(57)【要約】【課題】  ポリイミド材質のチャッキング部の下側にポリエチレンフォーム材質のクッション部が配備されて緩衝性及び復元性に優れていることから、基板の破損を防ぐことのできる緩衝性に優れた静電チャックを提供する。【解決手段】  本発明に係る緩衝性に優れた静電チャックは、静電気力を用いて基板を支持するチャッキング部と、前記チャッキング部の下部に配置されて前記チャッキング部を支持するベースプレートと、プラスチックフォーム系の素材からなり、前記チャッキング部とベースプレートとの間に配備されて前記チャッキング部に支持される基板の破損を防ぐクッション部と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電気力を用いて基板を支持するチャッキング部と、
前記チャッキング部の下部に配置されて前記チャッキング部を支持するベースプレートと、
プラスチックフォーム系の素材からなり、前記チャッキング部とベースプレートとの間に配備されて前記チャッキング部に支持される基板の破損を防ぐクッション部と、
を備える緩衝性に優れた静電チャック。
【請求項２】
前記クッション部は、
０．１〜１ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１に記載の緩衝性に優れた静電チャック。
ポリエチレンフォームからなることを特徴とする請求項１に記載の緩衝性に優れた静電チャック。
【請求項３】
前記クッション部は、
変形率が２５％であるとき、圧縮強度が０．１〜３ｋｇｆ／ｃｍ２であることを特徴とする請求項２に記載の緩衝性に優れた静電チャック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チャックに係り、更に詳しくは、ポリイミド材質のチャッキング部の下側にポリエチレンフォーム材質のクッション部が配備されて緩衝性及び復元性に優れていることから、基板の破損を防ぐことのできる緩衝性に優れた静電チャックに関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の次世代半導体及びディスプレイパネル工程装備には静電気力を用いたチャックが核心部品として用いられてウェーハ又はガラス基板を固定している。前記チャックとしては、通常、母材に２以上の誘電層が形成され、誘電層の間に電極が挿入されて用いられるものと、母材に絶縁層及び誘電層が形成され、絶縁層及び誘電層の間に電極が挿入されて用いられるものなどが挙げられる。前記チャックは、伝導性を有する電極に直流電圧を印加すれば、誘電体の分極現象により被処理物であるウェーハ又はガラス基板に反対極性が発生することにより、被処理物であるウェーハ又はガラス基板と誘電体との間に発生する静電気力を用いて被処理物であるウェーハ又はガラス基板を固定する装置である。
【０００３】
一方、従来より、液晶パネル用基板の大きさに対応するように一辺が１０００ｍｍ以上であるチャックを単一化した部品として用いてきた。この場合、従来の単一チャックは、セラミック又は金属材などの高い硬度を有する材質により製作されて、単一静電吸着装置の平面を均一に加工し難かった。このため、従来より、液晶パネル用基板を加工するとき、前記液晶パネル用基板には不均一な荷重が印加され、前記液晶パネル用基板が破損されることが頻発していた。
【０００４】
更に、従来の静電吸着装置は、その製造コストが高く、加工に際して均一な平坦度を持たせるために高いコスト及び長い加工時間がかかり、製品の不良度が高い。この理由から、従来より、小型のチャックを組立て式に並べて大型基板を吸着可能な組立て型静電吸着装置の開発が求められてきた。しかしながら、高い硬度を有するセラミックや金属材の支持基材が適用されたチャックを組み立てて用いる場合、それぞれのチャックの加工寸法が異なり、且つ、それぞれの静電吸着力が異なるため、上述した単一の静電吸着装置の問題を解消することができないのが現状である。
【０００５】
現在、チャッキング方式は、ディスプレイ産業だけではなく、半導体産業においても汎用されている。しかしながら、上述した問題がウェーハをチャッキングする場合にも同様に発生して高価なウェーハが損傷される事故も多発しているのが現状である。
【０００６】
したがって、チャック内に緩衝部材が配備されてこのような問題を解消可能なチャックに関する技術が大韓民国公開特許第１０−２００７−９９１８８号公報に開示されているが、十分な緩衝力を確保することができず、その結果、基板に加えられる荷重を正常に吸収することができないという問題が依然として残されてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする技術的課題は、ポリイミド材質のチャッキング部の下側にポリエチレンフォーム材質のクッション部が配備されて緩衝性及び復元性に優れていることから、基板の破損を防ぐことのできる緩衝性に優れた静電チャックを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した技術的課題を解決するための本発明に係る緩衝性に優れた静電チャックは、静電気力を用いて基板を支持するチャッキング部と、前記チャッキング部の下部に配置されて前記チャッキング部を支持するベースプレートと、プラスチックフォーム系の素材からなり、前記チャッキング部とベースプレートとの間に配備されて前記チャッキング部に支持される基板の破損を防ぐクッション部と、を備える。
【０００９】
また、本発明において、前記クッション部は、０．１〜１ｍｍの厚さを有することが好ましい。
【００１０】
更に、本発明において、前記クッション部は、ポリエチレンフォームからなることが好ましい。
【００１１】
更にまた、本発明において、前記クッション部は、変形率が２５％であるとき、圧縮強度が０．１〜３ｋｇｆ／ｃｍ２であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係るチャックによれば、ポリイミド材質のチャッキング部の下側にポリエチレンフォーム材質のクッション部が配備されて緩衝性及び復元性に優れていることから、基板の破損を防ぐことができるという顕著な効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る緩衝性に優れた静電チャックの構造を示す模式断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るポリエチレンフォーム素材の厚さ別の応力−変形率の曲線を示すグラフである。
