CN101223637A - 基板的异物去除装置以及基板的异物去除方法 - Google Patents

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Abstract

提供切实地去除附着在基板上的异物并排除再次附着的可能性、且也能够应用于大型基板的基板的异物去除装置、以及异物去除方法。该异物去除装置具备：形成使基板(1)吸附的基板吸附面(4)的静电吸盘(2、3)、向基板吸附面(4)供给树脂片(5)的树脂片供给装置(9)、回收供给出的树脂片(5)的树脂片回收装置(13)和进行基板(1)的输送的基板输送装置，其中，将借助基板输送装置供给到静电吸盘(2、3)上的基板(1)隔着树脂片(5)吸附在基板吸附面(4)上，使附着在该基板(1)的基板吸附面(4)侧的异物(22)转移到树脂片(5)上从而去除。

Description

基板的异物去除装置以及基板的异物去除方法
技术领域
本发明涉及对附着在半导体元件制造工艺中所使用的由硅或化合物形成的基板、平板显示器等中所使用的由玻璃或树脂形成的基板等上的异物进行去除的技术。
背景技术
在将半导体元件制造在由硅、玻璃或树脂等构成的基板上时，因存在有在该制造装置内附着的、或在装置间的移动中附着的灰尘、微粒等异物，而导致其成品率降低的问题。近年来，不仅要求对形成半导体元件的表面、而且还要求对反面(即在向制造装置装填时或在移送机构中的搬运时与构成制造装置或移送机构的部件相接触的面)的异物进行控制。这是因为：可能会由于异物夹在晶片(基板)的反面和保持晶片的工作台(基板吸附面)之间，不能很好地安装而使一部分突起，从而会引起在曝光装置中的焦点偏移，或者，在蚀刻装置中附着在反面的异物可能划伤静电吸盘的电极的绝缘层从而导致静电吸盘的电极层因放电而不能修复。而且，也考虑到在CVD装置等中在形成薄膜时异物混入到其形成层中的问题。
一般来说，在半导体元件等的制造前会对晶片进行某种清洗处理，但是，存在例如在清洗晶片的清洗槽中脱离的异物会附着到其他的晶片上、导致异物污染扩散的问题。特别是，在异物为金属质的情况下，当半导体接合区域被金属异物污染时，其接合位势变动，元件的特性偏离了设计值，从而导致作为最终产品的集成电路会发生动作不良。
鉴于这些情况，由称作国际半导体技术蓝图(ITRS)的机构总结出了国际化的指导，并公布在该机构的互联网页上(URL是http//public.itrs.net/)。例如，相对于在公元2004年版的前端处理中尤其对微粒要求严格的平版印刷和检查器，2006年的晶片反面的容许微粒的指导为在直径为300mm的晶片上微粒大小为0.12μm、每一片晶片的微粒个数为400个。另外，关于表面的微粒，临界微粒大小为35nm、微粒个数为64个。进而优选MOS晶体管的栅氧化物中的金属异物在0.5×10U10atm/cm2以下。
但是，原则上来说刚制造出的晶片不会有微粒附着，并且一般在半导体制造工厂中的装置之间的移送是在洁净度高的环境下进行的，所以认为晶片的异物附着主要在半导体制造装置内或各装置之间的移动过程中产生。在装置内进行各种处理，在此在为了剥离使用的光致抗蚀膜、形成金属等薄膜而在晶片表面堆积材料的过程中、以及在去除晶片的一部分的蚀刻等过程中，会增加该异物附着的概率。
作为去除附着在晶片上的异物的方法一般已知RCA洗净法这种方法。这是称作湿洗净的处理中的一种，使用氨水和双氧水的混合液去除微粒，然后用盐酸和双氧水的混合液去除金属离子，这样组合这两种处理来进行。另一方面，还已知称作干洗净的处理，提出了例如为了去除附着在半导体晶片的反面(基板吸附面侧)的异物而贴附粘着带、然后将其剥离的方法(参照专利文献1、2)。另外，还提出了使等离子与晶片接触、借助等离子中的原子团去除附着在晶片的反面的异物的方法(参照专利文献3)，一边使涂敷有规定的洗净液的晶片旋转一边供给纯水等来冲洗洗净液的方法(参照专利文献4)；通过从规定方向向晶片的表面喷出惰性气体来去除异物的方法(参照专利文献5)，以及一边用刷子刷洗晶片的表面一边喷射由纯水形成的喷射水流从而去除异物的方法(参照专利文献6)。
但是，关于上述说明的湿洗净，如上所述，可能会附着洗净液中的新的异物。另外，由于洗净液的准备和该废液的处理会花费大量成本，所以从现今的环保角度考虑不优选。另一方面，在干洗净中的贴附粘着带的方法中，在剥离该带时因作用于晶片上的力而会使晶片破损。特别是近年来由于晶片的大口径化导致每片晶片的总成本上升(大约几百万～一千万日元)，从而从万一产生破损等的情况考虑，该方法的风险很高。另外，在等离子处理和喷射惰性气体的方法中，存在暂时飞散的异物再次附着的可能性、或容易导致处理中会附着新的异物。特别是在等离子处理中由于离子的激烈冲撞而导致处理室中的部件会因喷溅而飞散，在喷射惰性气体的方法中另外还需要对使用的气体的杂质浓度等进行控制。
本案申请人已经对异物去除装置提出了申请(参照专利文献7)。
专利文献1：日本特开平6-232108号公报
专利文献2：日本专利第3534847号公报
专利文献3：日本特开平6-120175号公报
专利文献4：日本特开平7-94462号公报
专利文献5：日本特开平8-222538号公报
专利文献6：日本特开平11-102849号公报
专利文献7：日本特开2006-32876号公报
发明内容
