JPS6137842A - 非帯電性高分子材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、たとえば半導体基板を保持する治具に好適に
用いられる非帯電性高分子材料に関する。

背景技術 半導体装置を製造するにあたっては、ウェハをエツチン
グ治具やキャリア治具などに保持してウェハのエツチン
グ、洗滌などの一連の作業が行なわれる。クエへを保持
する治具の材料としては、耐薬品性や耐熱性を有するＰ
ＴＦＥ　（ポリテトラフルオロエチレン）や、ＰＦＡ（
パーフルオドアルキルビニールエーテルとテトラフルオ
ロエチレンの共重合体）などのフッ素樹脂が従来から用
いられる。このようなＰＴＦＥやＰＦＡは電気絶縁性に
すぐれ、しかも電気抵抗値も室温でｌθ　〜１０１９Ω
・Ｃｍ　　と極めて高く、容易に摩擦によって帯電する
性質を有しており、たとえばキャリア治具を遠心力の利
用によって乾燥する。場合などにおいて、高速回転時の
空気との摩擦によってキャリア治具に静電気が帯電し、
このため周囲のゴミなどの異物が引寄せられてクエへの
表面に固着し、半導体チップの歩留りの低下を来たす原
因となる。

このような問題点を解決するための先行技術は、特開１
＠５８−２０７６５１に開示されている。すなわちＰＦ
ＡＫカーボン繊維またはカーボンブラックなどの導電体
を含有して複合材料によって構成したことによって、フ
ッ素樹脂の耐薬品性と耐熱性とを保持させつつ、非帯電
性の特性を備えることを可能にしたものである。しかし
ながらこの特開昭５８−２０７６５１ではＰＦＡとカー
ボン繊維など、との混合比が具体的に提示されておらず
、たとえばフッ素樹脂にカーボンを添加してゆくと機械
的強度が変化し、溶融粘度の上昇により射出成形は困難
となる。またエツチング工程においてブレンドしたカー
ボンのエツチング液中への遊離によってウェハが逆に汚
損される問題が生じる。

したがって単に帯電性を無くすだけでは半導体装置の製
造に用いられるウェハを保持する治具の材料として不充
分である。

目　　的 本発明の目的は上述の技術的課題を解決し、耐薬品性、
耐熱性を有する高分子材料の特性を保持し、しかも非帯
電性の特性を備えた非帯電性高分子材料を提供すること
である。

発明の構成 本発明は、高分子材料６０〜９５重量％と、導電性カー
ボン１〜１０重量％と、炭素繊維粉末５〜２０重量％と
から成ることを特徴とする非帯電性高分子材料である。

−１：た好ましい実施例として、前記高分子材料はテト
ラフルオロエチレンの単独又は共°重合体であり、この
テトラフルオロエチレンの、ｔｔ−、を合体はテトラフ
ルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエーテル
との共重合体である。

図面は、本発明の一実施例による保持治具２を示す斜視
図である。このウェハ１を保持する治具２は、軸直角断
面がＨ字状に形成されており、ウェハ１の周縁を保持す
る一対の対向壁３，４と、対向壁３，４を連結する連結
部５，６とから成る。

対向壁３，４には相互に対向する一対の溝７，８が形成
されており、この溝７，８にｉ＆のウェハ１が個別的に
装着される。保持治具２は本発明に従う非帯電性高分子
材料が用いられており、この保持治具２によってクエへ
１のエツチング、洗滌、乾燥などの一連の作業が行なわ
れる。

本発明に使用する高分子材料は、テトラフルオロエチレ
ンの単独又は共重合体が好適であシ、とくにＰＦＡが好
ましい材料である。また等電性カーボンには導電性の高
い有機材料、たとえばカーボンブランクが好適であり、
炭素繊維粉末には炭素繊維を微粉砕したもので、各粒子
の直径が３〜３０ｐｍ程度、平均長は１０〜１００００
μｍ程度のものが好適である。導電性カーボンの含有割
合は１〜１０重量％の範囲内にあるのが望ましく、また
炭素繊維粉末の含有割合＃−ｔ５〜２０重量％の範囲内
にあるのが望ましい。導電性カーボンの含有量が上記範
囲以上のときは、材料の強度性が変化し、溶融粘度の上
昇に従って射出成形が困難となる。また炭素繊維粉末が
上記範囲以−ヒのときはウェハのエツチング工程におい
て、エツチング液内にカーボンが溶は込み、これによっ
てウェハが汚損されることとなる。したがって本発明に
従う非帯電性高分子材料の各成分は上記混合比において
構成されるものである。

