JPH02109333A

JPH02109333A - 洗浄装置

Info

Publication number: JPH02109333A
Application number: JP63262112A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Ushijima; 満牛島
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Current assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 1988-10-18
Filing date: 1988-10-18
Publication date: 1990-04-23
Anticipated expiration: 2012-06-04
Also published as: JP2617535B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、半導体ウェハ等の板状体をブラシスクラビン
グ方式によって洗浄する洗浄装置に関する。

（従来の技術）従来より、例えば半導体ウェハを洗浄するに際しては、
ウェハの表面にブラシを接触させ、このブラシによって
半導体ウニ／％を洗浄するブラシスクラビング方式（特
開昭８２−２５９４４７号等）、あるいは、ウェハ表面
に純水等の洗浄液を高圧で吐出させて洗浄する高圧ジェ
ット方式等が採用されている。

後者の高圧ジェット方式にあっては、！１６導体ウェハ
上の洗浄を効果的に行うために、かなりの圧力で洗浄液
をウェハ表面に噴射させる必要があり、このような高圧
ジェットにより静電気が発生し、その放電により例えば
ウェハ上のＭＯＳデバイスのゲートが破壊されてしまう
ということがあった。

そこで、このような高圧ジェット方式による圧力を、一
定値に制限する必要があるが、この場合には、前者のブ
ラシスクラビング方式程の洗浄効果を期待することがで
きなかった。

この点、ブラシスクラビング方式によれば、ブラシを半
導体ウェハの表面に機械的に摩擦接触させ洗浄するもの
であり、ウエノ１上のデバイスを破壊せずに効果的な洗
浄を実施することができる。

（発明が解決しようとする問題点）上記のブラシスクラビング方式の最大の欠点は、同一の
スクラビングブラシを多数枚の半導体ウェハに繰り返し
使用するため、スクラビングプランの洗浄を十分に行わ
ずにこのブラシを再度使用することにより、ブラシに残
存する不純物が半導体ウェハに骨管して歩留りの低下を
生じさせるということである。

ここで、従来は上記のスクラビングブラシの洗浄にあた
って、純水等をブラシに吐出することで実行していたが
、このような洗浄によれば、ブラシの毛先部分の洗浄効
果が低く、スクラビングプランの完全な６し浄を実行す
ることができなかった。

このように、ブラシスクラビング方式は半導体等の板状
体の洗浄に最適なものであるが、その洗浄を行うための
ブラシ自体の汚染により効果的な洗浄が実施できないと
いう問題があった。

そこで、本発明はブラシスクラビング方式を採用しなが
らも、このブラシの汚染を確実に防止することで、板状
体の洗浄を常時効果的に実施することができる洗浄装置
を提供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、板状体を回転させながら、この表面をスクラ
ビングブラシによって洗浄する洗浄装置において、上記スクラビングブラシを退避させる位置に配置され、
洗浄液を収容して上記スクラビングブラシを洗浄液に浸
すブラシ用洗浄容器と、このブラシ用洗浄容器内の洗浄
液を励振する超音波振動子とを設けたことを特徴とする
。

（作　用）板状体の非洗浄時には、スクラビングブラシからの波乗
れを防止するため、このスクラビングブラシを板状体の
洗浄位置とは異なる退避位置に設定している。そして、
本発明ではこのブラシの退避位置において、ブラシを効
果的に洗浄するようにしている。

すなわち、上記退避位置に配置されたブラシ用洗浄容器
内には、スクラビングブラシ洗浄用の洗浄液が収容され
、かつ、この洗浄液を超音波によ一〕て励振している。

この洗浄液は、超音波振動子での励振によりキャビテー
ションが発生し、このキャビテーションにより上記洗浄
液の気泡の発生とその破壊とが繰り返され、この気泡の
破壊時に大きな力が発生ずることになる。したがって、
このように超音波によって励振された洗浄液内にスクラ
ビングブラシを浸すことによって、ブラシの毛先の通常
取れ難い微細な汚れをも、上記の気泡の破壊時の力によ
７てこれを除去することができ、ブラシの完全な洗浄を
実施することができる。

