KR19980070714A - 정전처크장치 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 관한 정전처크장치는 금속기반(10)과 이 금속기반(10)상에 설치된 제1 접착제층(14)과 이 제1 접착제층(14)상에 설치된 세라믹 절연판(16)과, 이 세라믹 절연판(16)상에 설치된 제2 접착제층(18)과, 이 제2 접착제층(18)상에 설치된 절연성 필름(22)과, 제2 접착제층(18)과 절연성 필름(22)과의 사이에 설치된 전극(20)을 구비한다.
Description
본 발명은 웨이퍼등의 도전성 물질을 정전기력으로 흡착 고정하기 위한 정전처크장치, 그 제조방법, 그 제조에 사용하는 접착제 및 절연성 필름에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼를 가공하는 공정에서는 반도체 웨이퍼를 가공기의 소정부위에 고정하기 위해 처크장치가 사용된다. 체크장치로는 기계식, 진공식, 및 정전식의 장치가 존재하는데, 정전처크장치는 평탄하지 않은 웨이퍼라도 흡착할 수 있고, 취급이 간단하며, 진공중에서도 사용할 수 있는 이점도 가지고 있다.
그런데, 반도체 웨이퍼의 가공중에는 반도체 웨이퍼상에 열에너지가 발생하기 때문에, 이 열에너지를 충분히 방출하지 못하면, 반도체 웨이퍼의 국부적 팽창 및 변형을 일으킨다. 따라서, 가공중에 발생한 열을 처크장치를 통하여 내보내고 반도체 웨이퍼상의 온도분포를 균일하게 하는 것이 중요하다.
종래의 정전처크장치의 일예가 일본국 특공평5-87177호에 개시되어 있다. 이 장치는 도6에 도시하는 바와같이, 금속기반(1)상에 접착제층(2a), 절연성 필름(4b), 접착제층(2b), 금속박판으로 이루어지는 전극층(3b), 접착제층(2c), 절연성 필름(4a)을 순서대로 적층한 것이고, 절연성 필름(4a)상에 웨이퍼(5)가 흡착된다. 금속기반(1)내에는 상온수등을 통하여 온도조절하기 위한 온도조절용 공간(6)이 형성되어 있다.
그러나, 도6의 정전처크장치에 있어서는 웨이퍼(5)와 전극층(3b)과의 사이, 전극층(3b)과 금속기반(1)사이의 절연성을 높히기 위해, 2매의 절연성 필름(4a) 및 (4b)을 개재시키고 있으므로, 반도체 웨이퍼(5)의 열이 금속기반(1)으로 달아나기 어려워 웨이퍼의 온도조절기능이 나빴다.
또한 도6의 정전처크장치에서는 금속박판으로 이루어지는 전극층(3b)이 존재하는 부분과 존재하지 않는 부분과의 사이에서 웨이퍼 흡착면에 전극층(3b)의 두께에 의한 요철이 발생하고, 凹부에서는 웨이퍼와 웨이퍼 흡착면과의 사이에 극간이 발생하기 때문에, 열전도가 국부적으로 더욱 나빠지는 문제가 있었다. 특히, 이 현상은 웨이퍼 외주부에서 현저했다.
한편, 도7은 일본국 특개평8-148549호 공보에 개시된 정전처크장치를 도시한다. 이 장치에서는 금속기반(1)상에 비교적 두꺼운 절연성 흡착제층(2)이 형성되며, 그 위에 금속의 증착막 또는 도금막으로 이루어지는 전극층(3a)이 형성되며, 그 위에 절연성 필름이 접착되어, 이에 반도체 웨이퍼(5)가 흡착되도록 되어 있다.
도7의 장치는 도6의 장치와 비교하면, 절연성 필름(4), 전극층(3a), 및 접착제층(2)을 합계한 두께가 작아 열전도성이 개선된다. 그러나, 충분한 절연성을 확보하기 위해서는 접착제층(2)의 두께를 적어도 40∼50μm이상으로 할 필요가 있어 열전도성은 충분하지 않았다.
또한, 도6 및 도7의 정전처크장치를 다수회 사용한 경우, 웨이퍼 흡착면을 가지는 절연성 필름(4a), (4)이 약해진다. 그래서, 금속기반(1)보다 윗부분을 전체 교환했는데, 새로 교환하는데 요하는 작업공정이 많고, 특히 열경화성 접착제를 사용한 경우는 잘 녹지않는 접착제층을 세정에 의해 제거하는 수고를 요하고, 공정의 간략화가 요망된다.
본 발명의 목적은 정전처크장치의 열전도성을 개선함과 동시에, 흡착면을 가지는 절연성 필름의 교환이 용이한 정전처크장치, 및 그 제작방법을 제공하는데있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 제1 정전처크장치는 금속기반과, 이 금속기반상에 설치된 제1 흡착제층과 이 제1 흡착제층상에 설치된 세라믹제의 세라믹 절연판과 이 세라믹 절연판상에 설치된 제2 접착제층과 이 제2 접착제층상에 설치된 절연성 필름과, 상기 제2 접착제층과 상기 절연성 필름과의 사이에 설치된 전극을 구비한다.
상기 제1 정전처크장치에 의하면, 금속기반과 전극과의 사이에 세라믹 절연판을 배치함으로써, 금속기반과 전극과의 사이의 절연성을 높힐 수 있으므로, 제2 접착제층에 의해 절연성을 확보할 필요가 없고, 그만큼 제2 접착제층의 두께를 작게하는 것이 가능하다. 또한, 절연성 필름이 손상된 경우에는, 세라믹 절연판에서 제2 접착제층을 떼내 절연성 필름과 제2 접착제층을 교환하면 되는데, 제2 접착제층이 얇기 때문에, 이것을 떼어낸 후에 세라믹 절연판의 표면을 세정하는등의 작업을 간략화할 수 있고, 절연성 필름의 교환작업이 용이해진다.
본 발명에 관한 제2 정전처크장치는 금속기반과, 이 금속기반상에 설치된 제1 접착제층과, 이 제1 접착제층상에 설치된 세라믹제의 세라믹 절연판과, 이 세라믹 절연판상에 설치된 제2 접착제층과, 이 제2 접착체층상에 설치된 절연성 필름과, 상기 세라믹 절연판의 상면에 메워진 전극을 구비한다.
제2 정전처크장치라도 금속기반과 전극과의 사이에 세라믹 절연판을 배치함으로써, 금속기반과 전극과의 사이의 절연성을 높힐 수 있으므로, 제2 접착제층에 의해 절연성을 확보할 필요가 없고, 그만큼 제2 접착제층의 두께를 작게하는 것이 가능하다. 또한, 절연성 필름이 손상된 경우에는 세라믹 절연판에서 제2 접착제층을 떼어내 절연성 필름과 제2 접착제층을 교환하면 되는데, 제2 접착제층이 얇기 때문에, 이것을 떼어낸 후에 세라믹 절연판의 표면을 세정하는 등의 작업을 간략화할 수 있어 절연성 필름의 교환작업이 용이해진다.
어떤 장치에 있어서도, 상기 제1 접착제층 및 상기 제2 접착제층의 적어도 한쪽은 부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체, 올레핀계 공중합체, 및 폴리페닐에테르 공중합체에서 선택되는 1종류 또는 2종류 이상과, 힌더드(hindered:입체장해를 가지는)페놀계 항산화제를 함유해도 된다.
이 경우에는 상기 제1 접착제층 및 또는 상기 제2 접착제층이 탄성이 풍부한 수지성분을 가지므로, 정전처크장치의 사용할 시에, 세라믹 절연판에 과대한 응력이 걸리는 것을 방지하고, 세라믹 절연판의 깨짐이나 휘어짐을 막는 효과가 높다.
