JP2005079216A - 基板洗浄装置の洗浄部材の初期化方法、基板洗浄装置並びに基板研磨及び洗浄システム - Google Patents

Abstract

【課題】研磨した基板を洗浄する基板洗浄装置において、不織布で形成した洗浄部材の初期化を行うことができる、洗浄部材の初期化方法を提供する
【解決手段】初期化用液体を供給しながら初期化用基板１の表面１ａに、裏面側を洗浄する不織布で形成された洗浄部材２１を接触させスクラブすることにより、洗浄部材の十分な初期化を行うことができる。また、前記の初期化方法で初期化した洗浄部材を備える基板洗浄装置では、基板を清浄度よく洗浄することができる。更に、前記の基板洗浄装置を備える基板研磨及び洗浄システムでは、基板を平坦化且つ鏡面化した上で、基板を清浄度よく洗浄することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、基板洗浄装置の洗浄部材の初期化方法、基板洗浄装置並びに基板研磨及び洗浄システムに関する。特に、不織布で形成された洗浄部材の初期化方法、該初期化方法にて初期化された洗浄部材を有する基板洗浄装置並びに該基板洗浄装置を備える基板研磨及び洗浄システムに関する。

半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハに幾層にもデバイス層を形成することが多くなっている。幾層ものデバイス層を精密に形成するためには、各デバイス層の表面を平坦化且つ鏡面化する必要がある。この平坦化及び鏡面化の手段として、化学機械研磨装置により、研磨することが行われている。化学機械研磨装置は、パッド（研磨布）を貼ったターンテーブルとトップリングとを有し、トップリングで研磨対象の基板を保持しターンテーブルとの間に基板を介在させる。基板とターンテーブルとの間にスラリー（砥液）を供給しつつ、基板とターンテーブルとを接しながら互いに回転させることにより、基板の表面を平坦且つ鏡面状に研磨する。

化学機械研磨後には、スラリーおよび研磨屑などのパーティクルが基板上に残存する。そこで、基板洗浄装置において、薬液を散布しながらスポンジなどの洗浄部材で基板をスクラブし、更に純水（以下、ＤＩＷと称する）などを基板上に供給して洗い流していた。ところが、基板とパーティクルの結合力が強い汚れは洗い落としにくい。このような洗い落としにくい汚れに対しては、洗浄部材としてスポンジより硬い不織布を用いてスクラブするのが効果的であることが報告されている（特許文献１参照）。

一方、洗浄部材として新しい洗浄部材を用いるときには、それらの洗浄部材に付着している汚れを洗い流し清浄にしておく必要がある。これを洗浄部材の初期化という。この初期化は、履歴の明確な、付着している汚れの少ない基板（初期化用基板という）を用いて、初期化用液体を供給しながら洗浄部材で初期化用基板をスクラブすることにより行っていた。

特開平８−７１５１１号公報（第４頁〜第５頁、図４）

ところが、洗浄部材として従来のスポンジを用いるときには上記の方法で初期化されたが、洗浄部材として不織布を用いた場合には、なかなか初期化されにくいことが多かった。十分に初期化されていない洗浄部材を用いて、基板をスクラブ洗浄すると、いわゆる逆汚染のために、基板が清浄度よく洗浄されにくい。そこで、本発明は、不織布を用いても十分な初期化を行うことができる、洗浄部材の初期化方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る、洗浄液を散布しながら不織布で形成された洗浄部材２１でスクラブして基板を洗浄する基板洗浄装置の、新たに設置した洗浄部材２１の初期化方法は、例えば図３に示すように、新たに設置した洗浄部材を清浄にするための初期化用基板１の表面１ａを洗浄部材２１に接触させて、接触面に初期化用液体を供給しながら、相対運動をさせてスクラブすることにより、洗浄部材２１を初期化する。

