TWI652311B - Plasma processing device - Google Patents

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Abstract

提供一種液體成分溢出量較少的導熱性矽膠片及其製造方法及使用其而改善聚焦環與載置台之導熱率的電漿處理裝置。
電漿處理裝置在實施形態之一範例中，係將導熱性矽膠片配置於載置台與聚焦環之間。導熱性矽膠片係相對於100重量份之聚有機矽氧烷，而含有100至2000重量份的導熱性粒子之導熱性矽膠片，且片導熱率為0.2至5W/m．K，在將片作為縱38mm，橫38mm，厚度3mm的形狀，而夾置於直徑70mm之濾紙，且施加1kg之負重的狀態下，在70℃，保持1星期後的液體成分溢出量為30mg以下。

Description

電漿處理裝置
本發明係關於一種導熱性矽膠片及其製造方法及使用其之電漿處理裝置。詳而言之，係關於一種液體成分溢出量較少之導熱性矽膠片及其製造方法，及為了提升在對半導體晶圓等被處理基板施予蝕刻處理等既定之電漿處理時所使用的聚焦環之溫度控制性而使用該導熱性矽膠片之電漿處理裝置。
被用於電子機器等之半導體會在使用中發熱，並因該熱而使得電子零件之性能降低。因此，便對會發熱之電子零件安裝有散熱體。由於散熱體大多為金屬，故電子零件與散熱部之密合並不太好。因此，便採用插入膠狀或軟質橡膠狀之導熱性薄片以提高密合度的方法。
例如，專利文獻1係提議有由(A)特定之支鏈型聚有機矽氧烷、(B)特定之聚有機氫矽氧烷以及(C)加成反應觸媒所構成之組成物。專利文獻(2)係提議有由(A)1分子中具有2個以上之矽原子鍵結烯基之直鏈狀聚有機矽氧烷及無特定脂肪族不飽和鍵結之支鏈狀聚有機矽氧烷、(B)特定之聚有機氫矽氧烷以及(C)由白金系觸媒所構成之組成物。專利文獻3係提議有由(A)僅於分子鏈兩末端具有烯基之聚有機矽氧烷、(B)導熱性填充劑、(C)僅於分子鏈兩末端具有直接鍵結於矽之氫的聚有機氫矽氧烷以及(D)白金系觸媒所構成之組成物。
又，電漿處理裝置係廣泛地用於例如表面處理裝置或蝕刻裝置等之半導體製造裝置。電漿處理裝置中，係在處理腔室內設置有載置晶圓等被處理基板之基板載置裝置。又，例如，專利文獻4係揭露有「一種被處理體 之載置裝置，係在載置台與聚焦環之間介設有導熱媒體，並且藉由設置有將聚焦環按壓．固定至載置台之按壓機構而不形成有該真空隔熱層」。
【先行技術文獻】
【專利文獻】
專利文獻1：日本特開2010-144130號公報
專利文獻2：日本特開2007-154098號公報
專利文獻3：日本特開2004-176016號公報
專利文獻4：日本特開2002-16126號公報
然而，該以往之導熱性矽膠片乃至組成物都有所謂液體成分溢出量較多之問題。又，作為上述電漿處理裝置用以冷卻聚焦環的該導熱媒體，在使用該以往之導熱性矽膠片時，便有所謂聚焦環之溫度控制性會下降的問題。
本發明為了解決該以往之問題，便提供一種液體成分溢出量較少之導熱性矽膠片及其製造方法及使用其之電漿處理裝置。
本發明之導熱性矽膠片，係相對於100重量份之聚有機矽氧烷，而含有100至2000重量份的導熱性粒子之導熱性矽膠片，其中該片導熱率為0.2至5W/m．K，且硬度為5至60(ASKER C)；在將該片作為縱38mm，橫38mm，厚度3mm之形狀，而夾置於直徑70mm之濾紙，且施加1kg之負重的狀態下，在70℃，保持1星期後的液體成分溢出量為30mg以下。
本發明係導熱性矽膠片之製造方法，係該導熱性矽膠片之製造方法，其中該片係將下述組成之成分片狀成形而加以交聯；(A)基質聚合物成分：包含有於1分子中含有平均2個以上且鍵結於分子鏈兩末端之矽原子的烯基之直鏈狀有機聚矽氧烷，與無脂肪族不飽和鍵結之支鏈狀矽氧樹脂的R1SiO3/2單位及/或SiO4/2單位；其中，R1係除了脂肪族不飽和鍵結以外之有機基團，且為鍵結於碳原子之氫原子的至少一部分被鹵素原子或氰基所置換的1價碳化氫基團或非置換的1價碳化氫基團；(B)交聯成分：以R2Si(OSiR3 2H)3所表示之聚有機氫矽氧烷，SiH基之個數會相對於1個A成 分之烯基，而為0.3至1.5個的量；其中，R2係碳原子數1至4之烷基或苯基，R3係碳原子數1至4之烷基；(C)白金系金屬觸媒：重量單位相對於A成分，而為0.01至1000ppm；(D)導熱性粒子：相對於A成分+B成分合計100重量份，而為100至2000重量份
