JP2001244318A

JP2001244318A - 導電性スピンチャック

Info

Publication number: JP2001244318A
Application number: JP2000053715A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Ozaki; 雅一尾崎; Yoji Ueno; 洋司上野; Izuru Matsuhashi; 出松橋
Original assignee: Nichias Corp
Current assignee: Nichias Corp
Priority date: 2000-02-29
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2001-09-07
Anticipated expiration: 2020-02-29
Also published as: JP3900456B2

Abstract

(57)【要約】【課題】表面固有抵抗値が１０⁶〜１０¹⁰Ωで、導電
性の制御が容易であり、且つ、薄肉化に対応しうる曲げ
強度や曲げ弾性率等の剛性の高い導電性スピンチャック
を提供すること。【解決手段】本発明に係る導電性スピンチャックは、
ポリエーテルエーテルケトン樹脂６０〜９０重量％と、
体積固有抵抗値１０⁰Ωcm以上の導電性カーボンファイ
バー１０〜４０重量％とからなり、引張強度２００MPa
以上、曲げ強度３００MPa 以上、曲げ弾性率１８GPa 以
上、且つ、表面固有抵抗値が１０⁶〜１０¹⁰Ωである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性スピンチャ
ックに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウェハ等の半導体ウェハは、最
終製品であるＩＣチップが得られるまでに多岐にわたる
加工・処理工程を必要とし、このような半導体ウェハの
レジスト塗布処理、洗浄処理、現像処理等にはスピンチ
ャックが用いられている。スピンチャックは、先端に半
導体ウェハの真空吸引が可能な吸着保持部を有すると共
に、回転処理装置の軸等にはめ込まれて該半導体ウェハ
を保持したまま高速回転可能な構造を有する半導体ウェ
ハ保持部材である。

【０００３】スピンチャックには、破損や変形等により
半導体ウェハの真空吸着が不可能にならないように引張
強度、曲げ強度や曲げ弾性率が高いこと、及びレジスト
塗布等の際の高速回転で空気等との摩擦で生じる静電気
でパーティクルが付着したり該静電気により半導体ウェ
ハが破損されないように帯電を防止できること等の性能
が要求される。ここで、スピンチャックが良好な帯電防
止性能を発現するためには、スピンチャックの表面固有
抵抗値が１０⁶〜１０¹⁰Ω程度であることが好ましい。

【０００４】スピンチャックにある程度の導電性を持た
せ、帯電を防止するようにしたものとしては、例えば、
特開平９−３６２１６号公報に、ポリエーテルエーテル
ケトン樹脂７０〜９７重量％及び導電性カーボンブラッ
ク３〜３０重量％からなり、テーバー摩耗試験の摩耗質
量が所定量である樹脂組成物から成形した帯電防止ウエ
ハキャリアが開示されており、該ウエハキャリアは、静
電気によるゴミ、ホコリ等の付着がなく、低発塵性で、
耐熱性、機械特性等に優れる等の効果を有する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、該ウエ
ハキャリアは、導電性材料として配合されるカーボンブ
ラックが細かく凝集し易いために分散性が悪く、スピン
チャックの全体にわたり均一に表面固有抵抗値を１０⁶
〜１０¹⁰Ω程度にするようことがかなり困難であるとい
う問題があった。また、近年、スピンチャックの軽量
化、コンパクト化が望まれているが、上記スピンチャッ
クを軽量化等のために薄肉化すると、曲げ強度や曲げ弾
性率等が不十分であるという問題もあった。

【０００６】従って、本発明の目的は、表面固有抵抗値
が１０⁶〜１０¹⁰Ωで、導電性の制御が容易であり、且
つ、薄肉化に対応しうる曲げ強度や曲げ弾性率等の剛性
の高い導電性スピンチャックを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者は鋭意検討を行った結果、ポリエーテルエーテル
ケトン樹脂と特定の体積固有抵抗値を有する導電性カー
ボンファイバーとからなる組成物から形成したスピンチ
ャックによれば、容易に表面固有抵抗値を１０ ⁶〜１０
¹⁰Ωにすることができると共に表面固有抵抗値のバラツ
キも少なく、さらに、曲げ強度や曲げ弾性率等の高い導
電性スピンチャックが得られることを見出し、本発明を
完成するに至った。