또한, 힌더드 페놀계 항산화제를 첨가함으로써, 접착제층이 고온에 노출되었을 때에 발생하는 래디컬을 항산화제가 흡수하고, 탄성이 풍부한 수지성분의 열화를 막을 수 있으므로, 응력완화효과가 장기에 걸쳐 지속되는 이점을 가진다.
도1은 본 발명에 관한 정전처크장치의 일실시예의 단면도,
도2는 본 발명에 관한 정전처크장치의 다른 실시예의 단면도,
도3은 본 발명에 관한 정전처크장치의 다른 실시예의 평면도,
도4는 도3중의 IV-IV선 단면도,
도5는 본 발명에 관한 정전처크장치의 다른 실시예의 단면도,
도6은 종래의 정전처크장치의 일예의 단면도,
도7은 종래의 정전처크장치의 일예의 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세하게 설명한다.
도1은 본 발명에 관한 정전처크장치의 일실시예를 도시한다. 이 정전처크장치는 원반형을 이루는 금속기반(10), 절연성 및 응력 완화성이 우수한 제1 접착제층(14), 원판상을 이루는 세라믹 절연판(16), 제2 접착제층(18) 및 절연성 필름(22)이 순서대로 형성된 것이고, 제2 접착제층(18)과 절연성 필름(22)과의 사이에 일정한 패턴을 이루는 전극층(20)이 형성되어 있다. 또한, 금속기반(10)의 내부에는 열매(熱媒) 유로(12)가 형성되어 있고, 웨이퍼 온도를 조정하기 위한 열매가 통하도록 되어 있다.
전극층(20)은 절연성 필름(22)의 하면에 증착 또는 도금된 금속증착막 또는 금속 도금막이다. 전극층(20)은 제2 접착제층(18), 세라믹 절연판(16) 및 제1 접착제층(14)을 관통한 관통수단(도시생략)을 통하여 전압발생장치에 접속되며, 전극층(20)으로 전압을 인가하면, 절연성 필름(22)의 흡착면에 분극전하가 발생하고, 반도체 웨이퍼(W)가 흡착된다. 또한, 정전처크장치가 흡착하는 대상은 웨이퍼에 한정되지 않고, 도전성 또는 반도전성을 가지는 재질이면 어떠한 것도 흡착할 수 있다.
절연성 필름(22), 전극층(20) 및 제2 접착제층(18)은 절연성 필름(22)이 손상 마모된 경우에 세라믹 절연판(16)에서 떼내어 교환되는 적층 시트(17)이다.
도3 및 도4는 이 실시예를 보다 구체적으로 도시한다. 이들의 도면에 도시하는 바와같이, 정전처크장치에는 각 요소10∼22를 수직으로 관통하고, 3개의 관통공(24)이 형성되어 있고, 이들 관통공(24)내에는 승강 로드(도시생략)가 배치되며, 이들 승강로드가 웨이퍼 흡착면에서 상방으로 돌출함으로써, 웨이퍼(W)가 승강되게 된다. 또한, 요소(10∼18)의 중심부를 수직으로 관통하여 중심공(25)이 형성되며, 이 중심공(25)내에서 리드선등의 급전부재(27)가 납땜등의 접속부(26)를 통하여 전극층(20)에 접속되며, 중심공(25)내가 수지등의 절연체(28)에 의해 봉지된다. 급전부재(27)를 통하여 외부에서 전극층(20)으로 전압이 공급된다. 또한, 도3에 도시하는 전극층(20)의 평면형상은 일예이고, 이외에도 다양한 변형이 가능하다.
전극층(20)의 재질로써는 동, 알루미늄,주석,니켈, 크롬, 은, 팔라듐, 및 그들 합금등과 같이, 증착이나 도금등에 의한 박막형성을 용이하게 행할 수 있고, 또한. 웨트 에칭등에 의한 패턴형성이 쉬운 재료리면 어떠한 금속이라도 된다.
전극층(20)의 두께는 한정되지 않지만, 300옴스트롬∼10μm인 것이 바람직하다. 300옴스트롬 미만의 막두께이면 균일한 막이 형성되기 어려운데다, 알루미늄등의 반응성이 높은 재질인 경우는 산화하기 쉬우므로, 안정된 도전성을 유지하는 것이 어렵다. 또한 10μm을 넘으면 증착이나 도금법으로는 형성 코스트가 걸린다. 제조의 용이함을 고려하면, 전극층(20)의 두께는 500옴스트롬∼5μm인 것이 보다 바람직하다.
절연성 필름(22)은 유전율, 유전손실계수 tan , 내전압등의 전기특성등을 고려한 위에, 150℃이상의 내열온도를 가지는 절연성 필름이 바람직하다. 150℃이상의 내열성을 가지는 절연성 필름으로써는 예를들면, 불소수지(클로로에틸렌 프로필렌 공중합체등), 폴리에테르술폰, 폴리에테르케톤, 셀룰로스트리아세테이트, 실리콘 고무, 폴리이미드등을 들 수 있고,그 중에서도 특히, 폴리이미드가 바람직하다. 폴리이미드 필름으로써는 예를들면, [캡톤](도우레 듀폰사제), [아피컬](보우엔화학고교사제), [유프렉스](우베교산사제)등의 상품명으로 판매되는 필름을 예시할 수 있다.
절연성 필름(22)의 두께는 한정되지 않지만, 20∼75μm의 범위가 바람직하다. 열전도성, 흡착력의 관점에서는 얇은 쪽이 바람직하지만, 기계적강도, 내전압 및 내구성(내유약성)을 고려하면, 40∼60μm의 범위가 특히 바람직하다.
세라믹 절연판(16)은 절연성 및 열전도성이 우수하고, 용제에 대한 내성이 필요하고, 구체적으로는 알루미나, 질화 알루미늄, 질화규소, 탄화규소, 질코니아, 유리등이 바람직하고, 표면이 평활한 것이 사용된다. 세라믹 절연판(16)의 두께는 한정되지 않지만, 피흡착면의 열을 내보내 충분한 내구성을 확보하는 관점에서 0.3∼8mm의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직한 것은 0.5∼4mm, 최적은 0.5∼2mm이다.
금속기반(10), 제1 접착제층(14), 세라믹 절연판(16), 제2 접착제층(18), 절연성 필름(22)에는 웨이퍼 흡착면에 개구하는 다수의 가스 통로(도시생략)가 형성되어도 된다. 이들 가스 통로를 통하여 소량의 불활성 가스, 특히 헬륨가스를 분출시킴으로써, 반도체 웨이퍼(W)의 냉각을 촉진할 수 있다.
제1 접착제층(14) 및 제2 접착제층(18)을 형성하기 위한 접착제로써는 열경화성 접착제 또는 열가소성 접착제 모두 사용할 수 있다. 다만, 절연성 필름(22), 전극층(20), 세라믹 절연판(16) 및 금속기반(10)의 4자에 대한 접착력, 전기특성 및 내열성이 우수한 것이 필요하고, 특히 제1 접착제층(14)에는 응력 완화능력이 높은 영율이 낮은 접착제가 바람직하다. 이와같은 접착제로써는 예를들면, 에폭시계, 폴리이미드계, 변성 폴리아미드계, 고무계, 폴리아미드이미드계, 변성 폴리에스텔계등의 접착제를 예시할 수 있고, 이들의 단독 또는 혼합물을 사용할 수 있다.
