JP6386424B2 - 半導体製造装置および半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体製造装置および半導体装置の製造方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、半導体製造装置および半導体装置の製造方法に関する。
半導体ウェハのブラシ洗浄の種類には、ロールブラシ洗浄とペンブラシ洗浄（スイープブラシ洗浄）とがある。ロールブラシ洗浄では、ウェハを両面からロール形状のブラシで挟み、ウェハとブラシとを回転させることで、ウェハを洗浄する。ペンブラシ洗浄では、ウェハの片面にペン形状のブラシを接触させ、ウェハとブラシとを回転させつつウェハの片面をブラシでスイープすることで、ウェハを洗浄する。
ペンブラシ洗浄には、ウェハの回転速度を高くしやすいという利点がある。そのため、ペンブラシ洗浄では、洗浄時のウェハとブラシとの相対速度をロールブラシ洗浄に比べて高くすることができ、ウェハの洗浄性を上げることができる。
しかしながら、ペンブラシ洗浄には、以下のような問題がある。ペンブラシ洗浄では、ウェハを高速回転させるために、ウェハを外周付近でチャックピンによりチャックする必要がある。しかしながら、ブラシとチャックピンとが接触すると、ブラシが脱落したり、ウェハの回転が停止したりする可能性がある。よって、ウェハを外周まで洗浄することができず、洗浄終了後は外周付近のウェハ外周部においてブラシを引き上げる必要がある。そのため、ウェハ外周部に異物が残留することや、ブラシを引き上げる際にブラシに付着した異物がウェハに再付着することが問題となる。
特開２００９−２６４９７号公報 特開２０１４−１７４９９号公報
ウェハを外周まで洗浄する場合の不都合を抑制しつつウェハを洗浄可能な半導体製造装置および半導体装置の製造方法を提供する。
一の実施形態によれば、半導体製造装置は、ウェハをチャックピンにより保持し、前記ウェハを回転させるウェハ保持部を備える。前記装置はさらに、前記ウェハの表面を洗浄する洗浄部材を保持し、前記ウェハの表面に垂直な第１回転軸を中心に前記洗浄部材を回転させるウェハ洗浄部であって、前記洗浄部材が前記ウェハに接触して回転している状態で前記洗浄部材を前記ウェハの表面上で移動させることで、前記ウェハの表面を洗浄するウェハ洗浄部を備える。さらに、前記ウェハ洗浄部は、前記第１回転軸が、前記洗浄部材の前記ウェハに対する接触領域を通過しないように、前記洗浄部材を保持し回転させる。
第１実施形態の半導体製造装置の構造を示す断面図と上面図である。 第１実施形態の半導体製造装置の動作を示す上面図である。 第１実施形態のブラシとチャックピンとの接触の例を示す上面図である。 第１実施形態のブラシとチャックピンとの接触の別の例を示す上面図である。 第１実施形態のブラシとチャックピンとの接触回避の例を示す上面図である。 第１実施形態のブラシとチャックピンの形状を説明するための上面図である。 第１実施形態の比較例の半導体製造装置の構造を示す断面図と上面図である。 第２実施形態の半導体製造装置の構造を示す断面図である。 第２実施形態のブラシとチャックピンとの接触の例を示す上面図である。 第３実施形態のウェハ洗浄部の構造を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の半導体製造装置の構造を示す断面図と上面図である。
本実施形態の半導体製造装置は、洗浄対象のウェハ１を保持するウェハ保持部１１と、ウェハ１の表面を洗浄液２により洗浄するウェハ洗浄部１２と、ウェハ１の表面に洗浄液２を供給する洗浄液供給部１３とを備えている。本実施形態の半導体製造装置はさらに、ウェハ保持部１１、ウェハ洗浄部１２、洗浄液供給部１３等の動作を制御する制御部１４を備えている。
