JPH10321572A - 半導体ウェーハの両面洗浄装置及び半導体ウェーハのポリッシング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体ウェーハ処理工程中に付着したダスト
を効率的に除去するウェーハ両面洗浄装置及びこの洗浄
装置を用いたポリッシング方法を提供する。 【解決手段】 両面洗浄装置は、互いに反対方向に回転
するように駆動され、その間に半導体ウェーハ１が非接
触で配置される１対のロール状ブラシ３、４と、この１
対のロール状ブラシの近傍に配置され、前記半導体ウェ
ーハがこの１対のロール状ブラシの間に配置されてその
両面を洗浄されている間に、この半導体ウェーハの側面
をブラッシングする少なくとも１つの洗浄ブラシ２とを
具備している。洗浄剤が半導体ウェーハ１に１対のロー
ル状ブラシ３、４から供給されて洗浄される。半導体ウ
ェーハ１は、非接触状態でその両面が洗浄されるので効
率的（短時間、省スペース）にダストを取り除くことが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェーハの
製造工程中の洗浄装置に関し、とくに半導体ウェーハを
ポリッシングした後などのウェーハ処理工程中に付着し
たダストを除去する半導体ウェーハの両面を洗浄する装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＩＣやＬＳＩなどの半導体装置は、半導
体基板に形成する集積回路を設計する設計工程、集積回
路を形成するために用いられる電子ビームなどを描画す
るためのマスク作成工程、単結晶インゴットから所定の
厚みのウェーハを形成するウェーハ製造工程、ウェーハ
に集積回路などの半導体素子を形成するウェーハ処理工
程、ウェーハを各半導体基板に分離しパッケージングし
て半導体装置を形成する組立工程及び検査工程等を経て
形成される。ウェーハ処理工程は、複数の工程からな
り、これら工程間において付着したダストを除去するた
めに洗浄処理がさらに加えられる。半導体ウェーハの表
面に付着したダストは、製造された半導体装置を不良品
とする原因になるので、その除去には大きな努力が払わ
れている。従来半導体装置の製造においては、純水や超
純水はもとよりこれらを電気分解して得られた電解イオ
ン水を用いてシリコンなどの半導体基板を洗浄したり、
ポリッシング等を行っている。これまで半導体基板の洗
浄には、フロンなどの弗素系溶剤が用いられていたが、
生活環境に悪影響を及ぼすので敬遠され始め、代わりに
純水や超純水などの水が最も安全な溶剤として利用され
るようになった。純水は、イオン、微粒子、微生物、有
機物などの不純物をほとんど除去した抵抗率が５〜１８
ＭΩｃｍ程度の高純度の水である。

【０００３】超純水は、超純水製造装置により水中の懸
濁物質、溶解物質及び高効率に取り除いた純水よりさら
に純度の高い極めて高純度の水である。これらの水（以
下、これらをまとめて純水という）を電気分解すること
によって酸化性の強い陽極イオン水（酸性水）や還元性
の強い陰極イオン水（アルカリ性水）などの電解イオン
水が生成される。半導体ウェーハを洗浄する方法として
は、その裏面を真空吸着式のスピンチャックに保持させ
た状態で半導体ウェーハを回転させる。この状態でノズ
ルから純水などの洗浄液を回転するロール状ブラシに滴
下させる。ロール状ブラシは、洗浄液を用いて半導体ウ
ェーハ上を回転しながらその表面に付着したダストを除
去する。その後、洗浄液の滴下を停止した上で半導体ウ
ェーハを高速回転させ、乾燥させる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来技
術により半導体ウェーハの活性領域が形成されている表
面のダストは除去することができる。しかし、ＩＣやＬ
ＳＩなどの半導体集積回路装置の高集積化により集積回
路の微細化が著しく進み、フォトリソグラフィやエッチ
ング等の工程では半導体ウェーハの裏面や側面のダスト
でさえプロセスに与える影響を無視できなくなってい
る。そこで、半導体ウェーハの両面を同時に洗浄する方
法が開発されたが、洗浄中の半導体ウェーハ保持は何等
かの状態で行われなければならないので両面洗浄を十分
行うことは難しかった。また、従来のロール型枚葉洗浄
装置ではロールの外周から薬品や純水などの処理液を供
給して洗浄を行っていたが、ロールの詰まりやロールか
らの逆汚染の問題があった。しかもウェーハを乾燥させ
るために乾燥用ステージにウェーハを移動させる構造で
あり、装置が複雑かつ大掛かりになっていた。本発明
は、このような事情によりなされたものであり、半導体
ウェーハ処理工程中に付着したダストを効率的に除去す
る半導体ウェーハの両面洗浄装置及びこの両面洗浄装置
を用いた半導体ウェーハのポリッシング方法を提供す
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、両面洗浄装置
が互いに反対方向に回転するように駆動され、その間に
半導体ウェーハが非接触で配置される１対のロール状ブ
ラシを具備していることを特徴とする。半導体ウェーハ
は、非接触状態でその両面が洗浄されるので効率的（短
時間、省スペース）にダストを取り除くことができる。
すなわち、本発明の半導体ウェーハの両面洗浄装置は、
互いに反対方向に回転するように駆動され、その間に半
導体ウェーハが非接触で配置される１対のロール状ブラ
シと、前記１対のロール状ブラシの近傍に配置され、前
記半導体ウェーハがこの１対のロール状ブラシの間に配
置されてその両面を洗浄されている間にこの半導体ウェ
ーハの側面をブラッシングする少なくとも１つの洗浄ブ
ラシとを具備していることを第１の特徴とする。また、
本発明の半導体ウェーハの両面洗浄装置は、内部に処理
液が供給される中空部が形成された１対のロール状ブラ
シと、前記各中空部に処理液を供給するパイプと、前記
パイプに取り付けられ、前記処理液の圧力を調整するコ
ントローラと、前記中空部を減圧状態にする減圧手段と
を備え、前記中空部から所定の圧力で前記処理液を前記
半導体ウェーハの第１の主面及び第２の主面の両面に供
給して前記半導体ウェーハを前記１対のロール状ブラシ
と非接触状態で両面同時洗浄を行うことを第２の特徴と
する。

