JP2001237210A - ウエハスクラブ・ブラシ芯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 基板のスクラブに用いるためのブラシ芯およ
びブラシ芯の製造方法を提供する。 【解決手段】 ブラシ芯２５０は、第１の端部２５３と
第２の端部２５１との間に延びる管状の芯によって形成
される。第１の端部は、管状の芯の中央を通り芯の内部
の長さに沿って延びる内孔２７０への開口部を有する。
第１の複数の孔２６０は、芯の長さ方向に延びる複数の
第１のライン２５２に沿って配置され、複数の孔のそれ
ぞれは、芯の内孔への経路を形成する。第２の複数の孔
２６０は、芯の長さ方向に延びる複数の第２のライン２
５３に沿って配置され、両ラインは、交互になり、第１
および第２の各孔は等間隔で離れ互いにオフセットされ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の背景】発明の属する技術分野：本発明は、一般
に、半導体ウエハの製造に関し、特に、半導体ウエハス
クラブ装置に関する。

【０００２】関連技術：周知のように、半導体デバイス
は半導体ウエハから製造され、多数の処理工程が施され
る。これらの工程には、例えば、不純物注入、ゲート酸
化物生成、金属間酸化物堆積、金属化堆積、フォトリソ
グラフィパターン形成、エッチング工程、化学機械研磨
（ＣＭＰ）などが含まれる。これらの工程は極めてクリ
ーンな環境で実行されるが、多くの処理工程の性質に起
因して、表面に粒子および残留物が生成される。例え
ば、ＣＭＰ工程が実行されるとき、通常、粒子および／
または金属不純物の層が後に残る。

【０００３】表面の粒子は、集積回路デバイスの性能に
悪影響を与える可能性があるため、特定の処理工程の後
には、ウエハ洗浄工程が標準的な処理手順の要件とされ
る。洗浄工程は処理手順であるが、実際の洗浄を実行す
るための設備および化学物質は非常に特化されている。
異なる製造段階の各ウエハは、原料、設備製造時間、お
よび関連する研究開発の点で大きな投資を必要とするた
め、こうした特化は重要である。

【０００４】洗浄工程を自動的に実行するために、製造
所では洗浄システムが採用される。洗浄システムは、通
常、１以上のブラシボックスを含み、その中で、ウエハ
がスクラブされる。各ブラシボックスは一対のブラシを
含み、各ブラシが１枚のウエハの個々の面をスクラブす
る。このようなブラシボックスの洗浄能力を高めるため
に、ブラシを通じて（ＴＴＢ）、洗浄液を供給すること
が一般的となっている。ＴＴＢ液体供給は、特定の圧力
でブラシ芯内に供給される流体をブラシの外側表面に放
出することが可能な、複数の孔を有するブラシ芯を提供
することで達成される。ブラシの外側表面は、傷つきや
すいウエハ表面に直接接触してもスクラッチやその他の
損傷を発生させないような、多孔性で、柔らかい素材で
作られる。通常、ブラシの外側表面は、ポリビニルアル
コール（ＰＶＡ）気泡で作られる。ただし、ナイロン
や、モヘア、研磨パッド素材で包んだ心棒などの他の素
材を用いることも可能である。

【０００５】半導体の構成および動作要件が増加し続け
ているので、洗浄エンジニアにとっても関連する処理の
改善が課題となっている。これらの要求を満たすため
に、現在、同じ設備を使用して、基本的な脱イオン（Ｄ
Ｉ）水洗浄以外の工程が実施されている。こうした工程
には、ウエハ表面からの粒子の除去および／または材料
の正確な量のエッチングを行うための高性能の化学ＴＴ
Ｂの適用を含んでいる。洗浄およびエッチング化学物質
の設計に関して多くの研究開発が行われているが、その
ような化学物質の有効性は、ウエハ表面への供給および
塗布の有効性と同程度である。

【０００６】従来のブラシ芯技術に関する最近の研究に
より、ウエハ表面における化学物質の塗布の不均一性が
明らかになった。この研究では、化学物質はブラシ芯か
らウエハ表面に流出するが、芯の長さ全体で、塗布され
る化学物質がブラシ芯の孔から同じ速度で流出すること
を示している。例えば、化学物質は一般に、一定の圧力
で、ブラシ芯の一方の端部からブラシ芯の内部の内孔に
供給される。理想的には、この化学物質は、内孔を通じ
て流れ、すべてのブラシ芯孔から芯の外へ同じように滴
下または流出することが期待される（例えば、ブラシ芯
全体に沿う各孔から同じ量が滴下される）。残念なこと
に、研究では、化学物質がすべての孔から同じ速度また
はほぼ同じ速度で滴下していないことが示されている。
実際、研究の多くは、化学物質を受け取る端部に近いブ
ラシ芯孔では、化学物質を受け取る端部の反対側にある
孔よりも、速い速度で化学物質の滴下が起きていること
を示している。

