TW202228864A

TW202228864A - 基板清洗裝置及基板的清洗方法

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Publication number: TW202228864A
Application number: TW110148507A
Authority: TW
Inventors: 及川文利; 深谷孝一; 馬場枝里奈; 末政秀一; 中野央二郎
Original assignee: 日商荏原製作所股份有限公司
Priority date: 2020-12-28
Filing date: 2021-12-23
Publication date: 2022-08-01
Also published as: JP2022103614A; JP2024160411A; US20240082885A1; KR20220094150A; US20220203411A1; CN114682547A

Abstract

提供一種基板清洗裝置及基板的清洗方法。基板清洗裝置具備：旋轉機構，該旋轉機構使基板旋轉；清洗液供給噴嘴，該清洗液供給噴嘴向所述基板的表面噴出被施加了超聲波振動的清洗液；以及擺動機構，該擺動機構使所述清洗液供給噴嘴從所述基板的旋轉中心附近朝向所述基板的外周端在比所述基板的半面窄的範圍內擺動。

Description

基板清洗裝置及基板的清洗方法

本發明涉及一種基板清洗裝置及基板的清洗方法。

在日本發明專利第4481394號公報公開了一種從清洗液供給噴嘴向基板的表面噴出被施加了超聲波振動的清洗液的基板清洗裝置。

清洗液供給噴嘴與超聲波振子一體地形成，並且該噴嘴頂端從基板的外周端在該基板的半徑方向外側離開規定的距離配置。由於清洗液供給噴嘴的噴嘴直徑比基板的厚度大，因此能夠同時清洗基板的表裡兩面。

在這樣的超聲波清洗中，已知有一種構成該清洗原理的一部分的氣蝕導致在基板產生坑（細微的孔缺陷）的例子。以往，即使產生氣蝕而在基板產生坑，也不需要考慮實質上對半導體基板產品的性能、成品率的影響。但是，對於近來的精細化的配線尺寸的半導體基板產品，存在相對於被精細化的配線尺寸的構造產生相對較大的坑，從而有對半導體基板產品的性能、成品率產生影響的擔憂的例子。

另外，對於近來被精細化的配線尺寸的半導體基板產品，當用與被精細化的配線尺寸對應的缺陷檢查裝置來進行檢查時，有成膜、蝕刻時的殘渣以非常不穩定的狀態附著在基板端緣的情況。判明了有通過從基板端緣朝向基板的中心的超聲波清洗的清洗液的流動，這些異物在基板表面再次附著並殘留，作為最終表面缺陷被檢測到的例子。

本發明是鑒於上述事項而完成的，提供一種能夠減輕超聲波清洗對基板的負荷並有效率佳地去除附著在基板的異物的基板清洗裝置及基板的清洗方法。用於解決技術問題的技術手段

本發明的第一方式是一種基板清洗裝置，具備：旋轉機構，該旋轉機構使基板旋轉；清洗液供給噴嘴，該清洗液供給噴嘴向所述基板的表面噴出被施加了超聲波振動的清洗液；以及擺動機構，該擺動機構使所述清洗液供給噴嘴從所述基板的旋轉中心附近朝向所述基板的外周端在比所述基板的半面窄的範圍內擺動。

本發明的第二方式是一種基板清洗裝置，具備：旋轉機構，該旋轉機構使基板旋轉；清洗液供給噴嘴，該清洗液供給噴嘴向所述基板的表面噴出被施加了超聲波振動的清洗液；輥型清洗部件，該輥型清洗部件通過在穿過所述基板的旋轉中心的位置與所述基板的表面接觸並旋轉，從而對所述基板進行清洗；以及擺動機構，該擺動機構在所述輥型清洗部件對所述基板進行清洗的過程中，使所述清洗液供給噴嘴在比所述基板的半面窄的範圍內擺動。

在本發明的第三方式中，在上述第一方式或第二方式的基板清洗裝置中，也可以是，所述清洗液供給噴嘴向離開所述基板的旋轉中心的方向噴出所述清洗液。

在本發明的第四方式中，在上述第一方式至第三方式中的任一方式的基板清洗裝置中，也可以是，所述清洗液是鹼性水溶液或者陰離子表面活性劑。

在本發明的第五方式中，在上述第一方式至第四方式中的任一方式的基板清洗裝置中，也可以是，具備第二清洗液供給噴嘴，該第二清洗液供給噴嘴設置於離開所述清洗液供給噴嘴的擺動範圍的位置，並且向所述基板的表面噴出清洗液。

在本發明的第六方式中，在上述第一方式至第五方式中的任一方式的基板清洗裝置中，也可以是，所述擺動機構在所述基板的旋轉中心附近和所述基板的外周端的至少一方，進行使所述清洗液供給噴嘴的擺動減速和暫停的至少一方。

在本發明的第七方式中，在上述第一方式至第六方式中的任一方式的基板清洗裝置中，也可以是，具備傾動機構，該傾動機構進行在所述基板的旋轉中心附近使所述清洗液供給噴嘴朝向所述基板的旋轉中心傾動和在所述基板的外周端附近使所述清洗液供給噴嘴朝向所述基板的外周端傾動的至少一方。

本發明的第八方式是一種基板的清洗方法，使基板旋轉，從清洗液供給噴嘴向所述基板的表面噴出被施加了超聲波振動的清洗液，使所述清洗液供給噴嘴從所述基板的旋轉中心附近朝向所述基板的外周端，在比所述基板的半面窄的範圍內擺動。

本發明的第九方式是一種基板的清洗方法，使基板旋轉，從清洗液供給噴嘴向所述基板的表面噴出被施加了超聲波振動的清洗液，通過使配置於穿過所述基板的旋轉中心的位置的輥型清洗部件與所述基板的表面接觸並旋轉，從而對所述基板進行清洗，在所述輥型清洗部件對所述基板進行清洗的過程中，使所述清洗液供給噴嘴在比所述基板的半面窄的範圍內擺動。

