CN115605981A - 清洗装置及清洗方法 - Google Patents

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Abstract

清洗装置具备：基板旋转机构，该基板旋转机构保持基板，并将所述基板的中心轴作为旋转轴而使所述基板旋转；第一单管喷嘴，该第一单管喷嘴朝向保持于所述基板旋转机构的所述基板的上表面排出第一清洗液；以及第二单管喷嘴，该第二单管喷嘴有别于所述第一单管喷嘴，并朝向保持于所述基板旋转机构的所述基板的上表面排出第二清洗液。所述第一单管喷嘴及所述第二单管喷嘴相互配置成，所述第二单管喷嘴在比所述第一清洗液的滴落位置更远离所述基板的中心的位置，朝向所述基板的旋转方向的顺方向排出所述第二清洗液，以产生所述第一清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流与所述第二清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流合流的部分。

Description

清洗装置及清洗方法
技术领域
本发明关于一种清洗装置及清洗方法。
背景技术
半导体元件的制造过程中，对半导体晶片等的基板表面实施成膜、蚀刻、研磨等各种处理。在这些各种处理的前后需要将基板表面保持洁净，因而进行基板的清洗处理。例如，在研磨形成于基板上的金属等膜的研磨工序后，进行用于除去研磨屑及研磨剂中所含的研磨粒等微小粒子(瑕疵)的清洗。该清洗工序以在基板上供给清洗液的方式来促进清洗效果(例如参照日本特开2015－201627号公报)。
但是，由于供给清洗液的喷嘴种类、清洗液流量、清洗液在基板上的排出位置、及基板的转速而无法在整个基板上有效供给清洗液，导致半导体制造效率降低、及残留于研磨后的基板上的微小粒子(瑕疵)的除去效果降低。
随着微细化的进展，除去附着于基板的微小粒子污染的去除品质所面对的要求更加提高。在以单片式清洗基板时的一连串的清洗程序中，虽会有例如在进行摩擦清洗，除去粒径比较大的粒子污染随后，进行由除去粒径比较小的粒子污染的非接触清洗的一连串清洗工序所构成的制程，但此时，为了连续地实施不同种类的清洗制程(不同种类的清洗工序)，从整体来看需要清洗时间。但是，当为了使处理量提高而单纯缩短处理时间时，反而也有粒子污染的除去率降低的顾虑。
此外，例如在使用氧化铈等的微细研磨浆液来实施研磨工序后的基板上，残留有比较不易除去的微细研磨屑等的异物，此外，因为处理对象的基板本身表面也未必使用同样性状的物品，所以基板研磨后的清洗技术也有所要求要应用比过去还高度的清洗技术。
况且，在清洗工序整体的处理工序复杂化中，为了达成指定的清洗质量，整体所需的清洗处理时间会有延长的顾虑，但这一点从处理量的观点而言并不适宜。
发明内容
希望提供一种可提高清洗液在基板上的置换效率的清洗装置及清洗方法。此外，希望提供一种清洗装置及清洗方法，在实施基板清洗制程时，可实现提高处理量并且达成比过去还有所改善的粒子污染除去性能的清洗工序。此外，希望提供一种清洗装置及清洗方法，在基板表面整体改善了微小粒子等的除去能力。
本发明一个方式的清洗装置具备：
基板旋转机构，该基板旋转机构保持基板，并将所述基板的中心轴作为旋转轴而使所述基板旋转；
第一单管喷嘴，该第一单管喷嘴朝向保持于所述基板旋转机构的所述基板的上表面排出第一清洗液；以及
第二单管喷嘴，该第二单管喷嘴有别于所述第一单管喷嘴，并朝向保持于所述基板旋转机构的所述基板的上表面排出第二清洗液，
所述第一单管喷嘴及所述第二单管喷嘴相互配置成，所述第二单管喷嘴在比所述第一清洗液的滴落位置更远离所述基板的中心的位置，朝向所述基板的旋转方向的顺方向排出所述第二清洗液，以产生所述第一清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流与所述第二清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流合流的部分。
本发明一个方式的清洗方法，包含如下步骤：
将基板的中心轴作为旋转轴，而使所述基板旋转的步骤；
从第一单管喷嘴朝向所述基板的上表面排出第一清洗液的步骤；以及
从有别于所述第一单管喷嘴的第二单管喷嘴朝向所述基板的上表面排出第二清洗液的步骤，
在排出所述第二清洗液的步骤中，所述第二单管喷嘴在比所述第一清洗液的滴落位置更远离所述基板的中心的位置，朝向所述基板的旋转方向的顺方向排出所述第二清洗液，以产生所述第一清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流与所述第二清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流合流的部分。
