JP2021057356A - Substrate cleaning device, substrate processing apparatus and recording medium - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板洗浄装置、基板処理装置および記録媒体に関する。 The present invention relates to a substrate cleaning apparatus, a substrate processing apparatus and a recording medium.
従来から超音波を利用して半導体基板を洗浄する装置が知られている(例えば、特許文献1)。 Conventionally, an apparatus for cleaning a semiconductor substrate using ultrasonic waves has been known (for example, Patent Document 1).
特許文献1の洗浄装置では、半導体基板における洗浄液が到達する領域が限られており、洗浄力が十分ではないという問題がある。
The cleaning apparatus of
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、洗浄力が高い基板洗浄装置、および、そのような基板洗浄装置を備えた基板処理装置、ならびに、そのような基板洗浄を行うためのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and the subject of the present invention is a substrate cleaning apparatus having a high cleaning power, a substrate processing apparatus provided with such a substrate cleaning apparatus, and such a substrate cleaning apparatus. It is an object of the present invention to provide a recording medium on which a program for cleaning a substrate is recorded.
本発明の一態様によれば、基板を保持し、回転させる基板回転機構と、回転される前記基板に向かって超音波洗浄液を噴射するノズルと、を備え、前記ノズルは、前記基板と垂直な面内で旋回可能であり、かつ、前記基板と平行な面内で旋回可能である、基板洗浄装置が提供される。 According to one aspect of the present invention, a substrate rotation mechanism for holding and rotating a substrate and a nozzle for injecting an ultrasonic cleaning liquid toward the rotated substrate are provided, and the nozzle is perpendicular to the substrate. Provided is a substrate cleaning device that is rotatable in a plane and is rotatable in a plane parallel to the substrate.
前記ノズルは、前記基板のエッジおよび/またはベベルに超音波洗浄液を噴射するのが望ましい。 It is desirable that the nozzle sprays an ultrasonic cleaning solution onto the edge and / or bevel of the substrate.
前記ノズルは、上下動可能であるのが望ましい。 It is desirable that the nozzle can move up and down.
前記ノズルは、前記基板の上面に超音波洗浄液が噴射される位置まで上昇可能であり、かつ、前記基板の下面に超音波洗浄液が噴射される位置まで下降可能であるのが望ましい。 It is desirable that the nozzle can be raised to a position where the ultrasonic cleaning liquid is sprayed on the upper surface of the substrate and can be lowered to a position where the ultrasonic cleaning liquid is sprayed on the lower surface of the substrate.
前記ノズルは、前記基板と垂直な面内で旋回可能であることによって、前記基板の内側から外周に向かって超音波洗浄液を噴射できるのが望ましい。 It is desirable that the nozzle can swivel in a plane perpendicular to the substrate so that the ultrasonic cleaning liquid can be ejected from the inside to the outer periphery of the substrate.
前記ノズルは、前記基板回転機構に超音波洗浄液を噴射するのが望ましい。 It is desirable that the nozzle injects an ultrasonic cleaning liquid onto the substrate rotation mechanism.
回転しながら前記基板に接触して前記基板の表面を洗浄する洗浄具を備え、前記ノズルは前記洗浄具に超音波洗浄液を噴射するのが望ましい。 It is desirable to include a cleaning tool that comes into contact with the substrate while rotating to clean the surface of the substrate, and the nozzle sprays the ultrasonic cleaning liquid onto the cleaning tool.
前記ノズルからの超音波洗浄液の噴射方向と、前記洗浄具の長手方向とのなす角は、0度より大きく90度未満であるのが望ましい。 It is desirable that the angle formed by the injection direction of the ultrasonic cleaning liquid from the nozzle and the longitudinal direction of the cleaning tool is larger than 0 degrees and less than 90 degrees.
前記ノズルは、霧状の超音波洗浄液を噴射するのが望ましい。 It is desirable that the nozzle sprays a mist-like ultrasonic cleaning liquid.
前記基板回転機構は、前記基板を非水平方向に保持するのが望ましい。 It is desirable that the substrate rotation mechanism holds the substrate in a non-horizontal direction.
前記基板回転機構は、前記基板を水平方向に保持して回転させ、前記ノズルは、鉛直方向に延びる第1軸に固定され、前記第1軸がその軸心を中心として回転することにより、前記ノズルは前記基板と水平な面内で旋回するのが望ましい。 The substrate rotation mechanism holds and rotates the substrate in the horizontal direction, the nozzle is fixed to a first axis extending in the vertical direction, and the first axis rotates about the axis thereof, thereby causing the substrate rotation mechanism. It is desirable for the nozzle to rotate in a plane horizontal to the substrate.
前記基板回転機構は、前記基板を水平方向に保持して回転させ、前記ノズルは、水平方向に延びる第2軸に固定され、前記第2軸がその軸心を中心として回転することにより、前記ノズルは前記基板と垂直な面内で旋回するのが望ましい。 The substrate rotation mechanism holds and rotates the substrate in the horizontal direction, the nozzle is fixed to a second axis extending in the horizontal direction, and the second axis rotates about its axis, thereby causing the substrate to rotate. It is desirable for the nozzle to swivel in a plane perpendicular to the substrate.
また、本発明の別の態様によれば、基板を研磨する基板研磨装置と、研磨後の基板を洗浄する、上記の基板洗浄装置と、を備えた基板処理装置が提供される。 Further, according to another aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus including a substrate polishing apparatus for polishing a substrate and the above-mentioned substrate cleaning apparatus for cleaning a polished substrate.
