JPH0352230A - 洗浄装置及び洗浄方法 - Google Patents

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、スクライビングブラシを用いて被処理体を洗
浄する洗浄装置に関する。

（従来の技術） 例えば、半導体ウエハのフォトリソグラフィ工程では、
半導体ウエハを洗浄するこεが不可欠な工程となってい
る。．この半導体ウエノ〜の洗浄方式としては、ウエハ
の表面にブラシを接触させ、このブラシによって半導体
ウエハを洗浄するブラシスクライビング方式（特開昭８
２−２５９４４７号等）を採用するのが一般的である。

また、スクライビングブラシの口径を半導体ウエハの外
形よりも小さくした場合には、スクライビングブラシを
半導体ウエハ上で走査し、例えば揺動するなどの駆動を
行っている。さらに、洗浄効果を高めるために、スクラ
イビングブラシ自体を回転駆動するものもある。この際
、半導体ウエハ上でのスクライビングブラシの揺動を公
転駆動によって実現し、かつ、スクライビングブラシ自
体を自転駆動している。

このように自公転するスクライビングブラシに洗浄液を
供給する方法としては、例えば自転軸内部にインナーノ
ズルを配設し、スクライビングブラシに直接洗浄液を供
給するものが一般的である。

（発明が解決しようとする課題） 半導体製造工程においてウエハを洗浄する必要性は、前
工程においてウエハに付着した不純物を除去し、次の工
程における不純物に起因した歩留りの悪化を低下するこ
とにある。従って、この洗浄工程において新たな不純物
がウエハに付着することをも防止しなければならない。

この洗浄工程おいて新たな不純物がウエハに付着する原
因としては、不純物が洗浄液に混入してウエハに供給さ
れ、これがウエハ上に付着することが大きな原因となっ
ている。洗浄液に不純物が混入する原因としては、摺動
部分に発生したゴミが洗浄液に混入するという現象が挙
げられるが、−洗浄液自体がその供給管内部にて劣化し
て、不純物を発生することもある。例えば、洗浄液中に
微生物等が発生することである。

そこで、本発明の目的とするところは、常に劣化のない
洗浄液を供給してスクライビングすることで、洗浄工程
において新たな不純物が被処理体に付着することのない
洗浄装置を提供することにある。

［発明の構戊］ （課題を解決するための手段） 本発明は、スクライビングブラシを、被処理体を洗浄す
る洗浄位置と、被処理体の交換時に退避させるための退
避位置とに移動させ、上記洗浄位置では洗浄液を吐出し
て洗浄を行う洗浄装置において、 上記ブラシが退避位置にある非洗浄時にも、被処理体の
洗浄時の供給量より少ない節水状態にて洗浄液を供給制
御する制御手段を設けたものである。

（作　用） 洗浄位置に設定される被処理体を交換する際には、スク
ライビングブラシは退避位置に退避しているが、本発明
ではこのスクライビングブラシが退避位置にある場合に
も、洗浄液を吐出するようにしている。この結果、洗浄
液の供給管経路に洗浄液が長い時間にわたって滞留する
ことがないので、この供給管経路途中にて洗浄液が劣化
することがない。尚、非洗浄時に洗浄液を吐出する場合
には、供給管経路途中にて洗浄液の流れが実現できれば
よいので、洗浄時の供給路より少ない節水状態にて洗浄
液を供給することで、無駄な洗浄液が消費されることを
も防止できる。

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

この洗浄装置は、第４図に概略的に示すように、半導体
ウエハｌＯがスピンチャック１２上に、例えば真空吸着
あるいはベルヌイチャク方式等によって固定可能となっ
ていて、このスピンチャック１２の回転により上記半導
体ウエハ１０を比較的低速にて回転可能である。また、
半導体ウエハ１０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１４がウエハ１０を
覆うように形成されている。

半導体ウエハ１０を洗浄するためのスクライビングブラ
シ２２は、アーム１６の一端側に固着され、かつ、その
アーム１６の他端側はスキャナ１８に支持されている。

そして、このスキャナ１８の駆動によりアーム１６を介
して上記スクライビングブラシ２２を、第４図に示す揺
動範囲にわたって揺動く公転駆動）可能としている。す
なわち、このスクライビングブラシ２２を用いての洗浄
時には、前記半導体ウエハ１０がスピンチャック１２の
回転により回転駆動されため、スクライビングブラシ２
２を第４図に示す揺動範囲Ａにわたって公転駆動させる
ことで、半導体ウエハ１０の全表面にスクライビングブ
ラシ２２を当接させて洗浄することが可能となる。また
、上記の洗浄効果をさらに高めるために、スクライビン
グブラシ２２を第４図の矢印Ｃ方向に自転駆動可能とし
ている。

