(57)【要約】【課題】  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、異物を嫌う基板処理装置のクリーニング機能付き搬送部材を提供する。【解決手段】  基板処理装置内に搬送することで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、搬送部材上にヴィッカース硬度が１０以上、表面自由エネルギーが３０〜５０ｍＪ／ｍ2 、水の接触角が５０〜９０度であ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、特に搬送部材上にクリーニング層が直接設けられている上記構成のクリーニング機能付き搬送部材。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板処理装置内に搬送することで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、搬送部材上にヴィッカース硬度が１０以上、表面自由エネルギーが３０〜５０ｍＪ／ｍ2 、水の接触角が５０〜９０度であ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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
クリーニング層が実質的に粘着性を有さず、かつ実質的に導電性を有しない請求項１または２に記載のクリーニング機能付き搬送部材。
【請求項４】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の基板処理装置をクリーニングする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に関し、例えば、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、異物を嫌う基板処理装置のクリーニング機能付き搬送部材とクリーニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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することになり、定期的に装置を停止させ、洗浄処理する必要があった。このため、稼働率の低下や多大な労力が必要になるという問題があった。
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）。
【特許文献１】特開平１０−１５４６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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は、前述の課題を克服する有効な方法である。しかし、この方法では、粘着性物質と装置接触部とが強く接着しすぎて剥がれないおそれがあり、基板を確実に搬送できなくなるおそれがあった。
本発明は、このような事情に照らし、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かつ確実に除去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。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは、上記の目的を達成するために、鋭意検討した結果、クリーニング層を設けた基板等の搬送部材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にあたり、上記クリーニング層のヴィッカース硬度を特定値以上に設定し、さらに表面自由エネルギーおよび水の接触角を特定範囲に設定することにより、前記問題を生じることなく、さらに異物を簡便かつ確実に除去できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００５】
即ち、本発明は、基板処理装置内に搬送することで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、搬送部材上にヴィッカース硬度が１０以上、表面自由エネルギーが３０〜５０ｍＪ／ｍ2 、水の接触角が５０〜９０度であ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（請求項１）、特に、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（請求項２）、クリーニング層が実質的に粘着性を有さず、かつ実質的に導電性を有しない請求項１または２に記載のクリーニング機能付き搬送部材（請求項３）に係るものである。
また、本発明は、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４）に係るものである。
【発明の効果】
【０００６】
このように、本発明のクリーニング機能付き搬送部材によれば、基板処理装置内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かつ確実に除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明のクリーニング機能付き搬送部材のクリーニング層は、そのヴィッカース硬度が１０以上、好ましくは２０〜５００であることが必要である。
ここで、ヴィッカース硬度とは、ＪＩＳ  Ｚ２２４４に準じダイヤモンド圧子に所定の荷重をかけて、永久くぼみを形成し、その荷重をくぼみの表面積で除した値をいう。
本発明においては、クリーニング層のヴィッカース硬度をこのような特定値以上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密着しすぎることなく、スムーズに搬送できるという効果が得られる。
【０００８】
また、本発明のクリーニング機能付き搬送部材のクリーニング層は、その表面自由エネルギーが３０〜５０ｍＪ／ｍ2 であることが望ましい。
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。
【０００９】
＜式１＞
（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
【００１０】
さらに、本発明のクリーニング機能付き搬送部材のクリーニング層は、クリーニング層表面の水の接触角が５０〜９０度となるようにするのが望ましい。
本発明では、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の異物を確実に除去できるという効果が得られる。
【００１１】
このようなクリーニング層は、そのヴィッカース硬度、表面自由エネルギーおよび水の接触角が上記した特定範囲にあれば、その材質などは特に限定されないが、紫外線や熱などの活性エネルギー源により架橋反応や硬化が促進されて、その引張弾性率を大きくできるものが好ましい。
