JPH10335282A - ブラシスクラバ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は半導体基板の洗浄処理に用いるブラシ
スラクバに関し、ウェーハ表面上のパーティクルを除去
するとともにブラシの交換周期を長くすることを課題と
する。 【解決手段】半導体基板１４でブラシアーム１５に支持
されたブラシ１１を回転させることにより、半導体基板
１４上のパーティクルを除去する構成とされたブラシス
クラバにおいて、ブラシ１１にその回転に伴いパーティ
クルを回転中心に向け収集する形状とされた溝部１７を
形成すると共に、前記回転中心に収集されたパーティク
ルを吸引して排出する排出機構（１８，１９）を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はブラシスラクバに係
り、特に半導体基板の洗浄処理に用いるブラシスラクバ
に関する。近年、半導体装置の高密度化が進み、これに
伴い半導体製造工程におけるパーティクル（塵埃）の除
去処理が重要な問題となってきている。

【０００２】このため、半導体製造工程中において半導
体基板（ウェーハ）に対する洗浄処理が実施されるが、
この洗浄処理装置として回転するブラシにより半導体基
板を洗浄するブラシスクラバが知られている。ブラシス
クラバでは、ブラシが半導体基板上で回転しパーティク
ルを除去する構成であるため、ブラシ自体も常にパーテ
ィクルを含まない清潔な状態に維持する必要がある。

【０００３】

【従来の技術】図３は、従来のブラシスクラバの一例を
示している。同図に示されるように、ブラシスクラバは
大略すると、ブラシ１（ＰＶＡ）、ブラシ本体２、ブラ
シアーム５、リンス液注入ノズル６、及び図示しない回
転テーブル等により構成されている。

【０００４】洗浄処理が行なわれる半導体基板４は回転
テーブル上に載置され、図中時計方向に所定の回転速度
で回転される。また、ブラシ１はブラシ本体２に植毛さ
れており、ブラシアーム５の先端部に配設されてる。こ
のブラシ１とブラシ本体２は一体的な構成とされてお
り、図示しないモータに接続されることにより、図中反
時計方向（即ち、半導体基板４の回転方向と逆方向）に
回転付勢される構成とされている。

【０００５】また、リンス液注入ノズル６からは、リン
ス液として純水が半導体基板４の横方向から注入され
る。また、ブラシアーム５は半導体基板４上で移動可能
な構成とされており、よって回転する半導体基板４の全
面に対して回転するブラシ１を当接させることにより、
半導体基板４上のパーティクルが除去される構成とされ
ていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記構成と
されたブラシスクラバを用いて半導体基板４の洗浄処理
を行なうと、半導体基板４の回転中心部にパーティクル
が掻き集められるという現象が生じる。これは、半導体
基板４の回転中心部では周速度が遅くなるため、パーテ
ィクルに作用する遠心力が小さくなることに起因するも
のと思われる。

【０００７】このように、半導体基板４の回転中心部に
パーティクルが掻き集められると、ブラシ１がこの回転
中心部分に移動した際に、パーティクルがブラシ１に付
着する。従って、約１０００枚ほどの半導体基板４を処
理すると、ブラシ１には多量のパーティクルが付着し、
パーティクルの除去効率が低下するという問題が生じて
いた。

【０００８】ブラシ１に多量のパーティクルが付着する
と、パーティクルの除去効率が低下し、ブラシスクラバ
により洗浄処理を行なっても半導体基板４の全面にわた
ってパーティクルが残存した状態となってしまう。この
ように、パーティクルが半導体基板４に残存すると、半
導体基板４に形成されたパターン同志が短絡するパター
ンショートが発生し半導体基板４が清浄に機能しなくな
る。

【０００９】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、ウェーハ表面上のパーティクルを除去するととも
にブラシの交換周期を長くすることを目的として提供さ
れるものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明では、次の各手段を講じたことを特徴とする
ものである。請求項１記載の発明では、基板上でブラシ
アームに支持されたブラシを回転させることにより、前
記基板上のパーティクルを除去する構成とされたブラシ
スクラバにおいて、前記ブラシに、その回転に伴い前記
パーティクルを回転中心に向け収集する形状とされた溝
部を形成すると共に、前記回転中心に収集された前記パ
ーティクルを吸引して排出する排出機構を設けたことを
特徴とするものである。

