JP2008244190A - Electrostatic chuck device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、半導体ウエハやガラス基板等を吸着保持する静電チャック装置に関する。 The present invention relates to an electrostatic chuck apparatus that holds, for example, a semiconductor wafer or a glass substrate by suction.
半導体製造においては、半導体ウエハをプラズマエッチング装置等の加工装置の所定位置に固定する必要がある。特に、半導体ウエハ上に微細なパターンを描画し、多数の半導体素子を形成する集積回路の作製においては、半導体ウエハを平坦な面に確実に固定することが不可欠である。
半導体ウエハを固定する手段として、機械的、真空式、及び電気式のチャック装置が用いられている。これらの中でも、電気式チャック装置、すなわち、静電チャック装置は、平坦でない半導体ウエハであっても密着性よく固定できると共に、取扱いが簡単で、真空中でも使用できるという利点を有している。
静電チャック装置は、絶縁体で挟まれた内部電極に電圧を印加し、これによって生ずる静電気を利用して被吸着物を吸着する。
In semiconductor manufacturing, it is necessary to fix a semiconductor wafer at a predetermined position of a processing apparatus such as a plasma etching apparatus. In particular, in the production of an integrated circuit in which a fine pattern is drawn on a semiconductor wafer to form a large number of semiconductor elements, it is indispensable to securely fix the semiconductor wafer to a flat surface.
Mechanical, vacuum, and electrical chuck devices are used as means for fixing the semiconductor wafer. Among these, the electric chuck device, that is, the electrostatic chuck device has an advantage that even a non-flat semiconductor wafer can be fixed with good adhesion, is easy to handle, and can be used even in a vacuum.
The electrostatic chuck device applies a voltage to internal electrodes sandwiched between insulators, and adsorbs an object to be attracted using static electricity generated by the voltage.
従来、例えば、被吸着物と接する最表層にポリイミドフィルムを用いることで、絶縁破壊電圧が向上し、かつ安定した吸着力が得られる静電チャック装置(特許文献1)等が知られている。
半導体ウエハ等の被吸着物は、静電チャックにより加工装置の所定位置に固定され、所定の加工工程を経た後に、静電チャックから速やかに離脱する必要がある。静電チャックへの電圧印加の停止後に、被吸着物が速やかに離脱しないと、タクトタイムが大きくなり、生産性が低下してしまう。そのため、これらの用途に使用される静電チャック装置には、被吸着物に対する安定した吸着力と共に、被吸着物に対する速やかな離脱性を有することが望まれている。
An object to be attracted such as a semiconductor wafer is fixed to a predetermined position of a processing apparatus by an electrostatic chuck and needs to be quickly detached from the electrostatic chuck after a predetermined processing step. If the object to be adsorbed does not detach immediately after the voltage application to the electrostatic chuck is stopped, the tact time is increased and the productivity is lowered. Therefore, it is desired that the electrostatic chuck device used for these applications has a quick detachability with respect to the object to be adsorbed as well as a stable adsorbing force with respect to the object to be adsorbed.
しかしながら、従来の静電チャック装置は、電圧印加停止後における被吸着物の速やかな離脱性が得られにくかった。
本発明は、前記のような状況に鑑みてなされたもので、電圧印加停止の際における被吸着物の離脱性に優れた静電チャック装置を目的とする。
However, it has been difficult for the conventional electrostatic chuck device to obtain quick detachability of the object to be adsorbed after the voltage application is stopped.
The present invention has been made in view of the above situation, and an object thereof is an electrostatic chuck device that is excellent in the ability to detach an object to be attracted when voltage application is stopped.
(1)最表層が絶縁性を有し、該最表層が被吸着物と接する吸着面を有している静電チャック装置において、該最表層と該被吸着物との動摩擦係数が1.0以下であることを特徴とする静電チャック装置。
(2)前記被吸着物と接する前記最表層が、フッ素樹脂を含むことを特徴とする(1)に記載の静電チャック装置。
(1) In an electrostatic chuck apparatus in which the outermost layer has an insulating property and the outermost layer has an attracting surface in contact with the object to be adsorbed, the dynamic friction coefficient between the outermost layer and the object to be adsorbed is 1.0. An electrostatic chuck device comprising:
(2) The electrostatic chuck device according to (1), wherein the outermost layer in contact with the object to be adsorbed contains a fluororesin.
