TWI397116B - 基板處理裝置及基板處理方法 - Google Patents

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Description

基板處理裝置及基板處理方法
本發明係有關一種基板處理裝置及基板處理方法，尤其是有關可有效率地洗淨研磨後的基板之基板處理裝置及基板處理方法。
近幾年的半導體裝置之製造技術顯著提升，隨著半導體裝置之高積體化的進展，電路的配線逐漸微細化，配線間的距離也逐漸變窄。其中，要求半導體基板進行平坦化，而就半導體基板的平坦化之一手段而言，進行化學機械研磨法(CMP,chemical mechanical polishing)之研磨裝置係為人熟知。研磨裝置係具備有許多構件，由此點來看往往導致整體的尺寸變大，而搬運基板到適合各處理之構件需要相當多的時間。在此種情況之下，一方面嘗試有一種研磨裝置，其係使裝置小型化之同時可有效率地進行研磨對象物的搬運，另一方面，研磨後之基板的洗淨係主要進行使用滾筒狀或半球狀的海綿之擦洗(scrub)清潔(參照例如專利文獻1)。
專利文獻1：日本特開2003－309089(段落0129等)
但是，隨著對半導體裝置更高的高積體化之要求且電路配線的微細化進一步進展之情況下，在更微細的粒子之存在成為問題之現今，以海綿之基板洗淨作為主洗淨手段，係有如以下課題。亦即，為了抑制來自海綿本身的發塵而不至於影響到基板，初始化(initialize)時間會有增加之傾向，隨之裝置的運行率會降低。此外，亦可能發生初始化後持續產生之海綿本身的塵埃附著在基板、或利用海綿去除之微粒子重新附著在基板之情形。
本發明係鑑於上述課題而研創者，其目的在提供一種基板處理裝置及基板處理方法，其係可有效率地洗淨研磨表面後的基板之基板處理裝置及基板處理方法。
為了達成上述目的，本發明的實施態樣(1)之基板處理裝置係如第1圖所示，具備以下之至少一者：研磨基板的表面之研磨裝置30A；及利用傳播液體的超音波對前述基板的表面進行洗淨之超音波洗淨裝置42(例如參照第2圖)、以及利用混合氣體與液體而噴出之2流體噴射進行洗淨之2流體噴射洗淨裝置44(參照例如第5圖)的至少一者。
以此方式構成時，由於具備以下裝置之至少一者，亦即利用傳播液體的超音波來洗淨基板的表面之超音波洗淨裝置、以及利用混合氣體與液體而噴出的2流體噴射來洗淨基板的表面之2流體噴射洗淨裝置，故成為一種基板處理裝置，係可利用流體去除微粒子，並且可不必設置初始化時間來進行洗淨，且不使塵埃附著在基板。
此外，本發明之理想的態樣(2)之基板處理裝置係如第2圖所示，在本發明的實施態樣(1)之基板處理裝置100(參照例如第1圖)中，至少具備超音波洗淨裝置42；而超音波洗淨裝置42具有覆蓋基板W的半徑之超音波照射器422。
以此方式構成時，由於超音波洗淨裝置具有覆蓋基板的半徑之超音波照射器，故僅使基板於水平面內旋轉而不必移動超音波照射器即可洗淨整個基板。
文，本發明之理想的態樣(3)之基板處理裝置係如第2圖所示，於本發明之理想的態樣(2)之基板處理裝置中，超音波照射器422具有：與基板W的表面WA相對向配置且覆蓋基板W的半徑之第1面422A；安裝有產生前述超音波的振盪件426之第2面422B；以及鄰接第1面422A及第2面422B之第3面422C；並且以第1、第2、第3面422A、422B、422C以形成大致三角柱之形態而構成。
以此形態構成時，由於以第1、第2、第3面422形成大致三角柱之形態而構成，故幾乎不發生由振盪件發出之振動波與反射波之重疊與互相抵消的情形，而可對基板施加超音波振動。
再者，本發明之較佳的態樣(4)之基板處理裝置係如第7圖所示，在本發明之理想的態樣(2)之基板處理裝置中，超音波照射器522具有與基板W之表面WA相對向配置且覆蓋基板W的半徑之超音波照射面522A，而超音波照射面522A形成為大致三角形。
以此方式構成時，在利用超音波進行洗淨時圓形的基板在水平面內旋轉之情況下，可將大致均勻的超音波能量提供至基板的表面。
又，本發明之理想的態樣(5)之基板處理裝置係如第7圖所示，在本發明之理想的態樣(2)之基板處理裝置中，超音波照射器522具有：與基板W之表面WA相對向配置且覆蓋基板W的半徑之第1面522A；以及配置在第1面522A上或比第1面522A更遠離基板W的表面WA之位置而產生前述超音波之振盪件526；並以振盪件526之最接近基板W的表面WA之振盪件面相對於基板W的表面WA呈平行之形態所構成。
以此形態構成時，可減輕超音波照射器的製造所需之時間勞力。
此外，本發明之較好的態樣(6)之基板處理裝置係如第1圖、第2圖、第5圖所示，在本發明之理想的態樣(1)至(5)之任一基板處理裝置100中，具備超音波洗淨裝置42以及2流體噴射洗淨裝置44；且超音波洗淨裝置42具有保持基板W且使之於水平面內旋轉之超音波洗淨旋轉機構421；且2流體噴射洗淨裝置44具有保持基板W且使之在水平面內旋轉之2流體噴射洗淨旋轉機構441；並且，具備控制裝置9，係以使利用前述超音波進行洗淨中的基板W之旋轉速度比利用2流體噴射進行洗淨中的基板W之旋轉速度更低之方式，來控制超音波洗淨旋轉機構421及2流體噴射洗淨旋轉機構441。
以此方式構成時，由於具備控制裝置9，其係以便利用前述超音波進行洗淨中的基板W之旋轉速度比利用2流體噴射進行洗淨中的基板W之旋轉速度更低之方式，來控制超音波洗淨旋轉機構及2流體噴射洗淨旋轉機構，故於超音波照射器與基板之間變得容易保持液膜，且於進行2流體噴射之洗淨時可縮短基板的洗淨時間。
此外，本發明之較佳的態樣(7)之基板處理裝置係如第1圖、第4圖所示，在本發明之較佳的態樣(1)至(6)之任一基板處理裝置100中，具備藉由利用擦物432摩擦基板W的表面WA來進行洗淨之擦物洗淨裝置43。在此，所謂「擦物」係指用以摩擦基板的表面之固體(例如海綿)。
以此方式構成時，可將超音波洗淨裝置及2流體噴射洗淨裝置之至少一者、以及擦物洗淨裝置按照洗淨步驟的進度狀況而分開使用，而可進行有效率的洗淨。
為了達成上述目的，本發明的實施態樣(8)之基板處理方法係具備：研磨基板的表面之研磨步驟；以及一邊使流體接觸前述基板的表面，一邊洗淨前述基板的表面之固體非接觸洗淨步驟。在此，「固體非接觸洗淨步驟」係指不使固體(例如擦物)接觸基板的表面而進行基板的表面之洗淨的步驟。
以此方式構成時，由於具備一邊使流體接觸基板的表面且一邊洗淨基板的表面之固體非接觸洗淨步驟，故成為一種基板處理方法，係可利用流體去除微粒子，且可不設置初始化時間來進行洗淨，並且不會使塵埃附著於基板。
又，本發明之較好的態樣(9)之基板處理方法，係在本發明的實施態樣(8)之基板處理方法中，前述固體非接觸洗淨步驟具備以下之至少一個步驟：一邊使前述基板於水平面內旋轉，一邊在覆蓋前述基板的半徑之範圍照射超音波來洗淨前述基板的超音波洗淨步驟；以及一邊使前述基板於水平面內旋轉，一邊將混合氣體與液體而噴出之噴霧予以噴灑到前述基板來進行洗淨之2流體噴射洗淨步驟。
以此方式構成時，可利用超音波能量以及霧噴流之至少一者來洗淨基板，且在可不污染基板之情況下進行洗淨。
再者，本發明之較佳的態樣(10)之基板處理方法，係在本發明之理想的態樣(8)或(9)之基板處理方法中，具備以擦物摩擦前述基板的表面從而進行洗淨之擦物洗淨步驟；並於前述擦物洗淨步驟之後進行前述固體非接觸洗淨步驟。
以此方式構成時，由於在擦物洗淨步驟之後進行固體非接觸洗淨步驟，故利用擦物洗淨步驟之高洗淨效果洗淨基板後在固體非接觸洗淨步驟中以到凹部都可被洗到之方式仔細地洗淨基板，而可一邊維持高的洗淨能力一邊縮短洗淨時間。
此外，本發明之理想的態樣(11)之基板處理方法，係於本發明之理想的態樣(9)或(10)之基板處理方法中，前述固體非接觸洗淨步驟具有前述超音波洗淨步驟、以及前述2流體噴射洗淨步驟，而前述超音波洗淨步驟中之前述基板的旋轉速度係比前述2流體噴射洗淨步驟中之前述基板的旋轉速度低。
以此方式構成時，超音波洗淨中係變得容易保持液膜，且進行2流體噴射之洗淨係可縮短基板的洗淨時間。
又，本發明之較佳的態樣(12)之基板處理方法，係於本發明之較佳的態樣(8)至(11)之任一基板處理方法中，在前述基板形成有寬度0.5 μm以上2.0 μm以下之凹部。
以此方式構成時，可將使用於對位等所用之形成在基板之凹部內的塵埃予以去除，使得對位之精確度提高，且使基板製造時之良率提高。
再者，本發明之理想的態樣(13)之處理方法，係在本發明之理想的態樣(8)至(11)之任一基板處理方法中，在前述基板形成有寬度10nm以上50nm以下，且深度10nm以上100nm以下之凹部。
以此方式構成時，可將在研磨基板的表面之步驟形成之凹部內的塵埃予以去除，而提高基板製造時之良率。
此申請係根據在2006年3月22日申請之日本特願2006－078822號，其內容係作為本申請之內容，而形成其一部分。
本發明係可由以下之詳細的說明而可更完全理解。本發明之進一步的應用範圍，係可由以下的詳細之說明而明瞭。但是，詳細之說明及特定的實例係本發明之理想實施形態，且僅為了說明之目的而記載者。此乃由於從此詳細之說明，對本業者而言可明瞭在本發明的精神與範圍內可進行種種的變更、改變之故。申請人係無意圖將記載之實施形態的任一者讓出給公衆，於變更、替代案中，文句上或許不包含在專利請求之範圍內者，亦在均等論下為發明的一部分。