【０００７】従来の洗浄は、通常、ＤＩ水および／また
はアンモニアベースの化学物質の塗布のみを含むため、
ブラシ芯を通じたこのような流体の不均一な塗布は、多
くの場合、洗浄性能に悪影響を与えない。しかしなが
ら、ほとんどの洗浄システムでは、現在、フッ酸（Ｈ
Ｆ）含有エッチング化学物質等の改良された化学物質が
塗布されるので、不均一な塗布は、処理するウエハに深
刻な影響を与えることになる。例えば、ウエハの一部に
塗布されるＨＦが多くなり、別の部分で少なくなると、
処理対象のウエハ表面は、化学物質の濃度の変化によ
り、エッチングの変化を受ける可能性がある。

【０００８】図１Ａは、複数の孔１２ａを有する従来技
術のブラシ芯１２を示す簡略図１０である。ブラシ芯１
２は、ブラシ芯１２の一方の端部で、流体供給源１６か
ら流体を受け取るように形成された中心内孔１２ｂを有
している。図示するように、ブラシ芯１２の上には、ブ
ラシ１４が設けられており、内孔１２ｂに入って孔１２
ａから出た流体は、ウエハと接触するブラシ１４に染み
込む。また、この簡略図では、流体流線１８ａ，１８ｂ
が示されている。流体流線１８ａは、流体供給源に近い
孔１２ａから流出する流体が、反対側の端部の孔１２ａ
よりも多いことを示している。これは、十分な圧力が与
えられていない状態で化学物質がブラシ芯１２に供給さ
れるために、あるいは、孔１２が大きすぎたりおよび／
または不適切に配置されていたりするために、より多く
の流体が、重力によって、反対側の端部よりも流体供給
源１６に近いブラシ芯１２から、引き出されていること
が原因であると考えらる。

【０００９】こうした従来技術のブラシ芯１２のいくつ
かは、直径約０．３６インチ（９．１４４ｍｍ）以上の
中心内孔１２ｂと、直径約０．１３インチ（３．３０２
ｍｍ）以上の孔１２ａと、を有している。こうした大き
なサイズを補い、流体の不均一な供給を防ぐため、洗浄
システムは、高い圧力で流体をブラシ芯１２へ供給する
必要がある。この高い圧力は、３０〜３５ＰＳＩ以上で
ある。しかし、高い圧力を加えるに、洗浄システムは、
常に望ましい制御された圧力を供給可能な設備および関
連機器にアクセスする必要がある。しかし、洗浄システ
ムは世界中で種々の設備を有するクリーンルームに設置
されており、こうした設備は推奨される圧力の供給が可
能な場合もあれば、不可能な場合もある。また、ほとん
どの従来技術のブラシ芯１２の孔１２ａは、一つの孔１
２ａ’が別の孔１２ａ’の正反対になるように配置され
ている。この配置も、流体供給源１６近くでの流体の流
出量が反対側の端部よりも大きくなることに寄与すると
考えられている。

【００１０】上述したことに鑑みて、制御された量の流
体を均一に供給し、ブラシ芯の表面領域全体に散布させ
得る、改善されたブラシ芯の設計が必要とされている。

【００１１】

【発明の概要】大まかに言えば、本発明は、基板のスク
ラブに用いるためのブラシ芯を提供することで、こうし
た必要性を満たす。基板は、洗浄工程や、エッチング工
程、その他の工程を完了するためにスクラブ工程を施す
必要のある任意の基板である。例えば、基板は、均一に
制御された量の流体を、ブラシ芯の全長に沿ってブラシ
を通じて、供給可能なブラシ芯によって恩恵を受け得
る、半導体ウエハや、ディスク、その他の任意の種類の
作業基板である。本発明は、プロセスや、装置、システ
ム、デバイス、方法などを含む多数の形態で実施可能で
ある。本発明のいくつかの発明実施形態を以下で説明す
る。

【００１２】一実施形態において、基板のスクラブに用
いるためのブラシ芯を開示する。ブラシ芯は、第１の端
部と第２の端部との間に延びる管状の芯によって形成さ
れる。内孔は、管状の芯の中央を通って形成される。第
１および第２の複数の孔が設けられている。第１および
第２の複数の孔のそれぞれの孔は、管状の芯を通って形
成されて内孔への経路を形成する。第１の複数の孔は、
第１の端部と第２の端部との間に延びる第１のラインに
沿って形成されており、第２の複数の孔は、第１の端部
と第２の端部との間に延びる第２のラインに沿って形成
されている。第１のラインと第２のラインとは、管状の
芯の周りで反復され、第１のラインと第２のラインと
は、管状の芯の周りで交互になり、第１の複数の孔の各
孔は、第２の複数の孔の各孔に対して、オフセットされ
ている。

