JPH07256224A - 基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ブラシスクラビングによりパターン間に残留
したブラシカスを除去することのできる、基板洗浄装置
を提供すること。 【構成】 本発明の基板洗浄装置は、基板の表面に洗浄
液を供給するための洗浄液供給手段と、前記洗浄液が供
給されている前記基板の表面をブラシスクラビングする
ための回転ブラシ手段と、該回転ブラシ手段のブラシス
クラビングにより前記基板の表面に付着した前記回転ブ
ラシ手段のブラシカスを溶解除去するための溶剤を前記
基板表面に供給するための溶剤供給手段とを備えてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は基板を洗浄するための装
置に関し、特に半導体製造工程で使用されるレチクルや
フォトマスク等のパターンが形成された基板に付着した
異物（微小なゴミやシミあるいは油分）を除去する洗浄
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】レチクルやフォトマスク等のガラス基板
（以下、単に「マスク」という）に付着した塵埃等の異
物を放置すると、これらの異物がウェハ上に転写され、
製造されるウェハの欠陥の原因となる。基板に付着する
汚染物が多種に亘ることから、付着する汚染物の種類に
応じた種々の洗浄法が従来より提案されている。

【０００３】たとえば、金属酸化物、塵埃等の無機物系
汚染物の除去法として、一対の回転ブラシを使用するブ
ラシスクラブ法がある。図２は、従来のブラシスクラブ
法による洗浄作用を説明する図である。図２を参照する
と、マスクのような基板１には、たとえばクロム（Ｃ
ｒ）層からなるパターン２３が形成されている。基板１
は、たとえばナイロンからなり互いに反対方向に回転す
るようになった一対の回転ブラシ４の間に挿入される。
そして、基板１の表面にたとえば界面活性剤のような洗
浄液を供給しながら、一対の回転ブラシ４の間で基板１
を適宜上下移動させる。こうして、基板１に表面の全体
に亘って一対の回転ブラシ４の接触物理力を作用させ
て、基板１に付着していた異物を除去する。

【０００４】近年、マスクに形成されるパターンの微細
化およびパターンの多層化が一層進んでいる。具体的に
は、従来のパターンの幅が５μｍ以上であったのに対
し、最近のパターンでは幅が２μｍ程度まで微細化され
てきている。また、パターンの反射防止のためにパター
ンを２層化または３層化して形成するようになってきて
いる。すなわち、２層化パターンでは本来のパターン層
の上に反射防止層が形成され、３層化パターンでは２つ
の反射防止層の間に本来のパターン層が形成される。

【０００５】図３は、微細化され且つ２層化されたパタ
ーンの拡大断面図である。図３を参照すると明らかなよ
うに、２層化パターン２４では、反射防止層である第２
層２６が本来のパターン層である第１層２５を覆うよう
に形成され、その結果パターン断面が逆テーパ状になっ
ている。すなわち、第２層２６の側縁部が第１層２５の
側縁部から基板表面と平行に突出した、いわゆる張出し
部（オーバーハンギング部）が形成される。そして、こ
の張出し部の作用により、回転ブラシがそぎ取られブラ
シカスが発生し易くなる。

【０００６】また、従来の微細化されていない単層パタ
ーンではパターン幅が５μｍでパターン高さが０．０４
μｍであり、パターン幅とパターン高さの比が１００程
度である。これに対し、微細化された２層または３層パ
ターンではパターン幅が２μｍでパターン高さが０．１
μｍ程度であり、パターン幅とパターン高さの比が２０
程度になる。このように、従来はパターンが形成されて
いてもほとんど平面状とみなせた基板も、パターンの微
細化および多層化に伴い平面状とは見なせないようにな
ってきている。さらに、パターンの微細化に伴い、隣接
する２つのパターンの間隙が２μｍ程度まで近接するよ
うになってきている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このように、パターン
の微細化および多層化に伴って、洗浄すべき基板の表面
が平面状と見なせなくなっており、隣接する２つのパタ
ーンの間隔が２μｍと狭く、しかもパターン断面が逆テ
ーパ状になっている。したがって、パターンが微細化お
よび多層化された基板に対して従来のブラシスクラブ法
による洗浄を行うと、基板表面と回転ブラシとの接触作
用により発生したブラシカスがパターン間に詰まり易い
という不都合があった。

