JP4667264B2 - 半導体基板の洗浄方法及び半導体基板の洗浄装置 - Google Patents

半導体基板の洗浄方法及び半導体基板の洗浄装置 Download PDF

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Description

本発明は、半導体基板の洗浄方法に関し、効率良くパーティクルを除去しつつ、除去したパーティクルの再付着を防止して、半導体基板上のパーティクルを低減するものである。
半導体基板の表面にパーティクル(微粒子)が付着している場合に、これを除去する方法の1つとして、ブラシ洗浄がある。ブラシ洗浄によると、洗浄液によるリフトオフ作用及び電気的反発作用等と、ブラシで摩擦される際の物理的作用との組み合わせによりパーティクルが除去される。
半導体基板のブラシ洗浄を行なうためには、従来、半導体基板を回転駆動すると共に該基板表面に洗浄液を供給しながら、ブラシを基板表面に沿って移動させることが行なわれている。特に近年では、CMP(Chemical Mechanical Polishing :化学的機械的研磨)装置にブラシ洗浄機構が組み込まれており、CMPに使用された研磨液、研磨液中の砥粒及び研磨により生成された研磨くず等を除去するために、ブラシ洗浄機構が使用されている例がある。
ブラシ洗浄を行なうための表面処理装置の代表的なものとして、図27に示すカップ(円盤)型ブラシを用いる半導体基板の洗浄装置と、図28示す円筒(ロール)型ブラシを用いる半導体基板の洗浄装置が一般に知られている。
図27のカップ型ブラシを用いる洗浄装置においては、半導体基板11をバキュームチャック又はエッジチャック(図示省略)によって保持すると共に回転させ、これをブラシ12によって半導体基板11からパーティクル17を除去する。ブラシ12は、カップ(円板)状治具13に取り付けられており、治具13に接続されたアーム15によって半導体基板11の表面をスイープされる。この際、洗浄液14がノズル16から半導体基板11の表面に供給されるようになっており、前記のようにブラシ12の効果と洗浄液14の効果とを組み合わせて表面処理を行なう。尚、ブラシ12は、ナイロン又はPVA(Poly Vinyl Alcohol)等からなるものが多く利用されている。
また、図28の円筒型ブラシを用いる洗浄装置においては、図27のカップ型ブラシを用いる洗浄装置と同様に保持及び回転される半導体基板21の表面をブラシ22によって処理し、パーティクル26を除去する。ブラシ22は、円筒型のブラシ支持部23の外周面に放射状に設けられており、ブラシ支持部23の回転により回転しながら半導体基板21の表面に押し付けられる。この際、洗浄液24がノズル25により半導体基板21の表面に供給され、これによって表面処理を行なう。尚、ブラシ22としては、やはりナイロン又はPVA等により構成されているものが多い。
カップ型ブラシを用いる洗浄装置及び円筒型ブラシを用いる洗浄装置のいずれにおいても、図29に示すような洗浄工程によって処理が行なわれる。つまり、洗浄前の待機状態においては、ブラシは半導体基板から離れた位置に置かれている。洗浄の際には、洗浄液が供給されると共に、回転する半導体基板に対してブラシが回転しながら所定の高い押し付け圧(例えば、半導体基板のブラシ接地面にかかる圧力として、50g/cm2 程度)をもって押し付けられ、一定時間の洗浄を行なう。この後、洗浄を終了してブラシは再び半導体基板から離れた位置に移動し、待機状態となる。このとき、洗浄液の供給停止とブラシの半導体基板からの離脱とは同時に行なわれるのが普通である。
特許第3140520号(2)
しかしながら、ブラシを用いた洗浄においては、以下のような問題が存在する。
図30に、円筒型ブラシを用いる洗浄装置の場合を例として半導体基板のブラシ洗浄の様子を示している。つまり、半導体基板21がローラー27によって回転され、ノズル25から洗浄液24を供給されつつブラシ保持部23の外周に設けられたブラシ22が回転しながら半導体基板21に押し付けられている。これにより、半導体基板21の表面に付着していたパーティクル26は、ブラシ22の回転及び押し付け圧により物理的に離脱される。更に、半導体基板21の回転により発生する遠心力の働き、半導体基板21が縦に設置されている場合の重力働き等により、半導体基板21の表面から離脱したパーティクルは洗浄液24と共に半導体基板21上から排除される。
このとき、ブラシ22の押し付け圧Pは、半導体基板である半導体基板21に応じて調整する必要がある。
一般には、ブラシ22による物理的作用が強い場合、つまり押し付け圧Pが一定以上である場合にパーティクル26が除去されやすい。ブラシ22によって半導体基板21の表面から離脱されたパーティクル26は、一部がブラシ22の表面及びブラシ22の内部に付着する。このように付着したパーティクル26は、洗浄終了時のブラシ22が半導体基板21の表面から離脱する際に、再び半導体基板21の表面に付着する(半導体基板21の表面が再汚染される)ことがある。これは、ブラシ22と半導体基板21との摩擦、洗浄液24の作用による半導体基板21の帯電及びブラシ22が半導体基板21から離脱する際にパーティクル26がブラシ22から押し出されること等を原因とする。
このようなパーティクルの半導体基板に対する再付着(再汚染)を防止する対策としては、例えば、ブラシに付着したパーティクルを引き付けて落とさないようにする(特許文献1を参照)等の方法が知られている。しかし、このような方法は、装置の改造等を必要とするため困難であり且つ費用もかかる。
以上のような問題の解決を課題とする本発明の目的は、ブラシ洗浄時に生じる静電気によるパーティクルの半導体基板に対する再付着(再汚染)を抑制することにより、半導体基板からパーティクルを除去する性能が向上した半導体基板の洗浄方法及び半導体基板の洗浄装置を提供することである。
洗浄時にパーティクルが基板等に再付着する(つまり、再汚染が発生する)原因として、ブラシが過度に汚れていることによる基板への汚れの吸着及びブラシとパーティクルとの密着性の悪さ、静電気による基板の帯電等が考えられる。本願発明者等は、これらの原因のうち、特に静電気による基板の帯電に注目した。
洗浄を行なう前には、パーティクルは半導体基板に対し、電気的及び化学的に吸着している場合、除去困難な箇所に存在する場合等があり、吸着は強固である。これに対し、洗浄後、基板等に対してパーティクルは主に静電気の作用によって付着しており、これは洗浄前に比べて弱い付着である。このことから、本願発明者等は、次のような二段階の洗浄を行なうことを着想した。
まず、半導体基板の表面からパーティクルを離脱させるための強い洗浄(例えば、基板等に対するブラシの押し付け圧が強い等)を行なう。これにより、半導体基板の表面に付着していたパーティクルを該表面から確実に離脱させることができる。しかし、解決すべき課題として説明したように、強い洗浄によって生じる静電気により、パーティクルの一部が半導体基板の表面に再付着する。
そこで、このような強い洗浄の後に、これに比べて弱い洗浄(例えば、基板等に対するブラシの押し付け圧が弱い等)を行なう。当初(強い洗浄を行なう前)に半導体基板の表面に付着していたパーティクルに比べ、静電気によって再付着したパーティクルは、弱い洗浄によっても確実に除去することができる。この際、弱い洗浄であることから、静電気の発生は抑制され、更なる再付着は抑制されている。また、静電気の発生が抑制されていることにより、ブラシを半導体基板から離す際にパーティクルが半導体基板に対して引き付けられて付着するのを抑制することについても抑制されている。