（実施例）以下、本発明を半導体ウェハの洗浄装置に適用した一実
施例について、図面を参照して具体的に説明する。

第２図に示すように、半導体ウェハ１はスピンチャック
１０上に例えば真空吸着によって固定可能となっていて
、このスピンチャック１０の回転により上記半導体ウェ
ハ１を比較的低速にて回転可能となっている。

また、半導体ウェハ１の洗浄時に、洗浄液が装置外部へ
飛散することを防止するために、カップ２０がウェハ１
を覆うようにその周囲に形成されている。なお、このカ
ップ２０は上下動可能であって、洗浄時には第２図の位
置まで上昇されて停止し、ウェハ１の搬入出時には上記
位置よりも下方の位置に下降可能となっている。

上記半導体ウェハ１を洗浄するためのスクラビングブラ
シ３０は、アーム３２の一端側に固着され、かつ、その
アーム３２の他端側はスキャナー３４に支持されている
。そして、このスキャナー３４の駆動により、アーム３
２を介して上記スクラビングブラシ３０を第１図（Ａ）
に示ず揺動範囲にわたって揺動可能としている。すなわ
ち、このスクラビングブラシ３０を用いての洗浄時には
、前記半導体ウェハ１がスピンチャック１０の回転によ
り回転駆動されるため、スクラビングブラシ３０を第１
図（Ａ）に示す揺動範囲Ａにわたって揺動させることで
、半導体ウェハ１の全表面にスクラビングブラシ３０を
当接させ洗浄することができる。また、上記のような洗
浄終了後のこのスクラビングブラシ３０を半導体ウェハ
１の上方に配置しておくと、スクラビングブラシ３０か
らの波乗れにより半導体ウェハ１が汚染されるので、上
記スクラビングブラシ３０をスキャナー３４の駆動によ
り第１図（Ａ）に示す揺動範囲Ｂにて揺動させ、前記カ
ップ２０の外に位置する退避位置まで退避可能としてい
る。尚、上記スキャナー３４はそれ自体が上下動可能に
構成され、このためスクラビング洗浄：／３０を半導体
ウエノＸ１に当接する位置としない位置とに上下動可能
としている。

また、このスクラビングブラシ３０は、アーム３２に対
して第１図（Ａ）に示すようにそれ自体が自転できるよ
うに駆動可能となっている。また、本実施例ではスクラ
ビングブラシ３０の中心部より、１（導体ウェハ１に対
する洗浄液を吐出するためのインナーノズルを内蔵する
構成となっている。

なお、このような半導体ウニ／Ｘ　ｌに対する洗浄液の
供給は、上記のようなインナーノズル方式に限らず、ス
クラビングブラシ３０とは別個に洗浄液吐出用の外部ノ
ズルを設けるものであっても良い。

そして、本実施例装置の特徴的構成として、前記スクラ
ビングブラシ３０の退避位置に相当する位置には、ブラ
シ洗浄用容器４０が配置されている。このブラシ洗浄用
容器４０の詳細について、第１図（Ｂ）を参照して説明
する。

このブラシ洗浄用容器４０は、少なくとも前記スクラビ
ングブラシ３０のブラシ部分を浸すことができる大きさ
に形成され、この容器４０内には洗浄液供給管４２を介
して洗浄液が供給されるようになっている。尚、この洗
浄液としては、好ましくはＩＰＡＣイソ・プロピル・ア
ルコール）あるいは超純水等を用いるものが好ましい。

前記ブラシ洗浄用容器４０の底面付近には、第１の排出
１１４４が形成され、またこの底面より所定の液位に対
応する位置には第２の排出口４６が形成されている。そ
して、このブラシ洗浄用容器４０内においてスクラビン
グブラシ３０を洗浄することにより汚染された洗浄液が
、前記第１の排出口４４を介してドレインに排出され、
一方、所定液位以上のオーバーフローした洗浄液を第２
の排出口４６を介してドレインに排出可能となっている
。