また、本発明の別の態様によれば、基板を基板回転機構に保持して回転させるステップと、超音波洗浄液源に連通したノズルを前記基板の上面よりも高い位置に上昇させるとともに、前記基板の水平方向内側に前記ノズルを移動させ、さらに、前記基板上面のエッジに対して鋭角の入射角を有する向きに前記ノズルの噴射口が向くように前記ノズルを旋回させるステップと、前記ノズルから前記基板の上面に向けて超音波洗浄液を噴射するステップと、前記ノズルを前記基板の水平方向外側へと移動させるステップと、前記ノズルを前記基板の下面より低い位置まで下降させるとともに、前記基板の水平方向内側に前記ノズルを移動させ、さらに、前記基板下面のエッジに対して鋭角の入射角を有する向きに前記ノズルの噴射口が向くように前記ノズルを旋回させるステップと、前記ノズルから前記基板の下面に向けて超音波洗浄液を噴射するステップと、前記ノズルを前記基板の水平方向外側へと移動させるステップと、前記ノズルを前記基板のベベルと略同じ高さとするとともに、前記基板のベベルに向けて前記ノズルの噴射口が向くように前記ノズルを旋回させるステップと、前記ノズルから前記基板のベベルに向けて超音波洗浄液を噴射するステップと、を含む基板洗浄方法を実行する為に、基板洗浄装置に指令を与えて、前記基板回転機構及び前記ノズルを移動させるための機構の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。 Further, according to another aspect of the present invention, the step of holding the substrate in the substrate rotation mechanism and rotating the substrate, and raising the nozzle communicating with the ultrasonic cleaning liquid source to a position higher than the upper surface of the substrate, and the substrate. The step of moving the nozzle inward in the horizontal direction and turning the nozzle so that the injection port of the nozzle faces in a direction having a sharp incident angle with respect to the edge of the upper surface of the substrate, and the step of turning the nozzle from the nozzle. A step of injecting an ultrasonic cleaning liquid toward the upper surface of the substrate, a step of moving the nozzle to the outside in the horizontal direction of the substrate, a step of lowering the nozzle to a position lower than the lower surface of the substrate, and horizontal of the substrate. A step of moving the nozzle inward in the direction and further turning the nozzle so that the injection port of the nozzle faces in a direction having a sharp incident angle with respect to the edge of the lower surface of the substrate, and a step of turning the nozzle from the nozzle to the substrate. A step of injecting an ultrasonic cleaning liquid toward the lower surface, a step of moving the nozzle to the outside in the horizontal direction of the substrate, a step of making the nozzle substantially the same height as the bevel of the substrate, and aiming at the bevel of the substrate. In order to execute a substrate cleaning method including a step of swirling the nozzle so that the injection port of the nozzle faces, and a step of injecting an ultrasonic cleaning liquid from the nozzle toward the bevel of the substrate. A non-temporary computer-readable recording medium is provided in which a command is given to the device to record a program for causing the computer to perform the operation of the substrate rotation mechanism and the mechanism for moving the nozzle.
超音波洗浄液を噴射するノズルが旋回可能であるため、基板の広い領域を洗浄でき、洗浄力が向上する。 Since the nozzle that injects the ultrasonic cleaning liquid can be swiveled, it is possible to clean a wide area of the substrate and the cleaning power is improved.
以下、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、一実施形態に係る基板処理装置の概略上面図である。本基板処理装置は、直径300mmあるいは450mmの半導体ウエハ、フラットパネル、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)やCCD(Charge Coupled Device)などのイメージセンサ、MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory)における磁性膜の製造工程において、種々の基板を処理するものである。また、基板の形状は円形に限られず、矩形形状(角形状)や、多角形形状のものであってもよい。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a schematic top view of the substrate processing apparatus according to the embodiment. This substrate processing device is used in the manufacturing process of semiconductor wafers with a diameter of 300 mm or 450 mm, flat panels, image sensors such as CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) and CCD (Charge Coupled Device), and magnetic films in MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory). , Various substrates are processed. Further, the shape of the substrate is not limited to a circular shape, and may be a rectangular shape (square shape) or a polygonal shape.
ここで、基板Wの「エッジ」および「ベベル」について説明する。図1Aは、基板Wの側面拡大図である。図示のように、本明細書において、基板Wの「エッジ」とは基板表面の外周付近の平坦部Waを指し、より詳細には、基板Wの縁から所定距離内の平坦部Waと考えることができる。また、本明細書において、基板Wの「ベベル」とはエッジより外側の基板表面から角度を有する曲面部Wb(図2(b))あるいは面取り部Wcおよび側面部Wd(図2(a))のことを指す。 Here, the "edge" and "bevel" of the substrate W will be described. FIG. 1A is an enlarged side view of the substrate W. As shown in the figure, in the present specification, the “edge” of the substrate W refers to a flat portion Wa near the outer periphery of the substrate surface, and more specifically, it is considered to be a flat portion Wa within a predetermined distance from the edge of the substrate W. Can be done. Further, in the present specification, the “bevel” of the substrate W is a curved surface portion Wb (FIG. 2 (b)) or a chamfered portion Wc and a side surface portion Wd (FIG. 2 (a)) having an angle from the substrate surface outside the edge. Refers to.