本發明係具備有：收容被處理基板之減壓收容室，配置於該收容室內並載置該被處理基板而內建有冷卻機構之載置台，以及以圍繞該被處理基板之周緣部的方式來配置於該載置台之環狀聚焦環的電漿處理裝置，其中：在該載置台與該聚焦環之間，係配置有導熱性矽膠片；該導熱性矽膠片係相對於100重量份之聚有機矽氧烷，而含有100至2000重量份之導熱性粒子的導熱性矽膠片；該片導熱率為0.2至5W/m．K，且硬度為5至60(ASKER C)；在將該片作為縱38mm，橫38mm，厚度3mm之形狀，而夾置於直徑70mm之濾紙，且施加1kg之負重的狀態下，在70℃，保持1星期後的液體成分溢出量為30mg以下。藉由在該載置台與該聚焦環之間配置有該導熱性矽膠片，即便在因抑制液體成分溢出量之真空隔熱而幾乎無法傳遞熱之環境下，仍可將來自載置台之熱效率良好地傳遞至聚焦環。其結果，便可提升聚焦環之溫度控制性。
本發明可提供一種矽油或低聚物等液體成分溢出量較少之導熱性矽膠片及其製造方法及使用其之電漿處理裝置。根據本發明，便可藉由配置於聚焦環與載置台之接觸面的導熱性矽膠片來提升聚焦環之溫度控制性。
1‧‧‧晶圓
2‧‧‧載置台
3‧‧‧聚焦環
4‧‧‧腔室
5‧‧‧晶座
8‧‧‧反應室
11‧‧‧靜電電極板
12‧‧‧靜電夾具
13‧‧‧直流電源
14‧‧‧絕緣構件
15‧‧‧冷媒供給管
16‧‧‧噴淋頭
17‧‧‧上部高頻電源
18‧‧‧下部高頻電源
19‧‧‧氣體導入管
20‧‧‧緩衝室
21‧‧‧上部電極板
22‧‧‧氣體孔
23‧‧‧冷媒流道
24‧‧‧導熱氣體供給孔
25‧‧‧螺栓頭
26‧‧‧螺栓先端部
27‧‧‧導熱性矽膠片
28‧‧‧螺孔
29‧‧‧環
30‧‧‧非黏著層
31‧‧‧濾紙
32‧‧‧導熱性矽膠片
圖1係顯示基板載置裝置構成的一範例之圖式。
圖2係顯示被用於本發明一實施例的電漿處理裝置之一範例的剖面概略圖。
圖3係顯示本發明一實施例的裝置中之聚焦環的構造之圖式。
圖4係顯示本發明一實施例的導熱性矽膠片之構造的圖式。
圖5係顯示本發明一實施例中的導熱性矽膠片之液體成分溢出測量方法之說明圖。
(A)基質聚合物成分
本發明之基質聚合物成分係包含有：在1分子中含有平均2個以上且鍵結於分子鏈兩末端之矽原子的烯基之直鏈狀聚有機矽氧烷(A1)；以及無脂肪族不飽和鍵結之支鏈狀矽氧烷樹脂的R1SiO3/2單位及/或SiO4/2單位(A2)。
(A1)成分
本發明之(A1)成分係在一分子中含有2個以上鍵結於矽原子之烯基的聚有機矽氧烷，且為本發明之矽膠組成物的主劑。該聚有機矽氧烷之烯基係在一分子中具有2個乙烯基、丙烯基等鍵結於碳原子數2至8，特別是2至6的矽原子之烯基。從作業性、硬化等看來，黏度在25℃下最好為10至1000000mPa．s，特別是100至100000mPa．s。
具體而言，係使用以下述一般式(化1)所表示之在1分子中含有平均2個以上且鍵結於分子鏈末端之矽原子的聚有機矽氧烷。支鏈係以三有機矽氧烷基所閉鎖之直鏈狀聚有機矽氧烷。從作業性、硬化性等看來，25℃時之黏度最好是10至1000000mPa．s。另外，該直鏈狀聚有機矽氧烷亦可為在分子鏈中含有少量支鏈狀構造(三功能性矽氧烷單位)。
式中，R1係互相相同或不同之無脂肪族不飽和鍵結之非置換或置換的一價烴基，R2係烯基，k係0或正整數。
在此，作為R1之無脂肪族不飽和鍵結之非置換或置換的一價烴基較佳地可舉例有例如碳數1至10，特別是1至6，具體而言，係甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、叔丁基、戊基、新戊基、已基、環已基、辛基、壬基、癸基等烷基，苯基、茬基、萘基等芳香基，苯甲基、苯乙基、苯丙基等芳烷基，以及以氟、溴、氯等鹵素原子、氰基等來將該等基團之一部分或全部氫原子加以置換者，例如，氯甲基、氯丙基、溴乙基、三氟丙基等鹵素置換烷基，氫乙基等。作為R2之烯基較佳地係例如碳原子數2至6， 特別是2至3，具體而言係可舉例有乙烯基、芳香基、丙烯基、異丙烯基、丁烯基、異丁烯基、己烯基、環己烯基等，較佳地係乙烯基。
