JP2001096238A

JP2001096238A - 基板洗浄具，基板洗浄装置及び基板洗浄方法

Info

Publication number: JP2001096238A
Application number: JP2000215710A
Authority: JP
Inventors: Keizo Hirose; 圭蔵廣瀬; Kenji Sekiguchi; 賢治関口; Tomotsugu Inoue; 朋嗣井上; Takanori Miyazaki; 高典宮崎; Kinya Ueno; 欽也上野; Takehiko Orii; 武彦折居
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2001-04-10
Anticipated expiration: 2020-07-17
Also published as: JP4111299B2

Abstract

(57)【要約】【課題】基板の汚染や損傷を防止し，かつ形状が崩れ
ない基板洗浄具及びこのような基板洗浄具を用いる基板
洗浄装置を提供する。【解決手段】純水を供給する純水供給路６０と，純水
供給路６０から純水が供給される透水性の芯材６８と，
芯材６８の下面に平面部７２を形成し，芯材６８に被覆
された樹脂シート６９とを備えた洗浄ブラシ２４と，洗
浄ブラシ２４を押圧するロッド３１に対して上下方向に
推力を付与するエアベアリングシリンダ３０とを備え，
ロッド３１の内部に純水供給路６０を設けたことを特徴
とする，基板洗浄装置７。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は，基板の洗浄に用い
られる基板洗浄具，基板洗浄装置及び基板洗浄方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造プロセスにおいて
は，半導体デバイスが形成される半導体ウェハ（以下
「ウェハ」という）の表面の清浄度を高く維持する必要が
ある。このため，各々の製造プロセス，処理プロセスの
前後や，成膜工程，研磨工程の後などに，基板洗浄装置
を用いてウェハの表面を洗浄している。

【０００３】かかる基板洗浄装置として，従来，例えば
特許第２８７５２１３号が開示されている。この装置で
は，ウェハを回転させながら，ウェハの表面にブラシを
押圧し，ウェハとブラシとを相対的に移動させることに
より，ウェハの表面から粒子汚染物を除去している。

【０００４】そして，前述の特許第２８７５２１３号の
基板洗浄装置では，ブラシとして例えばセル構造の発砲
ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）の表面に保護膜を被覆
した構成になっている。またその他にも，従来の基板洗
浄装置で用いられるブラシとして，例えば毛足の硬いナ
イロンブラシ等からなる硬質なブラシや，毛足の柔らか
いモヘアブラシ等からなる軟質なブラシが，洗浄の種類
に応じて，適宜使い分けられて使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，特許第
２８７５２１３号に開示された基板洗浄装置では，前記
保護膜に粒子汚染物等のパーティクルが付着しやすく，
そのパーティクルがウェハに転写されて，洗浄後のウェ
ハにパーティクルが残存するおそれがあった。また，ナ
イロンブラシやモヘアブラシ等からなるブラシは，その
ようなパーティクルの転写によるウェハの汚染の他に，
特に硬質なブラシの場合は，摩擦やスクラッチ（ひっか
き傷）によりウェハの表面に損傷を与えるおそれがあっ
た。そしてこれら従来のブラシは，何れも洗浄回数を重
ねるに従ってブラシの表面が削れることにより，偏りや
「くせ」が生じてしまい，当初の接触圧力を維持し難く
なり，洗浄不良を起こすおそれがあった。

【０００６】従って本発明の目的は，パーティクルの付
着が少なく，また摩擦やスクラッチによる損傷を与える
こともなく，更に表面が削れることによる偏りや「く
せ」も生じずに，当初の接触圧力を維持して基板を良好
に洗浄できる基板洗浄具，このような基板洗浄具を用い
る基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することにあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，請求項１の発明は，基板を洗浄する洗浄具であっ
て，洗浄液を基板に供給するための洗浄液供給路と，前
記洗浄液供給路から洗浄液が供給される透水性の芯材と
を備え，前記芯材に透水性の多孔質膜を被覆させたこと
を特徴としている。

【０００８】この請求項１に記載の基板洗浄具にあって
は，洗浄液供給路を介して洗浄液を供給しながら，基板
洗浄具を基板の表面に押圧し，基板と基板洗浄具を相対
的に移動させることにより，洗浄を行う。洗浄液供給路
を介して供給された洗浄液は，芯材及び多孔質膜に形成
された微細な孔を通して基板に吐出され，基板洗浄具の
表面からは常に洗浄液が吐出された状態となるので，基
板洗浄具の表面（即ち多孔質膜の表面）にはパーティク
ルが付着する心配がない。このため，多孔質膜の内部に
パーティクルが入り込む心配がなく，また基板の洗浄の
際に，多孔質膜に付着したパーティクルが基板に転写さ
れ，基板が汚染されるといった問題も生じない。

【０００９】しかも，吐出された洗浄液によって基板の
表面に液膜を形成した状態で多孔質膜を基板に接触させ
るようにしているので，多孔質膜と基板との接触を滑ら
かにすることができる。特に，基板の表面に形成した液
膜を挟んで多孔質膜を間接的に基板に接触させるように
すれば，多孔質膜と基板との接触をより滑らかにするこ
とができる。このため，基板に対して損傷を与えること
がない。また，芯材に多孔質膜を被覆させているので，
洗浄液の供給圧などによって多孔質膜が変形する心配も
なく，多孔質膜は常に所定の形状を保つことができる。
また多孔質膜と基板との接触が滑らかであるので，洗浄
回数を重ねても，摩耗などによって形状が崩れることが
ない。

【００１０】請求項１に記載の基板洗浄具において，請
求項２に記載したように，前記芯材において基板と対向
する面に平面部を形成し，該平面部に前記多孔質膜を被
覆させることが好ましい。かかる構成によれば，芯材に
形成された平面部を被覆している多孔質膜を，基板に対
して面接触させることができる。このため，基板への接
触面積を拡大させ，基板の特定箇所に過度の接触圧力が
かかることを防止でき，スクラッチ（ひっかき傷）を無
くして基板を損傷させずに良好な洗浄を行うことができ
る。

【００１１】請求項３に記載したように，前記芯材は，
例えば微細な孔を多数有する樹脂である。かかる構成に
よれば，芯材に形成された微細な孔を通して洗浄液を通
過させることができる。この場合，芯材の材質には，洗
浄液を供給する際に水圧がかかっても変形を起こさずに
所定の形状を留めておくことができ，また浄液中に材質
成分が溶解せず，更に必要に応じて切削加工して形を自
由かつ容易に変えられるように，樹脂を用いることが好
ましい。樹脂の材質としては，例えばポリエチレン等が
挙げられる。

【００１２】請求項４に記載したように，前記芯材の外
面に多孔質膜を固着し，芯材の外面から多孔質膜が容易
に剥がれないように構成することが好ましい。この場
合，固着の方法は，例えば接着剤（洗浄液中に接着剤成
分が溶解しないもの）を用いて芯材の外面に多孔質膜を
接着しても良いし，また例えば芯材の外面に多孔質膜を
圧着しても良い。特に請求項５に記載したように，前記
固着が，熱溶着により行われることが好ましい。そうす
れば，熱溶着によって芯材に多孔質膜をしかっりと固着
することができるので，多孔質膜の膨張などを確実に防
止することが可能となる。また芯材が複雑な形状であっ
ても，熱溶着により多孔質膜を芯材の外面に沿って被覆
させることができる。

【００１３】請求項６に記載したように，前記透水性の
多孔質膜は，親水性の樹脂にしても良い。また請求項７
に記載したように，前記透水性の多孔質膜は，撥水性の
樹脂であっても良い。樹脂からなる多孔質膜は，その外
面の摩擦係数が小さくでき，パーティクルが発生し難
い。なお，洗浄液供給路内を通ってきた洗浄液中にパー
ティクルが混入されていることがあっても，前述したよ
うに多孔質膜の孔が微細であるために，このパーティク
ルが多孔質膜の外側に出て基板を汚染するようなことが
ない。そして請求項６に記載したように，多孔質膜が親
水性であれば，多孔質膜の微細な孔から洗浄液を通しや
すくなる。請求項７に記載したように，多孔質膜が撥水
性であれば，洗浄によって基板から剥がれたパーティク
ルを洗浄液と共にはじくことができ，多孔質膜にパーテ
ィクルが付着することをより確実に防止することができ
る。

