JP5482631B2 - 静電チャック - Google Patents
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Description
(A)一分子中にケイ素原子に結合するビニル基を少なくとも2個含有するオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)R3SiO1/2単位(式中、Rは非置換又は置換の一価炭化水素基)とSiO2単位を主成分とし、R3SiO1/2単位とSiO2単位とのモル比[R3SiO1/2/SiO2]が0.5〜1.5であり、かつ1×10-4〜5×10-3mol/gのビニル基を含有するシリコーン樹脂質共重合体 20〜200質量部、
(C)一分子中にケイ素原子に結合する水素原子(SiH基)を少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン
オルガノハイドロジェンポリシロキサンが含有するケイ素原子に結合す
る水素原子のモル数と(A)、(B)成分が含有する合計のビニル基の
モル数とのモル比[SiH/SiCH=CH2]が0.5〜5となる量、
(D)有機過酸化物
(A)、(B)、(C)成分の合計100質量部に対し0.1〜10質量部
を含有してなるシリコーンゴム組成物の硬化物とすることが有効であることを知見し、本発明をなすに至った。
請求項1:
絶縁体層とこの絶縁体層内に設けられた電極とを有する静電チャックの被吸着体と接触する表面に、
(A)一分子中にケイ素原子に結合するビニル基を少なくとも2個含有するオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)R3SiO1/2単位(式中、Rは非置換又は置換の一価炭化水素基)とSiO2単位を主成分とし、R3SiO1/2単位とSiO2単位とのモル比[R3SiO1/2/SiO2]が0.5〜1.5であり、かつ1×10-4〜5×10-3mol/gのビニル基を含有するシリコーン樹脂質共重合体 20〜200質量部、
(C)一分子中にケイ素原子に結合する水素原子(SiH基)を少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン
オルガノハイドロジェンポリシロキサンが含有するケイ素原子に結合す
る水素原子のモル数と(A)、(B)成分が含有する合計のビニル基の
モル数とのモル比[SiH/SiCH=CH2]が0.5〜5となる量、
(D)有機過酸化物
(A)、(B)、(C)成分の合計100質量部に対し0.1〜10質量部
を含有してなるシリコーンゴム組成物の硬化物からなるシリコーンゴム層を形成してなることを特徴とする静電チャック。
請求項2:
シリコーンゴム層が、補強性シリカを(A)、(B)、(C)成分の合計100質量部に対し5〜100質量部を含有し、かつ補強性シリカ以外に平均粒子径0.5μm以上の充填剤を含まない請求項1記載の静電チャック。
請求項3:
シリコーンゴム層の厚さが10〜150μmの範囲である請求項1又は2記載の静電チャック。
請求項4:
シリコーンゴム層の硬さが60以上であり、かつ25%引張応力が3MPa以上である請求項1,2又は3記載の静電チャック。
(A)ビニル基含有オルガノポリシロキサン、
(B)ビニル基含有シリコーン樹脂質共重合体、
(C)オルガノハイドロジェンポリシロキサン、
(D)有機過酸化物
を含有し、必要により補強性シリカを更に含有するシリコーンゴム組成物を硬化することによって形成される。
R1 aSiO(4-a)/2 (1)
(aは1.95〜2.05の正数)
で示されるものが好ましい。ここで、式中R1は非置換又は置換の好ましくは炭素数1〜10、特に1〜8の一価炭化水素基を表し、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、ビニル基、アリル基等のアルケニル基、フェニル基、トリル基等のアリール基、ベンジル基等のアラルキル基、あるいはこれらの水素原子が部分的に塩素原子、フッ素原子等で置換されたハロゲン化炭化水素基などが例示されるが、一般的にはオルガノポロシロキサンの主鎖がジメチルシロキサン単位からなるもの、あるいはこのオルガノポリシロキサンの主鎖にビニル基、フェニル基、トリフルオロプロピル基等を導入したものが好ましい。
R2 bHcSiO(4-b-c)/2 (2)
(bは0.7〜2.1、cは0.001〜1.0で、かつb+cは0.8〜3.0の正数)
で示され、一分子中に少なくとも2個、好ましくは3〜100個、より好ましくは3〜50個のケイ素原子に結合する水素原子を有するものが好適に用いられる。