【０００６】前記半導体ウェーハの回転を支持する複数
の支持具を備えているようにしても良い。前記１対のロ
ール状ブラシの近傍に配置され、前記半導体ウェーハが
この１対のロール状ブラシの間に配置されてその両面が
洗浄されている間にこの半導体ウェーハの側面を洗浄す
る少なくとも１つの洗浄ブラシとを具備するようにして
も良い。前記１対のロール状ブラシの近傍に配置され、
かつ前記半導体ウェーハに接して配置された少なくとも
１つの電位コントローラを具備するようにしても良
い。。前記電位コントローラは、カーボン回転端子から
なるようにしても良い。前記カーボン回転端子は、前記
支持具に取り付けられるようにしても良い。前記１対の
ロール状ブラシの中空部から前記半導体ウェーハの前記
第１の主面及び第２の主面の両面に吹き付けられる前記
処理液の吹き付け圧は等しいようにしても良い。前記１
対のロール状ブラシは、第１のブラシと第２のブラシと
からなり、前記第１のブラシは前記第２のブラシの上に
配置され、前記第１のブラシに供給される前記処理液の
圧力は、前記第２のブラシに供給される前記処理液の圧
力より小さいようにしても良い。前記１対のロール状ブ
ラシは、表面が起毛又は立毛された熱可塑性合成繊維に
ポリウレタン等を含浸させた人工スエード状の構造物又
はスポンジ状に発泡されたポリウレタンを用いるように
しても良い。

【０００７】本発明のポリッシング方法は、半導体ウェ
ーハの被ポリッシング膜をポリッシングする工程と、前
記工程によりポリッシングされた半導体ウェーハを内部
に処理液が供給される中空部が形成された１対のロール
状ブラシの間に配置する工程と、前記中空部から所定の
圧力で前記処理液を前記半導体ウェーハの第１の主面及
び第２の主面の両面に供給して前記半導体ウェーハを前
記１対のロール状ブラシと非接触状態で両面同時洗浄を
行う工程と、真空もしくは減圧状態にして前記両面洗浄
された半導体ウェーハの表面に付着した水分を真空除去
する工程とを有することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して発明の実施
の形態を説明する。まず、図１乃至図３を参照して両面
洗浄装置の第１の実施例を説明する。図１は、半導体ウ
ェーハを洗浄する１対のロール状ブラシを備えた両面洗
浄装置の斜視図である。１対のロール状ブラシ３、４
は、中空になっており洗浄用の処理液が供給されるよう
に構成されている。中空部は、閉じられており、ロール
状ブラシ３、４の端部には、それぞれ処理液供給パイプ
５、６が接続されている。中空部は、閉じられている
が、ロール状ブラシ３、４の材質が表面が起毛又は立毛
された熱可塑性合成繊維にポリウレタン等を含浸させた
人工スエード状の構造物もしくはスポンジ状に発泡され
たポリウレタンであるので通気性があり、中空部内に供
給された処理液は内外の圧力差により容易に外部に突出
させることができる。処理液供給パイプ５、６は、処理
液供給ユニット２９から導出されている。処理液供給ユ
ニット２９からは、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）
１６、オゾン水（ＯＲＰ＋）１７、イオン水（酸性水が
ＯＲＰ＋、アルカリ性水がＯＲＰ−）１８、純水２０の
いづれかが処理液供給パイプ５、６を介してロール状ブ
ラシ３、４の中空部へ供給される。

