JP5167195B2 - クリーニングシート、クリーニング機能付搬送部材、基板処理装置のクリーニング方法、および基板処理装置 - Google Patents
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Description
実質的に粘着力を有さないクリーニング層を備えるクリーニングシートであって、
該クリーニング層は、平均表面粗さRaが0.10μm以上である凹凸形状部分を有し、
該クリーニング層は、シリコンウェハのミラー面に対する、JIS−Z−0237で規定される180°引き剥がし粘着力が0.20N/10mm未満である。
図1は、本発明の好ましい実施形態によるクリーニングシートの概略断面図である。このクリーニングシート100は、クリーニング層10と、粘着剤層20と、保護フィルム30とを有する。粘着剤層20および/または保護フィルム30は、目的に応じて省略してもよい。すなわち、クリーニングシートは、クリーニング層単独で構成されてもよい。図2は、本発明の別の好ましい実施形態によるクリーニングシートの概略断面図である。このクリーニングシート100は、クリーニング層10と、粘着剤層20と、保護フィルム30と、支持体40とを有する。粘着剤層20および/または保護フィルム30は、目的に応じて省略してもよい。
本発明のクリーニング機能付搬送部材は、搬送部材と、該搬送部材の少なくとも片面に設けられた本発明のクリーニング層とを備える。
本発明のクリーニング方法は、基板処理装置のクリーニング方法であって、本発明のクリーニングシート、または、本発明のクリーニング機能付搬送部材を基板処理装置内に搬送して、その被洗浄部位に接触させることにより、当該被洗浄部位に付着した異物を簡便かつ確実にクリーニング除去する。
本発明の基板処理装置は、本発明のクリーニング方法を用いてクリーニングが行われたものである。本発明の基板処理装置は、本発明のクリーニングシート、または、本発明のクリーニング機能付搬送部材を該基板処理装置内に搬送してクリーニングされたものであるので、所定の粒子径、特に、0.2〜2.0μmの粒子径を有する異物が特に効率よく除去された基板処理装置となり得る。
平均表面粗さRaは、触針式表面粗さ測定装置(Veeco社製、Dectak8)を用いて測定した。測定スピードは1μm/秒、測定範囲は2.0mmで、ダイヤモンド製の触針(先端部の曲率は2μm)を動かして測定した。
JIS K7127に準じて測定した。具体的には、所定の基材上にクリーニング層を形成した後、当該クリーニング層を剥離し、動的粘弾性測定装置を用いて測定した。
シリコンウェハのミラー面にクリーニング層を形成し、JIS−Z−0237に準じて測定した。
異物検査装置(KLA Tencor製、SFS6200)(以下、装置Aとする)を用いて、シリコンウェハミラー面上の0.200μm以上の異物数を測定することにより評価した。より詳細には、クリーニング部材を、クリーニングシート製造用のライナーフィルム剥離装置(日東精機製、HR−300CW)(以下、装置Bとする)に搬送し、クリーニング部材の搬送前後の異物数を測定する事で評価した。具体的な方法は以下のとおりである。
装置Bへ、まず新品のシリコンウェハミラー面を下向きにしてミラー面が搬送アームやチャックテーブルに接触するように自動搬送した(フェイスダウン搬送)。そしてミラー面に付着した異物数を、装置Aを用いて測定した(この時の異物数を「異物数1」とする。)。その後、装置Bに本発明のクリーニング部材を搬送してクリーニング処理を行った後、再度新品ウェハをフェイスダウン搬送し、その時付着した異物数を装置Aを用いて測定した(この時の異物数を「異物数2」とする)。クリーニング部材のクリーニング効果のパラメータとして異物除去率を以下の式により算出した。
異物除去率=[100−(異物数2)/(異物数1)×100]%
装置Bにてチャックテーブル上に搬送し、真空吸着を行い、真空を解除した後、リフトピンにてクリーニング部材をチャックテーブルから剥離できるかどうかで評価した。
