JPS61279857A

JPS61279857A - 基板の洗浄方法

Info

Publication number: JPS61279857A
Application number: JP60121751A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Imamura; 今村　和則
Original assignee: Nippon Kogaku KK
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1985-06-05
Filing date: 1985-06-05
Publication date: 1986-12-10
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPH073577B2

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】（発明の技術分野）イエ程に使用されるフォトマスク（又はレチクル）や、
半導体ウェハ等を洗浄する方法に関する。

（発明の背景）ゾ半導体装置を製造するフォトリにグラフィ工程では２通
常光学的な露光転写装置により、フォトマスクやレチク
ル上の回路パターン像を半導体ウェハ上に焼き付けてい
る。この場合、フォトマスクやレチクル上に異物が付着
していると、転写された回路パターン上で欠陥となり、
製造された半導体素子の不良を招く。

そこで、マスクやレチクル上の異物の有無を自動的に検
出して、異物が認められたときは、洗浄装置によってそ
の異物を除去することが行なわれている。この洗浄装置
としては、各種の方式のものが提案され、製品化されて
いるが、異物の除去能率（洗浄効率）の高い方式として
、ブラシ洗浄が注目されている。ブラシ洗浄とは、マス
クやレチクル（基板）の表面に回転ブラシを押圧させて
。

摩擦により異物を除去する方式である。回転ブラシによ
る洗浄には大きく分けて２種の方法があり。

１つは基板表面と平行な面内でブラシを回転させて摩擦
するものであり、もう１つはローラ伏のブラシを回転さ
せて基板とローラブラシとを相対移動させて基板全面を
摩擦するものである。

ところがいずれの方法にしろ、ブラシが基板の端部に衝
突すると、ブラシの毛がら、微小なブラシ片（数ミクロ
ン以下）が発生するといった現象が見い出された。ブラ
シ洗浄ではブラシにょる摩物を洗い流すようにしている
が、ブラシ片が多量に発生すると、これがパターンの凹
凸段差のエツジ部にひっかかり、完全に除去できない、
といった欠点が生じる。

（発明の目的）そこで本発明は、摩擦によって基板を洗浄する際、基板
を摩擦するスクラブ材自体から発生する異物を低減し、
洗浄効果を向上させた洗浄方法を提供することを目的と
する。

〈発明の概要）本発明は、ブラシ（又はスポンジ）等のスクラブ材によ
って基板を摩擦する際、スクラブ材が基板の端面部に衝
突するのをさけるように、基板表面のスクラブ材による
洗浄面を制限することを技　　　　　　・：術的な要点
としている。　　　　　　　　　　　　　　　　　　１
゜（実施例）第２図は本発明の実施例が適用される自動洗浄装置の全
体概略図である。

レチクルやマスク等のガラス基板５は収納部ｌに収納さ
れ、収納部１から最も離れた位置に１本発明の方法が適
用されるブラシ洗浄槽２が配置され、その隣りで収納部
ｌにはさまれた位置には。

アルコールを用いてガラス基′板５を洗うリンス槽３が
配置され、さらに、リンス槽３と収納部１にはさまれた
位置にはフレオン蒸気を用いてガラス基板５を乾燥する
蒸気乾燥槽４が配置されている。

この収納部１．ブラシ洗浄槽２．リンス槽３．及び蒸気
乾燥槽４（以下、単に蒸気槽４と呼ぶ）はガラス基板５
の直線的な搬送経路６に沿って配列される。収納部１に
収納された洗浄すべきガラス基板５は、縦に保持された
状態で経路６に従って。

蒸気槽４．リンス槽３を飛び越して、ブラシ洗浄槽２の
上方に位置決めされる。ブラシ洗浄槽２の内部には、上
から順番に、ガラス基板５に純水を噴射する純水噴出部
（水洗手段）７と、アンモニア水溶液等の洗浄液を噴出
する洗浄液噴射部（洗浄液塗布手段）８と、ガラス基板
５の表面を擦るように回転するブラシ（スクラブ材）１
１とが。

