JPH06310481A - ブラシスクラブ洗浄方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウエハブラシスクラブ洗浄に関し、半
導体ウエハ両面の全面を洗浄することのできるブラシス
クラブ洗浄技術を提供することを目的とする。 【構成】 半導体ウエハをウエハ保持治具で保持し、ブ
ラシを回転させながら半導体ウエハ表面をスクラビング
するブラシスクラブ洗浄方法において、半導体ウエハを
相対する第１のエッジ部分で保持し、第１のブラシスク
ラビングする工程と、半導体ウエハの保持位置を第１の
エッジ部分と重複しない相対する第２のエッジ部分で保
持し、第２の変えて２回以上ブラシスクラビングする工
程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハの洗浄、
特に半導体ウエハのブラシスクラブ洗浄に関する。

【０００２】半導体装置の製造においては、ウエハの表
面の高清浄化の他、プロセス中で汚染された裏面のパー
ティクル除去が重要な課題になっている。たとえば、ウ
エハ表面にＢＰＳＧ膜を堆積した後、またはポリＳｉ膜
堆積に続いて燐処理をした後等には、ウエハ裏面にも堆
積ないし付着が生じる。これは、ウエハ移動時にウエハ
保持治具で保持し易くするために、ウエハ載置台のウエ
ハ外周部近傍にウエハ下部にまで入り込んだ穴を掘って
あること等による。

【０００３】これらの工程後に、ウエハ裏面のパーティ
クルを効果的に除去する方法が期待されている。

【０００４】

【従来の技術】図４は、従来の両面ブラシスクラブ洗浄
装置のブラシおよびウエハ保持治具の基本構成図であ
る。図４左側はウエハを上から見た平面図、右側は横か
ら見た断面図である。

【０００５】ウエハ３の相対するエッジ部分を、ウエハ
保持治具２ｂおよび２ａで挟み込むことによってウエハ
３を保持している。一対のブラシ１を回転させながら、
ウエハを挟み込むようにしてウエハ表面および裏面に沿
って移動させ、ウエハ表裏面を同時にスクラビングす
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図４に示したような、
ウエハ３をウエハ保持治具２ｂおよび２ａで保持して、
ウエハ両面をブラシスクラビングする方法では、ウエハ
保持治具で保持されている部分はスクラビングできな
い。したがって、ウエハ両面の全面を洗浄することはで
きない。

【０００７】本発明の目的は、半導体ウエハ表・裏両面
の周辺部を含め、全面を洗浄することのできるブラシス
クラブ洗浄技術を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明のブラシスクラブ
洗浄方法は、半導体ウエハをウエハ保持治具で保持し、
ブラシを回転させながら半導体ウエハ表面をスクラビン
グするブラシスクラブ洗浄方法において、半導体ウエハ
を相対する第１のエッジ部分で保持し、第１のブラシス
クラビングする工程と、半導体ウエハの保持位置を第１
のエッジ部分と重複しない相対する第２のエッジ部分で
保持し、第２の変えて２回以上ブラシスクラビングする
工程とを含む。

【０００９】

【作用】従来のブラシスクラブ方法では、ウエハ保持治
具が妨げとなってウエハ全面を洗浄することができなか
った。本発明によるスクラブ方法では、ウエハの保持位
置を変えて２回以上スクラビングするため、１回目のス
クラングでウエハ保持治具が妨げとなって洗浄できなか
った部分を、２回目以降のスクラビングで洗浄すること
が可能となる。そのため、ウエハ全面を洗浄することが
可能となる。

【００１０】

【実施例】図１を参照して、本発明の第１の実施例によ
る両面ブラシスクラブ洗浄方法について説明する。

【００１１】本実施例による両面ブラシスクラブ洗浄装
置は、二対のウエハ保持治具２ａ、２ｂおよび２ｃ、２
ｄを有している。ウエハ保持治具２ａおよび２ｂは、ウ
エハを中心として相対する位置に配置されており、その
相対距離を変える方向に移動可能である。ウエハ保持治
具２ａおよび２ｂを、互いに近付けることによって、ウ
エハのエッジ部分でウエハを水平に保持することができ
る。

