(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に付着した異物を取り除く異物除去装置であって、基板を吸着させる基板吸着面を形成する静電チャックと、基板吸着面に樹脂シートを供給する樹脂シート供給手段と、供給した樹脂シートを回収する樹脂シート回収手段と、基板の搬送を行う基板搬送手段とを備え、基板搬送手段によって静電チャックに供給された基板を樹脂シート供給手段により供給された樹脂シートを介して基板吸着面に吸着させ、該基板の基板吸着面側に付着した異物を樹脂シートに転移させて取り除き、異物が転移した樹脂シートを樹脂シート回収手段により回収することを特徴とする基板の異物除去装置。
【請求項２】
静電チャックが、少なくとも基板の中央部を吸着する中央静電チャックと、基板の周辺部を吸着する周辺静電チャックとに分割されてなり、基板吸着面の垂直方向に中央静電チャックを周辺静電チャックに対して突出させると共に、基板の端部と樹脂シートとの間に隙間を形成させることができる高さ方向調整手段を備え、基板搬送手段が、基板と樹脂シートとの間に形成された隙間を利用して基板を保持することができる基板保持部を備えたロボットアームからなる請求項１に記載の基板の異物除去装置。
【請求項３】
高さ方向調整手段が、周辺静電チャックを基板吸着面から垂直方向下方側に下降させることができる周辺チャック昇降機構と、周辺静電チャックに対応する少なくとも一部の樹脂シートの高さ位置を基板吸着面より下方側になるように調整することができる樹脂シート高さ調整機構とからなる請求項２に記載の基板の異物除去装置。
【請求項４】
高さ方向調整手段によって形成された基板と樹脂シートとの隙間に介挿されて基板を持ち上げることができる基板持ち上げ手段を更に備える請求項２に記載の基板の異物除去装置。
【請求項５】
樹脂シート供給手段が、ロール状に巻かれた樹脂シートを装着した送り出しロールと、送り出しロールから送り出された樹脂シートを基板吸着面側に導く供給側ガイドローラとを有してなり、樹脂シート回収手段が、樹脂シートを巻き取る巻き取りロールと、基板吸着面から送られてきた樹脂シートを巻き取りロール側に導く回収側ガイドローラとを有してなる請求項２に記載の基板の異物除去装置。
【請求項６】
樹脂シートは、ポリビニルアルコール、低密度ポリエチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、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、ナイロン、ポリイミド、アラミド、及びポリカルボジイミドからなる群から選ばれた１種又は２種以上の材質からなり、厚さが５〜１００μｍの範囲である請求項２に記載の基板の異物除去装置。
【請求項７】
基板吸着面が、静電チャックを形成する電極によって形成される請求項２に記載の基板の異物除去装置。
【請求項８】
基板吸着面が静電チャックを形成する電極によって形成され、該電極が、ショア硬度２０〜９０Ｈｓ、及び体積抵抗率１００〜１×１０−５Ω・ｃｍを有する弾性電極からなり、厚さ０．０５〜３ｍｍの範囲である請求項２に記載の基板の異物除去装置。
【請求項９】
少なくとも第１基板吸着面を形成する第１静電チャックと第２基板吸着面を形成する第２静電チャックとの２つの静電チャックを有し、かつ、基板吸着面に対して水平方向に基板の向きを調整することができる基板回転手段を備え、第１静電チャックで異物を除去した基板を基板回転手段で向きを調整し、第２静電チャックに供給して更に異物の除去を行う請求項１に記載の基板の異物除去装置。
【請求項１０】
第１静電チャックを形成する電極を第１基板吸着面に吸着された基板側に投影した際に該基板と重ならない基板の非吸着領域が、第２静電チャックを形成する電極を基板側に投影して得られる電極投影領域に全て含まれるように、基板の向きを基板回転手段によって調整して第２静電チャックで異物の除去を行う請求項９に記載の異物除去装置。
【請求項１１】
第１静電チャック及び第２静電チャックが、互いに電位差を設けた電圧が印加される２つの電極を備えた双極型の静電チャックからなり、第１静電チャックを形成する２つの電極の間隔に対応する基板の非吸着領域が、第２静電チャックを形成する２つの電極を基板側に投影して得られる電極投影領域に含まれるように、基板の向きを基板回転手段によって調整して第２静電チャックで異物の除去を行う請求項９に記載の基板の異物除去装置。
【請求項１２】
第１静電チャックを形成する電極を第１基板吸着面に吸着された基板側に投影した際に該基板と重ならない基板の非吸着領域と、第２静電チャックを形成する電極を第２基板吸着面に吸着された基板側に投影した際に該基板と重ならない基板の非吸着領域とが、それぞれ基板の端部を含んでなり、基板搬送手段が、該基板の端部を利用して基板を保持することができる基板保持部を備えたロボットアームからなる請求項９に記載の基板の異物除去装置。
【請求項１３】
樹脂シートは、ポリビニルアルコール、低密度ポリエチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、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、ナイロン、ポリイミド、アラミド、及びポリカルボジイミドからなる群から選ばれた１種又は２種以上の材質からなり、厚さが５〜１００μｍの範囲である請求項９に記載の基板の異物除去装置。
【請求項１４】
樹脂シート供給手段が、ロール状に巻かれた樹脂シートを装着した送り出しロールと、送り出しロールから送り出された樹脂シートを第１基板吸着面側に導く供給側ガイドローラとを有してなり、樹脂シート回収手段が、樹脂シートを巻き取る巻き取りロールと、第２基板吸着面から送られてきた樹脂シートを巻き取りロール側に導く回収側ガイドローラとを有してなる請求項９に記載の基板の異物除去装置。
【請求項１５】
第１基板吸着面及び第２基板吸着面が、それぞれの静電チャックを形成する電極によって形成される請求項９に記載の基板の異物除去装置。
【請求項１６】
第１基板吸着面及び第２基板吸着面が、それぞれの静電チャックを形成する電極によって形成され、該電極が、ショア硬度２０〜９０Ｈｓ、及び体積抵抗率１００〜１×１０−５Ω・ｃｍを有する弾性電極からなり、厚さが０．０５〜３ｍｍの範囲である請求項９に記載の基板の異物除去装置。
【請求項１７】
基板に付着した異物を取り除く異物除去方法であって、基板を吸着させる基板吸着面を形成する静電チャックに基板を供給し、樹脂シートを介して基板吸着面に基板を吸着させて、該基板の基板吸着面側に付着した異物を樹脂シートに転移させて取り除くことを特徴とする基板の異物除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子製造プロセスで使用されるシリコン又は化合物で形成される基板や、フラットパネル表示器等で用いられるガラス又は樹脂から形成される基板等に付着した異物を除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子をシリコン、ガラス、あるいは樹脂等からなる基板上に製造する際、その製造装置内で付着する、あるいは装置間の移動中に付着するゴミやパーティクル等の異物の存在によってその歩留まりを低下させることが問題となっている。更に近年では半導体素子を形成する表面だけでなく裏面、すなわち製造装置への装填時あるいは移送機構におけるハンドリング時にそれらを構成する部材と接触する面の異物の管理も要求される。これは、異物がウエハ（基板）の裏面とウエハを保持するステージ（基板吸着面）との間に挿まることで、しっかりと装着できずに一部浮き上がってしまうことから、露光装置での焦点ズレを引き起こすおそれがあることや、あるいはエッチング装置において裏面に付着した異物が静電チャックの電極の絶縁層を傷つけてしまい、静電チャックの電極層が放電によって修復不能になってしまうおそれがあるためである。更にはＣＶＤ装置等において薄膜形成の際にその形成層に異物が混入してしまうといった問題も考えられる。
