JPH10256207A - ブラシスクラブ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体基板または液晶基板などのブラシスクラ
ブ洗浄において、効果的に洗浄を行う洗浄装置。 【解決手段】ウェハ１を保持し回転させるためのウェハ
回転機構２、スクラブ洗浄を行うためのブラシ３、ブラ
シに洗浄液の供給を行うための薬液供給ノズル４から構
成され、ウェハ１の表面同士および裏面同士を対向さ
せ、ウェハ１とブラシ３を交互に配置し、ウェハ１をウ
ェハ回転機構２に保持させる。ウェハ回転機構２を回転
させてウェハ１を回転させ、ブラシ３を回転させると同
時にブラシ３の上部に設けられた薬液供給ノズル４から
洗浄液を供給し、ブラシスクラブ洗浄を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗浄装置に関し、
特に、半導体基板もしくは液晶基板などの洗浄に用いて
好適とされるブラシスクラブ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、半導体製造プロセスにおいて、例
えばロジック配線の多層化等により層間絶縁膜表面の平
坦化にＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａ
ｌ ｐｏｌｉｓｉｎｇ；化学的機械的研磨）の採用が進
んでいる。またＤＲＡＭ等のメモリにおいてもＣＭＰ技
術が導入されつつある。

【０００３】ところで、ＣＭＰ後のウェハ表面には、各
種の汚染物、特にシリカをはじめとする研磨粒子が多く
存在する。これらのウェハ表面に付着している各種汚染
物の除去を目的として、酸、アルカリなどの薬品を用い
たブラシスクラブ洗浄が行われている。

【０００４】ポストＣＭＰクリーニング（ＣＭＰ後洗
浄）技術として一般的に用いられているブラシスクラバ
洗浄ユニットの要部構成を図３に示す。

【０００５】図３を参照すると、ウェハ１を挟むように
表裏両面にブラシ４、４′が設けられており（ｄｕａｌ
ｓｉｄｅ ｓｃｒｕｂ）、ブラシ４の上部には薬液供
給ノズル３が設けられている。ウェハ１のエッジ部分に
はウェハ１を回転させるためのウェハ回転機構２が設け
られている。このウェハ回転機構２を回転させることに
よってウェハ１を回転させる。このとき、ブラシ４、
４′を回転させると同時に、薬液供給ノズル３から洗浄
液６を供給し、ウェハ表裏両面をブラシスクラブ洗浄す
る。

【０００６】また特開平５−２９０３７３号公報には、
複数枚のディスクをバッチ処理方式で洗浄処理を行うに
当たって、それぞれディスクのピッチ間隔が異なる超音
波洗浄及びブラシ洗浄の各ステーションに適合させるた
めにピッチ間隔調整を行いながら洗浄する装置の構成が
提案されている。図５は、この従来の装置のブラシ洗浄
機構を示したものである。

【０００７】図５を参照すると、ディスク５１の外周の
３点には回転自在なチャック部材５２が設けられてお
り、これによってディスク５１が回転自在に支承されて
いる。複数のディスク５１の表裏両面には、回転軸５３
に装着されたスポンジ等からなるロールブラシ５４が当
接せしめられ、両端のロールブラシ５４はディスク５１
の片面にのみ当接して配置されている。回転軸５３の他
端にはギア５９が装着されている。モーター５５を回転
させることによって、プーリー５６、伝達ベルト５７、
プーリー５８、駆動ギヤ５９および回転軸５３が回転す
る。この回転軸５３が回転することによって、回転軸５
３に装着されているロールブラシ５４が回転し、ディス
ク５１は回転しながら全面が洗浄される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】前述したように、ＣＭ
Ｐ（化学的機械的研磨）後のウェハ表面には各種の汚染
物、特にシリカをはじめとする研磨粒子が多く存在す
る。これらの各種汚染物は半導体製造およびデバイス特
性において問題の要因となっている。

【０００９】図４に示した従来のブラシスクラブ方式に
おいては、ウェハ面が水平であるため除去された汚染物
がウェハから排出されにくく、ウェハ表面から除去され
た汚染物が再付着しやすい。また、枚葉式であるためス
ループットが低い。

【００１０】図５に示したブラシ洗浄機構では、高い洗
浄度を必要とするウェハ表面と要求される洗浄度が低い
ウェハ裏面を１つのブラシで同時に洗浄するため、ウェ
ハ裏面から除去された汚染物によってウェハ表面が汚染
され、表面側の洗浄度を高くすることが困難である。