そして、このブラシ洗浄用容器４０の底面には、例えば
所定間隔をもってアレイ状に配列形成された超音波振動
子５０が設けられている。この超音波振動子５０は、好
ましくはその超音波振動面が前記カップ４０の底面と平
行に形成され、この振動子５０の駆動により、ブラシ洗
浄用容器４０内の洗浄液を励振可能としている。

次に、作用について説明する。

半導体ウェハ１のスクラビング洗浄は、通常半導体ウェ
ハ１に対する気相成長処理後であって、この半導体ウェ
ハ１に対する現像液の塗布工程を実施する前に行われる
ものである。そして、通常は現像液塗布・現像装置が、
現像液の塗布及び現像工程を実施するのに必要な前工程
及び後工程の各処理ユニットを内蔵するものであり、従
って、本実施例装置の洗浄装置もこの現像液塗布・現像
装置の一連の処理ユニットの一つとして構成配置されて
いる。

上記洗浄装置に半導体ウェハ】が搬入される前の状態に
あっては、第２図に示す状態よりカップ２０が下降した
状態で待機され、スピンチャック１０上に半導体ウェハ
１を配置可能な状態としている。

半導体ウェハ１が図示しない搬送系によってスピンチャ
ック１０上に配置されると、このスピンチャック１０の
真空吸着部を駆動して半導体ウェハ１をスピンチャック
１０に真空吸着する。また、カップ２０が上昇され、第
２図に示す位置に停止される。

一方、スクラビングブラシ３０は、その退避位置に相当
するブラシ洗浄用容器４０が存在する位置に配置されて
おり、上記の搬入動作終了後にスキャナー３４の駆動に
よってこのスクラビングブラシ３０が半導体ウェハ１に
当接する位置まで揺動及び下降駆動されることになる。

以上のような初期設定終了後に、スピンチャック１０を
回転駆動すると共に、スクラビングブラシ３０を第１図
（Ａ）に示す図示Ａの揺動範囲にわたって揺動させつつ
それ自体を自転させ、かつ内蔵するインナーノズルより
純水等の洗浄液を吐出することで洗浄工程を実施するこ
とになる。

このように、スピンチャック１０の回転により半導体ウ
ェハ１を比較的低速にて回転させ、かつスクラビングブ
ラシ３０を上記のように揺動させることにより、半導体
ウェハ１の全面にわたってスクラビングブラシ３０を当
接させることができ、このスクラビングブラシ３０の半
導体ウエノ１１に対する摩擦接触により、半導体ウニ／
Ｘｌ上の不純物を除去・洗浄することができる。

このような半導体ウエノ＼１の洗浄動作終了後に、スキ
ャナー３４の駆動によりスクラビングブラシ３０を上方
に移動させ、半導体ウエノ１１と非接触状態にする。そ
して、半導体ウエノ１１の搬入動作とは逆の工程を実施
する。すなわち、スピンチャック１０の回転駆動を停止
するとともに、カップ２〔）を下降させ、スピンチャッ
ク１０上の半導体ウェハ１を次の処理工程に移行させる
。

一方、゛ト導体ウェハ１と非接触状態にあるスクラビン
グブラシ３０を、第１図（Ａ）に示す揺動範囲Ｂにて揺
動させ、このスクラビングブラシ３０をブラシ洗浄用容
器４０の上方まで揺動移動させる。その後、スキャナー
３４の下降移動によりスクラビングブラシ３０のブラシ
部分を、第１図（Ｂ）に示すように前記容器４０内の洗
浄液に浸る状態まで設定する。この後に、スクラビング
ブラシ３０の洗浄動作が開始させることになる。

すなわち、本実施例ではスクラビングブラシ３０をそれ
自体自転することで、洗浄液との効果的な接触を図ると
ともに、ブラシ洗浄用容器４０の底面に設けた超音波振
動子５０を駆動することにより、この容器４０内の洗浄
液を励振する。

