(57)【要約】【課題】一対の回転ブラシを用いた枚葉式洗浄方法において、半導体用基板の表面について洗浄能力を高めるとともに、半導体用基板の回転駆動手段を省略できるようにする。【解決手段】半導体用基板１をローラ４により回転自在に支持すると共に、半導体用基板１の表裏面に半導体用基板１の半径範囲に渡って各回転ブラシ２、３を接触させ、同一周速度で互いに逆方向に回転する前記２つの回転ブラシ２、３によって半導体用基板１を回転駆動する枚葉式ブラシ洗浄方法において、半導体用基板１の表面側の回転ブラシ２の周速度に対し、半導体用基板１の裏面側の回転ブラシ３の周速度を低下させ、半導体用基板１に与える総合的回転駆動力を低減させて、半導体用基板１を低速回転させ、半導体用基板１の表面に接触する回転ブラシ２と半導体用基板１の表面との間の周速度差を増大させて、半導体用基板１の表面の洗浄能力を上げ、高清浄度の洗浄を行うようにしている。【選択図】図１
2011233646.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板状の半導体用基板の周囲を複数のローラにより回転自在に支持すると共に、半導体用基板の表面および裏面の各面に半導体用基板の半径範囲に渡って各回転ブラシを接触させ、同一周速度で互いに逆方向に回転する前記２つの回転ブラシによって半導体用基板を挟み込むように配置し、前記回転ブラシの回転力で半導体用基板を回転駆動する枚葉式ブラシ洗浄方法において、半導体用基板の表面に接触する回転ブラシの周速度に対し、半導体用基板の裏面に接触する回転ブラシの周速度を低下させ、これによって両方の回転ブラシが発生する半導体用基板の総合的回転駆動力を低減させて、半導体用基板を低速回転させ、半導体用基板の表面に接触する回転ブラシと半導体用基板の表面との間の周速度差を増大させることにより、半導体用基板の表面の洗浄能力を上げ、当該表面側について高清浄度の洗浄を行う、ことを特徴とする半導体用基板の洗浄方法。
【請求項２】
円板状の半導体用基板の周囲を複数のローラにより回転自在に支持すると共に、半導体用基板の表面および裏面の各面に半導体用基板の半径範囲に渡って各回転ブラシを接触させ、同一周速度で互いに逆方向に回転する前記２つの回転ブラシによって半導体用基板を挟み込むように配置し、前記回転ブラシの回転力で半導体用基板を回転駆動する枚葉式ブラシ洗浄方法において、半導体用基板の裏面に接触する回転ブラシの周速度に対し、半導体用基板の表面に接触する回転ブラシの周速度を増加させ、これによって両方の回転ブラシが発生する半導体用基板の総合的回転駆動力を漸増させ、半導体用基板を高速回転させるが、それ以上の周速度で回転する半導体用基板の表面に接触する回転ブラシと半導体用基板の表面との間の周速度差を増大させることにより、半導体用基板の表面の洗浄能力を上げ、当該表面側について高清浄度の洗浄を行う、ことを特徴とする半導体用基板の洗浄方法。
【請求項３】
同じ外径の２つの回転ブラシを用い、それらの回転数を異ならせることによって、半導体用基板の表面に接触する回転ブラシの周速度に対し、半導体用基板の裏面に接触する回転ブラシの周速度を相対的に低下させる、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体用基板の洗浄方法。
【請求項４】
洗浄中に、円柱状の回転ブラシを軸線方向に往復移動させる、ことを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の半導体用基板の洗浄方法。
【請求項５】