【００１３】別の実施形態において、ブラシ芯を開示す
る。このブラシ芯は、第１の端部と第２の端部との間に
延びるある長さを有する管状の芯によって形成される。
第１の端部は、管状の芯の中央を通って形成され、か
つ、管状の芯の内部の長さに沿って延びる、内孔への開
口部を有する。第１の複数の孔は、管状の芯の長さ方向
に延びる複数の第１のラインに沿って配置され、第１の
複数の孔のそれぞれは、管状の芯の内孔への経路を形成
する。第２の複数の孔は、管状の芯の長さ方向に延びる
複数の第２のラインに沿って配置され、第２の複数の孔
のそれぞれは、管状の芯の内孔への経路を形成する。複
数の第１のラインおよび複数の第２のラインは、交互に
なり、第１および第２の複数の孔の各孔は、等間隔で離
れている。第２の複数の孔の各孔は、第１の複数の孔の
各孔に対して、オフセットされている。

【００１４】さらに別の実施形態において、ブラシ芯の
製造方法を開示する。この方法は、基板全体に及ぶよう
に形成されたある長さを有する管状の芯を準備すること
を含む。内孔は、管状の芯の中心を通って形成される。
管状の芯の長さ方向に延びる複数の第１のラインに沿っ
て配置される第１の複数の孔が形成される。第１の複数
の孔のそれぞれは、管状の芯の内孔への経路を確立する
ように形成される。管状の芯の長さ方向に延びる複数の
第２のラインに沿って配置される第１の複数の孔が形成
される。第２の複数の孔のそれぞれは、管状の芯の内孔
への経路を確立するように形成される。形成された第１
の複数の孔は、形成された第２の複数の孔からオフセッ
トされて構成されている。

【００１５】好都合なことに、本発明の実施形態は、芯
全体で均一な流体の分散をもたらすブラシ芯を提供す
る。均一な流体の分散は、ブラシ芯に特別な位置とサイ
ズの孔を設計することで達成される。孔は、特別に設計
された中心内孔への経路を形成し、これは、内孔に迅速
に圧力を加える構造およびサイズとなっているので、供
給された流体は、複数の孔からほぼ同じ速度で流出す
る。ブラシ芯の全長に沿って、芯からのほぼ均一な流体
の流出を達成することで、塗布工程中、ブラシ外側が同
量の流体を受け取ることができる。理解できるように、
流体が、特定の材料粒子や、膜、層を除去することを目
的とするエッチング液などの改良された化学物質である
場合に、均一の流体の流出は、特に重要である。

【００１６】本発明の他の態様および利点は、本発明の
原理を一例として示した添付図面と併せて、以下の詳細
な説明により明らかになる。

【００１７】

【好ましい実施形態の詳細な説明】基板のスクラブに用
いるためのブラシ芯について、本発明を説明する。基板
は、洗浄工程や、エッチング工程、その他の工程を完了
するためにスクラブ工程を施す必要のある任意の基板で
ある。しかし、当業者にとって明らかなように、特定の
詳細の一部または全部が省略されても本発明は実施でき
る。また、本発明を不必要に曖昧にしないために、周知
の処理工程の詳細な説明は省略する。

【００１８】図１Ｂは、洗浄制御ステーション１０２に
よって自動的に制御される本発明のウエハ洗浄ステーシ
ョン１００を示す。ウエハ洗浄ステーションは、送出ス
テーション１０４と、洗浄ステージ１０６と、スピン−
リンスおよびドライ（ＳＲＤ）ステーション１０８と、
受取ステーション１１０と、を備えている。洗浄工程の
概要として、最初に、半導体ウエハが送出ステーション
１０４内に配置される。次に、送出ステーション１０４
は、ウエハを（一度に一枚ずつ）洗浄ステージ１０６に
送る。一実施形態において、洗浄ステージ１０６は、第
１の洗浄ステージ１０６ａと第２の洗浄ステージ１０６
ｂとに区分されるが、１つの洗浄ステージだけでもよ
い。洗浄ステージ１０６を通過した後、ウエハは、洗浄
液および異物を除去するために、退出スプレーを通過す
る。ＳＲＤステーション１０８は、ウエハを乾燥させ
る。次に、ウエハは、受取ステーション１１０に送ら
れ、一時的に格納される。

【００１９】図１Ｃは、ウエハ洗浄ステーション１００
のより詳細な一例を示す図である。送出ステーション１
０４および受取ステーション１１０の双方は、多数のウ
エハを含むカセットの受け取りに適応していることが好
ましい。第１および第２の洗浄ステーション１０６ａお
よび１０６ｂは、非常に柔らかく多孔性のＰＶＡブラシ
１２０のセットを備えていることが好ましい。後述する
ように、ブラシ１２０は、本発明のブラシ芯２００に取
り付けられる。周知のように、ブラシ１２０は、傷つき
やすい表面に損傷を与えることなく、ウエハをスクラブ
して洗浄することができる。

【００２０】図２Ａは、ウエハ１３０の上面および底面
をそれぞれスクラブする一対のブラシ１２０ａ，１２０
ｂの簡略化した三次元図を示す。通常、ブラシ１２０の
表面がウエハ１３０の表面と接触している間、ウエハ１
３０は特定方向に回転しており、一方、ブラシ１２０は
回転軸の周りで回転している。ブラシ１２０ａ，１２０
ｂは、ブラシ芯２００ａ，２００ｂに取り付けられてい
る。ブラシ芯２００は、一方の端部に、管２０２と接続
する流体流入口２０１を有している。管２０２は、ブラ
シ芯２００内の内孔２７０に、所望の流体を供給する。
ブラシ芯２００は、後で詳述するように、内孔２７０内
に供給される流体がブラシ芯２００から均一に流出する
ことを可能にする複数の孔２６０を有している（すなわ
ち、所望の流体をブラシ１２０に均一に供給する）。

