CN1627999A - 清洁片材、具有清洁功能的传递部件和对基材加工设备清洁的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明披露一种用于应远离杂质的基材加工设备的清洁片材，例如用于制备和检查半导体、平板显示器、印刷基板的设备，具有清洁功能的传递部件和清洁方法。本发明提供：一种清洁片材，其包含作为清洁层的多孔层；或一种清洁片材，其包含具有多孔层的片状材料，以及形成在该片状材料一侧上的胶粘剂层。

Description

清洁片材、具有清洁功能的传递部件和对基材加工设备清洁的方法
技术领域
本发明涉及用于清洁各种基材加工设备的片材、具有清洁功能的传递部件(transfer member)和使用它们对基材加工设备清洁的方法。更具体地，本发明涉及清洁片材(cleaning sheet)、具有清洁功能的传递部件和对基材加工设备的清洁方法，这些设备应该远离颗粒，例如用于制备或检查半导体的设备，平板显示器、印制线路板等等。
背景技术
在各种基材加工设备中，在与各传送体系物理接触同时，基材被传送。在颗粒粘附在被传送的基材或传送体系上的情况中，随后的基材会一个接一个地被污染。因而需要周期性停止并清洁设备。因此，存在的问题是：清洁操作导致时间效率降低和需要大量人工。为了解决该问题，已经提出了通过传送其上粘合有压敏胶粘物质的基材，除去粘附到基材加工设备内部的颗粒的技术(例如，日本专利申请公开154686/1998)，以及通过传送板状部件除去粘附到基材背面的颗粒的技术(日本专利申请公开87458/1999)。
通过传送其上粘合有压敏胶粘物质的基材，除去粘附到基材加工设备内部的颗粒的技术是解决上述问题的有效方法。但是，在该技术中存在压敏胶粘物质可能和设备的接触部分粘结太牢固，而无法分开的可能性。即，该技术存在肯定无法传送基材或可能损坏传送装置的可能性。特别具有使用真空固定机构的卡盘台(chuck table)的设备中，该问题更为严重。
当压敏胶粘物质用作清洁层时，压敏胶粘物质的表面通常用涂覆有如硅氧烷的隔离剂的隔离膜保护。但是，上述技术的问题是隔离剂的成分迁移/传递到清洁层的表面，并且已迁移的隔离剂组分污染了与传送装置的基材接触部分。
此外，虽然通过传送片状部件用于除去颗粒的技术可以进行传送而不引起任何问题，但该技术具有的问题是除尘能力差，除尘能力很重要。
考虑到上述情形，本发明的目的是提供一种清洁片材和具有清洁功能的传递部件，它们的每一种都肯定能够传送到基材加工设备中，并且通过它们肯定可以容易地除去设备内部粘附的颗粒。
发明内容
为完成本目的，本发明人进行了深入研究。结果，发现当传送具有清洁层的片材或其上粘附有该片材的传递部件(例如基材)以除去粘附到基材加工设备内部的颗粒时，那么使用具有多孔性的片材(多孔片材)作为清洁层肯定可以有效分离并除去颗粒，也没有产生上述的任何问题。由此完成了本发明。
本发明涉及：清洁片材，其包括具有多孔性的层(多孔层)作为清洁层(权利要求1)；清洁片材，其包括具有多孔层的片状材料，和在片状材料一侧上形成的压敏胶粘剂层(权利要求2)；清洁片材，其包括基材和在基材一侧上形成的作为清洁层的多孔层(权利要求3)；清洁片材，其包括基材、在基材一侧上形成的作为清洁层的多孔层、和在基材另一侧上形成的压敏胶粘剂层(权利要求4)；清洁片材的特征在于多孔层基本上不具有粘性(权利要求5)；清洁片材的特征在于多孔层是超高分子量聚乙烯的多孔膜(权利要求6)；以及其它。
具体实施方式
在本发明清洁片材中的清洁层(下文中，清洁层可以为清洁片材本身、多层片材、层压到基材上的片材等形式)是多孔的并且基本上不具有粘性的层。
通过在本发明中使用设计为多孔的且基本上不具有粘性的清洁层，肯定能够用多孔清洁层捕获并除去各种尺寸的颗粒，同时防止颗粒脱落(sheddingoff)并且不引起传送问题。
本发明中的多孔清洁层优选如下。虽然对孔的形状和尺寸没有特别的限定，但大于颗粒尺寸的孔的比例太大可能导致捕获颗粒的效果降低。例如，在颗粒的尺寸为约1～10微米时，通常优选使用平均孔径小至0.1～100微米的多孔膜。其孔隙率优选为约30～95％，特别为约40～90％。
