JP2012525704A - 基板を洗浄するための装置及びシステム - Google Patents

Abstract

【解決手段】上側処理ヘッドは、基板の上面に洗浄材料に施すように及び次いで基板を上側すすぎメニスカスに曝すように構成された上側モジュールを含む。上側モジュールは、上側すすぎメニスカス内を洗浄材料に向かって且つ基板の移動方向に反対に実質的に一方向にすすぎ材料を流れさせるように構成されている。下側処理ヘッドは、上側すすぎメニスカスによって基板に加えられる力と釣り合うように基板に下側すすぎメニスカスを施すように構成されている下側モジュールを含む。下側モジュールは、上側処理ヘッドと下側処理ヘッドとの間に基板キャリアが存在しないときに上側処理ヘッドから吐出される洗浄材料を収集及び排出するための排出溝を提供するように構成されている。上側処理ヘッド及び下側処理ヘッドは、複数の上側モジュール及び下側モジュールをそれぞれ含むことができる。
【選択図】図４

Description

集積回路やメモリセルなどの半導体デバイスの作成では、半導体ウエハ（「ウエハ」）上に特徴を画定するために、一連の製造工程が実施される。ウエハ（すなわち基板）は、シリコン基板上に画定された多層構造の形態の集積回路デバイスを含む。基板レベルでは、拡散領域を伴うトランジスタデバイスが形成される。次のレベルでは、所望の集積回路デバイスを形成するために、金属化相互接続配線がパターン化され、トランジスタデバイスに電気的に接続される。また、パターン化導電層は、誘電体材料によってその他の導電層から絶縁される。

一連の製造工程中に、ウエハ表面は、様々なタイプの汚染物質に曝される。基本的に、製造工程において存在するあらゆる材料が、潜在的な汚染源である。例えば、汚染源は、特に、プロセスガス、ケミカル、堆積材料、及び液体を含みえる。これらの様々な汚染物質は、微粒子の形態をとってウエハ表面上に堆積する恐れがある。もしこのような微粒子汚染が除去されないと、汚染部位付近のデバイスは、動作不能になりやすくなる。したがって、ウエハ上に画定された特徴を損傷させることなく十分に完全なやり方でウエハ表面から汚染物質を洗浄する必要がある。しかしながら、多くの場合、微粒子汚染のサイズは、ウエハ上に作成される特徴の微小寸法のサイズと同程度である。ウエハ上の特徴に悪影響を及ぼすことなくこのような小さな微粒子汚染を除去することは、極めて難しい可能性がある。

一実施形態では、基板を洗浄するための上側処理ヘッドが開示される。上側処理ヘッドは、前縁と後縁とを有する第１のモジュールを含む。洗浄されるべき基板の上面が、第１のモジュールの下方を前縁から後縁に向かう方向に通過する。第１のモジュールは、前縁に沿って形成された洗浄材料吐出ポートの列を含む。洗浄材料吐出ポートの列は、その下に基板があるときに洗浄材料の層を下向きに基板に対して吐出するように構成される。第１のモジュールは、また、後縁に沿って形成されたすすぎ材料吐出ポートの列を含む。すすぎ材料吐出ポートの列は、その下に基板があるときにすすぎ材料を下向きに基板に対して吐出するように構成される。第１のモジュールは、更に、洗浄材料吐出ポートの列の後縁側に沿って形成された通気ポートの列を含む。また、第１のモジュールは、通気ポートの列とすすぎ材料吐出ポートの列との間に形成された第１の真空ポートの列を含む。第１の真空ポートの列は、通気ポートの列を通じて供給される空気の多相吸引を、並びにその下に基板があるときの基板からの洗浄材料及びすすぎ材料の多相吸引を提供するように構成される。

別の実施形態では、基板を洗浄するための下側処理ヘッドが開示される。下側処理ヘッドは、前縁と後縁とを有する第１のモジュールを含む。洗浄されるべき基板の底面が、第１のモジュールの上方を前縁から後縁に向かう方向に通過する。第１のモジュールは、その中に吐出された材料を収集及び排出するために前縁に沿って形成された排出溝を含む。第１のモジュールは、また、すすぎメニスカス領域を包囲するように構成された突状囲いを含む。突状囲いは、すすぎメニスカス領域の前半分及び後半分の付近にそれぞれ形成された前部及び後部を含む。突状囲いの前部は、排出溝の後縁側に位置付けられる。第１のモジュールは、更に、すすぎメニスカス領域内において突状囲いの後部に沿って形成されたすすぎ材料吐出ポートの列を含む。すすぎ材料吐出ポートの列は、その上方に基板があるときにすすぎ材料を上向きに基板に対して吐出するように構成される。また、第１のモジュールは、突状囲いの前部の前縁を二分するように形成された真空ポートの列を含む。真空ポートの列は、すすぎ材料及び空気の多相吸引を提供するように構成される。

別の実施形態では、基板を洗浄するためのシステムが開示される。システムは、基板を実質的に水平な向きに維持しつつ基板を実質的に直線状の経路で移動させるように構成された基板キャリアを含む。システムは、また、基板の経路の上方に位置決めされた上側処理ヘッドを含む。上側処理ヘッドは、基板に洗浄材料に施すように及び次いで基板を上側すすぎメニスカスに曝すように構成された第１の上側モジュールを含む。第１の上側モジュールは、上側すすぎメニスカス内を洗浄材料に向かって且つ基板の移動方向に反対に実質的に一方向にすすぎ材料を流れさせるように構成される。システムは、更に、基板の経路の下方に位置決めされた下側処理ヘッドを含む。下側処理ヘッドは、上側すすぎメニスカスによって基板に加えられる力と釣り合うように基板に下側すすぎメニスカスを施すように構成された第１の下側モジュールを含む。第１の下側モジュールは、上側処理ヘッドと下側処理ヘッドとの間に基板キャリアが存在しないときに第１の上側モジュールから吐出される洗浄材料を収集及び排出するための排出溝を提供するように構成される。
本発明を例として示した添付の図面に関連させた以下の詳細な説明から、本発明のその他の態様及び利点が明らかになる。

本発明の一実施形態にしたがった、基板から汚染物質を洗浄するためのシステムを示した図である。 本発明の一実施形態にしたがった、上側処理ヘッドの下に且つ下側処理ヘッド１１８の上方に基板キャリアを位置付けられたチャンバの縦断面図である。 本発明の一実施形態にしたがった、上側処理ヘッドの等角図である。 本発明の一実施形態にしたがった、上側処理ヘッドをその前縁と後縁との間で垂直に切断したときの縦断面図である。 本発明の一実施形態にしたがった、下側処理ヘッドの等角図である。 本発明の一実施形態にしたがった、下側処理ヘッドを第２の下側モジュールで縦方向に切断したときの縦断面の等角図である。 本発明の一実施形態にしたがった、下側処理ヘッドをその前縁と後縁との間で垂直に切断したときの縦断面図である。 本発明の一実施形態にしたがった、基板の上方に位置決めされた上側処理ヘッドと、上側処理ヘッドの反対側で基板の下方に位置決めされた下側処理ヘッドとを示した図である。

以下の説明では、本発明の完全な理解を可能にするために、多くの詳細が特定されている。しかしながら、当業者ならば明らかなように、本発明は、これらの一部又は全部の詳細を特定しなくても実施されえる。また、本発明が不必要に不明瞭になるのを避けるために、周知のプロセス工程は詳細に説明されていない。

