JPH0353524A - 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、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とが不可欠な工程となってい
る。この半導体ウエハ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６２−
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。

（発明が解決しようとする課題） 上記のブラシスクライビング方式の最大の欠点は、同一
のスクライビングブラシを多数枚の半導体ウエハにくり
かえし使用するため、スクライビングブラシの洗浄を十
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エハに付着して歩留り
の低下を生じさせることにある。ここで、従来は半導体
ウエハを交換するたびに、スクライビングブラシを退避
移動させ、この退避位置に設けたブラシ洗浄容器内の洗
浄液にブラシを浸して洗浄を行っていた。

このようなブラシ洗浄容器では、通常上方より洗浄液を
供給し、容器の底面側に設けた排水口より汚染さりた洗
浄液を排水するようにしたいたが、汚染された洗浄液が
排水口より排出する以前に、その汚染物が再度ブラシに
付着し、効果的な洗浄を行うことが不可能であった。

そこで、本発明の目的とするところは、ブラシ洗浄容器
内での洗浄によってブラシより離脱した汚染物が、再度
ブラシに付着することを大幅に低減することにより、洗
浄効果の高い洗浄装置を提供することにある。

［発明の構成］ （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、上記退避位置では上記スクライビ
ングブラシをブラシ洗浄容器内の洗浄液に浸してブラシ
洗浄を行う洗浄装置において、 上記ブラシ洗浄容器内の洗浄液をオーバーフローさせる
ように供給制御するブラシ洗浄液供給制御手段を設けた
ものである。

（作　用） 本発明では、ブラシ洗浄容器内の洗浄液をオーバーフロ
ーさせているので、洗浄によってブラシから離脱され、
ブラシ付近に浮遊している汚染物を上記のオーバーフロ
ーにより容器外部に速やかに排水することが可能となる
。尚、ブラシ洗浄容器の底面側に排水口を設ける場合に
は、その排水口による排水量よりも多量の洗浄液を供給
すればオーバーフローを実現でき、かつ、この場合には
比重の重い汚染物を排水口より排出し、比重の軽い汚染
物をオーバーフローによって速やかに排出することが可
能となる。

（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２図に概略的に示すように、半導体
ウエハ１０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を比較的低速にて向転可能である。また、
半導体ウェハ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プラ
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２図に示す揺
動範囲にわたって揺動（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、スクライビングプラシ２
２を第２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
グプラシ２２を第２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プラシ２２を前記スキャナ
１８の駆動により、第２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。

次に、ブラシ洗浄容器２０の構成について、第１図を参
照して説明する。このブラシ洗浄容器２０は、インナー
カップ３０とアウターカップ３４とから構成されている
。インナーカップ３０は、少なくともスクライビングブ
ラシ２２のブラシ部分を浸すことができる大きさに形成
され、その底面付近には第１の排水口３２が形或ざれて
いる。一方、前記アウターカップ３４は、インナーカッ
プ３０を完全に収容できる面積．高さにて形成され、そ
の底面付近には第２の排水口３６が形成されている。

次に、前記インナーカップ３０に対する洗浄液の供給を
行うための構成について説明する。本実施例では、イン
ナーカップ３０の上方より洗浄液を供給するようになっ
ていて、このためにインナーカップ３０の上方より挿入
され、インナーカップ３０内部に吐出口を有する洗浄液
供給管４０が配設されている。この洗浄液供給管４０の
他端側は図示しないポンプに接続され、その配管途中に
はリークバルプ４２及びメインバルプ４４が挿入接続さ
れている。このリークバルプ４２及びメインバルプ４４
は、共に開放状態．閉鎖状態の２つの状態に切換え可能
となっているが、リークバルブ４２の閉鎖状態にあって
は、完全に洗浄液供給管４０を閉鎖できず、節水状態に
て洗浄液の供給が可能である。一方、メインバルブ４４
の閉鎖状態にあっては、洗浄液供給管４０を完全に閉鎖
することができる。このインナーカツブ４２及びメイン
バルプ４４の開放．閉鎖状態は、バルブ制御部４６によ
って駆動制御され、例えば両バルブ４２．４４を電磁弁
とした場合には、これを制御するための電気信号がバル
ブ制御部４０から出力されることになる。このバルプ制
御部４６の制御内容は、下記の表とのとおりである。

表 さらに、前記インナーカツプ３０でのスクライビングブ
ラシ２２の洗浄効果を高めるために、インナーカップ３
０の底面に対向する前記アウターカップ３４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５
０は、好ましくはその超音波振動面が前記メインバルブ
３４の底面と平行に形成され、この振動子５０の駆動に
より、インナーカップ３０内部の洗浄液を励振可能とし
ている。なお、洗浄波を節水状態にて供給する際には、
インナーカップ３０内の洗浄液は第１の排水口３２より
排水されてしまうので、この場合に超音波振動子５０が
駆動されることを防止するために、インナーカップ３０
内部の適宜位置に水位検出センサを設け、この検出に基
づき振動子５０の駆動を停止することもできる。

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２
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いる。

そして、スクライビングブラシ２２に設けた例えばイン
ナーノズル等によってブラシ２２に対してウエハ洗浄用
の洗浄液を供給し、半導体ウエハ１０の全表面の洗浄を
行っている。