【００１１】また、請求項２記載の発明では、前記請求
項１記載のブラシスクラバにおいて、前記溝部を、前記
回転中心側の幅寸法が外周側の幅寸法に対して小さく設
定された風車状形状としたことを特徴とするものであ
る。また、請求項３記載の発明では、前記請求項１また
は２記載のブラシスクラバにおいて、前記排出機構を、
前記ブラシの回転中心位置に形成された排出孔と、該排
出孔に接続された排出ポンプとにより構成したことを特
徴とするものである。

【００１２】更に、請求項４記載の発明では、前記請求
項１乃至３のいずれか１項に記載のブラシスクラバにお
いて、前記基板に対しリンス液を供給するリンス液供給
手段を設けると共に、前記排出機構が前記リンス液と共
に前記パーティクルを吸引して排出する構成としたこと
を特徴とするものである。

【００１３】上記の各手段は、次のように作用する。請
求項１記載の発明によれば、ブラシにその回転に伴いパ
ーティクルを回転中心に向け収集する形状とされた溝部
を形成することにより、ブラシが回転しながら基板上を
清浄処理すると、パーティクルはブラシの回転中心に集
められる。また、この回転中心に収集されたパーティク
ルは、排出機構により吸引され排出される。

【００１４】よって、ブラシは常に清潔な状態に保た
れ、ブラシに付着したパーティクルが基板上に再付着す
ることを防止することができる。これにより、基板に対
し高い洗浄度を有した洗浄処理を実施することができる
と共に、ブラシの交換周期を長くすることができる。ま
た、請求項２記載の発明によれば、溝部を回転中心側の
幅寸法が外周側の幅寸法に対して小さく設定された風車
状形状としたことにより、パーティクルの回転中心への
収集効率を向上させることができる。

【００１５】また、請求項３記載の発明によれば、ブラ
シの回転中心位置に形成された排出孔と、この排出孔に
接続された排出ポンプとにより排出機構を構成したこと
により、簡単な構成で確実にパーティクルをブラシの回
転中心から排出除去することができる。更に、請求項４
記載の発明によれば、基板に対しリンス液を供給するリ
ンス液供給手段を設け、排出機構がリンス液と共にパー
ティクルを吸引して排出する構成としたことにより、基
板の洗浄により発生したパーティクルは、リンス液と共
にブラシの回転中心に収集されて排出機構により排出さ
れるため、パーティクルの飛散は防止されて基板にパー
ティクルが再付着することをより確実に防止することが
できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態について
図面と共に説明する。図１は本発明の一実施例であるブ
ラシスクラバを示している。同図に示されるように、ブ
ラシスクラバ１０は、大略するとブラシ１１、ブラシ本
体１２、ブラシアーム１５、リンス液注入ノズル１６、
及び図示しない回転テーブル等により構成されている。

【００１７】洗浄処理が行なわれる半導体基板１４は回
転テーブル上に載置され、図中時計方向（矢印Ａで示す
方向）に所定の回転速度で回転される。また、ブラシ１
１（図中、梨地で示す）はＰＶＡスポンジにより構成さ
れており、ブラシ本体１２に接着等により固定されてい
る。このブラシ本体１２はブラシアーム１５の先端部に
回転可能な構成で配設されてる。

【００１８】また、ブラシアーム１５にはブラシ本体１
２を回転されるモータ（図示せず）が配設されており、
このモータによりブラシ１１及びブラシ本体１２は図中
反時計方向、即ち半導体基板１４の回転方向と逆方向
（図中、矢印Ｂで示す方向）に回転付勢される構成とさ
れている。また、リンス液注入ノズル１６からは、リン
ス液１３として純水が半導体基板１４の横方向から注入
される。また、ブラシアーム１５は半導体基板１４上で
移動可能な構成とされており、よって回転する半導体基
板１４の全面に対して回転するブラシ１１を当接させる
ことにより、半導体基板１４上のパーティクルが除去さ
れる構成とされている。