在本說明書或申請範圍的記載中，名詞及同樣的指示語之使用，只要沒特別指示，或依文脈只要沒明確地否定，應解釋為包含單數及複數之雙方。在本說明書中所提供之任何的例示或例示性的用語(例如「等」)之使用，亦僅為容易說明本發明之用意而已，只要沒特別記載於申請範圍，不對本發明的範圍加以限制。
依據本發明之基板處理裝置，由於具備下述裝置之至少一者，該裝置包含：利用傳播液體之超音波來洗淨基板的表面之超音波洗淨裝置、以及利用混合氣體與液體而噴出之2流體噴射來洗淨基板的表面之2流體噴射洗淨裝置，故成為一種基板處理裝置，係可用流體去除微粒子，且不設置初始化時間即可進行洗淨，並且不會使塵埃附著於基板。
依據本發明之基板處理方法，由於具備一邊使流體接觸基板的表面且一邊洗淨基板的表面之固體非接觸洗淨步驟，故成為一種基板基板處理方法，係可利用流體去除微粒子，且不設置初始化時間即可進行洗淨，並且不會使塵埃附著於基板。
以下，參照圖式，就本發明之實施形態加以說明。此外，在各圖中，於彼此為相同或相當之構件係標示相同或類似的符號，而省略重複說明。
第1圖係表示本發明實施形態之基板處理裝置100的整體構成之平面圖。基板處理裝置100係具備有大致矩形狀的外殼1，而外殼1之內部係具備有：以隔壁1a、1b、1c區隔之裝載/卸載部2；研磨基板之研磨部3；以及洗淨研磨後的基板之洗淨部4。裝載/卸載部2、研磨部3、洗淨部4，係分別以獨立組裝且獨立排氣之形態所構成。此外，基板處理裝置100係具備有控制裝置9。
裝載/卸載部2係具有：積存基板之晶圓匣盒20；以及從晶圓匣盒20到研磨部3，或從洗淨部4到晶圓匣盒20進行收授基板之搬運機器人22。搬運機器人22係在上下具備有2隻手，例如，將基板送回到晶圓匣盒20時使用上側的手，而搬運研磨前的基板時使用下側的手，即以可分開使用上下的手之方式構成。裝載/卸載部2係由於為必須保持最乾淨的狀態之區域，故該內部係經常維持在比裝置外部、研磨部3、洗淨部4中任一者更高的壓力。此外，在搬運機器人22之行進機構21的上部，係設置有具有HEPA(High Efficiency Particulate Airfilter，高效率空氣過濾器)過濾器等的高性能過濾器之風扇濾網機組(Fan Filter Unit)(未圖示)，且經去除預定顆粒直徑之粒子(成為污染原因之粒子)等之清潔空氣的降流(down flow)係形成在裝載/卸載部2內。
研磨部3係具有大致相同的構成之4個研磨裝置30A、30B、30C、30D。研磨裝置30A係具有：具有研磨面之研磨台300A；可保持基板之同時，可對研磨台300A施以按壓之頂環301A；用以將泥漿等之研磨液與修整(dressing)液(例如水)供應到研磨台300A之研磨液供應噴嘴302A；用以進行研磨台300A的修整之修整器(dresser)303A；以及使液體(例如純水)與氣體(例如氮)之混合流體成為霧狀，且由1或複數個噴嘴噴射到研磨面之噴霧器(atomizer)304A。此外，研磨裝置30A係具有：可從裝載/卸載部2的搬運機器人22接收基板且使之反轉的反轉機31；配置在第1搬運位置TP1之可上下升降的升降裝置32；以及配置於第2搬運位置TP2之可上下升降的推進器33。
於研磨台300A之上面係黏貼有研磨布或砥石等，而由此研磨布或砥石等構成研磨基板之研磨面。研磨台300A係利用馬達等手段以預定的旋轉速度而可進行旋轉之方式所構成。頂環301A係在與研磨台300A相對向之面形成複數個貫通孔，而以氣體可流通於頂環301A的內外之形態所構成。且構成為：在頂環301A保持基板時，係藉由使頂環301A內成為負壓來吸附基板，而按壓在研磨台300A時，係藉由使頂環301A內成為正壓而按壓基板。再者，使基板由頂環301A脫離到推進器33等時，亦可透過使頂環301A內成為正壓而使之容易脫離。反轉機31係以可搖動於裝載/卸載部2與研磨部3之間的方式所構成，並且以抓住基板之手部可繞著軸周圍旋轉之方式所構成。頂環301A係利用馬達等手段而能以預定的旋轉速度旋轉之方式所構成。研磨裝置30B、30C、30D係除了未設置有反轉機31外，具有與研磨裝置30A相同的構成(於對應之構件標示有類似的符號)。
只要考慮到於研磨時係使用漿液即可得知，研磨部3係最髒(受污染)的區域。因此，在本實施形態中，以研磨部3內之粒子不會飛散到研磨部3內的外部之方式，從各研磨台300A至300D的周圍進行排氣，且藉由將研磨部3的內部之壓力，設為比外殼1外部、及周圍之洗淨部4、裝載/卸載部2小的負壓來防止粒子的飛散。又，通常，分別於研磨台300A至300D之下方配置排氣導管(未圖示)，以及於上方配置HEPA過濾器等之高性能過濾器(未圖示)，且經由上述排氣導管及過濾器將清淨的空氣吹出到研磨部3內而形成降流。
洗淨部4係具備有：搬運機器人40；將從搬運機器人40接收之基板予以反轉之反轉機41；洗淨研磨後的基板之作為超音波洗淨裝置的超音波洗淨機42、作為擦物洗淨裝置之滾動式洗淨機43、作為2流體噴射洗淨裝置之2流體噴射洗淨機44、以及進行洗淨後的乾燥之洗淨乾燥機45；以及在反轉機41及各洗淨機42至45之間搬運基板的搬運單元46。上述搬運機器人40、反轉機41、及各洗淨機42至45，係沿著外殼1的長度方向串聯地配置。此外，在各洗淨機42至45之上部，係設置具有HEPA過濾器等之風扇濾網機組(未圖示)，且經去除預定顆粒直徑之粒子等的清潔空氣之降流係形成在洗淨部4內。又，洗淨部4的內部係為了防止來自研磨部3之粒子的流入而經常維持在比研磨部3更高的壓力。
在此參照第2圖就超音波洗淨機42之詳細構成加以說明。第2圖係說明超音波洗淨機42之圖，(a)係斜視圖，(b)係側視圖。超音波洗淨機42係具有：保持基板W且使之旋轉的旋轉支撐體421；經由液體將超音波傳播到基板W的表面WA之超音波照射器422；洗滌基板W的背面WB之滾動式海綿428；以及將藥液與純水供應給基板W之液體供應噴嘴429A、429B。
旋轉支撐體421係以於鉛直方向較長的大致圓筒狀的滾輪所形成，並以3個以上、典型上為4個或如本實施形態之6個而可大致水平地保持基板W之方式所構成。旋轉支撐體421係分別連接在驅動源(未圖示)，而可個別地使之旋轉。藉由保持基板W之旋轉支撐體421進行旋轉，可使基板W在水平面內以約5至500rpm之旋轉速度進行旋轉。以保持此基板W之複數個旋轉支撐體421形成超音波洗淨旋轉機構。使旋轉支撐體421旋轉之驅動源(未圖示)係透過信號電纜與控制裝置9(參照第1圖)連接，而以可調節旋轉速度之方式構成。
超音波照射器422係具有下述三面而形成為大致三角柱狀，包含：作為第1面的照射面422A，係形成為大致矩形而與保持在旋轉支撐體421之基板W的表面WA相對向；作為第2面之施振面422B，係以與照射面422A形成銳角之方式相接於一邊且安裝有產生超音波振動之振盪件426；以及作為第3面之上面422C，係以與施振面422B形成大致直角之方式相接於一邊且亦以與照射面422A形成銳角之方式相接觸。在本實施形態中，照射面422A與上面422C相接之邊係形成為圓弧狀，從這個角度來看照射面422A與上面422C非為正確的矩形而為大致矩形，而超音波照射器422非為正確的三角柱而為大致三角柱。透過將超音波照射器422形成為大致三角柱狀，幾乎不會產生與從超音波照射器422之振盪件426發出的振盪波與反射波之重疊與互相抵消的情形，而可賦予超音波振動。
超音波照射器422之照射面422A係形成為可覆蓋基板W的半徑之大小的面。由於照射面422A係形成為覆蓋基板W的半徑之長度，故不移動超音波照射器422而僅使基板W旋轉即可洗淨整面基板W，而且，由於係以面形成，故可降低每單位面積的能量，而且於基板W的表面WA與照射面422A之間變為容易保持藥液，並可兼顧抑制對基板W的損傷與提高洗淨能力。此外，超音波照射器422之大致三角柱狀的兩端面係成為大致三角形，且以貫穿此兩端面之三角形的大致重心之方式形成有圓柱狀的空洞422h。空洞422h係於此界面使反射波擴散且從照射面422A產生均等的振動能量。又，在空洞422h係挿通有支架423的一部分。如此，於超音波照射器422而在大致三角柱兩端面之三角形的大致重心安裝有支架423。
於兩端支撐超音波照射器422之支架423，係由兩端延伸於大致鉛直上方，之後朝施振面422B側折曲而大致水平地延伸並安裝在安裝軸424。在安裝軸424之下方配設有可鉛直移動之氣缸425，而構成為可藉由氣缸425的移動而經由安裝軸424及支架423使超音波照射器422朝鉛直方向移動。藉此方式，可使超音波照射器422接近基板W或與之分離。安裝在施振面422B之振盪件426，典型上為壓電振盪件，而與振盪器427電性連接。振盪器427係採用有自振盪(self－oscillation)方式，而以可在5至100%之範圍調整輸出之方式構成。振盪件426係將超音波能量傳達到超音波照射器422，最好是以傳達約0.5M至5.0MHz的超音波能量之方式構成。在振盪件426之附近，為了冷卻振盪件426，較佳為配設對表面供應空氣與氮等之冷卻氣體噴嘴(未圖示)。
