KR20150051904A - 열전도성 실리콘 시트 및 그 제조 방법 및 이것을 이용한 플라즈마 처리 장치 - Google Patents

열전도성 실리콘 시트 및 그 제조 방법 및 이것을 이용한 플라즈마 처리 장치 Download PDF

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KR20150051904A
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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

액체 성분의 블리드 아웃량이 적은 열전도성 실리콘 시트 및 그 제조 방법 및 이것을 이용한 포커스 링과 재치대의 열전도율을 개선한 플라즈마 처리 장치를 제공한다. 플라즈마 처리 장치는, 실시예의 일례에서, 재치대와 포커스 링의 사이에, 열전도성 실리콘 시트를 배치하고 있다. 열전도성 실리콘 시트는 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 열전도성 입자를 100 ~ 2000 중량부 포함하는 열전도성 실리콘 시트로서, 시트의 열전도율이 0.2 ~ 5 W/m·K이며, 시트를 세로 38 mm, 가로 38 mm, 두께 3 mm의 형상으로 하고, 직경 70 mm의 여과지에 개재하여, 1 kg의 하중을 가한 상태로 70 ℃, 1 주간 보지했을 때의 액체 성분의 블리드 아웃량이 30 mg 이하이다.

Description

열전도성 실리콘 시트 및 그 제조 방법 및 이것을 이용한 플라즈마 처리 장치{THERMALLY CONDUCTIVE SILICONE SHEET, MANUFACTURING METHOD THEREOF, AND PLASMA PROCESSING APPARATUS USING THE SAME}
본 발명은 열전도성 실리콘 시트 및 그 제조 방법 및 이것을 이용한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다. 더 상세하게는, 액체 성분의 블리드 아웃량이 적은 열전도성 실리콘 시트 및 그 제조 방법 및, 반도체 웨이퍼 등의 피처리 기판에, 에칭 처리 등의 소정의 플라즈마 처리를 실시할 시 이용되는 포커스 링의 온도 제어성을 향상하기 위하여 이 열전도성 실리콘 시트를 이용한 플라즈마 처리 장치에 관한 것이다.
전자 기기 등에 사용되고 있는 반도체는 사용 중에 발열하고, 그 열로 인해 전자 부품의 성능이 저하되는 경우가 있다. 이 때문에 발열하는 것과 같은 전자 부품에는 방열체가 장착된다. 방열체는 금속인 것이 많기 때문에 전자 부품과 방열체의 밀착이 좋지 않다. 이 때문에 젤 상태 또는 연질 고무 상태의 열전도성 시트를 삽입하·여 밀착도를 높이는 방법이 채용되고 있다.
예를 들면 특허 문헌 1에는, (A) 특정의 분기형 오르가노폴리실록산과, (B) 특정의 오르가노하이드로겐폴리실록산과, (C) 부가 반응 촉매로 이루어지는 조성물이 제안되고 있다. 특허 문헌 2에는 (A) 1 분자 중에 2 개 이상의 규소 원자 결합 알케닐기를 가지는 직쇄 형상의 폴리오르가노실록산 및 특정의 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 분기 형상 오르가노폴리실록산과, (B) 특정의 오르가노하이드로겐폴리실록산과, (C) 백금계 촉매로 이루어지는 조성물이 제안되고 있다. 특허 문헌 3에는 (A) 분자쇄 양 말단에만 알케닐기를 가지는 오르가노폴리실록산과, (B) 열전도성 충전제와, (C) 분자쇄 양 말단에만 규소에 직접 결합한 수소 원자를 가지는 오르가노하이드로겐폴리실록산과, (D) 백금계 촉매로 이루어지는 조성물이 제안되고 있다.
또한 플라즈마 처리 장치는, 예를 들면 표면 처리 장치 또는 에칭 장치 등의 반도체 제조 장치에 널리 이용되고 있다. 플라즈마 처리 장치에서는, 처리 챔버 내에 웨이퍼 등의 피처리 기판을 재치(載置)하는 기판 재치 장치가 설치되어 있다. 또한 예를 들면 특허 문헌 4에는, '재치대와 포커스 링의 사이에 열전도 매체를 개재시키고, 또한 포커스 링을 재치대에 누름·고정하는 누름 수단을 설치함으로써 상기 진공 단열층을 형성하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 피처리체의 재치 장치'가 개시되어 있다.
일본특허공개공보 2010-144130호 일본특허공개공보 2007-154098호 일본특허공개공보 2004-176016호 일본특허공개공보 2002-016126호
그러나, 상기 종래의 열전도성 실리콘 시트 내지 조성물은 액체 성분의 블리드 아웃량이 많다고 하는 문제가 있다. 또한, 상술한 플라즈마 처리 장치의 포커스 링의 냉각을 위한 상기 열전도 매체로서, 상기 종래의 열전도성 실리콘 시트를 이용하면, 포커스 링의 온도 제어성이 저하된다고 하는 문제가 있다.
본 발명은 상기 종래의 문제를 해결하기 위하여, 액체 성분의 블리드 아웃량이 적은 열전도성 실리콘 시트 및 그 제조 방법 및 이것을 이용한 플라즈마 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 열전도성 실리콘 시트는, 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 열전도성 입자를 100 ~ 2000 중량부 포함하는 열전도성 실리콘 시트로서, 상기 시트의 열전도율이 0.2 ~ 5 W/m·K이며, 경도가 5 ~ 60(ASKER C)이며, 상기 시트를 세로 38 mm, 가로 38 mm, 두께 3 mm의 형상으로 하고, 직경 70 mm의 여과지에 개재하여, 1 kg의 하중을 가한 상태로 70 ℃, 1 주간 보지했을 때의 액체 성분의 블리드 아웃량이 30 mg 이하인 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 상기의 열전도성 실리콘 시트의 제조 방법으로서, 상기 시트는 하기 조성의 콤파운드를 시트 성형하여 가교시킨 것을 특징으로 한다.
(A) 베이스 폴리머 성분 : 1 분자 중에 평균 2 개 이상 또한 분자쇄 양 말단의 규소 원자에 결합한 알케닐기를 함유하는 직쇄 형상 오르가노폴리실록산과, 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 분기 형상의 실리콘 레진이며, R1SiO3 /2 단위 및 SiO4/2 단위 중 적어도 하나를 포함한다. 단, R1은 지방족 불포화 결합을 제외한 유기기이며, 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중 적어도 일부가 할로겐 원자 또는 시아노기로 치환된 1 가 탄화수소기 혹은 비치환의 1 가 탄화수소기이다.
(B) 가교 성분 : R2Si(OSiR3 2H)3으로 나타내지는 폴리오르가노하이드로겐실록산이 A성분의 알케닐기 1 개에 대하여, SiH기의 개수가 0.3 ~ 1.5 개가 되는 양. 단, R2는 탄소 원자수 1 ~ 4의 알킬기 또는 페닐기, R3는 탄소 원자수 1 ~ 4의 알킬기이다.
(C) 백금계 금속 촉매 : A 성분에 대하여 중량 단위로 0.01 ~ 1000 ppm.
(D) 열전도성 입자 : A 성분 ＋ B 성분 합계 100 중량부에 대하여 100 ~ 2000 중량부.