本明細書で言うところの基板は、製造工程又は取扱工程の最中に汚染されえる半導体ウエハ、ハードディスクドライブ、光ディスク、ガラス基板、フラットパネルディスプレイ表面、液晶ディスプレイ表面などを意味するが、これらに限定はされない。実際の基板に応じて、表面は、様々に汚染されることが考えられ、その汚染の許容レベルは、基板が取り扱われている特定の産業において規定されている。議論を容易にするために、本明細書では、基板の汚染は、基板表面上における汚染物質粒子の存在によって記述される。しかしながら、本明細書で言うところの汚染物質粒子は、基本的にあらゆる基板処理工程及び基板取扱工程の最中に基板に接触しえる基本的にあらゆる種類の汚染物質の形態をとりえることを理解されるべきである。

各種の実施形態において、本明細書で開示される装置、システム、及び方法は、パターン化基板からも非パターン化基板からも同様に汚染物質粒子を洗浄するために使用することができる。パターン化基板の場合は、洗浄されるべきパターン化基板上の隆起構造は、ポリシリコン配線又は金属配線などの隆起した線に対応しえる。また、洗浄されるべきパターン化基板表面は、化学的機械的平坦化（ＣＭＰ）プロセスの結果として得られる凹んだビアなどの凹み特徴も含みえる。

図１Ａは、本発明の一実施形態に従う、基板から汚染物質を洗浄するためのシステムを示している。システムは、囲い壁１０１によって画定されたチャンバ１００を含む。チャンバ１００は、入力モジュール１１９と、処理モジュール１２１と、出力モジュール１２３とを含む。基板キャリア１０３及び対応する駆動装置は、入力モジュール１１９から処理モジュール１２１を経て出力モジュール１２３に至る矢印１０７によって示された基板１０２の直線移動を提供するように構成される。駆動レール１０５Ａ及び誘導レール１０５Ｂは、基板１０２が駆動レール１０５Ａ及び誘導レール１０５Ｂによって画定された直線状の経路に沿って実質的に水平な向きに維持されるように、基板キャリア１０３の制御式直線移動を提供するように構成される。

入力モジュール１１９は、ドアアセンブリ１１３を含み、基板１０２はドアアセンブリ１１３を介して基板取り扱い機器によってチャンバ１００内に挿入され得る。入力モジュール１１９は、また、入力モジュール１１９内において、その上で基板キャリア１０３が中心合わせされたときに基板キャリア１０３の開口領域を通って垂直に移動するように構成された基板リフタ１０９を含む。基板リフタ１０９は、基板１０２がドアアセンブリ１１３を通ってチャンバ１００に挿入されたときに基板１０２を受け取るために上昇することができる。基板リフタ１０９は、次いで、基板１０２を基板キャリア１０３上に配して基板キャリア１０３の直線状の進行経路を空けるために下降することができる。

処理モジュール１２１は、基板１０２が載置された基板キャリア１０３がその下を移動するのに伴って基板１０２の上面を処理するように配された上側処理ヘッド１１７を含む。処理モジュール１２１は、また、上側処理ヘッド１１７の反対側で基板キャリア１０３の直線状の進行経路の下方に配された下側処理ヘッド１１８（図１Ｂを参照せよ）も含む。下側処理ヘッド１１８は、基板キャリア１０３が処理モジュール１２１を通って移動するのに伴って基板１０２の底面を処理するように構成され且つ位置決めされる。上側及び下側の各処理ヘッド１１７，１１８は、処理工程中に基板キャリア１０３が基板１０２を直線状の経路に沿って前縁１４１から後縁１４３に向かって移動させるように、それぞれ前縁１４１と後縁１４３とを有する。以下で更に詳しく論じられるように、本発明に関連して、上側及び下側の各処理ヘッド１１７，１１８は、基板１０２の上面及び底面に対してそれぞれ多段階洗浄プロセスを実施するように構成される。

一部の実施形態では、基板キャリア１０３の直線状の進行経路の上方で、上側処理ヘッド１１７と併せて１つ若しくは２つ以上の追加の処理ヘッドが使用されてよい、且つ／又は基板キャリア１０３の直線状の進行経路の下方で、下側処理ヘッド１１８と併せて１つ若しくは２つ以上の追加の処理ヘッドが使用されてよい。例えば、上側処理ヘッド１１７及び下側処理ヘッド１１８の後縁の後ろに、それぞれ、基板１０２に対して乾燥プロセスを実施するように構成された処理ヘッドが位置決めされてよい。

基板キャリア１０３は、処理モジュール１２１を通って移動すると、出力モジュール１１５に到着する。出力モジュール１１５は、出力モジュール１１１内で基板キャリア１０３がその上で中心合わせされたときに基板キャリア１０３の開口領域を通って垂直に移動するように構成された基板リフタ１１１を含む。基板リフタ１１１は、基板１０２を基板キャリア１０３からチャンバ１００からの回収用の位置へ持ち上げるために上昇することができる。出力モジュール１１１は、また、基板１０２を基板取り扱い機器によって通らせてチャンバ１００から回収することができるドアアセンブリ１１５を含む。基板１０２が基板リフタ１１１から回収されたら、基板リフタ１１１は、基板キャリア１０３の直線状の進行経路を空けるために下降することができる。次いで、基板キャリア１０３は、処理に備えて次の基板を取得するために入力モジュール１１９に戻ることができる。

図１Ｂは、本発明の一実施形態に従う上側処理ヘッド１１７の下方、且つ下側処理ヘッド１１８の上方に基板キャリア１０３が位置付けられているチャンバ１００の縦断面図を示している。上側処理ヘッド１１７は、上側処理ヘッド１１７の垂直位置が駆動レール１０５の垂直位置及び誘導レール１０５の垂直位置の両方に対してインデックスされ、それによってそれらのレール上に保持された基板キャリア１０３及び基板１０２の垂直位置に対してインデックスされるように、駆動レール１０５及び誘導レール１０５の両方に搭載される。

上側処理ヘッド１１７は、その下で基板キャリア１０３が基板１０２を移動させるのに伴って基板１０２の上面に対して洗浄プロセスを実施するように構成される。同様に、下側処理ヘッド１１８は、その上で基板キャリア１０３が基板１０２を移動させるのに伴って基板１０２の底面に対してすすぎプロセスを実施するように構成される。各種の実施形態において、処理モジュール１２１の中の上側及び下側の各処理ヘッド１１７，１１８は、基板１０２に対して１つ又は複数の基板処理工程を実施するように構成することができる。また、一実施形態では、処理モジュール１２１のなかの上側処理ヘッド１１７及び下側処理ヘッド１１８は、基板キャリア１０３が上側／下側処理ヘッド１１７／１１８の下／上を１回通過すれば基板１０２の上面／底面の全体が処理されるように、基板１０２の直径全体にわたるように構成される。