对附着在半导体制造工序、液晶面板制造工序等中使用的基板上的异物的管理越来越严格，这就要求有可简便且切实地去除异物的方法。在此，本发明者们认真研究了既能够排除再次附着异物的可能性从而切实地去除异物、并且对于大口径的基板也能够尽量避免基板破损的异物去除手段，结果发现能够通过将作为处理对象的基板隔着树脂片吸附在静电吸盘上、将吸附在基板上的异物转移到树脂片进行去除来解决上述问题，于是完成了本发明。
因此，本发明的目的在于提供一种基板的异物去除装置，该装置能够将附着在基板上的异物切实地去除并排除再次附着的可能性、且对于大型的基板也能够避免基板破损地切实地去除异物。
另外，本发明的另一目的在于提供一种基板的异物去除方法，该方法能够切实地去除附着在基板上的异物并排除再次附着的可能性、且用于大型的基板时不会出现基板破损。
即，本发明是基板的异物去除装置，将附着在基板上的异物去除，其特征在于，具有：形成有吸附基板的基板吸附面的静电吸盘、向基板吸附面供给树脂片的树脂片供给装置、回收供给出的树脂片的树脂片回收装置和进行基板的输送的基板输送装置，其中，将借助基板输送装置供给到静电吸盘的基板隔着树脂片吸附在基板吸附面上，将附着在该基板的基板吸附面侧的异物转移到树脂片从而去除。
本发明是基板的异物去除方法，将附着在基板上的异物去除，其特征在于，向形成有吸附基板的基板吸附面的静电吸盘供给基板，隔着树脂片使基板吸附在基板吸附面上，将吸附在该基板的基板吸附面侧的异物转移到树脂片从而去除。
在本发明中，去除异物的基板没有特别限定，以在半导体装置、平板显示器等的制造中所处理的各种基板为对象，例如能够举出硅晶片、GaAs、SiC等半导体基板、玻璃基板、树脂基板、有机EL用基板等。另外，对于处理的基板的形状也没有特别限制。另一方面，作为去除对象的异物是指在各种制造工序等中需要从基板去除的物质，例如作为代表例可以举出微粒、灰尘、保护层的附着物、腔室内的生成物等。
在本发明中，对于使基板经由树脂片吸附在静电吸盘上、使异物转移到树脂片从而去除的具体装置没有特别限定，优选下述例示出的构成例。
即，作为第一构成例，如图1所示能够例示出的异物去除装置是：形成基板吸附面的静电吸盘被至少分成吸附基板1的中央部的中央静电吸盘2、和吸附基板的周边部的周边静电吸盘3。即，由至少具有中央静电吸盘2和周边静电吸盘3的多个静电吸盘形成一个基板吸附面4，隔着由树脂片供给装置供给的树脂片将基板1吸附在该基板吸附面4上，去除吸附在基板1的基板吸附面侧的异物。只要是中央静电吸盘2至少与基板的中央部对应、周边吸盘3与基板的周边部对应地吸附一个基板即可，例如，也可以如图2所示，夹着中央静电吸盘地在其两侧配置周边静电吸盘。另外，它们的形状并不限定于图1、2所示，能够根据吸附的基板的大小、形状等适当进行设计，例如除了平面形状为矩形还可以是圆形以及其他形状。
在静电吸盘被分成中央静电吸盘和周边静电吸盘的情况下，优选异物去除装置具有高度方向调整装置，该高度方向调整装置能够使中央静电吸盘在基板吸附面的垂直方向上相对于周边静电吸盘突出、与此同时在基板的端部和树脂片之间形成规定的间隙。通过由多个静电吸盘形成基板吸附面、并使这些静电吸盘中的至少一部分能够上升下降，由此能够使基板的装设和回收变得容易。即，在使基板吸附在基板吸附面上来去除异物后，用高度方向调整装置使中央静电吸盘的高度相对变高、且在基板的端部和树脂片之间形成规定的间隙，由此能够利用基板和树脂片之间的间隙容易地回收异物去除后的基板。关于形成于基板的端部和树脂片之间的规定的间隙，只要是能够利用后述的基板输送装置回收基板的间隙即可。
关于上述高度调整装置，详细而言，包括能够使周边静电吸盘从基板吸附面向垂直方向下方侧下降的周边吸盘升降机构、和能够使与周边静电吸盘对应的至少一部分的树脂片的高度位置调整成位于基板吸附面的下方侧的树脂高度调整机构，从而可使中央静电吸盘相对突出、并在基板的端部和树脂片之间形成规定的间隙。或者，还可以是包括能够使中央静电吸盘从基板吸附面向垂直方向上方侧上升的中央吸盘升降机构，从而可使中央静电吸盘相对突出、并在基板的端部和树脂片之间形成规定的间隙。关于周边吸盘升降机构和中央吸盘升降机构，只要能够使各静电吸盘升降即可，没有特别限定，例如可以是将气缸、螺线管、马达驱动的滚珠丝杠和螺母等与各静电吸盘连接以能够升降。关于树脂片高度调整机构，可以设置与例如上述的升降机构连接的导向辊等。另外，以基板吸附面为基准的上下方向是指，以基板吸附面为基准将基板侧作为上方、将其相反侧作为下方。
另外，本发明的异物去除装置具有基板输送装置。关于该基板输送装置，只要能够将用于处理的基板供给到静电吸盘、且能够将处理后的基板从静电吸盘回收即可。在静电吸盘由中央静电吸盘和周边静电吸盘构成的情况下，优选在该基板输送装置的前端具有基板保持部，其中，该基板保持部能够利用由上述高度方向调整装置在基板的端部和树脂片之间形成的间隙来保持基板。通过具有基板保持部，能够可靠且容易地供给用于处理的基板和回收处理后的基板。详细而言，可以是具有能够夹持基板的端部的夹持部的机械手、或是具有叉的机械手，该叉能够插入形成在基板和树脂片之间的间隙、从而可载置回收基板。该机械手可以使用在基板的输送等中常用的机械手。即，为了能够将基板供给到静电吸盘并从静电吸盘回收，优选具有可在x-y方向上移动的机构，根据需要可以具有能够使基板相对于基板吸附面在垂直方向上抬起、放下的上升下降机构。关于基板输送机构，还可以分别具有用于供给和用于回收的机构。
