물 및 Ge계 산화물을 포함하는 조성물을 포함하는 조성물을 용융시키는 단계(S11)를 포함한다. 상술한 것으로부터 내플라즈마성 유리의 성분을 조절하며, 상기 성분의 함량을 조절함으로써, 상기 내플라즈마성 유리의 유전 상수를 적절하게 구현하며, 상기 내플라즈마성 유리의 고온 분위기에서 열충격에 의한 손상을 방지하며 용융 온도를 낮게 구현할 수 있고, 광투과성과 내구성을 향상시킬 수 있으며, 용융물의 점도를 조절하여 복잡한 형상을 갖는 제품을 용이하게 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 용융시키는 단계는 백금 도가니에 넣어 용융시키는 것일 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 조성물을 백금 도가니에 용융시킴으로써, 도가니에서 용출되는 성분을 최소화하고 상기 내플라즈마성 유리의 물성을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 용융된 유리 조성물을 냉각하는 단계(S13)를 포함한다. 상술한 것과 같이 상기 용융된 유리 조성물을 냉각하는 단계를 포함함으로써, 상기 내플라즈마성 유리의 결정을 조절하며, 급격한 열변화에 의하여 파손되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 냉각단계의 온도는 상온 것일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 냉각단계의 온도를 조절함으로써, 상기 내플라즈마 유리의 결정을 조절할 수 있으며, 상기 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품을 제조하는 과정에서의 용융을 용이하게 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리를 용융시키는 단계의 용융 온도는 1,400 ℃ 이상 1,700 ℃ 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 조성물을 용융시키는 단계의 용융 온도는 용융점이 1,400 ℃ 이상 1,700 ℃ 이하인 것일 수 있다. 본 명세서에서 상기 용융점은 용융 온도를 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 내플라즈마성 유리는 용융점은 1,410 ℃ 이상 1,690 ℃ 이하, 1,420 ℃ 이상 1,680 ℃ 이하, 1,430 ℃ 이상 1,670 ℃ 이하, 1,440 ℃ 이상 1,660 ℃ 이하, 1,450 ℃ 이상 1,650 ℃ 이하, 1,460 ℃ 이상 1,640 ℃ 이하, 1,470 ℃ 이상 1,630 ℃ 이하, 1,480 ℃ 이상 1,620 ℃ 이하, 1,490 ℃ 이상 1,610 ℃ 이하, 1,500 ℃ 이상 1,600 ℃ 이하, 1,510 ℃ 이상 1,590 ℃ 이하, 1,520 ℃ 이상 1,580 ℃ 이하, 1,530 ℃ 이상 1,570 ℃ 이하 또는 1,540 ℃ 이상 1,560 ℃ 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 조성물을 용융시키는 단계의 용융시키는 온도를 조절함으로써, 상기 용융된 조성물의 점도를 조절하여 상기 내플라즈마 유리를 제조하는 과정의 작업성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태는 상기 내플라즈마성 유리를 용융시키는 단계; 상기 용융된 내플라즈마성 유리를 금형에 주입하는 단계(S21); 및 상기 주입된 내플라즈마성 유리를 어닐링하는 단계(S23)를 포함하는 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 제조방법은 다양한 형상을 갖는 부품을 제조할 수 있으며 고온 분위기에서 열충격에 의한 손상을 방지하고 용이하게 부품을 제조할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 제조방법의 순서도이다. 상기 도 2를 참고하여 본 발명의 일 실시상태에 따른 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 제조방법을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 제조방법은 상기 내플라즈마성 유리를 용융시키는 단계를 포함한다(S21). 상술한 것과 같이 상기 내플라즈마성 유리를 용융시키는 단계를 포함함으로써, 상기 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품을 제조하는 과정의 작업성을 향상시키는 동시에 금형에 상기 내플라즈마 유리를 용융시킨 용탕을 주입함으로써, 다양한 형태로 성형할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 제조방법은 상기 용융된 내플라즈마성 유리를 금형에 주입하는 단계(S23)를 포함한다. 