JP7402022B2 - 静電チャック装置用基台、静電チャック装置およびそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
[1]台座の側面にポリイミド樹脂層が形成された静電チャック装置用基台であって、前記側面に形成されたポリイミド樹脂層の厚さの標準偏差が5μm以下であることを特徴とする静電チャック装置用基台。
[2]前記[1]に記載の静電チャック装置用基台を用いたことを特徴とする静電チャック装置。
[3]台座の側面にポリイミド樹脂層を形成する工程を含む静電チャック装置用基台の製造方法であって、
前記台座を加熱しながら、ポリイミド前駆体をノズルを介して該台座の表面に噴霧することを特徴とする静電チャック装置用基台の製造方法。
前記内部電極における前記第1の絶縁性有機フィルムとは反対側の面に第2の絶縁性有機フィルムを貼着する工程と、
前記第1の絶縁性有機フィルムにおける前記内部電極とは反対側の面が、側面にポリイミド樹脂層が形成された基台の厚さ方向の上面側となるように、前記第1の絶縁性有機フィルム、前記内部電極および前記第2の絶縁性有機フィルムを含む静電吸着シートを、前記基台の一方の面に接合する工程と、
前記第2の絶縁性有機フィルムの厚さ方向の上面、並びに、前記樹脂層の側面を覆うように密着層を形成する工程と、
前記密着層の厚さ方向の上面を覆うようにセラミックス下地層を形成する工程と、を有する静電チャック装置の製造方法であって、
前記基台が、台座の側面にポリイミド樹脂層が形成され、前記側面に形成されたポリイミド樹脂層の厚さの標準偏差が5μm以下であることを特徴とする静電チャック装置の製造方法。
[5]前記セラミックス下地層の厚さ方向の上面にセラミックス表層を形成する工程を有することを特徴とする前記[4]に記載の静電チャック装置の製造方法。
なお、本実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
本発明の静電チャック装置1は、図3に示すように基台10、静電吸着シート2、セラミックス層60から構成される。図3においては、セラミックス層60はセラミックス板として記載されているが、セラミックス層60が溶射で形成されてもよい。また、図3においては、静電チャック装置1は平面形状が円形であるが、その他の形状でもかまわない。
基台10の厚さ方向の上面10aにポリイミド樹脂層が形成されていてもよいが、静電吸着シート2を強固に接着させるため、図1に示すように上面10aの静電吸着シート2を接着させる部位はポリイミド樹脂層が形成されていないほうが好ましい。
側面200bとは、台座200における200c、200d、200e、200f及び200gの面全てをいう。
台座200における側面200bにおける任意の箇所36点を測定する方法は、ポリイミド樹脂層100の厚さを、渦電流計(Elcometer社製 商品名:Elcometer A456C)で測定すればよい。
ポリイミド樹脂層100の表面粗さRaは、装置名:接触式表面粗計(サーフコーダーSE1700α、小坂研究所社製)を用い、スキャンスピード0.1mm/secでスキャンし、JIS B 0601-2001に準じて求めることができる。
本発明の基台10は、台座200を加熱しながら、ポリイミド前駆体120をノズル110を介して該台座200の表面に噴霧しながらポリイミド樹脂層100を形成して得ることができる。
台座200は、図示しないホットプレートにのせながら加熱することが好ましいが、加熱する方法は他の方法でもかまわない。ホットプレートの加熱温度を100℃~120℃に調整し、台座200の表面が100℃~120℃にすることが好ましいが、ポリイミド樹脂層100を形成するためのポリイミド前駆体120に合わせながら適宜台座200の表面温度を調整してもかまわない。
図1においては、ノズル110は1箇所で示しているが複数のノズルを使用してポリイミド前駆体を噴霧してもよい。
台座200の表面粗さRaは、装置名:接触式表面粗計(サーフコーダーSE1700α、小坂研究所社製)を用い、スキャンスピード0.1mm/secでスキャンし、JIS B 0601-2001に順じて求めることができる。
図2は、本実施形態の静電チャック装置の概略構成を示し、静電チャック装置の高さ方向に沿う断面図である。
