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DE19936405A1 - Elektrostatische Einspannvorrichtung - Google Patents

Elektrostatische Einspannvorrichtung

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Publication number
DE19936405A1
DE19936405A1 DE19936405A DE19936405A DE19936405A1 DE 19936405 A1 DE19936405 A1 DE 19936405A1 DE 19936405 A DE19936405 A DE 19936405A DE 19936405 A DE19936405 A DE 19936405A DE 19936405 A1 DE19936405 A1 DE 19936405A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
adhesive
metal substrate
electrode
electrostatic chuck
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19936405A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadao Matsunaga
Masaharu Kobayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tomoegawa Paper Manufacturing Co Ltd
Tomoegawa Co Ltd
Original Assignee
Tomoegawa Paper Co Ltd
Tomoegawa Paper Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tomoegawa Paper Co Ltd, Tomoegawa Paper Manufacturing Co Ltd filed Critical Tomoegawa Paper Co Ltd
Publication of DE19936405A1 publication Critical patent/DE19936405A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02NELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L9/00Compositions of homopolymers or copolymers of conjugated diene hydrocarbons
    • C08L9/02Copolymers with acrylonitrile
    • H10P72/50
    • H10P72/72
    • H10P72/722
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Abstract

Eine elektrostatische Einspannvorrichtung ist charakterisiert durch das Vorliegen einer Keramikschicht, die als Adsorptionsoberfläche dient, mittels einer elektrisch isolierenden Schicht, und einer Elektrode, die zwischen der Keramikschicht und der elektrisch isolierenden elastischen Schicht geformt ist. Die elektrisch isolierende elastische Schicht besteht aus einem Klebstoff, der eine Gummikomponente und einen phenolartigen Oxydationsinhibitor enthält. Diese elektrostatische Einspannvorrichtung widersteht gut einer Abnutzung oder Verformung und besitzt extrem hohe Haltbarkeit. Die elektrisch isolierende elastische Schicht vermindert die Belastung, die durch Unterschiede in den thermischen Expansionskoeffizienten während des Heizens oder leichte Volumenveränderungen im Harzmaterial auftritt. Als Ergebnis kann die Belastung auf die Keramikschicht reduziert werden, wodurch es möglich ist, eine Verringerung im Ebenheitsgrad und dergleichen zu begrenzen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrostatische Einspannvorrichtung, die elektrostatische Energie verwen­ det, um Halbleiter oder Leiter, wie z. B. Wafer, durch Ad­ sorption festzuhalten.
Einspannvorrichtungen werden verwendet, um Halbleiterwafer an einem bestimmten Platz innerhalb der Bearbeitungsappara­ tur zu fixieren, während der Halbleiterwafer bearbeitet wird. Vorrichtungen, die mechanische, Vakuum- und elektro­ statische Elemente verwenden, sind als Einspannvorrichtun­ gen erhältlich. Unter diesen liefert eine elektrostatische Einspannvorrichtung die Vorteile, eine Adsorption zu ermög­ lichen, sogar wenn der Wafer nicht eben ist, einer einfa­ cheren Handhabung und der Anwendbarkeit im Vakuum.
Ein Beispiel einer konventionellen elektrostatischen Ein­ spannvorrichtung ist in der japanischen Patentanmeldung, zweite Veröffentlichung Nr. Hei 5-87177, dargelegt. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind in dieser Vorrichtung eine Klebe­ schicht 2a, eine isolierende Filmschicht 4, eine Klebe­ schicht 2b, eine Elektrode 3b, bestehend aus einer dünnen metallischen Platte, eine Klebeschicht 2c, sowie die iso­ lierende Filmschicht 7 aufeinanderfolgend auf ein Metall­ substrat 1 geschichtet. Der Wafer 5 ist an die Adsorptions­ oberfläche adsorbiert, welche die obere Oberfläche der isolierenden Filmschicht 7 darstellt. Ein Mittel 6 zum Tem­ peraturausgleich ist in dem Metallsubstrat 1 ausgebildet, um die Temperatur durch Durchlauf von Wasser konstanter Temperatur oder dergleichen einzustellen.
Fig. 5 zeigt die elektrostatische Einspannvorrichtung, dar­ gelegt in der japanischen Patentanmeldung, erste Publikation Nr. Hei 8-148549. Diese Vorrichtung ist so gestaltet, daß eine relativ dicke isolierende Klebeschicht 2 auf einem Metallsubstrat 1 angebracht ist. Eine Elektrode 3a, gebil­ det aus einer aufgedampften oder plattierten Metallschicht, wird an die Grundoberfläche einer isolierenden Filmschicht 7 geheftet, welche wiederum an die isolierende Klebeschicht 2 geklebt wird. Der Halbleiterwafer 5 ist dann an diese isolierende Filmschicht 7 adsorbiert.
Übrigens ist es wünschenswert, daß solche Vorrichtungen ei­ nen hohen Wärmeleitungskoeffizienten besitzen, während sie zur gleichen Zeit elektrisch isolierende Eigenschaften be­ halten. Wenn der Wärmeleitungskoeffizient niedrig ist, ist die Wirksamkeit der Temperaturausgleichsmittel nicht aus­ reichend, so daß der Wafer während der Bearbeitung einen unnormalen Temperaturanstieg erfährt.
In den vergangenen Jahren wurde vorgeschlagen, die Fähig­ keit, Hitze vom Wafer zum Metallsubstrat zu übertragen, zu verbessern, während zur gleichen Zeit starke elektrisch isolierende Eigenschaften aufrecht erhalten werden, indem man eine Keramikplatte verwendet, die herausragende elek­ trisch isolierende Eigenschaften besitzt, sowie eine Wärme­ leitfähigkeit, die der von Harzen überlegen ist.
Typischerweise werden in Wärme aushärtende Kleber, wie zum Beispiel epoxyartige Kleber, verwendet, um die Keramikplat­ te zu kleben. Jedoch besitzen epoxyartige Klebstoffe ein besonders hohes Elastizitätsmodul nach dem Aushärten und erfahren während des Aushärtens bis zu einem gewissen Grad Volumenveränderungen.
Aus diesem Grund kann der Klebstoff keine Belastungen auf­ nehmen, die aufgrund von unterschiedlichen thermischen Ex­ pansionskoeffizienten zwischen dem Metallsubstrat und der Keramikplatte auftreten, und der Klebstoff löst sich von der Keramikplatte, besonders an deren äußeren Begrenzungs­ flächen, was zu einer Verschlechterung der Wärmeleitfähig­ keit in diesen Bereichen führt. Als Resultat wird das Küh­ len der äußeren Begrenzungsfläche des Wafers erschwert. Da die verwendete Keramikplatte typischerweise sehr dünn ist, tritt zusätzlich eine Reihe von Problemen auf, wenn wegen Volumenveränderungen in den Klebeschichten Kräfte auf die Keramikplatte wirken, wie z. B. die Verbiegung der Keramik­ platte, so daß sich die Ebenheit der den Wafer adsorbieren­ den Oberfläche verschlechtert, dadurch die Adsorptionskraft sinkt und größere Mengen von Heliumgas entweichen, das zum Kühlen verwendet wird und in kleinen Mengen zwischen der den Wafer adsorbierenden Oberfläche und dem Wafer zugeführt wird.
Wie in den herkömmlichen Beispielen oben beschrieben, wird die den Wafer adsorbierende Oberfläche, wenn sie aus harzähnlichem Material besteht, allmählich durch den wie­ derholten Kontakt mit dem Wafer abgenutzt. Zusätzlich kann ein Schaden oder eine Deformation in der den Wafer adsor­ bierende Oberfläche durch Fremdeinwirkung auftreten. Demge­ mäß war die Belastbarkeit einer solchen den Wafer adsorbie­ rende Oberfläche aus Harz nicht ausreichend.
Außerdem sind andere Probleme aufgetreten, wie z. B. eine schrittweise Erschöpfung und Verschlechterung durch den Einfluß von verschiedenen Reaktionen und des Trockenätzens mit Plasma während der Bearbeitung des Wafers, eine Ver­ schlechterung in den elektrischen Isolationseigenschaften der elektrostatischen Einspannvorrichtung innerhalb einer relativ kurzen Zeit aufgrund von Beschädigungen, die wäh­ rend der Behandlung auftreten, sowie schlechte Haltbarkeit und kurze Lebensdauer.
Desweiteren tritt als Problem auf, daß die isolierende Wir­ kung verschwindet, wenn die adsorbierende Oberfläche mikro­ skopische Beschädigungen erfährt.
Der vorliegenden Erfindung liegt unter Berücksichtigung der oben erwähnten Umstände die Aufgabe zugrunde, eine äußerst haltbare elektrostatische Einspannvorrichtung zu schaffen, die eine Verschlechterung des Ebenheitsgrads der den Wafer adsorbierenden Oberfläche, das Verbiegen der Keramikplatte und das Ablösen der Klebeschicht von der Keramikplatte über einen langen Zeitraum verhindert.
Zur Lösung dieser Aufgabe, ist die elektrostatische Ein­ spannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Keramikschicht, die die Befesti­ gungsoberfläche bildet, mittels einer elektrisch isolieren­ den elastischen Schicht oben auf einem Metallsubstrat ange­ bracht ist, und daß eine Elektrode zwischen der elektrisch isolierenden elastischen Schicht und der Keramikschicht ausgebildet ist, wobei die elektrisch isolierende elasti­ sche Schicht aus einem Klebstoff besteht, der eine Gummi­ komponente und einen phenolartigen Oxydationsinhibitor um­ faßt.
Zusätzlich kann eine isolierende Filmschicht zwischen der elektrisch isolierenden elastischen Schicht und der Elek­ trode eingebracht werden.
Die elektrostatische Einspannvorrichtung gemäß der vorlie­ genden Erfindung ist derart ausgebildet, daß eine isolie­ rende Schicht aus Klebstoff wenigstens an einer Oberfläche der elektrisch isolierenden elastischen Schicht ausgebildet ist.
Da die adsorbierende Oberfläche in der elektrostatischen Einspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aus einer Keramikschicht gebildet ist, werden Abnutzung und De­ formation nicht sofort auftreten. Das Resultat ist eine ex­ trem hohe Haltbarkeit.
Auch wenn Belastungen auftreten, verursacht durch unter­ schiedliche thermische Expansionskoeffizienten während der Hitzebehandlung, oder durch leichte Volumenveränderungen im Harzmaterial, verringert die elektrisch isolierende elasti­ sche Schicht diese Belastung und reduziert so die auf die Keramikschicht wirkende Kraft. So kann eine Reduktion im Ebenheitsgrad vermieden werden.