【０００９】イオン水１８は、純水などを電気分解して
得られたものであり、アルカリ性イオン水と酸性イオン
水がある。処理液供給パイプ５、６には、ロール状ブラ
シ３、４と処理液供給ユニット２９との間に圧縮ポンプ
からなる水圧コントローラ２７、２８がそれぞれ配設さ
れている。また、処理液供給パイプ５、６は、圧縮ポン
プ及び水圧コントローラ２７、２８とロール状ブラシ
３、４との間にそれぞれ真空ポンプ２５、２６を取り付
けた分岐パイプ３０、３１が接続されている。また、分
岐パイプ３０、３１の分岐バルブ２３、２４とロール状
ブラシ３、４との間には超音波振動装置（１〜１０００
ＭＨｚ）２１、２２がそれぞれ取り付けられている。と
ころで、処理液のイオン水は、イオン水生成装置から形
成される。図１０は、イオン水生成装置の概略断面図で
ある。従来、イオン水生成装置により生成されたイオン
水は、各分野に利用され、とくに半導体装置の製造や液
晶の製造などに多く用いられている。半導体装置の製造
においては、純水や超純水を電気分解して得られたイオ
ン水を用いてシリコンなどの半導体ウェーハを洗浄した
り、半導体ウェーハ表面の被ポリッシング膜をポリッシ
ングする等している。

【００１０】純水は、イオン、微粒子、微生物、有機物
などの不純物をほとんど除去した抵抗率が５〜１８ＭΩ
ｃｍ程度の高純度の水である。超純水は、超純水製造装
置により水中の懸濁物質、溶解物質及び高効率に取り除
いた純水よりさらに純度の高い極めて高純度の水であ
る。これらの水（以下、これらをまとめて純水という）
を電気分解することによって酸化性の強い陽極イオン水
（酸性水）や還元性の強い陰極イオン水（アルカリ性
水）などのイオン水が生成される。イオン水生成装置１
２における電解槽は、陰極室１３と陽極室１４とを備
え、陰極室１３には陰極が配置され、陽極室１４には陽
極が配置されている。これら陰極及び陽極からなる電極
は、白金又はチタンなどの金属や炭素から構成されてい
る。陰極室１３で生成される陰極イオン水及び陽極室１
４で生成される陽極イオン水とを効率よく分離するため
に陰極室１３と陽極室１４とはセラミックや高分子など
の多孔質の隔膜で仕切られている。電解槽の陰極は、直
流電源の負極に接続され、陽極は、その正極に接続され
ている。電解槽では電源からの電源電圧を印加して電解
槽の超純水供給ラインから供給された純水２０に、例え
ば、塩化アンモニウムなどの支持電解質を添加した希釈
電解質溶液を電気分解する。この電気分解の結果陰極側
で生成される陰極イオン水はアルカリ性水であり、陽極
側で生成される陽極イオン水は酸性水である。

【００１１】陰極室１３で生成された陰極イオン水は、
陰極イオン水供給ラインから外部に供給され、陽極室１
４で生成された陽極イオン水は、陽極イオン水供給ライ
ンから外部に供給される。陰極イオン水供給ライン及び
陽極イオン水供給ラインは、バルブ１９で１つのイオン
水供給ラインにまとめられて、そこから陽極イオン水も
しくは陰極イオン水がイオン水１８として外部に供給さ
れる。通常は陰極室１３でアルカリ性水が生成されるの
で、例えば、半導体装置の製造に用いられるポリッシン
グ装置を使用する場合、アルカリ性水を用いてポリッシ
ングを行うには、電解槽に接続された陰極イオン水供給
ラインをイオン水供給ラインとしてアルカリ性水をポリ
ッシング装置の研磨布に供給する。この場合、陽極室１
４で生成される酸性水は不要なので廃棄される。また、
酸性水を用いてポリッシングを行うには、電解槽に接続
された陽極イオン水供給ラインがイオン水供給ラインと
なって酸性水を研磨パッドに供給する。この場合、陰極
室１３で生成されるアルカリ性水は不要なので廃棄され
る。前述のようにイオン水には、アルカリ性水と酸性水
があり、電解槽内で希釈された、例えば、ＨＣｌ、ＨＮ
Ｏ₃ 、ＮＨ₄ Ｃｌ、ＮＨ₄ Ｆなどの電解質溶液を電解す
ることによって任意のｐＨのイオン水が生成される。

