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特開2024-74281半導体素子の製造装置用部品、これを含む半導体素子の製造装置および半導体素子の製造方法
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  • 特開-半導体素子の製造装置用部品、これを含む半導体素子の製造装置および半導体素子の製造方法 図1
  • 特開-半導体素子の製造装置用部品、これを含む半導体素子の製造装置および半導体素子の製造方法 図2
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024074281
(43)【公開日】2024-05-30
(54)【発明の名称】半導体素子の製造装置用部品、これを含む半導体素子の製造装置および半導体素子の製造方法
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/3065 20060101AFI20240523BHJP
   C30B 29/06 20060101ALI20240523BHJP
   C23F 1/00 20060101ALI20240523BHJP
【FI】
H01L21/302 101G
H01L21/302 101C
C30B29/06 C
C23F1/00 C
【審査請求】有
【請求項の数】13
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023195909
(22)【出願日】2023-11-17
(31)【優先権主張番号】10-2022-0155435
(32)【優先日】2022-11-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0155434
(32)【優先日】2022-11-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2022-0161228
(32)【優先日】2022-11-28
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(31)【優先権主張番号】10-2023-0087240
(32)【優先日】2023-07-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】505232852
【氏名又は名称】エスケー エンパルス カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】SK enpulse Co.,Ltd.
【住所又は居所原語表記】1043,Gyeonggi-daero,Pyeongtaek-si,Gyeonggi-do 17784, Republic of Korea
(74)【代理人】
【識別番号】110001139
【氏名又は名称】SK弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100130328
【弁理士】
【氏名又は名称】奥野 彰彦
(74)【代理人】
【識別番号】100130672
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 寛之
(72)【発明者】
【氏名】イ、ヒョンス
(72)【発明者】
【氏名】カン、ヘミ
(72)【発明者】
【氏名】チェ、ドヒョン
(72)【発明者】
【氏名】ヨン、イルグ
(72)【発明者】
【氏名】イ、ジョンキュ
(72)【発明者】
【氏名】ハン、ホグン
(72)【発明者】
【氏名】ソン、ジュヨン
【テーマコード(参考)】
4G077
4K057
5F004
【Fターム(参考)】
4G077AA02
4G077BA04
4K057WN03
5F004AA06
5F004BA20
5F004BB13
5F004BB18
5F004BB22
5F004BB23
5F004BB28
5F004DA15
5F004DA16
5F004DA23
5F004DA24
5F004DA25
(57)【要約】      (修正有)
【課題】半導体を製造するためのプラズマ工程において、半導体基板上にディフェクトを効率良く抑制する製造装置用部品、これを含む半導体素子の製造装置及び半導体素子の製造方法を提供する。
【解決手段】半導体素子の製造装置用部品である上部電極220は、単結晶シリコンを含み、少なくとも一表面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜である。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
単結晶シリコンを含み、
少なくとも一表面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜である、
半導体素子の製造装置用部品。
【請求項2】
前記表面における表面自由エネルギーは、40mN/m~65mN/mである、
請求項1に記載の半導体素子の製造装置用部品。
【請求項3】
前記表面における分散自由エネルギーは、30mN/m~45mN/mである、
請求項2に記載の半導体素子の製造装置用部品。
【請求項4】
前記表面における極性自由エネルギーは、5mN/m~25mN/mである、
請求項3に記載の半導体素子の製造装置用部品。
【請求項5】
半導体基板の周囲を囲むボディ部;
前記ボディ部から前記半導体基板の中心方向に延びる傾斜部;及び
前記傾斜部から前記半導体基板の中心方向に延びて、前記半導体基板の下に配置されるガイド部;を含み、
前記ボディ部は、
上面と、
前記上面に対向する下面とを含み、
前記上面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜である、
請求項1に記載の半導体素子の製造装置用部品。
【請求項6】
前記傾斜部は、前記上面から、前記上面に対して傾く方向に延びる傾斜面を含み、
前記傾斜面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜である、
請求項5に記載の半導体素子の製造装置用部品。
【請求項7】
前記ガイド部は、前記傾斜面から延びるガイド面を含み、
前記ガイド面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜である、
請求項6に記載の半導体素子の製造装置用部品。
【請求項8】
全体のうち70%以上の表面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜である、
請求項1に記載の半導体素子の製造装置用部品。
【請求項9】
前記ボディ部、前記傾斜部、及び前記ガイド部は、単結晶シリコンで一体に形成される、
請求項5に記載の半導体素子の製造装置用部品。
【請求項10】
前記上面における表面自由エネルギーは、40mN/m~65mN/mである、
請求項5に記載の半導体素子の製造装置用部品。
【請求項11】
上面;
前記上面に対向する下面;及び
前記上面から前記下面まで貫通する貫通孔を含み、
前記下面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜である、
請求項1に記載の半導体素子の製造装置用部品。
【請求項12】
前記上面における第1減殺ピークバレー粗さは、0.005μm~2μmであり、
前記第1減殺ピークバレー粗さは、前記上面の第1Spk粗さと前記上面の第1Svk粗さの和である、
請求項5に記載の半導体素子の製造装置用部品。
【請求項13】
少なくとも一表面におけるSi-OHの比率が0.16~0.28であり、
前記Si-OHの比率は、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、Si-OHピークの面積をSi単結晶ピークの面積で除した値であり、
前記Si単結晶ピークは、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、520cm-1~522cm-1のラマンシフトにおけるピークであり、
前記Si-OHピークは、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、940cm-1~980cm-1のラマンシフトにおけるピークである、
請求項1に記載の半導体素子の製造装置用部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施例は、半導体素子の製造装置用部品、これを含む半導体素子の製造装置および半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
通常、半導体エッチング用シャワーヘッドは、半導体製造チャンバにおけるシリコンウエハにプラズマ状態のガスを噴射して、ウエハをエッチングするために使用される装備である。
【0003】
前記シャワーヘッドは、多数のガス噴射用孔を具備し、ガス噴射用孔を介してプラズマ状態のガスを通過させる。
【0004】
ウエハを精密にエッチングするために、シャワーヘッドの孔は、精密に生成されなければならない。
【0005】
このために、先行文献1(韓国登録特許第10-0299975号)及び先行文献2(韓国登録特許10-0935418号)のように、複数個のチップが突出形成されたドリリングプレートに研磨剤とシリコン材質の円板を対向させ、ドリリングプレート及び円板に研磨剤を供給するとともに、ドリリングプレートに超音波を印加して、円板を穿孔した。
【0006】
先行文献1及び先行文献2は、厚いシャワーヘッドを加工するとき、ドリリングプレートに挿入されたピンの長さが長くなる。これは、超音波を生成するとき、ピンが振動するようになり、シャワーヘッドの孔が均一に形成されない問題点を引き起こす。
【0007】
特に、ケイ素(Si)と炭素(C)が1:1で結合されている炭化ケイ素(Silicon Carbide:Sic))の場合、強い共有結合物質であって、他のセラミック材料に比べて熱伝導率が高く、耐磨耗性、高温強度、及び耐化学性に優れるため、機械的物性の側面から弱いものの、必須分野でこれを補強、補完または取り替えられるように幅広く応用されており、特に、モース硬度が9.2であって、ダイヤモンドの次に高くて、耐久性に優れ、半導体部品の分野でも広く使用されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
実施例は、半導体を製造するためのプラズマ工程において、半導体基板上にディフェクトを効率良く抑制することができる部品、これを含む半導体素子の製造装置および半導体素子の製造方法を提供しようとする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
実施例による半導体素子の製造装置用部品は、単結晶シリコンを含み、少なくとも一表面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜である。
【0010】
一実施例による半導体素子の製造装置用部品において、前記表面における表面自由エネルギーは、40mN/m~65mN/mであってもよい。
【0011】
一実施例による半導体素子の製造装置用部品において、前記表面における分散自由エネルギーは、30mN/m~45mN/mであってもよい。
【0012】
一実施例による半導体素子の製造装置用部品において、前記表面における極性自由エネルギーは、5mN/m~25mN/mであってもよい。
【0013】
一実施例による半導体素子の製造装置用部品は、半導体基板の周囲を囲むボディ部;前記ボディ部から前記半導体基板の中心方向に延びる傾斜部;及び前記傾斜部から前記半導体基板の中心方向に延びて、前記半導体基板の下に配置されるガイド部;を含み、前記ボディ部は、上面と前記上面に対向する下面とを含み、前記上面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜であってもよい。
【0014】
一実施例による半導体素子の製造装置用部品において、前記傾斜部は、前記上面から、前記上面に対して傾く方向に延びる傾斜面を含み、前記傾斜面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜であってもよい。
【0015】
一実施例による半導体素子の製造装置用部品において、前記ガイド部は、前記傾斜面から延びるガイド面を含み、前記ガイド面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜であってもよい。
【0016】
一実施例による半導体素子の製造装置用部品において、全体のうち70%以上の表面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜であってもよい。
【0017】
一実施例による半導体素子の製造装置用部品において、前記ボディ部、前記傾斜部、及び前記ガイド部は、単結晶シリコンで一体に形成することができる。
【0018】
一実施例による半導体素子の製造装置用部品において、前記上面における表面自由エネルギーは、40mN/m~65mN/mであってもよい。
【0019】
一実施例による半導体素子の製造装置用部品は、上面;前記上面に対向する下面;及び前記上面から前記下面まで貫通する貫通孔を含み、前記下面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜であってもよい。
【0020】
実施例による半導体素子の製造装置は、半導体基板を収容するチャンバ;前記チャンバ内に配置されて、前記半導体基板に対向し、プロセスガスを噴射する上部電極;前記半導体基板を支持し、前記半導体基板の下に配置される静電チャック;及び前記半導体基板の周囲を囲み、前記静電チャックに具備されるフォーカスリングを含み、前記フォーカスリングまたは前記上部電極の少なくとも一表面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜であってもよい。
【0021】
実施例による半導体素子の製造方法は、半導体素子の製造装置に半導体基板を配置する段階と、前記半導体基板を処理する段階とを含み、前記半導体素子の製造装置は、前記半導体基板を収容するチャンバ;前記チャンバ内に配置されて、前記半導体基板に対向し、プロセスガスを噴射する上部電極;前記半導体基板を支持し、前記半導体基板の下に配置される静電チャック;及び前記半導体基板の周囲を囲み、前記静電チャックに具備されるフォーカスリングを含み、前記上部電極及び前記フォーカスリングの少なくとも一表面において、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜であってもよい。
【0022】
実施例による半導体素子の製造装置用部品は、シリコン単結晶を含み、少なくとも一表面におけるSi-OHの比率が0.16~0.28であり、前記Si-OHの比率は、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、Si-OHピークの面積をSi単結晶ピークの面積で除した値であり、前記Si単結晶ピークは、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、520cm-1~522cm-1のラマンシフトにおけるピークであり、前記Si-OHピークは、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、940cm-1~980cm-1のラマンシフトにおけるピークである。
【0023】
一実施例による半導体素子の製造装置用部品において、前記表面におけるドーパントの比率が0.12未満であり、前記ドーパントの比率は、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、ドーパントピークの面積を前記Si単結晶ピークの面積で除した値であり、前記ドーパントピークは、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、303cm-1~305cm-1のラマンシフトにおけるピーク強度であってもよい。
【0024】
一実施例による半導体素子の製造装置用部品において、前記表面における体心立方の比率が0.01未満であり、前記体心立方の比率は、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、体心立方ピークの面積を前記Si単結晶ピークの面積で除した値であり、前記体心立方ピークは、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、433cm-1~435cm-1のラマンシフトにおけるピークであってもよい。
【0025】
一実施例による半導体素子の製造装置用部品において、前記表面における菱面の比率が0.01未満であり、前記菱面の比率は、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、菱面ピークの面積を前記Si単結晶ピークの面積で除した値であり、前記菱面ピークは、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、348cm-1~350cm-1のラマンシフトにおけるピークであってもよい。
【0026】
一実施例による半導体素子の装置用部品は、半導体基板の周囲を囲むボディ部;前記ボディ部から前記半導体基板の中心方向に延びる傾斜部;及び前記傾斜部から前記半導体基板の中心方向に延びて、前記半導体基板の下に配置されるガイド部;を含み、前記ボディ部は、上面と前記上面に対向する下面とを含み、前記上面におけるSi-OHの比率は、0.16~0.28であってもよい。
【0027】
一実施例において、前記Si-OHの比率は、0.17~0.28であってもよい。
【0028】
一実施例において、前記Si-OHの比率は、0.18~0.28であってもよい。
【0029】
一実施例において、全体表面のうち70%以上におけるSi-OHの比率は、0.16~0.28であってもよい。
【0030】
一実施例において、前記ボディ部、前記傾斜部及び前記ガイド部は、単結晶シリコンで一体に形成することができる。
【0031】
実施例による半導体素子の製造装置用部品の製造方法は、シリコンインゴットを切断して、シリコンプレートを製造する段階;前記シリコンプレートを切削して、未加工部品を製造する段階;前記未加工部品の一表面を加工する段階;及び前記加工された部品の少なくとも一表面を処理し、前記処理された表面におけるSi-OHの比率を0.16~0.28に調節する段階;を含み、前記Si-OHの比率は、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、Si-OHピークの面積をSi単結晶ピークの面積で除した値であり、前記Si単結晶ピークは、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、520cm-1~522cm-1のラマンシフトにおけるピークであり、前記Si-OHピークは、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、940cm-1~980cm-1のラマンシフトにおけるピークである。
【0032】
一実施例において、上記加工された部品の少なくとも一表面を処理する段階は、酸素を含む気体雰囲気で、前記表面に光を照射する段階を含んでいてもよい。
【0033】
実施例による半導体素子の製造装置は、半導体基板を収容するチャンバ;前記チャンバ内に配置されて、前記半導体基板に対向し、プロセスガスを噴射する上部電極;前記半導体基板を支持して、前記半導体基板の下に配置される静電チャック;及び前記半導体基板の周囲を囲み、前記静電チャックに具備されるフォーカスリングを含み、前記上部電極または前記フォーカスリングは、シリコン単結晶を含み、前記上部電極または前記フォーカスリングの少なくとも一表面におけるSi-OHの比率が0.16~0.28であり、前記Si-OHの比率は、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、Si-OHピークの面積をSi単結晶ピークの面積で除した値であり、前記Si単結晶ピークは、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、520cm-1~522cm-1のラマンシフトにおけるピークであり、前記Si-OHピークは、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、940cm-1~980cm-1のラマンシフトにおけるピークである。
【0034】
実施例による半導体素子の製造方法は、半導体素子の製造装置に半導体基板を配置する段階と、前記半導体基板を処理する段階とを含み、前記半導体素子の製造装置は、前記半導体基板を収容するチャンバ;前記チャンバ内に配置されて、前記半導体基板に対向し、プロセスガスを噴射する上部電極;前記半導体基板を支持して、前記半導体基板の下に配置される静電チャック;及び前記半導体基板の周囲を囲み、前記静電チャックに具備されるフォーカスリングを含み、前記上部電極または前記フォーカスリングは、シリコン単結晶を含み、前記上部電極または前記フォーカスリングの少なくとも一表面におけるSi-OHの比率が0.16~0.28であり、前記Si-OHの比率は、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、Si-OHピークの面積をSi単結晶ピークの面積で除した値であり、前記Si単結晶ピークは、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、520cm-1~522cm-1のラマンシフトにおけるピークであり、前記Si-OHピークは、前記表面におけるラマンスペクトルにおいて、940cm-1~980cm-1のラマンシフトにおけるピークである。
【0035】
実施例によるフォーカスリングは、半導体基板の周囲を囲むボディ部;及び前記ボディ部の内側に配置されて、前記半導体基板の下に配置されるガイド部;を含み、前記ボディ部は上面と前記上面に対向する下面とを含み、前記上面における第1減殺ピークバレー粗さが0.005μm~2μmであり、前記第1減殺ピークバレー粗さは、前記上面の第1Spk粗さと前記上面の第1Svk粗さの和である。
【0036】
実施例によるフォーカスリングは、前記ボディ部から前記ガイド部に延びる傾斜部をさらに含み、前記傾斜部は、前記上面から、前記上面に対して傾く方向に延びる傾斜面を含み、前記傾斜面における第2減殺ピークバレー粗さが0.005μm~2μmであり、前記第2減殺ピークバレー粗さは、前記傾斜面の第2Spk粗さと前記傾斜面の第2Svk粗さの和であってもよい。
【0037】
一実施例によるフォーカスリングにおいて、前記ガイド部は、前記傾斜面から前記半導体基板の下に延びるガイド面を含み、前記ガイド面における第3減殺ピークバレー粗さが0.5μm~2μmであり、前記第3減殺ピークバレー粗さは、前記ガイド面の第3Spk粗さと前記ガイド面の第3Svk粗さの和であってもよい。
【0038】
一実施例によるフォーカスリングにおいて、前記第3Spk粗さは、前記第1Spk粗さよりもさらに大きくてもよい。
【0039】
一実施例によるフォーカスリングにおいて、前記第3Svk粗さは、前記第1Svk粗さよりもさらに大きくてもよい。
【0040】
一実施例によるフォーカスリングにおいて、前記上面における第1Sv粗さは、-3μm~-0.01μmであり、前記上面における第1Sp粗さは、0.01μm~4μmであってもよい。
【0041】
一実施例によるフォーカスリングにおいて、前記上面における第1Spv粗さは、0.01μm~6μmであり、前記第1Spv粗さは、前記第1Sv粗さの絶対値と前記第1Sp粗さの絶対値の和であってもよい。
【0042】
一実施例によるフォーカスリングにおいて、前記上面における第1Sz粗さは、0.01μm~6μmであってもよい。
【0043】
一実施例によるフォーカスリングにおいて、前記上面における第1Sk粗さは、0.005μm~3μmであり、前記上面における第1減殺ピークバレーの比率は、0.5~1.3であり、前記第1減殺ピークバレーの比率は、前記第1Spk粗さと前記第1Svk粗さの和を前記第1Sk粗さで除した値であってもよい。
【0044】
一実施例によるフォーカスリングにおいて、前記ボディ部、前記傾斜部、及び前記ガイド部は、単結晶シリコンで一体に形成することができる。
【0045】
一実施例によるフォーカスリングにおいて、前記第1Spk粗さは、0.001μm~1μmであり、前記第1Svk粗さは、0.002μm~1.7μmであってもよい。
【0046】
実施例による半導体素子の製造装置は、半導体基板を収容するチャンバ;前記チャンバ内に配置されて、前記半導体基板に対向し、プロセスガスを噴射する上部電極;前記半導体基板を支持して、前記半導体基板の下に配置される静電チャック;及び前記半導体基板の周囲を囲み、前記静電チャックに具備されるフォーカスリングを含み、前記フォーカスリングは、前記半導体基板の周囲を囲むボディ部;及び前記ボディ部の内側に配置されて、前記半導体基板の下に配置されるガイド部;を含み、前記ボディ部は、上面と前記上面に対向する下面とを含み、前記上面における第1減殺ピークバレー粗さは、0.005μm~約2μmであり、前記第1減殺ピークバレー粗さは、前記上面の第1Spk粗さと前記上面の第1Svk粗さの和である。
【0047】
実施例による半導体素子の製造方法は、半導体素子の製造装置に半導体基板を配置する段階と、前記半導体基板を処理する段階とを含み、前記半導体素子の製造装置は、前記半導体基板を収容するチャンバ;前記チャンバ内に配置されて、前記半導体基板に対向し、プロセスガスを噴射する上部電極;前記半導体基板を支持し、前記半導体基板の下に配置される静電チャック;及び前記半導体基板の周囲を囲み、前記静電チャックに具備されるフォーカスリングを含み、前記フォーカスリングは、前記半導体基板の周囲を囲むボディ部;及び前記ボディ部の内側に配置されて、前記半導体基板の下に配置されるガイド部;を含み、前記ボディ部は、上面と前記上面に対向する下面とを含み、前記上面における第1減殺ピークバレー粗さは、0.005μm~約2μmであり、前記第1減殺ピークバレー粗さは、前記上面の第1Spk粗さと前記上面の第1Svk粗さの和である。
【0048】
実施例による半導体素子の製造装置は、実施例による部品が取り付けられていてもよい。
【発明の効果】
【0049】
実施例による半導体素子の製造装置用部品は、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が41゜~57゜である表面を含む。前記表面は、適宜な水の接触角及びジヨードメタンの接触角を有するため、実施例による半導体素子の製造装置用部品の内部を外部の汚染から容易に保護することができる。
【0050】
また、実施例による半導体素子の製造装置用部品の表面は、上記のような範囲で、水の接触角及びジヨードメタンの接触角を有するため、外部からパーティクルのような汚染物質が付くことを防止することができる。
【0051】
これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、外部及び内部の汚染を防止し、半導体素子の製造装置のチャンバの内部に前記汚染物質が転移することを防止することができる。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、半導体素子の製造工程で発生するディフェクトを最小化することができる。
【0052】
また、実施例による半導体素子の製造装置用部品の表面は、適宜な表面エネルギーを含む。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、適宜な表面特性を有し、半導体プラズマ工程によって発生する残留物を最小化することができる。
【0053】