Indem man einen phenolartigen Oxydationsinhibitor mit einem höheren thermischen Widerstand in die elektrisch isolieren­ de elastische Schicht beimischt, werden durch die Gummikom­ ponente erzeugte Radikale sogar bei hohen Temperaturen sehr effizient absorbiert, wodurch eine oxydative Verschlechte­ rung der Gummikomponente über einen langen Zeitraum verhin­ dert wird. Als Resultat können solche Probleme, wie z. B. das Auftreten von Deformationen in der Keramikschicht, ein Abfallen in der Fähigkeit, das adsorbierte Objekt zu küh­ len, aufgrund des partiellen Ablösens der Verbindungs­ schicht zwischen der Keramikschicht und der Klebstoff­ schicht, eine Verminderung in der Adsorbtionsfähigkeit auf­ grund einer Verschlechterung im Ebenheitsgrad der adsorbie­ renden Oberfläche, usw. über einen langen Zeitraum verhin­ dert werden.
Indem man eine isolierende Klebstoffschicht in Kontakt mit wenigstens der Oberfläche der elektrisch isolierenden ela­ stischen Schicht bringt, die sich auf der Metall­ substratseite befindet, und bevorzugterweise in Kontakt mit beiden Oberflächen der elektrisch isolierenden elastischen Schicht bringt, ist es zusätzlich möglich, das Anheften auf der Oberfläche zu vermeiden, die Betriebsfähigkeit während der Herstellung der elektrostatischen Einspannvorrichtung zu verbessern und die Produktivität zu erhöhen.
Die erste Ausführungsform des Verfahrens gemäß der vorlie­ genden Erfindung für die Herstellung einer elektrostati­ schen Einspannvorrichtung ist gekennzeichnet durch das Vor­ liegen von
  • 1. einem Schritt, um eine Elektrodenschicht auf einer Oberfläche des isolierenden Films auszubilden;
  • 2. einem Schritt, in dem mittels eines Klebstoffs eine Keramikschicht auf die Elektrodenschicht laminiert wird;
  • 3. einem Schritt, in dem eine elektrisch isolierende ela­ stische Schicht mit einer Gummikomponente und einem phenolartigen Oxydationsinhibitor auf die Oberfläche der Nichtelektrodenschicht des isolierenden Films la­ miniert wird; und
  • 4. einem Schritt, in dem das Laminat, das in 3. erhalten wurde, mit dem Metallsubstrat verbunden wird.
Eine zweite Ausführung der elektrostatischen Einspannvor­ richtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch ge­ kennzeichnet, daß vorgesehen ist:
  • 1. ein Schritt, in dem eine Elektrodenschicht auf einer Oberfläche des isolierenden Films ausgebildet wird;
  • 2. ein Schritt, in dem mittels eines Klebstoffs eine Ke­ ramikschicht auf die Elektrodenschicht laminiert wird;
  • 3. ein Schritt, in dem nacheinander eine elektrisch iso­ lierende elastische Schicht mit einer Gummikomponente und einem phenolartigen Oxydationsinhibitor und eine isolierende Klebstoffschicht auf die Oberfläche der Nichtelektrodenschicht des isolierenden Films lami­ niert wird; und
  • 4. ein Schritt, in dem die isolierende Klebstoffschicht auf das Metallsubstrat laminiert und damit verbunden wird.
Eine dritte Ausführungsform der elektrostatischen Einspann­ vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß vorgesehen ist:
  • 1. ein Schritt, in dem eine Elektrodenschicht auf einer Oberfläche des isolierenden Films ausgebildet wird;
  • 2. ein Schritt, in dem mittels eines Klebstoffs eine Ke­ ramikschicht auf die Elektrodenschicht laminiert wird;
  • 3. ein Schritt, in dem eine dünnen Klebstofflage ausge­ bildet wird, indem eine isolierende Klebstoffschicht auf mindestens eine Oberfläche einer elektrisch iso­ lierenden elastischen Schicht mit einer Gummikomponen­ te und einem phenolartigen Oxydationsinhibitor ge­ schichtet wird; und
  • 4. ein Schritt, in dem die Oberfläche der Nichtelektro­ denschicht des isolierenden Films mittels der dünnen Klebstofflage mit dem Metallsubstrat verbunden wird.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der vorliegen­ den Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Darin zeigt:
Fig. 1 eine seitliche Querschnittsansicht, die einen Teil einer bevorzugten Ausführungsform der elektrostati­ schen Einspannvorrichtung nach der vorliegenden Er­ findung zeigt;
Fig. 2 eine Draufsicht derselben elektrostatischen Ein­ spannvorrichtung;
Fig. 3 eine seitliche Querschnittsansicht, die die Schichtstruktur der elektrostatischen Einspannvor­ richtung nach Ausführung 4 zeigt;
Fig. 4 eine seitliche Querschnittsansicht einer konventio­ nellen elektrostatischen Einspannvorrichtung;
Fig. 5 eine seitliche Querschnittansicht einer konventio­ nellen elektrostatischen Einspannvorrichtung;
Fig. 6 eine seitliche Querschnittsansicht, die eine Aus­ führungsform des Verfahrens zur Herstellung der elektrostatischen Einspannvorrichtung nach der vor­ liegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 eine seitliche Querschnittsansicht, die eine Aus­ führungsform des Verfahrens zur Herstellung der elektrostatischen Einspannvorrichtung nach der vor­ liegenden Erfindung zeigt.
Die Ausführungsformen der elektrostatischen Einspannvor­ richtung nach der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erläutert.
Diese elektrostatische Einspannvorrichtung 10 ist nähe­ rungsweise so geformt, daß ein scheibenförmiges Metall­ substrat 12, eine elektrisch isolierende elastische Schicht 14, eine isolierende Filmschicht bzw. Isolierfilmschicht 16, eine Klebstoffschicht 20 und eine Keramikschicht 22 be­ ginnend von unten aufeinander geschichtet sind, mit Elek­ troden 18, die an bestimmtem Stellen auf der isolierenden Filmschicht 16 ausgebildet sind.
Ein bekanntes Material, das typischerweise in konventionel­ len elektrostatischen Einspannvorrichtungen verwendet wird, kann für Metallsubstrat 12 verwendet werden. Es liefert Vorteile, ein Temperaturausgleichsmittel innerhalb des Me­ tallsubstrats 12 auszubilden, das aus Fließwegen (nicht ge­ zeigt) für das Heizmedium besteht, durch die ein Heizmedium zum Zweck des Temperaturausgleichs des Wafers tritt.
Die elektrisch isolierende elastische Schicht 14 besitzt höhere elektrische Isolationseigenschaften und verringert die Belastung, und sie besteht aus einem Material, das hochgradig klebend mit dem Metallsubstrat 12 und der iso­ lierenden Filmschicht 16 verbunden ist. Ebenso ist es wün­ schenswert, daß die elektrisch isolierende elastische Schicht 14 einen ausgezeichneten thermischen Widerstand be­ sitzt.
Ein Klebstoff mit hohen belastungsmindernden Fähigkeiten sowie einer sehr hohen Elastizität mit einem geringen Ela­ stizitätsmodul (low Young's ratio) wird besonders bevor­ zugt.
Als Material, das diesen Ansprüchen genügt, kann eine Gum­ mikomponente dem Klebstoff beigefügt werden, um einen ak­ zeptablen Elastizitätsgrad der Klebstoffschicht zu liefern. So kann die Belastung verringert und ein Verbiegen der Ke­ ramikschicht 22 verhindert werden, sogar wenn Belastungen aufgrund von verschiedenen thermischen Expansionskoeffizi­ enten für die Keramikplatte und das Metallsubstrat, oder aufgrund von Volumenveränderungen in der Klebstoffschicht selbst, auftreten.
Jedoch wird die Gummikomponente in Klebstoffen, die ledig­ lich eine Gummikomponente enthalten, aufgrund von Radikalen oder hohen Temperaturen während der wiederholten Behandlung des Wafers mit Plasma und dergleichen schlechter in ihren Eigenschaften. Deshalb geht die Elastizität allmählich ver­ loren und der belastungsmindernde Effekt stufenweise zu­ rück, was zu einem Verbiegen der Keramikschicht und einer Verschlechterung in der Ebenheit der den Wafer adsorbieren­ den Oberfläche führt.
Demgemäß wird ein Material bevorzugt, das sowohl eine Gum­ mikomponente als auch einen phenolartigen Oxydationsinhibi­ tor enthält, da es allen oben angeführten Ansprüchen genügt und die durch die oben beschriebene Verschlechterung ent­ stehenden Mißstände abbaut.
Ein Kopolymer oder eine Mischung aus zwei oder mehr Kopoly­ meren, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die Acrylnitril- Butadienkopolymere, von Olefin abstammende Kopolymere sowie Polyphenyletherkopolymere enthält, werden als Gummikompo­ nente besonders bevorzugt, wobei das Acrylnitril- Butadienkopolymer besonders geeignet ist. Das Acrylnitril- Butadienkopolymer besitzt die geeignete Elastizität und liefert eine höhere Wirksamkeit bei der Belastungsminderung auf die Keramikschicht 22.
Der phenolartige Oxydationsinhibitor verhindert effektiv die Verschlechterung der Gummikomponente, indem er die Ra­ dikale absorbiert, die von der Gummikomponente erzeugt wer­ den, wenn sie hoher Hitze ausgesetzt ist. So ist es möglich eine Verschlechterung der Elastizität der elektrisch iso­ lierenden elastischen Schicht 14 zu verhindern. Ein verzö­ gerter phenolartiger Oxydationsinhibitor ist für den Ge­ brauch als dieser Typ von Phenol-Oxydationsinhibitor bevor­ zugt, mit der optimalen Mischung von drei oder mehr Phe­ nolgruppen, in denen zwei oder mehr T-Butylgruppen verbun­ den sind, und mit einem Molekulargewicht von 700 oder mehr, noch besser in der Größenordnung von 750 bis 1500. Wenn die Bedingung erfüllt ist, verschlechtert sich die Gummikompo­ nente nicht sofort, wenn sie hoher Hitze ausgesetzt ist, und die belastungsmindernde Wirksamkeit hinsichtlich der Klebstoffschicht kann für einen langen Zeitraum aufrecht erhalten werden.
Für die elektrisch isolierende elastische Schicht 14 wird bevorzugterweise der Kleber gewählt, der eine Mischung aus zwei oder mehr Maleimidgruppen enthält, um seinen thermi­ schen Widerstand zu verbessern.