【００１１】したがって、本発明は、上記従来技術の問
題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、ウェ
ハ表面に残留するパーティクル数の低減すると共に、一
度に大量のウェハをブラシスクラブ洗浄可能とし、スル
ープットの向上を図る洗浄装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、基板のブラシスクラブ洗浄を行う洗浄装
置において、被処理基板の表面同士および裏面同士を向
かい合わせに置き、直立した被処理基板とブラシと、を
交互に配置する、ようにしたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態につ
いて以下に説明する。本発明の洗浄装置は、その好まし
い実施の形態において、被洗浄対象の基板（図１の１）
を直立状態（すなわち、垂直、あるいは縦方向とも同
義）に支承すると共に該基板を回転させるための手段
（図１のウェハ回転機構２）と、基板面に当接しスクラ
ブ洗浄を行うためのブラシ（図１の４）と、このブラシ
に洗浄液の供給する薬液供給手段（図１の３）と、を備
え、複数の被洗浄対象の基板は、表面同士および裏面同
士が互いに向かい合わせとなるようにして縦型に配設さ
れ、複数の被洗浄対象の基板の配列に対して、隣合う基
板の間、及び両端の基板については該基板の片面にそれ
ぞれ当設するように、ブラシを複数配する、構成とされ
ており、各基板を回転させ、各ブラシを回転させると共
に薬液供給手段から洗浄液（図１の６）をブラシの上方
から供給し、複数枚の基板の表裏両面を同時にブラシス
クラブ洗浄する、ようにしたものである。

【００１４】本発明の実施の形態においては、ウェハが
直立しているため（ウェハの面が垂直方向）、除去され
た汚染物は効果的に下方向から流れ出し、ウェハから排
出される。

【００１５】また、本発明の実施の形態においては、洗
浄度がほぼ同じであるウェハ表面同士もしくはウェハ裏
面同士を洗浄する構成としたことにより、洗浄度の低い
ウェハ裏面から除去された汚染物によって洗浄度の高い
ウェハ表面を汚染する、という事態は完全に回避され
る。

【００１６】さらに、本発明の実施の形態においては、
一度に大量のウェハをブラシスクラブ洗浄できるためス
ループットが向上する。

【００１７】

【実施例】上記した本発明の実施の形態について更に詳
細に説明すべく、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例の洗浄装置におけるブ
ラシスクラブ洗浄ユニットの構成を模式的に示す図であ
り、図１（ａ）は複数のウェハを側面からみた図であ
り、図１（ｂ）はウェハ面を該ウェハ面に当接するブラ
シ側から、すなわち図１（ａ）のＸ−Ｘ′方向から、み
た図である。

【００１８】図１を参照すると、本実施例においては、
ウェハ１を回転自在に支承するウェハ回転機構２と、ス
クラブ洗浄を行うためのブラシ４と、ブラシ４に洗浄液
の供給する薬液供給ノズル３と、から構成されている。
ウェハ回転機構２は、ウェハ１を保持可能な大きさ、強
度を有するものとし、ウェハ１を回転させるため円形の
形状とする。ウェハ回転機構２は、不図示のモーターに
よって、あるいは該モーターのトルク伝達機構及び減速
機等を介して、回転駆動される。

【００１９】ブラシ４は、ウェハ１の洗浄に適する硬度
を有するものとし、ブラシ３の長さはウェハ１の直径よ
りも幾分大きめのものとし（図１（ｂ）参照）、材質と
しては、例えばＰＶＡなどが好ましい。

【００２０】薬液供給ノズル３には、ブラシ４に洗浄液
を供給するための、直径１ｍｍから５ｍｍの薬液吐出口
５が少なくとも３箇所設けてあり、ブラシ４の全体にま
んべんなく洗浄液を供給することができるようにされて
いる。薬液供給ノズル３の材質は、テフロンまたは石英
が好ましい。

【００２１】本実施例の洗浄装置を用いたウェハの洗浄
工程について説明すると、図１には、図示していない
が、ウェハ取り込み口から搬送されたウェハ１は、ブラ
シスクラブ部（ユニット）の前段に設けられたウェハ立
て替え装置にて、ウェハ１の表面同士および裏面同士を
向かい合わせにしている。