就从硅晶片上的180°剥离强度而言，清洁层优选具有0.05N/10mm或更小的粘性，所述的180°剥离强度是通过将宽度为10mm的清洁层施加到硅晶片的镜面(mirror surface)上，根据JIS Z0237测量的180°剥离强度。在本发明中，只要清洁层的剥离强度不高于此值，可以将清洁层看作基本上不具有粘性。
对此清洁层的材料、构成等没有特别限定，只要其是多孔的且基本上没有粘性。但是从防止污染的角度看，该材料的实例包括各种塑性材料，例如聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚氨酯。虽然对清洁层的厚度没有特别限定，但厚度通常为5～500微米，优选为10～100微米。
在本发明中，用作清洁层的多孔层特别优选为超高分子量聚乙烯(通常分子量为500,000或更高)的多孔膜。该膜不仅具有柔韧性和比得上镜面的表面光滑度，而且具有均匀的多孔结构。因此，颗粒与清洁层高度紧密接触并且全部或部分进入该层的孔中。因而，清洁片材肯定具有捕获颗粒的效果。此外，因为该清洁层基本上不具有粘性，所以当传送清洁片材或下面将描述的传递部件时，清洁层并非牢固粘附到设备的接触部分。即，本发明具有的效果是，肯定提供能够传送的清洁片材等。
作为超高分子量聚乙烯的多孔膜，可以使用市售产品，例如Teijin Ltd.制造的商标名为Solupor，或Nitto Denko Corp.制造的商标名为Sunmap的产品。
希望将可除去的稍有粘性的片材施加到清洁层的表面上，以便保护清洁层的表面。当剥离此可除去的片材后，产生的效果是：可以除去清洁片材上存在的不希望的颗粒。
本发明还提供：一种清洁片材，包括具有多孔层的片状材料，和在该片状材料的一侧上形成的压敏胶粘剂层(权利要求2)；一种清洁片材，其包括基材和在基材一侧上形成的作为清洁层的多孔层(权利要求3)；一种清洁片材，其包括基材、在基材一侧上形成的作为清洁层的多孔层、和在基材另一侧上形成的压敏胶粘剂层(权利要求4)。对该压敏胶粘剂层的材料等没有特别限定，只要其满足压敏胶粘剂功能。可以使用常规的压敏胶粘剂(例如，丙烯酸(酯)类或橡胶类等)。作为此压敏胶粘剂层，也可以使用双面压敏胶带。
具有此构成的清洁片材可以通过压敏胶粘剂层施加到传递部件上，例如各种基材或带或片上，以提供具有清洁功能的传递部件(权利要求7)。通过将具有清洁功能的该传递部件传送到设备中，并且使其与欲清洁的部分接触，可以清洁该部分(权利要求9)。
在将传递部件，例如基材从压敏胶粘剂层上剥离下来，以便重新使用该基材的情况下，以硅晶片(镜面)上的180°剥离强度计，该压敏胶粘剂层的粘性优选为为0.01～10N/10mm，特别为约0.10～5 N/10mm。这是因为只要压敏胶粘剂层具有这样的粘性，传递部件在传送期间就不会被剥离，并且在清洁后可以容易被分开。
清洁片材可以为包括基材和形成在其上的清洁层的片材。对该基材没有特别限定。其实例包括塑料膜，例如聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、醋酸纤维素、聚碳酸酯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、和聚碳化二亚胺。其厚度通常为约10～100微米。
对其上施加清洁片材的传递部件没有特别限定。其实例包括半导体晶片、用于平面显示器，如LCD和PDP的基板和用于光盘的基材、MR头等。
本发明还提供：具有清洁功能的传递部件，其特征在于清洁片材的形状比传递部件的形状小，并且不从传递部件的边缘伸出(权利要求8)；以及在其中使用的清洁标签片材(label sheet)。
对用于制备上述具有清洁功能的传递部件的方法没有特别限定。在将清洁片材施加到传递部件，例如基材上，以制备用于清洁的传递部件的情况下，制备方法的实例包括：施加比传递部件大的清洁片材，然后沿该部件的轮廓切削的方法(下文中称作直接切削法)；和将预先切成传递部件的形状的用于清洁的标签片材施加到传递部件上以制备用于清洁的传递部件的方法(下文中称作预切法)。但是，预切法是优选的，这是因为在直接切削法中，在切削片材期间切削粉尘有可能从清洁层等产生，并粘附到用于清洁的传递部件或设备上。在该预切法中，切削片材期间切削粉尘的产生比直接切削法受到更大的限制。但是，当施加的清洁标签片材到达传递部件的边缘时，位于边缘的标签片材部分可能被捕获到传递部件盒中或传送路径上，这取决于传送装置的类型。因此有以下可能性，即标签片材可能遭到升起(lifting)或移动，从而在最坏的情况下使得不可能传送。