各々飛散防止板９．１０によって区画して配置されてい
る。またブラシ洗浄槽２の底部１２は錐体状になってお
り、排液の回収効率を高めである。

リンス槽３の内部には、純水をイソプロピルアルコール
液（以下、ＩＰＡとする）等に置換するために、そのＩ
ＰＡを噴出するＩＰＡ噴出部１３　　　　　　　、：ｉ
が設けられ、ガラス基板５の両面をＩＰＡでリンスする
。また、このリンス槽３の底部１４も錐体状に形成され
、排液の回収効率を高めである。蒸気槽４の底部にはフ
レオン液１６が供給ライン１８から所定量ずつ供給され
、ヒーター１９によっ　　　　　　　ｔｌ、１て加熱される。これによってフレオン蒸気が槽４　　　
　　　　［。

内に満され、ガラス基板５の蒸気乾燥が行なわれ　　　
　　　　１′る。ガラス基板５によっ゛て凝縮して滴下
するフレ　　　　　　　１：。

オ、液、よ、純度が低く、汚れ、いａ　ｏ’ｒ、ツウォ
　　　　　　　Ｉ［・・ン液１６と混じることのないように受皿１７ａで　　　
　　　　！ト受け７回収’ｔ４７１７ｂ’ｆ：介ゝ７回収さ０机尚・
　　　　　　１．、・。

蒸気槽４の上方部周辺には冷却管１５が設けられ、１１
１、フレオン蒸気が槽外に流出するのを防ぐ。　　　　
　　　　　　ｉ□）。

第３図はブラシ洗浄槽２の拡大斜視図である。　　　　
　　　［□：′１ガラス基板５はアーム２０によって端面部を両方　　　
　　　　：：、。

から挟持されて、縦状態でガラス基板５の表面と平行な
ｙ方向と２方向とに搬送される。

このブラシ洗浄槽２の上部は、ガラス基板５とアーム２
０が進退できるだけの開口部２１が設けられて、密閉さ
れている。この構造は、槽２内にほこりが進入すること
を防ぐとともに、内部の各種液体のミスト（飛沫）が外
部に出ることを防ぐのに有効である。さて、純水噴射部
７は、開口部２１から下方に進入してくるガラス基板５
の両面に平行して配置されたパイプ７ａ、７ｂと、この
パイプ？ａ、７ｂのそれぞれの２ケ所に設けられた噴射
ノズル２２．２３．２４．２５とから構成される。パイ
プ７ａ、７ｂには・一定の圧力の純水が供給され、噴射
ノズル２２〜２５はその圧力によって純水を扇状の液膜
にして噴出する。ノズル２２〜２５は、純水がガラス基
板５の表面の横方向（図ではｙ方向）に扇状に広がって
噴出すると共に、ガラス基板５の表面に上下方向にはほ
とんど広がらないように噴出するような構造になってい
る。

さて、パイプ７ａ、７ｂの下方には各々飛散防止板９ａ
、９ｂが槽２の中央部に向けて下方に傾斜した状態で互
いに対向して設けられている。飛散防止板９ａと９ｂの
下端部は、ガラス基板５とアーム２０とが通過するよう
に適当な間隔で離れている。この飛散防止板９ａ、９ｂ
は、ノズル２２〜２４からの純水、あるいは一度ガラス
基板５に噴射されてはね返った純水が再び飛沫となって
上方にはね返るのを防止するものである。

さて、ガラス基板５が飛散防止板９ａ、９ｂの間を通り
、さらに下方に移動すると、洗浄液噴出部８に至る。洗
浄液噴出部８は純水噴出部７と同様にガラス基板５と平
行に位置するパイプ８　ａ　＋８ｂと、そのパイプ３ａ
、８ｂの各々に設けられた噴射ノズル２６．２７．２８
．２９とから構成される。これらパイプ８ａ、１３ｂと
ノズル２６〜２９の配置は、前述の純水噴出部７と同様
である。

加圧された洗浄液１例えばアンモニア水溶液はパイプ８
ａ、３ｂに供給され、そのアンモニア水溶液はノズル２
６〜２９から、扇状にガラス基板５の両面に噴射される
。この場合、アンモニア水溶液は必らずしも液膜状であ
る必要はない。このパイプ８ａ、８ｂの下方に、飛散防
止板９ａ、９ｂと同様に、飛散防止板１０ａ、１０ｂが
槽４の中央部に向けて下方に傾斜して設けられている。

