。
[0039]发明效果
[0040]根据本发明，在衬底的中心部，通过从第I单管喷嘴排出的清洗液的在与衬底水平方向上的流动的惯性力而使清洗液流动，在衬底的中心部的外侧，通过基于衬底的旋转的离心力而使清洗液朝向衬底的外周流动，所以能够使清洗液在衬底的整个半径流动。
【附图说明】
[0041]图1是表示具有本发明的实施方式中的清洗装置的衬底处理装置的整体构成的俯视图。
[0042]图2的(a)是表示本发明的第I实施方式的清洗装置中的衬底和单管喷嘴的位置关系的俯视图，图2的(b)是图2的(a)的主视图。
[0043]图3的(a)是表示本发明的第2实施方式的清洗装置中的衬底和单管喷嘴以及喷雾式喷嘴的位置关系的俯视图，图3的(b)是图3的(a)的主视图。
[0044]图4的(a)是表示本发明的第3实施方式的清洗装置中的衬底与两个单管喷嘴的位置关系的俯视图，图4的(b)是图4的(a)的主视图。
[0045]图5是图4的(a)中的衬底的中心附近的放大图。
[0046]图6的(a)是表示本发明的第4实施方式的清洗装置中的衬底和喷雾式喷嘴的位置关系的俯视图，图6的(b)是图6的(a)的主视图。
[0047]图7是表示喷雾式喷嘴中的扇状地漫延的冲洗液的位置和流量的关系的图。
[0048]图8是表示本发明的第4实施方式的变形例的清洗装置中的衬底和喷雾式喷嘴的位置关系的俯视图。
[0049]图9是表示本发明的实施方式中的滚动清洗装置的概要的立体图。
[0050]图10是本发明的第5实施方式中的清洗装置的俯视图。
[0051]图11是用于说明衬底上的各个区域的俯视图。
[0052]图12是现有的滚动清洗装置的俯视图。
[0053]图13是图12的A-A'剖视图。
[0054]图14是图13的局部放大图。
[0055]图15是图12的B-B'剖视图。
[0056]图16是表示本发明的第6实施方式中的清洗装置的俯视图。
[0057]图17的(a)是表示本发明的第6实施方式中从单管喷嘴63排出的药液在衬底W的表面上的变动的俯视图，图17的(b)是图17的(a)的主视图。
[0058]图18是本发明的第7实施方式中的滚动清洗装置的俯视图。
[0059]图19是图18的k-k'剖视图。
[0060]图20是图19的局部放大图。
[0061]图21是图18的Bt剖视图。
[0062]图22是本发明的第7实施方式中的滚动清洗装置的俯视图。
[0063]图23是图22的K-K'剖视图。
[0064]图24是表示本发明的实施方式中的笔形清洗装置的概要的立体图。
[0065]图25是本发明的第9实施方式中的清洗装置的俯视图。
[0066]图26是本发明的第10实施方式中的清洗装置的俯视图。
[0067]图27是本发明的第11实施方式中的清洗装置的俯视图。
[0068]图28是从侧面观察本发明的第11实施方式中的清洗装置的臂的长度方向的图。
[0069]图29是表示本发明的第11实施方式中的基于喷雾式喷嘴的喷雾的着落区域的图。
[0070]图30是本发明的第12实施方式中的清洗装置的俯视图。
[0071]图31是本发明的第12实施方式中的清洗装置的局部放大图。
[0072]图32是从侧面观察本发明的第12实施方式中的清洗装置的臂的长度方向的图。
[0073]图33是本发明的第12实施方式的变形例中的清洗装置的俯视图。
[0074]图34是本发明的第13实施方式中的清洗装置的俯视图。
[0075]图35是本发明的第13实施方式中的清洗装置的局部放大图。
[0076]图36是从侧面观察本发明的第13实施方式中的清洗装置的臂的长度方向的图。
[0077]图37是本发明的第13实施方式的变形例中的清洗装置的俯视图。
[0078]图38是本发明的第14实施方式中的清洗装置的俯视图。
[0079]图39是本发明的第14实施方式的变形例中的清洗装置的俯视图。
[0080]图40是本发明的第15实施方式中的清洗装置的侧视图。
[0081]图41是本发明的第16实施方式的清洗装置的立体图。
【具体实施方式】
[0082]以下，关于本发明的实施方式的清洗装置，参照附图进行说明。此外，以下说明的实施方式表示实施本发明的情况的一个例子，不将本发明限定于以下说明的具体的结构。在实施本发明时，可以适当地采用与实施方式相应的具体的结构。
