JP2005026533A - クリーニングシートと基板処理装置のクリーニング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】チャックテーブルなどの温度を変えなくても装置内に確実に搬送して上記テーブルなどに付着している異物を簡便かつ確実に除去でき、またクリーニング使用後の捕集異物の除去（脱離）が容易で、繰り返し使用しても高い異物除去機能を発揮するクリーニングシートを提供する。
【解決手段】温度に関して形状記憶能を持つ高分子材料からなるクリーニング層を有することを特徴とするクリーニングシート、とくに支持体の片面にクリーニング層を有する上記構成のクリーニングシート、また支持体の片面にクリーニング層を有し、他面に粘着剤層を有する上記構成のクリーニングシート、さらに搬送部材上に上記各構成のクリーニングシートが粘着剤層を介して設けられたクリーニング機能付き搬送部材。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、半導体、フラットパネルディスプレイ、プリント基板などの製造装置や検査装置など、異物を嫌う各種の基板処理装置のクリーニングシートとクリーニング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各種の基板処理装置では、各搬送系と基板とを物理的に接触させながら搬送する。その際、基板や搬送系に異物が付着していると、後続の基板をつぎつぎに汚染させることになるため、定期的に装置を停止して洗浄処理する必要があった。このため、稼動率の低下や多大な労力が必要という問題があった。
【０００３】
これらの問題を解決するために、粘着性物質を固着した基板を搬送して、基板処理装置内に付着している異物をクリーニング除去する方法（特許文献１参照）、板状部材を搬送して、基板裏面に付着する異物を除去する方法（特許文献２参照）が提案されている。このうち、前者の方法は、後者の方法に比べて、異物の除去性にすぐれており、前記問題を克服する有効な方法である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１５４６８６号公報（第２〜４頁）
【特許文献２】
特開平１１−８７４５８号公報（第２〜３頁）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記前者の方法では、粘着性物質と装置接触部が強く接着しすぎて剥がれなくなり、基板を確実に搬送できなくなる場合があった。とくに、装置のチャックテーブル自体の温度が高温の装置では、クリーニングの際に温度を室温まで下げなければならなかった。粘着性物質は高温雰囲気下になるほど粘着力が強くなるためである。このため、チャックテーブルの温度制御（降温／昇温）に時間を要し、装置の稼働率を下げてしまう結果となる。
【０００６】
また、上記方法により、高温雰囲気下で一度クリーニングに供した粘着性物質は、異物捕集後に室温に戻しても、再度加熱しても、異物を強く固着したままであり、捕集した異物を容易に除去（脱離）できなかった。異物が固着した状態のまま繰り返し使用しても、異物除去能が低くなる問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情に照らし、基板処理装置のチャックテーブルなどの温度を変えなくても、確実に搬送でき、これによりチャックテーブルなどに付着している異物を簡便かつ確実に除去でき、またクリーニング使用後の捕集異物の除去（脱離）が容易であり、繰り返し使用しても高い異物除去機能を発揮するクリーニングシートを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するため、鋭意検討した結果、クリーニング層を構成する高分子材料として温度に関して形状記憶能を持つものを用いることにより、基板処理装置内への搬送性が良くなるとともに、装置内に付着している異物を簡便かつ確実に除去でき、しかも捕集異物の除去（脱離）が容易であり、繰り返し使用しても高い異物除去機能を発揮するクリーニングシートが得られることを見い出し、本発明を完成するに至ったものである。
【０００９】
すなわち、本発明は、温度に関して形状記憶能を持つ高分子材料からなるクリーニング層を有することを特徴とするクリーニングシートに係るものであり、とくに、支持体の片面にクリーニング層を有する上記構成のクリーニングシート、支持体の片面にクリーニング層を有し、他面に粘着剤層を有する上記構成のクリーニングシートを提供できるものである。また、本発明は、搬送部材上に上記各構成のクリーニングシートが粘着剤層を介して設けられたクリーニング機能付き搬送部材を提供できるものである。
【００１０】
さらに、本発明は、基板処理装置内に、上記構成のクリーニング機能付き搬送部材を搬送して、上記装置内に付着する異物をクリーニング層に吸着させて除去することを特徴とする基板処理装置のクリーニング方法に係るものである。