円板状の半導体用基板の周囲を複数のローラにより回転自在に支持すると共に、半導体用基板の表面および裏面の各面に半導体用基板の半径範囲に渡って各回転ブラシを接触させ、互いに逆方向に回転する前記２つの回転ブラシによって半導体用基板を挟み込むように配置し、前記回転ブラシの回転力で半導体用基板を回転駆動する枚葉式ブラシ洗浄方法において、２つの回転ブラシのうち少なくともいずれか一方の接触範囲を半導体用基板の半径範囲を含み、半径範囲以上で直径範囲未満に設定し、前記半径範囲を超えて半導体用基板に接触する回転ブラシの部分が半導体用基板に与える回転駆動力が、半径範囲で接触する回転ブラシの部分が半導体用基板に与える回転駆動力と逆方向の回転駆動力となることによって、両方の回転ブラシが発生する半導体用基板の総合的回転駆動力を低減させ、半導体用基板を低速回転させ、半導体用基板の表面に接触する回転ブラシと半導体用基板の表面との間の周速度差を増大させることにより、半導体用基板の表面の洗浄能力を上げ、当該表面側について高清浄度の洗浄を行う、ことを特徴とする半導体用基板の洗浄方法。
【請求項６】
同じ外径の２つの回転ブラシを用い、２つの回転ブラシの回転数を一致させることによって、一方の回転ブラシの周速度と他方の回転ブラシの周速度とを同一値に設定する、ことを特徴とする請求項５記載の半導体用基板の洗浄方法。
【請求項７】
異なる外径の２つの回転ブラシを用い、２つの回転ブラシの回転数をそれぞれ調節することによって、一方の回転ブラシの周速度と他方の回転ブラシの周速度とを同一値に設定する、ことを特徴とする請求項５記載の半導体用基板の洗浄方法。
【請求項８】
洗浄中に、円柱状の回転ブラシを回転の軸線方向に往復移動させる、ことを特徴とする請求項５、請求項６または請求項７記載の半導体用基板の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、枚葉式ブラシ洗浄による半導体用基板の洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体用基板の一例として、サファイアウエハーが挙げられる。サファイアウエハーは主に、精密研磨した基板表面上に窒化ガリウムをエピタキシャル成長させるときに使われるため、基板表面に高い表面清浄度が必要とされる。
【０００３】
半導体用基板の洗浄方法は、大きく分けて次の２つがある。１つの方法は、酸もしくはアルカリ性の薬液を充填させた槽に、複数枚の半導体用基板を浸漬させて、超音波等を当てることにより基板表面を洗浄するバッチ式洗浄である。もう１つの方法は、酸もしくはアルカリ性の薬液を流しながら、ブラシ等を用いて基板表面をを１枚ずつ洗浄する枚葉式ブラシ洗浄である。
【０００４】
特許文献１は、枚葉式ブラシ洗浄方法を例示している。特許文献１の技術によると、ウエハーはその外周の端面で複数の鼓状ローラで支持され、それらの鼓状ローラの駆動によって回転するようになっており、上下一対のローラ型洗浄用ブラシは、ウエハーの上下面を挟んで、回転するように設置されている。洗浄時に、スラリー（研磨液）がウエハーの上下面に供給され、ローラ型洗浄用ブラシは、それぞれ逆方向に等速で回転することによって、ウエハーの上下面の洗浄を行う。
【０００５】
枚葉式ブラシ洗浄方法において、レンズやガラス基板を洗浄する際には、表裏両面にほぼ同等の清浄度が求められるため、通常、上下のブラシの回転数は同数に設定される。
【０００６】
しかし、サファイアウエハーやその他の半導体用基板のように、エピタキシャル成長用基板として用いられるウエハーの洗浄においては、裏面について汚染物の表面への回りこみが無い程度の清浄度は必要ではあるが、表面はエピタキシャル成長させるために最も良好な清浄度でなければならない。よって、多少は裏面の清浄度を犠牲にしても、表面について高い清浄度が必要とされる。
【０００７】
また、特許文献１の技術によると、ウエハーの回転のために、複数の鼓状ローラに専用の駆動手段が必要となり、駆動部の構造が複雑になる。