此外如第3圖所示，亦可將超音波照射器形成三角柱狀以外之形狀。第3圖(a)所示之照射面形成為三角形的板狀時，可降低超音波照射器製造的時間勞力，並且可與中心部相同程度地將超音波照射到基板W旋轉時速度變快之基板的外周部。形成為第3圖(b)所示之長方形的板狀時，可降低超音波照射器之製造的時間勞力。形成為第3圖(c)所示之棒狀時，可降低施加於振盪件之電壓，並且可降低超音波照射器之製造成本。形成為第3圖(d)所示之覆蓋基板的直徑之大小的長方形之板狀時，當使基板旋轉1次之期間，由於可照射超音波到該部分2次，故可降低基板的旋轉速度。
再次回到第2圖繼續超音波洗淨機42的構成之說明。滾動式海綿428係比基板W的直徑更長的圓柱狀之海綿。滾動式海綿428係當基板W被支撐在旋轉支撐體421時，以長度方向與基板W之背面WB平行之方式配設在基板W下方。滾動式海綿428係以該圓柱狀的軸為中心而可旋轉之方式構成。此外，滾動式海綿428係構成為，被支撐在可朝鉛直方向移動之海綿支撐體(未圖示)，且藉由海綿支撐體(未圖示)的鉛直方向之移動而與基板W接近及分離，而可將位置改變成與基板W的背面WB接觸或非接觸之狀態。在海綿支撐體(未圖示)係設置有壓力感測器或位移感測器，而檢測海綿支撐體(未圖示)之壓力或位移，且以可調整滾動式海綿428對基板W的按壓壓力之方式構成。
液體供應噴嘴429A、429B係管狀噴嘴或噴霧狀噴嘴，而有配設於支撐在旋轉支撐體421之基板W的上部之液體供應噴嘴429A、以及配設於下部之液體供應噴嘴429B，且可分別將純水與藥液等供應於基板W的表面WA及背面WB。尤其是在基板W的表面WA為疏水性(hydrophobic)之情況下，使用噴霧狀噴嘴時，即使基板W之旋轉速度低時亦可利用純水與藥液等覆蓋整個基板W的表面WA及背面WB，因此較為理想。液體供應噴嘴429A、429B之數目係可適當調整，且透過增設噴嘴可增加可供應至基板W之藥液等之種類。
接著，參照第4圖就滾動式洗淨機43的構成加以說明。第4圖係滾動式洗淨機43的斜視圖。滾動式洗淨機43係具有：保持基板W且使之旋轉之旋轉支撐體431；洗滌基板W的表面WA之作為擦物的滾動式海綿432及洗滌背面WB之滾動式海綿434；將藥液與純水等供應到基板W之液體供應噴嘴436A、436B。
旋轉支撐體431係與超音波洗淨機42的旋轉支撐體421(參照第2圖)具有相同的構成，並以下述方式構成，即支撐基板W的外周緣且可使基板W於水平面內以約5至500rpm之旋轉速度旋轉。基板W之旋轉速度係透過經由信號電纜連接之控制裝置(參照第1圖)所控制。滾動式海綿432及滾動式海綿434係比基板W的直徑更長的圓柱狀之海綿，而以長度方向分別與基板W平行之方式，在支撐於旋轉支撐體431之基板W的上方配設滾動式海綿432，且在基板W之下方配設滾動式海綿434。滾動式海綿432、434係於典型上由多孔質的PVA(Polyvinyl Alcohol，聚乙烯醇)製海綿所構成，亦可為發泡氨基甲酸乙酯製，而形成為海綿之孔的平均直徑愈小，粒子去除能力變得愈高。滾動式海綿432、434係以分別以該圓柱狀的軸為中心而可旋轉之方式構成。再者，滾動式海綿432、434係分別支撐在可朝鉛直方向移動之海綿支撐體433、435，且藉由海綿支撐體433、435的鉛直方向之移動而與基板W接近及分離，並以與基板W接觸或非接觸之狀態而可改變位置之方式構成。在海綿支撐體433、435係設置有壓力感測器或位移感測器，來檢測海綿支撐體433、435的壓力或位移，並以可調整滾動式海綿432、434對基板W的按壓壓力之方式構成。再者，作為擦物之海綿，亦可為滾筒狀以外的半球狀與筆狀等。海綿為半球狀與筆狀時，係構成為海綿係安裝在搖動臂，且可往返移動於基板W的中心與外周端之間。
液體供應噴嘴436A、436B係管狀噴嘴或噴霧狀噴嘴，且有配設於支撐在旋轉支撐體431的基板W之上部的液體供應噴嘴436A、及配設於下部之液體供應噴嘴436B，而可分別將純水與藥液等供應給基板W的表面WA及背面WB。尤其是在基板W的表面WA為疏水性之情況下，使用噴霧狀噴嘴時，即使基板W的旋轉速度低時亦由於可利用純水與藥液來覆蓋整個基板W的表面WA及背面WB，因此較為理想。液體供應噴嘴436A、436B之數目係可適當調整，且藉由增設噴嘴而可增加可供應給基板W之藥液等的種類。
接著，參照第5圖就2流體噴射洗淨機44之構成加以說明。第5圖(a)係流體噴射洗淨機44之斜視圖，第5圖(b)係2流體噴嘴的詳細剖面圖。2流體噴射洗淨機44係具有：保持基板W且使之旋轉之旋轉夾頭441；導入氣體與液體且噴射霧M之2流體噴嘴442；以及將藥液與純水等供應到基板W之液體供應噴嘴446A、446B。
旋轉夾頭441係具有：把持基板W之複數個夾頭爪441a；以及連接在馬達(未圖示)之夾頭座441b，而以可使基板W於水平面內且以約50至3000rpm之旋轉速度旋轉之方式構成。此旋轉夾頭441為2流體噴射洗淨旋轉機構。使夾頭座441b旋轉之馬達(未圖示)，係利用信號電纜與控制裝置9(參照第1圖)連接，而以可調節基板W的旋轉速度之方式構成。
2流體噴嘴442係形成導入氣體G之氣體導入流路442a與導入液體L之液體導入流路442b之同時，兩流路442a、442b係於內部成為1條而形成為霧噴出流路442c。氣體導入流路442a與液體導入流路442b連接之角度與位置係不限於圖示之例，亦可將兩流路442a、442b以直角以外之角度予以連接，亦可形成為如液體導入流路442b存在於氣體導入流路442a的內部之二重管。氣體G係使用氮與其他的惰性氣體。液體L典型上雖係使用可防止碳酸氣體溶解冰等之基板W的帶電之物質，但亦可使用氨水與各種洗淨過程的調合液等之可使用於基板W的洗淨之藥液。2流體噴嘴442係構成為，藉由同時使預定流量之氣體G流動到氣體導入流路442a，且使預定流量之液體L流動到液體導入流路442b，而將流動於霧噴出流路442c之霧M從霧噴射口442h能以高速進行噴射。2流體噴嘴442係以霧噴射口442h與基板W相對向之方式，安裝在可與基板W的表面WA平行地搖動之搖動臂443。搖動臂443係安裝在可朝與基板W之表面WA垂直的方向移動之升降軸444。
液體供應噴嘴446A、446B係管狀噴嘴或噴霧狀噴嘴，且有配設於把持在旋轉夾頭441之基板W的上部之液體供應噴嘴446A、以及配設在下部之液體供應噴嘴446B，而可分別將純水與藥液等供應給基板W的表面WA及背面WB。尤其是在基板W的表面WA為疏水性之情況下，使用噴霧狀噴嘴時，縱使基板W的旋轉速度低時亦由於可利用純水與藥液等覆蓋整個基板W的表面WA及背面WB，因此較為理想。液體供應噴嘴446A、446B之數目係可作適當調整，且藉由增設噴嘴而可增加可供應給基板W之藥液等的種類。
接著，參照第6圖就洗淨乾燥機45的構成加以說明。第6圖係洗淨乾燥機45的斜視圖。洗淨乾燥機45係具有：保持基板W且使之旋轉之旋轉夾頭451；具有水供應噴嘴452A與氣體供應噴嘴452B之乾燥噴嘴452；以及將清洗水供應給基板W之液體供應噴嘴456A、456B。
旋轉夾頭451係具有把持基板W之複數個夾頭爪451a、以及連接在馬達(未圖示)之夾頭座451b，而以使基板W於水平面內以約50至3000rpm之旋轉速度旋轉之方式構成。使夾頭座451b旋轉之馬達(未圖示)係利用信號電纜與控制裝置9(參照第1圖)連接，且以可調節基板W的旋轉速度之方式構成。
水供應噴嘴452A係防止因液體從經乾燥之基板W不均勻地濡濕之狀態蒸發所造成之水痕(water mark)，而將水供應到基板W。供應之水係典型上為純水，但依目的亦可使用去離子水、碳酸氣體溶解水等。氣體供應噴嘴452B係將用以去除由水供應噴嘴452A供應給基板W的水之氣體供應予基板W。供應之氣體係典型上為IPA(Isopropyl alcohol，異丙醇)蒸氣。乾燥噴嘴452係安裝在大致平行地延伸於基板W之表面WA之搖動臂453，而搖動臂453係連接於安裝在驅動源(未圖示)之搖動軸454。搖動軸454係以軸為中心而可轉動，並藉由搖動軸454之轉動，乾燥噴嘴452係可在基板W的中心與外周之間搖動。乾燥噴嘴452係於搖動時，以使水供應噴嘴452A位於基板W之外周側，並使氣體供應噴嘴452B位於中心側之方式構成。利用上述之旋轉夾頭451，一邊使基板W旋轉且一邊使乾燥噴嘴452從基板W的中心往外周移動，並透過分別從水供應噴嘴452A供應水，且由氣體供應噴嘴452B供應IPA蒸氣，而可使基板W乾燥。
液體供應噴嘴456A、456B係管狀噴嘴或噴霧狀噴嘴，且有配設於把持在旋轉夾頭451之基板W的上部之液體供應噴嘴456A、以及配設在下部之液體供應噴嘴456B，且以分別將清洗水供應到基板W的表面WA及背面WB之方式構成。
此外，在洗淨乾燥機45中，亦可不使用乾燥噴嘴452，而利用旋轉夾頭451使基板W進行高速旋轉並使之乾燥。
第1圖所示之控制裝置9係進行構成基板處理裝置100之種種的構件之動作與供應給基板W之水與氣體之開關及選擇。裝載/卸載部2、研磨部3、洗淨部4之各部的動作當然係控制上述各部之間的基板之收授。再者，控制裝置9係進行超音波洗淨旋轉機構與2流體噴射洗淨旋轉機構之控制。控制裝置9係根據事先所安裝的程式來進行上述各部之控制。