附图说明
图1是表示具备一种实施方式的清洗装置的基板处理装置的整体构成俯视图。
图2是表示一种实施方式的清洗装置中的基板与第一单管喷嘴及第二单管喷嘴的位置关系的俯视图。
图3是表示一种实施方式的清洗装置中的基板与第一单管喷嘴的位置关系的侧视图。
图4是表示一种实施方式的清洗装置中的基板与第二单管喷嘴的位置关系的侧视图。
图5是表示实施例及比较例的检验结果(亮度值分布)的图。
图6是表示实施例及比较例的检验结果(置换效率)的曲线图。
图7是表示实施例及比较例的检验结果(亮度值分布)的图。
图8是表示实施例及比较例的检验结果(置换效率)的曲线图。
图9是表示实施例及比较例的检验结果(亮度值分布)的图。
图10是表示实施例及比较例的检验结果(置换效率)的曲线图。
图11是表示一种实施方式的一种变形的清洗装置中的基板与第一单管喷嘴及第二单管喷嘴的位置关系的俯视图。
图12是用于说明从第二单管喷嘴排出的第二清洗液的滴落位置的一例的图。
图13是表示一种实施方式的清洗装置中的基板旋转机构的构成的侧视图。
图14是表示一种实施方式的清洗装置中的流量调整机构的构成的示意图。
具体实施方式
实施方式的第一方式的清洗装置具备：
基板旋转机构，该基板旋转机构保持基板，并将所述基板的中心轴作为旋转轴而使所述基板旋转；
第一单管喷嘴，该第一单管喷嘴朝向保持于所述基板旋转机构的所述基板的上表面排出第一清洗液；以及
第二单管喷嘴，该第二单管喷嘴有别于所述第一单管喷嘴，并朝向保持于所述基板旋转机构的所述基板的上表面排出第二清洗液，
所述第一单管喷嘴及所述第二单管喷嘴相互配置成，所述第二单管喷嘴在比所述第一清洗液的滴落位置更远离所述基板的中心的位置，朝向所述基板的旋转方向的顺方向排出所述第二清洗液，以产生所述第一清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流与所述第二清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流合流的部分。
根据本申请发明人等的实际检验，通过这种方式，比使用其他种类的喷嘴时，不论基板的转速为何，皆可提高清洗液在基板上的置换效率。由此，比过去使用喷嘴的淋浴清洗，往基板上表面的供液效率与基板表面的粒子除去率可一并提高，而可达成基板清洗工序中的清洗性提高与处理量提高双方。
实施方式的第二方式的清洗装置如第一方式的清洗装置，其中，从所述第一单管喷嘴排出的所述第一清洗液的流量比从所述第二单管喷嘴排出的所述第二清洗液的流量大。
根据本申请发明人等的实际检验，通过这种方式，可进一步提高清洗液在基板上的置换效率。
实施方式的第三方式的清洗装置如第二方式的清洗装置，其中，所述第一单管喷嘴的直径比所述第二单管喷嘴的直径大。
实施方式的第四方式的清洗装置如第一至第三中任何一个方式的清洗装置，其中，同时进行通过所述第一单管喷嘴排出所述第一清洗液和通过所述第二单管喷嘴排出所述第二清洗液。
实施方式的第五方式的清洗装置如第一至第四中任何一个方式的清洗装置，其中，所述第一清洗液和所述第二清洗液是水或药剂。
实施方式的第六方式的清洗装置如第一至第五中任何一个方式的清洗装置，其中，所述第一单管喷嘴以如下方式排出所述第一清洗液：使所述第一清洗液滴落于比所述基板的中心靠近所述第一单管喷嘴的近前，滴落后的所述第一清洗液在所述基板的上表面的液流通过所述基板的中心。
实施方式的第七方式的清洗装置如第一至第六中任何一个方式的清洗装置，其中，从所述基板的中心至所述第二清洗液的滴落位置为止的距离比所述基板的半径的四分之一长。
实施方式的第八方式的清洗装置如第七方式的清洗装置，其中，从所述基板的中心至所述第二清洗液的滴落位置为止的距离比所述基板的半径的三分之一长。
实施方式的第九方式的清洗装置如第一至第八中任何一个方式的清洗装置，其中，从所述第一单管喷嘴排出而滴落于所述基板的上表面为止的液流与所述基板的上表面之间的角度是15°～75°。
实施方式的第十方式的清洗装置如第一至第九中任何一个方式的清洗装置，其中，从所述第二单管喷嘴排出而滴落于所述基板的上表面为止的液流与所述基板的上表面之间的角度是15°～75°。
实施方式的第十一方式的清洗装置如第一至第十中任何一个方式的清洗装置，其中，所述第二单管喷嘴的数量是2以上。
实施方式的第十二方式的清洗方法，包含如下步骤：
将基板的中心轴作为旋转轴，而使所述基板旋转的步骤；
从第一单管喷嘴朝向所述基板的上表面排出第一清洗液的步骤；以及
从有别于所述第一单管喷嘴的第二单管喷嘴朝向所述基板的上表面排出第二清洗液的步骤，
