(57)【要約】【課題】【解決手段】基板（２１６）の処理に用いられる装置は、長さにわたって延びるブラシ容器（２１２）を備える。ブラシ容器（２１２）は、基板（２１６）の表面の上に配置されるように構成され、基板（２１６）に近接して配置されるように構成された開口領域を有する。開口領域は、ブラシ容器（２１２）の長さにわたって延びており、ブラシ容器（２１２）内からのフォーム（４１０）が、基板（２１６）の表面に接触することを可能にする。また、基板洗浄システムと基板を洗浄するための方法とが開示される。【選択図】図４
2007517412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の処理に用いられる装置であって、
長さにわたって延びるブラシ容器を備え、
前記ブラシ容器は、前記基板の表面の上方に配置されるように構成され、
前記ブラシ容器は、前記基板に近接して配置されるように構成された開口領域を有し、
前記開口領域は、前記ブラシ容器内からのフォームが、前記基板の存在時に前記基板の前記表面に接触することを可能にし、
前記開口領域は、前記ブラシ容器の前記長さにわたって延びる、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって、
前記ブラシ容器は、管状の形状を有する、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって、
前記ブラシ容器の前記長さは、ブラシの長さにわたって延びるように構成されている、装置。
【請求項４】
基板の処理に用いられるブラシ容器であって、
ブラシを囲むように構成された細長い容器を備え、
前記細長い容器は、前記基板の表面の上方に配置されるように構成され、
前記細長い容器は、長さを規定する両端と、前記細長い容器の前記長さに沿う開口領域と、を有し、
前記開口領域は、前記ブラシの存在時に前記ブラシの表面が、前記基板の存在時に前記基板の前記表面に接触することを可能にするように、前記基板の前記表面の上方に配置されるように構成されている、ブラシ容器。
【請求項５】
請求項４に記載のブラシ容器であって、さらに、
前記細長い容器の前記長さに沿うフランジであって、前記細長い容器の外面から外に向かって半径方向に延びる前記フランジを備え、
前記フランジは、前記基板の存在時に、前記基板の前記表面とほぼ並行な表面を規定する、ブラシ容器。
【請求項６】
請求項５に記載のブラシ容器であって、
前記フランジの前記表面と、前記基板の存在時の前記基板の前記表面と、の間の空間は、密なフォームの生成を可能にするギャップを規定する、ブラシ容器。
【請求項７】
請求項６に記載のブラシ容器であって、
前記ギャップは、約０．１ｍｍから約５ｍｍの寸法を有する、ブラシ容器。
【請求項８】
請求項５に記載のブラシ容器であって、
前記フランジは、前記基板の存在時に前記基板の前記表面から、密なフォームの崩壊によって生じる液体を除去するように構成された導管を有する、ブラシ容器。
【請求項９】
請求項４に記載のブラシ容器であって、
前記ブラシ容器の前記長さは、ブラシの長さにわたって延びるように構成されている、ブラシ容器。
【請求項１０】
請求項４に記載のブラシ容器であって、
前記開口領域は、前記細長い容器の前記長さにわたって延びる、ブラシ容器。
【請求項１１】
基板洗浄システムであって、
第１のブラシ容器と、
前記第１のブラシ容器内に部分的に囲まれ、基板の表面の上方に配置されるように構成された第１のブラシと、
第１の駆動ローラと、
第２の駆動ローラと、
を備え、
前記第１および第２の駆動ローラは、前記基板の縁部を受け、前記第１の部分的に囲まれたブラシの下方に前記基板が配置された場合に、前記基板を支持して回転させるように構成されている、基板洗浄システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の基板洗浄システムであって、さらに、
第２のブラシ容器と、
前記第２のブラシ容器内に部分的に囲まれた第２のブラシと、
を備え、
前記第２の部分的に囲まれたブラシは、前記第１および第２の部分的に囲まれたブラシの間に前記基板を受け入れるように、前記第１の部分的に囲まれたブラシに向けて配置されている、基板洗浄システム。
【請求項１３】
基板を洗浄するための方法であって、
前記基板の表面にフォームを供給する工程と、
前記基板の前記表面をブラシでこする工程と、
