烧结体、烧结体的制造方法及包括烧结体的部件与流程

本实施方式涉及一种具有改进的等离子体蚀刻耐性的烧结体以及包括其的等离子体处理装置的部件。

背景技术：

1、在等离子体处理装置中，上电极和下电极设置在腔室内部，半导体晶圆、玻璃基板等安置在下电极上，通过在两个电极之间施加电力来动作。由于上电极和下电极之间的电场而加速的电子、从电极发射或加热的电子与处理气体的分子电离碰撞以产生处理气体的等离子体。在上述等离子体中的自由基或离子等活性种能够在蚀刻对象表面上实现期望的微细加工，例如可以进行蚀刻加工。

2、电子器件等的制造设计逐渐微细化，尤其，在等离子体蚀刻中要求更高的尺寸精度且使用显著高的功率。在这种等离子体处理装置中内置有受等离子体影响的聚焦环(focus ring)。

3、当等离子体功率增大时，可带来形成驻波的波长效应和电场集中在电极表面中心部的集肤效应等。结果，等离子体分布通常在蚀刻对象的中心部最高而在边缘部位最低，导致基板上的等离子体分布的不均匀性变得严重，且微细电子器件的质量可能劣化。

4、通过在蚀刻对象外围中安置蚀刻对象的聚焦环，可以影响外围的电场分布，且可以在一定程度上缓解等离子体分布的不均匀性。然而，与等离子体处理时间相比，聚焦环的蚀刻率较高，并且等离子体分布可能会因蚀刻而受到影响。需要一种能够提高上述聚焦环的耐蚀刻性和更换周期并实现工艺效率化的改进方法。

5、上述背景技术是发明人为了推导实施方式而拥有的或者在推导过程中获得的技术信息，并且不一定可以说是在申请本发明之前向公众公开的已知技术。

6、作为相关的现有技术，有韩国授权专利第10-2262340号公开的“碳化硼材料”、韩国公开专利第10-2020-0019068号中公开的一种“碳化硼烧结体以及包括其的蚀刻装置”等。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、本实施方式的目的在于提供一种烧结体及包括其的部件，上述烧结体能够在蚀刻对象引起均匀的等离子体分布且具有改善的等离子体蚀刻耐性。

3、用于解决问题的手段

4、为了实现上述目的，根据本实施方式的烧结体可以包括碳化硼，包括从表面观察时相对于总晶粒而晶粒尺寸大于1μm且小于或等于4μm的晶粒的体积比为61％至86％的部分，根据x射线荧光分析的相对于总量的碳含量可以为18重量％至30重量％，孔隙率可以小于或等于5体积％。

5、在一实施方式中，相对于总晶粒，上述烧结体的晶粒尺寸小于或等于1μm的晶粒的体积比可以为1.5％至15％。

6、在一实施方式中，相对于总晶粒，上述烧结体的晶粒尺寸大于4μm的晶粒的体积比可以为7.2％至31％。

7、在一实施方式中，上述烧结体的平均晶粒尺寸可以为2μm至5μm。

8、在一实施方式中，上述烧结体的孔隙率可以小于或等于0.5体积％，且硼和碳的含量可以大于或等于97重量％。

9、在一实施方式中，在腔室压力为100mtorr、等离子体功率为800w、曝光时间为300分钟、所述腔室中的cf4气体的流量为50sccm、ar气体的流量为100sccm、o2气体的流量为20sccm的等离子体蚀刻条件下，上述烧结体的根据下述第1式的蚀刻率可以小于或等于2％，

10、第1式：

11、蚀刻率＝{(蚀刻前厚度-蚀刻后厚度)/(蚀刻后厚度)}×100％。

12、在一实施方式中，所述烧结体在25℃下的导热率可以大于或等于18w/mk且小于或等于33w/mk。

13、为了实现上述目的，根据本实施方式的烧结体的制造方法可以包括：碳化步骤，将原料组合物装入模具中以成型，然后在500℃至1000℃的温度下进行热处理，第一烧结步骤，在所述碳化步骤之后，在1900℃至2100℃的温度下进行热处理，以及第二烧结步骤，在所述第一烧结步骤之后，在2000℃至2230℃的温度下进行热处理；所述原料组合物含有碳化硼和烧结特性改进剂，在25mpa至60mpa的压力下进行所述第一烧结步骤和所述第二烧结步骤。

14、在一实施方式中，所述原料组合物可以为通过将含有碳化硼、烧结特性改进剂及溶剂的原料浆料进行喷雾干燥而得到的原料颗粒。

15、为了实现上述目的，根据本实施方式的部件可以包括上述烧结体，且可应用于等离子体处理装置内部。

16、发明的效果

17、根据本实施方式的烧结体具有高致密化度、低孔隙率、均匀的晶粒尺寸分布，能够表现出良好的物理性能，并且能够确保优异的等离子体蚀刻耐性。另外，可以稳定地维持等离子体蚀刻耐性。

技术特征：

1.一种烧结体，其中，

2.根据权利要求1所述的烧结体，其中，

3.根据权利要求1所述的烧结体，其中，

4.根据权利要求1所述的烧结体，其中，

5.根据权利要求1所述的烧结体，其中，

6.根据权利要求1所述的烧结体，其中，

7.根据权利要求1所述的烧结体，其中，

8.一种烧结体的制造方法，其中，包括：

9.根据权利要求8所述的烧结体的制造方法，其中，

10.一种包括烧结体的部件，其中，

技术总结本实施方式提供一种烧结体、烧结体的制造方法及包括烧结体的部件，上述烧结体包括碳化硼，包括从表面观察时相对于总晶粒而晶粒尺寸大于1μm且小于或等于4μm的晶粒的体积比为61％至86％的部分，根据X射线荧光分析的相对于总量的碳含量为18重量％至30重量％，孔隙率小于或等于5体积％。技术研发人员：闵庚烈,崔容寿,黄成植,金京仁,姜仲根,蔡洙晚受保护的技术使用者：SK恩普士有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19