JP5297064B2 - 基板処理装置のクリーニング方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板処理装置のクリーニング方法に関する。

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では、各搬送系と基板（例えば、シリコンウェハ）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と汚染するため、定期的に装置を停止し、洗浄処理する必要がある。洗浄処理としては、例えば、発塵を抑制した専用の拭き布と薬液とを使用して、人が基板処理装置の基板搬送系を拭く方法が知られている。このような洗浄処理によれば、処理装置の稼動率が低下するという問題や装置の洗浄処理のために多大な労力が必要となるという問題がある。また、このような洗浄処理によれば、除去できる異物のサイズは１００μｍ以上と言われており、微細な異物は十分に除去できないという問題がある。

別の方法としては、清浄なシリコンウェハのミラー面と基板処理装置の搬送面とを接触させることにより異物を除去する方法が知られている。この方法では、多数の清浄なシリコンウェハが必要となるという問題がある。さらに、搬送面が清浄になるまで繰り返しシリコンウェハを搬送させる必要があり、その結果、処理時間が長時間におよび、装置のダウンタイムが長く、生産性が大きく低下するという問題がある。加えて、この方法では、数μｍ以下のサイズの異物しか除去できないという問題がある。

このような問題を克服するために、粘着性物質を固着した基板をクリーニング部材として基板処理装置内に搬送することにより、当該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（例えば、特許文献１参照）が提案されている。この方法は、基板処理装置を停止させて洗浄処理する必要がなく、かつ、異物の除去性に優れるので、処理装置の稼動率が低下するという問題や装置の洗浄処理のために多大な労力が必要となるという問題はいずれも解消される。しかし、この方法によれば、粘着性物質と装置との接触部分が強く接着しすぎて離れないおそれがある。その結果、基板を確実に搬送できないという問題や、搬送装置を破損させるという問題が生じるおそれがある。さらに、最近の加工技術の進歩により半導体装置の加工寸法が年々微細化される傾向にあり、より微細な異物を除去する必要が生じている現状において、この方法では、微細な異物を十分に除去できないという問題がある。
特開平１０−１５４６８６号公報

本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、基板処理装置の処理テーブルや基板搬送系に付着している種々の大きさの異物を簡便かつ確実に除去するクリーニング方法を提供することにある。

本発明者らは鋭意検討した結果、所定の異物捕集能力を有するクリーニング部材の搬送と清浄なシリコンウェハのミラー面搬送とをこの順序で行うことにより上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明の基板処理装置のクリーニング方法は、シリコンウェハのミラー面搬送による異物捕集能力とは異なる異物捕集能力を有するクリーニング部材を搬送すること、および、該クリーニング部材の搬送の後、シリコンウェハのミラー面搬送を行うことを含む。

好ましい実施形態においては、上記異物捕集能力は、異物の大きさにより規定される。

好ましい実施形態においては、上記方法は、上記クリーニング部材の搬送を１回のみ行った後、上記シリコンウェハのミラー面搬送を複数回繰り返して行う。

以上のように、本発明によれば、シリコンウェハのミラー面搬送による異物捕集能力とは異なる異物捕集能力を有するクリーニング部材を搬送した後、シリコンウェハのミラー面搬送を行うことにより、搬送トラブルを発生させることなく、０．１μｍオーダーから１０μｍオーダーまでの広範囲なサイズの異物を確実かつまんべんなく除去することができる。加えて、本発明によれば、シリコンウェハのミラー面搬送を従来のように多数回繰り返さなくてもよいので、生産性およびコストの面でも優れている。

本発明の基板処理装置のクリーニング方法は、クリーニング部材を搬送すること、および、該クリーニング部材の搬送の後、シリコンウェハのミラー面搬送を行うことを含む。より具体的には、本発明の基板処理装置のクリーニング方法は、クリーニング部材およびシリコンウェハをこの順に洗浄すべき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、当該被洗浄部位に存在する異物をクリーニング部材およびシリコンウェハに付着させて除去する。

上記クリーニング部材は、シリコンウェハのミラー面搬送による異物捕集能力とは異なる異物捕集能力を有する。１つの実施形態においては、異物捕集能力は、異物の大きさを基準にして規定される。代表的には、シリコンウェハのミラー面は、０．５μｍ未満の比較的小さな異物を良好に捕集する能力を有するので、クリーニング部材は、０．５μｍ以上の比較的大きな異物を良好に捕集する能力を有するよう設計され得る。このように、それぞれ異なる異物捕集能力を有するクリーニング部材およびシリコンウェハをこの順序で搬送することにより、搬送トラブルを発生させることなく、非常に微細な異物（例えば、０．１μｍ程度）から比較的大きな異物（例えば、１０μｍ程度）まで、非常に高い効率でかつまんべんなく除去することができる。なお、クリーニング部材が０．５μｍ未満の比較的小さな異物をも捕集し得、シリコンウェハが０．５μｍ以上の比較的大きな異物をも捕集し得ることは言うまでもない。