【００１２】このイオン水生成装置で生成されたイオン
水が図１の両面洗浄装置に供給されて半導体ウェーハを
洗浄する。図２のロール状ブラシ及び半導体ウェーハの
斜視図に示すように半導体ウェーハ１は、１対の互いに
反対方向に回転している、例えば、５０ｍｍ径のロール
状ブラシ３、４間に保持されて両面洗浄される。処理液
は、圧縮ポンプ２７、２８で加圧されてロール状ブラシ
３、４の中空部に供給される。ロール状ブラシ３、４間
に配置された状態の半導体ウェーハ１には、カーボンな
どの導電性材料からなる回転端子１１が複数個（図２で
は４個）回転しながら当接されている。この実施例で用
いられている回転端子１１は、糸状のカーボンをよって
組み紐状に編んだ構造のものを加工して形成される。回
転端子１１は、モータなどで回転され、電位コントロー
ラとして用いられる。この電位コントローラを用いて半
導体ウェーハ表面の電位を必要に応じて所定の値に制御
することができる。このように電位を制御することによ
り付着したダストが除去し易くなる。

【００１３】図３は、図２の断面図である。このように
加圧された処理液は、それぞれのロール状ブラシ３、４
の中空部から噴出して半導体ウェーハ１の両面に吹き付
けられる。吹き付け圧がどの中空部からでも等しいの
で、例えば、ウェーハ径１５．２４〜３０．４８ｃｍ
（６〜１２インチ）の半導体ウェーハ１はロール状ブラ
シ３、４間において両者に非接触状態で維持される。こ
れは、ハイドロプレーニング現象により半導体ウェーハ
主面上に液膜が形成されるので、非接触状態が維持でき
ることによる。ロール状ブラシ３、４は、洗浄処理時に
は互いに上下の位置に配置されている。したがって、上
記のように吹付け圧がどの中空部からも実質的に等しく
するには、上に位置するロール状ブラシ４の中空部に供
給される処理液圧力を小さくする必要がある。すなわ
ち、水圧コントローラ２７の圧力を水圧コントローラ２
８の圧力より高くするように調整する。以上のような洗
浄装置により、半導体ウェーハの両面とも十分に洗浄処
理を行うことができる。

【００１４】ロール状ブラシ３、４の回転速度は、１０
〜１０００回転／秒である。ロール状ブラシ３、４の材
料である表面が起毛又は立毛された熱可塑性合成繊維に
ポリウレタン等を含浸させた人工スエード状の構造物
は、例えば、ポリエステル６５ｗｔ％及びポリウレタン
３５ｗｔ％からなり、重さは、１２５ｇ／ｍ² である。
引張強度は、縦４．０ｋｇ／ｃｍ、横３．０ｋｇ／ｃｍ
である。このロール状ブラシは、円筒状に形成した前記
人工スエード状構造物の中をくりぬいて形成する。金属
の存在は半導体ウェーハの特性を損なうので、ロール状
ブラシの側面を密閉する部材も、処理液供給パイプもテ
フロンを素材として用いており、金属は使用しない。ロ
ール状ブラシで半導体ウェーハを洗浄した後は、半導体
ウェーハを乾燥させる。乾燥処理は、処理液供給パイプ
５、６から処理液を取り除いてから真空ポンプ２５、２
６を利用して中空部内を真空にして回転する半導体ウェ
ーハ表面をバキューム乾燥させる。

