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JP7578063B2 - Cleaning Equipment - Google Patents
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Description

本発明は、ウエーハの被洗浄面に洗浄液を供給してブラシ洗浄を行う洗浄処理装置に関する。 The present invention relates to a cleaning processing device that supplies a cleaning liquid to the surface of a wafer to be cleaned and performs brush cleaning.

半導体ウエーハなどの製造工程中、ウエーハ表面に付着した異物を除去するために、洗浄ブラシを用いてブラシ洗浄が行われる(特許文献1)。例えば、研磨直後のウエーハをブラシ洗浄する場合、ウエーハをオゾン水で処理して酸化膜を形成後、洗浄処理装置を用いて純水またはSC1液でブラシ洗浄を行うことが一般的である。 During the manufacturing process of semiconductor wafers and the like, brush cleaning is performed using cleaning brushes to remove foreign matter adhering to the wafer surface (Patent Document 1). For example, when brush cleaning a wafer immediately after polishing, it is common to treat the wafer with ozone water to form an oxide film, and then use a cleaning treatment device to perform brush cleaning with pure water or SC1 liquid.

図11に示すように、この従来の洗浄処理装置101としては、ウエーハWの被洗浄面に上記のような洗浄液を供給する洗浄液供給機構102と、ウエーハWの被洗浄面に対して対向配置されて該被洗浄面をブラシ洗浄する洗浄ブラシ103とを備えたものが挙げられる。
洗浄ブラシ103はブラシヘッド105と、該ブラシヘッド105に固定配設されたブラシ体106を有している。ウエーハW上において、ブラシヘッド105は回転(自転)し、また左右任意の方向へ平行移動が可能である。
As shown in FIG. 11, this conventional cleaning processing apparatus 101 includes a cleaning liquid supply mechanism 102 that supplies the above-mentioned cleaning liquid to the surface to be cleaned of the wafer W, and a cleaning brush 103 that is arranged opposite the surface to be cleaned of the wafer W and brush-cleans the surface to be cleaned.
The cleaning brush 103 has a brush head 105 and a brush body 106 fixedly disposed on the brush head 105. Above the wafer W, the brush head 105 rotates (rotates on its axis) and can also move in parallel to the left or right in any direction.

ここで図12、図13に従来の洗浄ブラシにおけるブラシ体の例を示す。図12のようにブラシヘッドに対してブラシ体が1つだけ配設されている場合もあれば、図13のように複数配設されている場合もあるが、ブラシ体の形状は一般的に円柱状である。すなわち、ブラシ体の断面形状は円形である。
また、ブラシ体の材質は一般的にPVAである。
Examples of brush bodies in conventional cleaning brushes are shown in Figures 12 and 13. In some cases, only one brush body is provided for the brush head as in Figure 12, and in other cases, multiple brush bodies are provided as in Figure 13, but the shape of the brush body is generally cylindrical. In other words, the cross-sectional shape of the brush body is circular.
The material of the brush body is generally PVA.

そして、ウエーハの被洗浄面をブラシ洗浄するとき、ウエーハを回転させるとともに、ウエーハ上に洗浄液を供給しながら、自転するブラシヘッドを動かして洗浄ブラシのブラシ体をウエーハへ接触させることで、ウエーハについている異物の除去を行う。洗浄ブラシのブラシ体がウエーハの被洗浄面の全体に接触してブラシ洗浄するように、ウエーハおよびブラシヘッドを動かしながら洗浄を行なう。 When the surface of the wafer to be cleaned is brush-cleaned, the wafer is rotated and cleaning liquid is supplied onto the wafer while the rotating brush head is moved to bring the brush body of the cleaning brush into contact with the wafer, thereby removing any foreign matter adhering to the wafer. Cleaning is performed while moving the wafer and the brush head so that the brush body of the cleaning brush comes into contact with and brush-cleans the entire surface of the wafer to be cleaned.

特開平10-92780号公報Japanese Patent Application Publication No. 10-92780

上述したような従来の洗浄処理装置を用い、洗浄能力を向上させるためにフッ酸(HF)やオゾン水を用いてブラシ洗浄を行おうとすると、HF処理後には酸化膜再形成のためにオゾン水処理が必要になる。洗浄ブラシのブラシ体としてPVA製のものを使用しているとオゾン水でブラシ体がダメージを受けてしまい、破損してしまう可能性があった。
またPVA製のブラシ体は洗浄能力(異物の除去能力)が低いという問題がある。
When using the above-mentioned conventional cleaning processing equipment to perform brush cleaning using hydrofluoric acid (HF) or ozone water to improve the cleaning capacity, ozone water treatment is required to re-form the oxide film after HF treatment. If the brush body of the cleaning brush is made of PVA, there is a possibility that the brush body will be damaged by the ozone water and broken.
Another problem is that the PVA brush body has low cleaning ability (ability to remove foreign matter).