【０００３】
一般に、半導体素子等の製造前のウエハは、何らかの洗浄処理が施されるが、例えばウエハを洗浄する洗浄槽の中で離脱した異物が他のウエハに付着して異物汚染の拡散が引き起こされる問題がある。特に、異物が金属質の場合には、半導体接合領域等が金属の異物によって汚染されると、その接合ポテンシャルが変動して、素子の特性が設計値からずれてしまい、最終物としての集積回路の動作不良が生じてしまう。
【０００４】
これらの事象について、国際的な指針が国際半導体技術ロードマップ（ITRS）という機関でまとめられ、同インターネットホームページ（URLはhttp//public.itrs.net/）で公開されている。たとえば西暦２００４年版フロントエンド処理の中で特にパーティクルに対して要求が厳しいリソグラフィーと検査器において、２００６年のウエハ裏面の許容パーティクルの指針は直径３００ｍｍウエハでパーティクルサイズは０．１２μｍ、ウエハ一枚当たりのパーティクルの個数は４００個、と言及されている。また、表面のパーティクルに関して、クリティカルパーティクルサイズは３５ｎｍでパーティクルの個数は６４個となっている。更にＭＯＳトランジスタのゲート酸化物中の金属の異物は０．５×１０１０ａｔｍ／ｃｍ２以下であることが望ましいとされている。
【０００５】
ところで、製造出荷されたばかりのウエハへのパーティクル付着は原則皆無であり、また、半導体製造工場における装置間での移送はクリーン度の高い環境下で行われていることが通常であることから、ウエハへの異物の付着は、主に、半導体製造装置内や各装置間での移動中に起こっていると考えられる。装置内では様々な処理が行われ、そこで使用されるフォトレジストの剥離や、金属等の薄膜を形成するためにウエハ表面に素材を堆積させる過程で、更にはウエハの一部を除去するエッチング等の過程等で、その異物付着の確率が増すものと考えられる。
【０００６】
ウエハに付着した異物を除去する方法としてＲＣＡ洗浄法という手法が一般的に知られている。これはウエット洗浄と呼ばれる処理のひとつであり、アンモニア水溶液と過酸化水素水との混合液を用いてパーティクル除去を行い、更に塩酸と過酸化水素水との混合液により金属イオンの除去を行うようにして、これら二つの処理を組み合わせて行われる。一方では、ドライ洗浄と呼ばれる処理も知られており、例えば半導体ウエハの裏面（基板吸着面側）に付着した異物を除去するために粘着テープを貼り付け、次いでこれを剥離する方法が提案されている（特許文献１及び２参照）。また、ウエハにプラズマを接触させて、プラズマ中のラジカルによってウエハの裏面に付着した異物を除去する方法（特許文献３参照）、所定の洗浄液を塗布したウエハを回転させながら純水等を供給して洗浄液を洗い流す方法（特許文献４参照）、ウエハの表面に所定の方向から不活性ガスを吹き付けることで異物を除去する方法（特許文献５参照）、及びウエハの表面をブラシでスクラブしながら純水からなるジェット水流を噴射させて異物を除去する方法（特許文献６参照）等が提案されている。
【０００７】
しかしながら、上記で説明したウエット洗浄については、上述したとおり、洗浄液中での新たな異物の付着が懸念される。また、洗浄液の準備やその廃液の処理に多大なコストがかかるため今日の環境保全への配慮から望ましくない。一方で、ドライ系の粘着テープを貼り付ける手法では、そのテープを引き剥がす際にウエハにかかる力によってウエハが破損するおそれがある。特に近年のウエハの大口径化によってウエハ一枚当たりの末端コストが上昇（およそ数百万〜１千万円）していることから、万が一破損等を引き起こした場合を考えるとリスクの高い手法である。また、プラズマ処理や不活性ガスを吹き付ける手法では、一度飛び散った異物が再付着するおそれや、処理中に新たな異物が付着する原因になりかねない。特に、プラズマ処理では、イオンの激突によって処理室の部材がスパッタにより飛び散るおそれがあり、不活性ガスを吹き付ける方法では、使用するガスの不純物濃度等の管理が別途必要になる。
尚、本件出願人は、異物除去装置について既に出願している（特許文献７参照）。
【特許文献１】
特開平６−２３２１０８号公報
【特許文献２】
特許第３５３４８４７号公報
【特許文献３】
特開平６−１２０１７５号公報
【特許文献４】
特開平７−９４４６２号公報
【特許文献５】
特開平８−２２２５３８号公報
【特許文献６】
特開平１１−１０２８４９号公報
【特許文献７】
特開２００６−３２８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
半導体製造工程や液晶パネル製造工程等で使用される基板に付着する異物の管理がより一層厳しくなるなかで、簡便にかつ確実に異物を除去する手段が求められている。そこで、本発明者等は、異物の再付着のおそれを排除して確実に異物を除去することができると共に、大口径の基板であっても基板破損のおそれを可及的に回避できる異物除去手段について鋭意検討した結果、処理対象となる基板を、樹脂シートを介して静電チャックに吸着させて基板に付着した異物を樹脂シートに転移させて取り除くことで、上記課題を解決することができることを見出し、本発明を完成した。
［０００９］
したがって、本発明の目的は、基板に付着した異物を確実に除去して再付着のおそれを排除でき、かつ、大型の基板であっても基板破損のおそれを回避しながら確実に異物を除去することができる基板の異物除去装置を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、基板に付着した異物を確実に除去して再付着のおそれを排除でき、かつ、大型の基板であっても基板破損のおそれがなく適用可能な基板の異物除去方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
［００１０］
すなわち、本発明は、基板に付着した異物を取り除く異物除去装置であって、基板を吸着させる基板吸着面を形成する静電チャックと、基板吸着面に樹脂シートを供給する樹脂シート供給手段と、供給した樹脂シートを回収する樹脂シート回収手段と、基板の搬送を行う基板搬送手段とを備え、基板搬送手段によって静電チャックに供給された基板を樹脂シート供給手段により供給された樹脂シートを介して基板吸着面に吸着させ、該基板の基板吸着面側に付着した異物を樹脂シートに転移させて取り除き、異物が転移した樹脂シートを樹脂シート回収手段により回収することを特徴とする基板の異物除去装置である。
［００１１］