另外，异物去除装置还可以具有基板抬起装置，该基板抬起装置能够插入由高度方向调整装置形成的在基板和树脂片之间的间隙并抬起基板。这样能够使得处理后的基板的回收通过具有夹持部或叉的机械手更可靠且简便地进行。关于这种基板抬起装置没有特别限定，可以举出例如能够从基板吸附面的方向将基板上推的推顶销等。另外，在向静电吸盘供给基板的情况下，只要进行与基板的回收相反的动作即可。即，将基板载置在基板抬起装置上，将基板供给到铺设在由高度调整装置而突出的中央静电吸盘的树脂片上。这时，在不具有基板抬起装置的情况下，只要直接将基板供给到中央静电吸盘上即可。接下来，借助高度方向调整装置调整中央静电吸盘和周边静电吸盘的高度而形成基板吸附面，使各个静电吸盘通电进行基板的吸附。
在本发明中，隔着树脂片吸附在基板吸附面上并将附着在该基板的基板吸附面侧的异物转移到树脂片，由此去除异物。关于使用的树脂片，只要采用由至少比所吸附的基板柔软的材质构成的树脂片即可。一般来说，静电吸盘的最表面(即基板吸附面)需要是硬表面，例如在由氧化铝、碳化硅、氮化铝等陶瓷形成的情况下，它们的努氏硬度为2000Hk左右(例如碳化硅为2500Hk、氧化铝为2100Hk)。另一方面，硅晶片的努氏硬度通常为960Hk左右。并且，在构成灰尘、微粒等异物的组成中、对半导体制造最为有害的铁的努氏硬度为300Hk左右，所以树脂片的努氏硬度优选为20～200Hk。特别是，在吸附的基板是用于液晶装置等的玻璃基板的情况下，努氏硬度为315Hk左右、与作为异物的铁的硬度程度相当，所以优选使用努氏硬度为20～100Hk的树脂片。通过隔着该树脂片吸附基板，能够将附着在基板吸附面侧的异物转移到树脂片侧从而去除。这样的树脂片不一定要具有粘着性的表面。因此，施加于基板上的力与在通常的半导体制造装置中使用的静电吸盘的吸附力相同，较之像以往去除异物那样使用粘着带的情况，从原理上看在剥离时根本不会有施加于基板上的力。因此，不仅对于例如直径为300mm的现今主流的半导体晶片、并且对于被称作新一代的450mm的大口径晶片等，也能够不使基板破损地去除异物。
上述树脂片的材质，例如可以举出聚乙烯醇、低密度聚乙烯、聚乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙酸纤维素、聚碳酸酯、尼龙、聚酰亚胺、芳族聚酰胺及聚碳化二亚胺等。其中，从廉价的观点出发，优选聚乙烯醇、低密度聚乙烯、聚乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯以及聚对苯二甲酸乙二醇酯。除上述之外，还能够使用硅等的橡胶类材料。关于树脂片的厚度，优选5～100μm、更优选5～30μm。这是因为当比100μm厚时静电吸盘的吸附力就会变小。相反，当比5μm薄时难以处理这样的树脂片，可能会破损。另外，树脂片当然是需要在对微粒进行控制的环境下制造出的。
当树脂片的体积电阻值下降时，基板会更强烈地被静电吸盘吸附，特别是会出现静电吸盘发挥约翰逊拉别克力的情况。即，来自形成静电吸盘的电极的微小电流遍及该电极周边以及基板吸附面地流过基板，在基板和基板吸附面之间的微小间隙中产生很大的静电吸附力。因此，虽然由上述例示的材质构成的树脂片具有很高的电绝缘性(体积电阻率在1015～1018Ω·cm的范围内)，但是若使用在其中混入导电性的填充物等而使体积电阻值成为109～1013Ω·cm左右的范围内的树脂片的情况下，能够增加基板向静电吸盘的吸附力。
另外，关于树脂片供给装置，只要能够将片状的树脂片或卷成卷筒状的树脂片等供给到基板吸附面上即可，没有特别限定。但是，优选具有装设有卷成卷筒状的树脂片的送出辊、和将从送出辊送出的树脂片向基板吸附面侧引导的供给侧导向辊。另外，关于树脂片回收装置，只要能够将供给到基板吸附面上的树脂片回收即可，没有特别限定。但是，优选具有卷取树脂片的卷取辊、和将从基板吸附面送出的树脂片向卷取辊侧引导的回收侧导向辊。通过使树脂片供给装置和树脂片回收装置与卷筒状的树脂片对应，能够缩小异物去除装置自身所占的平面区域(占有面积)。另外，能够一边回收在基板吸附面使异物转移了的使用过的树脂片一边向基板吸附面供给未使用的树脂片，所以能够连续地进行基板的异物去除。即，能够根据异物的附着量向一片基板连续供给未使用的树脂片、由此反复多次地进行异物去除；另外，还能够将进行了一次异物去除的基板通过基板输送装置回收、并供给新的其他的基板来进行异物去除，这样连续地处理多个基板。
在本发明中，关于形成基板吸附面的静电吸盘，能够使用一般的静电吸盘，但是优选是双极型静电吸盘，这种吸盘具有可施加相互存在电位差的电压的两个电极。即，在由中央静电吸盘和周边静电吸盘形成基板吸附面的情况下，优选各个静电吸盘由双极型静电吸盘构成。
另外，关于静电吸盘，还可以由形成静电吸盘的电极来形成基板吸附面。即，基板吸附面可以由形成中央静电吸盘的电极和形成周边静电吸盘的电极来形成。一般来说，静电吸盘为了确保基板和电极之间的绝缘性，具备由具有电绝缘性的电介质材料构成的绝缘电介质层，该绝缘电介质层通常形成静电吸盘的基板吸附面(最表面)。该绝缘电介质层除了确保电绝缘性之外、还起到保护电极不受到机械损伤的作用、和防止产生来自电极的金属沾染的作用。在本发明中，在树脂片为电绝缘性的情况下，该树脂片能够兼有一般的静电吸盘中的绝缘电介质层的作用。于是，可以使形成静电吸盘的电极在最表面露出，由该电极形成基板吸附面。若电极在静电吸盘的最表面露出、形成基板吸附面，则基板和电极之间的距离缩小，从而能够提高静电吸盘所发挥的吸附力。因此，即便为低电压也能够得到同等的吸附力，能够降低电源成本，抑制产生不需要的静电，进而能够尽量避免因高电压导致电极的放电短路问题。