【０００８】すなわち、本発明は、ポリエーテルエーテ
ルケトン樹脂６０〜９０重量％と、体積固有抵抗値１０
⁰Ωcm以上の導電性カーボンファイバー１０〜４０重量
％とからなり、引張強度２００MPa 以上、曲げ強度３０
０MPa 以上、曲げ弾性率１８GPa 以上、且つ、表面固有
抵抗値が１０⁶〜１０¹⁰Ωであることを特徴とする導電
性スピンチャックを提供するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明に係る導電性スピンチャッ
クは、ポリエーテルエーテルケトン樹脂６０〜９０重量
％と、体積固有抵抗値１０⁰Ωcm以上の導電性カーボン
ファイバー１０〜４０重量％とからなる。本発明で用い
られるポリエーテルエーテルケトン樹脂（以下、「ＰＥ
ＥＫ樹脂」ともいう）としては、特に限定されず通常の
ものを用いることができるが、例えば、下記式（１）で
表される繰り返し単位を有するものが挙げられる。

【００１０】

【化１】

【００１１】また、本発明で用いられるＰＥＥＫ樹脂は
対数粘度が通常０．６５〜０．９５dl/g、好ましくは
０．７４〜０．９０dl/gである。該対数粘度が０．６５
未満であるとスピンチャックの引張強度、曲げ強度及び
曲げ弾性率等の機械的強度が小さくなり易いため好まし
くない。また、対数粘度が０．９５dl/gを越えると樹脂
組成物の流動性が小さくなりスピンチャックの成形加工
性が低下し易いため好ましくない。

【００１２】ここで対数粘度とは、下式（２）で定義さ
れるものであり、９８％濃硫酸に重合体を溶解し３０℃
の条件下、オストワルド法により測定した値である。対数粘度＝ｌｎ（ｔ／ｔ₀）／Ｃ（２）ｔ：試料溶液の落下時間ｔ₀：濃硫酸の落下時間Ｃ：試料濃度０．１g/dl

【００１３】なお、スピンチャック等電子部品用の樹脂
としては、ポリエーテルエーテルケトン樹脂以外にも、
ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンサルファイド、
ポリアリレート等が成形性、寸法安定性、機械特性（剛
性）に優れるものとして知られているが、これらは耐磨
耗性が低くなり易いため好ましくない。

【００１４】本発明に係る導電性スピンチャックに用い
られる導電性カーボンファイバーは体積固有抵抗値が通
常１０⁰Ωcm以上、好ましくは１０⁰〜１０³Ωcm、さ
らに好ましくは１０¹〜１０²Ωcmである。体積固有抵
抗値が１０⁰Ωcm未満であると表面固有抵抗値の制御が
困難になるため好ましくない。ここで、体積固有抵抗値
とはＪＩＳＫ−６９１１に採用されている体積抵抗率
と同じ意味を指す語である。

【００１５】また、上記導電性カーボンファイバーは、
繊維径が通常３〜２５μm 、好ましくは１０〜１３μm
であり、繊維長が通常５μm 〜５cm、好ましくは１００
μm〜３mmである。繊維径及び繊維長が上記範囲内にあ
ると導電性スピンチャックの剛性を高めることができる
ため好ましい。また、上記導電性カーボンファイバー
は、引張弾性率が通常４００００MPa 以上、好ましくは
４５０００MPa 以上である。曲げ弾性率が該範囲内にあ
ると機械的強度が向上するため好ましい。上記導電性カ
ーボンファイバーは、導電性であることから導電性スピ
ンチャックに所定の導電性を付与して表面固有抵抗値を
大幅に低下させると共に、ポリエーテルエーテルケトン
となじみ易くしかも所定の強度を有する繊維状のもので
あることから導電性スピンチャックの引張強度、曲げ強
度及び曲げ弾性率等を高くする作用を有する。