【００１２】ウエハ保持治具２ｃおよび２ｄは、ウエハ
保持治具２ａおよび２ｂをウエハの中心軸を回転軸とし
て約９０°回転させた位置に配置されている。ウエハ保
持治具２ａおよび２ｂと同様に、その相対距離を変える
方向に移動可能である。

【００１３】そのため、ウエハ保持治具２ｃおよび２ｄ
は、ウエハ保持治具２ａおよび２ｂがウエハを保持する
エッジ部分とは重複しない異なるエッジ部分で、ウエハ
を水平に保持することができる。

【００１４】ウエハの表面および裏面側に、ベリクレ
ン、ナイロン、モヘア等のブラシ１が１つずつ配置され
ている。一対のブラシ１は、ウエハ３を挟み込むように
して回転しながら、それぞれ表面上または裏面上を移動
する。

【００１５】図１（Ａ）は、１回目のスクラビング工程
を説明する図である。図１（Ａ）左側は、ウエハを上か
ら見た平面図、右側は横から見た断面図である。ウエハ
３を、ウエハ保持治具２ａおよび２ｂによってウエハの
相対するエッジ部分で挟むように保持する。このとき、
ウエハ保持治具２ｃおよび２ｄは、ブラシ１のスクラビ
ング動作の邪魔にならないように、ウエハ３から離れた
位置にある。

【００１６】このように、ウエハ３を保持してブラシ１
を回転させながら移動させ、ウエハ３の両面をスクラビ
ングする。スクラビングは、ブラシ１をウエハ３の両面
に沿って複数回往復させてもよい。

【００１７】次に、ウエハ保持治具２ｃおよび２ｄを互
いに近付けてウエハ３を保持し、ウエハ保持治具２ａお
よび２ｂを互いに遠ざけ、ウエハ３から離す。図１
（Ｂ）は、このようにして、ウエハ３を保持している様
子を示す。図１（Ｂ）左側は、ウエハを上から見た平面
図、右側は横から見た断面図である。

【００１８】ブラシ１を回転させながら移動させ、２回
目のスクラビングを行なう。さらに、ブラシを複数回往
復させ、スクラビングしてもよい。１回目のスクラビン
グでウエハ保持治具の影になっていた部分も、２回目の
スクラビングでは露出されているので、ブラシ１によっ
てスクラビングされる。このように、ウエハの保持方向
を変えて１回目と２回目のスクラビングを行なうことに
より、ウエハ全面がスクラビングされる。なお、２回目
のスクラビングの後、さらに、１回目、２回目と同様の
スクラビングを繰り返してもよい。

【００１９】次に、図２を参照して、本発明の第２の実
施例による両面ブラシスクラブ洗浄方法について説明す
る。図２（Ａ）は、ウエハ３を上から見た平面図、図２
（Ｂ）は、ウエハを横から見た断面図である。

【００２０】第２の実施例による洗浄装置は、一対のウ
エハ保持治具２ａおよび２ｂを有している。さらに、第
１の実施例と同様に、一対のブラシ１を有している。ウ
エハ保持治具２ａおよび２ｂは、第１の実施例と同様に
相対距離を変える方向に移動可能である。さらに、ウエ
ハ３の中心軸を回転軸として約９０°回転可能である。

【００２１】ウエハ３の中心部の下方には、真空チャッ
ク４が配置されている。真空チャック４は上下に移動可
能であり、ウエハ３を吸着して固定することができる。
まず、ウエハ保持治具２ａおよび２ｂを互いに近付けて
真空チャック４上のウエハ３を保持する。その後、真空
チャック４は、ウエハ３から十分離す。ブラシ１を回転
させながら、ウエハ３の両面に沿って移動し、１回目の
スクラビングを行なう。

【００２２】次に、真空チャック４を上方に移動し、ウ
エハ３に接する位置で停止し、ウエハ３を吸着固定す
る。ウエハ保持治具２ａおよび２ｂを、互いに遠ざけて
ウエハ３から離し、ウエハ３の中心軸のまわりに約９０
°回転させる。