在电极形成基板吸附面的情况下，优选由肖氏硬度为20～90Hs、体积电阻率为100～1×10-5Ω·cm的弹性电极构成。另外，体积电阻率更优选在1×10-2～1×10-5Ω·cm的范围内。
关于具有这种特性的电极，能够举出例如在硅制橡胶中混入碳、碳纳米管等导电性填充物而制成的电极等。作为橡胶的原料，除上述之外还可以使用氟类、二甲苯基类、氟硅类等，但是从减少对作为被吸附物的基板的沾染的影响来看优选硅制橡胶。橡胶的硬度一般以肖氏硬度来表示，肖氏硬度20Hs左右大约为人皮肤的柔软度，若为90Hs就会感到坚硬。硅晶片、玻璃基板等的材质一般不用肖氏硬度表示，但是普遍认为比这些橡胶硬很多。因此，从相对于吸附的基板可发挥足够的柔软性的观点出发，优选在上述的范围内。另外，关于电极的体积电阻率优选较低，但是为了成为具有柔软性的电极，需要在橡胶中混入导电性填充物，所以优选在上述的范围。另外，将电极的材质设为具有电传导性的材质的原因当然是为了在向电极供给电压时使其所有的部位都成为等电位。
另外，在由电极形成基板吸附面的情况下，关于电极的厚度(电极深度方向)优选在0.05～3mm、更优选在0.2～3mm的范围内。电极的柔软性和厚度相关，从而薄的电极其柔软性就不好。相反地，厚的电极不仅成本变高、而且由于具有柔软性其厚度可能会过于变化、导致在供给/回收基板时因与基板输送装置之间的关系而产生问题，从而在基板的输送系统中产生问题。综合考虑这些问题，优选采用上述厚度。
通过由上述的弹性电极形成基板吸附面，能够更切实地将附着在基板上的异物转移到树脂片上从而去除。通过使形成基板吸附面的电极具有上述肖氏硬度那种程度的柔软性，能够进一步提高基板相对于基板吸附面的紧密贴合性，能够使异物容易地转移到树脂片上。例如直径为200mm的硅晶片，通常具有20μm左右的翘曲或挠曲，并且存在几μm左右的局部凸凹。因此，在静电吸盘的基板吸附面(最表面)具有陶瓷那样的硬度时，仅以静电吸盘的吸附力是难以使该晶片的整个面紧密贴合的。特别是在硅晶片的反面附着有微粒等异物时，该微粒的存在也会妨碍基板的紧密贴合性。因此，通过使基板隔着树脂片吸附在由上述的弹性电极构成的基板吸附面上，就能够解决这些问题，能够遍及整个基板地更加切实地去除异物。另外，弹性电极不仅耐冲击性优良，并且即便暂时与一个基板相适应而沿着该基板的形状变形，也能够在脱离该基板后复原、立即适应吸附其他的基板。
但是，考虑到在异物去除后将基板从树脂片剥离时会因接触而在基板和树脂片之间伴随有剥离带电。当基板或树脂片带电时，转移到树脂片上的异物会因静电从树脂片脱离，从而存在再次附着在基板侧的危险。因此，可以在异物去除装置上安装离子发生器等中和静电的设备，向基板和树脂片之间、或树脂片和静电吸盘之间喷射作为中和化粒子的正或负离子。当喷射这种中和化粒子时，树脂片的表面被活性化、树脂片变得更加易于吸附异物，能够预期异物去除的效果提高。
接下来，作为本发明的异物去除装置的第二构成例，可举出至少具备形成第一基板吸附面的第一静电吸盘和形成第二基板吸附面的第二静电吸盘这两个静电吸盘的异物去除装置。即，通过具有两个以上的基板吸附面来形成多个吸附工作台，由此能够同时进行与该工作台数(静电吸盘数)对应的基板的异物去除作业，不仅能够提高装置的处理能力，还能够将进行一次效果不够时的异物去除效果更加完善。只要没有特别说明，异物去除装置的第一构成例中说明的内容也能够应用于该第二构成例的装置。另外，下面说明了具备多个静电吸盘且该静电吸盘分别单独地具有基板吸附面的异物去除装置由两个静电吸盘构成的情况，但是本发明并不限定于此，还可以具有三个以上的静电吸盘(第三静电吸盘以上)。
在至少具有第一静电吸盘和第二静电吸盘的异物去除装置的情况下，优选具备能够相对于基板吸附面在水平方向上调整基板的朝向的基板旋转装置。改变在第一静电吸盘上去除了异物的基板的朝向、然后借助基板输送装置供给到第二静电吸盘，由此能够遍及基板的整个面地更切实地去除附着的异物。即，在形成第一静电吸盘的电极投影到被吸附在第一基板吸附面上的基板侧时、存在该基板和投影的电极不重合的基板的非吸附区域的情况下，借助基板旋转装置调整基板的朝向，使得该非吸附区域全都包括在形成第二静电吸盘的电极投影到基板侧而得的电极投影区域，然后由该第二静电吸盘去除异物，这样就能够遍及整个基板地去除异物。
例如，以相对于静电吸盘的基板吸附面留出基板的端部的方式进行吸附，由此能够利用该端部可靠且正确地通过基板输送装置进行基板的供给和回收。即，将基板吸附在第一基板吸附面上，使得在形成第一静电吸盘的电极投影到吸附在第一基板吸附面上的基板侧时、该基板和投影的电极没有重合的基板的非吸附区域包括该基板的端部，并且，基板输送装置由具有能够夹持该基板的端部的夹持部的机械手构成。同样地，将基板吸附在第二基板吸附面上，使得在形成第二静电吸盘的电极投影到吸附在第二基板吸附面上的基板侧时、该基板和投影的电极不重合的基板的非吸附区域包括该基板的端部，并且，基板输送装置由具有能够夹持该基板的端部的夹持部的机械手构成。这样，不具备第一构成例那样的高度方向调整装置、基板抬起装置，能够简便且切实地进行基板的供给和回收。