実施例による半導体素子の製造装置用部品は、Si-OHの比率が0.16~0.28である表面を含む。前記表面は、適宜な含量でSi-OHを含むため、実施例による半導体素子の製造装置用部品の内部を外部の汚染から容易に保護することができる。
【0054】
また、実施例による半導体素子の製造装置用部品の表面は、上記のような範囲でSi-OHを含むため、外部からパーティクルのような汚染物質が付くことを防止することができる。
【0055】
これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、外部及び内部の汚染を防止し、半導体素子の製造装置のチャンバの内部に前記汚染物質が転移することを防止することができる。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、半導体基板の製造工程で発生するディフェクトを最小化することができる。
【0056】
また、実施例による半導体素子の製造装置用部品の表面は、適宜なドーパントピークを含む。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、適宜な電気的物性を有し、前記ドーパントによって発生するディフェクトを最小化することができる。
【0057】
また、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、低い体心立方の比率及び低い菱面の比率を有する表面を有する。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品の表面における結晶欠陷の頻度が低くてもよい。
【0058】
よって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、半導体基板を製造するための工程において、前記結晶欠陷で発生する過度な摩耗を防止することができる。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、前記過度な摩耗による工程チャンバ内にパーティクルの発生を抑制することができる。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、半導体基板の製造過程で発生するディフェクトを防止することができる。また、前記過度な摩耗が抑制されるため、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、向上した耐久性を有することができる。
【0059】
実施例によるフォーカスリングは、適宜な減殺ピークバレー粗さを含む。実施例による上部電極及びフォーカスリングは、適宜な高さを有する微細山及び適宜な深さを有する微細バレーを含む表面を有していてもよい。
【0060】
実施例によるフォーカスリングは、適宜な表面の凹凸状を有する表面を含むため、表面におけるプラズマの流れ性を向上させることができる。これによって、前記フォーカスリングは、前記プラズマを半導体基板に効率良く誘導することができる。
【0061】
これによって、実施例によるフォーカスリングを含む半導体素子の製造装置は、前記半導体基板の表面を効果的に処理することができる。
【0062】
また、実施例によるフォーカスリングは、適宜な表面の凹凸状を有する表面を含むため、工程残留物が堆積することを防止することができる。すなわち、実施例によるフォーカスリングは、適宜な減殺ピークバレー粗さを有するため、適宜な凹凸を有していてもよい。これによって、実施例によるフォーカスリングの表面と工程残留物の接触面積が低くてもよい。これによって、前記工程残留物は、実施例によるフォーカスリングの表面に一時的に付着しても、着脱しやすい。
【0063】
実施例によるフォーカスリングは、適宜な高さの微細山及び適宜な高さの微細バレーが繰り返される形状を有する表面を含むため、プラズマの流れ性を向上させて、工程残留物の付着を抑制することができる。
【0064】
これによって、実施例によるフォーカスリングは、プラズマエッチング工程などのようなプラズマ工程が行われるとき、前記フォーカスリングの表面から引き起こされるパーティクルによるディフェクトを容易に抑制することができる。すなわち、実施例によるフォーカスリングは、適宜な表面の形状を有するため、前記フォーカスリングの微細山の一部が落ちて発生するディフェクトを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0065】
図1】一実施例による上部電極を示した斜視図である。
図2】一実施例による上部電極の一断面を示した断面図である。
図3】他の実施例による上部電極の一断面を示した断面図である。
図4】一実施例によるフォーカスリングを示した斜視図である。
図5】一実施例によるフォーカスリングの一断面を示した断面図である。
図6】一実施例による半導体素子の製造装置を示した図面である。
図7】一実施例によるプラズマ領域を限定する組立体を示した断面図である。
図8】実施例7によるフォーカスリングの上面のラマンスペクトルを示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【0066】
実施例の説明において、各部、面、層または基板などが各部、面、層たは基板などの「上(on)」にまたは「下(under)」に形成されると記載される場合において、「上(on)」と「下(under)」は、「直接(directly)」または「他の構成要素を介して(indirectly)」形成されるものをいずれも含む。また、各構成要素の上または下に関する基準は、図面を基準に説明する。図面における各構成要素の大きさは、説明のため誇張し得、実際に適用される大きさを意味するものではない。
【0067】
実施例による上部電極は、半導体素子を製造するための製造装置に使用される部品であってもよい。すなわち、前記上部電極は、前記半導体素子の製造装置の一部を構成する部品であってもよい。
【0068】
前記上部電極は、半導体素子を製造するためのプラズマ処理装置に使用される部品であってもよい。前記上部電極は、半導体基板を選択的にエッチングするためのプラズマエッチング装置に使用される部品であってもよい。
【0069】
前記上部電極は、プラズマを形成するため気体を噴射するための上部電極アセンブリの一部を構成する部品であってもよい。
【0070】
また、前記上部電極は、ウエハを収容し、プラズマ領域を限定するアセンブリの一部を構成する部品であってもよい。
【0071】
図1は、一実施例による上部電極を示した斜視図である。図2は、一実施例による上部電極の一断面を示した断面図である。図3は、他の実施例による上部電極の一断面を示した断面図である。図4は、一実施例によるフォーカスリングを示した斜視図である。図5は、一実施例によるフォーカスリングの一断面を示した断面図である。図6は、一実施例による半導体素子の製造装置を示した図面である。図7は、一実施例によるプラズマ領域を限定する組立体を示した断面図である。図8は、実施例7によるフォーカスリングの上面のラマンスペクトルを示した図面である。
【0072】
図1図3を参照すると、実施例による上部電極220は、全体的に平板状を有していてもよい。
【0073】
前記上部電極220は、第1上面221、第1下面222、及び第1側面223を含んでいてもよい。
【0074】
前記第1上面221及び前記第1下面222は、互いに対向する。
【0075】
前記第1上面221は、プラズマを形成するため気体が流入する領域に位置していてもよい。前記第1上面221は、全体的に扁平であってもよい。
【0076】
前記第1下面222は、前記プラズマ領域114に位置していてもよい。前記第1下面222は、全体的に扁平であってもよい。前記第1下面222の一部は、傾いていてもよい。前記第1下面222の一部は、段差を形成することができる。前記第1下面222の一部は、屈曲していてもよい。
【0077】
前記第1側面223は、前記第1上面221から前記第1下面222に延びる。前記第1側面223は、前記上部電極220の外周面であってもよい。
【0078】
前記上部電極220は、多数個の貫通孔226を含んでいてもよい。前記貫通孔226は、前記第1上面221から前記第1下面222に延びる。前記貫通孔226を介して、前記第1上面221から前記上部電極220の下にプラズマの形成のため気体が噴射し得る。
【0079】
前記貫通孔226の直径は、約0.3mm~約1mmであってもよい。
【0080】
前記第1側面223に段差が形成されていてもよい。すなわち、前記第1側面223の一部及び前記第1側面223の他の一部は、互いに異なる平面に配置されていてもよい。これによって、前記上部電極220は、前記第1側面223に段差部225を含んでいてもよい。
【0081】
前記段差部225は、前記半導体素子の製造装置に使用される他の部品に引っかかるか、結合されていてもよい。
【0082】
図3に示されたように、前記第1側面223には段差が形成されず、全体的に扁平であってもよい。すなわち、前記第1側面223において、前記段差部は、省略することができる。
【0083】
また、前記上部電極220は、第1傾斜面224を含んでいてもよい。前記第1傾斜面224は、前記第1下面222から側下方に延びていてもよい。前記第1傾斜面224は、前記貫通孔226から噴射されるプラズマをガイドすることができる。すなわち、前記第1傾斜面224は、前記貫通孔226から噴射されるプラズマを処理しようとする半導体基板30にガイドして、半導体素子の製造工程の効率を向上させることができる。また、前記第1傾斜面224は、他の部品にプラズマが流れることを抑制するため、前記上部電極220は、前記プラズマによって他の部品が浸食することを防止することができる。
【0084】
また、図3に示されたように、前記第1傾斜面は、省略することができる。すなわち、前記第1下面222は、前記第1側面223まで全体的に扁平であってもよい。
【0085】
また、前記上部電極220は、他の部品と締結されるための締結溝(不図示)をさらに含んでいてもよい。
【0086】
前記上部電極220は、単結晶シリコンを含んでいてもよい。前記上部電極220は、前記単結晶シリコンを主成分として含んでいてもよい。前記上部電極220は、約90wt%以上の含量で前記単結晶シリコンを含んでいてもよい。前記上部電極220は、約95wt%以上の含量で前記単結晶シリコンを含んでいてもよい。前記上部電極220は、約99wt%以上の含量で前記単結晶シリコンを含んでいてもよい。前記上部電極220は、実質的に前記単結晶シリコンからなっていてもよい。
【0087】
前記上部電極220は、少なくとも一表面におけるSi-OHの比率を有していてもよい。
【0088】
前記Si-OHの比率は、Si-OHピークの面積をSi単結晶ピークの面積で除した値である。また、前記Si-OHピークは、前記上部電極220またはフォーカスリング230などのような半導体素子の製造装置用部品の一表面におけるラマンスペクトルにおいて、940cm-1~980cm-1のラマンシフトにおけるピークであってもよい。前記Si単結晶ピークは、前記上部電極220または前記フォーカスリング230などのような半導体素子の製造装置用部品の一表面におけるラマンスペクトルにおいて、520cm-1~522cm-1のラマンシフトにおけるピークであってもよい。
【0089】
前記Si-OHの比率は、下記の数式1で表することができる。
【0090】
[数式1]
Si-OHの比率=O/S
【0091】
ここで、前記Oは、前記Si-OHピークの面積であり、前記Sは、Si単結晶ピークの面積である。
【0092】
前記上部電極220の少なくとも一表面におけるSi-OHの比率は、約0.16~約0.28であってもよい。前記上部電極220の少なくとも一表面におけるSi-OHの比率は、約0.17~約0.27であってもよい。前記上部電極220の少なくとも一表面におけるSi-OHの比率は、約0.18~約0.26であってもよい。前記上部電極220の少なくとも一表面におけるSi-OHの比率は、約0.19~約0.26であってもよい。
【0093】
前記上部電極220の表面は、上記のような範囲でSi-OHの比率を有するため、工程副産物が吸着しても、容易に着脱し、排出し得る。また、前記上部電極220の表面は、上記のような範囲でSi-OHの比率を有するため、プラズマによって、前記表面の一部がイオン化しても、ディフェクトを引き起こす物質の発生を抑制することができる。
【0094】
前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1側面223、及び前記第1傾斜面224のうち少なくとも1つ以上は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有していてもよい。
【0095】
前記上部電極220の表面のうち約60%以上は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約70%以上は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約80%以上は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約90%以上は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約95%以上は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有していてもよい。
【0096】
前記上部電極220の表面が全体的に、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有するため、前記上部電極220は、プラズマ工程中で発生する副産物を減少させることができる。
【0097】
前記上部電極220は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有するため、適宜な表面特性を有していてもよい。これによって、前記上部電極220の表面に汚染物質の残留を防止することができる。
【0098】
また、前記上部電極220は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有するため、前記上部電極220は、表面に保護膜を含んでいてもよい。これによって、前記上部電極220は、外部の汚染物質から効率良く保護することができる。
【0099】
前記上部電極220は、少なくとも一表面におけるドーパントの比率を有していてもよい。前記ドーパントの比率は、ドーパントピークの面積を前記Si単結晶ピークの面積で除した値である。前記ドーパントピークは、前記上部電極220の表面におけるラマンスペクトルにおいて、約303cm-1~約305cm-1のラマンシフトにおけるピークであってもよい。
【0100】
前記上部電極220の表面におけるドーパントの比率は、下記の数式2で算出することができる。
【0101】
[数式2]
ドーパントの比率=D/S
【0102】
ここで、前記Dは、前記ドーパントピークの面積であり、前記Sは、前記Si単結晶ピークの面積である。
【0103】
前記上部電極220の少なくとも一表面におけるドーパントの比率は、約0.12未満であってもよい。前記上部電極220の少なくとも一表面におけるドーパントの比率は、約0.05~約0.12であってもよい。前記上部電極220の少なくとも一表面におけるドーパントの比率は、約0.01~約0.12であってもよい。前記上部電極220の少なくとも一表面におけるドーパントの比率は、約0.06~約0.13であってもよい。
【0104】
前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1側面223、及び前記第1傾斜面224のうち少なくとも1つ以上は、上記のような範囲で前記ドーパントの比率を有していてもよい。
【0105】
前記上部電極220の表面のうち約60%以上は、上記のような範囲で前記ドーパントの比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約70%以上は、上記のような範囲で前記ドーパントの比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約80%以上は、上記のような範囲で前記ドーパントの比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約90%以上は、上記のような範囲で前記ドーパントの比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約95%以上は、上記のような範囲で前記ドーパントの比率を有していてもよい。
【0106】
前記上部電極220の少なくとも一表面は、上記のような範囲でドーパントの比率を有するため、適宜な表面電導度を有していてもよい。これによって、前記上部電極220は、容易にプラズマを生成することができる。また、前記上部電極220の少なくとも一表面が、上記のような範囲でドーパントの比率を有するため、プラズマによる浸食を抑制することができる。これによって、前記上部電極220は、向上した耐久性を有することができる。
【0107】
前記上部電極220は、少なくとも一表面において、体心立方の比率を有していてもよい。前記ドーパントの比率は、体心立方ピークの面積を前記Si単結晶ピークの面積で除した値である。前記体心立方ピークは、前記上部電極220の表面におけるラマンスペクトルにおいて、433cm-1~435cm-1のラマンシフトにおけるピークであってもよい。
【0108】
前記上部電極220の表面における体心立方の比率は、下記の数式3で算出することができる。
【0109】
[数式3]
体心立方の比率=C/S
【0110】
ここで、前記Cは、前記体心立方ピークの面積であり、前記Sは、前記Si単結晶ピークの面積である。
【0111】
前記上部電極220の少なくとも一表面における体心立方の比率は、約0.01未満であってもよい。前記上部電極220の少なくとも一表面における体心立方の比率は、約0.005未満であってもよい。前記上部電極220の少なくとも一表面における体心立方の比率は、約0.004未満であってもよい。前記上部電極220の少なくとも一表面における体心立方の比率は、約0.001未満であってもよい。
【0112】
前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1側面223、及び前記第1傾斜面224のうち少なくとも1つ以上は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有していてもよい。
【0113】
前記上部電極220の表面のうち約60%以上は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約70%以上は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約80%以上は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約90%以上は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約95%以上は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有していてもよい。
【0114】
前記上部電極220の少なくとも一表面が、上記のような範囲で体心立方の比率を有するため、表面のディフェクト密度を低くすることができる。特に、前記上部電極220の少なくとも一表面は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有するため、体心立方構造(body centered cubic)のSi-IIIの欠陥比率を低くすることができる。
【0115】
これによって、前記上部電極220は、表面にディフェクトを抑制することができる。また、前記上部電極220の少なくとも一表面が、上記のような範囲で体心立方の比率を有するため、プラズマによる浸食を抑制することができる。これによって、前記上部電極220は、向上した耐久性を有することができる。
【0116】
前記上部電極220は、少なくとも一表面において、菱面の比率を有していてもよい。前記ドーパントの比率は、菱面ピークの面積を前記Si単結晶ピークの面積で除した値である。前記菱面ピークは、前記上部電極220の表面におけるラマンスペクトルにおいて、348cm-1~350cm-1のラマンシフトにおけるピークであってもよい。
【0117】
前記上部電極220の表面における菱面の比率は、下記の数式4で算出することができる。
【0118】
[数式4]
菱面の比率=C/S
【0119】
ここで、前記Cは、前記菱面ピークの面積であり、前記Sは、前記Si単結晶ピークの面積である。
【0120】
前記上部電極220の少なくとも一表面における菱面の比率は、約0.01未満であってもよい。前記上部電極220の少なくとも一表面における菱面の比率は、約0.005未満であってもよい。前記上部電極220の少なくとも一表面における菱面の比率は、約0.004未満であってもよい。前記上部電極220の少なくとも一表面における菱面の比率は、約0.001未満であってもよい。
【0121】
前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1側面223、及び前記第1傾斜面224のうち少なくとも1つ以上は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有していてもよい。
【0122】
前記上部電極220の表面のうち約60%以上は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約70%以上は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約80%以上は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約90%以上は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有していてもよい。前記上部電極220の表面のうち約95%以上は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有していてもよい。
【0123】
前記上部電極220の少なくとも一表面が、上記のような範囲で菱面の比率を有するため、表面のディフェクト密度を低くすることができる。前記上部電極220の少なくとも一表面が、上記のような範囲で菱面の比率を有するため、表面のディフェクト密度を低くすることができる。特に、前記上部電極220の少なくとも一表面は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有するため、菱面構造(rhombohedral)のSi-XIIの欠陥比率を低くすることができる。
【0124】
前記上部電極220の個々の面のうち、約90%超は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率、前記ドーパントの比率、前記体心立方の比率または前記菱面の比率を有していてもよい。
【0125】
これによって、前記上部電極220は、表面にディフェクトを抑制することができる。また、前記上部電極220の少なくとも一表面が、上記のような範囲で菱面の比率を有するため、プラズマによる浸食を抑制することができる。これによって、前記上部電極220は、向上した耐久性を有することができる。
【0126】
前記ラマンスペクトルは、アルゴンレーザソースを使用するラマン分光器によって測定することができる。このとき、前記レーザソースの波長は、約514.5nmであってもよい。前記Si単結晶ピーク、前記Si-OHピーク、前記ドーパントピーク、前記体心立方ピーク、及び前記菱面ピークの面積は、前記ラマン分光器内のプログラムによって自動に計算することができる。前記ピークの面積は、マイクロラマン分光器(micro Raman spectroscope:Jobin Yvon Spex T64000)、Princeton Instruments社のTPIR-785、Anton Paar社のMonowave 400R、Bruker社のFT-ラマン分光器:マルチラムまたはTechnospex社のuRaman-Mによって測定して、計算することができる。
【0127】
前記ピークの面積は、手動に計算することができる。例えば、前記ピークのベースラインが定義され、個々のピーク及び個々のピークに対するベースライン内における面積が、前記ピークの面積に計算され得る。例えば、前記Si-OHピークのベースラインは、903cm-1のラマンスペクトル強度から1056cm-1のラマンスペクトル強度までの直線であってもよい。前記Si単結晶ピークのベースラインは、468cm-1のラマンスペクトル強度から556cm-1のラマンスペクトル強度までの直線であってもよい。前記ドーパントピークのベースラインは、274cm-1のラマンスペクトル強度から339cm-1のラマンスペクトル強度までの直線であってもよい。前記体心立方ピークのベースラインは、423cm-1のラマンスペクトル強度から445cm-1のラマンスペクトル強度までの直線であってもよい。前記菱面ピークのベースラインは、338cm-1のラマンスペクトル強度から360cm-1のラマンスペクトル強度までの直線であってもよい。
【0128】
前記第1上面221は、Sk粗さを有していてもよい。前記第1上面221のSk粗さは、約0.005μm~約3μmであってもよい。前記第1上面221のSk粗さは、約0.005μm~約1μmであってもよい。前記第1上面221のSk粗さは、約0.01μm~約0.5μmであってもよい。前記第1上面221のSk粗さは、約1μm~約2μmであってもよい。前記第1上面221のSk粗さは、約1μm~約1.5μmであってもよい。
【0129】
前記第1下面222は、Sk粗さを有していてもよい。前記第1下面222のSk粗さは、約0.005μm~約3μmであってもよい。前記第1下面222のSk粗さは、約0.005μm~約1μmであってもよい。前記第1下面222のSk粗さは、約0.01μm~約0.5μmであってもよい。前記第1下面222のSk粗さは、約1μm~約2μmであってもよい。前記第1下面222のSk粗さは、約1μm~約1.5μmであってもよい。
【0130】
前記第1側面223は、Sk粗さを有していてもよい。前記第1側面223のSk粗さは、前記第1上面221のSk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSk粗さは、前記第1下面222のSk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSk粗さは、約0.005μm~約1μmであってもよい。前記第1側面223のSk粗さは、約0.01μm~約0.5μmであってもよい。前記第1側面223のSk粗さは、約1μm~約2μmであってもよい。前記第1側面223のSk粗さは、約1μm~約1.5μmであってもよい。
【0131】
前記第1傾斜面224は、Sk粗さを有していてもよい。前記第1傾斜面224のSk粗さは、前記第1上面221のSk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224のSk粗さは、前記第1下面222のSk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224のSk粗さは、約0.005μm~約1μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSk粗さは、約0.01μm~約0.5μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSk粗さは、約1μm~約2μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSk粗さは、約1μm~約1.5μmであってもよい。
