TW490328B - Wiping material for vacuum chamber and process for the production thereof - Google Patents

Description

490328 五、發明説明（ 1明差里 本务明係關於一種可择用#人制冰 材料㈣了使用义製備矽晶圓之真空室的擦拭

材枓及其製造方法。更转別岫B ^ ^ ^ A #別也疋，本發明係關於一種由聚 版基甲fe酯發泡體製得的真空 片 至？,τ、拭材料而具有足夠的 氣保留性及擦拭性質，& $ ^ > ”、、 。 貝及了疋整地製備此擦拭材料之方法 /製造«晶片或其需㈣晶圓可藉由 而的基材接受金屬（諸如鶴、銘 、 筇及銅）的真空金屬化而製造 。万；此万法中會使用到真空室。 .,a G热知在真空金屬化步驟 =而==金屬會在真空室的内壁沉積成於逢且隨著 备^:其姑风寿片形式。因a ’沉積在真空室内壁的於渣 二=Γ真空金屬化不均勻；降低真空金屬化㈣ 率甚土會有負面的影響諸如雜 F貝y木物寺。因此，依直空 至屬化的情況而定必需完全地移除淤渣。 ’、 前述之完全移除操作包括n、 、十、P闷A *主 汗磨墊或其類似物刮除前 x +主 （）以浸潰去垢劑之擦拭材 枓擦拭除去m留未移除之淤渣的 α义、+、、P u u Η 一 ，及（3)最後步驟為， 屬化並無影響，且擦光直空室内^直到對基材上〈真空金 、工至内壁。現在已使用無矽酮材 枓做為於步驟（2)及（3)中使用 布料，但其對基材上的直空全屬科’諸如不織纖維 些微的線頭。 一至屬化具有負面的影響，包括 而且’當使用前述的不織布料進行於逢之移除時需要大 本紙張尺度適财國®家標準(CNS)峨格(2ΐ()χ -4- 里的不織布料，因 4 劑來進行擦拭。以：二述的沈積為-於逢同時需要以去垢 用的不織布科量大到約450片 因此，每個真空室需使 心k拭出淤渣的強烈需求，盔& 乃 的不織布科量 一“何必_口欲使用 其 會質上的丛 再者因為不織布料幾乎無法再使用 、/缺點為會增加經營的總成本。 不、哉布料貫質上為一種布料因此 布料不士， 分巧1且暴。因此，不織 ;γ@：/、# 好的顺及擦制渣之能力。再者，_ 不r我布料為纖維的聚集物，並 者^為 量的線續s , ，、缺點為不可避免地會產生小 在清tr作因為各別的不織布料不夠厚，其缺點為 在β作期間幾乎無法用手處理' 使用不同的多孔發泡體做為擦拭 =織布料。這些發泡體容易地獲得合適於操作者 = 此具有好的運用性。再者’這些發泡體會在操作 ^先时容易地釋放出於淹及去垢劑。它們不會產生線 =為运些發泡體的優點。但是’這些發泡體使用以石夕銅 為基底的表面活性劑做為發泡體安定劑來發泡而獲得。因 此，這些發泡體的大缺點為當其用來擦拭真空室^部時， 矽酮會餘留在真空室内壁❼變成會冷染生產的$晶圓及其 它產物之雜質。 ’、 發明概述 本發明已對使用先述技藝的真空室擦拭材料時所會產生 490328

的前述問題找到好的答案。 Q此本喬明之目標為提供一種真空室之擦拭材料，其具 有足夠的於渣擦拭性質，及可利用簡單地控制單元直徑和 使用非㈣為基底的表面活性劑而發、泡之聚胺基甲酸酉旨發 泡體而獲得水保留性；及其製造方法。 又 本务月之㈤述目；(:和將從下列的詳細說明及實例中變得更 明顯。

裝 本發明之目標可利用本發明之下列觀點而達成。 (1) 一種由聚胺基甲酸酯發泡體製造而可使用於製備矽晶 圓 < 真空罜的擦拭材料，其中該聚胺基甲酸酯發泡體不含 矽酮及具有將單元直徑控制在從5 〇 〇微米至3，〇 〇 〇微米的範 圍中之開放的單元結構。

