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KR102368747B1 - 전열 시트 및 기판 처리 장치 - Google Patents

전열 시트 및 기판 처리 장치 Download PDF

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KR102368747B1
KR102368747B1 KR1020150178822A KR20150178822A KR102368747B1 KR 102368747 B1 KR102368747 B1 KR 102368747B1 KR 1020150178822 A KR1020150178822 A KR 1020150178822A KR 20150178822 A KR20150178822 A KR 20150178822A KR 102368747 B1 KR102368747 B1 KR 102368747B1
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KR
South Korea
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heat transfer
transfer sheet
clamp
polymer sheet
range
Prior art date
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KR1020150178822A
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Inventor
게이타 감바라
다쿠야 이시카와
나오유키 사토
료 사사키
Original Assignee
도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

소정의 인장 특성을 갖는 밀착성이 높은 전열 시트를 공급한다. 실리콘을 포함하는 부재와 알루미늄을 포함하는 부재의 사이에 전열 시트를 사이에 두고 소정 시간 가압한 후, 전열 시트를 사이에 둔 2개의 부재의 일단을 제 1 클램프로 파지하고, 제 1 클램프와 대향하는 위치에서 다른쪽의 부재의 일단을 제 2 클램프로 파지하고, 제 1 및 제 2 클램프의 한쪽의 클램프를 고정하고, 다른쪽의 클램프를 반대측에 0.1㎜/분 내지 0.5㎜/분의 속도로 인장하는 시험을 N회(2≤N≤10) 실시했을 때에 전열 시트의 변위량(X)이 0.2㎜≤X≤0.4㎜의 범위일 때의 인장력의 경사(Y)가 0.1N/㎜≤Y≤50N/㎜의 범위이며, 또한 인장력의 불균일은 전열 시트의 변위량(X)이 0.2㎜≤X≤0.4㎜의 범위에 있어서 인장력의 중앙값의 ±25%의 범위 내인 인장 특성을 갖는 전열 시트가 제공된다.

Description

전열 시트 및 기판 처리 장치{HEAT TRANSFER SHEET AND SUBSTRATE PROCESSING APPARATUS}
본 발명은 전열 시트 및 기판 처리 장치에 관한 것이다.
기판 처리 장치에는, 기판을 탑재하는 탑재대의 외주부에 포커스 링(FR)이 마련되며, 그 아래에 알루미늄 링이 배치되어 있는 구성의 것이 있다. 플라즈마로부터의 입열에 의해 고온이 된 포커스 링의 열은 알루미늄 링측으로 방열된다. 그 때, 전열 효과를 높이기 위해서, 포커스 링과 알루미늄 링 사이에 폴리머 시트 등의 전열 시트를 삽입하여 밀착도를 높이는 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1을 참조).
예를 들면, 포커스 링은 실리콘으로 형성되며, 알루미늄 링은 알루미늄으로 형성되어 있다. 따라서, 플라즈마로부터의 입열에 의해 선팽창율이 상이한 포커스 링과 알루미늄 링의 사이에는 선팽창 차이가 발생한다. 이 선팽창 차이는 전열 시트를 포커스 링이나 알루미늄 링으로부터 박리시키는 힘으로 작용한다.
일본 특허 공개 제 2010-144130 호 공보
이러한 상황 하에 있어서, 전열 시트의 점착성이나 부드러움이 부족하면, 전열 시트가 포커스 링이나 알루미늄 링의 온도 변화에 따른 선팽창의 변화에 추종하지 못하고, 박리되는 경우가 있다.
특히, 펄스 형상의 고주파 전력을 챔버 내에 인가하는 경우, 고주파 전력이 온으로 되어 있는 동안, 포커스 링 및 알루미늄 링 사이의 간극이 커지고, 고주파 전력이 오프로 되어 있는 동안, 그 간극이 작아진다고 하는 사이클적인 열팽창이 반복된다.
이것에 의해 전열 시트가 벗겨지기 쉬워져, 전열 시트가 일부분에 있어서 포커스 링이나 알루미늄 링으로부터 박리되면, 전열 시트의 박리된 부분이 고온이 되며 열화가 진행된다. 그렇게 하면 그 열화된 부분을 기점으로 하여 전열 시트가 보다 박리되기 쉬운 상태가 되어, 전열 시트가 전체적으로 벗겨져 버린다.
이것에 의해 포커스 링의 온도가 설정 온도와 상이한 온도로 제어되며, 에칭 레이트가 변동된다. 또한, 전열 시트의 밀착성이 나쁘면, 기판 처리 장치간의 계기 차이(機差)나 전열 시트 자체의 개체 차이나 전열 시트가 부착된 상태가 전열 시트의 벗겨지기 쉬움에 크게 영향을 주어, 챔버 내의 온도 제어가 보다 곤란하게 되어, 에칭 레이트의 변동이 더욱 커진다.
상기 과제에 대하여, 일 측면에서는, 본 발명은 소정의 인장 특성을 갖는 밀착성이 높은 전열 시트를 공급하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 하나의 태양에 의하면, 소정의 인장 특성을 갖는 전열 시트에 있어서, 실리콘을 포함하는 제 1 판형상 부재와 알루미늄을 포함하는 제 2 판형상 부재의 사이에 상기 전열 시트를 사이에 두고 소정 시간 가압한 후, 상기 전열 시트를 사이에 둔 상기 제 1 판형상 부재의 일단을 제 1 클램프로 파지하고, 상기 제 1 클램프와 대향하는 위치에서 상기 제 2 판형상 부재의 일단을 제 2 클램프로 파지하며, 상기 제 1 및 제 2 클램프의 한쪽의 클램프를 고정하고, 다른쪽의 클램프를 상기 고정된 한쪽의 클램프의 반대측에 0.1㎜/분 내지 0.5㎜/분의 속도로 인장하는 시험을 N회(2≤N≤10) 실시했을 때에 상기 전열 시트의 변위량(X)이 0.2㎜≤X≤0.4㎜의 범위일 때의 인장력의 경사(Y)가 0.1N/㎜≤Y≤50N/㎜의 범위이며, 또한 상기 인장력의 불균일은 전열 시트의 변위량(X)이 0.2㎜≤X≤0.4㎜의 범위에서 인장력의 중앙값에 대하여 ±25%의 범위 내인, 인장 특성을 갖는 전열 시트가 제공된다.
하나의 측면에 의하면, 소정의 인장 특성을 갖는 밀착성이 높은 전열 시트를 공급할 수 있다.
도 1은 일 실시형태에 따른 탑재대의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 2는 일 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 일 예를 도시하는 단면도이다.
도 3은 일 실시형태에 따른 포커스 링의 주변 구조를 도시하는 도면이다.
도 4는 일 실시형태에 따른 인장 시험의 순서의 일 예를 도시하는 도면이다.
도 5는 일 실시형태에 따른 플라즈마 착화로부터의 시간과 폴리머 시트의 변위량의 관계를 도시하는 도면이다.