この飛散防止板１０ａ、１０ｂの働きも飛散防止板９ａ
、９ｂと同様に、ノズル２７〜２９からのアンモニア水
溶液が上方に飛沫になって散らないようにするものであ
るが、そればかりでなく、その下側に配置された回転ブ
ラシ１１からの飛沫が。

上方に飛び出すのを防ぐ働きもある。

この回転ブラシ１１はガラス基板５の表面に平行に配置
された回転軸０．を有する円柱状のブラシｌｌａと１回
転軸０２を有する円柱状のブラシ１１ｂとからなる。そ
のブラシＩｌａ、ｌｌｂはガラス基板５が飛散防止板１
０ａと１０ｂの間の間隙を通って下方にきたとき、その
ガラス基板５を挟み込むように１回転軸０．と０２との
間隔３５が定められている。そして、ブラシｌｌａ、１
１ｂの毛は２例えばナイロン材であり、各回転軸ＯＬ、
　Ｏｚに対して半径方向に延びるように植毛されている
。ブラシｌｌａは第３図の矢印５０ａで示すように回転
軸０１を中心に時計回りに回転し、ブラシｌｌｂは矢印
５０ｂで示すように回転軸０２を中心に反時計回りに回
転する。すなわち。

ブラシＩｌａとｌｌｂに挾み込まれたガラス基板５は、
ブラシ１１ａ、１１ｂの回転によって、槽４の底部１２
の方、　（下方）にたくし込まれるように擦られる。こ
のため、ガラス基板５の両面に付着した異物（ゴミやシ
ミ等）は、ブラシ１１ａ。

１１ｂの毛によって底部１２の方へ擦り落される。

尚９円柱状のブラシｌｌａ、ｌｌｂの軸方向の長さは、
ガラス基板５の横幅方向にできるだけ広く接触するとと
もに、ガラス基板５の両端面部を保持するアーム２０．
及びガラス基板５の垂直な左右の端面部には触れないよ
うな長さに定められる。

これはブラシｌｌａ、ｌｌｂの毛の磨耗、すなゎ　　　
　　　”１ち、ブラシ片の発生を防ぐために極めて有効
である。またブラシｌｌａ、ｌｌｂの噛合せ部分と。

純水噴出部７からの純水がガラス基板にあたる位置との
間隔は少なくともガラス基板の上下方向の幅（高さ）よ
りも大きく定められている。

尚、第３図において、ブラシ洗浄槽４はパ・ノキングを
介した接合部３４を境に、上側部と下側部とに分離可能
に構成されていて、純水噴出部７゜洗浄液噴出部８及び
飛散防止板９．１０は上側部に設けられて装置全体に対
して固定であり、ブラシｌｌａ、ｌｌｂ及びパイプ３２
が設けられた下側部が上側部に対して下方に取りはずせ
る。これはブラシｌｌａ、ｌｌｂの交換を容易にするた
めである。その下側部にはブラシＩｌａ、ｌｌｂを個別
に回転させるモータが第４図のように一体に設けられて
いる。第４図はその下側部のみを示す平面図であり、こ
こではブラシｌｌａを回転させるモータ４０ａと、モー
タ４０ａの回転をブラシ１１ａの回転軸Ｏ３に伝えるベ
ルトドライブ機構４Ｌａのみを図示する。ブラシｌｌｂ
についてもモータ４０ｂ、ベルトドライブ機構４１ｂが
槽４の下側部に一体に設けられている。

第５図は搬送アーム２０の駆動とブラシ洗浄槽４の駆動
を制御する制御系の回路ブロック図である。装置全体は
主制御部（以下、ＭＣＵと呼ぶ）６０によって統括制御
される。ＭＣＵ６０からの各種指令はインターフヱイス
回路（以下、ＩＦと呼ぶ）６１を介して各駆動部に送ら
れる。駆動回路６２は、ＭＣＵ６０の指令でパイプ？ａ
、７ｂに加圧された純水を供給するか否かを切替える電
磁弁６３を駆動する。駆動回路６４はＭＣＵ６０の指令
でパイプ８ａ、３ｂに加圧された洗浄液（アンモニア水
溶液）を供給するか否かを切替えさせるモータ４０ａ、
４０ｂを個別に駆動する。