【0132】
前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1側面223または前記第1傾斜面224は、上記のような範囲でSk粗さを有するため、プラズマが自由に流れる微細流動チャンネルを含んでいてもよい。これによって、前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1側面223または前記第1傾斜面224において、前記プラズマが適宜に流れ得る。
【0133】
前記第1上面221は、Spk粗さを有していてもよい。前記第1上面221のSpk粗さは、約0.001μm~約1μmであってもよい。前記第1上面221のSpk粗さは、約0.001μm~約0.7μmであってもよい。前記第1上面221のSpk粗さは、約0.003μm~約0.7μmであってもよい。前記第1上面221のSpk粗さは、約0.1μm~約1μmであってもよい。前記第1上面221のSpk粗さは、約0.001μm~約0.1μmであってもよい。
【0134】
前記第1下面222は、Spk粗さを有していてもよい。前記第1下面222のSpk粗さは、約0.001μm~約0.7μmであってもよい。前記第1下面222のSpk粗さは、約0.003μm~約0.7μmであってもよい。前記第1下面222のSpk粗さは、約0.1μm~約1μmであってもよい。前記第1下面222のSpk粗さは、約0.001μm~約0.1μmであってもよい。
【0135】
前記第1側面223は、Spk粗さを有していてもよい。前記第1側面223のSpk粗さは、前記第1上面221のSpk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSpk粗さは、前記第1下面222のSpk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSpk粗さは、約0.1μm~約1μmであってもよい。前記第1側面223のSpk粗さは、約0.08μm~約0.7μmであってもよい。前記第1側面223のSpk粗さは、約0.2μm~約1μmであってもよい。前記第1側面223のSpk粗さは、約0.2μm~約0.7μmであってもよい。
【0136】
前記第1傾斜面224は、Spk粗さを有していてもよい。前記第1傾斜面224のSpk粗さは、前記第1上面221のSpk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224のSpk粗さは、前記第1下面222のSpk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSpk粗さは、前記第1下面222のSpk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSpk粗さは、約0.1μm~約1μmであってもよい。前記第1側面223のSpk粗さは、約0.08μm~約0.7μmであってもよい。前記第1側面223のSpk粗さは、約0.2μm~約1μmであってもよい。前記第1側面223のSpk粗さは、約0.2μm~約0.7μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSpk粗さは、約0.002μm~約0.2μmであってもよい。
【0137】
前記Spk粗さは、表面のエッチング工程中、前記プラズマが表面に接触したとき、初期接触面積が提供される数値の重要なパラメータのうち1つであってもよい。また、前記Spk粗さは、前記プラズマ工程中に除去され得る微細山の高さを示すことができる。
【0138】
前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1側面223または前記第1傾斜面224は、上記のような範囲でSpk粗さを有するため、微細山のエッチングによる不純物及び工程副産物の発生が減少し得る。
【0139】
前記第1上面221は、Svk粗さを有していてもよい。前記第1上面221のSvk粗さは、約0.002μm~約2μmであってもよい。前記第1上面221のSvk粗さは、約0.002μm~約1.7μmであってもよい。前記第1上面221のSvk粗さは、約0.004μm~約1.5μmであってもよい。前記第1上面221のSvk粗さは、約0.1μm~約1.5μmであってもよい。前記第1上面221のSvk粗さは、約0.001μm~約0.2μmであってもよい。
【0140】
前記第1下面222は、Svk粗さを有していてもよい。前記第1下面222のSvk粗さは、約0.001μm~約0.7μmであってもよい。前記第1下面222のSvk粗さは、約0.002μm~約1.7μmであってもよい。前記第1下面222のSvk粗さは、約0.004μm~約1.5μmであってもよい。前記第1下面222のSvk粗さは、約0.1μm~約1.5μmであってもよい。前記第1下面222のSvk粗さは、約0.001μm~約0.2μmであってもよい。
【0141】
前記第1側面223は、Svk粗さを有していてもよい。前記第1側面223のSvk粗さは、前記第1上面221のSvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSvk粗さは、前記第1下面222のSvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSvk粗さは、約0.15μm~約1.5μmであってもよい。前記第1側面223のSvk粗さは、約0.2μm~約1.7μmであってもよい。前記第1側面223のSvk粗さは、約0.5μm~約1.8μmであってもよい。前記第1側面223のSvk粗さは、約0.4μm~約1.5μmであってもよい。
【0142】
前記第1傾斜面224は、Svk粗さを有していてもよい。前記第1傾斜面224のSvk粗さは、前記第1上面221のSvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224のSvk粗さは、前記第1下面222のSvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224のSvk粗さは、約0.15μm~約1.5μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSvk粗さは、約0.2μm~約1.7μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSvk粗さは、約0.5μm~約1.8μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSvk粗さは、約0.4μm~約1.5μmであってもよい。
【0143】
前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1側面223または前記第1傾斜面224は、上記のような範囲でSvk粗さを有するため、前記表面における微細バレーに工程副産物が堆積することを防止することができる。
【0144】
前記第1上面221は、Sv粗さを有していてもよい。前記第1上面221のSv粗さは、約-3μm~約-0.01μmであってもよい。前記第1上面221のSv粗さは、約-2.5μm~約-0.01μmであってもよい。前記第1上面221のSv粗さは、約-0.1μm~約-0.01μmであってもよい。前記第1上面221のSv粗さは、約-2.5μm~約-1μmであってもよい。前記第1上面221のSv粗さは、約-3μm~約-0.7μmであってもよい。
【0145】
前記第1下面222は、Sv粗さを有していてもよい。前記第1下面222のSv粗さは、約-3μm~約-0.01μmであってもよい。前記第1下面222のSv粗さは、約-2.5μm~約-0.01μmであってもよい。前記第1下面222のSv粗さは、約-0.1μm~約-0.01μmであってもよい。前記第1下面222のSv粗さは、約-2.5μm~約-1μmであってもよい。前記第1下面222のSv粗さは、約-3μm~約-0.7μmであってもよい。
【0146】
前記第1側面223は、Sv粗さを有していてもよい。前記第1側面223のSv粗さは、前記第1上面221のSv粗さよりもさらに小さくてもよい。前記第1側面223のSv粗さは、前記第1下面222のSv粗さよりもさらに小さくてもよい。前記第1側面223のSv粗さは、約-3μm~約-0.1μmであってもよい。前記第1側面223のSv粗さは、約-2.5μm~約-0.3μmであってもよい。前記第1側面223のSv粗さは、約-2.5μm~約-0.5μmであってもよい。前記第1側面223のSv粗さは、約-2.5μm~約-1μmであってもよい。前記第1側面223のSv粗さは、約-3μm~約-0.7μmであってもよい。
【0147】
前記第1傾斜面224は、Sv粗さを有していてもよい。前記第1傾斜面224のSv粗さは、前記第1上面221のSv粗さよりもさらに小さくてもよい。前記第1傾斜面224のSv粗さは、前記第1下面222のSv粗さよりもさらに小さくてもよい。前記第1傾斜面224のSv粗さは、約-3μm~約-0.1μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSv粗さは、約-2.5μm~約-0.3μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSv粗さは、約-2.5μm~約-0.5μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSv粗さは、約-2.5μm~約-1μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSv粗さは、約-3μm~約-0.7μmであってもよい。
【0148】
前記第1上面221は、Sz粗さを有していてもよい。前記第1上面221のSz粗さは、約0.01μm~約6μmであってもよい。前記第1上面221のSz粗さは、約0.02μm~約1μmであってもよい。前記第1上面221のSz粗さは、約1.5μm~約6μmであってもよい。前記第1上面221のSz粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。前記第1上面221のSz粗さは、約0.03μm~約0.7μmであってもよい。
【0149】
前記第1下面222は、Sz粗さを有していてもよい。前記第1下面222のSz粗さは、約0.01μm~約6μmであってもよい。前記第1下面222のSz粗さは、約0.02μm~約1μmであってもよい。前記第1下面222のSz粗さは、約1.5μm~約6μmであってもよい。前記第1下面222のSz粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。前記第1下面222のSz粗さは、約0.03μm~約0.7μmであってもよい。
【0150】
前記第1側面223は、Sz粗さを有していてもよい。前記第1側面223のSz粗さは、前記第1上面221のSz粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSz粗さは、前記第1下面222のSz粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSz粗さは、約1.5μm~約6μmであってもよい。前記第1側面223のSz粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。前記第1側面223のSz粗さは、約0.03μm~約0.7μmであってもよい。
【0151】
前記第1傾斜面224は、Sz粗さを有していてもよい。前記第1傾斜面224のSz粗さは、前記第1上面221のSz粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224のSz粗さは、前記第1下面222のSz粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224のSz粗さは、約1.5μm~約6μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSz粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSz粗さは、約0.03μm~約0.7μmであってもよい。
【0152】
前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1側面223、及び前記第1傾斜面224は、上記のような範囲でSz粗さを有するため、前記プラズマの流れ性が向上し得る。これによって、前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1側面223、及び前記第1傾斜面224は、上記のような範囲でSz粗さを有するため、前記表面における工程副産物が堆積することを防止することができる。これによって、前記上部電極220は、ディフェクトを抑制することができる。
【0153】
前記第1上面221は、Sp粗さを有していてもよい。前記第1上面221のSp粗さは、約0.01μm~約4μmであってもよい。前記第1上面221のSp粗さは、約0.02μm~約3.5μmであってもよい。前記第1上面221のSp粗さは、約0.8μm~約3μmであってもよい。前記第1上面221のSp粗さは、約1μm~約3μmであってもよい。前記第1上面221のSp粗さは、約0.01μm~約0.7μmであってもよい。
【0154】
前記第1下面222は、Sp粗さを有していてもよい。前記第1下面222のSp粗さは、約0.01μm~約4μmであってもよい。前記第1下面222のSp粗さは、約0.02μm~約3.5μmであってもよい。前記第1下面222のSp粗さは、約0.8μm~約3μmであってもよい。前記第1下面222のSp粗さは、約1μm~約3μmであってもよい。前記第1下面222のSp粗さは、約0.01μm~約0.7μmであってもよい。
【0155】
前記第1側面223は、Sp粗さを有していてもよい。前記第1側面223のSp粗さは、前記第1上面221のSp粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSp粗さは、前記第1下面222のSp粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSp粗さは、約0.02μm~約3.5μmであってもよい。前記第1側面223のSp粗さは、約0.8μm~約3μmであってもよい。前記第1側面223のSp粗さは、約1μm~約3μmであってもよい。前記第1側面223のSp粗さは、約1μm~約4μmであってもよい。
【0156】
前記第1傾斜面224は、Sp粗さを有していてもよい。前記第1傾斜面224のSp粗さは、前記第1上面221のSp粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224のSp粗さは、前記第1下面222のSp粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224のSp粗さは、約0.02μm~約3.5μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSp粗さは、約0.8μm~約3μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSp粗さは、約1μm~約3μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSp粗さは、約1μm~約4μmであってもよい。
【0157】
前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、及び前記Sp粗さは、非接触式三次元粗さ測定機によって測定することができる。前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、及び前記Sp粗さは、ISO 25178-2によって導出することができる。前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、及び前記Sp粗さは、5ポイント~10ポイントで測定され、最小測定値及び最大測定値を除く他の測定値の平均に導出することができる。
【0158】
また、前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、及び前記Svk粗さは、三次元粗さ測定機によって得られる前記上部電極220の表面におけるベアリング面積曲線から導出することができる。前記ベアリング面積曲線は、表面粗さ測定機によって単位面積に対して測定された高さによる累積データをプロット(plot)したグラフであってもよい。このとき、前記Sk粗さは、前記累積データプロットにおいて、中心表面(core surface)における高さの幅を意味する。また、前記Spk粗さは、前記中心表面上へのピークの平均高さを意味し、前記Svk粗さは、前記中心表面の下へのバレーの平均深さを意味する。
【0159】
前記上部電極220の少なくとも一表面は、減殺ピークバレー(reduced peak valley height,Spvk)粗さを有していてもよい。前記Spvk粗さは、前記Spk粗さと前記Svk粗さの和である。前記減殺ピークバレー粗さは、下記の数式5で表される。
【0160】
[数式5]
Spvk粗さ=Spk粗さ+Svk粗さ
【0161】
前記第1上面221は、Spvk粗さを有していてもよい。前記第1上面221のSpvk粗さは、約0.005μm~約2μmであってもよい。前記第1上面221のSpvk粗さは、約0.007μm~約2μmであってもよい。前記第1上面221のSpvk粗さは、約0.005μm~約0.1μmであってもよい。前記第1上面221のSpvk粗さは、約0.5μm~約2μmであってもよい。前記第1上面221のSpvk粗さは、約0.7μm~約1.7μmであってもよい。
【0162】
前記第1下面222は、Spvk粗さを有していてもよい。前記第1下面222のSpvk粗さは、約0.005μm~約2μmであってもよい。前記第1下面222のSpvk粗さは、約0.007μm~約2μmであってもよい。前記第1下面222のSpvk粗さは、約0.005μm~約0.1μmであってもよい。前記第1下面222のSpvk粗さは、約0.5μm~約2μmであってもよい。前記第1下面222のSpvk粗さは、約0.7μm~約1.7μmであってもよい。
【0163】
前記第1側面223は、Spvk粗さを有していてもよい。前記第1側面223のSpvk粗さは、前記第1上面221のSpvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSpvk粗さは、前記第1下面222のSpvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSpvk粗さは、約0.5μm~約2μmであってもよい。前記第1側面223のSpvk粗さは、約0.7μm~約1.7μmであってもよい。
【0164】
前記第1傾斜面224は、Spvk粗さを有していてもよい。前記第1傾斜面224のSpvk粗さは、前記第1上面221のSpvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224のSpvk粗さは、前記第1下面222のSpvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224のSpvk粗さは、約0.007μm~約2μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSpvk粗さは、約0.005μm~約0.1μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSpvk粗さは、約0.5μm~約2μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSpvk粗さは、約0.7μm~約1.7μmであってもよい。
【0165】
前記Spvk粗さは、微細凹凸(微細山及び微細バレー)の形状と大きさに関する粗さであってもよい。前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1下面223または前記第1傾斜面224は、上記のような範囲でSpvk粗さを有するため、前記表面における微細凹凸は、適宜な形状及び大きさを有していてもよい。これによって、前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1下面223または前記第1傾斜面224は、上記のような範囲でSpvk粗さを有するため、前記表面における微細凹凸に工程副産物が堆積するか、ディフェクトを引き起こす破片が引き起こされることを防止することができる。また、前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1下面223または前記第1傾斜面224は、上記のような範囲でSpvk粗さを有するため、前記表面における前記プラズマの流れ性が向上し得る。
【0166】
前記上部電極220の少なくとも一表面は、減殺ピークバレーの比率(reduced peak valley height,Rpvk)を有していてもよい。
【0167】
前記減殺ピークバレーの比率は、前記減殺ピークバレー粗さを前記Sk粗さで除した値である。前記減殺ピークバレーの比率は、下記の数式6で表される。
【0168】
[数式6]
Rpvk=Spvk粗さ/Sk粗さ
【0169】
前記第1上面221は、Rpvkを有していてもよい。前記第1上面221のRpvkは、約0.5~約4であってもよい。前記第1上面221のRpvkは、約0.5~約1.3であってもよい。前記第1上面221のRpvkは、約0.5~約1であってもよい。前記第1上面221のRpvkは、約0.6~約1.2であってもよい。前記第1上面221のRpvkは、約0.5~約1.1であってもよい。
【0170】
前記第1下面222は、Rpvkを有していてもよい。前記第1下面222のRpvkは、約0.5~約4であってもよい。前記第1下面222のRpvkは、約0.5~約1.3であってもよい。前記第1下面222のRpvkは、約0.5~約1であってもよい。前記第1下面222のRpvkは、約0.6~約1.2であってもよい。前記第1下面222のRpvkは、約0.5~約1.1であってもよい。
【0171】
前記第1側面223は、Rpvkを有していてもよい。前記第1側面223のRpvkは、約0.5~約4であってもよい。前記第1側面223のRpvkは、約0.5~約1.3であってもよい。前記第1側面223のRpvkは、約0.5~約1であってもよい。前記第1側面223のRpvkは、約0.6~約1.2であってもよい。前記第1側面223のRpvkは、約0.5~約1.1であってもよい。
【0172】
前記第1傾斜面224は、Rpvkを有していてもよい。前記第1傾斜面224のRpvkは、約0.5~約4であってもよい。前記第1傾斜面224のRpvkは、約0.5~約1.3であってもよい。前記第1傾斜面224のRpvkは、約0.5~約1であってもよい。前記第1傾斜面224のRpvkは、約0.6~約1.2であってもよい。前記第1傾斜面224のRpvkは、約0.5~約1.1であってもよい。
【0173】
前記Rpvkは、微細凹凸の中間部分に対して、微細山及び微細バレーの比率であってもよい。前記第1上面221、前記第1下面222、あるいは前記第1傾斜面223または前記第2傾斜面234は、上記のような範囲でRpvkを有するため、前記表面における微細凹凸は、適宜な形状を有していてもよい。これによって、前記第1上面221、前記第1下面222、あるいは前記第1傾斜面223または前記第2傾斜面234は、上記のような範囲でRpvkを有するため、前記表面における微細凹凸に工程副産物が堆積するか、ディフェクトを引き起こす破片が引き起こされることを防止することができる。また、前記第1上面221、前記第1下面222、あるいは前記第1傾斜面223または前記第2傾斜面234は、上記のような範囲でRpvkを有するため、前記表面における前記プラズマの流れ性が向上し得る。
【0174】
前記上部電極220の少なくとも一表面は、全体ピークバレー(total peak valley,Spv)粗さを有していてもよい。前記全体ピークバレー粗さは、前記Sp粗さの絶対値と前記Sv粗さの絶対値の和である。前記全体ピークバレー粗さは、下記の数式7で表される。
【0175】
[数式7]
Spv粗さ=|Sp粗さ|+|Sv粗さ|
【0176】
前記第1上面221は、前記Spv粗さを有していてもよい。前記第1上面221のSpv粗さは、約0.01μm~約6μmであってもよい。前記第1上面221のSpv粗さは、約0.02μm~約5.5μmであってもよい。前記第1上面221のSpv粗さは、約0.01μm~約1μmであってもよい。前記第1上面221のSpv粗さは、約1μm~約6μmであってもよい。前記第1上面221のSpv粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。
【0177】
前記第1下面222は、前記Spv粗さを有していてもよい。前記第1下面222のSpv粗さは、約0.01μm~約6μmであってもよい。前記第1下面222のSpv粗さは、約0.02μm~約5.5μmであってもよい。前記第1下面222のSpv粗さは、約0.01μm~約1μmであってもよい。前記第1下面222のSpv粗さは、約1μm~約6μmであってもよい。前記第1下面222のSpv粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。
【0178】
前記第1側面223は、Spv粗さを有していてもよい。前記第1側面223のSpv粗さは、前記第1上面221のSpv粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSpv粗さは、前記第1下面222のSpv粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223のSpv粗さは、約0.02μm~約5.5μmであってもよい。前記第1側面223のSpv粗さは、約1μm~約6μmであってもよい。前記第1側面223のSpv粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。
【0179】
前記第1傾斜面224は、Spv粗さを有していてもよい。前記第1傾斜面224のSpv粗さは、前記第1上面221のSpv粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224のSpv粗さは、前記第1下面222のSpv粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224のSpvk粗さは、約0.007μm~約2μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSpv粗さは、約0.02μm~約5.5μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSpv粗さは、約1μm~約6μmであってもよい。前記第1傾斜面224のSpv粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。
【0180】