Zur Herstellung eines noch besser geeigneten Klebers werden 10-90 Gewichts-% (bevorzugterweise 50-90 Gewichts-%, und optimal 60-80 Gewichts-%) eines Acrylnitril- Butadienkopolymers, 90-10 Gewichts-% (bevorzugterweise 50-10 Gewichts-%, und optimal 40-20 Gewichts-%) einer Mischung aus zwei oder mehr Maleimidgruppen, 0,3-20 Gewichts-% (bevorzugterweise 0,3-10 Gewichts-%, und optimal 3-7 Ge­ wichts-%) eines phenolartigen Oxydationsinhibitors und bis zu 5 Gewichts-% (bevorzugterweise 0,1-2 Gewichts-%, und optimal 0,1-1 Gewichts-%) eines Reaktionsaktivators wie z. B. Per­ oxyd vermischt und bilden eine Mixtur, die dann in einem geeigneten organischen Lösemittel aufgelöst wird. Ein sol­ cher Kleber besitzt hervorragende elektrische Betriebssi­ cherheit und einen ausgezeichneten thermischen Widerstand. Nachdem die Mixtur beigefügt ist, wird das organische Löse­ mittel verdampft. Nach dem Halbaushärten kann eine geeigne­ te elektrisch isolierende elastische Schicht 14 ausgebildet werden, in dem die Oberflächen klebend verbunden und die ganze Anordnung einer Hitzebehandlung unterzogen wird.
Anstelle des Acrylnitril-Butadienkopolymers ist es möglich ein Kopolymer oder eine Mischung aus zwei oder mehr Kopoly­ meren zu verwenden, aus der Gruppe, die enthält: Acrylni­ tril-Butadienkopolymere mit einer Carboxylgruppe, die ein Carboxylgruppenäquivalent von 30 bis 10.000 und ein durch­ schnittliches Molekulargewicht von 1000-200.000 besitzt; Acrylnitril-Butadienkopolymere mit einer Acrylgruppe, die ein Acrylgruppenäquivalent von 500-10.000 besitzt und ein durchschnittliches Molekulargewicht von 100.000-200.000; Acrylnitril-Butadienkopolymere mit einer Epoxygruppe, die ein Epoxygruppenäquivalent von 500-10.000 und ein durch­ schnittliches Molekulargewicht von 1.000-200.000 besitzt; Acrylnitril-Butadienkopolymere mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 1.000-200.000; und Acrylnitril- Butadienkopolymere mit einer Piperazinyl-Ethyl- Aminocarbonylgruppe, die ein Aminogruppenäquivalent von 500-10.000 und ein durchschnittliches Molekulargewicht von 1.000-200.000 besitzt. Die erwähnten durchschnittlichen Molekulargewichte liegen bevorzugterweise im Bereich von 3.000-80.000.
Bevorzugterweise besitzt der phenolartige Oxydationsinhibi­ tor eine Gewichtsreduktionsrate durch Erhitzen von 5% oder weniger, wenn er bei 200°C nach der thermogravimetrischen Analysemethode erhitzt wird. Dabei ist zu bemerken, daß die Gewichtsreduktionsrate durch Erhitzen den Wert darstellt, der gemessen wird, nachdem die Temperatur des Oxydationsin­ hibitors von Zimmertemperatur auf 200°C mit einer Rate von 10°C/min erhöht wird.
Spezielle Beispiele des phenolartigen Oxydationsinhibitors beinhalten: 1,3,5-tris(3,5-di-t-Butyl-4-Hydroxybenzyl)-s- Triazin-2,4,6-(1H,3H,5H) Trion (Molekulargewicht: 784, Ge­ wichtsreduktionsrate durch Erhitzen: 0%); 1,1,3-tris(2- Methyl-4-Hydroxy-5-t-Butylphenyl) Butan (Molekulargewicht: 545, Gewichtsreduktionsrate durch Erhitzen: 2,8%); Tetra­ kis[Methylen(3,5-di-t-Butyl-4-Hydroxy Hydrozinnamat)] Methan (Molekulargewicht: 1178, Gewichtsreduktionsrate durch Erhitzen: 0,2%); 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-t- Butyl-4-Hydroxybenzyl) Benzol (Molekulargewicht: 775, Ge­ wichtsreduktionsrate durch Erhitzen: 0%) und dergleichen. Im Gegensatz dazu besitzt 2,6-di-t-Butyl Phenol ein Moleku­ largewicht von 206,33 und eine Gewichtsreduktionsrate durch Erhitzen von 86%.
Ein Füllstoff kann der elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14 beigefügt werden, der beispielsweise Silizium­ oxid, Quarzpulver, Aluminiumoxid, Kalziumcarbonat, Magnesium­ oxid, Diamantpulver, Glimmer, Kaolinit, Fluorharz, Sili­ ziumpulver, Polyimidpulver, Zirkoniumpulver oder ähnliches enthält. Diese Füllstoffe können alleine oder in Kombination von 2 oder mehreren benutzt werden. Die Menge des ent­ haltenen Füllstoffs liegt bei bis zu 70 Gewichts-% der gesam­ ten festen Komponente, wobei der Bereich von 5-40 Ge­ wichts-% bevorzugt wird. Wenn der Füllstoff in einer Menge oberhalb von 70 Gewichts-% beigefügt wird, resultiert daraus eine Viskositätserniedrigung während der Benutzung, während die Klebestärke und der Härtegrad nach dem Aushärten abneh­ men.
Die Dicke der elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14 ist nicht begrenzt. Jedoch wird ein Bereich von 20-200 µm bevorzugt, 400-200 µm ist besser, und 40-100 µm ist der optimale Bereich.
Wenn man in die Überlegungen elektrische Eigenschaften wie z. B. die Dielektrizitätskonstante ε, den dielektrischen Verlustkoeffizienten tan δ, die bestehende Spannung und ähnliches miteinbezieht, sollte die isolierende Filmschicht 16 einen thermischen Widerstand von 150°C oder höher besit­ zen. Beispiele von Isolationsfilmen mit einem thermischen Widerstand über 150°C umfassen Fluorharz (Fluor-Ethylen- Propylenkopolymer, usw.), Polyether Sulfon, Zellulose Triacetat, Silikongummi, Polyimid und dergleichen. Polyimid wird besonders bevorzugt. Beispiele von Polyimidfilmen be­ inhalten Filme, die unter kommerziellen Namen wie z. B. Kap­ ton (hergestellt von Toray-DuPont), Apical (hergestellt von KANEKA CORP.), Upilex (hergestellt von Ube Industries Ltd.) und dergleichen vermarktet werden.
Die Dicke der isolierenden Filmschicht 16 ist nicht beson­ ders begrenzt, wobei ein Bereich von 10-75 µm bevorzugt wird, ein Bereich von 10-50 µm noch besser ist. Da im Hinblick auf die Wärmeleitfähigkeit eine dünnere Film­ schicht bevorzugt wird, wäre ein Bereich von 25-50 µm be­ sonders wünschenswert, wenn man mechanische Stärke, Span­ nungsfestigkeit und Beständigkeit in die Überlegungen mit­ einbezieht.
Elektrode 18 ist zu einer speziellen Form ausgebildet und besteht aus einem leitenden Material. Nickel, Chrom, Alumi­ nium und der gleichen werden bei Bildung der Elektrode 18 durch Aufdampfen oder Besputtern benutzt, während Kupfer, Chrom und dergleichen bevorzugterweise beim Ausbilden der Elektrode 18 durch Plattieren verwendet werden. Zusätzlich sind Zinn, Gold, Palladium und dergleichen sowie deren Le­ gierungen verwendbar. Im besonderen liefern Gold, Platin, Palladium, Molybden, Magnesium, Wolfram und deren Legierun­ gen bessere Verarbeitbarkeit und sind leichter in Pasten- oder Puderform zu bringen. Unter diesen ragt Palladium durch hervorragende Leitfähigkeit und Verarbeitbarkeit her­ aus.
Die Dicke der Elektrode 18 ist nicht besonders einge­ schränkt, liegt jedoch bevorzugterweise im Bereich von 0,1-10 µm, noch besser im Bereich von 0,5-8 µm. Wenn die Dicke des Films weniger als 0,1 µm beträgt, ist es nicht nur schwierig, einen gleichmäßigen Film auszubilden, son­ dern auch, im Fall von hochreaktivem Material wie Alumini­ um, eine stabile Leitfähigkeit aufrecht zu erhalten, da so­ fort Oxydation eintritt. Wenn andererseits die Dicke des Films 10 µm überschreitet, wird es sehr kostspielig, eine Elektrode 18 durch Aufdampf- oder Plattiermethoden auszu­ bilden.
Die flache Elektrode 18, wie in Fig. 2 gezeigt, ist ein Beispiel der Form von Elektrode 18. Eine Vielfalt anderer Formen sind ebenso möglich.
Ein Klebstoff, der hohe Klebfähigkeit und thermischen Wi­ derstand besitzt, ist als Klebstoff für die Klebstoff­ schicht 20 verwendbar, wobei das gleiche Material wie für die elektrisch isolierende elastische Schicht 14 verwendbar ist. Um einen hohen thermischen Widerstand sicherzustellen, wird ein in Wärme aushärtendes Harz bevorzugt.
Die Dicke der Klebstoffschicht 20 ist nicht besonders be­ grenzt. Um jedoch die thermische Leitfähigkeit zu erhöhen, ist eine dünnere Schicht zu bevorzugen. Im speziellen ist eine Dicke im Bereich von 5-100 µm zu empfehlen, wobei der Bereich von 5-50 µm besser geeignet ist, und der Be­ reich und 5-30 µm noch mehr, annähernd 10 µm sind ideal.
Die elektrisch isolierende elastische Schicht 14 sollte dicker sein als die Klebstoffschicht 20.
Die Keramikschicht 22 muß hervorragende elektrische Iso­ lierfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit besitzen und resistent gegenüber Lösemitteln sein. Im speziellen werden Materialien mit einer ebenen Oberfläche verwendet, wie Aluminium­ oxid, Aluminiumnitrid, Siliziumnitrid, Siliziumcarbid, Zirkonium und Glas. Unter diesen wird Aluminiumoxid-Keramik aus Kostengründen bevorzugt.
Die Dicke der Keramikschicht 22 ist nicht begrenzt. Jedoch wird aus Gründen ausreichender Haltbarkeit während des Hit­ zeverlusts durch die adsorbierende Oberfläche 30 ein Be­ reich von 0,1-1,0 mm bevorzugt, wobei der Bereich von 0,2-0,5 mm ideal ist.
Wie in Fig. 2 gezeigt werden drei Durchtrittslöcher 24 in der elektrostatische Einspannvorrichtung 10 gebildet, die vertikal vom Metallsubstrat 12 zu der Keramikschicht 22 verlaufen. Hebestangen (nicht gezeigt) werden in diese Durchtrittslöcher 24 eingeführt. Diese Hebestangen ragen aus der den Wafer adsorbierenden Oberfläche heraus, wobei sie den Wafer nach oben und unten bewegen.