本実施形態の基板処理装置は、略矩形状のハウジング1と、多数の基板をストックする基板カセットが載置されるロードポート2と、1または複数(図1に示す態様では4つ)の基板研磨装置3と、1または複数(図1に示す態様では2つ)の基板洗浄装置4と、基板乾燥装置5と、搬送機構6a〜6dと、制御部7とを備えている。
The substrate processing apparatus of the present embodiment includes a substantially
ロードポート2は、ハウジング1に隣接して配置されている。ロードポート2には、オープンカセット、SMIF(Standard Mechanical Interface)ポッド、又はFOUP(Front Opening Unified Pod)を搭載することができる。SMIFポッド、FOUPは、内部に基板カセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。基板としては、例えば半導体ウエハ等を挙げることができる。
The
基板を研磨する基板研磨装置3、研磨後の基板を洗浄する基板洗浄装置4、洗浄後の基板を乾燥させる基板乾燥装置5は、ハウジング1内に収容されている。基板研磨装置3は、基板処理装置の長手方向に沿って配列され、基板洗浄装置4および基板乾燥装置5も基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。
The
また、基板洗浄装置4および基板乾燥装置5は、それぞれ、図示しない略矩形状の筐体であって、シャッター機構により開閉自在とされ筐体部に設けられた開閉部から被処理対象の基板を出し入れするように構成されていてもよい。あるいは、変形実施例としては、基板洗浄装置4および基板乾燥装置5を一体化し、基板洗浄処理と基板乾燥処理とを連続的に1つのユニット内で行うようにしてもよい。
Further, each of the
本実施形態では、基板洗浄装置4が、ペン型洗浄具を用いた接触洗浄と、超音波洗浄水を用いた非接触洗浄とを行う。詳細は後述するが、ペン型洗浄具を用いた接触洗浄とは、洗浄液の存在下で、鉛直方向に延びる円柱状のペン型洗浄具の下端接触面を基板に接触させ、洗浄具を自転させながら一方向に向けて移動させて、基板の表面をスクラブ洗浄するものである。
In the present embodiment, the
基板乾燥装置5は、水平に回転する基板に向けて、移動する噴射ノズルからIPA蒸気を噴出して基板を乾燥させ、さらに基板を高速で回転させて遠心力によって基板を乾燥させるスピン乾燥ユニットが使用され得る。
The
ロードポート2、ロードポート2側に位置する基板研磨装置3および基板乾燥装置5に囲まれた領域には、搬送機構6aが配置されている。また、基板研磨装置3ならびに基板洗浄装置4および基板乾燥装置5と平行に、搬送機構6bが配置されている。搬送機構6aは、研磨前の基板をロードポート2から受け取って搬送機構6bに受け渡したり、基板乾燥装置5から取り出された乾燥後の基板を搬送機構6bから受け取ったりする。
The transport mechanism 6a is arranged in the area surrounded by the
2つの基板洗浄装置4間に、これら基板洗浄装置4間で基板の受け渡しを行う搬送機構6cが配置され、基板洗浄装置4と基板乾燥装置5との間に、これら基板洗浄装置4と基板乾燥装置5間で基板の受け渡しを行う搬送機構6cが配置されている。
A transport mechanism 6c for transferring the substrate between the two
さらに、ハウジング1の内部には、基板処理装置の各機器の動きを制御する制御部7が配置されている。本実施形態では、ハウジング1の内部に制御部7が配置されている態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、ハウジング1の外部に制御部7が配置されてもよい。例えば、この制御部7により、後述する実施形態のように、基板の保持及び回転を行うスピンドル41の動作や、基板に向かって超音波洗浄液を噴射するノズルの吐出開始及び終了タイミング、あるいは、ノズルの上下動および垂直面水平面内での旋回動を制御するように構成することもできる。なお、制御部は、所定のプログラムを格納したメモリと、メモリのプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)と、CPUがプログラムを実行することで実現される制御モジュールとを有してもよい。制御モジュールは、また、制御部は、基板処理装置及びその他の関連装置を統括制御する図示しない上位コントローラと通信可能に構成され、上位コントローラが有するデータベースとの間でデータのやり取りをすることができる。ここで、メモリを構成する記憶媒体は、各種の設定データや処理プログラム等の各種のプログラムを格納している。記憶媒体としては、コンピュータで読み取り可能なROMやRAMなどのメモリや、ハードディスク、CD−ROM、DVD−ROMやフレキシブルディスクなどのディスク状記憶媒体などの公知のものが使用され得る。
Further, inside the
図2A〜図2Dは、それぞれ、第1の実施形態に係る基板洗浄装置4の概略構成を示す斜視図、上面図および側面図である。基板洗浄装置4は、スピンドル41と、超音波洗浄液供給装置42とを備え、これらがシャッタを有する筐体(不図示)に収納されている。基板洗浄装置4内の各部は図1の制御部7により制御される。
2A to 2D are a perspective view, a top view, and a side view showing a schematic configuration of the
スピンドル41は、表面を上にして基板Wの周縁部を支持し、水平面内で回転させる。より具体的には、スピンドル41の上部に設けたコマ41aの外周側面に形成した把持溝内に基板Wの周縁部を位置させて内方に押し付け、コマ41aを回転(自転)させることにより基板Wが回転する。ここで、「コマ」は基板を把持するための「把持部」と言い換えられる。また、「スピンドル」は「ローラー」と言い換えることもできる。スピンドル41の回転方向や回転数は図1の制御部7が制御する。回転数は一定でもよいし、可変でもよい。
The
なお、後述する超音波洗浄液が飛散するのを防止するために、スピンドル41の外側にあって基板Wの周囲を覆うカップ(不図示)を設けてもよい。このカップは、図示しない洗浄ユニット上部のFFUからユニット内に供給されるダウンフローの気流がカップに設けられた孔を通過して下方に逃げるように構成されていてもよい。このように構成することで、洗浄液や超音波洗浄液が飛散するのをより確実に防止できる。
In addition, in order to prevent the ultrasonic cleaning liquid described later from scattering, a cup (not shown) that is outside the
以下、図2Cおよび図2Dを参照して、超音波洗浄液供給装置42について詳しく説明する。超音波洗浄液供給装置42は、支持軸431、可動軸432、ヘッド433、旋回軸434およびノズル435を有する。
支持軸431は鉛直方向に延びており、固定されている。
Hereinafter, the ultrasonic cleaning
The
可動軸432は支持軸431の上部から上方に延びており、上昇および下降可能であるとともに、自転(軸心を中心とした回転、以下同じ)が可能である。なお、ノズル435の上下動が不要な場合、支持軸431と可動軸432とが一体であってもよい。
The