본 발명은, 피처리 기판을 수용하는 감압된 수용실과, 상기 수용실 내에 배치되어 상기 피처리 기판을 재치하는 냉각 기구를 내장한 재치대와, 상기 피처리 기판의 주연부를 둘러싸도록 상기 재치대에 재치되는 환상(環狀)의 포커스 링을 구비한 플라즈마 처리 장치로서, 상기 재치대와 상기 포커스 링의 사이에, 열전도성 실리콘 시트를 배치하고 있고, 상기 열전도성 실리콘 시트는, 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 열전도성 입자를 100 ~ 2000 중량부 포함하는 열전도성 실리콘 시트로서, 상기 시트의 열전도율이 0.2 ~ 5 W/m·K이며, 상기 시트를 세로 38 mm, 가로 38 mm, 두께 3 mm의 형상으로 하고, 직경 70 mm의 여과지에 개재하여, 1 kg의 하중을 가한 상태로 70 ℃, 1 주간 보지했을 때의 액체 성분의 블리드 아웃량이 30 mg 이하인 것을 특징으로 한다. 상기 재치대와 상기 포커스 링의 사이에 이 열전도성 실리콘 시트가 배치됨으로써, 액체 성분의 블리드 아웃량이 억제되기 때문에 진공 단열에 의해 열이 거의 전달되지 않는 환경 하라도, 포커스 링에 재치대로부터의 열이 효율 좋게 전달된다. 그 결과, 포커스 링의 온도 제어성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은, 실리콘 오일 또는 올리고머 등의 액체 성분의 블리드 아웃량이 적은 열전도성 실리콘 시트 및 그 제조 방법 및 이것을 이용한 플라즈마 처리 장치를 제공할 수 있다. 본 발명에 따르면, 포커스 링과 재치대의 접촉면에 배치한 열전도성 실리콘 시트에 의해 포커스 링의 온도 제어성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 기판 재치 장치의 구성의 일례를 도시한 도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 이용되는 플라즈마 처리 장치의 일례를 도시한 단면 개요도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예의 장치에서의 포커스 링의 구조를 도시한 도이다.
도 4a ~ 도 4c는 본 발명의 일실시예에서의 열전도성 실리콘 시트의 구조를 도시한 도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에서의 열전도성 실리콘 시트의 액체 성분의 블리드 아웃 측정 방법을 도시한 설명도이다.
(A) 베이스 폴리머 성분
본 발명의 베이스 폴리머 성분은, 1 분자 중에 평균 2 개 이상 또한 분자쇄 양 말단의 규소 원자에 결합한 알케닐기를 함유하는 직쇄 형상 오르가노폴리실록산(A1)과, 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 분기 형상의 실리콘 레진이며, R1SiO3/2 단위 및 SiO4 /2 단위(A2) 중 적어도 하나를 포함한다.
(A1) 성분
본 발명의 (A1) 성분은, 1 분자 중에 규소 원자에 결합한 알케닐기를 2 개 이상 함유하는 오르가노폴리실록산이며, 본 발명의 실리콘 고무 조성물에서의 주제(主劑)이다. 이 오르가노폴리실록산은 알케닐기로서, 비닐기, 알릴기 등의 탄소 원자수 2 ~ 8, 특히 2 ~ 6의, 규소 원자에 결합한 알케닐기를 1 분자 중에 2 개 가진다. 점도는 25 ℃에서 10 ~ 1000000 mPa·s, 특히 100 ~ 100000 mPa·s인 것이 작업성, 경화성 등에서 바람직하다.
구체적으로, 하기 일반식(화 1)으로 나타내지는 1 분자 중에 평균 2 개 이상 또한 분자쇄 말단의 규소 원자에 결합한 알케닐기를 함유하는 오르가노폴리실록산을 사용한다. 측쇄는 트리오르가노실록시기로 봉쇄된 직쇄 형상 오르가노폴리실록산이다. 25 ℃에서의 점도는 10 ~ 1000000 mPa·s의 것이 작업성, 경화성 등에서 바람직하다. 또한, 이 직쇄 형상 오르가노폴리실록산은 소량의 분기 형상 구조(3 관능성 실록산 단위)를 분자쇄 중에 함유하는 것이어도 된다.
Figure pat00001
식 중, R1은 서로 동일 또는 이종의 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환 1 가 탄화수소기이며, R2는 알케닐기이며, k는 0 또는 양의 정수이다.
여기서, R1의 지방족 불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환의 1 가 탄화수소기로서는, 예를 들면 탄소 원자수 1 ~ 10, 특히 1 ~ 6의 것이 바람직하고, 구체적으로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert－부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 시클로 헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기, 페닐기, 트릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 아릴기, 벤질기, 페닐에틸기, 페닐프로필기 등의 아랄킬기, 그리고 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 불소, 취소, 염소 등의 할로겐 원자, 시아노기 등으로 치환한 것, 예를 들면 클로로메틸기, 클로로프로필기, 브로모에틸기, 트리플루오르프로필기 등의 할로겐 치환 알킬기, 시아노에틸기 등을 들 수 있다. R2의 알케닐기로서는, 예를 들면 탄소 원자수 2 ~ 6, 특히 2 ~ 3의 것이 바람직하고, 구체적으로 비닐기, 알릴기, 프로페닐기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 이소 부테닐기, 헥시닐기, 시클로헥시닐기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 비닐기이다.
일반식 (1)에서 k는 일반적으로는 0 ≤ k ≤ 10000을 만족하는 0 또는 양의 정수이며, 바람직하게는 5 ≤ k ≤ 2000, 보다 바람직하게는 10 ≤ k ≤ 1200을 만족하는 정수이다.
(A2) 성분
베이스 폴리머에 더하는 성분(A2)은, 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 분기 형상의 실리콘 레진이며, R1SiO3 /2 단위 및 SiO4 /2 단위 중 적어도 하나를 포함한다. 평균 단위식으로 나타내면 (R1 3SiO1 /2)a(R1 2SiO2 /2)b(R1SiO3 /2)c(SiO4 /2)d(XO1 /2)e로 나타내지는 폴리오르가노실록산인 것이 바람직하다. 식 중 R1은 지방족 불포화 결합을 제외한, 동일하거나 또는 상이한 치환 혹은 비치환의 1 가 탄화수소기이다. R1으로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert－부틸기, 헥실기, 시클로 헥실기, 옥틸기 등의 알킬기; 페닐기, 트릴기 등의 아릴기; 벤질기, 페닐에틸기 등의 아랄킬기; 그리고 이들 기의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중 적어도 일부가 불소, 염소, 취소 등의 할로겐 원자 또는 시아노기 등으로 치환된 기, 예를 들면 클로로메틸기, 2－브로모에틸기, 3－클로로프로필기, 클로로페닐기, 플루오르페닐기, 시아노에틸기 등의 할로겐 치환 알킬기, 시아노 치환 알킬기, 할로겐 치환 아릴기 등을 들 수 있다. 특히, 메틸기가 바람직하다. X는 수소 원자 또는 알킬기이다. 알킬기로서는, 상기와 동일한 기가 예시되고, 특히 메틸기가 바람직하다. 또한, a는 0 또는 정수이며, b는 0 또는 정수이며, c 또는 d 중 적어도 어느 일방은 정수이며, e는 0 또는 정수이며, 0 ≤ a / (c + d) ＜ 4이며, 0 ≤ b / (c + d) ＜ 2이며, 0 ≤ e / (a + b + c + d)···.4가 되는 수이다. (A2)는 1 종 단독이어도, 2 종 이상을 병용해도 된다.