另外，在第一静电吸盘和第二静电吸盘是由双极型静电吸盘构成、该双极型静电吸盘具有施加相互存在电位差的电压的两个电极的情况下，与第一静电吸盘的两个电极的间隔对应的区域，相当于在这两个电极投影于吸附在该第一基板吸附面上的基板侧时、该基板和投影的两个电极不重合的基板的非吸附区域，因此，借助基板旋转装置调整基板的朝向，使得该基板的非吸附区域被包括在形成第二静电吸盘的两个电极投影到基板侧而得的电极投影区域中，然后用第二静电吸盘进行异物去除。另外，在留出基板的端部进行吸附的情况下，优选基板输送装置是具有能够夹持该基板的端部的夹持部的机械手。
所使用的树脂片可以采用与第一构成例相同的树脂片。另外，树脂片供给装置和树脂片回收装置也与第一构成例中说明的相同。优选的是，树脂片供给装置具有装设有卷成卷筒状的树脂片的送出辊、和将从送出辊送出的树脂片向第一基板吸附面侧引导的供给侧导向辊，树脂片回收装置具有卷取树脂片的卷取辊和将从第二基板吸附面送来树脂片向卷取辊侧引导的回收侧导向辊。
另外，第一基板吸附面可以由形成第一静电吸盘的电极形成，同样第二基板吸附面可以由形成第二静电吸盘的电极形成。即，在第二构成例中，同样可以如第一构成例中说明的那样，树脂片兼有一般静电吸盘中的绝缘电介质层的作用，从而能够由形成各个静电吸盘的电极来形成基板吸附面。在该情况下，形成基板吸附面的电极优选由肖氏硬度为20～90Hs、体积电阻率为100～1×10-5Ω·cm的弹性电极构成，关于其厚度优选在0.05～3mm、更优选在0.2～3mm的范围内。另外，体积电阻率更优选在1×10-2～1×10-5Ω·cm的范围内。
在第一、第二构成例中，将基板吸附在静电吸盘上的时间根据附着在基板上的异物的大小、量而不同，通常在1～60秒内就能够将异物转移到树脂片侧。在每单位面积的异物的量多的情况下，有效的方法是使吸附时间增长。另外，若装置中使用的静电吸盘是双极型静电吸盘，则能够通过变化施加在电极上的电压来调整吸附力，所以在异物的量少的情况下降低电压或使吸附时间变短等、就能够根据条件进行应对，以使每片的处理时间最短的方式使运行参数最优化。这时，优选相对于每单位面积的基板的吸附力在10～300gf/cm2的范围内。
另外，本发明的异物去除装置，不需要特别在真空中进行工作，能够在大气压或稍加压下进行使用。因此，省略了用于真空化、大气开放的步骤，从而能够缩短装置的处理时间。
在本发明的异物去除装置中，将附着在基板上的异物(附着在基板吸附面侧的异物)转移到树脂片上并将该树脂片回收，从而能够尽量排除被去除的异物再次附着在基板上的危险。另外，由于不使用粘着带等地去除异物，所以根本不会有以往成为问题的在与基板分离时所施加的负荷，也能够适用于大型化的基板，不会使基板破损。另外，若使用卷筒状的树脂片，可显著发挥连续处理的效果，故特别在用于要求处理能力的半导体元件的生产现场等中十分有效。并且，若根据附着在基板上的异物的量或大小而将作为参数的施加在静电吸盘上的电位、吸附时间等最优化，就能够高效地去除异物，从而能够使每片基板所需的处理时间最短化。并且，通过使用廉价的树脂片，能够将维持费用抑制得很低。
附图说明
图1是表示由中央静电吸盘和周边静电吸盘形成基板吸附面的情况的一个例子的俯视说明图。
图2是表示由中央静电吸盘和周边静电吸盘形成基板吸附面的情况的一个例子的俯视说明图。
图3是由中央静电吸盘和周边静电吸盘形成基板吸附面的情况的异物去除装置的剖视说明图(局部)。
图4是表示将基板吸附在异物去除装置上的状态的剖视说明图。
图5是表示借助高度方向调整装置使中央静电吸盘突出并在基板的端部和树脂片之间形成间隙的状态的剖视说明图。
图6是表示回收异物去除后的基板的状态的剖视说明图。
图7是将供给侧基板盒和回收侧基板盒与异物去除装置组合而构成的异物去除系统的俯视说明图。
图8是将供给侧基板盒和回收侧基板盒与异物去除装置组合而构成的异物去除系统的立体说明图(外观图)。
图9是表示由中央静电吸盘和周边静电吸盘形成基板吸附面的异物去除装置的变形例的剖视说明图(局部)。
图10是表示具有各自形成基板吸附面的第一静电吸盘和第二静电吸盘的异物去除装置的一个例子的俯视说明图(局部)。
图11是将SMIF与异物去除装置组合而构成的异物去除系统的俯视说明图。
具体实施方式
下面，参照附图具体说明本发明的优选实施方式。
首先，对将形成基板吸附面的静电吸盘分成中央静电吸盘和周边静电吸盘的情况下的异物去除装置进行具体说明。
图3示出了具有图2所示的由中央静电吸盘2和周边静电吸盘3形成的基板吸附面4的异物去除装置X的局部剖视图(图2的A-A’剖面)。即，该异物去除装置X由中央静电吸盘2和周边静电吸盘3a、3b形成了平面形状为四边形的基板吸附面4，其中，中央静电吸盘2与基板1的中央部对应、具有较宽的部分，周边静电吸盘3a、3b配置在该中央静电吸盘2的两侧、与基板1的周边部对应。并且，在该基板吸附面4上铺设有厚度为10μm的聚乙烯醇制的树脂片5。该树脂片5以在其长度方向上顺次配置着周边静电吸盘3a、中央静电吸盘2、周边静电吸盘3a的方式由树脂片供给装置9供给到基板吸附面4上。该树脂片供给装置9，包括：装设有卷成卷筒状的树脂片5的送出辊6、将从送出辊6送出的树脂片5引导向基板吸附面侧4的一对供给侧导向辊7、和配置在它们之间进行树脂片5的张力调整的供给侧调整辊8。另外，供给到基板吸附面4的树脂片5由树脂片回收装置13回收，该装置13包括：卷取辊10、将从基板吸附面4送出的树脂片5引导向卷取辊10侧的一对回收侧导向辊11、和配置在它们之间进行树脂片5的张力调整的回收侧调整辊12。