接著參照第1圖至第6圖，說明基板處理裝置100的作用。以下之作用係主要由控制裝置9所控制。利用搬運機器人22取出設置在晶圓匣盒20之基板，且交給研磨部3的反轉機31。利用反轉機3將基板反轉後交給升降裝置32，並於使頂環301A移動到升降裝置32的上方後，利用升降裝置32將基板推上，且使基板接觸頂環301A。基板接觸頂環301A後，使頂環301A內成為負壓，且將基板吸附在頂環301A。使所吸附的基板移動到研磨台300A的上方後，使基板接觸研磨台300A，並且使頂環301A內成為正壓，並使其上升至預定的壓力。上升至預定的壓力後，從研磨液供應噴嘴302A開始供應研磨液到研磨台300A，同時以預定的旋轉速度使研磨台300A及頂環301A旋轉，且研磨基板的表面。
基板的表面之研磨，係按照形成在基板上之配線的狀況等而進行預定量。研磨之預定量係例如依研磨台300A及頂環301A的旋轉速度及對應研磨台300A的狀態等之研磨時間來進行調整。或者，亦可利用下述控制等之手段來調整研磨之量，即利用可檢測形成在基板表面的金屬膜之殘膜厚的渦電流式監視器與可檢測穿透膜厚之光學式監視器，而一邊檢測剥離之膜的狀況一邊進行調整研磨量之控制，以及從檢測研磨台300A的旋轉轉矩之台電流來掌握研磨狀況的控制等。以預定量來研磨基板的表面後，停止來自研磨液供應噴嘴302A之研磨液的供應，且從純水供應噴嘴(未圖示)供應純水來進行基板的研磨。於預定時間進行一邊供應純水之基板的研磨後，使頂環301A內成為負壓且將基板吸附在頂環301A。然後，使頂環301A上升且使基板由研磨台300A分開，並將之移動到升降裝置32的上方後，載置基板到升降裝置32上。此時利用修整器303A將黏貼在研磨台300A之研磨布予以研磨，而調整研磨布。將基板載置於升降裝置32上後，將升降裝置32水平地移動至位置TP4，且以推進器33B抬高至洗淨部4之搬運機器人40的手之高度後，搬運機器人40即接收基板。
此外，基板之研磨係亦可利用研磨裝置30B來進行，亦可利用研磨裝置30A研磨後且利用研磨裝置30B來研磨之方式以2段階進行。以2段階進行研磨時，使用不同粗糙的研磨布或砥石，一邊縮短研磨時間且一邊可細緻地完成基板表面的修整。此外，亦可利用研磨裝置30A及/或研磨裝置30B、以及研磨裝置30C及/或研磨裝置30D並行處理2塊基板，以增加每單位時間的處理塊數。
搬運機器人40係將基板交給反轉機41，且接收基板之反轉機41係將基板反轉後，經由搬運單元46將基板交給超音波洗淨機42。
以下參照第2圖，說明超音波洗淨機42的作用。利用複數個旋轉支撐體421(在本實施形態中為6個)之側面夾入經由搬運單元46(參照第1圖)搬運來之基板W，並以約5至80pm之旋轉速度來轉動基板W。然後，從液體供應噴嘴429A將藥液供應到基板W的表面WA。之後，以照射面422A與基板W的表面WA成為約0.5至4.0mm之方式，且以照射面422A覆蓋基板W的半徑之方式，將超音波照射器422移動到基板W的上方。
將超音波照射器422設置在上述位置後，從振盪件426發出預定輸出之超音波(超音波能量)，並且將超音波由照射面422A經由藥液傳播到基板W的表面WA，而對基板W的表面WA進行超音波洗淨。此超音波洗淨係固體非接觸洗淨。此時，由於將基板W的旋轉速度設為約5至80rpm，故於超音波照射器422與基板W的表面WA之間可保持液膜。又，超音波照射器422形成為大致三角柱時，與從振盪件426發振之振動波與反射波之重疊與互相抵消幾乎不會發生，而可將超音波振動賦予基板W。此外，在超音波洗淨中，設置超音波照射器422後可立即開始進行洗淨，而不需初始化時間。如此，利用預定輸出之超音波來洗淨基板W的表面WA時，可去除下述的塵埃，即位於例如用以進行半導體裝置製造時所需的對位之形成在基板W表面WA之寬度2.0 μm以下且依半導體裝置製造裝置的種類而定之預定寬度以上(約0.5 μm以上)之凹部內之塵埃，以及位於研磨基板W的表面WA之步驟中形成的寬度約10n至50nm、深度10n至100nm之凹部內的塵埃。尤其是，利用具有照射面422A之超音波照射器422將基板W的表面WA進行超音波洗淨時，在照射面422A與基板W的表面之間可保持藥液的液膜，而可有效地去除位於上述凹部內之塵埃。
當在進行上述超音波洗淨時，亦對基板W的背面WB從液體供應噴嘴429B供應藥液之同時以預定的壓力將滾動式海綿428按壓在基板W的背面WB，且轉動滾動式海綿428來洗淨基板W的背面WB。以預定時間進行基板W表面WA的超音波洗淨以及背面WB的滾動式海綿428之洗淨後，將超音波照射器422及滾動式海綿428由基板W分開，並使基板W的旋轉速度上升至約100至150rpm，且從液體供應噴嘴429A、429B將純水等供應到基板W的兩面，且進行清洗。清洗結束後，經由搬運單元46(參照第1圖)將基板W交給滾動式洗淨機43(參照第1圖)。此外，亦可將滾動式海綿428所進行之基板W的背面WB之洗淨，在超音波照射器422進行基板W表面WA之超音波洗淨後進行。
接著參照第4圖說明滾動式洗淨機43的作用。利用複數個旋轉支撐體431(在本實施形態為6個)之側面夾入經由搬運單元46(參照第1圖)搬運來之基板W，且以約100至150rpm之旋轉速度使基板W旋轉。接著，從液體供應噴嘴436A、436B將藥液供應到基板W的兩面之同時，以預定的壓力將滾動式海綿432、434按壓在基板W的兩面，且使滾動式海綿432、434旋轉，來洗淨基板W的兩面。在滾動式洗淨機43中，由於利用滾動式海綿432、434摩擦基板W進行洗淨，故可去除不容易去除之粒子。在此，由於使用滾動式海綿432、434進行基板W的洗淨，且以超音波洗淨機42(參照第1圖、第2圖)大略地去除粒子，故可使滾動式洗淨機43的滾動式海綿432、434的污染減少。以預定時間洗淨基板W的兩面後，將滾動式海綿432、434從基板W分開，並一邊維持約100至150rpm的基板W之旋轉速度，一邊從液體供應噴嘴436A、436B將純水等供應到基板W的兩面，以進行清洗。清洗結束後，經由搬運單元46(參照第1圖)將基板W交給2流體噴射洗淨機44(參照第1圖)。
接著參照第5圖就2流體噴射洗淨機44的作用加以說明利用旋轉夾頭441的夾頭爪441a。將經由搬運單元46(參照第1圖)搬運來之基板W予以把持，且以約450至550rpm之旋轉速度轉動基板W。然後，首先由液體供應噴嘴446A、446B將藥液供應到基板W的兩面，且進行藥液洗淨。然後，將2流體噴嘴442移動到基板W中心的上方。此時以使2流體噴嘴442的前端(霧噴射口442h部分)距基板W的表面WA成為約2至10mm的間隔之方式，來配置2流體噴嘴442。
將2流體噴嘴442配置於基板W上方的預定位置後，分別將氣體G導入氣體導入流路442a，且將液體L導入液體導入流路442b。在本實施形態中，藉由同時使氣體G流動約30至200L/min，且使液體L流動約0.05至0.3L/min，而可從霧噴射口442h噴射可由基板W的表面WA去除粒子之噴霧M。開始進行噴霧M的噴射後，2流體噴嘴442即以預定的速度由基板W的中心移動至基板W外周端，且再次回到基板W的中心。在2流體噴射洗淨機44中，係藉由噴霧M的噴出力使粒子濺起以進行洗淨。此外，2流體噴嘴442移動之預定的速度，係可按照基板W的旋轉速度來決定。藉由此2流體噴嘴442的移動，從整個基板W的表面WA去除粒子。此時，由於將基板W的旋轉速度設為約450至550rpm，故可縮短2流體噴射442所進行之基板W的洗淨時間。再者，在2流體噴射洗淨中，設置2流體噴嘴442後立即可開始進行洗淨，而不需初始化時間。如此，以高速的霧M來洗淨基板W的表面WA時，可去除下述的塵埃，即位於例如用以進行半導體裝置的製造時所需的位置調整之形成在基板W表面WA之寬度為2.0 μm以下且依半導體裝置製造裝置的種類而定之預定寬度以上(約0.5 μm以上)之凹部內的塵埃，以及位於研磨基板W的表面WA之步驟中形成之寬度約10n至50nm、深度10n至100nm之凹部內的塵埃。
使2流體噴嘴442於基板W的中心與外周端之間往返1次且進行霧M之洗淨後，在維持基板W的旋轉速度之情形下，將2流體噴嘴442從基板W附近離開。然後，由液體供應噴嘴446A、446B將純水等供應到基板W的兩面，並進行清洗。如此，由於在滾動式海綿432(參照第4圖)之洗淨後進行固體非接觸洗淨之2流體噴射洗淨，故以高的洗淨效果將基板W予以洗淨後，利用2流體噴射仔細地洗淨至凹部為止，而可一邊維持高的洗淨能力，一邊縮短洗淨時間。清洗結束後，經由搬運單元46(參照第1圖)將基板W交給洗淨乾燥機45(參照第1圖)。
接著參照第6圖說明洗淨乾燥機45的作用。利用旋轉夾頭451將經由搬運單元46(參照第1圖)搬運來的基板W予以把持，且以約200至300rpm之旋轉速度來轉動基板W。然後，首先從液體供應噴嘴456A、456B將純水等供應到基板W的兩面，且以水覆蓋基板W。接著將乾燥噴嘴452移動到基板W的中心上方，並分別一邊從水供應噴嘴452A供應純水等，且從氣體供應噴嘴452B供應IPA蒸氣，同時乾燥噴嘴452係以預定的速度從基板W的中心移動到外周端。此時基板W的表面WA係利用IPA蒸氣進行乾燥。乾燥噴嘴452到達基板W的外周端後，將乾燥噴嘴452從基板W附近分開，之後將基板W的旋轉速度增加到約500至1500rpm，並利用離心力使殘留在基板W的兩面之水滴濺起，以進行基板W的兩面之乾燥。再者，基板W的乾燥係亦可不使用乾燥噴嘴452，而從開始就將基板W的旋轉速度設定為約500至1500rpm，且利用離心力來進行(旋乾)。對基板W進行旋乾時，亦可利用2流體噴射洗淨機的旋轉夾頭441(參照第5圖)來進行，而省略洗淨乾燥機45。省略洗淨乾燥機45時，可將裝置予以小型化。另一方面，另外設置2流體噴射洗淨機44時，可避免因殘留在槽內的藥液造成對基板W的污染。