このような半導体ウエハ１０の洗浄動作が終了した後に
は、次の新たなウエハ１０をチャック１２に支持するた
めに、半導体ウエハ１０の交換動作を行う必要がある。

そして、半導体ウエハ１０の交換を行う際には、スクラ
イビングブラシ２２は、第２図の矢印Ｂ方向で揺動して
退避位置にて退避することになる。この退避位置には、
ブラシ洗浄用容器２０が配設されているため、待機時間
を利用して、汚染されたプラシ２２の洗浄を行っている
。

次に、このブラシ洗浄容器２０での洗浄動作について説
明する。

本実施例では、インナーカップ３０の第１の排水口３２
からの排水流量よりも、ブラシ洗浄液供給管４０からの
洗浄波供給量を多く設定している。

このために、前述した表に示すように、バルプ制御部４
６はリークバルプ４２及びメインバルプ４４を共に全開
状態としている。このようにすると、インナーカップ３
０内の洗浄液は、第１の排水口３２を介して底面側より
排水されると共に、インナーカップ３０の上端側よりオ
ーバーフローし、インナーカップ３０の上下方向より共
に排水することが可能となる。この結果、比重の重い汚
染物は第１の排水口３２を介して効率．よく排出されて
比重の軽い汚染物は洗浄液のオーバーフローによりイン
ナーカップ３０の上端側より排出されることになる。こ
のため、ブラシ２２付近には常にクリーンな洗浄液を確
保することができ、ブラシ２２より離脱された汚染物が
再度ブラシ２２に付着するような弊害を防止できる。

また、本実施例では洗浄効果をより高めるために、洗浄
液に浸しながらプラシ２２を自転駆動している。この結
果ブラシ２２と洗浄液との効果的な接触を図ることがで
きる。

さらに、本実施例ではインナーカップ３０内の洗浄液を
超音波振動子５０によって励振している。

洗浄液を励振すると、洗浄液中にキャビテーション（空
洞現象）が生じ、この洗浄液中での気泡の発生と破壊と
が繰返し実行されることになる。

そして、この気泡の破壊時には大きな力が発生するので
、この気泡の破壊時に発生する力によって洗浄液を押圧
することで、この洗浄液をスクライビングブラシ２２の
毛先部分に存在する微細な汚れを確実に洗浄することが
可能となる。

上記のように、スクライビングプラシ２２の待機中にあ
っては、ブラシ洗浄容器２０にてスクライビングブラシ
２２の効果的な洗浄を行うことができるので、同じブラ
シ２２を繰返し新たな半導体ウエハ１０での洗浄に使用
しても、ブラシ２２によるウエハ１０の汚染を確実に防
止できる。

ここで、半導体ウエハ１０を所定の間隔をおいて繰返し
洗浄処理する場合には、ブラシ２２の待機時間において
上記のような洗浄動作を繰返し行うことになるが、長時
間半導体ウエハ１０がスピンチャック１２に搬入されて
こない状態、例えばロットの切れ目等にあっては、イン
ナーカップ３０に対する洗浄液の供給動作を以下のよう
にして実行している。

長時間にわたってスクライビングプラシ２２が待機して
いる場合にも、上記のようなオーバーフローによる洗浄
液の供給を行うと、無駄な洗浄液が多量に消費されてし
まう。そこで、このような場合には、前述した表に示す
ように、バルブ制御部４６によって、リークバルブ４２
のみを閉鎖状態としている。このリークバルプ４２の閉
鎖状態ではブラシ洗浄液供給管４ｏを完全に閉鎖するこ
とができず、節水状態にて洗浄液が供給されることにな
る。このような節水状態での洗浄液の供給は、スクライ
ビングブラシ２２を洗浄する目的ではなく、長時間にわ
たってブラシ洗浄液供給管４０内部に洗浄液が滞留して
いると、洗浄液の劣化、例えば微生物の発生等が生じ、
洗浄液が汚染されてしまうからである。

尚、スクライビングブラシ２２に使用される洗浄液とし
ては、好ましくはＩＰＡ（イソ・プロビル・アルコール
）あるいは純水，超純水等を用いるものがよく、温水を
混入させるものであってもよい。

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。

［発明の効果］ 以上説明しように、本発明によればスクライビングブラ
シの退避位置に設定されたブラシ洗浄容器内での洗浄を
、容器より洗浄液をオーバーフローさせながら行ってい
るので、ブラシが浸されている領域の洗浄液の循環を早
めることができ、常時クリーンな洗浄液によりブラシを
洗浄できるので、ブラシの汚れに起因する被処理体の汚
染を確実に防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用した洗浄装置におけるブラシ洗
浄容器の概略断面図、 第２図は、実施例装置の平面図である。 ２０・・・ブラシ洗浄用容器、 ３０・・・インナーカップ、 ３４・・・アウターカップ、 ４０・・・ブラシ洗浄液供給管、 ４２，４４．４６・・・ブラシ洗浄液供給制御手段、５
０・・・超音波振動子。

Claims (2)

【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、上記退避位置では上記スクライビング
   ブラシをブラシ洗浄容器内の洗浄液に浸してブラシ洗浄
   を行う洗浄装置において、 上記ブラシ洗浄容器内の洗浄液をオーバーフローさせる
   ように供給制御するブラシ洗浄液供給制御手段を設けた
   ことを特徴とする洗浄装置。
2. （２）ブラシ洗浄液供給制御手段は、所定時間以上に亘
   って新たな被処理体が上記洗浄位置に搬入されない際に
   は、ブラシ洗浄液を節水状態にて供給制御するものであ
   る請求項（１）に記載の洗浄装置。