このような弱い洗浄は、従来通りの洗浄を終了してブラシを基板等から離脱させる前に行なっても良いし、従来通りの洗浄を終了した後、静電気により再付着したパーティクルを除去するために別個に行なっても良い。
以上のような着想に基づき、前記の目的を達成するため、本発明の半導体基板の洗浄方法は、第1のブラシを用いて、半導体基板の表面を洗浄する第1の洗浄工程と、第1の洗浄工程の後に、第2のブラシを用いて、第1の洗浄工程と比較して半導体基板の表面の再汚染を抑制した条件下において半導体基板の表面を洗浄する第2の洗浄工程とを備える。
本発明の半導体基板の洗浄方法によると、まず、半導体基板の表面に付着しているパーティクルを離脱させるためのブラシ洗浄を行なう(第1の洗浄工程)。この後、ブラシと半導体基板との摩擦に起因する静電気の発生を抑制することによって、半導体基板の表面から離脱させたパーティクルが半導体基板に再付着する(再汚染が発生する)のを抑えながら、更にブラシ洗浄を行なうって半導体基板上からパーティクルを除く(第2の洗浄工程)。第1のブラシ洗浄工程においては静電気が発生するため、一旦半導体基板の表面から離脱したパーティクルが半導体基板の表面に再付着することがある。しかし、第2のブラシ洗浄工程においては、静電気の発生が抑制されているため、このような再付着は抑制される。静電気による半導体基板の表面に対するパーティクルの再付着は比較的弱い力であるため、このようなパーティクルは静電気の発生を抑制した条件の洗浄によって除去することが可能である。
尚、第1のブラシと、前記第2のブラシとは、同一のブラシであってもよい。つまり、同一のブラシを用い、洗浄の条件を変更することによって第1の洗浄工程及び第2の洗浄工程を実現しても良い。
また、第2の洗浄工程における半導体基板に対する第2のブラシの押し付け圧が、第1の洗浄工程における半導体基板に対する第1のブラシの押し付け圧よりも弱いことが好ましい。
ブラシを半導体基板に押し付ける圧力(押し付け圧)が大きいほど、洗浄力は強い。つまり、半導体基板の表面に強固に固着しているようなパーティクルの除去のためには、押し付け圧は強い方が良い。しかし、押し付け圧が強いと、静電気の発生量も大きくなり、一旦離脱されたパーティクルの再付着が発生しやすくなる。
そこで、強い押し付け圧をもってブラシ洗浄を行なう第1の洗浄工程の後に、第1のブラシ洗浄工程よりも弱い押し付け圧をもってブラシ洗浄を行なう第2の洗浄工程を実施する。これにより、静電気の発生を抑制して再付着を抑制しながら、半導体基板上に残っているパーティクルの除去を行なうことができる。
尚、このことは、1つのブラシを用い、押し付け圧を変化させることにより実現しても良いし、第1のブラシ及び第2のブラシを用いて順に異なる押し付け圧をもって洗浄を行なうことによって実現しても良い。
また、第2の洗浄工程における第2のブラシの半導体基板に対する配置位置は、第1の洗浄工程における第1のブラシの半導体基板に対する配置位置よりも遠いことが好ましい。
ここで、一般にブラシ洗浄に用いるブラシは一定の柔軟性を有し、半導体基板に押し付けられたブラシはある程度押し縮められている。このため、半導体基板の表面に接触させたままブラシの配置位置を半導体基板から離れる方向に変更することが可能である。
このようにすると、第2の洗浄工程において、第1の洗浄工程に比べて半導体基板に対するブラシの押し付け圧が小さくなり、既に説明したように、再付着を抑制しながらパーティクルの除去を行なうことが確実にできる。また、第1の洗浄工程と第2の洗浄工程とをブラシの位置の設定によって区別して実施することができ、洗浄の際に圧力を測定及び制御することが不要となるため、より簡単に本発明の半導体基板の洗浄方法を実施することができる。尚、このことは、1つのブラシを移動させることによって実現しても良いし、別々のブラシを順に異なる位置に設置することによって実現しても良い。
また、第1のブラシ及び第2のブラシはいずれも円筒型ブラシであり、第2のブラシの径は、前記第1のブラシの径よりも小さいことが好ましい。
このようにして、第1のブラシ及び第2のブラシとして、径の異なる円筒型ブラシをそれぞれ用い、半導体基板に対してそれぞれのブラシの中心軸の位置が同じになるようにしながら第1の洗浄工程及び第2の洗浄工程を行なうと、ブラシの半導体基板に対する押し付け圧がそれぞれ異なるようになる。この結果、再付着を抑制しながらパーティクルの除去を行なう本発明の効果が確実に実現する。この場合も、洗浄を行なうたびに押し付け圧を測定することは不要である。
また、第2のブラシは、前記第1のブラシよりも柔らかい材料からなることが好ましい。
このようにすると、第1のブラシと第2のブラシとについて、大きさ、形状及び洗浄時の配置位置が同一であった場合にも、第2の洗浄工程におけるブラシの押し付け圧が第1の洗浄工程の際よりも小さくなる。この結果、洗浄を行なうたびに押し付け圧を測定する必要を避けながら、本発明の効果を確実に実現することができる。
また、第1のブラシ及び第2のブラシは、いずれもブラシ本体と、ブラシ本体の表面に設けられた突起部とを有しており、第2のブラシの突起部の高さは、第1のブラシの突起部の高さよりも低いことが好ましい。
このようにすると、第1のブラシと第2のブラシとの突起部の高さの違いにより、第1の洗浄工程と第2の洗浄工程におけるブラシの半導体基板に対する押し付け圧を変えることができる。つまり、第2の洗浄工程において、第1の洗浄工程におけるよりも弱い押し付け圧をもって洗浄を行なうことができ、本発明の効果を実現することができる。やはり、ブラシ洗浄の度に押し付け圧を測定することは不要である。
また、以上に説明した半導体基板の洗浄方法において、第1の洗浄工程と第2の洗浄工程とは、同一の洗浄装置において行なうのであってもよい。
この場合には、1つの半導体基板の洗浄装置によって洗浄を行なうことができるため、製品の製造ライン等において省スペースにブラシ洗浄を行なうことができる。
また、第1の洗浄工程と第2の洗浄工程とは、それぞれ別の洗浄装置において行なうことも好ましい。
このようにすると、複数の洗浄装置により第1の洗浄工程及び第2の洗浄工程を分担することにより、作業効率が向上する。また、第1の洗浄工程と第2の洗浄工程とを同一の洗浄装置において行なう場合には、それぞれの工程のための異なる設定による洗浄を同一の装置で行なうことが必要となる。これに対し、第1の洗浄工程と第2の洗浄工程とを別々の洗浄装置によって行なうのであれば、それぞれの洗浄装置は、1つの設定で洗浄を行なえば良い。このことは、それぞれの洗浄装置及び工程の簡略化のために有効である。
また、希フッ酸、アンモニア水、有機酸又は機能水を洗浄液として用いることが好ましい。このような洗浄液を半導体基板の表面に供給しながらブラシ洗浄を行なうと、半導体基板の表面からパーティクルを離脱させて除去することが確実にできる。
ここで、機能水とは、水素又はオゾン等を水に溶解させたものであり、半導体基板が洗浄中に酸化するのを抑制するために有効である。また、有機酸としては、例えばクエン酸、シュウ酸、グリオキシル酸、コハク酸、乳酸又は蟻酸等を用いることができる。
また、第1のブラシ及び第2のブラシは、高分子材料からなることが好ましい。このようなブラシを用いると、半導体基板の表面からパーティクルを除去することが確実にできる。高分子材料としては、例えばナイロン又はPVA等を用いることができる。
前記の目的を達成するため、本発明の半導体基板の洗浄装置は、同一の半導体基板の表面を洗浄するための第1のブラシ及び第2のブラシを備え、第2のブラシによる洗浄は、第1のブラシによる洗浄と比較して半導体基板の表面の再汚染を抑制した条件下において行なわれる。