アクリル酸−2−エチルヘキシル75部、アクリル酸メチル20部、およびアクリル酸5部からなるモノマー混合液から得たアクリルポリマー(重量平均分子量70万)100部に対して、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)200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)3部を均一に混合して、紫外線硬化型の粘着剤溶液Aを調製した。
一方、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、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時間保持して重合を行い、粘着剤ポリマー溶液を得た。粘着剤ポリマー溶液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製、商品名:コロネートL)3部を均一に混合し、粘着剤溶液Bを得た。
片面がポリプロピレンフィルム(厚さ30μm、幅250mm)からなるセパレータの剥離処理面に、上記粘着剤溶液Bを乾燥後の厚みが7μmとなるように塗布し、その粘着剤層上に長尺ポリエステルフィルム(厚さ25μm、幅250mm)を積層し、さらにそのフィルム上に紫外線硬化型の粘着剤溶液Aを乾燥後の厚みが15μmとなるように塗布して、クリーニング層としての粘着剤層を設けて、その表面に片面が非シリコーン剥離剤にて処理された長鎖ポリエステルフィルムからなる保護フィルム(保護フィルムA)の剥離処理面を貼合せて(厚さ25μm、幅250mm)シート(1)を得た。
この保護フィルムAの平均表面粗さRaは、0.12μmであった。
このシート(1)に、中心波長365nmの紫外線を積算光量1000mJ/cm2で照射して、紫外線硬化したクリーニング層を有するクリーニングシート(1)を得た。
このクリーニングシート(1)の保護フィルムAを剥がし、シリコンウェハ(ミラー面)に対する180°引き剥がし粘着力(JIS−Z−0237に準じて測定)を測定したところ、0.05N/10mmであった。このクリーニング層の紫外線硬化後の引張り強さは460MPaであった。
このクリーニングシート(1)のセパレータを剥がし、8インチシリコンウェハのミラー面にハンドローラーで貼り付け、裏面保護材付きウェハ(1)を作製した。
次に、裏面保護材付きウェハ(1)の保護フィルムAを剥離し、クリーニング機能付き搬送部材(1)を作成した。
クリーニング機能付き搬送部材(1)のクリーニング層の平均表面粗さRaは0.11μmであった。
レーザー式異物測定装置で新品の8インチのシリコンウェハのミラー面の0.200μm以上の異物を測定したところ4個であった。
このウェハを装置Aにミラー面を下側にして搬送した後、レーザー式異物測定装置で0.200μm以上の異物数を測定したところ、サイズ別に0.200−0.219μm範囲で5552個、0.219−0.301μm範囲で6891個、0.301−0.412μm範囲で4203個、0.412−0.566μm範囲で3221個、0.566−0.776μm範囲で3205個、0.776−1.06μm範囲で1532個、1.06−1.46μm範囲で698個、1.46−1.60μm範囲で492個、1.60μm以上の範囲で925個、全体で26719個(異物数1)であった。
クリーニング機能付き搬送部材(1)を、上記の26719個の異物が付着していた装置Aに10回搬送したところ、支障なく搬送できた。
その後に、新品の8インチのシリコンウェハのミラー面を下側に向けて搬送し、0.200μm以上の異物数を測定したところ、サイズ別に0.200−0.219μm範囲で2234個、0.219−0.301μm範囲で2758個、0.301−0.412μm範囲で1688個、0.412−0.566μm範囲で1308個、0.566−0.776μm範囲で1309個、0.776−1.06μm範囲で620個、1.06−1.46μm範囲で282個、1.46−1.60μm範囲で198個、1.60μm以上の範囲で371個、全体で10768個(異物数2)であった。
異物数1、異物数2から算出した異物除去率は、全体で60%であった。
結果を表1にまとめた。
窒素気流下の雰囲気において、133gのN,N−ジメチルアセトアミド(DAMc)中に、ポリエーテルジアミン(サンテクノケミカル製、XTJ−510)14.8g、4,4´−DPE(DDE)8.45g、およびピロメリット酸二無水物(PMDA)10.0gを70℃で混合し、反応させポリアミック酸溶液Aを得た。