また、本発明は、基板に付着した異物を取り除く異物除去方法であって、基板を吸着させる基板吸着面を形成する静電チャックに基板を供給し、樹脂シートを介して基板吸着面に基板を吸着させて、該基板の基板吸着面側に付着した異物を樹脂シートに転移させて取り除くことを特徴とする基板の異物除去方法である。
［００１２］
本発明において、異物を除去する基板は特に制限されるものではなく、半導体装置やフラットパネルディスプレイ等の製造において処理される各種基板をその対象とし、例えばシリコンウエハ、ＧａＡｓ、ＳｉＣ等の半導体基板、ガラス基板、樹脂基板、有機ＥＬ用基板等を例示することができる。また、処理する基板の形状についても特に制限はない。一方、除去する対象の異物とは、各種製造工程等において基板から取り除く必要があるものであって、例えばパーティクル、ゴミ、レジストの付着物、チャンバ内の生成物等をその代表例として挙げることができる。
［００１３］
本発明において、静電チャックに樹脂シートを介して基板を吸着させ、樹脂シートに異物を転移させて取り除く具体的な手段については特に制限されるものではないが、好ましくは、下記の構成例を例示することができる。
【００１４】
すなわち、第一の構成例としては、図１に示すように、基板吸着面を形成する静電チャックが、少なくとも基板１の中央部を吸着する中央静電チャック２と、基板の周辺部を吸着する周辺静電チャック３とに分割されてなる異物除去装置を例示することができる。すなわち、少なくとも中央静電チャック２と周辺静電チャック３とを有する複数の静電チャックによって１つの基板吸着面４を形成し、樹脂シート供給手段によって供給された樹脂シートを介してこの基板吸着面４に基板１を吸着させて、基板１の基板吸着面側に付着した異物を除去する。尚、中央静電チャック２は少なくとも基板の中央部に対応し、周辺静電チャック３は基板の周辺部に対応して１つの基板を吸着させることができるものであればよく、例えば図２に示すように、中央静電チャックを挟んでその両側に周辺静電チャックが配置されるようにしてもよい。また、それらの形状については、図１及び２に示したものに限定されず、吸着させる基板のサイズや形状等に応じて適宜設計することができ、例えば平面形状が矩形のもののほか、円形やその他の形状からなるものであってもよい。
【００１５】
静電チャックが、中央静電チャックと周辺静電チャックとに分割されてなる場合には、好ましくは、異物除去装置が、基板吸着面の垂直方向に中央静電チャックを周辺静電チャックに対して突出させると共に、基板の端部と樹脂シートとの間に所定の隙間を形成させることができる高さ方向調整手段を備えるのがよい。複数の静電チャックによって基板吸着面を形成し、更にこれらの静電チャックのうち少なくとも一部について上昇下降を可能にすることで、基板の装着及び回収を容易にさせることができる。すなわち、基板吸着面に基板を吸着させて異物を除去した後、高さ方向調整手段によって中央静電チャックの高さを相対的に高くし、かつ、基板の端部と樹脂シートとの間に所定の隙間を形成させるようにすることで、基板と樹脂シートとの間の隙間を利用して異物除去後の基板を回収し易くすることができる。尚、基板の端部と樹脂シートとの間に形成させる所定の隙間については、後述するような基板搬送手段によって基板を回収することができるような隙間であればよい。
【００１６】
上記高さ方向調整手段について、具体的には、周辺静電チャックを基板吸着面から垂直方向下方側に下降させることができる周辺チャック昇降機構と、周辺静電チャックに対応する少なくとも一部の樹脂シートの高さ位置を基板吸着面より下方側になるように調整することができる樹脂シート高さ調整機構とからなるようにして、相対的に中央静電チャックを突出させ、かつ、基板の端部と樹脂シートとの間に所定の隙間を形成させるようにするのがよい。或いは、中央静電チャックを基板吸着面から垂直方向上方側に上昇させることができる中央チャック昇降機構からなるようにして、相対的に中央静電チャックを突出させ、かつ、基板の端部と樹脂シートとの間に所定の隙間を形成させるようにしてもよい。周辺チャック昇降機構及び中央チャック昇降機構については、各静電チャックを昇降させることができるものであれば特に制限はなく、例えばエアシリンダー、ソレノイド、モータ駆動によるボールスクリュウ アンド ナット等を各静電チャックに接続させて昇降できるようにすればよい。また、樹脂シート高さ調整機構については、例えば上記のような昇降機構に接続されたガイドローラ等を設けるようにしてもよい。尚、基板吸着面を基準にしての上下方向とは、基板吸着面を基準にして基板側を上方とし、その反対側を下方とする意味である。
【００１７】
また、本発明の異物除去装置は基板搬送手段を備える。この基板搬送手段については、処理するための基板を静電チャックに供給することができ、かつ、処理後の基板を静電チャックから回収することができるものであればよい。静電チャックが、中央静電チャックと周辺静電チャックとからなる場合には、好ましくは、上記高さ方向調整手段によって基板の端部と樹脂シートとの間に形成された隙間を利用して、基板を保持することができるような基板保持部をその先端に備えたものであるのがよい。基板保持部を備えることで、処理する基板の供給や処理後の基板の回収を確実かつ容易に行うことができる。具体的には、基板の端部を挟持することができる挟持部を備えたロボットアームや、基板と樹脂シートとの間に形成された隙間に挿入して、基板を載置させて回収できるようなフォークを備えたロボットアームであるのがよい。このロボットアームについては、基板の搬送等で一般的に使用されるようなものを用いることができる。すなわち、基板を静電チャックに供給し、また、回収することができるように、ｘ-ｙ方向に移動可能な機構を備えるのがよく、必要に応じて、基板を基板吸着面に対して垂直方向に持ち上げたり持ち下げたりすることが可能な上昇下降機構を備えるようにすればよい。尚、基板搬送手段については、供給用と回収用とに役割を分担させて、それぞれ個別に備えるようにしてもよい。
【００１８】
また、異物除去装置が、高さ方向調整手段によって形成された基板と樹脂シートとの隙間に介挿されて基板を持ち上げることができる基板持ち上げ手段を更に備えるようにしてもよい。処理後の基板の回収を挟持部やフォークを備えたロボットアームによってより確実かつ簡便に行うようになる。このような基板持ち上げ手段については特に制限されないが、例えば基板吸着面の方向から基板を押し上げることができる押し上げピン等を例示することができる。尚、静電チャックに基板を供給する場合には、基板の回収と逆の動作を行うようにすればよい。すなわち、基板持ち上げ手段に基板を載せ、高さ方向調整手段によって突出させた中央静電チャックに敷かれた樹脂シート上に基板を供給する。この際、基板持ち上げ手段を有さない場合には直接中央静電チャックに基板を供給すればよい。次いで、高さ方向調整手段によって中央静電チャックと周辺静電チャックの高さを調整して基板吸着面を形成させ、それぞれの静電チャックを通電させて基板の吸着を行うようにすればよい。
【００１９】