本発明の半導体基板の洗浄装置によると、まず、第1のブラシを用いた強い洗浄を行ない、半導体基板の表面に付着したパーティクルを離脱させることができる(第1の洗浄)。但し、この際、一旦半導体基板の表面から離脱したパーティクルが該表面に再付着する(再汚染が発生する)ことがある。そのため、この後、第2のブラシを用いて静電気の発生しにくい条件下においてブラシ洗浄を行なう(第2の洗浄)ことにより、再付着しているパーティクルの除去を行なうことができる。この際、静電気の発生は抑制されているから、パーティクルの更なる再付着は抑制される。
尚、本発明の半導体基板の洗浄装置において、第1のブラシ及び第2のブラシは、いずれも円筒型のブラシであり、第2のブラシの径は、第1のブラシの径よりも小さいことが好ましい。
これにより、径の異なる円筒型ブラシである第1のブラシ及び第2のブラシを用いて押し付け圧の異なるブラシ洗浄を行なうことが容易にでき、パーティクルの再付着を抑制したブラシ洗浄が確実に行える半導体基板の洗浄装置となる。
また、第2のブラシは、第1のブラシよりも柔らかい材料からなることが好ましい。
また、第1のブラシ及び第2のブラシは、いずれもブラシ本体と、ブラシ本体の表面に設けられた突起部とを有しており、第2のブラシの突起部の高さは、第1のブラシの突起部の高さよりも低いことが好ましい。
これらのいずれの構成によっても、第1の洗浄によって半導体基板の表面から離脱させたパーティクルの該表面に対する再付着(半導体基板の表面の再汚染)を抑制し、半導体基板の表面からパーティクルを除去する性能の向上した半導体基板の洗浄装置となっている。
本発明の半導体基板の洗浄方法及び半導体基板の洗浄装置によると、一旦半導体基板の表面から離脱したパーティクルが半導体基板の表面に再付着するのを防ぎながら洗浄を行ない、半導体基板上から除去することができる。
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法及び半導体基板の洗浄装置について、図面を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の流れを示す図である。図1に示すように、本実施形態の半導体基板の洗浄方法によると、洗浄は、洗浄前の待機状態から、それぞれ一定時間行なう第1のブラシ洗浄工程及び第2のブラシ洗浄工程を経て洗浄を終えるようになっている。この際、第2のブラシ洗浄工程において、第1のブラシ洗浄工程に比べてブラシの押し付け圧を弱くすることにより、静電気の発生を抑制してパーティクルの再付着(半導体基板の表面の再汚染)を抑制しながらパーティクルの除去を行なうことができる。尚、高い押し付け圧及び低い押し付け圧との表現は、後に説明するように、2つの洗浄工程を比較したときの押し付け圧の相対的な高低を言うものである。
このようなブラシ洗浄を行なう様子を図2に例示する。ここでは、洗浄される半導体基板101は垂直に設置されて自転するようになっており、ここに円筒型ブラシ102を押し当てて回転させることによって洗浄を行なう。この際、洗浄液供給ノズル103により半導体基板101上に洗浄液が供給される。
図3には、図2の配置を取る場合について、本実施形態の半導体基板の洗浄方法を行なうための半導体基板の洗浄装置を、円筒型ブラシ102の回転軸に垂直な方向から見た要部の模式図として例示する。図3に示すように、本実施形態の半導体基板の洗浄装置は処理室100を有しており、この中に半導体基板101が垂直に設置される。半導体基板101は、ローラー104によって下部から保持され、ローラー104の回転に従って自転する。楕円形の矢印は、それぞれローラー104及び半導体基板101の回転を示している。尚、半導体基板101の表面には、ブラシ洗浄によって取り除こうとしているパーティクル105が付着している。また、図3には半導体基板101を下部から支える一つのローラー104が示されているが、複数のローラーを用いて半導体基板101を支持していてもよい。
また、円筒型ブラシ102は、ブラシ支持部102aによってブラシ本体102bが支持され、ブラシ本体102bの外周には複数の突起部102cが設けられている。ブラシ本体102b及び突起部102cは、例えばPVAによって一体に成形された構造を取るが、これには限られない。ここで、円筒型ブラシ102は、洗浄を行なうために移動して半導体基板101に押し付けられるようになっている。
また、洗浄の際には、処理室100内に設けられた洗浄液供給ノズル103から半導体基板101上に洗浄液が供給される。洗浄液としては、例えば希フッ酸、アンモニア水、有機酸又は機能水等を用いることができ、半導体基板101及び取り除くべきパーティクルの種類等に応じて選択すればよい。尚、機能水とは、水素又はオゾン等が溶解した液体であり、半導体基板の酸化抑制のために有効である。これは、例えば、半導体基板101上に銅配線が形成されている場合に、銅配線の酸化を抑制するために利用される。
次に、図4には、図2に示す半導体基板の洗浄装置を用いた第1のブラシ洗浄工程(図1を参照)を模式的に示している。同様に、図5には、第2のブラシ洗浄工程を示している。但し、図4及び図5において、処理室100は省略している。以下、図1の流れに従い、図3〜図5によって示される各工程を説明する。
まず、図3は、図1における洗浄前の様子を示すと考えて良い。この際、円筒型ブラシ102は半導体基板101とは接しない離れた位置に待機している。
次に、第1のブラシ洗浄工程を行なう。このとき、図4に示すように、洗浄液供給ノズル103から洗浄液106が半導体基板101の被洗浄面に供給される。これと共に、円筒型ブラシ102が半導体基板101に押し付けられ且つ回転し、半導体基板101表面に付着したパーティクル105を離脱させると共に半導体基板101上から除去する。離脱したパーティクル105は、重力及び遠心力により半導体基板101上から流れ去る洗浄液106と共に除かれる。
この際、例えば、円筒型ブラシ102の回転数は100rpmであり且つ半導体基板101の回転数は50rpmである。また、円筒型ブラシ102の半導体基板101に対する押し付け圧P1は、例えば50g/cm2 である。このような、パーティクル105を効率良く除去するための設定をもって60秒間の洗浄を行なうと、パーティクル105を半導体基板101上から離脱させ且つ除去することができる。
しかし、半導体基板101の表面から離脱したパーティクル105について、全てが洗浄液106と共に半導体基板101上から除去されるのではなく、一部はブラシ102に付着する又は半導体基板101の表面に再付着する等によって残留する。これは、円筒型ブラシ102の押し付け圧P1が比較的強いために半導体基板101と円筒型ブラシ102との摩擦によって静電気が生じ、パーティクル105を引き付けるためと考えられる。この後、単純にブラシ洗浄を停止した(円筒型ブラシ102の回転の停止及び半導体基板101からの離脱を行なった)場合、解決すべき課題として説明したように、静電気によって帯電した半導体基板101の表面にパーティクル105が付着したままの状態となる。
そこで、本実施形態の半導体基板の洗浄方法においては、図4に示す第1のブラシ洗浄工程の後に、図5に示す第2のブラシ洗浄工程を行なう。
第2のブラシ洗浄工程においては、第1のブラシ洗浄工程に比べて円筒型ブラシ102の半導体基板101に対する押し付け圧を小さくして洗浄を行なう。半導体基板101及び円筒型ブラシ102の回転については変更は不要である。具体的には、例えば押し付け圧P2を2.5g/cm2 とすると共に、円筒型ブラシ102の回転数を100rpm、半導体基板101の回転数を50rpmとし、10秒間の洗浄を行なう。