このように構成すると、不織布で形成された洗浄部材について、初期化用液体を供給しながら初期化用基板の表面をスクラブすることにより初期化を行うので、洗浄部材は十分に清浄となり、初期化される。なおここで、基板の表面とは、電気回路が形成されている若しくは電気回路が形成される（以下、単に「電気回路が形成されている」という）面をいい、その反対の面を裏面という。

また、請求項２に記載の発明に係る洗浄部材２１の初期化方法は、例えば図３に示すように、請求項１に記載の洗浄部材２１の初期化方法において、洗浄部材２１が基板の裏面を洗浄する洗浄部材である。

このように構成すると、裏面を洗浄する不織布で形成された洗浄部材について、初期化用液体を供給しながら初期化用基板の表面をスクラブすることにより初期化を行うので、洗浄部材は十分に清浄となり、初期化される。

また、前記の目的を達成するため、請求項３に記載の発明に係る基板洗浄装置は、例えば図１に示すように、請求項１又は請求項２に記載の洗浄部材の初期化方法で初期化された洗浄部材２１と、基板２を保持し回転させる回転部２４と、回転部２４に保持され回転している基板２に洗浄液を散布するノズル２５、２７とを備える。

このように構成すると、十分に初期化された洗浄部材により、回転する基板に洗浄液を散布しながらスクラブ洗浄することにより、基板を清浄度よく洗浄する基板洗浄装置となる。

更に、前記の目的を達成するため、請求項４に記載の発明に係る基板研磨及び洗浄システムは、例えば図５に示すように、請求項３に記載の基板洗浄装置２０と、基板２を、スラリーを用いて化学機械研磨する基板研磨装置１０とを備える。

このように構成すると、基板研磨装置で化学機械研磨された基板を、基板洗浄装置で、十分に初期化された洗浄部材により洗浄液を散布しながらスクラブ洗浄するので、基板を、平坦化且つ鏡面化した上で、清浄度よく洗浄する基板研磨及び洗浄システムとなる。

基板洗浄装置において、初期化用基板の表面を用いて、不織布で形成された洗浄部材をスクラブすることにより、十分な初期化を行うことができる。また、前記の初期化方法で初期化した洗浄部材を備える基板洗浄装置では、基板を清浄度よく洗浄することができる。更に、前記の基板洗浄装置を備える基板研磨及び洗浄システムでは、基板を平坦化且つ鏡面化した上で、基板を清浄度よく洗浄することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する装置には同一符号を付し、重複した説明は省略する。

先ず、図１の模式図を参照して、基板洗浄装置２０について説明する。図１（ａ）は、基板２を保持し、回転する部分を示している。即ち、６基のローラ２４が基板の周縁を取り囲むように配置されている。各ローラ２４は、円柱形をしており、その上面の中央に凸部２４ａを備えている。基板２は、その端縁をローラ２４の上面の凸部２４ａに水平方向に押さえられ、ローラ２４の上面で担持されている。ローラ２４が中心軸周りに回転することにより、凸部２４ａによりその端縁を回されるので、基板２はローラ２４の回転につれて、回転する。なお、ローラ２４は６基でなくても、基板２を担持し回転させるように構成されればよい。また、ローラ２４は、総て同一の回転速度で同一方向に回転するようになっているが、少なくとも一つのローラ２４に自転機構を設けて、他は従動回転するようにしてもよい。なお、基板２の回転速度は、１００ｍｉｎ^−１程度の低回転速度であることが多いが、それ以外の回転速度であってもよい。

図１（ｂ）は、基板２を洗浄する構成を、模式的に表している。基板２は、後述のように、電気回路が形成されている表面だけを化学機械研磨（以下、ＣＭＰと称する）装置で研磨され鏡面状になっており、その裏面は研磨されてはいない。なおここでいう基板２は、半導体ウエハ、ガラス基板、液晶パネル等の高度の清浄度が要求される基板を含む。基板２は、表面２ａを鉛直上方に向けて、ローラ２４に担持されて、回転させられる。基板洗浄装置２０は、基板２を両面から挟み込むように上下に２つの洗浄部材を備えている。図１（ｂ）の上方に描かれ、基板２の表面２ａをスクラブする洗浄部材である表面洗浄部材２２と基板２の裏面をスクラブする裏面洗浄部材２１である。表面洗浄部材２２と裏面洗浄部材２１は、円筒形に形成されており、その長さは、基板２を横断するより長く、基板洗浄装置２０において基板２の回転面と平行に設置されている。