上記のようにして、容器４０内の洗浄液を励振すると、
洗浄液中にギヤビテーション（空胴現象）が生じ、この
洗浄液中で気泡の発生と破壊とが繰り返し実行されるこ
とになる。そして、上記気泡の破壊時には大きな力が発
生するので、このような気泡の破壊時に発生する大きな
力よって洗浄液を押圧することで、この洗浄液をスクラ
ビングブラン３０の毛先部分に存在する微細な汚れをも
確実に洗浄することができる。

ここで、スクラビングブラシ３０をブラシ洗浄用容器４
０内に配置できる時間、すなわちスクラビングブラシ３
０の退避時間については、半導体ウェハ１のロットの種
別すなわち処理内容によって様々であるが、この退避時
間が比較的長くとれる場合には、各半導体ウェハ１の洗
浄工程終了後に随時上記のような超音波励振によるスク
ラビングブラシ３０の洗浄動作を行うものが良い。また
、上記スクラビングブラシ３０の退避時間が比較的短い
時間には下記のような実施態様であっても良い。すなわ
ち、例えば複数枚の半導体ウェハを洗浄処理する毎に上
記のスクラビングブラシ３０の超音波励振による洗浄動
作を行うもの、あるいはロフトの切れ［１において、各
ロフトの半導体ウェハ１の洗浄工程を実施する前にスク
ラビングブラシ３０の超音波励振による洗浄動作を行う
ものであっても良い。

尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、本発明の洗浄の対象となるスクラビングブラシ
３０の形状については、上記実施例のように一平面にブ
ラシ部分を有するもの他、例えば円筒形状の外周にブラ
シを有するロール形状のスクラビングブラシ等、他の種
々の形状のブラシについても適用可能である。このよう
な場合には、ロール状ブラシをその長手軸を中心に回転
駆動させながら、超音波励振された洗浄液内で洗浄する
ことが効果的である。

また、上記実施例ではスクラビングブラシ３０に対する
洗浄を、超音波励振された洗浄液に浸すことのみによっ
て行ったが、これと併せてスクラビングブラシ３０に直
接洗浄液を吐出する工程を実施するものであってもよい
。特に、スクラビングブラシ３０を容器４０内より引き
上げる際に、洗浄液をブラシに吐出することで、ブラシ
のすすぎ洗浄を実施でき、汚れを確実に除去できる点で
好ましい。

また、上記実施例は半導体製造工程において半導体ウェ
ハ１に現像液を塗布し、その後現像する工程に本発明を
適用したが、この他生導体製造工程の他の工程において
半導体ウェハ１を洗浄するものにも同様に適用可能であ
る。さらに、本発明の洗浄装置はスクラビングブラシに
よって板状体を洗浄するものであれば同様に適用するこ
とが可能であり、スクラビングブラシの洗浄対象が半導
体ウェハに限定されるものではない。

［発明の効果］以上説明したように、本発明によれば、超音波振動子に
よって励振された洗浄液によりスクラビングブラシを洗
浄することができるので、この励振された洗浄液によっ
て通常取れにくいブラシの毛先付近の微細な汚れをも確
実に除去することができ、ブラシ自体の汚染を防止する
ことでこのスクラビングプランによる洗浄効果を大幅に
高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を説明するもので、同図（Ａ
）は洗浄装置の平面図、同図（Ｂ）はブラシ洗浄用容器
の断面図、第２図は実施例装置である洗浄用装置の全体構成を説明
するための概略断面図である。ｌ・・・板状体（半導体ウェハ）、３０・・・スクラビングブラシ、３２・・・アーム、３４・・・スキャナー４０・・・ブラシ洗浄用容器、５０・・・超音波振動子。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）板状体を回転させながら、この表面をスクラビン
グブラシによって洗浄する洗浄装置において、上記スクラビングブラシを退避させる位置に配置され、
洗浄液を収容して上記スクラビングブラシを洗浄液に浸
すブラシ用洗浄容器と、このブラシ用洗浄容器内の洗浄液を励振する超音波振動
子とを設けたことを特徴とする洗浄装置。