本発明によれば、電圧印加停止の際における被吸着物の離脱性に優れた静電チャック装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrostatic chuck apparatus excellent in the removal property of the to-be-adsorbed object in the case of a voltage application stop can be provided.
図面を参照して、本発明に係る静電チャック装置の実施形態について説明する。図1は本実施形態の静電チャック装置を内部電極の延在方向に対して垂直方向に切断したときの断面図である。なお、説明の便宜上、被吸着物を吸着する側を上側、その反対側を下側と定義する。また、説明の便宜上、各層は一定間隔を開けて図示している。実際の静電チャックでは、各層が密着している。 An embodiment of an electrostatic chuck device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the electrostatic chuck device of the present embodiment when cut in a direction perpendicular to the extending direction of the internal electrodes. For convenience of explanation, the side that adsorbs the object to be adsorbed is defined as the upper side, and the opposite side is defined as the lower side. For convenience of explanation, each layer is illustrated with a certain interval. In an actual electrostatic chuck, the layers are in close contact.
図1に示すように、本実施形態の静電チャック装置10は、絶縁層31と最表層33とが、絶縁性接着剤層22、23を介して貼着され、絶縁性接着剤層22と23の間に帯状の内部電極41、42が形成された電極シート(静電チャック装置用電極シート)30を主体として構成され、電極シート30が、接着剤層21を介して基板20に貼着された静電チャック装置である。なお、本実施形態では、最表層33の上面が、被吸着物を吸着する吸着面となっている。
また、本発明の静電チャック装置10は、最表層33が絶縁性を有しており、最表層33の上面が、被吸着物と接する吸着面である。
As shown in FIG. 1, in the
Further, in the
本発明者らは、鋭意研究の結果、静電チャック装置の最表層と被吸着物との動摩擦係数が1.0以下であれば、電圧印加停止の際に被吸着物の離脱性が良好になることを見出した。この結果を踏まえ、本発明の静電チャック装置10は、最表層33と被吸着物との動摩擦係数が1.0以下であることを特徴としている。
摩擦係数とは、物を滑らせるときに掛かる摩擦力の大きさを示す係数のことで、滑らせるのに必要な水平方向の力の大きさを、垂直に掛かる力の大きさで割った値である。摩擦係数は、互いに接触する2つの物質の接触面の材質や接触表面の状態によって決まる。
摩擦係数には、動摩擦係数と静摩擦係数がある。動摩擦係数とは、物体が動いているとき、その物体の進行方向の逆向きに働く摩擦力の大きさを、物体に垂直に掛かる力の大きさで割った値であり、静摩擦係数とは、静止している物体を動かそうとするとき、その物体の進行方向の逆向きに働く摩擦力の大きさを、垂直に掛かる力の大きさで割った値である。
As a result of diligent research, the present inventors have found that when the dynamic friction coefficient between the outermost layer of the electrostatic chuck device and the object to be adsorbed is 1.0 or less, the detachability of the object to be adsorbed is good when the voltage application is stopped. I found out that Based on this result, the
The coefficient of friction is a coefficient indicating the magnitude of the frictional force applied when sliding an object. The value of the horizontal force required to slide is divided by the magnitude of the force applied vertically. It is. The coefficient of friction is determined by the material of the contact surfaces of the two substances that are in contact with each other and the state of the contact surfaces.
The friction coefficient includes a dynamic friction coefficient and a static friction coefficient. The dynamic friction coefficient is a value obtained by dividing the magnitude of the friction force acting in the opposite direction of the moving direction of the object by the magnitude of the force applied perpendicularly to the object when the object is moving. When trying to move a stationary object, it is a value obtained by dividing the magnitude of the frictional force acting in the opposite direction of the moving direction of the object by the magnitude of the force applied vertically.