また、本発明は、上記構成のクリーニング方法によりクリーニングされた基板処理装置を提供できるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明におけるクリーニング層は、温度に関して形状記憶能を持つ高分子材料を用いたことを特徴としている。形状記憶能のメカニズムは、高分子の流動を防ぐための固定状態と、温度変化に伴って軟化と硬化が可逆的に起こる状態との、２つの状態からものであり、搬送時（室温）はガラス状態であり、チャックテーブル上（高温）ではゴム状態であることが必要である。
【００１２】
このため、本発明の上記形状記憶能を持つ高分子材料は、そのガラス転移温度Ｔｇがチャックテーブルの温度以下であることが必要である。Ｔｇがチャックテーブル温度より高いと、チャックテーブル上の異物に対して追従性が悪くなり、異物を効率よく除去することが難しくなる。
本発明では、このような形状記憶能を持つ高分子材料をクリーニング層に使用したことで、搬送性が良好となり、しかも装置内に付着している異物を簡便かつ確実に除去でき、そのうえ捕集異物の除去（脱離）が容易となり、繰り返し使用しても高い異物除去機能を発揮させることができる。
【００１３】
本発明において、上記形状記憶能を持つ高分子材料としては、ポリノルボルネン系、ポリウレタン系、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネートなどの樹脂が好ましく用いられる。
この高分子材料に必要により公知の各種の添加剤を加えて、厚さが通常５μｍ以上、好ましくは１０〜５０μｍとなるように層成形し、本発明のクリーニング層とする。この層の厚さが薄すぎると、クリーニング機能を発現できず、厚すぎると、温度の伝わり方が遅く、操作性が悪くなる。
また、上記の層形成には、形状記憶能を持つ高分子材料などを有機溶剤に溶解した溶液を流延塗布し、有機溶剤を加熱除去する方法、上記の高分子材料などを水や水蒸気でゲル化させる方法などが用いられる。
【００１４】
このように形成されるクリーニング層は、引っ張り弾性率（試験法ＪＩＳ Ｋ７１２７）が、Ｔｇより１０℃低い温度で１０Ｍｐａ以上、Ｔｇより１０℃高い温度で５０Ｍｐａ以上、好ましくは１００〜５，０００Ｍｐａであるのがよい。引っ張り弾性率を上記範囲内に設定することにより、チャックテーブル上ではゴム状であり、搬送時にはガラス状を呈し、異物捕集と搬送時の取り扱い性を容易に行えるという顕著な効果を発現させることができる。
【００１５】
また、上記のクリーニング層は、基板処理装置に使用されるチャックテーブルの温度雰囲気下（たとえば、８０℃など）で、シリコンウエハ（ミラー面）に対する１８０度引き剥がし粘着力（ＪＩＳ Ｚ０２３７に準じて測定）が０．２０Ｎ／１０ｍｍ幅以下、好ましくは０．０１〜０．１Ｎ／１０ｍｍ幅程度であるのがよい。この粘着力が０．２０Ｎ／１０ｍｍ幅を超えると、搬送時に装置内のチャックテーブルに固着して、搬送トラブルとなるおそれがある。
【００１６】
本発明のクリーニングシートは、上記のクリーニング層単独で構成させてもよいし、支持体を使用し、この支持体の片面に上記のクリーニング層を有する構成としてもよい。また、後者の構成では、支持体の片面にクリーニング層を有し、他面に粘着剤層を有する構成とするのがより望ましい。上記支持体の厚さとしては、通常１０〜１００μｍ程度であるのがよい。
【００１７】
支持体の材質としては、とくに限定されず、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネートなどからなるプラスチックフィルムが好ましく用いられる。これらの支持体は、１種または２種以上を組み合わせて使用したものであってもよく、片面または両面にコロナ処理などの表面処理を施したものであってもよい。
【００１８】
支持体の他面に設けられる粘着剤層は、シリコンウエハ（ミラー面）に対する１８０度引き剥がし粘着力が０．０１〜１０Ｎ／１０ｍｍ幅、好ましくは０．０５〜５Ｎ／１０ｍｍ幅であるのがよい。粘着力が高すぎるとクリーニングシートを搬送部材から剥離除去する際に、支持体が裂けるおそれがある。
この粘着剤層の厚さとしては、とくに限定されないが、通常５〜１００μｍ、好ましくは１０〜５０μｍ程度であるのがよい。
【００１９】
このような粘着剤層は、その材料構成についてとくに限定はなく、アクリル系やゴム系など通常の粘着剤からなるものがいずれも使用できる。アクリル系粘着剤として、重量平均分子量が１０万以下の成分が１０重量％以下であるアクリル系ポリマーを主剤としたものが、とくに好ましく用いられる。
上記のアクリル系ポリマーは、（メタ）アクリル酸アルキルエステルを主モノマーとしこれに必要により共重合可能な他のモノマーを加えたモノマー混合物を重合反応させることにより、合成できるものである。
【００２０】
クリーニング層および粘着剤層には、クリーニングシートを用いるまでの間、離型性を有する保護フィルムを貼り合わせておくのがよい。