図２Ａは、本発明の一実施形態に従う上側処理ヘッド１１７の等角図を示している。上側処理ヘッド１１７は、基本的に同一の２つのモジュールを、すなわち第１の上側モジュール１１７Ａと第２の上側モジュール１１７Ｂとを含む。第１の上側モジュール１１７Ａは、有効前縁２０１Ａと有効後縁２０３Ａとを有する。第２の上側モジュール１１７Ｂは、有効前縁２０１Ｂと有効後縁２０３Ｂとを有する。洗浄されるべき基板の上面は、第１及び第２の上側モジュール１１７Ａ，１１７Ｂの下方を上側処理ヘッド１１７の前縁１４１から後縁１４３に向かう方向に順番に通過する。したがって、処理中に、基板は、第１の上側モジュール１１７Ａの下方を有効前縁２０１Ａから有効後縁２０３Ａに向かう方向に通過する。次いで、基板は、第２の上側モジュール１１７Ｂの下方を有効前縁２０１Ｂから有効後縁２０３Ｂに向かう方向に通過する。

一実施形態では、第２の上側モジュール１１７Ｂは、第１の上側モジュール１１７Ａと基本的に同一であるように構成される。第１上側モジュール１１７Ｂは、第２の上側モジュール１１７Ｂの有効前縁２０１Ｂが処理工程中の上側処理ヘッド１１７下における基板の進行方向に対して第１の上側モジュール１１７Ａの有効後縁２０３Ａの後ろに位置決めされるように、上側処理ヘッド１１７Ａ内において第１の上側モジュール１１７Ａと連続している。また、一実施形態では、第１及び第２の上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂは、独立に制御可能である。しかしながら、別の実施形態では、第１及び第２のト上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂは、共通制御することができる。

図２Ｂは、本発明の一実施形態に従う上側処理ヘッド１１７をその前縁１４１と後縁１４３との間で垂直に切断したときの縦断面図を示している。本明細書で説明される上側処理ヘッド１１７の各種の特徴については、図２Ａ及び図２Ｂの両図を参照することができる。上側処理ヘッド１１７は、例えばプラスチックや金属など、半導体ウエハ洗浄プロセス及びそこで使用されるケミカルに適合して尚且つ本明細書で開示される構成に形成することが可能な基本的にあらゆるタイプの材料で形成することができる。

第１の上側モジュール１１７Ａは、有効前縁２０１Ａに沿って形成された洗浄材料吐出ポート２０９Ａの列を含む。第２の上側モジュール１１７Ｂも、有効前縁２０１Ｂに沿って形成された洗浄材料吐出ポート２０９Ｂの列を含む。洗浄材料吐出ポート２０９Ａ／２０９Ｂの各列は、その下に基板があるときに洗浄材料の層を下向きに基板に対して吐出するように構成される。洗浄材料吐出ポート２０９Ａ／２０９Ｂは、本明細書に全体が組み込まれた同時係属米国特許出願第１２／１６５，５７７号に記載されるようなそれぞれの洗浄材料供給流ネットワークに接続される。洗浄材料吐出ポート２０９Ａ／２０９Ｂ及びそれらに関連付けられた洗浄材料供給流ネットワークは、洗浄材料吐出ポート２０９Ａ／２０９Ｂの下を通過する基板が洗浄材料によって実質的に均一にコーティングされることを保証しつつ上側処理ヘッド１１７の形状因子を最小にするように構成される。

一実施形態では、洗浄材料吐出ポート２０９Ａ／２０９Ｂは、例えば穴などの個別のポートの列として形成される。別の実施形態では、洗浄材料吐出ポート２０９Ａ／２０９Ｂは、上側処理ヘッド１１７の長さ全体にわたる１本又は２本以上のスロットとして形成される。一実施形態では、洗浄材料吐出ポート２０９Ａ／２０９Ｂは、最大約６０ミリメートル毎秒（ｍｍ／秒）の基板キャリア速度で、一基板あたり約２５ミリリットル（ｍＬ／枚）の少ない対応する洗浄材料消費によって、実質的に均一に且つ完全に基板を覆うように構成される。また、洗浄材料吐出ポート２０９Ａ／２０９Ｂ及びそれらに関連付けられた洗浄材料供給流ネットワークは、様々な化学的特性を有する多くの異なる洗浄材料で動作することができる。

一実施形態では、本明細書で言うところの洗浄材料は、基板の表面上に存在する汚染物質を取り込むための１つ又は２つ以上の粘弾性材料を含むことができる。実施形態の一例では、粘弾性材料は、高分子量のポリマで形成される。別の例の実施形態では、洗浄材料は、ゲル状のポリマである。更に別の例の実施形態では、洗浄材料は、ソルである、すなわち液体のなかに固体粒子を含むコロイド懸濁液である。更に別の実施形態では、洗浄材料は、液体溶液である。基板上の汚染物質粒子は、洗浄材料の粘弾性成分の鎖／網目に取り込まれる。洗浄材料に取り込まれた汚染物質粒子は、すすぎによって洗浄材料が基板から除去されるときに除去される。本明細書で開示されるシステムでの使用に適した洗浄材料の幾つかの例が、本明細書に全体を組み込まれた同時係属米国特許出願第１２／１３１，６５４号に記載されている。

第１の上側モジュール１１７Ａは、有効後縁２０３Ａに沿って形成されたすすぎ材料吐出ポート２１１Ａの列を含む。第２の上側モジュール１１７Ａも、有効後縁２０３Ｂに沿って形成されたすすぎ材料吐出ポート２１１Ｂの列を含む。すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの各列は、その下に基板があるときにすすぎ材料を下向きに基板に対して吐出するように構成される。一実施形態では、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列の各ポートは、約０．０３インチ（およそ０．０８センチ）の直径を有するように形成され、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列における隣り合うポートどうしは、約０．１２５インチ（およそ０．３１８センチ）の中心間距離で隔てられる。しかしながら、その他の実施形態では、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列は、それらから適切にすすぎ材料が吐出される限り、異なるサイズ及び間隔を有するように形成されてよいことを理解されるべきである。また、一実施形態では、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列は、第１／第２の上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂの有効後縁２０３Ａ／２０３Ｂに沿って直線状に伸びる１本又は２本以上のスロットとして形成することができる。

一実施形態では、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列及びそれらに関連付けられたすすぎ材料供給流ネットワークは、約１リットル毎分（Ｌ／分）から約４Ｌ／分の範囲内の流量ですすぎ材料を吐出するように構成される。また、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１Ｂの列及びそれらに関連付けられたすすぎ材料供給流ネットワークは、様々な化学的特性を有する多くの異なるすすぎ材料で動作することができる。すすぎ材料は、洗浄材料に及び洗浄されるべき基板に化学的に適合していることが望ましい。一実施形態では、すすぎ材料は、脱イオン水（ＤＩＷ）である。しかしながら、その他の実施形態では、すすぎ材料は、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセテート（ＤＭＡＣ）、ＤＩＷと容易に混合可能な極性溶媒、噴霧極性溶媒（例えばＤＩＷ）などの霧状液体、又はこれらの任意の組み合わせのように、液体状態にある多くの異なる材料の１つであることができる。上記のすすぎ材料は、例として挙げられたものであり、全てのすすぎ材料を表すのではないことを理解されるべきである。

以下で更に説明するように、第１及び第２の各上側モジュール１１７Ａ，１１８Ｂと基板との間には、すすぎメニスカスが形成される。第１及び第２の各上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂにおいて、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列が、すすぎメニスカスの前縁側の流体を除去する一方で、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列は、すすぎメニスカスの後縁側にすすぎ材料を供給する。第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列は、前縁側及び後縁側の両方に提供されるのではなく、すすぎメニスカスの前縁側に提供されるので、すすぎ流体吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列のポートは、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列に向かって下向きに傾斜されている。より具体的には、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列の各ポートは、有効後縁２０３Ａ／２０３Ｂから有効前縁２０１Ａ／２０１Ｂに向かう方向に下向きに傾斜するように形成される。

すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの角度ゆえに、すすぎ材料は、有効後縁２０３Ａ／２０３Ｂに向かう基板の移動によって導入される牽引力に打ち勝つのに十分な液圧運動量で吐出され、それによってすすぎ材料がすすぎ流体メニスカスを通ってすすぎメニスカスの前縁側の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列へ押されることを可能にする。また、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列のポートの角度は、有効後縁２０３Ａ／２０３Ｂにおけるすすぎ材料の圧力を低減させて、ほとんどのすすぎ材料メニスカスの閉じ込めを助けるように形成される。一実施形態では、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列の各ポートの中心線と、下げ振りベクトルとの間の角度は、最大で約４５度までの範囲内である。特定の一実施形態では、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列の各ポートの中心線と、下げ振りベクトルとの間の角度は、約２０度である。

第１の上側モジュール１１７Ａは、通気ポート２１３Ａの列とすすぎ材料吐出ポート２１１Ａの列との間に形成された第１の真空ポート２１７Ａの列を含む。第２の上側モジュール１１７Ｂは、通気ポート２１３Ｂの列とすすぎ材料吐出ポート２１１Ｂの列との間に形成された第１の真空ポート２１７Ｂの列を含む。第１及び第２の各上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂにおいて、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列は、それぞれ、有効前縁２０１Ａ／２０１Ｂと有効後縁２０３Ａ／２０３Ｂとの間の総分離距離を実質的に二分するように配される。

第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの各列は、その下に基板があるときの基板からの洗浄材料及びすすぎ材料の多相吸引を、並びに通気ポート２１３Ａ／２１３Ｂの列を通じて供給される空気の多相吸引を提供するように構成される。一実施形態では、第１及び第２の各上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂにおいて、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列及びそれらに関連付けられた真空供給ネットワークは、約２５０標準リットル毎分（ＳＬＭ）から約５５０ＳＬＭに至る範囲内の流体吸引流量を提供するように構成される。なお、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列を通じて提供される吸引力は、基板を上側処理ヘッド１１７に吸い付けないような吸引力に制限されることを理解されるべきである。

一定の総吸引流又は一定の吸引流総断面積に対して、洗浄材料が真空ポートを塞いですすぎ材料と洗浄材料と空気との間の境界を不安定にする真空ポートサイズの下限が存在することが理解されるべきである。また、一定の総吸引流又は一定の吸引流総断面積に対して、真空ポート間の吸引流が不十分であるゆえに真空ポート間から洗浄材料が漏出する可能性がある真空ポートサイズの上限が存在することも理解されるべきである。真空ポートは、隣り合う真空ポートどうしの間隔を狭くして真空ポート間からの洗浄材料の漏出を回避することを可能にする十分な小ささに、しかしながら洗浄材料によって真空ポートが塞がれるほどには小さくないようにサイズ決定されることが望ましい。

一実施形態では、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列の各ポートは、約０．０４インチ（およそ０．１センチ）の直径を有するように形成され、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列における隣り合うポートどうしは、約０．６２５インチ（およそ１．５９センチ）の中心間距離で隔てられる。別の実施形態では、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列の各ポートは、約０．０６インチ（およそ０．２センチ）の直径を有するように形成され、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列における隣り合うポートどうしは、約０．１２５インチ（およそ０．３１８センチ）の中心間距離で隔てられる。しかしながら、その他の実施形態では、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列は、それによって提供される吸引力が上側処理ヘッド１１７の動作要件に適している限り、本明細書で言及された特定の実施形態と異なるサイズ及び間隔を有するように形成されてよいことを理解されるべきである。また、一実施形態では、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列は、１本又は２本以上のスロットとして形成することができる。

第１の上側モジュール１１７Ａは、第１の真空ポート２１７Ａの列と有効後縁２０３Ａとの間にすすぎメニスカス領域２２３Ａを包囲するためにすすぎメニスカス領域２２３Ａの前半分及び後半分の付近にそれぞれ形成された前部及び後部を含むように構成された突状囲い２２１Ａを含む。第２の上側モジュール１１７Ｂは、第１の真空ポート２１７Ｂの列と有効後縁２０３Ｂとの間にすすぎメニスカス領域２２３Ｂを包囲するためにすすぎメニスカス領域２２３Ｂの前半分及び後半分の付近にそれぞれ形成された前部及び後部を含むように構成された突状囲い２２１Ｂを含む。

第１及び第２の各上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂにおいて、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列は、突状囲い２２１Ａ／２２１Ｂの前部の前縁を二分するように形成される。突状囲い２２１Ａ／２２１Ｂの後部の後縁は、第１及び第２の上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂの有効後縁２０３Ａ／２０３Ｂである。また、第１及び第２の各上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂにおいて、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列は、すすぎメニスカス領域２２３Ａ／２２３Ｂ内において突状囲い２２１Ａ／２２１Ｂの後部の近くに形成される。

突状囲い２２１Ａ／２２１Ｂの後部は、すすぎメニスカス領域２２３Ａ／２２３Ｂ内に存在するべき、ほとんどのすすぎ材料のメニスカスの物理的閉じ込めを提供するように構成される。また、突状囲い２２１Ａ／２２１Ｂの後部は、基板が第１及び第２の上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂの下から現れたときに基板上にすすぎ材料の均一薄層を残らせるように構成される。突状囲い２２１Ａ／２２１Ｂの後部は、液圧耐性を局所的に増大させて、すすぎ材料メニスカスの大半をすすぎメニスカス領域２２３Ａ／２２３Ｂの内側に保持する働きをする。

一実施形態では、突状囲い２２１Ａ／２２１Ｂは、すすぎメニスカス領域２２３Ａ／２２３Ｂ内において上側処理ヘッド１１７の水平面から下向きに約０．０２インチ（およそ０．０５センチ）だけ突き出している。しかしながら、その他の実施形態では、突状囲い２２１Ａ／２２１Ｂは、すすぎメニスカスが閉じ込められる限り、並びにすすぎ材料及び洗浄材料のそれぞれの流動挙動が基板からの洗浄材料の実質的に完全なすすぎを保証するのに適している限り、すすぎメニスカス領域２２３Ａ／２２３Ｂ内において上側処理ヘッド１１７の水平面から異なる距離だけ突き出すことができる。

第１の上側モジュール１１７Ａは、洗浄材料吐出ポート２０９Ａの列の後縁側２１５Ａに沿って形成された通気ポート２１３Ａの列を含む。第２の上側モジュール１１７Ｂも、洗浄材料吐出ポート２０９Ｂの列の後縁側２１５Ｂに沿って形成された通気ポート２１３Ｂの列を含む。第１及び第２の各上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂは、洗浄材料吐出ポート２０９Ａ／２０９Ｂの列と第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列との間に形成されたそれぞれのプレナム領域２２５Ａ／２２５Ｂを含む。第１及び第２の各上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂにおいて、通気ポート２１３Ａ／２１３Ｂの列は、プレナム領域２２５Ａ／２２５Ｂに流体連通して接続される。第１及び第２の各上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂにおいて、各プレナム領域２２５Ａ／２２５Ｂは、洗浄材料吐出ポート２０９Ａ／２０９Ｂの列によって基板上に配される洗浄材料に空気流誘発擾乱を発生させることなく通気ポート２１３Ａ／２１３Ｂの列から第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列への空気流を促すように構成される。通気ポート２１３Ａ，２１３Ｂの各列は、それぞれ突状囲い２２１Ａ，２２１Ｂの長さに沿って、実質的に均一な通気流をプレナム領域２２５Ａ，２２５Ｂにそれぞれ入らせるように構成される。