在本發明的第十方式中，在上述第八方式或第九方式的基板的清洗方法中，也可以是，從所述清洗液供給噴嘴向離開所述基板的旋轉中心的方向噴出所述清洗液。

在本發明的第十一方式中，在上述第八方式至第十方式中的任一方式的基板的清洗方法中，也可以是，所述清洗液是鹼性水溶液或者陰離子表面活性劑。

在本發明的第十二方式中，在上述第八方式至第十一方式中的任一方式的基板的清洗方法中，也可以是，在離開所述清洗液供給噴嘴的擺動範圍的位置設置第二清洗液供給噴嘴，向所述基板的表面噴出清洗液。

在本發明的第十三方式中，在上述第八方式至第十二方式中的任一方式的基板的清洗方法中，也可以是，在所述基板的旋轉中心附近和所述基板的外周端的至少一方，進行使所述清洗液供給噴嘴的擺動減速和暫停的至少一方。

在本發明的第十四方式中，在上述第八方式至第十二方式中的任一方式的基板的清洗方法中，也可以是，進行在所述基板的旋轉中心附近使所述清洗液供給噴嘴朝向所述基板的旋轉中心傾動和在所述基板的外周端附近使所述清洗液供給噴嘴朝向所述基板的外周端傾動的至少一方。

在本發明的第十五方式中，在上述第八方式的基板的清洗方法中，也可以是，通過使噴出被施加了所述超聲波振動的清洗液的所述清洗液供給噴嘴擺動，從而對所述基板進行一級清洗，在進行了所述一級清洗後，通過使配置於穿過所述基板的旋轉中心的位置的輥型清洗部件與所述基板的表面接觸並旋轉，從而對所述基板進行二級清洗，在進行了所述二級清洗後，通過進一步使噴出被施加了所述超聲波振動的清洗液的所述清洗液供給噴嘴擺動，從而對所述基板進行三級清洗。

在本發明的第十六方式中，在上述第八方式的基板的清洗方法中，也可以是，通過使配置於穿過所述基板的旋轉中心的位置的輥型清洗部件與所述基板的表面接觸並旋轉，從而對所述基板進行一級清洗，在進行了所述一級清洗後，通過使噴出被施加了所述超聲波振動的清洗液的所述清洗液供給噴嘴擺動，從而對所述基板進行二級清洗。發明的效果

根據上述本發明的方式，能夠減輕超聲波清洗對基板的負荷且有效率佳地去除附著在基板的異物。

以下，參照附圖對本發明的一實施方式進行說明。以下，作為基板清洗裝置及基板的清洗方法的應用例，例示具有對基板進行研磨的研磨部和對基板進行清洗的清洗部的基板處理裝置。

圖1是表示一實施方式的基板處理裝置1的整體結構的俯視圖。圖1所示的基板處理裝置1是將矽晶圓等基板W的表面研磨為平坦的化學機械研磨（CMP）裝置。基板處理裝置1具備矩形箱狀的殼體2。殼體2在俯視圖中形成為大致長方形。

殼體2具備在其中央在長度方向上延伸的基板搬運路3。在基板搬運路3的長度方向的一端部配設有裝載/卸載部10。在基板搬運路3的寬度方向（俯視圖中與長度方向正交的方向）的一端側配設有研磨部20，在另一端側配設有清洗部30。在基板搬運路3設置有搬運基板W的基板搬運部40。另外，基板處理裝置1具備控制部（控制裝置）50，該控制部50集中控制裝載/卸載部10、研磨部20、清洗部30以及基板搬運部40的動作。

裝載/卸載部10具備收容基板W的前裝載部11。殼體2的長度方向的一端側的側面設置有複數個前裝載部11。複數個前裝載部11在殼體2的寬度方向上排列。前裝載部11例如搭載開放式盒、SMIF（Standard Manufacturing Interface：標準機械介面）端口或FOUP（Front Opening Unified Pod：前開式傳送盒）。SMIF端口及FOUP是能夠在內部收納基板W的盒且由隔壁覆蓋的密閉容器，並且能夠保持與外部空間獨立的環境。

另外，裝載/卸載部10具備從前裝載部11接收送出基板W的兩台搬運機械手12和使各搬運機械手12沿著前裝載部11的排列移動的移動機構13。各搬運機械手12在上下方向上具備兩個手部，分別在基板W的處理前、處理後使用。例如，當將基板W返回至前裝載部11時使用上部手部，在從前裝載部11取出處理前的基板W時使用下部手部。

研磨部20具備進行基板W的研磨（平坦化）的複數個基板研磨裝置21（21A、21B、21C、21D）。複數個基板研磨裝置21在基板搬運路3的長度方向上排列。基板研磨裝置21具備：研磨台23，該研磨台23使具有研磨面的研磨墊22旋轉；頂環24，該頂環24保持基板W並且一邊將基板W按壓向研磨台23上的研磨墊22一邊進行研磨；研磨液供給噴嘴25，該研磨液供給噴嘴25向研磨墊22供給研磨液、修整液（例如，純水）；修整器26，該修整器26進行研磨墊22的研磨面的修整；以及噴霧器27，該噴霧器27將液體（例如，純水）與氣體（例如，氮氣）的混合流體或者液體（例如，純水）形成為霧狀並向研磨面噴射。

