JP2006319279A - 基板洗浄装置及び基板洗浄方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板を傷めることなく、異物等を効率よく除去する基板洗浄装置及び基板洗浄方法とする。
【解決手段】 回転する基盤の表面に洗浄液を供給するノズルと、基板の径方向に移動して基板の表面の異物を除去して洗浄を行う洗浄ブラシとを具備する基板洗浄装置において、洗浄ブラシは、毛の径が大きく密度が低い洗浄ブラシ５ａ、洗浄ブラシ５ａよりも毛の径がやや小さく密度がやや高い洗浄ブラシ５ｂ、洗浄ブラシ５ｂよりも毛の径が小さく密度が高い洗浄ブラシ５ｃからなり、基板洗浄の際は、洗浄ブラシ５ａ、洗浄ブラシ５ｂ、洗浄ブラシ５ｃの順に用い、径方向に移動するごとに交換する。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板を回転させながら、基板の板面を洗浄処理する基板洗浄装置及び基板洗浄方法に関する。

半導体製造工程において、基板である半導体ウエハの板面を高い清浄度で洗浄することが必要となる工程がある。上記半導体ウエハ板面を洗浄処理する場合、洗浄液中に複数枚の半導体ウエハを浸漬する方法やこの半導体ウエハの板面に処理液を流しながら半導体ウエハの板面をブラシで洗浄する方法が知られている。

従来、半導体ウエハの板面に洗浄液を流しながら半導体ウエハの板面をブラシで洗浄する基板洗浄装置が知られている（例えば特許文献１参照）。従来の基板洗浄装置は、半導体ウエハを回転させながら洗浄ブラシを径方向に複数回往復させて板面の異物を除去している。１つの半導体ウエハの洗浄が終了した後、もしくは、所定枚数の半導体ウエハの洗浄が終了した後、洗浄ブラシ自身を洗浄するようになっている。上記の基板洗浄装置の場合、洗浄ブラシを径方向に複数回往復させて板面の異物を除去しているが、洗浄ブラシに異物が付着したまま洗浄ブラシの往復移動を行うと、付着した異物により半導体ウエハの板面を傷つける虞があった。また、半導体ウエハに多くの異物等が付着していた場合、半導体ウエハの板面の洗浄をした際に洗浄ブラシについた異物が自己洗浄によって完全には除去できず、新しい半導体ウエハの板面を洗浄する際に、洗浄ブラシについた異物が基板に付着したり、基板を傷つけたりしてしまう虞があった。

特開２００２−１７７８９８号公報（特許請求の範囲等）

本発明は、このような事情に鑑み、基板を傷めることなく、異物等を効率よく除去する基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、回転する基板の表面に洗浄液を供給する供給手段と、基板の径方向に移動して前記基板の表面の異物を除去して洗浄を行う洗浄ブラシとを具備する基板洗浄装置において、前記洗浄ブラシは複数備えられ、径方向に移動するごとに順に換えられることを特徴とする基板洗浄装置にある。
かかる第１の態様では、洗浄ブラシが径方向に移動するごとに複数の洗浄ブラシを順に換えることで、異物が付着した状態の洗浄ブラシで基板の表面を洗浄することがなくなり、基板の表面に傷を付けることを防ぐことができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記複数個の洗浄ブラシは、大きな異物から順に取り除かれるように備えられていることを特徴とする基板洗浄装置にある。
かかる第２の態様では、大きな異物から順に取り除かれることで、小さな異物を取り除かれる際に大きな異物によって基板を傷つけられる虞がなくなる。

本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記複数個の洗浄ブラシは、毛の径がそれぞれ異なるものであり、毛の径が大きいものから順に換えられることで大きな異物から順に取り除かれて洗浄が行われることを特徴とする基板洗浄装置にある。
かかる第３の態様では、毛の径が大きな洗浄ブラシにより大きな異物が取り除かれた後、毛の径の小さな洗浄ブラシにより小さな異物が取り除かれるので、大きな異物によって基板を傷つけられる虞がなくなる。

本発明の第４の態様は、第１又は２の態様において、前記複数個の洗浄ブラシは、毛の密度がそれぞれ異なるものであり、毛の密度が低いものから順に換えられることで大きな異物から順に取り除かれて洗浄が行われることを特徴とする基板洗浄装置にある。
かかる第４の態様では、毛の密度が低い洗浄ブラシにより大きな異物が取り除かれた後、毛の密度が高い洗浄ブラシにより小さな異物が取り除かれるので、大きな異物によって基板を傷つけられる虞がなくなる。