本発明の静電チャック装置10は、好ましくはシリコンウエハ、ガラス、金属、及び樹脂フィルム用の静電チャック装置として用いられる。これらの被吸着物であれば、最表層33との動摩擦係数が1.0以下を示しやすい。
The
最表層33に含まれる材質としては、前記被吸着物との動摩擦係数が1.0以下とすることができる材質であれば特に限定されないが、例えばフッ素樹脂やポリイミドが挙げられる。この中でも、フッ素樹脂が好ましい。フッ素樹脂を含んだ最表層33であれば、フッ素樹脂の有する低摩擦力の性質を活かして、被吸着物との動摩擦係数を低く抑えることができる。これにより、電圧印加の停止後における、被吸着物の離脱性に優れた静電チャック装置を得ることができる。なお、フッ素樹脂は、電圧印加の際の吸着力に関しても、ポリイミド樹脂と同等の安定した吸着力を有している。ここで、フッ素樹脂とは、フッ素元素を含んだ樹脂を云う。
The material included in the
最表層33に含まれるフッ素樹脂の含有量としては、0.025〜100質量%であることが好ましい。0.025質量%未満では、フッ素樹脂の性質が発揮されにくく、被吸着物の良好な離脱性が得られにくい。
The content of the fluororesin contained in the
最表層33に含まれるフッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、ポリビニルフルオロライド、フッ化ビニリデン系フッ素ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系フッ素ゴム、四フッ化エチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、フルオロホスファゼン系フッ素ゴム、含フッ素サーモプラスチック系フッ素ゴムが挙げられる。
Examples of the fluororesin contained in the
フッ素樹脂を含んだ最表層33の形態としては、例えば、フィルム状に成型されたフッ素樹脂フィルムを挙げることができる。
フッ素樹脂フィルムは市販されており、例えば、ポリテトラフルオロエチレンフィルム(商品名:ニトフロン、日東電工社製)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体フィルム(商品名:ネオフロンフィルム、ダイキン工業社製)、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体フィルム(商品名:Fluon−ETFE、旭硝子社製)を挙げることができる。
Examples of the form of the
Fluororesin films are commercially available. For example, polytetrafluoroethylene film (trade name: NITOFLON, manufactured by Nitto Denko Corporation), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer film (trade names: NEOFRON film, Daikin Industries, Ltd.) And tetrafluoroethylene-ethylene copolymer film (trade name: Fluon-ETFE, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.).
最表層33中でのフッ素樹脂の存在形態としては、フッ素樹脂を最表層33中にフィラーとして分散させてもよい。このフィラーの粒子径としては、0.01〜10μmが好ましい。フィラーの粒子径が0.01μm未満では、一旦分散したフィラーが二次凝集を起こしやすく、このため、吸着面に凹凸が生じ、被吸着物との密着性が低下するので好ましくない。フィラーの粒子径が10μmを超えた場合も、粒子径が大きいために、吸着面に凹凸差が生じやすくなるため好ましくない。
As the form of the fluororesin in the
最表層33の厚さは、5〜150μmであることが好ましい。より好ましくは10〜50μmである。5μm未満では、最表層33の強度が不足し、一方、150μmを超えると、内部電極から被吸着物までの距離が遠くなり、良好な吸着力が得られにくいため好ましくない。
最表層33は、その吸着面の鉛筆硬度が2H以上であることが好ましい。鉛筆硬度が2H未満であると、被吸着物との接触によって傷を生じやすい。
最表層33の表面、すなわち、被吸着物を吸着する吸着面の凹凸差は、20μm以下が好ましい。吸着面33の凹凸差が20μmを超えると、被吸着物との密着性が低下し、吸着力が不十分となる。
また、最表層33の吸着面には、動摩擦係数の減少を目的としたサンドブラスト処理を施してもよい。
The thickness of the
The
The unevenness difference of the surface of the
Further, the adsorption surface of the
さらに、最表層33には、硬度、接着性、耐久性、耐候性、耐光性、耐水性、防食性等を改良する目的で、紫外線吸収剤、近赤外線吸収剤、光安定剤、光散乱剤、酸化防止剤、消泡剤、レベリング剤、チクソトロピー付与剤、離型剤、イオン捕捉剤、潤滑剤、カップリング剤等の各種添加剤を添加することができる。
Furthermore, the
