KR20060013356A - 정전 척장치용 전극시트 및 이를 이용한 정전 척장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절연체에 대해서도 충분한 흡착력을 갖는 정전 척장치용 전극시트를 제공한다.

본 발명의 정전 척장치용 전극시트(30)는 한쌍의 절연성 유기필름(31,32)이 절연성 접착제층(33)을 사이에 두고 점착되고, 절연성 접착제층(33)내에 전극(34, 35)이 형성된 것으로, 절연성 접착제층(33)이 전극(34, 35)보다도 두껍게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

정전 척장치용 전극시트 및 이를 이용한 정전 척장치{Electrode sheet for electrostatic chuck devices and electrostatic chuck device comprising the same}

도 1은 본 발명에서의 절연성 접착제의 절연내성시험을 설명하기 위한 도이다.

도 2는 본 발명에 관한 실시예의 정전 척장치의 구조를 도시하는 도이다.

도 3은 본 발명에 관한 실시예의 정전 척장치의 그 외의 구조를 도시하는 도이다.

도 4는 본 발명에 관한 실시예의 정전 척장치의 그 외의 구조를 도시하는 도이다.

도 5a와 도 5b는 본 발명에 관한 실시예 및 비교예에서의 흡착력의 평가방법을 설명하기 위한 도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 정전 척장치

20 : 기판

30 : 정전 척장치용 전극시트

31, 32 : 절연성 유기필름

33 : 절연성 접착제층

34, 35 : 띠형상 전극

본 발명은 반도체 장치용 웨이퍼 등의 도전체 또는 반도전체뿐 아니라, 액정장치용 유리기판 등의 절연체를 양호하게 흡착지지가능한 정전 척장치용 전극시트 및 이것을 이용한 정전 척장치에 관한 것이다.

반도체 장치의 제조에 있어서는, 웨이퍼를 플라즈마 에칭장치 등의 가공장치의 소정부위에 고정하기 위해 웨이퍼를 흡착지지하는 척장치가 사용되고 있다. 척장치로는 기계식, 진공식, 정전식 등이 있으며, 그 중에서도 정전 척장치는 취급이 간단하고 진공중에서도 사용할 수 있는 이점을 갖고 있다. 종래의 정전 척장치는 예를 들면, 특허문헌 1 ~ 5에 개시되어 있으며, 한쌍의 세라믹기판에서 전극을 사이에 둔 구조의 것과, 한쌍의 절연성 유기필름이 전극을 내포하는 절연성 접착제층을 사이에 두고 점착된 구조의 것 등이 알려져 있다.

특허문헌1은 일본 특허공개 평10-223742호 공보이고,

특허문헌2는 일본 특허공개 평5-138473호 공보이고,

특허문헌3은 일본 특허공개 평5-235152호 공보이고,

특허문헌4는 일본 특허공개 평11-163111호 공보이고,

특허문헌5는 일본 특허공개 2000-107969호 공보이다.

최근 액정장치의 제조에 있어서도, 유리기판이나 수지기판 등의 절연성기판을 가공장치의 소정부위에 고정하기 위해 정전 척장치가 사용되고있다. 액정장치용 기판은 반도체 장치용 웨이퍼보다도 커서, 큰 것은 1m ×1m 이상의 것도 실용화되고 있다. 이러한 대형 액정장치용 기판을 양호하게 흡착유지하기 위해, 정전 척장치에는 대형화와 함께 보다 큰 흡착력이 요구되고 있지만, 유리기판이나 수지기판과 같은 절연성 기판을 양호하게 정전흡착하기 위해서는 종래이상의 고전압을 인가할 필요가 있다. 그러나, 종래의 정전 척장치에 사용되고 있는 알루미나 등의 세라믹이나 절연성 접착제에서는 절연파괴전압이 낮기 때문에 고전압을 인가할 수 없고, 충분한 흡착력을 얻을 수 없는 문제가 있었다.

그래서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 액정장치용 유리기판 등의 절연체에 대해서도 충분한 흡착력을 갖는 정전 척장치용 전극시트 및 이것을 이용한 정전 척장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자는 액정장치용 유리기판 등의 절연체를 양호하게 흡착유지하기 위해서, 절연성 접착제층이 전극보다도 두껍게 형성되어 있을 필요가 있는 것을 발견하고, 이하의 정전 척장치용 전극시트 및 정전 척장치를 발명했다.

즉, 본 발명의 정전 척장치용 전극시트는 한쌍의 절연성 유기필름이 절연성 접착제층을 사이에 두고 점착되고 상기 절연성 접착제층내에 전극이 형성된 정전 척장치용 전극시트에서, 상기 절연성 접착제층이 상기 전극보다도 두껍게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 정전 척장치용 전극시트에서는 상기 전극의 두께가 20μm 이하인 것이 바람직하다.

상기 정전 척장치용 전극시트에서는 인접하는 상기 전극의 간격이 2mm 이하임과 동시에, 상기 한쌍의 절연성 유기필름 중, 피흡착체를 흡착하는 쪽의 절연성 유기필름의 표면 요철차가 10μm 이하인 것이 바람직하다.

상기 정전 척장치용 전극시트에서는 상기 한쌍의 절연성 유기필름 중, 피흡착체를 흡착하는 쪽의 절연성 유기필름의 두께가 20 ~ 150μm인 것이 바람직하다.