前記フォームに圧力を掛ける工程と、
前記圧力を掛けられたフォームを送って密なフォームを生成する工程と、
を備え、
前記基板の前記表面をブラシでこする工程と、前記圧力を掛けられたフォームを前記基板の前記表面全体に送る工程とは、前記基板の前記表面からの粒子の除去を促進する、方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、さらに、
前記フォームを用いて前記基板の前記表面を化学的に処理する工程を備え、
前記化学処理は、前記基板の前記表面からの前記粒子の除去を促進する、方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、
前記フォームを用いて前記基板の前記表面を化学的に処理する工程は、
前記フォーム内の泡を破裂させて、前記基板の前記表面上に気体および液体を放出させる工程を備え、
前記気体および前記液体は、前記基板の前記表面からの前記粒子の除去を促進する、方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
前記気体は、オゾン（Ｏ3）、酸素（Ｏ2）、塩酸（ＨＣｌ）、フッ酸（ＨＦ）、窒素（Ｎ2）、アルゴン（Ａｒ）のうちの１または複数によって構成されている、方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載の方法であって、
前記液体は、水（Ｈ2Ｏ）、脱イオン水（ＤＩＷ）、洗浄流体、界面活性剤のうちの１または複数によって構成されている、方法。
【請求項１８】
請求項１３に記載の方法であって、
前記密なフォームへの前記圧力は、前記密なフォームに対してせん断力を引き起こす、方法。
【請求項１９】
請求項１３に記載の方法であって、
前記フォームに圧力を掛ける工程は、
ブラシを通して気体および液体を供給する工程を備え、
前記気体および前記液体の前記供給は、前記フォームへの圧力の生成を可能にする、方法。
【請求項２０】
請求項１３に記載の方法であって、
前記圧力を掛けられたフォームを送って密なフォームを生成する工程は、
前記圧力を掛けられたフォームを、ブラシ容器の表面と前記基板の前記表面との間の空間によって規定されるギャップ内に送る工程を備える、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造に関し、特に、基板の処理に用いられる装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の製造では、基板（例えば、半導体ウエハ）の洗浄を実行する必要がある。例えば、半導体ウエハ上に電子素子を加工する処理は、多くの層を蒸着および除去する複雑な処理を含む。通例、層材料のパターニングは、半導体ウエハ上に有機フォトレジストを施す工程を含む。プラズマ化学によって対象の材料をエッチングした後に、半導体は、有機フォトレジストを除去するために洗浄される必要がある。有機フォトレジストを除去しないと、有機フォトレジストは、半導体ウエハを汚染し、半導体ウエハ上の電子素子に損傷を与える。さらに、化学機械研磨（ＣＭＰ）動作の後には、残留粒子または膜が、半導体ウエハの表面上に残される。同様に、これらの残留粒子または膜は、ウエハ表面上のスクラッチ傷など、ウエハ上の素子を動作不能にしうる欠陥を引き起こす場合がある。素子の損傷を避けるために、ウエハは、ＣＭＰ動作の後にも洗浄される必要がある。すなわち、洗浄動作は、半導体素子を加工する処理を通して、何度も繰り返される非常に重要な工程である。
【０００３】
図１は、半導体ウエハの洗浄に用いられる従来のシステムを示す簡略な側面図である。洗浄システムは、２つのブラシ１１０を備え、２つのブラシは間に半導体ウエハ１１２を受け入れるように構成されている。半導体ウエハ１１２の表面にフォーム(foam)１１４が供給され、ブラシ１１０は、回転することにより、半導体ウエハの表面をこすって、粒子および膜を除去する。開いた環境でフォーム１１４を供給する際の問題は、フォームの成長が、ブラシ１１０の周辺で乱れるために、フォームを半導体ウエハ１１２の特定の表面領域に導くことができないことである。換言すると、フォーム１１４の流れは、開いた環境で供給された場合には、制御が困難である。さらに、フォーム１１４の特性が異なると、洗浄能力も異なり、フォーム１１４の特性も、開いた環境で供給された場合には、制御が困難である。さらに、半導体ウエハ１１２の表面にわたって一様な分布を確保するために、大量なフォームが必要となることから、開いた環境でのフォーム１１４の供給は無駄が多い。