Ein Stromzuführungsloch 25 wird ausgebildet, das vertikal durch das Metallsubstrat 12, die elektrisch isolierende elastische Schicht 14 und die isolierende Filmschicht 16 verläuft. Eine Stromzuführungseinrichtung 27, wie z. B. ein Bleidraht oder ein Verbindungsstift, wird mit der Elektrode 18 innerhalb des Stromzuführungslochs 25 mittels eines Löt­ kontakts oder eines anderen Verbinders 26 verbunden. Über diese Stromzuführungseinrichtung 27 zur wird eine externe Spannungsquelle angeschlossen, um die Elektrode 18 mit Spannung zu versorgen.
Wenn die Elektrode 18 an Spannung liegt, wird eine Polari­ sationsladung auf der adsorbierenden Oberfläche von Kera­ mikschicht 22 erzeugt, wodurch der Halbleiterwafer oder ein anderes ähnliches Objekt adsorbiert wird.
Die Innenseite des Stromzuführungslochs 25 ist mit einem isolierenden Körper 28, wie z. B. aus Harz, versiegelt.
Eine Mehrzahl von Gasdurchgangswegen (nicht gezeigt) kann in dem Metallsubstrat 12, in der elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14, in isolierenden Filmschicht 16, in der Klebstoffschicht 20 und der Keramikschicht 22 ausgebil­ det sein, mit Öffnungen auf der den Wafer adsorbierenden Oberfläche. Indem man durch diese Gaskanäle eine geringe Menge wirkungslosen Gases bläst, und im besonderen Helium, welches eine herausragende Hitzeübertragung besitzt, kann das Kühlen des Halbleiterwafers unterstützt werden.
Hier können je nach Bedarf auch andere Schichten mit einge­ schlossen sein.
Die Anwendung der elektrostatischen Einspannvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ist nicht begrenzt auf Wa­ fer als festgehaltene Objekte. Vielmehr kann sie für viele Objekte, vorausgesetzt, es handelt sich um Leiter oder Halbleiter, angewendet werden.
Die elektrostatische Einspannvorrichtung wird hergestellt durch
  • 1. einen Schritt, um die Elektrodenschicht auf einer Oberfläche des isolierenden Films auszubilden;
  • 2. einen Schritt, um mittels eines Klebstoffes eine Kera­ mikschicht auf die Elektrodenschicht zu schichten;
  • 3. einen Schritt, um eine elektrisch isolierende elasti­ sche Schicht mit einer Gummikomponente und einem phe­ nolartigen Oxydationsinhibitor auf die Oberfläche der Nichtelektrodenschicht des isolierenden Films zu schichten; und
  • 4. einen Schritt, um den Schichtstoff, den man in 3. er­ halten hat, mit dem Metallsubstrat zu verbinden.
Im speziellen wird die elektrostatische Einspannvorrichtung folgendermaßen hergestellt.
Zuerst wird eine Elektrode 18 mit einer speziellen Form auf einer Seite der isolierenden Filmschicht 16 ausgebildet. Ebenso ist es möglich, den metallischen Film mit dieser Elektrodenform direkt auf der isolierenden Filmschicht 16 auszubilden. Bei der Herstellung einer Elektrode 18 mit ei­ ner komplexen Form ist es jedoch einfacher, eine Methode mit einer lichtunempfindlichen Deckmasse (einem Photore­ sist) zu verwenden. Z. B. kann ein metallischer Film über der gesamten Oberfläche einer Seite der isolierenden Film­ schicht 16 ausgebildet werden, indem man eine Besputter-, Aufdampf- oder Plattiermethode verwendet, worauf die Schicht mit der lichtunempfindlichen Deckmasse anschließend auf diesem metallischen Film ausgebildet wird. Diese licht­ unempfindliche Schicht kann dadurch erzeugt werden, daß man einen flüssigen Überzug trocknet oder einen Photore­ sistfilm (trockenen Film) oben auf dem metallischen Film mittels Thermokompression anbringt.
Als nächstes wird die photoresistente Schicht formbelichtet und entwickelt. Nach Entfernen der lichtunempfindlichen Deckmasse auf dem Abschnitt, wo der metallische Film gelöst werden soll, wird der belichtete Abschnitt des metallischen Filmes geätzt und gewaschen, das Resist weggezogen und so­ dann wird eine Trocknung vorgenommen, um eine Elektrode 18 einer spezifischen Form auszubilden. Diese Vorgänge können durchgeführt werden unter Verwendung des herkömmlichen Ver­ fahrens zum Bilden von Photoresistmustern durchgeführt wer­ den.
Nachdem die Elektrode 18 auf der isolierenden Filmschicht 16 ausgebildet ist, wird ein Flüssigkeits- oder Filmkleb­ stoff zur Bildung einer Klebstoffschicht 20 beschichtet oder laminiert über die gesamte Oberfläche der Elektroden­ seite 18 von Isolierfilmschicht 16, um die Elektrode 18 zu überdecken, so daß die Oberfläche der Isolierfilmschicht 16 eben ist. Der Klebstoff wird dann getrocknet und halbgehär­ tet, um die Klebstoffschicht 20 zu bilden, verklebt mit der Keramikschicht 22. Wenn die Klebstoffschicht 20 einen aus­ härtbaren Klebstoff enthält, kann der Härtungsprozess da­ durch ausgeführt werden, daß eine erforderliche Wärmebe­ handlung ausgeführt wird.
Auf der Oberfläche der Isolierfilmschicht 16, auf der die Elektrode nicht gebildet wird, wird ein spezifischer Kleb­ stoff aufgebracht, um die elektrisch isolierende elastische Schicht 14 zu bilden, die an dem Metallsubstrat 12 ange­ klebt ist.
Es ist wünschenswert, ein Stromzuführungsloch 25 in der Isolierfilmschicht 16 und dem Metallsubstrat 12 in der Dicke­ richtung davon auszubilden. Demzufolge ist eine Stromzu­ führeinrichtung 27 mit der Elektrode 18 verbunden und das Stromzuführungsloch 25 ist mittels Isolator 28 abgedichtet.
Auf diese Weise ist die elektrostatische Einspannvorrich­ tung der vorliegenden Erfindung gebildet.
Zusätzlich ist beispielsweise ein Verfahren geeignet, bei dem eine metallische Folie (etwa eine Kupferfolie) auf eine Oberfläche der Isolierfilmschicht 16 über einen Klebstoff (in Wärme aushärtender Klebstoff beispielsweise) laminiert wird. Jedoch wird ein Besputtern, ein Aufdampfen oder eine Plattierung bevorzugt, da dadurch die Schicht dünner ge­ macht werden kann.
Wie oben ausgeführt, kann eine Gummikomponente zu der elek­ trisch isolierenden elastischen Schicht 14 zugesetzt wer­ den, um einen Spannungsentlastungseffekt hervorzurufen. Je­ doch kann sich ein Haftvermögen an der Oberfläche der elek­ trisch isolierenden elastischen Schicht 14 ausbilden, das von der Gummikomponente herrührt. Wenn eine elektrisch iso­ lierende elastische Schicht, in der ein Haftvermögen aufge­ treten ist, belichtet wird, kann die Handhabbarkeit und die Produktivität bei der Erzeugung der elektrostatischen Ein­ spannvorrichtung beeinträchtigt werden und zwar beispiels­ weise, während des Schrittes des Öffnens der Durchtrittslö­ cher 24 vor dem Zusammenkleben des Metallsubstrats und der elektrisch isolierenden elastischen Schicht oder während des Schrittes des Positionierens der elektrisch isolieren­ den elastischen Schicht 14 auf das Metallsubstrat.
Um ein derartiges Problem zu verhindern, ist eine Isolier­ klebstoffschicht benachbart zu wenigstens einer Oberfläche der elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14 auf der Metallsubstratseite davon vorgesehen, und vorzugsweise an beiden Oberflächen der elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14.
Mit anderen Worten wie durch 4) in Fig. 6 gezeigt ist, kann eine isolierende Klebstoffschicht 42 zwischen der elek­ trisch isolierenden elastischen Schicht 14 und dem Metall­ substrat 12, und vorzugsweise wie in 4) von Fig. 7 gezeigt, in der Nähe zu beiden Oberflächen der elektrisch isolieren­ den elastischen Schicht 14 vorgesehen sein.
Bevorzugt weist die isolierende Klebstoffschicht 42 höhere elektrisch isolierende Eigenschaften, wie Durchschlags- oder Durchbruchsspannung und verringert es Haftvermögen bei Raumtemperatur auf als die elektrisch isolierende elasti­ sche Schicht 14, und eine exzellente Anhaftung mit der be­ nachbarten elektrisch isolierenden elastischen Schicht, der isolierenden Filmschicht und dem Metallsubstrat 12. Zusätz­ lich ist eine dünnere isolierende Klebeschicht 42 bevor­ zugt, um eine Verschlechterung des Spannungsabnahmeeffekts der elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14 zu ver­ hindern und die Beschädigung oder Zerstörung der Wärmelei­ tung als ganzes zu minimieren.
Die Dicke der isolierenden Klebeschicht 42 im Bereich von 0,1-30 µm ist bevorzugt. Zur Absorbierung der Unebenheit des Klebstoffs und zur Verhinderung der Zerstörung der Wär­ meleitung ist jedoch eine Dicke der isolierenden Klebstoff­ schicht 42 im Bereich von 3-20 µm stärker bevorzugt.
Aus der Sicht der Anhaftung mit dem angehefteten Teil soll­ te die isolierende Klebstoffschicht 42 eine exzellente An­ haftung an dem Metallsubstrat 12 besitzen, mit einer Me­ tall- oder einer Metalloxidschicht an deren Oberfläche, wo­ bei die elektrisch isolierende elastische Schicht Gummi als Hauptkomponente enthält und die isolierende Filmschicht beispielsweise ein Polyimidfilm ist. Um diese Anforderung zu erfüllen, werden aushärtbare Klebstoffe, die Epoxidhar­ ze, Aminkomponenten, Phenolharze, Polyimide, Säureanhydride oder dergleichen enthalten, bevorzugt, wobei der Kleber mit Epoxidharz besonders bevorzugt ist.
Gummi, ein Siliziumharz oder Polyimid können der isolieren­ den Klebstoffschicht 42 in einer Größenordnung zugesetzt werden, so daß keinerlei Probleme des Haftvermögens, der elektrischen Isolation oder Klebung entstehen. Zusätzlich können anorganische oder organische Füllstoffe beziehungs­ weise Zuschlagstoffe zugesetzt werden, um das Haftvermögen zu steuern oder um eine ausreichende Härte für die Handha­ bung zu erreichen.
Durch Einsetzen einer isolierenden Klebstoffschicht 42 zwi­ schen dem Metallsubstrat 12 und der elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14 werden die Probleme gelöst, die sich für die Handhabbarkeit und Betriebsmöglichkeit während der Herstellung der elektrostatischen Einspannvorrichtung erge­ ben. Zusätzlich wird durch direktes Ankleben der elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14 und des Metallsubstrats 12 der Effekt des exzellenten Anhaftens an dem Metall­ substrat 12 erreicht.