上述中央静电吸盘2和两个周边静电吸盘3a、3b分别由双极型静电吸盘构成，中央静电吸盘2具有第一电极14和第二电极15两个电极，这两个电极14、15与电源16连接、并与用于接通/关断电源16的电压的开关17串联。同样，周边静电吸盘3a的第一电极18和第二电极19、以及周边静电吸盘3b的第一电极20和第二电极21也分别经由开关17与电源16连接。其中，在周边静电吸盘3a、3b上分别连接有图未示的升降机构(高度方向调整装置)以能够在基板吸附面4的垂直方向(图中所示的两箭头方向)上升下降。并且，在供给侧导向辊7和回收侧导向辊11上也分别连接有同样的图未示的升降机构(高度方向调整装置)。并且还包括具有对基板1进行载置的叉的机械手(图未示)，供给要在基板吸附面4进行处理的基板1、并回收处理后的基板1。
说明采用这样构成的异物去除装置X从基板1去除异物的步骤。图3示出了由图未示的机械手(基板输送装置)供给的基板1(在基板吸附面侧附着有异物22)被载置在基板吸附面4的树脂片5上的状态。这时电源16的开关17为关断状态，在任何静电吸盘上都没有施加电压，基板1还没有被吸附。图4示出了将电源16的开关17设为接通状态、在各静电吸盘的第一电极和第二电极之间同时施加同等的电压、隔着树脂片5将基板1吸附在基板吸附面4上的状态。这时，异物22呈嵌入树脂片5的状态。吸附时间和电源16的电压能够调节，例如吸附时间可以在1～60秒的范围内变化，电源16的端子间的电压可以在0～8kV的范围内变化。特别是，若为双极型静电吸盘，还能够在电极间施加正负电位，所以在该情况下与上述相当的电位差为0～±4kV。另外，对于各静电吸盘、辊等所有的机构和电源、开关等，，可以通过对它们的动作进行管理的图未示的控制器进行控制。
在上述的设定条件下使基板1吸附规定时间后关断开关17，然后，如图5所示，借助高度方向调整装置，在基板吸附面4的垂直方向上使中央静电吸盘2相对于周边静电吸盘3a、3b突出，与此同时在基板1的端部和树脂片5之间形成了间隙。即，分别使具有图未示的升降机构的周边静电吸盘3a、3b、供给侧导向辊7和回收侧导向辊11从基板吸附面4向垂直方向下方侧(基板吸附面4的相反侧)下降，由此能够成为上述图5的状态。若利用形成在基板1和树脂片5之间的间隙，则能够借助机械手回收基板1。这时，若通过使基板推顶销23(基板抬起装置)从基板1的两端侧进入上述间隙之间，将基板1向垂直方向上方抬起，则能够使基板1的回收更加简便、切实地进行。在该图5中，示出了附着在基板1上的异物22转移到树脂片5上的状态。
关于回收去除异物后的基板1，如图6所示，在由基板推顶销23抬起的基板1和树脂片5的间隙中插入设置在机械手的前端的叉24，将基板载置在该叉24上、用机械手(图未示)回收即可。另外，在基板吸附面4上使异物22转移了的树脂片5能够借助卷取辊10卷取来回收，同时，从送出辊6侧送出的新树脂片5供给到基板吸附面4(图中的箭头方向)，从而能够进行接下来的异物处理。
为了处理附着有异物22的其他基板1，将载置在叉24上的基板1移放到基板推顶销23上，使基板推顶销23下降、放置在中央静电吸盘2上的新树脂片5上。接下来，分别借助升降机构使周边静电吸盘3a和3b上升、与中央静电吸盘2一起形成基板吸附面4。这时，使供给侧导向辊8和回收侧导向辊11也通过升降机构一起上升。在送出辊6的树脂片5全都使用完的情况下，只要装设新的树脂片5、废弃卷取辊10所回收的使用过的树脂片5即可。
另外，本发明的异物去除装置X，如图7所示，可以在机械手25的可动区域内设置放入未处理(异物去除前)的基板1的供给用基板盒26和回收处理后(异物去除后)的基板1的回收用基板盒27，由此构成基板的异物去除系统。图8示出了如上所述构成包括异物去除装置X和各基板盒26、27的异物去除系统的情况下的外观图。
下面，对将形成基板吸附面的静电吸盘分成中央静电吸盘和周边静电吸盘而成的异物去除装置的变形例进行具体说明。
在图9所示的异物去除装置X中，由形成中央静电吸盘2和周边静电吸盘3a、3b的电极来形成基板吸附面4。即，在中央静电吸盘2中，平板状的第一电极31和第二电极32隔着厚度为50μm以上的工程塑料制的绝缘片(图未示)贴附在铝制的金属基座33上，其中，第一电极和第二电极由厚度为1mm、体积电阻率为1×10-4Ω·cm、肖氏硬度为70Hs的含碳硅制导电性橡胶(弹性电极)构成。同样，在周边静电吸盘3a中，由同上的导电性橡胶构成的平板状的第一电极34和第二电极35分别贴附在铝制的金属基座36上，在周边静电吸盘3b中，由同上的导电性橡胶构成的第一电极37和第二电极38分别贴附在铝制的金属基座39上。这些第一电极31、34、37和第二电极32、35、38露出、形成吸附基板1的基板吸附面4。另外，在上述第一电极和上述第二电极与绝缘片之间、以及在上述绝缘片与金属基座之间分别采用粘接剂贴附。
在该变形例中，从提高吸附时与晶片的接触率的观点出发，优选例如改变之前的树脂片的材质，使用厚度为20μm的由低密度聚乙烯构成的树脂片5。另外，由于由各静电吸盘的第一电极31、34、37和第二电极32、35、38直接形成基板吸附面4，所以用比之前的例子低的施加电压就能够发挥同等的吸附力，因此优选例如吸附时间的可变范围在1～60秒，电源16的端子间的电压在0～4kV的范围内。特别是在双极型静电吸盘的情况下，由于在电极间施加正负的电位，所以在该情况下与上述相当的电位差为0～±2kV。其他的装置结构、异物去除的步骤等与之前说明的异物去除装置的情况相同。