前記Spv粗さは、微細山から微細バレーまで微細凹凸の全体大きさを示す粗さであってもよい。前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1側面223または前記第1傾斜面224は、上記のような範囲でSpv粗さを有するため、前記表面における微細凹凸は、適宜な形状を有していてもよい。これによって、前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1側面223または前記第1傾斜面224は、上記のような範囲でSpv粗さを有するため、前記表面における微細凹凸に工程副産物が堆積するか、ディフェクトを引き起こす破片が引き起こされることを防止することができる。また、前記第1上面221、前記第1下面222、前記第1側面223または前記第1傾斜面224は、上記のような範囲でSpv粗さを有するため、前記表面における前記プラズマの流れ性が向上し得る。
【0181】
前記上部電極220の各面において、約90%超は、上記のような範囲で前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、前記Sp粗さ、前記Spvk粗さ、前記Spv粗さ、及び/又は前記Rpvkを有していてもよい。
【0182】
前記上部電極220は、上記のような範囲で前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、前記Sp粗さ、前記Spvk粗さ、前記Spv粗さ、及び/又は前記Rpvkを有するため、効果的にプラズマを発生させて制御することができる。
【0183】
また、前記上部電極220は、上記のような範囲で前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、前記Sp粗さ、前記Spvk粗さ、前記Spv粗さ、及び/又は前記Rpvkを有するため、ディフェクトを引き起こす粒子の生成を防止することができる。
【0184】
また、前記上部電極220は、上記のような範囲で前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、前記Sp粗さ、前記Spvk粗さ、前記Spv粗さ、及び/又は前記Rpvkを有するため、浸食を抑制し、向上した耐久性を有することができる。
【0185】
前記上部電極220の少なくとも一表面は、水に対する第1接触角を有していてもよい。
【0186】
前記第1上面221における前記第1接触角は、約45゜~約74゜であってもよい。前記第1上面221における前記第1接触角は、約47゜~約73゜であってもよい。前記第1上面221における前記第1接触角は、約60゜~約74゜であってもよい。前記第1上面221における前記第1接触角は、約45゜~約60゜であってもよい。
【0187】
前記第1下面222における前記第1接触角は、約45゜~約74゜であってもよい。前記第1下面222における前記第1接触角は、約47゜~約73゜であってもよい。前記第1下面222における前記第1接触角は、約60゜~約74゜であってもよい。前記第1下面222における前記第1接触角は、約45゜~約60゜であってもよい。
【0188】
前記第1側面223における第1接触角は、前記第1上面221における第1接触角よりもさらに小さくてもよい。前記第1側面223における前記第1接触角は、前記第1下面222における第1接触角よりもさらに小さくてもよい。前記第1側面223における前記第1接触角は、約45゜~約73゜であってもよい。前記第1側面223における前記第1接触角は、約45゜~約70゜であってもよい。前記第1側面223における前記第1接触角は、約55゜~約65゜であってもよい。前記第1側面223における前記第1接触角は、約45゜~約60゜であってもよい。
【0189】
前記第1傾斜面224における第1接触角は、前記第1上面221における第1接触角よりもさらに小さくてもよい。前記第1傾斜面224における前記第1接触角は、前記第1下面222における第1接触角よりもさらに小さくてもよい。前記第1傾斜面224における前記第1接触角は、約45゜~約73゜であってもよい。前記第1傾斜面224における前記第1接触角は、約45゜~約70゜であってもよい。前記第1傾斜面224における前記第1接触角は、約55゜~約65゜であってもよい。前記第1傾斜面224における前記第1接触角は、約45゜~約60゜であってもよい。
【0190】
前記上部電極220の少なくとも一表面は、ジヨードメタンに対する第2接触角を有していてもよい。
【0191】
前記第1上面221における前記第2接触角は、約41゜~約57゜であってもよい。前記第1上面221における前記第2接触角は、約42゜~約55゜であってもよい。前記第1上面221における前記第2接触角は、約45゜~約55゜であってもよい。前記第1上面221における前記第2接触角は、約40゜~約50゜であってもよい。
【0192】
前記第1下面222における前記第2接触角は、約41゜~約57゜であってもよい。前記第1下面222における前記第2接触角は、約42゜~約55゜であってもよい。前記第1下面222における前記第2接触角は、約45゜~約55゜であってもよい。前記第1下面222における前記第2接触角は、約40゜~約50゜であってもよい。
【0193】
前記第1側面223における前記第2接触角は、約41゜~約57゜であってもよい。前記第1側面223における前記第2接触角は、約42゜~約55゜であってもよい。前記第1側面223における前記第2接触角は、約45゜~約55゜であってもよい。前記第1側面223における前記第2接触角は、約40゜~約50゜であってもよい。
【0194】
前記第1傾斜面224における前記第2接触角は、約41゜~約57゜であってもよい。前記第1傾斜面224における前記第2接触角は、約42゜~約55゜であってもよい。前記第1傾斜面224における前記第2接触角は、約45゜~約55゜であってもよい。前記第1傾斜面224における前記第2接触角は、約40゜~約50゜であってもよい。
【0195】
前記上部電極220の少なくとも一表面は、表面自由エネルギー(surface free energy)を有していてもよい。
【0196】
前記第1上面221における前記表面自由エネルギーは、約40mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第1上面221における前記表面自由エネルギーは、約35mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第1上面221における前記表面自由エネルギーは、約40mN/m~約55mN/mであってもよい。前記第1上面221における前記表面自由エネルギーは、約50mN/m~約65mN/mであってもよい。
【0197】
前記第1下面222における前記表面自由エネルギーは、約40mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第1下面222における前記表面自由エネルギーは、約35mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第1下面222における前記表面自由エネルギーは、約40mN/m~約55mN/mであってもよい。前記第1下面222における前記表面自由エネルギーは、約50mN/m~約65mN/mであってもよい。
【0198】
前記第1側面223における表面自由エネルギーは、前記第1上面221における表面自由エネルギーよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223における表面自由エネルギーは、前記第1下面222における表面自由エネルギーよりもさらに大きくてもよい。前記第1側面223における前記表面自由エネルギーは、約42mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第1側面223における前記表面自由エネルギーは、約40mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第1側面223における前記表面自由エネルギーは、約47mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第1側面223における前記表面自由エネルギーは、約50mN/m~約65mN/mであってもよい。
【0199】
前記第1傾斜面224における表面自由エネルギーは、前記第1上面221における表面自由エネルギーよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224における表面自由エネルギーは、前記第1下面222における表面自由エネルギーよりもさらに大きくてもよい。前記第1傾斜面224における前記表面自由エネルギーは、約42mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第1傾斜面224における前記表面自由エネルギーは、約47mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第1傾斜面224における前記表面自由エネルギーは、約50mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第1傾斜面224における前記表面自由エネルギーは、約40mN/m~約65mN/mであってもよい。
【0200】
前記上部電極220の少なくとも一表面は、分散自由エネルギー(dispersion free energy)を有していてもよい。
【0201】
前記第1上面221における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約45mN/mであってもよい。前記第1上面221における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第1上面221における前記分散自由エネルギーは、約25mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第1上面221における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約37mN/mであってもよい。
【0202】
前記第1下面222における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約45mN/mであってもよい。前記第1下面222における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第1下面222における前記分散自由エネルギーは、約25mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第1下面222における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約37mN/mであってもよい。
【0203】
前記第1側面223における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約45mN/mであってもよい。前記第1側面223における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第1側面223における前記分散自由エネルギーは、約25mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第1側面223における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約37mN/mであってもよい。
【0204】
前記第1傾斜面224における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約45mN/mであってもよい。前記第1傾斜面224における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第1傾斜面224における前記分散自由エネルギーは、約25mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第1傾斜面224における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約37mN/mであってもよい。
【0205】
前記上部電極220の一表面は、極性自由エネルギー(polar free energy)を有していてもよい。
【0206】
前記第1上面221における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約25mN/mであってもよい。前記第1上面221における前記極性自由エネルギーは、約7mN/m~約21mN/mであってもよい。前記第1上面221における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約15mN/mであってもよい。前記第1上面221における前記極性自由エネルギーは、約10mN/m~約22mN/mであってもよい。
【0207】
前記第1下面222における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約25mN/mであってもよい。前記第1下面222における前記極性自由エネルギーは、約7mN/m~約21mN/mであってもよい。前記第1下面222における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約15mN/mであってもよい。前記第1下面222における前記極性自由エネルギーは、約10mN/m~約22mN/mであってもよい。
【0208】
前記第1側面223における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約25mN/mであってもよい。前記第1側面223における前記極性自由エネルギーは、約7mN/m~約21mN/mであってもよい。前記第1側面223における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約15mN/mであってもよい。前記第1側面223における前記極性自由エネルギーは、約10mN/m~約22mN/mであってもよい。
【0209】
前記第1傾斜面224における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約25mN/mであってもよい。前記第1傾斜面224における前記極性自由エネルギーは、約7mN/m~約21mN/mであってもよい。前記第1傾斜面224における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約15mN/mであってもよい。前記第1傾斜面224における前記極性自由エネルギーは、約10mN/m~約22mN/mであってもよい。
【0210】
前記表面自由エネルギーは、前記分散自由エネルギーと前記極性自由エネルギーの和であってもよい。
【0211】
前記上部電極220の各面のうち90%超は、上記のような範囲で前記第1接触角、前記第2接触角、前記表面自由エネルギー、前記分散自由エネルギー、及び前記極性自由エネルギーを有していてもよい。
【0212】
前記上部電極220は、上記のような範囲で前記第1接触角、前記第2接触角、前記表面自由エネルギー、前記分散自由エネルギー、及び前記極性自由エネルギーを有するため、効果的にプラズマを発生させて制御することができる。
【0213】
また、前記上部電極220は、上記のような範囲で前記第1接触角、前記第2接触角、前記表面自由エネルギー、前記分散自由エネルギー、及び前記極性自由エネルギーを有するため、ディフェクトを引き起こす粒子の生成を防止することができる。
【0214】
また、前記上部電極220は、上記のような範囲で前記第1接触角、前記第2接触角、前記表面自由エネルギー、前記分散自由エネルギー、及び前記極性自由エネルギーを有するため、浸食を抑制し、向上した耐久性を有することができる。
【0215】
測定しようとする表面に水またはジヨードメタンが吐出し、画像撮影によって、前記第1接触角及び前記第2接触角を測定することができる。例示的に、KRUSS社の移動式表面自由エネルギーの測定装置であるMSA(mobile surface analyzer)を用いて、前記表面自由エネルギーは、測定した値から計算することができる。具体的には、溶媒の積荷量1マイクロリットル、滴下後、経過時間4秒で、前記第1接触角及び前記第2接触角を測定することができる。極性自由エネルギー溶媒としては水を選択し、非極性自由エネルギー溶媒としてはジヨードメタンを選択することができる。幾何平均法(geometric mean combining rule、例えば、OWRK(Owens,Wendt,Rabel and Kaelble)方法)を選択して、前記表面自由エネルギー、分散自由エネルギー、及び極性自由エネルギーが得られる。正確な計算のためには、同じ試片の表面の他の位置が選択されて、5回以上繰り返して評価され、前記第1接触角、前記第2接触角、前記表面自由エネルギー、前記分散自由エネルギー、及び前記極性自由エネルギーは、上限下限を除く3点の平均値に評価することができる。
【0216】
実施例によるフォーカスリング230は、半導体素子を製造するための製造装置に使用される部品であってもよい。すなわち、前記フォーカスリング230は、前記半導体素子の製造装置の一部を構成する部品であってもよい。
【0217】
前記フォーカスリング230は、半導体素子を製造するためのプラズマ処理装置に使用される部品であってもよい。前記フォーカスリング230は、半導体基板30を選択的にエッチングするためのプラズマエッチング装置に使用される部品であってもよい。前記半導体基板30は、プラズマ処理されて、半導体素子を製造するための半導体ウエハを含んでいてもよい。
【0218】
前記フォーカスリング230は、プラズマをガイドし、前記半導体基板30を支持するための下部電極アセンブリの一部を構成する部品であってもよい。前記フォーカスリング230は、前記下部電極アセンブリのエッジに配置されるエッジリングであってもよい。
【0219】
また、前記フォーカスリング230は、前記半導体基板30を収容し、プラズマ領域114を限定するアセンブリの一部を構成する部品であってもよい。
【0220】
図4は、一実施例によるフォーカスリングを示した斜視図である。図5は、一実施例によるフォーカスリングの一断面を示した断面図である。
【0221】
図4及び図5を参照すると、実施例によるフォーカスリング230は、全体的にリング状を有していてもよい。
【0222】
前記フォーカスリング230は、ボディ部237、傾斜部238、及びガイド部239を含んでいてもよい。前記ボディ部237は、前記半導体基板30の周囲に沿って延びていてもよい。前記ボディ部237は、前記半導体基板30の周囲に沿って配置されていてもよい。前記ボディ部237は、リング状を有していてもよい。
【0223】
前記傾斜部238は、前記ボディ部237から延びる。前記傾斜部238は、前記ボディ部237から内側に延びていてもよい。前記傾斜部238は、前記ボディ部237から前記半導体基板30の中心に向かって延びていてもよい。前記傾斜部238は、リング状を有していてもよい。すなわち、前記傾斜部238は、前記ボディ部237の内周面に配置されていてもよい。
【0224】
前記ガイド部239は、前記傾斜部238から延びる。前記ガイド部239は、前記傾斜部238から内側に延びていてもよい。前記ガイド部239は、前記傾斜部238から前記半導体基板30の中心に向かって延びていてもよい。前記ガイド部239は、リング状を有していてもよい。前記ガイド部239の少なくとも一部は、前記半導体基板30の下に配置されていてもよい。
【0225】
前記ボディ部237、前記傾斜部238、及び前記ガイド部239は、一体に形成することができる。すなわち、前記ボディ部237、前記傾斜部238、及び前記ガイド部239は、結合した構造ではなく、一体化した構造を有していてもよい。前記ボディ部237、前記傾斜部238、及び前記ガイド部239は、一体に単結晶シリコンで形成することができる。
【0226】
前記フォーカスリング230は、第2上面231、第2下面232、及び第2側面233を含んでいてもよい。
【0227】
前記第2上面231及び前記第2下面232は、互いに対向する。
【0228】
前記第2上面231は、前記ボディ部237に含まれていてもよい。
【0229】
前記第2下面232は、全体的に扁平であってもよい。
【0230】
前記第2側面233は、前記第2上面231から前記第2下面232に延びる。前記第2側面233は、前記フォーカスリング230の外周面であってもよい。
【0231】
また、前記フォーカスリング230は、第2傾斜面234を含んでいてもよい。前記第2傾斜面234は、前記第2上面231から側下方に延びていてもよい。前記第2傾斜面234は、前記半導体基板30から発生するプラズマ工程後、生成物を側方にガイドすることができる。すなわち、前記第2傾斜面234は、前記半導体基板30に噴射されるプラズマによって発生する工程副産物を外部にガイドして、半導体素子の製造工程の効率を向上させることができる。また、前記第2傾斜面234は、副産物を適宜にガイドすることができるため、前記フォーカスリング230は、前記プラズマ工程の副産物によって他の部品が汚染することを防止することができる。
【0232】
また、前記フォーカスリング230は、ガイド面235をさらに含んでいてもよい。前記ガイド面235は、前記第2傾斜面234から延びる。前記ガイド面235は、前記第2傾斜面234から内側に延びていてもよい。前記ガイド面235は、前記半導体基板30の下に延びていてもよい。前記ガイド面235は、前記第2傾斜面234から前記半導体基板30の中心に延びていてもよい。前記ガイド面235の少なくとも一部は、前記半導体基板30下に配置されていてもよい。
【0233】
また、前記フォーカスリング230は、第3側面241をさらに含んでいてもよい。前記第3側面241は、前記ガイド面235から前記第2下面232に延びていてもよい。前記第3側面241は、前記フォーカスリング230の内周面であってもよい。
【0234】
また、前記フォーカスリング230は、他の部品と締結するための締結溝(不図示)をさらに含んでいてもよい。
【0235】
前記フォーカスリング230は、単結晶シリコンを含んでいてもよい。前記フォーカスリング230は、前記単結晶シリコンを主成分として含んでいてもよい。前記フォーカスリング230は、約90wt%以上の含量で前記単結晶シリコンを含んでいてもよい。前記フォーカスリング230は、約95wt%以上の含量で前記単結晶シリコンを含んでいてもよい。前記フォーカスリング230は、約99wt%以上の含量で前記単結晶シリコンを含んでいてもよい。前記フォーカスリング230は、実質的に前記単結晶シリコンからなっていてもよい。
【0236】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面におけるSi-OHの比率は、約0.16~約0.28であってもよい。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面におけるSi-OHの比率は、約0.17~約0.27であってもよい。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面におけるSi-OHの比率は、約0.18~約0.26であってもよい。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面におけるSi-OHの比率は、約0.19~約0.26であってもよい。
【0237】
前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2側面233、前記第2傾斜面234、前記ガイド面235、及び前記第3側面241のうち少なくとも1つ以上は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有していてもよい。
【0238】
前記フォーカスリング230の表面のうち約60%以上は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約70%以上は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約80%以上は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約90%以上は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約95%以上は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有していてもよい。
【0239】
前記フォーカスリング230は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有するため、適宜な表面特性を有していてもよい。これによって、前記フォーカスリング230の表面に汚染物質の残留を防止することができる。
【0240】
また、前記フォーカスリング230は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率を有するため、前記フォーカスリング230は、表面に保護膜を含んでいてもよい。これによって、前記フォーカスリング230は、外部の汚染物質から効率良く保護することができる。
【0241】
前記フォーカスリング230は、少なくとも一表面におけるドーパントの比率を有していてもよい。
【0242】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面におけるドーパントの比率は、約0.12未満であってもよい。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面におけるドーパントの比率は、約0.05~約0.12であってもよい。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面におけるドーパントの比率は、約0.01~約0.12であってもよい。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面におけるドーパントの比率は、約0.06~約0.13であってもよい。
【0243】
前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2側面233、前記第2傾斜面234、及び前記第3側面241のうち少なくとも1つ以上は、上記のような範囲で前記ドーパントの比率を有していてもよい。
【0244】
前記フォーカスリング230の表面のうち約60%以上は、上記のような範囲で前記ドーパントの比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約70%以上は、上記のような範囲で前記ドーパントの比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約80%以上は、上記のような範囲で前記ドーパントの比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約90%以上は、上記のような範囲で前記ドーパントの比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約95%以上は、上記のような範囲で前記ドーパントの比率を有していてもよい。
【0245】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面が、上記のような範囲でドーパントの比率を有するため、適宜な表面伝導度を有していてもよい。これによって、前記フォーカスリング230は、容易にプラズマを生成することができる。また、前記フォーカスリング230の少なくとも一表面が、上記のような範囲でドーパントの比率を有するため、プラズマによる浸食を抑制することができる。これによって、前記フォーカスリング230は、向上した耐久性を有することができる。
【0246】
前記フォーカスリング230は、少なくとも一表面における体心立方の比率を有していてもよい。