一般式(1)中，k一般而言係滿足0≦k≦10000之0或正整數，較佳地係5≦k≦2000，更加地係滿足10≦k≦1200之整數。
(A2)成分
添加至基質聚合物之成分(A2)係無脂肪族不飽和鍵結之支鏈狀矽氧樹脂，且包含有R1SiO3/2單位及/或SiO4/2單位。當以平均單位式來加以表示時，較佳地係以(R1 3SiO1/2)a(R1 2SiO2/2)b(R1SiO3/2)c(SiO4/2)d(XO1/2)e所表示之聚有機矽氧烷。式中，R1除了脂肪族不飽和鍵結之外，係相同或相異之置換或非置換之1價烴基。作為R1係可舉例有例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、已基、環已基、辛基等烷基，苯基、甲苯基等芳香基，苯甲基、苯乙基等芳烷基，以及以氟、溴、氯等鹵素原子或氰基等來置換鍵結於該等基團之碳原子的氫原子之至少一部份的基團，例如氯甲基、2-溴乙基、3-氯丙基、氯苯基、氟苯基、氰乙基等鹵素置換烷基、氰置換烷基、鹵素置換芳香基等。特別是，較佳地係甲基。X係氫原子或烷基。作為烷基係例示有與上述相同之基團，特別是，較佳地係甲基。又，a係0或正數，b係0或正數，c或d之至少一者係正數，e係0或正數，且為0≦a/(c+d)<4，0≦b/(c+d)<2，0≦e/(a+b+c+d)<0.4之數。(A2)可為單獨1種，亦可併用2種以上。
(A1)成分與(A2)成分以重量基準來看(A1)/(A2)較佳地為60/40至90/10之量比例。只要為上述範圍，便會滿足較佳的低溢出性與導熱性填充劑之高填充化，進一步地得到膠狀或軟質橡膠狀硬化物之良好物性。
(B)交聯成分
(B)成分係以一般式：R2Si(OSiR3 2H)3來加以表示。式中，R2係碳原子數1至4之烷基或苯基。作為R2係可舉例有例如甲基、乙基、丙基、丁基等烷基、苯基。特別是，從合成容易度看來，較佳地係甲基或苯基。R3係碳原子數1至4之烷基。作為R3係可舉例有例如甲基、乙基、丙基、丁基等烷基。特別是，從材料取得難易度及合成容易度看來，較佳地係甲基。(B)成分較佳地係以單獨一種來使用上述一般式所表示之矽氧烷。
(C)成分
(C)成分係促進本組成物硬化的成分。(C)成分係可使用作為用於矽氫加成反應之觸媒的習知觸媒。可舉例有例如鉑黑、氯化鉑(II)、氯鉑酸、氯鉑酸與一元醇之反應物、氯鉑酸與烯烴類或乙烯基矽氧烷之配位體、二(乙醯丙酮)鉑等白金系觸媒，鈀系觸媒，銠系觸媒等白金族金屬觸媒。(C)成分之配合量只要為硬化所需要之量即可，並可依照所欲硬化速度等來適當調整。相對於A成分而以重量單位為0.01至1000ppm來加以添加。
(D)成分
(D)成分之導熱性粒子係相對於100重量份之A成分+B成分而添加100至2000重量份。藉此，便可將導熱片之導熱率為0.2至5W/m．K，ASKER C硬度為5至60之範圍。作為導熱粒子較佳地係選自氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氮化鋁、氮化硼、氫氧化鋁及二氧化矽之至少一者。形狀係可使用球狀、鱗片狀、多面體狀等。在使用氧化鋁的情況，較佳地係純度99.5重量%以上之α-氧化鋁。導熱性粒子之比表面積較佳地係0.06至10m2/g之範圍。比表面積係BET比表面積，測量方法係依照JIS R1626。在使用平均粒子徑之情況，較佳地係0.1至100μm之範圍。粒子徑之測量係藉由雷射光繞射法來測量50%粒子徑。該測量器係例如堀場製作所製之雷射繞射/散射式粒子分布測量裝置LA-950S2。
導熱性粒子較佳地係併用平均粒子徑相異之至少2個無機粒子。這是因為如此一來，便可使得較小粒子徑之導熱性無機粒子埋入至較大粒子徑之間，而以接近於最密填充之狀態來加以充填，以提高導熱性。平均粒子徑相對較小的無機粒子較佳地係以R(CH3)aSi(OR’)3-a(R係碳數6~20之非置換或置換有機基團，R’係碳數1~4之烷基，a係0或1)所表示之矽烷化合物，或其部分以加水分解物來表面處理。以R(CH3)aSi(OR’)3-a(R係碳數6~20之非置換或置換有機基團，R’係碳數1~4之烷基，a係0或1)所表示之矽烷化合物(以下僅稱為「矽烷」)作為一範例係有三甲氧基己基矽烷、三乙氧基己基矽烷、三甲氧基辛基矽烷、三乙氧基辛基矽烷、三甲氧基癸基矽烷、三乙氧基癸基矽烷、三甲氧基十二基矽烷、三乙氧基十二基矽烷、三甲氧基十六基矽烷、三乙氧基十六基矽烷、三甲氧基十八基矽烷、三乙氧基十八矽烷等。該矽烷化合物係可混合一種或兩種以上而加以使用。在此所謂的 表面處理除了共價鍵結以外，亦包含吸附等。該平均粒子徑相對較大之無機粒子只要是例如平均粒子徑為2μm以上即可，較佳地係在將粒子整體為100重量%時添加50重量%以上。