図2に示すように、本実施形態の静電チャック装置1は、基台10と、複数の内部電極20と、接着剤層30と、絶縁性有機フィルム40と、密着層50と、セラミックス層60と、を備える。詳細には、図2に示すように、本実施形態の静電チャック装置1は、基台10と、第1の内部電極21と、第2の内部電極22と、第1の接着剤層31と、第2の接着剤層32と、第1の絶縁性有機フィルム41と、第2の絶縁性有機フィルム42と、密着層50と、セラミックス層60と、を備える。
無機充填剤が上記の材料であることにより、密着層50の耐プラズマ性および耐電圧性を向上させることができる。
無機充填剤が球形粉体の場合、その直径(外径)を粒子径とし、無機充填剤が不定形粉体の場合、その形状の最も長い箇所を粒子径とする。
他の成分は、特に限定されず、目的に応じて任意に選択できる。
他の成分としては、例えば、繊維状充填剤が挙げられる。繊維状充填剤は、植物繊維、無機繊維および繊維化された有機樹脂からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。植物繊維としては、パルプ等が挙げられる。無機繊維としては、アルミナからなる繊維等が挙げられる。繊維化された有機樹脂としては、アラミドやテフロン(登録商標)等からなる繊維が挙げられる。
これらの材料は、平均粒子径が1μm以上25μm以下の粉体であることが好ましい。
このような粉体を用いることにより、セラミックス層60の空隙を減少させ、セラミックス層60の耐電圧を向上させることができる。
ここで、表面粗さRaとは、JIS B0601-2001に規定される方法により測定した値を意味する。
図2を参照して、本実施形態の静電チャック装置1の製造方法を説明する。
第1の絶縁性有機フィルム41の表面(第1の絶縁性有機フィルム41の厚さ方向の上面)41aに、銅等の金属を蒸着して、金属の薄膜を形成する。その後、エッチングを行って、金属の薄膜を所定の形状にパターニングして、第1の内部電極21と第2の内部電極22を形成する。
密着層50を形成する方法は、第2の絶縁性有機フィルム42の厚さ方向の上面(第2の絶縁性有機フィルム42における内部電極20とは反対側の面)42a、静電吸着シート2の厚さ方向の側面2b、および基台10の側面200b表面のポリイミド樹脂層100を覆うように密着層50を形成することができれば、特に限定されない。密着層50を形成する方法としては、例えば、バーコート法、スピンコート法、スプレーコート法等が挙げられる。
第2のセラミックス下地層61を形成する方法は、例えば、第2のセラミックス下地層61を構成する材料を含むスラリーを密着層50の外面全面に塗布し、焼結して第2のセラミックス下地層61を形成する方法、第2のセラミックス下地層61を構成する材料を密着層50の外面全面に溶射して第2のセラミックス下地層61を形成する方法等が挙げられる。
ここで、溶射とは、被膜(本実施形態では、第2のセラミックス下地層61)となる材料を加熱溶融後、圧縮ガスを用いて被処理体へ射出することにより成膜する方法のことである。
セラミックス表層62を形成する方法は、例えば、セラミックス下地層61の厚さ方向の上面61aに、所定の形状のマスキングを施した後、セラミックス表層62を構成する材料をセラミックス下地層61の厚さ方向の上面61aに溶射してセラミックス表層62を形成する方法、セラミックス表層62を構成する材料をセラミックス下地層61の厚さ方向の上面61a全面に溶射してセラミックス表層62を形成した後、そのセラミックス表層62を、ブラスト処理により削って、セラミックス表層62を凹凸形状に形成する方法等が挙げられる。
アルミニウム製の台座200を用意した。該台座200における静電吸着シート2を接着させる表面にサンドブラストを行って表面を粗くした。該台座200のサンドブラスを行った面の任意の箇所36点の表面粗さRaを測定した。該台座200の任意の箇所36点の表面粗さRaの平均値は2.6であった。
該台座200をホットプレート上に置いて台座200の表面温度が100℃になるように加熱した後、ポリイミド前駆体をノズルを介して該台座200の表面に噴霧した。ノズルは、台座200の上面10aにおける静電吸着シート2を接着させる部位を除いた箇所から台座200の下面に速度300mm/secで移動しながら台座200の側面200bを噴霧し本発明の基台10を作製した。