(A1) 성분과 (A2) 성분은, 중량 기준으로 (A1) / (A2)는 60 / 40 ~ 90 / 10이 되는 양 비율이 바람직하다. 상기의 범위이면, 바람직한 저블리드성과 열전도성 충전제의 고충전화가 만족되고, 또한 젤 상태 또는 연질 고무 상태 경화물의 양호한 물성이 얻어진다.
(B) 가교 성분
(B) 성분은 일반식 : R2Si(OSiR3 2H)3으로 나타내진다. 식 중 R2는 탄소 원자수 1 ~ 4의 알킬기 또는 페닐기이다. R2로서는 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등의 알킬기, 페닐기를 들 수 있다. 특히, 합성하기 쉬운 점에서, 메틸기 또는 페닐기가 바람직하다. R3는 탄소 원자수 1 ~ 4의 알킬기이다. R3로서는 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등의 알킬기를 들 수 있다. 특히, 재료의 얻기 용이함, 합성의 용이함으로부터 메틸기가 바람직하다. (B) 성분은, 상기 일반식으로 나타내지는 실록산을 1 종 단독으로 이용하는 것이 바람직하다.
(C) 성분
(C) 성분은 본 조성물의 경화를 촉진시키는 성분이다. (C) 성분으로서는, 히드로시릴화 반응에 이용되는 촉매로서 주지의 촉매를 이용할 수 있다. 예를 들면 백금흑, 염화 제 2 백금, 염화 백금산, 염화 백금산과 1 가 알코올과의 반응물, 염화 백금산과 올레핀류 또는 비닐 실록산과의 착체, 백금 비스아세트아세테이트 등의 백금계 촉매, 팔라듐계 촉매, 로듐계 촉매 등의 백금족 금속 촉매를 들 수 있다. (C) 성분의 배합량은 경화에 필요한 양이면 되고, 원하는 경화 속도 등에 따라 적절히 조정할 수 있다. A 성분에 대하여 중량 단위로 0.01 ~ 1000 ppm 첨가한다.
(D) 성분
(D) 성분의 열전도성 입자는, A 성분 + B 성분 합계 100 중량부에 대하여 100 ~ 2000 중량부 첨가한다. 이에 의해 열전도 시트의 열전도율을 0.2 ~ 5 W/m·K, 경도가 5 ~ 60(ASKER C)의 범위로 할 수 있다. 열전도 입자로서는 알루미나, 산화 아연, 산화 마그네슘, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 수산화 알루미늄 및 실리카로부터 선택되는 적어도 하나인 것이 바람직하다. 형상은 구 형상, 인편 형상, 다면체 형상 등 다양한 것을 사용할 수 있다. 알루미나를 사용할 경우는, 순도 99.5 중량% 이상의 α-알루미나가 바람직하다. 열전도성 입자의 비표면적은 0.06 ~ 10 m2/g의 범위가 바람직하다. 비표면적은 BET 비표면적이며, 측정 방법은 JIS R1626에 따른다. 평균 입자 직경을 이용할 경우는, 0.1 ~ 100 μm의 범위가 바람직하다. 입자 직경의 측정은 레이저 회절광 산란법에 의해, 50 % 입자 직경을 측정한다. 이 측정기는 예를 들면 호리바 제작소 제품의 레이저 회절 / 산란식 입자 분포 측정 장치 LA-950S2가 있다.
열전도성 입자는 평균 입자 직경이 상이한 적어도 2 개의 무기 입자를 병용 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 큰 입자 직경의 사이에 작은 입자 직경의 열전도성 무기 입자가 매립되어, 최밀 충전에 가까운 상태로 충전할 수 있어, 열전도성이 높아지기 때문이다. 상대적으로 평균 입자 직경의 작은 무기 입자는 R(CH3)aSi(OR')3-a(R은 탄소수 6 ~ 20의 비치환 또는 치환 유기기, R'는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, a는 0 혹은 1)로 나타나는 실란 화합물, 혹은 그 부분 가수 분해물로 표면 처리하는 것이 바람직하다. R(CH3)aSi(OR')3-a(R은 탄소수 6 ~ 20의 비치환 또는 치환 유기기, R'는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, a는 0 혹은 1)로 나타나는 실란 화합물(이하 단순히 '실란')은, 일례로서 헥실트리메톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 데실트리메톡시실란, 데실트리에톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 도데실트리에톡시실란, 헥사도데실트리메톡시실란, 헥사도데실트리에톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란, 옥타데실트리에톡시실란 등이 있다. 상기 실란 화합물은, 일종 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 여기서 말하는 표면 처리는 공유 결합 외에 흡착 등도 포함한다. 상기 상대적으로 평균 입자 직경이 큰 무기 입자는, 예를 들면 평균 입자 직경이 2 μm 이상인 것을 말하고, 입자 전체를 100 중량%로 했을 때 50 중량% 이상 첨가하는 것이 바람직하다.
(E) 그 외의 성분
본 발명의 조성물에는, 필요에 따라 상기 이외의 성분을 배합할 수 있다. 예를 들면 벵갈라 등의 무기 안료, 필러의 표면 처리 등의 목적으로 알킬트리알콕시실란 등을 첨가해도 된다.
본 발명의 열전도성 실리콘 시트의 열전도율은 0.2 ~ 5 W/m·K의 범위이다. 바람직하게는 0.5 ~ 3 W/m·K, 더 바람직하게는 1 ~ 2 W/m·K이다. 또한 당해 열전도 실리콘 시트의 경도는 5 ~ 60, 더 바람직하게는 5 ~ 40이다. 상기의 범위이면, 발열체와 방열체의 사이에 개재시켜 효율 좋게 열전도시킬 수 있다.
이어서 액체 성분의 블리드 아웃에 대하여 설명한다. 본 발명의 시트는 세로 38 mm, 가로 38 mm, 두께 3 mm의 형상으로 하고, 직경 70 mm의 여과지에 개재하여, 1 kg의 하중을 가한 상태로 70 ℃, 1 주간 보지했을 때의 액체 성분의 블리드 아웃량이 30 mg 이하이다. 상기 하중과 온도는 전자 부품에 탑재했을 시의 조건에 근사시키고 있다. 상기 범위이면, 블리드 아웃량은 적어, 반도체 및 다른 전자 부품에의 영향은 적다. 측정 방법은 실시예에서 설명한다.
(플라즈마 처리 장치)
이하에, 도면을 적절히 참조하여, 상술한 열전도성 실리콘 시트가 배치되는 본 발명의 플라즈마 처리 장치의 일례에 대하여 설명한다. 또한 본 발명의 플라즈마 처리 장치는, 이하에 설명하는 구성에 한정되지 않는다.
플라즈마 처리 장치는, 피처리 기판을 수용하는 감압된 수용실과, 수용실 내에 배치되어 피처리 기판을 재치하는 냉각 기구를 내장한 재치대와, 피처리 기판의 주연부를 둘러싸도록 재치대에 재치되는 환상의 포커스 링을 구비한다. 여기서, 플라즈마 처리 장치는, 재치대와 포커스 링의 사이에 상술한 열전도성 실리콘 시트가 배치된다.