(2) —種由聚胺基甲酸酯發泡體製造而可使用於製備矽晶 圓之真芝室_的擦拭材料之製造方法，其包括預先地混合至 少一種多元醇及甲苯二異氰酸酯以製備異氰酸酯為終端的 預聚物；.將該異氰酸酯為終端的預聚物與具有HLB值從9至 2 0之非矽酮為基底的表面活性劑、不同的添加劑及水混合 ;然後讓該混合物接受反應及以控制的方法發泡，如此產 生的擦拭材料具有單元直徑從5 0 0微米至3，0 0 〇微米及無矽 (3 ) —種由聚胺基甲酸酯發泡體製造而可用於製備矽晶圓 之真空室的擦拭材料之製造方法，其包括將至少一種多元 醇、甲苯二異氰酸酯、非矽酮為基底的表面活性劑、不同 的添加劑及水混合；然後讓混合物接受反應及以控制的方 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 490328 五、發明説明（4 ) 法發泡’如此產生的擦拭材料且 。 3,0⑽微米及無矽酮。 "有早元直徑從500微米至 以貫例說明及為了使說明更、、主枯 其中： 尺α疋，請參考伴隨的圖形， 圖1為根據本發明之真空室摔 立體圖式； "式材枓的較佳具體實施例之 圖2為圖1之擦拭材料的表面放大圖； 圖3為真空室之擦拭材料的製造方法流程圖； 圖4Α及4Β為於圖3之製i生士、山 彳FI f ^ xb m λ ° /中所使用的製造機器之圖 式圖形，其中圖4A說明注人到傳送帶上 《 發泡以形成聚胺基甲酸酉旨發泡^ ㈤口物+何接交 知浥又則視圖，及圖4Β為沿荽 圖4A的X-X線截取之截面圖；及 為 圖5八、^、似5〇則逐步地闊明實驗方法的實例。 曼里之詳細說明 :本發”此之後將參考根據本發明之真空錢拭材料的 較佳具體實施例及與附加的圖形相關連之製造方法而進— 步地描述。本發明家發現一種擦拭材料，其可有效地擦拭 掉由離子化的金屬沉積在真空室内壁而產生之淤渣，且不 會以雜質或其它類似的形式來污染真空室，而該擦拭材料 可由聚㈣甲酸酉旨發泡體使用非㈣為基底的表㊆活性劑 做為發泡體安定劑而形成，以獲得無矽酮及單元直徑控^ 在特足範圍内之產物。本發明家亦發現製造此擦拭材料之 万法。本發明家進一步確定使用對水具有好的親和力之所 本紙張國家標準(CNS) μ規297公釐） W的以水為基底的聚胺基甲酸§旨，以改善水的保留性及可 擁有更有效的擦拭。 如顯示於圖1及2中，根據本發明所蘊涵的較佳具體實施 灼擦拭材料1 0包括做為基材的多孔聚胺基甲酸酯發泡體 ，其具有彼此連接的單元1 2及具有需要的厚度以改i在擦 拭期間的運用性。前述的擦拭材料1〇之形狀並無特別限制 。擦拭材料10可根據其應用的位置而合適地製作成形。 單元12較佳地為彼此開放的·三維結構，所以擦拭材料1〇 可容易地將水成分保留在其中同時擦拭掉及保留淤渣（參見 圖2)。單元12的較佳尺寸（直徑）範圍從約5〇〇微米至約 ^，Q 〇 0微米，更佳地為約i, 〇 〇 〇微米至約2，〇 〇 〇微米，仍然 更佳地為約1，0 0 〇微米至約i，5 〇 〇微米。當單元直徑太小時 ，單凡會如先述技藝之不織布料般吗塞而降低擦拭材料的 I拭性貝。相反地，若單元直徑太大，所產生的擦拭材料 會降低其擦拭性質。 MJtAJL· 根據本發明前述的具體實施例，將於下列與圖3、4 a及 4 B連接而描述做為擦拭材料丨〇之聚胺基甲酸酯發泡體的製 造方法。 於此可使用聚胺基甲酸酯發泡體做為前述的擦拭材料工〇 之發泡體組成，其中該發泡體使用非矽酮為基底的表面活 性劑做為發泡體安定劑。換句話說，較佳地使用所謂的以 水為基底的聚胺基甲酸酯發泡體，而該親水性胺基甲酸乙 醋可由預先地從多元醇及TDI(甲苯二異氰酸酯）製備出以 -8 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 490328