【００１４】請求項８の発明は，基板を洗浄する装置で
あって，請求項１，２，３，４，５，６又は７に記載の
基板洗浄具と，前記基板洗浄具を押圧する押圧軸に対し
て推力を付与する駆動部とを備え，前記押圧軸の内部に
前記洗浄液供給路を設けたことを特徴とする。

【００１５】この請求項８に記載の基板洗浄装置によれ
ば，駆動部によって押圧軸に対して推力を付与し，所定
の接触圧力で基板洗浄具を基板に間接的又は直接的に接
触させる。また，押圧軸の内部に洗浄液供給路を通し，
芯材に洗浄液を供給する。

【００１６】請求項８に記載の基板洗浄装置において，
請求項９に記載したように，洗浄液供給路を通る洗浄液
に超音波を発振してこの洗浄液を振動させる超音波発振
機構を備えていてもよい。かかる構成によれば，洗浄液
を超音波振動させた状態で基板の表面に供給するので，
洗浄力を向上させることができる。

【００１７】また請求項１０に記載したように，前記押
圧軸に対して，前記基板洗浄具が着脱自在であってもよ
い。かかる構成によれば，基板洗浄具の交換を簡単に行
うことができる。

【００１８】請求項１１の発明は，洗浄液供給路から洗
浄液が供給される透水性の芯材に透水性の多孔質膜を被
覆させてなる基板洗浄具から洗浄液を吐出させ，該基板
洗浄具を押圧しながら基板を洗浄する基板洗浄方法であ
って，前記基板に対して基板洗浄具を押圧させる前に，
洗浄する際の基板洗浄具の所定の接触圧力を設定する工
程と，前記基板に基板洗浄具を押圧させる工程と，前記
所定の接触圧力になるように，基板洗浄具の押圧力を調
整する工程とを有することを特徴とする。

【００１９】この請求項１１に記載の基板洗浄方法によ
れば，基板洗浄具の押圧力を事前に調整することによっ
て，所定の接触圧力で基板を洗浄することができる。

【００２０】請求項１１に記載の基板洗浄方法におい
て，請求項１２に記載したように，前記基板に前記基板
洗浄具を面接触させるようにしても良い。また請求項１
３に記載したように，前記基板に液膜を介して基板洗浄
具を押圧させるようにしても良い。また請求項１４に記
載したように，前記基板を回転させながら洗浄するよう
にしても良い。

【００２１】請求項１５の発明は，洗浄液供給路から洗
浄液が供給される透水性の芯材に透水性の多孔質膜を被
覆させてなる基板洗浄具から洗浄液を吐出させる工程
と，ノズルから基板の表面に洗浄液を供給する工程と，
前記基板洗浄具から吐出される洗浄液と，前記ノズルか
ら供給される洗浄液で，基板の表面と基板洗浄具との間
に液膜を形成した状態で基板を洗浄する工程とを有する
ことを特徴とする，基板洗浄方法を提供する。

【００２２】請求項１５に記載の基板洗浄方法によれ
ば，基板洗浄具から送られる洗浄液に加えて，ノズルか
ら別に洗浄液を供給する。これにより，基板の表面に十
分な洗浄液を供給することが可能になり，基板の表面上
に液膜を好適に形成することができる。

【００２３】請求項１５に記載の基板洗浄方法におい
て，請求項１６に記載したように，前記ノズルから吐出
された洗浄液を基板の表面に供給しつつ，前記基板洗浄
具から洗浄液を吐出した状態で，基板の表面に対して前
記基板洗浄具を接近させ，液膜を形成することが好まし
い。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下，本発明の好ましい実施の形
態を，基板の一例としてウェハの表裏面を洗浄するよう
に構成された洗浄装置に基づいて説明する。図１は，本
実施の形態にかかる基板（表面）洗浄装置７を組み込ん
だ洗浄装置１の斜視図である。洗浄装置１は，キャリア
Ｃ単位でウェハＷを搬入し，ウェハＷを一枚ずつ洗浄，
乾燥し，キャリア単位でウェハＷを搬出するように構成
されている。

【００２５】この洗浄装置１には，ウェハＷを収納した
キャリアＣを４個分載置できる載置部２が設けられてい
る。洗浄装置１の中央には，載置部２に載置されたキャ
リアＣから洗浄工程前のウェハＷを一枚ずつ取り出し，
また，洗浄工程後のウェハＷをキャリアＣに収納する取
出収納アーム３が配置されている。この取出収納アーム
３の背部には，取出収納アーム３との間でウェハＷの授
受を行う搬送機構である搬送アーム４が待機している。
搬送アーム４は，洗浄装置１の中央に設けられた搬送路
６に沿って移動可能に設けられている。搬送路６の両側
には，各種の処理装置が配置されている。具体的には，
搬送路６の一方の側方には，ウェハＷの表面を洗浄する
ための前記基板洗浄装置７と，ウェハＷの裏面を洗浄す
るための基板（裏面）洗浄装置８とが並んで配置されて
いる。これら基板洗浄装置７，８では，ウェハＷを回転
させてスピン乾燥させるように構成されている。また，
搬送路６の他方の側方には，加熱装置９が４基積み重ね
て設けられている。この加熱装置９は，ウェハＷを加熱
して乾燥させるための手段である。この加熱装置９に隣
接して２基のウェハ反転装置１０が積み重ねて設けられ
ている。

【００２６】ここで，基板洗浄装置７の構成について説
明する。図２は，基板洗浄装置７の平面図であり，図３
は，その縦断面図である。ケース２０のほぼ中央に，ウ
ェハＷを水平に吸着保持した状態でモータ２１によって
回転するスピンチャック２２と，このスピンチャック２
２及びウェハＷを包囲しウェハＷの表面に供給した洗浄
液等が周囲に飛び散ることを防止するカップ２３とを備
えている。そして，ケース２０の一側近傍に，ウェハＷ
の表面に基板洗浄具としての洗浄ブラシ２４を接触させ
て洗浄するスクラブ洗浄機２５が配置されている。図２
で示したスクラブ洗浄機２５は，ウェハＷから離れた位
置で待機した状態を示している。また，ケース２０の前
面側には，図示しないシャッタによって開閉自在な搬入
出口７ａが設けられており，この搬入出口７ａを介し
て，搬送アーム４によりウェハＷが基板洗浄装置７に対
して搬入出されるようになっている。なお，スピンチャ
ック２２以外に，例えばウェハＷの周縁部を爪やリング
を用いて保持するメカニカルチャックを用いて，ウェハ
Ｗを水平に保持するようにしても良い。

【００２７】スクラブ洗浄機２５は，洗浄ブラシ２４を
アーム部材２６の先端部に取り付けており，このアーム
部材２６をシャフト２７の上端に水平姿勢で固定してい
る。そして，シャフト２７は，駆動機構（図示せず）に
よって昇降及び回転自在な構成となっている。従って，
アーム部材２６は，駆動機構の回転稼働によって，図２
中のθ方向に旋回し，ウェハＷの上方を往復移動できる
ようになっている。

【００２８】図４に示すように，アーム部材２６は，フ
レーム２６ａと，カバー２６ｂとを有している。アーム
部材２６の先端部には，洗浄ブラシ２４を昇降させるエ
アベアリングシリンダ３０が，フレーム２６ａ上に固定
されて配置されている。ここで，アーム部材２６の基端
部及び中央部には，洗浄ブラシ２４を回転させるために
従来であれば備えられているはずの，モータ及びモータ
の回転駆動を洗浄ブラシ２４に伝達する従動プーリ及び
ベルト等から成る複雑な伝達部品が設けられていない。
このため，スクラブ洗浄機２５は，洗浄ブラシ２４をウ
ェハＷに接触させる際には，洗浄ブラシ２４を回転させ
ずに済んでいる。