在排出所述第二清洗液的步骤中，所述第二单管喷嘴在比所述第一清洗液的滴落位置更远离所述基板的中心的位置，朝向所述基板的旋转方向的顺方向排出所述第二清洗液，以产生所述第一清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流与所述第二清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流合流的部分。
以下，参照附图详细说明实施方式的具体例。另外，以下的说明及以下说明时使用的图，对于可相同构成的部分使用相同符号，并且省略重复的说明。此外，只要没有特别说明，所谓“上”是指将基板作为起点，而清洗喷嘴等的清洗具所存在的方向，所谓“下”是指与其相反方向。另外，对于基板的两面而清洗喷嘴等的清洗具存在时，将特定清洗喷嘴等存在的方向作为“上”，所谓“下”是指其相反方向。此外，关于清洗喷嘴及构成其的构成物，所谓“上表面”及“表面”是指特定的清洗喷嘴对基板供给液体的一侧的面。
图1是表示具备一种实施方式的清洗装置的基板处理装置(亦称为研磨装置)1的整体构成俯视图。
如图1所示，基板处理装置1具有：大致矩形状的机架10；及装载贮存多个晶片W(参照图2等)的基板匣盒(无图示)的装载埠12。装载埠12邻接于机架10而配置。装载埠12中可搭载开放式匣盒、SMIF(标准机械接口(Standard Manufacturing Interface)盒或FOUP(前开式晶片传送盒(Front Opening Unified Pod))。SMIF盒及FOUP是在内部收容基板匣盒，通过分隔壁覆盖，从而可保持与外部空间独立的环境的密闭容器。晶片W例如可举出半导体晶片等。
在机架10的内部收容有：多个(图1所示的方式是4个)研磨单元14a～14d；清洗研磨后的晶片W的第一清洗单元16及第二清洗单元18；及使清洗后的晶片W干燥的干燥单元20。研磨单元14a～14d沿着机架10的长度方向排列，清洗单元16、18及干燥单元20亦沿着机架10的长度方向排列。
在由装载埠12、位于装载埠12侧的研磨单元14a、及干燥单元20所包围的区域中配置有第一搬送机器人22。此外，在排列有研磨单元14a～14d的区域、与排列有清洗单元16、18及干燥单元20的区域之间，与机架10的长度方向平行地配置有搬送单元24。第一搬送机器人22从装载埠12接收研磨前的晶片W，而送交搬送单元24，或是从搬送单元24接收从干燥单元20取出的干燥后的晶片W。
在第一清洗单元16与第二清洗单元18之间配置有在第一清洗单元16与第二清洗单元18之间进行晶片W交接的第二搬送机器人26。此外，在第二清洗单元18与干燥单元20的间配置有在第二清洗单元18与干燥单元20之间进行晶片W交接的第三搬送机器人28。
再者，基板处理装置1中设有控制各设备14a～14d、16、18、22、24、26、28的动作的控制装置30。作为控制装置30，例如使用可程序逻辑控制器(PLC)。图1所示的方式将控制装置30配置于机架10的内部，但不限于此，亦可将控制装置30配置于机架10的外部。
图1所示的例中，作为第一清洗单元16，使用在清洗液存在下，使在水平方向延伸的辊清洗构件接触晶片W表面，一边使辊清洗构件自转，一边摩擦清洗晶片W表面的滚筒清洗装置，并且，作为第二清洗单元18，使用在清洗液存在下，使在铅直方向延伸的圆柱状的笔形清洗构件接触晶片W表面，一边使笔形清洗构件自转，一边朝向与晶片W表面平行的一个方向移动，来摩擦清洗晶片W表面的笔形清洗装置。此外，作为干燥单元20，使用朝向旋转的晶片W，从在与晶片W表面平行的一个方向移动的喷射喷嘴喷出异丙醇(IPA)蒸气而使晶片W干燥，进一步使晶片W高速旋转，并通过离心力使晶片W干燥的自旋干燥装置。
另外，本例的第一清洗单元16使用滚筒清洗装置，但第一清洗单元16亦可使用与第二清洗单元18同样的笔形清洗装置，亦可使用在清洗液存在下，使具有在铅直方向延伸的旋转轴线的抛光清洗研磨构件接触晶片W表面，一边使抛光清洗研磨构件自转，一边朝向与晶片W表面平行的一个方向移动，来摩擦清洗研磨晶片W表面的抛光研磨清洗装置，亦可使用通过双流体喷射清洗晶片W表面的双流体喷射清洗装置。此外，本例中使用笔形清洗装置作为第二清洗单元18，但作为第二清洗单元18亦可使用与第一清洗单元16同样的滚筒清洗装置，亦可使用抛光研磨清洗装置，亦可使用双流体喷射清洗装置。
清洗液包含：纯水(DIW)等冲洗液、氨过氧化氢(SC1)、盐酸过氧化氢(SC2)、硫酸过氧化氢(SPM)、硫酸加水、氟酸等药剂。本实施方式只要没有特别事先说明，清洗液指冲洗液或药剂的任何一种。