また、従来の洗浄ブラシは、前述したようにブラシ体が1つでブラシヘッドへの配設のパターンがないものや、ブラシ体が複数ある場合でも円柱状のものであった(断面形状が円形)。この場合、ブラシ体によって除去された異物がスムーズにウエーハ上から除去されずにウエーハに再付着してしまう問題があった。
図14は、洗浄ブラシの円柱状のブラシ体において、異物を除去できる範囲(除去効果範囲)と、除去した異物の再付着が発生してしまう範囲(再付着範囲)の位置を示す説明図である。洗浄効果(異物除去効果)を持つのは進行方向(ブラシヘッドの自転方向)に対して前側のエッジ付近のみであり、パターンのない場合や円柱状のブラシ体の場合では、ブラシ体の後側で洗浄液が不足することで異物のウエーハへの再付着が発生してしまう。
In addition, as mentioned above, conventional cleaning brushes have one brush body and no arrangement pattern on the brush head, or even if there are multiple brush bodies, they are cylindrical (with a circular cross-sectional shape). In these cases, there is a problem that the foreign matter removed by the brush body is not smoothly removed from the wafer and reattaches to the wafer.
14 is an explanatory diagram showing the position of the range where the removed foreign matter can be removed (removal effective range) and the range where the removed foreign matter re-attaches (reattachment range) in the cylindrical brush body of the cleaning brush. The cleaning effect (foreign matter removal effect) is only present near the front edge in the moving direction (rotation direction of the brush head), and in the case of no pattern or a cylindrical brush body, the lack of cleaning liquid on the rear side of the brush body causes foreign matter to re-attach to the wafer.

またブラシ体の配設パターンが適切ではない場合、洗浄液の排液を効率的に行えず、ブラシ体周辺で洗浄液が滞留してしまい、このような点でも、除去された異物がウエーハに再付着してしまう問題がある。 Furthermore, if the brush body arrangement pattern is not appropriate, the cleaning liquid cannot be drained efficiently and accumulates around the brush body, which also creates the problem of removed foreign matter re-adhering to the wafer.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、洗浄効果が高く、一旦除去した異物の再付着の発生を抑制することができる洗浄処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above problems, and aims to provide a cleaning processing device that has a high cleaning effect and can prevent reattachment of foreign matter once removed.

上記目的を達成するために、本発明は、ウエーハの被洗浄面に洗浄液を供給する洗浄液供給機構と、前記被洗浄面に対して対向配置されて該被洗浄面をブラシ洗浄する自転可能な洗浄ブラシとを備えた洗浄処理装置であって、
前記洗浄ブラシは、自転可能なブラシヘッドと、該ブラシヘッドの前記ウエーハの被洗浄面と対向するブラシ配設面に配設された複数のブラシ体とを有しており、
前記複数のブラシ体は、
材質がフッ素樹脂であり、
各々の断面形状が半円形、L字型、長方形、三角形、およびハート型のうちのいずれかであり、
前記ブラシ配設面の中心に対して放射状または渦巻状に並んで配設されているものであることを特徴とする洗浄処理装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a cleaning processing apparatus including a cleaning liquid supply mechanism for supplying a cleaning liquid to a surface to be cleaned of a wafer, and a rotatable cleaning brush disposed opposite the surface to be cleaned and for brush-cleaning the surface to be cleaned,
The cleaning brush has a rotatable brush head and a plurality of brush bodies arranged on a brush arrangement surface of the brush head that faces the surface to be cleaned of the wafer,
The plurality of brush bodies are
The material is fluororesin,
Each cross-sectional shape is one of a semicircular shape, an L-shape, a rectangular shape, a triangular shape, and a heart shape;
The cleaning device is characterized in that the brushes are arranged radially or spirally about the center of the brush arrangement surface.

このように洗浄処理装置において、洗浄ブラシのブラシ体の材質がフッ素樹脂であれば、洗浄液が特にはオゾン水の場合であってもブラシ体がダメージを受けて破損するのを抑制できるため、オゾン水の下でもブラシ洗浄が可能になり、例えばHFでのブラシ洗浄とオゾン水でのブラシ洗浄とを交互に行うことができ、洗浄能力を向上させることができる。
またブラシ体の断面形状が上記のような形状のものであれば、従来の断面形状が円形のブラシ体とは異なり、洗浄液の不足により再付着範囲が発生してしまうのを防ぎ、実質的に除去効果範囲のみを有するものとすることができる。そのため、一旦除去された異物の再付着を抑制することができる。
また、ブラシ体の配設パターンが上記の通りのため洗浄ブラシ下に取り込まれた洗浄液をスムーズに排液することができる。そのため、洗浄ブラシ下での洗浄液の滞留を防ぐことができ、該滞留を起因とした、除去された異物の再付着を抑制することができる。
In this manner, in a cleaning processing device, if the material of the brush body of the cleaning brush is fluororesin, the brush body can be prevented from being damaged and broken even when the cleaning liquid is, in particular, ozone water, making it possible to perform brush cleaning even in ozone water. For example, brush cleaning with HF and brush cleaning with ozone water can be performed alternately, thereby improving the cleaning ability.
Furthermore, unlike conventional brush bodies having a circular cross section, the cross-sectional shape of the brush body as described above can prevent the occurrence of areas of re-adhesion due to a lack of cleaning liquid, and can substantially limit the area of effective removal, thereby preventing re-adhesion of foreign matter once removed.
In addition, because the brush body is arranged in the above-described pattern, the cleaning liquid taken under the cleaning brush can be smoothly drained, which prevents the cleaning liquid from accumulating under the cleaning brush and inhibits the removed foreign matter from re-adhering due to the accumulating liquid.