ヘッド433は可動軸432の上端に固定されている。また、水平方向に延びる旋回軸434がヘッド433を貫通している。
The
ノズル435はヘッド433の先端に取り付けられている。ノズル435は、ヘッド433を介して可動軸432に取り付けられているとも言えるし、ヘッド433を介して旋回軸434に取り付けられているとも言える。
The
そして、ノズル435は回転される基板Wに向かって洗浄液を噴射する。洗浄液の種類に制限はなく、例えば純水であってもよいし、薬液であってもよい。また、洗浄液の温度にも制限はなく、また、温度調整可能(例えば、0度〜80度程度まで)であってもよい。
Then, the
以下では、ノズル435またはヘッド433の内部に振動子(不図示)が設けられており、超音波が与えられた洗浄液(以下、超音波洗浄液ともいう)が噴射されるものする。超音波の振動数にも制限はなく、例えば高周波数(800kHz程度)〜超高周波数(5MHz程度)であってもよい。一般には周波数が高いほど小さな異物(パーティクル)を除去できる。
In the following, an oscillator (not shown) is provided inside the
本実施形態では、旋回軸434が自転することにより、ヘッド433に保持されたノズル435が鉛直面内(言い換えると、基板Wと垂直な面内)で旋回可能となっている(図2Cの破線矢印参照、以下、この旋回を縦方向旋回ともいう)。このような旋回軸434を軸とした縦方向旋回により、図2Bに示すように、基板Wのノズル435に近い側から遠い側にかけて、超音波洗浄液を噴射できる。具体的には、可動軸432が固定位置(ノズル435の高さが一定)であっても、縦方向旋回によって基板Wの端から端まで超音波洗浄液を噴射できるのが望ましい。
In the present embodiment, the
また、可動軸432が自転することにより、ヘッド433に保持されたノズル435が水平面内(言い換えると、基板Wと平行な面内)で旋回可能となっている(図2Bの破線参照、以下、この旋回を横方向旋回ともいう)。このような可動軸432を軸とした横方向旋回により、図2Bに示すように、基板Wにおける旋回軸434の左側から右側にかけて、円弧状に超音波洗浄液を噴射できる。
Further, by rotating the
可動軸432は支持軸431に対して上昇および下降可能であるので、図2Cに示すように、ノズル435の鉛直面内の角度(噴射方向と可動軸432とがなす角度)を一定の状態で、ノズル435の高さをかえることによっても、基板Wの表面で超音波洗浄液を着液させる位置を変えることができる。
また、ノズル435の高さと縦方向旋回の角度を任意に調整することにより、様々な超音波洗浄液の噴射圧力に応じて、所望の位置に超音波洗浄液を供給することが可能になる。また、洗浄中にノズル435の高さおよび/または縦方向旋回の角度を変化させることにより、基板上の超音波洗浄液の着液位置を走査してもよい。
Since the
Further, by arbitrarily adjusting the height of the
さらに、可動軸432が上下動することにより、ヘッド433に保持されたノズル435は、基板Wの上面より高い位置から低い位置まで移動可能である。ノズル435が基板Wの上面より高い位置まで上昇することにより、超音波洗浄液は基板Wの上面に噴射される(図2D)。すなわち、図2Dに示すように、可動軸432が上下動し、かつ、縦方向旋回が可能である。一方、ノズル435が基板Wの下面より低い位置まで下降することにより、超音波洗浄液は基板Wの下面に噴射される(図3)。超音波洗浄液を基板Wの上面に噴射する場合と同様に、基板Wの下面の端から端までの超音波洗浄液の噴射を、ノズル435の縦方向旋回のみによって実現してもよく、ノズル435の上下動のみによって実現してもよく、あるいは縦方向旋回と上下動を組み合わせて実現してもよい。
Further, by moving the
なお、超音波洗浄液供給装置42の各部材は不図示のノズル移動機構によって制御され、ノズル435が移動する。なお、一実施態様においては、ノズル移動機構は、例えば、シリンダーやモーターといった駆動力を発生させる駆動機構と、当該駆動機構からの駆動力を可動軸432の上昇、下降、自転、および旋回軸434の回転へと変換する変換機構(例えば、リンク機構や遊星歯車機構など)を含む機構とすることができる。
Each member of the ultrasonic cleaning
以上の機構により、超音波洗浄液を基板Wの広い領域に噴射できる。例えば、図4A〜図4Cに示すように、可動軸432の上下動および縦方向旋回により、基板Wのエッジやベベルも洗浄できる。具体的には、ノズル435を基板Wの上面より高い位置まで上昇させ、ノズル435がやや下向きとなるよう縦方向旋回させることで、基板Wの上面のエッジに超音波洗浄液を噴射できる(図4A)。逆に、ノズル435を基板Wの上面より低い位置まで下降させ、ノズル435がやや上向きとなるよう縦方向旋回させることで、基板Wの下面のエッジに超音波洗浄液を噴射できる(図4B)。さらに、ノズル435を基板Wと同じ高さとし、ノズル435が水平向きとなるよう縦方向旋回させることで、基板Wのベベルに超音波洗浄液を噴射できる(図4C)。
With the above mechanism, the ultrasonic cleaning liquid can be sprayed onto a wide area of the substrate W. For example, as shown in FIGS. 4A to 4C, the edges and bevels of the substrate W can also be cleaned by moving the
なお、ノズル435を縦方向旋回、横方向旋回および上下動させる機構は上述したものには限られない。
The mechanism for rotating the
基板Wを洗浄する際には、基板Wを回転させつつ、ノズル435を縦方向旋回および/または横方向旋回させながら基板Wに超音波洗浄液を噴射する。この際、噴射位置(超音波洗浄液が基板Wに着液する位置)に応じて、出力、スキャン速度、流量、溶存気体量を変化させるなど種々の制御を行ってもよい。
When cleaning the substrate W, the ultrasonic cleaning liquid is sprayed onto the substrate W while rotating the substrate W and rotating the
また、図5Aに示すように、水平方向に延びる旋回軸436によって支持軸431と可動軸432とが接続されていてもよい。これにより、可動軸432は旋回軸436を軸として支持軸431に対して鉛直面内で旋回可能となる。ノズル435の縦方向旋回と組み合わせることで、超音波洗浄液を基板Wの内側(中心に近い側)から外周(縁に近い側)に向かって噴射できる(図5B)。
Further, as shown in FIG. 5A, the
このように外周に向かって超音波洗浄液を噴射することで、基板Wの洗浄によって汚染された超音波洗浄液が基板Wの内側に向かうことなく素早く排出でき、洗浄力が向上する。 By injecting the ultrasonic cleaning liquid toward the outer periphery in this way, the ultrasonic cleaning liquid contaminated by cleaning the substrate W can be quickly discharged without going to the inside of the substrate W, and the cleaning power is improved.
