JPS59193029A - 洗浄方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は洗浄技術、たとえば半導体装置製造における半
導体薄板（ウェハ）の洗浄に利用して有効な技術に関す
るものである。

〔技術背景〕

周知のように、半導体装置の製造においてホトエツチン
グ技術が多用されている。たとえば、半導体薄板（ウェ
ハ）の表面に部分的に不純物を拡散させたり、あるいは
配線パターンを形成する際にはホトエツチング技術が使
用されている。

ところが、このようなホトエソチング工程でウェハ表面
に突起物があったりゴミが付着していたり、汚れていた
りするとホトレジストの接着性が悪くなったり（昭和５
３年５月２５日発行の７オトエソチングと微細加工の６
１頁）、配線層形成時に配線間に短絡を生じたり、ある
いは断線を生じる。また、コンタクト方式のマスクアラ
イナで感光する場合には、突起物やゴミが大きい場合に
はマスクが破損する。

そこで、従来から、ホトレジスト塗布前にはウェハの表
面を洗浄して（前記文献同頁）、ウェハな清浄化してホ
トレジスト塗布を行なっている。

本出願人はこのウェハの洗浄技術として、回転させたウ
ェハ表面に洗浄液を吹き付けるとともに、回転するブラ
シでウェハ表面をこすり、ウエノ・表面の異物や他工程
で生じた突起物を除去する技術を開発している。

しかし、この技術ではウェハに対するブラシの接触圧は
ねじ調整によって固定式であることから。

ブラシが摩耗したり、変形した場合、ブラシの接触圧（
加圧力）が低下し洗浄効果が低下するという問題が生ず
ることが本発明者によってあきらかとされた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は被洗浄物を効果的に洗浄できる技術を提
供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明はブラシ洗浄中に被処理物に加わるブ
ラシの接触圧を自動的に計測し、かつ接触圧が設定圧と
なるようにブラシを自動的に制御することにより、摩耗
、変形等によってブラシの状態が変化しても常に接触圧
を一定とすることができることから効果的な洗浄が達成
できるものである。

〔実施例〕

図面は本発明の一実施例による洗浄装置の要部を示す概
略図である。

洗浄装置は被処理物であるウェハ（半導体薄板）１を支
持するステージ２を有している。このステージ２はモー
タ３の回転軸４の先端に取り付けられている。回転軸４
はパイプ状となっていてステージ２の中心に穿たれた真
空吸着孔５と連通している。また、回転軸４はモータ３
を貫通し、他端には真空ポンプ６に連結されるバイブ７
にコネクター８を介して接続されている。したがって、
真空ポンプ６の作動によりウェハ１はステージ２に真空
吸着保持される。

一方、ステージ２の側方には垂設されたねじ棒９、この
ねじ棒９を正逆回転させるモータ１０゜前記ねじ棒９に
螺合されるホルダ１１．このホルダ１１に中心部を回転
ピン１２によって揺動可能に取り付けられた略水平方向
に延在するレバー１３とによって駆動部１４を構成して
いる。この駆動部１４はモータ１０の正転によってホル
ダ１１が上昇し、モータ１０の逆転によってホルダ１１
が降下する。また、前記レバー１３のステージ２上に臨
む一端にはモータ１５によって回転するブラシ１６が取
り付けられている。また、レバー１３の他端には検出子
１７が下方に向かうように固定されている。この検出子
１７はその下方に配設された圧電素子１８と対となって
接触圧検出部１９を構成している。また、回転ピン１２
とブラシ１６との距離と、回転ピン１２と検出子１７と
の距離は同一長さとなっている。したがって、モータ１
０を所望量逆転させて駆動部１４を降下させ、ブラシ１
６をステージ２上に真空吸着保持されたウェハ１の洗浄
面に接触させると、レバー１３は中間部分を回転ピン１
２で回動自在に支持されているだけであることから、レ
バー１３は検出子１７が圧電素子ＩＥＮＣ接触する迄右
回動して検出子１７が圧電素子１８に接触した時点で停
止する。なお、検出子１７が圧電素子１８に接触する高
さとステージ２上のウェハ１の上面高さはあらかじめ略
同じ高さとなるようにしておく。また、ブラシ１６およ
び検出子１７は回転ピン１２かも等距離はあることから
、ブラシ１６および検出子１７がそれぞれウェハ１およ
び圧電素子１８に接触してバランスがとれた状態では、
ブラシ１６のウエノ・１に対する接触圧はそのまま検出
子１７の圧電素子１８への接触圧として現われる。そこ
で、この圧電素子１８の検出情報によってブラシ１６の
接融圧を求める。具体的には、検出情報は制御部２０に
送り込まれる。

他方、この制御部２０はこの洗浄装置の各機構部分を制
御するとともに、演算系をも有していて。

制御部２０の図示しないパネル部分の摘みによってブラ
シ１６の接触圧を接定できるようになっている。したが
って、前記のように、圧電素子１８の検出情報が制御部
２０に送られてくると、演算系が動作して、接触圧が設
定圧となるように駆動部１４のモータ１０を制御する。

この接触圧検出は常時性なわれ、常に接触圧が設定圧を
維持するようになる。

さらに、ステージ２上のウニ・・１には洗浄液供給機構
２１によって洗浄液２２が供給される。洗浄液供給機構
２１は液槽２３内の洗浄液２２をポンプ２４によって導
管２５内を流れさせて、導管２５の先端に連結されたノ
ズル２６から洗浄液２２をウエノ・１に吹き付は壬供給
するようになっている。また、洗浄液２２はフィルター
２７によって濾過されて洗浄となってウエノ・１に吹き
付けられる。また、ステージ２の周囲および下方は排水
管２８を有するカバー２９で被われ、洗浄時に飛散する
洗浄液２２が装置周囲に飛散しないようになっている。