本発明においては、樹脂シートを介して基板吸着面に吸着させ、この基板の基板吸着面側に付着した異物を樹脂シートに転移させることで異物を除去するが、使用する樹脂シートについては、少なくとも吸着させる基板と比べて柔らかい材質からなるものを用いるようにすればよい。一般に、静電チャックの最表面（すなわち基板吸着面）は硬い表面が必要であり、例えばアルミナ、炭化珪素、窒化アルミ等のセラミックスからなる場合は、これらのヌープ硬度は２０００Ｈｋ程度（例えば炭化珪素は2500Hk、アルミナは2100Hk）である。一方、シリコンウエハのヌープ硬度は、通常９６０Ｈｋ程度である。そして、ゴミやパーティクル等の異物を構成する組成のうち、半導体製造上、最も有害とされる鉄のヌープ硬度は３００Ｈｋ程度であることから、樹脂シートについては、ヌープ硬度が２０〜２００Ｈｋのものを使用するのが好ましい。特に、吸着させる基板が液晶装置等に使用されるガラス基板の場合には、ヌープ硬度は３１５Ｈｋ程度であって、異物である鉄と同程度の硬度であるため、より好ましくは、ヌープ硬度が２０〜１００Ｈｋの樹脂シートを使用するのがよい。このような樹脂シートを介して基板を吸着させることで、基板吸着面側に付着した異物を樹脂シート側に転移させて取り除くことが可能になる。このような樹脂シートは、特に粘着性の表面を持たせる必要がない。そのため、基板に対してかかる力は通常の半導体製造装置で使用される静電チャックの吸着力と同等であるため、従来の異物除去に用いられたような粘着テープを使用した場合に比べ、引き剥がし時に基板にかかる力は原理的に皆無にできる。従って、例えば直径３００ｍｍである現在主流の半導体ウエハのほか、次世代型と言われる４５０ｍｍの大口径ウエハ等に対しても基板を破損させることなく異物を除去することが可能になる。
【００２０】
上記樹脂シートの材質としては、例えばポリビニルアルコール、低密度ポリエチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、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、ナイロン、ポリイミド、アラミド、ポリカルボジイミド等を挙げることができ、このうち、安価であるといった観点から、好ましくはポリビニルアルコール、低密度ポリエチレン、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、及びポリエチレンフタレートである。上記以外として、シリコン等のゴム系材料を使用することも可能である。樹脂シートの厚みについては、好ましくは５〜１００μｍ、より好ましくは５〜３０μｍであるのがよい。１００μｍより厚いと静電チャックの吸着力が小さくなるためである。反対に５μｍより薄いとその樹脂シートの取扱が難しくなり、破れたりするおそれがある。尚、樹脂シートについては、パーティクルに関して管理された環境で製作されたものが必要であることは言うまでもない。
【００２１】
ところで、樹脂シートの体積抵抗値を下げると、基板がより強く静電チャックに吸着される場合があり、特に、静電チャックがジョンソン・ラーベック力を発揮している場合である。すなわち、静電チャックを形成する電極からの微少な電流が、その電極周辺及び基板吸着面を伝わって基板へ流通し、基板と基板吸着面との微少な空隙で大きな静電的吸着力を発生させる。そのため、上記で例示した材質からなる樹脂シートは電気的に高い絶縁性を示すが（体積抵抗では１０１５〜１０１８Ω・ｃｍの範囲である）、これに導電性のフィーラーを混入させるなどして体積抵抗値を１０９〜１０１３Ω・ｃｍ程度の範囲にした樹脂シートを用いる場合には、基板の静電チャックへの吸着力を増加させることができる。
【００２２】
また、樹脂シート供給手段については、シート状の樹脂シートやロール状に巻かれた樹脂シート等を基板吸着面に供給できるものであれば特に制限されないが、好ましくは、ロール状に巻かれた樹脂シートを装着した送り出しロールと、送り出しロールから送り出された樹脂シートを基板吸着面側に導く供給側ガイドローラとを有してなるのがよい。また、樹脂シート回収手段については、基板吸着面に供給された樹脂シートを回収することができるものであれば特に制限されないが、好ましくは、樹脂シートを巻き取る巻き取りロールと、基板吸着面から送られてきた樹脂シートを巻き取りロール側に導く回収側ガイドローラとを有してなるのがよい。樹脂シート供給手段及び樹脂シート回収手段を、ロール状の樹脂シートに対応できるようにすることで、異物除去装置自体が占める平面領域（占有面積）の縮小化が可能である。また、基板吸着面で異物を転移させた使用済み樹脂シートを回収しながら未使用の樹脂シートを基板吸着面に供給することができるため、基板の異物除去を連続的に処理することができる。すなわち、異物の付着量に応じて、一枚の基板に対して未使用の樹脂シートを連続して供給することで複数回異物除去を繰り返すようにすることができ、また、一度異物除去した基板を基板搬送手段によって回収し、新たな別の基板を供給して異物の除去を行うようにして、複数の基板を連続的に処理することもできる。
【００２３】
本発明において、基板吸着面を形成する静電チャックについては、一般的な静電チャックを用いることができるが、好ましくは互いに電位差を設けた電圧が印加される２つの電極を備えた双極型の静電チャックであるのがよい。すなわち、中央静電チャックと周辺静電チャックとによって基板吸着面を形成する場合には、それぞれの静電チャックが双極型静電チャックからなるようにするのがよい。
【００２４】
また、静電チャックについては、静電チャックを形成する電極が基板吸着面を形成するようにしてもよい。すなわち、基板吸着面が、中央静電チャックを形成する電極と、周辺静電チャックを形成する電極とによって形成されるようにしてもよい。一般的に、静電チャックは、基板と電極との間での絶縁性を確保するために、電気的に絶縁性のある誘電体材料からなる絶縁誘電層を備え、この絶縁誘電層が静電チャックの基板吸着面（最表面）を形成するのが通常である。この絶縁誘電層は、電気的絶縁性を確保するほか、電極を機械的な損傷から保護する役割や、電極からの金属コンタミネーションの発生を防ぐ役割をも有する。本発明においては、樹脂シートが電気絶縁性を備える場合には、この樹脂シートが一般的な静電チャックにおける絶縁誘電層の役割を兼ねることができる。そこで、静電チャックを形成する電極を最表面に露出させて、該電極によって基板吸着面を形成するようにしてもよい。電極が静電チャックの最表面に露出されて基板吸着面を形成すれば、基板と電極との距離が縮まるため静電チャックが発現する吸着力を向上させることができる。そのため、低い電圧でも同等の吸着力を得ることが可能になって、電源コストが低減でき、不要な静電気の発生を抑制され、更には、高電圧による電極の放電短絡の問題を可及的に回避することができる。
【００２５】
電極が基板吸着面を形成する場合には、好ましくはショア硬度２０〜９０Ｈｓ、及び体積抵抗率１００〜１×１０−５Ω・ｃｍを有する弾性電極からなるようにするのがよい。尚、体積抵抗率については、１×１０−２〜１×１０−５Ω・ｃｍの範囲とするのがより好ましい。