実施例１〜３ 射出成形性のすぐれたＰＦＡ（ダイキン工業物製、商品
名ネオ７０ンＰＦＡＡＰ−２１０）９０％に対して、導
電性カーボン（ライオンアグネス社製、ケッチェンブラ
ックＥＣ）と、炭素繊維粉末（東邦レーヨン社製、商品
名ペスファスト〔ＨＴＡ３０００））との総混合量１０
％を混合し、３５０°Ｃに加熱されたニーダブラベンダ
ーで約１５〜２０分同温合し、こうして得られる非帯電
性高分子材料を３５０°Ｃでヒートブレスによって厚さ
１　ｍｍのシート状に成形して測定用の試料とした。導
電性カーボンと炭素繊維粉末との上記混合比を変えて、
試料の摩擦による帯電性、ゴミ付着性、加工性などを測
定した結果を第１表に示す。

第　　１　　表 なお第１表における各特性の測定方法及び測定基準は、
下記のとおりである。

摩擦帯電性、ＰＦＡ複合体から成る試料を、ナイロン、
布による摩擦によって帯電性試験を行ない、２ｃｍ角の
厚手のタイプ用紙が帯電、付着する場合をＸ印で示し、
帯電付着したが試料を逆さまにしたときタイプ用紙が自
重で落下した場合を△印で示し、また、まったく付着し
なかった場合をＯ印で示した。

異物付着性：試料の表面に１紙をあて、Ｐ紙の一ヒから
指先に力を入れて表面をこすりつけ、カーボンの黒色が
１紙に転写する程度を調べた離脱試験を行ない、カーボ
ンが１紙に付着しない場合を０印で示し、１紙にカーボ
ンが僅かに転写して付着した場合を△印で示し、付着が
目視によって認められる場合をＸ印で示した。この試験
では試料に混入されたカーボンの脱着性をみたもので、
○印或はΔ印で評価されたＰＦＡ複合材料は、半導体製
造装置に使用しても、各エツチング液を汚損するおそれ
が無い。

加工性：実際に射出成形を行なって射出成形性を安定す
る加工性試験を行ない、ＰＦＡの射出成形性とほぼ同一
である場合を○印で示し、ＰＦＡに比し粘度がかなり高
くなって成形が困難である場合をＸ印で示し、これらの
中間の状態をΔ印で示した。

実施例４，５ この実施例ではＰＦＡ８５％に対して、導電性カーボン
と炭素繊維粉末との総混合比１５％を混合してＰＦＡ複
合材料を得た。この試料についての摩擦帯電性、異物付
着性、および加工性の測定結果を第２表に示す。尚、○
印、Δ印、Ｘ印については第１表と同一である。

第　　２　　表 比較例１〜１１ 第３表〜第５表は本発明の実施例以外の比較例であり、
第３表はＰＦＡに炭素繊維粉末のみを４゜８〜２０％の
混合比でそれぞれ混合した場合の測定結果を示し、第４
表はＰＦＡＫ導電性カーボンのみを１〜１１％の混合比
で混合した場合の測定結果を示したものであり、第５表
はＰＦＡに１４〜１５％の導電性カーボンおよび炭素繊
維を混合した場合の測定結果を示したものである。

（以下　余白） 第３表 第４表 第　　５　　表 ！８３表および第４表から明らかなように、ＰＦＡＫ炭
素繊維粉末または導電性カーボンをそれぞれ別個に混合
した場合は、摩擦帯電性、異物付着性、加工性の要求さ
れる特性をすべて満足するものが得られないことが理解
される。また第５表から明らかなように、導電性カーボ
ンの量を多くするにつれて異物付着性や加工性の而から
葉材として好ましくないものになることが理解される。

なおＯ印、△印、Ｘ目Ｊは前記第１表と同一である。

この結果、導電性カーボン１〜１０重量％、炭素繊維粉
末５〜２０重量％の範囲内でＰＦＡとの複合高分子材料
を構成することによって、ＰＦＡの有する耐薬品性およ
び耐熱性の特性を保持させつつ、クエへのエンチング工
程においてエツチング液を汚損せず、しかもすぐれた射
出成形性を帯有することが可能となる。

本発明に従う非帯電性高分子材料は、前述のようなりエ
バの保持治具に限定されず、その他の広範囲な技術分野
に亘って成形品として実施されることができる。

効果 以−ヒのように本発明によれば、−分子材料６０〜９５
重量％と、導電性カーボン１〜１０亜量％と、炭素繊維
粉末５〜２０車量％とから非帯電性高分子材料を構成し
たことによって、高分子材料の有する特性を保持させつ
つ埼ろくべきことに炭素成分の遊離が可及的に防がれる
とともに、良好な成形性を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例によるウェハ保持治具２の斜視
図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）高分子材料６０〜９５重量％と、導電性カーボン
   １〜１０重量％と、炭素繊維粉末５〜２０重量％とから
   成ることを特徴とする非帯電性高分子材料。
2. （２）前記高分子材料は、テトラフルオロエチレンの単
   独又は共重合体であることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の非帯電性高分子材料。
3. （３）前記テトラフルオロエチレンの共重合体は、テト
   ラフルオロエチレンとパーフルオロアルキルビニルエー
   テルとの共重合体であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の非帯電性高分子材料。