ウェハ１の例は、半導体ウェハである。本実施形態のウェハ１は、ウェハ１から半導体装置を製造するために使用される。図１(ａ)と図１(ｂ)は、ウェハ１の表面に平行で互いに垂直なＸ方向およびＹ方向と、ウェハ１の表面に垂直なＺ方向とを示している。本明細書では、＋Ｚ方向を上方向として取り扱い、−Ｚ方向を下方向として取り扱う。本実施形態の−Ｚ方向は、重力方向と一致していてもよいし、重力方向と一致していなくてもよい。
符号Ｔは、ウェハ１の外周を示している（図１(ｂ)）。ウェハ１の表面上の領域は、大まかに、ウェハ１の中心に近いウェハ中心部Ｗ１と、ウェハ１の外周Ｔに近いウェハ外周部Ｗ２とに区分される。本実施形態では、ウェハ中心部Ｗ１が最初に洗浄され、その後にウェハ外周部Ｗ２が洗浄される。ウェハ中心部Ｗ１は、第１部分の例である。ウェハ外周部Ｗ２は、第２部分の例である。
ウェハ保持部１１は、回転部１１ａと、ステージ１１ｂと、複数のチャックピン１１ｃとを備えている。ウェハ１は、外周Ｔ付近でこれらのチャックピン１１ｃにより物理的に保持される。チャックピン１１ｃは、ステージ１１ｂに取り付けられている。ステージ１１ｂは、回転部１１ａに取り付けられている。ウェハ保持部１１は、回転部１１ａによりステージ１１ｂを回転させることで、チャックピン１１ｃにより保持されたウェハ１を回転させることができる。
符号Ｃ１は、ウェハ１と回転部１１ａの回転軸を示す。ウェハ１と回転部１１ａは、矢印Ａ１のように、回転軸Ｃ１を中心に回転する。本実施形態の回転軸Ｃ１は、Ｚ方向に平行であり、ウェハ１の中心を通過している。
ウェハ洗浄部１２は、ブラシ１２ａを保持する回転部１２ｂと、第１接続部１２ｃと、アーム部１２ｄと、第２接続部１２ｅとを備えている。本実施形態のブラシ１２ａは、ペン形状のスポンジブラシであり、ウェハ１をペンブラシ洗浄により洗浄するために使用される。ブラシ１２ａは、ブラシ１２ａの上部Ｐ１を回転部１２ｂの開口部Ｐ２に挿入することで、回転部１２ｂに取り付けられている。ブラシ１２ａは、回転部１２ｂに対し着脱可能である。ブラシ１２ａは、洗浄部材の例である。
回転部１２ｂは、第１接続部１２ｃに固定されており、第１接続部１２ｃは、アーム部１２ｄに回転可能に取り付けられている。よって、回転部１２ｂは、第１接続部１２ｃを中心に回転することができる。これにより、回転部１２ｂは、第１接続部１２ｃを中心にブラシ１２ａを回転させることができる。
符号Ｃ２は、ブラシ１２ａ、回転部１２ｂ、および第１接続部１２ｃの回転軸を示す。ブラシ１２ａ、回転部１２ｂ、および第１接続部１２ｃは、矢印Ａ２のように、回転軸Ｃ２を中心に回転する。本実施形態の回転軸Ｃ２は、Ｚ方向に平行であり、第１接続部１２ｃの中心を通過している。回転軸Ｃ２は、第１回転軸の例である。
符号Ｓは、ブラシ１２ａのウェハ１に対する接触領域を示す。本実施形態の接触領域Ｓは、ブラシ１２ａの底面に相当する。本実施形態のウェハ洗浄部１２は、回転軸Ｃ２が接触領域Ｓを通過しないように、ブラシ１２ａを保持し回転させる。図１(ａ)は、回転軸Ｃ２が接触領域Ｓを通過していない状態を示している。このような構造を採用する理由については、後述する。
アーム部１２ｄは、第１接続部１２ｃを介して回転部１２ｂに接続されている。また、アーム部１２ｄは、第２接続部１２ｅに固定されており、第２接続部１２ｅは、ウェハ洗浄部１２の本体部（不図示）に回転可能に取り付けられている。よって、アーム部１２ｄと第２接続部１２ｅは、矢印Ｂ１のように、第２接続部１２ｅを中心に回転することができる。これにより、アーム部１２ｄは、第１接続部１２ｃ、回転部１２ｂ、およびブラシ１２ａを移動させることができる。
本実施形態の半導体製造装置は、ウェハ１を洗浄する際、ウェハ１とブラシ１２ａを回転させながら、ウェハ１の表面にブラシ１２ａを接触させる。そして、本実施形態の半導体製造装置は、ウェハ１とブラシ１２ａが接触および回転している状態でアーム部１２ｄを回転させることで、ブラシ１２ａをウェハ１の表面上で移動させる。これにより、ウェハ１の表面をブラシ１２ａでスイープし、ウェハ１の表面をブラシ１２ａにより洗浄することができる。