このような特性を有する電極については、例えばシリコン製ゴムに炭素、カーボンナノチューブ等の導電性フィラーを混ぜて作ったもの等を例示することができる。ゴムの素材としては、上記の他にフッ素系、二トリル系、フロロシリコン系などが使用可能であるが、被吸着物である基板に対するコンタミネーションの影響を少なくする観点から、シリコン製ゴムが好ましい。ゴムの硬度は、一般にショア硬度で表し、ショア硬度２０Ｈｓ程度がおよそ人肌の柔らかさであり、９０Ｈｓになるとかなり硬く感じられる。シリコンウエハやガラス基板などの材質は、ショア硬度で表現するのは一般的ではないが、これらよりも桁違いに硬いと考えられる。そのため、吸着させる基板に対して十分な柔軟性を発揮させる観点から、上記範囲であるのが好ましい。また、電極の体積抵抗率については、より低いことが好ましいが、柔軟性を有した電極にするために、ゴムに導電性フィラーを混ぜる必要があることから、上記の範囲であるのが望ましい。尚、電極の材質を電気伝導性を有すものとする理由は、いうまでもなく電極に電圧を供給した際にその全ての部位で等しい電位とするためである。
【００２６】
また、電極によって基板吸着面を形成する場合、電極の厚さ（電極深さ方向）については、好ましくは０．０５〜３ｍｍ、より好ましくは０．２〜３ｍｍの範囲であるのがよい。電極の柔軟性と厚さは関連するものであって、薄いものでは柔軟性に優れない。反対に厚いものではコスト高となるばかりでなく、柔軟性を有すためにその厚みが変化しすぎる可能性から基板を供給・回収する際の基板搬送手段との関係で問題が生じたり、基板の搬送系に問題が生じるおそれがある。これらの事情を総合して上記の厚さにするのが望ましい。
【００２７】
上記のような弾性電極によって基板吸着面を形成することで、基板に付着した異物をより確実に樹脂シートに転移させて除去することが可能になる。基板吸着面を形成する電極が上記ショア硬度を有するようなある程度の柔軟性を備えたものとすることで、基板吸着面に対する基板の密着性をより高めることができ、樹脂シートに異物を転移させ易くすることができる。例えば直径２００ｍｍのシリコンウエハでは、通常２０μｍ程度のそりやたわみがあり、更には局所的な凸凹が数μｍ程度存在する。そのため、静電チャックの基板吸着面（最表面）がセラミックスのような硬度を有するものである場合、当該ウエハの全面を静電チャックの吸着力だけでもって密着させることは困難である。特にシリコンウエハの裏面にパーティクルなどの異物が付着している場合には、そのパーティクルの存在によって基板の密着性を妨げることも考えられる。そこで、上記のような弾性電極からなる基板吸着面に樹脂シートを介して基板を吸着させることで、これらの問題点を解消し、基板の全面に亘って異物の除去をより確実に行うことができるようになる。また、弾性電極は、耐衝撃性に優れると共に、一度一つの基板に適応してその形状に沿って変形させても、基板を離脱させることによって復元でき、別の基板を吸着させるのに直ちに適応することもできる。
【００２８】
ところで、異物除去後に基板を樹脂シートから引き離す際、接触によって基板と樹脂シートとの間に剥離帯電を伴うことが考えられる。基板又は樹脂シートが帯電すると、樹脂シートに転移された異物が静電気によって樹脂シートから離脱して、再び基板側に付着してしまうおそれがある。そのため、イオナイザー等の静電気を中和化する機器を異物除去装置に取り付け、基板と樹脂シートとの間や、樹脂シートと静電チャックとの間に中和化粒子であるプラス又はマイナスのイオンを吹き付けるようにしてもよい。尚、このような中和化粒子を吹き付けると、樹脂シートの表面が活性化されて、樹脂シートがより異物を吸着し易くなって、異物除去の効果が向上することも期待できる。
【００２９】
次に、本発明における異物除去装置の第二の構成例として、少なくとも第１基板吸着面を形成する第１静電チャックと第２基板吸着面を形成する第２静電チャックとの２つの静電チャックを備えた異物除去装置を例示することができる。すなわち、基板吸着面を２つ以上備えて複数の吸着ステージを形成することで、そのステージ数（静電チャック数）に対応した基板の異物除去作業を同時に行うことが可能になり、装置の処理能力を向上させることができると共に、一度では不十分であるような場合の異物除去の効果をより完全なものとすることができる。尚、特に説明しない限りは、異物除去装置の第一の構成例で説明した内容を、この第二の構成例の装置にも適用することができる。また、以下では、それぞれが単独で基板吸着面を備える静電チャックを複数備える異物除去装置として、２つの静電チャックからなる場合を説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、３つ以上の静電チャック（第３静電チャック以上）を備えるように構成してもよい。
【００３０】
少なくとも第１静電チャックと第２静電チャックとを備えた異物除去装置の場合には、好ましくは、基板吸着面に対して水平方向に基板の向きを調整することができる基板回転手段を備えるようにするのがよい。第１静電チャックで異物を除去した基板の向きを変えて、基板搬送手段によって第２静電チャックに供給することで、付着した異物を基板の全面に亘ってより確実に除去することができる。すなわち、第１静電チャックを形成する電極を第１基板吸着面に吸着された基板側に投影した際、該基板と投影した電極とが重ならない基板の非吸着領域が存在する場合、この非吸着領域が、第２静電チャックを形成する電極を基板側に投影して得られる電極投影領域に全て含まれるように、基板の向きを基板回転手段によって調整して第２静電チャックで異物の除去を行えば、基板の全面に亘って異物の除去を行うことができる。
【００３１】
例えば、静電チャックの基板吸着面に対して基板の端部を余らせるように吸着させることで、この端部を利用して基板搬送手段による基板の供給及び回収を確実かつ正確に行うことができる。すなわち、第１静電チャックを形成する電極を第１基板吸着面に吸着された基板側に投影した際、該基板と投影した電極とが重ならない基板の非吸着領域がその基板の端部を含むように第１基板吸着面に基板を吸着させ、かつ、基板搬送手段が、この基板の端部を挟持することができる挟持部を備えたロボットアームからなるようにするのがよい。同様に、第２静電チャックを形成する電極を第２基板吸着面に吸着された基板側に投影した際、該基板と投影した電極とが重ならない基板の非吸着領域がその基板の端部を含むように、第２基板吸着面に基板を吸着させ、かつ、基板搬送手段が、この基板の端部を挟持することができる挟持部を備えたロボットアームからなるようにするのがよい。このようにすれば、第一の構成例のような高さ方向調整手段や、基板持ち上げ手段を備えることなく、基板の供給や回収を簡便かつ確実に行うことができる。
【００３２】
また、第１静電チャック及び第２静電チャックが、互いに電位差を設けた電圧が印加される２つの電極を備えた双極型の静電チャックからなる場合、第１静電チャックの２つの電極の間隔に対応する領域は、これらの電極を第１基板吸着面に吸着された基板側に投影した際に、該基板と投影した２つの電極とが重ならない基板の非吸着領域に該当するため、この基板の非吸着領域が、第２静電チャックを形成する２つの電極を基板側に投影して得られる電極投影領域に含まれるように、基板の向きを基板回転手段によって調整して第２静電チャックで異物の除去を行うようにするのがよい。尚、基板の端部を余らせて吸着させる場合における好適な基板搬送手段は、この基板の端部を挟持することができる挟持部を備えたロボットアームであるのがよい。
【００３３】