一种实施方式的清洗装置40(参照图2)亦可适用于第一清洗单元16、第二清洗单元18，亦可适用于滚筒清洗装置、笔形清洗装置、抛光研磨清洗装置、双流体喷射清洗装置。
以下，说明适用于在第一清洗单元16及第二清洗单元18中的刷洗的方式，作为一种实施方式的清洗装置40的具体适用例。刷洗时，第一清洗单元16中的辊清洗构件及第二清洗单元18中的笔形清洗构件从基板上方退开。这是为了避免附着于辊清洗构件及笔形清洗构件等的构件的粒子及药剂在刷洗时掉落到基板上而污染基板。
图2是表示一种实施方式的清洗装置40中的基板W与第一单管喷嘴41及第二单管喷嘴42的位置关系的俯视图。另外，本说明书中，所谓“喷雾喷嘴”是指具有多个供给口，使清洗液空间性扩大地排出的喷嘴，所谓“单管喷嘴”是指与喷雾喷嘴不同，具有单一供给口，使清洗液比较直线地从供给口射出的喷嘴。
如图2所示，清洗装置40具备：基板旋转机构70(参照图13)；朝向保持于基板旋转机构70的基板W上表面而排出第一清洗液的第一单管喷嘴41；及有别于第一单管喷嘴41，朝向保持于基板旋转机构70的基板W上表面而排出第二清洗液的第二单管喷嘴42。
图13是表示基板旋转机构70的构成的侧视图。如图13所示，基板旋转机构70具有：水平地保持基板W的基板保持机构71；及经由基板保持机构71使基板W绕其中心轴旋转的马达(旋转机构)72。另外，亦可采用配置成对包含轴中心的直线左右对称且具有连通于真空源的多个真空卡盘孔的无图示的基板平板作为基板旋转机构70。
基板W将表面朝上而保持于基板保持机构71。当基板保持机构71保持基板W而旋转时，基板W将其中心轴(通过中心O而垂直于基板W表面的轴)作为旋转轴而旋转。图2所示的例，基板W从上方观看是顺时钟旋转，但基板W的旋转方向并非限定于此，亦可从上方观看为逆时钟旋转。
如图2所示，第一单管喷嘴41及第二单管喷嘴42在基板W的上方且从基板W的上部空间的外侧朝向基板W表面(上表面)排出清洗液。亦即，第一单管喷嘴41及第二单管喷嘴42相对于基板W的上表面从斜上方供给清洗液。通过第一单管喷嘴41排出第一清洗液与通过第二单管喷嘴42排出第二清洗液亦可同时进行。
一种实施方式中，从第一单管喷嘴41排出的第一清洗液的流量可比从第二单管喷嘴42排出的第二清洗液的流量大。因而，如图14所示，在连结第一清洗液的药剂供给源51与第一单管喷嘴41的配管上，设置可调整开度的第一阀门51a与第一流量计51b，并且在连结第二清洗液的药剂供给源52与第二单管喷嘴42的配管上，设置可调整开度的第二阀门52a与第二流量计52b。再者，控制装置30接收来自第一流量计51b及第二流量计52b的流量信号，通过分别对第一阀门51a及第二阀门52a在实施清洗处理的作业中传送开度调整信号，来反馈控制第一阀门51a及第二阀门52a的开度，来成为预设的流量范围。结果，从第一单管喷嘴41排出的第一清洗液的流量可比从第二单管喷嘴42排出的第二清洗液的流量大。
第一单管喷嘴41的位置、排出方向、口径、及流速设计成使从第一单管喷嘴41排出的第一清洗液满足以下条件。首先，如图1所示，从第一单管喷嘴41排出的第一清洗液在基板W上表面的滴落位置A为从基板W的中心O离开距离Ra的位置，而非基板W的中心O。从平面观看，以基板W的中心O位于连结第一单管喷嘴41与滴落位置A的线上的方式决定第一单管喷嘴41的方向。亦即，从平面观看，第一单管喷嘴41朝向基板W的中心O排出第一清洗液，但其滴落位置A是从基板W的中心O向近前距离Ra的位置。
图3是表示基板W与第一单管喷嘴41的位置关系的侧视图。图3表示包含从第一单管喷嘴41排出至滴落于基板W上表面的第一清洗液的液流的铅直面。如图3所示，从第一单管喷嘴41排出至滴落于基板W上表面的第一清洗液的液流与基板W上表面之间的角度(入射角)α设定成15°～75°，宜设定成30～60°。如此，由于第一单管喷嘴41相对于基板W的上表面从斜上方供给第一清洗液，因此第一清洗液的液流沿着基板W的平面方向的方向流动，具体而言朝向基板W的中心O的方向流动而滴落于基板W的上表面。如此，第一清洗液通过该液流朝向基板W的中心O的方向流动的惯性，在滴落后仍在朝向基板W的中心O的方向流动。
如上述，由于基板W旋转，因此滴落于基板W表面的第一清洗液受该旋转的离心力而会朝向基板W外侧流动，但如图2及图3所示，由于本实施方式中，滴落于基板W的中心O附近，在这样靠近中心O的位置并无大的离心力作用，此外，由于在滴落前已经朝向中心O流动，因此，通过该惯性，第一清洗液从平面观看会形成在与第一单管喷嘴41的供给方向一致的方向直线状进行的液束而在基板W表面流动。结果，滴落于基板W上表面的第一清洗液会通过基板W的中心O。当第一清洗液通过基板W的中心O时，第一单管喷嘴41的供给方向的惯性力逐渐减弱，离心力随着朝向外周而变大，因此会在基板W的旋转方向描绘弧线，成为朝向外周部而流动的液流，朝向外周而宽度逐渐扩大，最后从基板W的外周部排出。