基板W的乾燥結束後，裝載/卸載部之搬運機器人22(參照第1圖)接收基板W，且收納在保管洗淨後的基板W之晶圓匣盒20(參照第1圖)。如以上所述，在本實施形態中，進行基板W的研磨處理後，首先利用超音波洗淨機42(參照第2圖)去除附著於基板W表面WA及凹部之粒子，然後以滾動式洗淨機43(第4圖參照)去除粒子之同時，利用藥液洗淨金屬污染，接著利用2流體噴射洗淨機44(參照第5圖)將因前步驟之擦洗清潔而附著之微量的粒子從基板W表面WA及凹部予以去除，最後利用洗淨乾燥機45使之乾燥。藉由此種組合，可實現僅利用滾動式海綿之擦洗清潔無法進行之基板W凹部的洗淨、以及由滾動式海綿本身產生之粒子的去除，並可有效地進行基板W的研磨及形成有凹部之基板W的洗淨。
在以上的說明中，洗淨部4之程序係依下列順序進行，即超音波洗淨機42進行之超音波洗淨、滾動式洗淨機43進行之擦洗清潔、2流體噴射洗淨機44進行之2流體噴射洗淨(霧洗淨)、洗淨乾燥機45進行之乾燥的順序，但依基板的種類與其他的條件，亦可不須具備上述所有的洗淨步驟，或亦可藉由與上述不同的程序進行洗淨。例如，在上述的實施形態中，亦可藉由具有可使基板進行比較高速的旋轉之旋轉夾頭的2流體噴射洗淨機44，於純水清洗後使基板的旋轉速度上升到約1500rpm並使之乾燥，而省略洗淨乾燥機45之設置，且簡化裝置構成。
此外，例如，以第2實施形態而言，亦可將第1圖的洗淨部4中之2流體噴射洗淨機44替換為超音波洗淨機42(亦即，洗淨部4具有2個超音波洗淨機42)，而洗淨部4之程序以下述順序來進行，即超音波洗淨機42進行之基板表面的超音波洗淨與背面的滾動洗淨及兩面的純水清洗、滾動式洗淨機43進行之擦洗清潔及純水清洗、再次由超音波洗淨機42進行之基板表面的超音波洗淨與背面的滾動洗淨及兩面的純水清洗、洗淨乾燥機45的乾燥之順序。在此第2實施形態中，由於容易保持超音波洗淨機42之藥液，故容易呈現藥液的效果，且可提高基板的背面之洗淨效果。
此外，例如以第3實施形態而言，亦可將第1圖的洗淨部4中的超音波洗淨機42替換為2流體噴射洗淨機44(亦即，洗淨部4係具有2個2流體噴射洗淨機44)，且將洗淨部4之程序以下述之順序進行，即2流體噴射洗淨機44進行之基板表面的藥液洗淨及2流體噴射洗淨以及純水清洗、滾動式洗淨機43進行之擦洗洗淨及純水清洗、再次由2流體噴射洗淨機44進行之基板表面的藥液洗淨及2流體噴射洗淨以及純水清洗、洗淨乾燥機45進行之乾燥的順序。在此第3實施形態中，藉由改變噴霧的噴出速度可控制噴霧與基板衝突之能量，且針對洗淨的基板之種類的變更，可適當地進行不損及基板之對策。再者，在此第3實施形態中亦可依利用2流體噴射洗淨機44使基板高速旋轉而使之乾燥的方式來構成(旋乾)，而可省略洗淨乾燥機45之設置。
此外，例如，以第4實施形態而言，亦可將第1圖的洗淨部4中的滾動式洗淨機43替換為超音波洗淨機42，且將洗淨乾燥機45替換為2流體噴射洗淨機44(亦即，洗淨部4係各具有2個超音波洗淨機42及2流體噴射洗淨機44)，而以下所述之程序進行洗淨。首先利用最初的超音波洗淨機42進行基板表面的超音波洗淨及基板背面的滾動洗淨後進行純水清洗，並將基板移動到第2個超音波洗淨機42，且進行與最初的超音波洗淨機42相同的處理。接著利用最初的2流體噴射洗淨機44，在不進行噴霧的噴射之情形下僅進行來自液體供應噴嘴的藥液洗淨之後進行純水清洗，並將基板移動到第2個2流體噴射洗淨機44，且進行純水清洗後使之旋乾。於第4實施形態中，由於利用最初的2流體噴射洗淨機44並以藥液來洗淨金屬污染，且利用第2個2流體噴射洗淨機44進行基板的旋乾，由於在任一個皆未使用2流體噴嘴，故亦可不具備2流體噴嘴。又，亦可設為洗淨部4各具有1個超音波洗淨機42及2流體噴射洗淨機44之構成，而將裝置予以小型化，但若設為各具有2個超音波洗淨機42及2流體噴射洗淨機44之構成時，在各槽中容易使用不同的種類之藥液(可將容易相互反應之藥液在別槽使用)，而使各槽的污染程度之管理變為容易。
此外，例如以第5實施形態而言，亦可將第1圖之洗淨部4中的超音波洗淨機42、滾動式洗淨機43、洗淨乾燥機45分別替換為2流體噴射洗淨機44(亦即，洗淨部4具有4個2流體噴射洗淨機44)，而以下述之程序進行洗淨。首先利用最初的2流體噴射洗淨機44進行基板表面的藥液洗淨及2流體噴射洗淨後進行純水清洗，且將基板移動到第2個2流體噴射洗淨機44，並進行與最初的2流體噴射洗淨機44相同的處理。接著利用第3個2流體噴射洗淨機44，在不進行噴霧的噴射之情形下僅進行來自液體供應噴嘴之藥液洗淨後進行純水清洗，並將基板移動到第4個2流體噴射洗淨機44且進行純水清洗後使之旋乾。在第5實施形態中，由於利用第3個2流體噴射洗淨機44並以洗淨液洗淨金屬污染，且利用第4個2流體噴射洗淨機44進行基板的旋乾，故在第3個及第4個2流體噴射洗淨機44中不使用2流體噴嘴，因此亦可不具備2流體噴嘴。此外，利用第3個2流體噴射洗淨機44使基板旋乾而可省略洗淨乾燥機45之設置。
此外，例如以第6實施形態而言，亦可將第1圖的洗淨部4中之滾動式洗淨機43替換為超音波洗淨機42，且將洗淨乾燥機45替換為2流體噴射洗淨機44(亦即，洗淨部4係各具有2個超音波洗淨機42及2流體噴射洗淨機44)，且以下述之程序進行洗淨。首先利用最初的超音波洗淨機42進行基板表面的超音波洗淨及基板背面的滾動洗淨後進行純水清洗，並將基板移動到第2個超音波洗淨機42，且進行與最初的超音波洗淨機42同樣的處理。接著利用最初的2流體噴射洗淨機44進行基板表面的藥液洗淨及2流體噴射洗淨後進行純水清洗，並將基板移動到第2個2流體噴射洗淨機44，且進行純水清洗後並使之旋乾。藉由設為如第6實施形態之組合，由於由超音波洗淨機42進行2次超音波洗淨以及由2流體噴射洗淨機44進行2流體噴射洗淨，故可進行僅利用滾動式洗淨機43之擦洗清潔無法去除之凹部的洗淨。再者，在第6實施形態中，洗淨部4之第1個到第3個洗淨槽，亦可設為超音波洗淨機42及2流體噴射洗淨機44中之任意組合，而第4個洗淨槽係可設為可使基板乾燥之構成。此外，第3個為2流體噴射洗淨機44時，在此亦可使基板旋乾而省略洗淨乾燥機45的設置。
再者，在以上的說明中，以超音波洗淨裝置而言，設為使用具有形成在大致三角柱的超音波照射器422之超音波洗淨機42，而亦可將此超音波洗淨機42替換為以下說明之超音波洗淨機52(參照第7圖)來構成洗淨部4。
第7圖係說明超音波洗淨機52之圖，(a)係斜視圖，(b)係側視圖。超音波洗淨機52係具有：保持基板W且使之旋轉的旋轉支撐體421；經由液體將超音波傳播到基板W的表面WA之超音波照射器522；洗滌基板W的背面WB之滾動式海綿428；以及將藥液與純水等供應到基板W之液體供應噴嘴429A、429B。旋轉支撐體421、滾動式海綿428、液體供應噴嘴429A、429B，係與超音波洗淨機42(參照第2圖)相同的構成，故省略重複之說明。
超音波照射器522係具有與保持在旋轉支撐體421之基板W的表面WA相對向之形成為大致三角形之作為第1面的超音波照射面522A。所謂大致三角形係指外觀之概略形狀為三角形，亦包含如第7圖(a)所示之經去除三角形的頂點之形狀、與三角形的一邊為圓弧狀之形狀。即使三角形的二邊或三邊為圓弧狀但就整體而言可辨識為三角形狀之情況，係包含在大致三角形之概念。本實施形態之超音波照射面522A係形成為與頂角相對向之邊為圓弧之大致三角形。超音波照射面522A係形成為，大致三角形的圓弧和與此圓弧相對向的頂角(經去除三角形的頂點且此部分為短的邊時則為該邊)之長度係為可覆蓋基板W的半徑之大小。此外，超音波照射面522A亦可由藍寶石、陶瓷等的具耐藥品性之材質來形成。超音波照射器522具有的厚度，係可收容對超音波照射面522A賦予振動能量的振盪件526之空間可形成在其內部的程度。超音波照射器522係以超音波照射面522A與上面522C平行之方式形成。超音波照射面522A與上面522C之距離係超音波照射器522之厚度。
在超音波照射器522的內部，係設置有將振動能量至超音波照射面522A之振盪件526。振盪件526係與超音波照射面522A接觸之面具有與超音波照射面522A大致相同的面積，且以可均等地將振動能量供給至整面超音波照射面522A之方式構成。振盪件526典型上係遍及與超音波照射面522A接觸之整面形成為均勻的厚度，並以超音波照射面522A側(第7圖(b)中下側)之面(振盪件面)與超音波照射面522A平行之方式(包含振盪件面與超音波照射面522A成為相同面上)安裝在超音波照射器522。振盪件526典型上係壓電振盪件，且與振盪器427電性連接。振盪器427係採用自振盪方式，且以可在5至100之範圍調整輸出的方式構成。振盪件526係將超音波能量傳達給超音波照射面522A，而以適當地傳達約0.5M至5.0 MHz的超音波能量之方式構成。在超音波照射器522的上面522C，係為了冷卻振盪件526最好設置供應空氣與氮到超音波照射器522的內部之冷卻氣體噴嘴(未圖示)。
