JPH10335283A

JPH10335283A - 洗浄設備及び洗浄方法

Info

Publication number: JPH10335283A
Application number: JP10088876A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Maekawa; 敏郎前川
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1997-04-01
Filing date: 1998-04-01
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】板状の被洗浄物を複数の洗浄機による洗浄を
経て清浄にする設備の洗浄効果を向上させる。【解決手段】ロール型洗浄機を１次洗浄機とし、１次
洗浄機で被洗浄物の全面にわたり洗浄を行い、次にロー
ル型洗浄機で取り除きにくいダストを取り除くのに好適
なペンシル型ブラシ洗浄機を２次洗浄機として被洗浄物
を高速回転し洗浄する。２次洗浄機をそのままスピン乾
燥機としても利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハ等の
被洗浄物を洗浄する洗浄設備及び洗浄方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ等の高集積化が進むにつれ
て回路の配線が微細化し、このため、半導体ウエハ等上
に許容される残留ダストの数・大きさも十分小さいもの
でなければならなくなり、いわゆる超清浄化することが
必要になっている。そして半導体ウエハ等の超清浄化
は、半導体ウエハ等の洗浄において１回の洗浄のみで達
成することは困難である。このため、従来、半導体ウエ
ハ等の洗浄方法として、複数の洗浄機を用意し、半導体
ウエハ等の表面上のダストを複数の洗浄機を用いて複数
回洗浄する事で超清浄化する方法が用いられている。即
ち、例えば、ポリッシング装置において研磨した半導体
ウエハを洗浄する場合は、図３に示すようなロール型ブ
ラシ洗浄機を複数台並設し、更に別途図示しないスピン
乾燥機を設置していた。

【０００３】図３に示すロール型ブラシ洗浄機は、円盤
状の半導体ウエハＷの外周縁を支持して回転する複数本
（図３では６本）のスピンドル（回転駆動機構を具備す
る保持部材である）１１と、円柱状であって半導体ウエ
ハＷの上下に配置される２本のロール型ブラシ部材１
３、１５と、ロール型ブラシ部材１３、１５を上下動さ
せ且つそれぞれ矢印Ｆ₁又はＦ₂方向に回転させるブラシ
駆動機構１７、１８と、半導体ウエハＷの表面に洗浄液
（超純水）を供給する洗浄液供給ノズル１９とを具備し
ている。なお、この例では、ロール型ブラシ部材１３、
１５の表面は、ＰＶＦ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌｆｏｒ
ｍａｌ）製スポンジとしているが、他に発泡ポリウレタ
ン製のものや、ナイロン製のものや、モヘアも使用でき
る。

【０００４】ロール型ブラシ洗浄機によって半導体ウエ
ハＷを洗浄するには、まず半導体ウエハＷの外周をスピ
ンドル１１の上部のコマ１２に設けた円周溝１２ａ内に
収納して押付け、各コマ１２を同一回転速度で高速回転
させることで半導体ウエハＷを矢印Ｅ方向に略一定に回
転する。なお、半導体ウエハＷは、被研磨面が上方を向
くよう位置している。次に、２本の回転するロール型ブ
ラシ部材１３、１５を半導体ウエハＷを挟むように半導
体ウエハＷの上下面にそれぞれ当接させ、同時に洗浄液
供給ノズル１９から洗浄液を噴射又は流下する。これに
よって、半導体ウエハＷの上下面に付着していたダスト
は、ロール型ブラシ部材１３、１５によって擦り取ら
れ、洗浄液と共に流される。

【０００５】ロール型ブラシ洗浄機は、ロール型ブラシ
部材１３、１５の表面積（半導体ウエハＷへの接触面
積）が大きいので、ポリッシング装置等によって研磨さ
れた後の非常に多くのダストが付着した半導体ウエハの
洗浄には、好適であり、またロール型ブラシ部材１３、
１５自体の寿命も長い。そして洗浄後の半導体ウエハＷ
は、２台目以降のロール型ブラシ洗浄機で同様に繰り返
し洗浄され、その後、図示しないスピン乾燥機で乾燥さ
れる。場合によっては、下側のロール型ブラシ部材１５
は、省略できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術は、次のような問題点を有する。第１に、ロール型ブ
ラシ洗浄機は、ロール型ブラシ部材の外周速はどこでも
一定であるが、ウエハの周速は、中心部へ行く程小さい
ので、ロール型ブラシ部材とウエハＷとの相対速度もウ
エハの半径方向に中心部へ行く程小さい。従って、ウエ
ハＷの中心部分におけるダスト除去能力は、ウエハの外
周部分に比べて小さいため、ウエハの中心部分にダスト
が残りやすいという短所があった。また、１台目の洗浄
機で取れなかったウエハ中心部のダストは、２台目以降
の洗浄機においても同様に残る傾向があった。