상기 정전 척장치용 전극시트에서는 상기 절연성 접착제층을 구성하는 절연성 접착제가 차전압 5kV 이상의 절연내성을 갖는 것이 바람직하다.

또, 절연성 접착제층을 구성하는 절연성 접착제가 차전압 5kV 이상의 절연내성을 갖는다는 것은, 절연성 유기필름상에 폭 1mm, 두께 5μm의 복수개의 띠형상 전극을 전극간격 1mm로 합계 길이 5m가 되도록 패터닝하고, 그 위에 두께 10μm의 절연성 접착제층을 형성하며, 절연성 유기필름을 점착한 평가용 전극시트를 작성하고, 해당 평가용 전극시트의 전극에 차전압 5kV를 인가했을 때에, 절연성 접착제가 전극간에 단락을 발생시키지 않는 절연내성을 갖는 것을 의미한다.

보다 상세하게는, 상기 절연성 접착제의 절연내성은 상세하게는 하기의 평가시험(이하, 「절연내성시험」)에 의해 평가되는 것으로 한다.

막두께 25μm의 폴리이미드필름으로 이루어지는 절연성 유기필름상에, 니켈하지층(下地層)을 스퍼터링에 의해 형성한 후, 구리도금처리를 하여, 두께 5μm의 도전층을 형성한다. 다음으로, 레지스트도포, 노광, 현상, 에칭, 세정을 순차적으로 행함으로써, 도전층을 패터닝하고, 두께 5μm의 복수개의 띠형상 전극 및 원형상의 단자를 형성한다. 이 때, 도 1에 도시하는 것과 같이, 스트라이프형상으로 배치된 25개의 제1 띠형상 전극(110)이 공통의 단자(120)에 접속된 빗살형상의 패턴(100)과, 스트라이프형상으로 배치된 25개의 제2 띠형상 전극(210)이 공통의 단자(220)에 접속된 빗살형상의 패턴(200)의 2종류의 패턴을, 띠형상 전극(110, 210)이 서로 교대로 배치되도록 형성한다. 또, 도 1에서는, 절연성 유기필름에 번호 300을 붙였다. 어느 패턴에 있어서도 각 띠형상 전극의 폭을 1mm, 길이(L)를 100mm로 하고, 양 패턴을 구성하는 모든 띠형상 전극의 합계 길이를 5m로 한다. 또, 인접하는 전극간격(전극(110과 210)의 간격)을 1mm로 한다.

이러한 전극패턴을 형성한 절연성 유기필름의 전극형성면에, 절연성 접착제를 건조 후의 두께가 10μm가 되도록 도포한 후, 건조에 의해 반경화시켜서 절연성 접착제층을 형성하고, 또한 그 위에 막두께 25μm의 폴리이미드필름으로 이루어지는 절연성 유기필름을 점착한다. 또, 단자(120, 220)상에는 절연성 접착제의 도포나 상부쪽 절연성 유기필름의 점착은 이루어지지 않고, 단자가 노출된 상태로 둔다.

이상과 같이 하여 평가용 전극시트를 작성하고, 단자(120, 220)에 차전압 5kV를 인가한다. 이 상태를 10분간 유지하고, 전극간의 단락 발생유무를 검사한다. 단락의 발생이 없으면, 이용한 절연성 접착제가 차전압 5kV이상의 절연내성을 갖는 것으로 판정하고, 단락의 발생이 있으면, 이용한 절연성 접착제가 차전압 5kV이상 의 절연내성을 갖지 않는 것으로 판정한다. 또한, 차전압 5kV 이상이라는 것은, 단자(120과 220)에 인가하는 전압차가 5kV 이상이 되는 것을 말한다. 예를 들면, 단자(120)에 직류전압 -2.5kV를 인가하고, 단자(220)에 직류전압 +2.5kV를 인가한 상태, 또는 단자(120)를 0으로 하고, 단자(220)에 직류전압 +5kV을 인가한 상태를 들 수 있다.

또, 본 발명의 정전 척장치는, 상기 정전 척장치용 전극시트를 기판에 점착하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

다음으로, 도면을 참조하여 본 발명에 관한 실시예의 정전 척장치의 구조에 관해 설명한다. 도 2 ~ 도 4는 본 실시예의 정전 척장치를 전극의 연장방향에 대해 수직방향으로 절단했을 때의 단면도이다. 또, 피흡착체를 흡착하는 쪽을 상측, 그 반대쪽을 하측으로 정의한다.

도 2 ~ 도 4에 도시하는 것과 같이, 본 실시예의 정전 척장치(10)는, 한쌍의 절연성 유기필름(31, 32)이 절연성 접착제층(33)을 통해 점착되고, 절연성 접착제층(33)내에 2종류의 띠형상 전극(34, 35)이 형성된 전극시트(정전 척장치용 전극시트, 30)를 주체로 하여 구성되며, 해당 전극시트(30)의 하면이 접착제층(21)을 통해 기판(20)에 점착된 것이다. 본 실시예에서는, 절연성 유기필름(32)의 상면이 피흡착체를 흡착하는 흡착면이 된다.