도 6은 일 실시형태에 따른 폴리머 시트의 인장 시험 결과의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시형태에 따른 폴리머 시트의 인장 시험 결과의 다른 예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 도면을 참조하여 설명한다. 또한, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 구성에 대해서는, 동일한 도면부호를 부여하는 것에 의해 중복된 설명을 생략한다.
[폴리머 시트]
최초에, 본 실시형태에 따른 전열 시트의 일 예인 폴리머 시트의 조성에 대해 설명한다. 폴리머 시트를 구성하는 실리콘 점착제의 조성은 엘라스토머에 상당하는 실리콘 검, 점착 부여제에 상당하는 실리콘 레진, 및 가교제의 3성분으로 이루어진다. 이하는, 폴리머 시트를 구성하는 실리콘 점착제의 구체적 조성의 일 예를 나타낸다. 단, 폴리머 시트는 이것에 한정하지 않으며, 실리콘 검과 실리콘 레진의 비율이나, 가교제의 양을 변경한 조성의 폴리머 시트를 포함한다. 이것에 의해, 폴리머 시트의 점착 성능을 컨트롤할 수 있다.
(A) 베이스 폴리머 성분
본 발명의 일 실시형태에 따른 베이스 폴리머 성분은, 1분자 중에 평균 2개 이상 또한 분자쇄 양 말단의 규소 원자에 결합된 알켄닐기를 함유하는 직쇄 형상 오가노폴리실록산(organo polysiloxane) (A1)과, 지방족불포화 결합을 갖지 않는 분기 형상의 실리콘 레진이며, R1SiO3/2단위 및/또는 SiO4/2단위 (A2)를 포함한다.
(A1) 성분
본 실시형태의 (A1) 성분은, 1분자 중에 규소 원자에 결합한 알켄닐기를 2개 이상 함유하는 오가노폴리실록산이며, 본 실시형태의 실리콘 고무 조성물에 있어서의 주제(主劑)이다. 이 오가노폴리실록산은, 알켄닐기로서 비닐기, 아릴기 등의 탄소 원자수 2 내지 8, 특히 2 내지 6의, 규소 원자에 결합된 알켄닐기를 1분자 중에 2개 갖는다. 점도는 25℃이며 10mPa·s 내지 1000000mPa·s, 특히 100mPa·s 내지 100000mPa·s인 것이 작업성, 경화성 등에서 바람직하다.
구체적으로는, 하기 일반식(화학식 1)에서 나타내는 1분자 중에 평균 2개 이상 또한 분자쇄 말단의 규소 원자에 결합된 알켄닐기를 함유하는 오가노폴리실록산을 사용한다. 측쇄는 트리오가노실록시기로 봉쇄된 직쇄 형상 오가노폴리실록산이다. 25℃에 있어서의 점도는 10mPa·s 내지 1000000mPa·s의 것이 작업성, 경화성 등에서 바람직하다. 또한, 이 직쇄 형상 오가노폴리실록산은 소량의 분기 형상 구조(3관능성 실록산 단위)를 분자쇄 중에 함유하는 것이어도 된다.
[화학식 1]
Figure 112015122607301-pat00001
화학식 중, R1은 서로 동일 또는 이종의 지방족불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환 1가 탄화수소기이며, R2는 알켄닐기이며, k는 0 또는 플러스 정수이다.
여기서, R1의 지방족불포화 결합을 갖지 않는 비치환 또는 치환의 1가 탄화수소기로서는, 예를 들면, 탄소 원자수 1 내지 10, 특히 1 내지 6인 것이 바람직하며, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 펜틸기, 네오펜틸기, 헥실기, 시클로헥실기, 옥틸기, 노닐기, 데실기 등의 알킬기, 페닐기, 톨릴기, 크실릴기, 나프틸기 등의 아릴기, 벤질기, 페닐 에틸기, 페닐 프로필기 등의 아랄킬기, 및, 이들 기의 수소 원자의 일부 또는 전부를 불소, 취소, 염소 등의 할로겐 원자, 시아노기 등으로 치환한 것, 예를 들면 클로로 메틸기, 클로로 프로필기, 브로모에틸기, 트리플루오로프로필기 등의 할로겐 치환 알킬기, 시아노에틸기 등을 들 수 있다. R2의 알켄닐기로서는, 예를 들면 탄소 원자수 2 내지 6, 특히 2 내지 3의 것이 바람직하며, 구체적으로는 비닐기, 아릴기, 프로페닐기, 이소프로페닐기, 부테닐기, 이소부테닐기, 헥세닐기, 시클로헥세닐기 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 비닐기이다.
일반식 (1)에 있어서, k는 일반적으로는 0≤k≤10000을 만족하는 0 또는 플러스 정수이며, 바람직하게는 5≤k≤2000, 보다 바람직하게는 10≤k≤1200을 만족하는 정수이다.
(A2) 성분
베이스 폴리머에 부가하는 성분 (A2)는, 지방족불포화 결합을 갖지 않는 분기 형상의 실리콘 레진이며, R1SiO3/2단위 및/또는 SiO4/2단위를 포함한다. 평균 단위식으로 나타내면 (R13SiO1/2) a (R12SiO2/2) b (R1SiO3/2) c (SiO4/2) d (XO1/2) e로 나타내는 폴리 오가노 실록산인 것이 바람직하다. 식 중, R1은, 지방족불포화 결합을 제외하는, 동일하거나 또는 다른 치환 혹은 비치환의 1가 탄화수소기이다. R1로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, 부틸기, 이소부틸기, tert-부틸기, 헥실기, 시클로 헥실기, 옥틸기 등의 알킬기; 페닐기, 톨릴기 등의 아릴기; 벤질기, 페닐에틸기 등의 아랄킬기; 및 이들 기의 탄소 원자에 결합하는 수소 원자 중 적어도 일부가 불소, 염소, 취소 등의 할로겐 원자나 시아노기 등으로 치환된 기, 예를 들면, 클로로 메틸기, 2-브로모에틸기, 3-클로로 프로필기, 클로로 페닐기, 플루오르 페닐기, 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 마찬가지의 기가 예시되며, 특히 메틸기가 바람직하다. 또한, a는 0 또는 정수이며, b는 0 또는 정수이며, c 또는 d 중 적어도 어느 하나는 정수이며, e는 0 또는 정수이며, 0≤a/(c＋d)＜4이며, 0≤b/(c＋d)＜2이며, 0≤e/(a＋b＋c＋d)＜0.4가 되는 수이다. (A2)는 1종 단독이어도, 2종 이상을 병용하여도 된다.
(A1) 성분과 (A2) 성분은, 중량 기준으로 (A1)/(A2)는 60/40 내지 90/10이 되는 양 비율이 바람직하다. 상기의 범위이면, 바람직한 저브리드성과 열전도성 충전제의 고충전화가 만족되며, 또한 겔 형상 또는 연질 고무 형상 경화물의 양호한 물성이 얻어진다.