【０００４】
以上の点から、フォームの使用を節約すると共に、半導体ウエハの表面に供給される際のフォームの物理特性および流れを制御することが必要である。
【発明の開示】
【０００５】
概して、本発明は、これらの要求を満たすために、基板を洗浄するための装置および方法を提供する。本発明は、処理、装置、システム、コンピュータ読み取り可能な媒体、または、デバイスを含む種々の形態で実施できることを理解されたい。以下では、本発明の実施形態をいくつか説明する。
【０００６】
本発明の第１の態様によると、基板の処理に用いられる装置が提供される。この装置は、長さにわたって延びるブラシ容器を備える。ブラシ容器は、基板の表面の上方に配置されるように構成されており、基板に近接して配置されるように構成された開口領域を有する。開口領域は、ブラシ容器の長さにわたって延び、ブラシ容器内からのフォームが基板の表面に接触することを可能にする。
【０００７】
本発明の第２の態様によると、基板の処理に用いられるブラシ容器が提供される。ブラシ容器は、ブラシを囲むように構成された細長い容器を備える。細長い容器は、基板の表面の上方に配置されるように構成されており、長さを規定する両端を有する。さらに、細長い容器は、細長い容器の長さに沿って開口領域を有する。開口領域は、基板の表面の上方に配置されるように構成されており、ブラシの表面が基板の表面と接触することを可能にする。
【０００８】
本発明の第３の態様によると、基板洗浄システムが提供される。このシステムは、第１のブラシ容器と、第１のブラシ容器内に部分的に囲まれた第１のブラシと、を備える。第１の部分的に囲まれたブラシは、基板の表面の上方に配置されるように構成されている。さらに、システムは、第１の駆動ローラと、第２の駆動ローラと、を備え、第１および第２の駆動ローラは、基板の縁部を受け、第１の部分的に囲まれたブラシの下方に基板が配置された場合に、基板を支持して回転させるように構成されている。
【０００９】
本発明の第４の態様によると、基板を洗浄するための方法が提供される。この方法では、基板の表面にフォームが供給される。次に、基板の表面はブラシでこすられる。次に、フォームに圧力が掛けられ、圧力を掛けられたフォームが送られることにより、密なフォームが生成される。基板の表面をブラシでこする工程と、圧力を掛けられたフォームを基板の表面全体に送る工程と、によって、基板の表面からの粒子の除去が促進される。
【００１０】
本発明のその他の態様および利点については、本発明の原理を例示した添付図面との関連で行う以下の詳細な説明から明らかになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
基板を洗浄するための装置および方法の発明が開示されている。以下の説明では、本発明の完全な理解を促すために、数多くの具体的な詳細事項が示されている。しかしながら、当業者にとって明らかなように、本発明は、これらの具体的な詳細事項の一部もしくはすべてがなくとも実施可能である。また、本発明が不必要に不明瞭となることを避けるため、周知の処理動作の説明は省略した。
【００１２】
本明細書に記載された実施形態は、ブラシとフォームとを囲むためのブラシ容器を提供する。特に、ブラシ容器は、フォームの流れおよび物理特性を収容および制御するように構成されている。後で詳細に説明するように、ブラシ容器の形状により、ブラシ容器内で様々な洗浄効果が引き起こされる。
【００１３】
図２Ａは、本発明の一実施形態に従って、ブラシ容器２１２内に部分的に囲まれたブラシ２１０を示す斜視図である。図示のために、ブラシ容器２１２は、ブラシ２１０がブラシ容器内に部分的に囲まれている様子を示す参照領域２２０に切り取り部分を含んでいる。ブラシ２１０は、回転することにより、粒子を取り除いて、基板の表面から払拭する。ブラシ容器２１２は、基板を処理する際に用いられる任意の適切なブラシ２１０を囲むように構成されてよい。例えば、図２Ａに示すように、一例のブラシ２１０は、曲面状のブラシ表面に対して直角に、一連の平行な連続した複数の隆起部を備えるスプライン形状を有する。別の例の適切なブラシ２１０は、曲面状のブラシ表面に対して直角に隆起した複数の円柱の組を備えるこぶ状の構造を有する。
