JP4163705B2 - クリーニング機能付き搬送部材とこれを用いた基板処理装置のクリーニング方法 - Google Patents
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Description
これらの問題を解決するため、粘着性の物質を固着した基板を搬送することにより、基板処理装置内に付着した異物をクリーニング除去する方法が提案されている(例えば、特許文献1)。
本発明は、このような事情に照らして、基板処理装置内に基板を確実に搬送できると共に、装置内に付着している異物を簡便に低減できるクリーニング機能付き搬送部材を提供することを目的としている。
また、本発明は、請求項1〜4のいずれかに記載のクリーニング機能付き搬送部材を、基板処理装置内に搬送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(請求項5)に係るものである。
本発明においてクリーニング層(固体)の表面自由エネルギーとは、クリーニング層表面に対して水およびヨウ化メチレンを用いてそれぞれ接触角を測定し、この測定値と接触角測定液体の表面自由エネルギー値(文献より既知)を、Youngの式および拡張Fowkesの式から導かれる下記の式1に代入し、得られる二つの式を連立一次方程式として解くことにより、求められる固体の表面自由エネルギー値を意味するものである。
(1+cosθ)γL =2√(γS d γL d )+2√(γS p γL p )
ただし、式中の各記号は、それぞれ以下の通りである。
θ:接触角
γL :接触角測定液体の表面自由エネルギー
γL d :γL における分散力成分
γL p :γL における極性力成分
γS d :固体の表面自由エネルギーにおける分散力成分
γS p :固体の表面自由エネルギーにおける極性力成分
本発明においては、クリーニング層の表面自由エネルギーおよび水の接触角をこのような特定の範囲に設定することにより、クリーニング機能付き搬送部材の搬送時にクリーニング層が被クリーニング部位と強く接着することがなく、確実に搬送できるという効果が得られるものである。
また、クリーニング層の引張り強さ(試験法JIS K7127に準ずる)が、2,000MPa以下、好ましくは1MPaより大きいことが望ましく、かかる範囲内に設計することにより、クリーニング層が実質的に粘着性を有さず、搬送トラブルを発生することなく、異物を除去することができる。
このような粘着剤層を用いると、搬送時にクリーニング層が被クリーニング部と強く接着することがなく、確実に搬送できる。
また、このようなクリーニング層の厚さとしては、特に限定されないが、通常は、5〜100μm程度であるのがよい。
上記の感圧接着性ポリマーとしては、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステルから選ばれる(メタ)アクリル酸および/または(メタ)アクリル酸エステルを主モノマーとしたアクリル系ポリマーが挙げられる。
このアクリル系ポリマーの合成にあたり、共重合モノマーとして分子内に不飽和二重結合を2個以上有する化合物を用いるか、あるいは合成後のアクリル系ポリマーに分子内に不飽和二重結合を有する化合物を官能基間の反応で化学結合させるなどして、アクリル系ポリマーの分子内に不飽和二重結合を導入しておくことにより、このポリマー自体も活性エネルギーにより重合硬化反応に関与させるようにすることもできる。
また、クリーニング層に添加される重合開始剤は、特に限定されず、公知のものを使用でき、例えば活性エネルギー源に熱を用いる場合は、ベンゾイルパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリルなどの熱重合開始剤、また光を用いる場合は、ベンゾイル、ベンゾインエチルエーテル、シベンジル、イソプロピルベンゾインエーテル、ベンゾフェノン、ミヒラーズケトン、クロロチオキサントン、ドデシルチオキサントン、ジメチルチオキサントン、アセトフェノンジエチルケタール、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドルキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシジメチルフェニルプロパン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノンなどの光重合開始剤が挙げられる。
このような支持体の厚さとしては、通常10〜100μm程度である。
この通常の粘着剤層は、粘着機能を満たす限りその材質などは特に限定されず、通常の粘着剤(例えばアクリル系、ゴム系など)を用いることができる。
このような構成とすることにより、クリーニングシートを通常の粘着剤層により各種の基板や他のテープ・シートなどの搬送部材に貼り付け、クリーニング機能付き搬送部材として装置内に搬送して、被洗浄部位に接触させてクリーニングすることができる。
また、基板などの搬送部材を再利用するため、クリーニング後に基板を上記粘着剤層から剥がす場合、上記粘着剤層の粘着力は再剥離できる範囲であれば特に限定されないが、シリコンウエハ(ミラー面)に対する180°引き剥がし粘着力が0.20〜0.98N/10mm、特に0.40〜0.98N/10mm程度であれば、搬送中に剥離することなく、かつクリーニング後に容易に再剥離できるので好ましい。
また、本発明において、上記各構成のクリーニング層は、搬送部材上に粘着剤材料や耐熱性樹脂形成材料などをコーティングなどの手法により直接形成することができる。さらに、上記のコーティング後に、活性エネルギー源を照射して硬化、架橋処理したり、耐熱性付与処理などを施すことができる。
上記の搬送部材としては、特に限定されないが、例えば半導体ウエハ、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。