[0083]图1是表示具有本发明的实施方式中的清洗装置的衬底处理装置的整体结构的俯视图。如图1所示那样，衬底处理装置具有:大致矩形的壳体10 ;和载置用于储存多个半导体晶片等衬底的衬底盒的装载口 12。装载口 12与壳体10相邻地配置。能够在装载口 12 上搭载开口盒、SMIF(Standard Manufacturing Interface:标准机械接口 )盒或FOUP (Front Opening Unified Pod:前端开启式晶片传送盒)。SMIF盒、FOUP为将衬底盒收纳于内部且用隔板覆盖而能够保持与外部空间相独立的环境的密闭容器。
[0084]在壳体10的内部收纳有:多个(该例中为四个)研磨单元14a?14d ;对研磨后的衬底进行清洗的第I清洗单元16及第2清洗单元18 ;和使清洗后的衬底干燥的干燥单元20。研磨单元14a?14d沿衬底处理装置的长度方向排列，清洗单元16、18及干燥单元20也沿衬底处理装置的长度方向排列。
[0085]在被装载口 12、位于该装载口 12侧的研磨单元14a及干燥单元20包围的区域内配置有第I输送机械手22，与研磨单元14a?14d平行地配置有输送单元24。第I输送机械手22从装载口 12接收研磨前的衬底并交接到输送单元24，并且输送从干燥单元20接收的干燥后的衬底，并在与各研磨单元14a?14d之间进行衬底的交接。
[0086]在第I清洗单元16与第2清洗单元18之间配置有在这些第I清洗单元16与第2清洗单元18之间进行衬底的交接的第2输送机械手26，在第2清洗单元18与干燥单元20之间配置有在这些第2清洗单元18与干燥单元20之间进行衬底的交接的第3输送单元28。而且，在壳体10的内部配置有控制衬底处理装置的各机器的动作的控制部30。
[0087]在该例中，使用滚动清洗装置作为第I清洗单元16，其在清洗液的存在下，在衬底的直径的大致全长范围内使直线状地延伸的滚动清洗部件与衬底接触，一边绕与衬底平行的中心轴自转一边对衬底表面进行擦刷(scrub)清洗，使用笔形清洗装置作为第2清洗单元18，其在清洗液的存在下，使沿铅垂方向延伸的圆柱状的笔形清洗部件的下端接触面与衬底接触，一边使笔形清洗部件自转一边朝单向移动而对衬底表面进行擦刷清洗。另外，使用旋转(spin)干燥单元作为干燥单元20，其朝向沿水平旋转的衬底，从移动的喷雾式喷嘴喷出IPA蒸气而使衬底干燥，进而使衬底以高速旋转，通过离心力使衬底干燥。
[0088]此外，在该例中，使用滚动清洗装置作为第I清洗单元16，也可以使用与第2清洗单元18相同的笔形清洗装置作为第I清洗单元16，或使用通过双流体喷射(jet)来清洗衬底表面的双流体喷射清洗装置。另外，在该例中，虽然使用了笔形清洗装置作为第2清洗单元18，但也可以使用与第I清洗单元16相同的滚动清洗装置作为第2清洗单元18，或使用通过双流体喷射来清洗衬底表面的双流体喷射清洗装置。本发明的实施方式的清洗装置既能够用于第I清洗单元16、第2清洗单元18，也能够用于滚动清洗装置、笔形清洗装置、双流体喷射清洗装置。
[0089]以下，作为本发明的清洗装置的实施方式说明具体的应用例。首先，作为第I实施方式?第4实施方式，说明第I清洗单元16或第2清洗单元18中的冲洗清洗中的本发明的适用。在冲洗清洗时，由于在第I清洗单元16中的滚动清洗部件及第2清洗单元中的笔形清洗部件不发生作用，所以从衬底的上方被完全除去。这是为了避免附着于滚动清洗部件和笔形清洗部件等部件的颗粒物和药液在冲洗清洗时落到衬底上而污染衬底。
[0090]衬底W以表面作为上而被保持于未图示的衬底旋转机构。当衬底旋转机构保持衬底W而进行旋转时，衬底W将其中心轴(通过中心O并与衬底W的表面垂直的轴)作为旋转轴而进行旋转。
[0091](第I实施方式)
[0092]图2的(a)是表示第I实施方式的清洗装置中的衬底与单管喷嘴的位置关系的俯视图，图2的(b)是图2的(a)的主视图。图2的(a)及(b)表示基于单管喷嘴的向平置衬底表面的清洗液提供。作为清洗液提供喷嘴的单管喷嘴41在衬底W的上方，从衬底W的上部空间的外侧朝向衬底W的表面(上表面)排出冲洗液L。即，单管喷嘴41对衬底W的表面从斜上方提供冲洗液L。冲洗液L可以是超纯水(DIW)，也可以是氢水等功能水。
[0093]单管喷嘴41的位置、排出方向、口径、及流速设计为从单管喷嘴41排出的冲洗液L满足以下条件。首先，如图2的(a)所示，从单管喷嘴41排出的冲洗液的向衬底W的表面的着落位置A不设为衬底W的中心0，而是设为从衬底W的中心O仅离开距离Ra的位置。在俯视下，以使衬底W的中心O位于将单管喷嘴41与着落位置A连结起来的线上的方式决定单管喷嘴41的朝向。即，在俯视下，单管喷嘴41朝向衬底W的中心O排出冲洗液L，但其着落位置A为从衬底W的中心O仅离开距离Ra的近前的位置。