【００２１】図２Ｂおよび図２Ｃは、本発明の一実施形
態におけるウエハ１３０のスクラブに関する２つの異な
る配置の断面図を示している。図２Ｂに示すように、ウ
エハは水平に支持され、上部ブラシ１２０ａがウエハ１
３０の上面をスクラブし、底部ブラシ１２０ｂがウエハ
１３０の底面をスクラブする。前述のように、ウエハ１
３０は、ブラシ１２０が回転するのと同時に、（図示し
ないローラを用いて）回転するように構成されており、
確実にウエハの表面領域全体を適切にスクラブし、異物
の除去または所望の程度の表面エッチングを行う。図２
Ｂは、水平ウエハスクラバ１００ｂを示している。

【００２２】対照的に、図２Ｃは、ウエハ１３０が垂直
に配置されるときにスクラブされる、垂直ウエハスクラ
バ１００ｃを示している。通常、ウエハ１３０は、スク
ラバ１００ｃの一対のローラ上に位置する。ブラシ１２
０は望ましい方向に回転する構成となっており、これに
より、ウエハのそれぞれの側に均等な反対向きの圧力が
与えられて、ウエハ１３０の両側が均一にスクラブされ
る。垂直ウエハスクラブに関する情報については、米国
特許第５，８７５，５０７号を参照することができる。

【００２３】図３は、本発明の一実施形態におけるブラ
シ芯２００の三次元図を示す。ブラシ芯２００は、第１
の端部２５３と第２の端部２５１との間に延びる管状の
芯２５０によって形成される。一実施形態において、管
状の芯は、管状の芯２５０の表面に凹部をつくる複数の
溝２５２を含むように形成される。本発明の１つの特徴
は、ブラシ芯２００全体に均一に流体が分散される状態
の確保である。例えば、流体源２６３は、流体が複数の
孔２６０のそれぞれに均一に分散するように、管（図示
せず）を経由して、管状の芯２５０の内孔２７０に、流
体を供給する。好適な配置において、１つの溝２５２の
複数の孔２６０は、隣接する個々の溝２５２において形
成される孔に対して、オフセットした状態で配置され
る。

【００２４】例えば、１つの溝は、管状の芯２５０の全
長に渡る第１のラインに沿って並ぶ第１の複数の孔２６
０を含んでおり、第１の溝に隣接する次の溝は、管状の
芯２５０の全長に渡る第２のラインに沿って形成された
複数の孔２６０を含んでいる。しかし、隣接する溝２５
２において形成される孔２６０は、個々の隣接する溝２
５２において形成された孔に対して、オフセットされて
いる。好適な実施形態において、孔２６０は等間隔で離
れており、管状の芯２５０の長さに渡る溝２５２に沿っ
て形成される。図示するように、隣接する溝の孔２６０
は、第１の溝の孔間の分離距離の約半分に等しい距離だ
け、シフトしている。一実施形態において、このオフセ
ットは、オフセットが設けられている限り、いかなる量
であってもよい。このようにして、管状の芯２５０を通
じて形成される内孔に、流体源２６３によって供給され
る任意の流体は、内孔内に均一に分散し、管状の芯２５
０を通じて形成される複数の孔のすべてから流出する。

【００２５】この例において、ブラシ芯２００の第１の
端部２５３は、ネジ付き挿入部分２６２および延長部分
２６４を含む。このネジ付き挿入部分２６２および延長
部分２６４は、流体（例えば、化学物質、ＤＩ水、また
は混合液等）を管状の芯２５０の内孔２７０に送る適切
な流体ラインと接続する方法を提供する構造となってい
る。ブラシ芯２００の第２の端部２５１は、適切なブラ
シボックス機構に設置する際に、ブラシ芯２００の第２
の端部を保持する接続孔２５６を含む。さらに、管状の
芯２５０を固定し、ブラシボックスにおいてブラシ芯が
形成された軸線のまわりで回転する必要がある時にブラ
シ芯に回転力を加えることを可能にする複数のロッキン
グピンホール２５４が表示されている。

【００２６】図４Ａないし図４Ｃは、本発明の一実施形
態における、管状の芯２５０のための代替可能な溝形状
を示す。図４Ａに示すように、ブラシ１２０をブラシ芯
２００に取り付けたときに、複数の孔２６０を通じて供
給される任意の流体が、溝および管状の芯２５０の長さ
に沿って分散するように、管状の芯２５０に放射状溝２
５２を形成するようにしてもよい。図４Ｂは、溝２５２
ａの代替実施形態を示しており、管状の芯２５０の長さ
に沿って流体が分散するように、スロット付き溝が設け
られている。特定の実施形態においては、図４Ｃに示す
ように、溝をすべて排除し、ブラシ全体で流体を吸収し
均等に分散させるＰＶＡブラシの多孔性の高い性質に依
存するようにしてもよい。特定の適応において望ましけ
れば、溝の実際の形または形状を、変化させることが可
能であり、あるいは、完全に排除することが可能であ
る。