띠형상 전극(34, 35)의 평면패턴은, 도 1에 도시한 띠형상 전극(110, 210)과 동일하고, 각각 독립적으로 구동되며, 극성이 다른 전압이 인가되게 되어있다. 본 실시예의 정전 척장치(10)는 이렇게 극성이 다른 전압이 인가되는 복수의 전극을 구비한, 소위 쌍극형 구조를 갖는 것이다. 쌍극형에서는, 단극형과 달리 피흡착체에 직접 통전하지 않고 피흡착체를 흡착유지할 수 있으므로, 피흡착체에 대해 영향을 미칠 우려가 없어서 최적이다. 또한, 극성이 다른 전압이 인가되는 전극(34, 35)은 교대로 배치되어 있으면 되므로, 그 패턴은 도 1에 도시한 것과 같은 패턴으로 한정된 것은 아니다. 덧붙여, 각 전극의 형상도 띠형상으로 한정되는 것은 아니다.

또, 띠형상 전극(34, 35)은 절연성 접착제층(33)내에 형성되어 있으면 되므로, 그 형성위치에 관해서는 적절히 설계할 수 있다. 구체적으로는, 도 2에 도시하는 것과 같이 하측의 절연성 유기필름(31)의 상면에 형성되어 있어도 좋고, 도 4에 도시하는 것과 같이 상측의 절연성 유기필름(32)의 하면에 형성되어 있어도 좋다. 또, 도 3에 도시하는 것과 같이, 상하의 절연성 유기필름(31 및 32)으로부터 이격하도록 형성되어 있어도 좋다.

절연성 유기필름(31, 32)의 재질로서는, 특히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 폴리에틸렌텔레프탈레이트 등의 폴리에스테르류, 폴리에틸렌 등의 폴리올레핀류, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르설폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르이미드, 트리아세틸셀룰로즈, 실리콘고무 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 절연성이 뛰어난 것으로, 폴리에스테르류, 폴리올레핀류, 폴리이미드, 실리콘고무, 폴리에테르이미드, 폴리에테르설폰 등이 바람직하고, 폴리이미드가 특히 바람직하다. 폴리이미드필름은 시판되고 있으며, 예를 들면, 토레이·듀퐁사 제품 상품명 캡톤, 우베흥산사 제품 상품명 유피렉스, 카네부치화학 공업사 제품 상품명 아피칼 등이 바람직하게 이용된다.

절연성 유기필름(31, 32)의 두께도 특별히 한정되는 것은 아니지만, 20 ~ 150μm가 바람직하고, 25 ~ 75μm가 보다 바람직하다. 피흡착체를 흡착하는 쪽의 절연성 유기필름(32) 두께가 20μm 미만에서는 표면의 상처에 의해 절연성이 저하될 우려가 있으며, 150μm 초과에서는 충분한 정전흡착력을 얻지못할 우려가 있다.

상기 절연성 접착제층(33)을 이루는 절연성 접착제로서는, 열경화성분의 수지로 이루어지는 접착제, 열가소성분의 수지로 이루어지는 접착제, 또는 열경화성분의 수지와 열가소성분의 수지를 혼합한 접착제를 사용할 수 있다.

상기 열경화성분의 수지로는, 에폭시수지, 페놀수지, 아민화합물, 비스말레이미드화합물, 디아릴프탈레이트수지 등에서 선택되는 1종류 또는 2종류 이상의 수지를 들 수 있다. 여기에서, 에폭시수지로서는, 비스페놀형, 페놀노보락형, 크레졸노보락형, 글리시딜에테르형, 글리시딜에스테르형, 글리시딜아민형, 트리히드록시페닐메탄형, 테트라글리시딜페놀알칸형, 나프탈렌형, 디글리시딜디페닐메탄형, 디글리시딜비페닐형 등의 2관능 또는 다관능 에폭시수지 등을 구체적으로 들 수 있다. 그 중에서도, 비스페놀형 에폭시수지가 바람직하고, 비스페놀 A형 에폭시수지가 특히 바람직하다. 또, 에폭시수지를 주성분으로 하는 경우, 필요에 따라 이미다졸류, 제3 아민류, 페놀류, 디시안디아미드류, 방향족 디아민류, 유기과산화물 등의 에폭시수지용 경화제나 경화촉진제를 배합한 것을 이용하는 것도 가능하다. 페놀수지로서는, 알킬페놀수지, p-페닐페놀수지, 비스페놀A형페놀수지 등의 노보락 페놀수지, 레졸페놀수지, 폴리페닐파라페놀수지 등을 구체적으로 들 수 있다.

또, 상기 열가소성분의 수지로서는, 폴리아미드수지, 아크릴로니트릴부타젠 공중합체, 폴리에스테르수지, 폴리이미드수지, 실리콘수지, 스틸렌계 블럭공중합체, 폴리우레탄수지, 폴리올레핀수지, 폴리스틸렌수지, 아크릴고무 등에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 수지를 들 수 있다. 상기 스틸렌계 블럭공중합체로서는, 스틸렌-부타젠-스틸렌블럭공중합체(SBS), 스틸렌-이소플렌-스틸렌블럭공중합체(SIS), 스틸렌-에틸렌-부타젠-스틸렌블럭공중합체(SEBS), 스틸렌-에틸렌-프로필렌-스틸렌공중합체(SEPS) 등을 구체적으로 들 수 있다.

상기 열경화성분의 수지와 열가소성분의 수지는, 각각 단독으로 사용해도 좋고, 양자를 혼합하여 사용해도 좋다. 특히, 상기 열경화성분의 수지와 열가소성분의 수지를 혼합하여 사용하는 것이 바람직하고, 열경화성분의 수지와 열가소성분의 수지의 중량비가 10 : 90 ~ 90 : 10의 비율로 혼합하여 사용하는 것이 바람직하며, 또한, 20 : 80 ~ 80 : 20의 비율로 혼합한 것이 보다 바람직하다.

