JP2022109210A - Substrate fixing device - Google Patents

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Abstract

To provide a substrate fixing device capable of improving the uniformity of the temperature of an attraction surface of an electrostatic attraction member.SOLUTION: A substrate fixing device 1 includes a base plate 10, an electrostatic attraction member 50 that attracts and holds a substrate, and a first adhesive layer 20 for adhering the electrostatic attraction member to the base plate, and within the temperature range of -110°C to 250°C, the storage modulus of the first adhesive layer is 25 MPa or less. Also, the thickness of the first adhesive layer is 0.4 mm or less. Also, the thermal conductivity of the first adhesive layer is 0.5 W/(m K) or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、基板固定装置に関する。 The present disclosure relates to a substrate securing device.

一般に、ウェハ等の基板の固定に用いられる基板固定装置では、接着層を用いて、静電吸着部材がベースプレートに接着されている。 Generally, in a substrate fixing device used for fixing a substrate such as a wafer, an electrostatic adsorption member is adhered to a base plate using an adhesive layer.

国際公開第2016/035878号WO2016/035878 特開2014-207374号公報JP 2014-207374 A 国際公開第2009/107701号WO2009/107701 特開2011-091297号公報JP 2011-091297 A 特開2020-023088号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-023088 特開2015-061913号公報JP 2015-061913 A 特開2019-220503号公報JP 2019-220503 A 特開2007-299837号公報JP 2007-299837 A

従来の基板固定装置では、静電吸着部材の吸着面に十分な均熱特性が得られないことがある。つまり、静電吸着部材の吸着面の温度にばらつきが生じることがある。 In the conventional substrate fixing device, it may not be possible to obtain sufficient heat uniformity on the attracting surface of the electrostatic attracting member. In other words, the temperature of the attraction surface of the electrostatic attraction member may vary.

本開示は、静電吸着部材の吸着面の温度の均一性を向上することができる基板固定装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a substrate fixing device capable of improving the uniformity of the temperature of the attraction surface of the electrostatic attraction member.

本開示の一形態によれば、ベースプレートと、基板を吸着保持する静電吸着部材と、前記静電吸着部材を前記ベースプレートに接着する第1接着層と、を有し、-110℃~250℃の温度範囲内で、前記第1接着層の貯蔵弾性率は、25MPa以下である基板固定装置が提供される。 According to one aspect of the present disclosure, the apparatus includes a base plate, an electrostatic attraction member that attracts and holds a substrate, and a first adhesive layer that adheres the electrostatic attraction member to the base plate, and is -110°C to 250°C. The substrate fixing device is provided, wherein the storage modulus of the first adhesive layer is 25 MPa or less within the temperature range of .

本開示によれば、静電吸着部材の吸着面の温度の均一性を向上することができる。 According to the present disclosure, it is possible to improve the temperature uniformity of the attraction surface of the electrostatic attraction member.

第1実施形態に係る基板固定装置を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a substrate fixing device according to a first embodiment; FIG. 接着層の例における温度と貯蔵弾性率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the temperature and storage elastic modulus in the example of an adhesion layer. 接着層の例及び補助接着層の一例における温度と貯蔵弾性率との関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between temperature and storage modulus in an example of an adhesive layer and an example of an auxiliary adhesive layer. 接着層の他の一例における温度と貯蔵弾性率との関係を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing the relationship between temperature and storage elastic modulus in another example of an adhesive layer; 信頼性試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of a reliability test. 第2実施形態に係る基板固定装置を示す断面図である。It is a sectional view showing a substrate fixing device concerning a 2nd embodiment. 第3実施形態に係る基板固定装置を示す断面図である。It is a sectional view showing a substrate fixing device concerning a 3rd embodiment.

本願発明者らは、従来の基板固定装置において静電吸着部材の吸着面に温度のばらつきが生じる原因を究明すべく鋭意検討を行った。この結果、基板固定装置が-60℃程度の低温に晒された時に、静電吸着部材の熱変形量とベースプレートの熱変形量との間に大きな差が生じ、接着層に大きな応力が作用し、接着層に凝集破壊が生じることがあることが明らかになった。凝集破壊の発生により、接着層の熱抵抗の面内均一性が低下し、静電吸着部材の吸着面に温度がばらつくのである。 The inventors of the present application conducted extensive studies to find out the cause of temperature variations on the attracting surface of the electrostatic attracting member in the conventional substrate fixing device. As a result, when the substrate fixing device is exposed to a low temperature of about -60°C, a large difference occurs between the amount of thermal deformation of the electrostatic attraction member and the amount of thermal deformation of the base plate, and a large stress acts on the adhesive layer. , it became clear that cohesive failure may occur in the adhesive layer. The occurrence of cohesive failure lowers the in-plane uniformity of the thermal resistance of the adhesive layer, resulting in variations in the temperature of the attraction surface of the electrostatic attraction member.

本開示は、このような知見に基づきなされたものであって、基板固定装置が低温に晒された時でも、接着層の凝集破壊を抑制し、静電吸着部材の吸着面の温度の均一性を向上する。 The present disclosure has been made based on such knowledge, and even when the substrate fixing device is exposed to low temperatures, the cohesive failure of the adhesive layer is suppressed, and the temperature uniformity of the adsorption surface of the electrostatic adsorption member is improved. improve.