また、前記複数のブラシ体は、材質がPTFE、PCTFE、PVDF、PVF、PFA、FEP、ETFE、およびECTFEのうちのいずれかのものとすることができる。 The multiple brush bodies may be made of any one of the following materials: PTFE, PCTFE, PVDF, PVF, PFA, FEP, ETFE, and ECTFE.

このような材質のものであれば、より確実に、ブラシ体を傷めずにオゾン水下におけるブラシ洗浄が可能である。 If the brush is made of such a material, it will be possible to clean the brush more reliably under ozone water without damaging the brush body.

また、前記複数のブラシ体は、各々、中空糸の束または発泡体とすることができる。 Additionally, each of the multiple brush bodies can be a bundle of hollow fibers or a foam.

このようなものであれば、異物の除去能力をより向上させることができる。 Such a device would be able to further improve the ability to remove foreign matter.

また、前記洗浄液は、純水、SC1液、フッ酸、およびオゾン水のうちのいずれかとすることができる。 The cleaning liquid can be any of the following: pure water, SC1 liquid, hydrofluoric acid, and ozone water.

このように従来と同様に純水やSC1液を使用可能なものでもあるし、それに加えてフッ酸やオゾン水も使用可能なものであり、洗浄能力をより向上させることも可能である。 In this way, it is possible to use pure water and SC1 liquid as in the past, but in addition, hydrofluoric acid and ozone water can also be used, making it possible to further improve the cleaning ability.

また、前記ウエーハは、研磨されたシリコンウエーハとすることができる。 The wafer may also be a polished silicon wafer.

このように本発明の洗浄処理装置は、研磨されたシリコンウエーハの洗浄処理に特に有効である。 As such, the cleaning processing device of the present invention is particularly effective for cleaning polished silicon wafers.

また、前記複数のブラシ体は、各々、前記自転可能なブラシヘッドの回転方向を縦方向とした場合に、前記断面形状が横長になる向きで配設されているものとすることができる。 Furthermore, each of the multiple brush bodies can be arranged so that the cross-sectional shape is horizontal when the rotation direction of the rotatable brush head is vertical.

このようなものであれば、より確実に、異物の除去効果範囲のみを有するものとすることができ、異物の再付着をさらに効果的に抑制することができる。 In this way, it is possible to more reliably achieve a range that is effective in removing foreign matter, and to more effectively prevent the re-adhesion of foreign matter.

以上のように、本発明の洗浄処理装置であれば、洗浄効果の向上、除去した異物の再付着の発生の抑制を図ることができる。 As described above, the cleaning processing device of the present invention can improve the cleaning effect and prevent the reattachment of removed foreign matter.

本発明の洗浄処理装置の一例を示す概略図である。1 is a schematic diagram showing an example of a cleaning treatment apparatus of the present invention. ブラシ体の半円形の断面形状の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a semicircular cross-sectional shape of a brush body. ブラシ体のL字型の断面形状の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of an L-shaped cross-sectional shape of a brush body. ブラシ体の長方形の断面形状の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a rectangular cross-sectional shape of the brush body. ブラシ体の三角形の断面形状の一例を示す説明図である。4 is an explanatory diagram showing an example of a triangular cross-sectional shape of the brush body; FIG. ブラシ体のハート型の断面形状の一例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a heart-shaped cross-sectional shape of a brush body. 断面形状が半円形のブラシ体の場合における除去効果範囲の一例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example of a removal effect range in the case of a brush body having a semicircular cross-sectional shape; 放射状の配設パターンの例を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of a radial arrangement pattern. 渦巻状の配設パターンの例を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing an example of a spiral arrangement pattern. ブラシ体の断面形状が長方形の場合の、ブラシヘッドの回転方向(自転方向)に対するブラシ体の配設向きの一例を示す平面視における説明図である。1 is an explanatory diagram in a plan view showing an example of the orientation of a brush body relative to the rotation direction (rotation direction) of a brush head when the cross-sectional shape of the brush body is rectangular. FIG. 従来の洗浄処理装置の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a conventional cleaning treatment apparatus. 従来の洗浄ブラシにおけるブラシ体の形状の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the shape of a brush body in a conventional cleaning brush. 従来の洗浄ブラシにおけるブラシ体の形状の別の一例を示す概略図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing another example of the shape of a brush body in a conventional cleaning brush. 円柱状のブラシ体において、異物の除去効果範囲と再付着範囲の位置の一例を示す説明図である。左側が洗浄ブラシを側方から見た場合の位置を示したものであり、右側がブラシ体の平面視における位置を示したものである。1 is an explanatory diagram showing an example of the positions of the foreign matter removal effect range and the re-adhesion range in a cylindrical brush body, the left side showing the positions when the cleaning brush is viewed from the side, and the right side showing the positions in a plan view of the brush body.