또, 상기 절연성 접착제 중에서도, 먼저 설명한 절연내성시험에서 차전압 5kV 이상의 절연내성을 갖는 절연성 접착제(절연성 유기필름상에 폭 1m, 두께 5μm의 복수개의 띠형상 전극을 전극간격 1mm로 합계길이 5m가 되도록 패터닝하고, 그 위에 두께 10μm의 절연성 접착제층을 형성하며, 절연성 유기필름을 점착한 평가용 전극시트를 작성하여, 해당 평가용 전극시트의 전극에 차전압 5kV를 인가했을 때에, 전극간에 단락을 발생시키지 않는 절연내성을 갖는 절연성접착제)가 보다 바람직하다.

띠형상 전극(34, 35)으로는, 전압을 인가했을 때에 정전흡착력을 발현할 수 있는 도전성 물질로 이루어지는 것이면, 특히 한정되는 것은 아니지만, 구리, 알루미늄, 금, 은, 백금, 크롬, 니켈, 텅스텐 등이나 이들의 합금중에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 금속으로 이루어지는 박막을 패터닝한 것이 바람직하다. 금속박막으로는, 증착, 도금, 스터퍼링 등에 의해 성막되는 것이나, 도전성 페이스트를 도포건조하여 성막된 것, 동박 등의 금속박 등을 구체적으로 들 수 있다.

본 실시예에서는, 절연성 접착제층(33)이 띠형상 전극(34, 35)보다도 두껍게 형성될 필요가 있다.

본 발명자는, 절연성 접착제층(33)을 띠형상 전극(34, 35)보다도 두껍게 형성함으로써, 특히 절연성 접착제층(33)을 절연내성시험에서 차전압 5kV이상의 절연내성을 갖는 절연성 접착제에 의해 구성함으로써, 절연내성시험과는 다른 조건(예를 들면, 절연성 접착제층의 두께나, 전극의 두께, 전극의 재질, 전극의 패턴 등이 절연내성시험과는 다른 조건)에서 전극시트(30)를 형성해도, 절연성 접착제층(33)이 차전압 5kV 이상의 절연내성을 갖는 것(띠형상 전극(34, 35)에 차전압 5kV을 인가해도, 띠형성 전극(34, 35)간에 단락을 발생시키지 않는 절연내성을 갖는 것)이 되는 것을 알아내었다.

또, 절연성 접착제층(33)을 재료단체에서는 절연내성시험에서 차전압 5kV 이상의 절연내성을 갖는 절연성 접착제에 의해 구성해도, 절연성 접착제층(33)이 띠형상 전극(34,35)보다도 얇은 경우에는, 인접하는 전극간에 절연성 접착제가 충진되지 않는 공극이 형성되고, 절연내성이 저하될 우려가 있다.

띠형상 전극(34, 35)의 두께는 이상의 조건을 충족하는 것이면 특별히 한정 되지 않지만, 구체적으로는 20μm이하가 바람직하다. 띠형상 전극(34, 35)의 두께가 20μm 초과에서는 흡착면상에 요철이 형성되기 쉬운 우려가 있다. 또, 띠형상 전극(34, 35)의 두께는 1μm이상인 것이 바람직하다. 띠형상 전극(34, 35)의 두께가 1μm 미만에서는 전극의 접합시에 강도가 불충분해질 우려가 있다.

또, 인접하는 띠형상 전극(34과 35)의 간격이 2mm이하인 것이 바람직하다. 전극간격이 2mm 초과에서는, 전극간에 충분한 정전력을 발현하지 못하고, 흡착력이 불충분해질 우려가 있다. 또한, 피흡착체를 흡착하는 쪽의 절연성 유기필름(32)의 표면(즉, 흡착면)의 요철차가 10μm 이하인 것이 바람직하다. 흡착면의 요철차가 10μm 초과에서는, 피흡착체와의 밀착성이 저하되고, 흡착력이 불충분해질 우려가 있다.

전극시트(30)를 점착하는 기판(20)으로서는 특별히 한정되지 않지만, 알루미늄기판, 스텐레스기판, 세라믹기판 등을 들 수 있다. 또, 접착제층(21)을 구성하는 접착제로서는, 절연성 접착제층(33)과 동일한 접착제를 이용할 수 있다. 단, 접착제층(21)에는 절연성 접착제층(33)에 요구되는 높은 절연내성은 필요없다.

본 실시예의 전극시트(30) 및 이것을 이용한 정전 척장치(10)에 따르면, 절연성 접착제층(33)을 띠형상 전극(34, 35)보다도 두껍게 형성했으므로, 절연성 접착제층(33)에 절연파괴를 발생시키는 일 없이, 반도체 장치용 웨이퍼 등의 도전체 또는 반도전체뿐 아니라, 액정장치용 기판 등의 대형 절연체(석영유리 등의 유리, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어지는 판재나 필름 등)를 양호하게 흡착유지할 수 있다.