以下、本開示の実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。 Embodiments of the present disclosure will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, constituent elements having substantially the same functional configuration may be denoted by the same reference numerals, thereby omitting redundant description.

(第1実施形態)
まず、第1実施形態について説明する。図1は、第1実施形態に係る基板固定装置を示す断面図である。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the substrate fixing device according to the first embodiment.

図1に示すように、第1実施形態に係る基板固定装置1は、主要な構成要素として、ベースプレート10と、接着層20と、補助接着層21と、静電吸着部材50とを有している。 As shown in FIG. 1, the substrate fixing device 1 according to the first embodiment has a base plate 10, an adhesive layer 20, an auxiliary adhesive layer 21, and an electrostatic adsorption member 50 as main components. there is

ベースプレート10は、静電吸着部材50を搭載するための部材である。ベースプレート10の厚さは、例えば、20mm~50mm程度とすることができる。ベースプレート10は、例えば、アルミニウムから形成され、プラズマを制御するための電極等として利用することもできる。ベースプレート10に所定の高周波電力を給電することで、発生したプラズマ状態にあるイオン等を静電吸着部材50上に吸着されたウェハ等の基板に衝突させるためのエネルギーを制御し、エッチング処理を効果的に行うことができる。 The base plate 10 is a member for mounting the electrostatic attraction member 50 thereon. The thickness of the base plate 10 can be, for example, approximately 20 mm to 50 mm. The base plate 10 is made of aluminum, for example, and can be used as an electrode or the like for controlling plasma. By supplying a predetermined high-frequency power to the base plate 10, the energy for colliding ions or the like in the generated plasma state with the substrate such as a wafer adsorbed on the electrostatic adsorption member 50 is controlled, thereby effecting the etching process. can be done systematically.

ベースプレート10の内部には、水路15が設けられている。水路15は、一端に冷却水導入部15aを備え、他端に冷却水排出部15bを備えている。水路15は、基板固定装置1の外部に設けられた冷却水制御装置(図示せず)に接続されている。冷却水制御装置(図示せず)は、冷却水導入部15aから水路15に冷却水を導入し、冷却水排出部15bから冷却水を排出する。水路15に冷却水を循環させベースプレート10を冷却することで、静電吸着部材50上に吸着された基板を冷却することができる。ベースプレート10には、水路15の他に、静電吸着部材50上に吸着された基板を冷却する不活性ガスを導入するガス路等を設けてもよい。 A water channel 15 is provided inside the base plate 10 . The water channel 15 has a cooling water introduction portion 15a at one end and a cooling water discharge portion 15b at the other end. The water channel 15 is connected to a cooling water control device (not shown) provided outside the substrate fixing device 1 . A cooling water control device (not shown) introduces the cooling water from the cooling water introduction portion 15a into the water passage 15 and discharges the cooling water from the cooling water discharge portion 15b. By cooling the base plate 10 by circulating cooling water through the water channel 15, the substrate attracted on the electrostatic attraction member 50 can be cooled. In addition to the water channel 15 , the base plate 10 may be provided with a gas channel or the like for introducing an inert gas for cooling the substrate adsorbed on the electrostatic adsorption member 50 .

静電吸着部材50は、発熱部30と、静電チャック40とを有し、吸着対象物であるウェハ等の基板を吸着保持する。静電吸着部材50のベースプレート10側の面にプライマー62が塗布されている。プライマー62は、例えばチタンを含んでいてもよい。プライマー62は第2プライマーの一例である。 The electrostatic chucking member 50 has a heating portion 30 and an electrostatic chuck 40, and chucks and holds a substrate such as a wafer as an chucking target. A primer 62 is applied to the surface of the electrostatic adsorption member 50 on the side of the base plate 10 . Primer 62 may include titanium, for example. Primer 62 is an example of a second primer.

発熱部30は、絶縁層31と、絶縁層31に内蔵された発熱体32とを有している。発熱体32の周囲は、絶縁層31に被覆され、外部から保護されている。発熱体32としては、例えばタングステン又はモリブデンの焼結体を用いることができる。発熱体32として、圧延合金を用いてもよい。なお、発熱体32は、必ずしも絶縁層31の厚さ方向の中央部に内蔵される必要はなく、要求仕様に応じて絶縁層31の厚さ方向の中央部よりもベースプレート10側又は静電チャック40側に偏在してもよい。 The heat generating portion 30 has an insulating layer 31 and a heat generating element 32 embedded in the insulating layer 31 . The periphery of the heating element 32 is covered with an insulating layer 31 and protected from the outside. As the heating element 32, for example, a sintered body of tungsten or molybdenum can be used. A rolled alloy may be used as the heating element 32 . Note that the heating element 32 does not necessarily need to be built in the central portion of the insulating layer 31 in the thickness direction. It may be unevenly distributed on the 40 side.