상술한 것과 같이 상기 용융된 내플라즈마성 유리를 금형에 주입함으로써, 다양한 형태의 부품을 제조할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 금형은 포커스링(focus ring), 엣지링(edge ring), 커버링(cover ting), 링 샤워(ring shower), 인슐레이텨(insulator), EPD 윈도우(window), 전극(electrode), 뷰포트(view port), 인너셔터(inner shutter), 정전척(electro static chuck), 히터(heater), 챔버 라이너(chamber liner), 샤워 헤드(shower head), CVD(Chemical Vapor Deposition)용 보트(boat), 월 라이너(wall liner), 쉴드(shield), 콜드 패드(cold pad), 소스 헤드(source head), 아우터 라이너(outer liner), 디포지션 쉴드(deposition shield), 어퍼 라이너(upper liner), 배출 플레이트(exhaust plate) 및 마스크 프레임(mask frame) 중에서 어느 하나의 형태를 가질 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 금형의 형상을 다양하게 구현함으로써, 용이하게 부품의 형상을 구현하여 제조시간을 절감시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 제조방법은 상기 주입된 내플라즈마성 유리를 어닐링하는 단계(S25)를 포함한다. 상술한 것과 같이 상기 주입된 내플라즈마 유리를 어닐링하는 단계를 포함함으로써, 상기 금형에 주입되어 제조된 부품에서 발생한 열에 의한 응력을 최소화하여 부품의 내구성을 향상시키며, 고온에서의 열 충격을 최소화할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 내플라즈마성 유리를 용융시키는 단계의 용융 온도는 1,400 ℃ 이상 1,700 ℃ 이하인 것일 수 있다. 구체적으로 상기 내플라즈마성 유리를 용융시키는 단계의 용융 온도는 1,400 ℃ 이상 1,700 ℃ 이하인 것일 수 있다. 본 명세서에서 상기 용융점은 용융 온도를 의미하는 것일 수 있다. 구체적으로 상기 내플라즈마성 유리는 용융점은 1,410 ℃ 이상 1,690 ℃ 이하, 1,420 ℃ 이상 1,680 ℃ 이하, 1,430 ℃ 이상 1,670 ℃ 이하, 1,440 ℃ 이상 1,660 ℃ 이하, 1,450 ℃ 이상 1,650 ℃ 이하, 1,460 ℃ 이상 1,640 ℃ 이하, 1,470 ℃ 이상 1,630 ℃ 이하, 1,480 ℃ 이상 1,620 ℃ 이하, 1,490 ℃ 이상 1,610 ℃ 이하, 1,500 ℃ 이상 1,600 ℃ 이하, 1,510 ℃ 이상 1,590 ℃ 이하, 1,520 ℃ 이상 1,580 ℃ 이하, 1,530 ℃ 이상 1,570 ℃ 이하 또는 1,540 ℃ 이상 1,560 ℃ 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 내플라즈마성 유리를 용융시키는 단계의 용융시키는 온도를 조절함으로써, 상기 용융된 내플라즈마성 유리의 점도를 조절하여 작업성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 어닐링하는 단계의 온도는 400 ℃ 이상 900 ℃ 이하인 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 어닐링하는 단계의 온도는 430 ℃ 이상 890 ℃ 이하, 450 ℃ 이상 880 ℃ 이하, 470 ℃ 이상 870 ℃ 이하, 500 ℃ 이상 860 ℃ 이하, 550 ℃ 이상 850 ℃ 이하, 560 ℃ 이상 840 ℃ 이하, 570 ℃ 이상 830 ℃ 이하, 580 ℃ 이상 820 ℃ 이하, 590 ℃ 이상 810 ℃ 이하, 600 ℃ 이상 800 ℃ 이하, 610 ℃ 이상 790 ℃ 이하, 620 ℃ 이상 780 ℃ 이하, 630 ℃ 이상 770 ℃ 이하, 640 ℃ 이상 760 ℃ 이하, 650 ℃ 이상 750 ℃ 이하, 660 ℃ 이상 740 ℃ 이하, 670 ℃ 이상 730 ℃ 이하, 680 ℃ 이상 720 ℃ 이하 또는 690 ℃ 이상 710 ℃ 이하일 수 있다. 상술한 범위에서 상기 어닐링하는 단계의 온도를 조절함으로써, 상기 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품 내에 형성된 열에 의한 응력을 감소시키며, 고온에서 열충격을 최소화하여 부품의 내구성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 어닐링된 내플라즈마성 유리에 의하여 제조된 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 전구체를 가공하는 단계(S27)를 포함할 수 있다. 상술한 것과 같이 상기 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 전구체를 가공함으로써, 정교한 부품을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 기술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
<실시예 및 비교예>
하기의 표 1에 있는 성분 및 함량으로 혼합하여 조성물을 제조하였다. 이후 상기 조성물을 1,650 ℃로 4시간 동안 가열하여 용융시킨 후 상온에서 냉각하여 내플라즈마 유리를 제조하였다.