Eine elektrostatische Einspannvorrichtung, die so ausgebil­ det ist, daß eine isolierte Klebstoffschicht 42 benachbart zu einer Oberfläche der elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14 vorgesehen ist, kann beispielsweise unter Ver­ wendung des Verfahrens, das in Fig. 6 dargestellt ist, her­ gestellt werden.
Zunächst wird in dem vorhergenannten Verfahren eine Elek­ trodenschicht 18 an der einen Oberfläche des Isolierfilms 16 (Schritt 1 in Fig. 6) ausgebildet. Danach wird eine Ke­ ramikschicht 22 auf die Elektrodenschicht 18 über eine Klebstoffschicht 20 (Schritt 2 in Fig. 6) laminiert. Eine elektrisch isolierende elastische Schicht 14, die eine Gum­ mikomponente und einen phenolartigen Oxydationsinhibitor enthält, und die isolierende Klebstoffschicht 42 werden nacheinander auf die Nichtelektrodenschicht des Isolier­ films 16 (Schritt 3 in Fig. 6) aufgebracht. Eine isolieren­ de Klebstoffschicht 42 wird dann auf die Metall­ substratschicht 12 (Schritt 4 in Fig. 6) aufgelegt und da­ mit verbunden. Das oben dargelegte Verfahren kann als spe­ zifisches Verfahren für einen jeden dieser Schritte ange­ wendet werden.
Eine elektrostatische Einspannvorrichtung, die so ausgebil­ det ist, daß eine isolierende Klebstoffschicht 42 benach­ bart an jeder Oberfläche der elektrisch isolierenden ela­ stischen Schicht 14 vorgesehen ist, kann beispielsweise ge­ mäß dem Verfahren, das in Fig. 7 gezeigt ist, erzeugt wer­ den.
Zunächst wird in dem vorgenannten Verfahren eine Elektro­ denschicht 18 auf eine Oberfläche des isolierenden Films 16 (Schritt 1 in Fig. 7) ausgebildet. Danach wird eine Kera­ mikschicht 22 auf die Elektrodenschicht 18 mittels eines Klebstoffs 20 (Schritt 2 in Fig. 7) auflaminiert.
Eine Klebstoffschicht 44 wird gebildet (Schritt 3 in Fig. 7), wobei die isolierenden Klebstoffschichten (42, 42) an beiden Oberflächen der elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14 auflaminiert werden, die eine Gummikomponente und einem phenolartigen Oxydationsinhibitor enthält. Ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung dieser Klebstoff­ schicht 44 ist wie folgt. Zunächst wird ein Abziehfilm er­ zeugt, der eine elektrisch isolierende elastische Schicht 14 aufweist, die an einer seiner Oberflächen ausgebildet ist, und zwei Abziehfilme werden erzeugt, die jeweils eine isolierende Klebstoffschicht 42 aufweisen, die an einer Oberfläche davon ausgebildet sind. Die isolierende Kleb­ stoffschicht 42 des einen der beide Abziehfilme, auf dem diese Schicht 42 ausgebildet wurde wird auf die elektrisch isolierende elastische Schicht 14 dieses Abziehfilms ge­ setzt, auf der die Schicht 14 ausgebildet wurde, und durch Zusammendrücken damit verbunden. Danach wird der Abziehfilm auf der Seite der elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14 dieses Laminats abgezogen, wobei die elektrische isolierende elastisch Schicht 14 belichtet wird. Eine wei­ ter isolierende Klebstoffschicht 42 wird dann auf diese be­ lichtete elektrisch isolierende elastische Schicht 14 auf­ gesetzt und durch Druck damit verbunden. Auf diese Weise kann eine Klebstoffverbundschicht 44 erreicht werden, in der eine isolierende Klebstoffschicht auf beide Seiten der elektrisch isolierenden elastischen Schicht laminiert ist.
Danach wird die Nichtelektrodenoberfläche des Isolierfilms mit dem Metallsubstrat über die Klebstoffverbundschicht 44 verbunden, von der beide Abziehfilme entfernt wurden.
Da die Adsorptionsoberfläche der elektrostatischen Ein­ spannvorrichtung der vorliegenden Erfindung aus einer Kera­ mikschicht besteht, ergeben sich weder Abnutzung noch Ver­ formung oder andere Beschädigungen, so daß die Lebensdauer extrem hoch ist.
Zusätzlich wird, sogar wenn sich Spannungen aufgrund von unterschiedlichen thermischen Expansionskoeffizienten zwi­ schen dem Metallsubstrat 12 und der Keramikschicht 22 erge­ ben, sei es während Hitzebehandlung der halbgehärteten elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14 und der Klebstoffschicht 20 zur Bildung der elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14 und der Klebstoffschicht 20, oder während der eine Abkühlung auf Raumtemperatur, diese Span­ nung dank der elektrisch isolierenden elastischen Schicht 14 abgebaut, die Gummi als Komponente bei gleichzeitigem Vorhandensein eines Oxydationsinhibitors in der elektrosta­ tischen Einspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfin­ dung enthält. Demzufolge wird die auf die Keramikschicht 22 wirkende Spannung reduziert, so daß ein Verbiegen der Kera­ mikschicht vermieden werden kann.
Durch Zusetzen eines phenolartigen Oxydationsinhibitors, mit einem höheren Wärmewiderstand in die elektrisch isolie­ rende elastische Schicht 14 oder Klebstoffschicht 20, wer­ den Radikale, die von dieser Gummikomponente erzeugt wer­ den, absorbiert, wodurch eine oxydative Zerstörung der Gum­ mikomponente über einen langen Zeitraum vermieden wird.
Demzufolge ist es möglich, über eine sehr langen Zeitraum Probleme zu verhindern, wie etwa das Verbiegen der Keramik­ schicht 22, eine lokale Verringerung in dem Vermögen, den Wafer zu kühlen, aufgrund der Ablösung, die entlang der Kontaktfläche (insbesondere dem äußeren Rand) zwischen der Keramikschicht 22 und der Klebstoffschicht 20 auftritt, ei­ ne Verringerung der Möglichkeit und Fähigkeit, den Wafer zu adsorbieren, durch eine Verminderung der Ebenheit der Wafer­ adsorptionsoberfläche, ein signifikantes Lecken von Heli­ umgas beim Kühlen, das in kleinen Mengen zwischen die Wafer­ adsorptionsoberfläche und den Wafer gebracht wird, und dergleichen mehr. Somit können die Betriebskosten, die für einen Austausch von Teilen erforderlich sind, reduziert werden.
Die vorliegende Erfindung wird nunmehr unter Darstellung bevorzugter Ausführungsformen weiter erläutert.
Bildung von Klebstoff (1)
80 Gewichtsanteile von Acrylnitril-Butadienkopolymer, das Piperazinyl Ethyl Aminocarbonyl-Gruppen an einem jeden Ende aufweist (Hycar ATBN, hergestellt durch Ube Industries, Ltd.) (m = 83,5, n = 16,5; durchschnittliches Molekulargewicht: 3600, Acrylnitrilgehalt: 16,5 Gewichts-%) wurde in einer Mi­ schung aus Tuloen/Methyl Ethyl Keton (1 : 1) gelöst. 20 Ge­ wichtsanteile der Maleimidkomponente, ausgedrückt durch die folgende chemische Formel (I), 0,1 Gewichtsanteile Lauroyl Peroxid (Per Lauroyl-L, hergestellt durch NOF CORP.), und drei Gewichtsanteile des verzögerten phenolartigen Oxydati­ onsinhibitors Tetrakis-Methylen-3-(3,5-di-t-Butyl-4- Hydroxyphenyl) Propionat Methan (Adecustub AO-60, ASAHI DENKA KOGYO K. K.) wurden in diese Lösung eingemischt und in Tetrahydrofuran gelöst, um einen flüssigen Klebstoff (1) zu erhalten, in dem die Feststoffkomponente 40 Gewichts-% be­ trug.
Bildung von Klebstoff (2)
100 Gewichtsanteile von Acrylnitril-Butadienkopolymer (durchschnittliches Molekulargewicht: 250.000, Acrylnitril­ gehalt: 27 Gewichts-%), 20 Gewichtsanteile von p-t-Butyl Phe­ nol Resol Phenolharz (CKM-1282, hergestellt durch SHOWA HIGHPOLYMER CO., LTD.), 20 Gewichtsanteile von Novolak Epoxidharz (EOCN-1020, hergestellt durch Nippon Kayaku Co., Ltd.), 25 Gewichtsanteile der Maleimidkomponente, ausge­ drückt durch die Formel (I), 5 Gewichtsanteile von 1,3-bis (3-Aminopropyl)-1,1,3,3-Tetramethyldisiloxan, 0,1 Ge­ wichtsanteile von α-α'-bis(t-Butylperoxy)-m-di- Isopropylbenzol (Per Butyl-P, hergestellt durch NOF CORP.), und 3 Gewichtsanteile von 1,3,5-tris(3,5-di-t-Butyl-4- Hydroxybenzyl)-s-Triazen-2,4,6-(1H,3H,5H) Trion (Adecustub AO-20, hergestellt durch ASAHI DENKA KOGYO K. K.) wurden zu­ sammengemischt und in Tetrahydrofuran gelöst, um einen flüssigen Klebstoff (2) zu erhalten, in dem die Fest­ stoffkomponente 40 Gewichts-% betrug.
Bildung von Klebstoff (3)
40 Gewichtsanteile von Acrylnitril-Butadienkopolymer mit Piperazinyl Ethyl Aminocarbonyl-Gruppen an einem jeden Ende (Hycar ATBN, hergestellt durch Ube Industries, Ltd.) (m = 83,5, n = 16,5, durchschnittliches Molekulargewicht: 3600, Acrylnitrilgehalt: 16,5 Gewichts-%) und 40 Gewichtsanteile von Acrylnitril-Butadienkopolymer mit Vinylgruppen an einem jeden Ende (Hycar VTBN, hergestellt durch Ube Industries, Ltd.) (m = 83,5, n = 16,5, durchschnittliches Molekulargewicht: 3600, Acrylnitrilgehalt: 16,5 Gewichts-%) wurden in einer Mi­ schung aus Toluen/Methyl Ethyl Keton (1 : 1) gelöst. 20 Ge­ wichtsanteile der Maleimidkomponente ausgedrückt durch die oben angegebene chemische Formel (I), 0,1 Gewichtsanteile α-α' bis (t-Butylperoxy-m-Isopropyl) Benzol (Per Butyl-P, hergestellt durch NOF CORP.), und 3 Gewichtsanteile des Oxydationsinhibitors 1,3,5-Trimetyl-2,4,6-tris (3',5'-di-t- Butyl-4-Hydroxy-Benzyl) Benzol (Adecustub AO-330, herge­ stellt durch ASAHI DENKA KOGYO K. K), wurden in diese Lösung eingemischt und in Tetrahydrofuran gelöst, um einen Kleb­ stoff (3) zu erhalten, in dem die Feststoffkomponente 40 Gewichts-% betrug.