ウエハーの供給保持・取り出しに際しても、鼓状ローラの退避が不可欠となり、鼓状ローラの支持手段や退避手段に特別な構成が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−６２５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、本発明の課題は、一対の回転ブラシを用いた枚葉式洗浄方法において、円板状の半導体用基板の表面について、洗浄能力を高め、より高清浄度の半導体用基板を安定して製造できるようにするとともに、半導体用基板の回転のための駆動手段を省略できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題の達成のために、本発明は、円板状の半導体用基板の周囲を複数のローラにより回転自在に支持すると共に、半導体用基板の表面および裏面の各面に半導体用基板の半径範囲に渡って各回転ブラシを接触させ、同一周速度で互いに逆方向に回転する前記２つの回転ブラシによって半導体用基板を挟み込むように配置し、前記回転ブラシの回転力で半導体用基板を回転駆動する枚葉式ブラシ洗浄方法において、半導体用基板の表面に接触する回転ブラシの周速度に対し、半導体用基板の裏面に接触する回転ブラシの周速度を低下させ、これによって両方の回転ブラシが発生する半導体用基板の総合的回転駆動力を低減させて、半導体用基板を低速回転させ、半導体用基板の表面に接触する回転ブラシと半導体用基板の表面との間の周速度差を増大させることにより、半導体用基板の表面の洗浄能力を上げ、当該表面側について高清浄度の洗浄を行うようにしている（請求項１）。
【００１１】
また、本発明は、円板状の半導体用基板の周囲を複数のローラにより回転自在に支持すると共に、半導体用基板の表面および裏面の各面に半導体用基板の半径範囲に渡って各回転ブラシを接触させ、同一周速度で互いに逆方向に回転する前記２つの回転ブラシによって半導体用基板を挟み込むように配置し、前記回転ブラシの回転力で半導体用基板を回転駆動する枚葉式ブラシ洗浄方法において、半導体用基板の裏面に接触する回転ブラシの周速度に対し、半導体用基板の表面に接触する回転ブラシの周速度を増加させ、これによって両方の回転ブラシが発生する半導体用基板の総合的回転駆動力を漸増させ、半導体用基板を高速回転させるが、それ以上の周速度で回転する半導体用基板の表面に接触する回転ブラシと半導体用基板の表面との間の周速度差を増大させることにより、半導体用基板の表面の洗浄能力を上げ、当該表面側について高清浄度の洗浄を行うようにしている（請求項２）。
【００１２】
上記のように、半導体用基板の表面についての高清浄度は、半導体用基板の裏面に接触する回転ブラシの周速度を低下させる（請求項１）か、または半導体用基板の表面に接触する回転ブラシの周速度を増加させる（請求項２）ことによって設定している。
【００１３】
そして、本発明は、上記の発明（請求項１または請求項２）において、同じ外径の２つの回転ブラシを用い、それらの回転数を異ならせることによって、半導体用基板の表面に接触する回転ブラシの周速度に対し、半導体用基板の裏面に接触する回転ブラシの周速度を相対的に低下させている（請求項３）。
【００１４】
さらに、本発明は、上記の発明（請求項１または請求項２）において、洗浄中に、円柱状の回転ブラシを軸線方向に往復移動させている（請求項４）。
【００１５】
また、本発明は、円板状の半導体用基板の周囲を複数のローラにより回転自在に支持すると共に、半導体用基板の表面および裏面の各面に半導体用基板の半径範囲に渡って各回転ブラシを接触させ、互いに逆方向に回転する前記２つの回転ブラシによって半導体用基板を挟み込むように配置し、前記回転ブラシの回転力で半導体用基板を回転駆動する枚葉式ブラシ洗浄方法において、２つの回転ブラシのうち少なくともいずれか一方の接触範囲を、半導体用基板の半径範囲を含み、半径範囲以上で直径範囲未満に設定し、前記半径範囲を超えて半導体用基板に接触する回転ブラシの部分が半導体用基板に与える回転駆動力が、半径範囲で接触する回転ブラシの部分が半導体用基板に与える回転駆動力と逆方向の回転駆動力となることによって、両方の回転ブラシが発生する半導体用基板の総合的回転駆動力を低減させ、半導体用基板を低速回転させ、半導体用基板の表面に接触する回転ブラシと半導体用基板の表面との間の周速度差を増大させることにより、半導体用基板の表面の洗浄能力を上げ、当該表面側について高清浄度の洗浄を行うようにしている（請求項５）。
【００１６】