さらに、上記スクライビングブラシ２２を前記スキャナ
１８の駆動により、第４図に示す揺動範囲Ｂにわたって
揺動させることができ、前記カップ１４の外に位置する
退避位置まで退避可能としている。そして、この退避位
置にはブラシ洗浄用容器２０が配設されているも 次に、上記スクライビングプラシ２２の自転駆動及びこ
れに洗浄液を供給する構成について、第１図，第２図を
参照して説明する。

第１図（Ａ）に示すように、前記アーム１６の自由端側
には軸受ブロック３６が固定され、この軸受ブロック３
６に自転軸３ｏが回転自在に支持されている。この自転
軸３ｏのアーム１６内部に位置する先Ｄ！Ａ側には、ブ
ーり３２が固着され、このプーり３２にベルト３４を介
して回転力を−りえることによって、前記自転軸３ｏを
回転可能と］，ている。前記軸受ブ口ツク３６の内部に
は、前記自転軸３０の上下２カ所にてこれを回転自在に
支持するベアリング３８．３８が設けられている。

そして、下側のベアリング３８の下方に内部領域４２を
形成するために、前記軸受ブロック３６の下端側にはカ
バー４０が固着されている。このカバー４０は、前記自
転軸３０の周面に接しない程度の穴部を有している。そ
して、前記内部領域４２に連通して吸入口４４が前記軸
受ブロック３６に設けられ、この吸入口４４に接続され
たバキューム管４６が配設されている（第１図（Ｂ）参
照）。

前記自転軸３０の下端には、ブラシ連結部５０が固着さ
れている。このブラシ連結部５０と前記スクライビング
ブラシ２２とは例えばねじ結合によって着脱可能となっ
ていて、前記スクライビングブラシ２２はこれを植設す
るためのフランジ２４及びボルト部２６にて一体的に構
成されている。尚、前記フランジ２４及びボルト部２６
の中心位置には、上下に貫通する洗浄液吐出口２８が形
成されている。一方、ブラシ連結部５０には、前記スク
ライビングブラシ２２側のボルト部２６を螺合するため
のねじ部５２が設けられている。

このねじ部５２には、例えば９０°間隔にて４本の縦溝
５４ａが形成され、かつ、ブラシ連結部５０の下端面に
は、前記縦ｔ４　５　４　ａに連通して横溝５４ｂが設
けられＣいる。そして、この縦溝５４８及び横溝５４ｂ
にてスリット５４を構或している。前記プラシ連結部５
　（．）の上端側は、自転軸３０の周囲に円周方向で連
通する溝６０が設けられている。尚、この溝６０を形成
するために前記ブラシ連結部５０に形成されている内壁
は、上側の口径が小さく、底面側の日径が大きくなるよ
うな逆テー・−バ６０ａとなっている。

さらに、前記ブラシ連結部５０の内部には、上端側が前
記溝６０に連通【７、下端側が前記ねじ部５２に連通す
るように、上下で貫通した貫通孔６２が、例えばその円
周方向の６ｈ所に設けられている。この貫通孔６２は、
第２図（Ａ）に示すように、その縦断面で見るとＪ二端
ＨＬＪ部６４に対して下端開口部６６が自転軸３０の中
心側に位置するように、角度０１″例えばθｉ−３０’
にて傾斜している。さらに、各貫通孔６２を、第２図（
Ｂ）に示すよつにその底面で見る，一、″Ｆ＠開１１部
６６（実線図示）を上端開口部６４（破線龜示）よりも
その１１転方向で遅れた位置に設定している。

さらに、本実施例では前記スクライビングブラシ２２に
洗浄液を供給するための洗浄液供給ｅ７０を、従来のイ
ンナーノズル方式のように白転軸３０の内部に設けずに
、クランパ７２ａ．７２ｂによって洗浄液供給管７０を
前記アー．／．　１　６及びブラシ連結部５０に保持し
、洗浄液を自転軸とは異なる経路で供給するようくごし
ている。そして、洗浄液供給管７０の供給口７０ａは、
前記軸受ブロック３６とブラシ連結部５０との間の領域
に設定され、ブラシ連結部５０の上端に設けられた溝６
０に、洗浄液を直接供給できる構成としている。