因此，本发明的具有清洁功能的传递部件优选是这样的传递部件，其中清洁片材具有比该清洁部件小的形状并且不从清洁部件的边缘伸出。在清洁片材大于传递部件的形状，并且从传递部件的边缘伸出的情况下，存在以下的可能性，即清洁片材的伸出部分可能被捕获到传递片材盒中或传送路径上，并且标签片材可能受到升起或移动，从而在最坏的情况下使得不可能传送。即使当清洁片材具有与传递部件相同的形状，也会出现清洁片材被传递部件盒捕获的问题。对小(smallness)的程度没有特别限定。但是，从实际应用的角度看，需要清洁片材至多小约5mm，这是因为清洁片材尺寸太小导致用于除去颗粒的有效面积减少，该有效面积是重要的。
实施例
下面将基于实施例更详细地解释本发明，但是本发明不解释为受这些实施例的限制。下文中，所有份都是重量份。
实施例1
将100份丙烯酸类聚合物(重均分子量700,000)和50份尿烷丙烯酸酯(urethane acrylate)与3份二苯甲烷二异氰酸酯均匀混合，以制备常规压敏胶粘剂溶液，该丙烯酸类聚合物获自由75份丙烯酸2-乙基己酯、20份丙烯酸甲酯和5份丙烯酸组成的单体混合物。
以10微米干燥后的厚度，将该溶液施加到超高分子量聚乙烯的多孔膜的一面上，该多孔膜的宽度为250毫米，厚度为25微米，孔直径为0.05～2微米(Solupor，由Teijin Ltd.制造)，以形成常规压敏胶粘剂层。在其表面上施加38微米厚度的聚酯隔离膜。因此，获得本发明的清洁片材。
该清洁层的表面基本上没有粘性。该清洁层的孔隙率为40～90％。将10毫米宽的清洁层施加到硅晶片的镜面，根据JIS Z0237测量以从硅晶片上180°剥离强度计的粘度。结果，粘度为0.0009N(0.1g)/10mm。由此确定该清洁层基本上无粘性。
此外，以10毫米的宽度将在另一侧上形成的压敏胶粘剂层施加到硅晶片的镜面，根据JIS Z0237测量以从硅晶片上180°剥离强度计的粘度。结果，粘度为2.8N/10mm。
将该清洁片材的在常规压敏胶粘剂层上的隔离膜剥离，并且将该片材用手辊施加到8英寸硅晶片的背面(镜面)。因此，制备了具有清洁功能的用于传递的清洁晶片(1)。
另一方面，对两个新的8英寸硅晶片的各自镜面用激光污染物检测器查看0.2微米或更大的颗粒。结果，第一晶片上的颗粒数目为8，第二晶片上的颗粒数目为12。将这些晶片传送到单独的基材加工设备中，同时保持镜面朝下，然后用激光污染物检测器查看各个晶片的镜面。结果，在8英寸晶片尺寸面积内计数的第一晶片上的颗粒数目为27890，第二晶片上的颗粒数目为27003。
接着，将以上获得的用于传递的清洁晶片(1)的清洁层面上的隔离膜剥离，将该清洁晶片(1)传送到具有晶片平台(wafer stage)的基材加工设备中，这导致粘附的颗粒数目为27890。结果，能够传送清洁晶片(1)而不引起任何问题。之后，传送新的8英寸硅晶片同时保持镜面朝下，该新硅晶片上粘附的0.2微米或更大的颗粒的数目为7，然后用激光污染物检测器查看0.2微米或更大的颗粒。结果，在8英寸晶片尺寸面积内计数的颗粒数目为4200。因此，可以除去85％清洁前粘附的颗粒数目。
对比例1
按照与实施例1相同的方式制备清洁片材，不同之处在于使用超高分子量聚乙烯的无孔膜。按照与实施例1相同的方式从该清洁片材制备用于传递的清洁晶片(2)，将其传递通过具有晶片平台的基材加工设备，这导致粘附的颗粒数目为27003。结果，能够传送清洁晶片(2)而不引起任何问题。之后，传送新的8英寸硅晶片同时保持镜面朝下，该新硅晶片上粘附的0.2微米或更大的颗粒的数目为9，然后用激光污染物检测器查看0.2微米或更大的颗粒。结果，在8英寸晶片尺寸面积内计数的颗粒数目为13000。因此，仅可以除去48％清洁前粘附的颗粒数目。
实施例2
将100份丙烯酸类聚合物(重均分子量700,000)和10份聚乙二醇200二甲基丙烯酸酯(商品名：NK Ester 4G；由Shin-Nakamura Chemical Co.，Ltd.制造)与3份多异氰酸酯化合物(商品名：Coronate L，由Nippon PolyurethaneCo.，Ltd.制造)均匀混合，以制备压敏胶粘剂溶液A，该丙烯酸类聚合物获自由75份丙烯酸2-乙基己酯、20份丙烯酸甲酯和5份丙烯酸组成的单体混合物。