冷却した後、ポリアミック酸溶液Aをスピンコーターで8インチのシリコンウェハのエッチング面上に塗布し、90℃で20分乾燥し、ポリアミック酸付き搬送部材(2)を得た。
ポリアミック酸付き搬送部材(2)を、窒素雰囲気下、300℃で2時間熱処理して、厚み30μmのポリイミド皮膜を形成し、クリーニング機能付き搬送部材(2)を得た。
クリーニング機能付き搬送部材(2)のクリーニング層の平均表面粗さRaは0.54μmであった。
このクリーニング機能付き搬送部材(2)のクリーニング層をシリコンウェハから剥離し、シリコンウェハ(ミラー面)に対する180°引き剥がし粘着力(JIS−Z−0237に準じて測定)を測定したところ、0.03N/10mmであった。
レーザー式異物測定装置で新品の8インチのシリコンウェハのミラー面の0.200μm以上の異物を測定したところ5個であった。
このウェハを装置Aにミラー面を下側にして搬送した後、レーザー式異物測定装置で0.200μm以上の異物数を測定したところ、サイズ別に0.200−0.219μm範囲で5551個、0.219−0.301μm範囲で6890個、0.301−0.412μm範囲で4202個、0.412−0.566μm範囲で3220個、0.566−0.776μm範囲で3204個、0.776−1.06μm範囲で1531個、1.06−1.46μm範囲で697個、1.46−1.60μm範囲で491個、1.60μm以上の範囲で924個、全体で26710個(異物数1)であった。
クリーニング機能付き搬送部材(2)を、上記の26710個の異物が付着していた装置Aに10回搬送したところ、支障なく搬送できた。
その後に、新品の8インチのシリコンウェハのミラー面を下側に向けて搬送し、0.200μm以上の異物数を測定したところ、サイズ別に0.200−0.219μm範囲で2187個、0.219−0.301μm範囲で2708個、0.301−0.412μm範囲で1677個、0.412−0.566μm範囲で1273個、0.566−0.776μm範囲で1256個、0.776−1.06μm範囲で602個、1.06−1.46μm範囲で274個、1.46−1.60μm範囲で194個、1.60μm以上の範囲で368個、全体で10539個(異物数2)であった。
異物数1、異物数2から算出した異物除去率は、全体で61%であった。
結果を表1にまとめた。
8インチのシリコンウェハのミラー面全面にSEMI規格で定められているID認識用のレーザーマークを全面に形成し、図3の様なウェハ(3)を得た。実施例2に記載のポリアミック酸溶液Aを用いて、スピンコーターでウェハ(3)のミラー面に塗布し、120℃で10分乾燥し、ポリアミック酸付き搬送部材(3)を得た。
ポリアミック酸付き搬送部材(3)を、窒素雰囲気下、300℃で2時間熱処理して、厚み8μmのポリイミド皮膜を形成し、クリーニング機能付き搬送部材(3)を得た。
クリーニング機能付き搬送部材(3)のクリーニング層の平均表面粗さRaは0.34μmであった。
このクリーニング機能付き搬送部材(3)のクリーニング層をシリコンウェハから剥離し、シリコンウェハ(ミラー面)に対する180°引き剥がし粘着力(JIS−Z−0237に準じて測定)を測定したところ、0.02N/10mmであった。
レーザー式異物測定装置で新品の8インチのシリコンウェハのミラー面の0.200μm以上の異物を測定したところ2個であった。
このウェハを装置Aにミラー面を下側にして搬送した後、レーザー式異物測定装置で0.200μm以上の異物数を測定したところ、サイズ別に0.200−0.219μm範囲で5548個、0.219−0.301μm範囲で6887個、0.301−0.412μm範囲で4199個、0.412−0.566μm範囲で3217個、0.566−0.776μm範囲で3201個、0.776−1.06μm範囲で1528個、1.06−1.46μm範囲で694個、1.46−1.60μm範囲で488個、1.60μm以上の範囲で921個、全体で26683個(異物数1)であった。
クリーニング機能付き搬送部材(3)を、上記の26683個の異物が付着していた装置Aに10回搬送したところ、支障なく搬送できた。