本発明は、上記の発明（請求項５）において、同じ外径の２つの回転ブラシを用い、２つの回転ブラシの回転数を一致させることによって、一方の回転ブラシの周速度と他方の回転ブラシの周速度とを同一値に設定している（請求項６）。
【００１７】
また、本発明は、上記の発明（請求項５）において、異なる外径の２つの回転ブラシを用い、２つの回転ブラシの回転数をそれぞれ調節することによって、一方の回転ブラシの周速度と他方の回転ブラシの周速度とを同一値に設定している（請求項７）。
【００１８】
さらに、本発明は、上記の発明（請求項５、請求項６または請求項７）において、洗浄中に、円柱状の回転ブラシを回転の軸線方向に往復移動させている（請求項８）。
【００１９】
枚葉式ブラシ洗浄における洗浄効果は、酸もしくはアルカリ性の薬液の性質に起因する化学的作用と、回転ブラシと半導体用基板との摩擦力に起因する物理的作用とによって得られる。前記のように、本発明は、半導体用基板の表面について半導体用基板の表面に接触する回転ブラシと半導体用基板の表面との間の周速度差を増大させることによって、物理的洗浄作用の効果を上げ、これにより半導体用基板の表面について高い表面清浄度を実現している。
【００２０】
回転ブラシと半導体用基板との単位時間当たりの接触面積、すなわち半導体用基板上の回転ブラシの拭き掃い面積は、それぞれの間の相対速度に比例する。よって回転ブラシの周速度に対して、相対的に半導体用基板を低速にすることで、これらの間の相対速度は高まり、単位時間当たりの接触面積を大きく設定できる。単位時間当たりの接触面積が大きいほど回転ブラシと半導体用基板の接触面との摩擦力による物理的洗浄効果が大きくなり、結果としてその面について高い清浄度が得られる。
【００２１】
そして、２つの回転ブラシと半導体用基板の表裏の接触面との摩擦力は、回転ブラシの接触範囲が半導体用基板の回転中心に関して左右非対称であることから、回転中心の左右に接触する回転ブラシのそれぞれの接触範囲が半導体用基板に与える回転駆動力の差が、半導体用基板に対する総合的回転駆動力となって、半導体用基板を回転させることになる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、枚葉式ブラシ洗浄において、半導体用基板の表面に接触する回転ブラシと半導体用基板の表面との間の周速度差を増大させることにより、半導体用基板の表面の洗浄能力が上げられ、当該表面側について高清浄度の洗浄が可能となり、しかも、対となる２つの回転ブラシと半導体用基板の表面との間の周速度差によって、半導体用基板が回転するため、半導体用基板の回転用駆動手段が不要となり、半導体用基板の支持手段の構造が簡素化できる（請求項１および請求項２）。
【００２３】
半導体用基板の表面についての高清浄度は、半導体用基板の裏面に接触する回転ブラシの周速度を低下させる（請求項１）か、または半導体用基板の表面に接触する回転ブラシの周速度を増加させる（請求項２）ことによって設定できるから、半導体用基板の種類や目標の清浄度に応じて適宜対応できる。
【００２４】
同じ外径の２つの回転ブラシを用い、それらの回転数を異ならせることによって、半導体用基板の表面に接触する回転ブラシの周速度に対し、半導体用基板の裏面に接触する回転ブラシの周速度を低下させれば、２つの回転ブラシの製造や、それらの回転駆動部分の構造、制御が同じとなるという、製作上、利用上の利点がある（請求項３）。
【００２５】
洗浄中に、円柱状の回転ブラシが回転の軸線方向に往復移動しておれば、特定の円周方向での局所的な清浄むらや磨滅がなくなり、滑らかで均一な仕上げ面が得られる（請求項４）。
【００２６】
また、２つの回転ブラシのうち少なくともいずれか一方の接触範囲を半導体用基板の半径範囲を含み、半径範囲以上で直径範囲未満に設定し、前記半径範囲を超えて半導体用基板に接触する回転ブラシの部分が半導体用基板の回転力に対してブレーキ力を発生させれば、半導体用基板の総合的回転駆動力が調節でき、これにより半導体用基板の表面に接触する回転ブラシの相対的周速度、半導体用基板の回転数などの設定の自由度が向上する（請求項５）。
【００２７】