使用する樹脂シートについては、第一の構成例で説明したものを同様に用いることができる。また、樹脂シート供給手段及び樹脂シート回収手段についても、第一の構成例で説明したものと同様であるが、好適には、樹脂シート供給手段については、ロール状に巻かれた樹脂シートを装着した送り出しロールと、送り出しロールから送り出された樹脂シートを第１基板吸着面側に導く供給側ガイドローラとを有してなるのがよく、樹脂シート回収手段については、樹脂シートを巻き取る巻き取りロールと、第２基板吸着面から送られてきた樹脂シートを巻き取りロール側に導く回収側ガイドローラとを有してなるのがよい。
【００３４】
また、第１基板吸着面が、第１静電チャックを形成する電極によって形成されるようにしてもよく、同様に、第２基板吸着面が、第２静電チャックを形成する電極によって形成されるようにしてもよい。すなわち、第二の構成例においても、第一の構成例で説明したとおり、樹脂シートが一般的な静電チャックにおける絶縁誘電層の役割を兼ねることができるため、それぞれの静電チャックを形成する電極によって、基板吸着面を形成することができる。この場合、基板吸着面を形成する電極については、好ましくはショア硬度２０〜９０Ｈｓ、及び体積抵抗率１００〜１×１０−５Ω・ｃｍを有する弾性電極からなるようにするのがよく、その厚さについては、好ましくは０．０５〜３ｍｍ、より好ましくは０．２〜３ｍｍの範囲であるのがよい。尚、体積抵抗率については、１×１０−２〜１×１０−５Ω・ｃｍの範囲とするのがより好ましい。
【００３５】
第一、第二の構成例共に、静電チャックに基板を吸着させる時間については、基板に付着している異物の大きさやその量によっても異なるが、通常は、１〜６０秒で樹脂シート側に異物を転移させることができる。単位面積当たりの異物の量が多い場合には吸着時間を長くするのが効果的である。また、装置に使用する静電チャックが双極型静電チャックであれば、電極に印加する電圧を変化させることによって吸着力を調整することができるため、異物の量が少ない場合には電圧を落とすあるいは吸着時間を短くするなどしてその条件により対応すること可能になり、一枚当たりの処理時間が最短になるよう運転パラメータを最適化できる。この際、単位面積当たりの基板に対する吸着力は１０〜３００ｇf／ｃｍ２の範囲であることが望ましい。
また、本発明の異物除去装置は、特に真空中で動作させる必要はなく、大気圧あるいは若干の加圧下で使用することができる。そのため、真空引きあるいは大気開放のための手順が省けるため、装置の処理時間が短縮できる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明の異物除去装置では、基板に付着した異物（基板吸着面側に付着した異物）を樹脂シートに転移させ、その樹脂シートを回収するため、除去された異物が基板に再付着するおそれを可及的に排除できる。また、粘着テープ等を使用しないで異物を除去するため、従来問題とされていた基板との引き剥がしの際にかかる負荷は皆無であり、大型化が進む基板に対しても適用可能であって、基板を破損させるおそれもない。また、ロール状の樹脂シートを使用すれば、連続処理できる効果がより顕著になるため、特に処理能力が要求されるような半導体素子の生産現場等での使用は効果的である。更には、基板に付着している異物の量あるいは大きさに応じて、静電チャックに印加する電位や吸着時間等をパラメータとして最適化すれば、効率的な異物除去ができるため、基板一枚あたりに要する処理時間を最短化できる。更にまた、安価な樹脂シートを使用することで、維持費用を安価に抑えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、中央静電チャックと周辺静電チャックとによって基板吸着面を形成する場合の一例を示す平面説明図である。
【図２】図２は、中央静電チャックと周辺静電チャックとによって基板吸着面を形成する場合の一例を示す平面説明図である。
【図３】図３は、中央静電チャックと周辺静電チャックとによって基板吸着面を形成する場合の異物除去装置の断面説明図（一部）である。
【図４】図４は、異物除去装置に基板を吸着させた状態を示す断面説明図である。
【図５】図５は、高さ方向調整手段によって、中央静電チャックを突出させると共に基板の端部と樹脂シートとの間に隙間を形成させた様子を示す断面説明図である。
【図６】図６は、異物除去後の基板を回収する様子を示す断面説明図である。
【図７】図７は、異物除去装置に供給側基板カセット及び回収側基板カセットを組み合わせて構成した異物除去システムの平面説明図である。
【図８】図８は、異物除去装置に供給側基板カセット及び回収側基板カセットを組み合わせて構成した異物除去システムの斜視説明図（外観図）である。
【図９】図９は、中央静電チャックと周辺静電チャックとによって基板吸着面を形成する異物除去装置の変形例を示す断面説明図（一部）である。
【図１０】図１０は、それぞれが基板吸着面を形成する第１静電チャックと第２静電チャックとを有してなる異物除去装置の一例を示す平面説明図（一部）である。
【図１１】図１１は、異物除去装置にＳＭＩＦを組み合わせて構成した異物除去システムの平面説明図である。
【符号の説明】
【００３８】
Ｘ：異物除去装置、１：基板、２：中央静電チャック、３：周辺静電チャック、４：基板吸着面、５：樹脂シート、６：送り出しロール、７：供給側ガイドローラ、８：供給側調整ローラ、９：樹脂シート供給手段、１０：巻き取りロール、１１：回収側ガイドローラ、１２：回収側調整ローラ、１３：樹脂シート回収手段、１４，１８，２０：第一電極、１５，１９，２１：第二電極、１６：電源、１７：スイッチ、２２：異物、２３：基板押し上げピン、２４：フォーク、２５：ロボットアーム、２６：供給用基板カセット、２７：回収用基板カセット、３１，３４，３７：第一電極３１，３４，３７、３２，３５，３８：第二電極、３３，３６，３８：金属基盤、４１：第１静電チャック、４２：第２静電チャック、４３：第一電極、４４：第二電極、４５：第１基板吸着面、４６：第一電極、４７：第二電極、４８：第２基板吸着面、４９：清浄空気イオナイザー、５０：ロボットアーム、５１：アライナー、５２：ＳＭＩＦ
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、添付した図面に基づいて、本発明の好適な実施の形態を具体的に説明する。
【００４０】
先ず、基板吸着面を形成する静電チャックが、中央静電チャックと周辺静電チャックとに分割されてなる場合の異物除去装置について具体的に説明する。
図３は、図２に示した中央静電チャック２と周辺静電チャック３とから形成される基板吸着面４を有した異物除去装置Ｘの一部断面図（図２のＡ-Ａ’断面）を示す。すなわち、この異物除去装置Ｘは、基板１の中央部に対応して比較的広い部分を有する中央静電チャック２と、この中央静電チャック２の両側に配置されて基板１の周辺部に対応する周辺静電チャック3a及び3bとによって平面形状が四角形からなる基板吸着面４を形成する。そして、この基板吸着面４には、厚さ１０μｍのポリビニルアルコール製の樹脂シート５が敷かれる。この樹脂シート５は、その長さ方向に周辺静電チャック3a、中央静電チャック２及び周辺静電チャック3aが順次配置されるように、樹脂シート供給手段９によって基板吸着面４に供給される。この樹脂シート供給手段９は、ロール状に巻かれた樹脂シート５を装着した送り出しロール６と、送り出しロール６から送り出された樹脂シート５を基板吸着面側４に導く一対の供給側ガイドローラ７と、これらの間に配置されて樹脂シート５のテンション調整を行う供給側調整ローラ８とからなる。また、基板吸着面４に供給された樹脂シート５は、巻き取りロール１０と、基板吸着面４から送られてきた樹脂シート５を巻き取りロール１０側に導く一対の回収側ガイドローラ１１と、これらの間に配置されて樹脂シート５のテンション調整を行う回収側調整ローラ１２とからなる樹脂シート回収手段１３によって回収される。