絶縁層31の材質としては、絶縁性を有していれば特に限定されないが、絶縁性を有する樹脂フィルムが好ましく用いられる。絶縁性を有した樹脂フィルムの主成分としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル類、ポリエチレン等のポリオレフィン類、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルイミド、トリアセチルセルロース、シリコンゴム等が挙げられる。中でも、絶縁性に優れることから、ポリエステル類、ポリオレフィン類、ポリイミド、シリコンゴム、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン等が好ましい。特に好ましいのはポリイミドである。ポリイミドであれば、高い電圧印加においても優れた絶縁破壊耐性を示すことができる。ポリイミドフィルムは市販されており、例えば、東レ・デュポン社製 商品名カプトン、宇部興産社製 商品名ユーピレックス、鐘淵化学工業社製 商品名アピカル等が好ましく用いられる。
絶縁層31の厚さは特に限定されないが、20〜150μmが好ましく、25〜75μmがより好ましい。
The material of the insulating
Although the thickness of the insulating
絶縁性接着剤層22、23としては、内部電極間に短絡を生じさせない絶縁性があれば特に限定されないが、樹脂材料を主成分とした接着剤で構成されることが好ましい。樹脂材料の主成分としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、シリコン樹脂、スチレン系ブロック共重合体、アミン化合物、ビスマレイミド化合物等から選択される1種又は2種以上の樹脂を主成分とする接着剤から、条件を充足するものを選択して用いることができる。
エポキシ樹脂としては、ビスフェノール型、フェノールノボラック型、クレゾールノボラック型、グリシジルエーテル型、グリシジルエステル型、グリシジルアミン型、トリヒドロキシフェニルメタン型、テトラグリシジルフェノールアルカン型、ナフタレン型、ジグリシジルジフェニルメタン型、ジグリシジルビフェニル型等の2官能または多官能エポキシ樹脂等が具体的に挙げられる。中でも、ビスフェノール型エポキシ樹脂が好ましく、ビスフェノールA型エポキシ樹脂が特に好ましい。また、エポキシ樹脂を主成分とする場合、必要に応じて、イミダゾール類、第3アミン類、フェノール類、ジシアンジアミド類、芳香族ジアミン類、有機過酸化物等のエポキシ樹脂用の硬化剤や硬化促進剤を配合してもよい。
フェノール樹脂としては、アルキルフェノール樹脂、p−フェニルフェノール樹脂、ビスフェノールA型フェノール樹脂等のノボラックフェノール樹脂、レゾールフェノール樹脂、ポリフェニルパラフェノール樹脂等が具体的に挙げられる。
スチレン系ブロック共重合体としては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体(SBS)、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン−エチレン−プロピレン−スチレン共重合体(SEPS)等が具体的に挙げられる。
The insulating
Epoxy resins include bisphenol, phenol novolac, cresol novolac, glycidyl ether, glycidyl ester, glycidylamine, trihydroxyphenylmethane, tetraglycidylphenolalkane, naphthalene, diglycidyldiphenylmethane, and diglycidyl. Specific examples include bifunctional or polyfunctional epoxy resins such as biphenyl type. Among these, bisphenol type epoxy resins are preferable, and bisphenol A type epoxy resins are particularly preferable. When epoxy resin is the main component, curing agents for epoxy resins such as imidazoles, tertiary amines, phenols, dicyandiamides, aromatic diamines, organic peroxides, and curing accelerators are used as necessary. An agent may be blended.
Specific examples of the phenol resin include novolak phenol resins such as alkylphenol resins, p-phenylphenol resins, and bisphenol A type phenol resins, resole phenol resins, polyphenylparaphenol resins, and the like.
Examples of the styrene block copolymer include styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS), styrene-isoprene-styrene block copolymer (SIS), styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS), Specific examples include styrene-ethylene-propylene-styrene copolymer (SEPS).