关于上述第一清洗液在基板W表面上的举动，较宜为滴落位置越从基板W中心O离开，液流平行于基板W表面的成分越大，因而宜缩小入射角α。此外，当基板W的转速过快时，由于液流中的惯性力输给离心力，液流变得不通过基板W的中心O，因此不宜过度高速旋转基板W，转速宜为1500rpm以下，更宜为1000rpm以下。
此外，第一单管喷嘴41的口径是1～5mm时，流量应为500～2000ml/min。第一单管喷嘴41的口径是5～10mm时，流量应为2000ml/min以上。此外，当滴落位置A从基板W的中心O的距离Ra过大时，如上述，为了使滴落后的液流通过惯性力而通过基板W中心，必须增大其流速，因此宜为半径R的三分之一以下。
如以上，从第一单管喷嘴41在基板W的上表面供给第一清洗液，但从斜上方向以比较低的入射角，而非从基板W的上方以大的入射角(例如90°)排出至基板W的中心O，在平面观看朝向中心O方向，排出使其滴落于中心O前方，由于滴落的第一清洗液以通过基板W的中心O的方式流动，因此即使在离心力小的基板W的中心O仍进行迅速的液体置换，防止第一清洗液在基板W中心部停滞。此外，基板W表面是铜等柔软材料的层时，与入射角大时比较，亦可降低表面受到的损伤。
第二单管喷嘴42的位置、排出方向、口径、及流速设计成使从第二单管喷嘴42排出的第二清洗液满足以下条件。首先，如图1所示，从第二单管喷嘴42排出的第二清洗液在基板W上表面的滴落位置B是比第一清洗液的滴落位置A更远离基板W的中心的位置。亦即，第二清洗液的滴落位置B从基板W的中心O的距离Rb设定成比第一清洗液的滴落位置A从基板W的中心O的距离Ra长。从基板W的中心O至第二清洗液的滴落位置B的距离Rb宜比基板的半径R的四分之一长，更宜比基板的半径R的三分之一长。
如图12所示，以第一单管喷嘴41的供给方向、及通过基板W的中心O而与其正交的方向，在基板W的俯视图上制作坐标系时，从第二单管喷嘴42排出的第二清洗液的滴落位置，相对于第一喷嘴的供给方向从基板W的中心O的延长线，亦可在基板旋转方向的上游侧90°的区域(图12中为画阴影线的区域)内。
再者，如图1所示，第二单管喷嘴42在比第一清洗液的滴落位置A更远离基板W的中心O的位置，朝向基板W的旋转方向的顺方向排出第二清洗液，以形成第一清洗液滴落后在基板W上表面的液流、与第二清洗液滴落后在基板W上表面的液流合流的部分(注记符号C的单点划线所包围的部分)。亦即，相互配置第一单管喷嘴41及第二单管喷嘴42，使所述第二单管喷嘴在比第一清洗液的滴落位置更远离基板W的中心O的位置，朝向基板W的旋转方向的顺方向排出第二清洗液，来产生第一清洗液滴落后在基板W上表面的液流、与第二清洗液滴落后在基板W上表面的液流合流的部分。由此，从第二单管喷嘴42排出的第二清洗液滴落于基板W上表面后，一边与第一清洗液的液流一部分混合，一边在基板W表面朝向外周扩大流动。此时，相对于过去那样仅在中心供给液体时，当为了缩短使液体遍及整个基板的清洗时间而提高基板转速时，不在基板上形成具有厚度的液层而恐有无法获得充分的清洗效果，本实施例中，第二单管喷嘴在比第一清洗液的滴落位置更远离基板中心的位置，朝向基板的旋转方向的顺方向排出第二清洗液，再者，由于有产生第一清洗液滴落后在基板上表面的液流、与第二清洗液滴落后在所述基板上表面的液流合流的部分，因此来自第二喷嘴并沿着基板的旋转方向的液流与来自第一喷嘴供给的液流碰撞，可期待在基板水平面内的液体的流动(往液膜区域的水平方向的移动)、或是具有厚度的液层中的液体在上下方向的流动，由此可一边提高清洗效果，一边期待清洗液遍及整个基板。
另外，关于从第二单管喷嘴42排出的第二清洗液，在滴落后不需要在基板W表面直线状流动。因而，关于从第二单管喷嘴42排出的第二清洗液，只须设定其口径、流速等的条件，使其在旋转的基板上，在滴落后立即会通过作用的离心力朝向外周流动即可。但是，关于入射角大时基板W表面会受到损伤方面，由于与第一单管喷嘴41的情况相同，因此关于第二单管喷嘴42宜缩小其入射角。
图4是表示基板W与第二单管喷嘴42的位置关系的侧视图。图4表示包含从第二单管喷嘴42排出至滴落于基板W上表面为止的第二清洗液的液流的铅直面。如图4所示，从第二单管喷嘴42排出至滴落于基板W上表面为止的第二清洗液的液流与基板W上表面之间的角度(入射角)α设定为15°～75°，宜设定为30°～60°。