モータ等の動力源を含む駆動部（以下、ＺＡＣヒＴ４：呼ぶ）６７はＭＣＵ６０からの指令に応じて。

アーム２０を上下動（２方向の移動）させる。その移動
量もＭＣＵ６０によって指令される。同様に動力源を含
む駆動部（以下、ＹＡＣＴと呼ぶ）６８は、ＭＣＵ６０
からの指令に応じて、アーム２０をｙ方向、すなわち、
ガラス基板５の表面に沿った方向に移動させる。そのｙ
方向の移動量もＭＣＵ６０によって指令される。このよ
うに、ガラス基板５を縦状態に保持して、その表面と平
行な方向に搬送させることによって、雰囲気中に漂う微
小なゴミのガラス基板５表面への付着を低減させる効果
が得られる。

次に本実施例のブラシ洗浄の動作を説明する。

開口部２１から降下してきたガラス基板５は、第３図中
に示した純水噴出部７の位置で純水リンスされ、ガラス
基板５の両面が湿潤されるとともに。

場合によっては純水の噴射圧力で弱（付着した異物も洗
い流される。次にガラス基板５はされに降下して、ノズ
ル２６〜２９からのアンモニア水溶液の噴射を受けつつ
１回転ブラシ１１によりブラッシングされる。このとき
の動作を第１図に基づき詳細に説明する。

ガラス基板５は、まず第１図に示すように、アンモニア
水溶液ＡＱの噴射を受けないような位置ａに、基板上端
面５ａが位置する如く位置決めされる。位置ａはブラッ
シング時の初期位置でもある。アンモニア水ｍ　液ＡＱ
は、２つの回転ブラシ１１ａ、ｌｌｂが接する（若しく
は最接近する）位置Ｃの上方でノズル２６（２７）から
の水溶液とノズル２８（２９）からの水溶液とがぶつか
り合うように噴射される。

さて、初期位置ａにあるガラス基板５は、その上端面５
ａが第１図の位置す、すなわち２つの回転ブラシｌｌａ
、ｌｌｂの下方の位置にくるまで一定速度で降下される
。次のガラス基板５は再び上端面５ａが初期位置ａにく
るまで一定速度で上昇される。以上で１回のブラッシン
グ操作が終わる訳であるが、ＭＣＵ６０は声δブラッシ
ング操作、すなわちガラス基板５の位置ａ１位置す９位
置ａの往復動作を異物の付着状態に応じて任意の回数だ
け繰り返すように指令する。もちろん、１回のブラッシ
ング操作だけでもよいし、またガラス基板５がそれ程汚
れていなければ、本来露光する必要のない周辺部まで洗
浄する動作（位置ａ。

ｂ間の往復）を省いても同様の効果が得られる。

次にガラス基板５は、その上端面５ａが位置Ｃよ　　−
りも上方の位置ｄに位置するまで降下し、その後再び位
置ａまで上昇する。この位置ａと位置ｄとの間の往復動
作は少なくとも１回、若しくは複数回繰り返される。従
って位置ａ、ｄ間でのブラッシング中５回転ブラシ１１
ａ、１１ｂは上端面５ａに衝突することがなく、ブラシ
片の発生はほとんど無くなる。

ここでブラシ片の発生の様子について、さらに第６図を
参照して説明する。第６図は、第５図中の位ｉ１ｃに上
端面５ａが位置した状態を示す。こ中で起り得る。特に
位置すから上昇する過程においては１回転ブラシｌｌａ
、１ｌｆ）がガラス基板５の両面５ｂ、５ｃを上から下
に擦るように回転していること、及びガラス基板５が上
昇していることから、ブラシの毛は上端面５ａに最も激
しく衝突することになる。ブラシの毛の先端が上端面５
ａと表面５ｂ、５ｃとの成す角部に当ると１毛の先端部
は微小な片となって飛び散ることになる。