超音波照射器522係支撐在安裝構件523。在本實施形態中，延伸於安裝構件523的鉛直方向之3支支撐棒係安裝在超音波照射器522的上面522C，藉此以超音波照射面522A成為水平之方式予以支撐。安裝構件523係安裝在安裝軸424。於安裝軸424之下方配設有作為可鉛直移動之流體壓缸體之氣缸425，且構成為：透過氣缸425的移動並經由安裝軸424及安裝構件523而使超音波照射器522可於鉛直方向移動。藉此方式，可使超音波照射器522與基板W接近或分離。超音波照射器522在藉由氣缸425的動作而接近基板W時，係配置於覆蓋被保持在旋轉支撐體421之基板W的半徑之位置。由於超音波照射面522A配置在覆蓋基板W的半徑之位置，故不移動超音波照射器522而僅轉動基板W即可洗淨整面基板W，而且，由於超音波照射面522A形成為面，故可降低每單位面積的能量，並且於基板W的表面WA與超音波照射面522A之間變得容易保持藥液，而可兼顧抑制對基板W之損傷以及洗淨能力之提升。又，在超音波洗淨機52中，於進行基板W之洗淨時，以與基板W的表面WA平行之方式來配置超音波照射面522A(此時，振盪件526的振盪件面亦與基板W之表面WA平行)。如此，超音波照射面522A形成為大致三角形，而且可將相同的振動能量供應到旋轉的基板W之整個表面WA。此外，亦可將氣缸425設為液壓缸體(例如油壓缸體)。設為氣缸時可減小作動時的衝擊，且設為液壓缸體時容易實現小型化。以上說明之超音波照射器522係第3圖(a)所示之超音波照射器之一實施例。
接著參照第7圖說明超音波洗淨機52之作用。將經由搬運單元46(參照第1圖)搬運來之基板W，以複數個旋轉支撐體421(在本實施形態為6個)之側面夾入，且以約5至80rpm之旋轉速度來轉動基板W。接著，從液體供應噴嘴429A供應藥液給基板W之表面WA。之後，以超音波照射面522A與基板W之表面WA成為約0.5至4.0mm之方式，而且以超音波照射面522A覆蓋基板W的半徑之方式，將超音波照射器522移動到基板W的上方。
將超音波照射器522設置在上述的位置後，從振盪件526發出預定輸出之超音波(超音波能量)，且從超音波照射面522A經由藥液將超音波傳播到基板W之表面WA，而對基板W的表面WA進行超音波洗淨。此超音波洗淨係固體非接觸洗淨。此時，由於將基板W的旋轉速度設為約5至80rpm，故可於超音波照射器522與基板W的表面WA之間保持液膜。此外，由於超音波照射面522A形成為大致三角形狀，故可對旋轉之整個基板W的表面WA提供同樣的振動能量。此外，利用超音波洗淨，係設置超音波照射器522後立即可開始進行洗淨，而不需初始化時間。如此，利用預定的輸出之超音波來洗淨基板W的表面WA時，可去除下述塵埃，即位在例如進行半導體裝置的製造時所需的對位所用之形成在基板W表面WA之寬度2.0 μm以下、且依半導體裝置製造裝置的種類而定之預定寬度以上(約0.5 μm以上)之凹部內的塵埃，及位在研磨基板W的表面WA之步驟所形成之寬度約10n至50nm、深度10n至100nm的凹部內之塵埃。尤其是，利用具有超音波照射面522A之超音波照射器522對基板W的表面WA進行超音波洗淨時，可在超音波照射面522A與基板W的表面之間保持藥液的液膜，而可有效地去除位於上述的凹部內之塵埃。
當進行上述的超音波洗淨時，從液體供應噴嘴429B亦將藥液供應到基板W的背面WB，並且以預定的壓力將滾動式海綿428按壓在基板W的背面WB，而使滾動式海綿428旋轉，來洗淨基板W的背面WB。以預定時間進行基板W表面WA之超音波洗淨及背面WB的滾動式海綿428之洗淨後，將超音波照射器522及滾動式海綿428由基板W分開，且使基板W之旋轉速度上升到約100至150rpm，並從液體供應噴嘴429A、429B將純水等供應到基板W的兩面，而進行清洗。清洗結束後，經由搬運單元46(參照第1圖)將基板W交給滾動式洗淨機43(參照第1圖)。再者，亦可於由超音波照射器422進行基板W表面WA的超音波洗淨後，進行滾動式海綿428之基板W的背面WB之洗淨。
第1實施例
在第1實施例中，將基板處理裝置100(參照第1圖)設為依如下的順序排列之構成，即洗淨部4由上游側朝下游側，依序為超音波洗淨機42(參照第2圖)、滾動式洗淨機43(參照第4圖)、第1台2流體噴射洗淨機44(參照第5圖)、第2台2流體噴射洗淨機44(參照第5圖)。在第1實施例處理之基板W係為在形成有因應於配線圖案的溝且附有二氧化矽(SiO2 )膜之基板W的表面WA形成有氮化鈦(TiN)膜作為阻障金屬，且在該氮化鈦膜上形成有鎢膜的基板W。利用研磨部3對此基板W進行預定量研磨，而使在基板W表面WA出現SiO2 、TiN、鎢。此外，在研磨後的基板W表面WA，形成有例如在製造半導體裝置時作為對位而利用之形成大約寬度0.5 μm、深度0.5 μm、長度5 μm左右之溝交叉為十字形狀的構造之對準標記。
將上述之研磨後的基板W搬運到超音波洗淨機42，且利用旋轉支撐體421予以保持並以30rpm的旋轉速度使之旋轉。然後，以600mL/min的流量將重量1%之氫氧化銨(NH4 OH,ammonium hydroxide)開始從液體供應噴嘴429A供應到基板W的表面WA，並將超音波照射器422配置在照射面422A與基板W的表面WA成為約1.5mm之位置，且以輸出30W開始進行超音波的照射。同時以約6N的壓力將滾動式海綿428按壓在基板W的背面WB，且以100rpm的旋轉速度使滾動式海綿428旋轉，並以600mL/min的流量開始將1重量%的NH4 OH供應到基板W的背面WB來洗淨基板W的背面WB。持續30秒洗淨此基板W的超音波後，停止對基板W的兩面WA、WB供應NH4 OH之同時，使超音波照射器422離開到照射面422A成為基板W上方50mm之位置，及將滾動式海綿428離開到退避位置，而結束超音波洗淨。
上述之超音波洗淨結束後，在將基板W保持在旋轉支撐體421之情況下使基板W的旋轉速度上升到100rpm，且以600mL/min之流量供應去離子水(DIW)到基板W的兩面WA、WB來進行清洗。清洗進行約15秒。如此，在超音波洗淨機42中，利用超音波洗淨去除附著在凹部及基板W表面WA之粒子。清洗結束後，停止基板W的旋轉，且將基板W搬運到滾動式洗淨機43。
於滾動式洗淨機43中，首先，利用旋轉支撐體431保持基板W且以100rpm之旋轉速度使之旋轉。接著，從液體供應噴嘴436A、436B以600mL/min之流量將0.5重量%的氫氟酸(HF,hydrofluoric acid)供應到基板W之兩面WA、WB之同時，以約6N的壓力將滾動式海綿432、434按壓在基板W的兩面WA、WB，且以100rpm的旋轉速度使滾動式海綿432、434旋轉，來進行基板兩面WA、WB的擦洗清潔。進行擦洗清潔15秒鐘後，停止供應HF到基板W之兩面WA、WB，並且將滾動式海綿432、434分開到退避位置而結束擦洗清潔。
上述之擦洗清潔結束後，在將基板W2的旋轉速度維持在100rpm之情況下，以600mL/min之流量將去離子水供應到基板W的兩面WA、WE來進行清洗。清洗約進行15秒。如此，在滾動式洗淨機43中，利用擦洗清潔去除粒子之同時，以HF之氧化膜的蝕刻效果洗淨金屬污染。清洗結束後，停止基板W之旋轉，並將基板W搬運到第1台2流體噴射洗淨機44。
在第1台2流體噴射洗淨機44中，首先，利用旋轉夾頭441的夾頭爪441a把持基板W，且以500rpm之旋轉速度使之旋轉，並以600mL/min之流量將1重量%之NH4 OH從液體供應噴嘴446A、446B供應到基板W之兩面WA、WB，且進行15秒鐘的藥液洗淨。藥液洗淨後，停止NH4 OH之供應，且一邊維持500rpm的旋轉速度，一邊進行2流體噴射洗淨。關於2流體噴射洗淨，係以尖端位於從基板W表面WA的中心朝上方5mm的位置之方式配置2流體噴嘴442，且以50L/min將氮氣體供應到氣體導入流路442a，並以0.2L/min將碳酸氣體溶解水供應到液體導入流路442b，並從霧噴射口442h噴出上述2流體混合之噴霧M，並以20mm/s之速度使2流體噴嘴442於基板W的中心與距外周端1mm之內側的位置間進行1次往返。
2流體噴射洗淨結束後，在將基板W的旋轉速度維持在500rpm之情況下，以600mL/min之流量將去離子水供應到基板W之兩面WA、WB並進行清洗。清洗約進行15秒。如此，在2流體噴射洗淨機44中，利用滾動式洗淨機43之擦洗清潔將附著之微量的粒子從凹部及基板W表面WA予以去除。清洗結束後，停止基板W的旋轉，且將基板W搬運到第2台2流體噴射洗淨機44。
在第2台2流體噴射洗淨機44中，首先，利用旋轉夾頭441之夾頭爪441a把持基板W，且以500rpm之旋轉速度使之旋轉，並以600mL/min之流量將去離子水從液體供應噴嘴446A、446B供應到基板W的兩面WA、WB，且進行10秒鐘的清洗。清洗結束後，停止去離子水之供應，並使基板W之旋轉速度上升到1500rpm，且利用旋乾使基板W乾燥。旋乾係進行30秒鐘。如此，於第1實施例中，以第2台2流體噴射洗淨機44作為旋轉乾燥機來使用。乾燥結束後，藉由搬運機器人22將基板W收容在晶圓匣盒20。