基板研磨裝置21一邊從研磨液供給噴嘴25向研磨墊22上供給研磨液，一邊通過頂環24將基板W按壓向研磨墊22，而且使頂環24和研磨台23進行相對移動，由此對基板W進行研磨而使其表面變得平坦。修整器26通過在與研磨墊22接觸的頂端的旋轉部固定有金剛石例子、陶瓷粒子等硬質的粒子，並且使該旋轉部旋轉並擺動，從而均勻地修整研磨墊22的研磨面整體，形成平坦的研磨面。噴霧器27通過以高壓的流體來沖洗殘留在研磨墊22的研磨面的研磨屑、磨粒等，達成研磨面的淨化和作為機械性接觸的由修整器26進行的研磨面的磨銳工作，即達成研磨面的再生。

清洗部30具備進行基板W的清洗的複數個基板清洗裝置31（31A、31B）和使清洗後的基板W乾燥的基板乾燥裝置32。複數個基板清洗裝置31和基板乾燥裝置32在基板搬運路3的長度方向上排列。在基板清洗裝置31A和基板清洗裝置31B之間設置有第一搬運室33。在第一搬運室33設置有在基板搬運部40、基板清洗裝置31A及基板清洗裝置31B之間搬運基板W的搬運機械手35。另外，在基板清洗裝置31B與基板乾燥裝置32之間設置有第二搬運室34。在第二搬運室34設置有在基板清洗裝置31B與基板乾燥裝置32之間搬運基板W的搬運機械手36。

基板清洗裝置31具備後述的清洗組件，對基板W進行清洗。此外，基板清洗裝置31A和基板清洗裝置31B可以是相同的式樣，也可以是不同式樣的清洗組件。基板乾燥裝置32例如具備進行馬蘭戈尼乾燥（IPA（Iso-Propyl Alcohol：異丙醇）乾燥）的乾燥組件。在進行乾燥後，設置於基板乾燥裝置32與裝載/卸載部10之間的隔壁的閘門1a打開，通過搬運機械手12從基板乾燥裝置32取出基板W。

基板搬運部40具備升降機41、第一線性傳送裝置42、第二線性傳送裝置43以及擺動傳送裝置44。在基板搬運路3從裝載/卸載部10側開始按序配置有第一搬運位置TP1、第二搬運位置TP2、第三搬運位置TP3、第四搬運位置TP4、第五搬運位置TP5、第六搬運位置TP6、第七搬運位置TP7。

升降機41是在第一搬運位置TP1將基板W向上下搬運的機構。升降機41在第一搬運位置TP1從裝載/卸載部10的搬運機械手12接收基板W。另外，升降機41將從搬運機械手12接收到的基板W交接至第一線性傳送裝置42。在第一搬運位置TP1與裝載/卸載部10之間的隔壁設置有閘門1b，在搬運基板W時，閘門1b打開而從搬運機械手12向升降機41交接基板W。

第一線性傳送裝置42是在第一搬運位置TP1、第二搬運位置TP2、第三搬運位置TP3、第四搬運位置TP4之間搬運基板W的機構。第一線性傳送裝置42具備複數個搬運手部45（45A、45B、45C、45D）和使各搬運手部45在複數個高度沿水平方向移動的直線導軌機構46。搬運手部45A通過直線導軌機構46在第一搬運位置TP1與第四搬運位置TP4之間移動。搬運手部45A是從升降機41接收基板W，並且將接收到的基板W交接至第二線性傳送裝置43的傳送手部。

搬運手部45B通過直線導軌機構46在第一搬運位置TP1與第二搬運位置TP2之間移動。搬運手部45B在第一搬運位置TP1從升降機41接收基板W，並且在第二搬運位置TP2向基板研磨裝置21A交接基板W。在搬運手部45B設置有升降驅動部，該升降驅動部在將基板W向基板研磨裝置21A的頂環24交接時上升，在將基板W交接至頂環24後下降。此外，在搬運手部45C和搬運手部45D也設置有相同的升降驅動部。

搬運手部45C通過直線導軌機構46在第一搬運位置TP1與第三搬運位置TP3之間移動。搬運手部45C在第一搬運位置TP1從升降機41接收基板W，在第三搬運位置TP3向基板研磨裝置21B交接基板W。另外，搬運手部45C也作為存取手部(access hand)而發揮功能，該存取手部在第二搬運位置TP2從基板研磨裝置21A的頂環24接收基板W，並在第三搬運位置TP3向基板研磨裝置21B交接基板W。

搬運手部45D通過直線導軌機構46在第二搬運位置TP2與第四搬運位置TP4之間移動。搬運手部45D也作為在第二搬運位置TP2或者第三搬運位置TP3從基板研磨裝置21A或者基板研磨裝置21B的頂環24接收基板W，並且在第四搬運位置TP4向擺動傳送裝置44交接基板W的存取手部而發揮功能。

擺動傳送裝置44具有能夠在第四搬運位置TP4與第五搬運位置TP5之間進行移動的手部，從第一線性傳送裝置42向第二線性傳送裝置43交接基板W。另外，擺動傳送裝置44將在研磨部20被研磨了的基板W向清洗部30交接。在擺動傳送裝置44的側方設置有基板W的臨時放置台47。擺動傳送裝置44將在第四搬運位置TP4或者第五搬運位置TP5接收到的基板W上下翻轉而載置在臨時放置台47。載置在臨時放置台47的基板W通過清洗部30的搬運機械手35向第一搬運室33被搬運。

第二線性傳送裝置43是在第五搬運位置TP5、第六搬運位置TP6、第七搬運位置TP7之間搬運基板W的機構。第二線性傳送裝置43具備複數個搬運手部48（48A、48B、48C）和使各搬運手部45在複數個高度上沿水平方向移動的直線導軌機構49。搬運手部48A通過直線導軌機構49在第五搬運位置TP5與第六搬運位置TP6之間進行移動。搬運手部45A作為存取手部而發揮功能，該存取手部從擺動傳送裝置44接收基板W，並且將接收到的基板W向基板研磨裝置21C交接。