【００１６】本発明に係る導電性スピンチャックは、実
質的にポリエーテルエーテルケトン樹脂と上記導電性カ
ーボンファイバーからなり、両者を所定の比率で配合し
た組成物から形成される。該組成物中の配合比は、通
常、ポリエーテルエーテルケトン樹脂６０〜９０重量％
に対し体積固有抵抗値１０⁰Ωcm以上の導電性カーボン
ファイバー１０〜４０重量％であり、好ましくはポリエ
ーテルエーテルケトン樹脂６５〜７５重量％に対し上記
導電性カーボンファイバー２５〜３５重量％である。導
電性カーボンファイバーの配合比が１０重量％未満であ
ると、スピンチャックの表面固有抵抗値の制御が困難に
なり易いと共に、導電性カーボンファイバーの補強効果
が小さいため好ましくない。また、導電性カーボンファ
イバーの配合比が４０重量％を越えると成形加工性が悪
くなり易いため好ましくない。また、本発明に係る導電
性スピンチャックは、目的とする物性値を損なわない範
囲で他の任意成分が少量含まれていてもよい。他の任意
成分としては、カーボンブラック、導電性ウィスカ等が
挙げられる。

【００１７】本発明に係る導電性スピンチャックは、引
張強度が通常２００MPa 以上であり、曲げ強度が通常３
００MPa 以上であり、曲げ弾性率が通常１８GPa 以上で
ある。引張強度、曲げ強度及び曲げ弾性率が上記範囲よ
りも小さいと導電性スピンチャックの剛性が不足し、薄
肉化できないため好ましくない。また、本発明に係る導
電性スピンチャックは、表面固有抵抗値が１０⁶〜１０
¹⁰Ω、好ましくは１０ ⁶〜１０⁸Ωである。該表面固有
抵抗値が上記範囲外であると、導電性スピンチャックの
帯電防止効果が少ないため好ましくない。ここで表面固
有抵抗値とは、ＪＩＳＫ−６９１１に採用されている
表面抵抗率と同じ意味を指す語である。

【００１８】本発明に係る導電性スピンチャックの製造
方法としては、特に限定されず、通常の公知の方法を採
用することができる。例えば、ポリエーテルエーテルケ
トン樹脂及び上記導電性カーボンファイバーをタンブラ
等の混合機で均一混合した後、二軸押出機で溶融混練し
てペレットを得、該ペレットを溶融した後、射出成形
法、圧縮成形法等を採用して導電性スピンチャックを製
造することができる。

【００１９】本発明に係る導電性スピンチャックは、半
導体ウェハ等の保持部材として使用できる。

【００２０】

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれに限定されるものではな
い。

【００２１】実施例及び比較例で用いられるＰＥＥＫ樹
脂、導電性カーボンファイバー又は導電性カーボンブラ
ックは以下の通りである。・ＰＥＥＫ樹脂：「ＰＥＥＫポリマー４５０Ｐ」（ビ
クトレックス・エムシー株式会社製）、対数粘度０．８
６dl/g ・導電性カーボンファイバーＡ：ピッチ系炭素繊維「ザ
イラスＧＣ−０３Ｊ−３０１」（大阪ガスケミカル株
式会社製）・導電性カーボンブラックＢ：「ダイアブラックＧ」
（三菱化学株式会社製）・導電性カーボンブラックＣ：「ＦＴカーボン」（新日
化カーボン株式会社製）・導電性カーボンブラックＤ：「ＭＴカーボン」（Canc
arb 社製）・導電性カーボンファイバーＥ：「ピッチ系カーボンフ
ァイバー」（株式会社ドナック製）上記導電性カーボンファイバー又は導電性カーボンブラ
ックの物性等を表１に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】実施例１〜３ＰＥＥＫ樹脂と、導電性カーボンファイバーＡとを表２
に示す割合で配合し、二軸押出機で溶融、混練した後ペ
レット化した。次に、このペレットを射出成形機でスピ
ンチャック形状に成形し、導電性スピンチャックを得
た。得られた導電性スピンチャックについて、表面固有
抵抗値及びそのバラツキ、引張強度、曲げ強度、曲げ弾
性率を測定した。結果を表２に示す。なお、表面固有抵
抗値、引張強度、曲げ強度及び曲げ弾性率は以下のよう
にして測定した。・表面固有抵抗値：絶縁抵抗計「ＭＯＤＥＬ／９３２９
Ａ HIGH RESISTANCE METER 」（横河ヒューレット・パ
ッカード株式会社製）を用い、円盤状にした導電性スピ
ンチャックをＳＵＳの電極ではさみ、印加電圧１００Ｖ
で１分間電圧をかけて測定することにより表面固有抵抗
値を求めた。・引張強度：ＡＳＴＭ１号ダンベルの試験体を成形し、
ＡＳＴＭＤ６３８に準拠して測定した。・曲げ強度及び曲げ弾性率：３．２^tmm×１２．７^Wmm
×１２７^Lmmの試験体を使用し、ＡＳＴＭＤ７９０に
準拠して測定した。

