专利名称：清洁部件和清洁方法
技术领域：
本发明涉及一种用于清洁各种不喜欢杂质的基片加工设备(substrateprocessing equipment)的部件(member)，一种采用相同的部件清洁前述基片加工设备的方法，和用该方法清洁的前述基片加工设备。
背景技术：
在各种不喜欢杂质的基片加工设备，如半导体，平板显示器，印制写入板(printed wiring board)等的生产和检验装置中，基片被传送的同时与各个传送体系物理接触。在那些情况中，如果杂质(foreign substance)粘附在基片或传送体系上，它会一个接一个的污染随后的基片，因而需要周期性的停止设备进行清洁处理。因此，存在降低工作率(working ratio)和需求大量人工的问题。
为了解决这个问题，提出了一个方法，其中通过将作为清洁部件(cleaning member)的固定有粘合剂的基片传送到前述装置中，来清洁和除去粘附在基片加工设备内的杂质(比较参考专利1)。
JP-A-10-154686(第2～4页)发明内容前述提出的方法是避免降低工作率和需求大量人工的有效方法，因为它不需要停止设备进行清洗处理。但是，在该方法中，在某些情况下基片不能安全的被传送，因为它易于被剥离，这归因于粘合剂材料对装置的接触区域粘性太强，因此最终结果是装置内的杂质不能被清洁和除去。
考虑到这种环境，本发明期望提供一种清洁部件，通过将其安全地传送到装置中，它能方便和安全地除去粘附在各种基片加工设备内的杂质，和一种采用该部件清洁基片加工设备的方法。
发明人针对前述目标进行了深入的研究，结果发现当清洁层(cleaninglayer)由通过活性能量源(active energy source)固化的聚合物树脂或具有耐热性的树脂层构成，并且其10％应变时的拉伸应力设定在规定范围内时，该清洁层构成清洁部件，清洁部件能被安全地传送到各种基片加工设备中而不会引起问题，如对装置的接触区域粘性太强，并且装置里面的杂质能因此被方便和安全的除去。
基于这样的发现完成了本发明。换句话说，本发明组成如下。
(1)一种清洁片材(cleaning sheet)，其包括在10％应变时具有0.3～3000N/mm2的拉伸应力的清洁层。
(2)根据上述(1)的清洁片材，其中清洁层包括已经由活性能量源固化的树脂层。
(3)根据上述(1)的清洁片材，其中清洁层包括具有耐热性的聚合物树脂。
(4)根据上述(1)至(3)中任一项的清洁片材，其进一步包括载体(support)，并且其中所述清洁层配备在载体的至少一面上。
(5)根据上述(1)至(3)中任一项的清洁片材，其进一步包括载体和粘合剂层，其中所述清洁层配备在载体的一面上并且所述粘合剂层配备在载体的另一面上。
(6)具有清洁功能的传送部件(carrying member)，其包括传送部件和配备在传送部件的至少一面上的清洁层，其中清洁层在10％应变时具有0.3～3000N/mm2的拉伸应力。
(7)根据上述(6)的具有清洁功能的传送部件，其中清洁层包括由活性能量源固化的树脂层。
(8)根据上述(6)的具有清洁功能的传送部件，其中清洁层包括具有耐热性的聚合物树脂。
(9)具有清洁功能的传送部件，其包括传送部件和粘合剂层(adhesivelayer)，其中根据上述(1)至(5)中任一项的清洁片材通过粘合剂层配备在传送部件的至少一面上。
(10)一种清洁方法，其包括传送根据上述(1)至(4)中任一项的清洁片材或根据上述(6)至(9)中任一项的具有清洁功能的传送部件，使根据上述(1)至(4)中任一项的清洁片材或根据上述(6)至(9)中任一项的具有清洁功能的传送部件与将被清洗的区域接触。
(11)一种用根据上述(10)的清洁方法清洁的基片加工设备。
因此，本发明能提供一种清洁部件，它能被传送到基片加工设备中，而不引起麻烦，如对将要清洗的区域粘性太强，并且能因此方便和安全地除去装置内的杂质，这通过将清洁层在10％应变时的拉伸应力设定在0.3～3000N/mm2的范围内实现，以及一种使用该清洁部件的清洁方法。
根据本发明的清洁部件，需要清洁层在10％应变时具有0.3～3000N/mm2范围内的拉伸应力，优选1～1000N/mm2的范围内，更优选5～500N/mm2的范围内，最优选10～100N/mm2的范围内。