【００２９】エアベアリングシリンダ３０において，押
圧軸としてのロッド３１をエアベアリングシリンダ３０
の上方及び下方の両方に突出させている。一方，ロッド
３１の下端部に，下部部材３２と，取付具３３とを介し
て洗浄ブラシ２４を取り付けている。従って，エアベア
リングシリンダ３０の稼働に伴い，ロッド３１及び洗浄
ブラシ２４とを一体となって上下方向（図４中の往復矢
印Ａの方向）に昇降させるように構成している。なお，
この下部部材３２に対して取付具３３が，ネジ構造によ
って着脱自在となっている。従って，古い洗浄ブラシ２
４の製品寿命が尽きた際には，新しい洗浄ブラシ２４に
簡単に交換することができる。また，種々の洗浄に合わ
せて，様々な洗浄ブラシをスクラブ洗浄機２５に簡単に
取り付けることができる。

【００３０】一方，図５に示すように，エアベアリング
シリンダ３０の上面の左右両側にガイド部材３５ａ，３
５ｂが配置されている。これらガイド部材３５ａ，ガイ
ド部材３５ｂは，開口３６によって略凹形状に形成され
ている。ガイド部材３５ａの開口３６にはローラ３７ａ
が，ガイド部材３５ｂの開口３６にはローラ３７ｂがそ
れぞれ配置されている。そして，ローラ３７ａは水平支
軸３８ａを介して，ローラ３７ｂは水平支軸（図示せ
ず）を介して矩形板３９にそれぞれ回転自在に取り付け
られている。この矩形板３９には，ロッド３１が貫通す
ると共に固着されている。従って，ロッド３１を上下動
させる際には，ローラ３７ａ，３７ｂにより開口３６に
案内されながら円滑に行うようになっている。

【００３１】図６に示すように，エアベアリングシリン
ダ３０の内部には，気体が供給される給気室３０ａと，
気体が供給されると共に気体が排気される給排気室３０
ｂが形成されている。給排気室３０ｂは給気室３０ａよ
りも上側に位置し，給気室３０ａと給排気室３０ｂとは
お互いに連通している。また，前記ロット３１は，この
給気室３０ａ，給排気室３０ｂを貫通しており，ロッド
３１にはリング状のストッパ４０が取り付けられてい
る。このストッパ４０は，供給室３０ａ内に設置され，
ロッド３１がエアベアリングシリンダ３０から抜け出す
ことを防止している。なお，ストッパ４０を給排気室３
０ｂ内に設置できるようにロッド３１に取り付けてもよ
い。

【００３２】エアベアリングシリンダ３０の給気室３０
ａには，気体供給路４１が接続され，気体供給路４１の
途中には，気体の供給圧を調整する電空レギュレータ４
２が設けられている。この電空レギュレータ４２には制
御部４３が接続され，制御部４３は，この電空レギュレ
ータ４２に所定の電気信号を出力し，エアベアリングシ
リンダ３０内に流通する気体の供給圧を調整するように
なっている。従って，ロッド３１の上下方向の推力は，
気体供給路４１から供給される気体の供給圧によって自
在に制御される構成になっている。

【００３３】スクラブ洗浄中では，この気体供給路４１
から供給される気体の供給圧によって，図示の如くスト
ッパ４０を浮上させた状態にする。そして，ウェハＷの
表面付近から洗浄ブラシ２４を離れさせない程度にロッ
ド３１に上下方向の推力を付与し，洗浄ブラシ２４の自
重とロッド３１によって洗浄ブラシ２４に働くの推力と
の和又は差が，所定の接触圧力，例えば６０ｇｆ以下の
接触圧力になるように構成している。例えば，重量１０
０ｇｆの洗浄ブラシに上向きの推力を８０ｇｆ働かせれ
ば，ウェハＷに対する洗浄ブラシの接触圧力は２０ｇｆ
となり，また，重量５０ｇｆの洗浄ブラシに下向きの推
力を１０ｇｆ働かせれば，ウェハＷに対する洗浄ブラシ
の接触圧力は６０ｇｆとなる。このように，エアベアリ
ングシリンダ３０は，洗浄ブラシ２４を押圧するロッド
３１に対して上下方向に推力を付与するように構成され
ている。

【００３４】図７は，電空レギュレータ４２と制御部４
３との関係を示す回路図であるが，制御部４３が電空レ
ギュレータ４２に電気信号を出力する際の仕組みを述べ
ると，まず，図２及び図３に示すように，ウェハＷから
離れた位置で洗浄ブラシ２４の接触圧力を測定する測定
センサ４４を設ける。この測定センサ４４は，例えばロ
ードセルからなるものであり，荷重により生じる歪みを
電気的抵抗値の変動分として検出するものである。そし
て，洗浄以外でスクラブ洗浄機２５が待機している時
に，測定センサ４４に洗浄ブラシ２４を接触させて，そ
の接触圧力を測定する。この測定結果に基づき，洗浄ブ
ラシ２４の接触圧力が所定の値に達するための電気信号
のデータを制御部４３に記憶させておく。そして，実際
の洗浄の段階になれば，制御部４３が，この記憶したデ
ータに基づいて所定の電気信号を電空レギュレータ４２
に送信し，エアベアリングシリンダ３０に供給する気体
の供給圧を調整し，ロッド３１の推力，洗浄ブラシ２４
の接触圧力を制御するようになっている。こうして，洗
浄ブラシ２４の接触圧力を円滑に制御できるようになっ
ている。なお，この場合，洗浄中の洗浄ブラシ２４の接
触圧力を正確に測定するために，図３に示すように，測
定センサ４４の測定面４４ａの高さが，スピンチャック
２２に保持されたウェハＷの表面の高さと等しいことが
好ましい。また，洗浄ブラシ２４の接触圧力は，制御部
４３が電空レギュレータ４２を制御することによって，
１０ｇｆ，２０ｇｆ，３０ｇｆ，４０ｇｆ，５０ｇｆと
いうように変更して調整することが可能である。

【００３５】さらに，図６に示すように，エアベアリン
グシリンダ３０内部において，リング状で多孔質セラミ
ックのエアベアリング４５，４６を上下２箇所に設け，
これらエアベアリング４５，４６に気体を供給するエア
ベアリング用の気体供給路４７をエアベアリングシリン
ダ３０に接続する。気体供給路４７は途中で分流し，給
気室３０ａ，給排気室３０ｂに気体を供給できるように
なっている。そして，このエアベアリング用の気体供給
路４７から気体を供給されたエアベアリング４５，４６
は，ロッド３１を中空に浮上させた状態にし，摩擦のな
い状態を作り出す。そして，ロッド３１の昇降を安定し
て行えるように，その動作を支持するようになってい
る。従って，摺動抵抗が零に等しく，耐耗性に優れてい
る。なお，エアベアリングシリンダ３０では，中で気体
が溜まらないように気体排気路４８が給排気室３０ｂに
接続されている。

【００３６】また，気体供給路４１，４７に対しては，
図６に示す如く別々の気体供給源から気体を送り込むよ
うにしていたが，共通の気体供給源から気体供給路４
１，４７に対してそれぞれ気体を送り込むようにしても
よい。なお，気体供給路４７からは給気室３０ａ，給排
気室３０ｂに対して常時気体が供給されるようになって
いる。これに対し，気体供給路４１からは給気室３０ａ
に対して洗浄ブラシ２４を押圧するときにのみ気体が供
給されるようになっている。

【００３７】図４に示すように，エアベアリングシリン
ダ３０の上面には，ブラケット５０が設けられている。
また，アーム部材２６の先端部には，ロッド３１の下方
外周部及び下部部材３２を包囲すべく，上端がフレーム
２６ｂに固定された保護カバー５１が配置されている。
そして，ブラケット５０には発塵を排気する排気チュー
ブ５２が，保護カバー５１には同様な排気チューブ５３
がそれぞれ接続されている。これら排気チューブ５２，
５３は合流部５４で，図示しない真空吸引装置に接続さ
れている排気管路５５に合流している。仮にロッド３１
を上下動させることにより発塵しても，排気チューブ５
２，５３によってアーム部材２６外に排気される構成に
なっている。従って，洗浄中にウェハＷの表面にパーテ
ィクルが落下することがない。