특히, 절연성 접착제층(33)을 절연내성시험에서 차전압 5kV 이상의 절연내성을 갖는 절연성 접착제에 의해 구성하면, 위에서 서술한 것과 같이, 절연성 접착제층(33)을 차전압 5kV 이상의 절연내성을 갖는 것으로 할 수 있다. 따라서, 절연성 접착제층(33)에 절연파괴를 발생시키는 일 없이, 띠형상 전극(34, 35)에 적어도 5kV의 전압을 인가할 수 있고, 반도체 장치용 웨이퍼 등의 도전체 또는 반도전체뿐 아니라, 액정장치용 기판 등의 대형 절연체(석영유리 등의 유리, 세라믹, 플라스틱 등으로 이루어지는 판재나 필름 등)도 양호하게 흡착유지할 수 있다.

또, 전극이 세라믹과 밀접한 구조의 정전 척장치에서 동일한 절연내성을 갖는 장치를 실현하려고 해도, 절연파괴전압이 높은 세라믹이 필요해지므로, 개발이 어려우며 개발했다고 해도 극히 고가의 것이 되지만, 본 발명에 따르면, 절연내성이 뛰어난 접착제를 설계하면 좋으므로, 비교적 간편하고 저렴한 가격의 양호한 흡착력을 갖는 장치를 실현할 수 있다.

실시예

다음으로, 본 발명에 관한 실시예 및 비교예에 관해 설명한다.

(절연성 접착제의 조제)

표 1에 도시하는 성분을 동일한 표에 도시하는 배합비로 배합하고, 절연성 접착제 1 ~ 4를 조제했다. 또한, 절연성 접착제 1은 표 1에 도시하는 성분을 메틸에틸케톤에 혼합용해하고, 절연성 접착제(2 및 3)는 표 1에 도시된 성분을 테트라히드로플란에 혼합용해하며, 절연성 접착제(4)는 표 1에 도시하는 성분을 메틸에틸케톤/초산에틸의 혼합용매에 혼합용해하여 각각 조제했다.

이용한 성분의 제조사명 및 상품명을 아래와 같다.

<절연성 접착제 1>

·O-크레졸노보락형 에폭시수지 : 일본화약사 제품 상품명 EOCN-1020

·노보락페놀수지 : 마루젠석유화학사 제품 상품명 말카린카 M

·아크릴로니트릴-부타젠공중합체 : 일본제온사 제품 상품명 1001

<절연성 접착제 2>

·에폭시수지 : 대일본 잉크사 제품 상품명 에피클론 HP7200

·노보락페놀수지 : 군에이화학사 제품 상품명 레지톱 PSM 4324

·변성폴리아민 : 일본화약사 제품 상품명 카야본드 C300S

·에폭시화 스틸렌-부타젠-스틸렌블럭공중합체 : 다이센화학공업사 제품 상품명 에포프렌드 A1020

<절연성 접착제 3>

·비스말레이미드 : 케이아이화성사 제품 상품명 BMI-70

·에폭시화 스틸렌-부타젠-스틸렌블럭공중합체 : 다이센화학공업사 제품 상품명 에폭프렌드 AT501

<절연성 접착제 4>

·에폭시수지 : 유화쉘에폭시사 제품 상품명 에피코트 828

·크레졸형 페놀수지 : 쇼와고분자사 제품 상품명 CKM 2400

·아크릴고무 : 테이코쿠화학산업사 제품 상품명 테이산레진 SG-811

(절연성 접착제의 평가)

상기에서 얻은 절연성 접착제 1 ~ 4에 관해, 절연내성시험([주된 평가조건] 하측 및 상측의 절연성 유기필름 : 모두 다 막두께 25μm의 폴리이미드 필름, 전극 : 두께 500Å의 니켈에 구리도금처리를 실시한 것으로, 폭 1mm, 두께 5μm, 길이 100mm, 전극간격 1mm, 합계길이 5m로 패터닝한 것, 절연성 접착제층 : 두께 10μm, 한쪽의 단자에 직류전압 -2.5kV을 인가하고, 다른 쪽 단자에 직류전압 +2.5kV을 인가했다.)을 실시한 결과, 절연성 접착제 1 ~ 3에 관해서는 차전압 5kV 이상의 절연내성을 갖고 있었지만, 절연성 접착제 4는 차전압 5kV 이상의 절연내성을 갖고 있지 않았다.

(실시예 1)

아래에 서술한 것과 같이 하고, 도 4에 도시한 구조의 정전 척장치용 전극시트 및 정전 척장치를 제작했다.

상측의 절연성 유기필름으로서, 막두께 75μm의 폴리이미드필름(토레이·듀퐁사 제품 상품명 캡톤)을 준비하고, 이 한쪽면에, 절연성 접착제의 절연내성시험과 동일하게 전극 및 단자를 형성했다. 이어서, 전극형성면에, 상기에서 얻은 절연성 접착제(1)를 건조 후의 두께가 15μm가 되도록 도포한 후, 건조 및 가열에 의해 반경화시켜서 절연성 접착제층을 형성하고, 또한, 하측의 절연성 유기필름으로, 막두께 50μm의 폴리이미드필름(토레이 ·듀퐁사 제품 상품명 캡톤)을 점착했다. 이어서, 가열에 의해 절연성 접착제층을 완전히 경화시키고, 본 발명의 정전 척장치용 전극시트를 얻었다.

이 전극시트의 흡착면(막두께 75μm의 폴리이미드필름측의 면)의 요철차를 레이저변위형 측정기로 측정한 결과, 3.5μm이고, 표면평활성이 양호했다.