接着剤層21を構成する接着剤としては、絶縁性接着剤層22、23と同様の接着剤を用いることができる。但し、接着剤層21は、内部電極と直接接触しないので、絶縁性接着剤層22、23に求められるような高い絶縁耐性は必要ない。
As the adhesive constituting the
内部電極41、42には、電圧を印加した際に静電吸着力を発現できる導電性物質であれば、特に限定されないが、銅、アルミニウム、金、銀、白金、クロム、ニッケル、タングステン等やこれらの合金から選択される1種または2種以上の金属からなる薄膜をパターニングしたものが好ましく用いられる。金属薄膜の成膜法としては、例えば、蒸着、メッキ、スパッタリング等によって成膜する方法や、導電性ペーストを塗布乾燥して成膜する方法、及び銅箔等の金属箔を貼着する方法が挙げられる。
The
電極シート30を貼着する基板20としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム基板、ステンレス基板、セラミック基板等が挙げられる。
Although it does not specifically limit as the board |
本発明の静電チャック装置10は、最表層33と被吸着物の動摩擦係数が1.0以下を示せばよいため、必ずしも図1の層構造に限定されることはなく、必要に応じて、絶縁層や接着剤層を追加または省略することができる。また、本発明の静電チャック装置10は、接着剤層21及び基板20がない電極シート30そのものであってもよい。
The
本実施形態の静電チャック装置10を用いれば、最表層33と被吸着物との動摩擦係数が1.0以下であるため、電圧印加停止後の被吸着物の離脱性が優れている。離脱性が優れているので、半導体ウエハの製造等におけるタクトタイムを小さくでき、生産性を向上させることができる。
If the
次に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
<静電チャック装置の作製>
(実施例1)
図1を用いて、実施例1の静電チャック装置10の作製方法を説明する。
まず、絶縁層31に該当する厚さ50μmのポリイミドフィルム(商品名:カプトン200H、東レ・デュポン社製)の片面に、絶縁性接着剤層22に該当する厚さ20μmの接着剤フィルムを介して、内部電極41、42を形成するための厚さ12μmの銅箔(商品名:TQ−VLP、三井金属鉱業社製)を積層した。
次いで、銅箔面にエッチングを行い、櫛形電極の形状を有した内部電極41、42を形成した。なお、この櫛形電極は、90×90mmのエリア内に、幅5mmの導電性部分と幅5mmの絶縁性部分とが交互に配置された櫛形形状の内部電極とした。
次いで、この内部電極41、42の上に、絶縁性接着剤層23に該当する厚さ20μmの接着剤フィルムを介して、最表層33に該当する厚さ50μmのポリテトラフルオロエチレンフィルム(商品名:ニトフロン、日東電工社製)を積層し、電極シート30を得た。
得られた電極シート30を所定の寸法に裁断した後、接着剤層21に該当する厚さ20μmの接着剤フィルムを介して、基板20に該当する5×100×100mmのアルミニウム基板を積層し、実施例1の静電チャック装置10を作製した。
EXAMPLES Next, although this invention is demonstrated in more detail using an Example, this invention is not limited to these Examples.
<Production of electrostatic chuck device>
Example 1
A method for producing the
First, a polyimide film having a thickness of 50 μm corresponding to the insulating layer 31 (trade name: Kapton 200H, manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.) is disposed on an adhesive film having a thickness of 20 μm corresponding to the insulating
Next, the copper foil surface was etched to form
Next, a polytetrafluoroethylene film having a thickness of 50 μm corresponding to the
After cutting the obtained
前記接着剤フィルムは、次に挙げる材料及び工程により得られた。まず、レゾールフェノール樹脂(商品名:ショウノールCKM−908A、昭和高分子社製)と、NBR(商品名:Nipol 1001、日本ゼオン社製)とを質量比1:1で混合し、接着剤組成物とした。この接着剤組成物をメチルエチルケトンに溶解して、固形分が30質量%の接着剤溶液に調製した。次いで、この接着剤溶液を離型性ポリエチレンテレフタレートフィルム(厚さ38μm)の片面に塗布した後、150℃で3分間加熱乾燥して、厚さ20μmの接着剤フィルムを得た。
接着剤フィルムを介した積層物の接着には、150℃の高温連続ラミネーションを用い、接着剤フィルムの熱融解によって積層物同士を貼着させた。また、接着剤層21に該当する接着剤シートを介しての電極シート30とアルミニウム基板20との貼着では、まず、150℃/30分間の真空プレスを施し、次いで、通風オーブン内で150℃/12時間の熱処理を施すことによって接着剤の熱硬化を促進し、積層物同士を貼着した。
The adhesive film was obtained by the following materials and processes. First, a resol phenol resin (trade name: Shonor CKM-908A, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.) and NBR (trade name: Nipol 1001, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) are mixed at a mass ratio of 1: 1, and an adhesive composition is prepared. It was a thing. This adhesive composition was dissolved in methyl ethyl ketone to prepare an adhesive solution having a solid content of 30% by mass. Next, this adhesive solution was applied to one side of a releasable polyethylene terephthalate film (thickness 38 μm) and then dried by heating at 150 ° C. for 3 minutes to obtain an adhesive film having a thickness of 20 μm.