その後に、新品の8インチのシリコンウェハのミラー面を下側に向けて搬送し、0.200μm以上の異物数を測定したところ、サイズ別に0.200−0.219μm範囲で1755個、0.219−0.301μm範囲で2184個、0.301−0.412μm範囲で1309個、0.412−0.566μm範囲で1003個、0.566−0.776μm範囲で1020個、0.776−1.06μm範囲で477個、1.06−1.46μm範囲で218個、1.46−1.60μm範囲で155個、1.60μm以上の範囲で292個、全体で8413個(異物数2)であった。
異物数1、異物数2から算出した異物除去率は、全体で68%であった。
結果を表1にまとめた。
実施例1に記載の粘着剤溶液Aをスピンコーターで200mmウェハのエッチング面上に塗布し、90℃で20分乾燥し、粘着剤付き搬送部材(4)を得た。
この粘着剤付き搬送部材(4)を窒素雰囲気(1000ppm酸素濃度)中で中心波長365nmの紫外線を積算光量1000mJ/cm2で照射して、紫外線硬化したクリーニング機能付き搬送部材(4)を得た。
クリーニング機能付き搬送部材(4)のクリーニング層の平均表面粗さRaは0.42μmであった。
このクリーニング機能付き搬送部材(4)のクリーニング層をシリコンウェハから剥離し、シリコンウェハ(ミラー面)に対する180°引き剥がし粘着力(JIS−Z−0237に準じて測定)を測定したところ、0.03N/10mmであった。
レーザー式異物測定装置で新品の8インチのシリコンウェハのミラー面の0.200μm以上の異物を測定したところ5個であった。
このウェハを装置Aにミラー面を下側にして搬送した後、レーザー式異物測定装置で0.200μm以上の異物数を測定したところ、サイズ別に0.200−0.219μm範囲で5550個、0.219−0.301μm範囲で6889個、0.301−0.412μm範囲で4201個、0.412−0.566μm範囲で3219個、0.566−0.776μm範囲で3203個、0.776−1.06μm範囲で1530個、1.06−1.46μm範囲で696個、1.46−1.60μm範囲で490個、1.60μm以上の範囲で923個、全体で26701(異物数1)であった。
クリーニング機能付き搬送部材(4)を、上記の26701個の異物が付着していた装置Aに10回搬送したところ、支障なく搬送できた。
その後に、新品の8インチのシリコンウェハのミラー面を下側に向けて搬送し、0.200μm以上の異物数を測定したところ、サイズ別に0.200−0.219μm範囲で2550個、0.219−0.301μm範囲で3100個、0.301−0.412μm範囲で1889個、0.412−0.566μm範囲で1408個、0.566−0.776μm範囲で1373個、0.776−1.06μm範囲で619個、1.06−1.46μm範囲で273個、1.46−1.60μm範囲で190個、1.60μm以上の範囲で345個、全体で11747個(異物数2)であった。
異物数1、異物数2から算出した異物除去率は、全体で56%であった。
結果を表1にまとめた。
8インチのシリコンウェハのミラー面にSEMI規格で定められているID認識用のレーザーマーク3mm×3mmをVノッチ部分に形成し、図4の様なウェハ(5)を得た。実施例2に記載のポリアミック酸溶液Aを用いて、スピンコーターでウェハ(5)のミラー面に塗布し、120℃で10分乾燥し、ポリアミック酸付き搬送部材(5)を得た。
ポリアミック酸付き搬送部材(5)を、窒素雰囲気下、300℃で2時間熱処理して、厚み8μmのポリイミド皮膜を形成し、クリーニング機能付き搬送部材(5)を得た。
クリーニング機能付き搬送部材(5)のクリーニング層の図4記載のレーザーマーク形成領域の平均表面粗さRaは0.38μmであった。それ以外の領域の平均表面粗さRaは0.005μmであった。
このクリーニング機能付き搬送部材(5)のクリーニング層をシリコンウェハから剥離し、シリコンウェハ(ミラー面)に対する180°引き剥がし粘着力(JIS−Z−0237に準じて測定)を測定したところ、0.03N/10mmであった。
レーザー式異物測定装置で新品の8インチのシリコンウェハのミラー面の0.200μm以上の異物を測定したところ2個であった。