本発明の第５の態様は、第１又は２の態様において、前記複数個の洗浄ブラシは、毛の径及び密度がそれぞれ異なるものであり、毛の径が大きく密度が低いものから毛の径が小さく密度が高いものに順に換えられることで大きな異物から順に取り除かれて洗浄が行われることを特徴とする基板洗浄装置にある。
かかる第５の態様では、毛の径が大きく密度が低い洗浄ブラシにより大きな異物が取り除かれた後、毛の径が小さく密度が高い洗浄ブラシにより小さな異物が取り除かれるので、大きな異物によって基板を傷つけられる虞がなくなる。

本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記洗浄ブラシの毛の材料がレーヨンであることを特徴とする基板洗浄装置にある。
かかる第６の態様では、洗浄ブラシの毛の材料がレーヨンであることで、洗浄ブラシによって基板が傷つけられる虞が少なくなる。

本発明の第７の態様は、第１〜６の何れかの態様において、前記洗浄ブラシを自転させる回転手段を備えたことを特徴とする基板洗浄装置にある。
かかる第７の態様では、洗浄ブラシを自転させて洗浄を行うことで、より効率的に基板洗浄を行うことができる。

本発明の第８の態様は、第１〜７の何れかの態様において、所定の期間使用後の前記洗浄ブラシを超音波洗浄する超音波洗浄槽を備えたことを特徴とする基板洗浄装置にある。
かかる第８の態様では、超音波洗浄装置で所定期間使用した後の洗浄ブラシを超音波洗浄するので、洗浄ブラシを清潔に保つことができ、基板洗浄装置が常に高い洗浄力を保つことができる。

本発明の第９の態様は、第１〜８の何れかの態様において、前記複数の洗浄ブラシはアームに設けられ、アームを動作させることで洗浄ブラシの交換を行う自動交換手段を備えたことを特徴とする基板洗浄装置にある。
かかる第９の態様では、洗浄ブラシが自動交換されることで、洗浄ブラシの交換による時間のロスや手間を省くことができる。

本発明の第１０の態様は、回転する基板の表面に洗浄液を供給しながら洗浄ブラシを径方向に移動させて基板の表面の異物を取り除いて洗浄を行う基板洗浄方法において、大きな異物を取り除いた後に小さな異物を取り除くことを特徴とする基板洗浄方法にある。
かかる第１０の態様では、大きな異物から順に取り除かれることで、小さな異物を除去する際に大きな異物によって基板が傷つけられる虞がなくなる。

以下、本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
図１には、本発明の一実施形態に係る基板洗浄装置の概略を示してある。図２には、本発明の一実施形態例に係る洗浄ブラシの概略側面図が示してある。

図１に示すように基板洗浄装置１は、円盤状のテーブル２が設けられ、テーブル２はモータ３により回転駆動される。テーブル２には基板４が載置され、基板４の上方には、洗浄ブラシ５および、洗浄液が放出されるノズル６が設置されている。なお、洗浄ブラシ５は、図示しない回転手段により自転が可能であり、自転はとめることも可能である。

基板４の外側には超音波洗浄槽７が設置され、洗浄ブラシ５を所定の期間使用後、超音波洗浄できる。超音波洗浄により、基板の洗浄によって洗浄ブラシ５自身に付着した異物を取り除くことができ、基板洗浄装置１は洗浄ブラシ５を清潔に保つことによって常に高い洗浄力を保つことができる。

図２を用いて、本発明の一実施形態に係る複数個の洗浄ブラシ、および洗浄ブラシの使用順を説明する。図１に示した基板洗浄装置１には、図２に示した３種類の洗浄ブラシが取り付けられる。３種類の洗浄ブラシは、毛の径が大きく密度が低い洗浄ブラシ５ａ、洗浄ブラシ５ａよりも毛の径がやや小さく密度がやや高い洗浄ブラシ５ｂ、洗浄ブラシ５ｂよりも毛の径が小さく密度が高い洗浄ブラシ５ｃであり、洗浄ブラシの毛の材質はすべてレーヨンである。基板洗浄の際は、洗浄ブラシ５ａ、洗浄ブラシ５ｂ、洗浄ブラシ５ｃの順に用い、径方向に移動するごとに交換する。最初の洗浄で洗浄ブラシ５ａを用いて大きな異物を取り除き、次の洗浄で洗浄ブラシ５ｂを用いてそれより小さな異物を取り除き、最後の洗浄では洗浄ブラシ５ｃを用いてさらに小さな異物を取り除く。径方向に移動して基板の表面の異物を除去して洗浄するごとに、洗浄ブラシを交換するため、洗浄ブラシに一度付着した異物が基板に再付着することはない。