表面洗浄部材２２と裏面洗浄部材２１は、基板２の交換の障害とならないように、基板２の面２ａ、２ｂから離れ、また接触するように、上下可動に構成されている。基板２の表面２ａに向けて上方より洗浄液を散布する表面側の洗浄液ノズル２７及びＤＩＷを供給する表面側の純水ノズル２８、並びに、基板２の裏面２ｂに向けて下方より洗浄液を散布する裏面側の洗浄液ノズル２５及びＤＩＷを供給する裏面側の純水ノズル２６が配設されている。

次に、基板洗浄装置２０で基板２を洗浄する方法を説明する。研磨（ＣＭＰ）した後の基板２には研磨剤や研磨屑が付着している。このような汚れの付着した基板２を、不図示の搬送機にて不図示のＣＭＰ装置から基板洗浄装置２０に搬送し、ローラ２４で担持する。ローラ２４により回転させられる基板２の表面２ａおよび裏面２ｂに洗浄液ノズル２７、２５より洗浄液が散布される。表面洗浄部材２２及び裏面洗浄部材２１が基板２の表面２ａ及び裏面２ｂに接触しながら相対運動をすることにより、回転している基板２上の汚れは、表面洗浄部材２２及び裏面洗浄部材２１によりスクラブされ（こすり落とされ）、除去される。使用する洗浄液は、ＣＭＰで用いるスラリーによって異なる。洗浄液でスクラブした後に、表面側の純水ノズル２８及び裏面側の純水ノズル２６からＤＩＷを供給することにより、ＤＩＷで洗浄してもよい。また、薬液の洗浄液を用いずにＤＩＷだけで洗浄してもよい。

基板２の表面２ａにおいては、表面に付着する汚れである微細なパーティクルを除去する必要がある。すなわち、配線間距離が、例えば０．５μｍであれば、０．５μｍより大きなパーティクルが基板面状にあると、配線がショートするなどの不具合が生ずることがあるので、０．５μｍ以上のごみを除去する必要がある。そのために、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）スポンジ等を用いてスクラブする。

一方、基板２の裏面２ｂでは、研磨（ＣＭＰ）する際にトップリングで保持されたことによる汚れが付着している。ＣＭＰ装置では、研磨面を平坦に仕上げるため、基板２をパッドに押し付ける圧力を基板２の場所毎に変えている。そこで、基板２の裏面２ｂと接触するトップリングの部分は、同心円状のメンブレンで構成されており、それぞれの同心円状のメンブレンが基板２の裏面２ｂと所定の圧力で接している。基板２の裏面２ｂには、このメンブレンに接したことによる汚れが付着している。この汚れは、基板２との結合力が強く洗い落としにくい。そこで、ＰＶＡスポンジでスクラブしても取り除くことは難しいので、裏面２ｂの洗浄は、不織布を用いてスクラブする。不織布とは繊維を樹脂等で固めたもので、その表面には繊維の隙間によって微細な孔が形成されている。不織布は、ＰＶＡスポンジより硬いので、汚れを基板２上から掻き取る力が大きいと考えられ、基板２上に頑強に付着している汚れであっても洗い落とすことができる。すなわち、表面洗浄部材２２はＰＶＡスポンジでよいが、裏面洗浄部材２１は不織布で形成される。