【０００８】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
のであり、ブラシスクラビングによりパターン間に残留
したブラシカスを除去することのできる、基板洗浄装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、パターンが形成された基板の表
面に付着した異物を除去するための基板洗浄装置におい
て、前記基板の表面に洗浄液を供給するための洗浄液供
給手段と、前記洗浄液が供給されている前記基板の表面
をブラシスクラビングするための回転ブラシ手段と、該
回転ブラシ手段のブラシスクラビングにより前記基板の
表面に付着した前記回転ブラシ手段のブラシカスを溶解
除去するための溶剤を前記基板表面に供給するための溶
剤供給手段とを備えていることを特徴とする基板洗浄装
置を提供する。

【００１０】好ましい態様によれば、前記回転ブラシは
ナイロンブラシであり、前記溶剤供給手段は所定濃度の
アンモニア水を前記基板表面に向かって供給する。この
場合、前記所定濃度のアンモニア水はアンモニア原液で
あり、前記洗浄液供給手段は所定濃度のアンモニア希釈
水を前記基板表面に向かって供給するのが好ましい。さ
らに、前記溶剤供給手段は、アンモニア原液を供給する
ためのアンモニア原液供給手段と、該アンモニア原液供
給手段から供給されたアンモニア原液を前記基板表面に
供給するための溶剤供給ノズル手段とを備え、前記洗浄
液供給手段は、前記アンモニア原液供給手段から供給さ
れたアンモニア原液を所定濃度のアンモニア希釈水に希
釈して前記洗浄液供給手段に供給するためのアンモニア
希釈水供給手段と、該アンモニア希釈水供給手段から供
給されたアンモニア希釈水を前記基板表面に供給するた
めの洗浄液供給ノズル手段とを備えているのが好まし
い。

【００１１】

【作用】本発明の基板洗浄装置では、ブラシスクラビン
グの後に、ブラシカスを溶解除去することのできる溶剤
を基板表面に供給する。具体的には、回転ブラシの材質
がナイロンであるとすれば、溶剤として所定濃度のアン
モニア水を使用することができる。こうして、ブラシス
クラビングによってパターン間に残留したブラシカスを
溶剤によって確実に除去することが可能になる。

【００１２】また、ブラシスクラビングの際に洗浄液と
してアンモニア希釈水（たとえば１重量％濃度以下）を
使用することができる。アンモニア希釈水は、ナイロン
ブラシを溶解することがなく、しかも界面活性剤のよう
な他の洗浄液と比べてアフターリンスを容易且つ迅速に
行うことができる利点を有する。この場合、溶剤として
アンモニア原液（２９重量％濃度）を使用し、洗浄液と
してはアンモニア原液を所定濃度に希釈したアンモニア
希釈水を使用するようにすれば、溶剤供給源と洗浄液供
給源を共通にすることが可能になる。

【００１３】さらに、予め超音波洗浄により比較的大き
なブラシカスを除去するようにすれば、残留した微小な
ブラシカスだけを迅速且つ確実に溶解除去することがで
きるので好ましい。なお、洗浄液として比抵抗値の低い
導電物質であるアンモニア水を使用することにより、ブ
ラシスクラビングの際に発生する静電気を除去すること
ができるので、帯電による基板パターンの破損を回避す
ることができる。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を、添付図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の実施例にかかる基板洗浄装置の
構成を模式的に説明する図である。図１の基板洗浄装置
は、３つの処理槽、すなわちブラシスクラブ槽３、ブラ
シカス除去槽７およびＩＰＡ蒸気乾燥槽１１を備えてい
る。たとえばマスクのような基板１は、一対の基板保持
アーム２に把持され、図示を省略した搬送装置によって
各処理槽の上方に搬送されるとともに、図示を省略した
駆動装置によって各処理槽内に搬入されるようになって
いる。