本発明に係る基板洗浄装置は、洗浄ブラシを２つ以上具備していればよく、特に数は限定されない。上記の複数個の洗浄ブラシの形状はすべて同じでもよいが、毛の径もしくは毛の密度が異なることが好ましく、さらには、毛の径および毛の密度が異なることが好ましい。洗浄ブラシの形状が異なる場合、毛の径が大きなものから順に、または毛の密度が低いものから順に使用するのが好ましく、毛の径および毛の密度が異なる場合は、毛の径が大きく密度が低い洗浄ブラシから毛の径が小さく密度が高い洗浄ブラシに交換されることが好ましい。最初の洗浄で大きな異物を取り除き、次の洗浄でそれより小さな異物を取り除くというように、大きな異物から順に取り除くことで、大きな異物に基板が傷つけられる虞をなくすことができる。

また、洗浄ブラシの毛の材質は、ナイロン、ポリアミド、レーヨン等が挙げられるが、特にレーヨンが好ましい。

本発明の基板洗浄装置は、洗浄ブラシの自動交換手段を備えることも可能である。洗浄ブラシの自動交換手段の一実施形態を、図３を用いて説明する。

図３において、洗浄ブラシの自動交換装置８は、等間隔に放射状に延びるアーム９ａ、９ｂ、９ｃが備えられ、アーム９ａ、９ｂ、９ｃの先端には図２に示した３種類の洗浄ブラシ５ａ、５ｂ、５ｃがそれぞれ設けられている。アーム９は、１２０°ごとに回転する。最初に使用する洗浄ブラシ５ａは、基板４に接触するように設置し、使用しない洗浄ブラシ５ｂおよび５ｃは、基板４に接触しないように設置する。洗浄ブラシ５ａでの基板洗浄が終わった後、アーム８を自動で１２０°回転させ、基板４の表面に接触する洗浄ブラシを洗浄ブラシ５ｂに交換し、基板洗浄を行う。洗浄ブラシ５ｂから５ｃに交換する場合も同様である。洗浄ブラシが自動交換されることで、洗浄ブラシの交換による時間のロスや手間が省ける。なお、基板を洗浄する洗浄ブラシを交換する際に、超音波洗浄槽７で洗浄ブラシを洗浄することも可能である。

一方、洗浄ブラシを交換することなく、基板上の大きな異物を取り除いた後に小さな異物を取り除くことも可能である。

洗浄ブラシを交換することなく、基板洗浄を行う基板洗浄方法を、図４及び図５を用いて説明する。図４及び図５には異種のブラシを備えた洗浄ブラシによる洗浄状況を示してある。

図に示すように、上記の基板洗浄方法に用いる洗浄ブラシ２０は、下端部に毛の径が大きく密度が低いブラシ部２１ａを有する外筒２１と、下端部に毛の径が小さく密度が高いブラシ部２２ａを有する内筒２２とを具備している。外筒２１と内筒２２は相対的に軸方向に移動自在となっている。図４に示すように、外筒２１が下側に位置した際に、ブラシ部２１ａが基板４に当接し、内筒２２のブラシ部２２ａが外筒２１の内部側の上方に配された状態になる。また、図５に示すように、内筒２２が下側に位置した際に、ブラシ部２２ａが基板４に当接し、外筒２１のブラシ部２１ａが内筒２２の外周側の上方に配された状態になる。外筒２１のブラシ部２１ａ及び内筒２２のブラシ部２２ａには、ブラシ部２１ａ及び２２ａに付着した異物を取り除くために、ブラシ洗浄流体２３が供給されるようになっている。