洗浄液供給部１３は、洗浄液２を吐出する洗浄液ノズル１３ａと、洗浄液ノズル１３ａを移動させるノズル駆動部１３ｂとを備えている。洗浄液供給部１３は、ノズル駆動部１３ｂにより洗浄液ノズル１３ａを移動させることで、ウェハ１上の所望の位置に洗浄液２を吐出することができる。
制御部１４は例えば、回転部１１ａ、回転部１２ｂ、アーム部１２ｄの回転や、洗浄液ノズル１３ａの吐出動作や、ノズル駆動部１３ｂの移動動作などを制御する。
本実施形態の制御部１４は、ウェハ洗浄部１２を第１および第２モードのいずれかに設定することができる。第１モードでは、ウェハ洗浄部１２が回転部１２ｂによりブラシ１２ａを回転させる。すなわち、第１モードでは、ブラシ１２ａを意図的に回転させる。第２モードでは、ブラシ１２ａがウェハ洗浄部１２の外部からの力により回転するように、ウェハ洗浄部１２が回転部１２ｂによるブラシ１２ａの回転を停止する。すなわち、第２モードでは、ブラシ１２ａの意図的な回転を停止し、ブラシ１２ａを衝突や摩擦などの作用により回転可能な状態におく。
このような制御は例えば、回転部１２ｂを回転駆動させるモータのオン／オフにより実現可能である。第１モードでは、制御部１４は、モータをオンにし、回転部１２ｂをモータにより回転させる。第２モードでは、制御部１４は、モータをオフにし、モータによる回転部１２ｂの回転を停止する。
本実施形態の第２モードでは、ブラシ１２ａは自由回転可能な状態におかれる。そのため、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃに衝突すると、ブラシ１２ａがこの衝突により自由に回転する。このような動作の詳細は、後述することにする。
図２は、第１実施形態の半導体製造装置の動作を示す上面図である。
ウェハ１を洗浄する際、本実施形態の半導体製造装置はまず、ウェハ１を回転させながら、ウェハ１の表面に中心付近でブラシ１２ａを接触させる（図２(ａ)）。この際、ウェハ洗浄部１２は第１モードに設定される。よって、ブラシ１２ａは、回転部１２ｂからの力により回転している。
次に、アーム部１２ｄは、ブラシ１２ａをウェハ中心部Ｗ１からウェハ外周部Ｗ２に移動させるように回転する（図２(ｂ)）。これにより、ウェハ中心部Ｗ１が第１モードのブラシ１２ａにより洗浄される。
次に、制御部１４は、ブラシ１２ａがウェハ１の外周Ｔに到達する前に、ウェハ洗浄部１２を第１モードから第２モードに切り替える（図２(ｃ)）。これにより、ブラシ１２ａは自由回転可能な状態になる。その後、アーム部１２ｄは、ブラシ１２ａを外周Ｔに向けて移動させるように回転する。これにより、ウェハ外周部Ｗ２が第２モードのブラシ１２ａにより洗浄される。
次に、アーム部１２ｄは、第２モードでブラシ１２ａをウェハ１の外周Ｔの内側から外側に移動させることで、ブラシ１２ａをウェハ１の表面から離脱させる（図２(ｄ)）。すなわち、アーム部１２ｄは、ブラシ１２ａを上方に引き上げるのではなく、ブラシ１２ａを水平方向に移動させることで、ブラシ１２ａをウェハ１から離脱させる。よって、本実施形態によれば、ウェハ１を外周Ｔまで洗浄することができると共に、ブラシ１２ａに付着した異物がウェハ１に再付着することを防ぐことができる。
図２(ｄ)の動作の際、ウェハ１の表面にチャックピン１１ｃが存在しているため、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃに接触する可能性がある。この詳細については、図３から図５を参照して説明する。
図３は、第１実施形態のブラシ１２ａとチャックピン１１ｃとの接触の例を示す上面図である。