【００１５】ブラシスクラブ槽３の内部には、ＹＺ平面
に平行に位置決めされた基板１の表面に接触物理力を作
用させるようになった一対のナイロンブラシ４が設けら
れている。一対のナイロンブラシ４の上方には、洗浄液
としてたとえば１重量％濃度のアンモニア希釈水を基板
１の表面に向かって供給するための一対の洗浄液供給ノ
ズル５が配設されている。このように、たとえば１重量
％濃度程度のアンモニア希釈水はその濃度が十分低いの
でナイロンブラシ４を溶解させることもなく、しかも界
面活性剤と比べてアフターリンスが極めて容易な洗浄液
である。

【００１６】一対の洗浄液供給ノズル５のさらに上方に
は、基板１のプリリンスを行うとともに、アンモニア希
釈水で濡れた基板１のアフターリンスを行うための清浄
液としてたとえば純水を基板１の表面に向かって供給す
るための一対の純水供給ノズル６が配設されている。な
お、図示を省略したが、一対の洗浄液供給ノズル５には
洗浄液であるアンモニア希釈水を供給するための洗浄液
供給装置が接続され、一対の純水供給ノズル６には純水
を供給するための純水供給装置が接続されている。

【００１７】一方、ブラシカス除去槽７の底部には超音
波振動子８が設けられている。また、ブラシカス除去槽
７内の上方領域には、基板１のパターン間に詰まったブ
ラシカスの溶剤としてたとえば２９重量％濃度のアンモ
ニア原液を基板１の表面に向かって供給するための一対
の溶剤供給ノズル９が配設されている。一対の溶剤供給
ノズル９のさらに上方には、アンモニア原液で濡れた基
板１のアフターリンスを行うための清浄液としてたとえ
ば純水を基板１の表面に向かって供給するための一対の
純水供給ノズル１０が配設されている。

【００１８】なお、ブラシカス除去槽７の側壁には所定
の高さに孔が形成されている。したがって、一対の溶剤
供給ノズル９を介して供給されるアンモニア原液と一対
の純水供給ノズル１０を介して供給される純水との混合
液であるアンモニア水がブラシカス除去槽７内で常に一
定容積を維持するように構成されている。また、図示を
省略したが、一対の溶剤供給ノズル９には溶剤であるア
ンモニア原液を供給するためのた溶剤供給装置が接続さ
れ、一対の純水供給ノズル１０には純水を供給するため
の純水供給装置が接続されている。

【００１９】最後に、ＩＰＡ蒸気乾燥槽１１の底部には
ヒーターのような加熱手段１２が設けられ、ＩＰＡ蒸気
乾燥槽１１内には所定容積のイソプロピルアルコール液
１４が収容されている。また、ＩＰＡ蒸気乾燥槽１１の
上部領域には内壁に沿って冷却管１３が設けられてい
る。その結果、加熱手段１２によって加熱され気化した
イソプロピルアルコール液１４の蒸気が冷却管１３の作
用によって液化するように構成されている。すなわち、
イソプロピルアルコール液１４の蒸気が上昇してＩＰＡ
蒸気乾燥槽１１から漏洩しないようになっている。

【００２０】以上のように構成された本実施例の基板洗
浄装置の動作について説明する。まず、洗浄すべき基板
１が基板保持アーム２に把持されたまま、搬送装置（不
図示）によりブラシスクラブ槽３の上方まで搬送され
る。次いで、駆動装置（不図示）によって基板１を把持
した基板保持アーム２が下降し、ブラシスクラブ槽３の
上壁面に形成された開口部を介して基板１がブラシスク
ラブ槽３内に搬入される。

【００２１】ブラシスクラブ槽３内に搬入された基板１
は、一対の純水供給ノズル６と対面する位置まで下降す
る。そして、基板１を適宜昇降させながら一対の純水供
給ノズル６を介して供給される純水を基板１の表面全体
に亘って作用させて、いわゆる基板１のプリリンスを行
う。プリリンスが終了した基板１は、一対の洗浄液供給
ノズル５と対面する位置までさらに下降する。やがて、
洗浄液供給ノズル５を介してアンモニア希釈水を基板１
の表面に向かって噴射するとともに、基板１を適宜昇降
させてその表面の全体に亘って一対の回転ブラシの接触
力を作用させる。こうして、洗浄液による化学的作用お
よび回転ブラシによる物理的作用により、基板１の表面
をブラシスクラビング洗浄して、付着していた異物を除
去する。