또한 플라즈마 처리 장치에서는, 포커스 링을 재치대에 누르는 누름 수단이 설치되어 있다. 예를 들면, 포커스 링이, 재치대와 접촉하는 링 형상의 하부 부재와, 하부 부재의 상면에 열전도성 실리콘 시트를 개재하여 재치되는 링 형상의 상부 부재로 구성되고, 누름 수단이, 하부 부재를 재치대에 나사 고정에 의해 조이는 것으로 된다. 또한 플라즈마 처리 장치에서는, 하부 부재가, 유전체 재료 또는 도전체 재료로 이루어진다.
도 1은 기판 재치 장치의 구성의 일례를 도시한 도이다. 기판 재치 장치는, 예를 들면 도 1에 도시한 바와 같이, 웨이퍼(1)를 재치하는 재치대(2)와, 이 재치대(2)의 외주연부에 배치되는 포커스 링(3)을 구비하고 있다.
웨이퍼(1)에 플라즈마 처리를 실시할 경우에는, 재치대(2) 상에 웨이퍼(1)를 재치한 후, 처리 챔버를 소정의 진공도로 유지한 상태에서 웨이퍼(1)를 고정하고, 재치대(2)에 고주파 전압을 인가하여, 처리 챔버 내에 플라즈마를 발생시킨다.
여기서 포커스 링(3)은, 피처리 기판의 주연부에서의 플라즈마의 불연속성을 완화하여, 피처리 기판 전면이 균일하게 플라즈마 처리되는 것을 목적으로 하여 설치되는 것이다. 이 때문에, 포커스 링(3)을 도전체 재료로 하고, 또한 그 상면의 높이를 피처리 기판의 처리면과 대략 동일한 높이로 함으로써, 피처리 기판의 가장자리부에서도 이온이 피처리 기판의 표면에 대하여 수직으로 입사하도록 하여, 피처리 기판의 가장자리와 중앙에서 이온 밀도에 차가 발생하지 않도록 하고 있다. 그러나, 그것에 의해 피처리 기판과 포커스 링(3)이 대략 동전위가 되고, 그 전계의 형태에 기인하여 플라즈마가 피처리 기판의 단부(端部) 이면측으로 유입되기 쉬워져, 피처리 기판의 주연부(엣지부)의 이면측에 CF계 폴리머 등으로 이루어지는 부착물(디포지션)이 발생하는 경우가 있다.
또한, 플라즈마 처리에서는 웨이퍼(1)의 온도 제어가 매우 중요하다는 점에서, 재치대(2) 내에 설치된 냉각 기구에 의해, 웨이퍼(1)를 냉각하여 원하는 온도로 조정하고 있다. 예를 들면, 재치대(2)의 상면으로부터, 열전도성이 좋은 헬륨 가스를 웨이퍼(1)의 이면을 향해 흘려, 웨이퍼(1)와 재치대(2) 간의 열전도율을 높인다고 하는 방법이 있다.
또한 감압된 수용실 내에서는, 재치대(2)와 포커스 링(3)의 사이에 진공 단열층이 형성되어, 재치대(2)와 포커스 링(3) 간의 열전도가 매우 나쁘다. 이에 의해, 포커스 링(3)이 전혀 냉각되지 않기 때문에, 포커스 링(3)의 온도가 너무 높아지고, 이 때문에 웨이퍼 주변 가장자리부의 플라즈마 중의 이온, 라디칼의 조성비 또는 밀도가 변화한다. 그 결과, 웨이퍼 주연부의 예를 들면 에칭 레이트, 홀 형성성(에칭에 의해 소정의 깊이까지 확실히 팔 수 있는 특성), 에칭막에 대한 에칭 마스크의 에칭 선택비가 저하되거나 에칭의 애스펙트비가 저하되는 등, 웨이퍼 주변 가장자리부의 에칭 특성이 나빠진다. 즉, 포커스 링의 온도의 제어성을 높게 하여 원하는 온도로 제어할 필요가 있다.
여기서, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치에서는, 이하에 상세하게 설명하는 바와 같이, 재치대와 포커스 링의 사이에, 상술한 열전도성 실리콘 시트가 배치된다.
도 2는 본 발명의 플라즈마 처리 장치의 일례를 도시한 개략 단면도이다. 플라즈마 처리 장치는 용량 결합형 평행 평판 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있고, 예를 들면 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 이루어지는 대략 원통 형상의 챔버(처리 용기)(4)를 가지고 있다. 이 챔버(4)는 보안 접지되어 있다.
플라즈마 처리 장치는, 반도체 웨이퍼(1)를 수용하는 챔버(4)를 가지고, 챔버(4) 내에는 웨이퍼(1)를 재치하는 재치대로서, 정전 척(12), 원기둥 형상의 서셉터(5)가 배치되어 있다. 챔버(4)의 내벽면과 서셉터(5)의 측면의 사이에, 가스를 배출하기 위한 측방 배기로(6)가 형성되고, 이 측방 배기로(6)의 도중에, 다공판으로 이루어지는 배기 플레이트(7)가 배치되어 있다. 배기 플레이트(7)는 챔버(4)를 상하로 구분하는 구획판으로서의 기능을 가지고, 배기 플레이트(7)의 상부는 반응실(8)이 되고, 하부는 배기실(9)이 된다. 배기실(9)에는 배기관(10)이 개구되고, 도시하고 있지 않은 진공 펌프에 의해 챔버(4) 내는 진공 배기된다.
재치대는 서셉터(5)와 정전 척(12)으로 이루어지고, 서셉터(5)의 상부에는, 정전 전극판(11)을 내장하는 정전 척(12)이 배치되어 있다. 정전 척(12)은, 하부 원반 형상 부재 상에 직경이 작은 상부 원반 형상 부재를 중첩한 형상으로 되어 있다. 상부 원반 형상 부재의 상면에는 유전체(세라믹스 등)의 층이 형성되고, 직류 전원(13)에 접속된 정전 전극판(11)에 직류 고전압을 인가함으로써, 상부 원반 형상 부재 표면에 유전 전위가 발생하고, 그 위에 재치한 웨이퍼(1)를 쿨롱력 또는 존슨·라벡력에 의해 흡착 보지한다.
정전 척(12)은 나사 고정에 의해 서셉터(5)에 고정되고 있고, 절연 부재(14)와 웨이퍼(1)의 사이에 포커스 링(3)이 장착되어 있다. 이 절연 부재(14)는 플라즈마가 외주 방향을 향해 너무 확산되지 않도록 하는 작용이 있어, 플라즈마가 너무 확산되어, 배기 플레이트(7)로부터 배기측으로 유출되는 것을 방지하도록 전계를 규제한다. 또한, 포커스 링(3)의 표면은 도전체 재료, 예를 들면 실리콘, 실리콘카바이드 등으로 형성되어 있다. 포커스 링(3)은 웨이퍼(1)의 외주를 덮어, 그 표면이 반응실(8)의 공간에 노출되어 있어, 반응실 내의 플라즈마를 웨이퍼에 수속시키는 기능을 가진다.