【0247】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面における体心立方の比率は、約0.01未満であってもよい。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面における体心立方の比率は、約0.005未満であってもよい。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面における体心立方の比率は、約0.004未満であってもよい。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面における体心立方の比率は、約0.001未満であってもよい。
【0248】
前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2側面233、前記第2傾斜面234、及び前記第3側面241のうち少なくとも1つ以上は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有していてもよい。
【0249】
前記フォーカスリング230の表面のうち約60%以上は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約70%以上は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約80%以上は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約90%以上は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約95%以上は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有していてもよい。
【0250】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面が、上記のような範囲で体心立方の比率を有するため、表面のディフェクト密度を低くすることができる。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面が、上記のような範囲で体心立方の比率を有するため、表面のディフェクト密度を低くすることができる。特に、前記フォーカスリング230の少なくとも一表面は、上記のような範囲で前記体心立方の比率を有するため、体心立方構造(body centered cubic)のSi-IIIの欠陥比率を低くすることができる。
【0251】
これによって、前記フォーカスリング230は、表面にディフェクトを抑制することができる。また、前記フォーカスリング230の少なくとも一表面が、上記のような範囲で体心立方の比率を有するため、プラズマによる浸食を抑制することができる。これによって、前記フォーカスリング230は、向上した耐久性を有することができる。
【0252】
前記フォーカスリング230は、少なくとも一表面における菱面の比率を有していてもよい。
【0253】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面における菱面の比率は、約0.01未満であってもよい。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面における菱面の比率は、約0.005未満であってもよい。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面における菱面の比率は、約0.004未満であってもよい。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面における菱面の比率は、約0.001未満であってもよい。
【0254】
前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2側面233、前記第2傾斜面234、前記ガイド面235、及び前記第3側面241のうち少なくとも1つ以上は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有していてもよい。
【0255】
前記フォーカスリング230の表面のうち約60%以上は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約70%以上は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約80%以上は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約90%以上は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有していてもよい。前記フォーカスリング230の表面のうち約95%以上は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有していてもよい。
【0256】
前記フォーカスリング230の個々の面のうち約90%超は、上記のような範囲で前記Si-OHの比率、前記ドーパントの比率、前記体心立方の比率または前記菱面の比率を有していてもよい。
【0257】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面が、上記のような範囲で菱面の比率を有するため、表面のディフェクト密度を低くすることができる。前記フォーカスリング230の少なくとも一表面が、上記のような範囲で菱面の比率を有するため、表面のディフェクト密度を低くすることができる。特に、前記フォーカスリング230の少なくとも一表面は、上記のような範囲で前記菱面の比率を有するため、菱面構造(rhombohedral)のSi-XIIの欠陥比率を低くすることができる。
【0258】
これによって、前記フォーカスリング230は、表面にディフェクトを抑制することができる。また、前記フォーカスリング230の少なくとも一表面が、上記のような範囲で菱面の比率を有するため、プラズマによる浸食を抑制することができる。これによって、前記フォーカスリング230は、向上した耐久性を有することができる。
【0259】
前記第2上面231は、Sk粗さを有していてもよい。前記第2上面231のSk粗さは、約0.005μm~約3μmであってもよい。前記第2上面231のSk粗さは、約0.005μm~約1μmであってもよい。前記第2上面231のSk粗さは、約0.01μm~約0.5μmであってもよい。前記第2上面231のSk粗さは、約1μm~約2μmであってもよい。前記第2上面231のSk粗さは、約1μm~約1.5μmであってもよい。
【0260】
前記第2下面232は、Sk粗さを有していてもよい。前記第2下面232のSk粗さは、約0.005μm~約3μmであってもよい。前記第2下面232のSk粗さは、約0.005μm~約1μmであってもよい。前記第2下面232のSk粗さは、約0.01μm~約0.5μmであってもよい。前記第2下面232のSk粗さは、約1μm~約2μmであってもよい。前記第2下面232のSk粗さは、約1μm~約1.5μmであってもよい。
【0261】
前記第2側面233及び/又は第3側面241は、Sk粗さを有していてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSk粗さは、前記第2上面231のSk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSk粗さは、前記第2下面232のSk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSk粗さは、約0.005μm~約1μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSk粗さは、約0.01μm~約0.5μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSk粗さは、約1μm~約2μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSk粗さは、約1μm~約1.5μmであってもよい。
【0262】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235は、Sk粗さを有していてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSk粗さは、前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSk粗さは、前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSk粗さは、約0.005μm~約1μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSk粗さは、約0.01μm~約0.5μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSk粗さは、約1μm~約2μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSk粗さは、約1μm~約1.5μmであってもよい。
【0263】
前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でSk粗さを有するため、プラズマが自由に流れる微細流動チャンネルを含んでいてもよい。これによって、前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235において、前記プラズマが適宜に流れ得る。
【0264】
前記第2上面231は、Spk粗さを有していてもよい。前記第2上面231のSpk粗さは、約0.001μm~約1μmであってもよい。前記第2上面231のSpk粗さは、約0.001μm~約0.7μmであってもよい。前記第2上面231のSpk粗さは、約0.003μm~約0.7μmであってもよい。前記第2上面231のSpk粗さは、約0.1μm~約1μmであってもよい。前記第2上面231のSpk粗さは、約0.001μm~約0.1μmであってもよい。
【0265】
前記第2下面232は、Spk粗さを有していてもよい。前記第2下面232のSpk粗さは、約0.001μm~約0.7μmであってもよい。前記第2下面232のSpk粗さは、約0.003μm~約0.7μmであってもよい。前記第2下面232のSpk粗さは、約0.1μm~約1μmであってもよい。前記第2下面232のSpk粗さは、約0.001μm~約0.1μmであってもよい。
【0266】
前記第2側面233及び/又は第3側面241は、Spk粗さを有していてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpk粗さは、前記第2上面231のSpk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpk粗さは、前記第2下面232のSpk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpk粗さは、約0.1μm~約1μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpk粗さは、約0.08μm~約0.7μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpk粗さは、約0.2μm~約1μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpk粗さは、約0.2μm~約0.7μmであってもよい。
【0267】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235は、Spk粗さを有していてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpk粗さは、前記第2上面231のSpk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpk粗さは、前記第2下面232のSpk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpk粗さは、前記第2下面232のSpk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpk粗さは、約0.1μm~約1μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpk粗さは、約0.08μm~約0.7μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpk粗さは、約0.2μm~約1μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpk粗さは、約0.2μm~約0.7μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpk粗さは、約0.002μm~約0.2μmであってもよい。
【0268】
前記Spk粗さは、表面のエッチング工程中、前記プラズマが表面に接触したとき、初期接触面積が提供される数値の重要なパラメータのうち1つであってもよい。また、前記Spk粗さは、前記プラズマ工程中に除去され得る微細山の高さを示すことができる。
【0269】
前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でSpk粗さを有するため、微細山のエッチングによる不純物及び工程副産物の発生が減少し得る。
【0270】
前記第2上面231は、Svk粗さを有していてもよい。前記第2上面231のSvk粗さは、約0.002μm~約2μmであってもよい。前記第2上面231のSvk粗さは、約0.002μm~約1.7μmであってもよい。前記第2上面231のSvk粗さは、約0.004μm~約1.5μmであってもよい。前記第2上面231のSvk粗さは、約0.1μm~約1.5μmであってもよい。前記第2上面231のSvk粗さは、約0.001μm~約0.2μmであってもよい。
【0271】
前記第2下面232は、Svk粗さを有していてもよい。前記第2下面232のSvk粗さは、約0.001μm~約0.7μmであってもよい。前記第2下面232のSvk粗さは、約0.002μm~約1.7μmであってもよい。前記第2下面232のSvk粗さは、約0.004μm~約1.5μmであってもよい。前記第2下面232のSvk粗さは、約0.1μm~約1.5μmであってもよい。前記第2下面232のSvk粗さは、約0.001μm~約0.2μmであってもよい。
【0272】
前記第2側面233及び/又は第3側面241は、Svk粗さを有していてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSvk粗さは、前記第2上面231のSvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSvk粗さは、前記第2下面232のSvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSvk粗さは、約0.15μm~約1.5μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSvk粗さは、約0.2μm~約1.7μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSvk粗さは、約0.5μm~約1.8μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSvk粗さは、約0.4μm~約1.5μmであってもよい。
【0273】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235は、Svk粗さを有していてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSvk粗さは、前記第2上面231のSvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSvk粗さは、前記第2下面232のSvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSvk粗さは、約0.15μm~約1.5μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSvk粗さは、約0.2μm~約1.7μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSvk粗さは、約0.5μm~約1.8μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSvk粗さは、約0.4μm~約1.5μmであってもよい。
【0274】
前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でSvk粗さを有するため、前記表面における微細バレーに工程副産物が堆積することを防止することができる。
【0275】
前記第2上面231は、Sv粗さを有していてもよい。前記第2上面231のSv粗さは、約-3μm~約-0.01μmであってもよい。前記第2上面231のSv粗さは、約-2.5μm~約-0.01μmであってもよい。前記第2上面231のSv粗さは、約-0.1μm~約-0.01μmであってもよい。前記第2上面231のSv粗さは、約-2.5μm~約-1μmであってもよい。前記第2上面231のSv粗さは、約-3μm~約-0.7μmであってもよい。
【0276】
前記第2下面232は、Sv粗さを有していてもよい。前記第2下面232のSv粗さは、約-3μm~約-0.01μmであってもよい。前記第2下面232のSv粗さは、約-2.5μm~約-0.01μmであってもよい。前記第2下面232のSv粗さは、約-0.1μm~約-0.01μmであってもよい。前記第2下面232のSv粗さは、約-2.5μm~約-1μmであってもよい。前記第2下面232のSv粗さは、約-3μm~約-0.7μmであってもよい。
【0277】
前記第2側面233及び/又は第3側面241は、Sv粗さを有していてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSv粗さは、前記第2上面231のSv粗さよりもさらに小さくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSv粗さは、前記第2下面232のSv粗さよりもさらに小さくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSv粗さは、約-3μm~約-0.1μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSv粗さは、約-2.5μm~約-0.3μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSv粗さは、約-2.5μm~約-0.5μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSv粗さは、約-2.5μm~約-1μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSv粗さは、約-3μm~約-0.7μmであってもよい。
【0278】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235は、Sv粗さを有していてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSv粗さは、前記第2上面231のSv粗さよりもさらに小さくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSv粗さは、前記第2下面232のSv粗さよりもさらに小さくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSv粗さは、約-3μm~約-0.1μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSv粗さは、約-2.5μm~約-0.3μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSv粗さは、約-2.5μm~約-0.5μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSv粗さは、約-2.5μm~約-1μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSv粗さは、約-3μm~約-0.7μmであってもよい。
【0279】
前記第2上面231は、Sz粗さを有していてもよい。前記第2上面231のSz粗さは、約0.01μm~約6μmであってもよい。前記第2上面231のSz粗さは、約0.02μm~約1μmであってもよい。前記第2上面231のSz粗さは、約1.5μm~約6μmであってもよい。前記第2上面231のSz粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。前記第2上面231のSz粗さは、約0.03μm~約0.7μmであってもよい。
【0280】
前記第2下面232は、Sz粗さを有していてもよい。前記第2下面232のSz粗さは、約0.01μm~約6μmであってもよい。前記第2下面232のSz粗さは、約0.02μm~約1μmであってもよい。前記第2下面232のSz粗さは、約1.5μm~約6μmであってもよい。前記第2下面232のSz粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。前記第2下面232のSz粗さは、約0.03μm~約0.7μmであってもよい。
【0281】
前記第2側面233及び/又は第3側面241は、Sz粗さを有していてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSz粗さは、前記第2上面231のSz粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSz粗さは、前記第2下面232のSz粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSz粗さは、約1.5μm~約6μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSz粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSz粗さは、約0.03μm~約0.7μmであってもよい。
【0282】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235は、Sz粗さを有していてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSz粗さは、前記第2上面231のSz粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSz粗さは、前記第2下面232のSz粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSz粗さは、約1.5μm~約6μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSz粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSz粗さは、約0.03μm~約0.7μmであってもよい。
【0283】
前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でSz粗さを有するため、前記プラズマの流れ性が向上し得る。これによって、前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でSz粗さを有するため、前記表面における工程副産物が堆積することを防止することができる。これによって、前記フォーカスリング230は、ディフェクトを抑制することができる。
【0284】
前記第2上面231は、Sp粗さを有していてもよい。前記第2上面231のSp粗さは、約0.01μm~約4μmであってもよい。前記第2上面231のSp粗さは、約0.02μm~約3.5μmであってもよい。前記第2上面231のSp粗さは、約0.8μm~約3μmであってもよい。前記第2上面231のSp粗さは、約1μm~約3μmであってもよい。前記第2上面231のSp粗さは、約0.01μm~約0.7μmであってもよい。
【0285】
前記第2下面232は、Sp粗さを有していてもよい。前記第2下面232のSp粗さは、約0.01μm~約4μmであってもよい。前記第2下面232のSp粗さは、約0.02μm~約3.5μmであってもよい。前記第2下面232のSp粗さは、約0.8μm~約3μmであってもよい。前記第2下面232のSp粗さは、約1μm~約3μmであってもよい。前記第2下面232のSp粗さは、約0.01μm~約0.7μmであってもよい。
【0286】
前記第2側面233及び/又は第3側面241は、Sp粗さを有していてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSp粗さは、前記第2上面231のSp粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSp粗さは、前記第2下面232のSp粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSp粗さは、約0.02μm~約3.5μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSp粗さは、約0.8μm~約3μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSp粗さは、約1μm~約3μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSp粗さは、約1μm~約4μmであってもよい。
【0287】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235は、Sp粗さを有していてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSp粗さは、前記第2上面231のSp粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSp粗さは、前記第2下面232のSp粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSp粗さは、約0.02μm~約3.5μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSp粗さは、約0.8μm~約3μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSp粗さは、約1μm~約3μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSp粗さは、約1μm~約4μmであってもよい。
【0288】
前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、及び前記Sp粗さは、非接触式三次元粗さ測定機によって測定することができる。前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、及び前記Sp粗さは、ISO 25178-2によって導出することができる。前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、及び前記Sp粗さは、5ポイント~10ポイントで測定され、最小測定値及び最大測定値を除く他の測定値の平均に導出することができる。