根据本申请发明人的实际检验，发现如本实施方式，以第二单管喷嘴42在比第一清洗液的滴落位置A更远离基板W的中心O的位置，朝向基板W的旋转方向的顺方向排出第二清洗液的方式，来产生第一清洗液滴落后在基板W上表面的液流、与第二清洗液滴落后在基板W上表面的液流合流的部分，与使用其他种类的喷嘴时比较，不论基板W的转速为何，清洗液在基板W上表面的置换效率提高。通过提高清洗液的置换效率，能够在基板的上表面迅速供给清洗液，并可获得有效冲走在基板上的液体及微小粒子的效果，还可能缩短清洗工序需要的时间。
从第一单管喷嘴41排出的第一清洗液的流量宜比从第二单管喷嘴42排出的第二清洗液的流量大。为了使从第一单管喷嘴41排出的第一清洗液的流量比从第二单管喷嘴42排出的第二清洗液的流量大，亦可将第一单管喷嘴41的直径做成比第二单管喷嘴42的直径大，亦可使用流量控制器来分别调整供给至第一单管喷嘴41及第二单管喷嘴42的清洗液的流量。
根据本申请发明人实施的检验，发现如本实施方式，通过将从第一单管喷嘴41排出的第一清洗液的流量做成比从第二单管喷嘴42排出的第二清洗液的流量大的方式，从而能够进一步提高清洗液在基板W的上表面的置换效率。
其次，说明本实施方式的具体实施例。
(实施例1)
作为本实施方式的实施例1，首先，一边将基板的中心轴作为旋转轴使基板旋转，一边以荧光涂料涂满基板的上表面后，在基板的上表面照射光，并由高速摄影机开始拍摄其反射光(亦即，在基板的上表面的亮度值分布)。其次，从第一单管喷嘴(Φ1.0mm)排出纯水(DIW)来滴落于基板上表面的中心的近前，并且朝向基板的旋转方向的顺方向从有别于第一单管喷嘴的第二单管喷嘴(Φ1.0mm)亦排出纯水(DIW)来滴落于从基板的上表面的中心离开基板半径的二分之一的位置，通过纯水(DIW)冲洗除去基板上表面的荧光涂料。在此，从第一单管喷嘴及第二单管喷嘴排出的纯水(DIW)的合计流量是1000ml/min，第一单管喷嘴与第二单管喷嘴的流量比是1：1。而后，依据基板上表面的亮度值分布随时间的变化，算出基板上的荧光涂料通过纯水(DIW)的置换效率。具体而言，从基板上表面的亮度值分布计算亮度值小于25的区域的面积S1，并计算亮度值小于25的区域的面积S1相对于基板面积S0的比例，作为置换效率(置换效率＝S1/S0×100)。
(比较例1)
作为比较例1，首先，与实施例1同样地一边将基板的中心轴作为旋转轴使基板旋转，一边以荧光涂料涂满基板的上表面后，在基板的上表面照射光，并由高速摄影机开始拍摄其反射光(亦即，在基板的上表面的亮度值分布)。其次，从2个锥形喷嘴(从圆形状的排出口圆锥状地喷雾液体的喷嘴)在基板上表面排出纯水(DIW)，通过纯水(DIW)冲洗除去基板上表面的荧光涂料。在此，从2个锥形喷嘴排出的纯水(DIW)的合计流量是1000ml/min。而后，与实施例1同样地，依据基板上表面的亮度值分布随时间的变化，算出基板上的荧光涂料通过纯水(DIW)的置换效率。亦即，比较例1与实施例1不同之处为从2个锥形喷嘴排出纯水(DIW)。
(比较例2)
作为比较例2，首先，与实施例1同样地一边将基板的中心轴作为旋转轴使基板旋转，一边以荧光涂料涂满基板的上表面后，在基板的上表面照射光，并由高速摄影机开始拍摄其反射光(亦即，在基板的上表面的亮度值分布)。其次，从1个单管喷嘴(Φ3.0mm)排出纯水(DIW)来滴落于基板上表面的中心的近前，通过纯水(DIW)冲洗除去基板上表面的荧光涂料。在此，从1个单管喷嘴排出的纯水(DIW)的流量是1000ml/min。而后，与实施例1同样地依据基板上表面的亮度值分布随时间的变化，算出基板上的荧光涂料通过纯水(DIW)的置换效率。亦即，比较例2与实施例1不同之处为从1个单管喷嘴排出纯水(DIW)。
(比较例3)
作为比较例3，首先，与实施例1同样地一边将基板的中心轴作为旋转轴使基板旋转，一边以荧光涂料涂满基板的上表面后，在基板的上表面照射光，并由高速摄影机开始拍摄其反射光(亦即，在基板的上表面的亮度值分布)。其次，从1个单管喷嘴(Φ1.0mm)排出纯水(DIW)来滴落于基板上表面的中心的近前，并且朝向基板的旋转方向的顺方向从1个扁平喷嘴(从缝隙状的排出口将液体扇状地喷雾的喷嘴)亦排出纯水(DIW)来滴落于从基板上表面的中心至外周，通过纯水(DIW)冲洗除去基板上表面的荧光涂料。在此，从1个单管喷嘴及1个扁平喷嘴排出的纯水(DIW)的合计流量是1000ml/min。而后，与实施例1同样地依据基板上表面的亮度值分布随时间的变化，算出基板上的荧光涂料通过纯水(DIW)的置换效率。亦即，比较例3与实施例1不同之处为从1个单管喷嘴及1个扁平喷嘴排出纯水(DIW)。