(E)其他成分
本發明之組成物係可依需要來配合上述以外之成分。例如，亦可添加印地安紅等無機顏料以及以填充劑之表面處理等目的之三烷氧基烷基矽烷等。
本發明之導熱性矽膠片的導熱率係0.2至5W/m．K之範圍。較佳地係0.5至3W/m．K，更佳地係1至2W/m．K。又，該導熱性矽膠片之硬度係5至60，更佳地係5至40。若是在該範圍的話，便可介設於發熱體與放熱體之間而效率良好地傳導熱。
接著，便就液體成分溢出量來加以說明。本發明之片係縱38mm，橫38mm，厚度3mm之形狀，在夾置於直徑70mm之濾紙，並施加1kg負重之狀態下，在70℃，保持1星期後時之液體溢出量為30mg以下。該負重與溫度係近似於安裝至電子零件時之條件。若是該範圍的話，溢出量便會較少，而對半導體及其他電子零件的影響較少。測量方法便以實施例來加以說明。
(電漿處理裝置)
以下，便適當地參照圖式，就配置有上述導熱性矽膠片之本發明電漿處理裝置一範例來加以說明。另外，本發明之電漿處理裝置並不被限定於以下說明之構成。
電漿處理裝置係具備有：收容被處理基板之減壓收容室，配置於該收容室內並載置該被處理基板而內建有冷卻機構之載置台，以及以圍繞該被處理基板之周緣部的方式來配置於該載置台之環狀聚焦環。在此，電漿處理裝置係在載置台與聚焦環之間，配置有上述導熱性矽膠片。
又，電漿處理裝置中，係設置有將聚焦環按壓至載置台之按壓機構。例如，聚焦環係以與載置台接觸之環狀下部構件，以及在下部構件上面透過導熱性矽膠片來載置之環狀上部構件所構成，按壓機構係藉由螺固來鎖固該下部構件至該載置台。又，電漿處理裝置中，下部構件係由介電體材料或導電體材料所構成。
圖1係顯示基板載置裝置構成的一範例之圖式。基板載置裝置例如圖1所示，係具備有載置晶圓1之載置台2，以及配置於該載置台2外周緣部之聚焦環3。
對晶圓1施予電漿處理之情況，係在將晶圓1載置於載置台2上後，會以處理腔室保持為既定真空度的狀態下來固定晶圓1，而將高頻電壓施加至載置台2，以在處理腔室內讓電漿產生。
在此，設置聚焦環3之目的在於緩和被處理基板周緣部之電漿的不連續性，而讓被處理基板整面被均勻地電漿處理。因此，藉由將聚焦環3為導電體材料，且將其上面之高度為與被處理基板之處理面幾乎相同之高度，則即便在被處理基板緣部，離子仍會對被處理基板表面垂直地入射，而在被處理基板之邊緣與中央不會產生離子密度差異。然而，藉此會使得被處理基板與聚焦環3成為略相同電位，而因其電漿形狀讓電漿容易繞進被處理基板端部內面側，而在被處理基板周緣部(邊緣部)之內面側產生由CF系聚合物等所構成的附著物(沉積物)。
又，由於電漿處理中，晶圓1之溫度控制乃極為重要，故藉由設置於載置台2內之冷卻機構來冷卻晶圓1，以調整至所欲之溫度。例如，有所謂從載置台2上面，讓導熱性良好之氦氣體朝向晶圓1內面流去，以提高晶圓1與載置台2之間的導熱率之方法。
又，減壓收容室內係在載置台2與聚焦環3之間形成有真空隔熱層，而使得載置台2與聚焦環3之間的導熱非常地差。因此，由於聚焦環3完全不被冷卻，故使得聚焦環3之溫度過高，而因此會使得晶圓周邊緣部之電漿中離子、自由基的組成比及密度有所變化。其結果，便會使得晶圓周緣部之例如蝕刻速率、挖洞性(可以蝕刻來確實地挖掘至既定深度之特性)、相對於蝕刻膜之蝕刻遮罩的蝕刻選擇比下降，或蝕刻之長寬比會下降等，而讓晶圓周邊緣部之蝕刻特性變差。亦即，需要提高聚焦環之溫度控制性，以控制為所欲溫度。
於是，在本發明相關之電漿處理裝置中，便如以下所詳細地說明般，係在載置台與聚焦環之間配置有上述導熱性矽膠片。
圖2係顯示本發明電漿處理裝置的一範例之概略剖面圖。電漿處理裝置係構成為電容耦合型平行平板電漿蝕刻裝置，並具有由例如表面經陽極 氧化處理之鋁所構成的略圓筒狀之腔室(處理容器)4。該腔室4係保全接地。