【００２３】再びウエハ保持治具２ａおよび２ｂを、互
いに近付けてウエハ３を保持する。真空チャック４によ
る吸着を停止し、真空チャック４を下方に移動し、ウエ
ハ３から十分離す。

【００２４】このようにして、ウエハ保持治具２ａ、２
ｂでウエハ３の約９０°回転したエッジ部分を保持し
て、ブラシ１を回転させながら、ウエハ３の両面に沿っ
て移動し、２回目のスクラビングを行なう。

【００２５】２回目のスクラビングにおいては、１回目
のスクラビングでウエハ保持治具の影になっていた部分
も露出されるので、第１の実施例同様、ウエハ全面がス
クラビングされることになる。

【００２６】なお、本実施例においては、ウエハ保持治
具が１組で済み、構成が簡単化する。２回目の洗浄の
後、さらに１回目と同様の洗浄工程に戻ってもよい。こ
のような工程を複数回繰り返してスクラビングを行なっ
てもよい。

【００２７】次に、図３を参照して、本発明の第３の実
施例による両面ブラシスクラブ洗浄方法について説明す
る。第３の実施例による洗浄装置は、第２の実施例と同
様に一対のウエハ保持治具２ａおよび２ｂ、一対のブラ
シ１、および真空チャック４を有している。

【００２８】ウエハ保持治具２ａおよび２ｂは、第１の
実施例と同様に相対距離を変える方向に移動可能であ
る。真空チャック４は上下に移動可能であり、さらにウ
エハ３を吸着して固定し、中心軸のまわりに回転するこ
とができる。

【００２９】ウエハ保持治具２ａおよび２ｂを互いに近
付けて、図３（Ａ）に示すように、ウエハ３を保持す
る。ブラシ１を回転させながらウエハ３の両面に沿って
移動し、１回目のスクラビングを行なう。このとき、真
空チャック４はウエハ３から十分離れている。

【００３０】次に、図３（Ｂ）に示すように、真空チャ
ック４を上方に移動し、ウエハ３に接する位置で停止
し、ウエハを吸着固定する。ウエハ保持治具２ａおよび
２ｂを互いに遠ざけ、ウエハ３から離す。真空チャック
４を約９０°回転させる。本実施例では、約９０°回転
させたが、約２７０°回転させても同様の効果が得られ
る。

【００３１】再び、ウエハ保持治具２ａおよび２ｂを互
いに近付け、ウエハ３を保持する。真空チャック４によ
る吸着を停止し、真空チャック４を下方に移動してウエ
ハ３から十分離す。

【００３２】このようにして、ウエハ３を１回目とは重
複しないエッジ部分で保持し、ブラシ１を回転させなが
らウエハ３の両面に沿って移動し、２回目のスクラビン
グを行なう。

【００３３】第１、第２の実施例同様、ウエハを異なる
部分で保持して、１回目、２回目のスクラビングを行な
うことにより、ウエハ全面をスクラビング洗浄すること
ができる。

【００３４】また、１回目のスクラビングと２回目のス
クラビングとは、ウエハに対する方向が直交している。
ウエハに対して異なる方向からスクラビングすることに
よる洗浄力の向上も期待できる。

【００３５】さらに、ウエハ保持治具を回転させる場合
と較べ、真空チャックを回転可能とすれば済むので、全
体の構成を小型化することもできる。なお、スクラビン
グは２回に限らず、同様の工程を複数回繰り返し、スク
ラビングを行なってもよい。

【００３６】上記、第１〜第３の実施例に示したよう
に、ウエハの保持位置を変えてスクラビングを２回以上
行なうことにより、ウエハ３両面の全面をスクラビング
することができる。

【００３７】上記実施例では、ウエハ保持治具の保持部
断面がＬ字型で、ウエハ片面とのみ接する場合について
説明したが、保持部断面をＵ字型にし、ウエハ両面で保
持してもよい。