【０００７】第２に、ロール型ブラシ洗浄機は、コマ１
２を回転することによって半導体ウエハＷを回転するの
で、たとえコマ１２をかなり高速で回転したとしても、
半導体ウエハＷは、スリップして高速回転できない。ま
たコマ１２の円周溝１２ａが摩耗しダストが発生するた
め、半導体ウエハＷの洗浄を効果的に行うことができな
い。実用的には、ウエハの回転速度は、３００ｒｐｍ程
度であり、好ましくは、１００ｒｐｍ程である。また、
このためこのロール型ブラシ洗浄機を半導体ウエハを、
例えば２０００ｒｐｍ以上の高速で回転させることを必
要とするスピン乾燥機としてそのまま用いることはでき
ず、このロール型ブラシ洗浄機を複数台設置した場合
は、それ以外にスピン乾燥機構を設置しなければならな
いし、洗浄設備全体が大型化する。

【０００８】なお、半導体ウエハＷをコマ１２の自転及
びウエハ外周縁とコマ１２の接触により回転するように
構成しているのは、ロール型ブラシ部材１３又は１５を
半導体ウエハＷの表面又は裏面の直径に渡って設置さ
せ、コマ１２及びスピンドル１１には触れずにウエハの
両面のみならずウエハの周縁部にも常にブラシを接触す
ることができるからである。本発明は、上述の問題に鑑
みてなされたものである。本発明の目的は、効果的な洗
浄を行うことができ、しかも洗浄機をそのままスピン乾
燥機として利用することもできる洗浄設備及び洗浄方法
を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、板状の被洗浄
物を複数の洗浄機による洗浄を経て清浄にする洗浄設備
に存する。本発明の洗浄設備において、複数の洗浄機の
内の前段の洗浄機は、被洗浄物の表面及び裏面の内の少
なくとも一方に接触して被洗浄物の洗浄面に略水平の回
転軸のまわりに回転するロール型ブラシ部材、及び被洗
浄物を保持する保持部材を備えるロール型ブラシ洗浄機
である。後段の洗浄機は、被洗浄物の表面及び裏面の内
の少なくとも一方に接触しながら被洗浄面上を移動する
ペンシル型ブラシ部材、及び被洗浄物自体を回転させる
回転駆動部材を備えるペンシル型ブラシ洗浄機である。

【００１０】本発明の洗浄設備は、次の構成を備えるこ
とができる。（ａ）ロール型ブラシ洗浄機は、被洗浄物
の洗浄面へ洗浄液を供給する手段を具備する。（ｂ）保
持部材は、保持した被洗浄物を回転させる駆動機構を具
備する。（ｃ）ロール型ブラシ部材の被洗浄物と接触す
る部分は、スポンジにより構成される。（ｄ）ロール型
ブラシ部材は、その円筒形外面に多数の突起を備えるも
のである。（ｅ）ペンシル型ブラシ部材は、被洗浄物の
洗浄面に略垂直の軸のまわりに回転される。（ｆ）ペン
シル型ブラシ洗浄機は、被洗浄物の洗浄面へ洗浄液を供
給する手段を具備する。（ｇ）ペンシル型ブラシ洗浄機
の被洗浄物と接触する部分は、スポンジにより構成され
る。

【００１１】また、本発明は、板状の被洗浄物を複数の
洗浄工程を経て清浄にする洗浄方法に存する。本発明の
洗浄方法において、複数の洗浄工程の内の前段の洗浄工
程は、被洗浄物の表面及び裏面の内の少なくとも一方に
回転するロール型ブラシ部材を接触させることにより洗
浄をする洗浄工程である。後段の洗浄工程は、回転する
被洗浄物の表面及び裏面の内の少なくとも一方にペンシ
ル型ブラシ部材を接触させることによって洗浄する洗浄
工程である。

【００１２】本発明の洗浄方法は、次の構成を備えるこ
とができる。（ｈ）前段の洗浄工程は、被洗浄物の洗浄
面へ洗浄液を供給する工程を含む。（ｉ）前段の洗浄工
程は、被洗浄物自体が回転される工程を含む。（ｊ）後
段の洗浄工程は、ペンシル型ブラシ部材を被洗浄物の洗
浄面に略垂直の軸のまわりに回転する工程を含む。
（ｋ）後段の洗浄工程は、被洗浄物の洗浄面へ洗浄液を
供給する工程を含む。