このようにすると、第1のブラシ洗浄工程に比べて押し付け圧が小さいことから、静電気の発生を抑制しながら半導体基板101上のパーティクル105を除去することができる。ここで、静電気によって半導体基板101の表面に再付着していたパーティクル105は、第2のブラシ洗浄工程における比較的弱い押し付け圧によっても容易に除去することができる。これは、静電気による付着が、第1のブラシ洗浄工程の前におけるパーティクルの付着に比べて弱いためである。この後、円筒型ブラシ102を半導体基板101から離脱させる際にも、静電気の発生は抑制されていたことから半導体基板101の帯電も抑制されており、半導体基板101に対するパーティクル105の再付着は抑制される。
円筒型ブラシ102が半導体基板101から離脱し回転停止することによってブラシ洗浄は終了し、円筒型ブラシ102は所定の位置に移動して待機状態となる。
このようにして、半導体基板101表面に付着したパーティクル105を離脱させる第1のブラシ洗浄工程の後に、第1のブラシ洗浄工程に比べて円筒型ブラシ102の押し付け圧を小さくして洗浄を行なう第2のブラシ洗浄工程を設けることにより、静電気による半導体基板101に対するパーティクル105の再付着を抑制することができる。
また、本実施形態の半導体基板の洗浄方法は、従来の半導体基板の洗浄方法に用いていた半導体基板の洗浄装置に大きな改造等を施すことなく実施可能であり、低コストで容易に行なうことができる。
尚、一つの円筒型ブラシ102を用いて押し付け圧を変えることにより第1のブラシ洗浄工程及び第2のブラシ洗浄工程を実施して良いし、それぞれ異なるブラシを用いても良い。異なるブラシを用いる場合、第1のブラシ洗浄工程が終了してブラシが半導体基板を離れた時点では、半導体基板には静電気によるパーティクルの再付着が発生している。この後、第2のブラシ洗浄工程により、再付着していたパーティクルが半導体基板上から除去される。
また、以上に説明した押し付け圧及び半導体基板101の回転数等は、いずれも例示するものであり、これらに限定されることはない。
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法及び半導体基板の洗浄装置について、図面を参照して説明する。
図6は、本実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の流れを示す図である。本実施形態の半導体基板の洗浄方法は、図1に示す第1の実施形態の半導体基板の洗浄方法と同様に、それぞれ一定時間行なう第1のブラシ洗浄工程及び第2のブラシ洗浄工程を有している。しかし、第1の実施形態においてはブラシの押し付け圧の違いによって2つのブラシ洗浄工程を設けていたのに対し、本実施形態においては、基板に対するブラシの設置位置の違いによって2つのブラシ洗浄工程を設ける。より詳しくは、第2のブラシ洗浄工程において、第1のブラシ洗浄工程に比べてブラシの位置を半導体基板から遠ざける。これによって、第2のブラシ洗浄工程におけるブラシの押し付け圧が第1のブラシ洗浄工程のときに比べて小さくなり、第1の実施形態と同様の効果が実現する。図6中、ブラシの位置が半導体基板に近い及び半導体基板から遠いとの表現は、2つのブラシ洗浄工程におけるブラシの位置を比較したときの相対的な遠近を言うものである。
以下に、図6の流れに従って、本実施形態の半導体基板の洗浄方法を詳しく説明する。
まず、本実施形態の半導体基板の洗浄方法に用いる半導体基板の洗浄装置は、図2及び図3に示した第1の実施形態の半導体基板の洗浄装置と同様である。
ここで、円筒型ブラシ102の半導体基板101に対する位置を表すために、円筒型ブラシ102が半導体基板101の表面にちょうど接する位置を0(零)点と設定する。また、これを基準に、半導体基板101から遠ざかる方向を+方向、半導体基板101に近づく方向を−方向とする。
まず、図6に言う洗浄前の状態は、図3によって表される。この際、円筒型ブラシ102は半導体基板101から例えば30mm離れており、先に説明した表現によると+30mmの位置に置かれている。この後、半導体基板101がローラー104により回転し、洗浄液供給ノズル103から洗浄液106が供給された状態においてブラシ102が回転しながら押し付けられて洗浄が行なわれる点は、第1の実施形態の半導体基板の洗浄方法と同様である。
第1のブラシ洗浄工程の様子を、図7に示す。第1のブラシ洗浄工程において、円筒型ブラシ102は、先の表現による−1.0mmの位置に設定され、円筒型ブラシ102の回転数100rpm及び半導体基板101の回転数50rpmとする60秒間の洗浄が行なわれる。これは、半導体基板101の表面に付着したパーティクル105を効率良く脱離させ且つ除去するための設定である。−1.0mmの位置とは、円筒型ブラシ102が半導体基板101に接する位置から更に半導体基板101の側に1.0mm押し付けた位置であり、円筒型ブラシ102(特に、突起部102c)がPVA等からなる柔軟性を有する構成であるとからこのような位置に設定することが可能となっている。
尚、図7においては、第1のブラシ洗浄工程における円筒型ブラシ102の中心から半導体基板101の表面までの距離をL1として示している。
以上のような第1のブラシ洗浄工程により、パーティクル105は半導体基板101の表面から離脱及び除去されるが、円筒型ブラシ102は半導体基板101との距離の狭い位置に設定されていることから、摩擦による静電気が発生しやすい。この結果として、一旦は脱離したパーティクル105は、半導体基板101に対する再付着が生じて残りやすい。
そこで、図8に示す第2のブラシ洗浄工程を遂行する。第2のブラシ洗浄工程において、円筒型ブラシ102は、−0.1mmの位置に設定される。これは、第1のブラシ洗浄工程に比べて半導体基板101から遠ざかる方向に0.9mm移動した位置である。
図8においては、第2のブラシ洗浄工程における円筒型ブラシ102の中心から半導体基板101の表面までの距離をL2として示している。ここで、円筒型ブラシ102は半導体基板101から遠ざけたのであるから、L2は、第1のブラシ洗浄工程における距離L1よりも大きいことになる。
このような設定をもって、円筒型ブラシ102の回転数100rpm、半導体基板101の回転数50rpm及び洗浄時間10秒のブラシ洗浄を実行すると、パーティクル105について、半導体基板101に対する再付着を抑制すると共に半導体基板101上から除去することができる。これは、第1のブラシ洗浄工程に比べて円筒型ブラシ102の位置が半導体基板101から離れた位置におかれていることにより押し付け圧が弱く、摩擦が低減された結果として静電気の発生が抑制され、パーティクル105の半導体基板101に対する付着が抑制されるためである。
以上のように、半導体基板101の表面からパーティクル105を離脱させるための位置よりも半導体基板101から遠い位置に円筒型ブラシ102を配置して洗浄を行なう工程を設けることにより、パーティクル105の再付着を抑制しながら半導体基板101の洗浄を行なうことができる。
尚、本実施形態の半導体基板の洗浄方法によると、円筒型ブラシ102の位置を設定するだけで2つのブラシ洗浄工程を設けることができる。これは、第1の実施形態の半導体基板の洗浄方法ではブラシの押し付け圧を測定することが必要であったのに比べ、簡便に行なうことができる。
(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法及び半導体基板の洗浄装置について、図面を参照して説明する。
