Effect of defects on lifetime of silicon electrodes and rings in plasma etcher

Silicon electrode and ring in a plasma etcher those are in contact with harsh plasma suffer from periodic heating and cooling during their lifetime. This causes the silicon components failure due to thermal stress remaining the persistent slip bands (PSBs) on their surfaces. The factors that determine the lifetime of silicon electrode and ring were discussed with respect to silicon ingot. The impurity level and the average defect concentration measured with glow discharge mass spectrometer (GDMS) and microwave photo-conductance decay (${\mu}$-PCD) were compared with the grade of silicon ingots those are divided to slip-free and slip-allowed ingot. Some silp-allowed samples showed planar defects along <110> direction on {001} surface. The role of these defects was suggested from the viewpoint of the lifetime of silicon components.

플라즈마 에쳐용 실리콘 전극과 링의 수명에 미치는 결함의 영향

플라즈마 에쳐 내에 사용되는 실리콘 전극과 링 부품은 사용 중에 강한 플라즈마와 접촉하면서 주기적인 가열과 냉각 과정을 거친다. 이 때 부품의 표면에서는 열 응력으로 인하여 PSB라고 하는 띠 형상의 결함이 생성되며 이로 인하여 그 수명을 다하게 된다. 원료인 실리콘 잉곳의 관점에서 그 수명에 미치는 인자를 살펴보았다. 잉곳의 등급, 즉 S/F와 S/A에 따라 불순물과 결함의 농도를 GDMS와 ${\mu}$-PCD로 평가하여 잉곳의 어떤 요소들에 의하여 수명이 결정되는가를 분석하였다. 그 결과, {001} 면상에서 관찰되는 <110> 방향의 면 결함들이 PSB와 연결될 가능성이 있음을 제안하였다.