クリーニング部材およびシリコンウェハの搬送回数は、目的、クリーニングすべき装置、除去すべき異物等に応じて適切に設定され得る。クリーニング部材およびシリコンウェハは、それぞれ、１回のみ搬送してもよく、複数回搬送してもよい。例えば、クリーニング部材を１回のみ搬送した後、シリコンウェハを１回のみ搬送してもよく；クリーニング部材を複数回搬送した後、シリコンウェハを複数回搬送してもよく；クリーニング部材を１回のみ搬送した後、シリコンウェハを複数回搬送してもよく；クリーニング部材を複数回搬送した後、シリコンウェハを１回のみ搬送してもよい。クリーニング部材および／またはシリコンウェハを複数回搬送する場合の搬送回数は、異物除去効率等に応じて適切に設定され得る。複数回搬送する場合の搬送回数は、好ましくは３回〜６回である。６回以上搬送しても、異物数がそれ以上減少しない場合が多い。１つの実施形態においては、本発明の方法は、クリーニング部材を１回のみ搬送した後、残りの異物数が一定になるまでシリコンウェハを複数回（例えば、３〜４回程度）搬送する。

上記クリーニング部材としては、任意の適切なクリーニング部材が採用され得る。代表的には、クリーニング部材は、搬送部材と、該搬送部材の片面に設けられたクリーニング層とを有する。搬送部材としては、異物捕集の対象となる基板処理装置の種類に応じて任意の適切な基板が用いられる。具体例としては、半導体ウェハ（例えば、シリコンウェハ、石英ウェハ）、ＬＣＤ、ＰＤＰなどのフラットパネルディスプレイ用基板、コンパクトディスク、ＭＲヘッドなどの基板が挙げられる。搬送部材として、任意の適切なプラスチック成形支持体を用いてもよい。

クリーニング層としては、上記所望の異物捕集能力を有する限りにおいて、任意の適切なクリーニング層が採用され得る。クリーニング層を構成する材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド樹脂が挙げられる。クリーニング層の厚みは、目的に応じて適切に設定され得る。クリーニング層の厚みは、代表的には、５μｍ〜２００μｍである。クリーニング層の形成方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。クリーニング層は、例えば、上記樹脂と適切な添加剤等とを含む組成物を基板上に適切な厚みで塗工し、当該塗工層を適切な温度で加熱処理して溶媒を除去することにより形成され得る。あるいは、組成物に硬化剤を配合し、加熱または光照射により塗工層を硬化させてクリーニング層を形成してもよい。塗工方法としては、例えば、キャスティング、スピンコーティング、ロールコーティングが挙げられる。あるいは、両面テープ構造のものを基板に貼り付けてクリーニング層としてもよい。

本発明の方法により除去される異物は、その種類や発生原因は特に限定されない。異物は、例えば、基板処理装置内での基板処理時に発生するもの、処理された基板を搬送するなどの外部要因により発生するものであり得る。このような異物は、代表的には、基板処理装置内の搬送アーム、テーブル、ベルトなどの部位に付着している。異物の具体例としては、シリコンの破片、金属、金属酸化物が挙げられる。異物のサイズは、代表的には０．０１μｍ〜１００μｍであり、好ましくは０．１μｍ〜１０μｍである。本発明によれば、このような広範囲なサイズの異物を確実かつまんべんなく除去することができる。

本発明のクリーニング方法により洗浄される基板処理装置は、特に限定されない。基板処理装置の具体例としては、オゾンアッシャー、レジストコーター、酸化拡散炉、常圧ＣＶＤ装置、減圧ＣＶＤ装置、プラズマＣＶＤ装置、ＰＶＤ装置、ＣＭＰ装置、回路形成用の露光照射装置、イオン注入装置、ドライエッチング装置、ウエハプローバなどの各種の製造装置や検査装置などが挙げられる。

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。実施例における「部」および「％」は特に明記しない限り重量基準である。

（参考例１：クリーニング部材の作製）
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られ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ールジメタクリレート（新中村化学社製、商品名ＮＫエステル４Ｇ）１００部、多官能ウレタンアクリレート１５０部、ポリイソシアネート化合物（日本ポリウレタン工業社製、商品名Ｕ−Ｎ−１）３部、および光重合開始剤としてベンジルメチルケタール（チバ・スペシャルティケミカルズ社製、商品名イルガキュア６５１）３部を均一に混合し、紫外線硬化型粘着剤Ａを調製した。一方、ベンジルメチルケタールを除いた以外は上記と同様にして、通常の感圧性粘着剤Ａを得た。