特に好適なクリーニング層は、その引張弾性率（試験法ＪＩＳ  Ｋ７１２７に準ずる）が０．１Ｎ／ｍｍ2 以上、好ましくは１〜３，０００Ｎ／ｍｍ2 である。
さらに、その分子構造が三次元網状化して実質的に粘着性を有さず、搬送系材料とぬれ難いものが好ましい。
このような材料からなるクリーニング層を用いると、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。
【００１２】
また、クリーニング層は、実質的に導電性を有しないことが好ましい。
ここで、実質的に導電性を有しないとは、その表面抵抗率が１×１０13Ω／□以上、好ましくは１×１０14Ω／□以上であることをいう。
本発明においては、クリーニング層の表面抵抗率をこのような特定値以上に設計して、クリーニング層をできるだけ絶縁体にすることにより、静電気による異物の捕獲、吸着できるという効果が得られる。
【００１３】
このようなクリーニング層は、その粘着力と導電性とが実質的にない限り、その材質や構成などは特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、アセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカルボジイミドなどの耐熱性樹脂などからなるフィルム層、硬化型粘着剤を硬化させて粘着性を実質的に消失させたものなどが挙げられる。
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。
【００１４】
クリーニング層の一例としては、感圧接着性ポリマーに分子内に不飽和二重結合を１個以上有する化合物と重合開始剤を少なくとも含有させたものを活性エネルギーにより重合硬化反応させて粘着性が実質的に消失されてなるものが挙げられる。
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。
【００１５】
ここで、分子内に不飽和二重結合を１個以上有する化合物（以下、重合性不飽和化合物という）としては、不揮発性でかつ重量平均分子量が１０，０００以下の低分子量体であるのがよく、特に硬化時の接着剤層の三次元網状化が効率良くなされるように、５，０００以下の分子量を有しているのが好ましい。
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。
【００１６】
本発明において、このようなクリーニング層が支持体に設けられる場合、その支持体としては特に限定されないが、例えばポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、アセチルセルロース、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリイミド、ポリカルボジイミドなどのプラスチックフィルムなどが挙げられる。
このような支持体の厚さとしては、通常１０〜１００μｍ程度である。
【００１７】
本発明は、さらに、クリーニング層の片面に通常の粘着剤層が設けられてなるクリーニングシート、支持体の片面にクリーニング層が設けられ、他面に通常の粘着剤層が設けられてなるクリーニングシートも提供する。
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。  
【００１８】
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。
【００１９】
本発明において、上記のクリーニング層は、搬送部材上にクリーニング層形成材料をコーティングするなどの手法により直接形成することができる。また、コーティング後に、粘着剤の硬化処理を施したり、耐熱付与処理などを施すことができる。
また、本発明において、このように搬送部材上にクリーニング層が設けられたクリーニング機能付き搬送部材は、これを基板処理装置内に搬送して、被洗浄部位に接触させることにより、クリーニングすることができる。
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。
【実施例１】
【００２０】
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下、部とあるのは重量部を意味するものとする。
【００２１】
実験１
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―混合液から得たアクリル系ポリマー（重量平均分子量７０万）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、および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、紫外線硬化型粘着剤溶液Ａを調製した。
【００２２】
また、上記粘着剤溶液Ａから光重合開始剤のベンジルジメチルケタールを除いた以外は、上記と同様にして得た粘着剤溶液を、幅２５０ｍｍ、厚み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。
つぎに、支持体フィルムのもう一方の側に、前記の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クリーニング層としての粘着剤層を設け、その表面に同様の剥離フィルムを貼った。
【００２３】
このシートに中心波長３６５ｎｍの紫外線を積算光量２，０００ｍＪ／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、ヴィッカース硬度計（ＮＥＣ製、薄膜硬度計  ＭＨＡ−４００）にて、このクリーニング層のヴィッカース硬度を測定したところ、４５であった。
さらに、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、４０．１ｍＪ／ｍ2 であり、水の接触角は８８．２度であった。
【００２４】
また、このクリーニング層の紫外線硬化後の引張弾性率は１４７．２Ｎ／ｍｍ2 であった。ここで、引張弾性率は、試験法ＪＩＳ  Ｋ７１２７に準じて測定した。また、クリーニング層をシリコンウエハのミラー面に幅１０ｍｍで貼り付け、ＪＩＳ  Ｚ０２３７に準じてシリコンウエハに対する１８０°引き剥がし粘着力を測定した結果、０．００４９Ｎ（０．５ｇ）／１０ｍｍで実質的に粘着性を有さないことが確認できた。
さらに、温度２３℃、湿度６０％ＲＨの条件下でクリーニング層上から表面抵抗率を表面抵抗測定計（三菱化学社製、型式ＭＣＰ−ＵＰ４５０）にて測定したところ、９．９９×１０13Ω／□以上で測定不能であった。この結果から、クリーニング層は実質的に導電性を有さないことが確認できた。
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。
【００２５】
一方、基板処理装置のウエハステージを２つ取り外して、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、１つは２５，０００個、もう一方は２３，０００個であった。
