JPH08309297A - 基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 洗浄中における被洗浄基板への異物の再付着
を防止することができる基板洗浄装置を提供する。 【構成】 回転する洗浄ブラシ１に洗浄液を供給しつつ
被洗浄基板４にブラシ毛３を押し当てて洗浄処理を行う
基板洗浄装置である。洗浄中における洗浄ブラシ１と被
洗浄基板４との接触領域外に、ブラシ毛３に接触する状
態で棒状のブラシ洗浄部材７を配設し、洗浄時にブラシ
毛３に取り込まれた異物８をブラシ洗浄部材７とのこす
り合いによって除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、洗浄ブラシを用いて被
洗浄基板を洗浄処理する際に用いて好適な基板洗浄装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、回転する洗浄ブラシに洗浄液を
供給しつつ被洗浄基板を洗浄処理する基板洗浄装置で
は、被洗浄基板の表面に付着した異物（パーティクル、
不純物、微粒子等）が主に二つの作用によって除去され
ると考えられている。一つは、図６（ａ）に示すよう
に、洗浄ブラシ３１のブラシ毛３２との接触により、被
洗浄基板３３の表面に付着した異物３４を機械的に掻き
出すことで除去するもので、もう一つは、図６（ｂ）に
示すように、物質間引力や静電吸着力さらには洗浄液の
表面張力などにより、被洗浄基板３３に付着した異物３
４を洗浄ブラシ３１のブラシ毛３２に取り込むことで除
去するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の基
板洗浄装置では、ブラシ毛３２に取り込まれた異物３４
が除去されずに付着残留し、これが洗浄ブラシ１の回転
とともに再び被洗浄基板３３に押し当てられることで、
洗浄中にブラシ毛３２から被洗浄基板３３への異物３４
の転移、つまり被洗浄基板３３に対する異物３４の再付
着が起こり、十分に満足のいく洗浄効果が得られなかっ
た。

【０００４】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたもので、その目的は、洗浄中における被洗浄基板へ
の異物の再付着を防止することができる基板洗浄装置を
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、回転する洗浄ブラシに洗
浄液を供給しつつ被洗浄基板にブラシ毛を押し当てて洗
浄処理を行う基板洗浄装置において、洗浄中における洗
浄ブラシと被洗浄基板との接触領域外に、ブラシ毛に接
触する状態で棒状のブラシ洗浄部材を配設したものであ
る。

【０００６】

【作用】本発明の基板洗浄装置では、洗浄ブラシを回転
させて洗浄している最中に、被洗浄基板に押し当てられ
たブラシ毛が洗浄ブラシの回転によって被洗浄基板から
一旦離れる。このとき、異物を取り込んだブラシ毛は、
洗浄ブラシと被洗浄基板との接触領域外に配設されたブ
ラシ洗浄部材に接触してこすれ合い、これによってブラ
シ毛から異物が除去される。また、ブラシ洗浄部材が棒
状のシンプル構造となっているため、被洗浄基板との接
触によってブラシ毛に取り込まれた異物はブラシ洗浄部
材に滞留することなく、ブラシ毛の撓みに伴う反動によ
って洗浄液と一緒に異物ミストとなって飛翔し、ブラシ
毛やブラシ洗浄部材から離脱させられる。

【０００７】

【実施例】以下、例えば半導体ウエハを被洗浄基板とし
た本発明の実施例につき、図面を参照しつつ詳細に説明
する。なお、本発明は、半導体ウエハを洗浄処理する装
置に限定されるものではなく、他の被洗浄基板、例えば
液晶用ガラス基板を洗浄処理する場合など、洗浄ブラシ
を用いて洗浄処理を行う基板洗浄装置全般に適用し得る
ものである。