【００１４】
ブラシ容器２１２は、長さ２１８にわたって延びる細長い部材である。図２Ａに示すように、ブラシ容器２１２の長さ２１８は、ブラシ２１０の長さにわたって延びる。しかしながら、別の実施形態では、ブラシ容器２１２の長さ２１８は、ブラシ２１０の長さより短くても長くてもよい。図２Ａは、本発明の一実施形態に従って、管状のブラシ容器２１２を示す図である。しかしながら、ブラシ容器２１２は、必ずしも「管状」である必要はなく、ブラシ２１０を部分的に囲むことを可能にするようにブラシ容器が構成される限りは、例えば、長方形の断面、楕円形の断面、三角形の断面、円形の断面などを有する細長い部材のように、任意の適切な構成、形状、および／または、サイズを有してよい。
【００１５】
後に詳細に説明するように、ブラシ容器２１２は、開口領域２２２を備えており、一実施形態において、さらに、長さに沿って開口領域２２２の両側に延びる２つの反対向きのフランジ２１４を備える。ブラシ容器２１２は、化学的に不活性な材料からなる。化学的に不活性な材料としては、プラスチック、デルリン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などが挙げられる。
【００１６】
図２Ｂは、本発明の一実施形態に従って、図２Ａに示したブラシ２１０とブラシ容器２１２とを示す側面図である。ここで、ブラシ容器２１２内に部分的に囲まれたブラシ２１０は、基板２１６の上に配置されている。図２Ｂに示すように、ブラシ容器２１２は、開口領域２２２と、２つの反対向きのフランジ２１４と、を備える。開口領域２２２は、基板２１６の表面に近接して配置されるように構成されており、ブラシ２１０の表面が基板の表面と接触することを可能にする。一実施形態では、開口領域２２２は、ブラシ容器２１２の全長に沿って延びている。別の実施形態では、開口領域２２２の長さは、ブラシ容器２１２の長さよりも短い。
【００１７】
さらに、フランジ２１４は、ブラシ容器２１２の外面から外に向かって半径方向に延びる。各フランジ２１４は、長さに沿って開口領域２２２の片側に沿って延びている。一実施形態では、各フランジ２１４は、開口領域２２２の全長に沿って延びている。別の実施形態では、各フランジ２１４の長さは、開口領域２２２の長さよりも短い。各フランジ２１４は、基板２１６の表面にほぼ平行な面を有する。本明細書で用いられるように、「ほぼ」という用語は、各フランジ２１４の表面と基板２１６の表面との間の角度が、約０度から約±４５度までの範囲であることを意味する。図２Ｂに示すように、ブラシ容器２１２は、両端に２つのフランジ２１４を備える。しかしながら、別の実施形態では、ブラシ容器２１２は、２つのフランジではなく、１つのフランジ２１４を有してもよい。
【００１８】
図３は、本発明の一実施形態に従って、基板洗浄システムを示す斜視図である。図３に示すように、基板洗浄システムは、ブラシ容器２１２に部分的に囲まれた２つのブラシ２１０と、２つの駆動ローラ３１０と、基板２１６と、を備える。駆動ローラ３１０は、基板２１６の縁部を受けて、基板を支持して回転させる。２つの部分的に囲まれたブラシ２１０は、基板２１６が２つのブラシの間に受け入れられるように、互いに向かい合っている。図３は、２つの部分的に囲まれたブラシ２１０を基板２１６の洗浄に利用する様子を示している。しかしながら、別の実施形態では、１つの部分的に囲まれたブラシ２１０を用いて、基板２１６を洗浄してもよい。さらに、また別の実施形態では、基板洗浄システムは、２つのブラシを備えるが、一方のブラシはブラシ容器２１２に囲まれ、他方のブラシはブラシ容器に囲まれていない。
【００１９】
後で詳細に説明するように、基板洗浄システムは、フォームを用いて基板２１６を洗浄する。多くの泡（bubble）が集合して、フォームを形成する。泡は、気体が液体によって囲まれた二相系である。液体は、気体を保持して取り囲む膜または被膜を形成する。フォーム内では、泡の間の空間にも液体が存在する。一実施形態では、各ブラシ２１０は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）など、高多孔性の発泡体からなり、フォームの生成および塗布に利用可能である。ブラシ容器２１２内でフォームを生成するために、気体および液体が、導管３１２を通して加圧下でブラシ２１０に供給される。気体および液体は、フォームを生成するように、多孔質のＰＶＡブラシ２１０内で混ざり合う。別の実施形態では、予め生成されたフォームが、導管３１２を通してブラシ２１０に供給される。基板２１６の表面全体にフォームを広げるために、駆動ローラ３１０が、基板２１６を回転させる。あるいは、ブラシ２１０が、基板２１６の表面を横切って移動することで、フォームを広げてもよい。フォームは、さらに、基板２１６の回転と、基板の表面を横切るブラシ２１０の移動とを組み合わせて広げられてもよい。