이어서, 얻어진 전극시트의 하면(막두께 50μm의 폴리이미드필름측의 면)에 절연성 접착제(1)를 건조 후의 두께가 20μm가 되도록 더 도포한 후, 건조 및 가열에 의해 반경화시켜서 접착제층을 형성했다. 마지막으로, 해당 접착제층을 사이에 두고 알루미늄기판을 점착하고, 본 발명의 정전 척장치를 얻었다.

(실시예 2)

하기와 같이 하여, 도 2에 도시한 구조의 정전 척장치용 전극시트 및 정전 척장치를 제작했다.

하측의 절연성 유기필름으로, 막두께 50μm의 폴리이미드필름(우베흥산사 제품 상품명 유피렉스)을 준비하고, 이 한쪽면에 절연성 접착제의 절연내성시험과 동일하게 전극 및 단자를 형성했다. 이어서, 전극 형성면에 상기에서 얻은 절연성 접착제(2)를 건조 후의 두께가 20μm가 되도록 도포한 후, 건조 및 가열에 의해 반경화시켜서 절연성 접착제층을 형성하고, 또한, 상측의 절연성 유기필름으로, 막두께 50μm의 폴리에틸렌텔레프탈레이트필름(테이징듀퐁필름사 제품)을 점착했다. 이어서, 가열에 의해 절연성 접착제층을 완전히 경화시키고, 본 발명의 정전 척장치용 전극시트를 얻었다.

이 전극시트의 흡착면(막두께 50μm의 폴리에틸렌 텔레프텔레이트필름쪽 면)의 요철차를 실시예 1과 동일하게 측정한 결과, 2.8μm이고, 표면평활성이 양호했다.

이어서, 얻어진 전극시트의 하면(막두께 50μm의 폴리이미드필름측의 면)에 절연성 접착제(1)를 건조 후의 두께가 20μm가 되도록 더 도포한 후, 건조 및 가열에 의해 반경화시켜서 접착제층을 형성했다. 마지막으로, 해당 접착제층을 사이에 두고 스테인레스기판을 점착하여 본 발명의 정전 척장치를 얻었다.

(실시예 3)

아래와 같이 하여, 도 2에 도시한 구조의 정전 척장치용 전극시트 및 전극 척장치를 제작했다.

하측의 절연성유기필름으로, 막두께 50μm의 폴리에틸렌텔레프탈레이트필름(유니티카사 제품)을 준비하고, 이 한쪽 면에 전극 및 단자를 형성했다. 전극은 두께 500Å의 니켈에 알루미늄도금처리를 실시한 것으로 한 것 이외에는, 절연성 접착제의 절연내성시험과 동일하게 형성했다. 이어서, 전극형성면에, 상기에서 얻은 절연성 접착제(1)를 건조 후의 두께가 20μm가 되도록 도포한 후, 건조 및 가열에 의해 반경화시켜서 절연성 접착제층을 형성하고, 또한, 상측의 절연성 유기필름으로, 막두께 50μm의 폴리에틸렌텔레프탈레이트필름(유니티카사 제품)을 점착했다. 이어서, 가열에 의해 절연성 접착제층을 완전히 경화시켜서, 본 발명의 정전 척장치용 전극시트를 얻었다.

이 전극시트의 흡착면(나중에 점착한 폴리에틸렌텔레프탈레이트필름측의 면)의 요철차를 실시예 1과 동일하게 측정한 결과, 2.3μm이고, 표면평활성이 양호했다.

이어서, 얻어진 전극시트의 하면(먼저 준비한 폴리에틸렌텔레프탈레이트필름측의 면)에 절연성 접착제(1)를 건조 후의 두께가 20μm가 되도록 더 도포한 후, 건조 및 가열에 의해 반경화시키고 접착제층을 형성했다. 마지막으로 해당 접착제층을 사이에 두고 알루미늄기판을 점착하고, 본 발명의 정전 척장치를 얻었다.

(실시예 4)

아래와 같이 하여, 도 3에 도시한 구조의 정전 척장치용 전극시트 및 정전 척장치를 제작했다.

상측의 절연성 유기필름으로, 막두께 50μm의 폴리이미드필름(우베흥산사 제품 상품명 유피렉스)을 준비하고, 이 한쪽면에 상기에서 얻은 절연성 접착제(3)를 건조 후의 두께가 15μm가 되도록 도포한 후, 건조 및 가열에 의해 반경화시키고, 또, 두께 18μm의 전해동박을 점착했다. 그 후, 가열에 의해 절연성 접착제(3)를 완전히 경화시켰다. 이어서, 레지스트도포, 노광, 현상, 에칭, 세정을 순차적으로 행하고, 전해동박을 패터닝하여 절연성 접착제의 절연내성시험과 동일하게 패터닝하여 두께 18μm의 전극 및 단자를 형성했다.

이어서, 전극형성면에, 상기에서 얻은 절연성 접착제(1)를 건조 후의 두께가 15μm가 되도록 도포한 후, 건조 및 가열에 의해 반경화시키고, 먼저 도포하여 경화시킨 절연성 접착제(3)와 함께 두께 30μm의 절연성 접착제층을 형성하고, 또한, 하측의 절연성 유기필름으로서 막두께 20μm의 폴리이미드필름(우베흥상사 제품 상품명 유피렉스)을 점착했다. 이어서, 가열에 의해 절연성 접착제(1)를 완전히 경화시키고, 본 발명의 정전 척장치용 전극시트를 얻었다.