図３(ａ)は、第２モードのブラシ１２ａが外周Ｔ付近を移動する際に、矢印Ｄ１で示すように、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃに接触した場合を示している。図３(ａ)では、ブラシ１２ａの回転軸Ｃ２が外周Ｔの内側にある場合に、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃに接触している。
この際、ブラシ１２ａと回転部１２ｂは、ウェハ洗浄部１２の外部からの力により回転可能な状態にあり、具体的には、自由回転可能な状態にある。よって、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃに接触すると、図３(ｂ)の矢印Ｄ２のように、ブラシ１２ａと回転部１２ｂが、チャックピン１１ｃから伝わる運動エネルギーにより時計回りに回転する。これにより、ブラシ１２ａはチャックピン１１ｃを避けることができ、ブラシ１２ａの脱落やウェハ１の回転停止を防止することができる。
図４は、第１実施形態のブラシ１２ａとチャックピン１１ｃとの接触の別の例を示す上面図である。
図４(ａ)は、第２モードのブラシ１２ａが外周Ｔ付近を移動する際に、矢印Ｄ１で示すように、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃに接触した場合を示している。図４(ａ)では、ブラシ１２ａの回転軸Ｃ２が外周Ｔの外側にある場合に、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃに接触している。
この際、ブラシ１２ａと回転部１２ｂは、ウェハ洗浄部１２の外部からの力により回転可能な状態にあり、具体的には、自由回転可能な状態にある。よって、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃに接触すると、図４(ｂ)の矢印Ｄ２のように、ブラシ１２ａと回転部１２ｂが、チャックピン１１ｃから伝わる運動エネルギーにより反時計回りに回転する。これにより、ブラシ１２ａはチャックピン１１ｃを避けることができ、ブラシ１２ａの脱落やウェハ１の回転停止を防止することができる。
図５は、第１実施形態のブラシ１２ａとチャックピン１１ｃとの接触回避の例を示す上面図である。
図５(ａ)は、回転軸Ｃ２が外周Ｔ付近にある際に、矢印Ｄ１で示すように、チャックピン１１ｃが回転軸Ｃ２付近を通過する場合を示している。上述のように、本実施形態のウェハ洗浄部１２は、回転軸Ｃ２がブラシ１２ａの底面（接触領域）Ｓを通過しないように、ブラシ１２ａを保持し回転させる。よって、図５(ａ)では、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃの軌道上に存在していない。その結果、ブラシ１２ａはチャックピン１１ｃを避けることができ（図５(ｂ)）、ブラシ１２ａの脱落やウェハ１の回転停止を防止することができる。
なお、図５(ａ)の場合に、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃの軌道上に存在する場合には、図３(ｂ)や図４(ｂ)のように、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃに接触し、ブラシ１２ａと回転部１２ｂが時計回りまたは反時計回りに回転する。
このように、本実施形態によれば、ブラシ１２ａの脱落やウェハ１の回転停止を防止しつつ、ウェハ１を外周Ｔまで洗浄することができる。また、本実施形態によれば、ブラシ１２ａを水平方向に移動させることで、ブラシ１２ａをウェハ１の表面から離脱させることができる。これにより、ウェハ外周部Ｗ２に異物が残留することや、ブラシ１２ａの引き上げによりブラシ１２ａに付着した異物がウェハ１に再付着することを抑制することができる。