電漿處理裝置係具有收容半導體晶圓1之腔室4，腔室4內係配置有靜電夾具12、圓柱狀晶座5來作為載置晶圓1之載置台。腔室4之內壁面與晶座5側面之間係形成有用以排出氣體之側邊排氣路徑6，在該側邊排氣路徑6之中途，配置有由多孔板所構成之排氣隔板7。排氣隔板7係具有將腔室4上下區分之分割板的機能，排氣板7上部係反應室8，下部係排氣室9。排氣室9係開口出排氣管10，並藉由未圖示之真空泵來將腔室4內真空排氣。
載置台係由晶座5與靜電夾具12所構成，晶座5上部係配置有內建靜電電極板11之靜電夾具12。靜電夾具12係在下部圓盤狀構件上重疊有直徑較小之上部圓盤狀構件的形狀。上部圓盤狀構件上面係形成有介電體(陶瓷等)層，並藉由施加直流高電壓至連接於直流電源13之靜電電極板11，來在上部圓盤狀構件表面產生介電電位，而藉由庫倫力或強生．拉別克力(Johnson-Rahbeck force)來吸附保持其上所載置之晶圓1。
靜電夾具12係藉由螺固來固定於晶座5，並在絕緣構件14與晶圓1之間則安裝有聚焦環3。該絕緣構件14係有不讓電漿過度朝外周方向擴散之作用，並以防止電漿過度擴散，而從排氣隔板7漏出於排氣側的方式來控制電場。又，聚焦環3表面係由導電體材料，例如矽、碳化矽等所構成。聚焦環3係包覆晶圓1外周，其表面會露出於反應室8之空間，並具有讓反應室內之電漿收斂於晶圓的機能。
在反應室內讓電漿產生的是從上部高頻電源17施加至反應室8上部之氣體導入噴淋頭16的高頻電力，以及從下部高頻電源18施加至晶座5之高頻電力的作用。氣體導入噴淋頭16係從氣體導入管19供給有反應氣體，進一步地，在透過緩衝室20來流通上部電極板21所設置之多數氣體孔22時被電漿化，而被供給至反應室8。
由於暴露於高溫電漿之晶圓1的溫度會上升，故會藉由朝晶圓5之導熱來加以冷卻。因此，晶座5會以導熱性良好之金屬材料所構成，並在其內部設置冷媒流道23，以從冷媒供給管15循環水或乙二醇等冷媒來加以冷 卻。又，在吸附晶圓1之面設有多數導熱氣體供給孔24，而從該孔讓氦流出，以冷卻晶圓1內面。
圖3係顯示該實施例之裝置中的聚焦環3的細節之剖面圖。圖3係圖2之A部分的放大圖。晶圓1係被吸附保持於靜電夾具12上。靜電夾具12係藉由螺固來固定於晶座5，靜電夾具12內部係設置有冷媒流道23。
聚焦環3係由上部構件3a與下部構件3b所構成。導熱性矽膠片27係夾置於上部構件3a與下部構件3b之間，以促進聚焦環3之導熱。又，下部構件3b係由介電體材料或導電體材料所構成之環狀構件，並透過導熱性矽膠片27來被固定於靜電夾具12上。上部構件3a係由導電體材料所構成之環狀構件，並透過導熱性矽膠片27來被載置於下部構件3b上。下部構件3b係設置有差通其之螺孔(可收容螺栓頭25之孔)，靜電夾具12係形成有與螺栓前端部26螺合之螺紋。
下部構件3b與靜電夾具12之間亦配置有由高分子材料所構成之導熱性矽膠片27。該導熱性矽膠片27係夾置於聚焦環3與靜電夾具12之接觸面之間，且被用於用以促進兩者間之導熱，並由富有柔軟性與導熱性之高分子材料所構成。
本發明中，該導熱性矽膠片27係被插入於上部構件3a與下部構件3b之間，進一步地，被插入於下部構件3b與靜電夾具12之間，並藉由螺栓來固定下部構件3b與靜電夾具12。藉由此般構成，便可提高聚焦環3與靜電夾具12之間的導熱率，且有效率地將聚焦環3溫度控制為所欲溫度。
圖4係顯示本實施例所使用之導熱性矽膠片27構造的圖式。圖4(a)係從靜電夾具12側所見之仰視圖，圖4(b)係圖4(a)之X-X箭頭視剖面圖，圖4(c)係圖4(b)之B部分放大圖。該導熱性矽膠片27係被安裝於以既定間隔來設置有螺孔28的環29，在該片之側表面(該圖中係上面，但由於在實際上使用時係上下顛倒，故為下面側)形成有非黏著層30。此範例中雖形成有6個螺孔28，但並不限定於此實施例而亦可形成有12個。
另外，上述說明中，雖將在上部構件3a與下部構件3b之間，以及下部構件3b與靜電夾具12之間設置有導熱性矽膠片27之情況作為範例來加以說明，但並不限定於此。例如，亦可僅在上部構件3a與下部構件3b間，以及下部構件3b與靜電夾具12之間中的任一者設置有導熱性矽膠片27， 該情況，較佳地係僅在上部構件3a與下部構件3b之間設置有導熱性矽膠片27。