<참조예>
쿼츠를 준비하였다.
성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예2
SiO2(단위: 중량%) 65 65 60 55 55 65 55
Al2O3(단위: 중량%) 10 15 15 25 10 15 5
MgO(단위: 중량%) 15 10 12 6 13 15 5
MgF2(단위: 중량%) 5 5 5 2 2 5 5
GeO2(단위: 중량%) 5 5 8 12 20 - 30
<실험예 1: 유전 상수 측정>
상기 실시예, 상기 비교예 및 상기 참조예에 대하여 LCR 계측기(Keysight E4990A Impedence Analyzer)를 이용하여 정전용량법으로 주파수 20Hz 내지 100Hz 범위에서 유전 상수를 측정하여 하기 표 2에 정리하였다.
<실험예 2: 식각률 측정>
상기 실시예, 상기 비교예 및 상기 참조예의 일부분에 대하여 불소(fluorine)와 아르곤(Ar)의 혼합 플라즈마로 식각을 수행하였으며, 식각이 이루어진 부분과 식각이 이루어지지 않은 부분의 단차인 식각단차를 공초점 레이저 현미경 분석기(confocal laser microscope, 올림푸스 社 OLS 5100 장비, x 400배율)로 측정하고 측정한 시간으로 나누어 식각률을 산출하여 하기 표 2에 정리하였다.
종류 참조예 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 비교예 1 비교예 2
유전 상수(단위: /1MHz) 4.37 7.31 7.13 6.52 6.38 6.2 7.49 -
식각률(단위: nm/m) 251 49 44 55 35 60 36 -
도 3은 본 발명의 일 실시상태에 따른 실시예 1의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다. 도 4는 본 발명의 일 실시상태에 따른 실시예 2의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다. 도 5는 본 발명의 일 실시상태에 따른 실시예 3의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다. 도 6은 본 발명의 일 실시상태에 따른 실시예 4의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다. 도 7은 본 발명의 일 실시상태에 따른 실시예 5의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다.
상기 표 2 및 도 3 내지 7을 참고하면, 상기 실시예 1 내지 5는 Si계 산화물, Al계 산화물, Mg계 산화물, Mg계 할로겐화물 및 Ge계 산화물을 특정한 범위로 포함함으로써, 모두 유리화되고, 유전 상수를 6.0 이상 7.4 이하로 구현하는 동시에 식각률을 100 nm/m 이하로 구현할 수 있는 것을 확인하였다.
도 8은 비교예 1의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다. 도 9는 비교예 2의 내플라즈마성 유리를 촬영한 사진이다.
상기 표 2와 도 8 및 9를 참고하면, 참조예인 쿼츠는 유전 상수가 낮으며, 식각률이 높은 것을 확인하였다. 또한, 비교에 1은 식각률이 낮게 구현되지만, 유전 상수가 높게 구현되는 것을 확인하였다. 나아가, 비교예 2는 유리화되지 않아 식각률 및 유전 상수가 측정되지 않았다.