For adhesion of the laminates via the adhesive film, high temperature continuous lamination at 150 ° C. was used, and the laminates were stuck together by heat melting of the adhesive film. Moreover, in the adhesion of the
(実施例2)
最表層33のポリテトラフルオロエチレンフィルムの代わりに、厚さ50μmのポリイミドフィルム(カプトン200H、東レ・デュポン社製)を使用した以外は、実施例1と同様にして静電チャック装置10を作製した。
(実施例3)
最表層33のポリテトラフルオロエチレンフィルムの代わりに、サンドブラスト処理された厚さ50μmのポリイミドフィルム(カプトン200H、東レ・デュポン社製)を使用した以外は、実施例1と同様にして静電チャック装置10を作製した。なお、該サンドブラスト処理には、研削材として粒径0.1mmの珪砂を用い、ポリイミドフィルムに対するブラスト量は0.5kg/minとした。
(Example 2)
An
(Example 3)
An electrostatic chuck apparatus similar to Example 1 except that a 50 μm thick polyimide film (Kapton 200H, manufactured by Toray DuPont) was used instead of the polytetrafluoroethylene film of the
(比較例1)
最表層33として、シリコンゴム(東レ・ダウコーニング社製、商標名:DY32−1000U 厚さ500μm)を使用した以外は、実施例1と同様にして静電チャック装置を作製した。
(Comparative Example 1)
An electrostatic chuck device was produced in the same manner as in Example 1 except that silicon rubber (trade name: DY32-1000U, thickness: 500 μm, manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd.) was used as the
(比較例2)
最表層33として、実施例2のポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製、商標名:カプトン200H、厚さ50μm)の表面にシリコンレジン(信越化学工業社製 KR−112 固形分30%)を厚さ10μmで塗布し、120℃で30分間乾燥させることによってシリコンレジンによる最表層を形成した以外は、実施例1と同様にして静電チャック装置を作製した。
(Comparative Example 2)
As the
<評価>
前記実施例1〜3及び比較例1〜2によって得られた静電チャック装置を用いて、吸着力、離脱性、及び動摩擦係数を以下に示す方法で試験した。結果を表1に示す。
(吸着力)
静電チャック装置の内部電極に電位差5kVの電圧を印加して、被吸着物を吸着させ、1分間固定保持した後に、電圧印加を停止させた。被吸着物の剥離強度は、固定保持中に1回、電圧印加の停止0秒後、印加電圧の停止30秒の計3回にわたり測定し、吸着力を評価した。
なお、被吸着物には、大きさ0.3×80×80mmの無アルカリガラスを用いた。剥離強度の測定には、テンシロン(型番:RTC−1150A、オリエンテック社製)を用い、ガラスを50mm/分の速さで垂直方向に引き剥がした際の剥離強度を測定した。測定環境は、25℃、相対湿度55%とした。
(離脱性)
前記吸着力の測定を元に、下記判定基準により離脱性を評価した。
○=印加停止直後に1gf/cm2未満
△=印加停止30秒後に1gf/cm2未満
×=印加停止30秒後に1gf/cm2以上
(動摩擦係数)
動摩擦係数の測定は、JISK7125に準拠する以下の方法で行った。
まず、静電チャック装置をテーブルに固定した。次いで、被吸着物として大きさ0.7×80×50mmのアルカリガラスを用意し、これに補強板を接着した上で、静電チャック上に配置した。さらに、被吸着物上の中央に重さ200gの錘(直径2.54cm)を配置した。
このように配置した被吸着物の補強板部分に、90度の角度で引っ張ることができる治具を備えた引張試験機を固定し、速度100mm/minで1分間引っ張り、100mmの距離を移動させることによって、その際にアルカリガラスと静電チャック装置の吸着面との間に生じた摩擦力を測定した。
測定した摩擦力の最大値以後の水平部の値を平均し、これを動摩擦力とした。そして、この動摩擦力を錘の重さ200gで割ることによって動摩擦係数を求めた。
<Evaluation>
Using the electrostatic chuck devices obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the adsorption force, the detachability, and the dynamic friction coefficient were tested by the following methods. The results are shown in Table 1.