また、特性評価には金属基板上に第1絶縁層として厚さ50μmのポリイミドフィルム、電極として銅箔パターン、第2絶縁層として厚さ25μmのポリイミドフィルムをそれぞれエポキシ接着剤で貼り合わせた構造の直径190mmのポリイミド製静電チャックを使用した。第2絶縁層上にウエハが吸着される。
ジメチルシロキサン単位99.85モル%、メチルビニルシロキサン単位0.15モル%からなる平均重合度8,000のメチルビニルポリシロキサン100質量部と、(CH3)3SiO1/2単位、(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2単位及びSiO2単位からなるシリコーン樹脂共重合体{[(CH3)3SiO1/2単位と(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2単位の合計]/SiO2単位=0.85(モル比)、ビニル基含有量0.0008mol/g}100質量部を室温で30分間ニーダーを用いて混合してから、150℃に昇温し、1時間混合した。冷却後、下記構造式(3)
(CH3)3SiO[(CH3)HSiO]9Si(CH3)3 (3)
で示されるメチルハイドロジェンポリシロキサン(SiH基量0.014mol/g)を9.1質量部[モル比(SiH/SiCH=CH2)=1.5]と有機過酸化物2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン3.2質量部を添加混合してシリコーンゴム組成物を得た。
このシリコーンゴム組成物100質量部とトルエン300質量部をホモジナイザーで均一に溶解し、400メッシュの金網でろ過してコーティング液を調製した。このコーティング液を厚さ100μmのPETフィルムにバーでコーティングしてから、60℃の加熱オーブンでトルエンを揮発させ、厚さ40μmの未硬化のシリコーンゴムシートを作製した。
ポリイミド製静電チャックのポリイミド表面にプライマーC[商品名、信越化学工業(株)製]を塗布後風乾し、その上に真空圧着機を用い未硬化のシリコーンゴムシートを貼り合わせ、温度160℃で30分加熱してゴムを硬化させた。PETフィルムを剥離し、静電チャック端部のゴムをカット処理してから、加熱オーブンを用い、温度150℃で4時間熱処理することにより、厚さ40μmのシリコーンゴム層をポリイミド製静電チャック表面に設けた。
両末端がジメチルビニルシロキシ基で封鎖された平均重合度が510であるジメチルポリシロキサン100質量部と、実施例1で使用したシリコーン樹脂共重体80質量部を室温で30分間プラネタリーミキサーを用いて混合してから、150℃に昇温し、1時間混合した。冷却後、下記構造式(4)
(CH3)3SiO[(CH3)HSiO]38Si(CH3)3 (4)
で示されるメチルハイドロジェンポリシロキサン(SiH基量0.015mol/g)を6.9質量部[モル比(SiH/SiCH=CH2)=1.5]と有機過酸化物2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン3.0質量部を添加混合した。
このシリコーンゴム組成物を用い、実施例1と同様な方法で厚さ30μmのシリコーンゴム層をポリイミド製静電チャック表面に設けた。
ジメチルシロキサン単位99.7モル%、メチルビニルシロキサン単位0.3モル%からなる平均重合度8,000のメチルビニルポリシロキサン100質量部、(CH3)3SiO1/2単位、(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2単位及びSiO2単位からなるシリコーン樹脂共重合体{[(CH3)3SiO1/2単位と(CH2=CH)(CH3)2SiO1/2単位の合計]/SiO2単位=1.0(モル比)、ビニル基含有量0.001mol/g}35質量部、BET法比表面積300m2/gの煙霧質シリカAerosil 300[商品名、日本アエロジル(株)製]65質量部、下記構造式(5)
HO[(CH3)2SiO]10H (5)
で示されるジヒドロキシジメチルポリシロキサン15質量部を室温でニーダーを用いて1時間混練りしてから170℃に昇温し、3時間混合した。
冷却後、実施例1で使用したメチルハイドロジェンポリシロキサンを5.6質量部[モル比(SiH/SiCH=CH2)=2.0]と有機過酸化物2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン2.5質量部を添加混合した。
このシリコーンゴム組成物を用い、実施例1と同様な方法で厚さ40μmのシリコーンゴム層をポリイミド製静電チャック表面に設けた。
実施例1と同じシリコーンゴム組成物を用い、同様な方法で厚さ80μmのシリコーンゴム層をポリイミド製静電チャック表面に設けた。