このウェハを装置Aにミラー面を下側にして搬送した後、レーザー式異物測定装置で0.200μm以上の異物数を測定したところ、サイズ別に0.200−0.219μm範囲で5199個、0.219−0.301μm範囲で6493個、0.301−0.412μm範囲で3900個、0.412−0.566μm範囲で2987個、0.566−0.776μm範囲で2976個、0.776−1.06μm範囲で1378個、1.06−1.46μm範囲で584個、1.46−1.60μm範囲で405個、1.60μm以上の範囲で828個、全体で24753(異物数1)であった。
クリーニング機能付き搬送部材(5)を、上記の24753個の異物が付着していた装置Aに10回搬送したところ、支障なく搬送できた。
その後に、新品の8インチのシリコンウェハのミラー面を下側に向けて搬送し、0.200μm以上の異物数を測定したところ、サイズ別に0.200−0.219μm範囲で1136個、0.219−0.301μm範囲で1487個、0.301−0.412μm範囲で933個、0.412−0.566μm範囲で712個、0.566−0.776μm範囲で768個、0.776−1.06μm範囲で372個、1.06−1.46μm範囲で156個、1.46−1.60μm範囲で114個、1.60μm以上の範囲で243個、全体で5921個(異物数2)であった。
異物数1、異物数2から算出した異物除去率は、全体で76%であった。
結果を表1にまとめた。
実施例1において、保護フィルムAの代わりに、片面がシリコーン剥離剤にて処理された長鎖ポリエステルフィルムからなる保護フィルム(保護フィルムB)に変更した以外は、実施例1と同様にして、クリーニング機能付き搬送部材(C1)を得た。
この保護フィルムBの平均表面粗さRaは、0.009μmであった。
クリーニング機能付き搬送部材(C1)の平均表面粗さRaは、0.012μmであった。
クリーニング機能付き搬送部材(C1)を、装置Aに10回搬送したところ、3回張り付いてしまった。
実施例2に記載のポリアミック酸溶液Aを用いて、スピンコーターで8インチのシリコンウェハのミラー面に塗布し、120℃で10分乾燥し、ポリアミック酸付き搬送部材(C2)を得た。
ポリアミック酸付き搬送部材(C2)を、窒素雰囲気下、300℃で2時間熱処理して、厚み8μmのポリイミド皮膜を形成し、クリーニング機能付き搬送部材(C2)を得た。
クリーニング機能付き搬送部材(C2)の平均表面粗さRaは、0.005μmであった。
クリーニング機能付き搬送部材(C2)を、装置Aに100回搬送したところ、5回張り付いてしまった。
20 粘着剤層
30 保護フィルム
40 支持体40
100 クリーニングシート
Claims (9)
- 実質的に粘着力を有さないクリーニング層を備えるクリーニングシートであって、
該クリーニング層は、平均表面粗さRaが0.10μm以上である凹凸形状部分を有し、
該クリーニング層は、シリコンウェハのミラー面に対する、JIS−Z−0237で規定される180°引き剥がし粘着力が0.20N/10mm未満である、
クリーニングシート。 - 前記クリーニング層の片面に粘着剤層を備える、請求項1に記載のクリーニングシート。
- 前記クリーニング層の片面に支持体を備える、請求項1に記載のクリーニングシート。
- 前記支持体の前記クリーニング層が備えられた面と反対の面に粘着剤層を備える。請求項3に記載のクリーニングシート。
- 搬送部材と、該搬送部材の少なくとも片面に設けられた請求項1に記載のクリーニング層とを備える、クリーニング機能付搬送部材。
- 前記クリーニング層が前記搬送部材に直接貼り付けられている、請求項5に記載のクリーニング機能付搬送部材。
- 前記クリーニング層が粘着剤層を介して前記搬送部材に貼り付けられている、請求項5に記載のクリーニング機能付搬送部材。
- 請求項1から4までのいずれかに記載のクリーニングシート、または、請求項5から7までのいずれかに記載のクリーニング機能付搬送部材を基板処理装置内に搬送する、基板処理装置のクリーニング方法。
- 請求項8に記載のクリーニング方法を用いてクリーニングが行われた基板処理装置。
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