以上説明した基板洗浄装置4は、例えば以下のように動作する。
図5Cは、基板洗浄装置4の処理動作の一例を示すフローチャートである。本フローチャートの一部または全部を行うよう制御部7あるいは別のコンピュータから基板洗浄装置3(の特にスピンドル41やノズル435を移動させるための機構)に指令を与えるようにしてもよく、そのような指令は所定のプログラムが実行されることによって発令されてもよい。
The
FIG. 5C is a flowchart showing an example of the processing operation of the
まず、基板回転機構としてのスピンドル41は、基板Wを保持して回転させる(ステップS1)。
First, the
そして、支持軸431が上昇することにより、超音波洗浄液源に連通したノズル435が基板Wの上面より高い位置まで上昇する。次いで、可動軸432が旋回軸436を軸として鉛直面内で旋回することによってノズル435が基板Wの水平方向内側まで移動する。さらに、ヘッド433が旋回軸434を軸として鉛直面内で旋回することによってノズル435が外向きとなる。以上により、図5Aに示すように、基板Wの上面のエッジに対して鋭角の入射角を有する向きにノズル435の噴射口が向いた状態となる(ステップS2)。
Then, as the
この状態でノズル435から基板Wの上面のエッジに向かって超音波洗浄液を噴射する(ステップS3)。このとき、超音波洗浄液の基板W表面に対する入射角は鋭角となる。
In this state, the ultrasonic cleaning liquid is sprayed from the
超音波専用液の噴射すなわち基板Wの上面のエッジの洗浄が完了すると、可動軸432が旋回軸436を軸として鉛直面内で旋回することによってノズル435が基板Wの水平方向外側まで移動する(ステップS4)。
When the injection of the ultrasonic liquid, that is, the cleaning of the edge of the upper surface of the substrate W is completed, the
そして、支持軸431が下降することにより、ノズル435が基板Wの下面より低い位置まで下降する。次いで、可動軸432が旋回軸436を軸として鉛直面内で旋回することによってノズル435が基板Wの水平方向内側まで移動する。さらに、ヘッド433が旋回軸434を軸として鉛直面内で旋回することによってノズル435が外向きとなる(ステップS5)。以上により、基板Wの下面のエッジに対して鋭角の入射角を有する向きにノズル435の噴射口が向いた状態となる。
Then, as the
この状態でノズル435から基板Wの下面のエッジに向かって超音波洗浄液を噴射する(ステップS6)。このとき、超音波洗浄液の基板W裏面に対する入射角は鋭角となる。
In this state, the ultrasonic cleaning liquid is sprayed from the
超音波専用液の噴射すなわち基板Wの裏面のエッジの洗浄が完了すると、可動軸432が旋回軸436を軸として鉛直面内で旋回することによってノズル435が基板Wの水平方向外側まで移動する(ステップS7)。
When the injection of the ultrasonic liquid, that is, the cleaning of the edge on the back surface of the substrate W is completed, the
そして、支持軸431が上昇することにより、ノズル435が基板Wと同じ位置まで上昇する。次いで、ヘッド433が旋回軸434を軸として鉛直面内で旋回することによってノズル435は水平向きとなり、図4Cの状態となる(ステップS8)。
Then, as the
この状態でノズル435から基板Wのベベルに向かって超音波洗浄液を噴射する(ステップS9)。超音波洗浄液の噴射すなわちベベルの洗浄が完了すると、スピンドル41から基板Wが外される(ステップS10)。
In this state, the ultrasonic cleaning liquid is sprayed from the
以上説明したように、第1の実施形態では、ノズル435が縦方向旋回および横方向旋回可能である。よって、基板Wの広い領域を洗浄可能となり、洗浄力が向上する。
As described above, in the first embodiment, the
なお、超音波洗浄液の噴射対象は基板Wに限られない。ノズル435が縦方向旋回や横方向旋回可能であることにより、基板洗浄装置4の一部(例えば、スピンドル41やカップ)に超音波洗浄液を噴射でき、これらの洗浄も可能である。
The target of injection of the ultrasonic cleaning liquid is not limited to the substrate W. Since the
(第2の実施形態)
次に説明する第2の実施形態は、ロール型の洗浄部材を備える基板洗浄装置4に関する。
(Second embodiment)
The second embodiment described below relates to a
図6A〜図6Cは、それぞれ、第2の実施形態に係る基板洗浄装置4’の概略構成を示す斜視図、上面図および側面図である。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。 6A to 6C are a perspective view, a top view, and a side view showing a schematic configuration of the substrate cleaning device 4'according to the second embodiment, respectively. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described.