반응실 내에 플라즈마를 발생시키는 것은, 반응실(8) 상부의 가스 도입 샤워 헤드(16)에 상부 고주파 전원(17)으로부터 인가된 고주파 전력과, 서셉터(5)에 하부 고주파 전원(18)으로부터 인가된 고주파 전력의 작용에 의한다. 가스 도입 샤워 헤드(16)에는 가스 도입관(19)으로부터 반응 가스가 공급되고, 또한 버퍼실(20)을 거쳐 상부 전극판(21)에 형성된 다수의 가스홀(22)을 유통할 시 플라즈마화 되어, 반응실(8)로 공급된다.
고온의 플라즈마에 노출된 웨이퍼(1)는 온도가 올라가기 때문에, 서셉터(5)에의 열전도에 의해 냉각된다. 이 때문에, 서셉터(5)는 열전도성이 좋은 금속 재료로 구성되고, 그 내부에 냉매 유로(23)를 설치하여, 냉매 공급관(15)으로부터 물 또는 에틸렌글리콜 등의 냉매를 순환하여 냉각한다. 또한, 웨이퍼(1)를 흡착하는 면에 다수의 열전도 가스 공급홀(24)을 형성하여, 헬륨을 이 홀로부터 유출시켜, 웨이퍼(1)의 이면을 냉각하고 있다.
도 3은 이 실시예의 장치에서의 포커스 링(3)의 상세를 도시한 단면도이다. 도 3은 도 2의 A 부의 확대도가 된다. 웨이퍼(1)는 정전 척(12) 상에 흡착 보지되어 있다. 정전 척(12)은 나사 고정에 의해 서셉터(5)에 고정되어 있고, 정전 척(12)의 내부에는 냉매 유로(23)가 설치되어 있다.
포커스 링(3)은 상부 부재(3a)와 하부 부재(3b)로 구성되어 있다. 열전도성 실리콘 시트(27)는 상부 부재(3a)와 하부 부재(3b)의 사이에 개재하여 포커스 링(3)의 열전도를 촉진시키도록 되어 있다. 또한, 하부 부재(3b)는 유전체 재료 또는 도전체 재료로 이루어지는 링 형상의 부재이고, 열전도성 실리콘 시트(27)를 개재하여 정전 척(12) 상에 고정된다. 상부 부재(3a)는 도전체 재료로 이루어지는 링 형상의 부재이고, 열전도성 실리콘 시트(27)를 개재하여 하부 부재(3b) 상에 재치된다. 하부 부재(3b)에는, 이에 삽입 관통하는 볼트홀(볼트 헤드부(25)를 수용 가능한 홀)이 형성되고, 정전 척(12)에는 볼트 선단부(26)와 나사 결합하는 나사가 형성되어 있다.
하부 부재(3b)와 정전 척(12)의 사이에도 고분자 재료로 이루어지는 열전도성 실리콘 시트(27)가 배치되어 있다. 이 열전도성 실리콘 시트(27)는, 포커스 링(3)과 정전 척(12)의 접촉면의 사이에 개재하여 양자 간의 열전도를 촉진시키기 위하여 이용되는 것으로, 유연성과 열전도성이 뛰어난 고분자 재료로 이루어지는 것이다.
본 발명에서는, 이 열전도성 실리콘 시트(27)가 상부 부재(3a)와 하부 부재(3b)의 사이에 삽입되고, 또한 하부 부재(3b)와 정전 척(12)의 사이에 삽입되고, 하부 부재(3b)와 정전 척(12)이 볼트에 의해 고정되어 있는 것이 특징이다. 이러한 구성에 의해 포커스 링(3)과 정전 척(12) 간의 열전도율이 향상되고, 효율적으로 포커스 링(3)의 온도를 원하는 온도로 제어할 수 있다.
도 4a ~ 도 4c는 본 실시예에서 이용한 열전도성 실리콘 시트(27)의 구조를 도시한 도이다. 도 4a는 정전 척(12)측에서 본 저면도, 도 4b는 도 4a의 X - X 화살표에서 본 단면도, 도 4c는 도 4b의 B 부 확대도이다. 이 열전도성 실리콘 시트(27)는 소정의 간격으로 볼트홀(28)이 형성된 링(29)에 부착되고, 그 편측 표면(이 도면에서는 상면, 단 실제로 사용할 시에는, 링의 상하를 반대로 하므로, 하면측이 됨)에 비점착층(30)이 형성되는 것이다. 이 예에서는 볼트홀(28)이 6 개 형성되어 있지만, 이 실시예에 한정되지 않고, 12 개 형성되어 있어도 된다.
또한 상술한 설명에서는, 열전도성 실리콘 시트(27)가, 상부 부재(3a)와 하부 부재(3b)의 사이와, 하부 부재(3b)와 정전 척(12)의 사이에 설치되는 경우를 예로 설명했지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상부 부재(3a)와 하부 부재(3b)의 사이와, 하부 부재(3b)와 정전 척(12)의 사이 중, 임의의 일방에만 열전도성 실리콘 시트(27)를 설치해도 되고, 이 경우, 바람직하게는 상부 부재(3a)와 하부 부재(3b)의 사이에만 열전도성 실리콘 시트(27)를 설치해도 된다.
또한, 상부 부재(3a)와 하부 부재(3b)의 사이와, 하부 부재(3b)와 정전 척(12)의 사이와는 다른 개소에 열전도성 실리콘 시트(27)를 설치해도 된다. 예를 들면 플라즈마 처리 장치에서, 상부 전극판(21)과 샤워 헤드(16)의 접촉면과의 사이에 열전도성 실리콘 시트(27)를 설치해도 되고, 상부 전극판(21)과 샤워 헤드(16) 중 일방 혹은 양방이 도시되어 있지 않은 냉각 재킷과 접촉하고 있는 경우에는, 냉각 재킷과의 접촉면에 열전도성 실리콘 시트(27)를 설치해도 된다. 즉 예를 들면, 상부 부재(3a)와 하부 부재(3b)의 사이에 열전도성 실리콘 시트(27)를 이용했을 경우, 포커스 링(3)의 온도가 종래의 시트를 이용할 경우와 비교하여 올라가고, 그 결과, 상부 전극판(21) 중 외주부의 온도에 대해서도, 포커스 링(3)의 온도가 종래의 시트를 이용할 경우와 비교하여 올라가는 것이 상정된다. 이를 근거로 하여, 예를 들면 상부 전극판(21)과 냉각 재킷의 사이에 종래의 시트가 아닌 열전도성 실리콘 시트(27)를 설치함으로써, 상부 전극판(21)의 온도를 적절히 제어 가능해진다.
(플라즈마 처리 장치에 의한 효과)
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치는, 피처리 기판을 수용하는 감압된 수용실과, 수용실 내에 배치되어 피처리 기판을 재치하는 냉각 기구를 내장한 재치대와, 피처리 기판의 주연부를 둘러싸도록 재치대에 재치되는 환상의 포커스 링(3)을 구비하고, 재치대와 포커스 링(3)의 사이에 상술한 열전도성 실리콘 시트가 배치된다. 그 결과, 포커스 링(3)의 온도를 고온으로 할 수 있어, 에칭 마스크의 마스크 선택비를 향상 가능해진다.