異氰酸醋為終端的預聚物；將該預聚物與具有hlb值從9至 2〇做為發泡體安定劑之非㈣為基底的表面活性劑、不同 的添加劑及水混合；然後讓該混合物接受平板發泡而產生 反應及發泡而獲得。 較佳地使用非矽酮為基底的表面活性劑諸如陰離子、陽 離子或兩性的表面活性劑做為以矽朋為基底的表面活性劑 (其為發泡體的安定劑）之代替品。使用此非矽酮為基底的 表面活性劑可製備出無矽酮的·聚胺基甲酸酯發泡體。前述 不同的添加劑之貫例包括於聚合反應中所需的不同化學品 ’诸如聚合反應催化劑等，例如，胺催化劑及錫催化劑。 先釣已簡短描述的具高親水性之以水為基底的聚胺基甲 酸酯之聚胺基甲酸酯發泡體，其製造方法不同於其它聚胺 基甲酸酯發泡體，因此於此之後將與周3關連分別地描述其 製造方法。 水為基.底的聚胺基甲酸酯之聚胺基甲酸酯發泡體製造 的擦拭材料 此製造方法實質上包括預聚物製造步驟S 1、混合步騾s 2 、發泡步驟S 3及最後步驟S 4 (參見圖3的結構（1)) 前述的預聚物製造步驟S 1包括預先地混合多元醇及TDI 以製備異氰酸酯為終端的預聚物而與水產生反應，因此於 後來描述的混合步驟S 2中發泡。以實例說明之，以異氰酸 酯為終端的預聚物可從2莫耳的聚乙二醇（分子量：1，〇 〇 〇 ) 、1莫耳的三羥甲基丙烷及7.7莫耳的2,4 -甲苯二異氰酸酯 和2,6-甲苯二異氰酸酯（TDI)之混合物（混合比率·· 80/20) ______ -9-_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公董] 490328 A7 __B7 五、發明説明（7 ) 而製造。如此獲得之異氰酸酯為終端的預聚物具有淡黃色 的顏色、比重為1 · 1〇、於25 °c的黏度為1 8,000 cps(布魯 克菲爾德黏度計，4轉）及NCO基團成分為π個重量％。 前述的混合步驟S 2包括將100個重量份於預聚物製造步 焉ΑΪΑ S 1中獲彳于之以異氣酸S旨為終端的預聚物，與1 〇 〇個重量 份含1個重量％之非矽酮為基底的表面活性劑（普盧蘭尼克 (PLURONIC) Ρ-75，為丙二醇及環氧乙烷之濃縮產物的 商標’ B ASF AG的產物，HLB值：1 〇)水溶液混合，以獲 得已準備反應及發泡的混合物。 前述的發泡步驟S 3包括讓於混合步驟s 2獲得的該混合物 接受平板發泡或其類似方式而產生反應及發泡，以獲得具 有想要的形狀之聚胺基甲酸酯發泡體。根據此製造方法， 水作為聚合反應的起始劑以製備親水性的聚胺基甲酸自旨發 泡體。此以_水為基底的聚胺基甲酸g旨不僅讓水成分滲透在 單元1 2中而且亦在聚胺基甲酸g旨結構中，因此具有高的水 保留性。 於發泡步驟S 3中用來平板發泡之製造機器3 〇包括側壁3 * ，34沿著傳輸器32的傳輸方向以所需的間距（例如，2公尺） 配置在上表面的二侧，如顯示於圖4A及4B。於操作中，前 述的混合物3 7透過起始材料注入頭3 6連續地注入到傳輸器 32的上表面上，而該傳輸器以預定的速度移動以連績地製 備聚胺基甲酸酯發泡體3 8。根據此製造方法，由三面形成 之空間（即，較低面及二個侧面）可定出前述的傳輪器32及 左右側壁34,3 4之輪廓。此空間不限制其上表面。於此空間 ______— - 10-_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210Γ297公" *---- 490328 Α7 Β7 五、發明説明（ 中，該混合物可以接受連續地自發發泡。例如，前述的聚 胺基甲酸酯發泡體可形成2毫米寬、1公尺高及丨〇公尺長的 尺寸。於後來描述的最後步驟S 4中將此發泡體切割及加工 成含適合尺寸的形狀，.以獲得具有所需的形狀之擦拭材料 10 ° 如此獲得之聚胺基甲酸酯發泡體最後地通過最後步驟S4 ’其包括清潔、加工成商品及視察以獲得完成的產物。 於前述的以異氰酸酯為終端之預聚物中異氰酸酯基團的 成分以預聚物的重量為主較佳地從3至2 6個重量％。異氨酸 酉旨基團成分對預聚物的黏度具有影響。當異氰酸g旨基團成 分λ小時，所產生的預聚物之黏度太高。相反地，當異氛 酸醋基團成分太大時’所產生的預聚物在發泡期間幾乎無 法保留所想要的形狀。因此，於實例中，其難以製造獲得 想要的發泡體。異氰酸酯成分的定義可應用在下列”從其它 胺基甲酸酯類之聚胺基甲酸酯發泡體製造的擦拭材料，，。 從另一種聚胺基甲酸酯發泡方法來製i告棒拭材料 此製造方法實質上包括混合步驟S 5、發泡步驟s 3及最後 步驟S 4 (參見圖3之結構（2))。在這些步驟中，發泡步驟s 3 及最後步驟S 4與前述的π從以水為基底的聚胺基甲酸酯之聚 胺基甲§旨發泡體製造的擦拭材料”那些相同而將不再描述 〇 前述的混合步驟S 5包括混合多元醇、τ d I、非碎酮為基 底的表面活性劑、水及不同的添加劑以獲得準備用於反應 及發泡之混合物。根據此方法製備之聚胺基甲酸酯發泡體 _______~ 11 -_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐）—-- 490328 A7 __ B7 五、發明説明（9 ) 僅可於單元1 2中保留水成分，因此與前述的以水為基底的 聚胺基甲酸酯比較具有較低的水保留性。然後，將因而製 備之聚胺基甲酸S旨發泡體通過發泡步驟S 3及最後步驟s 4以 完成具有想要形狀的擦拭材料1 0。 前述的聚胺基甲酸酯發泡體中的單元直徑可利用物理性 質來決定，諸如非石夕酮為基底的表面活性劑（為發泡體安定 劑）之加入量及HLB值，及於反應中使用的水及異氰酸酯基 團之莫耳濃度比率。以實例說明之，利用加入1個重量份具 有H L B值為1 0之非碎自同為基底的表面活性劑至1 〇 〇個重量 份的以異氰酸酯為終端之預聚物中，其中水與異氰酸酯基 團的比率為2 1 . 2 : 1 ’可獲得以水為基底的聚胺基甲酸酯， 其可提供每25毫米具24個單元及單元直徑為“zoo微米的 聚胺基甲酸酯發泡體。利用加入1個袁量份具有H l Β值為4 之非碎自同為奉底的表面活性劑至1 〇 〇個重量份的以異氰酸酉旨 為終端之預聚物中，其中水與異氰酸酯基團的比率為2 2 · 3 • 1 ’可獲得以水為基底的聚胺基甲酸酯，其可提供每2 5毫 米具44個單元及單元直徑為5〇〇微米的聚胺基甲酸酯發泡 體。 在前述的條件當中最重要的指標為H L Β值。H L Β值顯示 表面活性劑之親水性及疏水性的平衡。於本文中使用之非 石夕酮為基底的表面活性劑具有從〇至2 〇的η l β值。H L Β值 越接近0，非矽酮為基底的表面活性劑之疏水性越高。相反 地’ H L Β值越接近2 〇 ’非矽酮為基底的表面活性劑之親水 性越高。所獲得的知識為非矽酮為基底的表面活性劑之親 -12- ϋ張尺度適用中國國家標準規格(210 χ 297公釐)- 490328 A7