用硅氧烷隔离剂处理连续聚酯膜组成的隔离膜(厚度38微米，宽度250微米)的一侧，以10微米干燥后的厚度，将压敏胶粘剂溶液A施加到处理过的那侧上。在得到的压敏胶粘剂层上叠加超高分子量多孔膜(Sunmap，由NittoDenko Corp制造；宽度为250毫米，厚度为80微米)。在多孔膜上进一步施加可除去的压敏胶粘剂片材。因此，获得清洁片材A，其中超高分子量聚乙烯的多孔膜用作清洁层。
将该层压膜冲孔成直径为198毫米的环，该层压膜是压敏胶粘剂面上除隔离膜外的清洁片部分。将不需要的膜部分连续剥去，以获得本发明的用于清洁的标签片材A。
将这些用于清洁的标签片材A之一的压敏胶粘剂层一侧上的隔离膜剥离，并且将该片材用手辊施加到8英寸硅晶片的背面(镜面)。因此，制备了具有清洁功能的用于传递的清洁晶片。以从硅晶片上(镜面)180°剥离强度计，常规压敏胶粘剂层的粘性为5N/10mm。
用标签带施加器(NEL-GR3000，，由Nitto Seiki制造)将用于清洁的标签片材A施加到8英寸硅晶片上。将每个片材A施加到8英寸硅晶片的背面(镜面)上。对25个硅晶片连续进行该操作。结果，可以进行将片材施加到晶片上可以进行而不产生问题。因此，制备了具有清洁功能的用于传送的清洁硅晶片A。检查这些具有清洁功能的用于传送的清洁晶片A。结果，施加到每个硅晶片上的标签片材都被确认在晶片的轮廓内。
另一方面，对两个新的8英寸晶片各自的镜面用激光污染物检测器查看0.2微米或更大的颗粒。结果，在第一晶片上颗粒数目为6，第二晶片上颗粒数目为5。将这些晶片传送到单独的具有静态支撑机构的基材加工设备中，同时保持镜面朝下。然后用激光污染物检测器查看0.2毫米或更大的颗粒。结果，在8英寸晶片尺寸面积内计数的第一晶片上的颗粒数目为33456，第二晶片上的颗粒数目为36091。
接着，将以上获得的用于传递的清洁晶片A之一的清洁层侧上的可除去的膜剥离，将该清洁晶片A传送到具有晶片平台的基材加工设备中，这导致颗粒数目为33456。结果，能够传送清洁晶片A而不引起任何问题。之后，传送新的8英寸硅晶片同时保持镜面朝下，然后用激光污染物检测器查看0.2微米或更大的颗粒。将该操作进行5次。其结果见于表1。
表1
                          颗粒除去的程度
  一次晶片传送 二次晶片传送 三次晶片传送 四次晶片传送 五次晶片传送
  实施例2     80％     88％     90％     92％     92％
用XPS检测检验中所使用的8英寸硅晶片的检验表面。结果，当然没检测到硅氧烷，而其它元素的比例几乎与清洁的硅晶片相同。
虽然已经参考具体实施方式详细地描述了本发明，但是对本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行各种改进和变化。
工业实用性
如上所述，本发明的清洁片材和具有清洁功能的传递部件肯定可以通过基材加工设备传递，并且粘附在设备内部的颗粒肯定可以容易地从中除去。

Claims (9)

1.一种清洁片材，其包括作为清洁层的多孔层。
2.一种清洁片材，其包括具有多孔层的片状材料和在片状材料一侧上形成的胶粘剂层。
3.一种清洁片材，其包括基材和在基材一侧上形成的作为清洁层的多孔层。
4.一种清洁片材，其包括基材、在基材一侧上形成的作为清洁层的多孔层和在基材另一侧上形成的胶粘剂层。
5.权利要求1～4中任一项的清洁片材，其中多孔层基本上不具有粘性。
6.权利要求1～5中任一项的清洁片材，其中多孔层是包含超高分子量聚乙烯的多孔膜。
7.一种具有清洁功能的传递部件，其包括传递部件和权利要求2或4的清洁片材，所述清洁片材通过胶粘剂层设置在所述传递部件上。
8.权利要求7的具有清洁功能的传递部件，其中清洁片材的形状比传递部件的形状小，并且不从传递部件的边缘伸出。
9.一种对基材加工设备清洁的方法，其包括将权利要求1或3的清洁片材或权利要求7的传递部件传送至基材加工设备中。
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