絶縁層31としては、例えば、高熱伝導率及び高耐熱性を有するエポキシ樹脂やビスマレイミドトリアジン樹脂等を用いることができる。絶縁層31の熱伝導率は3W/(m・K)以上とすることが好ましい。絶縁層31にアルミナや窒化アルミニウム等のフィラーを含有させることで、絶縁層31の熱伝導率を向上させることができる。また、絶縁層31のガラス転移温度(Tg)は250℃以上とすることが好ましい。また、絶縁層31の厚さは100μm~150μm程度とすることが好ましく、絶縁層31の厚さばらつきは±10%以下とすることが好ましい。 As the insulating layer 31, for example, an epoxy resin, a bismaleimide triazine resin, or the like having high thermal conductivity and high heat resistance can be used. It is preferable that the thermal conductivity of the insulating layer 31 is 3 W/(m·K) or more. By including a filler such as alumina or aluminum nitride in the insulating layer 31, the thermal conductivity of the insulating layer 31 can be improved. Also, the glass transition temperature (Tg) of the insulating layer 31 is preferably 250° C. or higher. The thickness of the insulating layer 31 is preferably about 100 μm to 150 μm, and the thickness variation of the insulating layer 31 is preferably ±10% or less.

なお、発熱体32と絶縁層31との高温下での密着性を向上するため、発熱体32の少なくとも一つの面(上下面の一方又は双方)が粗化されていることが好ましい。もちろん、発熱体32の上下面の両方が粗化されていてもよい。この場合、発熱体32の上面と下面で異なる粗化方法を用いてもよい。粗化の方法は特に限定されないが、エッチングによる方法、カップリング剤系の表面改質技術を用いる方法、波長が355nm以下のUV-YAGレーザによるドット加工を用いる方法等を例示することができる。 In order to improve the adhesion between the heating element 32 and the insulating layer 31 at high temperatures, it is preferable that at least one surface (one or both of the upper and lower surfaces) of the heating element 32 is roughened. Of course, both the upper and lower surfaces of the heating element 32 may be roughened. In this case, different roughening methods may be used for the upper and lower surfaces of the heating element 32 . The roughening method is not particularly limited, but examples include a method by etching, a method using a coupling agent-based surface modification technique, and a method using dot processing with a UV-YAG laser with a wavelength of 355 nm or less.

静電チャック40は、吸着対象物であるウェハ等の基板を吸着保持する。静電チャック40の吸着対象物である基板の直径は、例えば、8インチ、12インチ、又は18インチ程度とすることができる。 The electrostatic chuck 40 attracts and holds a substrate such as a wafer, which is an attraction target. The diameter of the substrate, which is the object to be attracted by the electrostatic chuck 40, can be, for example, about 8 inches, 12 inches, or 18 inches.

静電チャック40は、発熱部30上に設けられている。静電チャック40は、基体41と、静電電極42とを有している。静電チャック40は、例えば、ジョンセン・ラーベック型静電チャックである。但し、静電チャック40は、クーロン力型静電チャックであってもよい。 The electrostatic chuck 40 is provided on the heating portion 30 . The electrostatic chuck 40 has a base 41 and an electrostatic electrode 42 . Electrostatic chuck 40 is, for example, a Johnsen-Rahbek type electrostatic chuck. However, the electrostatic chuck 40 may be a Coulomb force type electrostatic chuck.

基体41は誘電体であり、基体41としては、例えば、酸化アルミニウム(Al)、窒化アルミニウム(AlN)等のセラミックスを用いることができる。基体41の厚さは、例えば、1mm~10mm程度、基体41の比誘電率は、例えば、1kHzの周波数で9~10程度とすることができる。静電チャック40と発熱部30の絶縁層31とは直接接合されている。発熱部30と静電チャック40とを接着剤を介すことなく直接接合することにより、基板固定装置1の耐熱温度を向上することができる。発熱部30と静電チャック40とを接着剤で接合する基板固定装置の耐熱温度は150℃程度であるが、基板固定装置1では耐熱温度を200℃程度とすることができる。 The substrate 41 is a dielectric, and ceramics such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and aluminum nitride (AlN) can be used as the substrate 41 . The thickness of the substrate 41 can be, for example, about 1 mm to 10 mm, and the dielectric constant of the substrate 41 can be, for example, about 9 to 10 at a frequency of 1 kHz. The electrostatic chuck 40 and the insulating layer 31 of the heating portion 30 are directly bonded. The heat-resistant temperature of the substrate fixing device 1 can be improved by directly bonding the heat-generating part 30 and the electrostatic chuck 40 without an adhesive. The heat-resistant temperature of the substrate fixing device that joins the heat-generating part 30 and the electrostatic chuck 40 with an adhesive is about 150.degree.