ついで、前記で得た搬送用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、上記の２５，０００個の異物が付着していたウエハステージを持つ基板処理装置内に搬送したところ、支障なく搬送できた。
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４，８００個となっており、クリーニング前に付着していた異物数の４／５以上、つまり８０％以上を除去することができた。
【００２６】
比較実験１
紫外線硬化型粘着剤溶液Ａに代えて、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得た紫外線硬化型粘着剤溶液Ｂを用いた以外は、実験１と同様にしてクリーニングシートを作製した。
その後、クリーニング層のヴィッカース硬度を、前記と同様にして測定したところ、５であった。また、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、３４．６ｍＪ／ｃｍ2 であり、水の接触角は８２．３度であった。
つぎに、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、２３，０００個異物が付着していたウェハステージを持つ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。
【００２７】
実験２
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２，０００ｍＪ／ｃｍ2 照射して上記の粘着剤層を硬化、架橋して、クリーニング層を形成し、本発明のクリーニング機能付き搬送用クリーニングウエハを得た。クリーニング層のヴィッカース硬度、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と同様にして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と同様の非常に良好な異物除去効果が得られた。
【００２８】
比較実験２
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で調製した紫外線硬化型粘着剤溶液Ｂを用いた以外は、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。クリーニング層のヴィッカース硬度、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、実験１と同様に基板処理装置内に搬送したところ、比較実験１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。
【００２９】
実験３
エチレン−１，２−ビストリメリテート，テトラカルボン酸二無水物（新日本理化製の「リカシッドＴＭＥＧ−１００」）１００モルと、２，２′−ビス〔４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕プロパン（和歌山精化製の「ＢＡＰＰ」）５０モルと、脂肪族ジアミン（宇部興産製の「ＡＴＢＮ１３００×１６ｓｐ」）５０モルとを、有機溶媒中で反応させることにより、ポリアミック酸溶液を得た。
この溶液を塗布し加熱処理して、ポリアミック酸をポリイミドに変換する方法により、８インチのシリコンウエハのミラー面上に上記ポリイミドからなるクリーニング層を有する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。クリーニング層のヴィッカース硬度は２６、表面自由エネルギーは４３．４ｍＪ／ｍ2 、水の接触角は８０．３度であった。
【００３０】
実験４
ピロメリット酸二無水物１００モルと、４，４′−ジアミノジフェニルエーテル９２モルと、プロピレンオキシドジアミン（分子量４，０００）（三井化学ファイン製の「ジェファ−ミンＤ４０００」）８モルとを、有機溶媒中で反応させることにより、ポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液を用いて、実験３と同様にして、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。クリーニング層のヴィッカース硬度は１８、表面自由エネルギーは４６ｍＪ／ｍ2 、水の接触角は７９．７度であった。
【００３１】
比較実験３
３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物１００モルと、ｐ−フェニレンジアミン９２モルと、エチレンオキシド・プロピレンオキシド共重合ビスアミノプロピルエ−テル（分子量２，０００）（三井化学ファイン製の「ジェファ−ミンＥＤ−２００３」）８モルとを、有機溶媒中で反応させて、ポリアミック酸溶液を得た。
このポリアミック酸溶液を用いて、実験３と同様にして、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。クリーニング層のヴィッカース硬度は６３、表面自由エネルギーは７３．８ｍＪ／ｍ2 、水の接触角は１６度であった。
【００３２】
上記の実験３，４および比較実験３の各クリーニング機能付き搬送用クリーニングウエハに関し、前記と同様に、基板処理装置内への搬送性の評価およびクリーニング搬送後の異物の除去性について、調べた。これらの結果を、下記の表１に示した。
【００３３】
表１
┌─────┬─────┬────────┐
│          │  搬送性  │  異物の除去性  │
│          │          │  〔除塵率：％〕│
│          │          │                │
├─────┼─────┼────────┤
│          │          │                │
│実  験  ３│  良  好  │      ９０      │
│          │          │                │
│実  験  ４│  良  好  │      ９０      │
│          │          │                │
├─────┼─────┼────────┤
│          │          │                │
│比較実験３│  不  良  │        −      │
│          │          │                │
└─────┴─────┴────────┘
【００３４】
上記の表１の結果から明らかなように、クリーニング層のヴィッカース硬度を１０以上の範囲、表面自由エネルギーを３０〜５０ｍＪ／ｍ2 の範囲、水の接触角を５０〜９０度の範囲に設定した実験３，４では、基板処理装置内への搬送性を満足できると共に、異物の除去性については、９０％以上の高い除去率が得られていた。
これに対し、クリーニング層のヴィッカース硬度が１０以上でも、表面自由エネルギーが５０ｍＪ／ｍ2 を超え、水の接触角が５０度未満となる比較実験３では、基板処理装置内への搬送が困難になるという不具合を生じた。