【００１５】次に、図４乃至図６を参照して、図１に示
す洗浄装置を用いて半導体ウェーハを洗浄する工程を説
明する。ロボットアーム３２を利用してシリコンなどの
半導体ウェーハ１を両面洗浄装置の洗浄位置に搬送する
（図４（ａ））。半導体ウェーハ１が洗浄位置に搬送さ
れたところで支持具３３を移動させ半導体ウェーハ１を
これにより支持する。この図では支持具３３は４本で構
成されているが、６本を配置すると半導体ウェーハの支
持及び回転が安定する。支持具３３の先端部は、半導体
ウェーハ１の縁を支えるように中央部分の径が小さくな
っている円筒状体であり（図４（ｃ））、その材料に
は、例えば、シリコンゴムを用いるので半導体ウェーハ
の回転が円滑に行われる。図２に示す回転端子１１をこ
の支持具３３に取り付けて両者を一体化することも可能
である。半導体ウェーハ１が支持具３３により支持され
てからアーム３２を洗浄位置から離すと共にロール状ブ
ラシ３、４を半導体ウェーハ１の上下に近付ける（図４
（ｂ））。そして、ロール状ブラシ３、４を互いに反対
方向に回転させながら処理液供給パイプから供給された
処理液を回転する半導体ウェーハ１の両面に供給し、両
面をこれらブラシで非接触の状態で洗浄する（図５
（ａ））。

【００１６】ウェーハ洗浄が終了したら処理液の供給を
止めて処理液供給パイプに取り付けられた真空ポンプ
（バキュームポンプ）によってロール状ブラシ３、４の
中空部を真空にして回転する半導体ウェーハ１を乾燥
（バキューム乾燥）させる。バキューム乾燥終了後にロ
ール状ブラシ３、４を遠ざける（図５（ｂ））。その後
アーム３２で半導体ウェーハ１を保持してから支持具３
３を半導体ウェーハ１から外してこれを遠ざける（図６
（ａ））。その後、半導体ウェーハ１は、必要に応じて
乾燥室に搬送されスピン乾燥される（図６（ｂ））。乾
燥処理が終了した半導体ウェーハ１は、次工程に送られ
る。ＩＰＡを用いた乾燥をバキューム乾燥前に行うこと
も可能である。

【００１７】次に、図７を参照して本発明の両面洗浄装
置を利用したポリッシング装置を説明する。図は、ポリ
ッシング装置を含むシステムのブロック図である。この
システムは、半導体ウェーハを前工程から受入れ、半導
体ウェーハ主面に形成されたポリシリコン膜、絶縁膜や
金属膜などの被ポリッシング膜を平坦化するＣＭＰ(Che
mical Mecanical Polishing)法によるポリッシングを行
い、洗浄・乾燥の後処理を行って次の工程に送り出すま
でを行う。このシステムでは、ポリッシング装置、ウェ
ーハ洗浄乾燥部及びウェーハ搬入搬出部が具備される。
ポリッシング装置は、回転する研磨盤（図示せず）の上
に研磨パッド６４が取り付けられている。研磨パッド６
４は、発泡ポリウレタンやポリウレタン不織布などから
構成されている。回転する研磨パッド６４の上に回転す
る半導体ウェーハ６２が所定の圧力で押し付けられてそ
の表面の被ポリッシング膜がポリッシングされていく。
ポリッシング時の研磨盤の回転数は２０〜２００ｒｐｍ
程度であり、半導体ウェーハの押し付け圧力は５０〜５
００ｇ／ｃｍ² である。研磨パッド６４上で半導体ウェ
ーハ６２をポリッシングする際には、研磨剤供給パイプ
６１から供給される研磨剤（スラリー）を研磨パッド６
４のポリッシング面に滴下しながら行う。

【００１８】一般に研磨パッドは、一般にウェーハをポ
リッシングする毎にポリッシング特性が劣化していく。
そこで、通常１〜複数枚のウェーハをポリッシング処理
した研磨パッドは適宜ドレッサーでポリッシング面をド
レッシングする。この実施例では、半導体ウェーハ６２
をポリッシングしている間にドレッサー６３をポリッシ
ング面に押し当ててドレッシングしている。すなわちド
レッシングとポリッシングとを同時に行っている。この
様にすると常にポリッシング特性の良い状態で研磨パッ
ドを利用することができる。ドレッサー６３には、セラ
ミックドレッサーやダイヤモンドドレッサーなどが利用
される。ウェーハ処理工程中の半導体ウェーハ６４は、
ウェーハ搬入搬出部６０のウェーハ供給部６６からポリ
ッシング装置部へ搬送される。半導体ウェーハ６４は、
ポリッシング処理が行われてからウェーハ洗浄乾燥部６
５へ送られ、本発明の両面洗浄装置で洗浄及び乾燥が行
われる。乾燥された半導体ウェーハ６４は、ウェーハ搬
入搬出部６０へ送られて、そのウェーハ送出し部６７か
ら次工程に搬送される。