次に、洗浄液の供給制御を行うための構成について、第
５図を参照して説明する。

前記洗浄液供給管７０は、図示しないポンプに接続され
て洗浄液を供給することになるが、この洗浄液供給管７
０途中には、リー・クバルブ７４と、メインバルプ７６
とが挿入接続されている。前記リークバルブ７４は、全
開状態と閉鎖状態との２種類に切換え制御可能であるが
、その閉鎖状態の際にも洗浄液供給管７０を完全に遮断
するこεができず、洗浄液をリークさせて供給すること
が可能である。一方、メインバルブ７６は、全開状態と
閉鎖状態との２種類の切換えが可能であり、閉鎖状態に
あっては洗浄液供給管７０を完全に遮断可能である。二
れらリークバルブ７４，メインバルブ７６は、例えば電
磁井として溝或され、バルプ制御部７８からの電気信号
に基づきその開閉状態が制御される。このバルブ制御部
７８はＣＰＵ８０に接続されている。ＣＰＵ８０は、ウ
エノ＼１０に登録されているＩＤ情報またはこのウエノ
＼１０を収容したキャリアのＩＤ情報を読取ることで、
１ロッドのウエハ１０の総枚数．ウエハ１０の種類等を
記憶しており、これらの情報に基づき前記バルブ制御部
７８に対して、各バルブ７４．７６の開閉タイミング，
開放，閉鎖時間を制御する信号を出力可能となっている
。

このバルブ制御部７８によって、各バルプ７４，７６は
下記の表のとおりに制御される。

表 次に、作用について説明する。

この洗浄装置における半導体ウエハ１０の洗浄は、第４
図に示すようにスピンチャック１２によって半導体ウエ
ハ１０を回転駆動しながら、スクライビングブラシ２２
をアーム１６の公転駆動により図示八方向にわたって揺
動駆動し、かつ、スクライビングブラシ２２自体を同図
の矢印Ｃ方向に自転駆動している。このスクライビング
ブラシ２２の自転駆動は、アーム１６内部にてベルト３
４を回転駆動し、この回転力をプーり３２に伝達するこ
とによって、自転軸３０を第１図（Ａ）の矢印方向に回
転させている。

この際、自転軸３０は軸受ブロック３６の上下に配置さ
れたベアリング３８．３８によって回転自在に支持され
ることになるが、下側のベアリング３８の下方の領域を
、バキューム管４６に接続された吸入口４４を介して吸
引することで、ベアリング３８の摺動粉を洗浄雰囲気に
飛散することを防止している。

次に、スクライビングブラシ２２への洗浄液の供給動作
について説明する。

本実施例では、スクライビングブラシ２２への洗浄液へ
の供給を、自転軸３０以外の経路、すなわち洗浄液供給
管７０を利用して実施している。

そして、フランジ連結部５０の内部構造を上述したよう
に構成することによって、第３図に示すような洗浄液の
流れを実現でき、外部から供給される洗浄液を効率良く
ブラシ連結部５０内部に吸引し、かつスクライビングブ
ラシ２２に対して拡散流として吐出することが可能であ
る。洗浄液を自転軸３０以外の外部の経路を介して供給
できるメリットとしては下記のとおりである。すなわち
、自転軸３０内部を洗浄液の供給路とする場合には、洗
浄液をシールするためのシール部材が不可欠となり、シ
ール部材の劣化等によるごみの発生が避けられなかった
。ところが、本実施例のように洗浄液を自転軸３０以外
の経路にて外部供給することによって、自転輪３０周囲
にシール部材を一切配置する必要がないので、不純物を
発生させずに洗浄することが可能となる。

アーム１６を第４図の図示Ａ方向にわたって揺動駆動し
、かつスクライビングブラシ２２自体を同図の矢印Ｃ方
向に自転駆動して洗浄する際には、前述した表に示すよ
うにリークバルブ７４及びメインバルブ７６を共に全開
状態とし、所定の洗浄液を供給しながら洗浄を行うこと
になる。