【００３８】図８は，ロッド３１，下部部材３２，取付
具３３，洗浄ブラシ２４の断面説明図である。図８に示
すように，例えば洗浄液として純水をウェハＷに供給す
るための純水供給路６０を，これらロッド３１，下部部
材３２，取付具３３の内部を通し，洗浄ブラシ２４の内
部に純水を供給するようになっている。この場合，前述
したように洗浄ブラシ２４を回転させることがなく，ロ
ッド３１，下部部材３２，取付具３３を上下動させるだ
けで済んでいるので，複雑なシール機構などを要さず
に，簡単に純水供給路６０をロッド３１，下部部材３
２，取付具３３の内部に設けることができる。

【００３９】ここで，図９に示すように，純水供給路６
０の先端部には，超音波発振機構６１が設けられてお
り，この超音波発振機構６１の内部には，純水供給路６
０を囲むリング状の超音波発振子６２が複数個設けられ
ている。この場合，超音波発振機構６１は，図示しない
電源制御部によりオン・オフできるように構成してもよ
いし，また超音波発振機構６１の超音波振動の強弱を調
整できるように構成してよい。また，洗浄ブラシ２４の
外部に超音波発振機構６１を設けてもよい。

【００４０】図９及び図１０に示すように，洗浄ブラシ
２４は，円柱状の本体６５と，この本体６５の下面に接
続されたブラシ部６６とを有している。本体６５には，
純水を通すための通路６７が形成されている。また，ブ
ラシ部６６は，純水供給路６０から純水が供給される透
水性の芯材６８と，芯材６８を被膜する樹脂シート６９
と，樹脂シート６９が剥がれるのを防止する押さえリン
グ７０とを有している。

【００４１】芯材６８の材質には，純水を供給する際に
水圧がかかっても変形を起こさずに所定の形状を留めて
おくことができ，また純水中に材質成分が溶解せず，更
に必要に応じて切削加工して形を自由かつ容易に変えら
れるように，樹脂を用いることが好ましい。このような
樹脂の材質としては，例えばポリエチレン等が挙げられ
る。図示の例では，芯材６８は円形筒状に形成されてお
り，上面には開口部７１が形成され，ウェハＷと対向す
る面，即ち下面に平面部７２が形成されている。こうし
て，純水供給路６０から純水が供給されると，芯材６８
は，変形や溶解することなく，樹脂シート６９に純水を
透過させるようになっている。もちろん，洗浄液として
薬液が用いられる場合においても，芯材の材質に同様の
ことが要求される。

【００４２】また，芯材６８の外面に樹脂シート６９を
固着し，芯材６８の外面から樹脂シート６９が容易に剥
がれないように構成する。この固着は，熱溶着により行
い，芯材６８の外面に樹脂シート６９を気密に固着して
いる。その他，固着の方法が，接着剤（純水中に接着剤
成分が溶解しないもの）を用いて芯材６８の外面に樹脂
シート６９を接着しても良いし，また例えば芯材６８の
外面に樹脂シート６９を圧着しても良い。

【００４３】また，樹脂シート６９の材質には，その表
面の摩擦係数が小さくして摩耗によりパーティクルを発
生し難くすることができ，純水を吐出できるように微細
な孔が多数形成された多孔質体の樹脂を用いる。このよ
うな樹脂としては例えばフッ素樹脂やポリオレフィン樹
脂などが挙げられる。一例を挙げると例えば厚さが０．
１ｍｍ〜数ｍｍ，孔の大きさが０．０１〜数百μｍ程度
の例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオルエチレン）製の
シート等が用いられる。こうして，樹脂シート６９は透
水性の多孔質膜として機能し，磨り減り難く長期に渡っ
て使用することができる。

【００４４】その他，基板洗浄装置７には，スピンチャ
ック２２を挟んでスクラブ洗浄機２５と対称位置に，図
２中のθ‘方向に往復自在な純水供給ノズル８０が配置
されている。純水供給ノズル８０のアーム部材８１の先
端にはノズル８２が取り付けられ，このノズル８２によ
って純水が供給されるようになっている。

【００４５】次に，以上のように構成された基板洗浄装
置７を備えた洗浄装置１において行われるウェハＷの洗
浄工程を説明する。まず，図示しない搬送ロボットが未
だ洗浄されていないウェハＷを例えば２５枚ずつ収納し
たキャリアＣを載置部２に載置する。そして，この載置
部２に載置されたキャリアＣから一枚ずつウェハＷが取
り出され，取出搬入アーム３を介して搬送アーム４に受
け渡される。そして，基板洗浄装置７及び基板洗浄装置
８を用いて，ウェハＷを一枚ずつ洗浄し，ウェハＷの表
裏面に付着している粒子汚染物等のパーティクルを除去
する。所定の洗浄工程が終了したウェハＷは，搬送アー
ム４から取出収納アーム３に受け渡され，再びキャリア
Ｃに収納される。

【００４６】ここで，基板洗浄装置７での洗浄について
説明する。スピンチャック２２によってウェハＷを回転
させる。一方，図２の待機状態にあったスクラブ洗浄機
２５において，アーム部材２６を旋回させ，洗浄ブラシ
２４をウェハＷの上方，例えばウェハＷの中心付近にま
で移動させる。次いで，純水供給路６０を介して純水を
供給しながら，図１１に示すように，エアベアリングシ
リンダ３０の稼働によって洗浄ブラシ２４をウェハＷの
表面に押圧し，ウェハＷと洗浄ブラシ２４を相対的に移
動させることにより，洗浄を行う。例えばアーム部材２
６をウェハＷの中心から周縁部まで往復回動させること
により，ウェハＷの表面を均一に洗浄する。純水供給路
６０を介して供給された純水は，芯材６８及び樹脂シー
ト６９に形成された微細な孔を通してウェハＷに吐出さ
れ，ウェハＷの表面には液膜８３が形成されることにな
る。必要であれば，純水供給ノズル８７もウェハＷの上
方に移動させ，純水をウェハＷの表面に供給するように
しても良い。

【００４７】一方，ウェハＷの表面に洗浄ブラシ２４を
接触する際には，ウェハＷの表面に例えば６０ｇｆ以下
の所定の接触圧力を加える。ここで，所定の接触圧力に
なるように，洗浄ブラシ２４の押圧力を調整する。例え
ば，洗浄ブラシ２４の重量が約１００ｇｆとし，ロッド
３１に例えば８０ｇｆの上向きの推力を付与すれば，洗
浄ブラシ２４の接触圧力を２０ｇｆに調整することが可
能である。

【００４８】このとき，洗浄ブラシ２４の表面からは常
に純水が吐出された状態となるので，洗浄ブラシ２４の
表面（即ち樹脂シート６９の表面）にはパーティクルが
付着する心配がない。このため，樹脂シート６９の内部
にパーティクルが入り込む心配がなく，また，ウェハＷ
の洗浄の際に，樹脂シート６９に付着したパーティクル
がウェハＷに転写され，ウェハＷが汚染されるといった
問題も生じない。

【００４９】しかも，ＰＴＦＥ性の樹脂シート６９で
は，そのシート表面の摩擦係数が小さくなるので，樹脂
シート６９の表面とパーティクルとの密着力が小さくな
り，パーティクルが確実に付着し難くなる。なお，ＰＴ
ＦＥは薬液に対する耐薬品性が強いので，例えば洗浄液
としてオゾン水，電解イオン水，塩酸過水，アンモニア
過水，リン酸溶液，硫酸溶液，フッ酸溶液等の薬液を洗
浄液として用いることができる。このため洗浄効果を高
めることができる。