不織布としては、酸性のあるいはアルカリ性の洗浄液に対して耐性を有し、副生成物を発生させないものであることが要求される。更に、洗浄後の基板表面の重金属汚染が５×１０^１０（ａｔｏｍｓ／ｃｍ^２）以下であることも要求される。そこで、ポリエステル繊維又は類似の化学繊維を主たる材料とするものが用いられ、ポリエステル繊維から成る不織布の他、例えば、ロデール社製のＳｕｂａ８００やフジミインコーポレイテッド社製のＳｕｒｆｉｎ ｘｘｘ−５及びＳｕｒｆｉｎ ０００などである。これらの不織布は、繊維をウレタン樹脂で固めたものである。あるいは、スウェード製のものでもよい。

表面洗浄部材２２は、ＰＶＡスポンジ等を円筒形に形成してなり、裏面洗浄部材２１は、プラスティック製の円柱等の周りに不織布を巻きつけて形成されている。プラスティック製の円柱と不織布との間に、例えばゴムスポンジやウレタンなどの該不織布よりも軟質な層を設けてもよい。なお、表面洗浄部材２２は、ＰＶＡスポンジには限られず、他の材料で形成されてもよい。また、本実施の形態では、表面洗浄部材２２及び裏面洗浄部材２１は円筒形で、その側面を回転する基板２に接触して相対運動によりスクラブするが、表面洗浄部材２２及び裏面洗浄部材２１は他の形状でもよく、回転する基板２の全面をスクラブできるように構成されていればよい。例えば、基板２と平行な洗浄面を有し、基板２の表面２ａ及び裏面２ｂに垂直な軸回りに回転する円板形あるいはカップ形の洗浄部材であってもよい。

ここで、図２（ａ）の一部断面図を参照して、裏面洗浄部材２１について更に説明する。円柱形の軸体２１ｂの周囲に不織布２１ａを円筒形に巻きつける。軸体２１ｂは、アーム２１ｃにより、片持ち梁のように支持されている。アーム２１ｃ内には、不図示のモータが内蔵されており、不図示の伝達機構を介して、軸体２１ｂを軸周りに回転させる。軸体２１ｂの回転につれ、円筒形に形成された不織布２１ａも回転する。この回転は、１００〜１５０ｍｉｎ^−１程度の回転速度であり、基板２との接触箇所を変化させている。なお表面洗浄部材２２（図１参照）も同様に回転し、基板２との接触箇所を変化させている。ただし、表面洗浄部材２２及び裏面洗浄部材２１の回転速度は、上記に限定されない。

なお、図２（ａ）に示す裏面洗浄部材２１を用いる洗浄装置２０（図１（Ｂ）参照）は、裏面洗浄部材２１によるスクラブのための洗浄液を裏面側の洗浄液ノズル２５（図１（Ｂ）参照）から基板２上に供給する形式のものであるが、図２（ｂ）に示すように、洗浄部材の軸体２１ｂの内部に洗浄液又はＤＩＷを通す管２１ｄを有し、管２１ｄがアーム２１ｃを貫通して、洗浄液又はＤＩＷの供給を受けられる構造とし、管２１ｄ中の洗浄液又はＤＩＷが洗浄液噴出口２１ｅから不織布２１ａに浸み出ることにより、洗浄液又はＤＩＷが供給される構造としてもよい。この場合に、初期化のための初期化用液体は、管２１ｄを通って洗浄部材の内部から供給されてもよいし、裏面純水ノズル２６（図１（Ｂ）参照）などの外部から供給されてもよい。

上述のように、表面洗浄部材２２及び裏面洗浄部材２１は、基板２と接触して相対運動することにより、基板２をスクラブ洗浄している。そのため、表面洗浄部材２２及び裏面洗浄部材２１は、摩耗等の損傷を受けるので、定期的に交換する必要がある。表面洗浄部材２２の円筒形に形成したＰＶＡスポンジ等あるいは裏面洗浄部材２１の不織布２１ａを新たに設置したときには、ＰＶＡスポンジ等あるいは不織布２１ａに予め付着しているあるいは洗浄装置に設置した時に付着した汚れを落し清浄にする必要がある。これが、洗浄部材の初期化である。これらの汚れが付着したまま基板２の洗浄を行うと、それらの汚れが基板２に付着する、いわゆる逆汚染を生ずる恐れがあるからである。