이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
S 11: 조성물 용융 단계
S 13: 냉각 단계
S 21: 내플라즈마성 유리 용융 단계
S 23: 금형 주입 단계
S 25: 어닐링 단계
S 27: 가공 단계

Claims (15)

  1. Si계 산화물, Al계 산화물, Mg계 산화물, Mg계 할로겐화물 및 Ge계 산화물을 포함하는 내플라즈마성 유리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 Si계 산화물의 함량은 20 중량% 이상 70 중량% 이하이며,
    상기 Al계 산화물의 함량은 5 중량% 이상 30 중량% 이하이고,
    상기 Mg계 산화물의 함량은 5 중량% 이상 50 중량% 이하이며,
    상기 Mg계 할로겐화물의 함량은 0.01 중량% 이상 10 중량% 이하이고,
    상기 Ge계 산화물의 함량은 0.01 중량% 이상 25 중량% 이하인 것인 내플라즈마성 유리.
  3. 청구항 1에 있어서,
    광투과율이 80% 이상 100% 이하인 내플라즈마성 유리.
  4. 청구항 1에 있어서,
    비커스 경도가 550 HV 이상 1,000 HV 이하인 내플라즈마성 유리.
  5. 청구항 1에 있어서,
    유리전이온도는 600 ℃ 이상 850 ℃ 이하인 내플라즈마성 유리.
  6. 청구항 1에 있어서,
    열팽창계수는 4.0×10-6m/(m℃) 이상 6.0×10-6m/(m℃) 이하인 내플라즈마성 유리.
  7. 청구항 1에 있어서,
    불소(fluorine)와 아르곤(Ar)의 혼합 플라즈마에 의한 식각률이 0 nm/min 초과 100 nm/m 이하인 내플라즈마성 유리.
  8. 청구항 1에 있어서,
    용융점이 1,400 ℃ 이상 1,700 ℃ 이하인 내플라즈마성 유리.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항의 내플라즈마성 유리로 제조된 것인 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 내부용 부품은 포커스링(focus ring), 엣지링(edge ring), 커버링(cover ting), 링 샤워(ring shower), 인슐레이텨(insulator), EPD 윈도우(window), 전극(electrode), 뷰포트(view port), 인너셔터(inner shutter), 정전척(electro static chuck), 히터(heater), 챔버 라이너(chamber liner), 샤워 헤드(shower head), CVD(Chemical Vapor Deposition)용 보트(boat), 월 라이너(wall liner), 쉴드(shield), 콜드 패드(cold pad), 소스 헤드(source head), 아우터 라이너(outer liner), 디포지션 쉴드(deposition shield), 어퍼 라이너(upper liner), 배출 플레이트(exhaust plate) 및 마스크 프레임(mask frame) 중에서 어느 하나인 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품.
  11. 20 중량% 이상 70 중량% 이하의 Si계 산화물, 5 중량% 이상 30 중량% 이하의 Al계 산화물, 5 중량% 이상 50 중량% 이하의 Mg계 산화물, 0.01 중량% 이상 10 중량% 이하의 Mg계 할로겐화물 및 0.01 중량% 이상 50 중량% 이하의 Ge계 산화물을 포함하는 조성물을 용융시키는 단계; 및 상기 용융된 조성물을 냉각하는 단계;를 포함하는, 내플라즈마성 유리의 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 조성물을 용융시키는 단계의 용융 온도는 1,400 ℃ 이상 1,700 ℃ 이하인 내플라즈마성 유리의 제조방법.
  13. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항의 내플라즈마성 유리를 용융시키는 단계; 상기 용융된 내플라즈마성 유리를 금형에 주입하는 단계; 및 상기 주입된 내플라즈마성 유리를 어닐링하는 단계를 포함하는 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 내플라즈마성 유리를 용융시키는 단계의 용융 온도는 1,400 ℃ 이상 1,700 ℃ 이하인 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 제조방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 어닐링하는 단계의 온도는 400 ℃ 이상 900 ℃ 이하인 반도체 제조 공정을 위한 챔버 내부용 부품의 제조방법.
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