各すすぎメニスカス領域２２３Ａ，２２３Ｂ内へのすすぎメニスカスの閉じ込めは、第１の真空ポート２１７Ａ，２１７Ｂの各列を通じた流体流への十分な空気の取り込みに依存する。第１及び第２の各上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂにおいて、通気ポート２１３Ａ／２１３Ｂの列は、十分な空気が第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列を通じた流体流に取り込み可能であるように、十分な空気流をプレナム領域２２５Ａ／２２５Ｂに提供するように構成される。プレナム領域２２５Ａ／２２５Ｂの体積は、プレナム領域２２５Ａ／２２５Ｂ内において基板上に存在する洗浄材料層に空気流が及ぼす悪影響を回避しつつ、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列を通じて十分な量の空気を流れさせるように構成される。例えば、空気流が及ぼすこのような悪影響の１つとして、洗浄材料層に対する空気の牽引力が考えられ、これは、洗浄材料層をより薄く広がらせる又は小さく波立たせる。したがって、通気ポート２１３Ａ／２１３Ｂの列及び対応するプレナム領域２２５Ａ／２２５Ｂは、洗浄プロセスによる洗浄材料のコーティングの様相に悪影響を及ぼすことなく洗浄プロセスのパフォーマンスを維持するように構成され且つ最適化される。一実施形態では、上側処理ヘッド１１７の前縁１４１と後縁１４３との間で垂直に伸びる方向に切断されたときの、各プレナム領域２２５Ａ，２２５Ｂの縦断面積は、約０．３５平方インチ（およそ２．３平方センチ）である。

一実施形態では、第１及び第２の各上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂは、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列の後縁側に沿って形成された第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列を含む。第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列は、その下に基板があるときの基板からの洗浄材料及びすすぎ材料の多相吸引を提供するように構成される。第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列は、第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列とは独立に制御することができる。第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列のポートは、単相液体戻しポートとして形成され、すすぎ流体メニスカスの安定性の混乱を回避するように構成される。

第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列は、洗浄プロセスの微調整を提供する。第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列は、すすぎ材料と洗浄材料との間の境界に沿った液体速度の力分布に対する更なる制御を提供する。洗浄材料が第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列を通り過ぎて漏出した場合に、第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列は、漏出した洗浄材料を除去することができ、それによって、予備すすぎ能力を提供するとともに、すすぎ流体メニスカス領域２２３Ａ／２２３Ｂ内において洗浄材料がすすぎ流体によって更に混合又は希釈される事態を阻止することができる。また、第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列の動作は、基板キャリア速度の増大を可能にすることができ、それによって、スループットを高めるとともに、洗浄プロセス窓を広げることができる。

一実施形態では、第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列のポートは、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列のポートと同様であるようにサイズ決定される。一実施形態では、第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列の各ポートは、約０．０３インチ（およそ０．０８センチ）の直径を有するように形成され、第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列における隣り合うポートどうしは、約０．１２５インチ（およそ０．３１８センチ）の中心間距離で隔てられる。また、第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列のポートは、すすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列のポートと同様に、基板の移動方向に対して下向きに傾斜される。第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列のポートのこの傾斜は、すすぎ材料が第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列による吸引力に遭遇する前にすすぎメニスカス領域２２３Ａ／２２３Ｂ内において基板の全域に均一に分散できることを保証するために、第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの列とすすぎ材料吐出ポート２１１Ａ／２１１Ｂの列との間に十分な間隔を提供する。

図３Ａは、本発明の一実施形態に従う下側処理ヘッド１１８の等角図を示している。下側処理ヘッド１１８は、同一の２つのモジュールを、すなわち第１の下側モジュール１１８Ａと第２の下側モジュール１１８Ｂとを含む。下側処理ヘッド１１８は、前縁３０１と後縁３０３とを有する。洗浄されるべき基板の底面は、第１及び第２の下側モジュール１１８Ａ，１１８Ｂの上方を前縁３０１から後編３０３に向かう方向に順番に通過する。第２の下側モジュール１１８Ｂは、第１の下側モジュール１１８Ａと同様であるように構成される。一実施形態では、第１及び第２の下側モジュール１１８Ａ／１１８Ｂは、独立に制御可能である。しかしながら、別の実施形態では、第１及び第２の下側モジュール１１８Ａ／１１８Ｂは、共通制御することができる。

図３Ｂは、本発明の一実施形態に従う下側処理ヘッド１１８を第２の下側モジュール１１８Ｂで縦方向に切断したときの縦断面の等角図を示している。図３Ｃは、本発明の一実施形態にしたがった、下側処理ヘッド１１８をその前縁３０１と後縁３０３との間で垂直に切断したときの縦断面図を示している。本明細書で論じられるところの下側処理ヘッド１１８の各種の特徴については、図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃの各図を参照することができる。下側処理ヘッド１１８は、例えばプラスチックや金属など、半導体ウエハ洗浄プロセス及びそこで使用されるケミカルに適合して尚且つ本明細書で開示される構成に形成することが可能な基本的にあらゆるタイプの材料で形成することができる。

第１及び第２の各下側モジュール１１８Ａ，１１８Ｂは、その中に吐出された材料を収集及び排出するために下側処理ヘッド１１８の長さに沿って形成されたそれぞれの排出溝３０５Ａ，３０５Ｂを含む。図３Ｂに示されるように、各排出溝３０５Ａ／３０５Ｂは、下側処理ヘッド１１８の各外側端から、それぞれの排出ポート３１５Ａ／３１５Ｂを形成された排出溝３０５Ａ／３０５Ｂの中心近くの位置に向かって下向きに傾斜される。図３Ｂは、また、例えば脱イオン水（ＤＩＷ）などの液体を排出溝３０５Ａ／３０５Ｂを伝って流れさせ、排出溝３０５Ａ／３０５Ｂ内に吐出された材料が排出ポート３１５Ａ／３１５Ｂに向かう動きを促すために及び洗浄材料が排出溝３０５Ａ／３０５Ｂとの衝撃によって飛び散ることを阻止するために、各排出溝３０５Ａ／３０５Ｂ内において高い地点に形成された、液体供給ポート３１７も示している。

第１及び第２の各下側モジュール１１８Ａ，１１８Ｂは、すすぎメニスカス領域３０９Ａ，３０９Ｂをそれぞれ包囲するように構成された突状囲い３０７Ａ，３０７Ｂをそれぞれ含む。各突状囲い３０７Ａ／３０７Ｂは、すすぎメニスカス領域３０９Ａ／３０９Ｂの前半分及び後半分の付近にそれぞれ形成された前部及び後部を含む。各突状囲い３０７Ａ，３０７Ｂの前部は、排出溝３０５Ａ，３０５Ｂの後縁側にそれぞれ位置付けられる。各突状囲い３０７Ａ／３０７Ｂの後部は、それぞれのすすぎメニスカス領域３０９Ａ／３０９Ｂ内に存在するべき、ほとんどのすすぎ材料のメニスカスの物理的閉じ込めを提供するように構成される。下側処理ヘッド１１８のすすぎメニスカス領域３０９Ａ／３０９Ｂは、洗浄プロセス中に基板の底面が湿った状態にとどまることを保証するように構成される。これは、基板の底面に到達しえる余剰洗浄材料の時期尚早な乾燥を阻止する働きをする。