又，除了上部構件3a與下部構件3b之間，下部構件3b與靜電夾具12之間以外，亦可將導熱性矽膠片27設置於其他處。例如，電漿處理裝置中，亦可將導熱性矽膠片27設置於上部電極板21與噴淋頭16之接觸面之間，而在上部電極板21與噴淋頭16中之任一者或兩者與未圖示之冷卻夾套接觸的情況，亦可將導熱性矽膠片27設置於與冷卻夾套之接觸面。亦即，例如，在上部構件3a與下部構件3b之間使用導熱性矽膠片27的情況，聚焦環3之溫度相較於使用以往之片的情況要高，其結果，便可估計上部電極板21中之外周部溫度，聚焦環3之溫度亦會較使用以往之片的情況要高。由上述，例如，藉由在上部電極板21與冷卻夾套之間設置有不為以往之片的導熱性矽膠片27，便可適當地控制上部電極板21之溫度。
(電漿處理裝置的效果)
如上述，本發明相關之電漿處理裝置係具備有：收容被處理基板之減壓收容室，配置於該收容室內並載置該被處理基板而內建有冷卻機構之載置台，以及以圍繞該被處理基板之周緣部的方式來配置於該載置台之環狀聚焦環3，並在載置台與聚焦環3之間配置有上述導熱性矽膠片。其結果，便可將聚焦環3之溫度提升為高溫，並可提升蝕刻遮罩之遮罩選擇比。
又，本發明相關之電漿處理裝置中，從導熱性矽膠片之溢出量會較以往之片而被抑制的結果，便可提升維護性。當從片滲出油時，便會使得片與其他構件之間的黏著性提升。於是，例如，聚焦環為消耗品，且為定期性地更換，但從片滲出油而難以從聚焦環去除片的結果，便會使得維護變得困難。相對於此，根據上述電漿處理裝置，相較於使用以往之片的情況，而可抑制油溢出量的結果，便會使得維護變得容易。又，進一步地，根據上述電漿處理裝置，在使用以往片之情況，當以螺絲牢牢地安裝聚焦環與片時，除了因油溢出而增加黏著性之外，更讓維護性進一步地下降。相對於此，上述電漿處理裝置中，係可抑制因油溢出之黏著性的結果，便可以螺絲來牢牢地安裝而適當地固定。
(各種變形例)
另外，本發明並不限定於上述實施形態而可為各種變形。例如，上述實施形態中，雖在下部構件3b與靜電夾具12之間配置有後述實施例1之導熱性矽膠片27，但亦可配置有後述實施例2之導熱性矽膠片27。又，上述實施形態中，本發明之聚焦環係被分為上部構件3a與下部構件3b兩個構件，且分別將導熱性矽膠片27插入於個別之間。但是，聚焦環3亦可為不分為上部構件3a與下部構件3b的1個環狀構造而將導熱性矽膠片27配置於聚焦環與載置台之間。上述實施形態中雖使用半導體晶圓來作為被處理基板，但在本發明之原理上，被處理基板並不限於半導體晶圓，亦可為FPD(平面顯示)等其他基板。
【實施例】
雖藉由實施例來詳細地說明本發明，但本發明並不被限定於實施例。
<液體成分溢出量之測量方法>
(1)溢出量測量方法
準備直徑70mm之濾紙，並在以100℃，30分鐘以上來加熱乾燥，之後放入室溫(25℃)之乾燥箱，而放置1天的狀態下，測量了濾紙之重量(W0)。在2片該濾紙之間，夾置縱38mm，橫38mm，厚度3mm之形狀的導熱性矽膠片，並施予1kg負重的狀態下，在70℃，保持1星期。圖5係將導熱性矽膠片32裝在濾紙31之略中央部的狀態之說明。之後，直接剝下片，而在將濾紙放入室溫(25℃)之乾燥箱並放置1天的狀態下測量了濾紙之重量(W1)。溢出量係藉由W1-W0來加以計算。
(2)對濾紙之吸附寬度測量方法
測量了對上述溢出量測量所使用之濾紙的吸附寬度。如圖5所示，將油溢出寬度L為吸附寬度。
<導熱率測量方法>
使用熱圓盤測量法(hot disk method)(京都電子工業股份有限公司)熱物性測量裝置TPA-501(製品名)來加以測量。測量試料係以如下之方式來加以製作。
將以各實驗例、比較例所記述之片成形方法來製作的厚度3mm片裁切成大小為縱50mm×橫50mm，並將其3片重合而為一塊。準備2塊，並在 其之間夾置有具備加熱源與溫度檢測部之感應器而進行了測量。
以不讓塊及感應器接觸外面氣體之方式來進行包覆，而在放置15分鐘後實施測量。
(實施例1)
(A)成分
23℃中黏度為0.4Pa．s的70重量份之分子鏈兩末端以二甲基乙烯基矽氧烷基所閉鎖的二甲基聚矽氧烷，以及以[(CH3)3SiO1/2]2.8[SiO4/2]所表示之30重量份的矽氧烷。
(B)成分
以C6H5Si[OSi(CH3)2H]3所表示的1.06重量份之聚有機氫矽氧烷。
(C)成分
將包含5ppm氯鉑酸之乙烯基矽氧烷配位化合物作為白金元素的0.04重量份之1-乙炔基-1-環己醇。
(D)成分