제1 접착제층(14) 및 또는 제2 접착제층(18)을 형성하는 접착제로써 특히 바람직한 것은 부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체, 올레핀계 공중합체, 폴리페닐에테르 공중합체에서 선택되는 1종 또는 2종이상의 탄성이 풍부한 성분과, 힌더드 폐놀계 항산화제를 함유하는 접착제이다. 항산화제는 접착층이 고온에 노출되었을 때에 발생하는 래디컬을 흡수하고, 상기 탄성성분이 열화하는 것을 방지하는 작용을 하고, 이에의해 제1 흡착제층(14) 및 제2 접착제층(18)의 탄성 상실등의 물성열화를 방지한다.
탄성이 풍부한 성분으로써는 특히 부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체가 적합하다. 탄성이 적당하고, 웨이퍼(W)나 세라믹 절연판(16)에 가해지는 응력을 완화하는 작용이 우수하기 때문이다.
또한, 힌더드 페놀계 항산화제로써는 t-부틸기가 2기 이상 결합하는 페놀기를 3기 이상 가지고, 분자량은 700이상, 보다 바람직한 것은 750∼1500인 화합물이 적합하다. 이 조건을 만족할 경우에는 정전처크장치가 고온에 노출되었을 시에, 응력완화효과가 열화되기 어렵기 때문이다.
특히 바람직한 접착제는 부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체를 10∼90중량%와 2개 이상의 말레이미드기를 함유하는 화합물을 90∼10중량%와, 상기 페놀계 항산화제를 0.3∼20중량%와, 퍼옥사이드등의 반응 촉진제 5중량%이내의 범위에서 첨가한 것을 적당한 유기용매에 용해시킨 것이다. 이것을 도포하여 유기용매를 증발시킴으로써, 바람직한 제1접착제층(14) 및 또는 제2 접착제층(18)을 형성할 수 있다.
상기 부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체로써는, 중량평균분자량 1,00∼200,000 및 카복실기 당량30∼10,000을 가지는 카복실기 함유 부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체, 중량평균 분자량1,000∼200,000 및 아크릴기 당량 500∼10,000을 가지는 아크릴기 함유 부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체, 중량 평균 분자량1,000∼200,000 및 에폭시기당량 500∼10,000을 가지는 에폭시기 함유 부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체, 중량평균분자량 1,000∼200,000을 가지는 부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체, 중량평균분자량 1,000∼200,000 및 아미노기 당량 500∼10,000을 가지는 피페라디닐에틸아미노카보닐기 함유 부타디엔 아크릴로 니트릴 공중합체 및 피페라디닐에틸아미노카보닐기 함유 부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체에서 선택되는 1종 또는 2종이상의 혼합물이 적합하다.
페놀계 항산화제는 접착제층에 의한 휘어짐의 발생을 저감하기 위해, 200℃로 가열했을 시의 열중량 감소율이 5%이하인 것이 바람직하다. 열중량 감소율은 항산화제를 상온에서 200℃까지 10℃/min으로 승온시켜 측정한 값으로 정의한다.
페놀계 항산화제의 구체예로써는,
1,3,5-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-s-트리아딘-2,4,6-(1H,3H, 5H)트리온 : 분자량784, 중량감소율0%,
1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-t-부틸페닐)부탄,
테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시하이드로신나메이트)]메탄 : 분자량1178, 중량감소율0.2%,
1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠 : 분자량775, 상기 중량감소율0%등을 예시할 수 있다. 이에 대해, 예를들면, 2,6-디-t-부틸페놀은 분자량206.33, 상기 중량감소율86%이다.
접착제층에는 필러(filler)를 첨가해도 된다. 필러로써는 예를들면 실리커, 석영가루, 알루미나, 탄산 칼슘, 산화 마그네슘, 다이아몬드분, 마이커, 카올리나이트, 불소 수지분, 실리콘분, 폴리이미드분, 질콘분등이 사용된다. 이들 필라는 단독으로 사용해도 되고, 2종류 이상 혼합해도 상관없다. 필러의 함유량은 전고형분의 70중량%이내, 바람직하게는 5∼40중량%의 범위가 된다. 함유량이 70중량%보다 많아지면, 가공시의 점도저하가 발생하고, 또한 경화후의 접착력 및 강도가 저하한다.
제1 흡착제층(14)의 두께는 한정되지 않지만, 20∼200μm인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 60∼120μm이고, 최적은 80∼100μm이다. 제2 접착제층(18)의 두께도 한정되지 않지만,5∼50μm인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 8∼20μm이며, 최적은 8∼12μm이다. 즉, 제1 접착제층(14)은 두꺼울수록 바람직하고, 제2 접착제층(18)은 얇을수록 바람직하다.
또한, 후술하는 휘어짐율의 시험방법에 의해 접착제층에 발생하는 휘어짐을 측정한 경우, 측정치가 0.03%이하인 것이 바람직하다.
본 발명의 정전처크장치에서는 제2 접착제층(18)이 얇기 때문에, 적층시트(17)를 떼어내 새로운 적층 시트(17)를 붙일 때에 세라믹 절연판(16)에서 접착제를 세정등에 의해 완전하게 제거하는 것이 용이하고, 적층 시트(17)를 새로 교환하는 작업을 용이하게 행할 수 있는 이점을 가진다.
다음에, 이 실시예의 정전처크장치의 제조방법에 대해 설명한다.
우선, 절연성 필름(22)의 일면의 전면에, 소정 패턴(도3 참조)을 가지는 전극층(20)을 형성한다. 복잡한 패턴을 가지는 전극층(20)을 형성하기 위해서는, 전극패턴을 이루는 금속막을 직접 절연성 필름(22)상에 형성하는 것도 가능하지만, 포토 레지스트를 이용한 방법으로 제작하면 보다 용이하다. 이 경우, 절연성 필름(22)의 편면전면에 증착법 또는 도금법에 의해 금속막을 형성하고, 그 금속막상에 포토 레지스트층을 형성한다. 포토 레지스트층은 액상 레지스트를 도포하고, 건조시킴으로써 형성해도 되고, 포토레지스트 필름(드라이 필름)을 열압착에 의해 금속막상에 붙여 형성해도 된다.
이어서, 포토레지스트층을 패턴 노광하고, 현상하여 금속막을 용해해야할 부분의 포토 레지스트를 제거한 후, 금속막의 노출부분을 에칭하고, 세정, 레지스트 박리 및 건조를 행하며, 소정 형상의 전극층(20)을 형성한다. 이들의 조작은 포토 레지스트 패턴을 형성하는 공지의 방법을 사용하여 행하면 된다.
절연성 필름(22)에 전극층(20)이 형성되면, 절연성 필름(22)의 전극층(20)형성면의 전면에 제2 접착제층(18)을 형성하기 위한 액상 또는 필름상의 접착제를 그 표면이 평탄해지도록 도포하고, 건조시켜 반경화시키고, 제2 접착제층(18)을 형성한다. 필요하면 세라믹 절연판(16)의 형상에 맞추어 구멍을 뚫는 가공을 하여 적층 시트(17)를 얻는다.
다음에, 세라믹 절연판(16)을 제1 접착제층(14)을 통하여 금속기반(10)에 접착하고, 다시, 세라믹 절연판(16)상에, 적층시트(17)의 제2 접착제층(18)을 접착한다. 제2 접착제층(18)이 열경화성 접착제를 포함하는 경우는 필요에 따라 적절한 가열을 행하고, 경화처리를 행한다. 상기와 같이 하여 본 발명의 정전처크장치를 제작할 수 있다.
웨이퍼처리에 의해 절연성 필름(22)이 약해진 경우, 적층 시트(17)를 세라믹 절연판(16)에서 떼어내고, 새로운 적층 시트를 접착한다. 제2 접착제층(18)은 얇으므로, 세라믹 절연판(16)에서의 박리가 용이하고, 세라믹 절연판(16)상에 일부가 남아도 소량이므로, 제거는 용이하다.