【００１３】

【作用】板状の被洗浄物は、まず、ロール型ブラシ洗浄
機において、保持部材により保持され、被洗浄物の表面
及び裏面の内の少なくとも一方が、被洗浄物の洗浄面に
略水平の回転軸のまわりに回転するロール型ブラシ部材
に接触され、被洗浄物とロール型ブラシ部材が相対的に
摺動され、被洗浄物からダストが除去される。次に被洗
浄物は、ペンシル型ブラシ洗浄機において、被洗浄物の
表面及び裏面の内の少なくとも一方に接触しながら被洗
浄面上を移動するペンシル型ブラシ部材に接触され、且
つ被洗浄物の外周をチャック機構で把持し回転させる構
造の回転駆動部材に把持され回転されることにより、被
洗浄物の表面からダストが除去される。その後、被洗浄
物は、ペンシル型ブラシ洗浄機の回転駆動部材により高
速回転され、スピン乾燥される。

【００１４】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は、本発明を適用するポリッ
シング装置全体の内部構造を示す概略平面図である。図
１のポリッシング装置は、ポリッシング部１３０と洗浄
部１５０とによって構成される。ポリッシング部１３０
は、ターンテーブル１３３の両側にトップリング１３５
を取り付けたポリッシングユニット１３７、ドレッシン
グツール１３９を取り付けたドレッシングユニット１４
１、及びワーク受渡装置１４３を備える。洗浄部１５０
は、中央に矢印Ｚ方向に移動可能な２台の搬送ロボット
１５１、１５３を設置し、その一方側に１次洗浄機１
０、２次洗浄機３０及び洗浄機能付きスピン乾燥機６０
を並列に設置し、他方側に２台のワーク反転機１６１、
１６３を並列に設置して構成される。

【００１５】図２は、洗浄部１５０の内部を詳細に示す
要部斜視図である。図２に示すように、搬送ロボット１
５１、１５３は、何れもその上面に２組ずつアーム機構
１５４を取り付けて構成される。各アーム機構１５４の
先端には、それぞれ半導体ウエハを保持するハンド２５
５、２５６、２５７、２５８が取り付けられている。な
おハンド２５５、２５６と、ハンド２５７、２５８は、
それぞれ上下に重なるように配置される。

【００１６】１次洗浄機１０は、図３に示す構造のロー
ル型ブラシ洗浄機を用いている。一方、２次洗浄機３０
は、図４に示す構造のペンシル型ブラシ洗浄機を用いて
いる。図３又は図５に示すロール型洗浄機１０は、円盤
状の半導体ウエハＷの外周縁を支持して回転する複数本
（図では６本）のスピンドル（回転駆動機構を具備する
保持部材）１１と、ロール状であって半導体ウエハＷの
上下に配設される２本のロール型ブラシ部材１３、１５
と、ウエハＷに平行な回転シャフト１３ｂ、１５ｂをウ
エハＷに対し接近又は離間させ且つ矢印Ｆ₁、Ｆ₂方向へ
それぞれ回転させるブラシ駆動機構１７、１８と、半導
体ウエハＷの表面に洗浄液（超純水）を供給する洗浄液
供給ノズル１９とを具備する。ウエハＷの裏面側にもノ
ズル１９と同様のノズルを備えてウエハの裏面に洗浄液
を供給する。

【００１７】ロール型洗浄機１０のロール型ブラシ部材
１３は、円筒形ブラシ１３ａ、１５ａの円筒内面をシャ
フト１３ｂ、１５ｂに固着して構成される。ロール型ブ
ラシ１３ａ、１５ａは、多孔質のＰＶＦ製スポンジによ
り構成される。この場合、スポンジに形成される孔の平
均直径は、実験結果から小さいほどブラシ部材１３、１
５のダスト除去能力が高いことが解っており、最も好ま
しくは、１１０μｍ以下である。また、ロール型ブラシ
１３ａ、１５ａは、発泡ポリウレタン製のものでもよ
い。