【0289】
また、前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、及び前記Svk粗さは、三次元粗さ測定機によって得られる前記フォーカスリング230の表面におけるベアリング面積曲線から導出することができる。前記ベアリング面積曲線は、表面粗さ測定機によって単位面積に対して測定された高さによる累積データをプロット(plot)したグラフであってもよい。このとき、前記Sk粗さは、前記累積データプロットにおいて、中心表面(core surface)における高さの幅を意味する。また、前記Spk粗さは、前記中心表面上へのピークの平均高さを意味し、前記Svk粗さは、前記中心表面の下へのバレーの平均深さを意味する。
【0290】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面は、減殺ピークバレー(reduced peak valley height,Spvk)粗さを有していてもよい。
【0291】
前記第2上面231は、Spvk粗さを有していてもよい。前記第2上面231のSpvk粗さは、約0.005μm~約2μmであってもよい。前記第2上面231のSpvk粗さは、約0.007μm~約2μmであってもよい。前記第2上面231のSpvk粗さは、約0.005μm~約0.1μmであってもよい。前記第2上面231のSpvk粗さは、約0.5μm~約2μmであってもよい。前記第2上面231のSpvk粗さは、約0.7μm~約1.7μmであってもよい。
【0292】
前記第2下面232は、Spvk粗さを有していてもよい。前記第2下面232のSpvk粗さは、約0.005μm~約2μmであってもよい。前記第2下面232のSpvk粗さは、約0.007μm~約2μmであってもよい。前記第2下面232のSpvk粗さは、約0.005μm~約0.1μmであってもよい。前記第2下面232のSpvk粗さは、約0.5μm~約2μmであってもよい。前記第2下面232のSpvk粗さは、約0.7μm~約1.7μmであってもよい。
【0293】
前記第2側面233及び/又は第3側面241は、Spvk粗さを有していてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpvk粗さは、前記第2上面231のSpvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpvk粗さは、前記第2下面232のSpvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpvk粗さは、約0.5μm~約2μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpvk粗さは、約0.7μm~約1.7μmであってもよい。
【0294】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235は、Spvk粗さを有していてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpvk粗さは、前記第2上面231のSpvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpvk粗さは、前記第2下面232のSpvk粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpvk粗さは、約0.007μm~約2μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpvk粗さは、約0.005μm~約0.1μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpvk粗さは、約0.5μm~約2μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpvk粗さは、約0.7μm~約1.7μmであってもよい。
【0295】
前記Spvk粗さは、微細凹凸(微細山及び微細バレー)の形状と大きさに関する粗さであってもよい。前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でSpvk粗さを有するため、前記表面における微細凹凸は、適宜な形状及び大きさを有していてもよい。これによって、前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でSpvk粗さを有するため、前記表面における微細凹凸に工程副産物が堆積するか、ディフェクトを引き起こす破片が引き起こされることを防止することができる。また、前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でSpvk粗さを有するため、前記表面における前記プラズマの流れ性が向上し得る。
【0296】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面は、減殺ピークバレーの比率(reduced peak valley height,Rpvk)を有していてもよい。
【0297】
前記第2上面231は、Rpvkを有していてもよい。前記第2上面231のRpvkは、約0.5~約4であってもよい。前記第2上面231のRpvkは、約0.5~約1.3であってもよい。前記第2上面231のRpvkは、約0.5~約1であってもよい。前記第2上面231のRpvkは、約0.6~約1.2であってもよい。前記第2上面231のRpvkは、約0.5~約1.1であってもよい。
【0298】
前記第2下面232は、Rpvkを有していてもよい。前記第2下面232のRpvkは、約0.5~約4であってもよい。前記第2下面232のRpvkは、約0.5~約1.3であってもよい。前記第2下面232のRpvkは、約0.5~約1であってもよい。前記第2下面232のRpvkは、約0.6~約1.2であってもよい。前記第2下面232のRpvkは、約0.5~約1.1であってもよい。
【0299】
前記第2側面233及び/又は第3側面241は、Rpvkを有していてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のRpvkは、約0.5~約4であってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のRpvkは、約0.5~約1.3であってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のRpvkは、約0.5~約1であってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のRpvkは、約0.6~約1.2であってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のRpvkは、約0.5~約1.1であってもよい。
【0300】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235は、Rpvkを有していてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のRpvkは、約0.5~約4であってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のRpvkは、約0.5~約1.3であってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のRpvkは、約0.5~約1であってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のRpvkは、約0.6~約1.2であってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のRpvkは、約0.5~約1.1であってもよい。
【0301】
前記Rpvkは、微細凹凸の中間部分に対して、微細山及び微細バレーの比率であってもよい。前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でRpvkを有するため、前記表面における微細凹凸は、適宜な形状を有していてもよい。これによって、前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でRpvkを有するため、前記表面における微細凹凸に工程副産物が堆積するか、ディフェクトを引き起こす破片が引き起こされることを防止することができる。また、前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でRpvkを有するため、前記表面における前記プラズマの流れ性が向上し得る。
【0302】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面は、全体ピークバレー(total peak valley,Spv)粗さを有していてもよい。
【0303】
前記第2上面231は、前記Spv粗さを有していてもよい。前記第2上面231のSpv粗さは、約0.01μm~約6μmであってもよい。前記第2上面231のSpv粗さは、約0.02μm~約5.5μmであってもよい。前記第2上面231のSpv粗さは、約0.01μm~約1μmであってもよい。前記第2上面231のSpv粗さは、約1μm~約6μmであってもよい。前記第2上面231のSpv粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。
【0304】
前記第2下面232は、前記Spv粗さを有していてもよい。前記第2下面232のSpv粗さは、約0.01μm~約6μmであってもよい。前記第2下面232のSpv粗さは、約0.02μm~約5.5μmであってもよい。前記第2下面232のSpv粗さは、約0.01μm~約1μmであってもよい。前記第2下面232のSpv粗さは、約1μm~約6μmであってもよい。前記第2下面232のSpv粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。
【0305】
前記第2側面233及び/又は第3側面241は、Spv粗さを有していてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpv粗さは、前記第2上面231のSpv粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpv粗さは、前記第2下面232のSpv粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpv粗さは、約0.02μm~約5.5μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpv粗さは、約1μm~約6μmであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241のSpv粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。
【0306】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235は、Spv粗さを有していてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpv粗さは、前記第2上面231のSpv粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpv粗さは、前記第2下面232のSpv粗さよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpvk粗さは、約0.007μm~約2μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpv粗さは、約0.02μm~約5.5μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpv粗さは、約1μm~約6μmであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235のSpv粗さは、約1.5μm~約5μmであってもよい。
【0307】
前記Spv粗さは、微細山から微細バレーまで微細凹凸の全体大きさを示す粗さであってもよい。前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でSpv粗さを有するため、前記表面における微細凹凸は、適宜な形状を有していてもよい。これによって、前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でSpv粗さを有するため、前記表面における微細凹凸に工程副産物が堆積するか、ディフェクトを引き起こす破片が引き起こされることを防止することができる。また、前記第2上面231、前記第2下面232、前記第2傾斜面234または前記ガイド面235は、上記のような範囲でSpv粗さを有するため、前記表面における前記プラズマの流れ性が向上し得る。
【0308】
前記フォーカスリング230の個々の面のうち90%超は、上記のような範囲で前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、前記Sp粗さ、前記Spvk粗さ、前記Spv粗さ、及び/又は前記Rpvkを有していてもよい。
【0309】
前記フォーカスリング230は、上記のような範囲で前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、前記Sp粗さ、前記Spvk粗さ、前記Spv粗さ、及び/又は前記Rpvkを有するため、効果的にプラズマを発生させて制御することができる。
【0310】
また、前記フォーカスリング230は、上記のような範囲で前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、前記Sp粗さ、前記Spvk粗さ、前記Spv粗さ、及び/又は前記Rpvkを有するため、ディフェクトを引き起こす粒子の生成を防止することができる。
【0311】
また、前記フォーカスリング230は、上記のような範囲で前記Sk粗さ、前記Spk粗さ、前記Svk粗さ、前記Sv粗さ、前記Sz粗さ、前記Sp粗さ、前記Spvk粗さ、前記Spv粗さ、及び/又は前記Rpvkを有するため、浸食を抑制し、向上した耐久性を有することができる。
【0312】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面は、水に対する第1接触角を有していてもよい。
【0313】
前記第2上面231における前記第1接触角は、約45゜~約74゜であってもよい。前記第2上面231における前記第1接触角は、約47゜~約73゜であってもよい。前記第2上面231における前記第1接触角は、約60゜~約74゜であってもよい。前記第2上面231における前記第1接触角は、約45゜~約60゜であってもよい。
【0314】
前記第2下面232における前記第1接触角は、約45゜~約74゜であってもよい。前記第2下面232における前記第1接触角は、約47゜~約73゜であってもよい。前記第2下面232における前記第1接触角は、約60゜~約74゜であってもよい。前記第2下面232における前記第1接触角は、約45゜~約60゜であってもよい。
【0315】
前記第2側面233及び/又は第3側面241における第1接触角は、前記第2上面231における第1接触角よりもさらに小さくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記第1接触角は、前記第2下面232における第1接触角よりもさらに小さくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記第1接触角は、約45゜~約73゜であってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記第1接触角は、約45゜~約70゜であってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記第1接触角は、約55゜~約65゜であってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記第1接触角は、約45゜~約60゜であってもよい。
【0316】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における第1接触角は、前記第2上面231における第1接触角よりもさらに小さくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記第1接触角は、前記第2下面232における第1接触角よりもさらに小さくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記第1接触角は、約45゜~約73゜であってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記第1接触角は、約45゜~約70゜であってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記第1接触角は、約55゜~約65゜であってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記第1接触角は、約45゜~約60゜であってもよい。
【0317】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面は、ジヨードメタンに対する第2接触角を有していてもよい。
【0318】
前記第2上面231における前記第2接触角は、約41゜~約57゜であってもよい。前記第2上面231における前記第2接触角は、約42゜~約55゜であってもよい。前記第2上面231における前記第2接触角は、約45゜~約55゜であってもよい。前記第2上面231における前記第2接触角は、約40゜~約50゜であってもよい。
【0319】
前記第2下面232における前記第2接触角は、約41゜~約57゜であってもよい。前記第2下面232における前記第2接触角は、約42゜~約55゜であってもよい。前記第2下面232における前記第2接触角は、約45゜~約55゜であってもよい。前記第2下面232における前記第2接触角は、約40゜~約50゜であってもよい。
【0320】
前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記第2接触角は、約41゜~約57゜であってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記第2接触角は、約42゜~約55゜であってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記第2接触角は、約45゜~約55゜であってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記第2接触角は、約40゜~約50゜であってもよい。
【0321】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記第2接触角は、約41゜~約57゜であってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記第2接触角は、約42゜~約55゜であってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記第2接触角は、約45゜~約55゜であってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記第2接触角は、約40゜~約50゜であってもよい。
【0322】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面は、表面自由エネルギー(surface free energy)を有していてもよい。
【0323】
前記第2上面231における前記表面自由エネルギーは、約40mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第2上面231における前記表面自由エネルギーは、約35mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第2上面231における前記表面自由エネルギーは、約40mN/m~約55mN/mであってもよい。前記第2上面231における前記表面自由エネルギーは、約50mN/m~約65mN/mであってもよい。
【0324】
前記第2下面232における前記表面自由エネルギーは、約40mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第2下面232における前記表面自由エネルギーは、約35mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第2下面232における前記表面自由エネルギーは、約40mN/m~約55mN/mであってもよい。前記第2下面232における前記表面自由エネルギーは、約50mN/m~約65mN/mであってもよい。
【0325】
前記第2側面233及び/又は第3側面241における表面自由エネルギーは、前記第2上面231における表面自由エネルギーよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における表面自由エネルギーは、前記第2下面232における表面自由エネルギーよりもさらに大きくてもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記表面自由エネルギーは、約42mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記表面自由エネルギーは、約40mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記表面自由エネルギーは、約47mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記表面自由エネルギーは、約50mN/m~約65mN/mであってもよい。
【0326】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における表面自由エネルギーは、前記第2上面231における表面自由エネルギーよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における表面自由エネルギーは、前記第2下面232における表面自由エネルギーよりもさらに大きくてもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記表面自由エネルギーは、約42mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記表面自由エネルギーは、約47mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記表面自由エネルギーは、約50mN/m~約65mN/mであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記表面自由エネルギーは、約40mN/m~約65mN/mであってもよい。
【0327】
前記フォーカスリング230の少なくとも一表面は、分散自由エネルギーを有していてもよい。
【0328】
前記第2上面231における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約45mN/mであってもよい。前記第2上面231における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第2上面231における前記分散自由エネルギーは、約25mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第2上面231における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約37mN/mであってもよい。
【0329】
前記第2下面232における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約45mN/mであってもよい。前記第2下面232における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第2下面232における前記分散自由エネルギーは、約25mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第2下面232における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約37mN/mであってもよい。
【0330】
前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約45mN/mであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記分散自由エネルギーは、約25mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約37mN/mであってもよい。
【0331】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約45mN/mであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記分散自由エネルギーは、約25mN/m~約40mN/mであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記分散自由エネルギーは、約30mN/m~約37mN/mであってもよい。
【0332】
前記フォーカスリング230の一表面は、極性自由エネルギーを有していてもよい。
【0333】
前記第2上面231における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約25mN/mであってもよい。前記第2上面231における前記極性自由エネルギーは、約7mN/m~約21mN/mであってもよい。前記第2上面231における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約15mN/mであってもよい。前記第2上面231における前記極性自由エネルギーは、約10mN/m~約22mN/mであってもよい。
【0334】
前記第2下面232における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約25mN/mであってもよい。前記第2下面232における前記極性自由エネルギーは、約7mN/m~約21mN/mであってもよい。前記第2下面232における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約15mN/mであってもよい。前記第2下面232における前記極性自由エネルギーは、約10mN/m~約22mN/mであってもよい。
【0335】
前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約25mN/mであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記極性自由エネルギーは、約7mN/m~約21mN/mであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約15mN/mであってもよい。前記第2側面233及び/又は第3側面241における前記極性自由エネルギーは、約10mN/m~約22mN/mであってもよい。