【図３】本発明の一実施形態に係るポリエチレンフォーム素材の厚さ別の応力−変形率の曲線を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面に基づいて、本発明の具体的な実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
本実施形態に係る緩衝性に優れた静電チャック１は、図１に示すように、チャッキング部１０と、ベースプレート２０及びクッション部３０を備えてなる。
【００１６】
まず、前記チャッキング部１０は、静電気力を用いて基板を固定及び支持する構成要素であって、静電気力を発生可能な構造を有する。具体的に、前記チャッキング部１０は、図１に示すように、上下にそれぞれ誘電層１１、１２が配備された状態で上下の誘電層１１、１２の間に電極層１３が配備される構造を有していてもよい。前記誘電層１１、１２は、ポリイミド（ＰｏｌｙＩｍｉｄｅ）材質からなるフィルムであることが好ましく、厚さは、約２０〜１００μｍであることが好ましい。
【００１７】
また、前記電極層１３は、特定のパターンを有するように形成され、別途の工程により成形された状態で前記上下の誘電層１１、１２の間に取り付けられる方式により配設されてもよく、代表的な電極材料の材質である銅（Ｃｕ）をはじめとして、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニッケル（Ｎｉ）などからなることがことが好ましい。
【００１８】
次いで、前記ベースプレート２０は、図１に示すように、本実施形態に係るチャック１の基礎をなし、全体的にプレート状を呈する構成要素であって、前記チャッキング部１０を下部で支持する。したがって、前記ベースプレート２０は、形状が変化しない金属材質からなることが好ましく、更に好ましくは、アルミニウム材質からなる。
【００１９】
次いで、前記クッション部３０は、図１に示すように、前記チャッキング部１０とベースプレート２０との間に配備されて前記チャッキング部１０に支持される基板の破損を防ぐ構成要素である。したがって、前記クッション部３０は、緩衝力を有するプラスチックフォーム素材からなり、例えば、ポリエチレンフォーム（ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ Ｆｏａｍ）、ポリプロピレンフォーム（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｆｏａｍ）、アクリル樹脂フォーム（Ａｃｒｙｌｉｃ Ｆｏａｍ）及びポリウレタンフォーム（ＰｏｌｙＵｒｅｔｈａｎｅ Ｆｏａｍ）などの多孔質素材からなることが好ましい。
【００２０】
特に、前記クッション部３０は、衝性及び復元性に優れていることから、ポリエチレンフォームからなることが好ましい。以下では、これについて詳細に説明する。
【００２１】
前記ポリエチレンフォームは、変形率が２５％であるとき、圧縮強度が０．１〜３ｋｇｆ／ｃｍ２であることが好ましい。このとき、前記ポリエチレンフォームの厚さは、０．１〜１ｍｍであることが好ましい。ポリエチレンフォームの厚さが１ｍｍを超える場合には、工程中に被合着物が十分な圧力を受けるまで長すぎる時間がかかるだけではなく、被合着物が十分な圧力を受け難いという問題があり、復元性が顕著に劣化するという問題がある。一方、０．１ｍｍ未満である場合には、緩衝性に劣るという問題がある。
【００２２】
また、本発明において、前記ポリエチレンフォームは、０．１ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を加えるとき、クッションの変化量が１．２０％以上であることが好ましい。
【００２３】
このように、前記クッション部３０は、ポリエチレンフォームをはじめとして、ポリプロピレンフォーム（ＰｏｌｙＰｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｆｏａｍ）、アクリル樹脂フォーム（Ａｃｒｙｌｉｃ Ｆｏａｍ）及びポリウレタンフォーム（ＰｏｌｙＵｒｅｔｈａｎｅ Ｆｏａｍ）から形成した場合、本発明者は実験的にその効果を下記表１及び２から確認し、実際に製品を適用して同じ結果が得られることを再確認した。下記表１及び２は、本発明の理解への一助となるための単純な実験結果であり、これにより保護範囲が制限又は限定されないということはいうまでもない。
【００２４】
このようなポリエチレンフォームは、図２及び図３に示すように、同じ圧縮変形の条件下でポリエチレンフォームの厚さが大きくなるにつれて圧縮強度が小さくなるためクッション能が向上するが、厚さが１ｍｍを超える場合には復元力が低下し、被合着物に十分な圧力を加え難く、しかも、長時間がかかるためチャックに向いていな
【００２５】
（表１）
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（表２）
加えられた圧力が０．１ｋｇｆ／ｃｍ２であるときのクッションの変化量
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このような特性を有するポリエチレンフォーム材質のクッション部は、上記表１及び２に記載されているように、同じ量の変化に必要な圧力が先行特許のシリコンラバーに比べてはるかに小さく、同じ圧力が加えられたときの変化量がはるかに多いということを確認することができ
【００２６】
（表３）
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チャックに採用されるクッション部に必要な他の物性である復元力を測定するために、圧縮強度が２５％であるときの力で２４時間かけて圧力を加えた後、２２時間待った状態で厚さの変化量を測定する方式を利用する。
【００２７】
この方式で復元力を測定すれば、下記表３に示すように、ポリエチレンフォームからなる素材の変形値が小さいため復元性に最も優れていることが分かる。
【００２８】
一方、前記クッション部３０は、前記ベースプレート１０に接着層４０により貼着される。同様に、図１に示すように、前記クッション部３０と前記下部誘電層１２との間にも接着層５０が介装されて両者を強固に貼り合わせる。
【符号の説明】
【００２９】
１  本発明の実施形態に係る緩衝性に優れた静電チャック
１０  チャッキング部
２０  ベースプレート
３０  クッション部
４０  接着層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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