搬運手部48B在第六搬運位置TP6與第七搬運位置TP7之間移動。搬運手部48B作為存取手部而發揮功能，該存取手部從基板研磨裝置21C接收基板W，並且將接收到的基板W向基板研磨裝置21D交接。搬運手部48C在第七搬運位置TP7與第五搬運位置TP5之間移動。搬運手部48C作為存取手部而發揮功能，該存取手部在第六搬運位置TP6或者第七搬運位置TP7從基板研磨裝置21C或者基板研磨裝置21D的頂環24接收基板W，並且在第五搬運位置TP5向擺動傳送裝置44交接基板W。此外，雖然省略說明，但是搬運手部48在交接基板W時的動作與上述的第一線性傳送裝置42的動作相同。

圖2是表示一實施方式的基板清洗裝置31的結構的俯視圖。圖3是圖2的A-A方向視圖。圖2所示的基板清洗裝置31具備旋轉機構60、清洗液供給噴嘴70、擺動機構80、輥型清洗部件90以及第二清洗液供給噴嘴100。

旋轉機構60具備保持基板W的外周端W3且繞在鉛垂方向上延伸的軸旋轉的複數個保持輥61。複數個保持輥61與電動機等電驅動部連接而水平旋轉。

清洗液供給噴嘴70具備未圖示的超聲波振子，將被施加了超聲波振動的清洗液向基板W的表面W1噴出。施加於清洗液的超聲波振動的振動頻率優選為900kHz~5MHz。另外，從清洗液供給噴嘴70噴出的清洗液的流量依賴於清洗液供給噴嘴70的噴嘴徑，但是理想的是幾百毫升/分鐘~幾公升/分鐘。此外，也可以在基板W的背面W2設置清洗液供給噴嘴70，向基板W的背面W2噴出清洗液。

作為清洗液使用純水，作為化學清洗藥品使用鹽酸、氨、氫氟酸、雙氧水、臭氧水、電解離子水（酸性水、鹼性水）等酸性或鹼性水溶液，具有氧化能力或者還原性的藥液，或者陽離子、陰離子或非離子表面活性劑等。尤為理想的是，pH值為7以上的鹼性水溶液或者陰離子表面活性劑。另外，清洗液也可以是溶解氮濃度範圍為8~16ppm的溶解氮水。

擺動機構80具備臂主體81和擺動軸82。臂主體81在俯視圖中呈長條狀，從擺動軸82沿該擺動軸82的中心軸線O的徑向大致水平地延伸。在臂主體81的頂端支承有上述的清洗液供給噴嘴70。

擺動軸82形成為圓柱狀，並且與電動機等電驅動部連接，繞在鉛垂方向上延伸的中心軸線O旋轉。由此，臂主體81繞中心軸線O擺動（水平旋轉）。

清洗液供給噴嘴70通過繞中心軸線O擺動，能夠移動到退避位置P1、中心位置P2、近中心位置P3、邊緣位置P4以及相反側的退避位置P5。退避位置P1、P5是從基板W的表面W1上已退避的位置。即，位於退避位置P1、P5的清洗液供給噴嘴70從基板W的外周端W3向該基板W的半徑方向外側離開規定的距離。

中心位置P2是基板W的旋轉中心C的正上方的位置。近中心位置P3是離開基板W的旋轉中心C的基板W的旋轉中心C附近的位置。邊緣位置P4是基板W的外周端W3的正上方的位置。即，位於中心位置P2、近中心位置P3、邊緣位置P4的清洗液供給噴嘴70在俯視圖中與基板W的表面W1的至少一部分重合。

輥型清洗部件90通過在穿過基板W的旋轉中心C的清洗位置P6與基板W的表面W1接觸並旋轉，從而清洗基板W。輥型清洗部件90是圓筒狀的海綿體，例如由PVA（聚乙烯醇）海綿或者聚氨酯海綿等形成。此外，輥型清洗部件90也可以是在周面具有刷毛的刷體。

輥型清洗部件90被軸支承於未圖示的保持件，繞在水平方向上延伸的軸線L旋轉。保持件例如由PVC（聚氯乙烯）、PEEK（聚醚醚酮）等形成。保持件被未圖示的臂支承，並且與電動機等電驅動部連接。輥型清洗部件90通過未圖示的臂，能夠在上述的清洗位置P6與從基板W的表面W1已退避的退避位置P7之間移動。

第二清洗液供給噴嘴100設置於離開清洗液供給噴嘴70的擺動範圍的位置，相對於基板W的表面W1從斜上方噴出清洗液（未施加超聲波振動）。理想的是，從第二清洗液供給噴嘴100噴出的清洗液例如是活用zeta電位控制的效果而得到清洗效果的比從上述的清洗液供給噴嘴70噴出的清洗液高價值的清洗液。這是因為，清洗液供給噴嘴70需要將清洗液的最低流量設置得較高，以在其結構上防止超聲波振子在乾燒。

擺動機構80在由清洗液供給噴嘴70進行的超聲波清洗過程中，使清洗液供給噴嘴70從基板W的旋轉中心C附近朝向基板W的外周端W3，在比基板W的半面D1窄的範圍內擺動。基板W的半面D1是以穿過基板W的旋轉中心C的上述的輥型清洗部件90的軸線L為邊界線，將基板W的表面W1在俯視圖上分成兩個的半面D1、D2中的一側。

具體而言，在基板W的半面D1中，擺動機構80使清洗液供給噴嘴70在近中心位置P3與作為距離近中心位置P3最近的基板W的外周端W3的邊緣位置P4之間擺動。從近中心位置P3到邊緣位置P4的距離比基板W的半徑小。另外，近中心位置P3是清洗液供給噴嘴70與位於清洗位置P6的輥型清洗部件90不干涉的位置，還能夠與輥型清洗部件90同時進行清洗。