또한 본 발명에 따른 플라즈마 처리 장치에서는, 열전도성 실리콘 시트로부터의 블리드 아웃량이 종래의 시트와 비교하여 억제된 결과, 메인터넌스성을 향상시킬 수 있다. 시트로부터 오일이 나와 있으면, 시트와 다른 부재와의 사이의 점착성이 올라간다. 여기서, 예를 들면 포커스 링은 소모품으로 정기적으로 교환하게 되는데, 시트로부터 오일이 새어 나와 포커스 링으로부터 시트를 제거하는 것이 곤란해진 결과, 메인터넌스가 어렵다. 이에 대하여, 상술한 플라즈마 처리 장치에 의하면, 종래의 시트를 이용할 경우와 비교하여 오일 블리드량이 억제된 결과, 메인터넌스가 편해진다. 또한, 상술한 플라즈마 처리 장치에 의하면, 종래의 시트를 이용하는 경우, 포커스 링과 시트를 나사로 견고하게 장착하면, 오일 블리드에 의한 점착성의 증가와 합쳐져, 메인터넌스성이 더 저하되는 경우가 있다. 이에 대하여, 상술한 플라즈마 처리 장치에서는, 오일 블리드에 의한 점착성이 억제된 결과, 나사로 견고하게 장착함으로써 적절히 고정 가능해진다.
(다양한 변형예)
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 다양한 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시예에서는, 하부 부재(3b)와 정전 척(12)의 사이에는 후술의 실험예 1의 열전도성 실리콘 시트(27)를 배치했지만, 후술하는 실험예 2의 열전도성 실리콘 시트(27)를 배치해도 된다. 또한 상기 실시예에서는, 본 발명의 포커스 링이 상부 부재(3a)와 하부 부재(3b)의 두 개의 부재로 나눠져 있고 각각의 사이에 열전도성 실리콘 시트(27)를 삽입했다. 그러나, 포커스 링(3)은 상부 부재(3a)와 하부 부재(3b)와 같이 나눠져 있지 않은 1 개의 링 형상의 구조에서도 포커스 링과 재치대의 사이에 열전도성 실리콘 시트(27)를 배치하는 것과 같은 구조로 해도 된다. 상기 실시예에서는 피처리 기판으로서 반도체 웨이퍼를 이용하고 있지만, 본 발명의 원리 상, 피처리 기판은 반도체 웨이퍼에 한정되지 않고, FPD(플랫 패널 디스플레이) 등의 다른 기판이어도 된다.
(실험예)
본 발명을 실험예에 의해 상세히 설명하지만, 본 발명은 실험예에 한정되지 않는다.
<액체 성분의 블리드 아웃 측정 방법>
(1) 블리드 아웃량 측정 방법
직경 70 mm의 여과지를 준비하고, 100 ℃, 30 분 이상 가열 건조하고, 이 후 실온(25 ℃)의 데시케이터에 넣어 1 일 방치시킨 상태에서 여과지의 중량(W0)을 측정했다. 이 여과지 2 매의 사이에, 세로 38 mm, 가로 38 mm, 두께 3 mm의 형상의 열전도성 실리콘 시트를 개재하여, 1 kg의 하중을 가한 상태로 70 ℃, 1 주간 보지했다. 도 5는 여과지(31)의 대략 중앙부에 열전도성 실리콘 시트(32)를 놓은 상태의 설명도이다. 이 후, 즉시 시트를 떼고, 여과지를 실온(25 ℃)의 데시케이터에 넣어 1 일 방치시킨 상태에서 여과지의 중량(W1)을 측정했다. 블리드 아웃량(W1 - W0)에 의해 산출했다.
(2) 여과지에의 흡착폭 측정 방법
상기한 블리드 아웃량 측정에서 사용한 여과지에의 흡착폭을 측정했다. 도 5에 도시한 바와 같이, 오일 블리드폭(L)을 흡착폭으로 했다.
<열전도율 측정 방법>
핫 디스크법(교토 전자공업 주식회사) 열 물성 측정 장치(TPA - 501(제품명))를 사용하여 측정했다. 측정 시료는 이하와 같이 작성했다.
각 실험예, 비교예에서 기술하고 있는 시트 성형 방법으로 작성한 두께 3 mm 시트를 크기 세로 50 mm × 가로 50 mm로 커트하고 이를 3 매 중첩한 하나의 블록으로 했다. 이것을 2 개 준비하고, 이 사이에 가열원과 온도 검출부를 구비한 센서를 개재하여 측정을 행했다.
블록 및 센서를 외기에 접하지 않도록 덮개를 하고, 15 분간 방치하고 나서 측정을 실시했다.
(실험예 1)
(A) 성분
23 ℃에서의 점도가 0.4 Pa·s의 분자쇄 양 말단이 디메틸비닐실록시기로 봉쇄된 디메틸폴리실록산 70 중량부와, [(CH3)3SiO1 /2]2.8[SiO4 /2]로 나타내지는 실록산 30 중량부
(B) 성분
C6H5Si[OSi(CH3)2H]3으로 나타내지는 폴리오르가노하이드로겐실록산 1.06 중량부
(C) 성분
염화 백금산의 비닐실록산 착체 화합물을 백금 원소로서 5 ppm, 1-에티닐-1-시클로헥사놀 0.04 중량부
(D) 성분
평균 입자 직경 30 μm의 실리카 입자를 상기 A + B 성분 100 중량부에 대하여 300 중량부
이상의 성분을 혼련기에 첨가하고, 균일하게 혼합하여 조성물을 얻었다. 이 조성물을 폭 200 mm, 길이 3.0 m의 장척 형상 시트로 형성하고, 100 ℃로 10 분 가열 경화(가교)했다. 이상과 같이 하여 얻어진 시트의 물성은 이후에 정리하여 표 1에 나타낸다.
(비교예 1)
비교예 1에서 A 성분을 23 ℃에서의 점도가 0.4 Pa·s의 분자쇄 양 말단이 디메틸비닐실록시기로 봉쇄된 디메틸 폴리실록산 100 중량부로 하고, [(CH3)3SiO1/2]2.8[SiO4/2]로 나타내지는 실록산을 사용하지 않는 것 이외는 실험예 1과 동일하게 실험했다. 얻어진 시트의 물성을 이후에 정리하여 표 1에 나타낸다.
(실험예 2)
실험예 2에서, B 성분(가교제) 및 D 성분(열전도성 입자)을 하기와 같이 바꾼 것 이외는 실험예 1과 동일하게 실험했다.
B 성분(가교제) : C6H5Si[OSi(CH3)2H]3으로 나타내지는 폴리오르가노하이드로겐실록산 0.4 중량부
D 성분(열전도성 입자) :
(1) 평균 입자 직경 3 μm의 알루미나를 상기 A + B 성분 100 중량부에 대하여 200 중량부
(2) 평균 입자 직경 0.3 μm의 알루미나를 상기 A + B 성분 100 중량부에 대하여 100 중량부
(3) 평균 입자 직경 80 μm의 질화 알루미늄을 상기 A + B 성분 100 중량부에 대하여 200 중량부
(주) 상기 입자 중, 평균 입자 직경 3 μm 이하의 소립자는 실란으로 표면 처리한 후에 첨가했다. 실란은 헥실트리에톡시실란을 사용하고, 100 ℃로 2 시간 처리했다.