【００２２】ブラシスクラブ部に搬送されたウェハ１と
ブラシ４を交互に配置し、ウェハ１をウェハ回転機構２
に保持させる。そして、ウェハ回転機構２を回転させる
ことによってウェハ１が回転する。このとき、ブラシ４
を、例えば図示のように回転させると同時に、ブラシ４
の上部に設けられた薬液供給ノズル３から洗浄液６を供
給し、ブラシスクラブ洗浄を行う。

【００２３】洗浄を終えたウェハは、図示していない
が、ブラシスクラブ部の後段に設けたウェハ立て替え装
置に搬送し、ウェハ面の向きを元通りにした後、ウェハ
取り出し口へと搬送される。

【００２４】比較例として図４に示した上記従来技術と
本実施例とを用いて、純水によるブラシスクラブ洗浄を
１分間行った後の、ウェハ表面に残留する粒径０．０２
μｍ以上のパーティクル数の比較の一例を、図２に示
す。

【００２５】図２から、上記従来技術では、ウェハ表面
に残留する粒径０．０２μｍ以上のパーティクルは７７
個残留しているのに対して、本実施例によるブラシスク
ラブ装置を用いれば、１／３以下の２４個にまで減少し
ている、ことが判る。

【００２６】また、比較例として図４に示した上記従来
技術と本実施例とを用いて、ブラシスクラブ洗浄を１分
間行った場合の、ウェハ２５枚を処理するのに要する時
間の比較の一例を、図５に示す。

【００２７】図５から、上記従来技術では、２７分間要
するのに対し、本実施例によるブラシスクラブ装置を用
いれば、１／１０以下の３分以内で処理することができ
る、ことが判る。

【００２８】本実施例では、半導体ウェハのブラシスク
ラブ洗浄について説明したが、本発明は、液晶基板など
その他のブラシスクラブ洗浄にも適用することができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来のブラシスクラブ洗浄技術と比較して、ウェハ両面を
効果的に洗浄できるため、ウェハ表面に残留するパーテ
ィクル数を低減することができると共に、一度に大量の
ウェハをブラシスクラブ洗浄できるため、スループット
を大幅に向することができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に一実施例のブラシスクラブ洗浄装置の
構成を説明するための図である。

【図２】本発明の一実施例を用いてブラシスクラブ洗浄
を行った場合の、ウェハ表面に残留するパーティクル数
を、従来のブラシスクラブ洗浄装置で洗浄した場合と比
較した結果を示す図である。

【図３】本発明の一実施例を用いてブラシスクラブ洗浄
を行った場合の、ウェハ２５枚を処理するのに要する時
間を、従来のブラシスクラブ洗浄装置で洗浄した場合と
比較した結果を示す図である。

【図４】従来のブラシスクラブ洗浄装置の構成を説明す
るための図である。

【図５】従来のブラシスクラブ方式のディスク洗浄装置
の構成を説明するための図である。

【符号の説明】

１ ウェハ ２ ウェハ回転機構 ３ 薬液供給ノズル ４ ブラシ ５ 洗浄液吐出口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基板のブラシスクラブ洗浄を行う洗浄装置
   において、 複数枚の被処理基板の表面同士および裏面同士を互いに
   向かい合わせに置き、直立した前記被処理基板とブラシ
   とを交互に配置する、ようにしたことを特徴とする洗浄
   装置。
2. 【請求項２】被洗浄対象の基板を直立状態に支承すると
   共に該基板を回転させるための手段と、 前記基板面に当接しスクラブ洗浄を行うためのブラシ
   と、 を少なくとも含み、 複数の前記基板は、表面同士および裏面同士が互いに向
   かい合わせとなるようにして縦型に配設され、 複数の前記基板の配列に対して、隣合う前記基板の間、
   及び両端の前記基板については該基板の片面にそれぞれ
   当設するように、前記ブラシを複数配し、 前記各基板を回転させ、前記各ブラシを回転させること
   により、複数枚の前記基板の表裏面を同時にブラシスク
   ラブ洗浄するようにしたことを特徴とする洗浄装置。
3. 【請求項３】前記ブラシに洗浄液を供給する薬液供給手
   段として、前記ブラシの上方に、前記ブラシの長手方向
   に沿って設けられた薬液供給ノズルを備え、前記薬液供
   給ノズルはその長手方向に所定の間隔離間して複数の薬
   液吐出口を備え、上から下へ洗浄する、ようにしたこと
   を特徴とする請求項２記載の洗浄装置。