【００４１】
また、上記中央静電チャック２及び２つの周辺静電チャック3a，3bは、それぞれ双極型の静電チャックからなり、中央静電チャック２は第一電極１４と第二電極１５の２つの電極を有し、これらの電極１４，１５は電源１６に接続され、電源１６の電圧をＯＮ−ＯＦＦにするためのスイッチ１７と直列に接続される。同様に、周辺静電チャック3aの第一電極１８と第二電極１９、及び周辺静電チャック3bの第一電極２０と第二電極２１は、それぞれスイッチ１７を介して電源１６に接続される。このうち、周辺静電チャック3a，3bには、それぞれ基板吸着面４の垂直方向（図中に示した両矢印方向）に上昇下降可能なように図示外のリフター機構（高さ方向調整手段）が接続されている。また、供給側ガイドローラ７及び回収側ガイドローラ１１についても、それぞれ同様の図示外のリフター機構（高さ方向調整手段）が接続されている。更には、基板１を載置させるフォークを備えたロボットアーム（図示外）を備えており、基板吸着面４に処理する基板１を供給すると共に、処理後の基板１を回収する。
【００４２】
上記のように構成してなる異物除去装置Ｘを用いて、基板１から異物を除去する手順について説明する。図３は、図示外のロボットアーム（基板搬送手段）によって供給された基板１（基板吸着面側に異物２２が付着している）が基板吸着面４上の樹脂シート５に載置させた状態を示す。このとき電源１６のスイッチ１７はＯＦＦの状態であり、いずれの静電チャックにも電圧は印加されておらず、基板１はまだ吸着されていない。図４は、電源１６のスイッチ１７をＯＮ状態にして、各静電チャックの第一電極と第二電極と間に同時に同等な電圧を印加して、樹脂シート５を介して基板１を基板吸着面４に吸着させた様子を示す。この際、異物２２は樹脂シート５にめり込んでいる状態である。吸着時間と電源１６の電圧は調節可能であり、例えば吸着時間は１〜６０秒、電源１６の端子間の電圧は０〜８ｋＶで可変である。特に双極型の静電チャックであれば、正負の電位を電極間に印加することもできるため、その場合には前記と同等な電位差は０〜±４ｋＶである。尚、各静電チャック、ローラ、等の全ての機構と、電源、スイッチ等については、それらの動作を管理する図示外のコントローラにより制御するようにしてもよい。
【００４３】
上記の設定条件で基板１を所定時間吸着させてからスイッチ１７をＯＦＦにした後、図５に示すように、高さ方向調整手段によって、基板吸着面４の垂直方向に中央静電チャック２を周辺静電チャック3a，3bに対して突出させると共に、基板１の端部と樹脂シート５との間に隙間を形成させる。すなわち、それぞれ図示外のリフター機構を備えた周辺静電チャック3a，3b、供給側ガイドローラ７、及び回収側ガイドローラ１１を、基板吸着面４から垂直方向下方側（基板吸着面４とは反対側）に下降ささることで、上記図５の状態にさせることができる。基板１と樹脂シート５との間に形成された隙間を利用すれば、ロボットアームによって基板１の回収が可能であるが、この際、上記隙間に基板１の両端側から基板押し上げピン２３（基板持ち上げ手段）を入れ、基板１を垂直方向上方に持ち上げることで、基板１の回収をより簡便かつ確実に行うことができる。尚、この図５には、基板１に付着していた異物２２が樹脂シート５に転移した様子を示している。
【００４４】
異物除去後の基板１を回収するには、図６に示すように、基板押し上げピン２３によって持ち上げた基板１と樹脂シート５との隙間にロボットアームの先端に設けられたフォーク２４を挿入し、このフォーク２４に基板を載置させてロボットアーム（図示外）によって回収すればよい。また、基板吸着面４にて異物２２を転移させた樹脂シート５は、巻き取りロール１０によって巻き取ることで回収することができ、同時に、送り出しロール６側から送り出された新たな樹脂シート５が基板吸着面４に供給されて（図中の矢印方向）、次の異物除去処理を行うことができる。
【００４５】
異物２２が付着した別の基板１を処理するためには、フォーク２４に載置させた基板１を基板押し上げピン２３に移載し、基板押し上げピン２３を下して中央静電チャック２上の新たな樹脂シート５に載せる。次いで、それぞれのリフター機構によって周辺静電チャック3a及び3bを上昇させて中央静電チャック２と共に基板吸着面４を形成させる。この際、供給側ガイドローラ８及び回収側ガイドローラ１１についてもリフター機構によってあわせて上昇させればよい。尚、送り出しロール６の樹脂シート５が全て使い尽くされた場合には、新たな樹脂シート５を装着すればよく、巻き取りロール１０に回収された使用済みの樹脂シート５は廃棄すればよい。
【００４６】
また、本発明における異物除去装置Ｘは、図７に示したように、ロボットアーム２５の可動域内に、未処理（異物除去前）の基板１を入れた供給用基板カセット２６と、処理後（異物除去後）の基板１を回収する回収用基板カセット２７とを設置するようにして、基板の異物除去システムを構成するようにしてもよい。尚、図８は、上記のように異物除去装置Ｘと各基板カセット２６，２７とからなる異物除去システムを構成した場合の外観図を示す。
【００４７】
次に、基板吸着面を形成する静電チャックが、中央静電チャックと周辺静電チャックとに分割されてなる異物除去装置の変形例について具体的に説明する。
図９に示した異物除去装置Ｘでは、中央静電チャック２及び周辺静電チャック3a，3bを形成する電極によって基板吸着面４を形成する。すなわち、中央静電チャック２は、厚さ１ｍｍであって、体積抵抗率１×１０−４Ω・ｃｍ、及びショア硬度７０Ｈｓの炭素入りシリコン製導電性ゴム（弾性電極）からなる平板状の第一電極３１及び第二電極３２が、厚さ５０μｍ以上のエンジニアリングプラスチック製の絶縁シート（図示外）を介してアルミ製の金属基盤３３に貼着されている。同様に、周辺静電チャック3aは、上記と同じ導電性ゴムからなる平板状の第一電極３４及び第二電極３５が、それぞれアルミ製の金属基盤３６に貼着され、周辺静電チャック3bは、上記と同じ導電性ゴムからなる第一電極３７及び第二電極３８が、それぞれアルミ製の金属基盤３９に貼着されてなる。そして、これら第一電極３１，３４，３７及び第二電極３２，３５，３８は露出されて基板１を吸着させる基板吸着面４を形成する。尚、上記第一電極及び第二電極と絶縁シートとの間、並びに絶縁シートと金属基盤との間は、それぞれ接着剤を用いて貼着される。
【００４８】
この変形例においては、吸着時のウエハとの接触率を上げるという理由から、例えば先の樹脂シートとは材質を変えて、厚さ２０μｍの低密度ポリエチレンからなる樹脂シート５を使用するのがよい。また、各静電チャックの第一電極３１，３４，３７及び第二電極３２，３５，３８によって直接基板吸着面４を形成しているため、先の例と比べて低い印加電圧でも同等の吸着力を発揮させることができるため、例えば吸着時間の可変範囲は１〜６０秒、電源１６の端子間の電圧は０〜４ｋＶが好適である。特に双極型の静電チャックの場合には、正負の電位を電極間に印加するため、この場合には前記と同等な電位差は０〜±２ｋＶである。その他の装置の構成や異物除去の手順等については、先に説明した異物除去装置の場合と同様にすることができる。