【００２７】図５Ａは、本発明の一実施形態におけるブ
ラシ芯２００の断面図を示す。例示するように、ブラシ
芯２００は、管状の芯２５０の内部の長さに沿って形成
される内孔２７０を含む。この断面図の上部に沿って描
かれている複数の孔２６０は、この断面図の底部に沿っ
て形成されている複数の孔２６０に対して、オフセット
されている。このオフセットの構成により、内孔２７０
の全長に渡る流体流の均一な分散が可能となり、複数の
孔２６０のそれぞれを通じた流体流の均一な流出が可能
となる。すなわち、この構成により、減少した圧力を有
する流体流が、迅速に内孔２７０を満たし、ブラシ芯２
００全体の複数の孔２６０から均等な流体の流れが放出
されるような平衡状態に達することが可能となる。した
がって、ブラシ芯２００の第１の端部２５３の近くに形
成された２６０ａ等の孔は、ブラシ芯２００の第２の端
部２５１の近くに形成された２６０ｂ等の孔と、同等の
流体の流出を示す。

【００２８】図５ＢおよびＣは、本発明の一実施形態に
おけるブラシ芯２００のＡ−ＡおよびＢ−Ｂの断面図を
示す。本例において、図５Ｂは、断面Ａ−Ａの断面図を
示しており、孔２６０がどのように管状の芯２５０の周
囲に配置されているかを示している。本例において、孔
は、管状の芯２５０の周囲の１２時、２時、４時、６
時、８時、１０時の位置に形成されている。しかしなが
ら、断面Ａ−Ａでは、１２時、４時、８時の位置の孔２
６０のみが内孔２７０を流れる流体流に対して露出して
いる。

【００２９】管状の芯２５０のラインに沿って形成され
た複数の孔２６０のオフセットの特徴により、図５Ｃに
示すＢ−Ｂでの断面図は、２時、６時、１０時の位置の
孔が流体流に対して露出していることを示している。好
適な実施形態において、内孔２７０は、約０．０６０イ
ンチ（１．５２４ｍｍ）〜約０．３５インチ（８．８９
ｍｍ）の範囲の直径を有している。直径は、約０．１２
５インチ（３．１７５ｍｍ）〜約０．３０インチ（７．
６２ｍｍ）の範囲であることが好ましく、約０．２５イ
ンチ（６．３５ｍｍ）であることが最も好ましい。な
お、内孔２７０の直径は、従来技術のブラシ芯のため
に、通常使用され、または、提案されるものに比べて、
かなり小さい。内孔２７０の直径を小さくすることによ
り、内孔２７０に入る流体流は、ブラシ芯２５０内の内
孔２７０の容積を迅速に満たすことがテストされた。

【００３０】内孔２７０内の容積が迅速に満たされるた
め、内孔２７０には迅速に圧力が加わり、管状の芯２５
０表面の周囲全体で、複数の孔２６０から素早く流体を
流出させることができる。この好適な実施形態におい
て、複数の孔２６０それぞれのは、約０．００５インチ
（０．１２７ｍｍ）〜約０．０９２インチ（２．３３６
８ｍｍ）の範囲の直径を有しており、直径は、約０．０
５０インチ（０．１２７ｍｍ）であることが最も好まし
い。なお、複数の孔２６０のそれぞれの直径は、かなり
小さくなっている。これは、ブラシ芯２００に供給され
た任意の流体流を、ブラシ芯２００の全長を通じて、よ
り均等に分散した状態で分散させるために、縮小された
内孔２７０の直径と関係している。前述のように、ＴＴ
Ｂ液の供給が、与えられた基板の表面材料を変化させる
ことを目的とする最新の化学物質の供給に用いられてい
ることを考慮すると、この技術における大きな改善であ
る。例えば、特定の材料層または膜をエッチングする作
業において、ＨＦを含む化学物質を半導体ウエハの表面
に塗布するとき、化学物質の不均一な塗布は、表面変化
に損傷を有する表面を発生させる。

【００３１】ブラシ芯２００の好適な設計特性について
続けると、ブラシ芯２００が３００ｍｍウエハのスクラ
ブ用に設計される場合、ブラシ芯は管状の芯２５０の周
囲に６つの溝２５２を有する。もちろん、より多くのま
たは少ない溝を用いるようにしてもよい（例えば、２〜
１２本の範囲の溝）。例えば、ブラシ芯２００の全長Ｌ
_A は、約１４インチ（３５５．６ｍｍ）であり、ブラシ
１２０は、約１３インチ（３３０．２ｍｍ）の長さＬ_B
を有する。この実施形態において、溝２５２の長さＬ_C
は、約１１インチ（２７９．４ｍｍ）である。なお、ブ
ラシ芯２００の長さは変化させてもよく、溝２５２内の
孔の数も変化させてもよい。