しかしながら本実施例ではブラシが上から下に擦ってい
ること、基板５が上昇していること、及びアンモニア水
溶液ＡＱが上から下に噴射していることから１発生した
ブラシ片はガラス基板５の表面５ｂ、５ｃに沿って上か
ら下に流され、そして第１図中に示した下端面５ｄから
槽２の底部に洗い落とされることになる。一般にガラス
基板５の一方の表面５Ｃは凹凸のない単なるガラス面で
あるため、ブラシ片は表面５Ｃに残ることなく下端面５
ｄから洗い落とされる。ところが、他方の表面５ｂには
、第７図に示すようにクロム等の薄膜ＰＴがパターニン
グされて蒸着されるため、上端面５ａと平行にｙ方向に
伸びた薄膜ＰＴのエツジ部には、ブラシ片Ｂｒが残る可
能性が高い。従って、ガラス基板５の上端面５ａが位置
ａと位置すとの間を往復するようにブラッシングしただ
けでは、第７図に示したようにブラシ片Ｂｒが表面５ｂ
上に残存することになる。そこで本実施例のように上端
面５ａを位置ａと位置ｄとの間で往復させることにより
、たとえブラシ片Ｂ、が薄膜ＰＴの段差エツジ部に付着
したとしても、端面５ａでブラシ片Ｂ２を発生していな
いので個数が少なく。

それは複数回のブラッシングの際に洗い流されることに
なる。このため、第１図に示した位置Ｃと位置ｄとの間
隔は２表面５ｂ上の薄膜ＰＴの形成領域から上端面５ａ
までの間隔と同程度に定められる。通常のマスクやレチ
クルではガラス基板５の周辺までバターニングされるこ
となく１周辺に数ｕ〜十数龍程度の余白部がある。この
余白部は本来の露光や検査等に寄与する領域ではないの
で。

ブラッシングが不十分なための異物のわずかな残存は、
それ程大きな問題とはならない。尚２回転ブラシＩｌａ
、ｌｌｂの毛先はガラス基板５の下端面５ｄに衝突する
ことも起り得るが、下端面５ｄで発生したブラシ片は１
回転ブラシの回転方向とアンモニア水溶液ＡＱの噴射方
向とから、下方また。ガラス基板５の表面のできるだけ
広い領域を正確に洗浄するような場合は、レチクルやマ
スクの周辺の余白部の寸法情報をＭＣＵ６０に入力する
ようにし、アーム２０の上下動の際に、その寸法情報に
基づいて上端面５ａがブラシと衝突しないような、ぎり
ぎりの位置になるまでガラス基板５を降下させることも
できる。

さて２位置ａ、ｄ間のブラッシングが終了したら、アン
モニア水溶液ＡＱの噴射が停止され、ガラス基板５は位
置ａから上昇して、再び純水リンスされた後、開口部２
１から槽２の上方に引き出される。

上記実施例では２つの回転ブラシ１１８．１１ｂの間隔
３５（第２図参照）が一定であるものとしたが、その間
隔が数龍程度可変できるような構成にしておくと、基板
５の上端面５ａが位置Ｃにきたとき９間隔３５を広げて
ブラシが上端面５ａれる。さらに回転ブラシｌｌａ、ｌ
ｌｂの軸Ｏ１、Ｏｔを垂直に立てて、基板５を直立させ
た状態で水平に移動させるような構成においても同様で
ある。この場合は、基板５の垂直な端部からブラシ片が
発生することになる。

尚、ガラス基板５の位置ａ、ｂ間の往復によるブラッシ
ングと９位置ａ、ｄ間の往復によるブラッシングとを、
どのように組み合わせるかをＭＣＵ６０に予め記憶して
おくとよい。その際、公知の異物検査装置からのゴミ付
着情報も加味することが望ましい。