水性越高（即，HLB值越大），單元u的尺寸越大。藉由合 適地預定非矽酮為基底的表面活性劑之hlb值’可控制單 元直徑至所需的值。 同時前述的製造方法包括使用製造機器3〇利用平板發泡 來製備聚胺基甲酸醋發泡體，然後使聚胺基甲酸醋發泡體 接受想要的切割及加工以獲得擦拭材料，模型的製造方法 可依條件而使用，諸如反應及發泡混合物之吹氣泡的速率 、使用的腔洞之尺寸或是否發.泡體需接受後加工諸如表面 移除等。於此實例中，可容易地製備具有複雜形狀的擦拭 材料。 ： 貫驗貫例 於此之後將描述真空室擦拭材料之擦拭性質的實驗實例 。使用的測試樣品為： 測試樣品A ··親水性聚胺基甲酸酯發泡體（商品名稱··蘭 德爾發泡體（Lendell Foam) NS-8000 ;由 INOAC CORPORATION 製造） 測试樣品B ·親水性聚胺基甲酸g旨發泡體（商品名稱：蘭 德爾發泡體 MI-5 000 ;由 INOAC CORPORATION 製造） 測試樣品C :不織纖維布料（商品名稱：班姆寇特 (Bemcot);由 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha 製造） 測試樣品D :胺基甲酸酯發泡體（商品名稱：阿徹索菲 (Ultrasolve);由 Wilshire Inc.製造） 測試樣品E :疏水性聚胺基甲酸醋發泡體（商品名稱： MF-8 ;由 INOAC C〇RP〇RA丁ION製造） -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