前述したように、洗浄ブラシを用いたブラシ洗浄によるウエーハの洗浄処理装置において、洗浄能力の低さや異物の再付着について問題があった。そこで本発明者らは鋭意研究を行ったところ、洗浄ブラシにおける複数のブラシ体において、材質がフッ素樹脂であり、各々の断面形状が半円形、L字型、長方形、三角形、およびハート型のうちのいずれかであり、ブラシ配設面の中心に対して放射状または渦巻状に並んで配設されているものであれば、オゾン水の下でのブラシ洗浄も可能になったり、洗浄能力の向上や、異物の再付着の抑制を図ることができることを見出し、本発明を完成させた。 As mentioned above, problems existed with low cleaning performance and foreign matter reattachment in wafer cleaning processing equipment using cleaning brushes. The inventors conducted extensive research and discovered that if the multiple brush bodies in the cleaning brush are made of fluororesin, each of which has a cross-sectional shape that is either semicircular, L-shaped, rectangular, triangular, or heart-shaped, and are arranged radially or spirally around the center of the brush arrangement surface, brush cleaning can be performed under ozone water, cleaning performance can be improved, and foreign matter reattachment can be suppressed, leading to the completion of the present invention.

以下、本発明について図面を参照して実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
図1に本発明の洗浄処理装置の一例を示す。洗浄処理装置1は枚葉式の装置であり、洗浄液供給機構2と洗浄ブラシ3を備えている。また、洗浄対象のウエーハWを保持するウエーハ保持具4を備えている。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments.
An example of the cleaning processing apparatus of the present invention is shown in Fig. 1. The cleaning processing apparatus 1 is a single-wafer processing apparatus, and includes a cleaning liquid supply mechanism 2 and a cleaning brush 3. It also includes a wafer holder 4 for holding a wafer W to be cleaned.

本発明の洗浄処理装置1の洗浄対象のウエーハは特に限定されず、半導体シリコンウエーハ、化合物半導体ウエーハなど各種の半導体ウエーハが挙げられ、特には研磨されたシリコンウエーハとすることができる。その他、ガラス基板など各種のウエーハ状のものも洗浄可能な装置である。 The wafers to be cleaned by the cleaning processing device 1 of the present invention are not particularly limited, and examples include various semiconductor wafers such as semiconductor silicon wafers and compound semiconductor wafers, and in particular polished silicon wafers. In addition, the device can also clean various wafer-like objects such as glass substrates.

ウエーハ保持具4は不図示の駆動源により自転可能であり、その回転により、保持されたウエーハWは自転可能である。例えば従来と同様のものを用いることができる。
また洗浄液供給機構2は図1に示すように例えばノズルとすることができる。このノズルは、ウエーハ保持具4に保持されたウエーハWの被洗浄面Sに洗浄液を供給するものである。洗浄液の例としては、従来から洗浄時に一般的に用いられる純水やSC1液が挙げられる。さらにはHFやオゾン水を供給可能なものでもある。後述するように本発明における洗浄ブラシ3は特にはオゾン水にも耐性があるものであり、洗浄能力向上および酸化膜再形成のために、ブラシ洗浄時にHFとオゾン水を交互に供給することもできる。
なお、洗浄液供給機構2としてノズルの例を述べたが、その他、洗浄ブラシ3と一体化しており、洗浄ブラシ3の中央下部より洗浄液を排出できるような形態とすることもできる。
The wafer holder 4 can be rotated by a drive source (not shown), and the rotation of the wafer holder 4 can rotate the held wafer W. For example, a conventional one can be used.
The cleaning liquid supply mechanism 2 may be, for example, a nozzle as shown in FIG. 1. This nozzle supplies the cleaning liquid to the surface S to be cleaned of the wafer W held by the wafer holder 4. Examples of the cleaning liquid include pure water and SC1 liquid, which have been conventionally used in cleaning. Furthermore, HF and ozone water can also be supplied. As will be described later, the cleaning brush 3 in the present invention is particularly resistant to ozone water, and HF and ozone water can be supplied alternately during brush cleaning in order to improve the cleaning ability and re-form the oxide film.
Although the example of the nozzle as the cleaning liquid supply mechanism 2 has been described, it may also be configured such that it is integrated with the cleaning brush 3 and the cleaning liquid can be discharged from the central lower part of the cleaning brush 3.