カバー２９内の洗浄液２２は排水管２８かも所定部に排
水される。

このような洗浄装置は、ウエノ・１をステージ２に真空
吸着させて保持させた後、モータ３によってウェハ１を
回転させ、洗浄液２２をウエノ・１に供給しながらブラ
シ１６を回転させてウエノ・１の洗浄を行なう。

一方、ブラシ１６は駆動部１４によって下降し。

ウェハ１に接触して洗浄作業を行なうが、このときのウ
ェハ１に対する接触圧（加圧力）は前述のように圧電素
子１８によって計測されて、その情報は制御部２０に送
られる。制御部２０ではあらかじめ設定した設定圧に接
触圧がなるように駆動部１４を制御する。この結果、所
定時間のブラッシング洗浄によってウエノ・１の洗浄面
の汚れ、突子等は除去される。そこで、駆動部１４を動
作させてブラシ１６をウエノ・１から離し、洗浄液２２
の供給を停止させる。また、ステージ２は一定時間高速
回転に切り替えられてウエノ・１の乾燥（スピン乾燥）
を行ない停止し、真空吸着保持が解除されて１回の洗浄
が終了する。

〔効　果〕

（１）本発明の洗浄装置はウニ／・に対するブラシの接
触圧を検出しかつ常に接触圧が設定圧となるように制御
されながらブラシ洗浄が行なえることから、ブラシの変
形、摩耗等によってブラシ形状が変化しても、常に過不
足のない洗浄、換言すればウェハに付着している異物お
よび他工程で形成された不所望の突子な確実に除去しか
つ、ウエノ・の素地面、たとえばＡ２等の被膜面を傷付
けないで高精度で洗浄ができる。

（２）本発明の洗浄装置はウェハを常に接定圧で洗浄す
ることから、適切な洗浄が行なわれるため、短時間で洗
浄が終了する。

（３）本発明の洗浄装置は被処理物であるウニ・・に対
する洗浄時の接触圧を自由に設定でき、かつその設定圧
を維持しながら洗浄が行なえる。乙の結果、ウェハの洗
浄面を損傷させることはない。すなわち、ウェハ表面に
Ａ−ｅのような比較的軟質な物質からなる被膜が存在す
るときは設定圧を低くし、硬質な物質のみの場合は設定
圧を高くすることによって、短時間に被処理物を傷める
ことなく洗浄でき、効果的な洗浄が達成できる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例妊もとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではな（、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

たとえば、ブラシの回転駆動はレバーの一端部に設ける
ことなく、レバーの中間部にモータ等を配し、この回転
力をベルト、チェーン等の動力伝達機構を介してブラシ
に伝達するようにしても前記と同様の効果が得られる。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるウェハ洗浄技術に適
用した場合について説明したが。

それに限定されるものではなく、たとえば、感光用マス
クプレートの表面洗浄をはじめ、他の工業分野のあらゆ
る物品の洗浄にも適用可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例による洗浄装置の概要を示す概
略図である。 １・・・被処理物（ウェハ）、２・・ステージ、３モー
タ、４　・回転軸、５　真空吸着孔、６　・真空ポンプ
、７　パイプ、８　・コネクター、９・・ねじ棒、１０
・モータ、１１・・ホルダ、１２　回転ピン、１３・・
・レバー、１４・・駆動部、１５・・・モータ、１６・
・ブラシ、１７・・・検出子、１８・・・圧電素子。 １９・・・接触圧検出部、２０・・制御部、２１・・洗
浄液供給機構、２２・・洗浄液、２３・液槽、２４ポン
プ、２５・・導管、２６　ノズル、２７・・・フィルタ
ー、２８　・排水管、２９・・カバー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被洗浄物をブラシで相対的にこすり被洗浄物を洗浄
   する方法であって、前記ブラシの被洗浄物への接触圧を
   検出しながら常に接触圧が設定圧となるようにブラシを
   制御しながら洗浄を行なうことを特徴とする洗浄方法。 ２、洗浄時被洗浄物に洗浄液を供給しながら洗浄を行な
   うことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の洗浄方
   法。 ３、被洗浄物を保持するステージと、被洗浄物に洗浄液
   を供給する洗浄液供給機構と、被洗浄物の洗浄面をこす
   るブラシと、前記ブラシを被洗浄物の洗浄面に接近離反
   させる駆動部と、前記被洗浄物に接触するブラシの接触
   圧を検出する接触圧検出部と、この接触圧検出部の情報
   に基いて設定圧となるように前記駆動部を制御する制御
   部と、を有することを特徴とする洗浄装置。 ４、前記ブラシは駆動部に中央で揺動可能に取り付けら
   れたレバーの一端に回動自在に固定され、かつレバーの
   他端には圧電素子に対面する検出子が固定され、さらに
   、レバーの揺動中心からのブラシ取付位置および検出子
   取付位置迄の距離は同じ寸法となっていることを特徴と
   する特許請求の範囲第３項記載の洗浄装置。 ５、前記ブラシは回動しかつステージも回転することを
   特徴とする特許請求の範囲第３項記載の洗浄装置。