【００２０】
図４は、本発明の一実施形態に従って、部分的に囲まれたブラシ２１０とフォーム４１０とを示す側面図である。図４に示すように、ブラシ２１０は、基板２１６の上方に配置され、ブラシ容器２１２は、ブラシとフォーム４１０とを部分的に囲んでいる。ブラシ２１０およびフォーム４１０の容器は、基板２１６の表面を洗浄する異なる領域４１２，４１４，４１６を形成する。領域Ａ ４１２として規定された領域内では、ブラシ２１０の表面は、基板２１６の表面に接触する。ブラシ２１０が回転すると、ブラシは、基板２１６の表面を物理的にこすって、粒子を除去する。その結果、領域Ａ ４１２内では、基板２１６の表面は、こすることにより洗浄される。
【００２１】
一方、領域Ｂ ４１２として規定された領域内では、基板２１６の表面は、フォーム４１０による化学処理で主に洗浄される。ブラシ容器２１２の開口領域２２２は、ブラシ容器内からのフォーム４１０が、基板２１６の表面に接触することを可能にする。上述のように、フォーム４１０は、液体と気体の泡とからなる。フォーム４１０内の泡が基板２１６の表面上で破裂すると、その破裂によって気体が解放され、気体および液体は、基板２１６の表面と直接的に接触する。気体と液体と基板２１６の表面との間で化学反応が起きることにより、基板の表面からの粒子と材料層（例えば有機材料層）との除去が促進される。
【００２２】
基板２１６の表面をフォーム４１０で化学処理するために、気体は、別の材料と直接的に接触したときに化学的に反応する、または、化学反応を促進する気体もしくはそのような気体の任意の組み合わせであることが好ましい。汚染物と反応する気体の例としては、オゾン（Ｏ3）、酸素（Ｏ2）、塩酸（ＨＣｌ）、フッ酸（ＨＦ）、および、窒素（Ｎ2）やアルゴン（Ａｒ）のような非反応性の気体が挙げられる。気体は、以下に示すように、任意の組み合わせの気体を含んでもよい：例えば、オゾン（Ｏ3）および窒素（Ｎ2）；オゾン（Ｏ3）およびアルゴン（Ａｒ）；オゾン（Ｏ3）、酸素（Ｏ2）、および窒素（Ｎ2）；オゾン（Ｏ3）、酸素（Ｏ2）、およびアルゴン（Ａｒ）；オゾン（Ｏ3）、酸素（Ｏ2）、窒素（Ｎ2）、およびアルゴン（Ａｒ）；酸素（Ｏ2）およびアルゴン（Ａｒ）；酸素（Ｏ2）および窒素（Ｎ2）；酸素（Ｏ2）、アルゴン（Ａｒ）、および窒素（Ｎ2）。本発明の一実施形態では、水と混ぜられた際に、基板２１６の表面上の有機材料と化学的に反応することから、オゾンを気体として用いる。有機材料は、半導体フォトリソグラフィ動作で一般的に用いられる有機フォトレジスト材料であってよい。窒素をオゾンと組み合わせて、泡の中のオゾンの濃度を増大させてもよい。
【００２３】
フォーム３１０を生成するために用いられる液体は、別の材料と直接的に接触したときに化学的に反応する、または、化学反応を促進する液体もしくはそのような液体の組み合わせである。液体は、適切な洗浄流体を含む脱イオン水（ＤＩＷ）の準水系または水系の溶液であってよい。液体の例としては以下のものが挙げられる：水（Ｈ2Ｏ）；脱イオン水（ＤＩＷ）；水（Ｈ2Ｏ）および洗浄流体；水（Ｈ2Ｏ）および界面活性剤；水（Ｈ2Ｏ）、洗浄流体、および界面活性剤；脱イオン水（ＤＩＷ）および界面活性剤；脱イオン水（ＤＩＷ）、洗浄流体、および界面活性剤。上述のように、本発明の一実施形態では、オゾンと有機フォトレジスト材料との間の化学反応を可能にする、または、容易にすることから、水を液体として用いる。
【００２４】
領域Ｃ ４１６として規定された領域内では、基板２１６の表面は、泡の気体／液体の界面に粒子が引き付けられることにより主に洗浄される。図４に示すように、各フランジ２１４の表面と基板２１６の表面との間の空間は、ギャップ２２４を形成する。ギャップ２２４は、非ニュートン流動場を引き起こすよう維持される。一実施形態では、ギャップ２２４の寸法は、約０．１ｍｍから約５ｍｍの範囲である。本明細書で用いているように、用語「約」は、特定の寸法やパラメータが、与えられた用途の許容製造公差の範囲内で変動してよいことを意味する。一実施形態では、許容製造公差は、±１０％である。