図9は、本実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の流れを示す図である。本実施形態の半導体基板の洗浄方法は、第1及び第2の実施形態の半導体基板の洗浄方法と同様に、それぞれ一定時間行なう第1のブラシ洗浄工程及び第2のブラシ洗浄工程を有している。但し、本実施形態においては、それぞれ径の異なる円筒型ブラシを切替えて用いることにより、第1及び第2のブラシ洗浄工程を設けている。より詳しくは、第2のブラシ洗浄工程に用いる円筒型ブラシの径を、第1のブラシ洗浄工程に用いる円筒型ブラシの径よりも小さくしている。図9に言う外径が大きい及び外径が小さいとの表現は、このような相対的な大小を意味している。
このことにより、第1及び第2のブラシ洗浄工程において、ブラシを同じ位置に設定すると、半導体基板に対するブラシの押し付け圧が異なることになり、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
図10に、本実施形態の半導体基板の洗浄方法を行なうための半導体基板の洗浄装置の構成を例示する。該半導体基板の洗浄装置において、半導体基板101が垂直にローラー104によって保持され、ローラー104の回転に従って回転するようになっている。また、半導体基板101の表面に対して洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル103が備えられている。これらの構成は、処理室100の図示を省略しているが、図3に示す第1の実施形態の半導体基板の洗浄装置と同様である。
本実施形態の半導体基板の洗浄装置は、外径がD1である第1の円筒型ブラシ202と、外径がD1よりも小さいD2である第2の円筒型ブラシ212とを備えている。ここで、第1の円筒型ブラシ202は、ブラシ支持部202aにブラシ本体202bが支持され、その外周に突起部202cが備えられた構成を有する。これと同様に、第2の円筒型ブラシ212は、ブラシ支持部212a、ブラシ本体212b及び突起部212cを備える構成である。
また、第1の円筒型ブラシ202及び第2の円筒型ブラシ212は、アーム203の両端に設けられ、アーム203は支柱201上に設置されてブラシ交換機構を構成している。つまり、アーム203が回転することにより、第1の円筒型ブラシ202と第2の円筒型ブラシ212とは位置を入れ替えることができる。また、アーム203の回転中心から第1及び第2の円筒型ブラシ202及び212の中心軸までの長さはそれぞれ等しい。このため、アーム203を180度回転させて2つの円筒型ブラシ202及び212の位置を入れ替えた場合、中心軸は同じ位置に置かれることになる。
尚、第1の円筒型ブラシ202の外径D1は例えば60mm、第2の円筒型ブラシ212の外径D2は例えば55mmとする。
以下に、図9の流れに従って、本実施形態の半導体基板の洗浄方法を詳しく説明する。
まず、図10は、図9における洗浄前の待機状態を示すと考えることができる。このとき、第1及び第2の円筒型ブラシ202及び212は、いずれも半導体基板101とは接しない位置において待機している。
この状態の後、第1のブラシ洗浄工程を行なうためには、図11に示すように、支柱201が移動することにより第1の円筒型ブラシ202が半導体基板101に接触し、同時に第1の円筒型ブラシ202を回転させる。このとき、洗浄液供給ノズル105によって洗浄液106を供給する。
以上のような第1のブラシ洗浄工程により、半導体基板101の表面に付着していたパーティクル105は確実に離脱し、除去される。しかしこの際、半導体基板101の帯電によるパーティクル105の再付着が発生する。
そこで、本実施形態の半導体基板の洗浄方法においては、続いて第2のブラシ洗浄工程を行なう。このためには、半導体基板101及び支柱201の位置を維持したままアーム203を回転させることにより、第1の円筒型ブラシ202と第2の円筒型ブラシ212との位置を交換する。このような入れ替えを行なった後の様子(第2のブラシ洗浄工程の様子)を図12に示す。
図12の状態において、第2のブラシ洗浄工程として、第1の円筒型ブラシ202の外径D1よりも小さい外径D2を有する第2の円筒型ブラシ212によるブラシ洗浄を行なう。ここで、第1の円筒型ブラシ202の中心軸があった位置に第2の円筒型ブラシ212の中心軸が来るようになっているため、外径が小さくなることにより、ブラシの半導体基板101に対する押し付け圧は第1のブラシ洗浄工程に比べて小さくなる。このため、ブラシと半導体基板101の摩擦による静電気の発生は第1のブラシ洗浄工程に比べて小さくなり、静電気によるパーティクル105の再付着は抑制される。
以上のようにして、パーティクルの再付着を抑制しながら半導体基板の洗浄を行なうことができる。ここで、第1の実施形態の場合には押し付け圧を測定して制御することが必要であったが、それぞれの外径D1及びD2を設定することにより、第1及び第2のブラシ洗浄工程を実現することができる。
尚、第1及び第2のブラシ洗浄工程において、共に、半導体基板101の回転数50rpmで且つ第1の円筒型ブラシ202の回転数100rpmとする。また、第1のブラシ洗浄工程は60秒間、第2のブラシ洗浄工程は10秒間行なう。但し、これは一例を示すだけのものであり、必要に応じて設定すればよい。
また、図10〜図12に示した半導体基板の洗浄装置は、一例を示すものであり、このような構造には限られない。外径の異なる少なくとも2つのブラシを備え、それぞれのブラシを用いて半導体基板の洗浄を行なうことができるのであれば、他の構造を取っても良い。
(第4の実施形態)
以下、本発明の第4の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法及び半導体基板の洗浄装置について、図面を参照して説明する。
図13は、本実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の流れを示す図である。本実施形態の半導体基板の洗浄方法は、他の実施形態の半導体基板の洗浄方法と同様に、第1のブラシ洗浄工程及び第2のブラシ洗浄工程を有している。本実施形態の場合、第1のブラシ洗浄工程に用いるブラシよりも第2のブラシ洗浄工程に用いるブラシの方が柔らかい(硬度が低い)ことにより、第2のブラシ洗浄工程において、静電気の発生とそれに起因するパーティクルの再付着を抑制する。このとき、ブラシの押し付け圧及びブラシの半導体基板に対する位置等の制御により2つのブラシ洗浄工程を区別することは不要となっている。尚、図13における硬度が高い及び硬度が低いとの表現は、それぞれのブラシの相対的な硬度の高低を意味している。
図14に、本実施形態の半導体基板の洗浄方法を行なうための半導体基板の洗浄装置の構成を例示する。該半導体基板の洗浄装置において、半導体基板101、ローラー104及び洗浄液供給ノズル105については、図10の半導体基板の洗浄装置と同様である。また、第1の円筒型ブラシ302及び第2の円筒型ブラシ312がアーム203の両端に設けられ、アーム203は支柱201上に設置されていることについても図10に示したのと同様である。このため、アーム203の回転により、第1及び円筒型ブラシ302及び312は位置を入れ替えることができる。
但し、本実施形態の半導体基板の洗浄装置において、第1の円筒型ブラシ302と第2の円筒型ブラシ312とは、外径は同じである。その代わりに、第1の円筒型ブラシ302に比べ、第2の円筒型ブラシ312は硬度が低い。つまり、第1の円筒型ブラシ302を構成するブラシ本体302b及び突起部302cよりも、第2の円筒型ブラシ312を構成するブラシ312b及び突起部312cの方が柔らかいようになっている。
ここで、ブラシの材料としては高分子材料を用いるのがよい。具体的には、例えば、PVA、ナイロン、ポリウレタン及びアクリル樹脂等が考えられる。このような材料を用いると、様々な異なる硬度を有するブラシを得ることができる。また、ブラシの硬度の違いは、それぞれのブラシを異なる材料によって形成することによって実現してもよい。更に、ブラシ中に存在する空孔の割合が違うようにすることによって、それぞれのブラシが異なる硬度を有するようにすることもできる。また、以上の方法を組み合わせてもよい。