【００１９】ここで、ブラシ１１，ブラシ本体１２及び
ブラシアーム１５の構造に注目し、以下詳述する。図２
（Ａ）に示されるように、ブラシ１１には回転中心側の
幅寸法Ｗ１が外周側の幅寸法Ｗ２に対して小さく（Ｗ１
＜Ｗ２）設定された風車状形状の溝部１７（ハッチング
で示す）が形成されている。

【００２０】具体的には、ブラシ１１につけられた溝部
１７は、深さが約２ｍｍ，外周側の幅寸法Ｗ２が約４ｍ
ｍ，回転中心側の幅寸法Ｗ１が約２ｍｍとされており、
溝部１７内にリンス液１３が流入した際、その流速がブ
ラシ中心に近づくにつれて速くなるよう構成されてい
る。また、ブラシ１１の中心部分には、リンス液排出配
管１９の端部に設けられたリンス液排出孔１８が開口し
ている。このリンス液排出孔１８の径寸法は、例えば５
ｍｍとされている。また、リンス液排出配管１９は、図
２（Ｂ）に示されるように、ブラシ１１の回転中心に沿
って配設されると共に、所定位置で折り曲げられてブラ
シアーム１５に沿って延在するよう構成されている。

【００２１】また、リンス液排出配管１９のリンス液排
出孔１８と異なる側の端部は、図示しない排出ポンプ
（吸引ポンプ）に接続されている。従って、この排出ポ
ンプが駆動することにより、ブラシ１１の中央部に存在
するリンス液１３をリンス液排出孔１８から吸引するこ
とができ、よって半導体基板１４上からリンス液１３を
排出できる構成とされている。尚、本実施例では排出ポ
ンプの排気圧力は０．２気圧に設定した。

【００２２】上記構成において、ブラシ本体１２が図中
矢印Ｂ方向に回転（本実施例では、毎分６０回転として
いる）するとブラシ１１は半導体基板１４上で回転し、
また半導体基板１４も図中矢印Ａ方向に回転（本実施例
では、毎分１０００回転としている）している。このよ
うに、ブラシ１１と半導体基板１４とは高速で摺接する
ため、半導体基板１４からパーティクル（塵埃）が剥離
する。

【００２３】この半導体基板１４から剥離したパーティ
クルはリンス液１３に混入し、その後はリンス液１３と
挙動を同じくする。このように、リンス液１３を用いる
ことにより、パーティクルの飛散を防止することができ
る。一方、ブラシアーム１５は、半導体基板１４の中心
部分から周辺部分に向かってのみ半導体基板１４に触れ
るように構成されている。また、ブラシアーム１５の移
動速度は毎秒１ｃｍで、１枚のウェーハ当り３回、中心
部から周辺に向かって回転するブラシ１１を半導体基板
１４に摺接させるよう設定されている。

【００２４】また、リンス液注入ノズル１６は、半導体
基板１４上からリンス液１３である純水の膜が切れない
ように、半導体基板１４の中心に向かって毎分１８０ｍ
ｌの純水を供給する。そして、ブラシ１１が半導体基板
１４上で回転することにより、半導体基板１４に存在す
るリンス液１３はブラシ１１に形成された溝部１７内に
進行する。前記したように、ブラシ１１に形成された溝
部１７は、回転中心側の幅寸法Ｗ１が外周側の幅寸法Ｗ
２に対して小さく設定された風車状形状とされている。
また、ブラシ１１の回転方向は、リンス液１３が回転中
心に集まる方向に回転方向が設定されている。

【００２５】よって、溝部１７内に進行したパーティク
ルを含むリンス液１３は、ブラシ１１の回転中心位置、
即ちリンス液排出孔１８の形成位置に収集効率良く集め
られることとなる。このように、ブラシ１１（ブラシ本
体１２）の回転中心位置に集められたリンス液１３は、
リンス液排出孔１８からリンス液排出配管１９に吸引さ
れて排出される。従って、このリンス液１３に含まれる
パーティクルも、リンス液１３の排出処理と共に半導体
基板１４上から排出される。

【００２６】よって、ブラシ１１は常に清潔な状態に保
たれ、ブラシ１１に付着したパーティクルが半導体基板
１４上に再付着することを防止することができる。これ
により、半導体基板１４に対し高い洗浄度を有した洗浄
処理を実施することができる。また上記のように、ブラ
シ１１が常に清潔な状態に保たれることにより、ブラシ
１１の交換周期を長くすることができ、よってブラシス
クラバ１０の稼働効率を向上させることができる。