(B) 가교 성분
(B) 성분은, 일반식:R2Si(OSiR32H)3으로 나타낸다. 화학식 중, R2는 탄소 원자수 1 내지 4의 알킬기 또는 페닐기이다. R2로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등의 알킬기, 페닐기를 들 수 있다. 특히, 합성하기 쉬우므로, 메틸기 또는 페닐기가 바람직하다. R3은 탄소 원자수 1 내지 4의 알킬기이다. R3으로서는, 예를 들면 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등의 알킬기를 들 수 있다. 특히, 재료를 얻기 쉽고, 합성하기 용이하므로 메틸기가 바람직하다. (B) 성분은 상기 일반식으로 나타내는 실록산을 1종 단독으로 이용하는 것이 바람직하다.
(C) 성분
(C) 성분은 본 조성물의 경화를 촉진시키는 성분이다. (C) 성분으로서는, 히드로실릴화 반응에 이용되는 촉매로서 주지의 촉매를 이용할 수 있다. 예를 들면 백금흑, 염화 제 2 백금, 염화 백금산, 염화 백금산과 1가 알코올과의 반응물, 염화 백금산과 올레핀류나 비닐 실록산과의 착체, 백금 비스아세토아세테이트 등의 백금계 촉매, 팔라듐계 촉매, 로듐계 촉매 등의 백금족 금속 촉매를 들 수 있다. (C) 성분의 배합량은 경화에 필요한 양이면 되며, 소망의 경화 속도 등에 따라서 적절히 조정할 수 있다. (A) 성분에 대하여 중량 단위로 0.01ppm 내지 1000ppm 첨가한다.
(D) 성분
(D) 성분의 열전도성 입자는, A 성분＋B 성분 합계 100 중량부에 대하여 100중량부 내지 2000 중량부 첨가한다. 이것에 의해 폴리머 시트의 열전도율을 0.2W/m·K 내지 5W/m·K, 경도가 5 내지 60의 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 구형상, 비늘편형상, 다면체형상 등 여러가지 것을 사용할 수 있다. 알루미나를 사용하는 경우는, 순도 99.5중량% 이상의 α-알루미나가 바람직하다. 열전도성 입자의 비표면적은 0.06㎡/g 내지 10㎡/g의 범위가 바람직하다. 비표면적은 BET 비표면적이며, 측정 방법은 JIS R1626에 따른다. 평균 입경을 이용하는 경우는, 0.1㎛ 내지 100㎛의 범위가 바람직하다. 입경의 측정은 레이저 회절광산란법에 의해, 50% 입경을 측정한다. 이 측정기는 예를 들면 호리바 세사쿠죠사제의 레이저 회절/산란식 입자 분포 측정 장치 LA-950S2가 있다.
열전도성 입자는 평균 입경이 다른 적어도 2개의 무기 입자를 병용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 큰 입경의 사이에 작은 입경의 열전도성 무기 입자가 매립되어, 최밀 충전에 가까운 상태로 충전할 수 있어서, 열전도성이 높아지기 때문이다. 상대적으로 평균 입경이 작은 무기 입자는, R(CH3) aSi (OR') 3-a(R은 탄소수 6 내지 20의 비치환 또는 치환 유기기, R'는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, a는 0 또는 1)로 나타내는 실란 화합물, 혹은 그 부분 가수분해물로 표면 처리하는 것이 바람직하다. R(CH3) aSi (OR') 3-a(R은 탄소수 6 내지 20의 비치환 또는 치환 유기기, R'는 탄소수 1 내지 4의 알킬기, a는 0 또는 1)로 나타내는 실란 화합물(이하 단순히 "실란")은, 일 예로서 헥실트리메톡시실란, 헥실트리에톡시실란, 옥틸트리메톡시실란, 옥틸트리에톡시실란, 데실트리메톡시실란, 데실트리에톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 도데실트리에톡시실란, 헥사도데실트리메톡시실란, 헥사도데실트리에톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란, 옥타데실트리에톡시실란 등이 있다. 상기 실란 화합물은 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 여기서 말하는 표면 처리란 공유 결합 이외 흡착 등도 포함한다. 상기 상대적으로 평균 입경이 큰 무기 입자는, 예를 들면 평균 입경이 2㎛ 이상의 것을 말하며, 입자 전체를 100중량%로 했을 때 50중량% 이상 첨가하는 것이 바람직하다.
(E) 그 이외의 성분
본 실시형태의 조성물에는, 필요에 따라서 상기 이외의 성분을 배합할 수 있다. 예를 들면 벵갈라 등의 무기 안료, 필러의 표면 처리 등의 목적으로 알킬트리알콕시실란 등을 첨가하여도 된다.
본 실시형태의 폴리머 시트의 열전도율은 0.2W/m·K 내지 5W/m·K의 범위이다. 바람직하게는 0.5W/m·K 내지 3W/m·K, 더욱 바람직하게는 1W/m·K 내지 2W/m·K이다. 또한 상기 전열 시트의 경도는 5 내지 60, 더욱 바람직하게는 5 내지 40이다. 상기의 범위이면, 발열체와 방열체의 사이에 개재시켜 효율적으로 열전도 시킬 수 있다.
다음에, 액체 성분의 흡출에 대해 설명한다. 본 실시형태의 폴리머 시트는 세로 38㎜, 가로 38㎜, 두께 3㎜의 형상으로 하며, 직경 70㎜의 여과지에 끼우고, 1㎏의 하중을 가한 상태에서 70℃, 1주간 보지했을 때의 액체 성분의 흡출량이 30㎎ 이하이다. 상기 하중과 온도는 전자 부품에 조립했을 때의 조건에 근사시키고 있다. 상기의 범위이면, 흡출량은 적으며, 반도체나 다른 전자 부품으로의 영향은 적다.
[탑재대 및 기판 처리 장치의 구성]
이하에, 도 1 및 도 2를 적절히 참조하여, 상술의 폴리머 시트가 배치되는 탑재대 및 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치의 일 예에 대해 설명한다. 또한, 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치는 이하에 설명하는 구성에 한정하는 것은 아니다. 또한, 폴리머 시트는 전열 시트의 일 예이다.
도 1은 탑재대(2)의 구성의 일 예를 도시하는 도면이다. 탑재대(2)는, 예를 들면 기판 처리 장치 내에 놓이며, 피처리 기판(1)을 탑재한다. 탑재대(2) 상에는 정전 척(12)이 설치되어 있다. 정전 척(12)의 주연부에는, 환상의 포커스 링(3)이 배치된다. 본 실시형태에서는, 정전 척(12) 상에 환상의 알루미늄 링(14)을 배치하고, 그 위에 상술의 폴리머 시트(5)를 사이에 두고 포커스 링(3)이 배치된다. 알루미늄 링(14)을 배치하고 있지 않은 경우, 폴리머 시트(5)는 포커스 링(3)과 탑재대(2)의 사이에 배치되어도 된다.