【００３２】図６は、本発明の実施形態における複数の
孔２６０を有する複数の溝２５２の簡略図を表してい
る。６つの溝が設けられる場合、溝は、１２時、２時、
４時、６時、８時、１０時の位置に設けられる。図示す
るように、１２時、４時、８時の位置の溝に沿った複数
の孔２６０の配置は、それぞれの溝２５２の同じ位置で
始まる。複数の孔２６０のそれぞれは、分離距離Ｓによ
って隔てられている。一実施形態において、分離距離
は、約１．２６インチ（３２．００４ｍｍ）である。

【００３３】分離距離Ｓは、選択された溝の長さに沿っ
て、等しい間隔を分配できるように選択される。したが
って、溝が長くまたは短くなる場合、分離距離Ｓは、与
えられた溝の所望の長さに適合するように、変更され
る。本発明の実施形態において、溝の長さは、約１１イ
ンチ（２７９．４ｍｍ）であり、複数の孔２６０のそれ
ぞれの間の分離距離は、上記のように約１．２６インチ
（３２．００４ｍｍ）である。２時、６時、１０時の位
置に形成された隣接する溝２５２の孔は、１２時、４
時、８時の位置に形成された第１の複数の溝の孔に対し
て、オフセットされている。

【００３４】このオフセットは、分離距離のパラメータ
Ｓの約半分であることが好ましい。図示するように、１
２時および２時の位置の溝間のオフセットは、約０．６
３インチ（１６．００２ｍｍ）のオフセット分離（Ｏ
Ｓ）によって形成される。なお、これらのパラメータ
は、単なる例示であり、内孔２７０に供給される流体の
均一な分散を確保するようにオフセット配置が維持され
る限り、変更可能である。

【００３５】なお、本発明のブラシ芯は、例えば、半導
体ウエハ、ハードドライブディスク、平面パネルディス
プレイなどの任意の種類の基板のスクラブに用いるため
に、変更可能である。また、ブラシ芯は、例えば、１０
０ｍｍウエハ、２００ｍｍウエハ、３００ｍｍウエハ、
大型ウエハ、小型ハードディスクなどの任意のサイズの
基板スクラブ用途向けに、変更可能である。さらに、ブ
ラシを通じて（ＴＴＢ）、例えば、ＤＩ水、アンモニア
含有混合化学物質、ＨＦ含有混合化学物質、界面活性剤
含有混合化学物質、他の多くの変種などの任意の数の流
体を供給することができる。

【００３６】以上の発明について、明確な理解を得る目
的から、ある程度詳細に説明してきたが、特許請求の範
囲内で特定の変更および修正を成し得ることは明らかで
あろう。したがって、本実施形態は制限的ではなく例示
的なものと考えられるべきであり、本発明はここで説明
した細部に限定されず、特許請求の範囲および各請求項
の均等物の範囲内で修正が可能である。

【図面の簡単な説明】

本発明は、添付図面を参照して、以下の詳細な説明によ
り容易に理解される。同様の参照番号は、同様の構造要
素を示す。

【図１Ａ】複数の孔を有する従来技術のブラシ芯を示す
簡略図である。

【図１Ｂ】洗浄制御ステーションによって自動的に制御
される本発明のウエハ洗浄ステーションを示す図であ
る。

【図１Ｃ】本発明の一実施形態におけるウエハ洗浄ステ
ーションの例のより詳細な図である。

【図２Ａ】本発明の一実施形態におけるウエハ上面およ
び底面をスクラブする一対のブラシの簡略化した三次元
図である。

【図２Ｂ】本発明の一実施形態におけるウエハのスクラ
ブに関する２種類の配置を示す断面図である。

【図２Ｃ】本発明の一実施形態におけるウエハのスクラ
ブに関する２種類の配置を示す断面図である。

【図３】本発明の一実施形態におけるブラシ芯の三次元
図である。

【図４Ａ】本発明の一実施形態における管状の芯の代替
可能な溝形状を示す図である。

【図４Ｂ】本発明の一実施形態における管状の芯の代替
可能な溝形状を示す図である。

【図４Ｃ】本発明の一実施形態における管状の芯の代替
可能な溝形状を示す図である。

【図５Ａ】本発明の一実施形態におけるブラシ芯の断面
図である。

【図５Ｂ】本発明の一実施形態におけるブラシ芯のＡ−
ＡおよびＢ−Ｂにおける断面図である。

【図５Ｃ】本発明の一実施形態におけるブラシ芯のＡ−
ＡおよびＢ−Ｂにおける断面図である。

【図６】本発明の一実施形態における複数の孔を有する
複数の溝を示す簡略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジュリア・エス．・スヴィアケフスキー アメリカ合衆国 カリフォルニア州95131 サン・ノゼ，マッケイ・ドライブ，1073 (72)発明者 ドナルド・イー．・アンダーソン アメリカ合衆国 カリフォルニア州95037 モーガン・ヒル，ダーニス・サークル, 2173 (72)発明者 マイク・ラブキン アメリカ合衆国 カリフォルニア州94087 サニーベイル，ウエスト・ニッカボッカ ー・ドライブ，1215 (72)発明者 ヘルムス・ダブリュ．・トレイキル アメリカ合衆国 カリフォルニア州95035 ミルピタス，モンテ・ドライブ，1193 (72)発明者 ロイ・ウィンストン・パスカル アメリカ合衆国 カリフォルニア州94587 ユニオン・シティ，オックスフォード・ ウェイ，30770 (72)発明者 ダグラス・ジー．・ガードナー アメリカ合衆国 カリフォルニア州95035 ミルピタス，カペラ・ウェイ，338