静電電極42は、薄膜電極であり、基体41に内蔵されている。静電電極42は、基板固定装置1の外部に設けられた電源に接続され、所定の電圧が印加されると、ウェハ等の基板との間に静電気による吸着力が発生し、静電チャック40上に基板を吸着保持することができる。吸着保持力は、静電電極42に印加される電圧が高いほど強くなる。静電電極42は、単極形状でも、双極形状でも構わない。静電電極42としては、例えばタングステン又はモリブデンの焼結体を用いることができる。 The electrostatic electrode 42 is a thin film electrode and embedded in the base 41 . The electrostatic electrode 42 is connected to a power source provided outside the substrate fixing device 1 , and when a predetermined voltage is applied, an electrostatic attraction force is generated between the electrostatic electrode 42 and a substrate such as a wafer. A substrate can be adsorbed and held thereon. The attraction holding force becomes stronger as the voltage applied to the electrostatic electrode 42 becomes higher. The electrostatic electrode 42 may be monopolar or bipolar. As the electrostatic electrode 42, for example, a sintered body of tungsten or molybdenum can be used.

接着層20は、発熱部30をベースプレート10に接着している。接着層20はプライマー62に直接接触する。接着層20としては、例えば、シリコーン系接着剤を用いることができる。接着層20にアルミナや窒化アルミニウム等のフィラーが含有されていてもよい。-110℃~250℃の温度範囲R1内で、接着層20の貯蔵弾性率は25MPa以下であり、好ましくは、-100℃~140℃の温度範囲R2内で、接着層20の貯蔵弾性率は21MPa以下である。図2は、接着層20の例における温度と貯蔵弾性率との関係を示す図である。図2に示す関係は、動的粘弾性測定(dynamic mechanical analysis:DMA)により取得することができる。図2には、接着層20の第1例20A及び第2例20Bの特性を示す。第1例20A及び第2例20Bのいずれでも、貯蔵弾性率が温度の上昇につれて低下し、-110℃において25MPa以下であり、温度範囲R1内で25MPaとなっている。また、第1例20A及び第2例20Bのいずれでも、-100℃~140℃の温度範囲R2内で、貯蔵弾性率は21MPa以下である。特に第1例20Aでは、-100℃において11MPa以下であり、温度範囲R2内で11MPaとなっている。接着層20は第1接着層の一例である。 The adhesive layer 20 adheres the heat generating portion 30 to the base plate 10 . Adhesive layer 20 is in direct contact with primer 62 . As the adhesive layer 20, for example, a silicone-based adhesive can be used. The adhesive layer 20 may contain a filler such as alumina or aluminum nitride. Within the temperature range R1 of −110° C. to 250° C., the storage modulus of the adhesive layer 20 is 25 MPa or less, and preferably within the temperature range R2 of −100° C. to 140° C. 21 MPa or less. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between temperature and storage elastic modulus in an example of the adhesive layer 20. As shown in FIG. The relationship shown in FIG. 2 can be obtained by dynamic mechanical analysis (DMA). FIG. 2 shows properties of a first example 20A and a second example 20B of the adhesive layer 20. As shown in FIG. In both the first example 20A and the second example 20B, the storage modulus decreases as the temperature rises, is 25 MPa or less at −110° C., and is 25 MPa within the temperature range R1. Moreover, in both the first example 20A and the second example 20B, the storage elastic modulus is 21 MPa or less within the temperature range R2 of -100°C to 140°C. In particular, in the first example 20A, it is 11 MPa or less at −100° C. and 11 MPa within the temperature range R2. The adhesive layer 20 is an example of a first adhesive layer.

接着層20の厚さは、好ましくは0.4mm以下である。接着層20の厚さが0.4mm超であると、静電チャック40とベースプレート10との間の熱抵抗が過剰となるおそれがあるためである。接着層20の厚さは、より好ましくは0.3mm以下であり、更に好ましくは0.2mm以下である。また、接着力の確保の観点から、接着層20の厚さは、好ましくは0.1mm以上である。 The thickness of the adhesive layer 20 is preferably 0.4 mm or less. This is because if the thickness of the adhesive layer 20 exceeds 0.4 mm, the thermal resistance between the electrostatic chuck 40 and the base plate 10 may become excessive. The thickness of the adhesive layer 20 is more preferably 0.3 mm or less, and even more preferably 0.2 mm or less. In addition, from the viewpoint of securing adhesive strength, the thickness of the adhesive layer 20 is preferably 0.1 mm or more.

温度範囲R1及びR2内で、接着層20の熱伝導率は、好ましくは0.5W/(m・K)以上であり、より好ましくは0.9W/(m・K)以上である。接着層20の熱伝導率が0.5W/(m・K)未満であると、静電チャック40とベースプレート10との間の熱抵抗が過剰となるおそれがあるためである。温度範囲R1及びR2内で、接着層20の熱伝導率は、更に好ましくは1.0W/(m・K)以上であり、更に一層好ましくは1.1W/(m・K)以上である。 Within the temperature ranges R1 and R2, the thermal conductivity of the adhesive layer 20 is preferably 0.5 W/(m·K) or more, more preferably 0.9 W/(m·K) or more. This is because if the thermal conductivity of the adhesive layer 20 is less than 0.5 W/(m·K), the thermal resistance between the electrostatic chuck 40 and the base plate 10 may become excessive. Within the temperature ranges R1 and R2, the thermal conductivity of the adhesive layer 20 is more preferably 1.0 W/(m·K) or greater, and even more preferably 1.1 W/(m·K) or greater.