在第1實施例中，可進行僅以習知的滾動式洗淨機之擦洗清潔無法達成之凹部的洗淨以及由滾動式海綿的素材本身產生之粒子的去除，而可將包含凹部之基板W的表面WA清理乾淨。此外，由上述之第1實施例，將第1台2流體噴射洗淨機44替換為超音波洗淨機42，且於滾動式洗淨機43之擦洗清潔後，以與在第1台超音波洗淨機42相同的要領進行超音波洗淨及清洗，則與上述第1實施例相同，可將包含凹部之基板W的表面WA清理乾淨。此外，由上述之第1實施例，將超音波洗淨機42替換為2流體噴射洗淨機44，並於滾動式洗淨機43之擦洗清潔前，以與在變更前之第1台2流體噴射洗淨機44相同的要領進行藥液洗淨、2流體噴射洗淨及清洗，則與上述之第1實施例相同，可將包含凹部之基板W的表面WA清理乾淨。
第2實施例
在第2實施例中，將基板處理裝置100(參照第1圖)設為排列成下述之順序之構成，即洗淨部4由上游側朝下游側，依序為第1台超音波洗淨機42(參照第2圖)、第2台超音波洗淨機42(參照第2圖)、第1台2流體噴射洗淨機44(參照第5圖)、第2台2流體噴射洗淨機44(參照第5圖)。在第2實施例處理之基板W，係設為於第1實施例使用之基板W相同的構成(附有SiO2 膜的基板＋TiN膜＋鎢膜)之基板W。利用研磨部3將此基板W進行預定量研磨，並於基板W表面WA使SiO2 、TiN、鎢出現。此時，在研磨後之基板W表面WA，係與於第1實施例使用之基板W相同，形成大約寬度0.5 μm、深度0.5 μm、長度5 μm左右的溝交叉成十字形狀之構造的對準標記。
將上述研磨後的基板W搬運到第1台超音波洗淨機42，且以與第1實施例之超音波洗淨機42的超音波洗淨相同的要領進行基板W的超音波洗淨及清洗。在第1台超音波洗淨機42之超音波洗淨及清洗結束後，將基板W搬運到第2台超音波洗淨機42，並以與第1台超音波洗淨機42之超音波洗淨及清洗相同的要領(亦即與第1實施例之超音波洗淨機42的超音波洗淨及清洗相同的要領)進行基板W之超音波洗淨及清洗。如此，在第1台及第2台超音波洗淨機42中，利用超音波洗淨去除附著在凹部及基板W表面WA之粒子。藉由在不同的場所分2段階進行超音波洗淨，而在後段的洗淨機中更降低粒子的再附著的可能性。於第2台超音波洗淨機42之清洗結束後，將基板W搬運到第1台2流體噴射洗淨機44。
在第1台2流體噴射洗淨機44中，首先，以旋轉夾頭441之夾頭爪441a把持基板W，並以500rpm之旋轉速度使之旋轉，且以600m/min之流量從液體供應噴嘴446A、446B供應0.5重量%之HF15秒鐘並進行藥液洗淨。藥液洗淨後，在將基板W之旋轉速度維持於500rpm之情況下，並以600mL/min之流量將去離子水供應到基板W的兩面WA、WB而進行清洗。清洗約進行15秒。如此，在第1台2流體噴射洗淨機44中，利用藥液來洗淨金屬污染。於第2實施例中，將第1台2流體噴射洗淨機44作為藥液洗淨機來使用。清洗結束後，停止基板W的旋轉，且將基板W搬運到第2台2流體噴射洗淨機44。
在第2台2流體噴射洗淨機44中，以與第1實施例之第2台2流體噴射洗淨機44的作用相同的要領進行基板W的清洗及旋乾，亦即，於第2實施例中亦將第2台2流體噴射洗淨機44作為旋乾機來使用。乾燥結束後，藉由搬運機器人22將基板W收容在晶圓匣盒20。
於第2實施例中，可進行僅以習知的滾動式洗淨機之擦洗清潔無法達成之凹部的洗淨，而可將包含凹部之基板W的表面WA清理乾淨。又，在第2實施例中由於不進行滾動式洗淨機43之基板W表面WA的擦洗清潔，故可得到縮短不需要滾動式海綿的啟動時間份的處理時間以及刪減消耗構件費用之效果。其中，由上述之第2實施例，分別將第1台及第2台超音波洗淨機42替換為2流體噴射洗淨機44，則即使是變更後之第1台及第2台2流體噴射洗淨機44，以與變更前的第1台2流體噴射洗淨機44之相同的要領進行藥液洗淨及清洗，亦與上述之第2實施例同樣，可將包含凹部之基板W的表面WA清理乾淨，且可得到縮短處理時間以及刪減消耗構件費用之效果。
第3實施例
在第3實施例中，將基板處理裝置100(參照第1圖)設為排列成下述順序之構成，即洗淨部4從上游側朝下游側，依序為第1台超音波洗淨機42(參照第2圖)、第2台超音波洗淨機42(參照第2圖)、第1台2流體噴射洗淨機44(參照第5圖)、第2台2流體噴射洗淨機44(參照第5圖)。在第3實施例處理之基板W係為在形成有對應於配線圖案的溝且附有SiO膜之基板W的表面WA形成氮化鉭(TaN)膜作為阻障金屬、且在該氮化鉭膜上形成有銅(Cu)膜的基板W。首先利用研磨裝置30將此基板W研磨Cu膜直到位於基板W表面WA的最上位之TaN膜(未包含位於按照配線圖案2的溝中之TaN膜之意思)的程度。接著，將基板W移動到研磨裝置30B，並將位於基板W表面WA的最上位之TaN膜及形成於其下層的氧化膜加以研磨10nm。在研磨後之基板W表面WA，係在TaN與埋設的Cu之間形成有凹部(例如寬度20nm、深度30nm)。
將上述之研磨後的基板W搬運到第1台超音波洗淨機42，且以與第1實施例之超音波洗淨機42的超音波洗淨相同的要領進行基板W的超音波洗淨及清洗。但是，於超音波洗淨時供應給基板W的兩面WA、WB之藥液，並非使用NH4 OH，而使用將粒子及Cu表面與絶緣膜(在本實施例為SiO2 )之界達電位(zeta potential)控制為同極之界面活性劑，以及使用包含利用金屬捕捉效果抑制金屬污染之螯合劑(以下簡稱「Cu用洗淨液」)。以其他洗淨液而言，亦可使用調整為Cu用者。供應流量係與第1實施例相同。第1台超音波洗淨機42之超音波洗淨及清洗結束後，將基板W搬運到第2台超音波洗淨機42，且以與第1台超音波洗淨機42之超音波洗淨及清洗相同的要領(亦即除了使用於超音波洗淨時的藥液之外與第1實施例之超音波洗淨機42的超音波洗淨及清洗相同的要領)進行基板W的超音波洗淨及清洗。如此，在第1台及第2台超音波洗淨機42中，利用超音波洗淨去除附著於凹部及基板W表面WA之粒子。藉由將超音波洗淨於不同的場所且分為2段階進行，而在後段的洗淨機中更降低粒子再附著的可能性。第2台超音波洗淨機42清洗結束後，將基板W搬運到第1台2流體噴射洗淨機44。
於第1台2流體噴射洗淨機44中，以與第1實施例之第1台2流體噴射洗淨機44的2流體噴射洗淨相同的要領進行基板W的藥液洗淨、2流體噴射洗淨及及清洗。但是，於藥液洗淨時供應給基板W的兩面WA、WB之藥液，係不使用NH4 OH而使用Cu用洗淨液(供應流量係與第1實施例相同)，且於2流體噴射洗淨時將供應給氣體導入流路442a之氮氣體設為100L/min。其他係與第1實施例之第1台2流體噴射洗淨機44的作用相同。如此，於第1台2流體噴射洗淨機44中，從凹部及基板W表面WA去除粒子。清洗結束後，停止基板W的旋轉，並將基板W搬運到第2台2流體噴射洗淨機44。
在第2台2流體噴射洗淨機44中，以與第1實施例之第2台2流體噴射洗淨機44的2流體噴射洗淨相同的要領進行基板W的清洗及旋乾。亦即，於第3實施例中將第2台2流體噴射洗淨機44作為旋乾機來使用。乾燥結束後，利用搬運機器人22將基板W收容於晶圓匣盒20。
在第3實施例中，可進行僅以習知的滾動式洗淨機之擦洗清潔無法達成之凹部的洗淨，而可將包含凹部之基板W的表面WA清理乾淨。此外，在第3實施例中由於不進行滾動式洗淨機43之基板W表面WA的擦洗清潔，可得到縮短不需滾動式海綿的啟動時間份的處理時間以及刪減消耗構件費用之效果。此外，由上述第3實施例，將第2台2流體噴射洗淨機44(在洗淨部4中為第4台洗淨機)以外的3台洗淨機，從超音波洗淨機42及2流體噴射洗淨機44中任意選擇排列，且在各個洗淨機中以與第3實施例之該洗淨機相同的要領來洗淨基板W之情形亦與上述第3實施例相同，可將包含凹部之基板W的表面WA清理乾淨，而可得到縮短處理時間以及刪減消耗構件費用之效果。
第4實施例
在第4實施例中，將基板處理裝置100(參照第1圖)設為如下順序排列之構成，即洗淨部4由上游側朝下游側，依序為超音波洗淨機52(參照第7圖)、滾動式洗淨機43(參照第4圖)、2流體噴射洗淨機44(參照第5圖)、洗淨乾燥機45(參照第6圖)。於第4實施例處理之基板W係設為於直徑300mm之矽(Si)基板形成約1000nm的PTEOS膜(Plasma Tetra Ethyl Oxysilane)之未形成配線圖案之測試基板W。於研磨部3使用分散二氧化矽(SiO2 )磨粒之氧化膜研磨劑研磨此基板W20秒鐘，且將研磨後之基板導入到洗淨部4，並進行洗淨。在此第4實施例使用之裝置構成及處理基板W，亦在後述之第5實施例及比較例中使用。
將上述之研磨後的基板W搬運到超音波洗淨機52，且利用旋轉支撐體421予以保持，並以30rpm之旋轉速度使之旋轉。然後，以1000mL/min之流量將1重量%的氫氧化銨(NH4 OH)從液體供應噴嘴429A開始供應到基板W的表面WA，且將超音波照射器522配置於超音波照射面522A與基板W的表面WA成為約1.5mm之位置，並以輸出200W開始進行超音波的照射。同時，以約6N的壓力將滾動式海綿428按壓在基板W的背面WB，且使滾動式海綿428以100rpm的旋轉速度旋轉，並以600mL/min之流量將1重量%之NH4 OH開始供應給基板W的背面WB來洗淨基板W的背面WB。持續此基板W的超音波洗淨15秒後，停止對基板W的兩面WA、WB供應NH4 OH之同時，將超音波照射器522分開到超音波照射面522A成為基板W上方50mm之位置，並將滾動式海綿428分開到退避位置，而結束超音波洗淨。