【００２４】

【表２】

【００２５】実施例１〜３の導電性スピンチャックはい
ずれも表面固有抵抗値が１０⁶〜１０¹⁰Ωの範囲内にあ
り帯電防止性能に優れると共に、表面固有抵抗値のバラ
ツキが小さく、さらに、導電性カーボンファイバーの配
合量の変化に対する表面固有抵抗値の変化が急激に起こ
らないため実用価値に優れたものであった。また、引張
強度、曲げ強度、曲げ弾性率がいずれも高く剛性に優れ
たものであった。

【００２６】比較例１〜６導電性カーボンファイバーＡに代えて導電性カーボンブ
ラックＢ〜Ｄ又は導電性カーボンファイバーＥを用い、
ＰＥＥＫ樹脂との配合比率を表３に示すようにした以外
は実施例１と同様にしてスピンチャックを得た。得られ
たスピンチャックについて、実施例１と同様に表面固有
抵抗値及びそのバラツキ、引張強度、曲げ強度、曲げ弾
性率を測定した。結果を表２に示す。

【００２７】

【表３】＊１「<10⁶」は10⁶Ω未満であることを示す。

【００２８】比較例１〜６のスピンチャックはいずれも
表面固有抵抗値が１０⁶〜１０¹⁰Ωの範囲外にあり帯電
防止性能が劣る。また、比較例３〜６では表面固有抵抗
値のバラツキが大きい。さらに、比較例３及び比較例４
の結果より、導電性カーボンブラックの配合量の微小な
変化により表面固有抵抗値や剛性が急激に変化してしま
うため実用価値が高くないことが分かる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の導電性スピンチャックは、帯電
防止効果に化ぐれ、またバラツキも小さく実用価値が大
きい。また、剛性が高いため、経時による変形が少なく
耐久性に優れ、スピンチャックの薄肉化を図ることがで
きる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０３Ｃ (72)発明者松橋出神奈川県横浜市鶴見区大黒町１−70 ニチアス株式会社鶴見研究所内Ｆターム(参考） 4J002 CH091 DA036 FA046 FD116 GQ02 5F031 CA02 HA02 HA13 MA23 MA24 MA26 PA21 PA26 5F046 AA28 CC08 5G301 DA20 DA42 DD05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエーテルエーテルケトン樹脂６０〜
９０重量％と、体積固有抵抗値１０⁰Ωcm以上の導電性
カーボンファイバー１０〜４０重量％とからなり、引張
強度２００MPa 以上、曲げ強度３００MPa 以上、曲げ弾
性率１８GPa 以上、且つ、表面固有抵抗値が１０⁶〜１
０¹⁰Ωであることを特徴とする導電性スピンチャック。
【請求項２】前記導電性カーボンファイバーは、繊維
径３〜２５μm 、繊維長５μm 〜５cm、且つ引張弾性率
４００００MPa 以上であることを特徴とする請求項１記
載の導電性スピンチャック。