알루미늄 링(14)과 포커스 링(3)은, 예를 들면 나사에 의해 정전 척(12)에 고정되어 있다. 알루미늄 링(14)은 알루미늄을 함유하는 부재로 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 알루미늄 링(14)은 알루미늄(Al) 등의 도전체 부재 또는 알루미나(Al2O3) 등의 유전체 부재로 형성된다. 포커스 링(3)은 실리콘을 함유하는 부재로 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 포커스 링(3)은 실리콘(Si) 또는 탄화 규소(SiC)로 형성된다.
여기서, 포커스 링(3)은 피처리 기판(1)의 주연부에 있어서의 플라즈마의 불연속성을 완화시키고, 피처리 기판(1)의 전면이 균일하게 플라즈마 처리되는 것을 목적으로 하여 설치된다. 이 때문에, 포커스 링(3)을 도전체 재료로 하고, 또한 그 상면의 높이를 피처리 기판(1)의 처리면과 거의 동일한 높이로 한다. 이것에 의해, 피처리 기판(1)의 주연부에 있어서도 이온이 피처리 기판(1)의 표면에 대하여 수직으로 입사하도록 하여, 피처리 기판(1)의 가장자리와 중앙에서 이온 밀도에 차이가 발생하지 않도록 하고 있다.
그러나, 그것에 의해 피처리 기판(1)과 포커스 링(3)이 대략 동전위가 되며, 그 전계의 형태에 기인하여 플라즈마가 피처리 기판(1)의 단부 이면측으로 돌아 들어가기 쉬워져, 피처리 기판(1)의 주연부의 이면측에 CF계 폴리머 등으로 이루어지는 부착물이 발생하는 경우가 있다.
또한, 플라즈마 처리에 있어서는 피처리 기판(1)의 온도 제어가 극히 중요하므로, 탑재대(2) 내에 후술되는 냉각 기구를 마련하는 것에 의해, 피처리 기판(1)을 냉각하여 소망의 온도로 조정하고 있다.
피처리 기판(1)에 플라즈마 처리를 실시하는 경우, 정전 척(12) 상에 피처리 기판(1)을 탑재한 후, 챔버를 소정의 진공도로 보지한 상태에서 피처리 기판(1)을 고정하고, 탑재대(2)에 고주파 전압을 인가하여, 챔버 내에 플라즈마를 발생시킨다.
감압된 챔버 내에 있어서는, 알루미늄 링(14) 및 포커스 링(3) 사이에 진공 단열층이 형성되며, 알루미늄 링(14) 및 포커스 링(3) 사이의 열전도가 매우 나쁘다. 이에 의해서, 포커스 링(3)이 냉각되기 어려우며, 포커스 링(3)의 온도가 높아진다. 그 때문에 피처리 기판(1)의 주변연부의 플라즈마 중의 이온, 라디칼의 조성비나 밀도가 변화된다. 그 결과, 피처리 기판(1)의 주연부의 예를 들면 에칭 레이트, 홀 이형성(에칭에 의해 소정의 깊이까지 확실히 팔 수 있는 특성), 에칭막에 대한 에칭 마스크의 에칭 선택비가 저하된다. 또한, 에칭의 어스펙트비가 저하된다. 이것에 의해, 피처리 기판(1)의 주변연부의 에칭 특성이 나빠진다. 이에 의해, 피처리 기판(1)의 주변연부의 에칭 특성을 높게 유지하기 위해서는, 포커스 링(3)의 온도 제어성을 향상시킬 필요가 있다.
그래서, 이하에 설명하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 기판 처리 장치에서는, 알루미늄 링(14)과 포커스 링(3)의 사이에, 상술의 폴리머 시트(5)가 배치된다. 도 2는 본 실시형태의 기판 처리 장치의 일 예를 도시하는 개략 단면도이다. 기판 처리 장치는 용량 결합형의 평행 평판 플라즈마 에칭 장치로서 구성되어 있으며, 예를 들면 표면이 양극 산화 처리된 알루미늄으로 이루어지는 대략 원통형의 챔버(처리 용기)(4)를 갖고 있다. 챔버(4)는 접지되어 있다.
챔버(4) 내에는 피처리 기판(1)을 탑재하는 탑재대(2)가 배치되어 있다. 챔버(4)의 내벽면과 탑재대(2)의 측면의 사이에는 가스를 배출하기 위한 배기로(6)가 형성되며, 이 배기로(6)의 도중에 다공판으로 이루어지는 배기 플레이트(7)가 배치되어 있다. 배기 플레이트(7)는 챔버(4)를 상하로 구분하는 칸막이판으로서의 기능을 갖고, 배기 플레이트(7)의 상부는 반응실(8)이 되고, 하부는 배기실(9)이 된다. 배기실(9)에는, 배기관(10)이 개구되며, 배기관(10)에 접속된 진공 펌프에 의해 챔버(4) 내는 진공 배기된다.
정전 척(12)은 전극판(11)을 내장한다. 정전 척(12)은, 하부 원반형상 부재 상에 하부 원반 형상 부재보다 직경이 작은 상부 원반형상 부재를 중첩한 형상으로 되어 있다. 정전 척(12)은 유전체(세라믹스 등)로 형성되며, 직류 전원(13)에 접속된 전극판(11)에 직류 고전압을 인가하는 것에 의해, 상부 원반 형상 부재 표면에 유전 전위가 발생하고, 그 위에 탑재한 피처리 기판(1)을 쿨롱력 또는 존슨·라벡력에 의해 흡착 보지한다.
정전 척(12)은 나사에 의해 탑재대(2)에 고정되어 있다. 포커스 링(3)은 피처리 기판(1)의 외주를 덮고, 그 표면이 반응실(8)의 공간에 노출되어 있으며, 반응실 내의 플라즈마를 피처리 기판(1)에 수속시키는 기능을 갖는다.
챔버(4)의 천정부에는 가스 도입 샤워 헤드(16)가 마련되어 있다. 가스 도입 샤워 헤드(16)에는, 가스 도입관(19)으로부터 가스가 공급된다. 가스는, 버퍼실(20)을 거쳐서 상부 전극판(21)에 마련된 다수의 가스 구멍(22)으로부터 반응실(8)에 공급된다. 가스 도입 샤워 헤드(16)에는, 고주파 전원(17)으로부터 고주파 전력이 인가된다. 또한, 탑재대(2)에는, 고주파 전원(18)으로부터 고주파 전력이 인가된다. 이들 고주파 전력에 의해 가스가 전리 및 해리되며, 반응실(8)의 공간에 플라즈마가 생성된다.
플라즈마로부터의 입열에 의해 피처리 기판(1)은 고온이 된다. 이 때문에, 탑재대(2)는 열전도성이 양호한 금속 재료로 구성되고, 그 내부에 냉매 유로(23)를 마련하고, 냉매 공급관(15)으로부터 물이나 에틸렌글리콜 등의 냉매를 순환시켜 탑재대(2)를 냉각한다. 또한, 피처리 기판(1)을 흡착하는 면에 다수의 열전도 가스 공급 구멍(24)을 마련하고, 열전도성이 양호한 헬륨을 이 구멍으로부터 유출시켜, 피처리 기판(1)의 이면을 냉각하며, 피처리 기판(1)과 탑재대(2)의 사이의 열전도율을 높인다.