Bildung von Klebstoff (4)
Ein Klebstoff (4), der die Zusammensetzung aufweist, die in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt ist, wurde gebil­ det.
Tabelle 1
Bildung von Klebstoff (5)
100 Gewichtsanteile von Epoxyacrylat (R-551, hergestellt durch Nippon Kayaku Co., Ltd.) und 1 Gewichtsanteil von Benzoyl Peroxid wurden in einer Mischung aus Toluen/Methyl Ethyl Keton (1 : 1) gelöst, um einen Klebstoff (5) zu bilden, in dem die Feststoffkomponente 40 Gewichts-% betrug.
Ausführungsform 1
Nickel wurde dampfaufgetragen bis zu einer Dicke von 500 Angström auf eine Oberfläche eines Isolierfilms, bestehend aus einem 25 µm Polyimidfilm (Kapton, hergestellt durch Toray-DuPont). Danach wurde eine Kupferplattierung ausge­ führt, um eine 2 µm dicke Elektrodenschicht zu bilden. Be­ schichten mit einem Resist, Entwickeln, Ätzen und Waschen wurden sodann durchgeführt, um eine Elektrode 18 in der Form, wie in Fig. 2 gezeigt, zu bilden. Der Klebstoff (1) wurde dann auf die Oberfläche aufgetragen, auf der die Elek­ trode ausgebildet wurde, um eine Dicke von 10 µm nach dem Trocknen aufzuweisen. Das nach Trocknen und Halbaushärten durch Heizen für 5 Minuten bei 150°C erhaltene Produkt wur­ de dann an die mit einer weichen Oberfläche und 8 inch Durchmesser ausgestattet, 0,4 mm dicke Aluminiumoxid- Keramikplatte angehaftet.
Danach wurde der Klebstoff (1) in einem Film von 80 µm Dicke auf der anderen Oberfläche (Nichtelektrodenoberfläche) des Isolierfilmes im halbausgehärteten Stadium (B-Stadium) ausgebildet und zusammenverbunden mit einem aus Aluminium bestehenden Metallsubstrat. Der Klebstoff wurde dann mit­ tels eines Aushärteschrittes bei 100-150°C ausgehärtet, um eine elektrostatische Einspannvorrichtung, wie in Fig. 1 gezeigt, zu erhalten.
Es ist darauf hinzuweisen, daß diese Ausgestaltung es er­ möglicht, eine Spannung zwischen der Elektrode 18 und dem Metallsubstrat 12 anzubringen, indem ein Stromzuführungs­ loch 25 in dem Metallsubstrat 12, der elektrisch isolieren­ den elastischen Schicht 14 und der Isolierfilmschicht 16 in Richtung deren Dicke ausgerichtet wird, und indem eine Stromzuführeinrichtung 27, die aus einem leichteren Materi­ al besteht, durch dieses Stromzuführungsloch geführt wird.
Ausführungsform 2
Eine elektrostatische Einspannvorrichtung wurde auf die selbe Weise wie bei Ausführungsform 1 gebildet, mit der Ausnahme, daß der Klebstoff (2) anstelle des Klebstoffes (1) verwendet wurde.
Ausführungsform 3
Eine elektrostatische Einspannvorrichtung wurde auf diesel­ be Weise wie bei Ausführungsform 1 gebildet, mit der Aus­ nahme, daß Klebstoff (3) verwendet wurde anstelle von Kleb­ stoff (1), und eine Siliziumnitrid-Keramikplatte von glei­ cher Dicke wurde anstelle der Aluminiumoxid-Keramikplatte verwendet.
Ausführungsform 4
Es wurde eine elektrostatische Einspannvorrichtung 32 ge­ bildet, die einen Schichtaufbau gemäß Fig. 3 aufweist.
Zunächst wurde Klebstoff (4) auf eine Oberfläche der 25 µm Polyimidisolationsfilmschicht 16 beschichtet, die in der Ausführungsform 1 verwendet wird, so daß er nach dem Trock­ nen eine Dicke von 10 µm aufweist. Ein Klebeschicht 40 wur­ de nach Trocknen über 2 Minuten bei 150°C ausgebildet. Da­ nach wurde eine 20 mm dicke elektrolytische Kupferfolie, darauf angebracht bzw. damit verbunden und eine Hitzebe­ handlung während 2 Stunden bei 150°C durchgeführt. Re­ sistbeschichten, Belichten, Entwickeln, Ätzen und Waschen wurden danach ausgeführt, um die Elektroden 34, 34 der be­ sonderen Form auszubilden. Der Klebstoff (4) wurde auf die Elektrodenoberfläche aufgebracht, so daß er nach dem Wärme­ trocknen eine Dicke von 10 µm aufweist. Trocknen und Halbaushärten wurden während 2 Minuten bei 150°C vorgenom­ men, um eine Klebstoffschicht 36 zu bilden. Der Film wurde dann mit einer 0,3 mm dicken Aluminiumoxid-Keramikplatte 38 mit einer weichen Oberfläche UND 8 inch Durchmesser verbun­ den.
Danach wurde Klebstoff (1) auf die äußere Oberfläche der Isolierfilmschicht 16 (Nichtelektrodenoberfläche) beschich­ tet, so daß dieser nach Trocknen eine Dicke von 80 µm auf­ weist. Eine Halbaushärtung wurde danach durchgeführt, um die elektrisch isolierende elastische Schicht 14 zu bilden, die dann mit einem Metallsubstrat 12 aus Aluminium verbun­ den wurde. Der Klebstoff wurde durch einen Aushärteschritt bei 100-150°C ausgehärtet, um eine elektrostatische Ein­ spannvorrichtung 32 zu bilden, wie sie in Fig. 3 darge­ stellt ist.
Ausführungsform 5
Eine elektrostatische Einspannvorrichtung wurde in Überein­ stimmung mit dem Verfahren, das in Fig. 7 dargestellt ist, ausgebildet.
Eine Elektrodenschicht 18 wurde auf eine Polyimidisolier­ filmschicht 16 in derselben Weise wie bei Ausführungsform 1 ausgebildet und mit einer Aluminiumoxid-Keramikplatte über einen Klebstoff verbunden bzw. verklebt.
Zwei entsprechende Schichtstrukturen wurden ausgebildet, in denen Klebstoff (5) in einen Film auf einer Oberfläche ei­ nes Abziehfilms ausgebildet und halbgehärtet wurde, wobei er nach Trocknen eine Dicke von 10 µm aufweist. In einem gesonderten Schritt wurde Klebstoff (1) in einem Film auf einer Oberfläche eines Abziehfilm ausgebildet und halbge­ härtet, so daß er eine Dicke von 60 µm aufweist. Die Kleb­ stoffschicht (1) und eine der Klebstoff(5)schichten wurden zusammengesetzt und durch Druck miteinander verklebt. Der Abziehfilm auf der Klebstoff(1)schicht wurde entfernt und die andere Klebstoff(5)schicht wurde auf die Kleb­ stoff(1)schicht gesetzt und mit ihr durch Druck verbunden bzw. verklebt. Auf diese Weise wurde eine Schicht erreicht, in dem ein Abziehfilm (nicht dargestellt) auf einer jeden Seite des Klebeblattes 44 auflaminiert wurde, in dem Kleb­ stoff(5)schichten (die Isolierklebstoffschichten 42) auf jede Seite einer Klebstoff(1)schicht (elektrisch isolieren­ de elastische Schicht 14) auflaminiert wurden. Danach wurde einer der Abziehfilme auf dem Klebeblatt 44 entfernt und die Nichtelektrodenoberfläche der Isolierfilmschicht 16 wurde darauf verklebt. Der andere Abziehfilm wurde dann entfernt und ein Metallsubstrat 12 aus Aluminium wurde dar­ an geklebt. Der Aushärteschritt bei 100-150°C wurde durchgeführt, um den Klebstoff auszuhärten, wobei die elek­ trostatische Einspannvorrichtung vorliegender Erfindung ge­ bildet wurde. Danach wurde ein Stromzuführelement in der­ selben Weise wie in Ausführungsform 1 ausgebildet.
Ausführungsform 6
Eine elektrostatische Einspannvorrichtung wurde in Überein­ stimmung mit dem Verfahren gemäß Fig. 6 gebildet.
Eine Elektrodenschicht 18 wurde auf eine Polyimidisolier­ filmschicht 16 in derselben Weise wie im Ausführungsbei­ spiel 1 ausgebildet und mit einer Aluminiumoxid- Keramikplatte über einen Klebstoff verklebt.
Der Klebstoff (1) wurde in einen Film auf der anderen Ober­ fläche (Nichtelektrodenoberfläche) der Isolierfilmschicht 16 ausgebildet, so daß er eine Dicke von 70 µm nach Trock­ nen aufweist. Eine Halbaushärtung wurde ausgeführt, um eine elektrisch isolierende elastische Schicht 14 zu bilden. Da­ nach wurde der Klebstoff (5) in einen Film ausgebildet, so daß er eine Dicke von 10 µm aufwies, und halbausgehärtet, um die Isolierklebstoffschicht 42 zu bilden. Diese wurde zusammen mit dem Metallsubstrat 12, das aus Aluminium be­ steht, verklebt. Der Aushärteschritt wurde bei 100-150°C ausgeführt, um den Klebstoff auszuhärten, wobei die elek­ trostatische Einspannvorrichtung gemäß der vorliegenden Er­ findung ausgebildet wurde. Danach wurde das Stromzuführung­ selement in derselben Art und Weise wie in der Ausführungs­ form 1 gebildet.
Vergleichsbeispiel 1
Eine elektrostatische Einspannvorrichtung wurde auf diesel­ be Weise wie in Ausführungsform 1 hergestellt, mit der Aus­ nahme, daß Klebstoff (5) anstelle von Klebstoff (1) aufge­ bracht wurde.
Vergleichsbeispiel 2
Nickel wurde dampfbeschichtet bis auf eine Dicke von 500 Angström auf eine Oberfläche eines Isolierfilms, bestehend aus 25 µm Polyimidfilm (Kapton, hergestellt durch Toray- DuPont). Eine Kupferplattierung wurde dann ausgeführt, um eine 2 µm dicke Elektrodenschicht zu bilden. Resistbe­ schichten, Entwickeln, Ätzen und Waschen wurde dann durch­ geführt, um eine Elektrode wie in Fig. 2 dargestellt auszu­ bilden.