在從上述的近中心位置P3到邊緣位置P4的擺動範圍中，清洗液供給噴嘴70以向離開基板W的旋轉中心C的方向（朝向基板W的外周端W3的方向）噴出清洗液的方式傾斜（參照圖3）。如圖3所示，清洗液供給噴嘴70的頂端的噴出口71的中心軸線C1相對於與基板W的表面W1垂直的垂直軸O1（與中心軸線O平行的平行軸）以角度θ傾斜。理想的是，角度θ設定在比0°大且為30°以下的範圍。

返回至圖2，在供清洗液供給噴嘴70擺動的基板W的半面D1中，第二清洗液供給噴嘴100相比清洗液供給噴嘴70的擺動範圍設置在基板W的旋轉方向的上游側的第一供給位置P8。由此，從第二清洗液供給噴嘴100噴出的清洗液容易與從清洗液供給噴嘴70噴出的清洗液混合，能夠獲得更高的清洗效果。

此外，也可以是，在清洗液供給噴嘴70不擺動的基板W的半面D2中，第二清洗液供給噴嘴100設置於第二供給位置P9、第三供給位置P10、第四供給位置P11、第五供給位置P12、第六供給位置P13。但是，當考慮基板W的旋轉而產生的離心力所導致的清洗液的飛散時，第二清洗液供給噴嘴100相比第四供給位置P11優選設置於第三供給位置P10，另外，相比第三供給位置P10優選設置於第二供給位置P9，最優選的是，設置於上述的基板W的半面D1的第一供給位置P8。此外，也可以是在與第一供給位置P8同樣位於基板W的半面D8的第五供給位置P12、第六供給位置P13配置第二清洗液供給噴嘴100。

接著，對上述結構的基板清洗裝置31的動作（基板的清洗方法）進行說明。

首先，對由清洗液供給噴嘴70的擺動單體進行的超聲波清洗進行說明。即，在以下的說明中，輥型清洗部件90位於退避位置P7。在超聲波清洗中，通過旋轉機構60的保持輥61來保持基板W的外周端W3，並且使基板W水平旋轉。

在上述狀態中，清洗液供給噴嘴70向基板W的表面W1噴出被施加了超聲波振動的清洗液。另外，擺動機構80使清洗液供給噴嘴70在基板W的旋轉中心C附近的近中心位置P3與基板W的外周端W3的正上方的邊緣位置P4之間擺動。這樣，使清洗液供給噴嘴70在基板W上擺動。由此，與將清洗液供給噴嘴70配置於基板W的半徑方向外側的情況相比，通過清洗液，附著於基板W的外周端W3的成膜、蝕刻時的殘渣等異物難以朝向基板W的旋轉中心C流入。因此，能夠抑制異物再次附著在基板W的表面W1。

另外，在近中心位置P3與邊緣位置P4之間的擺動是在比基板W的半面D1窄的範圍內的擺動，是比基板W的半徑小的行程。因此，清洗液難以重複向旋轉的基板W的一部分區域噴出。因此，能夠減輕構成超聲波清洗的清洗原理的一部分的氣蝕所導致的對基板W的負荷（坑（細微的孔缺陷）的產生）。

即，被施加了超聲波振動的清洗液相對於基板W的表面W1以一定的範圍（擴展）噴出。超過基板W的旋轉中心C噴出的清洗液在基板W每旋轉一圈時重複清洗噴出目標的區域，從而積累負荷。因此，如上所述，通過不從基板W的旋轉中心C而是從其附近的近中心位置P3開始清洗液供給噴嘴70的擺動，能夠進行考慮了清洗液的擴展的低負荷的超聲波清洗（清洗液的噴出範圍幾乎沒有重疊的超聲波清洗）。

圖4是表示作為比較例1，使清洗液供給噴嘴70的擺動從作為基板W的旋轉中心C的中心位置P2開始的超聲波清洗的情況的俯視圖。圖5是表示作為實施例，使清洗液供給噴嘴70的擺動從作為基板W的旋轉中心C附近的近中心位置P3開始的超聲波清洗的情況的俯視圖。圖6是表示作為比較例2，使清洗液供給噴嘴70的擺動從作為基板W的外周端W3附近的近邊緣位置P31開始的超聲波清洗的情況的俯視圖。

圖7是比較了比較例1、2和實施例的超聲波清洗對基板W的損壞量（負荷）和顆粒去除性能（清洗性能）的圖表。此外，在圖5和圖6中，作為嚮導，顯示穿過擺動軸82的中心軸線O和從中心位置P2到邊緣位置P4的擺動行程的一半的基準線L1。

近中心位置P3是從中心位置P2到邊緣位置P4的擺動行程中的相比距離中心位置P2側2/3的位置靠近中心位置P2的位置。具體而言，在將基板W的半徑設為150mm並將清洗液供給噴嘴70的噴嘴直徑設為6mm的情況下，實施例的近中心位置P3被設定在從作為基板W的旋轉中心C的中心位置P2離開75mm的位置。近邊緣位置P31是從中心位置P2到邊緣位置P4的擺動行程中的相比距離中心位置P2側2/3的位置靠近邊緣位置P4的位置。具體而言，比較例的近邊緣位置P31被設定在從作為基板W的旋轉中心C的中心位置P2離開120mm的位置。此外，近邊緣位置P31被設定在從基板W的邊緣位置P4離開30mm的位置。

如圖7所示，當比較對基板W的損壞量（負荷）時，可知優選的是使清洗液供給噴嘴70的擺動從近中心位置P3或者近邊緣位置P31開始的超聲波清洗。另外，當比較這兩種超聲波清洗的顆粒去除性能（清洗性能）時，可知優選的是使清洗液供給噴嘴70的擺動從近中心位置P3開始的超聲波清洗。因此，最為優選的是，使清洗液供給噴嘴70的擺動從近中心位置P3開始的超聲波清洗。