最初の洗浄では図４に示すように外筒２１が下側になり、ブラシ部２１ａの基板の径方向への移動により大きな異物が取り除かれ、基板が洗浄される。基板の洗浄後、外筒２１のブラシ部２１ａにブラシ洗浄流体２３が供給されてブラシ部２１ａに付着した異物が除去される。次の径方向の移動の際に、内筒２２が下側になり、ブラシ部２２ａの基板の径方向への移動により小さな異物が取り除かれ基板が洗浄される。基板の洗浄後、内筒２２のブラシ部２２ａにブラシ洗浄流体２３が供給されてブラシ部２２ａに付着した異物が除去される。

洗浄ブラシ２０を用いて基板の径方向への移動の毎に外筒２１のブラシ部２１ａと内筒２２のブラシ部２２ａを使い分けることにより、洗浄ブラシ２０自体を交換することなく、異種のブラシに交換した状態になり、大きな異物を取り除いた後に、小さな異物を除去することが可能となる。このため、洗浄ブラシの交換による時間のロスや手間を省くことができる。

従って、本発明の基板洗浄装置及び基板洗浄方法では、径方向に移動するごとに洗浄ブラシが交換されるので、大きな異物から順に取り除かれ、基板を傷めることなく、異物等を効率よく除去することができる。

本発明は、基板を周方向に回転させながら、基板の板面を洗浄処理する基板洗浄装置及び基板洗浄方法の産業分野で利用することができる。

本発明の一実施形態例に係る基板洗浄装置の概略側面図。 本発明の一実施形態例に係る洗浄ブラシの概略側面図。 本発明の一実施形態例に係る洗浄ブラシの自動交換手段の概略斜視図。 本発明の一実施形態例に係る基板洗浄方法を説明する概略斜視図。 本発明の一実施形態例に係る基板洗浄方法を説明する概略斜視図。

符号の説明

１ 基板洗浄装置、 ２ テーブル、 ３ モータ、 ４ 基板、 ５，５ａ，５ｂ，５ｃ，２０ 洗浄ブラシ、 ６ ノズル、 ７ 超音波洗浄槽、 ８ 自動交換装置、 ９，９ａ，９ｂ，９ｃ アーム、 ２１ 外筒、 ２２ 内筒、 ２１ａ，２２ａ ブラシ部、 ２３ ブラシ洗浄流体

Claims (10)

1. 回転する基板の表面に洗浄液を供給する供給手段と、基板の径方向に移動して前記基板の表面の異物を除去して洗浄を行う洗浄ブラシとを具備する基板洗浄装置において、前記洗浄ブラシは複数備えられ、径方向に移動するごとに順に換えられることを特徴とする基板洗浄装置。
2. 請求項１において、前記複数個の洗浄ブラシは、大きな異物から順に取り除かれるように備えられていることを特徴とする基板洗浄装置。
3. 請求項１又は２において、前記複数個の洗浄ブラシは、毛の径がそれぞれ異なるものであり、毛の径が大きいものから順に換えられることで大きな異物から順に取り除かれて洗浄が行われることを特徴とする基板洗浄装置。
4. 請求項１又は２において、前記複数個の洗浄ブラシは、毛の密度がそれぞれ異なるものであり、毛の密度が低いものから順に換えられることで大きな異物から順に取り除かれて洗浄が行われることを特徴とする基板洗浄装置。
5. 請求項１又は２において、前記複数個の洗浄ブラシは、毛の径及び密度がそれぞれ異なるものであり、毛の径が大きく密度が低いものから毛の径が小さく密度が高いものに順に換えられることで大きな異物から順に取り除かれて洗浄が行われることを特徴とする基板洗浄装置。
6. 請求項１〜５の何れかにおいて、前記洗浄ブラシの毛の材料がレーヨンであることを特徴とする基板洗浄装置。
7. 請求項１〜６の何れかにおいて、前記洗浄ブラシを自転させる回転手段を備えたことを特徴とする基板洗浄装置。
8. 請求項１〜７の何れかにおいて、所定の期間使用後の前記洗浄ブラシを超音波洗浄する超音波洗浄槽を備えたことを特徴とする基板洗浄装置。
9. 請求項１〜８の何れかにおいて、前記複数の洗浄ブラシはアームに設けられ、アームを動作させることで洗浄ブラシの交換を行う自動交換手段を備えたことを特徴とする基板洗浄装置。
10. 回転する基板の表面に洗浄液を供給しながら洗浄ブラシを径方向に移動させて基板の表面の異物を取り除いて洗浄を行う基板洗浄方法において、大きな異物を取り除いた後に小さな異物を取り除くことを特徴とする基板洗浄方法。
    

Images