このような保護フィルムとしては、たとえば、シリコーン系、長鎖アルキル系、フッ素系、脂肪酸アミド系、シリカ系の剥離剤などで剥離処理された、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリブタジエン、ポリメチルペンテンなどのポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、エチレン酢酸ビニル共重合体、アイオノマー樹脂、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体、エチレン・（メタ）アクリル酸エステル共重合体、ポリスチレン、ポリカーボネートなどからなるプラスチックフィルムなどが挙げられる。また、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンは、剥離処理しなくても良好な離型性を有しているため、このフィルム単独でも使用することができる。これらの保護フィルムの厚さとしては、通常１０〜１００μｍであるのがよい。
【００２１】
本発明においては、このようなクリーニングシートを搬送部材上に粘着剤層を介して設けることにより、クリーニング機能付き搬送部材とする。ここで、上記の搬送部材としては、とくに限定はなく、異物除去の対象となる基板処理装置の種類に応じて、各種の基板が用いられる。具体的には、半導体ウエハ、ＬＣＤ、ＰＤＰなどのフラットパネルディスプレイ用基板、その他コンパクトディスク、ＭＲヘッドなどの基板などが挙げられる。
【００２２】
本発明においては、基板処理装置内に上記のクリーニング機能付き搬送部材を搬送して、装置内に付着する異物をクリーニング層に吸着させて除去することにより、基板処理装置をクリーニングする。その際、装置内への搬送性が良好で、装置内の異物を簡便かつ確実に除去できるうえ、クリーニング層に吸着捕集した異物は、その後の冷却さらに再加熱により、容易に除去（離脱）でき、この除去後のクリーニング機能付き搬送部材は、基板処理装置内に再度搬送して、上記と同様の良好な異物除去性能を発揮させることができる。
【００２３】
本発明において、上記のようにしてクリーニングが行われる基板処理装置は、高温チャックテーブルを有するものであれば、とくに限定されない。たとえば、露光装置、レジスト塗布装置、現像装置、アッシング装置、ドライエッチング装置、イオン注入装置、ＰＶＤ装置、ＣＶＤ装置、外観検査装置、ウエハプローバなどが挙げられる。本発明では、上記の方法によりクリーニングされた上記の各基板処理装置を提供できるものである。
【００２４】
【実施例】
つぎに、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下、部とあるのは重量部を意味するものとする。
【００２５】
実施例１
温度に関して形状記憶能を持つポリウレタン系樹脂（三菱重工社製の「ダイアリイＭＭ−３５２０」、Ｔｇ３５℃）をＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に溶解し、ガラス板に流延塗布したのち、１８０℃の乾燥機で上記溶剤を除去して、厚さが２５μｍのフィルム状のクリーニング層を形成した。
【００２６】
これとは別に、温度計、攪拌機、窒素導入管および還流冷却管を備えた内容量が５００ｍｌの３つ口フラスコ型反応器内に、アクリル酸２−エチルへキシル７３部、アクリル酸ｎ−ブチル１０部、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド１５部およびアクリル酸５部からなる単量体混合物、重合開始剤として２，２′−アゾビスイソブチロニトリル０．１５部、酢酸エチル１００部を、全体が２００ｇになるように配合して投入し、窒素ガスを約１時間導入しながら攪拌し、内部の空気を窒素で置換した。その後、内部の温度を５８℃にし、この状態で約４時間保持して重合反応を行った。得られたポリマー溶液１００部に、ポリイソシアネート化合物（日本ポリウレタン工業社製の商品名「コロネートＬ」）３部を、均一に混合して、粘着剤溶液を得た。
【００２７】
つぎに、片面がシリコーン系剥離剤にて剥離処理された長尺ポリエステルフィルム（厚さが３８μｍ、幅が２５０ｍｍ）からなる保護フィルムの剥離処理面に、上記の粘着剤溶液を乾操後の厚さが１５μｍとなるように塗布し乾燥したのち、その粘着剤層上に上記のフィルム状のクリーニング層（厚さが２５μｍ、幅が２５０ｍｍ）を積層し、さらにその上に上記と同様の保護フィルムを貼り合わせて、クリーニングシートＡを作製した。
【００２８】
このクリーニングシートＡについて、そのクリーニング層側の保護フィルムを剥がし、シリコンウエハ（ミラー面）に対する１８０°引き剥がし粘着力（ＪＩＳ Ｚ０２３７に準じて測定）を測定したところ、８０℃の雰囲気下で、０．０６Ｎ／１０ｍｍであった。