図３の模式図を参照して、不織布で形成された裏面洗浄部材２１の初期化方法について説明する。不織布を用いた裏面洗浄部材２１あるいはＰＶＡスポンジ等で形成された表面洗浄部材２２を初期化するために、新たに設置した洗浄部材を清浄にするための初期化用基板１を基板洗浄装置２０のローラ２４（図１参照）の上に据える。初期化用基板１は、初期化用基板として特別な基板があるわけではなく、極めて清浄でなくともよいが、汚れは少ない方が好ましく、また、履歴が明白で、洗浄に害を及ぼす恐れのある大きなパーティクルや有害な薬品などが付着していない基板であればよい。初期化用基板１としては新品である必要もなく、適度に清浄であることが明らかであればよい。よって、特別な処理をすることなく、通常のプロセスで得られる基板を用いることができるので、簡便に初期化をすることができる。例えば、清浄な研磨前の基板でもよいし、被研磨基板の表面に形成された膜やデバイスと同じあるいは同じ性状（例えば、親水面や撥水面あるいは両者が混在した状態）の表面を備える清浄な基板（いわゆるサンプルウェハ等）でもよい。

初期化用基板１は、表面１ａを下方向に向け、裏面１ｂを上方向に向けて基板洗浄装置２０に設置される。すなわち、裏面洗浄部材２１には初期化用基板１の表面１ａが接触し、表面洗浄部材２２には裏面１ｂが接触する。表面洗浄部材２２及び裏面洗浄部材２１と初期化用基板１との接触は、０〜３０Ｎ程度の力で押し合うようにすることが好ましく、過剰な力で押し付けると、表面洗浄部材２２あるいは裏面洗浄部材２１の内部にＤＩＷが十分に入り込まなくなるので、好ましくない。

このような状態で、初期化用基板１の表面１ａ（下面）と裏面１ｂ（上面）にＤＩＷを供給しながら、初期化用基板１を回転させ、裏面洗浄部材２１と表面洗浄部材２２でスクラブする。ＤＩＷは０．３Ｌ／ｍｉｎ以上供給するのがよい。なお、初期化する際の初期化用液体はＤＩＷ以外であってもよく、例えば、有機酸や界面活性剤などを含有していても、酸性でも、中性でも、アルカリ性でもよい。また、初期化用基板１は、１０ｍｉｎ^−１以上の回転速度で回転するのがよい。裏面洗浄部材２１と表面洗浄部材２２も初期化用基板１との接触面を変えるために軸周りに回転し、その回転速度は１０ｍｉｎ^−１以上とするのがよい。このように初期化用基板１をスクラブすることにより、洗浄部材中にＤＩＷが入り込み汚れを洗い流すので、裏面洗浄部材２１と表面洗浄部材２２は十分に清浄となり、初期化される。特に不織布２１ａで形成された裏面洗浄部材２１は、初期化用基板１の表面１ａをスクラブすることにより、十分に初期化される。

不織布２１ａで形成された裏面洗浄部材２１が、初期化用基板１の裏面１ｂではなく、表面１ａにより初期化されるのは、次のような理由であると考えられる。不織布２１ａは、図４（ａ）の断面図に示すように、繊維が絡み合ったものであるので、パーティクルなどの汚れも中に入り込み易い。そこで、予め付着している汚れを除去するには、不織布２１ａの内部まで十分に清浄な初期化用液体を流し込み、汚れを洗い流すことが要求される。ＤＩＷを供給しながら初期化用基板１の表面１ａをスクラブすると、清浄なＤＩＷで不織布２１ａの内部を洗い流せる。逆に、裏面１ｂをスクラブすると、裏面１ｂも清浄度はあるものの、表面１ａより要求される清浄度が低く、汚れの付着が多いので、初期化用基板１の汚れが不織布２１ａの中にＤＩＷと共に入り込むことがある。そのため、不織布２１ａがなかなか洗浄されず、初期化に時間もかかる。一方、表面洗浄部材２２は、ＰＶＡスポンジで形成されると、図４（ｂ）に断面を示すように、不織布２１ａに比べて汚れ等が内部に入りにくい構造となっている。そのため、洗浄され易く、初期化用基板１の裏面１ｂをスクラブすることによっても、初期化される。