相對於100重量份之該A+B成分，而將平均粒子徑30μm之矽粒子為300重量份。
將上述成分添加至混煉器，而均勻地混合，以得到組成物。將該組成物成形為寬度200mm，長度3.0m之長尺狀片，並以100℃來加熱硬化(交聯)10分鐘。將上述所得到之片的物性整理之後顯示於表1。
(比較例1)
比較例1中，除了將A成分為23℃中黏度為0.4Pa．s的100重量份之分子鏈兩末端以二甲基乙烯基矽氧烷基所閉鎖的二甲基聚矽氧烷，並不使用以[(CH3)3SiO1/2]2.8[SiO4/2]所表示之矽氧烷以外，則進行了與實施例1相同之實驗。將所得到之片的物性整理之後顯示於表1。
(實施例2)
實施例2中，除了將B成分(交聯劑)以及D成分(導熱性粒子)改變為下述般以外，則進行了與實施例1相同之實驗。
B成分(交聯劑)：以C6H5Si[OSi(CH3)2H]3所表示之0.4重量份的聚有機氫矽氧烷， D成分(導熱性粒子)：(1)相對於該A+B成分100重量份，而將平均粒子徑3μm的氧化鋁為200重量份，(2)相對於該A+B成分100重量份，而將平均粒子徑0.3μm的氧化鋁為100重量份，(3)相對於該A+B成分100重量份，而將平均粒子徑80μm的氧化鋁為200重量份。
(註記)該粒子中，平均粒子徑為3μm以下的小粒子係在以矽烷來表面處理以後添加。矽烷係使用已基三乙氧基矽烷，並以100℃來處理2小時。
由表1便可明瞭，可確認到實施例1之片係矽油或低聚物等液體成分溢出量較少的導熱性矽膠片。實施例2之片係具有更高的導熱率。
(實施例3)
作為如圖2及圖3所示之電漿處理裝置，係藉由在使用本發明之上述實施例2的導熱性矽膠片27之情況(實施例3)，以及使用溢出量較多之上述比較例1的導熱性矽膠片27之情況(比較例2)，來測量了關於導熱性矽膠片27之聚焦環的熱控制性。
更詳而言之，實施例3係在聚焦環3之上部構件3a與下部構件3b之間，使用本發明之上述實施例2的導熱性矽膠片27(膜厚0.5mm)，且在下部構件3b與靜電夾具12之間，配置比較例1之導熱性矽膠片27(膜厚0.5mm)，而進行了電漿處理。又，比較例2中，係在聚焦環3之上部構件3a與下部構件3b之間，使用本發明之上述比較例1的導熱性矽膠片27(膜厚0.5mm)，且在下部構件3b與靜電夾具12之間，亦配置相同比較例1之導熱性矽膠片27(膜厚0.5mm)，而進行了相同電漿處理，並分別進行比較。
電漿處理係將處理腔室壓力為2.6Pa，氣體流量：C4F6/C4F8/O2/Ar=40/40/50/400sccm，載置台溫度為20℃，並施加高頻電力，以讓電漿產生，而電漿蝕刻60秒。此條件係用於將聚矽(Poly Si)膜或光阻膜(PR)作為蝕刻遮罩，而蝕刻SiO2膜等的電漿處理條件。對為蝕刻對象物之被處理基板分別準備形成有為蝕刻遮罩材料之聚矽(Poly Si)膜，以及形成有光阻(PR)膜，而進行了上述電漿處理。關於實施例3及比較例2係測量了為個別膜之蝕刻速率的Poly Si E/R(nm/min)及PR E/R(nm/min)。在此，由於聚矽膜及光阻膜係作為蝕刻遮罩而被加以使用，故蝕刻速率較低者為佳。
如表2所示，已知不論Poly Si E/R(nm/min)及PR E/R(nm/min)，相對於比較例2，實施例3方面可較低地控制蝕刻速率。藉由此結果，得知實施例3的電漿處理裝置方面可較低地控制遮罩材料之蝕刻速率。蝕刻速率會與聚焦環之溫度有高度相關。具體而言，由於聚焦環之溫度越高則在聚焦環上有助於蝕刻的自由基會被消耗，而使得蝕刻速率下降。由此結果，得知由於實施例3方面可將聚焦環溫度為高溫，故蝕刻遮罩之遮罩選擇比會較比較例2提升。

Claims (3)

  1. 一種電漿處理裝置，係具備有：收容被處理基板之減壓收容室，配置於該收容室內並載置該被處理基板而內建有冷卻機構之載置台，以及以圍繞該被處理基板之周緣部的方式來配置於該載置台之環狀聚焦環的電漿處理裝置，其係設置有按壓該聚焦環至該載置台之按壓機構；在該載置台與該聚焦環之間，係配置有導熱性矽膠片；該聚焦環係由與該載置台接觸之環狀下部構件以及透過該導熱性矽膠片來載置於該下部構件上面之環狀上部構件所構成；該按壓機構係藉由螺固來鎖固該下部構件至該載置台。