支持体（ＰＥＴフィルム、厚み２５μｍ）を用意し、当該支持体の一方の面に上記感圧性粘着剤Ａを乾燥後の厚みが１５μｍとなるように塗布して通常の粘着剤層を形成し、その表面にポリエステル系剥離フィルム（厚み：３８μｍ）を貼り付けた。支持体フィルムのもう一方の面に、上記紫外線硬化型粘着剤Ａを乾燥後の厚みが３０μｍとなるように塗布してクリーニング層となる粘着剤層を形成し、その表面にポリエステル系剥離フィルム（厚み：３８μｍ）を貼り付けた。このようにして、クリーニングシートＡを得た。

上記クリーニングシートＡの通常の粘着剤層側の剥離フィルムを剥がし、当該通常の粘着剤層の面を、搬送部材としての８インチのシリコンウェハ（厚み：７００μｍ）に気泡が入らないように貼り合わせた。次いで、シリコンウェハからはみ出したクリーニングシートＡをシリコンウェハの外周に沿って切り取り、その後、中心波長３６５ｎｍの紫外線を積算光量２０００ｍＪ／ｃｍ^２で照射してクリーニング層を形成した。このようにして、クリーニング部材Ａを得た。

（実施例１）
レーザー式異物検査装置（ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ製、ＳＰ１ ＴＢＩ）を用いて、新品の８インチシリコンウェハのミラー面における０．１５μｍ以上の異物数を測定し、当該シリコンウェハのミラー面上の異物数を予め確認した。次に、このシリコンウェハを、ミラー面を下に向けて基板処理装置（東京エレクトロン社製、ＴＥ８５００）に搬送した後、レーザー式異物検査装置でミラー面の異物数を測定し、初期異物数とした。次いで、参考例１で得られたクリーニング部材Ａのクリーニング層側の剥離フィルムを剥がし、当該クリーニング層を下に向けて基板処理装置に搬送し、当該搬送後の異物数を測定した。さらに、新品のシリコンウェハのミラー面搬送を４回繰り返し、それぞれの搬送後の異物数を測定した。なお、搬送後の異物数は、当該搬送後に異物測定用のシリコンウェハを搬送し、当該シリコンウェハのミラー面の異物数をレーザー式異物検査装置で測定することにより算出した。また、異物数は、異物サイズごとに測定した。それぞれの搬送後の異物サイズごとの異物数および除去率を表１に示す。表１において、例えば、「Ｃ１」はクリーニング部材による１回目の搬送後の異物数を意味し、「Ｗ３」はシリコンウェハの３回目の搬送後の異物数を意味する（後述の表２および表３においても同様である）。

（比較例１）
基板処理装置からの異物数の減少が実質的に認められなくなるまで、実施例１と同様の装置内へのシリコンウェハのミラー面搬送を繰り返した。具体的には、シリコンウェハのミラー面搬送を５回繰り返した。実施例１と同様にして、それぞれの搬送後の異物数を測定した。結果を表２に示す。

（比較例２）
基板処理装置からの異物数の減少が実質的に認められなくなるまで、実施例１と同様の装置内へのクリーニング部材Ａの搬送を繰り返した。具体的には、クリーニング部材Ａの搬送を５回繰り返した。実施例１と同様にして、それぞれの搬送後の異物数を測定した。結果を表２に示す。

（比較例３）
基板処理装置からの異物数の減少が実質的に認められなくなるまで、実施例１と同様の装置内へのシリコンウェハのミラー面搬送を繰り返した。具体的には、シリコンウェハのミラー面搬送を４回繰り返した。その後、クリーニング部材Ａの搬送を１回行った。実施例１と同様にして、それぞれの搬送後の異物数を測定した。結果を表４に示す。

表１〜表４から明らかなように、本発明の実施例の方法によれば、０．１５μｍ程度の異物から１０μｍ程度の異物まで、広範囲にわたってまんべんなく高い除去率で除去することができる。一方、シリコンウェハのミラー面搬送のみでは、１．００μｍ以上の大きな異物の除去率が極端に低下する。クリーニング部材の搬送のみでは、０．５０μｍ以下の比較的小さな異物の除去率が極端に低下する。クリーニング部材の搬送とシリコンウェハのミラー面搬送の順番を入れ替えると、すべてのサイズの異物について除去率が極端に低下する。

本発明の方法は、各種の製造装置や検査装置のような基板処理装置のクリーニングに好適に用いられる。

Claims (2)

1. 主として０．５μｍ以上の異物を捕集する能力を有するクリーニング部材を搬送すること、および
   該クリーニング部材の搬送の後、主として０．５μｍ未満の異物を捕集する能力を有するシリコンウェハのミラー面搬送を行うこと
   を含む、基板処理装置のクリーニング方法。
2. 前記クリーニング部材の搬送を１回のみ行った後、前記シリコンウェハのミラー面搬送を複数回繰り返して行う、請求項１に記載のクリーニング方法。