洗浄ブラシ3はウエーハWの上方に位置してウエーハWの被洗浄面Sに対して対向配置されているものである。被洗浄面Sと対向するブラシ配設面Bを有するブラシヘッド5と、ブラシ配設面Bに配設された複数のブラシ体6を備えている。そしてこのブラシ体6を被洗浄処理面Sに接触させてブラシ洗浄するものである。 The cleaning brush 3 is positioned above the wafer W and faces the surface S of the wafer W to be cleaned. It is equipped with a brush head 5 having a brush arrangement surface B facing the surface S to be cleaned, and a number of brush bodies 6 arranged on the brush arrangement surface B. These brush bodies 6 are brought into contact with the surface S to be cleaned to perform brush cleaning.

ブラシヘッド5は不図示の駆動源により自転可能であり、このブラシヘッド5が自転することにより、ブラシ配設面Bに固定配設されているブラシ体6が共に回転するようになっている。 The brush head 5 can rotate on its axis due to a drive source (not shown), and as the brush head 5 rotates on its axis, the brush body 6 fixedly arranged on the brush arrangement surface B also rotates.

またブラシ体6は材質がフッ素樹脂である。従来のPVA製のブラシ体ではオゾン水の下ではダメージを受けて破損する可能性があった。しかしながら、本発明のようにフッ素樹脂製のブラシ体6では、オゾン水に対して耐性があり、従来品のようにダメージから破損することもない。したがって、HFとオゾン水を交互に用いたブラシ洗浄を行うことも可能になる。この場合、ブラシ体6を破損することなくオゾン水の下でのブラシ洗浄をより確実に行うことができるように、例えば、PTFE、PCTFE、PVDF、PVF、PFA、FEP、ETFE、ECTFEなどから選ぶことができる。
また、そもそもPVA製のものと比較してフッ素樹脂製のものの方が洗浄能力が高い。
The brush body 6 is made of fluororesin. Conventional brush bodies made of PVA may be damaged and broken under ozone water. However, the brush body 6 made of fluororesin according to the present invention is resistant to ozone water and will not break due to damage as in the conventional brush body. Therefore, it is possible to perform brush cleaning using HF and ozone water alternately. In this case, the material can be selected from, for example, PTFE, PCTFE, PVDF, PVF, PFA, FEP, ETFE, ECTFE, etc., so that brush cleaning can be performed more reliably under ozone water without damaging the brush body 6.
In addition, fluororesin cleaners have a higher cleaning ability than PVA cleaners.

また、このブラシ体6としては、各々、例えば中空糸の束からなるものとすることができる。一束あたりの本数は特に限定されないが、例えば数十本から数百本とすることができる。また、中空糸の束の代わりに発泡体とすることもできる。これらのようなものであれば、異物の除去能力をより向上させることができる。 The brush body 6 can be made of, for example, a bundle of hollow fibers. There is no particular limit to the number of fibers in each bundle, but it can be, for example, several tens to several hundreds. Also, foam can be used instead of bundles of hollow fibers. These types of materials can further improve the ability to remove foreign matter.

また、ブラシ体6の形状にも特徴がある。従来装置のものでは円柱状、すなわち、断面形状が円形であったが、本発明におけるブラシ体6は、断面形状が半円形、L字型、長方形、三角形、およびハート型のうちのいずれかのものである。これらの形状例を図2-6に示す。
ここで従来のように断面形状が円形の場合は、図14で示したように、自転するブラシヘッドの回転方向に対して前側で異物を除去することができるものの(除去効果範囲)、後側では洗浄液が不足してしまうことにより、除去した異物が再付着してしまう再付着範囲が発生してしまっていた。
一方で本発明の場合、円形ではなく半円形などであるため、図7に示すように、実質的に除去効果範囲のみ有する形状となり、再付着範囲の発生を抑制することができる。したがって従来の洗浄装置で問題となる、一旦除去された異物の再付着を抑制することが可能である。
なお、図7では半円形の場合について例を示したが、他の形状(L字型、長方形、三角形、ハート型)でも同様に除去効果範囲のみ有するものとなる。
The shape of the brush body 6 is also characteristic. Conventional brush bodies are cylindrical, i.e., the cross section is circular, but the brush body 6 of the present invention has a cross section that is semicircular, L-shaped, rectangular, triangular, or heart-shaped. Examples of these shapes are shown in Figures 2-6.
Here, in the case of a conventional brush with a circular cross-sectional shape, as shown in Figure 14, foreign matter can be removed at the front side in the direction of rotation of the rotating brush head (effective removal range), but due to a shortage of cleaning liquid at the rear side, a re-adhesion range is created where the removed foreign matter re-adheres.
On the other hand, in the case of the present invention, since the shape is not circular but semicircular, as shown in Fig. 7, the shape has only the effective removal range, and the occurrence of the re-adhesion range can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress the re-adhesion of the foreign matter once removed, which is a problem in the conventional cleaning apparatus.
Although FIG. 7 shows an example in which the shape is semicircular, other shapes (L-shape, rectangle, triangle, heart shape) also have the same removal effect range.