【００２２】ブラシスクラビング洗浄が終了した後、基
板１は一対の純水供給ノズル６に対面する位置まで再び
引き上げられる。そして、基板１を適宜昇降させながら
一対の純水供給ノズル６を介して供給される純水を基板
１の表面全体に亘って作用させて、ブラシスクラビング
洗浄工程においてアンモニア希釈水に濡れた基板１のア
フターリンスを行う。

【００２３】次いで、基板１を把持した基板保持アーム
２はブラシカス除去槽７の上方まで搬送され、基板１が
ブラシカス除去槽７内に搬入される。ブラシカス除去槽
７では、基板１をまずアンモニア水に浸漬させ超音波振
動子８を作動させていわゆる超音波洗浄を行う。こうし
て、液体を媒体とした超音波振動の作用により、基板１
のパターン間に詰まっていたブラシカスのうち比較的大
きなブラシカスを除去する。次いで、基板１を適宜昇降
させながら一対の溶剤供給ノズル９を介して基板１の表
面全体に亘ってアンモニア原液を噴射する。その結果、
超音波洗浄後に基板１のパターン間に残留していた微小
なブラシカスを溶解除去する。この場合、すでに超音波
洗浄により比較的大きなブラシカスが除去されているの
で、残留する微小なブラシカスを迅速且つ確実に除去す
ることが可能である。

【００２４】ブラシカス除去工程が終了した後、基板１
は一対の純水供給ノズル１０に対面する位置まで引き上
げられる。そして、基板１を適宜昇降させながら一対の
純水供給ノズル１０を介して供給される純水を基板１の
表面全体に亘って作用させて、アンモニア原液で濡れた
基板１のアフターリンスを行う。

【００２５】最後に、基板１を把持した基板保持アーム
２はＩＰＡ蒸気乾燥槽１１の上方まで搬送され、基板１
がＩＰＡ蒸気乾燥槽１１内に搬入される。ＩＰＡ蒸気乾
燥では、ＩＰＡ蒸気乾燥槽１１内に収容されたイソプロ
ピルアルコール液１４をヒーター１２で加熱して気化さ
せることにより、イソプロピルアルコール蒸気充満領域
を形成する。このイソプロピルアルコール蒸気充満領域
に湿潤状態の基板１を浸漬させると、基板１の表面の水
分とイソプロピルアルコール気体とが結合して落下す
る。落下した水分はトレー１５で回収され、ＩＰＡ蒸気
乾燥槽１１の外に導かれる。

【００２６】なお、本実施例では、ナイロンブラシのブ
ラシカスの溶剤としてアンモニア原液を使用する例を示
したが、ブラシカスを溶解するのに十分な濃度であれば
所定濃度のアンモニア水を使用することもできる。ま
た、本発明ではブラシカスの材質に応じて他の適当な溶
剤を適宜選択することが可能である。また、本実施例で
は、洗浄液供給ノズルに対するアンモニア希釈水の供給
源と溶剤供給ノズルに対するアンモニア原液の供給源と
を別々に備えているが、溶剤供給ノズルには共通のアン
モニア原液供給源から直接アンモニア原液を、洗浄液供
給ノズルには共通のアンモニア原液供給源からのアンモ
ニア原液を希釈したアンモニア希釈水を供給するように
してもよい。

【００２７】さらに、本実施例では、ブラシカスの溶解
除去に先立って超音波洗浄を行う例を示したが、必要に
応じて超音波洗浄を省略することができる。この場合、
洗浄液供給ノズルが溶剤供給ノズルを兼用するように構
成することもできる。また、本実施例では、基板の乾燥
処理にＩＰＡ蒸気乾燥法を使用しているが、本発明にお
いてこの乾燥方法に限定されることはない。