【００１９】次に、図８及び図９を参照して第２の実施
例の両面洗浄装置を説明する。図８は、半導体ウェーハ
を洗浄する１対のロール状ブラシを備えた両面洗浄装置
を部分的に示す斜視図である。１対のロール状ブラシ
３、４は、中空になっていて、その中に洗浄用の処理液
が供給されるように構成されている。中空部は、閉じら
れており、ロール状ブラシ３、４の端部には、それぞれ
処理液供給パイプ５、６が接続されている。図９は、ロ
ール状ブラシ３の断面図である。ロール状ブラシ３は、
中空になっているが、その側面は、テフロンなどの絶縁
部材からなる封止体３６、３６′で密閉されている。封
止体３６には処理液供給パイプ５が接続されており、こ
のパイプから処理液が供給される。中空部は、閉じられ
ているが、ロール状ブラシ３、４の材質が表面が起毛又
は立毛された熱可塑性合成繊維にポリウレタン等を含浸
させた人工スエード状の構造物もしくはスポンジ状に発
泡されたポリウレタンであるので通気性があり、中空部
内に供給された処理液は内外の圧力差により容易に外部
に突出させることができる。処理液供給パイプ５、６
は、処理液供給ユニット２９から導出されている。この
ロール状ブラシは、図１の洗浄装置のものと同じであ
る。したがって、処理液供給パイプに接続される諸設備
は、図１の両面洗浄装置と同じ構造なのでこの部分の記
載を省略する。

【００２０】この実施例は、ロール状ブラシのブラシ特
性を回復させるドレッサーを近接して配置すること及び
半導体ウェーハの両面の他にウェーハ側面も洗浄する装
置を配置することに特徴がある。ロール状ブラシ３、４
の斜め上方に近接して板状のドレッサー３４、３５がそ
れぞれ配置されている。これらは、セラミックドレッサ
ーであり、ロール状ブラシと同じ曲率半径で湾曲してい
る。したがって、ドレッサーが回転するロール状ブラシ
をドレッシングする際に両者が均一に接触するのでロー
ル状ブラシの表面は均一にドレッシングされる。セラミ
ックドレッサーは、アルミナ、シリカ、ＳｉＣ、ＳｉＮ
などの無機物粒子の粉末を加圧成型し、高温で焼成する
ことにより得られる。半導体装置の製造において、ドレ
ッサーは、従来ポリッシング装置に用いられる研磨パッ
ドのドレッシングに利用されている。また、例えば、図
７のシステムに用いられるポリッシング装置に搭載され
る研磨パッド上のドレッサー６３にはセラミックドレッ
サーなどを用いる。

【００２１】半導体ウェーハ１は、１対の互いに反対方
向に回転しているロール状ブラシ３、４間に保持されて
両面洗浄される。処理液は、圧縮ポンプ（水圧コントロ
ーラ）で加圧されてロール状ブラシ３、４の中空部に供
給される。ロール状ブラシ３、４間に配置された状態の
半導体ウェーハ１には、カーボンなどの導電性材料から
なる回転端子１１が複数個（図２では４個）回転しなが
ら当接されている。前述のように回転端子１１は、洗浄
中の半導体ウェーハ１を支持する支持具３３（図４〜図
６参照）に取り付け、支持具が回転端子を兼用するよう
に一体化させても良い。この実施例で用いられている回
転端子１１は、糸状のカーボンをよって組み紐状に編ん
だ構造のものを加工して形成されている。回転端子１１
は、モータ７などで回転され、電位コントローラとして
用いられる。回転端子は、半導体ウェーハ表面の電位を
必要に応じて所定の値に制御することができる。この実
施例の半導体ウェーハは、ロール状ブラシで洗浄中に側
面も側面ブラシ２により洗浄される。側面ブラシ２は、
ロール状ブラシと同じ様に表面が起毛又は立毛された熱
可塑性合成繊維にポリウレタン等を含浸させた人工スエ
ード状の構造物もしくはスポンジ状に発泡されたポリウ
レタンを材料にしており、回転する半導体ウェーハ１の
側面に当接して側面に付着したダストを除去する。