なお、本実施形態では、ブラシ１２ａは、ブラシ１２ａの上部Ｐ１が回転部１２ｂの開口部Ｐ２からはずれる力より弱い力で自由回転できるように構成されている。よって、ブラシ１２ａがウェハチャック１１ｃに接触した際に、ブラシ１２ａは回転部１２ｂから脱落せずに回転することができる。
図６は、第１実施形態のブラシ１２ａとチャックピン１１ｃの形状を説明するための上面図である。
符号Ｅ１は、接触領域Ｓ内で回転軸Ｃ２と最も近い点を示す。以下、点Ｅ１を最近点と呼ぶ。符号Ｅ２は、接触領域Ｓ内で回転軸Ｃ２から最も遠い点を示す。以下、点Ｅ２を最遠点と呼ぶ。図６はさらに、最近点Ｅ１の回転軌道Ｚ１と、最遠点Ｅ２の回転軌道Ｚ２と、最近点Ｅ１と回転軸Ｃ２との距離Ｒ１（最近点Ｅ１の軌道半径）と、最遠点Ｅ２と回転軸Ｃ２との距離Ｒ２（最遠点Ｅ２の軌道半径）とを示している。符号Ｌは、接触領域Ｓの中心と回転軸Ｃ２とを結ぶ直線を示す。符号Ｑは、ウェハ１の表面に平行な方向のチャックピン１１ｃの最大長を示す。
本実施形態の接触領域Ｓの外周は、角部を有する多角形ではなく、角部を有さない楕円形である。このように、ブラシ１２ａは、接触領域Ｓの外周に角部を有さない形状を有することが望ましい。これにより、ブラシ１２ａがウェハチャック１１ｃに接触した際に、ブラシ１２ａの角部がウェハチャック１１ｃに引っ掛かることを抑制することができる。なお、接触領域Ｓの外周は、角部を有さなければ、楕円以外の形状でもよい。
また、チャックピン１１ｃの外周は、ウェハ１がウェハ保持部１１により保持されている状態において、ウェハ１の表面上に角部を有さない形状を有することが望ましい。図６は、ウェハ１の表面上に長円形の形状を有するチャックピン１１ｃを示している。これにより、ブラシ１２ａがウェハチャック１１ｃに接触した際に、ブラシ１２ａがウェハチャック１１ｃの角部に引っ掛かることを抑制することができる。なお、チャックピン１１ｃの外周は、角部を有さなければ、長円以外の形状でもよい。
また、ブラシ１２ａは、図６に示すように、最近点Ｅ１が直線Ｌ上に位置しない形状を有することが望ましい。これにより、楕円形を有する接触領域Ｓの長軸や短軸が、直線Ｌに対して傾いている。この場合、ブラシ１２ａがウェハチャック１１ｃに接触すると、ウェハ１の半径方向や円周方向に対して傾いた力がウェハチャック１１ｃからブラシ１２ａに作用する。これにより、ブラシ１２ａが図３(ｂ)や図４(ｂ)のように回転しやすくなる。
最近点Ｅ１と回転軸Ｃ２との距離Ｒ１は、接触領域Ｓと回転軸Ｃ２との距離を表している。本実施形態では、距離Ｒ１が、チャックピン１１ｃの最大長Ｑの半分よりも長く設定されている（Ｒ１＞Ｑ／２）。これにより、図５(ｂ)のように、回転軸Ｃ２が外周Ｔ付近にある際に、ブラシ１２ａはチャックピン１１ｃを避けることが可能となる。
図７は、第１実施形態の比較例の半導体製造装置の構造を示す断面図と上面図である。
本比較例のウェハ洗浄部１２は、回転軸Ｃ２が接触領域Ｓを通過するように、ブラシ１２ａを保持し回転させる。図７(ａ)は、回転軸Ｃ２が接触領域Ｓを通過している状態を示している。
本比較例では、図３(ｂ)、図４(ｂ)、図５(ｂ)のようにブラシ１２ａがチャックピン１１ｃを避けることができない。よって、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃに接触すると、ブラシ１２ａが脱落したり、ウェハ１の回転が停止したりする可能性がある。一方、本実施形態によれば、これらの不都合を抑制しつつウェハを外周Ｔまで洗浄することが可能となる。
なお、本比較例のチャックピン１１ｃの外周は、図７(ｂ)のように、ウェハ１の表面上に角部を有する形状を有している。この場合、ブラシ１２ａがウェハチャック１１ｃの角部に引っ掛かる可能性がある。一方、本実施形態によれば、このような引っ掛かりを抑制することが可能となる。