(Adsorption power)
A voltage with a potential difference of 5 kV was applied to the internal electrode of the electrostatic chuck device to adsorb the object to be adsorbed, and fixed and held for 1 minute, and then the voltage application was stopped. The peel strength of the object to be adsorbed was measured once during the fixed holding, 0 times after stopping the voltage application, and 30 times after stopping the applied voltage for a total of 3 times, and the adsorptive power was evaluated.
Note that non-alkali glass having a size of 0.3 × 80 × 80 mm was used as the object to be adsorbed. For measuring the peel strength, Tensilon (model number: RTC-1150A, manufactured by Orientec Co., Ltd.) was used, and the peel strength when the glass was peeled in the vertical direction at a speed of 50 mm / min was measured. The measurement environment was 25 ° C. and relative humidity 55%.
(Withdrawal)
Based on the measurement of the adsorptive power, the detachability was evaluated according to the following criteria.
○ = less than 1 gf / cm 2 immediately after application stop Δ = less than 1 gf / cm 2 after 30 seconds of application stop × = more than 1 gf / cm 2 after 30 seconds of application stop (dynamic friction coefficient)
The dynamic friction coefficient was measured by the following method based on JISK7125.
First, the electrostatic chuck device was fixed to a table. Next, an alkali glass having a size of 0.7 × 80 × 50 mm was prepared as an object to be adsorbed, and a reinforcing plate was adhered to the alkali glass, which was then placed on the electrostatic chuck. Furthermore, a weight (diameter 2.54 cm) having a weight of 200 g was arranged at the center on the object to be adsorbed.
A tensile tester equipped with a jig that can be pulled at an angle of 90 degrees is fixed to the reinforcing plate portion of the object to be adsorbed arranged in this way, and pulled at a speed of 100 mm / min for 1 minute to move a distance of 100 mm. Thus, the frictional force generated between the alkali glass and the suction surface of the electrostatic chuck device at that time was measured.
The value of the horizontal part after the maximum value of the measured friction force was averaged, and this was defined as the dynamic friction force. Then, the dynamic friction coefficient was determined by dividing this dynamic friction force by the weight of the weight of 200 g.
表1に示したように、実施例1〜3は、被吸着物に対して電圧印加の際の吸着力が良好であるだけでなく、電圧印加を停止した際の離脱性に優れていることが確認された。これに対して、比較例1〜2は、電圧印加停止後30秒を経過しても吸着力を有していたため、離脱性に劣ると確認された。
また、実施例1及び3は、動摩擦係数が0.4と特に低い値を示した。この理由として、実施例1では、最表層33にフッ素樹脂を主成分としたポリテトラフルオロエチレンフィルムを用いたことが動摩擦係数の低減に寄与していると推察された。また、実施例3では、最表層33に用いたポリイミドフィルムに、摩擦力を低減するサンドブラスト処理を施したことが動摩擦係数の低減に寄与していると推察された。
As shown in Table 1, Examples 1 to 3 not only have good adsorption power when applying voltage to an object to be adsorbed, but also have excellent detachability when voltage application is stopped. Was confirmed. On the other hand, it was confirmed that Comparative Examples 1 and 2 were inferior in releasability because they had an adsorptive power even after 30 seconds had elapsed after the voltage application was stopped.
In Examples 1 and 3, the dynamic friction coefficient was a particularly low value of 0.4. As a reason for this, in Example 1, it was speculated that the use of a polytetrafluoroethylene film mainly composed of a fluororesin for the
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電圧印加停止の際における被吸着物の離脱性に優れた静電チャック装置を提供できる。 As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide an electrostatic chuck device that is excellent in the ability to detach an object to be attracted when voltage application is stopped.
10 静電チャック装置
20 基板
21 接着剤層
22、23 絶縁性接着剤層
30 電極シート
31 絶縁層
33 最表層
41、42 内部電極
DESCRIPTION OF
Claims (2)
The electrostatic chuck apparatus according to claim 1, wherein the outermost layer in contact with the object to be adsorbed contains a fluororesin.
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