在將基板W的半徑設為150mm且將清洗液供給噴嘴70的噴嘴直徑設為6mm的情況下，從損壞的觀點來看，優選的是，近中心位置P3從作為基板W的旋轉中心C的中心位置P2離開50mm以上。另一方面，由於在離開中心位置P2過遠時，顆粒清洗性能下降，因此優選的是不從作為基板W的旋轉中心C的中心位置P2離開100mm以上。即，近中心位置P3設定在相對於中心位置P2離開50mm以上且100mm以下的範圍內即可。

這樣，上述的實施方式具備：旋轉機構60，該旋轉機構60使基板W旋轉；清洗液供給噴嘴70，該清洗液供給噴嘴70向基板W的表面W1噴出被施加了超聲波振動的清洗液；以及擺動機構80，該擺動機構80使清洗液供給噴嘴70從基板W的旋轉中心C附近朝向基板W的外周端W3在比基板W的半面D1窄的範圍內擺動。通過採用這樣的結構，能夠減輕超聲波清洗對基板W的負荷，並且更有效率佳地去除附著在基板W的異物。

另外，由於清洗液供給噴嘴70的擺動在比基板W的半面D1窄的範圍內進行，因此當通過使配置於穿過基板W的旋轉中心C的清洗位置P6的輥型清洗部件90與基板W的表面W1接觸並旋轉來清洗基板W時，也能夠通過清洗液供給噴嘴70的擺動進行超聲波清洗。即，擺動機構80在輥型清洗部件90對基板W進行清洗的過程中，通過使清洗液供給噴嘴70在比基板W的半面D1窄的範圍內擺動，能夠同時進行輥型清洗部件90的摩擦清洗和通過清洗液供給噴嘴70的擺動而進行的超聲波清洗。

根據上述結構，由於不同方式的清洗在一個位置進行，因此不需要追加圖1所示的基板清洗裝置31的台數。而且，也不需要追加搬運機械手35、36，從而能夠防止對應的裝置的設置面積增大、裝置的大型化、並且能夠防止裝置的成本、裝置價格成為高價。另外，即使是通過輥型清洗部件90的按壓充分地變形而不能接觸的部位，例如刻有製品圖案的凹部分、細縫內部，超聲波也能夠傳播並進行清洗。優選的是，如此清洗性能較高的基板清洗裝置31設置於污染度最高的一級清洗腔室。

也可以分開進行輥型清洗部件90的摩擦清洗和通過清洗液供給噴嘴70的擺動而進行的超聲波清洗。例如，使配置在穿過基板W的旋轉中心C的位置的輥型清洗部件90與基板W的表面W1接觸並旋轉。由此，也可以是，對基板W進行一級清洗，並且在一級清洗後，通過使噴出被施加了超聲波振動的清洗液的清洗液供給噴嘴70擺動，從而對基板W進行二級清洗。

如上所述，通過一級清洗的輥型清洗部件90的摩擦清洗而對基板W進行粗清洗，隨後，通過二級清洗以被施加了超聲波振動的清洗液沖洗細微的異物。由此，降低摩擦清洗後的對基板W上的逆污染，能夠降低接下來的清洗階段的污染負荷，並且能夠使經過了所有的清洗階段後的最終的清洗性能提高。

另外，也可以是，例如通過使噴出被施加了超聲波振動的清洗液的清洗液供給噴嘴70擺動，從而對基板W進行一級清洗，在進行了一級清洗後，通過使配置於穿過基板W的旋轉中心C的位置的輥型清洗部件90與基板W的表面W1接觸並旋轉，從而對基板W進行二級清洗，在進行了二級清洗後，進一步通過使噴出被施加了超聲波振動的清洗液的清洗液供給噴嘴70擺動，從而對基板W進行三級清洗。

在這樣通過輥型清洗部件90進行摩擦清洗（在此，為二級清洗）前，追加供給被施加了超聲波振動的清洗液而進行超聲波清洗的工序（在此，為一級清洗）。由此，能夠降低摩擦清洗前的基板W上的污染量，降低輥型清洗部件90的污染負荷，從而延長輥型清洗部件90的壽命。

在本實施方式中，如圖3所示，由於清洗液供給噴嘴70向從基板W的旋轉中心C離開的方向噴出清洗液，因此能夠抑制清洗了基板W的外周端W3的清洗液返回至基板W的表面W1的旋轉中心C側。尤其是，能夠抑制從基板W的外周端W3去除的異物再次附著並殘留在基板W的表面W1而最終成為缺點的擔憂。

從清洗液供給噴嘴70噴出的清洗液優選為鹼性水溶液或陰離子表面活性劑。通過使清洗液為鹼性水溶液或陰離子表面活性劑，能夠控制清洗液中的異物表面的zeta電位、減弱基板W與異物的附著力，使去除變得容易且再次附著變得困難，從而提高顆粒的去除性能。

在本實施方式中，如圖2所示，具備第二清洗液供給噴嘴100，該第二清洗液供給噴嘴100設置於離開清洗液供給噴嘴70的擺動範圍的位置，並且向基板W的表面W1噴出清洗液。通過具備這樣的第二清洗液供給噴嘴100，能夠從第二清洗液供給噴嘴100供給高價的清洗液，並且使具備施加超聲波的功能的清洗液供給噴嘴70的清洗液成為相對低價的清洗液。因此，即使需要將最低流量設定得較高以防止超聲波振子在乾燒，也能夠將營運成本抑制為較低。

以上，雖然記載並說明了本發明的優選的實施方式，但是這些是本發明的示意性的結構，應該理解不能夠將這些作為限定的內容來考慮。能夠不脫離本發明的範圍地進行追加、省略、置換以及其他的變更。因此，不應認為本發明受上述的說明限制，而是受發明要保護的範圍限制。