【００２２】ドレッサーは、ロール状ブラシの洗浄特性
を回復させるので、この存在によりロール状ブラシが長
寿命化する。この実施例の両面洗浄装置は、側面ブラシ
の使用によりダストの除去が十分に行われるので高集積
化する半導体装置の製造に十分対応することができる。
次に、第１又は第２の実施例の両面洗浄装置を用いた半
導体ウェーハの洗浄方法について説明する。洗浄に用い
られる処理液には、図１に示すようにＩＰＡ、オゾン
水、純水及びイオン水があり、これらの処理液を適宜選
択して洗浄処理を行う。この方法では１つの洗浄工程中
に複数の処理液を用いることができ、処理液の選択や組
み合わせは、前工程の種類によって決められる。処理液
としては、上記以外に、界面活性剤、弗酸、塩酸などの
補助的材料がある。なおイオン水には酸性水とアルカリ
性水が有る。

【００２３】洗浄装置ではポリッシング処理などの工程
後に処理液を用いて洗浄し、その後この装置内でそのま
ま乾燥処理を行う。この洗浄工程中に、回転端子から電
位を与えてウェーハ表面の電位を変えて付着したダスト
を表面に付着したダストを除去し易くすることができ
る。処理液に超音波振動を与えてウェーハ表面に付着し
たダストを除去し易くすることができる。洗浄工程中の
全期間に渡って超音波振動を与えることができるが、所
定の期間に限って与えても良い。シーケンス例として
は、Ａ．アルカリ性水による洗浄→酸性水による洗浄→
バキューム乾燥、Ｂ．アルカリ性水による洗浄→純水に
よる洗浄→酸性水による洗浄→純水による洗浄→バキュ
ーム乾燥、Ｃ．アルカリ性水による洗浄→酸性水による
洗浄→純水による洗浄→ＩＰＡによる乾燥→バキューム
乾燥、Ｄ．界面活性剤を加えた酸性水による洗浄→バキ
ューム乾燥、Ｅ．弗酸若しくは塩酸を含むオゾン水によ
る洗浄→ＩＰＡによる乾燥→バキューム乾燥などがあ
る。ＩＰＡは、ウェーハ表面の水ガラスの発生を防ぐ。

【００２４】ポリッシング処理を施した半導体ウェーハ
の洗浄は、半導体ウェーハに形成されたポリッシング膜
の材質によってシーケンスが異なる。上記シーケンスＤ
は、ポリシリコン膜やシリコン酸化膜を被ポリッシング
膜とする半導体ウェーハを洗浄するのに適している。金
属膜を被ポリッシング膜とする半導体ウェーハを洗浄す
るには、酸性水による洗浄及び稀弗酸による洗浄を交互
に繰り返すシーケンス（Ｆ）を行う。本発明により洗浄
時間は、従来に比較して約１／３に低減される。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、半導体ウェーハが非接触状態
で両面洗浄が行われるので短時間・省スペースで効率的
にダストを取り除くことができる。また、半導体ウェー
ハの両面だけでなく、側面も効率的に除去することがで
きる。さらに洗浄・乾燥が同じ装置で実施されるのでウ
ェーハ処理を迅速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の両面洗浄装置の斜視図。