上述のように、初期化用基板１の表面１ａを用いて初期化することにより、不織布２１ａで形成された裏面洗浄部材２１は十分に初期化されており、一方、ＰＶＡスポンジ等で形成された表面洗浄部材２２は初期化用基板１の裏面１ｂをスクラブすることにより十分に初期化される。したがって、基板洗浄装置２０で基板２を洗浄する場合とは逆に、初期化用基板１を、表面１ａを裏面洗浄部材２１側（下側）に、裏面１ｂを表面洗浄部材２２側（上側）に向けて初期化することにより、一度の初期化作業により、基板洗浄装置２０の表面洗浄部材２２及び裏面洗浄部材２１を初期化することができ、効率もよい。また、このように裏面洗浄部材２１および表面洗浄部材２２が十分に初期化されている基板洗浄装置２０で洗浄することにより、基板を清浄度よく洗浄することができる。

表面洗浄部材２２にも不織布で形成された洗浄部材を用いてもよいが、その場合には表面洗浄部材２２も初期化用基板１の表面１ａにより初期化する必要があるので、表面洗浄部材２２に初期化用基板１の表面１ａを向けて初期化した後、裏面洗浄部材２１に初期化用基板１の表面１ａを向けて初期化するというように、２段階の初期化を行うことになる。なお、不織布で形成された裏面洗浄部材２１が基板２を洗浄することにより汚染した場合には、ＰＶＡスポンジ等で形成された洗浄部材と同様に、洗浄部材の内側からリンス液を供給したり、あるいは不織布全体にリンス液がかかるようなリンス機構を設けて、待機中にリンスすることにより、セルフクリーニングを行う。

続いて、図５の模式的平面図を参照して、洗浄装置２０を備える基板研磨及び洗浄システムについて説明する。洗浄装置２０の裏面洗浄部材は、不織布で形成され、上記の方法で初期化される。図５は、基板研磨装置１０、洗浄装置２０及び二次洗浄装置３０を２系列有する基板研磨及び洗浄システムを示す模式的平面図である。

基板研磨装置１０は、円形のターンテーブル１１上に、基板を保持するトップリング１２及びスラリーを供給するスラリ−ノズル（不図示）を備えている。ターンテーブル１１上にはパッドが貼り付けられている。トップリング１２は、基板２の非研磨面（裏面）および側面を覆うように基板２を保持する。基板研磨装置１０で、基板を研磨（ＣＭＰ）するには、スラリーノズルからスラリーを回転するパッド上に供給する。トップリング１２で研磨面である電気回路が形成されている面を下方にして基板２を把持し、所定の圧力で回転するパッドに押し付ける。このようにして、基板の表面（電気回路が形成されている面）を平坦且つ鏡面に研磨（ＣＭＰ）する。研磨（ＣＭＰ）された基板２は、スラリーや研磨屑などのパーティクルが付着しているので、基板洗浄装置２０でスクラブ洗浄される。

二次洗浄装置３０は、回転テーブル上にアームが等間隔に複数設置され、アームで基板２を把持して、回転テーブルを回転することにより基板２を回転させる。回転する基板上にＤＩＷを供給して、表面全体をＤＩＷで洗浄する。基板２をＤＩＷで洗浄することにより、洗浄装置から搬送される基板２に残留するパーティクル等を除去する。