以上のように、本実施形態のウェハ洗浄部１２は、回転軸Ｃ２が接触領域Ｓを通過しないように、ブラシ１２ａを保持し回転させる。よって、本実施形態によれば、ブラシ１２ａがウェハ洗浄部１２の外部からの力により回転可能な状態でウェハ１の外周Ｔ付近を洗浄することで、ブラシ１２ａの脱落やウェハ１の回転停止などの不都合を抑制することが可能となる。
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態の半導体製造装置の構造を示す断面図である。
図８(ａ)のウェハ洗浄部１２は、互いに分離された２つのブラシ１２ａを保持している。各ブラシ１２ａの形状や材質は、第１実施形態のブラシ１２ａと同様である。符号Ｓ１、Ｐ１は、一方のブラシ１２ａの接触領域と上部を示す。上部Ｐ１は、回転部１２ｂの開口部Ｐ２に挿入されている。符号Ｓ２、Ｐ３は、他方のブラシ１２ａの接触領域と上部を示す。上部Ｐ３は、回転部１２ｂの開口部Ｐ４に挿入されている。接触領域Ｓ１、Ｓ２は、互いに分離されている。これらのブラシ１２ａは、回転軸Ｃ２を挟むように配置されている。これらのブラシ１２ａは、第１および第２洗浄部材の例である。接触領域Ｓ１、Ｓ２はそれぞれ、第１および第２接触領域の例である。
本実施形態のウェハ洗浄部１２は、回転軸Ｃ２が接触領域Ｓ１、Ｓ２を通過しないように、ブラシ１２ａを保持し回転させる。よって、本実施形態によれば、ブラシ１２ａの脱落やウェハ１の回転停止を防止しつつ、ウェハ１を外周Ｔまで洗浄することができる。
図８(ｂ)のウェハ洗浄部１２は、図８(ａ)のウェハ洗浄部１２の変形例に相当する。図８(ｂ)の１つのブラシ１２ａは、図８(ａ)の２つのブラシ１２ａを１つにつなげた形状を有している。ただし、接触領域Ｓ１、Ｓ２は、互いに分離されている。
本変形例のウェハ洗浄部１２も、回転軸Ｃ２が接触領域Ｓ１、Ｓ２を通過しないように、ブラシ１２ａを保持し回転させる。よって、本変形例によれば、ブラシ１２ａの脱落やウェハ１の回転停止を防止しつつ、ウェハ１を外周Ｔまで洗浄することができる。
図９は、第２実施形態のブラシ１２ａとチャックピン１１ｃとの接触の例を示す上面図である。図９は、図８(ａ)または図８(ｂ)の半導体製造装置を示している。
図９(ａ)は、第２モードの一方のブラシ１２ａが外周Ｔ付近を移動する際に、矢印Ｄ１で示すように、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃに接触した場合を示している。図９(ａ)では、回転軸Ｃ２が外周Ｔの内側にある場合に、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃに接触している。
この際、ブラシ１２ａと回転部１２ｂは、ウェハ洗浄部１２の外部からの力により回転可能な状態にあり、具体的には、自由回転可能な状態にある。よって、ブラシ１２ａがチャックピン１１ｃに接触すると、図９(ｂ)の矢印Ｄ２のように、ブラシ１２ａと回転部１２ｂが、チャックピン１１ｃから伝わる運動エネルギーにより時計回りに回転する。これにより、ブラシ１２ａはチャックピン１１ｃを避けることができ、ブラシ１２ａの脱落やウェハ１の回転停止を防止することができる。
これは、図３に示す動作と同様である。図４および図５に示す動作も同様に、第２実施形態に適用可能である。
以上のように、本実施形態のウェハ洗浄部１２は、回転軸Ｃ２が接触領域Ｓ１、Ｓ２を通過しないように、ブラシ１２ａを保持し回転させる。よって、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、ブラシ１２ａの脱落やウェハ１の回転停止などの不都合を抑制することが可能となる。
また、本実施形態によれば、ウェハ洗浄部１２が複数の接触領域Ｓ１、Ｓ２を有することで、ウェハ１上でウェハ洗浄部１２に作用する力のバランスを向上させることができ、ウェハ洗浄部１２の姿勢の安定性を向上させることができる。