装

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測試樣品F :疏水性聚胺基甲酸酯發泡體（商品名稱： CFH-20 ;由 IN〇AC CORPORATION 製造） 前述的6個測試樣品每個加工成具有1 〇毫米X 6〇亳米 x 120毫米尺寸的樣品然後接受實驗。積層24片測試樣品€ 之不織纖維布料其厚度約1 0毫米。 實驗方法：使用每個前述的測試樣品，以預定的壓力擦 拭玻璃板上的淤渣。測量在擦拭之前後的淤渣重量改變， 然後評估擦拭百分比。此實驗以乾式及溼式方法進行。於 乾式實驗中，每個測試樣品如其原本的使用。於溼式實驗 中’每個測試樣品先以純水浸潰，然後在實驗之前擠壓移 除额外的水。 實驗程序：使用測試粉末做為淤渣來源（Kant〇壤土粉末 :細微的粒子，.平均粒子直徑：6.7彳数米）而定義於JIS-Z -8 9 0 1 - 1 9 9 5。將7 〇個重量份的測試粉末放在1 〇 〇個重量份 的备館水中以製備測試樣品4 1。如顯示於圖5 a，然後將 1 · 5兄的測喊樣品滴到玻璃板4 2上。隨後地，將不同的測試 樣品10每個放置在測試樣品上。在擦拭期間不施加力量而 改以將重量（具有重量292克的鋁塊）43放在測試樣品上（參 見圖5 B )。在這些條件下，如於圖中所看到將測試樣品向前 拉以擦拭掉測試樣品（參見圖5 c )。收集遺留之未擦拭掉4 4 的測試樣品，然後測量其重量（參見圖5 D)。 貫驗結果：下列之表1及2指出一些物理性質，諸如於不 同測試樣品中的單元直徑，及這些測試樣品在溼式及乾式 條件下之擦拭百分比。