第１及び第２の各下側モジュール１１８Ａ／１１８Ｂは、それぞれのすすぎメニスカス領域３０９Ａ／３０９Ｂ内においてそれぞれの突状囲い３０７Ａ／３０７Ｂの後部に沿って形成されたそれぞれのすすぎ材料吐出ポート３１１Ａ／３１１Ｂの列を含む。すすぎ材料吐出ポート３１１Ａ／３１１Ｂの各列は、その上に基板が存在するときにすすぎ材料を上向きに基板に対して吐出するように構成される。すすぎ材料吐出ポート３１１Ａ／３１１Ｂの各列の各ポートは、後縁３０３から前縁３０１に向かう方向に上向きに傾斜するように構成される。一実施形態では、すすぎ材料吐出ポート３１１Ａ／３１１Ｂの各列の各ポートの中心線と、下げ振りベクトルとの間の角度は、最大で約４５度までの範囲内である。別の実施形態では、すすぎ材料吐出ポート３１１Ａ／３１１Ｂの各列の各ポートの中心線と、下げ振りベクトルとの間の角度は、約２０度である。

第１及び第２の各下側モジュール１１８Ａ／１１８Ｂは、それぞれの突状囲い３０７Ａ／３０７Ｂの前部の前縁を二分するように形成されたそれぞれの真空ポート３１３Ａ／３１３Ｂの列を含む。真空ポート３１３Ａ／３１３Ｂの各列は、すすぎ材料及び空気の多相吸引を提供するように構成される。下側処理ヘッド１１８は、形状因子、及び液体流又は真空吸引のいずれかとして基板に加えられる液圧力について、上側処理ヘッド１１７と鏡像をなすように形成される。より具体的には、下側処理ヘッド１１８のすすぎメニスカス領域３０９Ａ／３０９Ｂは、真空ポート（３１３Ａ／３１３Ｂと２１７Ａ／２１７Ｂとの対比）及び深さの構成における僅かな相違を除いて、上側処理ヘッド１１７のすすぎメニスカス領域２２３Ａ／２２３Ｂと基本的に同じである。

下側処理ヘッド１１８の真空ポート３１３Ａ／３１３Ｂの各列は、上側処理ヘッド１１７の第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの列のポートと比べて異なるポートサイズ及びポートピッチを有してよい。下側処理ヘッド１１８の真空ポート３１３Ａ／３１３Ｂの列の構成は、基板の上面からの汚染物質粒子の除去に大きく影響しないことが明らかである。一実施形態では、下側処理ヘッド１１８におけるすすぎメニスカス領域３０９Ａ／３０９Ｂの深さが、上側処理ヘッド１１７におけるすすぎメニスカス領域２２３Ａ／２２３Ｂの深さよりも大きく、それによって、それぞれのすすぎ材料吐出ポート３１１Ａ／３１１Ｂの列から吐出されるすすぎ材料によって基板の底面に及ぼされる液圧力が軽減されている。

上側処理ヘッド１１７によって基板に加えられる液圧力と釣り合うように下側処理ヘッド１１８を動作させることによって、下側処理ヘッド１１８は、安定した洗浄プロセスパフォーマンスを促進する。また、基板を上に載せた基板キャリアが上側処理ヘッド１１７と下側処理ヘッド１１８との間に存在しないとき、下側処理ヘッド１１８は、すすぎメニスカス領域２２３Ａ／３０９Ａ，２２３Ｂ／３０９Ｂ内に安定したヘッド間すすぎ材料メニスカスが閉じ込められ且つ維持されるように、上側処理ヘッド１１７と連携して動作する。また、基板を上に載せた基板キャリアが上側処理ヘッド１１７と下側処理ヘッド１１８との間に存在しないとき、下側処理ヘッド１１８の傾斜排出溝３０５Ａ／３０５Ｂは、上側処理ヘッド１１７の洗浄材料吐出ポート２０９Ａ／２０９Ｂの列から吐出された洗浄材料を受け取る。

図４は、本発明の一実施形態に従う基板１０２の上方に位置決めされた上側処理ヘッド１１７と、上側処理ヘッド１１７の反対側で基板１０２の下方に位置決めされた下側処理ヘッド１１８とを示している。上側処理ヘッド１１７の第１の上側モジュール１１７Ａは、基板１０２に洗浄材料４０１Ａを施し、次いで基板１０２を上側すすぎメニスカス４０３Ａに曝すように動作する。第１の上側モジュール１１７Ａは、上側すすぎメニスカス４０３Ａ内を洗浄材料４０１Ａに向かって且つ基板１０２の移動方向４００と反対に実質的に一方向にすすぎ材料を流れさせるように動作する。上側すすぎメニスカス４０３Ａ内を流れるすすぎ材料の流速は、洗浄材料が上側すすぎメニスカス４０３Ａを通り過ぎて漏出する事態を阻止するように設定される。第１の上側モジュール１１７Ａは、基板１０２上にすすぎ材料の均一薄膜４０５を残らせる。

第２の上側モジュール１１７Ｂは、基板１０２に洗浄材料４０１Ｂを施し、次いで基板１０２を上側すすぎメニスカス４０３Ｂに曝すように動作する。第２の上側モジュール１１７Ｂは、上側すすぎメニスカス４０３Ｂ内を洗浄材料４０１Ｂに向かって且つ基板１０２の移動方向４００と反対に実質的に一方向にすすぎ材料を流れさせるように動作する。上側すすぎメニスカス４０３Ｂ内を流れるすすぎ材料の流速は、洗浄材料が上側すすぎメニスカス４０３Ｂを通り過ぎて漏出する事態を阻止するように設定される。第２の上側モジュール１１７Ｂは、基板１０２上にすすぎ材料の均一薄膜４０７を残らせる。

下側処理ヘッド１１８の第１の下側モジュール１１８Ａは、上側すすぎメニスカス４０３Ａによって基板１０２に加えられる力と釣り合うように基板１０２に下側すすぎメニスカス４０９Ａを施すように動作する。第１の下側モジュール１１７Ｂは、下側すすぎメニスカス４０９Ａ内を基板１０２の移動方向４００と反対に実質的に一方向にすすぎ材料を流れさせるように動作する。第１の下側モジュール１１７Ｂは、基板１０２上にすすぎ材料の均一薄膜４１１を残らせる。

下側処理ヘッド１１８の第２下側モジュール１１８Ｂは、上側すすぎメニスカス４０３Ｂによって基板１０２に加えられる力と釣り合うように基板１０２に下側すすぎメニスカス４０９Ｂを施すように動作する。第２の下側モジュール１１８Ｂは、下側すすぎメニスカス４０９Ｂ内を基板１０２の移動方向４００と反対に実質的に一方向にすすぎ材料を流れさせるように動作する。第２の下側モジュール１１８Ｂは、基板１０２上にすすぎ材料の均一薄膜４１３を残らせる。

上側処理ヘッド１１７と下側処理ヘッド１１８とが相対しているこの構成に基づくと、基板１０２が存在しないとき、洗浄材料吐出ポート２０９Ａ／２０９Ｂの各列から吐出される洗浄材料は、下側処理ヘッド１１８のそれぞれの排出溝３０５Ａ／３０５Ｂに集められることがわかる。したがって、上側処理ヘッド１１７と下側処理ヘッド１１８との間に、基板１０２の進入に先立って洗浄材料のカーテンを形成することができる。