ウエハの洗浄が終了した際には、スピンチャック１２上
のウエハ１０を外部に搬出し、次の新たなウエハ１０に
交換する必要がある。そして、スクライビングブラシ２
２は、このウエハ１０の交換時にあっては、ブラシ洗浄
容器２０の位置まで退避駆動され、この位置にてウエハ
１０の交換が終了するまで待機することになる。尚、ス
クライビングブラシ２２の退避駆動時には、プラシ２２
からの液だれを防止するためメイバルブ７６を閉鎖駆動
して洗浄液の供給を停止することが好ましい。そして、
本実施例の特徴的作用としては、スクライビングブラシ
２２がその退避位置、すなわちブラシ洗浄容器２０の位
置に設定される際に、洗浄液を節水状態にて吐出するこ
とある。このために、バルブ制御部７８の制御に基づき
、リークバルブ７４を閉鎖状態に設定する。このリーク
バルブ７４は、閉鎖駆動された際にも、洗浄液供給管７
０を完全に遮断することがないので、節水状態にて洗浄
液の吐出が可能となる。このように、スクライビングブ
ラシ２２が退避位置にある場合にも、洗浄液を節水状態
にて吐出しているので、洗浄液供給管７０の管路途中に
常時洗浄液の流れを実現でき、この待機期間中に洗浄液
供給管７０内部にて洗浄液が劣化することを防止できる
。このため、洗浄液の汚染による半導体ウエハ１０への
新たな不純物の付着を防止できる。

尚、上記のスクライビングブラシ２２は、その寿命によ
り交換し、あるいは半導体ウエハ１０の種類により異な
る材質のブラシに交換する必要がある。このために、ス
クライビングプラシ２２はブラシ連結部５０に対して着
脱可能となっているが、この螺合結合部にスリット５４
を形成し，ておき、スクライビングブラシ２２の交換後
の洗浄動作を開始する以前に、ダミーの洗浄液をスクラ
イビングブラシ２２に供給し、螺合結合部内に発生した
ゴミを前記スリット５４を介して外部に排出できるよう
にしている。

尚、本発明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。

本発明は、スクライビングブラシ２２が退避位置にある
非洗浄時にも、節水状態にて洗浄液を供給制御すること
にあり、この節水状態での洗浄液の供給タイミングとし
ては、上記実施例のように半導体ウエハ１０の交換時に
のみ行うものに限らない。例えば、ロフトの切れ目にお
いて、スクライビングプラシ２２を退避位置にて待機さ
せる際にも、上記のような節水状態での洗浄液供給制御
を行ってもよい。また、半導体ウ王ハ１ｏの交換のため
の待機期間が短い場合には、洗浄液の劣化の生ずる可能
性が少ないので、ロフトの切れ目の場合にのみ節水状態
での洗浄液供給を行うようにしてもよい。

［発明の効果Ｊ 以上説明したように、本発明によればスクライビングブ
ラシが退避位置にある非洗浄時にも、洗浄液を吐出する
ようにしているので、洗浄液供給管途中において洗浄液
が劣化することがなく、洗浄工程にて新たな不純物が彼
処理体に付着するこεを防止できる。また、この際の洗
浄液の供給は節水状態にて実施しているで、無駄な洗浄
液が多量に消費されることも防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ本発明を適用した洗
浄装置の公転アーム先端部分を示す断面図，側面図、 第２図（Ａ），（Ｂ）は、スクライビングブラシの自転
軸及びブラシ連結部の正面図，底面図、第３図は、自転
駆動による洗浄液の拡散流形成作用を説明するための概
略説明図、 第４図は、実施洞における洗浄装置の概略平面図、 第５図は、洗浄液の供給制御を行うための構或を説明す
る概略説明図である。 １０・・・被処理体、２２・・・スクライビングブラシ
、３０・・・自転軸、３６・・・軸受ブロック、５０・
・・ブラシ連結部、５２・・・ねじ部、６０・・・溝、
６０ａ・・・逆テーパ、６２・・・貫通孔、６４・・・
上端開口部、６６・・・下端開口部、７０・・・洗浄液
供給管、７４・・・リークバルブ、７６・・・メインバ
ルブ、７８・・・バルブ制御部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）スクライビングブラシを、被処理体を洗浄する洗
   浄位置と、被処理体の交換時に退避させるための退避位
   置とに移動させ、上記洗浄位置では洗浄液を吐出して洗
   浄を行う洗浄装置において、上記ブラシが退避位置にあ
   る非洗浄時にも、被処理体の洗浄時の供給量より少ない
   節水状態にて洗浄液を供給制御する制御手段を設けたこ
   とを特徴とする洗浄装置。