なお、本実施形態のウェハ洗浄部１２は、Ｎ個（Ｎは３以上の整数）の接触領域を有していてもよい。この場合、これらの接触領域は、Ｎ個のブラシ１２ａに設けられていてもよいし、Ｎ個未満のブラシ１２ａに設けられていてもよい。
（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態のウェハ洗浄部１２の構造を示す斜視図である。
図１０(ａ)のウェハ洗浄部１２は、タイヤ形状のブラシ１２ａを保持している。ブラシ１２ａの例は、スポンジブラシである。ブラシ１２ａは、回転部１２ｂのシャフトＫに回転可能かつ着脱可能に取り付けられている。
符号Ｃ３は、ブラシ１２ａがシャフトＫを中心に回転する際の回転軸を示す。ブラシ１２ａは、矢印Ａ３のように、回転軸Ｃ３を中心に回転する。本実施形態の回転軸Ｃ３は、Ｚ方向に垂直であり、シャフトＫの中心を通過している。回転軸Ｃ３は、第２回転軸の例である。本実施形態のブラシ１２ａは、第１および第２モードのいずれにおいても、回転軸Ｃ３を中心に意図的に回転させてもよいし、回転軸Ｃ３を中心に自由回転可能な状態としてもよい。
また、ブラシ１２ａ、回転部１２ｂ、および第１接続部１２ｃは、矢印Ａ２のように、回転軸Ｃ２を中心に回転する。本実施形態の回転軸Ｃ２は、Ｚ方向に平行であり、第１接続部１２ｃの中心を通過している。回転軸Ｃ２は、第１回転軸の例である。本実施形態のブラシ１２ａは、第１モードでは回転部１２ｂにより回転軸Ｃ２を中心に回転し、第２モードでは回転軸Ｃ２を中心に自由回転可能である。
本実施形態のウェハ洗浄部１２は、回転軸Ｃ２が接触領域Ｓを通過しないように、ブラシ１２ａを保持し回転させる。よって、本実施形態によれば、ブラシ１２ａの脱落やウェハ１の回転停止を防止しつつ、ウェハ１を外周Ｔまで洗浄することができる。
図１０(ｂ)と図１０(ｃ)のウェハ洗浄部１２は、図１０(ａ)のウェハ洗浄部１２の変形例に相当する。図１０(ｂ)と図１０(ｃ)の各ウェハ洗浄部１２は、タイヤ形状の２つのブラシ１２ａを保持している。各ブラシ１２ａの形状や材質は、図１０(ａ)のブラシ１２ａと同様である。これらのブラシ１２ａはそれぞれ、回転部１２ｂのシャフトＫ１、Ｋ２に回転可能かつ着脱可能に取り付けられている。
これらの変形例のウェハ洗浄部１２は、回転軸Ｃ２がブラシ１２ａの接触領域Ｓ１、Ｓ２を通過しないように、ブラシ１２ａを保持し回転させる。よって、これらの変形例によれば、ブラシ１２ａの脱落やウェハ１の回転停止を防止しつつ、ウェハ１を外周Ｔまで洗浄することができる。
なお、図１０(ｂ)および図１０(ｃ)では、図８(ｂ)と同様に、２つのブラシ１２ａを１つにつなげてもよい。また、本実施形態のウェハ洗浄部１２は、３つ以上のタイヤ形状のブラシ１２ａを保持していてもよい。
以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例としてのみ提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図したものではない。本明細書で説明した新規な装置および方法は、その他の様々な形態で実施することができる。また、本明細書で説明した装置および方法の形態に対し、発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。添付の特許請求の範囲およびこれに均等な範囲は、発明の範囲や要旨に含まれるこのような形態や変形例を含むように意図されている。
１：ウェハ、２：洗浄液、
１１：ウェハ保持部、１１ａ：回転部、１１ｂ：ステージ、１１ｃ：チャックピン、
１２：ウェハ洗浄部、１２ａ：ブラシ、１２ｂ：回転部、
１２ｃ：第１接続部、１２ｄ：アーム部、１２ｅ：第２接続部、
１３：洗浄液供給部、１３ａ：洗浄液ノズル、１３ｂ：ノズル駆動部、
１４：制御部

Claims (10)