同じ外径の２つの回転ブラシを用い、２つの回転ブラシの回転数を一致させることによって、一方の回転ブラシの周速度と他方の回転ブラシの周速度とを同一値に設定すれば、２つの回転ブラシの製造や、それらの回転駆動部分の構造、制御が同じとなるという、製作上、利用上の利点がある（請求項６）。
【００２８】
異なる外径の２つの回転ブラシを用い、２つの回転ブラシの回転数をそれぞれ調節することによって、一方の回転ブラシの周速度と他方の回転ブラシの周速度とを同一値に設定するようにすれば、半導体用基板の表面に対応する回転ブラシの外径が任意に設計できる（請求項７）。
【００２９】
洗浄中に、円柱状の回転ブラシを回転の軸線方向に往復移動させれば、特定の円周方向での局所的な清浄むらや磨滅がなくなり、滑らかで均一な仕上げ面が得られる（請求項８）。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の代表的な例による半導体用基板の洗浄方法を模式的に表した平面図である。
【図２】本発明の上記例による半導体用基板の洗浄方法を模式的に表した側面図である。
【図３】本発明の上記例による半導体用基板の洗浄方法において、周速度の関係の説明図である。
【図４】本発明の他の例による半導体用基板の洗浄方法を模式的に表した平面図である。
【図５】本発明の上記他の例による半導体用基板の洗浄方法を模式的に表した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１ないし図３は、本発明の代表的な例による半導体用基板の洗浄方法を模式的に表しており、請求項１ないし請求項４に対応している。
【００３２】
図１および図２において、被洗浄対象の円板状の半導体用基板１は、洗浄に適する姿勢例えば水平な状態とし、周囲で複数の支え用のローラ４、一例として、半導体用基板に内接する三角形の頂点位置に略対応する３個の支え用のローラ４により支えられ、半導体用基板が洗浄位置において自由に回転できるように支持されている。それらのローラ４は、位置決めのために中心円錐付き台形であり、垂直方向の軸線を中心に回転自在に配置されている。
【００３３】
洗浄用の一対の回転ブラシ２、３は、一例として同じ外径の円柱体で、半導体用基板１の半径にほぼ等しい長さであり、半導体用基板１の表裏の各面において、少なくとも半導体用基板１の半径の範囲に渡って、半導体用基板１を挟み込むように配置され、半導体用基板１の半径方向にそってブラシ面を線接触させている。
【００３４】
上下一対の回転ブラシ２、３は、半導体用基板１の洗浄位置への搬入・セッテング時に後退位置にあって上下離間して待機しており、半導体用基板１を３個のローラ４で支持させた後に、洗浄動作のために、後退位置から半導体用基板１の半径方向に進出し、半導体用基板１の半径の範囲に渡って、半導体用基板１を上下から所定の力（半導体用基板１の表裏面に対する垂直な力）で挟み込む。初期設定の状態で、２つの回転ブラシ２、３は、半導体用基板１を上下から挟み込み、同一周速度で互いに逆方向に回転し、回転ブラシ２、３の回転力で半導体用基板１を回転駆動する。
【００３５】
なお、回転ブラシ２、３は、合成樹脂などにより円柱体として成形されており、円柱体の外周面の多数のブラシは、ナイロン、モヘアその他の洗浄用材料により突起状ないし束状として形成されている。これらの回転ブラシ２、３は、図示しないが、それぞれモータなどの個別の駆動手段によって所定の回転条件で回転するようになっている。
【００３６】
洗浄時に、作業員は、半導体用基板１に洗浄用の薬液を供給しながら、半導体用基板１の上側の表面に接する回転ブラシ２の回転を反時計方向に高速１００ｒｐｍとして設定し、下側の裏面に接する回転ブラシ３の回転を時計方向に高速１００ｒｐｍから低速５０ｒｐｍに低減して設定することによって、半導体用基板１の表面に接触する回転ブラシ２の周速度に対し、半導体用基板１の裏面に接触する回転ブラシ３の周速度を低下させ、それらの周速度差を増大させる。
【００３７】