通过将拉伸应力设定在这样的范围内，可方便和安全的除去杂质，而不会引起传送装置(carrier)的麻烦。当在10％应变时的拉伸应力超过3000N/mm2时，传送体系除去粘附杂质的性能将会降低；而当它低于0.3N/mm2时，它容易在传送过程中粘附到装置内的将要清洗的区域上而给传送装置带来麻烦。
关于一点，在此使用的术语“在10％应变时的拉伸应力”表示根据测试方法JIS K7127测得的值。
这种清洁层在材料等方面没有具体的限制，但是希望其典型的例子是由通过紫外线、热等活性能量源固化的树脂层构成。因为包括交联反应在内的固化反应，这种树脂层的分子结构因而变成三维网络结构，并且形变时它的拉伸应力因此而变大，所以很容易通过适当地控制前述反应而将形变时的拉伸应力设定在前述范围内。
此外，当形变时的拉伸应力设定在前述范围内时，虽然其粘合强度因前述三维网络结构的形成而降低，粘合强度变为0.2N(20g)/10mm宽或更低，优选约0.01～0.1N/10mm宽，这是基于硅晶片(光面(mirror surface))的180°剥离粘合强度(peel adhesive strength)。当粘合强度变得大于上述范围时，它容易在传送过程中粘附到装置内将要清洗的区域上而给传送装置带来麻烦。
已经由活性能量源固化的树脂层的例子包括那些，其中通过混合压敏胶粘剂聚合物与分子中具有一个或两个或更多不饱和双键的化合物(下文中称为可聚合的不饱和化合物)和聚合引发剂、以及当需要时的交联剂等来制备的固化型树脂组合物，活性能量源具体是紫外线固化。
优选的作为压敏胶粘剂聚合物的是以(甲基)丙烯酸和/或(甲基)丙烯酸酯作为主要单体的丙烯酸类聚合物。
在合成丙烯酸类聚合物中，可通过使用分子中具有两个或更多不饱和双键的化合物作为共聚单体而向丙烯酸类聚合物分子中引入不饱和键，或者在其合成之后通过官能团之间的反应，使分子中具有不饱和键的化合物键合到丙烯酸类聚合物上。通过这种引入，丙烯酸类聚合物自身也能通过活性能量源参与聚合固化反应(polymerization hardening reaction)。
作为可聚合的不饱和化合物，具有10000或更低的重均分子量的非挥发性、低分子量化合物是所希望的，并且考虑到在固化时有效地形成三维网络结构，具有5000或更低的重均分子量的化合物是特别希望的。
这样的可聚合的化合物的例子包括苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯(phenoxy polyethylene glycol(meth)acrylate)、ε-己内酯(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、尿烷(甲基)丙烯酸酯、环氧(甲基)丙烯酸酯，低聚酯(oligo-ester)(甲基)丙烯酸酯等，它们中的一种或两种以上可被使用。
作为聚合引发剂，当比如采用热作为活性能量源时，可使用过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈等热聚合引发剂。同样，当采用光作为活性能量源时，可使用苯甲酰基、苯偶姻乙醚、二苄基、异丙基苯偶姻醚，二苯甲酮、Michler酮、氯代噻吨酮、十二烷基噻吨酮、二甲基噻吨酮、苯乙酮二乙基缩酮(acetophenone diethyl ketal)、苯甲基二甲基缩酮、α-羟基环己基苯基酮、2-羟甲基苯基丙烷、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮等光聚合引发剂。
除前述的活性能量源固化的树脂层之外，还希望在本发明的清洁层中使用具有耐热性的聚合物树脂。
虽然该聚合物树脂没有具体的限制，只要它具有耐热性，但是作为例子，适宜的使用聚酰亚胺树脂，其是由在其主链上具有由下列通式(1)[在通式(1)中，n和m为0或0以上的整数，但n和m中的一个为1或1以上的整数]代表的结构单元的聚酰胺酸(polyamic acid)树脂热酰亚胺化(heat imidation)而得到的。
<通式(1)代表的结构单元>
前述聚酰胺酸树脂可通过在适当的有机溶剂中，使基本上等摩尔比的四羧酸二酐组分与二胺组分反应得到。