この基板洗浄装置4’は、ロール型洗浄具451と、その直下に配置されたロール型洗浄具452を備えている。ロール型洗浄具451,452は長尺状であり、望ましくは、基板Wの縁から反対側の縁まで延びており、基板Wの中心を通る。ノズル435は縦方向旋回および/または横方向旋回しながら基板W(より詳しくは、ロール型洗浄具451,452よりノズル435に近い側)に超音波洗浄液を噴射しつつ、ロール型洗浄具451,452はそれぞれ基板Wの上面および下面に接触しながら各面を洗浄する。
The substrate cleaning device 4'includes a roll-
この場合、ノズル435からの噴射方向は、ロール型洗浄具451,452の長手方向と平行でもよいし、垂直でもよいが、図6Bに示すように、斜め方向(ロール型洗浄具451,452の長手方向と、噴射方向とのなす角が0度より大きく90度未満)であるのが望ましい。
In this case, the injection direction from the
また、図6Cに示すように、ロール型洗浄具451が基板Wに接触する近辺において、ロール型洗浄具451の回転方向とノズル435からの噴射方向とが一致していてもよいし、一致していなくてもよい。
ただし、ロール型洗浄具451と基板Wの接触部位への超音波洗浄液の速やかな供給と、接触部位を通過した超音波洗浄液の速やかな排出を考慮すると、ロール型洗浄具451の回転方向とノズル435からの噴射方向とが一致していることが望ましい。
Further, as shown in FIG. 6C, the rotation direction of the roll-
However, considering the rapid supply of the ultrasonic cleaning liquid to the contact portion between the roll
さらに、図7に示すように、ノズル435が基板Wの下面より低い位置まで下降することにより、超音波洗浄液は基板Wの下面に噴射される。基板Wの下面に超音波洗浄液を噴射する場合も、ロール型洗浄具452が基板Wに接触する近辺において、ロール型洗浄具452の回転方向とノズル435からの噴射方向とが一致していてもよいし、一致していなくてもよい。ただし、基板Wの上面と同様、一致しているのが望ましい。
Further, as shown in FIG. 7, the
このように、本実施形態では、超音波洗浄液による洗浄のみならず、ロール型洗浄具451,452でも洗浄を行う。そのため、洗浄力が向上する。また、ノズル435が縦方向旋回や横方向旋回可能であることにより、ロール型洗浄具451,452に超音波洗浄液を噴射できる。
As described above, in the present embodiment, not only the cleaning with the ultrasonic cleaning liquid but also the roll
(第3の実施形態)
上述した第1および第2の実施形態は、いずれも基板Wを水平方向に保持することを念頭に置いていた。これに対し、次に説明する第3の実施形態は基板Wを非水平方向に保持するものである。
(Third Embodiment)
Both the first and second embodiments described above have in mind that the substrate W is held in the horizontal direction. On the other hand, the third embodiment described below holds the substrate W in the non-horizontal direction.
図8Aおよび図8Bは、それぞれ、第3の実施形態に係る基板洗浄装置4’’の概略構成を示す正面図および側面図である。本基板洗浄装置4’’は、基板Wの下側を保持して回転させる2つのスピンドル41と、上側を保持して回転させる2つのスピンドル41とを備えている。これらのスピンドル41が同一鉛直面内に配置されることで、基板Wは鉛直方向に保持される。
8A and 8B are a front view and a side view showing a schematic configuration of the
また、基板洗浄装置4’’は4つの超音波洗浄液供給装置42A〜42Dを備え得る。超音波洗浄液供給装置42Aは、基板Wの中心の鉛直方向上方に配置され、そのノズル435Aから下向きに超音波洗浄液を噴射する。超音波洗浄液供給装置42Bは、基板Wの中心の鉛直方向下方に配置され、そのノズル435Bから上向きに超音波洗浄液を噴射する。超音波洗浄液供給装置42Cは、基板Wの中心の斜め上方に配置され、そのノズル435Cから基板Wの中心に向かって斜め下向きに超音波洗浄液を噴射する。超音波洗浄液供給装置42Dは、基板Wの中心の斜め下方に配置され、そのノズル435Dから基板Wの中心に向かって斜め上向きに超音波洗浄液を噴射する。
Further, the
図示を省略しているが、超音波洗浄液供給装置42A〜42Dの少なくとも一部は、第1の実施形態で説明した構造となっており、旋回軸434を軸とした基板Wと垂直な面内での旋回、可動軸432を軸とした基板Wと平行な面内での旋回および/または上下動が可能であるのが望ましい。
Although not shown, at least a part of the ultrasonic cleaning
なお、基板洗浄装置4’’は少なくとも1つの超音波洗浄液供給装置42を備えていればよく、その数や配置に特に制限はない。
The
変形例として、第2の実施形態と同様に、ロール型洗浄具451,452が設けられていてもよい(図9Aおよび図9B)。また、上側のスピンドル41と、下側のスピンドル41とを同一鉛直面内に配置しないことで、基板Wを斜め方向に保持してもよく(図10)、加えてロール型洗浄具が設けられていてもよい(不図示)。
以上説明したように、基板Wを非水平方向に保持して回転させてもよい。
As a modification, roll-
As described above, the substrate W may be held and rotated in the non-horizontal direction.