Der Kleber (1) wurde dann auf die Oberfläche aufgeschich­ tet, auf der die Elektrode gebildet wurde, um eine Dicke von 20 µm nach Trocknen aufzuweisen. Die Klebstoffschicht wurde dann gebildet durch Trocknen über 5 Minuten bei 150°C, um halb auszuhärten.
In einem getrennten Schritt wurde der Klebstoff (1) auf ei­ ne Aluminiumoxid-Keramikplatte beschichtet, so daß er eine Dicke von 80 µm nach Trocknen aufwies. Getrocknet wurde während 5 Minuten bei 150°C, um halb auszuhärten, und ein Metallsubstrat aus Aluminium wurde dann darauf geklebt.
Die Aluminiumoxid-Keramikplatte wurde auf die Klebstoff­ schicht geklebt, die an der vorhergenannten Elektrodenober­ fläche ausgebildet wurde und gehärtet, um eine elektrosta­ tische Einspannvorrichtung zu bilden, in der die Adsorpti­ onsschicht aus einem Polyimidisolierfilm besteht.
Es ist darauf hinzuweisen, daß diese Ausbildung bzw. dieses Design es ermöglicht, eine Spannung zwischen die Elektrode und das Metallsubstrat anzulegen, durch Bilden eines Strom­ zuführloches von dem Metallsubstrat durch die Keramikplatte in Richtung von deren Dicke, und durch Hindurchführen einer Stromzuführeinrichtung, bestehend aus leitendem Material, durch dieses Stromzuführloch.
Testbeispiel 1
Die elektrostatische Einspannvorrichtungen, die in den Aus­ führungsformen 1-6 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 gebildet sind, wurden in Hitzezyklustestvorrichtungen ge­ setzt, auf 150°C aufgeheizt und bei dieser Temperatur 30 Minuten lang gehalten. Danach wurden die Muster auf -40°C abgekühlt und bei dieser Temperatur während 30 Minuten ge­ halten. Nachdem die Muster 60 Wiederholungen dieses Zyklus unterworfen waren, wurden sie wieder auf Raumtemperatur ge­ bracht und unter Verwendung einer Ultraschalldiagnose un­ tersucht, ob ein Absplittern oder Ablösen in der Klebstoff­ schicht aufgetreten war.
Die Resultate zeigten, daß ein Ablösen in den elektrostati­ sche Einspannvorrichtungen nicht stattgefunden hat, die in den Ausführungsformen 1 bis 6 und dem Vergleichsbeispiel 2 gebildet waren, welche eine elektrisch isolierende elasti­ sche Schicht 14 mit erhöhten Spannungsaufnahmeeigenschaften aufwiesen. Im Gegensatz hierzu zeigte die elektrostatische Einspannvorrichtung, die gemäß Vergleichsbeispiel 1 ausge­ bildet war, ein teilweises Abblättern auf der Unterseite der Keramikplatte.
Testbeispiel 2
Stahlwolle #0000 wurde verwendet, um 10 Reibgänge mit der Last von 140 g/cm2 über die Adsorptionsoberfläche der elek­ trostatischen Einspannvorrichtungen gemäß den Ausführungs­ formen 1-6 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 auszufüh­ ren. Die Oberfläche wurde dann durch visuelle Inspektion im Bezug auf Widerstandskraft gegenüber Reibschäden unter­ sucht.
Diese Resultate ergaben überhaupt keine Veränderungen an allen Adsorptionsoberflächen der elektrostatischen Ein­ spannvorrichtungen, gebildet in den Ausführungsformen 1 bis 6 und dem Vergleichsbeispiel 1, wodurch die erhöhte Wider­ standskraft gegenüber Reibschäden bestätigt wurde, die die­ se Vorrichtungen aufweisen.
Demgegenüber wurde viele feine Streifen auf der Adsorptions­ oberfläche der elektrostatischen Einspannvorrichtung ge­ mäß Vergleichsbeispiel 2 festgestellt. Somit wurde festge­ stellt, daß diese Vorrichtung nicht genügend Widerstands­ kraft gegenüber Reibschäden aufweist.
Testbeispiel 3
0,5 g von Siliziumoxidpulver mit einem mittleren Partikel­ durchmesser von 30 µm wurden auf die Adsorptionsoberfläche (Testplatz: 10 mm Durchmesser) der elektrostatischen Ein­ spannvorrichtungen, gebildet gemäß den Ausführungsformen 1 bis 6 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2, gesetzt. Risse wurden dann an der Adsorptionsoberfläche ausgebildet durch Aufdrücken während 2 Minuten bei 50 kg/cm2.
Nachdem das Siliziumoxidpulver mittels einer Druckluftpi­ stole entfernt wurde, wurde eine Elektrode (gebildet aus Messing), welche einen Durchmesser von 25 mm aufwies, auf die Adsorptionsoberfläche gesetzt und eine Last von 500 g/cm2 aufgebracht. In diesem Stadium wurde eine Spannung zwischen die Messingelektrode auf der Adsorptionsoberfläche und der Elektrode der elektrostatischen Einspannvorrichtung aufgebracht. Die Spannung, bei der die Isolation zusammen­ brach, wurde gemessen, um die Lebensdauer zu untersuchen.
Zu Vergleichszwecken wurde die Spannung, bei der die Isola­ tion zusammenbricht, für eine elektrostatische Einspannvor­ richtung gemessen, die wie im Vergleichsbeispiel 2 ausge­ bildet wurde, bei der keine Risse aufgebracht wurden.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß diese Ergebnisse den Mittelwert aus 10 Versuchen darstellen.
Tabelle 2
Die hohe Spannungswiderstandskraft und die überragende Le­ bensdauer der Vorrichtungen, gebildet aus den Ausführungs­ formen und dem Vergleichsbeispiel 1, wurden mit Tabelle 2 bestätigt.
Wenn Fehler bei elektrostatischen Einspannvorrichtungen ge­ mäß Vergleichsbeispiel 2 erzeugt wurden, erfolgte im Gegen­ satz dazu der Isolationszusammenbruch leicht bei einer ge­ ringen Spannung, so daß sich eine nicht genügende Lebens­ dauer ergab.
Testbeispiel 4
Die Klebstoffe (1) bis (5) wurden jeweils auf eine Oberflä­ che eines Abziehfilmes beschichtet, mit der eine Ausfor­ mungsbehandlung ausgeführt wurde, um zu einer Dicke von 20 µm nach Trocknen zu gelangen. Es wurde ein Heizen und Trocknen während 5 Minuten bei 150°C in einem Heißluft- Umlufttrockner ausgeführt. Ein Heizen während einer Stunde bei 180°C wurde dann ausgeführt, um den Klebstoff auszuhär­ ten.
Der Abziehfilm wurde entfernt, und Testmuster wurden gebil­ det durch Schneiden des Harzmaterials, bestehend aus diesem ausgehärteten Klebstoff mit einer Größe von 10 × 100 mm.
Eine universelle Spannungstestmaschine (Tenshiron, herge­ stellt durch Shimadzu Corp.) wurde verwendet, um ein jedes dieser Muster bei einer Rate von 50 mm/min zu dehnen, und das Maß der Verlängerung unmittelbar vor dem Bruch wurde gemessen. Die Ergebnisse dieser Tests sind der Tabelle 3 dargestellt.
Testbeispiel 5
Die Klebstoffe (1) bis (5) wurden jeweils auf eine Oberflä­ che eines Abziehfilms aufgebracht, mit dem eine Ausfor­ mungsbehandlung ausgeführt wurde, um zu einer Dicke von 20 µm nach Trocknung zu gelangen. Es wurde ein Aufheizen und Trocknen während 5 Minuten bei 150°C in einem Heißluft- Umlufttrockner durchgeführt. Nach Entfernen des Abziehfilms wurde das ausgehärtete Harz zwischen eine 76 × 52 × 0,9 mm große Borsilikatglasplatte und eine 76 × 52 × 5,0 mm große Aluminiumplatte gehalten. Ein Verbinden oder Verkleben in einer Laminatvorrichtung wurde durchgeführt, gefolgt von einem Heizen bei 120°C über 2 Stunden, um den Klebstoff auszuhärten.
Nach Zurückkehren zur Raumtemperatur wurde die Tiefe der Verbiegung in der Aluminiumplatte gemessen, mit Hilfe eines Digitaltiefenmikroskops, und das Maß der Biegung wurde be­ rechnet unter Verwendung folgender Formel:
Biegerate(%) = (Biegetiefe(µm))/(diagonale Länge der Alumi­ niumplatte(mm)) × 10-1
Die Minimal- und Maximalwerte für die Dicke der Klebstoff­ schicht (die Veränderung in der Dicke ergibt sich insbeson­ dere in den 4 Ecken) wurde gemessen und eine Untersuchung wurde durchgeführt, ob in der ausgehärteten Klebstoff­ schicht ein Aufschäumen stattgefunden hatte oder nicht. Diese Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt.
Wie sich klar aus den Ergebnissen für das Testbeispiel 4, dargestellt in Tabelle 3, ergibt, wies das Material beste­ hend aus den Klebstoffen (1) bis (3) eine extrem hohe Län­ gendehnungsveränderung auf. Demzufolge kann daraus abgelei­ tet werden, daß ein Laminat, das eine Schicht aufweist, die aus diesen Klebstoffen (1) bis (3) besteht, einen hervorra­ genden Spannungsaufnahmeeffekt aufgrund des hohen Maßes an Elastizität zeigt.
Zusätzlich wird es aus den Ergebnissen für das Testbeispiel 5, dargestellt in Tabelle 3, klar, daß eine Struktur, die die Klebstoffe (1) bis (3) verwendet, eine geringe Biegung in der Glasplatte und eine geringe Änderung in der Dicke aufweist. Es ist möglich, daraus zu schließen, daß dieses sich deshalb ergibt, weil die Klebstoffschicht Spannungen bzw. Kräfte aufnimmt, die sich aufgrund von unterschiedli­ chen Expansionsraten zwischen der Aluminiumplatte und der Glasplatte nach dem Aufheiz- und Abkühlprozeß ergeben, wenn die Klebstoffe (1) bis (3) verwendet werden. Dies demon­ striert, daß, wenn die Klebstoffe (1) bis (3) als Komponen­ ten in einem Laminat verwendet werden, das so erhaltene La­ minat nur eine verringerte Biegung und ein erhöhtes Maß an Ebenheit aufgrund des Spannungsaufnahmeeffekts erreicht.

Claims (11)

1. Elektrostatische Einspannvorrichtung, dadurch gekenn­ zeichnet, daß eine Keramikschicht, die als eine Ad­ sorptionsoberfläche dient, mittels einer elektrisch isolierenden elastischen Schicht auf einem Metall­ substrat vorgesehen ist, wobei eine Elektrode zwischen der Keramikschicht und der elektrisch isolierenden elastischen Schicht ausgebildet ist, wobei die elek­ trisch isolierende elastische Schicht aus einem Kleb­ stoff besteht, der eine Gummikomponente und einen phe­ nolartigen Oxydationsinhibitor enthält.