【００１８】各ブラシ部材１３は、その円筒面に配置さ
れ、ブラシ部材１３の長手方向に所定ピッチｐだけ離間
される多数の突起１３ｃを有する。突起１３ｃの列は、
ブラシ部材１３のまわりに所定ピッチだけ円周方向に離
間される。ブラシ部材１３の円周方向において、隣接す
る突起１３ｃは、相互に、ブラシ部材１３の長手方向に
おけるピッチの半分（ｐ／２）だけ離間される。即ち、
突起１３ｃは、隣同士の突起が交互に規則正しく配置さ
れる。ブラシ部材１３がそれ自体の軸線Ｇ−Ｇのまわり
に回転されるとき、突起１３ｃの第１列が半導体ウエハ
Ｗを擦る。突起１３ｃの第１列により擦られなかった半
導体ウエハＷのあらゆる表面区域は、突起１３ｃの第１
列に隣接する突起１３ｃの第２列により擦られる。半導
体ウエハＷは、このように突起１３ｃの連続する列によ
り擦られるから、その全表面が突起１３ｃにより擦られ
る。その結果、半導体ウエハＷは、ブラシ部材１３によ
り効果的に浄化される。ブラシ部材１５は、ブラシ部材
１３と同様の構造を有する。各ブラシ部材１３、１５
は、異なる円筒面、例えば、突起のない円筒面、溝付き
の円筒面、その他、を有することができる。

【００１９】図４に示すように、ペンシル型ブラシ洗浄
機３０は、回転チャック機構（回転駆動部材）３１、及
びペンシル型ブラシ機構４１を備える。回転チャック機
構３１は、その上部に円盤状の半導体ウエハＷの外周を
挟持するチャック爪３３を有し、また回転駆動軸３５に
よって矢印Ａ方向に回転駆動される。回転チャック機構
３１のチャック爪３３は、半導体ウエハＷをロボットの
ハンドにより搬入搬出できるように、図４では省略され
ているが、開閉可能に構成される。

【００２０】ペンシル型ブラシ機構４１は、図４に示す
ように、シャフト４３に一端が揺動自在に支持されたア
ーム４５を具備し、アーム４５の他端にウエハＷの洗浄
面に向かって鉛直下方に突出する回転駆動軸４９を設
け、回転駆動軸４９の下端に多孔質のＰＶＦ製スポンジ
で形成されたペンシル型ブラシ５１を取り付けて構成さ
れる。ペンシル型ブラシ５１の材料は、発泡ポリウレタ
ンとすることが可能である。ペンシル型ブラシ５１は、
ウエハＷとの接触面が水平となる底面を有する略円柱状
に形成される。ペンシル型ブラシ５１の寸法は、例え
ば、高さ約５ｍｍ、外径約２０ｍｍである。また、スポ
ンジに形成される微小孔の平均径は、約１１０μｍであ
る。微小孔の平均直径が小さくなればなるほどスポンジ
の効果が大きくなるので、好ましい孔径は、８０μｍよ
り小である。ナイロン製のブラシ又はモヘヤがペンシル
型ブラシ５１の原材料として用いられ得る。

【００２１】軸４３は、矢印Ｂに示すように、上下に昇
降でき、また軸４３の回転によりアーム４５は、矢印Ｃ
に示すように揺動し、更にまた回転駆動軸４９の回転に
よりペンシル型ブラシ５１は、矢印Ｄ方向に回転する。
つまりペンシル型ブラシ機構４１は、ブラシ（洗浄具）
がその先端についており、それが自転する構造である。
ペンシル型ブラシ洗浄機３０は、更に洗浄液供給用ノズ
ル５５を具備する。また、ペンシル型ブラシ機構４１の
停止時にペンシル型ブラシ５１を収納し洗浄するため、
カップ状のブラシ収納部５３を具備する。

【００２２】図１０は、洗浄機能付きスピン乾燥機６０
の要部を示す図である。図１０に示すように、洗浄機能
付きスピン乾燥機６０は、回転チャック機構（回転駆動
部材）６１、及び液噴射洗浄用ノズル６３を具備する。
ノズル６３は、図４に示すアーム４５と同様のアームの
先端に取り付けられて、アーム４５と同様にウエハ表面
を移動しながらウエハ表面へ洗浄液を噴射する。図１０
の回転チャック機構６１は、図４の回転チャック機構３
１と同様の構造であるので、詳細説明は、省略する。液
噴射洗浄用ノズル６３は、超音波の振動エネルギーを与
えた洗浄液（超純水）、キャビテーションを有する洗浄
液（超純水）、又は高圧洗浄液（超純水）のいずれか１
つ又は幾つかを組み合わせて噴射する構造とすることが
できる。

【００２３】図７乃至図９は、それぞれ各種の液噴射洗
浄用ノズル６３の構造を示す概略断面図である。図７に
示すノズル６３は、超音波洗浄用であり、ノズル本体３
６３内部に超音波振動子３６５を収納する。超音波振動
子３６５は、洗浄液に５００ｋＨｚ〜１．５ＭＨｚの振
動を与える。超音波振動子３６５を起動した状態で注入
口３６７から高圧の超純水を注入することにより、超音
波エネルギーが付与された超純水が噴射口３６９から半
導体ウエハＷの上面へ噴射される。