【００３８】図５（Ａ）は、ウエハ保持治具の保持部断
面がＬ字型の例、図５（Ｂ）はＵ字型の例を示す。ウエ
ハ保持治具の保持部断面をＵ字型にして、ウエハ両面で
保持することにより、ウエハの保持を確実にすることが
できる。

【００３９】また、上記実施例では、ウエハの両面に１
つずつのブラシを配置し、１組のブラシでウエハを挟み
込むようにしてスクラビングする方法について説明した
が、１つのブラシで両面をスクラビングしてもよい。

【００４０】たとえば、最初にウエハ表面のみをスクラ
ビングし、次にブラシをウエハの裏面側へ移動させて裏
面をスクラビングしてもよい。また、最初にウエハ表面
のみをスクラビングし、次にウエハの表裏を反転させて
裏面をスクラビングしてもよい。

【００４１】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウエハ周辺部の表・裏両面をスクラビングすることが可
能となる。このことにより、ウエハ表・裏両面のパーテ
ィクルを効率的に洗浄し、除去することができるため、
半導体プロセスの歩留りを向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による両面ブラシスクラ
ブ洗浄装置の洗浄部の平面図および断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例による両面ブラシスクラ
ブ洗浄装置の洗浄部の平面図および断面図である。

【図３】本発明の第３の実施例による両面ブラシスクラ
ブ洗浄装置の洗浄部の平面図および断面図である。

【図４】従来の実施例による両面ブラシスクラブ洗浄装
置の洗浄部の平面図および断面図である。

【図５】本発明の実施例によるウエハ保持治具の保持部
およびウエハの断面図である。

【符号の説明】

１ ブラシ ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ ウエハ保持治具 ３ ウエハ ４ 真空チャック

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体ウエハをウエハ保持治具で保持
   し、ブラシを回転させながら半導体ウエハ表面をスクラ
   ビングするブラシスクラブ洗浄方法において、 半導体ウエハを相対する第１のエッジ部分で保持し、第
   １のブラシスクラビングする工程と、 半導体ウエハの保持位置を第１のエッジ部分と重複しな
   い相対する第２のエッジ部分で保持し、第２の変えて２
   回以上ブラシスクラビングする工程とを含むブラシスク
   ラブ洗浄方法。
2. 【請求項２】 半導体ウエハをウエハ保持治具で保持
   し、ブラシを回転させながら半導体ウエハ表面をスクラ
   ビングするブラシスクラブ洗浄装置において、 半導体ウエハの相対するエッジ部分で半導体ウエハを保
   持する一組のウエハ保持治具と、 前記ウエハ保持治具が半導体ウエハを保持するエッジ部
   分と重複しない位置にあるエッジ部分で半導体ウエハを
   保持する一組の他のウエハ保持治具と、 半導体ウエハ表面をスクラビングするブラシとを有する
   ブラシスクラブ洗浄装置。
3. 【請求項３】 半導体ウエハをウエハ保持治具で保持
   し、ブラシを回転させながら半導体ウエハ表面をスクラ
   ビングするブラシスクラブ洗浄装置において、 第１の方向で半導体ウエハの相対するエッジ部分を保持
   することができ、また、前記第１の方向と交差する第２
   の方向で前記エッジ部分と重複しない別の相対するエッ
   ジ部分で半導体ウエハを保持することのできる一組の回
   転可能な半導体ウエハ保持治具と、 半導体ウエハを保持するための手段と、 半導体ウエハ表面をスクラビングするブラシとを有する
   ブラシスクラブ洗浄装置。
4. 【請求項４】 半導体ウエハをウエハ保持治具で保持
   し、ブラシを回転させながら半導体ウエハ表面をスクラ
   ビングするブラシスクラブ洗浄装置において、 半導体ウエハの相対するエッジ部分で半導体ウエハを保
   持する一組のウエハ保持治具と、 半導体ウエハを保持し、かつ回転させることのできる保
   持回転手段と、 半導体ウエハ表面をスクラビングするブラシとを有する
   ブラシスクラブ洗浄装置。