【００５０】また，吐出された純水によってウェハＷの
表面に液膜８３を形成した状態で樹脂シート６９をウェ
ハＷに接触させるようにしているので，樹脂シート６９
とウェハＷとの接触を滑らかにすることができる。この
ため，ウェハＷに対して損傷を与えることがない。特に
図１２に示すように，ウェハＷに対して液膜８３を挟ん
で樹脂シート６９（洗浄ブラシ２４）を間接的に接触す
ることも可能であり，このような間接的な接触により，
樹脂シート６９とウェハＷとの接触をより滑らかにする
ことができる。また，芯材６８に樹脂シート６９を被覆
させているので，純水の供給圧などによって樹脂シート
６９が変形する心配もなく，樹脂シート６９は常に所定
の形状を保つことができる。また樹脂シート６９とウェ
ハＷとの接触が滑らかであるので，洗浄回数を重ねて
も，摩耗などによって形状が崩れることがない。このよ
うに，洗浄ブラシ２４に偏りや「くせ」が生じることが
なく，当初の接触圧力を維持することが可能となる。

【００５１】さらにこの場合，芯材６８に形成された平
面部７２を被覆している樹脂シート６９を，ウェハＷに
対して面接触させることができる。このため，ウェハＷ
への接触面積を拡大させ，ウェハＷの特定箇所に過度の
接触圧力がかかることを防止でき，スクラッチ（ひっか
き傷）を無くしてウェハＷを損傷させずに良好な洗浄を
行うことができる。

【００５２】また，図９に示したように，純水供給路６
０を通る純水に超音波発振子６２から超音波が発振さ
れ，純水は超音波により振動した状態で純水供給路６０
から吐出される。このように振動した純水をウェハＷの
表面に供給すると，振動していない純水を供給したとき
に比べ，洗浄力を向上させることができる。

【００５３】また，ウェハＷの表面に洗浄ブラシ２４を
接触させる前に，測定センサ７４などを用いて，洗浄す
る際の洗浄ブラシ２４の所定の接触圧力を予めに設定し
ている。ウェハＷに表面に洗浄ブラシ２４を接触させる
際には，制御部４３，電空レギュレータ４２によって，
所定の接触圧力になるように洗浄ブラシ２４の押圧力を
調整するので，所定の接触圧力でウェハＷ洗浄すること
ができる。

【００５４】しかも，本実施形態では，従来のように洗
浄ブラシ２４を回転させておらず，さらに，図６に示し
たように，エアベアリングシリンダ３０内において，エ
アベアリング４５，４６を用いて，ロッド３１の動作を
支持し，摺動抵抗を無くしている。従って，洗浄ブラシ
２４の接触圧力を容易に制御することができる。また，
洗浄ブラシ２４を回転させる機構，即ちモータなどが不
要なるので，基板洗浄装置７の部品数の減少，構成の簡
素化，組立の容易化及びコストダウンを図ることができ
る。

【００５５】なお，本発明の実施の形態の一例ついて説
明したが，本発明はこの例に限らず種々の態様を採りう
るものである。例えば図３に示すように，ウェハＷの表
面上に液膜８３を形成するために，洗浄ブラシ２４を透
過してウェハＷの表面に送られる純水に加えて，図１３
に示すように，スピンチャック２２上のウェハＷの上面
へ，スピンチャック２２の近傍にほぼ半径方向に設けた
ノズル２９によって，洗浄液としての純水を別に供給す
るようにしてもよい。ノズル２９は，カップ２３の外側
上方に設置されており，カップ２３の上を越えてウェハ
Ｗの上面に図の矢印のように純水を供給する。これによ
り，ウェハＷの表面に十分な洗浄液を供給することが可
能になり，液膜８３を好適に形成することができる。な
お，ノズル２９から純水を吐出させてウェハＷの上面に
予め純水を供給して当該上面を濡らせた状態で，ウェハ
Ｗに対して洗浄ブラシ２４を接近させ，洗浄ブラシ２４
からも純水を供給しながらウェハＷの上面に液膜８３を
形成するのが好ましい。また，図１３では２本のノズル
２９を設けてあるが，これは主として８インチウェハの
場合で，６インチウェハの場合には１本のノズルを設け
るのみでもよい。

【００５６】また，例えば，樹脂シート６９の材質とし
ては，前述したＰＴＦＥ以外に，孔の大きさが数μｍ〜
数十μｍである，耐電防止処理を行ったポリオレフィン
樹脂等の多孔質材料も用いることができる。

【００５７】ＰＴＦＥをアルコールに浸漬させて親水性
にした樹脂シート６９を用いることができる。この場合
には，樹脂シート６９が親水性になるので，樹脂シート
６９の微細な孔から純水を通しやすくなる。ここで，純
水供給路６０内を通ってきた純水中にパーティクルが混
入されていることがあっても，前述したように樹脂シー
ト６９の孔が微細であるため，このパーティクルが樹脂
シート６９の外側に出てウェハＷを汚染するようなこと
がない。

【００５８】一方，ＰＴＦＥに撥水処理を施して撥水性
（疎水性）にした樹脂シート６９を用いることもでき
る。この場合には，樹脂シート６９が撥水性になるの
で，洗浄によってウェハＷから剥がれたパーティクルを
純水と共にはじくことができる。従って，樹脂シート６
９にパーティクルが付着することをより確実に防止する
ことができる。

【００５９】エアベアリングシリンダ３０の代わりに，
バネ，モータ，ムービングコイル等の種々の構成部品か
らなる昇降駆動部を設け，この昇降駆動部によってロッ
ド３３に上下方向の推力を付与し，洗浄ブラシ２４を押
圧することも可能である。

【００６０】また，本発明の実施の形態では，下部部材
に対して取付具が，ネジ構造によって着脱自在となって
いる場合について説明したが，図１４及び図１５に示す
ような構造（いわゆるカプラ構造）によって，下部部材
９０に対して取付具９１が着脱自在な構成になっていて
も良い。まず，下部部材９０の一方側には，下部部材９
０に対して取付具９１を固着する際に，取付具９１が落
下するのを防止する玉９２ａと，スプリングバネ９３ａ
によって鉛直下向きに付勢する揺動部９４ａとが設けら
れ，揺動部９４ａの下部には玉９２ａが入り込む凹部９
５ａが形成されている。同様に，下部部材９０の他方側
には，玉９２ｂと，スプリングバネ９３ｂと，揺動部９
４ｂとが設けられ，揺動部９４ｂの下部には凹部９５ｂ
が形成されている。一方，取付具９１の一方の側面に
は，玉９２ａが入り込む凹部９６ａと，この凹部９６ａ
の上方に突起部９７ａが形成され，取付具８１の他方の
側面には，同様に凹部９６ｂと，突起部９７ｂとが形成
されている。

【００６１】下部部材９０に対して取付具９１を固着す
る際には，図１５に示すように，玉９２ａを凹部９５ａ
に，玉９２ｂを凹部９５ｂにそれぞれ入れた状態で，揺
動部９４ａ，９４ｂを例えば人手により上げ，下部部材
９０内に取付具９１を差し込む。その後，図１４に示す
ように，手を離せば，スプリングバネ９３ａ，９３ｂの
弾性力によって揺動部９４ａ，９４ｂは下にさがる。こ
のとき，玉９２ａは凹部９６ａに，玉９２ｂは凹部９６
ｂにそれぞれ入り込み，玉９２ａ，９２ｂは，下部部材
９０と取付具９１との間で挟まれることになる。ここ
で，突起部９７ａが玉９２ａに，突起部９７ｂが玉９２
ｂにそれぞれ当たることになるので，取付具９１が下部
部材９０から外れなくなる。一方，図１５に示すよう
に，再び揺動部９４ｂ，９４ｂを上げれば，玉９２ａは
凹部９５ａに，玉９２ｂは凹部９５ｂにそれぞれ移るよ
うになり，下部部材９０から取付具９１を簡単に取り外
すことができる。かかる構成によれば，洗浄ブラシ２４
の交換を簡単に行うことができる。

【００６２】また，図１６〜１８に示すように，洗浄ブ
ラシ１００において，本体１０１に対してブラシ部１０
２を着脱自在に構成し，さらに本体１０１の上面にネジ
部１０３を設けて取付具に対して洗浄ブラシ１００を着
脱自在に構成しても良い。図１６〜１８は，本体１０１
にブラシ部１０２を取り付ける際の工程を説明する第１
〜３の工程説明図である。図１６に示すように，ブラシ
部１０２の上端部にＯリング１０４を設け，本体１０１
の下部にＯリング１０４に対応する溝部１０５を形成
し，本体１０１にブラシ部１０２を気密な状態で取り付
けられるように構成する。そして，図１７に示すよう
に，本体１０１の下部にブラシ部１０２をはめ込み，図
１８に示すように，Ｏリング１０４の周りをクランプリ
ング１０６によって締め付ける。その後，ネジ部１０３
を介して洗浄ブラシ１００を取付具に取り付ける。かか
る構成によれば，洗浄ブラシ１００の製品寿命が尽きた
場合には，取付具から洗浄ブラシ１００を取り外し，ブ
ラシ部１０２のみを交換するだけ済ますことができる。