【００２４】図８のノズル６３は、キャビテーション洗
浄用であり、低圧ノズル３７１の注入口３７５から１〜
２ｋｇ／ｃｍ²の低圧の超純水を注入すると同時に高圧
ノズル３７３の注入口３７７から３０〜１５０ｋｇ／ｃ
ｍ²の高圧の超純水を注入すると、噴射口３７９から噴
射される低速噴射流中を噴射口３８１から噴射される高
速噴流が通過することにより、両噴流の境界面でキャビ
テーションが発生する。そしてキャビテーションが破壊
する位置に半導体ウエハＷの表面を位置させることによ
りダストにキャビテーションの破壊エネルギーが与えら
れ、該ダストは、半導体ウエハＷの表面から剥離され
る。

【００２５】図９のノズル６３は、高速ジエット洗浄用
である。ノズル本体３８３内部に細径の噴射口３８５を
設けた構造であり、注入口３８７に３０〜１５０ｋｇ／
ｃｍ²の高圧の超純水を注入すると、噴射口３８５から
高速流となって噴射され、これが半導体ウエハＷの上面
に衝突する。

【００２６】次にこのポリッシング装置全体の動作を説
明する。図１及び図２に示すように、研磨前の半導体ウ
エハＷを収納したカセット１６５が図示の位置にセット
されると、搬送ロボット１５３のハンド２５７がカセッ
ト１６５から半導体ウエハＷを１枚ずつ取り出してワー
ク反転機１６３へ渡して半導体ウエハＷを反転する。さ
らに半導体ウエハＷは、ワーク反転機１６３から搬送ロ
ボット１５１のハンド２５５に渡されてポリッシング部
１３０のワーク受渡装置１４３に搬送される。

【００２７】ワーク受渡装置１４３上の半導体ウエハＷ
は、矢印Ｐで示すように、回動するポリッシングユニッ
ト１３７のトップリング１３５下面に保持されてターン
テーブル１３３上に移動され、回転する研磨面１３４上
で研磨される。このとき研磨面１３４上には、図示しな
い供給管から砥液が供給される。研磨後の半導体ウエハ
Ｗは、再びワーク受渡装置１４３に戻され、搬送ロボッ
ト１５１のハンドル２５６（図２）によってワーク反転
機１６１に渡されてリンス液でリンスされながら反転さ
れた後、ハンド２５６によって１次洗浄機１０へ移送さ
れる。

【００２８】１次洗浄機１０では、図３に示すように、
研磨後の多量のダストが付着した半導体ウエハＷの外周
をコマ１２の円周溝１２ａ内に押し付けて保持し、この
状態でコマ１２を回転して半導体ウエハＷを回転すると
同時に、２本の回転するロール型ブラシ部材１３、１５
を半導体ウエハＷの上下面にそれぞれ当接させ、ウエハ
Ｗの上下面に上面用洗浄液供給ノズル１９及び図示しな
い下面用洗浄液供給ノズルから洗浄液を供給する。これ
によって、半導体ウエハＷの上下面に付着していた多量
のダストは、洗浄液と共に流される。

【００２９】図３の装置では、図４の回転チャック機構
３１のようにチャック爪３３が軸３５まわりを回転する
ものではないので、前述のように、ロール型ブラシ部材
１３、１５は、半導体ウエハＷの一端から他端まで対向
することができ、ロール型ブラシ部材１３、１５は、半
導体ウエハＷと接触する面積が大きいので、ポリッシン
グ装置によって研磨された後の非常に多くのスラリーや
ダストが付着した半導体ウエハＷから効率良くダストを
除去できる。またロール型ブラシ部材１３、１５は、自
転しつつ使用するので、その外周表面の全体を洗浄に使
用するため長寿命化が可能である。図１、図２に示すよ
うに、洗浄後の半導体ウエハＷは、ハンド２５５によっ
て１次洗浄機１０から２次洗浄機３０へ移送される。