【図２】本発明の１対のロール状ブラシと半導体ウェー
ハの斜視図。

【図３】本発明の１対のロール状ブラシと半導体ウェー
ハの断面図。

【図４】本発明の洗浄工程を説明する斜視図。

【図５】本発明の洗浄工程を説明する斜視図。

【図６】本発明の洗浄工程を説明する斜視図。

【図７】本発明の両面洗浄装置を用いたポリッシングシ
ステムのブロック図。

【図８】本発明の両面洗浄装置の斜視図。

【図９】本発明のロール状ブラシの断面図。

【図１０】イオン水生成装置の断面図。

【符号の説明】

１、６２・・・半導体ウェーハ、 ２・・・洗浄ブラ
シ、３、４・・・ロール状ブラシ、 ５、６・・・処
理液供給パイプ、７・・・モータ、 ８・・・スイッ
チ、 ９・・・電源、１０・・・接地、 １１・・
・回転端子、１２・・・イオン水生成装置、 １３・
・・陰極室、１４・・・陽極室、 １６・・・ＩＰＡ
（イソプロピルアルコール）、１７・・・オゾン水、
１８・・・イオン水、 １９・・・バルブ、２０・
・・純水（超純水）、 ２１、２２・・・超音波振動
装置、２３、２４・・・分岐バルブ、 ２５、２６・
・・バキュームポンプ、２７、２８・・・圧縮ポンプ
（水圧コントローラ）、２９・・・処理液供給ユニッ
ト、 ３０、３１・・・分岐パイプ、３２・・・ロボ
ットアーム、 ３３・・・支持具、３４、３５・・・
ドレッサー、 ３６、３６′・・・封止体、６０・・
・ウェーハ搬出搬入部、 ６１・・・研磨剤供給パイ
プ、６３・・・ドレッサー、 ６４・・・研磨パッ
ド、６５・・・洗浄・乾燥部、 ６６・・・ウェーハ
供給部、６７・・・ウェーハ送り出し部。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに反対方向に回転するように駆動さ
   れ、その間に半導体ウェーハが非接触で配置される１対
   のロール状ブラシと、 前記１対のロール状ブラシの近傍に配置され、前記半導
   体ウェーハがこの１対のロール状ブラシの間に配置され
   てその両面を洗浄されている間にこの半導体ウェーハの
   側面をブラッシングする少なくとも１つの洗浄ブラシと
   を具備していることを特徴とする半導体ウェーハの両面
   洗浄装置。
2. 【請求項２】 内部に処理液が供給される中空部が形成
   された１対のロール状ブラシと、 前記各中空部に処理液を供給するパイプと、 前記パイプに取り付けられ、前記処理液の圧力を調整す
   るコントローラと、 前記中空部を減圧状態にする減圧手段とを備え、 前記中空部から所定の圧力で前記処理液を前記半導体ウ
   ェーハの第１の主面及び第２の主面の両面に供給して前
   記半導体ウェーハを前記１対のロール状ブラシと非接触
   状態で両面同時洗浄を行うことを特徴とする半導体ウェ
   ーハの両面洗浄装置。
3. 【請求項３】 前記半導体ウェーハの回転を支持する複
   数の支持具を備えていることを特徴とする請求項２に記
   載の半導体ウェーハの両面洗浄装置。
4. 【請求項４】 前記１対のロール状ブラシの近傍に配置
   され、前記半導体ウェーハがこの１対のロール状ブラシ
   の間に配置されてその両面が洗浄されている間にこの半
   導体ウェーハの側面を洗浄する少なくとも１つの洗浄ブ
   ラシとを具備していることを特徴とする請求項２又は請
   求項３に記載の半導体ウェーハの両面洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記１対のロール状ブラシの近傍に配置
   され、かつ前記半導体ウェーハに接して配置された少な
   くとも１つの電位コントローラを具備していることを特
   徴とする請求項２乃至請求項４のいずれかに記載の半導
   体ウェーハの両面洗浄装置。
6. 【請求項６】 前記電位コントローラは、カーボン回転
   端子からなることを特徴とする請求項５に記載の半導体
   ウェーハの両面洗浄装置。
7. 【請求項７】 前記カーボン回転端子は、前記支持具に
   取り付けられたことを特徴とする請求項３に記載の半導
   体ウェーハの両面洗浄装置。
8. 【請求項８】 前記１対のロール状ブラシの中空部から
   前記半導体ウェーハの前記第１の主面及び第２の主面の
   両面に吹き付けられる前記処理液の吹き付け圧は等しい
   ことを特徴とする請求項２乃至請求項７のいずれかに記
   載の半導体ウェーハの両面洗浄装置。
9. 【請求項９】 前記１対のロール状ブラシは、第１のブ
   ラシと第２のブラシとからなり、前記第１のブラシは前
   記第２のブラシの上に配置され、前記第１のブラシに供
   給される前記処理液の圧力は、前記第２のブラシに供給
   される前記処理液の圧力より小さいことを特徴とする請
   求項８に記載の半導体ウェーハの両面洗浄装置。
10. 【請求項１０】 前記１対のロール状ブラシは、表面が
    起毛又は立毛された熱可塑性合成繊維にポリウレタン等
    を含浸させた人工スエード状の構造物又はスポンジ状に
    発泡されたポリウレタンを用いることを特徴とする請求
    項１乃至請求項９のいずれかに記載の半導体ウェーハの
    両面洗浄装置。
11. 【請求項１１】 半導体ウェーハの被ポリッシング膜を
    ポリッシングする工程と、 前記工程によりポリッシングされた半導体ウェーハを内
    部に処理液が供給される中空部が形成された１対のロー
    ル状ブラシの間に配置する工程と、 前記中空部から所定の圧力で前記処理液を前記半導体ウ
    ェーハの第１の主面及び第２の主面の両面に供給して前
    記半導体ウェーハを前記１対のロール状ブラシと非接触
    状態で両面同時洗浄を行う工程と、 前記中空部を真空もしくは減圧状態にして前記両面洗浄
    された半導体ウェーハの表面に付着した水分を真空除去
    する工程とを有することを特徴とする半導体ウェーハの
    ポリッシング方法。