[인장 시험에 따른 폴리머 시트의 측정 방법]
본 실시형태에서는, 포커스 링(3)은 실리콘(이하, "Si"라고도 표기함) 또는 탄화 규소(이하, "SiC"라고도 표기함)로 형성되며, 알루미늄 링(14)은 알루미늄(이하, "Al"이라고도 표기함) 또는 알루미나( 이하, "Al2O3" 라고도 표기함)로 형성되어 있다. 플라즈마로부터의 입열에 의해 각 부재가 선팽창할 때, 재질이 상이한 포커스 링(3)과 알루미늄 링(14)의 사이에는, 도 3의 화살표로 도시하는 바와 같이 선팽창 차이(thermal extension)가 발생한다. 폴리머 시트(5)의 밀착성이 낮으면 폴리머 시트(5)는, 이 선팽창 차이에 의해 포커스 링(3)이나 알루미늄 링(14)의 온도 변화에 따른 선팽창의 변화에 추종하지 못하고, 포커스 링(3)이나 알루미늄 링(14)으로부터 박리되어 버린다. 폴리머 시트(5)를 포커스 링(3)이나 알루미늄 링(14)으로부터 벗겨지기 어렵게 하기 위해서는 폴리머 시트(5)의 밀착성이 중요하다. 즉, 폴리머 시트(5)의 밀착성을 높임으로써, 포커스 링(3)의 온도의 불균일을 개선하여, 포커스 링(3)의 온도 제어성을 높일 수 있다. 이것에 의해, 에칭 레이트 등의 에칭 특성이 향상된다.
그래서, 이하에 설명하는 본 실시형태에 따른 인장 시험에서는, 도 3의 상부 도면에 도시하는 바와 같이 포커스 링(3)과 알루미늄 링(14)의 선팽창 차이에 의해 폴리머 시트(5)가 인장되는 상태를, 도 3의 하부 도면에 도시하는 바와 같이 인장 시험기에 의해 재현된다.
본 실시형태에 따른 인장 시험기에서는, 폴리머 시트(5a)의 테스트 피스를, SiC의 포커스 링(3a)의 테스트 피스와 Al2O3의 알루미늄 링(14a)의 테스트 피스 사이에 끼운다. 그리고, 이 상태에서 포커스 링(3a)의 테스트 피스의 일단(폴리머 시트(5a)가 부착되어 있지 않은 단부)을, 스페이서(51)를 거쳐서 제 1 클램프(50b)로 파지한다. 또한, 알루미늄 링(14a)의 테스트 피스의 일단(폴리머 시트(5a)가 부착되어 있지 않은 단부에 있어서, 포커스 링(3a)이 파지되어 있는 위치와 대향하는 위치)을 스페이서(51)를 거쳐서 제 2 클램프(50a)로 파지한다. 그리고, 제 2 클램프(50a)를 고정한 상태에서, 로드 셀(52)이, 제 1 클램프(50b)를 제 2 클램프(50a)의 고정 위치와 반대측으로 소정의 속도로 인장한다. 이것에 의해, 도 3의 상부 도면에 도시하는 바와 같이 포커스 링(3)과 알루미늄 링(14)의 선팽창 차이에 의해 폴리머 시트(5)가 인장되는 상태가 재현된다.
상기 인장 시험기를 사용하여 실제로 실행한 폴리머 시트의 측정 방법에 대해, 도 4 및 도 5를 참조하면서 설명한다. 도 4는 본 실시형태에 따른 인장 시험의 순서의 일 예를 도시한다. 도 5는 본 실시형태에 따른 플라즈마 착화와 폴리머 시트의 변위량의 관계를 나타낸다.
인장 시험에서는, 우선, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 직사각형의 포커스 링(3a)의 테스트 피스와 알루미늄 링(14a)의 테스트 피스의 사이에, 시험 대상이 되는 폴리머 시트(5a)의 테스트 피스를 사이에 둔다.
다음에, 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 포커스 링(3a)과 알루미늄 링(14a)의 사이에 두어진 폴리머 시트(5a)의 테스트 피스를 상부로부터 0.1㎫의 하중으로 10분간 가압한다.
다음에, 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 상기 가압 후의 폴리머 시트(5a)를, 포커스 링(3a)과 알루미늄 링(14a)의 사이에 끼워진 상태에서 인장 시험기에 세트한다. 이 때, 폴리머 시트(5a)에 가로 방향의 힘이 가해지지 않도록 알루미늄 링(14a)을 수직 방향으로 제 2 클램프(50a)를 이용하여 파지한다. 또한, 포커스 링(3a)을 수직 방향으로 제 1 클램프(50b)를 이용하여 파지한다. 제 2 클램프(50a)는 고정하고, 제 1 클램프(50b)는 로드 셀(52)에 접속한다. 로드 셀(52)은 0.5㎜/분의 속도로 제 2 클램프(50a)와 반대 방향으로 수직으로 인장한다. 이와 같이 하여, 인장 시험기를 사용하여 폴리머 시트(5a)의 인장 시험을 실행함으로써, 폴리머 시트(5a)의 특성이 측정된다.
또한, 포커스 링(3a)의 테스트 피스는 실리콘을 포함하는 제 1 판형상 부재의 일 예이며, 알루미늄 링(14a)의 테스트 피스는 알루미늄을 포함하는 제 2 판형상 부재의 일 예이다.
이 인장 시험에서는, 0.5㎜/분의 속도로 폴리머 시트(5a)를 인장하고, 그 특성을 측정한다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 플라즈마가 착화되었을 때를 시점(0분)으로 하여, 0.5㎜/분의 속도로 인장 시험기를 인장하면, 플라즈마 착화시부터 약 1분 후에, 챔버(4) 내의 부재(포커스 링(3)이나 알루미늄 링(14)을 포함함)의 온도가 안정된다. 인장 시험기로 0.5㎜/분의 속도로 폴리머 시트(5a)를 인장하면, 폴리머 시트(5a)는 플라즈마 착화 시로부터 챔버(4) 내의 온도가 안정되는 약 1분 후에 0.3㎜ 변위된다. 이상에서, 플라즈마 착화 후로부터 약 1분 후에 챔버(4) 내의 온도가 안정되며, 일정하게 된다. 즉, 포커스 링(3a), 알루미늄 링(14a) 및 폴리머 시트(5a)의 선열팽창은 플라즈마 착화 후부터 약 1분 후에 그 사이에서 최대가 된다. 이 때의 폴리머 시트(5a)의 변위량은 약 0.3㎜/분이다. 플라즈마 착화로부터 1분 후의 시점에서는, 포커스 링(3a), 알루미늄 링(14a) 및 폴리머 시트(5a) 중 가장 선팽창 계수가 큰 알루미늄 링(14a)의 상태에 따라서 폴리머 시트(5a)의 변위량은 정해진다.