このクリーニングシートＡの粘着剤層側の保護フィルムを剥がし、８インチシリコンウエハのミラー面にハンドローラで貼り付け、クリーニング機能付き搬送部材Ａを作製した。なお、上記粘着剤層のシリコンウエハ（ミラー面）に対する１８０°引き剥がし粘着力は、１．５Ｎ／１０ｍｍであった。
【００２９】
ついで、半導体製造用のウエハ導通検査装置（チャックテーブル温度：８０℃）であるウエハープローバ（東京精密社製の「ＵＦ２００」）を用いて、以下のようにクリーニング評価を行った。まず、４台の装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて、クリーニング前のウエハ搬送系を確認したところ、いずれの装置とも、チャックテーブル上に目視レベルで判別できる異物がみられた。装置Ａでは１４個、装置Ｂでは１２個、装置Ｃでは１５個、装置Ｄでは１１個であった。
【００３０】
装置Ａについて、上記のクリーニング機能付き搬送部材Ａのクリーニング層側の保護フィルムを剥がし、クリーニング層側を搬送系に接触させながらダミー搬送させ、チャックテーブルなどの搬送系をクリーニングした。
このクリーニングに際し、クリーニング層が接触部位と強く接着することは全くなく、問題なく搬送できた。装置から出てきたクリーニング機能付き搬送部材Ａの表面を目視観察したところ、異物が１４個（テーブル上１４個）捕集されており、確実に異物を捕集していることがわかった。
【００３１】
つぎに、このように異物を捕集したクリーニング機能付き搬送部材Ａを、８０℃で３０分間加熱処理して、捕集異物の除去（脱離）を試みたところ、捕集した異物１４個は容易に除去（脱離）できた。
また、この異物を除去できたクリーニング機能付き搬送部材Ａを、装置Ｂに対し繰り返しクリーニング使用したところ、異物を１１個（テーブル上１２個中）捕集した。繰り返し使用時での異物捕集率は９２％であった。
【００３２】
比較例１
温度に関して形状記憶能を持つポリウレタン系樹脂に代えて、上記形状記憶能を持たない熱可塑性ポリウレタン（日本ミラクトラン社製の「Ｅ−６６０」）を用いた以外は、実施例１と同様にクリーニングシートＢを作製した。
このクリーニングシートＢについて、そのクリーニング層側の保護フィルムを剥がし、シリコンウエハ（ミラー面）に対する１８０°引き剥がし粘着力（ＪＩＳ Ｚ０２３７に準じて測定）を測定したところ、８０℃の雰囲気下で、０．０８Ｎ／１０ｍｍであった。
つぎに、このクリーニングシートＢの粘着剤層側の保護フィルムを剥がして、８インチシリコンウエハのミラー面にハンドローラで貼り付け、クリーニング機能付き搬送部材Ｂを作製した。
【００３３】
装置Ｃについて、上記のクリーニング機能付き搬送部材Ｂのクリーニング層側の保護フィルムを剥がし、クリーニング層側を搬送系に接触させながらダミー搬送させ、チャックテーブルなどの搬送系をクリーニングした。
このクリーニングに際し、クリーニング層が接触部位と強く接着することは全くなく、問題なく搬送できた。装置から出てきたクリーニング機能付き搬送部材Ｂの表面を目視観察したところ、異物が１５個（テーブル上１５個）捕集されており、確実に異物を捕集していることがわかった。
【００３４】
つぎに、このように異物を捕集したクリーニング機能付き搬送部材Ｂを、８０℃で３０分間加熱処理することにより、捕集した異物１５個の除去（脱離）を試みたが、上記異物はクリーニング層表面に強く固着したままで、除去（脱離）できなかった。室温下でも除去（脱離）できなかった。
また、この異物が固着したままのクリーニング機能付き搬送部材Ｂを、装置Ｄに対し繰り返しクリーニング使用した結果、異物を３個（テーブル上１１個中）捕集した。繰り返し使用時での異物捕集率２７％であった。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明では、クリーニング層として温度に関して形状記憶能を持つ高分子材料を用いたことにより、基板処理装置内への搬送性が良くなるとともに、装置内に付着している異物を簡便かつ確実に除去でき、しかも捕集異物の除去（脱離）が容易であり、繰り返し使用しても高い異物除去機能を発揮する、クリーニングシートと基板処理装置のクリーニング方法を提供できる。

Claims (6)

1. 温度に関して形状記憶能を持つ高分子材料からなるクリーニング層を有することを特徴とするクリーニングシート。
2. 支持体の片面にクリーニング層を有する請求項１に記載のクリーニングシート。
3. 支持体の片面にクリーニング層を有し、他面に粘着剤層を有する請求項２に記載のクリーニングシート。
4. 搬送部材上に請求項１〜３のいずれかに記載のクリーニングシートが粘着剤層を介して設けられたクリーニング機能付き搬送部材。
5. 基板処理装置内に、請求項４に記載のクリーニング機能付き搬送部材を搬送して、上記装置内に付着する異物をクリーニング層に吸着させて除去することを特徴とする基板処理装置のクリーニング方法。
6. 請求項５に記載のクリーニング方法によりクリーニングされた基板処理装置。