다음에, 본 발명에 관한 정전처크장치의 다른 실시예에 대해서도 도2를 이용하여 설명한다. 이 정전처크장치는 원반형을 이루는 금속기반(10), 절연성 및 응력완화성이 우수한 제1 접착제층(30), 원판상을 이루는 세라믹 절연판(32), 제2 접착제층(36) 및 절연성 필름(38)이 순서대로 형성된 것이고, 세라믹 절연판(32)의 상면에는 일정한 패턴을 이루는 전극층(34)이 매설상태로 형성되어 있다. 즉, 전극층(34)의 상면은 세라믹 절연판(32)의 상면과 동일면상에 있다. 금속기반(10)내에는 상기 실시예와 마찬가지로 열매(熱媒) 유로(12)가 형성되어 있다.
도5는 이 실시예의 보다 구체적인 구성을 나타내는 것이고, 이 실시예의 장치에도 도4의 실시예와 마찬가지로, 웨이퍼를 승강시키기 위한 관통공(24), 및 전극층(34)으로 급전하기 위한 요소(25∼28)가 형성되어 있다. 전극층(34)의 평면형상도 도3에 도시한 전극층(20)과 같으면 되는데, 한정되지는 않는다. 상기 실시예와 마찬가지로 가스통로(도시생략)가 형성되어도 된다.
전극층(34)의 재질은 상기 실시예와 같아도 된다. 전극층(34)은 구멍을 뚫어 형성된 금속박이라도 되고, 도전성 페이스트를 소성하여 형성한 도전체이어도 되며, 세라믹 절연판(32)의 상면에 증착 또는 도금된 금속증착막 또는 금속 도금막이어도 된다. 특히, 은, 백금, 팔라듐, 몰리브덴, 마그네슘, 텅스텐 및 이들 합금은 페이스트상 또는 분말상으로 취급하기 때문에, 가공성, 인쇄용이성이 우수해 바람직하고, 그 중에서도 팔라듐 합금은 도전성 및 가공성이 양호하다. 전극층(34)이 실질적으로 두께를 가질 경우는 세라믹 절연판(32)의 상면에 전극층(34)의 패턴을 가지는 凹부를 형성한 다음, 그 내부에 전극층(34)이 형성된다. 凹부를 형성한 경우, 세라믹 절연판(32)과 전극층(34)사이에 단차가 있으면, 웨이퍼(W)의 밀착성이 악화되기 때문에, 전극층(34)을 형성한 후에, 세라믹 절연판(32) 및 전극층(34)의 상면을 연마등에 의해 평활하게 하는 것이 바람직하다.
전극층(34)의 두께는 한정되지 않지만, 이 실시예에서는 비교적 두꺼워도 되고, 0.05∼2mm인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 0.05∼1mm이다. 전극층(34)이 매우 얇은 경우에는, 세라믹 절연판(32)표면에 凹부를 형성하지 않고, 표면에 전극층(34)을 직접 형성해도 된다.
절연성 필름(38) 및 제2 접착제층(36)은 절연성 필름(38)이 손상 마모된 경우에, 세라믹 절연판(32) 및 전극층(34)에서 떼어내 교환되는 적층 시트(35)를 구성한다.
절연성 필름(38)의 재질이나 두께는 상기 실시예의 절연성 필름(22)과 마찬가지로 20∼75μm의 범위가 바람직하고, 40∼60μm의 범위가 특히 바람직하다.
세라믹 절연판(32)의 재질도 상기 실시예의 세라믹 절연판(16)과 같아도 된다. 세라믹 절연판(32)의 두께는 한정되지 않지만, 피흡착면의 열을 내보내 충분한 내구성을 확보하는 관점에서 0.5∼8mm의 범위가 바람직하고, 더욱 바람직한 것은 0.5∼4mm, 최적은 0.5∼1mm이다.
금속기반(10), 제1 접착제층(30), 세라믹 절연판(32), 제2 접착제층(36), 절연성 필름(38)에는 웨이퍼 흡착면에 개구되는 다수의 가스통로(도시 생략)가 형성되어도 된다.
제1 접착제층(30) 및 제2 접착제층(36)을 형성하기 위한 접착제는 앞의 실시예와 같아도 된다. 제1 접착제층(30) 및 제2 접착제층(36)의 두께는 한정되지 않지만, 제1 접착제층(30)의 두께는 20∼200μm인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 50∼150μm이며, 최적은 80∼120μm이다. 제2 접착제층(36)의 두께는 5∼100μm인 것이 바람직하고, 보다 바람직한 것은 5∼50μm이며, 최적은 10∼30μm이다.
본 발명의 정전처크장치에서는 전극층(34)과 금속기반(10)과의 사이에 절연성이 높은 세라믹 절연판(32)이 배치되어 있기 때문에, 제1 접착제층(30)을 얇게 해도 전극층(34)과 금속기반(10)과의 사이의 절연성을 충분히 높힐 수 있다. 또한, 제2 접착제층(36)이 얇기 때문에, 적층시트(35)를 떼어내 새로운 적층시트(35)를 붙일 때에, 세라믹 절연판(32) 및 전극층(34)에서 접착제를 세정등에 의해 완전하게 제거하는 것이 용이한데다 적층 시트(35)에는 전극이 형성되어 있지 않기 때문에, 적층 시트(35)의 교환 작업을 용이하게 행할 수 있는 이점을 가진다.
다음에, 이 실시예의 정전처크장치의 제조방법에 대해 설명한다.
먼저, 세라믹 절연판(32)의 일면을 연삭가공하고, 전극층(34)의 패턴을 이루는 일정 깊이의 凹부를 형성한다. 다음에, 이 凹부내에 전극층(34)을 형성한다. 이를 위해서는 미리 구멍을 뚫는 가공등에 의해 형성된 판상의 전극층(34)을 凹부에 끼워 접착해도 되고, 증착이나 도금법에 의해 전극층(34)을 凹부내에 형성해도 되지만, 보다 효율적으로 형성하기 위해서는, 백금 팔라듐이나 은등의 금속미분말을 함유하는 도전성 페이스트등을 연삭부에 스크린 인쇄등으로 도포한 후, 가열경화 및 필요에 따라 수백도℃에서의 소성을 행하고, 전극층(34)을 형성한다. 필요에 따라 전극층(34)을 형성한 면을 연마가공등에 의해 평활하게 한다. 세라믹 절연판(32)을 제조하는 시점에서 소성전의 세라믹 절연판에 소정의 패턴형상을 가지는 凹부를 형성하고, 도전성 페이스트를 인쇄 혹은 도포한 후, 소성하여 제조해도 된다.
다음에, 세라믹 절연판(32)의 하면을 제1 접착제층(30)을 통하여 금속기반(10)에 증착한다. 세라믹 절연판(32) 및 금속기반(10)에는 미리 두께방향으로 관통공(25)이 형성되는 것이 바람직하고, 전극층(34)에 급전부재(27)를 접속한 위에, 절연체(28)에 의해 관통공(25)을 봉지한다.
다음에, 세라믹 절연판(32) 및 전극층(34)의 상면에 적층 시트(35)의 반경화상태에 있는 제2 접착제층(36)을 접착하고, 가공처리에 의해 제2 접착제층(36)을 경화시킨다.
웨이퍼(W)의 처리에 의해 절연성 필름(38)이 약해진 경우, 적층 시트(35)를 세라믹 절연판(32)에서 떼어내고, 새로운 적층 시트(35)를 접착한다. 제2 접착제층(36)은 얇으므로 세라믹 절연판(32)에서의 박리가 용이하고, 세라믹 절연판(32)상에 일부가 남아도 소량이므로 제거는 용이하다.