このような状態に設定すると、半導体用基板１は、半導体用基板１の半径の範囲において、上下の回転ブラシ２、３の回転力を摩擦的に受け、半導体用基板１の表裏両方の基板面と各回転ブラシ２、３との摩擦力の大きさ、寸法にもよるが、回転ブラシ２、３による総合的回転駆動力によって、例えば下側の低速の回転ブラシ３よりもさらに低い３５ｒｐｍ前後に抑えられた状態で、回転ブラシ２、３の回転に追従回転をする。この追従回転のために、半導体用基板１について専用の回転駆動手段は、不要となる。なお、半導体基板１の回転速度は、半導体基板１や回転ブラシ２、３の大きさ（直径）に依存するため、それらの大きさの設定によっては、回転ブラシ２、３よりも速くすることもできる。
【００３８】
図３は、半導体用基板１の最外周位置での周速度Ｖ１、上下の回転ブラシ２、３の周速度Ｖ２、Ｖ３の関係を示している。円柱状の回転ブラシ２、３の回転時に、それぞれの周速度Ｖ２、Ｖ３は回転ブラシ１の幅のどの位置でも同じ大きさである。これに対して、半導体用基板１の周速度は、回転の中心位置で小さく、中心から離れるほど大きくなるが、最外周位置での周速度Ｖ１は、半導体用基板１の表裏面と各回転ブラシ２、３との間に作用する摩擦力や滑りの釣合いによって決定される。
【００３９】
半導体用基板１が下側の低速の回転ブラシ３よりもさらに低速の３５ｒｐｍ前後で回転しているため、半導体用基板１の各面とそれぞれの回転ブラシ２、３との間に回転差つまり周速度差が発生し、この周速度差によって半導体用基板１の各面と各回転ブラシ２、３との間に擦り合いが起きる。このとき、半導体用基板１の表面と上側の回転ブラシ２との間の周速度差は、半導体用基板１の裏面と下側の回転ブラシ３との間の周速度差よりも大きくなっているため、上側での半導体用基板１の表面と回転ブラシ２との単位時間当たりの接触面積が下側での単位時間当たり接触面積より大きくなる。このために、上側の表面の洗浄能力は、下側面の洗浄能力に比べて高いものとなる。なお、半導体用基板１の半径方向において、周速度差は半導体用基板１の回転の中心位置で外周位置よりも大きくなるため、洗浄能力は、回転の中心位置で外周位置よりも高いものとなる。
【００４０】
なお、それぞれの回転ブラシ２、３の回転方向が互いに逆方向に回転させ、各回転数を変えると、比較的穏やかな洗浄効果が得られる点で有利である。
【実施例１】
【００４１】
オリエンテーションフラットを有する、直径約７５ｍｍ、厚さ約０．５５ｍｍの片面研磨された半導体用基板としてのサファイアウエハーを本発明にもとづいて、枚葉式ブラシで薬液を供給しながら洗浄するときに、上側の回転ブラシの回転数を１００ｒｐｍに固定し、下側の回転ブラシ回転数を１００ｒｐｍ、５０ｒｐｍ、１０ｒｐｍと回転条件を変えて洗浄を行った実施例１を説明する。ただし、各条件とも洗浄時間は、１枚あたり５分で同じである。
【００４２】
表１に、各条件下での枚葉式ブラシ洗浄後のサファイアウエハー表面上の残留パーティクル数を示す。なお、各条件につき１２０枚のサファイアウエハーを洗浄し、残留パーティクルの評価は、光学式表面欠陥検査装置（ＫＬＡ−Ｔｅｎｃｏｒ社製、ｃａｎｄｅｌ−ＣＳ１０）を用いた。なお、カウントするパーティクルの大きさは清浄度に応じて設定する。本実施例では、０．１μｍ以上のパーティクルをカウントした。
【００４３】
【表１】
2011233646.tif 000003
【００４４】
表２に下側の回転ブラシの回転数を変えたときの、被洗浄用のサファイアウエハー自体の回転数を示す。下側の回転ブラシの回転方向はいずれも上側の回転ブラシに対して逆方向回転である。
【００４５】
【表２】
2011233646.tif 000004
【００４６】
表２より、下側の回転ブラシの回転数を遅くすることで、サファイアウエハーの回転数を落とすことができることがわかる。また、表１から下側の回転ブラシの回転数を落とすことで、サファイアウエハーの表面の残留パーティクル数は平均値や、ばらつきも少なくなっていることがわかる。これらのことから、被洗浄体としてのサファイアウエハーの回転数を遅くすることによって、上側の回転ブラシとサファイアウエハーとの単位時間当たりの接触面積が増え、その結果的に洗浄能力が向上し、サファイアウエハー上側の表面清浄度が上がっているということが判る。