在以上的例子中，對通過在基板W的旋轉中心C側縮短清洗液供給噴嘴70的擺動行程，從而減輕超聲波清洗對基板W的旋轉中心C附近的負荷並有效率佳地去除附著在基板W的異物的結構/方法進行了描述，但是並不限定於此。例如，通過使第二清洗液供給噴嘴100在基板W的落水位置成為中心位置P2，使來自清洗液供給噴嘴70的被施加了超聲波的清洗液對中心位置P2的影響適度減少。由此，也有能夠減輕通過基板W的旋轉中心C附近的超聲波清洗對基板W的負荷並有效率佳地去除附著在基板W的異物的結構/方法。

另外，例如將第二清洗液供給噴嘴100在基板W的落水位置設為中心位置P2，而且以比常溫高的溫度供給第二清洗液。由此，將基板W的旋轉中心C附近的清洗液溫度維持得較高，抑制作為超聲波清洗的機制的液體中氣泡的產生/破裂（由於液體中氣泡的破裂是因為氣泡的蒸氣壓與周圍液體的壓力差而產生的，因此在溫度較高的狀態下蒸氣壓變高，從而氣泡的破裂被抑制）。這樣，也有使來自清洗液供給噴嘴70的附加了超聲波的清洗液對中心位置P2的影響適度減少，從而能夠減輕通過基板W的旋轉中心C附近的超聲波清洗對基板W的負荷並有效率佳地去除附著在基板W的異物的結構/方法。

而且，例如能夠採用圖8及圖9所示的變形例。

圖8是一實施方式的變形例的基板清洗裝置31的清洗液供給噴嘴的半徑方向位置和移動速度的說明圖。如圖8所示的基板清洗裝置31那樣，擺動機構80（在圖8中未圖示）在基板W的旋轉中心C附近和基板W的外周端W3的至少一方，也可以進行清洗液供給噴嘴70的擺動的減速和暫停的至少一方。此外，在圖8中，符號V1表示加速，符號V2表示恒定速度，符號V3表示減速。

根據上述結構，輥型清洗部件90的摩擦清洗相對速度較低。由此，污染容易集中的基板W的旋轉中心C附近、或由於原本污染量較多且基板W的旋轉周長較長而每單位時間的清洗時間較短的基板W的外周端W3附近的清洗時間增加。因此，能夠對基板W的表面W1整體均勻地清洗。

為了使基板W的旋轉中心C附近、或基板W的外周端W3附近的清洗時間增加，也可以將切換位置P32相比基準線L1與近中心位置P3之間的中間設定在靠近基準線L1的位置，在該切換位置P32將清洗液供給噴嘴70的擺動從恒定速度V2切換為減速V3。另外，也可以將切換位置P34相比基準線L1與邊緣位置P4之間的中間設定在靠近基準線L1，在該切換位置P34將清洗液供給噴嘴70的擺動從恒定速度V2切換為減速V3。也可以將進行減速V3（或者暫停）的時間T1、T3設定為比以恒定速度V2擺動的時間T2長（例如兩倍以上）。

圖9是表示一實施方式的變形例的基板清洗裝置31的主要部分結構的主視圖。如圖9所示的基板清洗裝置31那樣，也可以具備傾動機構110，該傾動機構110進行在基板W的旋轉中心C附近，使清洗液供給噴嘴70朝向基板W的旋轉中心C傾動和在基板W的外周端W3附近，使清洗液供給噴嘴70朝向基板W的外周端W3傾動的至少一方。此外，傾動機構110是具備由圖2所示的擺動軸82支承的電動機等電驅動部，從基板W的半徑方向外側使臂主體81繞在其長度方向上延伸的軸旋轉的結構即可。由此，能夠抑制因在清洗液供給噴嘴70增加可動部而產生的基板W的污染。

根據上述結構，在基板W的旋轉中心C側的近中心位置P3跟前的第一傾斜位置P35，使清洗液供給噴嘴70進一步向旋轉中心C側傾斜，從而能夠使基板W上的落水位置靠近基板W的旋轉中心C側。另外，根據上述結構，在基板W的外周端W3側的邊緣位置P4跟前的第二傾斜位置P36，使清洗液供給噴嘴70進一步向外周端W3側傾斜，從而能夠使基板W上的落水位置靠近基板W的外周端W3側。由此，能夠縮短清洗液供給噴嘴70的擺動範圍，並且以從清洗液供給噴嘴70供給的清洗液對基板W的表面W1充分地進行清洗。

為了防止附著在基板W的外周端W3的異物再次附著於基板W的表面W1，也可以是將第二傾斜位置P36的清洗液供給噴嘴70的傾斜角度的絕對值設定為比第一傾斜位置P35的清洗液供給噴嘴70的傾斜角度的絕對值大。由此，由於向離開基板W的旋轉中心C的方向噴出清洗液，因此能夠進一步可靠地防止清洗了基板W的外周端W3的清洗液返回至基板W的表面W1的旋轉中心C側。

1:基板處理裝置 31:基板清洗裝置 60:旋轉機構 70:清洗液供給噴嘴 80:擺動機構 90:輥型清洗部件 100:第二清洗液供給噴嘴 110:傾動機構 C:旋轉中心 D1:半面 W:基板 W1:表面 W3:外周端