基板研磨装置１０、洗浄装置２０、二次洗浄装置３０は、それぞれ１台ずつ、隔壁で仕切られた部屋に設置されており、各部屋は独立して排気されて互いの雰囲気が干渉しないようになっている。そのために、基板研磨装置１０でのスラリーを含むミスト等が基板洗浄装置２０や二次洗浄装置３０に悪影響を与えず、また、基板洗浄装置２０での洗浄液を含んだミスト等が二次洗浄装置３０に悪影響を与えることもない。それぞれの基板研磨装置１０の部屋には、基板２を一旦置くための受渡台４１も設置されている。基板研磨装置１０の部屋に隣接して、基板洗浄装置２０の部屋が配置されている。２台の基板洗浄装置２０の部屋の間には、基板２を搬送する搬送機４３が設置されている。基板洗浄装置２０の部屋の隣には基板２の上下面を反転させる反転機４２が系列毎に設置され、その先に二次洗浄装置３０の部屋が配置されている。２つの二次洗浄装置３０の部屋の間には、基板２を搬送する搬送機４４が設置されている。そして、二次洗浄装置３０の部屋と搬送機４４に隣接して、研磨・洗浄しようとするあるいは研磨・洗浄し終えた基板２を複数枚まとめて収納するカセットを設置するロード・アンロード部５０が配置されている。

ロード・アンロード部５０から取り出され、反転機４２により電気回路が形成されている表面が下向きとされた基板２は、基板研磨装置１０に搬送される。基板研磨装置１０で基板２はスラリーを用いて研磨（ＣＭＰ）され、表面が平坦化且つ鏡面化される。研磨（ＣＭＰ）された基板２は、受渡台４１を経て、また、反転機４２で上下面が反転されて（表面が上向きにされて）、搬送機４３により、基板洗浄装置２０に搬送される。基板洗浄装置２０では、洗浄液を散布しながら、表面洗浄部材２２および裏面洗浄部材２１で基板２の表面及び裏面をスクラブ洗浄する。スクラブ洗浄された基板２は、搬送機４３又は搬送機４４により二次洗浄装置３０に搬送される。二次洗浄装置３０では、先ず、基板２を回転させながらＤＩＷを供給する二次洗浄により、基板２上のパーティクルや洗浄液等の汚れを除去する。続いて、回転速度を落とした後、ＤＩＷの供給を停止し、回転速度を一気に高速に上げて回転させることにより、基板２を乾燥させる。乾燥した基板２は搬送機４４によりロード・アンロード部５０に戻される。図５に示す基板研磨及び洗浄システムでは、基板研磨装置１０、基板洗浄装置２０及び二次洗浄装置３０を２系列有するので、並行して、研磨から洗浄・乾燥の作業を行うことができる。

上述の基板研磨及び洗浄システムにおいては、初期化用基板１の表面１ａ（図３参照）により不織布で形成された洗浄部材を初期化するので、基板洗浄装置２０の洗浄部材が十分に初期化され、基板２を清浄度よく洗浄することができる。また、裏面洗浄部材が不織布で形成されているので、ＣＭＰ装置からのスラリーや研磨屑のほか、ＣＭＰ装置のトップリングのメンブレンとの接触により付着した基板２の裏面２ｂ（図１（Ｂ）参照）の汚れも洗浄することができる。したがって、基板２を、ＣＭＰにより平坦化且つ鏡面化し、基板洗浄装置２０で清浄度よく洗浄し、更に、二次洗浄装置３０で洗浄液を洗い流し、また、乾燥する、基板研磨及び洗浄システムとなる。