【００４９】
次に、複数の吸着ステージを備えた異物除去装置について、具体的に説明する。
図１０は、第１基板吸着面４５を形成する第１静電チャック４１と第２基板吸着面４８を形成する第２静電チャック４２との２つの静電チャックを有してなる基板の異物除去装置Ｘを示す平面説明図（一部）である。これら第１静電チャック４１及び第２静電チャック４２は、いずれも双極型の静電チャックからなり、厚さ１ｍｍであって、体積抵抗率１×１０−４Ω・ｃｍ、及びショア硬度７０Ｈｓの炭素入りシリコン製導電性ゴム（弾性電極）からなる電極が、厚さ５０μｍ以上のポリエチレン製の絶縁シートを介してアルミ製の金属基盤上に貼着され、それぞれの基板吸着面を形成する。尚、各静電チャックを形成する電極と絶縁シートとの間、及び絶縁シートと金属基盤との間は、それぞれ接着剤を用いて貼着される。
【００５０】
処理する基板１の例として、一般的な直径３００ｍｍのシリコンウエハ１の異物を除去する場合を以下で説明する。第１静電チャック４１は、縦２１６ｍｍ×横１５０ｍｍを有する平板状の第一電極４３と、同じく縦２１６ｍｍ×横１５０ｍｍの平板状の第二電極４４とがシリコンウエハ１を二等分するように互いに５ｍｍの間隔を有するように配置される。これら第一電極４３及び第二電極４４からなる第１基板吸着面４５は、上記シリコンウエハ１の全面を吸着するのではなく、シリコンウエハ１の両端部がそれぞれ３０〜４０ｍｍはみ出て非吸着領域が設けられる。また、第一電極４３と第二電極４４との間隔に相当する隙間部分も基板の非吸着領域である。一方、第２静電チャック４２は、後述する樹脂シート５の送り方向に３１０ｍｍ、幅方向に２１６ｍｍを有したＨ型平板状の第一電極４６と、このＨ型の第一電極４６の２つの空間部分を埋めるように、縦７０ｍｍ×横２００ｍｍの２つの平板状の第二電極４７を、それぞれ第一電極４６から５ｍｍの間隔を有して配置される。そして、第１静電チャック４１及び第２静電チャック４２は、それぞれ第一電極と第二電極との間に電源１６が接続される。
【００５１】
第１静電チャック４１及び第２静電チャック４２には、厚さ２０〜４０μｍ、幅２２０〜２３０ｍｍのポリエチレン製の樹脂シート５が供給されるが、この樹脂シート５は、ロール状に巻かれて送り出しロール６に装着され、図中に矢印で示したように、供給側ガイドローラ７を介して第１基板吸着面４５及び第２基板吸着面４８に導かれ、回収側ガイドローラ１１を介して巻き取りロール１０にて巻き取るようにする。これら送り出しロール６、供給側ガイドローラ７、回収側ガイドローラ１１及び巻き取りロール１０は、例えば直径が１０〜５０ｍｍ、長さ２２０ｍｍ以上であって、材質がステンレス等からなるものを例示することができる。また、樹脂シート供給手段側には、送り出しロール６と供給側ガイドローラ７との間に清浄空気イオナイザーを設置して、剥離帯電等が蓄積した樹脂シート５の電荷を中和させるようにしてもよい。尚、イオナイザーの代わりにコロナ放電器を用いることもできる。
【００５２】
図１１に示すように、上記に加えて、更に基板の端部を挟持することができる挟持部を有したロボットアーム５０と、基板吸着面に対して水平方向にシリコンウエハ１の向きを調整することができるアライナー（基板回転手段）５１とを備えた異物除去装置Ｘを利用して、シリコンウエハ１に付着した異物を除去する。先ず、ロボットアーム５０によって異物が付着したシリコンウエハ１を第１静電チャック４１の第１基板吸着面４５に供給する。次いで第一電極４３と第二電極４４との間に電圧を±１．５ｋＶ印加してシリコンウエハ１を吸着し、そのまま３０秒間吸着を維持させる。その後、各電極への電圧印加をやめ、シリコンウエハ１の非吸着領域である両端部を利用してロボットアーム５０の挟持部で保持し、アライナー５１にシリコンウエハ１を移送する。
【００５３】
そして、アライナー５１でウエハ１を９０°回転させた後、このウエハ１を再びロボットアーム５０に保持させて、今度は第２静電チャック４２の第２基板吸着面４８に供給する。この際、第１基板吸着面４５では吸着されていなかったウエハ１の両端部、及び第一電極４３と第二電極４４との隙間部分については、第２静電チャック４２の第一電極４６及び第二電極４７をウエハ側に投影して得られる電極投影領域に全て含まれる。そして、第２静電チャック４２においても、第１静電チャック４１の場合と同様にウエハ１を吸着させ、樹脂シート５側に異物を転移させて取り除くようにする。第２静電チャック４２にて異物除去を行った後は、第１静電チャック４１の場合と同様に、第２基板吸着面４８からはみ出したウエハ１の両端部を利用してロボットアーム５０で保持し、回収するようにすればよい。
【００５４】
上記のような第１静電チャック４１及び第２静電チャック４２を有してなる基板の異物除去装置Ｘを用いてウエハ１の異物除去を行うことは、例えば、第１静電チャック４１においてウエハ１に対して十分な吸着力が掛からない可能性のある非吸着領域では、樹脂シート５側への異物の転移が不十分になるため、少なくともこの非吸着領域を第２静電チャック４２では確実に吸着させることで、異物除去効果を複数の静電チャックによって補完することができるようになる。また、ウエハ処理の能力を向上させることができるメリットもある。尚、図１０では、第１静電チャック４１に吸着させたウエハ１のノッチの位置は図面向かって上向きであり、９０°回転させた後の第２静電チャック４２では、ノッチは図面向かって左向きに調整された様子を示す。
【００５５】
ところで、ロボットアーム５０の可動範囲内にＳＭＩＦ５２を複数設けて異物除去システムを構成してもよい。すなわち、未処理の樹脂シート５を各基板吸着面上に敷き、一方のＳＭＩＦ５２から取り出したウエハ１を第１静電チャック４１で異物除去し、ロボットアーム５０によって一度ウエハ１をアライナー５１まで移送する。ここでウエハ１を９０°回転させ、再度ロボットアーム５０によって今度はウエハ１を第２静電チャック４２に移送して異物除去を行う。異物除去が終了した後は、ロボットアーム５０によってアライナー５１に再び移送し、９０°反転させて、元のＳＭＩＦ５２に戻すようにする。別のＳＭＩＦ５２についても同様にすることで効率的にウエハを処理することができる。アライナー５１については、複数設けることで更に生産性を向上させることもできる。尚、各静電チャックにおけるウエハ１の吸着と離脱は、異物の付着状況等に応じて、同一のウエハ１について複数回繰り返すようにしてもよい。また、異物を移転させた樹脂シート５はウエハ１の吸着・離脱ごとに新しい樹脂シート５と交換するようにしてもよく、複数回繰り返し使用してから交換するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の異物除去装置は、半導体ウエハ製造工場、半導体素子製造工場、ガラス基板製造工場、液晶、プラズマ及び有機材料等を使用した薄型ディスプレー装置の製造工場等において、各種基板を処理する際に必要な異物除去作業を好適に行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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