補助接着層21は接着層20よりも薄い。補助接着層21の厚さは、例えば0.12mm以下である。温度範囲R1及びR2内で、補助接着層21の熱伝導率は、接着層20の熱伝導率よりも高いことが好ましい。例えば、温度範囲R1及びR2内で、補助接着層21の熱伝導率は2.0W/(m・K)以上である。補助接着層21は第2接着層の一例である。 The auxiliary adhesive layer 21 is thinner than the adhesive layer 20 . The thickness of the auxiliary adhesive layer 21 is, for example, 0.12 mm or less. The thermal conductivity of the auxiliary adhesive layer 21 is preferably higher than that of the adhesive layer 20 within the temperature ranges R1 and R2. For example, within the temperature ranges R1 and R2, the thermal conductivity of the auxiliary adhesive layer 21 is greater than or equal to 2.0 W/(m·K). The auxiliary adhesive layer 21 is an example of a second adhesive layer.

第1実施形態に係る基板固定装置1では、-110℃~250℃の温度範囲R1内で、接着層20の貯蔵弾性率は25MPa以下と低い。このため、静電吸着部材50の熱変形量とベースプレート10の熱変形量との間に大きな差が生じたとしても、温度範囲R1内であれば、接着層20は変形しやすく、接着層20に作用する応力が抑制される。従って、接着層20の凝集破壊を抑制し、静電吸着部材50の吸着面に優れた均熱特性を得ることができる。つまり、静電吸着部材50の吸着面の温度の均一性を向上することができる。 In the substrate fixing device 1 according to the first embodiment, the storage elastic modulus of the adhesive layer 20 is as low as 25 MPa or less within the temperature range R1 of -110°C to 250°C. Therefore, even if there is a large difference between the amount of thermal deformation of the electrostatic attraction member 50 and the amount of thermal deformation of the base plate 10, the adhesive layer 20 is easily deformed within the temperature range R1. stress acting on is suppressed. Therefore, cohesive failure of the adhesive layer 20 can be suppressed, and excellent heat uniformity can be obtained on the attraction surface of the electrostatic attraction member 50 . That is, the temperature uniformity of the attraction surface of the electrostatic attraction member 50 can be improved.

-100℃~0℃の温度範囲S内で、補助接着層21の貯蔵弾性率は接着層20の貯蔵弾性率よりも高いことが好ましい。接着層20に作用する応力を緩和しやすいためである。図3は、接着層20の例(第1例20A、第2例20B)及び補助接着層21の一例における温度と貯蔵弾性率との関係を示す図である。図3に示す関係は、DMAにより取得することができる。図3に示す例では、温度範囲R1及びR2内で、補助接着層21の貯蔵弾性率は接着層20の貯蔵弾性率よりも高い。つまり、-100℃~0℃の温度範囲S内で、補助接着層21の貯蔵弾性率は接着層20の貯蔵弾性率よりも高くなっている。 The storage modulus of the auxiliary adhesive layer 21 is preferably higher than that of the adhesive layer 20 within the temperature range S of -100°C to 0°C. This is because the stress acting on the adhesive layer 20 can be easily relaxed. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between temperature and storage elastic modulus in an example of the adhesive layer 20 (first example 20A, second example 20B) and an example of the auxiliary adhesive layer 21. As shown in FIG. The relationship shown in FIG. 3 can be obtained by DMA. In the example shown in FIG. 3, the storage modulus of the auxiliary adhesive layer 21 is higher than that of the adhesive layer 20 within the temperature ranges R1 and R2. That is, the storage elastic modulus of the auxiliary adhesive layer 21 is higher than that of the adhesive layer 20 within the temperature range S of -100°C to 0°C.

補助接着層21及びプライマー62が設けられていなくてもよい。 The auxiliary adhesive layer 21 and the primer 62 may not be provided.

なお、第1実施形態に係る基板固定装置1の製造に際し、接着層20の原料として、例えば粘度が2Pa・s~40Pa・sの接着剤を用いることができる。接着剤は塗布により設けてもよく、半硬化状態(B-ステージ)の絶縁樹脂フィルムを用いてもよい。 In addition, when manufacturing the substrate fixing device 1 according to the first embodiment, an adhesive having a viscosity of 2 Pa·s to 40 Pa·s, for example, can be used as a raw material of the adhesive layer 20 . The adhesive may be provided by coating, or a semi-cured (B-stage) insulating resin film may be used.

また、第1実施形態に係る基板固定装置1の製造に際し、補助接着層21の原料として、例えば粘度が40Pa・s~70Pa・sの接着剤を用いることができる。接着剤は塗布により設けてもよく、半硬化状態(B-ステージ)の絶縁樹脂フィルムを用いてもよい。接着剤の塗布及び硬化後に研削を行ってもよい。 Further, in manufacturing the substrate fixing device 1 according to the first embodiment, an adhesive having a viscosity of 40 Pa·s to 70 Pa·s, for example, can be used as a raw material for the auxiliary adhesive layer 21 . The adhesive may be provided by coating, or a semi-cured (B-stage) insulating resin film may be used. Grinding may be performed after application and curing of the adhesive.