【００２８】

【効果】以上説明したように、本発明の基板洗浄装置で
は、ブラシスクラビングの後に溶剤を基板表面に供給す
ることによって、基板のパターン間に残留したブラシカ
スを確実に除去することが可能になる。また、ナイロン
ブラシの場合、洗浄液としてアンモニア希釈水を使用し
溶剤としてアンモニア原液を使用すれば、溶剤供給源と
洗浄液供給源を共通にすることができる。なお、洗浄液
としてのアンモニア希釈水は、界面活性剤のような他の
洗浄液と比べてアフターリンスが容易で、且つ発生した
静電気を基板から除去することができるという利点を有
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例にかかる基板洗浄装置の構成を
概略的に説明する図である。

【図２】従来のブラシスクラブ法による洗浄作用を説明
する図である。

【図３】微細化され且つ２層化されたパターンの拡大断
面図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 基板保持アーム ３ ブラシスクラブ槽 ４ 回転ブラシ ５ 洗浄液供給ノズル ６ 純水供給ノズル ７ ブラシカス除去槽 ８ 超音波振動子 ９ 溶剤供給ノズル １０ 純水供給ノズル １１ ＩＰＡ蒸気乾燥槽 １２ ヒーター １３ 冷却管 １４ イソプロピルアルコール液 １５ トレー

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パターンが形成された基板の表面に付着
   した異物を除去するための基板洗浄装置において、 前記基板の表面に洗浄液を供給するための洗浄液供給手
   段と、前記洗浄液が供給されている前記基板の表面をブ
   ラシスクラビングするための回転ブラシ手段と、該回転
   ブラシ手段のブラシスクラビングにより前記基板の表面
   に付着した前記回転ブラシ手段のブラシカスを溶解除去
   するための溶剤を前記基板表面に供給するための溶剤供
   給手段とを備えていることを特徴とする基板洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記回転ブラシはナイロンブラシであ
   り、前記溶剤供給手段は所定濃度のアンモニア水を前記
   基板表面に向かって供給することを特徴とする請求項１
   に記載の基板洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記所定濃度のアンモニア水はアンモニ
   ア原液であり、前記洗浄液供給手段は所定濃度のアンモ
   ニア希釈水を前記基板表面に向かって供給することを特
   徴とする請求項２に記載の基板洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記溶剤供給手段は、アンモニア原液を
   供給するためのアンモニア原液供給手段と、該アンモニ
   ア原液供給手段から供給されたアンモニア原液を前記基
   板表面に供給するための溶剤供給ノズル手段とを備え、 前記洗浄液供給手段は、前記アンモニア原液供給手段か
   ら供給されたアンモニア原液を所定濃度のアンモニア希
   釈水に希釈して前記洗浄液供給手段に供給するためのア
   ンモニア希釈水供給手段と、該アンモニア希釈水供給手
   段から供給されたアンモニア希釈水を前記基板表面に供
   給するための洗浄液供給ノズル手段とを備えていること
   を特徴とする請求項３に記載の基板洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記溶剤供給ノズル手段と洗浄液供給ノ
   ズル手段とは、共通のノズル手段からなることを備えて
   いることを特徴とする請求項４に記載の基板洗浄装置。
6. 【請求項６】 前記洗浄液供給ノズル手段および前記回
   転ブラシ手段はブラシスクラブ槽に収容され、前記溶剤
   供給ノズル手段はブラシカス除去槽に収容されているこ
   とを特徴とする請求項４に記載の基板洗浄装置。
7. 【請求項７】 前記ブラシカス除去槽は、前記基板の表
   面に向かって純水を供給するための純水供給手段と、超
   音波振動子と、該超音波振動子の作用を受けるように収
   容された液体とを備えていることを特徴とする請求項６
   に記載の基板洗浄装置。
8. 【請求項８】 前記液体は、前記溶剤供給ノズル手段が
   供給するアンモニア原液と、前記純水供給手段が供給す
   る純水との混合水であることを特徴とする請求項７に記
   載の基板洗浄装置。