【００６３】また，洗浄ブラシの芯材やブラシ部も種々
の態様を採ることが可能であり，以下，洗浄ブラシの変
形例について説明する。例えば芯材の厚さを自由に変え
ることができる。例えば前記芯材６８よりも薄い芯材を
ブラシ部６６内部に設けても良い。さらに，図１９に示
す第１の変形例の洗浄ブラシ１１０のように，筒状の内
壁と外壁とで形成された二重壁をもち，内壁と外壁との
間が中空にされた芯材１１１をブラシ部６６内部に設け
ることも可能である。また，芯材１１１の内壁と外壁の
各々の壁厚，材質，液の通り易さ（孔径）などを変え
て，液圧をコントロールしたり，純水中に含まれる異物
を遮断して，異物を含んだ純水がウェハに供給されるの
を防ぐようにすることができる。一方，前記芯材６８よ
りも厚さがある芯材をブラシ部６６内部に設けても良
い。さらに，図２０に示す第２の変形例の洗浄ブラシ１
１２のように，略円柱状の芯材１１３をブラシ部６６内
部に設けることも可能である。このように芯材の厚さを
自在に変化させることにより，純水の透過速度を調整し
て純水の吐出量を自由に調整することができる。また，
図２１に示す洗浄ブラシ１１５は，前記洗浄ブラシ１１
２を改良した第３の変形例である。この例に示すよう
に，前記芯材１１３に通路１１６を複数設け，ブラシ部
６６の下面に通路１１６を通して純水を容易に導くよう
にしても良い。この場合，通路１１６の幅を例えば０.
２ｍｍ程度にすることが好ましい。また，この通路１１
６の幅を０．２ｍｍより狭くしたり広くしても良い。ま
た，図示の例では，通路１１６が，鉛直軸方向に沿って
直線状に形成されているが，これに限らずに通路１１６
の形状を曲線状に形成したり，斜めに傾斜するように形
成しても良い。このように通路１１６の大きさや形状を
自在に変化させることにより，純水の吐出量や吐出圧を
自由に調整することができる。

【００６４】また，図２２〜２９を参照して洗浄ブラシ
の第４〜８の変形例について説明する。図２２に示す第
４の変形例の洗浄ブラシ１２０は，その下部周縁にテー
パ面１２１を形成した例である。この洗浄ブラシ１２０
のブラシ部１２２では，芯材１２３の下部において平面
部１２４の周縁にテーパ面１２５を形成し，さらに芯材
１２３に樹脂シート１２６を被覆することにより前記テ
ーパ面１２１を形成している。テーパ面１２１の幅Ｌは
例えば１ｍｍ以下であることが好ましい。ウェハＷをメ
カニカルチャックで保持する場合，このようにテーパ面
１２１を形成すれば，爪やリング等のチャック部材がブ
ラシ部１２２にひっかからないようにすることができ
る。一方，図２３に示す第５の変形例の洗浄ブラシ１３
０は，その下部周縁に外側に凸状に湾曲したテーパ面１
３１を形成し，下部周縁から角部を取った構成となって
いる。この洗浄ブラシ１３０のブラシ部１３２では，芯
材１３３の下部において平面部１３４の周縁に外側に凸
状に湾曲したテーパ面１３５を形成し，さらに芯材１３
３に樹脂シート１３６を被覆することにより前記テーパ
面１３１を形成している。この場合も，テーパ面１３１
の幅Ｌは例えば１ｍｍ以下であることが好ましい。

【００６５】かかる洗浄ブラシ１２０ではブラシ部１２
２のテーパ面１２１により，洗浄ブラシ１３０ではブラ
シ部１３２のテーパ面１３１により，ウェハＷとの間に
洗浄液が入り込みやすくなり，洗浄効果を高めることが
できる。また，これら洗浄ブラシ１２０，１３０では，
接触圧力を容易に制御することができるようになる。

【００６６】図２４及び図２５に示す第６の変形例の洗
浄ブラシ１４０は，円錐台に形成されたブラシ部１４１
を有している。図２５に示すように，ブラシ部１４１の
芯材１４２の下面に平面部１４３を形成し，芯材１４２
の縦断面形状における左右側面を傾斜させている。この
ような芯材１４２に樹脂シート１４４を被覆させてい
る。図２６及び図２７に示す第７の変形例の洗浄ブラシ
１５０は，側面が外側に凸状に湾曲しているブラシ部１
５１を有している。図２７に示すように，芯材１５２の
下面に平面部１５３を形成し，芯材１５２の縦断面形状
における左右側面を外側に凸状に湾曲させている。この
ような芯材１５２に樹脂シート１５４を被覆している。
かかる洗浄ブラシ１４０，１５０においては，前記洗浄
ブラシ２４と同様に，ウェハＷに面接触することができ
る。

【００６７】図２８及び図２９に示す第８の変形例の洗
浄ブラシ１６０は，略ドーム形状のブラシ部１６１を有
している。図２９に示すように，ブラシ部１６１の芯材
１６２の縦断面形状は略半球形状をなし，この芯材１６
２の外面に樹脂シート１６３を被覆させている。図２９
に示す例では，樹脂シート１６３の下面を押し付けるよ
うにしてウェハＷに接触させている。このような洗浄ブ
ラシ１６０は，半導体デバイス等が形成されないウェハ
Ｗの裏面の洗浄に対して有効である。ウェハＷの裏面が
汚染された場合には，このような洗浄ブラシ１６０を用
いることにより，ウェハＷの裏面に損傷を与えない程度
に強く押し付け，ウェハＷに対して相対的に移動させる
ことによりウェハＷの裏面からパーティクルを除去する
ことができる。

【００６８】次いで，図３０〜３３を参照して洗浄ブラ
シの第９〜１２の変形例について説明する。図３０に示
す第９の変形例の洗浄ブラシ１７０は，横断面形状が三
角形状となっているブラシ部１７１を有している。この
ようなブラシ部１７１の立体形状には，例えば三角柱形
状若しくは三角錐形状等がある。このような形状を形成
できるように適宜加工された芯材１７２の外面に樹脂シ
ート１７３を被覆させている。また，図３１に示す第１
０の変形例の洗浄ブラシ１７５は，横断面形状が正方形
となっているブラシ部１７６を有している。このような
ブラシ部１７６の立体形状には，例えば四角柱形状や四
角錐形状等があり，このような形状を形成できるように
適宜加工された芯材１７７の外面に樹脂シート１７８を
被覆させている。また，図３２に示す第１１の変形例の
洗浄ブラシ１８０は，横断面形状が，三角形を整形した
形状となっており，三つの角部が何れも外側に凸状に湾
曲させたブラシ部１８１を有している。このような横断
面形状を有したブラシ部１８１に対応して適宜加工され
た芯材１８２の外面に樹脂シート１８３を被覆させてい
る。また，図３３に示す第１２の変形例の洗浄ブラシ１
８５は，横断面形状が長方形となっているブラシ部１８
６を有している。このような横断面形状を有したブラシ
部１８６に対応して適宜加工された芯材１８７の外面に
樹脂シート１８８を被覆させている。さらにブラシ部を
多角錐形状，正多面体等に形成できるように芯材を適宜
加工し，この芯材の外面に樹脂シートを被覆させること
も可能である。以上説明したように，芯材は種々の形態
を採りうるものだが，熱溶着により樹脂シートを芯材に
被覆させているので，芯材が複雑な形状であっても樹脂
シートを被覆させることができる。従って，洗浄ブラシ
の形状を自由に形成することができる。そして，洗浄の
種類に応じて，適宜最適な形状の洗浄ブラシを用いるよ
うにすることが好ましい。