  2. 如申請專利範圍第1項之電漿處理裝置，其中該下部構件係由介電體材料或導電體材料所構成。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之電漿處理裝置，其中該導熱性矽膠片係相對於100重量份之聚有機矽氧烷，而含有100至2000重量份之導熱性粒子的導熱性矽膠片；該導熱性矽膠片導熱率為0.2至5W/m．K，且硬度為5至60(ASKER C)；在將該導熱性矽膠片作為縱38mm，橫38mm，厚度3mm之形狀，而夾置於直徑70mm之濾紙，且施加1kg之負重的狀態下，在70℃，保持1星期後的液體成分溢出量為30mg以下。
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Families Citing this family (21)

* 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
US9970708B2 (en) 2012-02-01 2018-05-15 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
US11713924B2 (en) 2012-02-01 2023-08-01 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
US10240867B2 (en) 2012-02-01 2019-03-26 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
JP7098273B2 (ja) * 2016-03-04 2022-07-11 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 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
US11248154B2 (en) 2016-10-18 2022-02-15 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
WO2019055162A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-21 Mattson Technology, Inc. COOLED FOCUSING RING FOR A PLASMA PROCESSING APPARATUS
CN110546208A (zh) * 2017-11-17 2019-12-06 富士高分子工业株式会社 二阶段固化型导热性有机硅组合物及其制造方法
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
DE112019004695T5 (de) * 2018-11-16 2021-06-10 Fuji Polymer Industries Co., Ltd. Wärmeleitende Folie und Verfahren für ihre Herstellung
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
EP4166614A4 (en) 2020-07-02 2023-12-20 Fuji Polymer Industries Co., Ltd. SILICONE GEL COMPOSITION AND SILICONE GEL FILM
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

Also Published As

Publication number Publication date
US20150122422A1 (en) 2015-05-07
TW201534659A (zh) 2015-09-16
JP2015090897A (ja) 2015-05-11
JP6261287B2 (ja) 2018-01-17
KR20150051904A (ko) 2015-05-13

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