이 전극시트의 흡착면(막두께 50μm의 폴리이미드필름측의 면)의 요철차를 실시예 1과 동일하게 측정한 결과, 4.4μm이고, 표면평활성이 양호했다.

이어서, 얻어진 전극시트의 하면(막두께 20μm의 폴리이미드필름측의 면)에 절연성 접착제(1)를 건조 후의 두께가 20μm가 되도록 더 도포한 후, 건조 및 가열에 의해 반경화시켜서 접착제층을 형성했다. 마지막으로, 해당 접착제층을 사이에 두고 세라믹기판을 점착하여, 본 발명의 정전 척장치를 얻었다.

(비교예 1)

아래와 같이 하여, 도 2에 도시한 구조의 정전 척장치용 전극시트 및 정전 척장치를 제작했다.

하측의 절연성 유기필름으로, 막두께 50μm의 폴리에틸렌텔레프탈레이트필름(유니티카사 제품)을 준비하고, 이 한쪽 면에 전극 및 단자를 형성했다. 전극은 두께가 35μm로 한 것 이외에는, 절연성 접착제의 절연내성시험과 동일하게 형성했다. 이어서, 전극형성면에 상기에서 얻은 절연성 접착제(1)를 건조 후의 두께가 5μm가 되도록 도포한 후, 건조 및 가열에 의해 반경화시키고 절연성 접착제층을 형성하며, 또, 상측의 절연성 유기필름으로, 막두께 50μm의 폴리에틸렌텔레프탈레이트필름(유니티카사 제품)을 점착했다. 이어서, 가열에 의해 절연성 접착제층을 완전히 경화시키고, 비교용 정전 척장치용 전극시트를 얻었다.

이 전극시트의 흡착면(나중에 점착한 폴리에틸렌텔레프탈레이트필름의 면)의 요철차를 실시예1과 동일하게 측정한 결과, 11.2μm이고, 표면평활성이 불량했다.

이어서, 얻어진 전극시트의 하면(먼저 준비한 폴리에틸렌텔레프탈레이트필름측의 면)에 절연성 접착제(1)를 건조 후의 두께가 20μm가 되도록 더 도포한 후, 건조 및 가열에 의해 반경화시켜서 접착제층을 형성했다. 마지막으로 해당 접착제 층을 사이에 두고 알루미늄기판을 점착하여, 비교용 정전 척장치를 얻었다.

(비교예 2)

아래와 같이 하여, 도 4에 도시한 구조의 정전 척장치용 전극시트 및 정전 척장치를 제작했다.

상측의 절연성 유기필름으로, 막두께 75μm의 폴리이미드필름(토레이·듀퐁사 제품 상품명 캡톤)을 준비하고, 이 한쪽면에, 절연성 접착제의 절연내성시험과 동일하게 전극 및 단자를 형성했다. 이어서 전극형성면에, 상기에서 얻은 절연성 접착제(4)를 건조 후의 두께가 15μm가 되도록 도포한 후, 건조 및 가열에 의해 반경화시켜서 절연성 접착제층을 형성하고, 또한, 하측의 절연성 유기필름으로, 막두께 50μm의 폴리이미드필름(토레이·듀퐁사 제품 상품명 캡톤)을 점착했다. 이어서, 가열에 의해 절연성 접착제층을 완전히 경화시키고, 비교용 정전 척장치용 전극시트를 얻었다.

이 전극시트의 흡착면(막두께 75μm의 폴리이미드필름측의 면)의 요철차를 실시예 1과 동일하게 측정한 결과, 3.2μm이고, 표면평활성이 양호했다.

이어서, 얻어진 전극시트의 하면(막두께 50μm의 폴리이미드필름측의 면)에 절연성 접착제(1)를 건조 후의 두께가 20μm가 되도록 더 도포한 후, 건조 및 가열에 의해 반경화시켜서 접착제층을 형성했다. 마지막으로, 해당 접착제층을 사이에 두고 알루미늄기판을 점착하고, 비교용 정전 척장치를 얻었다.

(평가항목 및 평가방법)

각 실시예 및 비교예에서 얻어진 정전 척장치에 관해 아래의 평가를 했다.

<내전압성>

얻어진 정전 척장치의 흡착면에 동박을 재치하고, 이 동박과 기판을 접지했다. 다음으로, 전압시트 양단부에 설치된 단자의 한쪽에 직류전압 -5kV를 인가하고, 다른 쪽의 단자에 직류전압 +5kV를 인가하여, 10분간 방치했다. 이 시험을 2회 더 반복하고, 절연파괴 등의 이상발생유부를 검사했다.

<흡착력>

얻어진 정전 척장치의 기판을 접지하고, 전극시트 양단부에 설치된 단자의 한쪽에 직류전압 -5kV를 인가하며, 다른 쪽 단자에 직류전압 +5kV를 인가했을 때의 흡착력을 평가했다. 피흡착체로는, (1)100mm ×100mm의 파이렉스(등록상표)유리판(두께 0.7mm), (2)100mm ×100mm의 알루미나세라믹판(두께 0.38mm), (3)100mm ×100mm의 폴리이미드필름(두께 0.125mm)의 3종류의 절연체를 이용했다. 피흡착체를 흡착시킨 상태에서, 도 5a에 도시하는 것과 같이 피흡착체에 1kg의 하중을 주어 다른 쪽에 인장하는 전단흡착력시험과, 도 5b에 도시하는 피흡착체의 중심부에 200g의 하중을 주어 수직방향을 인상하는 수직흡착력시험을 행하며, 둘 다 피흡착체가 정전 척장치로부터 이탈하거나 이동하지 않고, 하중을 가하기 전과 동일한 상태를 유지할 수 있었던 것을 흡착력이 양호하게 판정되었다.