また、上側処理ヘッド１１７と下側処理ヘッド１１８とが相対しているこの構成に基づくと、下側処理ヘッド１１８の真空ポート３１３Ａ／３１３Ｂの各列は、上側処理ヘッド１１７の第１の真空ポート２１７Ａ／２１７Ｂの各列と吸引力についてそれぞれ補完し合っていることがわかり、それによって、上側処理ヘッド１１７と下側処理ヘッド１１８との間に基板１０２が存在しないときに、上側処理ヘッド１１７及び下側処理ヘッド１１８の両方によって吐出されたすすぎ材料の除去を可能にしている。また、下側処理ヘッド１１８の真空ポート３１３Ａ，３１３Ｂの列と、上側処理ヘッド１１７の第１の真空ポート２１７Ａ，２１７Ｂの列とがそれぞれ相対している構成は、基板１０２が上側処理ヘッド１１７又は下側処理ヘッド１１８のいずれかに吸い付く事態を阻止する。

上側処理ヘッド１１７の第１及び第２の各上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂは、独立に動作させることができる。また、第１及び第２の上側モジュール１１７Ａ／１１７Ｂの第２の真空ポート２１９Ａ／２１９Ｂの各列は、独立に動作させることができる。また、下側処理ヘッド１１８の第１及び第２の各下側モジュール１１８Ａ／１１８Ｂは、独立に動作させることができる。以上は、以下の動作モードを可能にする。
・モード１：第２の真空ポート２１９の列がオフの状態で第１の上側モジュール１１７Ａがオンで、第２の上側モジュール１１８Ｂがオフで、第１の下側モジュール１１８Ａがオンで、第２の下側モジュール１１８Ｂがオフ。
・モード２：第２の真空ポート２１９の列がオンの状態で第１の上側モジュール１１７Ａがオンで、第２の上側モジュール１１８Ｂがオフで、第１の下側モジュール１１８Ａがオンで、第２の下側モジュール１１８Ｂがオフ。
・モード３：第２の真空ポート２１９の列がオフの状態で第１の上側モジュール１１７Ａがオンで、第２の上側モジュール１１８Ｂがオンで、第１の下側モジュール１１８Ａがオンで、第２の下側モジュール１１８Ｂがオン。
・モード４：第２の真空ポート２１９の列がオンの状態で第１の上側モジュール１１７Ａがオンで、第２の上側モジュール１１８Ｂがオンで、第１の下側モジュール１１８Ａがオンで、第２の下側モジュール１１８Ｂがオン。

本明細書で開示される上側処理ヘッド１１７と下側処理ヘッド１１８とを伴う洗浄システムは、洗浄材料の消費を低く抑えた状態で、より高い基板スループットにおいて、粒子除去効率（ＰＲＥ）の向上を可能にする。該洗浄システムは、各すすぎメニスカスの前縁に最適な圧力分布を提供し、各すすぎメニスカスにおける片側真空吸引を可能にすることによって、局所的な吸引力を増大させ、すすぎメニスカスの閉じ込めを損なうことなくＰＲＥを向上させる。また、各上側すすぎメニスカスにおいて前縁の真空ポートを通り過ぎて漏出する洗浄材料は、前縁の真空ポートにおける効果的なすすぎ力及び吸引力を増大させることによって、追加の総流量又は吸引力を必要とすることなく低減される。

本発明は、幾つかの実施形態の観点から説明されてきたが、当業者ならば、先の明細書を読むこと及び図面を検討することによって、各種の代替、追加、置き換え、及び均等物を認識できることがわかる。したがって、本発明は、本発明の真の趣旨及び範囲に含まれるものとして、このようなあらゆる代替、追加、置き換え、及び均等物を含むことを意図される。

Claims (23)