또한, 이 실시예에서는 적층 시트(35)내에 전극층(34)이 포함되어 있지않으므로, 적층 시트(35)의 교환 코스트를 저감시킬 수 있다.
실시예1
막두께 50μm의 폴리이미드필름(도레 듀폰사제 상품명:캡톤)으로 이루어지는 절연성 필름에 알루미늄을 800옴스트롬의 두께로 증착하고, 네거형 감광 필름(헥스트사제 상품명:OZATEC-T538)을 부착하여 노광-현상-에칭-세정-건조의 공정을 거쳐, 소정 형상의 전극층을 형성했다. 또한, 현상은 탄화 나트륨 1% 수용액을 스프레이 분무하여 행하고, 에칭은 염화제1철과 염화제2 철과 염산수용액을 스프레이 분무하여 행하며, 세정에 이온 교환수를 이용했다.
이어서, 상기 폴리이미드 필름의 전극층 표면에 하기 조성으로 이루어지는 접착제를 이용하여, 건조후의 두께가30μm이 되도록 도포를 행하고, 150℃에서 5분간 건조시켜 제2 접착제층을 형성하고, 적층체 시트를 작성했다.
아크릴로니트릴 부타디엔고무 100중량부
(일본제온사제 상품명: 니폴1001)
에폭시 수지 50중량부
(유화셀에폭시사제 상품명: 에피코트YL-979)
글레졸형 페놀수지 50중량부
(쇼와고분자사제 상품명 : CKM2400)
디시안디아미드(와코우쥰야쿠사제) 5중량부
메틸에틸케톤 500중량부 다음에, 알루미늄 금속기반상에 상기 제1 접착제층용 도료를 건조후의 두께가 30μm이 되도록 도포를 하고, 150℃에서 5분간 건조시켜 제1 접착제층을 형성하고, 두께3mm의 알루미나 세라믹 절연판(도시바 세라믹스사제 상품명: AL-13)과 맞붙인다. 이 때, 금속기반 및 세라믹 절연판에 관통공을 형성하고, 이 관통공내에 급전부재를 통하여, 전극층과 금속기반사이에 전압을 인가할 수 있도록 했다.
이어서, 절연판과 적층 시트의 제2 접착제층면을 맞붙인 후, 80℃∼150℃의 스텝 큐어 처리를 5시간 행하여 접착하고, 본 발명에 의한 직경 8인치의 정전처크면을 가지는 정전처크장치를 제작했다.
실시예2
실시예1에서 사용한 알루미나 세라믹 절연판대신에 두께 2mm의 질화 규소 세라믹 절연판(도시바 세라믹스사제 상품명:TSN-03)을 사용하고, 전극층에 두께 500옴스트롬의 동 도금막을 사용한 이외는 실시예1과 마찬가지로 본 발명에 의한 직경8인치의 정전처크면을 가지는 정전처크장치를 제작했다.
실시예3
두께 2mm의 알루미나제의 세라믹 절연판(도시바 세라믹스사제 상품명:AL-16)의 일면을 소정 패턴에 의거하여 깊이 0.1mm의 凹부를 연삭가공에 의해 형성했다. 다음에 하기 조성의 은 페이스트를 작성하고, 절연판의 연삭부에 도포하며, 가열하여 전극층을 경화시킨 후, 세라믹 절연판 및 전극층의 표면을 연마하여 평활하게 했다.
은분(도큐료쿠가가쿠켄큐쇼제 상품명: 실베스트TCG-7) 79중량부
에폭시 수지(유화셀에폭시사제 상품명: 에피코트1001) 6중량부
부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체 2중량부
(우베교산사제 상품명: 하이커-ATBN1300×16)
디시안디아미드(와코쥰야쿠사제) 1중량부
에틸셀로솔브 12중량부
이어서, 세라믹 절연판의 비전극면에 하기 조성의 접착제를 건조후의 두께가 20μm이 되도록 도포하고, 150℃에서 5분간 건조시켜 금속기판과 맞붙였다. 이 때, 금속기반 및 세라믹 절연판에는 두께방향으로 관통공을 뚫고, 그 관통공내에 도전성 부재를 통하여, 전극층과 금속기반간에 전압을 인가할 수 있도록 했다.
아크릴로니트릴 부타디엔 고무 100중량부
(일본제온사제 상품명: 니폴1001)
에폭시수지 50중량부
(유화셀에폭시사제 상품명: 에피코트YL-979)
글레졸형 페놀수지 50중량부
(쇼와고분자사제 상품명:CKM2400)
디시안디아미드(와코우쥰야쿠사제) 5중량부
메틸에틸케톤 500중량부
이어서, 두께 50μm의 절연성 폴리이미드 필름(도레 듀폰사제 상품명:캡톤)의 일면에 상기 접착제를 건조후의 두께가 20μm이 되도록 도포하고, 150℃에서 5분간 건조시켜 제2 접착제층을 형성한 후, 금속기반과 맞붙여, 80℃∼150℃의 스텝큐어처리를 5시간 행하여 접착하고, 본 발명에 의한 직경8인치의 정전처크면을 가지는 정전처크장치를 제작했다.
실시예4
실시예3에서 사용한 알루미나 세라믹 절연판대신에, 두께3mm의 질화규소 세라믹 절연판(도시바 세라믹스사제 상품명:TSN-03)을 사용하고, 연삭가공의 깊이를 0.3mm로 하고, 전극층에 은-팔라듐 합금 페이스트를 사용하여 전극층을 소성한 이외는 실시예3과 마찬가지로 정전처크장치를 제작했다.
실시예5
실시예3에서 사용한 알루미나 세라믹 절연판대신에, 두께4mm의 질화알루미늄 세라믹 절연판(도시바 세라믹스사제 상품명:TAN-01)을 사용하고, 연삭가공의 깊이를 0.4mm로 하고, 전극층에 백금-팔라듐 합금을 사용하여 전극층을 소성한 이외는 실시예3과 마찬가지로 정전처크장치를 제작했다.
실시예6
실시예3에서 사용한 알루미나 세라믹 절연판대신에, 소성전의 탄화규소 세라믹 절연판(도시바 세라믹스사제 상품명:TSC-01)을 사용하고, 이 소성전의 세라믹 절연판에 소정 전극 패턴을 이루는 깊이0.08mm의 凹부를 형성하고, 이 凹부내에 은-팔라듐 합금 페이스트를 이용하여 전극층을 형성하며, 그 후에 소성을 실시하여 두께2mm의 세라믹 절연판을 형성한 이외는 실시예3과 마찬가지로 하여 정전처크장치를 제작했다.
실시예7
실시예3에서 사용한 알루미나 세라믹 절연판대신에, 제조시에 소정의 전극 패턴상으로 깊이 0.6mm의 凹부를 설치하여 은-팔라듐 합금의 전극층을 형성하여 소성 제조한 두께1.5mm의 알루미나 세라믹(도시바 세라믹스사제 상품명:AL-13)을 사용한 이외는 실시예3과 마찬가지로 하여 본 발명에 의한 정전처크장치를 제작했다.
비교예1
실시예1에서 사용한 두께50μm의 절연성 폴리이미드 필름에 실시예1에서 사용한 접착제를 이용하여, 접착제층의 건조후의 두께가 10μm이 되도록 도포를 행하고, 150℃에서 5분간 건조시킨 후, 두께23mm의 동박을 맞붙여 80∼150℃의 스텝 큐어처리를 행했다. 이 폴리이미드필름의 동박면에 네거형 감광필름(헥스트사제 상품명:OZATEC-T538)을 사용하여 광-현상-에칭-세정-건조시켜 소정형상의 전극을 형성했다.