【０００８】図１は本発明に係わる基板洗浄装置の第１
実施例を説明する図であり、図中（ａ）はその平面概略
図、（ｂ）はその側面概略図を示している。図１に示す
基板洗浄装置においては、洗浄中に回転する洗浄ブラシ
１の一例として、ブラシ本体２の外周面に多数本のブラ
シ毛３を植毛してなる円筒型ブラシが採用されている。
この洗浄ブラシ１は、図示せぬブラシ支持機構によって
図中Ａ矢視方向に移動可能に支持されている。また基板
洗浄時には、洗浄ブラシ１に対して薬品水溶液や純水等
の洗浄液が図示せぬ洗浄液供給系から供給されるように
なっている。一方、被洗浄基板としての半導体ウエハ
（以下、単にウエハと称す）４は、回転軸５の一端に連
結されたステージ６上に水平状態に配置固定されてお
り、回転軸５の駆動によってステージ６とともに回転す
るようになっている。

【０００９】ここで本第１実施例においては、その特徴
部分として、洗浄中における洗浄ブラシ１と被洗浄基板
４との接触領域外、つまり洗浄中に洗浄ブラシ１のブラ
シ毛３が被洗浄基板４に接触状態に保持される領域以外
の箇所に、ブラシ毛３に接触する状態で棒状のブラシ洗
浄部材７が配設されている。さらに詳述すると、棒状の
ブラシ洗浄部材７は、ブラシ毛３の先端位置よりもブラ
シ本体２側に近接したかたちでブラシ軸方向と略平行に
配置され、これによって洗浄ブラシ１が回転したときに
全てのブラシ毛２がブラシ洗浄部材７に接触し得る構成
となっている。またブラシ洗浄部材７は、例えば上記ブ
ラシ支持機構によって支持され、これにより洗浄ブラシ
１と一体に図中Ａ矢視方向に移動し得る構成となってい
る。ちなみに、ブラシ洗浄部材７の断面形状としては、
ブラシ毛３との接触（特にこすれ）や後述する異物の除
去効率を考慮すると図例のごとく円形が好適であるが、
表面状態が平滑であれば四角形や三角形などいずれの形
状であっても構わない。

【００１０】続いて、上記構成からなる基板洗浄装置の
動作について説明する。先ず、基板洗浄処理にあたって
は、図示せぬ基板搬送系によってステージ６上にウエハ
４が供給され、さらに真空引きによる吸着力等をもって
ウエハ４がステージ６上に固定される。次に、回転軸５
の駆動とともにステージ６及びウエハ４が図中Ｂ矢視方
向に回転し、それとともに洗浄ブラシ１も回転を開始す
る。この時点では、洗浄ブラシ１がウエハ４の上方又は
外側に外れた状態にあり、この状態から洗浄ブラシ１が
ウエハ４側に移動することでブラシ毛３がウエハ４の表
面に押し当てられる。このとき、洗浄ブラシ１はウエハ
４の周縁から中心（回転中心）までを包含するかたちで
図中Ａ矢視方向に移動していく。さらに、回転する洗浄
ブラシ１に対しては図示せぬ洗浄液供給系からブラシ毛
３に向けて洗浄液が供給され、これによりウエハ４表面
に付着した異物８がブラシ毛３によって掻き取られ、洗
浄液とともに外部に排出される。このとき、ウエハ４に
押し当てられたブラシ毛３には洗浄液の表面張力等によ
って異物８が取り込まれることになる。

【００１１】次いで、ウエハ４の表面を通過し終わった
ブラシ毛３は順にブラシ洗浄部材７に接触してこすれ合
う。このとき、各々のブラシ毛３はブラシ洗浄部材７に
接触しつつ弓なりに撓み、その毛先がブラシ洗浄部材７
から外れた時点で元の形に戻る。したがって、ブラシ毛
３に取り込まれた異物８はブラシ洗浄部材７とのこすれ
合いやブラシ毛３が元の形に戻るときの反動により、洗
浄液とともに異物ミスト８ａとなって飛翔し、ブラシ毛
３やブラシ洗浄部材７から離脱させられる。

【００１２】これにより、ウエハ４の表面を通過し終わ
ったブラシ毛３は、ブラシ洗浄部材７によって異物８が
除去されたクリーンな状態で再びウエハ４の表面に押し
当てられることになるため、ブラシ毛３からウエハ４へ
の異物８の転移（再付着）を確実に防止することができ
る。また、ブラシ洗浄部材７が棒状のシンプル構造とな
っているため、ブラシ毛３に付着した異物８はブラシ洗
浄部材７とのこすれ合いやブラシ毛３の撓みによる反動
をもって離脱する。これにより、ブラシ毛３に付着して
いた異物８はブラシ洗浄部材７に滞留することなく除去
されるため、洗浄ブラシ１やブラシ洗浄部材７をクリー
ニングするなどのメンテナンス作業が長期間にわたって
不要となる。