1. 基板を洗浄するための上側処理ヘッドであって、
   前縁と後縁とを有する第１のモジュールを備え、洗浄されるべき基板の上面は、前記第１のモジュールの下方を前記前縁から前記後縁に向かう方向に通過し、
   前記第１のモジュールは、
   前記前縁に沿って形成されている洗浄材料吐出ポートの列であって、その下側に前記基板があるときに、下向きに前記基板上に洗浄材料の層を供給するように構成されている洗浄材料吐出ポートの列と、
   前記後縁に沿って形成されたすすぎ材料吐出ポートの列であって、その下側に前記基板があるときに、下向きに前記基板上にすすぎ材料を供給するように構成されているすすぎ材料吐出ポートの列と、
   前記洗浄材料吐出ポートの列の後縁側に沿って形成されている通気ポートの列と、
   前記通気ポートの列と前記すすぎ材料吐出ポートの列との間に形成された第１の真空ポートの列であって、その下側に前記基板があるときに、前記基板からの前記洗浄材料及び前記すすぎ材料の多相吸引、並びに前記通気ポートの列を通じて供給される空気の多相吸引を提供するように構成されている第１の真空ポートの列と、
   を含む、上側処理ヘッド。
2. 請求項１に記載の基板を洗浄するための上側処理ヘッドであって、
   前記第１のモジュールは、前記第１の真空ポートの列と前記後縁との間にすすぎメニスカス領域を包囲するために、前記すすぎメニスカス領域の前半分及び後半分の付近にそれぞれ形成されている前部及び後部を含むように構成されている突状囲いを含む、上側処理ヘッド。
3. 請求項２に記載の基板を洗浄するための上側処理ヘッドであって、
   前記第１の真空ポートの列は、前記突状囲いの前記前部の前縁を二分するように形成され、前記突状囲いの前記後部の後縁は、前記第１のモジュールの前記後縁であり、前記すすぎ材料吐出ポートの列は、前記すすぎメニスカス領域内において前記突状囲いの前記後部の近くに形成されている、上側処理ヘッド。
4. 請求項３に記載の基板を洗浄するための上側処理ヘッドであって、
   前記突状囲いの前記後部は、前記すすぎメニスカス領域内に存在すべきほとんどの前記すすぎ材料のメニスカスの物理的閉じ込めを提供するように構成されている、上側処理ヘッド。
5. 請求項１に記載の基板を洗浄するための上側処理ヘッドであって、
   前記第１のモジュールは、前記洗浄材料吐出ポートの列と前記第１の真空ポートの列との間に形成されているプレナム領域を含み、前記通気ポートの列は、前記プレナム領域に流体連通して接続されている、上側処理ヘッド。
6. 請求項５に記載の基板を洗浄するための上側処理ヘッドであって、
   前記プレナム領域は、前記洗浄材料吐出ポートの列によって前記基板上に配置されるべき前記洗浄材料に空気流誘発擾乱を発生させることなく前記通気ポートの列から前記第１の真空ポートの列への空気流を促すように構成されている、上側処理ヘッド。
7. 請求項１に記載の基板を洗浄するための上側処理ヘッドであって、
   前記第１の真空ポートの列は、前記第１のモジュールの前記前縁と前記後縁との間の総分離距離を実質的に二分するように配置されている、上側処理ヘッド。
8. 請求項１に記載の基板を洗浄するための上側処理ヘッドであって、
   前記第１の上側処理ヘッドモジュールは、前記第１の真空ポートの列の後縁側に沿って形成された第２の真空ポートの列を含み、前記第２の真空ポートの列は、その下側に前記基板があるときに前記基板からの前記洗浄材料及び前記すすぎ材料の多相吸引を提供するように構成されている、上側処理ヘッド。
9. 請求項８に記載の基板を洗浄するための上側処理ヘッドであって、
   前記第１及び第２の真空ポートの列は、独立に制御可能である、上側処理ヘッド。
10. 請求項１に記載の基板を洗浄するための上側処理ヘッドであって、
    前記すすぎ材料吐出ポートの列の各ポートは、前記後縁から前記前縁に向かう方向に下向きに傾斜するように構成されている、上側処理ヘッド。
11. 請求項１０に記載の基板を洗浄するための上側処理ヘッドであって、
    前記すすぎ材料吐出ポートの列の各ポートの中心線と、下げ振りベクトルとの間の角度は、最大で約４５度までの範囲内である、上側処理ヘッド。
12. 請求項１に記載の基板を洗浄するための上側処理ヘッドであって、更に、
    前記第１のモジュールと同一であるように構成されている第２のモジュールを備え、前記第２のモジュールは、前記第２のモジュールの前縁が前記第１のモジュールの前記後縁の後ろに位置決めされるように、前記上側処理ヘッド内において前記第１のモジュールと連続しており、前記第１モジュールと前記第２のモジュールとは、独立に制御可能である、上側処理ヘッド。
13. 基板を洗浄するための下側処理ヘッドであって、
    前縁と後縁とを有する第１のモジュールを備え、洗浄されるべき基板の底面は、前記第１のモジュールの上方を前記前縁から前記後縁に向かう方向に通過し、
    前記第１のモジュールは、
    その中に吐出された材料を収集及び排出するために前記前縁に沿って形成されている排出溝と、
    すすぎメニスカス領域を包囲するように構成されている突状囲いであって、前記すすぎメニスカス領域の前半分及び後半分の付近にそれぞれ形成されている前部及び後部を含み、前記突状囲いの前記前部は、前記排出溝の後縁側に位置付けられている、突状囲いと、
    前記すすぎメニスカス領域内において前記突状囲いの前記後部に沿って形成されているすすぎ材料吐出ポートの列であって、その上方に前記基板があるときに、上向きに前記基板に対してすすぎ材料を供給するように構成されているすすぎ材料吐出ポートの列と、
    前記突状囲いの前記前部の前縁を二分するように形成されている真空ポートの列であって、前記すすぎ材料及び空気の多相吸引を提供するように構成されている真空ポートの列と、
    を含む、下側処理ヘッド。
14. 請求項１３に記載の基板を洗浄するための下側処理ヘッドであって、
    前記突状囲いの前記後部は、前記すすぎメニスカス領域内に存在するべき、ほとんどの前記すすぎ材料のメニスカスの物理的閉じ込めを提供するように構成されている、下側処理ヘッド。
15. 請求項１３に記載の基板を洗浄するための下側処理ヘッドであって、
    前記排出溝は、前記第１のモジュールの各外側端から、排出ポートを形成された前記排出溝の中心近くの位置に向かって下向きに傾斜されており、前記排出溝を伝って液体を流れさせ、前記排出溝内に吐出された材料が前記排出ポートに向かう動きを促すために、前記排出溝内において高い地点に液体供給ポートが形成されている、下側処理ヘッド。
16. 請求項１３に記載の基板を洗浄するための下側処理ヘッドであって、
    前記すすぎ材料吐出ポートの列の各ポートは、前記後縁から前記前縁に向かう方向に上向きに傾斜するように構成されている、下側処理ヘッド。
17. 請求項１６に記載の基板を洗浄するための下側処理ヘッドであって、
    前記すすぎ材料吐出ポートの列の各ポートの中心線と、下げ振りベクトルとの間の角度は、最大で約４５度までの範囲内である、下側処理ヘッド。
18. 請求項１３に記載の基板を洗浄するための下側処理ヘッドであって、更に、
    前記第１のモジュールと同一であるように構成されている第２のモジュールを備え、前記第２のモジュールは、前記第２のモジュールの前縁が前記第１のモジュールの前記後縁の後ろに位置決めされるように、前記下側処理ヘッド内において前記第１のモジュールと連続しており、前記第１モジュールと前記第２のモジュールとは、独立に制御可能である、下側処理ヘッド。
19. 基板を洗浄するためのシステムであって、
    前記基板を実質的に水平な向きに維持しつつ前記基板を実質的に直線状の経路で移動させるように構成されている基板キャリアと、
    前記基板の前記経路の上方に位置決めされている上側処理ヘッドであって、前記基板に洗浄材料を提供するように及び次いで前記基板を上側すすぎメニスカスに曝すように構成されている第１の上側モジュールを含み、前記第１の上側モジュールは、前記上側すすぎメニスカス内を前記洗浄材料に向かって且つ前記基板の移動方向に反対に実質的に一方向にすすぎ材料を流れさせるように構成されている、上側処理ヘッドと、
    前記基板の前記経路の下方に位置決めされている下側処理ヘッドであって、前記上側すすぎメニスカスによって前記基板に加えられる力と釣り合うように前記基板に下側すすぎメニスカスを適用するように構成されている第１の下側モジュールを含み、前記第１の下側モジュールは、前記上側処理ヘッドと前記下側処理ヘッドとの間に前記基板キャリアが存在しないときに前記第１の上側モジュールから吐出される前記洗浄材料を収集及び排出するための排出溝を提供するように構成されている、下側処理ヘッドと、
    を備えるシステム。
20. 請求項１９に記載の基板を洗浄するためのシステムであって、
    前記第１の上側モジュールは、
    前記第１の上側モジュールの前縁に沿って形成されている洗浄材料吐出ポートの列と、
    前記上側すすぎメニスカスを形成されるべき領域を包囲するように構成されている突状囲いと、
    前記上側すすぎメニスカス内に前記すすぎ材料を吐出するように前記突状囲いの後縁側に沿って形成されているすすぎ材料吐出ポートの列と、
    前記すすぎ材料、前記洗浄材料、及び空気の多相吸引を提供するように前記突状囲いの前縁側に沿って形成されている真空ポートの列と、
    を含む、システム。
21. 請求項１９に記載の基板を洗浄するためのシステムであって、
    前記第１の下側モジュールは、
    前記下側すすぎメニスカスを形成されるべき領域を包囲するように構成されている突状囲いと、
    前記下側すすぎメニスカス内に前記すすぎ材料を吐出するように前記突状囲いの後縁側に沿って形成されているすすぎ材料吐出ポートの列と、
    前記すすぎ材料及び空気の多相吸引を提供するように前記突状囲いの前縁側に沿って形成されている真空ポートの列と、
    を含む、システム。
22. 請求項１９に記載の基板を洗浄するためのシステムであって、
    前記上側処理ヘッドは、前記第１の上側モジュールと同一で且つ前記第１の上側モジュールと連続するように構成されている第２の上側モジュールを含み、前記第１の上側モジュールと前記第２の上側モジュールとは、独立に制御可能である、システム。
23. 請求項１９に記載の基板を洗浄するためのシステムであって、
    前記下側処理ヘッドは、前記第１の下側モジュールと同一で且つ前記第１の下側モジュールと連続するように構成されている第２の下側モジュールを含み、前記第１の下側モジュールと前記第２の下側モジュールとは、独立に制御可能である、システム。

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