【００２７】また、リンス液排出孔１８をブラシ１１の
回転中心位置に形成すると共に、このリンス液排出孔１
８を有するリンス液排出配管１９をブラシアーム１５に
沿って配設する構成としたことにより、他の部位にリン
ス液排出孔１８，リンス液排出配管１９を設ける構成に
比べて、構造の簡単化を図ることができ、かつ確実にパ
ーティクルをブラシ１１の回転中心から排出除去するこ
とができる。

【００２８】更に本実施例では、半導体基板１４に対し
リンス液注入ノズル１６からリンス液１３を供給する構
成とし、リンス液排出孔１８よりリンス液１３と共にパ
ーティクルを吸引して排出する構成としているため、半
導体基板１４の洗浄により発生したパーティクルはリン
ス液１３と共に排出されるため、半導体基板１４にパー
ティクルが再付着することを確実に防止することができ
る。

【００２９】尚、上述の実施例では半導体製造プロセス
中に発生した半導体基板１４（ウェーハ）上に乗ってい
るパーティクル（塵埃）を取るためにブラシスクラバを
用いているが、ブラシスクラバはＣＭＰ処理の後に用い
ても良い。ＣＭＰ処理はスラリーと呼ばれる微粒子の研
磨材を用いており、その研磨材を半導体基板上から完全
に除去するために、ブラシスクラバによる後処理を必ず
行う必要がある。その際、本発明の方法を用いると効果
が大きい。

【００３０】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、次に述
べる各効果を実現することができる。請求項１記載の発
明によれば、基板に対し高い洗浄度を有した洗浄処理を
実施することができるため、パタンショート等の発生は
減少して基板の歩留りを向上させることができる。ま
た、ブラシの交換周期を長くすることができるるため、
ブラシスクラバの稼働率の向上を図ることができる。

【００３１】また、請求項２記載の発明によれば、パー
ティクルの回転中心への収集効率を向上させることがで
き、基板に対しより高い洗浄度を有した洗浄処理を実施
することができる。また、請求項３記載の発明によれ
ば、簡単な構成で確実にパーティクルをブラシの回転中
心から排出除去することができる。

【００３２】更に、請求項４記載の発明によれば、基板
の洗浄により発生したパーティクルは、リンス液と共に
ブラシの回転中心に収集されて排出機構により排出され
るため、パーティクルの飛散は防止されて基板にパーテ
ィクルが再付着することをより確実に防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるブラシスクラバの概略
構成図である。

【図２】ブラシに設けられる溝及びブラシ本体に設けら
れるリンス液排出口を説明するための図である。

【図３】従来の一例であるブラシスクラバの概略構成図
である。

【符号の説明】

１０ ブラシスクラバ １１ ブラシ １２ ブラシ本体 １３ リンス液 １４ 半導体基板 １５ ブラシアーム １６ リンス液注入ノズル １７ 溝部 １８ リンス液排出孔 １９ リンス液排出配管

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上でブラシアームに支持されたブラ
   シを回転させることにより、前記基板上のパーティクル
   を除去する構成とされたブラシスクラバにおいて、 前記ブラシに、その回転に伴い前記パーティクルを回転
   中心に向け収集する形状とされた溝部を形成すると共
   に、 前記回転中心に収集された前記パーティクルを吸引して
   排出する排出機構を設けたことを特徴とするブラシスク
   ラバ。
2. 【請求項２】 請求項１記載のブラシスクラバにおい
   て、 前記溝部は、前記回転中心側の幅寸法が外周側の幅寸法
   に対して小さく設定された風車状形状とされていること
   を特徴とするブラシスクラバ。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のブラシスクラバ
   において、 前記排出機構は、 前記ブラシの回転中心位置に形成された排出孔と、 該排出孔に接続された排出ポンプとにより構成されるこ
   とを特徴とするブラシスクラバ。
4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の
   ブラシスクラバにおいて、 前記基板に対しリンス液を供給するリンス液供給手段を
   設けると共に、 前記排出機構が前記リンス液と共に前記パーティクルを
   吸引して排出する構成としたことを特徴とするブラシス
   クラバ。