열전도율(W/m·K) 경도(ASKER C) 액체 블리드 아웃량(mg)
실험예 1 1 15 25.5
실험예 2 2 30 11.9
비교예 1 2 20 40.6
표 1로부터 명백한 바와 같이, 실험예 1의 시트는 실리콘 오일 또는 올리고머 등의 액체 성분의 블리드 아웃량이 적은 열전도성 실리콘 시트인 것을 확인할 수 있었다. 실험예 2의 시트는 열전도율이 더 높았다.
(실험예 3)
도 2 및 도 3에 도시한 바와 같은 플라즈마 처리 장치로서, 본 발명의 상술한 실험예 2의 열전도성 실리콘 시트(27)를 이용했을 경우(실험예 3)와, 블리드 아웃량이 많은 상술한 비교예 1의 열전도성 실리콘 시트(27)를 이용했을 경우(비교예 2)에 의해, 열전도성 실리콘 시트(27)에 의한 포커스 링의 열제어성에 대하여 측정했다.
보다 상세하게는, 실험예 3에서는, 포커스 링(3)의 상부 부재(3a)와 하부 부재(3b)의 사이에, 본 발명의 상술한 실험예 2의 열전도성 실리콘 시트(27)(막 두께 0.5 mm)를 이용하고, 하부 부재(3b)와 정전 척(12)의 사이에는 비교예 1의 열전도성 실리콘 시트(27)(막 두께 0.5 mm)를 배치하고, 플라즈마 처리를 행했다. 또한 비교예 2에서는, 포커스 링(3)의 상부 부재(3a)와 하부 부재(3b)의 사이에, 본 발명의 상술한 비교예 1의 열전도성 실리콘 시트(27)(막 두께 0.5 mm)를 이용하고, 하부 부재(3b)와 정전 척(12)의 사이에도 동일한 비교예 1의 열전도성 실리콘 시트(27)(막 두께 0.5 mm)를 배치하고, 동일한 플라즈마 처리를 행하고, 각각 비교했다.
플라즈마 처리는, 처리 챔버 압력 2.6 Pa, 가스 유량 : C4F6 / C4F8 / O2 / Ar = 40 / 40 / 50 / 400 sccm, 재치대의 온도 20 ℃로 하고, 고주파 전력을 인가하여 플라즈마를 발생시키고 60 초간 플라즈마 에칭했다. 이 조건은, 폴리실리콘(PolySi)막 또는 포토레지스트막(PR)을 에칭 마스크로서 SiO2막 등을 에칭하는데 이용되는 플라즈마 처리 조건이다. 에칭 대상물인 피처리 기판에, 에칭 마스크 재료인 폴리실리콘(PolySi)막을 형성한 것, 포토레지스트(PR)막을 형성한 것 각각 별도로 준비하고 상기 플라즈마 처리를 행했다. 실험예 3 및 비교예 2에 대하여 각각의 막의 에칭 레이트인 PolySi E / R(nm/min) 및 PR E / R(nm/min)를 측정했다. 여기서, 폴리실리콘막 및 포토레지스트막은 에칭 마스크로서 사용되기 때문에, 에칭 레이트가 낮은 것이 바람직하다.
PolySi E / R(nm/min) PR E / R(nm/min)
실험예 3 12.6 20
비교예 2 13.9 23.6
표 2에 나타낸 바와 같이, PolySi E / R(nm/min) 및 PR E / R(nm/min)의 모두에서, 비교예 2에 대하여, 실험예 3이 에칭 레이트를 낮게 제어할 수 있는 것을 알았다. 이 결과에 의해, 실험예 3의 플라즈마 처리 장치가 마스크 재료의 에칭 레이트가 낮게 제어되어 있는 것을 알 수 있다. 에칭 레이트는 포커스 링의 온도와의 상관이 높다. 구체적으로, 포커스 링의 온도가 높아질수록 포커스 링 상에서 에칭에 기여하는 라디칼이 소비되기 때문에 에칭 레이트는 저하된다. 이 결과로부터, 실험예 3이 포커스 링의 온도를 고온으로 할 수 있기 때문에 에칭 마스크의 마스크 선택비가 비교예 2에 비해 향상되어 있는 것을 알 수 있다.
1 : 웨이퍼
2 : 재치대
3 : 포커스 링
4 : 챔버
5 : 서셉터
8 : 반응실
11 : 정전 전극판
12 : 정전 척
13 : 직류 전원
14 : 절연 부재
15 : 냉매 공급관
16 : 샤워 헤드
17 : 상부 고주파 전원
18 : 하부 고주파 전원
19 : 가스 도입관
20 : 버퍼실
21 : 상부 전극판
22 : 가스홀
23 : 냉매 유로
24 : 열전도 가스 공급홀
25 : 볼트 헤드부
26 : 볼트 선단부
27 : 열전도성 실리콘 시트
28 : 볼트홀
29 : 링
30 : 비점착층
31 : 여과지
32 : 열전도성 실리콘 시트

Claims (10)

  1. 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 열전도성 입자를 100 ~ 2000 중량부 포함하는 열전도성 실리콘 시트로서,
    상기 시트의 열전도율이 0.2 ~ 5 W/m·K이며, 경도가 5 ~ 60(ASKER C)이며,
    상기 시트를 세로 38 mm, 가로 38 mm, 두께 3 mm의 형상으로 하고, 직경 70 mm의 여과지에 개재하여, 1 kg의 하중을 가한 상태로 70 ℃, 1 주간 보지했을 때의 액체 성분의 블리드 아웃량이 30 mg 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치용 열전도성 실리콘 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전도성 입자는 평균 입자 직경이 상이한 적어도 2 개의 무기 입자를 포함하고,
    상대적으로 평균 입자 직경이 작은 무기 입자는 R(CH3)aSi(OR')3-a(R은 탄소수 6 ~ 20의 비치환 또는 치환 유기기, R'는 탄소수 1 ~ 4의 알킬기, a는 0 혹은 1)로 나타나는 실란 화합물, 혹은 그 부분 가수 분해물로 표면 처리되어 있는 플라즈마 처리 장치용 열전도성 실리콘 시트.
  3. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전도성 입자가 알루미나, 산화 아연, 산화 마그네슘, 질화 알루미늄, 질화 붕소, 수산화 알루미늄 및 실리카로부터 선택되는 적어도 하나의 입자인 플라즈마 처리 장치용 열전도성 실리콘 시트.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 알루미나는 순도 99.5 중량% 이상의 α-알루미나인 플라즈마 처리 장치용 열전도성 실리콘 시트.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전도성 실리콘 시트에는, 무기 입자 안료가 더 첨가되어 있는 플라즈마 처리 장치용 열전도성 실리콘 시트.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 기재된 플라즈마 처리 장치용 열전도성 실리콘 시트의 제조 방법으로서,
    상기 시트는, 하기 조성의 콤파운드를 시트 성형하여 가교시킨 것을 특징으로 하는 열전도성 실리콘 시트의 제조 방법.
    (A) 베이스 폴리머 성분 : 1 분자 중에 평균 2 개 이상 또한 분자쇄 양 말단의 규소 원자에 결합한 알케닐기를 함유하는 직쇄 형상 오르가노폴리실록산과, 지방족 불포화 결합을 가지지 않는 분기 형상의 실리콘 레진이며, R1SiO3 /2 단위 및 SiO4/2 단위 중 적어도 하나를 포함한다. 단, R1은 지방족 불포화 결합을 제외한 유기기이며, 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중 적어도 일부가 할로겐 원자 또는 시아노기로 치환된 1 가 탄화수소기 혹은 비치환의 1 가 탄화수소기이다.