  1. ウェハをチャックピンにより保持し、前記ウェハを回転させるウェハ保持部と、
    前記ウェハの表面を洗浄する洗浄部材を保持し、前記ウェハの表面に垂直な第１回転軸を中心に前記洗浄部材を回転させるウェハ洗浄部であって、前記洗浄部材が前記ウェハに接触して回転している状態で前記洗浄部材を前記ウェハの表面上で移動させることで、前記ウェハの表面を洗浄するウェハ洗浄部と、
    前記ウェハ洗浄部の動作を制御する制御部とを備え、
    前記ウェハ洗浄部は、前記第１回転軸が、前記洗浄部材の前記ウェハに対する接触領域を通過しないように、前記洗浄部材を保持し回転させ、
    前記制御部は、前記ウェハ洗浄部により前記洗浄部材を回転させる第１モードと、前記洗浄部材が前記ウェハ洗浄部の外部からの力により回転するように、前記ウェハ洗浄部による前記洗浄部材の回転を停止する第２モードとを設定する、
    半導体製造装置。
  2. 前記ウェハ洗浄部は、前記第２モードにおいて前記洗浄部材を前記ウェハの外周の内側から外側に移動させることで、前記洗浄部材を前記ウェハの表面から離脱させる、請求項１に記載の半導体製造装置。
  3. 前記洗浄部材は、前記接触領域の外周に角部を有さない形状を有する、請求項１または２に記載の半導体製造装置。
  4. 前記洗浄部材は、前記接触領域内で前記第１回転軸と最も近い点が、前記接触領域の中心と前記第１回転軸とを結ぶ直線上に位置しない形状を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
  5. 前記チャックピンの外周は、前記ウェハが前記ウェハ保持部により保持されている状態において、前記ウェハの表面上に角部を有さない形状を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
  6. 前記ウェハ洗浄部は、前記洗浄部材として、互いに分離された第１および第２洗浄部材を保持し、
    前記第１および第２洗浄部材はそれぞれ、前記接触領域として、互いに分離された第１および第２接触領域を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
  7. 前記洗浄部材は、前記接触領域として、互いに分離された第１および第２接触領域を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
  8. 前記ウェハ洗浄部は、タイヤ型の前記洗浄部材を保持する、請求項１から７のいずれか１項に記載の半導体製造装置。
  9. ウェハをウェハ保持部のチャックピンにより保持し、前記ウェハを前記ウェハ保持部により回転させ、
    前記ウェハの表面を洗浄する洗浄部材をウェハ洗浄部により保持し、前記ウェハの表面に垂直な第１回転軸を中心に前記洗浄部材を前記ウェハ洗浄部により回転させ、
    前記洗浄部材が前記ウェハに接触して回転している状態で前記洗浄部材を前記ウェハの表面上で移動させることで、前記ウェハの表面を洗浄する、
    ことを含み、
    前記ウェハ洗浄部は、前記第１回転軸が、前記洗浄部材の前記ウェハに対する接触領域を通過しないように、前記洗浄部材を保持し回転させ、
    前記ウェハ洗浄部は、前記ウェハ洗浄部により前記洗浄部材を回転させる第１モードと、前記洗浄部材が前記ウェハ洗浄部の外部からの力により回転するように、前記ウェハ洗浄部による前記洗浄部材の回転を停止する第２モードとで動作する、
    半導体装置の製造方法。
  10. 前記第２モードにおいて前記洗浄部材は、前記ウェハの外周の内側から外側に移動して前記ウェハの表面から離脱する、請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
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