图5表示以150rpm使基板旋转时开始排出纯水(DIW)0.5秒后及1.0秒后的亮度值分布，作为实施例1及比较例1～3以低转速的检验结果。此外，图6表示以150rpm使基板旋转时开始排出纯水(DIW)0.5秒后及1.0秒后的置换效率，作为实施例1及比较例1～3以低转速的检验结果。
图7表示以400rpm使基板旋转时开始排出纯水(DIW)0.5秒后及1.0秒后的亮度值分布，作为实施例1及比较例1～3以高转速的检验结果。此外，图8表示以400rpm使基板旋转时开始排出纯水(DIW)0.5秒后及1.0秒后的置换效率，作为实施例1及比较例1～3以高转速的检验结果。
如图5至图7所示，实施例1中在基板的转速为150rpm时或400rpm时，皆获得高的置换效率。因此，发现以第二单管喷嘴在比第一清洗液的滴落位置更远离基板的中心的位置朝向基板的旋转方向的顺方向排出第二清洗液的方式，来产生第一清洗液滴落后在基板上表面的液流、与第二清洗液滴落后在基板上表面的液流合流的部分，与使用其他种类的喷嘴时比较，不论基板的转速为何，清洗液在基板W上表面的置换效率提高。另外，本实施方式中“产生第一液流与第二液流合流的部分”理解为在一边维持第一液体的液膜厚度，一边形成有维持液流的移动流且在基板表面上流动作为整个液膜的第一液膜的状态下，成为一边维持第二液体的液膜厚度，一边形成有维持液流的移动方向且在基板表面上流动作为整个液膜的第二液膜的状态，并且是形成这些液膜的至少一部分重复的状态的状态。
(实施例2)
作为本实施方式的实施例2，首先，与实施例1同样地一边将基板的中心轴作为旋转轴使基板旋转，一边以荧光涂料涂满基板的上表面后，在基板的上表面照射光，并由高速摄影机开始拍摄其反射光(亦即，在基板的上表面的亮度值分布)。其次，从第一单管喷嘴(Φ1.9mm)排出纯水(DIW)来滴落于基板上表面的中心的近前，并且朝向基板的旋转方向的顺方向从有别于第一单管喷嘴的第二单管喷嘴(Φ1.0mm)亦排出纯水(DIW)来滴落于从基板上表面的中心离开基板半径的二分之一的位置，通过纯水(DIW)冲洗除去基板上表面的荧光涂料。在此，从第一单管喷嘴及第二单管喷嘴排出的纯水(DIW)的合计流量是1000ml/min，第一单管喷嘴与第二单管喷嘴的流量比约8：2。而后，与实施例1同样地，依据基板上表面的亮度值分布随时间的变化，算出基板上的荧光涂料通过纯水(DIW)的置换效率。亦即，实施例2与实施例1不同之处为第一单管喷嘴的流量比第二单管喷嘴的流量大。
(比较例4)
作为比较例4，首先，与实施例1同样地一边将基板的中心轴作为旋转轴使基板旋转，一边以荧光涂料涂满基板的上表面后，在基板的上表面照射光，并由高速摄影机开始拍摄其反射光(亦即，在基板的上表面的亮度值分布)。其次，从第一单管喷嘴(Φ1.0mm)及第二单管喷嘴(Φ1.0mm)排出纯水(DIW)来滴落于基板上表面的中心的近前，通过纯水(DIW)冲洗除去基板上表面的荧光涂料。在此，从第一单管喷嘴及第二单管喷嘴排出的纯水(DIW)的合计流量是1000ml/min，第一单管喷嘴与第二单管喷嘴的流量比是1：1。而后，与实施例1同样地，依据基板上表面的亮度值分布随时间的变化，算出基板上的荧光涂料通过纯水(DIW)的置换效率。亦即，比较例4与实施例1不同之处为第二单管喷嘴亦与第一单管喷嘴同样地朝向基板中心排出纯水(DIW)。
(比较例5)
作为比较例5，首先，与实施例1同样地，一边将基板的中心轴作为旋转轴使基板旋转，一边以荧光涂料涂满基板的上表面后，在基板的上表面照射光，并由高速摄影机开始拍摄其反射光(亦即，在基板的上表面的亮度值分布)。其次，从第一单管喷嘴(Φ1.0mm)排出纯水(DIW)来滴落于基板上表面的中心的近前，并且朝向基板的旋转方向的反方向从有别于第一单管喷嘴的第二单管喷嘴(Φ1.0mm)亦排出纯水(DIW)来滴落于从基板上表面的中心离开基板半径的二分之一的位置，通过纯水(DIW)冲洗除去基板上表面的荧光涂料。在此，从第一单管喷嘴及第二单管喷嘴排出的纯水(DIW)的合计流量是1000ml/min，第一单管喷嘴与第二单管喷嘴的流量比是1：1。而后，与实施例1同样地，依据基板上表面的亮度值分布随时间的变化，算出基板上的荧光涂料通过纯水(DIW)的置换效率。亦即，比较例5与实施例1不同之处为第二单管喷嘴朝向基板的旋转方向的反方向排出纯水(DIW)。
图9表示以150rpm使基板旋转时开始排出纯水(DIW)0.5秒后及1.0秒后的亮度值分布，作为实施例1～2及比较例4～5的检验结果。此外，图10表示以150rpm使基板旋转时开始排出纯水(DIW)0.5秒后及1.0秒后的置换效率，作为实施例1～2及比较例4的检验结果。
如图9及图10所示，实施例2中，获得比实施例1还高的置换效率。因此，发现以将从第一单管喷嘴排出的第一清洗液的流量做成比从第二单管喷嘴排出的第二清洗液的流量大，可进一步提高清洗液在基板W上表面的置换效率。