このため、第1の円筒型ブラシ302と第2の円筒型ブラシ312とを入れ替えて使用することにより、それぞれの外径が等しく且つ洗浄時に配置される位置が同じであっても、半導体基板101に対する押し付け圧が異なるようになる。より詳しくは、第2のブラシ洗浄工程における押し付け圧が第1のブラシ洗浄工程における押し付け圧よりも小さくなる。
この結果、第1のブラシ洗浄工程においては静電気の発生によるパーティクルの再付着が起こるのに対し、第2のブラシ洗浄工程においてはそれが抑制され、パーティクルの除去を確実に行なうことができる。
図14に加えて図15及び図16に、順に、図13の流れに従う本実施形態の半導体基板の洗浄方法を示している。図14は、洗浄を行なう前の待機状態と考えることができ、第1の円筒型ブラシ302が回転すると共に支柱201の移動により半導体基板101に接して第1のブラシ洗浄工程を開始する。この様子が図15に示されている。尚、洗浄の際には、洗浄液供給ノズル103から半導体基板101上に洗浄液106が供給される。
第1のブラシ洗浄工程において、やはり、静電気によるパーティクル105の再付着が発生する。そのため、図15に示す第1のブラシ洗浄工程の後、図16に示す第2のブラシ洗浄工程に移る。このためには、半導体基板101の回転及び洗浄液106の供給等については維持したまま、アーム203を回転させて第1の円筒型ブラシ302と第2の円筒型ブラシ312とを交換する。より柔らかい材料を用いた第2の円筒型ブラシ312による洗浄は、静電気の発生及びそれに伴うパーティクル105の半導体基板101に対する再付着を抑制しながら行なうことができる。
この後、第2の円筒型ブラシ312について、回転を停止させると共に支柱201の移動により半導体基板101から離脱させ、ブラシ洗浄を終了する。2つの円筒型ブラシ302及び312は待機状態に戻される。
尚、第1及び第2のブラシ洗浄工程において、共に、半導体基板101の回転数50rpmで且つ第1の円筒型ブラシ202の回転数100rpmとする。また、第1のブラシ洗浄工程は60秒間、第2のブラシ洗浄工程は10秒間行なう。但し、これは一例を示すだけのものである。また、図14の半導体基板の洗浄装置についても一例を示すものであり、これには限られない。
(第5の実施形態)
以下、本発明の第5の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法及び半導体基板の洗浄装置について、図面を参照して説明する。
図17は、本実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の流れを示す図である。本実施形態の半導体基板の洗浄方法は、既に説明した他の実施形態の半導体基板の洗浄方法と同様に、第1のブラシ洗浄工程及び第2のブラシ洗浄工程を有している。但し、本実施形態においては、それぞれ突起部の高さが異なる円筒型ブラシを切替えて用いることにより、第1及び第2のブラシ洗浄工程を設けている。より詳しくは、第2のブラシ洗浄工程において用いるブラシの突起部の高さを、第1のブラシ洗浄工程において用いるブラシの突起部の高さよりも低くしている。図17に言う、突起部が高い及び突起部が低いとの表現は、このような2つの工程においてそれぞれ用いる円筒型ブラシについて、突起部の高さの相対的な高低を意味している。
突起部の高さが異なることにより、第2のブラシ洗浄工程におけるブラシの押し付け圧は、第1のブラシ洗浄工程の場合に比べて小さくなり、静電気の発生に起因するパーティクルの再付着を抑制しながらパーティクルを除去することができる。このとき、ブラシの押し付け圧及びブラシの半導体基板に対する位置等の制御により2つのブラシ洗浄工程を区別することは不要となっている。
図18に、本実施形態の半導体基板の洗浄方法に用いる半導体基板の洗浄装置を示す。第3及び第4の実施形態における半導体基板の洗浄装置とは、2つの円筒型ブラシのについてのみ異なっているため、第3及び第4の実施形態の半導体基板の洗浄装置と同じ構成要素については同じ符号を付すことにより詳しい説明は省略する。2つの円筒型ブラシについては以下に述べる。
第1の円筒型ブラシ402及び第2の円筒型ブラシ412は、既に説明した他の円筒型ブラシと同様、それぞれ、ブラシ支持部402a及び412aと、ブラシ本体402b及び412bと、突起部402c及び412cとを含む構成である。ここで、2つの円筒型ブラシ402及び402は、同じ材料により構成されていると共に、ブラシ本体402a及び412aは同じ外径を有している。
但し、第1の円筒型ブラシ302の突起部402cの高さH1よりも、第2の円筒型ブラシ412の突起部412cの高さH2が低くなっている。具体的には、例えば、ブラシ支持部の径が55mmのとき、H1を5mm、H2を10mmとすることができる。
この結果、第3の実施形態の場合と同様にアーム203を回転させることによって2つの円筒型ブラシ402を412に交換すると、ブラシ支持部の径が等しく突起部の高さが低いことから、ブラシの半導体基板101に対する押し付け圧が低くなる。
これにより、第1のブラシ洗浄工程においては静電気の発生によるパーティクルの再付着が起こるのに対し、第2のブラシ洗浄工程においてはそれが抑制され、パーティクルの除去を確実に行なうことができる。
以下、図17の流れに従って、本実施形態のブラシ洗浄を順に説明する。
図18は、洗浄を行なう前の待機状態を示すものと考えることができる。この後、第3の実施形態等と同様にして、第1の円筒型ブラシ402による洗浄を行なう。第1のブラシ洗浄工程であるこのときの様子を、図19に示している。
ここでも、例えば、半導体基板101の回転数50rpmで且つ第1の円筒型ブラシ302の回転数100rpmとし、60秒間のブラシ洗浄を行なう。これは、半導体基板101に付着したパーティクル105を効率良く離脱させ且つ除去するための設定である。しかし、やはり静電気によるパーティクル105の半導体基板101に対する再付着が発生する。
そこで、図19に示す第1のブラシ洗浄工程の後、アーム203の回転によりブラシを第2の円筒型ブラシ412に切替えて、第2のブラシ洗浄工程を行なう。この様子が、図20に示されている。第1の円筒型ブラシ402の突起部402cに比べ、第2の円筒型ブラシ412の突起部412cは高さが低く、それぞれのブラシ本体402a及び402bの外径は同じである。このため、第2のブラシ洗浄工程におけるブラシの押し付け圧は、第1のブラシ洗浄工程における押し付け圧に比べて低くなり、静電気発生を抑制してパーティクルの再付着を抑制する効果が実現する。
尚、第2のブラシ洗浄工程において、半導体基板101の回転数50rpmで且つ第1の円筒型ブラシ302の回転数100rpmとし、10秒間実施する。
この後、第2の円筒型ブラシ412の回転停止及び離脱により、ブラシ洗浄を終了し、それぞれの円筒型ブラシ402及び412は待機状態に戻される。
以上のようにして、本実施形態の半導体基板の洗浄方法においても、再付着を抑制しながらパーティクルを除去することのできる半導体基板の洗浄方法が実現する。
(第6の実施形態)
以下、本発明の第6の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法及び半導体基板の洗浄装置について、図面を参照して説明する。