【0336】
前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約25mN/mであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記極性自由エネルギーは、約7mN/m~約21mN/mであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記極性自由エネルギーは、約5mN/m~約15mN/mであってもよい。前記第2傾斜面234及び/又はガイド面235における前記極性自由エネルギーは、約10mN/m~約22mN/mであってもよい。
【0337】
前記フォーカスリング230の個々の面のうち90%超は、上記のような範囲で前記第1接触角、前記第2接触角、前記表面自由エネルギー、前記分散自由エネルギー、及び/又は前記極性自由エネルギーを有していてもよい。
【0338】
前記フォーカスリング230は、上記のような範囲で前記第1接触角、前記第2接触角、前記表面自由エネルギー、前記分散自由エネルギー、及び/又は前記極性自由エネルギーを有するため、効果的にプラズマを発生させて制御することができる。
【0339】
また、前記フォーカスリング230は、上記のような範囲で前記第1接触角、前記第2接触角、前記表面自由エネルギー、前記分散自由エネルギー、及び/又は前記極性自由エネルギーを有するため、ディフェクトを引き起こす粒子の生成を防止することができる。また、前記フォーカスリング230は、上記のような範囲で前記第1接触角、前記第2接触角、前記表面自由エネルギー、前記分散自由エネルギー、及び/又は前記極性自由エネルギーを有するため、浸食を抑制し、向上した耐久性を有することができる。
【0340】
実施例による上部電極220及びフォーカスリング230は、下記の過程によって製造することができる。
【0341】
先ず、前記上部電極220及びフォーカスリング230を製造するための原料を準備する。
【0342】
前記原料は、シリコンであってもよい。前記シリコンは、高い純度を有していてもよい。前記シリコンは、約99.999999%を超える純度を有していてもよい。
【0343】
前記原料は、ドーパントを含んでいてもよい。前記ドーパントは、窒素またはリンなどのようなn型ドーパント、あるいはホウ素またはアルミニウムなどのようなp型ドーパントを含んでいてもよい。
【0344】
前記原料からインゴットを製造することができる。すなわち、実施例による電極及びフォーカスリング230を製造するために、シリコン単結晶インゴットを製造することができる。
【0345】
実施例によるシリコン単結晶インゴットの製造装置は、チャンバ、ルツボ、ヒーター、引上手段などを含んでいてもよい。例えば、実施例による単結晶成長装置は、前記チャンバと、前記チャンバの内部に具備されて、シリコン融液を収容するルツボと、前記チャンバの内部に具備されて、前記ルツボを加熱するヒーターと、種子結晶が一端に結合した引上手段と、を含んでいてもよい。
【0346】
前記チャンバは、前記半導体素子を製造するため部品を生産するためのシリコン単結晶インゴット(Ingot)を成長させるために、所定の工程が行われる空間を提供することができる。
【0347】
前記チャンバの内壁には、ヒーターの熱が前記チャンバの側壁部に放出できないように、輻射断熱体を設置することができる。
【0348】
シリコン単結晶が成長するときの酸素濃度を制御するために、石英ルツボの回転の内部圧力条件など、様々な因子を調節することができる。例えば、実施例は、酸素濃度を制御するために、シリコン単結晶の成長装置のチャンバの内部にアルゴンガスなどを注入して、下部に排出することができる。
【0349】
前記ルツボは、シリコン融液を浸すことができるように、前記チャンバの内部に具備されて、石英材質からなっていてもよい。前記ルツボの外部には、ルツボを支持できるように黒鉛からなるルツボ支持台を具備することができる。前記ルツボ支持台は、回転軸上に固定設置され、この回転軸は、駆動手段によって回転されて、ルツボを回転及び昇降運動させつつ、高-液界面が同じ高さを維持できるようにすることができる。
【0350】
前記ヒーターは、前記ルツボを加熱するように、前記チャンバの内部に具備することができる。例えば、前記ヒーターは、前記ルツボ支持台を囲む円筒状からなっていてもよい。前記ヒーターは、前記ルツボ内に積載した高純度の多結晶シリコン塊を溶融して、シリコン融液を形成することができる。
【0351】
前記シリコン単結晶インゴットは、チョクラルスキー(Czochralsk:CZ)法によって形成することができる。前記チョクラルスキー(Czochralsk:CZ)法は、単結晶である種子結晶(seed crystal)をシリコン融液に浸した後、ゆっくり引き上げながら結晶を成長させる方法である。
【0352】
前記シリコン単結晶インゴットは、約3mm~約25mmの厚さでスライスすることができる。前記スライス工程は、ワイヤソーによって行うことができる。前記ワイヤソーは、ワイヤ及び前記ワイヤの周辺に接合したダイヤモンド粒子を含んでいてもよい。
【0353】
これによって、前記スライス工程によってシリコン単結晶プレートが製造される。
【0354】
その後、前記シリコン単結晶プレートは、面取り工程を経る。すなわち、前記シリコン単結晶プレートの角が研削される。これによって、前記単結晶プレートの上面から延び、前記第1上面221に対して傾く第1面取り面と、前記単結晶プレートの下面から延び、前記第1下面222に対して傾く第2面取り面と、を形成することができる。
【0355】
前記面取り工程は、ハンドグラインダで行うことができる。
【0356】
前記シリコン単結晶プレートは、研削工程を経ることができる。
【0357】
前記シリコン単結晶プレートは、上定盤と下定盤との間に配置されて、前記シリコン単結晶プレートが、前記上定盤及び前記下定盤と相対運動し、前記シリコン単結晶プレートは、研削し得る。
【0358】
前記シリコン単結晶プレートの外周面を加工することができる。前記外周面加工は、第2グラインダによって行うことができる。
【0359】
前記外周面加工工程を経たシリコン単結晶プレートは、形状加工することができる。前記シリコン単結晶プレートは、第3グラインダによって形状加工することができる。
【0360】
前記第3グラインダによって、前記フォーカスリング230及び/又は前記上部電極220の大略的な外形を形成することができる。前記第3グラインダによって、切削されて、中央部分にオープン領域を形成することができる。また、前記第3グラインダによって、前記傾斜部238及び前記ガイド部239の大略的な外形を形成することができる。
【0361】
前記第3グラインダヘッドの回転数は、約1500rpm~約8000rpmであってもよい。前記第3グラインダヘッドの回転数は、約1700rpm~約7500rpmであってもよい。前記第3グラインダヘッドの回転数は、約1000rpm~約6500rpmであってもよい。
【0362】
前記第3グラインダヘッドは、約100メッシュ~約2000メッシュを有していてもよい。前記第3グラインダヘッドは、約500メッシュ~約2000メッシュを有していてもよい。前記第3グラインダヘッドは、約1000メッシュ~約2000メッシュを有していてもよい。
【0363】
前記形状加工工程において、フィードは、約1mm/分~約15mm/分であってもよい。前記形状加工工程において、フィードは、約2mm/分~約10mm/分であってもよい。前記形状加工工程において、フィードは、約3mm/分~約8mm/分であってもよい。
【0364】
前記形状加工によって、前記段差部、前記第1傾斜面224、及び前記第2傾斜面234を形成することができる。また、前記形状加工によって、他の部品と締結するための締結溝を形成することができる。前記形状加工によって、前記フォーカスリング230に前記半導体基板30が安着するためのオープン領域を形成することができる。また、前記形状加工によって、前記フォーカスリング230に前記傾斜部238及び前記ガイド部239を形成することができる。
【0365】
前記シリコン単結晶プレートに貫通孔226を形成することができる。
【0366】
前記貫通孔226は、ドリルによって形成することができる。
【0367】
前記貫通孔226は、放電加工によって形成することができる。
【0368】
前記形状加工工程及び/又は前記貫通孔226の形成工程によって、未加工フォーカスリング及び/又は未加工上部電極を形成することができる。
【0369】
前記未加工フォーカスリング及び/又は前記未加工上部電極は、ラッピング工程を経ることができる。
【0370】
前記未加工フォーカスリング及び/又は前記未加工上部電極は、上定盤と下定盤との間に配置されて、前記未加工フォーカスリング及び/又は前記未加工上部電極が、前記上定盤及び前記下定盤と相対運動し、前記未加工フォーカスリング及び/又は前記未加工上部電極は、ラッピングされ得る。
【0371】
前記未加工フォーカスリング及び/又は前記未加工上部電極は、前記上定盤及び/又は前記下定盤に対して、約5rpm~約25rpmの速度で相対回転することができる。
【0372】
前記ラッピング工程において、前記上定盤及び前記下定盤は、約800メッシュ~約1800メッシュを有していてもよい。
【0373】
前記ラッピング工程において、前記上定盤及び前記下定盤の圧力は、約60psi~約200psiであってもよい。
【0374】
前記研削工程を経たシリコン単結晶プレートにおいて、研削した上面及び下面のRa粗さは、約0.1μm~約0.2μmであってもよい。
【0375】
前記未加工フォーカスリング及び前記未加工上部電極は、湿式エッチング工程によって表面加工することができる。
【0376】
前記湿式エッチング工程のためエッチング液は、前記未加工フォーカスリング及び前記未加工上部電極の表面をエッチングすることができる。前記エッチング液は、脱イオン水及び酸を含んでいてもよい。前記エッチング液は、硫酸または不酸などのような酸を含んでいてもよい。前記エッチング液は、フッ化水素アンモニウム、硫酸アンモニウム、及びスルファミン酸ンモニウムからなる塩のうち少なくとも1つ以上を含んでいてもよい。
【0377】
前記エッチング液は、全体重量を基準に、約20wt%~約50wt%の含量で脱イオン水を含んでいてもよい。
【0378】
前記エッチング液は、前記脱イオン水100重量部を基準に、約70重量部~約200重量部の含量で前記酸を含んでいてもよい。前記エッチング液は、前記脱イオン水100重量部を基準に、前記酸を約90重量部~約150重量部の含量で含んでいてもよい。
【0379】
前記エッチング液は、前記脱イオン水100重量部を基準に、約15重量部~約45重量部の含量で前記フッ化水素アンモニウムを含んでいてもよい。前記エッチング液は、前記脱イオン水100重量部を基準に、約17重量部~約30重量部の含量で前記フッ化水素アンモニウムを含んでいてもよい。
【0380】
前記エッチング液は、前記脱イオン水100重量部を基準に、約15重量部~約45重量部の含量で前記硫酸アンモニウムを含んでいてもよい。前記エッチング液は、前記脱イオン水100重量部を基準に、約17重量部~約30重量部の含量で前記硫酸アンモニウムを含んでいてもよい。
【0381】
前記エッチング液は、前記脱イオン水100重量部を基準に、約5重量部~約20重量部の含量で前記スルファミン酸ンモニウムを含んでいてもよい。前記エッチング液は、前記脱イオン水100重量部を基準に、約5重量部~約15重量部の含量で前記スルファミン酸ンモニウムを含んでいてもよい。
【0382】
前記未加工フォーカスリング及び/又は前記未加工上部電極が、前記エッチング液に浸漬して、前記エッチング工程を行うことができる。前記浸漬時間は、約10分~約100分であってもよい。前記浸漬時間は、約5分~約20分であってもよい。前記浸漬時間は、約10分~約30分であってもよい。
【0383】
前記エッチング工程は、前記組成のエッチング液及び上記範囲の浸漬時間を有するため、前記未加工フォーカスリング及び前記未加工上部電極の表面は、適宜にエッチングすることができる。これによって、実施例によるフォーカスリング230及び実施例による上部電極220は、適宜な表面特性を有していてもよい。
【0384】
前記未加工フォーカスリング及び/又は前記未加工上部電極は、研磨工程によって表面処理することができる。
【0385】
前記研磨工程に研磨パッドを使用することができる。前記研磨パッドのショアC硬度は、約50~約90であってもよい。前記研磨パッドは、スエード型または不織布型のパッドであってもよい。
【0386】
前記研磨工程において、研磨スラリーを使用することができる。前記研磨スラリーは、脱イオン水及びコロイダルシリカを含んでいてもよい。
【0387】
前記研磨スラリーは、全体重量を基準に、約20wt%~約50wt%の含量で前記コロイダルシリカを含んでいてもよい。前記研磨スラリーは、全体重量を基準に、約30wt%~約45wt%の含量で前記コロイダルシリカを含んでいてもよい。
【0388】
前記コロイダルシリカの平均粒径は、約20nm~約100nmであってもよい。前記コロイダルシリカの平均粒径は、約50nm~約100nmであってもよい。前記コロイダルシリカの平均粒径は、約60nm~約85nmであってもよい。
【0389】
前記研磨スラリーのpHは、約8.5~約11であってもよい。前記研磨スラリーのpHは、約9.0~約10.5であってもよい。
【0390】
前記研磨工程において、研磨圧力は、約200psi~約350psiであってもよい。
【0391】
また、前記研磨工程において、定盤回転数は、約6rpm~約15rpmであってもよい。
【0392】
また、前記研磨工程時間は、約60分~約75分であってもよい。
【0393】
前記研磨工程を経たフォーカスリング及び上部電極は、洗浄液によって洗浄される。
【0394】
前記洗浄液は、脱イオン水、過酸化水素、及びアンモニアを含んでいてもよい。
【0395】
前記洗浄液は、全体重量を基準に、約90wt%~約97wt%の含量で前記脱イオン水を含んでいてもよい。
【0396】
前記洗浄液は、前記脱イオン水100重量部を基準に、約1重量部~約10重量部の含量で前記過酸化水素を含んでいてもよい。前記洗浄液は、前記脱イオン水100重量部を基準に、約1重量部~約7重量部の含量で前記過酸化水素を含んでいてもよい。
【0397】
前記洗浄液は、前記脱イオン水100重量部を基準に、約1重量部~約8重量部の含量でアンモニアを含んでいてもよい。前記洗浄液は、前記脱イオン水100重量部を基準に、約1重量部~約5重量部の含量でアンモニアを含んでいてもよい。
【0398】
前記フォーカスリング230及び前記上部電極は、前記洗浄液に約20分~約30分間浸漬し得る。
【0399】
また、前記フォーカスリング230及び/又は前記上部電極に前記洗浄液を噴射して、洗浄工程を行うことができる。
【0400】
また、前記洗浄液は、前記貫通孔226の内部に噴射して、前記貫通孔226の内部を洗浄することができる。
【0401】
その後、前記フォーカスリング230及び/又は前記上部電極は、脱イオン水によって仕上げ洗浄することができる。
【0402】
その後、前記洗浄されたフォーカスリング230及び/又は上部電極は、表面処理することができる。
【0403】
前記フォーカスリング230及び/又は前記上部電極220は、酸素雰囲気で表面処理することができる。前記フォーカスリング230及び/又は前記上部電極220は、大気雰囲気で表面処理され得る。
【0404】
前記表面処理工程において、前記フォーカスリング230及び/又は前記上部電極220の表面に熱エネルギー及び/又は光エネルギーを加えることができる。
【0405】
前記表面処理工程において、前記フォーカスリング230及び/又は前記上部電極220は、酸素雰囲気で熱処理することができる。前記フォーカスリング230及び/又は前記上部電極220は、約100℃~約200℃の温度で、約30秒~約5分間、大気雰囲気で熱処理することができる。
【0406】
また、前記表面処理工程において、前記フォーカスリング230及び/又は前記上部電極220に酸素雰囲気で光を照射することができる。前記フォーカスリング230及び/又は前記上部電極220の表面に約30秒~約5分間、大気雰囲気で光を照射することができる。
【0407】
前記表面処理工程で使用される光のスペクトルは、約400nm~約500nmの波長帯で、第1ピークを有していてもよい。前記第1ピークは、約420nm~約480nmの波長帯の間に位置していてもよい。
【0408】
また、前記表面処理工程で使用される光のスペクトルは、約500nm~約650nmの波長帯で、第2ピークを有していてもよい。前記第2ピークは、約550nm~約650nmの波長帯の間に位置していてもよい。
【0409】
また、前記表面処理工程で使用される光のスペクトルは、約300nm~約320nmの波長帯で、最大ピークを有していてもよい。
【0410】
また、前記表面処理工程で使用される光のスペクトルは、約360nm~約380nmの波長帯で、最大ピークを有していてもよい。
【0411】
前記表面処理工程で使用される光源は、UVAランプであってもよい。前記表面処理工程で使用される光源は、UVBランプであってもよい。前記表面処理工程で使用される光源は、ホワイトLEDであってもよい。
【0412】
前記表面処理工程で使用される光源の出力は、約20W~約200Wであってもよい。前記表面処理工程で使用される光源の出力は、約25W~約160Wであってもよい。
【0413】
前記表面処理工程で使用される光は、前記フォーカスリング230及び/又は前記上部電極220の表面に、約30ルックス(lux)~約10000ルックスの照度で照射し得る。前記表面処理工程で使用される光は、前記フォーカスリング230及び/又は前記上部電極220の表面に、約50ルックス(lux)~約5000ルックスの照度で照射し得る。前記表面処理工程で使用される光は、前記フォーカスリング230及び/又は前記上部電極220の表面に、約50ルックス(lux)~約2000ルックスの照度で照射され得る。
【0414】
前記光の照射工程時間は、約30秒~約10分であってもよい。前記光の照射工程時間は、約1分~約5分であってもよい。前記光の照射工程時間は、約30秒~約3分であってもよい。
【0415】
その後、前記表面処理工程が完了したフォーカスリング230及び/又は上部電極220は、密封し得る。前記表面処理工程が完了したフォーカスリング230及び/又は上部電極220は、外部の酸素から遮断するように密封し得る。前記表面処理工程が完了したフォーカスリング230及び/又は上部電極220は、密封し、密封した内部に窒素充電を行うことができる。
【0416】
実施例による半導体素子の製造装置用部品は、Si-OHの比率が0.16~0.28である表面を含む。前記表面は、適宜な含量でSi-OHを含むため、実施例による半導体素子の製造装置用部品の内部を外部の汚染から容易に保護することができる。
【0417】
また、実施例による半導体素子の製造装置用部品の表面は、上記のような範囲でSi-OHを含むため、外部からパーティクルのような汚染物質が付くことを防止することができる。
【0418】
これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、外部及び内部の汚染を防止し、半導体素子の製造装置のチャンバの内部に前記汚染物質が転移することを防止することができる。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、半導体基板30の製造工程で発生するディフェクトを最小化することができる。
【0419】
また、実施例による半導体素子の製造装置用部品の表面は、適宜なドーパントピークを含んでいてもよい。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、適宜な電気的物性を有し、前記ドーパントによって発生するディフェクトを最小化することができる。
【0420】
また、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、低い体心立方の比率と、低い菱面の比率を有する表面を有する。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品の表面における結晶欠陷の頻度が低くてもよい。
【0421】
よって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、半導体基板30を製造するための工程において、前記結晶欠陷で発生する過度な摩耗を防止することができる。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、前記過度な摩耗による工程チャンバ内にパーティクルの発生を抑制することができる。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、半導体基板30の製造過程で発生するディフェクトを防止することができる。また、前記過度な摩耗が抑制されるため、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、向上した耐久性を有することができる。
【0422】
図6は、一実施例による半導体素子の製造装置を示した図面である。図7は、一実施例によるプラズマ領域を限定する組立体を示した断面図である。
【0423】
図6及び図7を参照すると、実施例による半導体素子の製造装置10は、内部にプラズマプロセッシングチャンバ104を有するプラズマ反応器102を含んでいてもよい。また、実施例による半導体素子の製造装置は、前記プラズマプロセッシングチャンバ104内に配置されるプラズマ領域を限定する組立体20をさらに含んでいてもよい。前記プラズマプロセッシングチャンバ104は、前記プラズマ領域を限定する組立体20と実質的に同一であってもよい。
【0424】
また、実施例による半導体素子の製造装置は、マッチングネットワーク108を含んでいてもよい。実施例による半導体素子の製造装置は、前記マッチングネットワーク108によってチューニングされたプラズマ電力供給部106を含んでいてもよい。前記プラズマ電力供給部106は、前記プラズマ反応器102に誘導結合した電力を提供することができる。これによって、前記プラズマ領域を限定する組立体20内にプラズマが生成し得る。より詳細は、前記プラズマ電力供給部106は、前記プラズマが生成されるように、電力ウインドウ112近くに位置したTCPコイル110に電力を供給することができる。前記TCPコイル110は、プラズマ領域を限定する組立体20内に前記プラズマが均一な拡散プロファイルに生成されるように構成することもできる。例えば、前記TCPコイル110は、前記プラズマ限定組立体内にトロイダル(toroidal)電力分布が生成されるように構成することができる。
【0425】
前記電力ウインドウ112は、前記TCPコイルを前記プラズマプロセッシングチャンバ104と一定間隔で離隔させることができる。また、前記TCPコイル110は、前記プラズマプロセッシングチャンバ104と離隔した状態で、前記エネルギーを前記プラズマプロセッシングチャンバ104に供給することができる。
【0426】
実施例による半導体素子の製造装置は、前記マッチングネットワーク118によってチューニングされたバイアス電圧電力供給部116をさらに含んでいてもよい。
【0427】
前記バイアス電圧電力供給部116は、静電チャック270によって、前記半導体基板30にバイアス電圧を設定することができる。すなわち、前記バイアス電圧電力供給部116は、前記半導体基板30にバイアス電圧を設定するため電力を供給することができる。
【0428】
実施例による半導体素子の製造装置は、制御部124をさらに含んでいてもよい。前記制御部124は、前記プラズマ電力供給部106、ガスソース供給部130、及び前記バイアス電圧電力供給部116を駆動制御することができる。
【0429】
前記プラズマ電力供給部106及び前記バイアス電圧電力供給部116は、例えば、約13.56MHz、27MHz、2MHz、60MHz、400kHz、2.54GHz、またはこれらの組み合わせのような特定の無線周波数で動作するように構成することもできる。
【0430】
前記プラズマ電力供給部106及び前記バイアス電圧電力供給部116は、目標としたプロセス性能を達成するように、供給される電力の強度を調節することができる。例えば、前記プラズマ電力供給部106は、約50W~約5000W範囲内の電力を供給することもできる。前記バイアス電圧電力供給部116は、約20V~約2000V範囲内のバイアス電圧を供給することもできる。
【0431】
また、実施例による半導体素子の製造装置は、前記ガスソース供給部130をさらに含んでいてもよい。前記ガスソース供給部130は、ガス注入器140のようなガス流入部によって、前記プラズマ領域を限定する組立体20と流体に連結されていてもよい。
【0432】
また、実施例による半導体素子の製造装置は、前記プラズマプロセッシングチャンバ104内の特定の圧力を維持する役割を担う、圧力制御弁142及びポンプ144を含んでいてもよい。前記圧力制御弁142及び前記ポンプによって、前記プラズマプロセスを限定するチャンバ104から副産物などが除去される。前記圧力制御弁142は、プロセッシングするうち、1Torr未満の工程圧力を維持させることができる。
【0433】
図7に示されたように、前記プラズマ領域を限定する組立体20は、カバー部210、前記上部電極220、前記フォーカスリング230、第1絶縁リング250、第2絶縁リング240、第3絶縁リング260、及び前記静電チャック270を含んでいてもよい。
【0434】
前記カバー部210は、前記プラズマ領域114の外側部に配置される。前記カバー部210は、前記プラズマ領域114の外側部に沿って延びていてもよい。前記カバー部210は、前記プラズマ領域114の周囲に沿って配置されていてもよい。
【0435】
前記カバー部210は、前記上部電極220を支持することができる。前記カバー部210は、前記上部電極220と締結されていてもよい。また、前記カバー部210は、前記第2絶縁リング240に締結されていてもよい。また、前記カバー部210は、前記第3絶縁リング260に締結されていてもよい。前記カバー部210は、前記第3絶縁リング260を支持することができる。
【0436】
前記カバー部210は、シリコンを含んでいてもよい。前記カバー部210は、シリコンからなっていてもよい。前記カバー部210は、ポリシリコンまたはシリコン単結晶を含んでいてもよい。前記カバー部210は、前記ポリシリコンからなっていてもよい。
【0437】
前記カバー部210は、前記プラズマ領域114で発生する工程副産物が排出されるための排出部280を含んでいてもよい。前記排出部280は、前記プラズマ領域114に連結されていてもよい。
【0438】
前記上部電極220及び前記フォーカスリング230は、上述したような特徴を有していてもよい。
【0439】
前記上部電極220は、前記カバー部210に安着し得る。前記上部電極220は、前記カバー部210に安着し得る。前記上部電極220は、前記カバー部210に締結されていてもよい。前記上部電極220は、前記カバー部210に結合することができる。
【0440】
前記上部電極220は、前記プラズマ領域114上に配置される。前記上部電極220は、前記プラズマ領域114の上部を全体的に覆うことができる。前記上部電極220は、前記プラズマ領域114を介して、前記半導体基板30と互いに向かい合っていてもよい。
【0441】
前記フォーカスリング230は、前記半導体基板30の周囲に沿って延びていてもよい。前記フォーカスリング230は、前記静電チャック270上に配置されていてもよい。前記フォーカスリング230は、前記プラズマ領域114の外郭に沿って延びていてもよい。前記フォーカスリング230は、前記第1絶縁リング250の内側に配置されていてもよい。