(결과)

각 실시예, 비교예에서의 주된 제조조건 및 평가결과를 표 2에 도시한다.

표 2에 도시하는 것과 같이, 절연성 접착제층을 절연내성시험에서 차전압 5kV 이상의 절연내성을 갖는 절연성 접착제 1 ~ 3을 이용하여 형성하고, 절연성 접 착제층을 전극보다도 두껍게 형성한 실시예 1 ~ 4에서는, 얻어진 정전 척장치는 각 층간 절연파괴나 전극간의 단락은 발생시키지 않고, 양호한 내전압성을 갖는 것이었다. 또, 얻어진 정전 척장치는, 피흡착체로, 파이렉스(등록상표)유리판, 알루미나세라믹판, 폴리이미드필름 중 어느 쪽을 이용해도, 전단흡착력시험, 수직흡착력시험의 쌍방 흡착력시험에서, 피흡착체가 정전 척장치로부터 이탈하거나 이동하지 않고, 양호한 흡착력을 갖는 것이었다.

이에 대해, 절연성 접착제층을 절연내성시험에서 차전압 5kV 이상의 절연내성을 갖는 절연성 접착제(1)를 이용하여 형성했지만, 절연성 접착제층을 전극보다도 얇게 형성한 비교예 1에서는 얻어진 정전 척장치는 흡착면의 표면평활성이 나쁘고 전극간이 단락하여 절연파괴가 발생하여 흡착면이 손상되며, 내전압성이 불량했다.

또, 절연성 접착제층을 전극보다도 두껍게 형성했지만, 절연성 접착제층을 절연재성시험에서 차전압 5kV 이상의 절연내성을 갖지 않는 절연성 접착제(4)를 이용하여 형성한 비교예 2에서는 얻어진 정전 척장치는 전극간이 단락하여 절연파괴가 발생하여 흡착면이 손상되며, 내전압성이 불량했다.

비교예 1 및 2에서는 이렇게 절연파괴가 발생했기 때문에, 흡착력의 평가를 하지 않았다. 또, 내전압성시험에서 절연파괴가 발생한 비교예 1 및 2에서 얻어진 정전 척장치에서는 직류전압 5kV 이상의 전압을 가할 수 없기 때문에, 당연히 양호한 흡착력을 가진는 것은 아니다.

절연성 접착제 1		절연성 접착제 2		절연성 접착제 3		절연성 접착제 4
조성	배합량 (중량부)	조성	배합량 (중량부)	조성	배합량 (중량부)	조성	배합량 (중량부)
O-크레졸노보락형 에폭시수지	35	에폭시수지	35	비스말레이미드	50	에폭시수지	30
노보락 페놀수지	15	노보락 페놀수지	12	에폭시화스틸렌-부타젠-스틸렌블럭공중합체	50	크레졸형 페놀수지	20
경화촉진제디시안디아미드	0.2	변성 폴리아민	3	-	-	경화촉진제2-에틸-4-메틸이미다졸	0.1
아크릴로니트릴-부타젠공중합체	50	에폭시화스틸렌부타젠-스틸렌블럭공중합체	50	-	-	아크릴고무	50

	제조조건			평가결과
	절연성접착제의 종류	절연성 접착제층의 두께(μm)	전극의 두께 (μm)	내전압성	흡착력
실시예 1	절연성 접착제 1	15	5	양호	양호
실시예 2	절연성 접착제 2	20	5	양호	양호
실시예 3	절연성 접착제 1	20	5	양호	양호
실시예 4	절연성 접착제 1 및 절연성 접착제 3	30	18	양호	양호
비교예 1	절연성 접착제 1	5	35	불량	-
비교예 2	절연성 접착제 4	15	5	불량	-

이상 상세하게 설명한 것과 같이, 본 발명에 따르면, 액정장치용 유리기판 등의 절연체에 대해서도 충분한 흡착력을 갖는 정전 척장치용 전극시트 및 이것을 이용한 정전 척 장치를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 한 쌍의 절연성 유기필름이 절연성 접착제층을 사이에 두고 점착되고, 상기 절연성 접착제층내에 전극이 형성된 정전 척장치용 전극시트에 있어서,

   상기 절연성 접착제층이 상기 전극보다도 두껍게 형성되고, 상기 한쌍의 절연성 유기필름 중, 피흡착체를 흡착하는 쪽의 절연성 유기필름의 표면의 요철차가 10μm인 것을 특징으로 하는 정전 척 장치용 전극시트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 전극의 두께가 20μm 이하인 것을 특징으로 하는 정전 척장치용 전극시트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   인접하는 상기 전극의 간격이 2mm이하인 것을 특징으로 하는 정전 척장치용 전극시트.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 한쌍의 절연성 유기필름 중, 피흡착체를 흡착하는 쪽의 절연성 유기필름의 두께가 20 ~ 150μm인 것을 특징으로 하는 정전 척 장치용 전극시트.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 절연성 접착제층을 구성하는 절연성 접착제가 차전압 5kV 이상의 절연내성을 갖는 것을 특징으로 하는 정전 척장치용 전극시트.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 정전 척장치용 전극시트를 기판에 점착하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전 척장치.

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