(その他の実施形態)
図11に示すように、ノズル435から超音波洗浄液を霧状に噴射(噴霧)してもよい。振動エネルギーを得た超音波洗浄液を噴霧供給することで、基板Wに対するダメージを抑えつつ、基板Wの表面のパーティクルを除去できる。特に、大きなパーティクルの除去には超音波の周波数を低く(例えば、数10kHz〜500kHz)する必要があり、その場合は基板Wにダメージを与える可能性もあるが、霧状に噴霧することでダメージを抑えられる。
(Other embodiments)
As shown in FIG. 11, the ultrasonic cleaning liquid may be sprayed (sprayed) in the form of mist from the
図12は、チャック爪で基板Wを保持して回転させる基板洗浄装置4’’’の概略構成を示す斜視図である。本基板洗浄装置4’’’は、図2A等のスピンドル41に代えて、チャック爪511および回転駆動軸512を備えている。
FIG. 12 is a perspective view showing a schematic configuration of a
チャック爪511は、基板Wの外周端部(エッジ部分)を把持して基板Wを保持するように設けられた保持部材である。隣り合うチャック爪511同士の間には、基板Wを搬送するロボットハンド(不図示)の動きを阻害しない間隔が設けられている。チャック爪511は、基板Wの面を水平にして保持できるように、それぞれ回転駆動軸512に接続されている。
The
回転駆動軸512は、基板Wの面に対して垂直に延びる軸線まわりに回転することができ、回転駆動軸512の軸線まわりの回転により基板Wを水平面内で回転させることができるように構成されている。回転駆動軸512の回転方向や回転数は図1の制御部7が制御する。回転数は一定でもよいし、可変でもよい。また、チャック爪511の外側にあって基板Wの周囲を覆い、回転駆動軸512と同期して回転する回転カップを設けてもよい。
The rotation drive shaft 512 is configured so that it can rotate around an axis extending perpendicular to the surface of the substrate W, and the substrate W can be rotated in a horizontal plane by rotation around the axis of the rotation drive shaft 512. ing. The rotation direction and rotation speed of the rotation drive shaft 512 are controlled by the control unit 7 of FIG. The rotation speed may be constant or variable. Further, a rotary cup that is outside the
このような構成の場合、超音波洗浄液をチャック爪511や回転カップに噴射してもよい。ここで、基板洗浄装置4の筐体の上部に設けられた図示しないFFU部、又は、筐体に設けられた基板を出し入れするためのシャッター機構から、筐体内部に流入するガスの流れが、基板洗浄装置4の筐体の下部の排出部から排出されるようにし、ダウンフローが筐体内に形成されるようにすることができる。さらに、前述の回転カップに、排液を排出するための排出孔を設けてもよく、ダウンフローがこの排出孔から筐体下部の排出部から排出されるとともに、超音波洗浄液を回転カップに噴射して、回転カップの洗浄済み排液を、ダウンフローの気流の流れ沿って、回転カップの下方の排出孔から、回転カップの下方に位置している受液容器に受け入れて、これを排出管から確実に排出するようにすることもできる。こうした構成をとることで、回転カップや基板チャック爪511に付着しがちなパーティクルを確実に除去して、基板の再汚染を防止できるだけでなく、基板の外周端部(エッジ部分)をも確実に洗浄することが期待できる。
In such a configuration, the ultrasonic cleaning liquid may be sprayed onto the
その他の基板洗浄装置の構成例として、スピンドル41やチャック爪511で基板Wを回転させるのではなく、基板Wを下方からステージ上に支持してステージを回転させてもよい。また、洗浄具として、図6A等に例示したロール型のものではなく、いわゆるペンシルスポンジ型の洗浄具を用い、基板W上を揺動させながら洗浄してもよい。また、基板Wの一面(例えば上面)をペンシルスポンジ型の洗浄具で、他面(例えば下面)をロール型の洗浄具で洗浄してもよい。また、本明細書で説明した各態様を適宜組み合わせてもよい。
As another configuration example of the substrate cleaning device, instead of rotating the substrate W with the
上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。例えば、基板洗浄装置内において、基板を保持機構に保持した状態で、基板を上記実施形態で説明したノズルと同様に超音波洗浄液にて洗浄した後、連続して、基板をそのまま回転させながら、IPA液をIPAノズルから基板に噴霧させて、基板の乾燥処理を行うように構成してもよい。あるいは、上記実施形態の基板処理装置として、基板の化学的機械的研磨装置(CMP装置)を示したが、これに限られず、例えば、基板のベベル部を研磨処理するベベル研磨装置や、基板のめっき装置、などにも、上記の基板洗浄装置を採用することもできる。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうることである。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲とすべきである。 The above-described embodiment is described for the purpose of enabling a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to carry out the present invention. For example, in the substrate cleaning apparatus, while the substrate is held by the holding mechanism, the substrate is cleaned with an ultrasonic cleaning liquid in the same manner as the nozzle described in the above embodiment, and then the substrate is continuously rotated as it is. The IPA liquid may be sprayed onto the substrate from the IPA nozzle to dry the substrate. Alternatively, as the substrate processing apparatus of the above embodiment, a chemical mechanical polishing apparatus (CMP apparatus) for the substrate is shown, but the present invention is not limited to this, and for example, a bevel polishing apparatus for polishing the bevel portion of the substrate or a substrate. The above-mentioned substrate cleaning apparatus can also be adopted for a plating apparatus and the like. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Therefore, the present invention is not limited to the described embodiments and should be the broadest scope according to the technical ideas defined by the claims.