そして上記のようなブラシ体6がブラシヘッド5のブラシ配設面Bに複数並んで配設されているが、その配設パターンは、ブラシ配設面Bの中心に対して放射状または渦巻状となっている。図8に放射状の配設パターン、図9に渦巻状の配設パターンを示す(各々、左上端)。なお、ブラシ体6の断面形状が図2-6のものを配設した場合の例も併せて示す。
放射状や渦巻状の配設パターンであることにより、洗浄中に洗浄ブラシ3(ブラシヘッド5)とウエーハWとの間に取り込まれた洗浄液を効率的に排液することができる。すなわち、洗浄ブラシ3を用いたブラシ洗浄で除去された異物も洗浄液と共にスムーズに排出することができる。したがって、洗浄ブラシとウエーハWとの間での洗浄液の滞留を防ぐことができる。そのため、洗浄液の滞留を起因として、除去された異物が再付着するのを防ぐことができる。
A plurality of brush bodies 6 as described above are arranged side by side on the brush arrangement surface B of the brush head 5, and the arrangement pattern is radial or spiral with respect to the center of the brush arrangement surface B. Figure 8 shows a radial arrangement pattern, and Figure 9 shows a spiral arrangement pattern (top left corners of each). An example in which the brush bodies 6 have the cross-sectional shape shown in Figure 2-6 are arranged is also shown.
The radial or spiral arrangement pattern allows efficient drainage of the cleaning liquid trapped between the cleaning brush 3 (brush head 5) and the wafer W during cleaning. That is, foreign matter removed by brush cleaning using the cleaning brush 3 can be smoothly discharged together with the cleaning liquid. This makes it possible to prevent the cleaning liquid from stagnation between the cleaning brush and the wafer W. This makes it possible to prevent the removed foreign matter from re-adhering due to the stagnation of the cleaning liquid.

なお、ブラシ配設面Bに配設するブラシ体6の数は複数であればよく、その数は特に限定されない。ブラシ配設面Bのサイズや、各々のブラシ体6のサイズ、洗浄対象のウエーハWの種類、洗浄液の種類等により適宜決定することができる。 The number of brush bodies 6 arranged on the brush arrangement surface B is not particularly limited as long as there is more than one. The number can be determined appropriately depending on the size of the brush arrangement surface B, the size of each brush body 6, the type of wafer W to be cleaned, the type of cleaning liquid, etc.

また、ブラシ配設面Bへのブラシ体6の配設の仕方についても特に限定されないが、特には、ブラシヘッド5の回転方向(自転方向)に対して、ブラシ体6の断面形状が横長になる向きで配設されているのが好ましい。ここで、一例として、ブラシ体6の断面形状が長方形の場合の、ブラシヘッド5の回転方向(自転方向)に対するブラシ体6の配設向きについて図10に示す。図10の平面視に示すように、ブラシヘッド5の回転方向を縦方向とした場合に(図面の上方向)、長方形(断面形状)の長辺が横方向(図面の左右方向)になるように、断面形状が全体として横長になる向きでブラシ体6が配設されたものとなっている。なお、ブラシヘッド5の自転方向に対して長辺が垂直に交わるように配設している例を示したが、当然、角度をずらして斜めになっていても良い。他の断面形状の場合においても同様にして、各ブラシ体6が横長になる向きで配設されたものとすることができる。このような向きでの配設であれば、より確実に、除去効果範囲のみを有し、再付着範囲のないものとすることができ、異物の再付着をさらに効果的に抑制できる。 In addition, the manner in which the brush body 6 is arranged on the brush arrangement surface B is not particularly limited, but it is particularly preferable that the brush body 6 is arranged in such a way that the cross-sectional shape of the brush body 6 is horizontally long relative to the rotation direction (rotation direction) of the brush head 5. Here, as an example, FIG. 10 shows the arrangement direction of the brush body 6 with respect to the rotation direction (rotation direction) of the brush head 5 when the cross-sectional shape of the brush body 6 is rectangular. As shown in the plan view of FIG. 10, when the rotation direction of the brush head 5 is the vertical direction (upward in the drawing), the brush body 6 is arranged in such a way that the cross-sectional shape is horizontal as a whole so that the long side of the rectangle (cross-sectional shape) is horizontal (left and right in the drawing). Note that, although an example is shown in which the long side is arranged perpendicular to the rotation direction of the brush head 5, it may of course be tilted by shifting the angle. In the case of other cross-sectional shapes, each brush body 6 can be arranged in such a way that it is horizontally long in the same manner. Arranging it in this way will more reliably provide only a removal effect range and no reattachment range, further effectively preventing reattachment of foreign matter.