本実施形態の半導体基板の洗浄方法は、第1〜第5の実施形態の半導体基板の洗浄方法(順に、図1、図6、図9、図13及び図17に流れを示した方法)を、二段式の半導体基板の洗浄装置を用いて行なう方法である。図22に、二段式の半導体基板の洗浄装置を概略的に示した。該半導体基板の洗浄装置は、一段目洗浄機構500a及び2段目洗浄機構500bを備え、半導体基板は、2つのブラシ洗浄機構500a及び500bによって順に二段階で洗浄される。一段目洗浄機構500aは第1の円筒型ブラシ502を備えると共に、2段目洗浄機構500bは第2の円筒型ブラシ512を備える。また、図示は省略しているが、図3の装置同様に、半導体基板を支持し回転させるローラー及び洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル等についてもそれぞれ備えている。更に、一段目洗浄機構500aから2段目洗浄機構500bに半導体基板を搬送する手段を備えている。
一段目洗浄機構においては第1のブラシ洗浄工程が行なわれ、半導体基板表面に付着したパーティクルの脱離が効率良く行なわれる。しかし、この際、静電気発生に起因する再付着が発生する。この後、パーティクルの再付着が生じている半導体基板が2段目洗浄機構500bに輸送され、ここで第2のブラシ洗浄工程を行なう。この際には、静電気の発生を抑制しながら洗浄を行なうことにより、半導体基板に対して再付着するのを抑制しながらパーティクルを除去することができる。
図22に、二段式半導体基板の洗浄装置による洗浄方法の実施例1の流れを示している。これは、図1に示した第1の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の流れに対応する。つまり、第1の円筒型ブラシ502と、第2の円筒型ブラシ512とは同一の構成を有する。これと共に、一段目洗浄機構500aにおいては図4に示したのと同様に第1の円筒型ブラシ502の半導体基板に対する押し付け圧が相対的に大きく、2段目洗浄機構500bにおいては図5に示したのと同様に第2の円筒型ブラシ512の半導体基板に対する押し付け圧が相対的に小さいように設定される。
このようにして、第1のブラシ洗浄工程において再付着したパーティクルを、第2のブラシ洗浄工程において確実に除去することができる。
尚、第1及び第2の洗浄機構において、洗浄前の待機状態及び洗浄後の待機状態についても、図1における洗浄前及び洗浄後の状態と同様(図3に示された状態)である。
このようにして、二段式の半導体基板の洗浄装置によって洗浄を行なう場合、2工程を分割して行なうことにより、処理の滞在時間を短縮して効率を高めることができる。また、一つの半導体基板の洗浄装置において2種類の押し付け圧を設定するのに比べ、それぞれのブラシ洗浄機構の動作は単純化することができる。
次に、図23には、二段式半導体基板の洗浄装置による洗浄方法の実施例2の流れを示している。これは、図6に流れを示した第2の実施形態の半導体基板の洗浄方法に対応する。つまり、実施例1と同様に、第1の円筒型ブラシ502と、第2の円筒型ブラシ512とは同一の構成を有する。これと共に、一段目洗浄機構500aにおいては図7に示したのと同様に第1の円筒型ブラシ502が半導体基板に相対的に近い位置に配置され、2段目洗浄機構500bにおいては図8に示したのと同様に第2の円筒型ブラシ512が半導体基板から相対的に遠い位置に配置される。
このようにして、除去されるべきパーティクルの再付着を抑制しながら洗浄を行なうことができる。
また、図24は、同様に二段式半導体基板の洗浄装置による洗浄方法の実施例3の流れを示す。これは、図9に示す第3の実施形態の半導体基板の洗浄方法に対応する。
第3の実施形態においては、図10に示すように、一段の半導体基板の洗浄装置において二種類のブラシを切替えて洗浄を行なっていた。しかし、本実施形態においては二段式の半導体基板の洗浄装置を用いるため、一段目及び二段目の洗浄機構500a及び500bは、それぞれ図3のようにブラシを一つ備えていればよい。
但し、図10における第1の円筒型ブラシ402の外径D1よりも第2の円筒型ブラシ412の外径D2が小さいのと同様に、実施例3において、一段目洗浄機構500aの第1の円筒型ブラシ502に比べ、2段目洗浄機構500bの第2の円筒型512は外径が小さくなっている。
以上により、本実施形態の半導体基板の洗浄方法の実施例3においても、パーティクルの再付着を抑制して洗浄を行なうことができる。
更に、図25及び図26には、順に、本実施形態の半導体基板の洗浄方法の実施例4及び実施例5が示されている。これらは、順に第4の実施形態及び第5の実施形態に対応する。また、二段式の半導体基板の洗浄装置として、実施例3と同様に、それぞれの洗浄機構が一つずつ円筒型ブラシを備える図21に示したような装置を使用することができる。
実施例4の場合、第4の実施形態と同様、第1の円筒型ブラシ502に比べて第2の円筒型512の硬度が低い。実施例5の場合、第5の実施形態と同様、第1の円筒型ブラシ502が備える突起部の高さに比べ、第2の円筒型ブラシ512が備える突起部の高さが低い。このような第1及び第2の円筒型ブラシ502及び512の違いにより、いずれの場合も第2のブラシ洗浄工程においては第1のブラシ洗浄工程に比べて静電気の発生が抑制されており、パーティクルの再付着を抑制しながら洗浄を行なうことができる。
尚、実施例2〜実施例5についても、当然ながら、実施例1と同様に、工程分担による総合的な処理時間の短縮と、個々の洗浄機構の動作の単純化とを果たすことができる。
また、半導体基板としての半導体基板の回転数、ブラシの回転数及び洗浄時間等については、いずれも第1〜第5の実施形態と同様にすればよい。
また、以上に説明した第1〜第6の実施形態における半導体基板の洗浄方法及び装置は、組み合わせて用いることも可能である。例えば、第1のブラシ洗浄工程と、第2のブラシ洗浄工程とにおいて、ブラシの外径及び硬度を共に異なるようにするようなことも可能である。適切な組み合わせにより、確実な洗浄が可能になることが考えられる。
また、いずれも円筒型のブラシを用いる場合を説明したが、カップ型のブラシを用いて押し付け圧等の異なる2つのブラシ洗浄工程を設けることによっても、同様に良好な洗浄結果を得ることができる。
本発明の半導体基板の洗浄方法及び半導体基板の洗浄装置によると、静電気の発生を抑制してパーティクルの再付着を抑えながらブラシ洗浄を行なうことができるため、清浄度の高い洗浄が可能であり、特に、半導体基板のブラシ洗浄等に有用である。また、大きな装置構成の変更等は要しないため、容易に低コストで実現することができる。
図1は、第1の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の流れを示す図である。 図2は、第1の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法における半導体基板101と円筒型ブラシ102との配置を示す図である。 図3は、第1の実施形態に係る半導体基板の洗浄装置を示す図であり、図1における洗浄前の状態を示した図でもある。 図4は、第1の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法において、ブラシの押し付け圧が高い第1のブラシ洗浄工程を示す図である。 図5は、第1の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法において、ブラシの押し付け圧が低い第2のブラシ洗浄工程を示す図である。 図6は、第2の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の流れを示す図である。 