接下来，具体说明具有多个吸附工作台的异物去除装置。
图10是表示具有形成第一基板吸附面45的第一静电吸盘41和形成第二基板吸附面48的第二静电吸盘42这两个静电吸盘的基板的异物去除装置X的俯视说明图(局部)。这些第一静电吸盘41和第二静电吸盘42均由双极型静电吸盘构成，其中，电极隔着厚度为50μm以上的聚乙烯制的绝缘片贴附在铝制的金属基座上、从而形成各个基板吸附面，所述电极由厚度为1mm、体积电阻率为1×10-4Ω·cm、肖氏硬度为70Hs的含碳硅制导电性橡胶(弹性电极)构成。在形成各静电吸盘的电极与绝缘片之间、以及在绝缘片与金属基座之间分别采用粘接剂贴附。
下面说明去除作为要处理的基板1的示例、即一般的直径为300mm的硅晶片1的异物的情况。在第一静电吸盘41中，长216mm×宽150mm的平板状的第一电极43和同样为长216mm×宽150mm的平板状的第二电极44以将硅晶片1二等分的方式相互隔开5mm的间隔地配置。由该第一电极43和第二电极44构成的第一基板吸附面45没有吸附上述硅晶片1的整个面，而是使硅晶片1的两端部分别超出30～40mm地设置有非吸附区域。另外，与第一电极43和第二电极44的间隔相当的间隙部分也是基板的非吸附区域。另一方面，第二静电吸盘42具有在后述的树脂片5的送出方向上为310mm、在宽度方向上为216mm的H型平板状的第一电极46、和长70mm×宽200mm的两个平板状的第二电极47，以填入该H型的第一电极46的两个空间部分的方式将两个第二电极47分别与第一电极46隔开5mm的间隔地配置。并且，在第一静电吸盘41和第二静电吸盘42的各自的第一电极和第二电极之间连接电源16。
向第一静电吸盘41和第二静电吸盘42供给厚度为20～40μm、宽度为220～230mm的聚乙烯制的树脂片5。该树脂片5卷成卷筒状地装设在送出辊6上，如图中的箭头所示，经由供给侧导向辊7引导向第一基板吸附面45和第二基板吸附面48，经由回收侧导向辊11被卷取辊10卷取。这些送出辊6、供给侧导向辊7、回收侧导向辊11和卷取辊10可以举出例如直径为10～50mm、长度为220mm以上、材质为不锈钢等的部件。可以在树脂片供给装置侧，在送出辊6和供给侧导向辊7之间设置清洁空气离子发生器，使蓄积有剥离带电等的树脂片5的电荷中和。还可以使用电晕放电器来代替离子发生器。
如图11所示，在上述的基础上，还具备：具有能够夹持基板的端部的夹持部的机械手50、和能够相对于基板吸附面在水平方向上调整硅晶片1的朝向的对准器(基板旋转装置)51，利用这样的异物去除装置X，去除附着在硅晶片1上的异物。首先，借助机械手50将附着有异物的硅晶片1供给到第一静电吸盘41的第一基板吸附面45上。接着，在第一电极43和第二电极44之间施加±1.5kV的电压从而吸附硅晶片1，这样将吸附维持30秒。然后，停止向各电极施加电压，利用硅晶片1的作为非吸附区域的两端部、用机械手50的夹持部进行保持，将硅晶片1移送到对准器51。
然后，在借助对准器51将晶片1旋转90°后，再次将该晶片1用机械手50保持、供给到第二静电吸盘42的第二基板吸附面48上。这时，在第一基板吸附面45没有被吸附的晶片1的两端部、和第一电极43与第二电极44之间的间隙部分都被包括在将第二静电吸盘42的第一电极46和第二电极47投影到晶片侧而得的电极投影区域中。然后，在第二静电吸盘42中，与第一静电吸盘41的情况相同地吸附晶片1，使异物转移到树脂片5侧从而去除。在用第二静电吸盘42进行了异物去除后，与第一静电吸盘41的情况相同地，利用从第二基板吸附面48伸出的晶片1的两端部、由机械手50进行保持，从而回收。
采用具有如上所述的第一静电吸盘41和第二静电吸盘42的基板的异物去除装置X进行晶片1的异物去除是因为：例如可能在第一静电吸盘41没有对晶片1施加足够吸附力的非吸附区域中，异物向树脂片5侧的转移不够充分，所以至少使该非吸附区域在第二静电吸盘42切实地进行吸附，由此来用多个静电吸盘补充完善异物去除效果。另外，还具有提高晶片处理的能力的优点。在图10中，示出了被第一静电吸盘41吸附的晶片1的缺口的位置在图面中朝上、而在旋转90°后在第二静电吸盘42中缺口被调整成在图面中朝向左的状态。
可以在机械手50的活动范围内设置多个SMIF52来构成异物去除系统。即，将未处理的树脂片5铺设在各基板吸附面上，将从一个SMIF52取出的晶片1在第一静电吸盘41进行异物去除，借助机械手50暂时将晶片1移送到对准器51。在此，将晶片1旋转90°，再次借助机械手50将晶片1移送到第二静电吸盘42进行异物去除。在异物去除完成后，借助机械手50再次移送到对准器51，反转90°，返回到到初始的SMIF52。对于其他的SMIF52进行同样的操作，由此能够高效地处理晶片。将对准器51也设置多个，由此能够进一步提高生产效率。关于各静电吸盘中的晶片1的吸附和脱离，可以根据异物的附着情况等，对同一晶片1反复进行多次。对于使异物转移了的树脂片5，既可以在每次晶片1的吸附/脱离时更换成新的树脂片5，也可以反复使用后更换。
本发明的异物去除装置，能够在半导体晶片制造工厂、半导体元件制造工厂、玻璃基板制造工厂、使用了液晶、等离子以及有机材料等的薄型显示器装置的制造工厂等中，应用于在处理各种基板时所需的异物去除作业。