3 基板研磨装置
4,4’,4’’,4’’’ 基板洗浄装置
41 スピンドル
42,42A〜42D 超音波洗浄液供給装置
431 支持軸
432 可動軸
433 ヘッド
434 旋回軸
435,435A〜435D ノズル
436 旋回軸
451,452 ロール型洗浄具
511 チャック爪
512 回転駆動軸
3
Claims (14)
回転される前記基板に向かって超音波洗浄液を噴射するノズルと、を備え、
前記ノズルは、前記基板と垂直な面内で旋回可能であり、かつ、前記基板と平行な面内で旋回可能である、基板洗浄装置。 A board rotation mechanism that holds and rotates the board,
A nozzle for injecting an ultrasonic cleaning liquid toward the rotated substrate is provided.
A substrate cleaning device in which the nozzle is rotatable in a plane perpendicular to the substrate and is rotatable in a plane parallel to the substrate.
前記ノズルは前記洗浄具に超音波洗浄液を噴射する、請求項6に記載の基板洗浄装置。 A cleaning tool that comes into contact with the substrate while rotating to clean the surface of the substrate is provided.
The substrate cleaning device according to claim 6, wherein the nozzle injects an ultrasonic cleaning liquid onto the cleaning tool.
前記ノズルは、鉛直方向に延びる第1軸に固定され、前記第1軸がその軸心を中心として回転することにより、前記ノズルは前記基板と水平な面内で旋回する、請求項1乃至10のいずれかに記載の基板洗浄装置。 The substrate rotation mechanism holds and rotates the substrate in the horizontal direction.
Claims 1 to 10 wherein the nozzle is fixed to a first axis extending in the vertical direction, and the first axis rotates about its axis so that the nozzle rotates in a plane horizontal to the substrate. The substrate cleaning apparatus according to any one of.
前記ノズルは、水平方向に延びる第2軸に固定され、前記第2軸がその軸心を中心として回転することにより、前記ノズルは前記基板と垂直な面内で旋回する、請求項1乃至11のいずれかに記載の基板洗浄装置。 The substrate rotation mechanism holds and rotates the substrate in the horizontal direction.
Claims 1 to 11 wherein the nozzle is fixed to a second axis extending in a horizontal direction, and the second axis rotates about an axis thereof so that the nozzle rotates in a plane perpendicular to the substrate. The substrate cleaning device according to any one of.
研磨後の基板を洗浄する、請求項1乃至12のいずれかに記載の基板洗浄装置と、を備えた基板処理装置。 A substrate polishing device that polishes the substrate and
A substrate processing apparatus comprising the substrate cleaning apparatus according to any one of claims 1 to 12, which cleans the polished substrate.
超音波洗浄液源に連通したノズルを前記基板の上面よりも高い位置に上昇させるとともに、前記基板の水平方向内側に前記ノズルを移動させ、さらに、前記基板上面のエッジに対して鋭角の入射角を有する向きに前記ノズルの噴射口が向くように前記ノズルを旋回させるステップと、
前記ノズルから前記基板の上面に向けて超音波洗浄液を噴射するステップと、
前記ノズルを前記基板の水平方向外側へと移動させるステップと、
前記ノズルを前記基板の下面より低い位置まで下降させるとともに、前記基板の水平方向内側に前記ノズルを移動させ、さらに、前記基板下面のエッジに対して鋭角の入射角を有する向きに前記ノズルの噴射口が向くように前記ノズルを旋回させるステップと、
前記ノズルから前記基板の下面に向けて超音波洗浄液を噴射するステップと、
前記ノズルを前記基板の水平方向外側へと移動させるステップと、
前記ノズルを前記基板のベベルと略同じ高さとするとともに、前記基板のベベルに向けて前記ノズルの噴射口が向くように前記ノズルを旋回させるステップと、
前記ノズルから前記基板のベベルに向けて超音波洗浄液を噴射するステップと、を含む基板洗浄方法を実行する為に、基板洗浄装置に指令を与えて、前記基板回転機構及び前記ノズルを移動させるための機構の動作をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録した非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
The step of holding the board in the board rotation mechanism and rotating it,
The nozzle communicating with the ultrasonic cleaning liquid source is raised to a position higher than the upper surface of the substrate, the nozzle is moved inward in the horizontal direction of the substrate, and an acute angle of incidence is set with respect to the edge of the upper surface of the substrate. A step of turning the nozzle so that the injection port of the nozzle faces the holding direction, and
A step of injecting an ultrasonic cleaning solution from the nozzle toward the upper surface of the substrate,
A step of moving the nozzle to the outside in the horizontal direction of the substrate,
The nozzle is lowered to a position lower than the lower surface of the substrate, the nozzle is moved inward in the horizontal direction of the substrate, and the nozzle is ejected in a direction having an acute angle of incidence with respect to the edge of the lower surface of the substrate. The step of turning the nozzle so that the mouth faces,
A step of injecting an ultrasonic cleaning solution from the nozzle toward the lower surface of the substrate,
A step of moving the nozzle to the outside in the horizontal direction of the substrate,
A step of making the nozzle substantially the same height as the bevel of the substrate and turning the nozzle so that the injection port of the nozzle faces the bevel of the substrate.
To give a command to the substrate cleaning apparatus to move the substrate rotating mechanism and the nozzle in order to execute a substrate cleaning method including a step of injecting an ultrasonic cleaning liquid from the nozzle toward the bevel of the substrate. A non-temporary computer-readable recording medium that records a program that causes a computer to perform the operations of the mechanism.
Priority Applications (3)
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