    (B) 가교 성분 : R2Si(OSiR3 2H)3로 나타내지는 폴리오르가노하이드로겐실록산이 A 성분의 알케닐기 1 개에 대하여, SiH기의 개수가 0.3 ~ 1.5 개가 되는 양. 단, R2는 탄소 원자수 1 ~ 4의 알킬기 또는 페닐기, R3는 탄소 원자수 1 ~ 4의 알킬기이다.
    (C) 백금계 금속 촉매 : A 성분에 대하여 중량 단위로 0.01 ~ 1000 ppm.
    (D) 열전도성 입자 : A 성분 + B 성분 합계 100 중량부에 대하여 100 ~ 2000 중량부.
  7. 피처리 기판을 수용하는 감압된 수용실과, 상기 수용실 내에 배치되어 상기 피처리 기판을 재치하는 냉각 기구를 내장한 재치대와, 상기 피처리 기판의 주연부를 둘러싸도록 상기 재치대에 재치되는 환상의 포커스 링을 구비한 플라즈마 처리 장치로서,
    상기 재치대와 상기 포커스 링의 사이에, 열전도성 실리콘 시트를 배치하고 있고, 상기 열전도성 실리콘 시트는, 폴리오르가노실록산 100 중량부에 대하여 열전도성 입자를 100 ~ 2000 중량부 포함하는 열전도성 실리콘 시트로서, 상기 시트의 열전도율이 0.2 ~ 5 W/m·K이며, 경도가 5 ~ 60(ASKER C)이며, 상기 시트를 세로 38 mm, 가로 38 mm, 두께 3 mm의 형상으로 하고, 직경 70 mm의 여과지에 개재하여, 1 kg의 하중을 가한 상태에서 70 ℃, 1 주간 보지했을 때의 액체 성분의 블리드 아웃량이 30 mg 이하인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 포커스 링을 상기 재치대에 누르는 누름 수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 포커스 링이, 상기 재치대와 접촉하는 링 형상의 하부 부재와, 상기 하부 부재의 상면에 상기 열전도성 실리콘 시트를 개재하여 재치되는 링 형상의 상부 부재로 구성되고, 상기 누름 수단이, 상기 하부 부재를 상기 재치대에 나사 고정에 의해 조이는 것인 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 하부 부재가 유전체 재료 또는 도전체 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 처리 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200031181A (ko) * 2017-09-18 2020-03-23 맷슨 테크놀로지, 인크. 플라즈마 처리 장치를 위한 냉각된 포커스 링

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10876792B2 (en) 2012-02-01 2020-12-29 Revive Electronics, LLC Methods and apparatuses for drying electronic devices
US11713924B2 (en) 2012-02-01 2023-08-01 Revive Electronics, LLC Methods and apparatuses for drying electronic devices
US10240867B2 (en) 2012-02-01 2019-03-26 Revive Electronics, LLC Methods and apparatuses for drying electronic devices
US9513053B2 (en) 2013-03-14 2016-12-06 Revive Electronics, LLC Methods and apparatuses for drying electronic devices
US9970708B2 (en) 2012-02-01 2018-05-15 Revive Electronics, LLC Methods and apparatuses for drying electronic devices
US10690413B2 (en) 2012-02-01 2020-06-23 Revive Electronics, LLC Methods and apparatuses for drying electronic devices
US10088230B2 (en) * 2012-11-08 2018-10-02 Tekdry International, Inc. Dryer for portable electronics
JP6027492B2 (ja) * 2013-05-22 2016-11-16 東京エレクトロン株式会社 エッチング方法及びエッチング装置
JP3210105U (ja) * 2016-03-04 2017-04-27 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ ユニバーサルプロセスキット
JP6610429B2 (ja) * 2016-05-24 2019-11-27 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物、その硬化物及びその製造方法
EP3530702B1 (en) * 2016-10-18 2024-02-21 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Thermoconductive silicone composition
WO2018101445A1 (ja) * 2016-11-30 2018-06-07 積水化学工業株式会社 熱伝導シート
JPWO2019098290A1 (ja) * 2017-11-17 2020-10-01 富士高分子工業株式会社 二段階硬化型熱伝導性シリコーン組成物及びその製造方法
JP6932070B2 (ja) * 2017-11-29 2021-09-08 東京エレクトロン株式会社 フォーカスリング及び半導体製造装置
WO2020100482A1 (ja) * 2018-11-16 2020-05-22 富士高分子工業株式会社 熱伝導性シート及びその製造方法
US11257678B2 (en) 2019-04-19 2022-02-22 Hitachi High-Tech Corporation Plasma processing method
JP7325324B2 (ja) * 2019-12-23 2023-08-14 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物
US20230227625A1 (en) 2020-07-02 2023-07-20 Fuji Polymer Industries Co., Ltd. Silicone gel composition and silicone gel sheet
CN112280304A (zh) * 2020-10-20 2021-01-29 深圳市诺丰电子科技有限公司 一种高效的导热硅胶片以及加工工艺
JP2022181451A (ja) * 2021-05-26 2022-12-08 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3691587B2 (ja) * 1996-05-21 2005-09-07 東レ・ダウコーニング株式会社 硬化性オルガノポリシロキサン組成物および半導体装置
JP4301468B2 (ja) * 1999-07-07 2009-07-22 信越化学工業株式会社 耐熱熱伝導性シリコーンゴム複合シート及びその製造方法
JP4993555B2 (ja) * 2005-12-07 2012-08-08 モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社 付加反応硬化型シリコーン組成物
JP5035884B2 (ja) * 2007-03-27 2012-09-26 東京エレクトロン株式会社 熱伝導シート及びこれを用いた被処理基板の載置装置
JP2008251742A (ja) * 2007-03-29 2008-10-16 Tokyo Electron Ltd 基板処理装置及びフォーカスリングを載置する基板載置台
WO2009136508A1 (ja) * 2008-05-08 2009-11-12 富士高分子工業株式会社 熱伝導性樹脂組成物
US8449679B2 (en) * 2008-08-15 2013-05-28 Lam Research Corporation Temperature controlled hot edge ring assembly
JP2011181677A (ja) * 2010-03-01 2011-09-15 Tokyo Electron Ltd フォーカスリング及び基板載置システム
JP5619486B2 (ja) * 2010-06-23 2014-11-05 東京エレクトロン株式会社 フォーカスリング、その製造方法及びプラズマ処理装置
JP5690596B2 (ja) * 2011-01-07 2015-03-25 東京エレクトロン株式会社 フォーカスリング及び該フォーカスリングを備える基板処理装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200031181A (ko) * 2017-09-18 2020-03-23 맷슨 테크놀로지, 인크. 플라즈마 처리 장치를 위한 냉각된 포커스 링

Also Published As

Publication number Publication date
US20150122422A1 (en) 2015-05-07
JP2015090897A (ja) 2015-05-11
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JP6261287B2 (ja) 2018-01-17
TWI652311B (zh) 2019-03-01

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