【００１３】さらに、ブラシ洗浄部材７とブラシ毛３と
がこすれ合う部分に水流、特に超音波を重畳した水流等
を当てたり、ブラシ洗浄部材７を中空構造としてその周
壁に多数の小孔を明け、そこから純水等を流出させるよ
うにすれば、ブラシ毛３からの異物８の除去効率を一層
高めることができる。

【００１４】ところで、ブラシ洗浄部材７とこすれ合っ
たブラシ毛４はその毛先が外れた時点で撓み状態から元
の形に戻ろうとするが、そのときの反動で異物を含んだ
洗浄液、つまり異物ミスト８ａが飛翔する。この異物ミ
スト８ａはウエハ４から外れた領域まで飛翔すれば問題
ないが、場合によってはウエハ４上に飛来して異物８の
再付着を引き起こすことも懸念される。

【００１５】そこで、本発明に係わる基板洗浄装置の第
２実施例では、上述の懸念を解消すべく図２に示すよう
な構成を採用している。この第２実施例の構成において
は、ウエハ４への異物ミスト８ａの飛来を阻止するため
に、ブラシ毛３とブラシ洗浄部材７との接触によって飛
翔する異物ミスト８ａの飛来領域にミスト遮断板９を設
け、異物ミスト８ａの飛翔方向側にてウエハ４の表面を
ミスト遮断板９で覆うようにしている。これにより、万
一、ブラシ毛３とブラシ洗浄部材７との接触によって飛
翔した異物ミスト８ａがウエハ４の面内領域に落下して
きても、そこを覆う状態で設置されたミスト遮断板９に
よって異物ミスト８ａが捕集されるようになるため、異
物ミスト８ａの飛翔によってウエハ４に異物８が再付着
することを確実に防止することができる。

【００１６】これに対し、上記第２実施例のように新た
にミスト遮断板を設けなくとも、以下に述べる第３〜第
５実施例の装置構成のうち、いずれか一つを採用するこ
とでも異物ミストの飛翔による異物の再付着を防止する
ことができる。まず第３実施例の基板洗浄装置では、図
３に示すように、回転軸５及びステージ６とともにウエ
ハ４を水平方向に対して所定の角度だけ傾けて配置した
構成を採用している。この場合、ウエハ４の傾け角とし
ては、異物ミスト８ａの飛来領域からウエハ４が完全に
外れるように設定しておく。これにより、飛翔した異物
ミスト８ａは全てウエハ４から外れた領域に落下するた
め、異物８の再付着が起こらない。また、ウエハ４を傾
けることでウエハ４表面での洗浄液の流れがスムーズに
なるため、ブラシ毛３で掻き取った異物８を洗浄液とと
もに速やかに流し去ることができる。

【００１７】一方、第４実施例の基板洗浄装置では、図
４に示すように、回転軸５を水平に設置してステージ６
とともにウエハ４を垂直に配置した構成を採用してい
る。この場合には、ブラシ毛３とブラシ洗浄部材７との
接触によって飛翔した異物ミスト８ａがウエハ４から十
分に離れた位置で重力にしたがい自重落下するため、異
物８の再付着が起こらない。また、この場合でも、ウエ
ハ４を垂直に配置したことでウエハ４表面での洗浄液の
流れがスムーズになるため、ブラシ毛３で掻き取った異
物８を洗浄液とともに速やかに流し去ることが可能とな
る。

【００１８】さらに第５実施例の基板洗浄装置では、図
５に示すように、回転軸５及びステージ６の位置を上下
反転してウエハ４の表面（洗浄面）を下向きに配置した
構成を採用している。この場合には、ウエハ４の表面が
下向き、つまりフェースダウンの状態でしかも異物ミス
ト８ａが下方に飛翔するため、異物８の再付着が起こら
ない。