ノズルによる台座200の側面200bへの噴霧は、側面200b全面を3回行った。該ポリイミド前駆体は台座200の側面200bに均一に付着していた。次に、ポリイミド前駆体を表面に噴霧された台座200を250℃に調整したオーブン内に3時間おいてポリイミド前駆体を硬化させてポリイミド樹脂層100を形成した。該ポリイミド樹脂層100の任意の箇所36点の表面粗さRaを測定した。該ポリイミド樹脂層100の任意の箇所36点の表面粗さRaの平均値は1.2であった。
メチルエチルケトン(MEK)を付着させたベンコットンを用いて基台10の表面を拭きゴミなどを除去した。次に、金属磨き液(日本磨料工業社製、商品名:PiKAL)を付着させたベンコットンを用いて真鍮製の電極の表面を磨いた。次に、基台10のポリイミド樹脂層100に該電極を接触し、台座200を接地した。そして、該電極に5kV/1minの速度で電圧を上昇させ、短絡するか否か確認した。その結果、14kVの耐電圧を有していた。
上記の結果から本発明の基台は、実用上十分な耐電圧性を有することが確認された。
なお、第1の接着剤層31及び第2の接着剤層32は、下記組成からなる接着成分を混合溶解させたものを、有機フィルム上に塗布し、乾燥および加熱することで得た。
・アクリロニトリル-ブタジエンゴム(JSR社製 商品名:T4103) 100質量部
・高純度エポキシ樹脂(三菱ケミカル社製 商品名:jER YL980) 60質量部
・フェノール樹脂(アイカ工業社製 商品名:CKM-2400) 40質量部
・2-エチルメチルイミダゾール(和光純薬工業社製) 5質量部
上記の静電チャック装置の表面状態を確認した結果、セラミックス下地層61に亀裂や脱落は生じていなかった。また、該静電チャック装置は、実用上十分な耐電圧性を有していた。
前記実施例1において、基台10の作製時に台座200を加熱しないでポリイミド前駆体をノズルを介して該台座200の表面に噴霧した以外は、同様にして比較用の基台10を作製した。
その結果、比較用の基台10における台座200表面上のポリイミド前駆体は、該台座200にまだらに付着しており、また台座200の側壁の垂直部と水平部との角にポリイミド前駆体の溜まりが生じており、均一なポリイミド前駆体の付着膜を形成することができていないことが確認された。
2 静電吸着シート
10 基台
20 内部電極
21 第1の内部電極
22 第2の内部電極
30 接着剤層
31 第1の接着剤層
32 第2の接着剤層
40 絶縁性有機フィルム
41 第1の絶縁性有機フィルム
42 第2の絶縁性有機フィルム
50 密着層
60 セラミックス層
61 セラミックス下地層
62 セラミックス表層
100 ポリイミド樹脂層
200 台座
Claims (5)
- 台座の側面にポリイミド樹脂層が形成された静電チャック装置用基台であって、前記側面に形成されたポリイミド樹脂層の厚さの標準偏差が5μm以下であることを特徴とする静電チャック装置用基台。
- 前記請求項1に記載の静電チャック装置用基台を用いたことを特徴とする静電チャック装置。
- 台座の側面にポリイミド樹脂層を形成する工程を含む静電チャック装置用基台の製造方法であって、
前記台座を加熱しながら、ポリイミド前駆体をノズルを介して該台座の表面に噴霧することを特徴とする静電チャック装置用基台の製造方法。 - 第1の絶縁性有機フィルムの厚さ方向の上面に内部電極を形成する工程と、
前記内部電極における前記第1の絶縁性有機フィルムとは反対側の面に第2の絶縁性有機フィルムを貼着する工程と、
前記第1の絶縁性有機フィルムにおける前記内部電極とは反対側の面が、側面にポリイミド樹脂層が形成された基台の厚さ方向の上面側となるように、前記第1の絶縁性有機フィルム、前記内部電極および前記第2の絶縁性有機フィルムを含む静電吸着シートを、前記基台の一方の面に接合する工程と、
前記第2の絶縁性有機フィルムの厚さ方向の上面、並びに、前記樹脂層の側面を覆うように密着層を形成する工程と、
前記密着層の厚さ方向の上面を覆うようにセラミックス下地層を形成する工程と、を有する静電チャック装置の製造方法であって、
前記基台が、台座の側面にポリイミド樹脂層が形成され、前記側面に形成されたポリイミド樹脂層の厚さの標準偏差が5μm以下であることを特徴とする静電チャック装置の製造方法。 - 前記セラミックス下地層の厚さ方向の上面にセラミックス表層を形成する工程を有することを特徴とする請求項4に記載の静電チャック装置の製造方法。
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