圖1是表示一實施方式的基板處理裝置的整體結構的俯視圖。圖2是表示一實施方式的基板清洗裝置的結構的俯視圖。圖3是圖2的A-A方向視圖。圖4是表示作為比較例1，使清洗液供給噴嘴的擺動從作為基板的旋轉中心的中心位置開始的超聲波清洗的情況的俯視圖。圖5是表示作為實施例，使清洗液供給噴嘴的擺動從作為基板的旋轉中心附近的近中心位置開始的超聲波清洗的情況的俯視圖。圖6是表示作為比較例2，使清洗液供給噴嘴的擺動從作為基板的外周端附近的近邊緣位置開始的超聲波清洗的情況的俯視圖。圖7是比較了比較例1、2和實施例的超聲波清洗對基板的損壞量（負荷）和顆粒去除性能（清洗性能）的圖表。圖8是一實施方式的變形例的基板清洗裝置的清洗液供給噴嘴的半徑方向位置和移動速度的說明圖。圖9是表示一實施方式的變形例的基板清洗裝置的主要部分結構的主視圖。

31:基板清洗裝置

60:旋轉機構

61:保持輥

70:清洗液供給噴嘴

80:擺動機構

81:臂主體

82:擺動軸

C:基板的旋轉中心

P2:中心位置

D1、D2:半面

L:軸線

L1:基準線

O:中心軸線

P3:近中心位置

P4:邊緣位置

W:基板

W1:表面

Claims

一種基板清洗裝置，其具備：旋轉機構，該旋轉機構使基板旋轉；清洗液供給噴嘴，該清洗液供給噴嘴向所述基板的表面噴出被施加了超聲波振動的清洗液；以及擺動機構，該擺動機構使所述清洗液供給噴嘴從所述基板的旋轉中心附近朝向所述基板的外周端在比所述基板的半面窄的範圍內擺動。
一種基板清洗裝置，其具備：旋轉機構，該旋轉機構使基板旋轉；清洗液供給噴嘴，該清洗液供給噴嘴向所述基板的表面噴出被施加了超聲波振動的清洗液；輥型清洗部件，該輥型清洗部件通過在穿過所述基板的旋轉中心的位置與所述基板的表面接觸並旋轉，從而對所述基板進行清洗；以及擺動機構，該擺動機構在所述輥型清洗部件對所述基板進行清洗的過程中，使所述清洗液供給噴嘴在比所述基板的半面窄的範圍內擺動。
根據請求項1或2所述的基板清洗裝置，其中，所述清洗液供給噴嘴向離開所述基板的旋轉中心的方向噴出所述清洗液。
根據請求項1或2所述的基板清洗裝置，其中，所述清洗液是鹼性水溶液或者陰離子表面活性劑。
根據請求項1或2所述的基板清洗裝置，其中，具備第二清洗液供給噴嘴，該第二清洗液供給噴嘴設置於離開所述清洗液供給噴嘴的擺動範圍的位置，並且向所述基板的表面噴出清洗液。
根據請求項1或2所述的基板清洗裝置，其中，所述擺動機構在所述基板的旋轉中心附近和所述基板的外周端的至少一方，進行使所述清洗液供給噴嘴的擺動減速和暫停的至少一方。
根據請求項1或2所述的基板清洗裝置，其中，具備傾動機構，該傾動機構進行在所述基板的旋轉中心附近使所述清洗液供給噴嘴朝向所述基板的旋轉中心傾動和在所述基板的外周端附近使所述清洗液供給噴嘴朝向所述基板的外周端傾動的至少一方。
一種基板的清洗方法，使基板旋轉，從清洗液供給噴嘴向所述基板的表面噴出被施加了超聲波振動的清洗液，使所述清洗液供給噴嘴從所述基板的旋轉中心附近朝向所述基板的外周端，在比所述基板的半面窄的範圍內擺動。
一種基板的清洗方法，使基板旋轉，從清洗液供給噴嘴向所述基板的表面噴出被施加了超聲波振動的清洗液，通過使配置於穿過所述基板的旋轉中心的位置的輥型清洗部件與所述基板的表面接觸並旋轉，從而對所述基板進行清洗，在所述輥型清洗部件對所述基板進行清洗的過程中，使所述清洗液供給噴嘴在比所述基板的半面窄的範圍內擺動。
根據請求項8或9所述的基板的清洗方法，其中，從所述清洗液供給噴嘴向離開所述基板的旋轉中心的方向噴出所述清洗液。
根據請求項8或9所述的基板的清洗方法，其中，所述清洗液是鹼性水溶液或者陰離子表面活性劑。
根據請求項8或9所述的基板的清洗方法，其中，在離開所述清洗液供給噴嘴的擺動範圍的位置設置第二清洗液供給噴嘴，向所述基板的表面噴出清洗液。
根據請求項8或9所述的基板的清洗方法，其中，在所述基板的旋轉中心附近和所述基板的外周端的至少一方，進行使所述清洗液供給噴嘴的擺動減速和暫停的至少一方。
根據請求項8或9所述的基板的清洗方法，其中，進行在所述基板的旋轉中心附近使所述清洗液供給噴嘴朝向所述基板的旋轉中心傾動和在所述基板的外周端附近使所述清洗液供給噴嘴朝向所述基板的外周端傾動的至少一方。
根據請求項8所述的基板的清洗方法，其中，通過使噴出被施加了所述超聲波振動的清洗液的所述清洗液供給噴嘴擺動，從而對所述基板進行一級清洗，在進行了所述一級清洗後，通過使配置於穿過所述基板的旋轉中心的位置的輥型清洗部件與所述基板的表面接觸並旋轉，從而對所述基板進行二級清洗，在進行了所述二級清洗後，通過進一步使噴出被施加了所述超聲波振動的清洗液的所述清洗液供給噴嘴擺動，從而對所述基板進行三級清洗。
根據請求項8所述的基板的清洗方法，其中，通過使配置於穿過所述基板的旋轉中心的位置的輥型清洗部件與所述基板的表面接觸並旋轉，從而對所述基板進行一級清洗，在進行了所述一級清洗後，通過使噴出被施加了所述超聲波振動的清洗液的所述清洗液供給噴嘴擺動，從而對所述基板進行二級清洗。