Claims (17)

1.一种基板的异物去除装置，将附着在基板上的异物去除，其特征在于，具有：形成有吸附基板的基板吸附面的静电吸盘、向基板吸附面供给树脂片的树脂片供给装置、回收供给出的树脂片的树脂片回收装置和进行基板的输送的基板输送装置，其中，将借助基板输送装置供给到静电吸盘的基板隔着树脂片吸附在基板吸附面上，将该基板的附着在基板吸附面侧的异物转移到树脂片从而去除。
2.如权利要求1所述的基板的异物去除装置，其中：静电吸盘被至少分成吸附基板的中央部的中央静电吸盘和吸附基板的周边部的周边静电吸盘；该基板的异物去除装置具备能够使中央静电吸盘在基板吸附面的垂直方向上相对于周边静电吸盘突出、与此同时在基板的端部和树脂片之间形成间隙的高度方向调整装置；基板输送装置由具有基板保持部的机械手构成，该基板保持部能够利用形成于基板和树脂片之间的间隙来保持基板。
3.如权利要求2所述的基板的异物去除装置，其中，高度方向调整装置包括：周边吸盘升降机构，其能够使周边静电吸盘从基板吸附面向垂直方向下方侧下降；和树脂片高度调整机构，其能够将与周边静电吸盘对应的至少一部分的树脂片的高度位置调整成位于基板吸附面的下方侧。
4.如权利要求2所述的基板的异物去除装置，其中，还具有基板抬起装置，该基板抬起装置能够插入由高度方向调整装置形成的在基板和树脂片之间的间隙、将基板抬起。
5.如权利要求2所述的基板的异物去除装置，其中，树脂片供给装置具有装设有卷成卷筒状的树脂片的送出辊、和将从送出辊送出的树脂片引导向基板吸附面侧的供给侧导向辊；树脂片回收装置具有卷取树脂片的卷取辊、和将从基板吸附面送来的树脂片引导向卷取辊侧的回收侧导向辊。
6.如权利要求2所述的基板的异物去除装置，其中，树脂片由选自聚乙烯醇、低密度聚乙烯、聚乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙酸纤维素、聚碳酸酯、尼龙、聚酰亚胺、芳族聚酰胺及聚碳化二亚胺的组的一种或两种以上的材质形成，厚度在5～100μm的范围内。
7.如权利要求2所述的基板的异物去除装置，其中，基板吸附面是由形成静电吸盘的电极形成的。
8.如权利要求2所述的基板的异物去除装置，其中，基板吸附面由形成静电吸盘的电极形成；该电极由肖氏硬度为20～90Hs、体积电阻率为100～1×10-5Ω·cm的弹性电极构成，厚度在0.05～3mm的范围内。
9.如权利要求1所述的基板的异物去除装置，其中：至少具有形成第一基板吸附面的第一静电吸盘和形成第二基板吸附面的第二静电吸盘这两个静电吸盘；并且具有能够相对于基板吸附面在水平方向上调整基板的朝向的基板旋转装置；将在第一静电吸盘去除了异物后的基板借助基板旋转装置调整朝向，然后供给到第二静电吸盘进一步进行异物的去除。
10.如权利要求9所述的基板的异物去除装置，其中：借助基板旋转装置调整基板的朝向，使得形成第一静电吸盘的电极投影到吸附在第一基板吸附面的基板侧时不与该基板重合的基板的非吸附区域、全都包括在形成第二静电吸盘的电极投影到基板侧而得的电极投影区域中，然后用第二静电吸盘进行异物的去除。
11.如权利要求9所述的基板的异物去除装置，其中：第一静电吸盘和第二静电吸盘由双极型静电吸盘构成，这种双极型静电吸盘具有被施加相互存在电位差的电压的两个电极；借助基板旋转装置调整基板的朝向，使得与形成第一静电吸盘的两个电极的间隔对应的基板的非吸附区域包括在形成第二静电吸盘的两个电极投影到基板侧而得到的电极投影区域中，然后用第二静电吸盘进行异物的去除。
12.如权利要求9所述的基板的异物去除装置，其中：形成第一静电吸盘的电极投影在吸附于第一基板吸附面的基板侧时不与该基板重合的基板的非吸附区域、和形成第二静电吸盘的电极投影在吸附于第二基板吸附面的基板侧时不与该基板重合的基板的非吸附区域，都包括基板的端部；基板输送装置由具有基板保持部的机械手构成，该基板保持部能够利用该基板的端部来保持基板。
13.如权利要求9所述的基板的异物去除装置，其中：树脂片由选自聚乙烯醇、低密度聚乙烯、聚乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙酸纤维素、聚碳酸酯、尼龙、聚酰亚胺、芳族聚酰胺及聚碳化二亚胺的组的一种或两种以上的材质形成，厚度在5～100μm的范围内。
14.如权利要求9所述的基板的异物去除装置，其中：树脂片供给装置具有装设有卷成卷筒状的树脂片的送出辊、和将从送出辊送出的树脂片引导向第一基板吸附面侧的供给侧导向辊；树脂片回收装置具有卷取树脂片的卷取辊、和将从第二基板吸附面送来的树脂片引导向卷取辊侧的回收侧导向辊。
15.如权利要求9所述的基板的异物去除装置，其中，第一基板吸附面和第二基板吸附面由形成各个静电吸盘的电极形成。
16.如权利要求9所述的基板的异物去除装置，其中：第一基板吸附面和第二基板吸附面由形成各个静电吸盘的电极形成；该电极由肖氏硬度为20～90Hs、体积电阻率为100～1×10-5Ω·cm的弹性电极构成，厚度在0.05～3mm的范围内。
17.一种基板的异物去除方法，将附着在基板上的异物去除，其特征在于，向形成有吸附基板的基板吸附面的静电吸盘供给基板，隔着树脂片使基板吸附在基板吸附面上，将附着在该基板的基板吸附面侧的异物转移到树脂片从而去除。
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