アクリル酸2−エチルヘキシル30部、アクリル酸メチル70部およびアクリル酸10部からなるモノマ―混合液から得たアクリル系ポリマー(重量平均分子量280万)100部に対し、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート(日本合成化学社製:商品名:UV 1700B)150部、ポリイソシアネート化合物(日本ポリウレタン工業製:商品名:コロネートL)3部、および光重合開始剤としてベンジルジメチルケタール(チバ・スペシャリティケミカルズ製:商品名:イルガキュアー651)10部を、均一に混合して、紫外線硬化型粘着剤溶液Aを調製した。
なお、この粘着剤溶液Aを流延し、中心波長365nmの紫外線を積算光量1,000mJ/cm2 照射して硬化させたところ、硬化層の表面は実質的に粘着性は有しておらず、硬化層の紫外線硬化後の引張り強さは1,440MPaであった。ここで、引張り強さは、試験法JIS K7127に準じて測定した。
この感圧性粘着剤溶液Bを、幅250mm、厚さが25μmのポリエステル製支持体フィルムの片面に、乾燥後の厚さが10μmになるように塗布して通常の粘着剤層を設け、その表面に厚さが38μmのポリエステル系剥離フィルムを貼った。
このシートに中心波長365nmの紫外線を積算光量1,000mJ/cm2 照射して、本発明のクリーニングシートを得た。
このクリーニングシートのクリーニング層側の剥離フィルムを剥がし、このクリーニング層の表面自由エネルギーを測定したところ、18.4mJ/m2 であり、水の接触角は105.1度であった。
このクリーニングシートの通常の粘着剤層側の剥離フィルムを剥がし、8inchのシリコンウエハの裏面(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用クリーニングウエハを作製した。
ついで、このクリーニングウエハのクリーニング層側の剥離フィルムを剥がし、基板処理装置内に搬送させたところ、100枚連続搬送させても、クリーニング層が被クリーニング部位と強く接着することは全く起こらず、問題なくクリーニング搬送できた。
また、その後にウエハステージを取り外し、レーザー式異物測定装置で、0.3μm以上の異物を測定したところ、8inchウエハサイズのエリア内で20,000個となっており、クリーニング前に付着していた異物数を低減することができた。
クリーニング層用粘着剤として、アクリル酸2−エチルヘキシル30部、アクリル酸メチル70部およびアクリル酸10部からなるモノマ―混合液から得たアクリル系ポリマー(重量平均分子量280万)100部に対し、ポリエチレングリコ―ル200ジメタクリレ―ト(新中村化学製:商品名:NKエステル4G)100部、ポリエチレングリコ―ル600ジアクリレ―ト(新中村化学製:商品名:NKエステルA−600)100部、ポリイソシアネート化合物(日本ポリウレタン工業製:商品名:コロネートL)3部を、均一に混合して調製した粘着剤溶液Cを用いた。
この粘着剤溶液Cを用いて形成したクリーニング層の引張り強さを実験1と同様にして測定したところ、0.1MPaであった。つぎに、実験1と同様にしてクリーニングシートを作製し、このクリーニング層の表面自由エネルギーを測定したところ、57.3mJ/m2 であり、水の接触角は49.4度であった。
ついで、このクリーニングシートから実験1と同じ方法で作製した搬送用クリーニングウエハを、基板処理装置内に搬送させたところ、1枚目でウエハステージに固着し、搬送できなくなった。
8inchのシリコンウエハの裏面(ミラー面)に、実験1で調製した紫外線硬化型粘着剤溶液Aを、乾燥後の厚さが10μmになるように塗布して、粘着剤層を設け、その表面に厚さが38μmのポリエステル系剥離フィルムを貼った。
このシートに中心波長365nmの紫外線を積算光量1,000mJ/cm2 照射して上記の粘着剤層を硬化、架橋させることにより、クリーニング層を形成し、クリーニング機能付き搬送用クリーニングウエハを作製した。クリーニング層の表面自由エネルギー、水の接触角は、実験1とほぼ同じであった。
つぎに、このクリーニングウエハを用いて、実験1と同様に基板処理装置のクリーニング試験を行ったところ、実験1と同様に良好な搬送性が得られ、また実験1と同様の異物低減効果が得られた。
実験1で調製した紫外線硬化型粘着剤溶液Aに代えて、比較実験1で調製した粘着剤溶液Cを使用した以外は、実験2と同様にしてクリーニング層を形成し、クリーニング機能付き搬送用クリーニングウエハを作製した。クリーニング層の表面自由エネルギー、水の接触角は、比較実験1とほぼ同じであった。
この搬送用クリーニングウエハを、基板処理装置内に搬送させたところ、比較実験1の場合と同様に、1枚目でウエハステージに固着し、搬送できなくなった。
Claims (5)
- 基板処理装置内に搬送することで上記装置内に付着している異物を除去するためのクリーニング機能付き搬送部材であって、搬送部材上に表面自由エネルギーが15〜30mJ/m2 、水の接触角が90度を超える物質からなるクリーニング層が設けられていることを特徴とするクリーニング機能付き搬送部材。
- 搬送部材上にクリーニング層が直接設けられている請求項1に記載のクリーニング機能付き搬送部材。
- クリーニング層が実質的に粘着性を有さず、引張り強さが2,000MPa以下である請求項1または2に記載のクリーニング機能付き搬送部材。
- クリーニング層が活性エネルギーにより硬化されてなる粘着剤層である請求項1〜3のいずれかに記載のクリーニング機能付き搬送部材。
- 請求項1〜4のいずれかに記載のクリーニング機能付き搬送部材を、基板処理装置内に搬送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。
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