次に本発明の第２の実施例によるブラッシング方法を第
８図に基づき説明する。本実施例では。

アンモニア水溶液ＡＱをガラス基板５の両脇からほぼ水
平に表面５ｂ、５ｃに沿って噴射させるようにする。そ
のため装置としては、はとんど広がることのないように
アンモニア水溶液ＡＱを噴射するノズル３２　ａ、　　
３２　ｂ、　　３３　ａ、　　３３　ｂを設ける。ノズ
ル３２ａ、３２ｂは回転ブラシｌｌａの上側で基板５に
アンモニア水溶液ＡＱが噴射されるように配置され、ノ
ズル３３ａ、３３ｂは回転ブラシｌｌａの下側で基板５
にアンモニア水溶液ＡＱが噴射されるように配置されて
いる。このように回転ブラシの回転軸とほぼ平行に水溶
液ＡＱを噴射すると１表面５ｂ上の段差エツジ部に付着
したブラシ片Ｂｒを洗い流す効果が向上する。

ブラシ片Ｂｒが引っかかる段差エツジは、先の説明から
も明らかな如く、ブラシの回転軸ＯＩ、０！とほぼ平行
なエツジであるため、そのエツジに沿ってブラシ片Ｂ、
は噴射圧力で押し流されることになる。

以上１本発明の各実施例を説明したが、その他の実施例
として、カップ状ブラシを使う場合もある。この場合、
カップ状ブラシはガラス基板５の表面と平行な面内で回
転するので、基板上の薄膜形成領域は擦り、端面部は擦
らないように、カップ状ブラシの直径を定めておけばよ
い。またカッ′″ｕ２５　’ｙ　（ＤｉＭ”′″′″″
１１°°”４°′ｊ゛：さい場合は、カップ状ブラシを
回転させつつ、基　　　　　　　１板とブラシとを相対
的に２次元移動させる必要が　　　　　　１あるが、こ
の際カップ状ブラシが基板の端面部に衝突しないように
、その２次元移動の範囲を制限すれば同様の効果が得ら
れる。

またスクラブ材としては、ブラシ以外にスボン　　　　
　　　ｔジ等を用いても同様の効果が得られる。また回
転ブラシの場合は、ブラシが基板の端面に当たるような
位置にきたとき１強制的に回転を停止させても同様であ
る。

（発明の効果）以上２本発明によればスクラブ材が基板の端部と衝突し
ないようにしたので、スクラブ材自体から発生する微小
な異物（ブラシ片、スポンジ片等）が極めて少なくなり
、スクラブ材自体が汚染源となることがなくなり、基板
の洗浄効率が各段に向上するといった効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例によるブラッシング工程の
様子を説明する図、第２図は自動洗浄装置の全体の構成
を概略的に示す配置図、第３図はブラシ洗浄槽の構成を
示す斜視図、第４図は回転ブラシの駆動機構を示す平面
図、第５図は制御系の回路ブロック図、第６図は回転ブ
ラシとガラス基板の配置の一例を示す平面図、第７図は
ガラス基板の部分断面を示す断面図、第８図は本発明の
他の実施例を示す平面図である。て主要部分の符号の説明〕２−・ブラシ洗浄槽５−・ガラス基板。５ａ、５ｄ　−・端面

Claims

【特許請求の範囲】

（１）基板を摩擦によって洗浄する方法において、前記
基板の表面をスクラブ材で摩擦して、基板表面に付着し
た異物を除去する際、該スクラブ材が前記基板の端部に
衝突することをさけるように前記基板表面の前記スクラ
ブ材による洗浄面を制限したことを特徴とする基板の洗
浄方法。
（２）前記スクラブ材は円筒状のローラに放射状に植毛
した回転ブラシであって、該回転ブラシと前記基板とを
相対移動させる際、該ブラシが基板端部に衝突しないよ
うに、該相対移動の範囲を制限することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の方法。
（３）前記スクラブ材は、前記基板表面と平行な面内で
回転するブラシであって、該ブラシの回転によって摩擦
される領域が前記基板の大きさよりも小さくなるように
、該ブラシの大きさを制限したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項記載の方法。（４）前記スクラブ材によ
る摩擦の際、前記基板表面に対して少なくとも２方向か
ら洗浄液を噴射することを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の方法。