한편, 다른 상기 폴리이미드필름의 일면에 상기 접착제용 도료를 접착제층의 건조후의 두께가 10μm이 되도록 도포를 행하고, 150℃에서 5분간 건조를 행하여 접착제층을 형성했다. 이 접착제층과 상기 전극을 형성한 폴리이미드필름의 전극면을 맞붙였다. 이어서, 이 적층된 폴리이미드 필름의 일면에 건조후의 두께가 20μm이 되도록 접착제용 도료를 도포하고, 150℃에서 5분간 건조시킨 후, 실시예1에서 사용한 금속기반에 맞붙여, 80∼150℃의 스텝 큐어처리를 행하여 직경8인치의 정전처크면을 가지고, 도6에 도시하는 종래구조의 정전처크장치를 제작했다.
비교예2
비교예1의 동박대신에, 비교예1에서 사용한 절연성 폴리이미드 필름의 일면에 800옴스트롬의 두께로 알루미늄 증착막을 형성한 이외는 비교예1과 같게 하여 전극층을 형성했다. 이 폴리이미드필름의 전극층면에, 실시예1에서 사용한 접착제용 도료를 건조후의 두께가 20μm이 되도록 도포하고, 150℃에서 5분간 건조시켰다. 또한, 이 접착제층면에 제2회째의 도포를 행하여 막두께 40μm의 접착제층을 형성했다.
다음에, 실시예1에서 사용한 금속기반과 전극층을 형성한 폴리이미드 필름의 접착제층면을 맞붙인 후, 80∼150℃의 스텝큐어처리를 행하고, 직경8인치의 정전처크면을 가지는 도7에 도시하는 종래구조의 정전처크장치를 제작했다.
평가실험1
상기 실시예 및 비교예에 의해 얻어진 정전처크장치를 이용하여, 반도체 웨이퍼의 표면온도를 측정하고, 그 결과를 표1에 도시했다.
측정방법
반도체 웨이퍼상에 온도측정 플레이트를 부착하고, 하기 에칭조건으로 1분간 방전하여 웨이퍼 중심부, 외주 에지부, 웨이퍼 중심과 외주와의 중간부의 온도를 측정했다. 또한, 흡착시의 전극인가전압은 2.0KV였다.
에칭조건
고주파 출력=1400(W), 챔버진공도=40(mTorr), 챔버내 진공가스:CHF3/CO=45/155(sccm), 웨이퍼와 정전처크면을 접촉시켰을 때의 극간에 흐르는 He가스=10(Torr), 챔버내 온도(상부/측면/저부)=60/60/20(℃)
표1
| 중심부(℃) | 중간부(℃) | 에지부(℃) | |
| 실시예1 | 71∼76 | 71∼76 | 87∼93 |
| 실시예2 | 71∼76 | 71∼76 | 87∼93 |
| 실시예3 | 71∼76 | 71∼76 | 86∼93 |
| 실시예4 | 71∼76 | 71∼76 | 87∼93 |
| 실시예5 | 71∼76 | 71∼76 | 86∼92 |
| 실시예6 | 71∼76 | 71∼76 | 86∼92 |
| 실시예7 | 71∼76 | 71∼76 | 86∼92 |
| 비교예1 | 71∼76 | 71∼77 | 95∼103 |
| 비교예2 | 71∼76 | 71∼76 | 90∼96 |
표1의 결과에서 명백한 바와같이, 실시예1∼7의 정전처크장치에서는, 반도체 웨이퍼의 에지부의 온도가 비교예1 및 2보다 낮고, 방열효과가 큰 것을 알았다. 실시예1∼7의 정전처크장치는 세라믹 절연판에 의해 절연성이 확보되기 때문에, 비교예1,2 보다 제1 및 제2의 접착제층을 박층화할 수 있고, 방열효과가 크다.
실시예8: 제1 접착제
양 말단 에 피페라디닐에틸 아미노카보닐기를 가지는 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체(우베교산가부시키가이샤제 「Hycar ATBN」)(m=83.5, n=16.5, 중량평균분자량3600, 아크릴로니트릴 함유량16.5%)의 80중량부를 톨루엔/메틸에틸케톤 혼합액(1:1)의 80중량부에 용해하고, 그 용해액에 아래식(i)로 표시되는 말레이미드 화합물20중량부, 로욜 퍼옥사이드(일본유지사제)0.1 중량부 및 힌더드 페놀계 항산화제인 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시(디하이드로신나메이트)] 메탄(아데가스타브 AO-60, 아사히덴카고교사제)를 1중량부 혼합하고, 테트라히드로플랜으로 용해하고, 고형분율40중량%의 액상 접착제를 조제했다.
식(i)
실시예9 :제2 접착제
양 말단 에 피페라디닐에틸 아미노카보닐기를 가지는 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체(우베교산가부시키가이샤제 「Hycar ATBN」)(m=83.5, n=16.5, 중량평균분자량3600, 아크릴로니트릴 함유량16.5%)의 50중량부를 아래식(ii)로 표시되는 양 말단 에 피페라디닐에틸아미노카보닐기를 가지는 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체(m=80, n=20, 중량평균분자량10000, 아크릴로니트릴 함유량20%)의 30중량부와 혼합하고, 톨루엔/메틸에틸케톤 혼합액(1:1)의 80중량부에 용해하고, 그 용해액에 상기 식(i)로 표시되는 말레이미드 화합물 20중량부, 로욜 퍼옥사이드(일본유지사제)0.1중량부 및 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시(디하이드로신나메이트)]메탄(아데가스터브 AO-60, 아사히덴카고교사제)를 1중량부 혼합하고, 테트라히드로플랜에 용해하고, 고형분율40중량%의 액상 접착제를 조제했다.
식(ii)
실시예10 : 제3 접착제
실시예8에서 사용한 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시(디하이드로신나메이트)]메탄을, 1,3,5-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-s-트리아딘-2,4,6-(1H,3H,5H)트리온(아사히덴카고교사제 「아데가스터브 AO-20」으로 변경한 점 이외는 실시예8과 같게하여 액상 접착제를 조제했다.
실시예11 : 제4 접착제
실시예8에서 사용한 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시(디하이드로신나메이트)]메탄을, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠(아사히덴카고교사제「아데가스터브 AO-330」으로 변경한 점 이외는 상기 실시예8과 같게하여 액상 접착제를 조제했다.
실시예12 : 제5 접착제
실시예8에서 사용한 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시(디하이드로신나메이트)]메탄의 첨가량을, 1중량부에서 10중량부로 바꾼 점 이외는 실시예8과 같게하여 액상 접착제를 조제했다.
실시예13 : 제6 접착제
실시예8에서 사용한 말레이미드 화합물을 아래식(iii)으로 표시되는 말레이미드 화합물로 바꾼 점 이외는 실시예8과 같게하여 액상 접착제를 조제했다.
식(iii)
실시예14 : 제7 접착제
양 말단 에 피페라디닐에틸 아미노카보닐기를 가지는 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체(우베교산가부시키가이샤제 「Hycar ATBN」)(m=83.5, n=16.5, 중량평균분자량3600, 아크릴로니트릴 함유량16.5%)의 40중량부와, 양 말단 에 비닐기를 가지는 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체(우베교산가부시키가이샤제 「Hycar VTBN」)(m=83.5, n=16.5, 중량평균분자량3600, 아크릴로니트릴 함유량16.5%)의 40중량부를, 톨루엔/메틸에틸케톤 혼합액(1:1)의 80중량부에 용해하고, 그 용해액에 상기 식(i)으로 표시되는 말레이미드 화합물20중량부, α-α’비스(t-부틸퍼옥시-m-이소프로필)벤젠(일본유지사제)0.1중량부 및 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시(디하이드로신나메이트)]메탄(아데가스터부 AO-60, 아사히덴카고교사제)를 1중량부 혼합하고, 테트라히드로플랜에 용해하여 고형분율40중량%의 액상 접착제를 조제했다.