2. Elektrostatische Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein isolierender Film zwi­ schen der Elektrode und der elektrisch isolierenden elastischen Schicht ausgebildet ist.
3. Elektrostatische Einspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine isolierende Klebstoffschicht auf wenigstens der Oberfläche der elektrisch isolierenden elastischen Schicht auf ihrer Metallsubstratseite vorgesehen ist.
4. Elektrostatische Einspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß besagte isolierende Kleb­ stoffschicht ein in Wärme aushärtender Kleber ist, der Epoxidharz enthält.
5. Elektrostatische Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die be­ sagte Gummikomponente ein Kopolymer ist oder eine Mi­ schung aus zwei oder mehr Kopolymeren, ausgewählt aus der Gruppe, die Acrylnitril-Butadienkopolymere, von Olefin abstammende Kopolymere und Polyphenyletherkopo­ lymere umfaßt.
6. Elektrostatische Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der phenolartige Oxydationsinhibitor drei oder mehr Phe­ nolgruppen enthält, in denen zwei oder mehr T- Butylgruppen verbunden sind.
7. Elektrostatische Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der be­ sagte phenolartige Oxydationsinhibitor eine Gewichts­ verlustsrate durch Erhitzen von 5% oder weniger be­ sitzt, wenn er auf 200°C erhitzt wird.
8. Elektrostatische Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch isolierende elektrostatische Schicht eine Zusammensetzung enthält, die zwei oder mehr Maleimid­ gruppen enthält.
9. Verfahren zur Herstellung einer elektrostatischen Ein­ spannvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Schritte vorgesehen sind:
Bilden einer Elektrodenschicht auf einer Oberfläche eines isolierenden Films;
Schichten einer Keramikschicht auf die besagte Elek­ trodenschicht mittels eines Klebstoffes;
Schichten einer elektrisch isolierenden elastischen Schicht, die eine Gummikomponente und einen phenolar­ tigen Oxydationsinhibitor enthält, auf die Oberfläche der Nichtelektrodenschicht des isolierenden Films; und
Verbinden des Schichtstoffes, den man in 3 erhalten hat, mit einem Metallsubstrat.
10. Verfahren zur Herstellung einer elektrostatischen Ein­ spannvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Schritte vorgesehen sind:
Bilden einer Elektrodenschicht auf einer Oberfläche eines isolierenden Films;
Schichten einer Keramikschicht auf die besagte Elek­ trodenschicht mittels eines Klebstoffes;
Schichten einer elektrisch isolierenden elastischen Schicht, die eine Gummikomponente und einen phenolar­ tigen Oxydationsinhibitor enthält, und darauf folgend einer isolierenden Klebstoffschicht auf die Oberfläche der Nichtelektrodenschicht des isolierenden Films; und
Schichten und Verbinden der isolierenden Klebstoff­ schicht auf ein und mit einem Metallsubstrat.
11. Verfahren zur Herstellung einer elektrostatischen Ein­ spannvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß folgende Schritte vorgesehen sind:
Bilden einer Elektrodenschicht auf einer Oberfläche eines isolierenden Films;
Schichten einer Keramikschicht auf die Elektroden­ schicht mittels eines Klebstoffs;
Bilden einer dünnen Klebstofflage indem eine isolie­ rende Klebstoffschicht auf wenigstens eine Oberfläche der elektrisch isolierenden elastischen Schicht ge­ schichtet wird, die eine Gummikomponente und einen phenolartigen Oxydationsinhibitor enthält; und
Verbinden der Oberfläche der Nichtelektrodenschicht des isolierenden Films mit einem Metallsubstrat mit­ tels der dünnen Klebstofflage.
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Families Citing this family (44)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002057207A (ja) * 2000-01-20 2002-02-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 半導体製造装置用ウェハ保持体およびその製造方法ならびに半導体製造装置
TWI254403B (en) * 2000-05-19 2006-05-01 Ngk Insulators Ltd Electrostatic clamper, and electrostatic attracting structures
JP4753460B2 (ja) * 2000-08-16 2011-08-24 株式会社クリエイティブ テクノロジー 静電チャック及びその製造方法
US6595506B1 (en) * 2000-11-17 2003-07-22 Epion Corporation Apparatus and method for reduced particulate generation during workpiece handling
JP4311600B2 (ja) * 2001-01-30 2009-08-12 日本碍子株式会社 静電チャック用接合構造体及びその製造方法
US20050042881A1 (en) * 2003-05-12 2005-02-24 Tokyo Electron Limited Processing apparatus
US7648914B2 (en) * 2004-10-07 2010-01-19 Applied Materials, Inc. Method for etching having a controlled distribution of process results
US7544251B2 (en) 2004-10-07 2009-06-09 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling temperature of a substrate
US7436645B2 (en) 2004-10-07 2008-10-14 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for controlling temperature of a substrate
KR100587191B1 (ko) * 2004-12-28 2006-06-08 주식회사 코미코 세라믹 정전척의 접합구조체 및 그 제조방법
KR100607094B1 (ko) * 2005-05-02 2006-08-01 김재문 열변형 방지 결합구조를 갖는 웨이퍼 프로버 스테이션용핫척
JP4078487B2 (ja) * 2005-05-25 2008-04-23 株式会社日立プラントテクノロジー 基板組立装置及び方法
TWI420579B (zh) * 2005-07-12 2013-12-21 創意科技股份有限公司 And a foreign matter removing method for a substrate
KR101296156B1 (ko) * 2005-09-21 2013-08-19 주성엔지니어링(주) 유전체로 코팅된 정전척
US8226769B2 (en) 2006-04-27 2012-07-24 Applied Materials, Inc. Substrate support with electrostatic chuck having dual temperature zones
US9275887B2 (en) 2006-07-20 2016-03-01 Applied Materials, Inc. Substrate processing with rapid temperature gradient control
US9631128B2 (en) * 2007-02-09 2017-04-25 Ngk Insulators, Ltd. Bonding material and semiconductor supporting device
DE102008013978B4 (de) * 2007-03-16 2021-08-12 Cascade Microtech, Inc. Chuck mit triaxialem Aufbau
JP4746003B2 (ja) * 2007-05-07 2011-08-10 リンテック株式会社 移載装置及び移載方法
KR101553422B1 (ko) 2007-12-19 2015-09-15 램 리써치 코포레이션 플라즈마 처리 장치를 위한 복합 샤워헤드 전극 어셈블리
SG187387A1 (en) 2007-12-19 2013-02-28 Lam Res Corp Film adhesive for semiconductor vacuum processing apparatus
JP2010021510A (ja) * 2008-06-13 2010-01-28 Canon Anelva Corp 基板保持装置およびプラズマ処理装置
JP5507198B2 (ja) * 2009-10-26 2014-05-28 新光電気工業株式会社 静電チャック
WO2011159390A1 (en) 2010-06-07 2011-12-22 Cascade Microtech, Inc. High voltage chuck for a probe station
WO2012128348A1 (ja) * 2011-03-23 2012-09-27 住友大阪セメント株式会社 静電チャック装置
TWI544569B (zh) * 2011-04-27 2016-08-01 住友大阪水泥股份有限公司 靜電夾持裝置
JP5816454B2 (ja) * 2011-05-09 2015-11-18 新光電気工業株式会社 基板温調固定装置
JP5915026B2 (ja) * 2011-08-26 2016-05-11 住友大阪セメント株式会社 温度測定用板状体及びそれを備えた温度測定装置
US9869392B2 (en) 2011-10-20 2018-01-16 Lam Research Corporation Edge seal for lower electrode assembly
US9859142B2 (en) 2011-10-20 2018-01-02 Lam Research Corporation Edge seal for lower electrode assembly
JP5917946B2 (ja) * 2012-02-24 2016-05-18 東京エレクトロン株式会社 基板載置台及びプラズマエッチング装置
US10090211B2 (en) 2013-12-26 2018-10-02 Lam Research Corporation Edge seal for lower electrode assembly
KR101733367B1 (ko) * 2014-09-04 2017-05-08 엔지케이 인슐레이터 엘티디 웨이퍼 유지대 및 그 제조 방법
CN108346611B (zh) * 2017-01-24 2021-05-18 中微半导体设备(上海)股份有限公司 静电吸盘及其制作方法与等离子体处理装置
JP6999795B2 (ja) * 2018-03-13 2022-01-19 日本碍子株式会社 ウエハー保持台
US11634213B2 (en) 2018-11-14 2023-04-25 Goodrich Corporation High temperature oxidation protection for composites
JP7521903B2 (ja) * 2020-02-21 2024-07-24 株式会社巴川コーポレーション 静電チャック装置
JP7515310B2 (ja) * 2020-06-10 2024-07-12 東京エレクトロン株式会社 載置台、基板処理装置及び基板処理方法
KR102219255B1 (ko) * 2020-08-26 2021-02-23 고광노 개량된 절연 부재를 포함하는 정전척
US12065380B2 (en) * 2021-11-16 2024-08-20 Goodrich Corporation High temperature oxidation protection for carbon-carbon composites
US12344564B2 (en) 2022-01-07 2025-07-01 Goodrich Corporation Oxidation protection with improved water resistance for composites
US12319622B2 (en) 2022-05-18 2025-06-03 Goodrich Corporation Oxidation protection of composites
CN115527870A (zh) * 2022-09-27 2022-12-27 北京超材信息科技有限公司 半导体器件的切割方法
JP2025161578A (ja) * 2024-04-12 2025-10-24 新光電気工業株式会社 基板固定装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3165528D1 (en) * 1980-05-12 1984-09-20 Raychem Sa Nv Polyamide adhesive compositions, their production and use, and articles containing such compositions
JPH051267A (ja) * 1991-06-27 1993-01-08 Minnesota Mining & Mfg Co <3M> 耐熱性の優れたゴム系接着剤組成物
JP3461040B2 (ja) * 1994-09-01 2003-10-27 日立化成工業株式会社 ゴム系接着剤組成物
JP3208029B2 (ja) * 1994-11-22 2001-09-10 株式会社巴川製紙所 静電チャック装置およびその作製方法
US6063838A (en) * 1995-02-16 2000-05-16 3M Innovative Properties Company Blended pressure-sensitive adhesives
US6071630A (en) * 1996-03-04 2000-06-06 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Electrostatic chuck
JP4033508B2 (ja) * 1996-11-14 2008-01-16 富士通株式会社 静電チャック
JP3484107B2 (ja) * 1998-08-03 2004-01-06 株式会社巴川製紙所 静電チャック装置

Also Published As

Publication number Publication date
US6256187B1 (en) 2001-07-03
KR20000017045A (ko) 2000-03-25
KR100572975B1 (ko) 2006-04-24

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