(폴리머 시트의 특성)
이상의 인장 시험의 결과를 도 6에 도시한다. 도 6의 (a)는 비교예인 종래의 폴리머 시트를, 인장 시험기를 이용하여 상기 조건으로 인장한 경우의 결과를 나타낸다. 도 6의 (b)는 본 실시형태에 따른 상술의 조성 또는 상술의 조성비를 컨트롤한 폴리머 시트(5a)를, 인장 시험기를 이용하여 상기 조건으로 인장한 경우의 결과를 나타낸다. A 내지 F의 6개의 곡선은, 동일한 폴리머 시트를 6회 인장 시험기로 인장한 경우의 폴리머 시트(5a)의 변위량(㎜)에 대한 인장력(N)을 나타낸다.
도 6의 (a)의 비교예에서는, 변위량이 0㎜ 내지 0.2㎜의 사이에서는 변위량에 대한 인장력의 경사가 점점 높아지게 되며, 폴리머 시트가 포커스 링(3a) 및 알루미늄 링(14a)의 선팽창에 추종하여 벗겨지지 않고 연장되어 있는 것을 알 수 있다. 한편, 변위량이 0.2㎜ 내지 0.3㎜의 사이에서는, D 내지 F의 곡선에 있어서 변위량에 대한 인장력의 경사가 수평 또는 점점 낮아지게 되며, 폴리머 시트가 포커스 링(3a) 및 알루미늄 링(14a)의 선팽창에 다 추종하지 못하고 벗겨지기 시작하고 있는 것을 알 수 있다.
이와 같이, 비교예의 폴리머 시트에서는, 동일한 폴리머 시트를 6회 인장 시험기로 인장한 경우, 3회의 인장 시험으로 플라즈마 착화 후로부터 1분을 경과하기 전에 곡선의 피크에 접어들고, 변위량이 0.3㎜의 시점에서는 경사가 점점 낮아지게 되었다. 따라서, 6회의 인장 시험 중 반분에 있어서 변위량이 0.3㎜의 시점에서 폴리머 시트가 벗겨지고 있는 것을 알 수 있다.
구체적으로는, 변위량에 대한 인장력의 경사가 "0"인 경우의 폴리머 시트의 상태는, 포커스 링(3a) 및 알루미늄 링(14a)의 선팽창에 추종하기 어려워지고, 그 계면에서 미끄러지고 있으며 평행으로 슬라이드하고 있으며, 밀착성이 저하되고 있는 상태를 나타낸다. 또한, 변위량에 대한 인장력의 경사가 점점 낮아지는 경우의 폴리머 시트 상태는, 포커스 링(3a) 및 알루미늄 링(14a)의 선팽창에 다 추종하지 못하고, 벗겨지고 있는 상태를 나타낸다. 폴리머 시트의 일부에서 벗겨짐이 발생하면, 폴리머 시트와 포커스 링(3a) 및 알루미늄 링(14a)과의 접촉 면적이 작아지고, 보다 밀착성이 없어져, 폴리머 시트가 전체적으로 벗겨져 버려, 현저하게 열전도율이 저하된다.
이와 같이, 비교예의 폴리머 시트에서는, 1회 내지 6회의 인장 시험에 따른 폴리머 시트의 특성에 불균일이 크고, 사용 빈도가 많아지면 폴리머 시트의 신뢰성이 부족한 경향이 있는 것을 알 수 있다.
한편, 도 6의 (b)에 도시하는 본 실시형태에 따른 폴리머 시트(5a)에 대한 인장 시험에서는, A 내지 F의 모든 곡선에 있어서 변위량이 0㎜ 내지 0.3㎜의 사이에 있어서 변위량에 대한 인장력의 경사가 점점 높아지게 된다. 따라서, 폴리머 시트의 변위량이 최대가 되는 0.3㎜의 시점에 있어서 폴리머 시트(5a)가 포커스 링(3a) 및 알루미늄 링(14a)의 선팽창에 추종하여 벗겨지지 않고 연장되어 있는 것을 알 수 있다. 이와 같이 본 측정은, 본 실시형태에 따른 폴리머 시트는, 부드러우며 밀착력이 높은 특성을 갖는 것을, 폴리머 시트가 벗겨지기 시작하는 징조를 나타내는 곡선의 피크가 그래프의 우측에 가까워지는 있는 것에 의해 나타내고 있다.
이와 같이, 본 실시형태의 폴리머 시트(5a)에서는, 1회 내지 6회의 인장 시험에 따른 폴리머 시트(5a)의 특성에 불균일이 거의 없으며, 폴리머 시트의 신뢰성이 높은 것을 알 수 있다. 그 결과, 본 실시형태의 폴리머 시트(5a)는 사용 빈도가 높아져도 적절한 밀착력과 경도를 유지하여, 열전도율이 양호한 뛰어난 특성을 갖는 전열 시트인 것을 알 수 있다.
또한, 본 실시형태의 폴리머 시트(5a)는 변위량이 0.3㎜ 일 때의 인장력의 경사가 0.1[N/㎜](거의 수평) 내지 50[N/㎜]의 점점 높아짐을 나타내는 밀착력과 경도를 가진 특성을 갖는 전열 시트인 것을 알 수 있다.
또한, 본 실시형태의 인장 시험에서는, 알루미늄 링(14a)을 파지한 제 2 클램프(50a)측을 고정하고, 포커스 링(3a)을 파지한 제 1 클램프(50b)측을 소정의 속도로 인장했다. 그렇지만, 본 실시형태의 인장 시험은 이것에 한정하지 않으며, 포커스 링(3a)을 파지한 제 1 클램프(50b)측을 고정하고, 알루미늄 링(14a)을 파지한 제 2 클램프(50a)측을 소정의 속도로 인장하여도 된다.
또한, 제 1 클램프(50b) 및 제 2 클램프(50a) 중 어느 하나의 클램프를 인장할 때의 속도는 0.5㎜/분에 한정하지 않으며, 0.1㎜/분 내지 0.5㎜/분의 속도여도 된다. 플라즈마 착화로부터 온도가 안정되었을 때의 폴리머 시트(5a)의 변위량은 클램프를 인장하는 속도에 따라서 미리 측정되어 있다. 따라서, 폴리머 시트(5a)는, 플라즈마 착화로부터 온도가 안정되었을 때의 폴리머 시트(5a)의 변위량에 있어서, 인장력의 경사가 0.1[N/㎜](거의 수평) 내지 50[N/㎜]의 점점 높아지는 것을 나타내는 밀착력과 경도를 갖고 있으면 된다. 예를 들면, 0.1㎜/분 내지 0.5㎜/분의 속도로 폴리머 시트를 인장했을 때에, 그 변위량(X)이 0.2㎜≤X≤0.4㎜의 범위일 때의 인장력의 경사(Y)가 0.1N/㎜≤Y≤50N/㎜의 범위이면 된다.