四羧酸二酐组分的例子包括3，3’，4，4’-联苯四羧酸二酐、2，2’，3，3’-联苯四羧酸二酐、3，3’，4，4’-二苯甲酮四羧酸二酐、2，2’，3，3’-二苯甲酮四羧酸二酐、4，4’-氧化二邻苯二甲酸二酐、2，2-二(2，3-二羧基苯基)六氟丙烷二酐、2，2-二(3，4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐(6FDA)、二(2，3-二羧基苯基)甲烷二酐、二(3，4-二羧基苯基)甲烷二酐、二(2，3-二羧基苯基)砜二酐、二(3，4-二羧基苯基)砜二酐、苯均四酸二酐、乙二醇二苯三酸二酐等，它们可以单独地或作为两种或更多种的混合物使用。
此外，作为前述二胺组分，可以使用具有前述通式(1)代表的结构的二胺，如下列通式(2)或(3)[在这两个通式中，n和m为0或0以上的整数，但是n和m中的一个为1或1以上的整数]代表的脂肪族二胺，并且该二胺可单独地或作为与其它二胺的混合物使用。
<通式(2)代表的脂肪族二胺>
<通式(3)代表的脂肪族二胺>
前述共同使用的二胺的例子包括二胺如4，4’-二氨基二苯基醚、3，4’-二氨基二苯基醚、3，3’-二氨基二苯基醚、间苯基二胺、对苯基二胺、4，4’-二氨基二苯基丙烷、3，3’-二氨基二苯基丙烷、4，4’-二氨基二苯基甲烷、3，3’-二氨基二苯基甲烷、4，4’-二氨基二苯基硫、3，3’-二氨基二苯基硫、4，4’-二氨基二苯基砜、3，3’-二氨基二苯基砜、1，4-二(4-氨基苯氧基)苯、1，3-二(4-氨基苯氧基)苯、1，3-二(3-氨基苯氧基)苯、1，3-二(4-氨基苯氧基)-2，2-二甲基丙烷、4，4’-二氨基二苯甲酮、1，3-二(3-氨基丙基)-1，1，3，3-四甲基二硅氧烷等。
前述四羧酸二酐和二胺可以，以基本上等摩尔比，在适当的有机溶剂中相互反应，并且当使用具有通式(1)代表的结构的二胺时，可在100℃或更高的温度下进行反应，以防止凝胶作用。
当它们在比这低的温度下聚合时，凝胶组分会保留在反应体系中，这取决于前述二胺的用量，而该残渣有时会因其堵塞而在过滤除去杂质方面带来困难。同时，由于反应变成异相，它有时会导致产生无规律的树脂特征。
此外，N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺等能作为适宜溶剂的例子用于实施前述四羧酸二酐和二胺的反应，并且甲苯、二甲苯等非极性溶剂可任选地与其混合，用于调节材料和树脂的溶解度。
可通过对前述方法得到的聚酰胺酸树脂进行热酰亚胺化作用，而得到本发明使用的聚酰亚胺树脂。
关于实施热酰亚胺化的方法，该酰亚胺化可在混合前述聚酰胺酸和与水共沸的甲苯、二甲苯等溶剂的溶液之后，通过在溶剂中共沸脱水实现，或者该酰亚胺化可通过将混合物涂布于基片上，干燥溶剂，然后进行热处理来实现。
同样，具有耐热性的聚合物树脂的例子除前述聚酰亚胺树脂外，还包括梯型聚合物如苯基-T(phenyl-T)、聚喹噁啉，聚亚苯甲酰基苯并咪唑等和芳香族聚合物如聚亚苯基、聚酰胺、聚酯酰亚胺、聚苯并咪唑、聚碳化二亚胺、丙氨酸酰胺(alamide)等。
在具有耐热性的聚合物树脂中，作为清洁层，特别希望聚酰亚胺树脂、聚酰胺和聚碳化二亚胺，因为即使暴露在400℃或更高温度下，它们不会产生挥发性气体和分解的单体。
关于本发明的清洁部件，其中清洁层由此耐热性聚合物树脂构成，该清洁部件的优点在于，即使当它用于在高温下使用的基片加工设备如臭氧洗涤器、抗蚀剂涂布机(resist coater)、氧化扩散炉(oxidation diffusion furnace)、常压CVD装置、减压CVD装置和等离子体CVD装置时，它使用时不会造成传送装置失效并在传送时也不会在处理装置内产生污染。
可以通过使用适宜的方法如旋转涂布法、喷雾法、间歇(comma)涂布法、贮槽法(fountain method)、凹槽辊涂布法(gravure method)，涂布到隔离纸(release paper)、耐热载体(聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜，聚酰亚胺薄膜等)或传送部件(主要由隔离层)上，干燥溶剂，然后在高温下热处理而形成此具有耐热性的聚合物树脂的清洁层，与后面将描述的各个清洁部件的实施方式相对应。
为了防止树脂氧化变质，前述热处理温度设定为200℃或更高是所期望的，并且在惰性气体如氮气环境或真空下进行该处理是所期望的。通过该处理，保留在树脂中的挥发性组分能完全被除去。