以下、実施例及び比較例により、本発明に係る基板の洗浄方法を更に詳しく説明する。実施例は、次のように観察した。基板洗浄装置にＰＶＡスポンジで形成された新しい表面洗浄部材と、ポリエステル繊維を主たる材料とする不織布で形成された新しい裏面洗浄部材を設置した。初期化用基板を、初期化用基板の表面が裏面洗浄部材に接触するように（基板を洗浄する場合とは裏返しにして）基板洗浄装置に設置し、初期化用基板を１００ｍｉｎ^−１の回転速度で回転させた。初期化用基板に、ＤＩＷを供給しながら３０分間スクラブし、初期化を行った。その際、表面洗浄部材と裏面洗浄部材は１１０ｍｉｎ^−１の回転速度で軸周りに回転させた。この初期化の後、研磨（ＣＭＰ）した基板を、ＤＩＷを供給しながらスクラブ洗浄した。ここでは、観察を容易にするために、基板の表面を不織布で形成された裏面洗浄装置に接触してスクラブ洗浄した。スクラブ洗浄後、不織布で形成された洗浄部材でスクラブした表面の汚れを観察した。なお、ここで観察される汚れには、スラリーや研磨屑などのパーティクルのほか、基板面上に形成された微細な傷も含まれる。また、比較例は、初期化する際に初期化用基板の裏面を不織布で形成された裏面洗浄部材に接触してスクラブ洗浄し、その他は上記実施例と同様とし、同じく、不織布で形成された洗浄部材でスクラブした表面側表面の汚れを観察した。

図６に、実施例と比較例の観察結果を示す。図６（ａ）は実施例の基板表面の汚れで、図６（ｂ）は比較例の基板表面の汚れを示す観察結果である。図６でも明らかな通り、初期化用基板の表面をスクラブすることにより不織布で形成された洗浄部材を初期化した実施例の方が、裏面をスクラブすることにより初期化した比較例よりも、その後に基板を洗浄した際の基板上の汚れが少ない。これは、初期化で充分に清浄な状態とならなかった比較例では、いわゆる逆汚染を生じたためと考えられる。汚れの個数を比較した結果、実施例では比較例の約６０％であり、汚れが４０％程度少なかったことになる。

基板洗浄装置の構成を説明する模式図である。 洗浄部材の構成を説明する一部断面図である。 不織布を用いた洗浄部材の初期化方法を説明する模式図である。 不織布とスポンジの構造を説明する断面図である。 不織布で形成された洗浄部材を有する洗浄装置を備える基板研磨及び洗浄システムを説明する模式的平面図である。 実施例と比較例の基板表面の汚れの様子を示す観察結果である。

符号の説明

１ 初期化用基板
１ａ 表面
１ｂ 裏面
２ 基板
１０ 基板研磨装置
１２ トップリング
２０ 基板洗浄装置
２１ 裏面洗浄部材
２１ａ 不織布
２１ｂ 軸体
２１ｃ アーム
２２ 表面洗浄部材
２４ ローラ
３０ 二次洗浄装置
４１ 受渡台
４２ 反転機
４３，４４ 搬送機
５０ ロード・アンロード部

Claims (4)

1. 洗浄液を散布しながら不織布で形成された洗浄部材でスクラブして基板を洗浄する基板洗浄装置の、新たに設置した前記洗浄部材の初期化方法において；
   新たに設置した洗浄部材を清浄にするための初期化用基板の表面を前記洗浄部材に接触させて、接触面に初期化用液体を供給しながら相対運動をさせてスクラブすることにより、前記洗浄部材を初期化する；
   洗浄部材の初期化方法。
2. 前記洗浄部材が基板の裏面を洗浄する洗浄部材である；
   請求項１に記載の洗浄部材の初期化方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の洗浄部材の初期化方法で初期化された洗浄部材と；
   前記基板を保持し回転させる回転部と；
   前記回転部に保持され回転している前記基板に洗浄液を散布するノズルとを備える；
   基板洗浄装置。
4. 請求項３に記載の基板洗浄装置と；
   前記基板を、スラリーを用いて化学機械研磨する基板研磨装置とを備える；
   基板研磨及び洗浄システム。
   

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