[0094]如图2的(b)所示，在主视中，从单管喷嘴41排出而着落于衬底W的表面的液流La与衬底W的表面之间的角度(入射角)α设定为约30度。该入射角α不限于30度，但优选45度以下。像这样，由于单管喷嘴41从斜上方对衬底W的表面提供冲洗液，所以冲洗液L的液流La具有沿着衬底W的平面方向的方向的流动，具体地说具有朝向衬底W的中心O方向的流动地着落于衬底W的表面。当像这样时，冲洗液L通过该液流La的朝向衬底W的中心O方向的流动的惯性，在着落后也沿朝向衬底W的中心O的方向流动。
[0095]由于如上述那样衬底W进行旋转，所以着落于衬底W的表面的冲洗液L受到由该旋转产生的离心力而朝向衬底W的外侧流动，如图2所示那样，在本实施方式中，由于着落于衬底W的中心O的附近，所以在这样的靠近中心O的位置，不会产生较大的离心力，另外，由于在着落前已经存在朝向中心O流动，所以通过该惯性，冲洗液L形成在俯视下向与单管喷嘴41的提供方向一致的方向直线状地前进的液束(液线)Lb而在衬底W的表面流动。其结果是，着落于衬底W的表面的冲洗液L通过衬底W的中心O。当冲洗液L通过衬底W的中心O后，单管喷嘴41的提供方向的惯性力逐渐变弱，随着朝向外周而离心力变大，所以以朝向外周而宽度逐渐扩大的方式沿衬底的旋转方向描绘曲线地成为朝向外周部流动的液流Lc，最终从衬底W的外周部排出。
[0096]上述那样的冲洗液L在衬底W的表面上的变动除了基于单管喷嘴41的位置、排出方向、口径、流速(口径X流速为流量)、着落位置以外，还基于衬底W的表面特性(亲水性或疏水性)、旋转速度(离心力的大小)。优选着落位置越从衬底W的中心O离开，液流La的与衬底W的表面平行的成分越大，因此优选缩小入射角α。另外，当衬底W的旋转速度过快时，液流Lb中的惯性力小于离心力而导致液流Lb不通过衬底的中心0，所以不优选过度快速地旋转衬底W，优选旋转速度为1500rpm，更优选为100rpm以下。
[0097]另外，在衬底W的表面为疏水性的情况下，优选使着落位置靠近中心O(缩小Ra)，并将入射角度减小。衬底W的表面的亲水度被设置为使接触角为O?70度。另外，当单管喷嘴41的口径为I?5mm时，流量设为500?2000ml/min，当单管喷嘴41的口径为5?1mm时，流量设为2000ml/min以上。另夕卜，当着落位置A距衬底W的中心O的距离Ra过大时，如上述那样，为了使着落后的液流由于惯性力通过衬底W的中心O就必须增大其流速，所以优选将Ra设为半径R的三分之一以下。
[0098]如以上那样，根据本实施方式的清洗装置，从单管喷嘴41向衬底W的表面提供冲洗液L，但不是从衬底W的上方以较大的入射角(例如90度)向衬底W的中心O排出，而是从斜上方以较小的入射角，在俯视下朝向中心O方向，以着落于中心O的近前的方式排出，着落后的冲洗液L以通过衬底W的中心O的方式流动，所以在离心力较小的衬底W的中心O也进行迅速的液体置换，防止了冲洗液L沉积在衬底W的中心部。另外，在衬底W的表面为铜等柔软的材料层的情况下，与入射角较大的情况相比较，还能够减少表面所受的损伤。
[0099](第2实施方式)
[0100]图3的(a)是表示第2实施方式的清洗装置中的衬底与单管喷嘴和喷雾式喷嘴的位置关系的俯视图，图3的(b)是图3的(a)的主视图。图3的(a)及(b)表示基于单管喷嘴及喷雾式喷嘴的向平置衬底表面的清洗液提供。作为清洗液提供喷嘴的单管喷嘴41是与第I实施方式相同的结构。在本实施方式中，对第I实施方式进一步追加有喷雾式喷嘴42来作为清洗液提供喷嘴。基于单管喷嘴41进行的冲洗液LI的排出与基于喷雾式喷嘴42进行的冲洗液L2的喷雾同时进行。
[0101]如图3的(b)所示那样，喷雾式喷嘴42在衬底W的上方，从衬底W的上部空间的外侧朝向衬底W的表面(上表面)喷雾冲洗液L2。即，喷雾式喷嘴42从斜上方向衬底W的表面提供冲洗液L2。因此，从喷雾式喷嘴42喷雾的冲洗液La2呈以喷雾式喷嘴42为顶点的圆锥状扩开地被喷雾，在衬底W的表面，着落于椭圆形的着落区域Lb2。
[0102]该着落区域Lb2从衬底W的外周扩展至中心0，并且与单管喷嘴41所排出的冲洗液LI的着落位置相比位于衬底W的旋转方向的上游。另外在此，将某个基准位置作为基准，衬底W的旋转方向的上游/下游是指从基准位