根据本发明，前述包括被活性能量源固化的树脂层或具有耐热性的聚合物树脂的清洁层，能通过使其单独地形成片材或带状而制成清洁片材。
同样，在那种情况下，可通过使用载体和在此载体的至少一面上布置前述清洁层来制备清洁片材。尽管在此情况下，清洁层的厚度没有具体限制，但它通常为5～100微米。
尽管载体没有具体限制，但是其例子包括聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、乙酰纤维素、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺等的塑料薄膜。希望载体厚度通常为10～100微米。
根据本发明，通过使用具有前述结构的清洁片材直接作为清洁部件，并且将它传送到各种基片加工设备中，使它与将要清洗的区域接触，能方便和安全的清洁和除去粘附在将要清洗的区域上的杂质。
此外，通过将具有前述结构的清洁片材通过粘合剂层施加于传送部件的至少一面上，能将其制成具有清洁功能的传送部件。也就是说，通过使用该具有清洁功能的传送部件作为清洁部件，并且以上述相同的方式将它传送到各种基片加工设备中，使它与将要清洗的区域接触，能方便和安全的清洁和除去粘附在将要清洗的区域上的杂质。
该具有清洁功能的传送部件可通过用普通的丙烯酸类粘合剂、橡胶等体系，将具有前述结构的清洁片材施加于传送部件上而制备。为了方便制备，需要预先制备在载体的一面上带有前述结构的清洁层的清洁片材，而在另一面上有前述的普通粘合剂层，并且通过前述的粘合剂层将它施加在传送部件上。
在具有前述结构的清洁片材中，需要被布置在载体的另一面上的粘合剂层具有通常为5～100微米的厚度。同时，当清洁基片加工设备之后传送部件从粘合剂层上剥离而循环使用时，期望粘合剂层的粘合强度为0.21～0.98N/10mm宽，优选0.4～0.98N/10mm宽，这是基于硅晶片(光面)的180°剥离粘合强度。
当在此范围内时，它能在清洁之后轻易地再剥离，而不会在传送过程中导致剥离。
除通过前述的在传送部件上层压清洁片材制备外，在本发明中要作为清洁部件使用的具有清洁功能的传送部件，还可通过将具有前述结构的清洁层直接布置在传送部件的至少一面上来制备。也就是说，清洁层可通过下述方法形成，其中施加用于构成清洁层的前述固化型树脂组合物或具有耐热性的聚合物树脂，然后在干燥之后由活性能量源固化或在高温下热处理。
根据本发明的具有清洁功能的传送部件，该传送部件没有具体限制，对应于基片加工设备(作为用于除去杂质的目标)种类的各种基片都能使用。说明性的例子包括半导体晶片、LCD、PDP及类似用于平板显示器的基片、以及压缩光盘(compact disc)、MR磁头(head)等的基片。
此外，本发明的要进行清洁的基片加工设备没有具体限制，并且其例子包括用于形成电路的曝光照射装置，抗蚀剂涂布装置、溅射(spattering)装置、离子注入装置、干法蚀刻装置、晶片检测器(wafer prober)等各种生产装置和检测装置。
根据本发明，它能提供用前述方法清洁的前述各种基片加工设备。
具体实施例方式
下面，将参考实施例来更加详细的描述本发明。但是，本发明不受这些实施例的限制。在这里，下面所用的术语“份”表示重量份。
实施例1通过均匀混合100份重均分子量700000的丙烯酸类聚合物(用包括75份丙烯酸2-乙基己酯，20份丙烯酸甲酯和5份丙烯酸的单体混合物合成)、50份二甲基丙烯酸聚乙二醇酯和50份尿烷丙烯酸酯作为可聚合的不饱和化合物、3份苯甲基二甲基缩酮作为光聚合引发剂和3份二苯基甲烷二异氰酸酯作为交联剂，制备紫外线固化型树脂溶液。
此外，用上述相同的方式制备非固化型树脂溶液，不同之处在于该树脂溶液中不加入3份苯甲基二甲基缩酮。
首先，通过将前述非固化型树脂溶液涂布于载体上至干燥后厚度为10微米并接着干燥溶液，在包括宽250mm厚、25微米的聚酯薄膜的载体的一面上布置普通的粘合剂层，然后将具有38微米厚度的聚酯隔离膜粘在其表面上。
接着，通过将前述紫外线固化型树脂溶液涂布于载体的另一面上，至干燥后厚度为40微米，并接着干燥溶液，而在载体的另一面上布置树脂层，然后如上所述将相同的聚酯隔离膜粘在其表面上。