실시예15 : 제8접착제
실시예14에서 사용한 비닐기를 가지는 아크릴로니트릴-부타디엔 공중합체(우베교산가부시키가이샤제「Hycar VTBN」)대신에 양 말단 에 카보닐기를 가지는 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체(우베교산가부시키가이샤제「Hycar CTBN」)(m=2.7, n=1, 중량평균분자량3500, 아크릴로니트릴 함유량16.5%)의 40중량부를 사용한 점 이외는 실시예14와 같게하여 접착제를 조제했다.
실시예16 : 제9 접착제
양 말단에 피페라디닐에틸 아미노카보닐기를 가지는 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체(우베교산가부시키가이샤제 「Hycar ATBN」)(m=83.5, n=16.5, 중량평균분자량3600, 아크릴로니트릴 함유량16.5%)의 70중량부와, 비스페놀A형(유화셀에폭시사제「에피코트 828」의 10중량부를 톨루엔/메틸에틸케톤 혼합액(1:1)의 80중량부에 용해하고, 그 용해액에 상기 식(i)으로 표시되는 말레이미드 화합물20중량부, α-α’-비스(t-부틸퍼옥시-m-이소프로필)벤젠(일본유지사제) 0.1중량부 및 디시안디아미드 0.3중량부 및 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시(디하이드로신나메이트)]메탄(아사히덴카고교사제 「아데가스터부 AO-60」)을 1중량부 혼합하고, 테트라히드로플랜에 용해하여 고형분율 40중량%의 액상 접착제를 조제했다.
실시예17 : 제10 접착제
부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체(중량평균분자량 250,000, 아크릴로니트릴 함유량 27%)의 100중량부, p-t-부틸페놀형 레졸페놀수지(쇼와고분자사제「CKN-1282」)의 20중량부, 노보렉 에폭시 수지(일본화약사제「EOCN-1020」의 20중량부, 상기 식(i)으로 표시되는 말레이미드 화합물의 25중량부, 1,3-비스(3-아미노프로필)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산의 5중량부, α-α’-비스(t-부틸퍼옥시-m-이소프로필)벤젠(일본유지사제)의 0.1중량부, 및 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시(디하이드로신나메이트)]메탄(아사히덴카고교사제 「아데가스터부 AO-60」)을 1중량부 혼합하고, 테트라히드로플랜에 용해하여 고형분율 30중량%의 액상 접착제를 조제했다.
실시예18 : 제11 접착제
양 말단에 피페라디닐에틸 아미노카보닐기를 가지는 아크릴로니트릴 부타디엔 공중합체(우베교산가부시키가이샤제 「Hycar ATBN」)(m=83.5, n=16.5, 중량평균분자량3600, 아크릴로니트릴 함유량16.5%)의 60중량부를, 톨루엔/메틸에틸케톤 혼합액(1:1)의 60중량부에 용해하고, 그 용해액에 상기 식(i)으로 표시되는 말레이미드 화합물40중량부와, 로욜 퍼옥사이드(일본유지사제)의 0.1중량부와, 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시(디하이드로신나메이트)]메탄(아사히덴카고교사제「아데가스터브 AO-60」) 1중량부와, 평균 입자직경 5μm의 구형상 알루미나 필러의 25중량부를 혼합하여 테트라히드로플랜에 용해하고 고형분율 40중량%의 액상 접착제를 조제했다.
비교예3 : 비교를 위한 제1 접착제
실시예8에서 사용하는 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시(디하이드로신나메이트)]메탄을 사용하지 않은 점 이외는 실시예8과 같게 고형분율40중량%의 접착제를 조제했다.
비교예4 : 비교를 위한 제2 접착제
실시예8에서 사용하는 테트라키스[메틸렌(3,5-디-t-부틸-4-히드록시(디하이드로신나메이트)]메탄대신에, 디-t-부틸페놀을 사용한 점 이외는 실시예8과 같게 고형분율40중량%의 접착제를 조제했다.
비교예5 :비교를 위한 제3 접착제
에폭시 아크릴 레이트(일본화약사제「R-551」의 100중량부와, 과산화 벤조일 1중량부를, 톨루엔/메틸에틸케톤 혼합액(1:1)에 용해하고, 고형분율40%의 접착제를 조제했다.
평가실험2 : 세라믹 절연판에서 잘 떼어지지않음을 평가했다.
실시예8∼18 및 비교예3∼5의 접착제를 이용하여 도1에 도시하는 정전처크장치용의 적층 시트(17)를 각각 제작했다. 우선, 막두께50μm의 폴리이미드 필름(도레 듀폰사제 상품명:캡톤)으로 이루어지는 다수의 절연성 필름에 각각 알루미늄을 두께500옴스트롬으로 증착하여 도3에 도시하는 형상의 전극층(20)을 형성한 후, 이 전극 형성면에 실시예8∼18, 및 비교예3∼5의 접착제를 건조후의 두께가 20μm이 되도록 도포하고, 이들을 건조시켜 150℃에서 5분간 가열하여 반경화시켰다. 이들 접착제층상에 다시 같은 접착제를 건조후의 두께가 20μm이 되도록 도포하고, 건조시켜 반경화시키고, 합계40μm의 반경화된 접착제층을 형성했다.
이렇게하여 얻어진 적층시트를, 직경8인치×두께3mm의 표면 평활한 세라믹 절연판(전극은 형성되지 않는다)에 각각 붙이고, 100∼150℃의 스텝 큐어를 행하여 제2 접착제층(36)을 경화시켰다.
이렇게하여 얻어진 세라믹 절연판 및 적층 시트의 적층체를, 히트 사이클 시험장치에 넣고, 150℃로 가열하여 30분간 유지한 후, -40℃로 급냉시켜 30분간 유지하는 사이클을 60회 반복, 상온으로 되돌린 후, 접착층이 떼어졌는지 여부를 확인했다.
그 결과, 실시예8∼18 및 비교예1 및 2의 접착제를 이용한 적층 시트는 떼어지지않았지만, 비교예33의 접착제를 이용한 적층시트는 세라믹 절연판에서 부분적으로 박리되었다.
평가실험3 : 신장율과 휘어짐을 평가했다.
실시예8∼18 및 비교예3∼5의 접착제를, 미리 박리처리를 실시한 폴리에틸렌 텔레프타레이트 필름(두께37μm)의 일면에 도포하고, 120℃에서 5분간 건조시킴으로써, 두께20μm의 접착층을 형성하고, 접착시트로 했다.
또한, 실시예8의 접착제에 의해 접착층을 형성한 폴리에틸렌 텔레프타레이트 필름을 2매, 접착층끼리 맞붙이고, 한쪽 필름을 박리시켜, 두께40μm의 접착층을 가지는 접착 시트를 제작했다(실시예19). 또한, 실시예20에서 얻어진 접착 시트를 2매 준비하고, 접착층끼리 맞붙이고, 한쪽 필름을 박리시켜, 두께80μm의 접착층을 가지는 접착 시트를 제작했다(실시예20).
이상의 각 접착시트를 180℃에서 1시간 가열하여 접착제를 경화시킨 후, 필름을 떼어내고, 10mm×100mm의 장방형으로 절단하고, 만능인장시험기(시마츠세이사쿠소제「텐시론」에 장착하고, 필름 길이방향으로 50mm/min으로 늘려 필름을 절단하기 직전의 신장율을 비교했다. 결과를 표2에 표시한다.