또한, 본 실시형태에 따른 폴리머 시트(5a)는, 상기 인장력의 경사(Y)에 부가하여, 인장력의 불균일은, 인장 시험의 횟수(N)가 2≤N≤10의 범위(도 7을 참조)에서, 또한 전열 시트의 변위량(X)이 0.2㎜≤X≤0.4㎜의 범위에 있어서, 인장력의 중앙값의 -25% 내지 25%의 범위이면 된다.
또한, 인장 시험의 횟수(N)를 2≤N≤6의 범위에서 실시했을 때에 폴리머 시트(5a)의 변위량(X)이 X=0.3㎜일 때의 인장력의 경사(Y)가 0.1N/㎜≤Y≤50N/㎜의 범위이며, 또한, 상기 인장력의 불균일은, 인장 시험의 횟수(N)를 2≤N≤6의 범위에서, 또한 전열 시트의 변위량(X)이 0.3㎜인 경우, 중앙값의 -15% 내지 15%의 범위인 것이 보다 바람직하다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 인장 시험에 의해 나타내는 특성을 갖는 폴리머 시트(5)는 포커스 링(3) 및 알루미늄 링(14) 사이의 열팽창 차이에 추종할 수 있는 점착성(밀착성)과 부드러움을 갖는다. 따라서, 이러한 조건의 인장 시험에 따른 측정에 의해 나타내는 상기 특정을 갖는 폴리머 시트(5)에 의하면, 챔버(4) 내의 경시적 변화에 의해서도 밀착성이 유지되며, 열전도율이 거의 변화하지 않기 때문에 포커스 링(3)의 온도를 안정시킬 수 있다. 그 결과, 경시적인 에칭 레이트의 변동을 저하시켜, 에칭 레이트 등의 에칭 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시형태에 따른 인장 시험에 의해 나타내는 특성을 갖는 폴리머 시트(5)에 의하면, 소정의 점착성(밀착성)과 부드러움을 갖기 때문에, 폴리머 시트(5)의 개체 차이를 흡수하여, 포커스 링(3)의 온도 제어성을 향상시킬 수 있다.
[인장 시험에 따른 폴리머 시트의 측정 방법의 변형예]
마지막으로, 도 7을 참조하면서, 인장 시험에 따른 폴리머 시트의 측정 방법의 변형예에 대해 설명한다. 도 7의 (a)는 비교예인 종래의 폴리머 시트를 인장 시험기로 인장한 경우의 결과를 나타낸다. 도 7의 (b)는 본 실시형태에 따른 상술의 조성 또는 조성비를 컨트롤한 폴리머 시트(5a)를 인장 시험기로 인장한 경우의 결과를 나타낸다.
상기 실시형태와 변형예를 비교하면, 도 6에 나타내는 상기 실시형태의 인장 시험에서는, 포커스 링(3a)의 테스트 피스가 SiC이며, 알루미늄 링(14a)의 테스트 피스가 Al2O3였다. 이것에 대하여, 본 변형예에서는, 포커스 링(3a)의 테스트 피스가 Si이며, 알루미늄 링(14a)의 테스트 피스가 Al이다. 또한, 도 6의 실시형태와 도 7의 상단에 나타내는 변형예의 인장 시험에서는, 포커스 링(3a)의 이면에 경면 가공이 실시되어 있는 테스트 피스가 사용되어 있다. 이것에 대하여, 도 7의 하단에 나타내는 변형예의 인장 시험에서는, 포커스 링(3a)의 Si 이면에 경면 가공이 실시되지 않은 테스트 피스가 사용된다. 도 7의 상단과 하단에 나타내는 2개의 변형예에서는, 사용되는 폴리머 시트(5a)의 테스트 피스의 소재 및 특성은 변하지 않는다.
또한, 도 6에 나타내는 상기 실시형태의 인장 시험에서는, 동일한 폴리머 시트(5a)를 6회 인장 시험기로 인장한 경우의 폴리머 시트(5a)의 변위량에 대한 인장력이 측정되었다. 이에 반하여, 도 7의 상단과 하단에 나타내는 2개의 본 변형예에서는, 동일한 폴리머 시트(5a)를 10회 인장 시험기로 인장한 경우의 폴리머 시트(5a)의 변위량에 대한 인장력이 측정된다. 그 이외의 인장 시험의 조건은 상기 실시형태와 마찬가지이다.
인장 시험의 결과, 도 7의 (a)의 상단의 비교예에서는, 폴리머 시트의 변위량이 0.3㎜일 때, 변위량에 대한 인장력의 경사가 거의 "0"이 되며, 폴리머 시트가 계면에서 미끄러지며 평행 이동하고 있는 것을 알 수 있다. 이것에 의해, 도 7의 (a)의 상단의 비교예에서는, 폴리머 시트의 변위량이 0.3㎜의 부근에서, 폴리머 시트가 포커스 링(3a) 및 알루미늄 링(14a)의 선팽창에 다 추종하지 못하고 벗겨지기 시작하고 있는 것을 알 수 있다.
한편, 도 7의 (b)의 상단의 본 변형예에서는, 폴리머 시트(5a)의 변위량이 0.3㎜의 부근이며, 전체 곡선에 있어서 변위량에 대한 인장력의 경사가 점점 높아지게 되며, 또한 불균일이 작다. 이것에 의해, 본 변형예에서는, 폴리머 시트(5a)의 변위량이 0.3㎜일 때, 폴리머 시트(5a)가 포커스 링(3a) 및 알루미늄 링(14a)의 선팽창에 추종하며 벗겨지지 않고 연장되고 있는 것을 알 수 있다.
이것에 의해, 포커스 링(3a)이 Si이며, 알루미늄 링(14a)이 Al인 경우에 있어서, 폴리머 시트(5)가 부드럽고, 또한 표면의 밀착력이 높은 것을 알 수 있다. 또한, 10회의 인장 시험에 따른 폴리머 시트(5)의 특성에 불균일이 작은 것을 알 수 있다. 이 결과로부터, 포커스 링(3)이 Si인 경우이며, 알루미늄 링(14)이 Al인 경우, 본 실시형태에 따른 폴리머 시트(5)는 신뢰성이 높고, 사용 빈도가 높아져도 적절한 밀착력과 경도를 유지하며, 열전도율이 양호한 뛰어난 특성을 갖는 것을 알 수 있다.
도 7의 (a)의 하단의 비교예에서는, 동일한 폴리머 시트를 10회 인장 시험기로 인장한 경우, 4회의 데이터 밖에 얻지 못하고, 나머지의 6회는 인장 시험기에 폴리머 시트를 세트하고 있는 동안에 벗겨져 버렸다.