上記のような本発明の洗浄処理装置1を用いたウエーハのブラシ洗浄を含む洗浄処理工程の一例について説明する。
まず、例えば、研磨処理にかけた後、オゾン水処理によって表面に付着している研磨剤の有機物の分解除去と酸化膜形成を行ったウエーハW(シリコンウエーハなど)を用意し、洗浄処理装置1のウエーハ保持具4で保持する。
An example of a cleaning process including brush cleaning of a wafer using the cleaning processing apparatus 1 of the present invention as described above will be described.
First, for example, a wafer W (such as a silicon wafer) is prepared which has been subjected to a polishing process, and then an ozone water process is used to decompose and remove organic matter from the abrasive adhering to the surface and form an oxide film thereon, and the wafer is held by the wafer holder 4 of the cleaning processing device 1.

洗浄液供給機構2であるノズルから洗浄液としてHFを被洗浄面Sに供給しつつ、洗浄ブラシ3のブラシ体6を被洗浄面Sに接触させてブラシ洗浄する。このとき、洗浄ブラシ3を自転させるとともにウエーハW上で平行移動させることで、被洗浄面Sの全体をブラシ洗浄する。
供給するHFの濃度は、例えば1.0質量%以下とすることができるが、特に限定されない。
洗浄処理時間は、酸化膜が除去されてベア面が出ないように処理できる時間とすることが好ましい。例えば5秒以上60秒以下とすることができる。
HF流量は、例えば0.8L/分以上4.0L/分以下とすることができる。
洗浄ブラシ3の回転数は特に限定されないが、例えば5rpm以上200rpm以下とすることができる。
While HF is supplied as a cleaning liquid from a nozzle that is a cleaning liquid supply mechanism 2 to the surface S to be cleaned, the brush body 6 of the cleaning brush 3 is brought into contact with the surface S to be cleaned for brush cleaning. At this time, the cleaning brush 3 is rotated on its axis and translated on the wafer W to brush-clean the entire surface S to be cleaned.
The concentration of HF supplied can be, for example, 1.0 mass % or less, but is not particularly limited.
The cleaning process time is preferably set to a time that allows the oxide film to be removed without exposing a bare surface, and may be set to, for example, 5 to 60 seconds.
The HF flow rate can be, for example, 0.8 L/min to 4.0 L/min.
The rotation speed of the cleaning brush 3 is not particularly limited, but can be, for example, 5 rpm or more and 200 rpm or less.

なお、このブラシ洗浄時、ウエーハW自体は回転させても良いし、回転させなくとも良い。回転させる場合、ウエーハWのスピン回転数は、例えば、5rpm以上60rpm以下とすることができる。ウエーハWの回転方向は特に限定されない。洗浄ブラシ3の回転方向は特に限定されない。例えば、ウエーハWのスピン方向をCCW(反時計回り)とし、洗浄ブラシ3の回転方向をCW(時計回り)とすることができる。或いは、どちらも時計回り又は反時計回りとすることもできる。 During this brush cleaning, the wafer W itself may or may not be rotated. If rotated, the spin speed of the wafer W may be, for example, 5 rpm or more and 60 rpm or less. The rotation direction of the wafer W is not particularly limited. The rotation direction of the cleaning brush 3 is not particularly limited. For example, the spin direction of the wafer W may be CCW (counterclockwise), and the rotation direction of the cleaning brush 3 may be CW (clockwise). Alternatively, both may be clockwise or counterclockwise.

次に、HFの代わりにオゾン水を供給してブラシ洗浄を行う。
供給するオゾン水の濃度は、例えば10ppm以上50ppm以下とすることができる。
洗浄時間は、例えば10秒以上180秒以下とすることができる。
オゾン水流量は、0.8L/分以上4.0L/分以下とすることができる。
洗浄ブラシ3の回転数は特に限定されないが、例えば5rpm以上200rpm以下とすることができる。
ウエーハW自体の回転については、例えば上記のHFでのブラシ洗浄のときと同様とすることができる。
この工程で形成される酸化膜厚が0.8nm以上1.5nm以下となる条件で行うことが好ましい。
Next, ozone water is supplied instead of HF to perform brush cleaning.
The concentration of the ozone water to be supplied may be, for example, 10 ppm or more and 50 ppm or less.
The cleaning time can be, for example, from 10 seconds to 180 seconds.
The flow rate of the ozone water may be set to 0.8 L/min or more and 4.0 L/min or less.
The rotation speed of the cleaning brush 3 is not particularly limited, but can be, for example, 5 rpm or more and 200 rpm or less.
The rotation of the wafer W itself can be the same as that in the brush cleaning with HF described above.
It is preferable to carry out this process under conditions in which the thickness of the oxide film formed is 0.8 nm to 1.5 nm.