図7は、第2の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法において、半導体基板に近い位置にブラシを配置している第1のブラシ洗浄工程を示す図である。 図8は、第2の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法において、半導体基板から遠い位置にブラシを配置している第2のブラシ洗浄工程を示す図である。 図9は、第3の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の流れを示す図である。 図10は、第3の実施形態に係る半導体基板の洗浄装置を示す図であり、図9における洗浄前の状態を示した図でもある。 図11は、第3の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法において、外径の大きいブラシを用いる第1のブラシ洗浄工程を示す図である。 図12は、第3の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法において、外径の小さいブラシを用いる第2のブラシ洗浄工程を示す図である。 図13は、第4の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の流れを示す図である。 図14は、第4の実施形態に係る半導体基板の洗浄装置を示す図であり、図13における洗浄前の状態を示した図でもある。 図15は、第4の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法において、硬度の高いブラシを用いる第1のブラシ洗浄工程を示す図である。 図16は、第4の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法において、硬度の低いブラシを用いる第2のブラシ洗浄工程を示す図である。 図17は、第5の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の流れを示す図である。 図18は、第5の実施形態に係る半導体基板の洗浄装置を示す図であり、図17における洗浄前の状態を示した図でもある。 図19は、第5の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法において、突起部の高さが大きいブラシを用いる第1のブラシ洗浄工程を示す図である。 図20は、第5の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法において、突起部の高さが小さいブラシを用いる第2のブラシ洗浄工程を示す図である。 図21は、第6の実施形態に係る二段式半導体基板の洗浄装置を概略的に示す図である。 図22は、第6の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の実施例1の流れを示す図である。 図23は、第6の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の実施例2の流れを示す図である。 図24は、第6の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の実施例3の流れを示す図である。 図25は、第6の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の実施例4の流れを示す図である。 図26は、第6の実施形態に係る半導体基板の洗浄方法の実施例5の流れを示す図である。 図27は、カップ(円盤)型ブラシを用いる従来の半導体基板の洗浄装置の構成を示す図である。 図28は、円筒型ブラシを用いる従来の半導体基板の洗浄装置の構成を示す図である。 図29は、従来の半導体基板の洗浄方法の流れを示す図である。 図30は、従来の半導体基板の洗浄方法における洗浄中の状態を示す図である。
符号の説明
100 処理室
101 半導体基板
102 円筒型ブラシ
102a ブラシ支持部
102b ブラシ本体
102c 突起部
103 洗浄液供給ノズル
104 ローラー
105 パーティクル
106 洗浄液
201 支柱
202、302、402、502 第1の円筒型ブラシ
202a、302a、402a、502a ブラシ支持部
202b、302b、402b、502b ブラシ本体
202c、302c、402c、502bc 突起部
212、312、412、512 第2の円筒型ブラシ
212a、312a、412a、512a ブラシ支持部
212b、312b、412b、512b ブラシ本体
212c、312c、412c、512bc 突起部
203 アーム

Claims (10)

  1. 半導体基板の表面を洗浄する洗浄方法において、
    第1のブラシを用いて、半導体基板の表面を洗浄する第1の洗浄工程と、
    前記第1の洗浄工程の後に、第2のブラシを用いて、前記第1の洗浄工程と比較して前記半導体基板の表面の再汚染を抑制した条件下において前記半導体基板の表面を洗浄する第2の洗浄工程とを備え
    前記第1のブラシと、前記第2のブラシとは、同一のブラシであり、
    前記第2の洗浄工程における前記半導体基板に対する前記第2のブラシの押し付け圧が、前記第1の洗浄工程における前記半導体基板に対する前記第1のブラシの押し付け圧よりも弱いことを特徴とする半導体基板の洗浄方法。
  2. 請求項において、
    前記第2の洗浄工程における前記第2のブラシの前記半導体基板に対する配置位置は、前記第1の洗浄工程における前記第1のブラシの前記半導体基板に対する配置位置よりも遠いことを特徴とする半導体基板の洗浄方法。
  3. 請求項1又は2において、
    前記第1の洗浄工程と前記第2の洗浄工程とは、同一の洗浄装置において行なうことを特徴とする半導体基板の洗浄方法。
  4. 請求項1又は2において、
    前記第1の洗浄工程と前記第2の洗浄工程とは、それぞれ別の洗浄装置において行なうことを特徴とする半導体基板の洗浄方法。
  5. 請求項1〜のいずれか1つにおいて、
    希フッ酸、アンモニア水、有機酸又は機能水を洗浄液として用いることを特徴とする半導体基板の洗浄方法。
  6. 請求項1〜のいずれか1つにおいて、
    前記第1のブラシ及び前記第2のブラシは、高分子材料からなることを特徴とする半導体基板の洗浄方法。
  7. 同一の半導体基板の表面を洗浄するための第1のブラシ及び第2のブラシを備え、
    前記第2のブラシによる洗浄は、前記第1のブラシによる洗浄と比較して前記半導体基板の表面の再汚染を抑制した条件下において行なわれ
    前記第1のブラシと、前記第2のブラシとは、同一のブラシであり、
    前記第2のブラシによる洗浄の際の前記半導体基板に対する前記第2のブラシの押し付け圧が、前記第1のブラシによる洗浄の際の前記半導体基板に対する前記第1のブラシの押し付け圧よりも弱いことを特徴とする半導体基板の洗浄装置。
  8. 請求項7において、
    前記第2のブラシによる洗浄の際の、前記第2のブラシの前記半導体基板に対する配置位置は、前記第1のブラシによる洗浄の際の、前記第1のブラシの前記半導体基板に対する配置位置よりも遠いことを特徴とする半導体基板の洗浄装置。
  9. 請求項7又は8において、
    希フッ酸、アンモニア水、有機酸又は機能水を洗浄液として用いることを特徴とする半導体基板の洗浄装置。
  10. 請求項7〜9のいずれか1つにおいて、
    前記第1のブラシ及び前記第2のブラシは、高分子材料からなることを特徴とする半導体基板の洗浄装置。
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