【００３０】２次洗浄機３０では、図４に示すように、
半導体ウエハＷの外周縁をチャック３３が把持し、この
状態で駆動軸３５を回転駆動することで回転チャック機
構３１全体を高速回転し、これによって半導体ウエハＷ
を５００〜１５００ｒｐｍにおける所定回転数で回転す
る。図３のウエハ回転機構は、半導体ウエハの回転速度
が、コマ１２の周速とウエハの外周とコマとの間のスリ
ップの発生により決定されるので、低速である。しか
し、図４の回転チャック機構３１は、ウエハとチャック
爪が回転中にずれることがなく、ウエハと同じ直径の回
転チャック機構３１を回転させればよいので、半導体ウ
エハを高速回転できる。図４の回転チャック機構３１に
よる半導体ウエハの回転速度は、回転駆動軸３５に接続
される図示しない駆動モーターの数千ｒｐｍ程度の許容
回転数の範囲内から選択することができる。

【００３１】半導体ウエハＷの上面は、回転状態にある
ペンシル型ブラシ５１を回転状態にある半導体ウエハＷ
の上面に当接し、洗浄液供給用ノズル５５から洗浄液を
供給し同時にアーム４５を揺動することにより、洗浄さ
れる。ペンシル型ブラシ５１は、図３に示すロール型ブ
ラシ部材１３、１５と相違し、半導体ウエハに接触する
面積が小さいので、多量のダストが付着した半導体ウエ
ハＷの洗浄には、ロール型ブラシ部材が適する。しかし
ながら、ペンシル型ブラシ５１の代わりに、単にロール
型ブラシ部材を用いるとすると、ロール型ブラシ部材
は、チャック爪３３に当接して破損しダストが発生す
る。また、ロール型ブラシ部材は、前述のように、ウエ
ハ中心部にダストが残る可能性がある。これに対し、ペ
ンシル型ブラシ５１は、チャック爪３３と当接しない範
囲で揺動されることにより、ウエハ中心部に残留するダ
ストを除去することができる。

【００３２】それほどダストが付着していない半導体ウ
エハＷの場合は、図４の洗浄機は、高速回転状態で半導
体ウエハＷの表面を洗浄できるので、洗浄効率を上げる
ことができ、好適である。特に１次洗浄機１０としてロ
ール型ブラシ洗浄機を用い、且つ２次洗浄機３０として
ペンシル型ブラシ洗浄機を用いれば、半導体ウエハＷの
表面へのブラシの擦り合わせ方法が全く違うので、１次
洗浄機１０で取り除きにくいダストを２次洗浄機３０に
よって容易に除去でき、全体として効果的且つ確実にダ
ストの除去を図ることができる。

【００３３】図１及び図２に戻って、２次洗浄機３０で
洗浄後の半導体ウエハＷは、ハンド２５８によって洗浄
機能付きスピン乾燥機６０へ送られる。洗浄機能付きス
ピン乾燥機６０では、図４に示すように、半導体ウエハ
Ｗは、回転チャック機構６１に把持されて、５００〜１
５００ｒｐｍにおける所定回転速度で回転され、同時に
液噴射洗浄ノズル６３から前述のように超音波の振動エ
ネルギーを与えた洗浄液が噴射されるか、キャビテーシ
ョンを有する洗浄液が噴射されるか、或いは高圧の洗浄
液が噴射され、これらによって更に確実に半導体ウエハ
Ｗの表面からダストが取り除かれ、次に液噴射洗浄ノズ
ル６３からの洗浄液の供給を停止して回転チャック機構
６１によって２０００ｒｐｍ以上の回転数で高速回転
し、これによってスピン乾燥を行う。そしてスピン乾燥
された半導体ウエハＷは、図２に示すハンド２５７によ
って元のカセット１６５に戻される。

【００３４】本発明においては、上記の通り、汚れの多
い被洗浄物を洗浄するのに好適なロール型ブラシ洗浄機
を１次洗浄機１０とし、ロール型ブラシ洗浄機で取りに
くいダストを取り除くのに好適なペンシル型ブラシ洗浄
機を２次洗浄機３０としたので、２台ともロール型ブラ
シ洗浄機とした場合に比べてその洗浄効果は極めて高
い。２次洗浄機３０及び洗浄機能付きスピン乾燥機６０
では、１次洗浄機１０のコマ１２を用いないため、コマ
１２と半導体ウエハＷの接触により半導体ウエハＷを回
転する機構に比べ、半導体ウエハＷの回転時に粉塵が生
じないという利点がある。