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板のスクラブに使用するためのブラシ
   芯であって、 第１の端部と第２の端部との間に延びる管状の芯と、 前記管状の芯の中央を通って形成された内孔と、 第１の複数の孔であって、前記第１の複数の孔の各孔
   は、前記管状の芯を通って形成されて前記内孔への経路
   を形成し、前記第１の複数の孔は、前記第１の端部と前
   記第２の端部との間に延びる第１のラインに沿って形成
   されている、前記第１の複数の孔と、 第２の複数の孔であって、前記第２の複数の孔の各孔
   は、前記管状の芯を通って形成されて内孔への経路を形
   成し、前記第２の複数の孔は、前記第１の端部と前記第
   ２の端部との間に延びる第２のラインに沿って形成され
   ている、前記第２の複数の孔と、を備え、 前記第１のラインと前記第２のラインとは、前記管状の
   芯の周りで反復され、 前記第１のラインと前記第２のラインとは、前記管状の
   芯の周りで交互になり、 前記第１の複数の孔の前記各孔は、前記第２の複数の孔
   の前記各孔に対して、オフセットされている、ブラシ
   芯。
2. 【請求項２】 請求項１記載の基板のスクラブに使用す
   るためのブラシ芯であって、 前記複数の第１のラインのそれぞれと前記複数の第２の
   ラインのそれぞれとは、前記管状の芯の外部表面に形成
   された溝に沿って構成される、ブラシ芯。
3. 【請求項３】 請求項２記載の基板のスクラブに使用す
   るためのブラシ芯であって、 前記第１の複数の孔の第１の孔は、前記第１の端部と前
   記第２の端部との間に延びる前記第１のラインに沿って
   形成された前記溝の開始位置に形成され、前記第２の複
   数の孔の第１の孔は、前記第１の端部と前記第２の端部
   との間に延びる前記第２のラインに沿って形成された前
   記溝の前記開始位置からオフセットした位置に形成され
   ている、ブラシ芯。
4. 【請求項４】 請求項３記載の基板のスクラブに使用す
   るためのブラシ芯であって、さらに、 前記ブラシ芯に適合するように形成されたブラシを備え
   る、ブラシ芯。
5. 【請求項５】 請求項１記載の基板のスクラブに使用す
   るためのブラシ芯であって、 前記第１および第２の複数の孔のそれぞれは、約０．０
   ０５インチ（０．１２７ｍｍ）ないし約０．０９２イン
   チ（２．３３６８ｍｍ）の範囲の直径を有する、ブラシ
   芯。
6. 【請求項６】 請求項５記載の基板のスクラブに使用す
   るためのブラシ芯であって、 前記内孔は、約０．０６０インチ（１．５２４ｍｍ）な
   いし約０．３５インチ（８．８９ｍｍ）の範囲の直径を
   有する、ブラシ芯。
7. 【請求項７】 請求項１記載の基板のスクラブに使用す
   るためのブラシ芯であって、 前記ブラシ芯は、１００ｍｍないし３００ｍｍの範囲の
   基板用に形成される、ブラシ芯。
8. 【請求項８】 請求項３記載の基板のスクラブに使用す
   るためのブラシ芯であって、 前記第１の複数の孔の前記第１の孔は、前記第２の複数
   の孔の前記第１の孔から、約０．３６インチ（９．１４
   ４ｍｍ）オフセットされており、前記第１および第２の
   複数の孔の各孔は、約１．２６インチ（３２．００４ｍ
   ｍ）ずつ離れている、ブラシ芯。
9. 【請求項９】 請求項２記載の基板のスクラブに使用す
   るためのブラシ芯であって、 前記第１の複数の孔は、３つの溝に沿って形成されてお
   り、前記第２の複数の孔は、３つの溝に沿って形成され
   ている、ブラシ芯。
10. 【請求項１０】 請求項２記載の基板のスクラブに使用
    するためのブラシ芯であって、 前記管状の芯の周囲には、２ないし１２本の溝が形成さ
    れている、ブラシ芯。
11. 【請求項１１】 請求項１記載の基板のスクラブに使用
    するためのブラシ芯であって、 前記第１の端部と前記第２の端部との間に延びる前記第
    １および第２の複数の孔から流体を散布するために、約
    １ＰＳＩないし３５ＰＳＩの範囲の圧力が前記内孔に与
    えられる、ブラシ芯。
12. 【請求項１２】 ブラシ芯であって、 第１の端部と第２の端部との間に延びるある長さを有す
    る管状の芯であって、前記第１の端部は、前記管状の芯
    の中央を通って形成され、かつ、前記管状の芯の内部の
    長さに沿って延びる、内孔への開口部を有する、前記管
    状の芯と、 前記管状の芯の長さ方向に延びる複数の第１のラインに
    沿って配置された第１の複数の孔であって、前記第１の
    複数の孔のそれぞれは、前記管状の芯の前記内孔への経