【００６９】また，洗浄ブラシ２４のウェハＷに対向す
る面は，図２９に示した例を除き平面状に形成されてい
る。洗浄ブラシ２４のこの平面には溝を形成することが
好ましいことがわかった。そこで，そのような場合につ
いて説明する。図３４は，図９に示した洗浄ブラシ２４
の平面，すなわち底面（ウェハＷに接触する接触面）に
溝１８９を形成した実施の形態をなしている。図３４に
示す実施の形態では，溝１８９は断面波形をなし，それ
ぞれが直線状をなし多数隣接して配置されている。図３
５に示す実施の形態では，複数の直線状溝１８９が離れ
て設けられている。この実施の形態では溝１８９の断面
形状はほぼ三角形をなしている。溝１８９の平面上での
配置は，図３７に示すように細かい格子状とすることも
できるし，また図３８に示すように粗い格子状とするこ
ともできる。溝１８９の配置は任意で，図３７及び図３
８に示す配置以外の種々の配置とすることができる。洗
浄ブラシ２４にこのような溝１８９を設けると，ウェハ
Ｗの表面上の液膜８３と洗浄ブラシ２４が相対移動する
際に，図３６に矢印で示すように溝１８９の内部を液が
案内されつつ流動し，これによって，液流（水流）を速
くするとともに，液膜８３を薄くすることができ，ウェ
ハＷに強く吸着して取れにくかったパーティクルが液流
（水流）に取り込まれて流れ去ることになる。このた
め，パーティクル除去の効率が向上する。

【００７０】次に，ウェハＷの洗浄，乾燥時のダメージ
の評価方法について図３９及び図４０を参照して説明す
る。先ず，図３９に示すように，ウェハＷの表面に所定
のレジストパターン１９０を形成する。その後，図２及
び図３に示すように，基板洗浄装置７内でウェハＷをス
クラブ洗浄機２５によってスクラブ洗浄した後にスピン
乾燥する。その後，図４０に示すように，ウェハＷの表
面を例えば電子光学系の検査装置によって検査し，洗
浄，スピン乾燥時の影響によってレジストパターン１９
０の欠けや欠損がどれくらいあるのか測定する。

【００７１】このとき，樹脂シート６９の材質の種類，
洗浄ブラシ２４の接触圧力，洗浄時間，洗浄時ウェハＷ
の回転数，洗浄ブラシ２４から吐出される洗浄液の吐出
量，乾燥時間，スピン乾燥時のウェハＷの回転数等の諸
条件は記録しておき，ウェハＷの洗浄，スピン乾燥時の
ダメージを総合的に評価する。

【００７２】図３及び図４に示す実施の形態では，スク
ラブ洗浄機２５の洗浄ブラシ２４は，水平アーム２６に
対してエアベアリングシリンダ３０の作用で上下方向に
変位してウェハＷの面への洗浄ブラシ２４の押し付け力
（押圧力）を調整するようにしているが，これに代わっ
て，図４１に示すように，水平アーム２６の基端のシャ
フト２７をエアシリンダ２００により上下方向に変位可
能に支持し，このエアシリンダ２００の上下駆動変位を
水平アーム２６に伝達し，この水平アーム２６の上下変
位によって洗浄ブラシ２４をウェハＷに押し付ける力を
調節するようにしてもよい。

【００７３】従来では，製造プロセスが終了して半導体
デバイスが製造された後，半導体デバイスの歩留まり率
によって，ウェハＷの洗浄，スピン乾燥時のダメージを
判断していた。当然のことながら，半導体デバイスの製
造プロセスには，成膜工程やエッチングなどの種々の工
程が含まれているので，半導体デバイスの歩留まり率で
は，ウェハＷの洗浄，スピン乾燥時のダメージを正確に
評価することはできない。そこで，かかる方法によれ
ば，レジストパターン付きのウェハＷを用いて洗浄，乾
燥時のダメージを直接測定するようにしたので，正確な
ダメージ評価を得ることができるようになった。しか
も，レジストパターン付きのウェハＷは簡単に作成する
ことができるので，樹脂シート６９の材質の種類，洗浄
ブラシ２４の接触圧力などの諸条件を変えてダメージ評
価を行えば，様々な場合のダメージに関するデータを得
ることができるようになる。なお，基板洗浄装置７に関
するデータを得るだけでなく，例えば前処理として加熱
装置９でウェハＷを加熱した後に基板洗浄装置７で洗浄
する場合や基板洗浄装置７で洗浄した後に後処理として
加熱装置９でウェハＷを加熱する場合に，レジストパタ
ーン１９０の欠けや欠損がどれくらいあるのか測定する
ようにしても良い。

【００７４】また，本発明は，フッ酸溶液により酸化膜
をエッチングする場合や例えばリン酸溶液によって窒化
膜をエッチングする場合，リン酸，酢酸，硝酸の混合液
によってアルミニウムをエッチングする場合の後の洗浄
処理に適用できる。その他，洗浄処理としては，ＡＰＭ
溶液（アンモニア＋過酸化水素水＋純水）によりパーテ
ィクルの除去を行う場合や，ＨＰＭ溶液（塩酸＋過酸化
水素水＋純水）により金属汚染を清浄する場合，ＳＰＭ
溶液（硝酸＋過酸化水素水）によりレジスト膜の有機物
を除去する場合等に適用できる。

【００７５】さらに，鉛直方向を軸として洗浄ブラシを
回転させながらウェハに接触させ，洗浄ブラシとウェハ
を相対的に移動させて洗浄を行うことも可能である。ま
た，基板を上記した本発明の実施の形態にようにウェハ
に限定せずに，ＬＣＤ基板，ＣＤ基板，プリント基板，
セラミック基板等であってもよい。

【００７６】

【発明の効果】請求項１〜７に記載の発明によれば，基
板の汚染や損傷を防止でき，かつ基板洗浄具を常に所定
の形状に保つことができる。従って，当初の接触圧力を
維持して基板を良好に洗浄できる。

【００７７】特に請求項２によれば，基板への接触面積
を拡大させ，基板の特定箇所に過度の接触圧力がかかる
ことを防止でき，スクラッチを無くして基板を損傷させ
ずに良好な洗浄を行うことができる。また，請求項３に
よれば，芯材の材質の要求を満たすことができる。ま
た，請求項４，５によれば，洗浄液を吐出する際の水圧
によって多孔質膜が芯材から剥がれたり，多孔質膜自体
が膨張することを防止することができ，特に請求項５に
よれば，基板洗浄具の形状を自由に作ることができるよ
うになる。また，請求項６，７によれば，基板洗浄具に
関して，パーティクルの付着の防止，基板の汚染防止，
良好な耐薬品性，製品寿命の長期化等を実現することで
きる。

【００７８】請求項８〜１０に記載の発明によれば，請
求項１〜７と同様に基板の汚染や損傷を防止して良好な
洗浄を行うことができる。特に請求項９によれば，洗浄
力を向上させることができる。また，請求項１０によれ
ば，基板洗浄具の交換を簡単に行うことができる。

【００７９】請求項１１〜１６に記載の発明によれば，
所定の接触圧力で洗浄することができる。特に請求項１
２の発明によれば，基板と基板洗浄具との接触が滑らか
になり，請求項１３の発明によれば，基板への接触面積
を拡大させ，スクラッチ等による基板の損傷を防止する
ことができる。請求項１５，１６によれば，基板の表面
上に液膜を好適に形成して，基板を洗浄することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる基板洗浄装置を備
えた洗浄装置の斜視図である。