裝 訂

-14- 490328 A7 B7 五、發明説明（12 表1 (溼式） 單元直徑 (微米） 擦拭後剩餘的 樣品量(克） 擦拭°/〇 測試樣品A 1,200 028^ 81.3 測試樣品B 500 072^ 52.0 測試樣品C 1，500(縱向） 500(交叉地） 1.32 12.0 測試樣品D 250 1.10 ^ 26.7 測試樣品E 3,000 0.85 43.5 測試樣品F 1,200 0.55 ^ 63.5 表2(乾式） 單元直徑 (微米） 擦拭後 樣品量(克） 擦拭％ 測試樣品A 1,200 0.53~~^ 64.7 測試樣品B 500 - 18.0 測試樣品C 1,500(縱向） 500(交叉地） 1.2~~ 測試樣品D 250 - 測試樣品E 3,000 0.95 " 36.7 測試樣品F 1,200 Γ 0.65 ^ L 56·7 結果··如於表1所見’根據本發明之聚胺基甲酸酯發泡體的 測試樣品A及B比起至今還使用之不織布料的測試樣品c具 有極佳的擦拭百分比，及測試樣品D為未加工的發泡體。具 有不同單元直徑的測試樣品A與B之比較則顯示出具有單元 直徑為1，2 0 0微米的測试樣品A具有比其它還佳的結果。測 試樣品A與具有相同單元直徑但是不同的親水性/疏水性之 測試樣品F比較則顯不出，具有比其它測試樣品還高親水性 的測武樣品A比其它測武樣品具有更高的擦拭百分比。 考慮因單元直徑的差異而造成的擦拭百分比之差異，測 試樣品A、B及C至F的比較顯示出最理想的範圍點從1，〇 〇 〇 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 發明説明 掀米至1，5 00微米。確定的是當單元直徑不高於5〇〇微米或 不低於3，0 〇 〇微米時，擦拭百分比將降低。 如·、’、員不A表1及2之結果，當適當地浸潰水成分時發泡骨裏 的ί祭拭效率7比乾式形式的高。々匕說明從前述的親水性以 水為基底的聚胺基甲酸酯製備之聚胺基甲酸酯發泡體比歸 水的聚胺基甲酸酯發泡體具有較高的擦拭百分比。 " 如上述所提’根據本發明之真空室擦拭材料及其製造方 法’可製備出具有單元直徑、形狀及尺寸以提供好的擦核 相的聚胺基甲_旨發泡體。如此獲得之擦拭材 :谷易地清洗再使用以減低擦拭成本及節省資 拭㈣心以基底而具有高親水㈣聚胺基〇 馱酉曰製侍〈聚胺基甲酸酯發泡體而製 效率進行擦拭。 』以車又呵的 詳細地描述及參考至特定的具體實施例 且^由熟知此技藝之人士所明白可在其中 改變及改質而沒有離開其精神及範園。 ‘ 中:於2:。年6月3°曰的曰本專利申請案號2〇。。-"72中所王張的為準’全文以參考方式将入本文。

裝

線 -16-

Claims (1)

1. C8 D8 六、申請專利範圍 1· 一種真空室之擦拭材料，並 As、 /、了使用於製備矽晶圓之真空 二歸甲酸酿發泡體製得’其中該聚胺基甲酸醋 骨豆並無㈣及具有開放的單元結構，而將單元直徑 控制在從5 00微米至3,〇〇〇微米的範圍中。 2 ·如申請專利範圍第1項之直办 、心具二至疋擦拭材料，其中該聚胺 基甲酸酯發泡體可利用將預春制 、 4用舺頂先製備的以異氰酸酯為終端 之預聚物與水反應而獲得。 空室之擦拭材料之製造方法，該材料由聚胺基甲 酸酯發泡體製得而可使用於製備矽晶圓之真空室，其包 括預先地混合至少一種多元醇及甲苯二異氰酸酯，以製 備異氰酸酯為終端的預聚物；將該異氰酸酯為終端的預 聚物與具有HLB值從9至2 〇之非以矽酮為基底的表面活 性劑混合·’然後令該混合物反應及以控制的方法發泡， 令產生的擦拭材料具有單元直徑從5 〇 〇微米至3，〇 〇 〇微米 及無矽酮。 4 ·種真空▲之彳祭拭材料之製造方法，該材料由聚胺基甲 酸醋發泡體製得而可使用於製備矽晶圓之真空室，其包 括混合至少一種多元醇、甲苯二異氰酸酯、非以矽酮為 基底的表面活性劑；然後令該混合物反應及以控制的方 法發泡’令產生的擦拭材料具有單元直徑從5 〇 〇微米至 3，0 0 0微米及無矽酮。 5 .如申請專利範圍第4項之真空室之擦拭材料之製造方法， 其中該非以矽酮為基底的表面活性劑具有HLB值從9至 20 ° -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇 X 297公爱)