【００１９】このように上記第３〜第５実施例の基板洗
浄装置では、いずれも新たな構成部品（ミスト遮断板
等）を付加することなく、異物ミスト８ａの飛来による
ウエハ４表面への異物８の再付着を防止することができ
るため、装置構成をシンプルにできるというメリットが
ある。また、先述のミスト遮断板９を設けた第２実施例
の基板洗浄装置（図２参照）では、ウエハ４の表面が上
向きで水平状態に配置されるため、他のウエハ処理工程
との間でウエハ４の向きの整合がとれ、既存の基板搬送
系をそのまま活用できるというメリットがある。

【００２０】なお、上記実施例においては、洗浄ブラシ
１として円筒型ブラシを例に挙げて説明したが、本発明
の基板洗浄装置はこれに限定されるものではなく、カッ
プ型ブラシや他のブラシ形態であっても、洗浄ブラシの
ブラシ毛がブラシ回転動作によって被洗浄基板から一旦
離れる非接触領域を確保し、その領域にブラシ毛に接触
する状態で棒状のブラシ洗浄部材を配設するようにして
も上記同様の効果が得られる。また、ブラシ洗浄部材７
を任意の間隔で複数個配設するようにすれば、被洗浄基
板（ウエハ）を通過し終わったブラシ毛３が再び被洗浄
基板に接触するまでの間に複数回にわたってブラシ洗浄
部材７とこすれ合うようになるため、ブラシ毛３からの
異物８の除去効率をさらに高めることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の基板洗浄装
置によれば、洗浄ブラシと被洗浄基板との接触によって
ブラシ毛に異物が取り込まれても、そのブラシ毛が再び
被洗浄基板に接触するまでの間に、ブラシ毛に付着した
異物をブラシ洗浄部材との接触により確実に除去するこ
とができる。したがって、被洗浄基板に対しては常にク
リーンな状態でブラシ毛を接触させることが可能となる
ため、被洗浄基板への異物の再付着を防止して、きわめ
て高い洗浄効果を得ることができる。また、従来よりも
短い洗浄時間で所望の洗浄レベルを得ることが可能とな
るため、特に高い洗浄レベルが要求される半導体ウエハ
や液晶用ガラス基板の処理工程では生産性及び製品歩留
りの向上が大いに期待できる。これに加えて、ブラシ洗
浄部材が棒状のシンプル構造となっているため、ブラシ
毛に付着した異物をブラシ洗浄部材とのこすれ合いやブ
ラシ毛の撓みによる反動をもって的確に離脱させること
ができる。これにより、ブラシ毛に付着していた異物を
ブラシ洗浄部材に滞留させることなく除去できるため、
洗浄ブラシやブラシ洗浄部材をクリーニングするなどの
メンテナンス作業が長期間にわたって不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の装置構成を説明する概略図であ
る。

【図２】第２実施例の装置構成を説明する概略図であ
る。

【図３】第３実施例の装置構成を説明する図である。

【図４】第４実施例の装置構成を説明する図である。

【図５】第５実施例の装置構成を説明する図である。

【図６】洗浄ブラシによる異物除去の原理図である。

【符号の説明】

１ 洗浄ブラシ ２ ブラシ本体 ３ ブラシ毛 ４ 半導体ウエハ（被洗浄基板） ８ 異物 ８ａ 異物ミスト ９ ミスト遮断板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する洗浄ブラシに洗浄液を供給しつ
   つ被洗浄基板にブラシ毛を押し当てて洗浄処理を行う基
   板洗浄装置において、 洗浄中における前記洗浄ブラシと前記被洗浄基板との接
   触領域外に、前記ブラシ毛に接触する状態で棒状のブラ
   シ洗浄部材が配設されていることを特徴とする基板洗浄
   装置。
2. 【請求項２】 前記ブラシ毛と前記ブラシ洗浄部材との
   接触によって飛翔する異物ミストの飛来領域にミスト遮
   断板が設けられていることを特徴とする請求項１記載の
   基板洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記被洗浄基板が水平方向に対して所定
   の角度だけ傾いて配置されていることを特徴とする請求
   項１記載の基板洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記被洗浄基板が垂直に配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載の基板洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記被洗浄基板の洗浄面が下向きに配置
   されていることを特徴とする請求項１記載の基板洗浄装
   置。