【００２５】
ブラシ容器２１２内では、フォーム４１０に圧力が掛けられ、フォームはギャップ２２４（すなわち、領域Ｃ ４１６）に送られて、密なフォームが生成される。密なフォームは、力を掛けてフォーム４１０を圧縮することにより生成される。ギャップ２２４内で圧縮されると、フォーム４１０内の泡は、変形して、より密に詰まった構成に再配列する。結果的に、ギャップ２２４の圧力および形状により、フォーム４１０は、メタ安定状態から、領域Ｃ ４１６内で、より安定した状態に変化する。
【００２６】
圧力により、ブラシ容器２１２内のフォーム４１０がギャップ２２４を通して送られると、密なフォームの泡の間で、局所的にせん断力が引き起こされる。せん断力により、泡は、互いに対して局所的に移動する。せん断力によって引き起こされた泡の局所的な移動によって、爆発的なエネルギが放出され、このエネルギが、基板２１６の表面に伝えられることで、基板表面からの粒子の除去が促進される。具体的には、密なフォーム内の泡は、最小エネルギ状態になる傾向があり、その時、泡の間のすべての角度が、約１２０度になる。せん断力によって、最小エネルギ状態にある泡が、別の泡の上を通過すると、泡の間の角度が変化して、角度の変化により、エネルギ状態が高くなる。結果的に、泡の間の角度の変化は、エネルギの変化と同等のものである。このように、エネルギは、泡の破裂ではなく、密なフォーム内での泡の局所的な再配列によって放出される。
【００２７】
図４によると、ブラシ容器２１２は、本発明の一実施形態に従って、フランジ２１４内に配置された除去導管４５０をさらに備えてよい。除去導管４５０は、真空作用により、基板２１６の表面から、フォーム４１０、液体、粒子などを除去するように構成されている。別の実施形態では、導管４５０は、フォームの除去を容易にするために、脱イオン水（ＤＩＷ）および／または化学的なリンス剤を供給するように構成されてもよい。さらに別の実施形態では、さらなる導管４５０が、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）など、さらなる薬剤および／またはガスを供給し、基板２１６の表面から液体を除去する手段として、水の表面における液体の表面張力を低減してもよい。
【００２８】
図５Ａおよび５Ｂは、本発明の一実施形態に従って、図４に示したギャップ領域を示す拡大側面図である。図５Ａおよび５Ｂに示すように、ギャップ領域は、ブラシ容器２１２内に部分的に囲まれたブラシ２１０が基板２１６の上方に配置されている様子を示す。ブラシ容器２１２はフランジ２１４を備えており、フランジの表面と基板２１６の表面との間の空間は、ギャップ２２４を形成する。異なるギャップ２２４の形状を用いて、フォーム４１０とフォーム内の泡との力学的特性および寸法を操作してもよい。フォーム４１０の力学的特性および化学的特性を併せて変更すれば、様々な洗浄要件に対してフォームの現場での特性を変更することにより、洗浄処理の柔軟性を実現することができる。例えば、図５Ａに示すように、小さいギャップ２２４を用いると、ギャップ内の泡が小さくなる。ギャップ２２４が小さいので、ブラシ容器２１２内の圧力が大きく、その結果、フォーム４１０は、高速でギャップ２２４から抜け出す。より小さい泡のサイズと、高いフォームの速度と、を組み合わせることにより、泡の間のせん断力が増大する。せん断力が大きいと、密なフォーム内の泡が局所的に再配列した際に、基板２１６の表面に伝わるエネルギが大きくなる。
【００２９】
一方、図５Ｂに示すように、より大きいギャップ２２４を用いると、ギャップ内の泡が大きくなる。ギャップ２２４が大きいので、ブラシ容器２１２内の圧力が小さく、その結果、フォーム４１０は、より低速でギャップ２２４から抜け出す。より大きい泡のサイズと、より低い速度と、を組み合わせることにより、ビアおよびトレンチからの粒子の除去が容易になる。異なるギャップ形状により、異なる洗浄特性が実現されるため、ブラシ容器２１２の両側の２つのフランジは、本発明の一実施形態に従って、異なる形状を有するように構成されてよい。例えば、一方のフランジ２１４が、より高いせん断力を引き起こすために、小さいギャップを有するように構成されて、同じブラシ容器２１２の反対側のフランジ２１４が、ビアおよびトレンチから粒子を除去するために、より大きいギャップを有するように構成されてもよい。そのように、この実施形態では、ブラシ容器２１２は、２つの異なる洗浄要件を満たすように構成されてよい。