【００３５】また、本発明においては、２次洗浄機３０
自体を洗浄機能付きスピン乾燥機として使用し、３段目
の洗浄機能付きスピン乾燥機６０を省略することができ
る。つまり、本発明においては、２次洗浄機３０として
ペンシル型ブラシ洗浄機を使用しているので、回転チャ
ック機構３１（図１０）を使用でき、これによって半導
体ウエハＷを高速回転することができ、従ってこの２次
洗浄機３０自体を用いてスピン乾燥させることができ
る。この場合、図１１に示すように、図４に示す回転チ
ャック機構（回転駆動部材）３１及びペンシル型ブラシ
機構４１の他に、図１０に示す液噴射洗浄用ノズル６３
を設置して２次洗浄機３０−２を構成してブラシ洗浄と
洗浄液噴射による洗浄とスピン乾燥を兼用すれば、洗浄
設備を小型化でき、好適である。

【００３６】上記の実施形態では、半導体ウエハの洗浄
例を示したが、本発明は、この実施形態に限定されず、
ＬＣＤ等の他の被洗浄物の洗浄にも利用できる。また設
置する洗浄機は、上記の台数に限定されず、要は、前段
の洗浄機としてロール型ブラシ洗浄機を用い、次段の洗
浄機としてペンシル型ブラシ洗浄機を用いる構成であれ
ばそれ以外のどのような組み合わせでもよい。

【００３７】また上記の実施形態に用いた図３のロール
型ブラシ洗浄機の場合は、半導体ウエハＷを回転させた
が、反対に半導体ウエハＷを固定してロール型ブラシ部
材１３、１５を半導体ウエハＷの上で旋回するような構
造にしてもよい。ロール型ブラシ洗浄機は、要は、半導
体ウエハＷとロール型ブラシ部材１３、１５とを相対的
に回転させる構造であればよい。

【００３８】ロール型ブラシ洗浄機を構成するロール型
ブラシ部材１３、１５は、図３に示す実施形態において
は、半導体ウエハＷの上下面に設置したが、半導体ウエ
ハＷの上面又は下面の何れか一方のみにロール型ブラシ
洗浄部材１３又は１５を設置してもよい。また２次及び
３次洗浄機でウエハの表面（上面）を洗浄中に、ウエハ
の下面に洗浄液を供給して、ウエハ上面から下面へダス
トが流れないようにしてもよい。またウエハをスピン乾
燥する際にＮ₂等の不活性ガスをウエハ両面に供給して
もよい。

【００３９】また、本実施例の１次洗浄機でウエハの両
面を洗浄した後、ウエハを反転機１６１又は１６３に戻
して反転させ、次に本実施例の２次洗浄機でウエハの裏
面を洗浄し、再び反転機１６１又は１６３にウエハを戻
して反転させ、更に２次洗浄機でウエハの表面を洗浄す
るようにしてもよい。或いは、研磨を終えた後、ウエハ
は、反転機１６１に行かず、直接１次洗浄機に行って被
研磨面（表面）を下にした状態で両面を洗浄し、次に２
次洗浄機で裏面を洗浄し、次に反転機１６１又は１６３
に戻し、反転させた後、更に２次洗浄機でウエハの表面
を洗浄するようにしてもよい。これによりウエハの表裏
が共に清浄にできる。

【００４０】またペンシル型ブラシ洗浄機を構成するペ
ンシル型ブラシ部材４１も図４に示す実施形態において
は半導体ウエハＷの上面のみに設置したが、半導体ウエ
ハＷの下面又は上下面の両方に設置してもよい。更にま
た上記の実施形態では、ペンシル型ブラシ５１を回転駆
動したが、これを回転せずにアーム４５の揺動のみで半
導体ウエハＷの上面を洗浄してもよい。或いは、研磨を
終えた後、ウエハは、反転機に行かず、直接１次洗浄機
に行って被研磨面（表面）を下にした状態で両面を洗浄
し、次に２次洗浄機で裏面を洗浄し、次に反転機１６１
又は１６３に戻し、反転させた後、更に２次洗浄機でウ
エハの表面を洗浄するようにしてもよい。更にまた、本
実施例では、洗浄液として純水を用いているが、酸性、
アルカリ性又は界面活性剤等の薬液を使用してウエハの
洗浄度を更に上げるようにしてもよい。

【００４１】本発明は、次の作用効果を奏する。即ち、
（１）汚れが著しく多い被洗浄物を洗浄するのに好適な
ロール型洗浄機を１次洗浄機とし、１次洗浄機で被洗浄
物の全面にわたり洗浄を行い、次にロール型洗浄機で取
り除きにくいダストを取り除くのに好適なペンシル型ブ
ラシ洗浄機を２次洗浄機として被洗浄物を高速回転し効
率よく洗浄するので、効果的な洗浄を行うことができ
る。１次洗浄機のロール型ブラシ部材は、長寿命を保て
る。（２）２次洗浄機としてペンシル型ブラシ洗浄機を
用いたので、この２次洗浄機に回転チャック機構を用い
ることができ、このためこの２次洗浄機をそのままスピ
ン乾燥機としても利用することができる。（３）２次洗
浄機では、回転チャック機構を用いることができるた
め、被洗浄物の回転時に粉塵が生じることもなくなる。
これは、特に後段の洗浄工程ほど、より高い洗浄度が被
洗浄物に要求されるため重要である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用するポリッシング装置の内部構造
を示す概略平面図。