另外，图2所示的实施方式中，第二单管喷嘴42数量是1个，但并非限定于此，如图11所示，第二单管喷嘴42a、42b的数量亦可是2个以上。此时，为了进一步提高清洗液的置换效率，流量宜越朝向基板中心O的位置排出的清洗液而增大。亦即，从第一单管喷嘴41排出的第一清洗液的流量宜比从中心侧的第二单管喷嘴42a排出的第二清洗液的流量大，且比从外周侧的第二单管喷嘴42b排出的第二清洗液的流量大。此外，从中心侧的第二单管喷嘴42a排出的第二清洗液的流量，宜比从外周侧的第二单管喷嘴42b排出的第二清洗液的流量大。
在上述中，将基板上的荧光涂料判断为残留于基板上的液体(包含粒子等的污染的液体，或是包含药剂成分的液体)，通过以各种喷嘴方式供给纯水，而通过实验确定纯水的置换效率。但是，即使使用上述实施方式的喷嘴在基板上供给药剂等时，可说仍可在短时间比过去有效使清洗液遍及到整个基板表面。由此，可使残留于整个基板表面的微小粒子的除去效果(或是，换言之，除去能力)改善或提高。
以上，通过例示说明实施方式及变形例，不过本技术的范围并非限定于这些，在权利要求所记载的范围内可依目的而变更、变形。此外，各种实施方式及变形例在不使处理内容发生矛盾的范围内可适当组合。

Claims (12)

1.一种清洗装置，其特征在于，具备：
基板旋转机构，该基板旋转机构保持基板，并将所述基板的中心轴作为旋转轴而使所述基板旋转；
第一单管喷嘴，该第一单管喷嘴朝向保持于所述基板旋转机构的所述基板的上表面排出第一清洗液；以及
第二单管喷嘴，该第二单管喷嘴有别于所述第一单管喷嘴，并朝向保持于所述基板旋转机构的所述基板的上表面排出第二清洗液，
所述第一单管喷嘴及所述第二单管喷嘴相互配置成，所述第二单管喷嘴在比所述第一清洗液的滴落位置更远离所述基板的中心的位置，朝向所述基板的旋转方向的顺方向排出所述第二清洗液，以产生所述第一清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流与所述第二清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流合流的部分。
2.如权利要求1所述的清洗装置，其特征在于，从所述第一单管喷嘴排出的所述第一清洗液的流量比从所述第二单管喷嘴排出的所述第二清洗液的流量大。
3.如权利要求2所述的清洗装置，其特征在于，所述第一单管喷嘴的直径比所述第二单管喷嘴的直径大。
4.如权利要求1至3中任一项所述的清洗装置，其特征在于，同时进行通过所述第一单管喷嘴排出所述第一清洗液和通过所述第二单管喷嘴排出所述第二清洗液。
5.如权利要求1至4中任一项所述的清洗装置，其特征在于，所述第一清洗液和所述第二清洗液是水或药剂。
6.如权利要求1至5中任一项所述的清洗装置，其特征在于，所述第一单管喷嘴以如下方式排出所述第一清洗液：使所述第一清洗液滴落于比所述基板的中心靠近所述第一单管喷嘴的近前，滴落后的所述第一清洗液在所述基板的上表面的液流通过所述基板的中心。
7.如权利要求1至6中任一项所述的清洗装置，其特征在于，从所述基板的中心至所述第二清洗液的滴落位置为止的距离比所述基板的半径的四分之一长。
8.如权利要求7所述的清洗装置，其特征在于，从所述基板的中心至所述第二清洗液的滴落位置为止的距离比所述基板的半径的三分之一长。
9.如权利要求1至8中任一项所述的清洗装置，其特征在于，从所述第一单管喷嘴排出而滴落于所述基板的上表面为止的液流与所述基板的上表面之间的角度是15°～75°。
10.如权利要求1至9中任一项所述的清洗装置，其特征在于，从所述第二单管喷嘴排出而滴落于所述基板的上表面为止的液流与所述基板的上表面之间的角度是15°～75°。
11.如权利要求1至10中任一项所述的清洗装置，其特征在于，所述第二单管喷嘴的数量是2以上。
12.一种清洗方法，其特征在于，包含如下步骤：
将基板的中心轴作为旋转轴，而使所述基板旋转的步骤；
从第一单管喷嘴朝向所述基板的上表面排出第一清洗液的步骤；以及
从有别于所述第一单管喷嘴的第二单管喷嘴朝向所述基板的上表面排出第二清洗液的步骤，
在排出所述第二清洗液的步骤中，所述第二单管喷嘴在比所述第一清洗液的滴落位置更远离所述基板的中心的位置，朝向所述基板的旋转方向的顺方向排出所述第二清洗液，以产生所述第一清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流与所述第二清洗液滴落后在所述基板的上表面的液流合流的部分。
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