シリコーンゴム層を表面に設けないポリイミド製静電チャックを用いた。
ジメチルシロキサン単位99.7モル%、メチルビニルシロキサン単位0.3モル%からなる平均重合度8,000のメチルビニルポリシロキサン100質量部、BET法比表面積300m2/gの煙霧質シリカAerosil300(前出)65質量部、上記構造式(5)で示されるジヒドロキシジメチルポリシロキサン15質量部を室温でニーダーを用いて1時間混練りしてから170℃に昇温し、3時間混合した。冷却後、有機過酸化物2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン2.0質量部を添加混合した。
このシリコーンゴム組成物を用い、実施例1と同様な方法で厚さ40μmのシリコーンゴム層をポリイミド製静電チャック表面に設けた。
(冷却性能)
ブランクのポリイミド製静電チャック(比較例1)と実施例1〜4及び比較例2で得られた各静電チャックの冷却性能の評価に冷却性能試験器を使用した。図1は、該冷却性能試験器の構成の概略を示す縦断面図である。図1において、静電チャック1をチャンバー2内の台3の上に装着した。台3には冷却水が循環する冷却管4が設けられ、静電チャック1を冷却するようになっている。8インチウエハ5を静電チャック1の上に設置した後、チャンバー2内の圧力を0.01Torrに減圧した。次いで、電源6から静電チャック1に、±0.5kVの直流電圧を供給し、静電チャック1上に8インチウエハ5を静電吸着させて固定した。
次いで、ヒーター7を用いて8インチウエハ5を150℃に加熱した後、4℃の冷却水を冷却管4内で循環させた。8インチウエハ5の温度が平衡状態になった時に、表面温度計8を用いて8インチウエハ5表面の温度を測定した。結果を表1,2に示す。
静電チャックを給電台に装着し、8インチウエハを静電チャックの上に設置した後、電源から±0.5kVの直流電圧を供給し、静電チャック上に8インチウエハを静電吸着させて1分間固定した。直流電圧をオフし、8インチウエハを脱着してから、新しい8インチウエハを用いて同様な静電吸着工程を繰り返した。吸着後の8インチウエハ裏面に付着した大きさ0.16μm以上のバックサイドパーティクルの数をパーティクルカウンタで測定した。結果を表1,2に示す。
静電チャックを給電台に装着し、8インチウエハを静電チャックの上に設置した後、電源から±0.5kVの直流電圧を供給し、静電チャック上に8インチウエハを静電吸着させて1時間固定した。直流電圧オフ直後にリフトピンにより8インチウエハの剥離力を測定した。結果を表1,2に示す。
実施例の静電チャックは、ブランク(比較例1)のポリイミド製静電チャックや比較例2の静電チャックに比べ、冷却性能に優れ、ウエハに付着するバックサイドパーティクル数が少なく、処理後のウエハ脱離性が良好なことが確認された。
2 チャンバー
3 台
4 冷却管
5 8インチウエハ
6 電源
7 ヒーター
8 表面温度計
Claims (4)
- 絶縁体層とこの絶縁体層内に設けられた電極とを有する静電チャックの被吸着体と接触する表面に、
(A)一分子中にケイ素原子に結合するビニル基を少なくとも2個含有するオルガノポリシロキサン 100質量部、
(B)R3SiO1/2単位(式中、Rは非置換又は置換の一価炭化水素基)とSiO2単位を主成分とし、R3SiO1/2単位とSiO2単位とのモル比[R3SiO1/2/SiO2]が0.5〜1.5であり、かつ1×10-4〜5×10-3mol/gのビニル基を含有するシリコーン樹脂質共重合体 20〜200質量部、
(C)一分子中にケイ素原子に結合する水素原子(SiH基)を少なくとも2個含有するオルガノハイドロジェンポリシロキサン
オルガノハイドロジェンポリシロキサンが含有するケイ素原子に結合す
る水素原子のモル数と(A)、(B)成分が含有する合計のビニル基の
モル数とのモル比[SiH/SiCH=CH2]が0.5〜5となる量、
(D)有機過酸化物
(A)、(B)、(C)成分の合計100質量部に対し0.1〜10質量部
を含有してなるシリコーンゴム組成物の硬化物からなるシリコーンゴム層を形成してなることを特徴とする静電チャック。 - シリコーンゴム層が、補強性シリカを(A)、(B)、(C)成分の合計100質量部に対し5〜100質量部を含有し、かつ補強性シリカ以外に平均粒子径0.5μm以上の充填剤を含まない請求項1記載の静電チャック。
- シリコーンゴム層の厚さが10〜150μmの範囲である請求項1又は2記載の静電チャック。
- シリコーンゴム層の硬さが60以上であり、かつ25%引張応力が3MPa以上である請求項1,2又は3記載の静電チャック。
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