【図２】本発明の実施の形態にかかる基板洗浄装置の平
面図である。

【図３】本発明の実施の形態にかかる基板洗浄装置の縦
断面図である。

【図４】アーム部材の縦断面図である。

【図５】エアベアリングシリンダの斜視図である。

【図６】エアベアリングシリンダの縦断面図である。

【図７】電空レギュレータと制御部との関係を説明する
回路図である。

【図８】ロッド，下部部材，取付具，洗浄ブラシの縦断
面図である。

【図９】取付具の一部及び洗浄ブラシを拡大して示した
縦断面図である。

【図１０】洗浄ブラシの各構成部品を分解して示した斜
視図である。

【図１１】洗浄ブラシを純水の液膜を通して直接的にウ
ェハの表面に接触させたときの様子を示した説明図であ
る。

【図１２】洗浄ブラシを純水の液膜を通して間接的にウ
ェハの表面に接触させたときの様子を示した説明図であ
る。

【図１３】ノズルを設けた場合の基板洗浄装置の平面図
である。

【図１４】下部部材に対して着脱自在に構成された取付
具の他の例を示す縦断面図であって，下部部材に取付具
を取り付けた状態を示している。

【図１５】下部部材に対して着脱自在に構成された取付
具の他の例を示す縦断面図であって，下部部材から取付
具を取り外す際の若しくは下部部材に取付具を取り付け
る際の状態を示している。

【図１６】本体にブラシ部を取り付ける際の工程を説明
する第１の工程説明図である。

【図１７】本体にブラシ部を取り付ける際の工程を説明
する第２の工程説明図である。

【図１８】本体にブラシ部を取り付ける際の工程を説明
する第３の工程説明図である。

【図１９】洗浄ブラシの第１の変形例を示す縦断面図で
ある。

【図２０】洗浄ブラシの第２の変形例を示す縦断面図で
ある。

【図２１】洗浄ブラシの第３の変形例を示す縦断面図で
ある。

【図２２】洗浄ブラシの第４の変形例を示す縦断面図で
ある。

【図２３】洗浄ブラシの第５の変形例を示す縦断面図で
ある。

【図２４】洗浄ブラシの第６の変形例を示す斜視図であ
る。

【図２５】洗浄ブラシの第６の変形例を示す縦断面図で
ある。

【図２６】洗浄ブラシの第７の変形例を示す斜視図であ
る。

【図２７】洗浄ブラシの第７の変形例を示す縦断面図で
ある。

【図２８】洗浄ブラシの第８の変形例を示す斜視図であ
る。

【図２９】洗浄ブラシの第８の変形例を示す縦断面図で
ある。

【図３０】洗浄ブラシの第９の変形例を示す横断面図で
ある。

【図３１】洗浄ブラシの第１０の変形例を示す横断面図
である。

【図３２】洗浄ブラシの第１１の変形例を示す横断面図
である。

【図３３】洗浄ブラシの第１２の変形例を示す横断面図
である。

【図３４】洗浄ブラシの平面（ウェハに接触する接触
面）に溝を形成した場合の縦断面図である。

【図３５】洗浄ブラシの平面（ウェハに接触する接触
面）に溝を形成した場合の他の例の説明図である。

【図３６】洗浄ブラシの平面（ウェハに接触する接触
面）に溝を形成した場合であって，溝の内部を液が案内
されつつ流動している状態を示す説明図である。

【図３７】洗浄ブラシの平面（ウェハに接触する接触
面）に溝を形成した場合であって，溝の平面上の配置の
一例を示す説明図である。

【図３８】洗浄ブラシの平面（ウェハに接触する接触
面）に溝を形成した場合であって，溝の平面上の配置の
他の例を示す説明図である。

【図３９】ウェハの洗浄，スピン乾燥時のダメージを評
価する際の工程を説明する第１の工程説明図である。

【図４０】ウェハの洗浄，スピン乾燥時のダメージを評
価する際の工程を説明する第２の工程説明図である。

【図４１】洗浄ブラシの押し付け力（押圧力）を調整す
る他の例を示す説明図である。

【符号の説明】

１洗浄装置７基板洗浄装置２４洗浄ブラシ３０エアベアリングシリンダ３１ロッド６０純水供給路６２超音波振動機構６８芯材６７樹脂シート７２平面部Ｗウェハ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４３Ｈ０１Ｌ 21/304 ６４３Ａ６４４６４４Ａ (72)発明者井上朋嗣佐賀県鳥栖市西新町1375番地41 東京エレクトロン九州株式会社佐賀事業所内 (72)発明者宮崎高典佐賀県鳥栖市西新町1375番地41 東京エレクトロン九州株式会社佐賀事業所内 (72)発明者上野欽也山梨県韮崎市穂坂町三ツ沢650 東京エレクトロン九州株式会社プロセス開発センター内 (72)発明者折居武彦山梨県韮崎市穂坂町三ツ沢650 東京エレクトロン九州株式会社プロセス開発センター内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を洗浄する洗浄具であって，洗浄液
を基板に供給するための洗浄液供給路と，前記洗浄液供
給路から洗浄液が供給される透水性の芯材とを備え，前
記芯材に透水性の多孔質膜を被覆させたことを特徴とす
る，基板洗浄具。
【請求項２】前記芯材において基板と対向する面に平
面部を形成し，該平面部に前記多孔質膜を被覆させたこ
とを特徴とする，請求項１に記載の基板洗浄具。
【請求項３】前記芯材は，微細な孔を多数有する樹脂
であることを特徴とする，請求項１又は２に記載の基板
洗浄具。
【請求項４】前記芯材に多孔質膜を固着させたことを
特徴とする，請求項１，２又は３に記載の基板洗浄具。
【請求項５】前記固着が，熱溶着により行われること
を特徴とする，請求項４に記載の基板洗浄具。
【請求項６】前記透水性の多孔質膜は，親水性の樹脂
であることを特徴とする，請求項１，２，３，４又は５
に記載の基板洗浄具。
【請求項７】前記透水性の多孔質膜は，撥水性の樹脂
であることを特徴とする，請求項１，２，３，４又は５
に記載の基板洗浄具。
【請求項８】基板を洗浄する装置であって，請求項
１，２，３，４，５，６又は７に記載の基板洗浄具と，
前記基板洗浄具を押圧する押圧軸に対して推力を付与す
る駆動部とを備え，前記押圧軸の内部に前記洗浄液供給
路を設けたことを特徴とする，基板洗浄装置。
【請求項９】前記洗浄液供給路を通る洗浄液に超音波
を発振して振動させる超音波発振機構を備えたことを特
徴とする，請求項８に記載の基板洗浄装置。
【請求項１０】前記押圧軸に対して，前記基板洗浄具
が着脱自在であることを特徴とする，請求項８又９に記
載の基板洗浄装置。
【請求項１１】洗浄液供給路から洗浄液が供給される
透水性の芯材に透水性の多孔質膜を被覆させてなる基板
洗浄具から洗浄液を吐出させ，該基板洗浄具を押圧しな
がら基板を洗浄する基板洗浄方法であって，前記基板に
対して基板洗浄具を押圧させる前に，洗浄する際の基板
洗浄具の所定の接触圧力を設定する工程と，前記基板に
基板洗浄具を押圧させる工程と，前記所定の接触圧力に
なるように，基板洗浄具の押圧力を調整する工程とを有
することを特徴とする，基板洗浄方法。
【請求項１２】前記基板に基板洗浄具を面接触させる
ことを特徴とする，請求項１１に記載の基板洗浄方法。
【請求項１３】前記基板に液膜を介して基板洗浄具を
押圧させることを特徴とする，請求項１１に記載の基板
洗浄方法。
【請求項１４】前記基板を回転させながら洗浄するこ
とを特徴とする，請求項１１，１２又は１３に記載の基
板洗浄方法。
【請求項１５】洗浄液供給路から洗浄液が供給される
透水性の芯材に透水性の多孔質膜を被覆させてなる基板
洗浄具から洗浄液を吐出させる工程と，ノズルから基板
の表面に洗浄液を供給する工程と，前記基板洗浄具から
吐出される洗浄液と，前記ノズルから供給される洗浄液
で，基板の表面と基板洗浄具との間に液膜を形成した状
態で基板を洗浄する工程とを有することを特徴とする，
基板洗浄方法。
【請求項１６】前記ノズルから吐出された洗浄液を基
板の表面に供給しつつ，前記基板洗浄具から洗浄液を吐
出した状態で，基板の表面に対して前記基板洗浄具を接
近させ，液膜を形成することを特徴とする，請求項１５
の基板洗浄方法。