第1実施形態に係る基板固定装置1は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、ベースプレート10の上に補助接着層21を形成する。補助接着層21の形成後に補助接着層21の平面研削を行ってもよい。また、静電吸着部材50の下面にプライマー62を塗布し、風乾する。そして、接着層20により、補助接着層21の上面と、プライマー62が塗布された静電吸着部材50の下面とを互いに接着する。このとき、スペーサを用いてベースプレート10と静電吸着部材50との間の距離を調整してもよい。 The substrate fixing device 1 according to the first embodiment can be manufactured, for example, as follows. First, the auxiliary adhesive layer 21 is formed on the base plate 10 . Surface grinding of the auxiliary adhesive layer 21 may be performed after the auxiliary adhesive layer 21 is formed. Also, the primer 62 is applied to the lower surface of the electrostatic adsorption member 50 and air-dried. Then, the upper surface of the auxiliary adhesive layer 21 and the lower surface of the electrostatic adsorption member 50 coated with the primer 62 are adhered to each other by the adhesive layer 20 . At this time, a spacer may be used to adjust the distance between the base plate 10 and the electrostatic attraction member 50 .

接着層20及び補助接着層21の材料は限定されない。接着層20及び補助接着層21の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂及びポリイミド樹脂が挙げられる。これらの複合材料が、接着層20及び補助接着層21に用いられてもよい。また、接着層20及び補助接着層21にフィラーが含まれていてもよい。フィラーとしては、シリカ、アルミナ、窒化アルミニウム等が挙げられる。 Materials for the adhesive layer 20 and the auxiliary adhesive layer 21 are not limited. Examples of materials for the adhesive layer 20 and the auxiliary adhesive layer 21 include silicone resin, epoxy resin, acrylic resin, and polyimide resin. These composite materials may be used for adhesive layer 20 and auxiliary adhesive layer 21 . Also, the adhesive layer 20 and the auxiliary adhesive layer 21 may contain a filler. Examples of fillers include silica, alumina, and aluminum nitride.

次に、第1実施形態に倣って製造した基板固定装置(装置No.1)についての信頼性試験の結果について、参考例(装置No.2)についての信頼性試験の結果と比較しながら説明する。 Next, the reliability test results of the substrate fixing device (device No. 1) manufactured according to the first embodiment will be described while comparing with the reliability test results of the reference example (device No. 2). do.

装置No.1は、図3に示す特性を備えた接着層20の第1例20A及び補助接着層21を有する。接着層20の厚さは0.2mmとし、補助接着層21の厚さは0.1mmとした。 Device no. 1 has a first example 20A of adhesive layer 20 and an auxiliary adhesive layer 21 with the properties shown in FIG. The thickness of the adhesive layer 20 was set to 0.2 mm, and the thickness of the auxiliary adhesive layer 21 was set to 0.1 mm.

装置No.2は、接着層20の第1例20Aに代えて、図4に示す特性を備えた接着層22を有し、他の構成は装置No.1の構成と同様である。接着層22の厚さは0.2mmとした。図4は、接着層の他の一例(接着層22)における温度と貯蔵弾性率との関係を示す図である。図4に示す関係は、DMAにより取得することができる。 Device no. 2 has an adhesive layer 22 having the properties shown in FIG. 1 is the same as the configuration of FIG. The thickness of the adhesive layer 22 was set to 0.2 mm. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between temperature and storage elastic modulus in another example of the adhesive layer (adhesive layer 22). The relationship shown in FIG. 4 can be obtained by DMA.

なお、接着層20及び22はフィラーを含有し、接着層20のフィラー含有率(接着層の単位質量当たりのフィラーの質量)は、接着層22のフィラー含有率よりも低い。 The adhesive layers 20 and 22 contain a filler, and the filler content of the adhesive layer 20 (mass of filler per unit mass of the adhesive layer) is lower than the filler content of the adhesive layer 22 .

信頼性試験では、-45℃への降温と150℃への昇温との熱負荷の繰り返し(試験A)と、-45℃への降温と170℃への昇温との熱負荷の繰り返し(試験B)とを行った。そして、試験開始から所定日数が経過した時の吸着面での温度のばらつきを測定した。試験Aでの1日当たりの熱負荷の繰り返し数は16回とし、試験Bでの1日当たりの熱負荷の繰り返し数は11回とした。これらの結果を図5に示す。図5は、信頼性試験の結果を示す図である。図5の横軸は経過日数を示し、縦軸は吸着面での温度のばらつきを示す。 In the reliability test, the heat load was repeated with a temperature drop to -45°C and a temperature rise to 150°C (test A), and the heat load was repeated with a temperature drop to -45°C and a temperature rise to 170°C (test A). Test B) was performed. Then, the variation in temperature on the adsorption surface was measured after a predetermined number of days had passed since the start of the test. The number of heat load repetitions per day in Test A was 16, and the number of heat load repetitions per day in Test B was 11 times. These results are shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing the results of the reliability test. The horizontal axis in FIG. 5 indicates the number of days elapsed, and the vertical axis indicates the variation in temperature on the attracting surface.