한편, 도 7의 (b)의 하단의 본 변형예에서는, 폴리머 시트(5a)의 변위량이 0.3㎜의 부근에서, 모든 곡선에 있어서 변위량에 대한 인장력의 경사가 점점 높아지고 있다. 이것에 의해, 폴리머 시트(5a)가 포커스 링(3a) 및 알루미늄 링(14a)의 선팽창에 추종하여 벗겨지지 않고 연장되어 있는 것을 알 수 있다.
이것에 의해, 포커스 링(3a)이 Si이며, 알루미늄 링(14a)이 Al인 경우에 있어서, 또한 포커스 링(3a)의 이면에 경면 가공이 실시되어 있지 않은 경우, 종래의 시트에서는 매우 벗겨지기 쉬운 상태가 되어, 신뢰성이 저하되었다. 이에 반하여, 본 실시형태에 따른 폴리머 시트(5a)에 의하면, 폴리머 시트(5)가 부드럽고 또한 표면의 밀착력이 있으며, 또한 10회의 인장 시험에 따른 폴리머 시트(5)의 특성에 불균일이 작은 것을 알 수 있다.
또한, 포커스 링(3)이 Si 또는 SiC인 경우이며 알루미늄 링(14)이 Al 또는 Al2O3인 경우에는, 상기 실시형태 및 그 변형예와 마찬가지인 인장 시험의 결과를 얻을 수 있다고 고려된다. 또한, 상기 재질의 포커스 링(3) 및 알루미늄 링(14)을 사용하며, 또한 포커스 링(3a)의 이면에 경면 가공이 실시되어 있지 않은 경우에도, 폴리머 시트(5)를 충분히 밀착할 수 있어서, 열전도율이 양호한 뛰어난 특성을 갖는 것을 알 수 있다. 이것에 의해, 본 실시형태 및 그 변형예에 따른 폴리머 시트(5a)에 의하면, 포커스 링(3a)의 표면의 가공이 불필요해져, 비용을 삭감할 수 있는 것을 알 수 있다.
이상, 전열 시트를 상기 실시형태에 의해 설명했지만, 본 발명에 따른 전열 시트는 상기 실시형태에 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 범위 내에서 여러 가지의 변형 및 개량이 가능하다. 상기 복수의 실시형태에 기재된 사항은 모순되지 않는 범위에서 조합할 수 있다.
예를 들면, 본 발명에 따른 전열 시트는, 용량 결합형 플라즈마(CCP:Capacitively Coupled Plasma) 장치 뿐만이 아니라, 그 이외의 기판 처리 장치에 적용 가능하다. 그 이외의 기판 처리 장치로서는, 유도 결합형 플라즈마(ICP:Inductively Coupled Plasma), 래디얼 라인 슬롯 안테나를 이용한 CVD(Chemical Vapor Deposition) 장치, 헬리콘파 여기형 플라즈마(HWP:Helicon Wave Plasma) 장치, 전자 사이클로트론 공명 플라즈마(ECR:Electron Cyclotron Resonance Plasma) 장치 등이어도 된다.
또한, 본 발명에 따른 기판 처리 장치에 의해 처리되는 피처리 기판은 웨이퍼에 한정하지 않으며, 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이(Flat Panel Display) 용의 대형 기판, EL 소자 또는 태양 전지용의 기판이어도 된다.
1 : 피처리 기판
2 : 탑재대
3 : 포커스 링
4 : 챔버
5 : 폴리머 시트
12 : 정전 척
14 : 알루미늄 링

Claims (6)

  1. 소정의 인장 특성을 갖는 전열 시트에 있어서,
    실리콘을 포함하는 제 1 판형상 부재와 알루미늄을 포함하는 제 2 판형상 부재의 사이에 상기 전열 시트를 사이에 두고 소정 시간 가압한 후, 상기 전열 시트를 사이에 둔 상기 제 1 판형상 부재의 일단을 제 1 클램프로 파지하고, 상기 제 1 클램프와 대향하는 위치에서 상기 제 2 판형상 부재의 일단을 제 2 클램프로 파지하며,
    상기 제 1 및 제 2 클램프의 한쪽의 클램프를 고정하고, 다른쪽의 클램프를 상기 고정된 한쪽의 클램프의 반대측에 0.1㎜/분 내지 0.5㎜/분의 속도로 인장하는 시험을 N회(2≤N≤10) 실시했을 때에,
    상기 전열 시트의 변위량(X)이 0.2㎜≤X≤0.4㎜의 범위일 때의 인장력의 경사(Y)가 0.1N/㎜≤Y≤50N/㎜의 범위이며, 또한,
    상기 인장력의 불균일은 전열 시트의 변위량(X)이 0.2㎜≤X≤0.4㎜의 범위에 있어서 인장력의 중앙값에 대하여 ±25%의 범위 내인
    전열 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시험을 N회(2≤N≤6) 실시했을 때에,
    상기 전열 시트의 변위량(X)이 0.3㎜일 때의 인장력의 경사(Y)가 0.1N/㎜≤Y≤50N/㎜의 범위이며, 또한,
    상기 인장력의 불균일은 전열 시트의 변위량(X)이 0.3㎜인 경우에 있어서 인장력의 중앙값에 대하여 ±15%의 범위 내인
    전열 시트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 판형상 부재는 탄화 규소(SiC) 또는 실리콘(Si)이며, 상기 제 2 판형상 부재는 알루미나(Al2O3) 또는 알루미늄(Al)인
    전열 시트.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전열 시트는 폴리머 시트인
    전열 시트.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전열 시트는, 기판 처리 장치에 마련된 포커스 링과 알루미늄 링 또는 탑재대와의 사이에 배치하는
    전열 시트.
  6. 실리콘을 포함하는 제 1 판형상 부재와 알루미늄을 포함하는 제 2 판형상 부재의 사이에 전열 시트를 사이에 두고 소정 시간 가압한 후, 상기 전열 시트를 사이에 둔 상기 제 1 판형상 부재의 일단을 제 1 클램프로 파지하고, 상기 제 1 클램프와 대향하는 위치에서 상기 제 2 판형상 부재의 일단을 제 2 클램프로 파지하며,
    상기 제 1 및 제 2 클램프의 한쪽의 클램프를 고정하고, 다른쪽의 클램프를 상기 고정된 한쪽의 클램프의 반대측에 0.1㎜/분 내지 0.5㎜/분의 속도로 인장하는 시험을 N회(2≤N≤10) 실시했을 때에,
    상기 전열 시트의 변위량(X)이 0.2㎜≤X≤0.4㎜의 범위일 때의 인장력의 경사(Y)가 0.1N/㎜≤Y≤50N/㎜의 범위이며, 또한,
    상기 인장력의 불균일은 전열 시트의 변위량(X)이 0.2㎜≤X≤0.4㎜의 범위에 있어서 인장력의 중앙값에 대하여 ±25%의 범위 내인 인장 특성을 갖는 전열 시트를,
    포커스 링과 알루미늄 링 또는 탑재대와의 사이에 배치하는
    기판 처리 장치.
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