【0442】
前記フォーカスリング230は、前記半導体基板30が配置される部分を囲むものであってもよい。前記フォーカスリング230は、前記半導体基板30が配置される空間236を形成することができる。前記フォーカスリング230は、前記半導体基板30のエッジ部分に配置されていてもよい。
【0443】
前記第1絶縁リング250は、前記フォーカスリング230の周囲を囲む。前記第1絶縁リング250は、前記静電チャック270の周囲を囲むものであってもよい。前記第1絶縁リング250は、前記静電チャック270の外周面に沿って延びていてもよい。前記第1絶縁リング250は、前記フォーカスリング230の外周面に沿って延びていてもよい。前記第1絶縁リング250は、前記フォーカスリング230の外周面及び前記静電チャック270の外周面を覆うことができる。
【0444】
前記第1絶縁リング250は、前記カバー部210と前記フォーカスリング230との間に配置される。また、前記第1絶縁リング250は、前記カバー部210と前記静電チャック270との間に配置されていてもよい。
【0445】
また、前記第1絶縁リング250は、高い電気抵抗を有していてもよい。すなわち、前記第1絶縁リング250は、高い絶縁性を有していてもよい。これによって、前記第1絶縁リング250は、前記フォーカスリング230と前記カバー部210との間を絶縁させることができる。また、前記第1絶縁リング250は、前記静電チャック270と前記カバー部210との間を絶縁させることができる。
【0446】
前記第1絶縁リング250は、高い電気抵抗を有し、かつ、高い耐エッチング性を有する物質を含んでいてもよい。前記第1絶縁リング250は、石英を含んでいてもよい。前記第1絶縁リング250は、溶融石英及び/又は合成石英を含んでいてもよい。
【0447】
前記第1絶縁リング250は、石英からなっていてもよい。前記第1絶縁リング250は、約99.99%以上の純度を有する石英からなっていてもよい。
【0448】
前記第2絶縁リング240は、前記第1絶縁リング250の外側に配置される。前記第2絶縁リング240は、前記第1絶縁リング250の外周面を囲むものであってもよい。前記第2絶縁リング240は、前記第1絶縁リング250の周囲に沿って延びていてもよい。
【0449】
前記第2絶縁リング240は、前記第1絶縁リング250の絶縁特性を補強することができる。前記第2絶縁リング240は、前記フォーカスリング230と前記カバー部210との間を絶縁させることができる。また、前記第2絶縁リング240は、前記静電チャック270と前記カバー部210との間を絶縁させることができる。
【0450】
前記第2絶縁リング240は、高い電気抵抗を有し、かつ、高い耐エッチング性を有する物質を含んでいてもよい。前記第2絶縁リング240は、石英を含んでいてもよい。前記第2絶縁リング240は、溶融石英及び/又は合成石英を含んでいてもよい。
【0451】
前記第2絶縁リング240は、石英からなっていてもよい。前記第2絶縁リング240は、約99.99%以上の純度を有する石英からなっていてもよい。
【0452】
前記第3絶縁リング260は、前記カバー部210の下に配置されていてもよい。前記第3絶縁リング260は、前記カバー部210の下に配置されていてもよい。前記第3絶縁リング260は、前記第1絶縁リング250の外側に配置されていてもよい。前記第3絶縁リング260は、前記第1絶縁リング250の外周面に沿って延びていてもよい。前記第3絶縁リング260は、前記静電チャック270の外側に配置されていてもよい。
【0453】
前記第3絶縁リング260は、前記排出部280の周囲に配置されていてもよい。前記排出部280は、前記プラズマ領域114で発生する工程副産物を排出するための排気口であってもよい。
【0454】
前記第3絶縁リング260は、高い電気抵抗を有し、かつ、高い耐エッチング性を有する物質を含んでいてもよい。前記第3絶縁リング260は、石英を含んでいてもよい。前記第3絶縁リング260は、溶融石英及び/又は合成石英を含んでいてもよい。
【0455】
前記第3絶縁リング260は、石英からなっていてもよい。前記第3絶縁リング260は、約99.99%以上の純度を有する石英からなっていてもよい。
【0456】
実施例による半導体素子の製造装置は、前記半導体基板30をプラズマ処理することができる。実施例による半導体素子の製造装置は、前記半導体基板30をプラズマ処理して、半導体素子を製造することができる。
【0457】
前記半導体基板30は、ウエハ、前記ウエハ上に配置されるエッチング対象層、及び前記エッチング対象層上に配置されるマスクパターンを含んでいてもよい。
【0458】
前記エッチング対象層は、金属層を含む導電層であってもよい。前記エッチング対象層は、酸化膜を含む誘電体層であってもよい。
【0459】
前記マスクパターンは、前記エッチング対象層を選択的に露出させることができる。前記マスクパターンは、フォトレジスト層を含んでいてもよい。前記フォトレジスト層は、光によってパターニングすることができる。
【0460】
前記半導体基板30がプラズマ処理されるために前記半導体基板30は、前記静電チャック270上に配置される。また、前記半導体基板30は、前記フォーカスリング230内に配置されていてもよい。前記半導体基板30は、前記ガイド部239上に配置されていてもよい。
【0461】
その後、前記半導体基板30にプラズマが噴射され得る。前記プラズマは、前記上部電極220を介して噴射される気体によって形成され、前記半導体基板30に噴射され得る。
【0462】
前記ガスソースは、水素気体(H)、窒素気体(N)、及びフッ素系気体を含んでいてもよい。前記フッ素系気体は、フッ化水素またはフッ化炭素(CH4-x、xは、1~3の定数)を含んでいてもよい。
【0463】
前記水素気体及び前記窒素気体のフロー比は、約3:1~約7:1であってもよい。また、前記水素及び前記フッ素系気体のフロー比は、約10:1~約100:1であってもよい。
【0464】
前記プラズマによって、前記エッチング対象層は、選択的にエッチングすることができる。これによって、前記ウエハ上に導電パターンまたは絶縁パターンを形成することができる。
【0465】
前記フォーカスリング230及び前記上部電極220は、上記のような特徴を有するため、実施例による半導体素子の製造装置は、半導体基板30の製造過程で発生するディフェクトを防止することができる。
【0466】
実施例による半導体素子の製造装置用部品は、水の接触角が45゜~74゜であり、ジヨードメタンの接触角が37゜~57゜である表面を含んでいてもよい。前記表面は、適宜な水の接触角及びジヨードメタンの接触角を有するため、実施例による半導体素子の製造装置用部品の内部を外部の汚染から容易に保護することができる。
【0467】
また、実施例による半導体素子の製造装置用部品の表面は、上記のような範囲で水の接触角及びジヨードメタンの接触角を有するため、外部からパーティクルのような汚染物質が付くことを防止することができる。
【0468】
これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、外部及び内部の汚染を防止し、半導体素子の製造装置のチャンバの内部に前記汚染物質が転移することを防止することができる。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、半導体素子の製造工程で発生するディフェクトを最小化することができる。
【0469】
また、実施例による半導体素子の製造装置用部品の表面は、適宜な表面エネルギーを含む。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、適宜な表面特性を有し、半導体プラズマ工程で発生する残留物を最小化することができる。
【0470】
また、実施例による半導体素子の製造装置は、前記フォーカスリング230を省略することができる。すなわち、前記フォーカスリング230が省略された半導体素子の製造装置は、追って、前記フォーカスリング230を別途取り付けることができる。実施例による半導体素子の製造装置は、前記フォーカスリング230を省略し、追って取り付けることができる。
【0471】
前記フォーカスリング230及び前記上部電極220は、上記のような特徴を有するため、実施例による半導体素子の製造装置は、半導体基板30の製造過程で発生するディフェクトを防止することができる。
【0472】
実施例による半導体素子の製造装置用部品は、Si-OHの比率が約0.16~約0.28である表面を含んでいてもよい。前記表面は、適宜な含量でSi-OHを含むため、実施例による半導体素子の製造装置用部品の内部を外部の汚染から容易に保護することができる。
【0473】
また、実施例による半導体素子の製造装置用部品の表面は、上記のような範囲でSi-OHを含むため、外部からパーティクルのような汚染物質が付くことを防止することができる。
【0474】
これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、外部及び内部の汚染を防止し、半導体素子の製造装置のチャンバの内部に前記汚染物質が転移することを防止することができる。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、半導体基板の製造工程で発生するディフェクトを最小化することができる。
【0475】
また、実施例による半導体素子の製造装置用部品の表面は、適宜なドーパントピークを含んでいてもよい。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、適宜な電気的物性を有し、前記ドーパントによって発生するディフェクトを最小化することができる。
【0476】
また、実施例による半導体素子の製造装置用部品は、低い体心立方の比率及び低い菱面の比率を有する表面を有する。これによって、実施例による半導体素子の製造装置用部品の表面における結晶欠陷の頻度が低くてもよい。
【0477】
実施例によるフォーカスリングは、適宜な減殺ピークバレー粗さを含む。実施例による上部電極及びフォーカスリングは、適宜な高さを有する微細山と、適宜な深さを有する微細バレーと、を含む表面を有していてもよい。
【0478】
実施例によるフォーカスリングは、適宜な表面の凹凸状を有する表面を含むため、表面におけるプラズマの流れ性を向上させることができる。これによって、前記フォーカスリングは、前記プラズマを半導体基板に効率良く誘導することができる。
【0479】
これによって、実施例によるフォーカスリングを含む半導体素子の製造装置は、前記半導体基板の表面を効果的に処理することができる。
【0480】
また、実施例によるフォーカスリングは、適宜な表面の凹凸状を有する表面を含むため、工程残留物が堆積することを防止することができる。すなわち、実施例によるフォーカスリングは、適宜な減殺ピークバレー粗さを有するため、適宜な凹凸を有していてもよい。これによって、実施例によるフォーカスリングの表面と工程残留物の接触面積が低くてもよい。これによって、前記工程残留物は、実施例によるフォーカスリングの表面に一時的に付着しても、着脱しやすい。
【0481】
実施例によるフォーカスリングは、適宜な高さの微細山及び適宜な高さの微細バレーが繰り返される形状を有する表面を含むため、プラズマの流れ性を向上させて、工程残留物の付着を抑制することができる。
【0482】
これによって、実施例によるフォーカスリングは、プラズマエッチング工程などのようなプラズマ工程が行われるとき、前記フォーカスリングの表面から引き起こされるパーティクルによるディフェクトを容易に抑制することができる。すなわち、実施例によるフォーカスリングは、適宜な表面形状を有するため、前記フォーカスリングの微細山の一部が落ちて発生するディフェクトを防止することができる。
【0483】
また、以上の実施例で説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも1つの実施例に含まれ、必ずしも1つの実施例のみに限定されるのではない。さらに、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは、実施例の属する分野における通常の知識を有する者にとって他の実施例についても組み合わせまたは変形して実施可能である。よって、これらの組み合わせと変形に関する内容は、本発明の範囲に含まれると解釈すべきである。
【0484】
以上、実施例を中心に説明したが、これは単に例示であるだけで、本発明を限定するものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を外れない範囲で、以上で例示していない様々な変形と応用が可能であることが分かる。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は、変形して実施することができる。そして、これらの変形と応用に関する相違点は、添付の請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれると解釈すべきである。
【0485】
製造例1
チョクラルスキー法によって、約330mmの直径を有するシリコンインゴットが製造された。前記シリコンインゴットは、ダイヤモンドワイヤソーによって切断されて、約20mmの厚さを有するシリコン単結晶プレートが製造された。その後、前記シリコン単結晶プレートの角部分が切削されて、面取り面が形成された。
【0486】
その後、前記面取り工程が行われたシリコン単結晶プレートは、上定盤と下定盤との間に配置され、前記上定盤及び前記下定盤によってラッピングされる。その後、前記ラッピングされたシリコン単結晶プレートは、グラインダによって形状加工される。これによって、未加工上部電極が形成される。
【0487】
前記形状加工工程は、次のような条件で行われた。
1)グラインダヘッド:1000メッシュ
2)グラインダ回転数:6000rpm
3)フィード:0.5mm/分
【0488】
その後、前記未加工リングは、常温で、エッチング液に約7分間浸漬して、前記未加工リングの外部表面が処理されて、フォーカスリングが製造された。
【0489】
前記エッチング液の成分は、次のとおりである。
1)脱イオン水:34.5%/wt重量部
2)硫酸:45%/wt重量部
3)フッ化水素アンモニウム:8.5%/wt重量部
4)硫酸アンモニウム:8.5%/wt重量部
5)スルファミン酸ンモニウム:3.5%/wt重量部
【0490】
エッチング液によって表面処理されたフォーカスリングの上面は、研磨された。
【0491】
前記研磨工程の条件は、次のとおりである。
1)研磨パッド:デュポン社、IC1000
2)研磨圧力:200psi
3)研磨回転数:上定盤15rpm、下定盤30rpm
4)研磨スラリー:シリカ粒子(平均粒径、80nm)、純水、重量の比率1:3
5)研磨時間:90分
【0492】
その後、脱イオン水によって前記フォーカスリングが洗浄された。
【0493】
その後、前記洗浄したフォーカスリングの上面、傾斜面、及びガイド面に大気雰囲気で光が照射された。
1)光源:ホワイトLED
2)出力:100W
3)時間:5分
【0494】
直ちに、前記フォーカスリングの下面に、上記と同様に光を照射した。
【0495】
その後、前記フォーカスリングは、密封された。
【0496】
製造例2~製造例6
下記の表1のように、エッチング時間、研磨工程可否、及び光の照射条件が変更されている。他の工程は、製造例1の工程を参照した。
【0497】
製造例5では、エッチング時間が10分であったし、研磨工程は、実施例1のように行われた。また、製造例6では、前記洗浄工程が完了したフォーカスリングは、約150℃の温度で、大気雰囲気で約20分間放置された。
【0498】
製造例6では、エッチング工程、研磨工程、及び光の照射工程が行われず、洗浄完了したフォーカスリングは、直ちに密封された。
【0499】
【表1】
【0500】
製造例7
チョクラルスキー法によって、約300mmの直径を有するシリコンインゴットが製造された。前記シリコンインゴットは、ダイヤモンドワイヤソーによって切断されて、約20mmの厚さを有するシリコン単結晶プレートが製造された。その後、前記シリコン単結晶プレートの角部分が切削されて、面取り面が形成された。
【0501】
その後、前記面取り工程が行われたシリコン単結晶プレートは、上定盤と下定盤との間に配置され、前記上定盤及び前記下定盤によってラッピングされる。その後、前記ラッピングされたシリコン単結晶プレートは、グラインダによって形状加工される。これによって、表面未加工リングが形成される。
【0502】
前記形状加工工程は、次のような条件で行われた。
1)グラインダヘッド:800メッシュ
2)グラインダ回転数:6000rpm
3)フィード:0.7mm/分
【0503】
その後、前記未加工リングは、常温で、エッチング液に約7分間浸漬して、前記未加工リングの外部表面が処理されて、フォーカスリングが製造された。
【0504】
前記エッチング液の成分は、次のとおりである。
1)脱イオン水:34.5%/wt重量部
2)硫酸:40%/wt重量部
3)フッ化水素アンモニウム:10%/wt重量部
4)硫酸アンモニウム:12%/wt重量部
5)スルファミン酸ンモニウム:3.5%/wt重量部
【0505】
エッチング液によって表面処理されたフォーカスリングの上面は、研磨された。
【0506】
前記研磨工程の条件は、次のとおりである。
1)研磨パッド:SKCソルミックス、SR300
2)研磨圧力:300psi
3)研磨回転数:上定盤15rpm、下定盤30rpm
4)研磨スラリー:シリカ粒子(平均粒径、80nm)、純水、重量の比率1:3
5)研磨時間:60分
【0507】
その後、脱イオン水によって前記フォーカスリングが洗浄された。
【0508】
その後、前記洗浄されたフォーカスリングの上面、傾斜面、及びガイド面に大気雰囲気で光が照射された。
1)光源:ホワイトLED
2)出力:80W
3)時間:7分
【0509】
直ちに、前記フォーカスリングの下面に、上記と同様に光を照射した。
【0510】
その後、前記フォーカスリングは、密封された。
【0511】
製造例8~製造例10
下記の表2のように、エッチング時間、研磨工程可否、及び光の照射条件が変更されている。他の工程は、製造例7の工程を参照した。
【0512】
製造例11では、エッチング工程、研磨工程、及び光の照射工程を行わず、洗浄完了したフォーカスリングは、直ちに密封された。
【0513】
製造例12では、エッチング工程、研磨工程、及び光の照射工程が行われず、洗浄完了したフォーカスリングは、大気雰囲気で、約200℃の温度で、約3分間熱処理された。
【0514】
【表2】
【0515】
製造例13
チョクラルスキー法によって、約300mmの直径を有するシリコンインゴットが製造された。前記シリコンインゴットは、ダイヤモンドワイヤソーによって切断されて、約20mmの厚さを有するシリコン単結晶プレートが製造された。その後、前記シリコン単結晶プレートの角部分が切削されて、面取り面が形成された。
【0516】
その後、前記面取り工程が行われたシリコン単結晶プレートは、上定盤と下定盤との間に配置されて、前記上定盤及び前記下定盤によってラッピングされる。その後、前記ラッピングされたシリコン単結晶プレートは、グラインダによって形状加工される。これによって、表面未加工リングが形成される。
【0517】
前記形状加工工程は、次のような条件で行われた。
1)グラインダヘッド:1100メッシュ
2)グラインダ回転数:6100rpm
3)フィード:0.6mm/分
【0518】
その後、前記未加工リングは、常温で、エッチング液に約6分間浸漬して、前記未加工リングの外部表面が処理され、フォーカスリングが製造された。
【0519】
前記エッチング液の成分は、次のとおりである。
1)脱イオン水:34.5%/wt重量部
2)硫酸:40%/wt重量部
3)フッ化水素アンモニウム:10%/wt重量部
4)硫酸アンモニウム:12%/wt重量部
5)スルファミン酸ンモニウム:3.5%/wt重量部
【0520】
エッチング液によって表面処理されたフォーカスリングの上面は、研磨された。
【0521】
前記研磨工程の条件は、次のとおりである。
1)研磨パッド:SKCソルミックス、SR300
2)研磨圧力:300psi
3)研磨回転数:上定盤15rpm、下定盤30rpm
4)研磨スラリー:シリカ粒子(平均粒径、80nm)、純水、重量の比率1:3
5)研磨時間:60分
【0522】
その後、脱イオン水によって前記フォーカスリングが洗浄された。
【0523】
その後、前記フォーカスリングは、密封された。
【0524】
製造例14~製造例18
下記の表3のように、エッチング時間及び研磨工程可否が変更されている。他の工程は、製造例13の工程を参照した。
【0525】
製造例17では、下記のように研磨工程が行われた。
1)研磨パッド:SKCソルミックス、SR300
2)研磨圧力:200psi
3)研磨回転数:上定盤15rpm、下定盤30rpm
4)研磨スラリー:シリカ粒子(平均粒径、40nm)、純水、重量の比率1:3
5)研磨時間:90分
【0526】
【表3】
【0527】
実施例1~13及び比較例1~5
下記の表4のように、ウエハエッチング装置にフォーカスリングが取り付けられ、シリコンウエハが前記エッチング装置に安着する。その後、水素気体、窒素気体、及びCHFが約5:1:0.5のフロー比で上部電極に噴射されて、プラズマ化し、約10分間、前記シリコンウエハに噴射されて、エッチング工程が行われた。
【0528】
【表4】
【0529】
評価例
1.水の接触角、ジヨードメタンの接触角、分散自由エネルギー、極性自由エネルギー、及び表面自由エネルギー
実施例及び比較例で製造されたフォーカスリングは、KRUSS社のMSA(Mobile Surface Analyzer)に取り付けられ、下記の測定条件によって、表面における水の接触角、ジヨードメタン(diiodomethane)の接触角、及び幾何平均法(OWRK Method)で計算される分散自由エネルギー、極性自由エネルギー、及び表面自由エネルギーが測定された。同じ測定が5回繰り返されており、上限と下限を除く3回の測定値の平均値が導出された。
測定時間:2秒
体積用量:1μl
【0530】
2.ラマンスペクトル
マイクロラマン分光器(micro Raman spectroscope:Jobin Yvon Spex T64000)によって測定しており、分解能は、1μmであった。個々のピークの面積は、前記マイクロラマン分光器に内装したプログラムによって自動に計算された。
【0531】
前記ラマンスペクトルを測定するための条件は、下記のとおりである。
レーザソース:514.532nm波長帯のArイオンレーザ
Power:3.9mW
Exposure time:100Hz
#Scan:70
Lens:x100WD
2.5μm confocal pinhole
【0532】
3.三次元表面粗さ
(1)サンプリング&前処理方法
保管/前処理条件:上記で製造されたサンプルを20℃、30RH%に24時間保管して、取り出して直ちに測定する。
サンプルサイズ:5cm*5cm
測定部位:エッジから1cm以内の領域でランダムな5ポイント
【0533】
(2)評価方法
3D粗さを測定装置によっててmaterial Ratioを測定することで計算した。ブルカー社(Bruker)の非接触式三次元粗さ測定機(3D Optical Microscopy、モデルContour GT)を用いて、VSI Mode(Vertical scanning Interferometry)で3D粗さを測定した。測定倍率は、接眼レンズ1.0X(倍)、対物レンズ20X(対物レンズ*接眼レンズ=測定倍率)に設定して、測定された結果値が導出された。その後、測定値は、ガウシアンフィルターを適用して、1回補正された後、ISO 25178-2標準に定義する計算式によって表面粗さパラメータ(例えば、Szなど)が得られた。データは、計5つ部位を測定したもののうち、最大値と最小値を除いた後、3つ部位の平均を計算して記録した。
【0534】
4.欠陥の評価
ウエハ表面分析機(WM-3000、ゼウス社)装備によって、前記エッチングされたシリコンウエハの欠陥個数を測定した。
欠陥個数5個以下:非常に良好、◎
欠陥個数6個~10個:良好、○
欠陥個数11個以上:不良、×
【0535】
5.残留有機物の評価
前記エッチング工程が行われた後、前記フォーカスリングの表面に含まれた残留物がEnergy Dispersive X-Ray Spectrometer(EDS)によって測定されている。
表面の全体元素のうち炭素含量10%以下:良好、O
表面の全体元素のうち炭素含量10%超過:不良、X
【0536】
下記の表5のように、ボディ部の上面における水の接触角、ジヨードメタンの接触角、分散自由エネルギー、極性自由エネルギー、及び表面自由エネルギーが測定されている。
【0537】
【表5】
【0538】
下記の表6のように、傾斜部の傾斜面における水の接触角、ジヨードメタンの接触角、分散自由エネルギー、極性自由エネルギー、及び表面自由エネルギーが測定されている。
【0539】
【表6】
【0540】
下記の表7のように、ガイド部のガイド面における水の接触角、ジヨードメタンの接触角、分散自由エネルギー、極性自由エネルギー、及び表面自由エネルギーが測定されている。
【0541】
【表7】
【0542】
下記の表8のように、下面における水の接触角、ジヨードメタンの接触角、分散自由エネルギー、極性自由エネルギー、及び表面自由エネルギーが測定されている。
【0543】
【表8】
【0544】
下記の表9のように、実施例1~4における半導体素子の製造方法は、欠陷の個数及び残留物の含量が低かった。
【0545】
【表9】
【0546】
上記表5~表9のように、実施例によるフォーカスリングは、適宜な表面特性を有し、かつ、実施例による半導体素子の製造方法は、欠陥及び残留物の含量を低くすることができる。
【0547】
下記の表10のように、ボディ部の上面におけるマンシフトによる個々のピーク面積が測定されている。
【0548】
【表10】
【0549】
下記の表11のように、傾斜部の傾斜面において、ラマンシフトによる個々のピーク面積が測定されている。
【0550】
【表11】
【0551】
下記の表12のように、ガイド部のガイド面において、ラマンシフトによる個々のピーク面積が測定されている。
【0552】
【表12】
【0553】
下記の表13のように、下面のラマンシフトによる個々のピーク面積が測定されている。
【0554】
【表13】
【0555】
下記の表14のように、実施例5~8に従って製造された半導体素子において、欠陷の個数及び残留物の含量は、低かった。
【0556】
【表14】
【0557】
上記表10~表14のように、実施例による半導体素子の製造方法は、低い欠陥及び残留物を有する。
【0558】
下記の表15のように、ボディ部の上面の粗さが測定されている。
【0559】
【表15】
【0560】
下記の表16のように、傾斜部の傾斜面の粗さが測定されている。
【0561】
【表16】
【0562】
下記の表17のように、ガイド部のガイド面の粗さが測定されている。
【0563】
【表17】
【0564】
下記の表18のように、ボディ部の下面の粗さが測定されている。
【0565】
【表18】
【0566】
下記の表19のように、実施例9~13及び比較例5において、欠陷の個数及び残留物の含量が導出されている。
【0567】
【表19】
【0568】
上記表15~表19のように、実施例によるフォーカスリングは、欠陷を抑制し、残留物を低くすることができる。
【符号の説明】
【0569】
210 カバー部
220 上部電極
230 フォーカスリング
250 第1絶縁リング
240 第2絶縁リング
260 第3絶縁リング
270 静電チャック
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8