図5に示すように、試験A及び試験Bのいずれにおいても、装置No.1の吸着面の温度のばらつきが、装置No.2の吸着面の温度のばらつきよりも大幅に小さくなった。このことは、接着層20の凝集破壊が接着層22の凝集破壊よりも生じにくく、接着層20の熱抵抗の均一性が長期にわたって良好であることを示している。 As shown in FIG. 5, in both test A and test B, apparatus No. The variation in the temperature of the attracting surface of apparatus No. 1 is It is much smaller than the temperature variation of the adsorption surface of No. 2. This indicates that the cohesive failure of the adhesive layer 20 is less likely to occur than the cohesive failure of the adhesive layer 22, and that the thermal resistance uniformity of the adhesive layer 20 is good over a long period of time.

なお、ベースプレート10の表面がアルミナ溶射等により絶縁処理されていてもよい。絶縁処理により、ベースプレート10と静電電極42との間の放電をより確実に抑制することができる。 The surface of the base plate 10 may be insulated by thermal spraying of alumina or the like. The insulation treatment can more reliably suppress discharge between the base plate 10 and the electrostatic electrode 42 .

絶縁層31が設けられず、発熱体32が基体41に内蔵されていてもよい。また、発熱部30が設けられなくてもよい。これらの場合、接着層20は、基体41をベースプレート10に接着する。 The heating element 32 may be incorporated in the base 41 without the insulating layer 31 provided. Moreover, the heat generating part 30 may not be provided. In these cases, adhesive layer 20 adheres substrate 41 to base plate 10 .

(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、主として、静電吸着部材の構成の点で第1実施形態と相違する。図6は、第2実施形態に係る基板固定装置を示す断面図である。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment will be described. The second embodiment differs from the first embodiment mainly in the configuration of the electrostatic attraction member. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a substrate fixing device according to the second embodiment.

図6に示すように、第2実施形態に係る基板固定装置2は、静電吸着部材50が発熱部30を含まず、静電チャック40が発熱体32を内蔵している。他の構成は第1実施形態と同様である。 As shown in FIG. 6, in the substrate fixing device 2 according to the second embodiment, the electrostatic adsorption member 50 does not include the heating portion 30, and the electrostatic chuck 40 incorporates the heating element 32. As shown in FIG. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

第2実施形態によっても第1実施形態と同様の効果が得られる。 The same effects as those of the first embodiment can be obtained by the second embodiment.

(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態は、主として、ベースプレート10と静電吸着部材50との間の部分の構成の点で第1実施形態と相違する。図7は、第3実施形態に係る基板固定装置を示す断面図である。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. The third embodiment differs from the first embodiment mainly in the configuration of the portion between the base plate 10 and the electrostatic attraction member 50. FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a substrate fixing device according to the third embodiment.

図7に示すように、第3実施形態に係る基板固定装置3では、ベースプレート10の静電吸着部材50側の面にプライマー61が塗布されている。プライマー61は、例えばチタンを含んでいてもよい。基板固定装置3は補助接着層21を含まず、接着層20はプライマー61に直接接触する。他の構成は第1実施形態と同様である。プライマー61は第1プライマーの一例である。 As shown in FIG. 7, in the substrate fixing device 3 according to the third embodiment, a primer 61 is applied to the surface of the base plate 10 on the electrostatic adsorption member 50 side. Primer 61 may contain titanium, for example. The substrate fixing device 3 does not include the auxiliary adhesive layer 21 , and the adhesive layer 20 is in direct contact with the primer 61 . Other configurations are the same as those of the first embodiment. Primer 61 is an example of a first primer.

第3実施形態によっても第1実施形態と同様の効果が得られる。また、補助接着層21が設けられていないため、静電吸着部材50とベースプレート10との間の熱抵抗をより低減することができる。 Effects similar to those of the first embodiment can also be obtained by the third embodiment. Moreover, since the auxiliary adhesive layer 21 is not provided, the thermal resistance between the electrostatic attraction member 50 and the base plate 10 can be further reduced.

第3実施形態に係る基板固定装置3は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、ベースプレート10の上面にプライマー61を塗布し、乾燥させる。静電吸着部材50の下面にプライマー62を塗布し、乾燥させる。プライマー61及び62は、加熱により乾燥させてもよい。そして、接着層20により、プライマー61が塗布されたベースプレート10の上面と、プライマー62が塗布された静電吸着部材50の下面とを互いに接着する。このとき、スペーサを用いてベースプレート10と静電吸着部材50との間の距離を調整してもよい。 The substrate fixing device 3 according to the third embodiment can be manufactured, for example, as follows. First, the primer 61 is applied to the upper surface of the base plate 10 and dried. A primer 62 is applied to the lower surface of the electrostatic attraction member 50 and dried. The primers 61 and 62 may be dried by heating. Then, the adhesive layer 20 bonds the upper surface of the base plate 10 coated with the primer 61 and the lower surface of the electrostatic adsorption member 50 coated with the primer 62 to each other. At this time, a spacer may be used to adjust the distance between the base plate 10 and the electrostatic attraction member 50 .