通过用该方式在载体的一面上布置树脂层，而在另一面上布置普通粘合剂层，并且用具有中心波长为365纳米的紫外线以1000mJ/cm2的光总量(intergrated quality)进行照射，形成其中前述树脂层聚合固化的清洁层。
关于用该方式制备的清洁片材，测量该包含聚合固化树脂层的清洁层在10％应变时的拉伸应力，发现它为25N/10mm2。
通过剥离该清洁片材的普通粘合剂层面的隔离膜，并将该片材施加于作为传送部件的8英寸硅晶片的背面(光面)，制备具有清洁功能的传送部件。
从这里分别地，卸下基片加工设备的三个晶片平台(wafer stage)，用激光杂质分析仪(laser foreign matter analyzer)测量0.3微米或更大的杂质，发现在8英寸晶片大小的区域内，一个带有25000个杂质，另一个带有22000个杂质，而第三个带有23000个杂质。
接着，当使用前述具有清洁功能的传送部件作为清洁部件，并且在剥离其清洁层面的隔离膜之后，将其传送至具有前述25000个杂质粘附的晶片平台的基片加工设备中，它能没有任何问题的进行传送。其后，当卸下晶片平台并用激光杂质分析仪测量0.3微米或更大的杂质时，在8英寸晶片大小的区域内有6200个杂质，因此它能除去清洁前粘附杂质的3/4或更多。
对比例1用与发明实施例1相同的方式制备清洁片材，不同之处在于用具有中心波长为365纳米的紫外线以5mJ/cm2的光总量进行照射。清洁层在10％应变时的拉伸应力为0.13N/10mm2。
当使用此清洁片材，用与发明实施例1相同的方式制备具有清洁功能的传送部件，并在具有前述22000杂质粘附的晶片平台的基片加工设备中传送时，它被固着(fix)在晶片平台上，因此不能被传送。
对比例2用与发明实施例相同的方法制备清洁片材，不同之处在于用具有中心波长为365纳米的紫外线以2000mJ/cm2的光总量进行辐射。清洁层在10％应变时的拉伸应力为3500N/10mm2。
当使用此清洁片材用与发明实施例1相同的方式制备具有清洁功能的传送部件，并将其传送至具有前述23000杂质粘附的晶片平台的基片加工设备中，在8英寸的晶片范围内留有20000个杂质，因此清洁前粘附的杂质几乎不能被除去。
虽然本发明被详细的描述后并且参考了具体实施方式
，对本领域技术人员而言很明显，在不离开其精神和范围内能作出各种改变和改进。
本发明基于2003年6月26日申请的日本专利申请2003-182084，和2004年4月22日申请的日本专利申请2004-126304，它们所有公开的内容都作为参考完全并入本文。
权利要求
1.一种清洁片材，其包括在10％应变时具有0.3～3000N/mm2的拉伸应力的清洁层。
2.根据权利要求1的清洁片材，其中所述清洁层包括已经由活性能量源固化的树脂层。
3.根据权利要求1的清洁片材，其中所述清洁层包括具有耐热性的聚合物树脂。
4.根据权利要求1～3中任一项的清洁片材，其进一步包括载体，并且其中所述清洁层配备在载体的至少一面上。
5.根据权利要求1～3中任一项的清洁片材，其进一步包括载体和粘合剂层，其中所述清洁层配备在载体的一面上，而所述粘合剂层配备在载体的另一面上。
6.具有清洁功能的传送部件，其包括传送部件和配备在传送部件的至少一面上的清洁层，其中所述清洁层在10％应变时具有0.3～3000N/mm2的拉伸应力。
7.根据权利要求6的具有清洁功能的传送部件，其中所述清洁层包括已经由活性能量源固化的树脂层。
8.根据权利要求6的具有清洁功能的传送部件，其中所述清洁层包括具有耐热性的聚合物树脂。
9.具有清洁功能的传送部件，其包括传送部件和粘合剂层，其中根据权利要求1至5中任一项的清洁片材通过粘合剂层配备在所述传送部件的至少一面上。
10.一种清洁方法，其包括传送根据权利要求1至4中任一项的清洁片材或根据权利要求6至9中任一项的具有清洁功能的传送部件，使根据权利要求1至4中任一项的清洁片材或根据权利要求6至9中任一项的具有清洁功能的传送部件，以与要被清洗的区域接触。
11.一种通过根据权利要求10的清洁方法清洁的基片加工设备。
全文摘要
一种清洁片材，其包括在10％应变时具有0.3～3000N/mm
文档编号H01L21/677GK1577757SQ200410055209
公开日2005年2月9日 申请日期2004年6月28日 优先权日2003年6月26日
发明者寺田好夫, 丰田英志, 并河亮 申请人:日东电工株式会社