    路を形成する、前記第１の複数の孔と、 前記管状の芯の長さ方向に延びる複数の第２のラインに
    沿って配置された第２の複数の孔であって、前記第２の
    複数の孔のそれぞれは、前記管状の芯の前記内孔への経
    路を形成する、前記第２の複数の孔と、を備え、 前記複数の第１のラインおよび前記複数の第２のライン
    は、交互になり、 前記第１および第２の複数の孔の前記各孔は、等間隔で
    離れており、 前記第２の複数の孔の前記各孔は、前記第１の複数の孔
    の前記各孔に対して、オフセットされている、ブラシ
    芯。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載のブラシ芯であって、
    さらに、 前記第１および第２の複数のラインに沿って形成された
    複数の溝であって、前記複数の溝は、前記内孔から発し
    前記第１および第２の複数の孔から放出される流体を散
    布するための凹部を形成する、前記複数の溝を備える、
    ブラシ芯。
14. 【請求項１４】 請求項１２記載のブラシ芯であって、 前記第１および第２の複数の孔のそれぞれは、約０．０
    ０５インチ（０．１２７ｍｍ）ないし約０．０９２イン
    チ（２．３３６８ｍｍ）の範囲の直径を有する、ブラシ
    芯。
15. 【請求項１５】 請求項１２記載の基板のスクラブに使
    用するためのブラシ芯であって、 前記内孔は、約０．０６０インチ（１．５２４ｍｍ）な
    いし約０．３５インチ（８．８９ｍｍ）の範囲の直径を
    有する、ブラシ芯。
16. 【請求項１６】 請求項１２記載の基板のスクラブに使
    用するためのブラシ芯であって、 前記ブラシ芯は、１００ｍｍないし３００ｍｍの範囲の
    基板用に形成される、ブラシ芯。
17. 【請求項１７】 請求項１２記載の基板のスクラブに使
    用するためのブラシ芯であって、 前記第１および第２の複数の孔の等間隔で離れた配置を
    形成する間隔は、３００ｍｍのブラシ芯について、約
    １．２６インチ（３２．００４ｍｍ）であり、前記オフ
    セットは、約０．３６インチ（９．１４４ｍｍ）であ
    る、ブラシ芯。
18. 【請求項１８】 ブラシ芯を製造する方法であって、 基板全体に及ぶように形成されたある長さを有する管状
    の芯を準備するステップと、 前記管状の芯の中心を通る内孔を形成するステップと、 前記管状の芯の長さ方向に延びる複数の第１のラインに
    沿って配置される第１の複数の孔であって、前記第１の
    複数の孔のそれぞれは、前記管状の芯の前記内孔への経
    路を確立する、前記第１の複数の孔を形成するステップ
    と、 前記管状の芯の長さ方向に延びる複数の第２のラインに
    沿って配置される第２の複数の孔であって、前記第２の
    複数の孔のそれぞれは、前記管状の芯の前記内孔への経
    路を確立する、前記第２の複数の孔を形成するステップ
    と、を備え、 前記形成された第１の複数の孔は、前記形成された第２
    の複数の孔からオフセットされている、方法。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載のブラシ芯を製造する
    方法であって、さらに、 前記第１および第２の複数のラインに沿う複数の溝であ
    って、前記複数の溝は、前記内孔から発し前記第１およ
    び第２の複数の孔から放出される流体を散布するための
    凹部を形成する、前記複数の溝を形成するステップを備
    える、方法。
20. 【請求項２０】 請求項１８記載のブラシ芯を製造する
    方法であって、 前記第１および第２の複数の孔のそれぞれは、約０．０
    ０５インチ（０．１２７ｍｍ）ないし約０．０９２イン
    チ（２．３３６８ｍｍ）の範囲の直径を有する、方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載のブラシ芯を製造す
    る方法であって、 前記内孔は、約０．０６０インチ（１．５２４ｍｍ）な
    いし約０．３５インチ（８．８９ｍｍ）の範囲の直径を
    有する、方法。
22. 【請求項２２】 請求項２１記載のブラシ芯を製造する
    方法であって、さらに、 前記管状の芯の中心を通って形成された前記内孔に流体
    流を供給するステップを備え、前記供給された流体流
    は、約１ＰＳＩないし１５ＰＳＩの範囲の圧力を有す
    る、方法。
23. 【請求項２３】 請求項２２記載のブラシ芯を製造する
    方法であって、 前記流体流の圧力は、約１０ＰＳＩである、方法。