第2実施形態において、第3実施形態のように、ベースプレート10の静電吸着部材50側の面にプライマー61が塗布され、補助接着層21が設けられず、接着層20がプライマー61に直接接触していてもよい。 In the second embodiment, as in the third embodiment, the primer 61 is applied to the surface of the base plate 10 on the side of the electrostatic attraction member 50, the auxiliary adhesive layer 21 is not provided, and the adhesive layer 20 is in direct contact with the primer 61. You may have

なお、ベースプレート10と静電吸着部材50との間の距離は、好ましくは0.025mm~1.025mm以下であり、より好ましくは0.050mm~1.000mm以下である。良好な密着性と放熱性との両立のためである。 The distance between the base plate 10 and the electrostatic adsorption member 50 is preferably 0.025 mm to 1.025 mm or less, more preferably 0.050 mm to 1.000 mm or less. This is for compatibility between good adhesion and heat dissipation.

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。 Although the preferred embodiments and the like have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and various modifications can be made to the above-described embodiments and the like without departing from the scope of the claims. Modifications and substitutions can be made.

1、2、3 基板固定装置
10 ベースプレート
20 接着層
21 補助接着層
30 発熱部
40 静電チャック
50 静電吸着部材
61、62 プライマー
Reference Signs List 1, 2, 3 Substrate fixing device 10 Base plate 20 Adhesive layer 21 Auxiliary adhesive layer 30 Heat generating part 40 Electrostatic chuck 50 Electrostatic adsorption member 61, 62 Primer

Claims (11)

ベースプレートと、
基板を吸着保持する静電吸着部材と、
前記静電吸着部材を前記ベースプレートに接着する第1接着層と、
を有し、
-110℃~250℃の温度範囲内で、前記第1接着層の貯蔵弾性率は、25MPa以下であることを特徴とする基板固定装置。
a base plate;
an electrostatic attraction member that attracts and holds the substrate;
a first adhesive layer that adheres the electrostatic adsorption member to the base plate;
has
The substrate fixing device, wherein the storage elastic modulus of the first adhesive layer is 25 MPa or less within a temperature range of -110°C to 250°C.
-100℃~140℃の温度範囲内で、前記第1接着層の貯蔵弾性率は、21MPa以下であることを特徴とする請求項1に記載の基板固定装置。 The substrate fixing device according to claim 1, wherein the storage elastic modulus of the first adhesive layer is 21 MPa or less within a temperature range of -100°C to 140°C. 前記第1接着層の厚さは、0.4mm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の基板固定装置。 3. The substrate fixing device according to claim 1, wherein the thickness of said first adhesive layer is 0.4 mm or less. 前記第1接着層の厚さは、0.2mm以下であることを特徴とする請求項1又は2に記載の基板固定装置。 3. The substrate fixing device according to claim 1, wherein the thickness of said first adhesive layer is 0.2 mm or less. 前記温度範囲内で、前記第1接着層の熱伝導率は、0.5W/(m・K)以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の基板固定装置。 5. The substrate fixing device according to claim 1, wherein the thermal conductivity of the first adhesive layer is 0.5 W/(mK) or more within the temperature range. . 前記ベースプレートの前記静電吸着部材側の面に設けられた第1プライマーを有し、
前記第1接着層は前記第1プライマーに直接接触する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の基板固定装置。
a first primer provided on the surface of the base plate on the side of the electrostatic adsorption member;
The substrate fixing device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first adhesive layer is in direct contact with the first primer.
前記ベースプレートと前記第1接着層との間に設けられ、前記第1接着層よりも薄い第2接着層を有し、
前記温度範囲内で、前記第2接着層の熱伝導率は、前記第1接着層の熱伝導率よりも高いことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の基板固定装置。
a second adhesive layer provided between the base plate and the first adhesive layer and thinner than the first adhesive layer;
6. The substrate fixing device according to claim 1, wherein the thermal conductivity of the second adhesive layer is higher than the thermal conductivity of the first adhesive layer within the temperature range. .
-100℃~0℃の温度範囲内で、前記第2接着層の貯蔵弾性率は、前記第1接着層の貯蔵弾性率よりも高いことを特徴とする請求項7に記載の基板固定装置。 8. The substrate fixing device according to claim 7, wherein the storage elastic modulus of the second adhesive layer is higher than the storage elastic modulus of the first adhesive layer within a temperature range of -100.degree. C. to 0.degree. 前記第2接着層の厚さは、0.12mm以下であることを特徴とする請求項7又は8に記載の基板固定装置。 9. The substrate fixing device according to claim 7, wherein the second adhesive layer has a thickness of 0.12 mm or less. 前記静電吸着部材の前記ベースプレート側の面に設けられた第2プライマーを有し、
前記第1接着層は前記第2プライマーに直接接触することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の基板固定装置。
a second primer provided on the base plate side surface of the electrostatic adsorption member;
10. The substrate fixing device according to claim 1, wherein said first adhesive layer is in direct contact with said second primer.
前記ベースプレートと前記静電吸着部材との間の距離は、0.025mm~1.025mm以下であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の基板固定装置。 11. The substrate fixing device according to claim 1, wherein the distance between said base plate and said electrostatic adsorption member is 0.025 mm to 1.025 mm or less.
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