또한, 실시예8∼18 및 비교예3∼5의 접착제층을 형성한 접착 시트, 및 실시예20, 21의 접착시트에서 필름을 떼어낸 다음, 접착제층만을 76mm×52mm×0.9mm의 보로실리케이트산 유리와, 76mm×52mm×5mm의 알루미늄판과의 사이에 끼우고, 라미네이트 장치로 맞붙인 후, 120℃에서 2시간 가열하여 접착제층을 경화시켰다. 상온으로 되돌린 후, 유리면에 발생한 휘어짐의 깊이(μm)를 디지탈식 심도현미경으로 측정했다. 또한, (휘어짐의 깊이)/(유리의 대각선 길이)를 휘어짐율(%)로써 구했다. 결과를 표2에 표시한다.
표2
| 신장율(%) | 휘어짐 깊이(μm) | 휘어짐율(%) | |
| 실시예8 | 230 | 18 | 0.020 |
| 실시예9 | 260 | 15 | 0.016 |
| 실시예10 | 230 | 18 | 0.020 |
| 실시예11 | 230 | 16 | 0.017 |
| 실시예12 | 260 | 13 | 0.013 |
| 실시예13 | 200 | 18 | 0.020 |
| 실시예14 | 200 | 15 | 0.016 |
| 실시예15 | 210 | 10 | 0.011 |
| 실시예16 | 170 | 17 | 0.018 |
| 실시예17 | 180 | 16 | 0.017 |
| 실시예18 | 170 | 8 | 0.009 |
| 실시예19 | 180 | 10 | 0.011 |
| 실시예20 | 180 | 3 | 0.003 |
| 비교예3 | 40 | 40 | 0.043 |
| 비교예4 | 60 | 38 | 0.041 |
| 비교예5 | 15 | 35 | 0.038 |
표2에서 명백한 바와같이, 본 발명에 관한 실시예8∼21의 접착층은 비교예3∼5에 비해 신장율이 매우 크고, 탄성이 풍부했다. 또한, 경화시에 발생하는 응력이 작기 때문에, 유리면에 발생하는 휘어짐이 작았다. 이것은 웨이퍼 흡착면의 휘어짐, 세라믹 절연판 및 또는 금속기반의 휘어짐을 막는 점, 및 세라믹 절연판의 손상을 막는 점에서 바람직한 특성이다.
Claims (16)
- 금속기반과, 이 금속기반상에 설치된 제1 접착제층과, 이 제1 접착제층상에 설치된 세라믹제의 세라믹 절연판과, 이 세라믹 절연판상에 설치된 제2 접착제층과, 이 제2 접착제층상에 설치된 절연성 필름과, 상기 제2 접착제층과 상기 절연성 필름과의 사이에 설치된 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전처크장치.
- 제1항에 있어서,상기 금속기반, 상기 제1 접착층, 상기 세라믹 절연판 및 상기 제2 접착제층에는 두께방향으로 이들을 관통하는 관통공이 형성되며, 이 관통공을 통하여 상기 전극에 접속된 급전부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 정전처크장치.
- 제1항에 있어서,상기 전극의 두께는 300옴스트롬∼10μm, 상기 절연성 필름의 두께는 20∼75μm, 상기 세라믹 절연판의 두께는 0.3∼8mm, 상기 제1 접착제층의 두께는 20∼200μm, 상기 제2 접착제층의 두께는 5∼100μm인 것을 특징으로 하는 정전처크장치.
- 제1항에 있어서,상기 제1 접착제층 및 상기 제2 접착제층의 적어도 한쪽은 부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체, 올레핀계 공중합체 및 폴리페닐에테르 공중합체에서 선택되는 1종 또는 2종 이상과, 힌더드 페놀계 항산화제를 함유하는 것을 특징으로 하는 정전처크장치.
- 제4항에 있어서,상기 힌더드 페놀계 항산화제는 200℃로 가열했을 시의 열중량 감소율이 5%이하이고, 상기 각 접착제층의 휘어짐율은 0.03%인 것을 특징으로 하는 정전처크장치.
- 세라믹 절연판의 하면을 제1 접착제층을 통하여 금속기반에 접착하는 공정과, 절연성 필름의 일면에 전극층을 형성하는 공정과, 상기 절연성 필름의 상기 전극층을 형성한 면에 제2 접착제층을 형성하는 공정과, 상기 제2 접착제층을 상기 세라믹 절연판의 상면에 접합하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전처크장치의 제조방법.
- 금속기반과, 이 금속기반상에 설치된 제1 접착제층과, 이 제1 접착제층상에 설치된 세라믹제의 세라믹 절연판과, 이 세라믹 절연판상에 설치된 제2 접착제층과, 이 제2 접착제층상에 설치된 절연성 필름과, 상기 세라믹 절연판의 상면에 메워진 전극을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전처크장치.
- 제7항에 있어서,상기 금속기반, 상기 제1 접착층 및 상기 세라믹 절연판에는 두께방향으로 이들을 관통하는 관통공이 형성되며, 이 관통공을 통하여 상기 전극에 접속된 급전부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 정전처크장치.
- 제7항에 있어서,상기 전극은 팔라듐 합금으로 형성되며, 상기 절연성 필름은 폴리이미드로 형성되는 것을 특징으로 하는 정전처크장치.
- 제7항에 있어서,상기 전극의 두께는 0.05∼2mm, 상기 절연성 필름의 두께는 20∼75μm, 상기 세라믹 절연판의 두께는 0.5∼8mm, 상기 제1 접착제층의 두께는 20∼200μm, 상기 제2 접착제층의 두께는 5∼100μm인 것을 특징으로 하는 정전처크장치.
- 제7항에 있어서,상기 제1 접착제층 및 제2 접착제층의 적어도 한쪽은 부타디엔 아크릴로니트릴 공종합체, 올레핀계 공중합체 및 폴리페닐에테르 공중합체에서 선택되는 1종 또는 2종 이상과, 힌더드 페놀계 항산화제를 함유하는 것을 특징으로 하는 정전처크장치.
- 제7항에 있어서,상기 힌더드 페놀계 항산화제는 200℃로 가열했을 시의 열중량 감소율이 5%이하이고, 상기 각 접착제층의 휘어짐율은 0.03%인 것을 특징으로 하는 정전처크장치.
- 세라믹 절연판의 상면에 메워 형성하는 공정과, 상기 세라믹 절연판의 하면을 제1 접착제층을 통하여 금속기반에 접착하는 공정과, 상기 세라믹 절연판의 상면에 제2 접착제층을 통하여 절연성 필름을 접착하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 정전처크장치의 제조방법.
- 부타디엔 아크릴로 니트릴 공중합체, 올레핀계 공중합체 및 폴리페닐에테르 공중합체에서 선택되는 1종 또는 2종 이상과, 힌더드 페놀계 항산화제를 함유하는 것을 특징으로 하는 접착제.
- 제14항에 있어서,상기 힌더드 페놀계 항산화제는 t-부틸기가 2기 이상 결합하는 페놀기를 3종 이상 가지고, 분자량은 700이상인 것을 특징으로 하는 접착제.
- 절연성 필름과, 이 절연성 필름의 일면에 형성된 접착제층을 가지고, 상기 접착제층은 부타디엔 아크릴로니트릴 공중합체, 올레핀계 공중합체 및 폴리페닐에테르 공중합체에서 선택되는 1종 또는 2종 이상과, 힌더드 페놀계 항산화제를 함유한 접착제층인 것을 특징으로 하는 정전처크용 적층시트.
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