【００３０】
図６は、本発明の一実施形態に従って、基板を洗浄するための方法の動作を示すフローチャートである。動作６１０から始まり、基板の表面にフォームが供給される。動作６１２において、ブラシの表面が基板の表面に接触する領域で、基板の表面は、ブラシによって物理的にこすられる。同時に、動作６１３において、ブラシが基板の表面に接触する領域と、ギャップによって規定された領域と、の間のブラシ容器によって形成された領域で、基板の表面は、フォームによる化学処理で主に洗浄される。上述のように、化学処理は、フォーム内の泡の破裂によって、気体および液体を基板の表面に直接的に接触させることで、基板の表面からの粒子および膜の除去を容易にする。同時に、動作６１４において、フォームに圧力が掛けられ、その結果、動作６１６において、圧力を掛けられたフォームが送られて、密なフォームを形成する。具体的には、フォームは、ブラシ容器によって形成されたギャップ内に送られる。ギャップは、ブラシ容器（例えば、フランジ）の表面と基板の表面との間の空間によって規定される。フォームへの圧力とギャップの形状とによってフォームが圧縮され、密なフォームを形成する。密なフォーム内での泡の局所的な再配列により、エネルギが放出され、そのエネルギによって、基板の表面からの粒子および膜の除去が容易になる。
【００３１】
要するに、上述の発明は、基板を洗浄する際に用いる装置および方法を提供する。フォームの容器は、基板の特定の表面領域を覆うのに必要なフォームの量を低減する。さらに、ブラシ容器の形状は、フォームの流れを特異的に方向付けると共に、フォームの物理特性を制御することで、基板の表面からの粒子および膜の除去を容易にすることができる。その結果、ブラシ容器は、同時に、異なる洗浄動作（例えば、スクラブ動作、化学処理、密なフォーム内での泡の再配列など）を、基板の表面領域に実行することを可能にする。
【００３２】
理解を深めるために、上述の発明について、ある程度詳しく説明したが、添付の特許請求の範囲内でいくらかの変更と変形を行ってもよいことは明らかである。したがって、本実施形態は、例示的なものであって、限定的なものではないとみなされ、本発明は、本明細書に示した詳細に限定されず、添付の特許請求の範囲および等価物の範囲内で変形されてよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】半導体ウエハの洗浄に用いられる従来のシステムを示す簡略な側面図。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に従って、ブラシ容器内に部分的に囲まれたブラシを示す斜視図。
【図２Ｂ】本発明の一実施形態に従って、図２Ａに示したブラシとブラシ容器とを示す側面図。
【図３】本発明の一実施形態に従って、基板洗浄システムを示す斜視図。
【図４】本発明の一実施形態に従って、部分的に囲まれたブラシとフォームとを示す側面図。
【図５Ａ】本発明の一実施形態に従って、図４に示したギャップ領域を示す拡大側面図。
【図５Ｂ】図５Ａに示したギャップ領域の別の実施形態を示す図。
【図６】本発明の一実施形態に従って、基板を洗浄するための方法の動作を示すフローチャート。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年8月23日(2006.8.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
一方、領域Ｂ ４１４として規定された領域内では、基板２１６の表面は、フォーム４１０による化学処理で主に洗浄される。ブラシ容器２１２の開口領域２２２は、ブラシ容器内からのフォーム４１０が、基板２１６の表面に接触することを可能にする。上述のように、フォーム４１０は、液体と気体の泡とからなる。フォーム４１０内の泡が基板２１６の表面上で破裂すると、その破裂によって気体が解放され、気体および液体は、基板２１６の表面と直接的に接触する。気体と液体と基板２１６の表面との間で化学反応が起きることにより、基板の表面からの粒子と材料層（例えば有機材料層）との除去が促進される。
【国際調査報告】
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