【００４７】
この結果、本発明により高清浄度の表面を持つ半導体用基板を安定して生産できることになる。
【００４８】
前記の例は、請求項１、請求項３および請求項４に基づいて、半導体用基板１の裏面に接触する回転ブラシ３の周速度を低下させて、半導体用基板１の表面についての高清浄度を確保しているが、これとは逆に、請求項２に基づいて、半導体用基板１の表面に接触する回転ブラシ２の周速度を増加させて、半導体用基板１の表面についての高清浄度を確保することもできる。
【００４９】
次に、前記の図１、図２および図３の例は、回転ブラシ２、３の長さを半導体用基板１の半径とほぼ等しくしているが、本発明は、同様の枚葉式ブラシ洗浄方法において、請求項５、請求項６、請求項７および請求項８に基づいて、２つの回転ブラシ２、３の双方、または少なくともいずれか一方の長さを半導体用基板１の半径よりも大きく、直径範囲未満に設定することもできる。
【００５０】
具体的に説明すると、図４および図５において、円板状の半導体用基板１は、その周囲を複数の支え用のローラ４により回転自在に支持すると共に、半導体用基板１の表面および裏面の各面で半導体用基板１の半径範囲に渡って各回転ブラシ２、３に接触している。回転ブラシ２、３は、半導体用基板１を挟み込んでおり、同一周速度で互いに逆方向に回転するようになっており、その回転力で半導体用基板１を回転駆動する。
【００５１】
２つの回転ブラシ２、３のうち少なくともいずれか一方、例えば下側の回転ブラシ３は半導体用基板１に対する接触範囲をその半径範囲を含み、半径範囲以上で直径範囲未満の長さに設定されている。
【００５２】
下側の回転ブラシ３において、半径範囲を超えて半導体用基板１に接触する部分も、半導体用基板１に回転駆動力を与えるが、その回転駆動力は、半径範囲で接触する回転ブラシ３の部分が半導体用基板１に与える回転駆動力に対して逆方向の回転駆動力となっている。これによって両方の回転ブラシ２、３が発生する半導体用基板１に対する総合的回転駆動力は、両方の回転ブラシ２、３が半径範囲でのみ発生する半導体用基板１に対する総合的回転駆動力よりも低減しており、半導体用基板１を低速回転させる。この結果、半導体用基板１の表面に接触する回転ブラシ２と半導体用基板１の表面との間の周速度差は、増大することになり、半導体用基板１の表面の洗浄能力を上げ、当該表面側について高清浄度の洗浄を行う。
【００５３】
図４および図５の例は、同じ外径の２つの回転ブラシ２、３を用い、２つの回転ブラシ２、３の回転数を一致させることによって、一方の回転ブラシ２の周速度と他方の回転ブラシ３の周速度とを同一値に設定している。
【００５４】
もちろん、半導体用基板１の低速回転は、図示しないが、異なる外径の２つの回転ブラシ２、３を用い、２つの回転ブラシ２、３の回転数をそれぞれ調節することによって、一方の回転ブラシ２の周速度と他方の回転ブラシ３の周速度とを同一値に設定した場合にも達成することもできる。
【００５５】
そして、図４および図５の例でも、洗浄中に、円柱状の回転ブラシ２、３、特に表面側の回転ブラシ２を回転の軸線方向に往復移動させてもよい。そのようにすると、半導体用基板１の表面の特定の洗浄位置で円周方向の洗浄むらがなくなる点で有利である。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明において、半導体用基板１は、水平面に限らず、垂直面あるいは傾斜面上で保持することもできる。
【符号の説明】
【００５７】
１  半導体用基板
２  回転ブラシ
３  回転ブラシ
４  支え用のローラ
Ｖ１  半導体用基板１の最外周位置での周速度
Ｖ２  回転ブラシ２の周速度
Ｖ３  回転ブラシ３の周速度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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