【図２】洗浄部１５０の内部を詳細に示す要部斜視図。

【図３】１次洗浄機１０に用いるロール型ブラシ洗浄機
を示す要部斜視図。

【図４】２次洗浄機３０に用いるペンシル型ブラシ洗浄
機を示す要部斜視図。

【図５】ロール型ブラシ部材の１例を図解的に示すロー
ル型ブラシ洗浄機の上面図。

【図６】図５のロール型ブラシ部材の軸線Ｇ−Ｇを含む
平面におけるロール型ブラシ部材の断面図。

【図７】噴射洗浄用ノズル６３の構造を示す概略断面
図。

【図８】噴射洗浄用ノズル６３の構造を示す概略断面
図。

【図９】噴射洗浄用ノズル６３の構造を示す概略断面
図。

【図１０】洗浄機能付きスピン乾燥機６０を示す要部斜
視図。

【図１１】２次洗浄機３０−２に用いる他のペンシル型
ブラシ洗浄機を示す要部斜視図である。

【符号の説明】

１０：１次洗浄機（ロール型ブラシ洗浄機）、１１：ス
ピンドル、１３、１５：ロール型ブラシ部材、１３ａ、
１５ａ：ロール型ブラシ、１３ｂ：円筒形ブラシ部材、
１３ｃ：突起、１７、１８：ブラシ駆動機構、１９：洗
浄液供給ノズル、３０：２次洗浄機（ペンシル型ブラシ
洗浄機）、３１：回転チャック機構、３３：チャック
爪、４１：ペンシル型ブラシ機構、３５：回転駆動軸、
４３：軸、４５：アーム、４９：回転駆動軸、５１：ペ
ンシル型ブラシ、５３：ブラシ収納部、６０：スピン乾
燥機、６１：回転チャック機構、６３：液噴射洗浄用ノ
ズル、１３０：ポリッシング部、１３３：ターンテーブ
ル、１３４：研磨面、１３５：トップリング、１４３：
ワーク受渡装置、１５０：洗浄部、１５１、１５３：搬
送ロボット、１５４：アーム、１６１、１６３：ワーク
反転機、１６５：カセット、２５５、２５６、２５７、
２５８：ハンド、３６３：ノズル本体、３６５：超音波
振動子、Ｗ：半導体ウエハ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】板状の被洗浄物を複数の洗浄機による洗
浄を経て清浄にする洗浄設備において、複数の洗浄機の内の前段の洗浄機は、被洗浄物の表面及
び裏面の内の少なくとも一方に接触して被洗浄物の洗浄
面に略水平の回転軸のまわりに回転するロール型ブラシ
部材、及び被洗浄物を保持する保持部材を備えるロール
型ブラシ洗浄機であり、後段の洗浄機は、被洗浄物の表面及び裏面の内の少なく
とも一方に接触しながら被洗浄面上を移動するペンシル
型ブラシ部材、及び被洗浄物自体を回転させる回転駆動
部材を備えるペンシル型ブラシ洗浄機である洗浄設備。
【請求項２】前記ロール型ブラシ部材は、その円筒形
外面に多数の突起を備えるものである請求項１の洗浄設
備。
【請求項３】前記保持部材は、保持した被洗浄物を回
転させる駆動機構を具備する請求項１又は２の洗浄設
備。
【請求項４】前記ロール型ブラシ部材又はペンシル型
ブラシ部材の少なくとも一方の被洗浄物と接触する部分
は、スポンジにより構成される請求項１乃至３のいずれ
か１項の洗浄設備。
【請求項５】板状の被洗浄物を複数の洗浄工程を経て
清浄にする洗浄方法において、前記複数の洗浄工程の内の前段の洗浄工程は、被洗浄物
の表面及び裏面の内の少なくとも一方に回転するロール
型ブラシ部材を接触させることにより洗浄をする洗浄工
程であり、後段の洗浄工程は、回転する被洗浄物の表面及び裏面の
内の少なくとも一方にペンシル型ブラシ部材を接触させ
ることによって洗浄する洗浄工程である洗浄方法。