このようなHFでのブラシ洗浄とオゾン水でのブラシ洗浄を、必要に応じて、交互に繰り返して行うことができる。各回の洗浄条件は、全て同じにしても良いし、互いに異なる条件にしても良い。 Such brush cleaning with HF and brush cleaning with ozone water can be repeated alternately as necessary. The cleaning conditions for each step may be the same or different.

なお、必要に応じて適当なタイミングで、純水やSC1液を用いてブラシ洗浄を行っても良い。上記のようにして本発明の洗浄処理装置1を用いてブラシ洗浄を行った後は、仕上げ洗浄として、例えばスピン洗浄またはバッチ洗浄を行うことができる。これらの洗浄時、特には、HFを用いて酸化膜除去を行った後、オゾン水を用いて再酸化膜形成を行うことができる。 If necessary, brush cleaning may be performed at an appropriate timing using pure water or SC1 liquid. After performing brush cleaning using the cleaning processing device 1 of the present invention as described above, for example, spin cleaning or batch cleaning can be performed as a finishing cleaning. During these cleaning operations, in particular, after removing the oxide film using HF, a re-oxide film can be formed using ozone water.

以上のような洗浄処理工程により、異物が効率良く除去され、その再付着も抑制され、清浄度の高いウエーハWを得ることができる。 By carrying out the above-described cleaning process, foreign matter is efficiently removed and its re-adhesion is suppressed, resulting in a wafer W with a high level of cleanliness.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above-described embodiments. The above-described embodiments are merely examples, and anything that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and exhibits similar effects is included within the technical scope of the present invention.

1…本発明の洗浄処理装置、 2…洗浄液供給機構、 3…洗浄ブラシ、
4…ウエーハ保持具、 5…ブラシヘッド、 6…ブラシ体、
B…ブラシ配設面、 S…被洗浄面、 W…ウエーハ。
1... cleaning treatment device of the present invention, 2... cleaning liquid supply mechanism, 3... cleaning brush,
4...wafer holder, 5...brush head, 6...brush body,
B: brush-mounted surface; S: surface to be cleaned; W: wafer.

Claims (6)

ウエーハの被洗浄面に洗浄液を供給する洗浄液供給機構と、前記被洗浄面に対して対向配置されて該被洗浄面をブラシ洗浄する自転可能な洗浄ブラシとを備えた洗浄処理装置であって、
前記洗浄ブラシは、自転可能なブラシヘッドと、該ブラシヘッドの前記ウエーハの被洗浄面と対向するブラシ配設面に配設された複数のブラシ体とを有しており、
前記複数のブラシ体は、
材質がフッ素樹脂であり、
各々の断面形状が半円形、L字型、三角形、およびハート型のうちのいずれかであり、
前記ブラシ配設面の中心に対して放射状または渦巻状に並んで配設されているものであることを特徴とする洗浄処理装置。
A cleaning processing apparatus comprising: a cleaning liquid supply mechanism for supplying a cleaning liquid to a surface to be cleaned of a wafer; and a rotatable cleaning brush disposed opposite the surface to be cleaned and for brush-cleaning the surface to be cleaned,
The cleaning brush has a rotatable brush head and a plurality of brush bodies arranged on a brush arrangement surface of the brush head that faces the surface to be cleaned of the wafer,
The plurality of brush bodies are
The material is fluororesin,
Each cross-sectional shape is one of a semicircular shape, an L-shape , a triangular shape , and a heart shape;
3. A cleaning treatment device, comprising: brushes arranged radially or spirally about the center of said brush arrangement surface.
前記複数のブラシ体は、材質がPTFE、PCTFE、PVDF、PVF、PFA、FEP、ETFE、およびECTFEのうちのいずれかのものであることを特徴とする請求項1に記載の洗浄処理装置。 The cleaning processing device according to claim 1, characterized in that the plurality of brush bodies are made of any one of the following materials: PTFE, PCTFE, PVDF, PVF, PFA, FEP, ETFE, and ECTFE. 前記複数のブラシ体は、各々、中空糸の束または発泡体であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の洗浄処理装置。 The cleaning treatment device according to claim 1 or 2, characterized in that each of the multiple brush bodies is a bundle of hollow fibers or a foam body. 前記洗浄液は、純水、SC1液、フッ酸、およびオゾン水のうちのいずれかであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の洗浄処理装置。 The cleaning processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cleaning liquid is any one of pure water, SC1 liquid, hydrofluoric acid, and ozone water. 前記ウエーハは、研磨されたシリコンウエーハであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の洗浄処理装置。 The cleaning processing apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the wafer is a polished silicon wafer. 前記複数のブラシ体は、各々、前記自転可能なブラシヘッドの回転方向を縦方向とした場合に、前記断面形状が横長になる向きで配設されているものであることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の洗浄処理装置。 The cleaning processing device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the plurality of brush bodies are each arranged in such a way that, when the rotation direction of the rotatable brush head is the vertical direction, the cross-sectional shape is horizontal.
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