上述超音波洗淨結束後，在將基板W保持於旋轉支撐體421之情況下，使基板W的旋轉速度上升到100rpm，並以600mL/mmn之流量將去離子水(DIW)供應到基板W的兩面WA、WB而進行清洗。清洗約進行8秒。如此，在超音波洗淨機52中，利用超音波洗淨去除附著在基板W表面WA之粒子。清洗結束後，停止基板W的旋轉，並將基板W搬運到滾動式洗淨機43。
在滾動式洗淨機43中，首先，利用旋轉支撐體431保持基板W且以100rpm之旋轉速度使之旋轉。接著，以600mL/min的流量將0.5重量%的氟化氫(HF)從液體供應噴嘴436A、436B供應到基板W的兩面WA、WB，並且以約6N的壓力將滾動式海綿432、434按壓在基板W的兩面WA、WB，並以100rpm之旋轉速度使滾動式海綿432、434旋轉，來進行基板兩面WA、WB的擦洗清潔。進行擦洗清潔15秒鐘後，停止對基板W的兩面WA、WB供應HF。
停止供應上述的HF後，一邊以約6N的壓力將滾動式海綿432、434按壓在基板W的兩面WA、WB，在將基板W的旋轉速度及滾動式海綿432、434之旋轉速度維持在100rpm之情況下，以600mL/mmn之流量將去離子水供應到基板W的兩面WA、WB而進行清洗。清洗進行約8秒。如此，在滾動式洗淨機43中，利用擦洗清潔去除粒子之同時，利用HF之氧化膜的蝕刻效果來洗淨金屬污染。清洗結束後，將滾動式海綿432、434分開到退避位置，並停止基板W之旋轉，且將基板W搬運到2流體噴射洗淨機44。
於2流體噴射洗淨機44中，首先，利用旋轉夾頭441的夾頭爪441a把持基板W，且以500rpm之旋轉速度使之旋轉，且以600mL/mmn之流量將1重量%之NH4 OH從液體供應噴嘴446A、446B供應到基板W的兩面WA、WB，且進行5秒鐘的藥液洗淨。藥液洗淨後，停止NH4 OH之供應，且一邊維持500rpm之旋轉速度，一邊進行2流體噴射洗淨。關於2流體噴射洗淨，係以尖端成為從基板W表面WA的中心朝上方8mm的位置的方式配置2流體噴嘴442，並以100L/min將氮氣體供應到氣體導入流路442a，且以0.2L/min將碳酸氣體溶解水供應到液體導入流路442b，並從霧噴射口442h噴出上述2流體混合之噴霧M，並藉由使2流體噴嘴442以30mm/s之速度於基板W之中心與距外周端1mm之內側的位置間進行1次往返來進行。
2流體噴射洗淨結束後，在將基板W的旋轉速度維持於500rpm之情況下，以600mL/min之流量將去離子水供應到基板W的兩面WA、WB來進行清洗。清洗約進行5秒。如此，於2流體噴射洗淨機44中，將因滾動式洗淨機43之擦洗清潔而附著之微量的粒子由基板W表面WA予以去除。清洗結束後，停止基板W的旋轉，且將基板W搬運到洗淨乾燥機45。
在洗淨乾燥機45中，利用旋轉夾頭451a夾頭爪451a把持基板W，並以1500rpm之旋轉速度使之旋轉約20秒鐘，且使附著在基板W的兩面WA、WB之液滴飛散，而使基板W的兩面WA、WB旋乾。藉由以洗淨乾燥機45使基板W旋乾，可防止附著於基板W之液滴蒸發，如此可防止成為基板W之損傷的原因之水痕的發生。乾燥結束後，利用搬運機器人22將基板W收容於晶圓匣盒20。關於第4實施例之基板W的洗淨結果如後述。
第5實施例
在第5實施例中，使用與如上所述之在第4實施例使用者相同的構成之基板處理裝置100(參照第1圖)及測試基板W。在第5實施例中，使上述研磨後的基板W通過超音波洗淨機52(亦即不進行超音波洗淨機52之處理)並搬運到滾動式洗淨機43，且以與第4實施例之滾動式洗淨機43的擦洗清潔相同的要領進行基板W的擦洗清潔及清洗。滾動式洗淨機43之擦洗清潔及清洗結束後，將基板W搬運到2流體噴射洗淨機44，並以與第4實施例之2流體噴射洗淨機44的2流體噴射洗淨相同的要領來進行基板W的藥液洗淨、2流體噴射洗淨及清洗。2流體噴射洗淨機44之藥液洗淨、2流體噴射洗淨及清洗結束後，將基板W搬運到洗淨乾燥機45，且以與第4實施例之洗淨乾燥機45的乾燥相同的要領進行基板W之旋乾。乾燥結束後，利用搬運機器人22將基板W收容在晶圓匣盒20。有關第5實施例之基板W的洗淨結果亦如後述。
比較例
在比較例中，使用如上所述之於第4實施例使用者相同的構成之基板處理裝置100(參照第1圖)及測試基板W。於比較例中，使上述研磨後的基板W通過超音波洗淨機52(亦即不進行超音波洗淨機52之處理)而搬運到滾動式洗淨機43，且以與第4實施例之滾動式洗淨機43的擦洗清潔相同的要領進行基板W的擦洗清潔及清洗。滾動式洗淨機43之擦洗清潔及清洗結束後，使基板W通過2流體噴射洗淨機44(亦即不進行2流體噴射洗淨機44之處理)而搬運到洗淨乾燥機45，並以與第4實施例之洗淨乾燥機45的乾燥相同的要領進行基板W之旋乾。乾燥結束後，利用搬運機器人22將基板W收容於晶圓匣盒20。
在第8圖中，表示第4實施例、第5實施例、及比較例之基板W的洗淨結果。第8圖係表示第4、5實施例及比較例之基板W的洗淨結果之曲線圖。第8圖之曲線圖的縱軸係洗淨後的基板W之缺陷(存在於基板W之異物及形成在基板W之瑕疵)的個數。第8圖中之折線曲線圖係在第4、5實施例及比較例中經過複數次測定之缺陷的數目之平均值，表示在第8圖的曲線圖之縱軸的缺陷之個數，係以第5實施例之缺陷的平均值之個數為基準(＝1)之相對值。第8圖所示之結果，係藉著以檢測0.15 μm以上的PSL粒子之方式來調整暗視野缺陷檢查裝置(ISO2700(日立股份有限公司先端技術製造))的檢查靈敏度進行測定時之缺陷的個數。從第8圖之曲線圖得知，與比較例之情形相比較，第4實施例及第5實施例的情形係缺陷數目急遽降低。亦即，除了滾動式洗淨機43之洗淨以外，透過進行2流體噴射洗淨機44之洗淨、或超音波洗淨機52及2流體噴射洗淨機44之洗淨，可確認基板W之洗淨水準大幅地提高。
1．．．外殼
1a、1b、1c．．．隔壁
3、30A、30B、30C、30D．．．研磨裝置
4．．．洗淨部
9．．．控制裝置
20．．．晶圓匣盒
21．．．行進機構
22、40．．．搬運機器人
31、41．．．反轉機
32．．．升降裝置
33．．．推進器
42．．．超音波洗淨裝置
43．．．滾動式洗淨機
44．．．2流體噴射洗淨機
45．．．洗淨乾燥機
46．．．搬運單元
52．．．超音波洗淨機
100．．．基板處理裝置
300A至300D．．．研磨台
301A．．．頂環
421、431．．．旋轉支撐體(超音波洗淨旋轉機構)
422．．．超音波照射器
422h．．．空洞
422A．．．照射面(第1面)
422B．．．施振面(第2面)
422C．．．上面(第3面)
423．．．支架
424．．．安裝軸
425．．．氣缸
426、526．．．振盪件
427、527．．．振盪器
428、432、434．．．滾動式海綿(擦物)
429A、429B、436A、436B、446A、446B、456A、456B．．．液體供應噴嘴
433、435．．．海綿支撐體
441、451．．．旋轉夾頭(2流體噴射洗淨旋轉機構)
441a、451a．．．夾頭爪
441b、451b．．．夾頭座
442．．．流體噴射洗淨裝置(2流體噴嘴)
442a．．．氣體導入流路
442b．．．液體導入流路
452．．．乾燥噴嘴
453．．．搖動臂
454．．．搖動軸
452A．．．水供應噴嘴
452B．．．氣體供應噴嘴
522．．．超音波照射器
522A．．．超音波照射面(第1面)
522C．．．上面
523．．．安裝構件
G．．．氣體
M．．．噴霧
TP1至TP7．．．搬運位置
W．．．基板
WA．．．基板表面
WB．．．基板背面
第1圖係表示本發明實施形態之基板處理裝置的整體構成之平面圖。
第2圖係說明超音波洗淨機之圖。(a)係斜視圖，(b)係側視圖。
第3圖係表示超音波照射器的變形例之斜視圖。(a)係表示第1變形例，(b)係表示第2變形例，(c)係表示第3變形例，(d)係表示第4變形例。
第4圖係滾動式洗淨機的斜視圖。
第5圖係說明2流體噴射洗淨機之圖。(a)係2流體噴射洗淨機之斜視圖，(b)係2流體噴嘴之詳細剖面圖。
第6圖係洗淨乾燥機的斜視圖。
第7圖係說明變形例的超音波洗淨機之圖。(a)係斜視圖，(b)係側視圖。
第8圖係表示第4、5實施例及比較例之基板的洗淨結果之曲線圖。
1．．．外殼
1a、1b、1c．．．隔壁
3、30A、30B、30C、30D．．．研磨裝置
4．．．洗淨部
9．．．控制裝置
20．．．晶圓匣盒
21．．．行進機構
22、40．．．搬運機器人
31、41．．．反轉機
32．．．升降裝置
33．．．推進器
42．．．超音波洗淨裝置
43．．．滾動式洗淨機
44．．．2流體噴射洗淨機
45．．．洗淨乾燥機
46．．．搬運單元
100．．．基板處理裝置
300A至300D．．．研磨台
301A．．．頂環
TP1至TP7．．．搬運位置

Claims (10)

  1. 一種基板處理裝置，係具備：研磨基板的表面之研磨裝置；以及利用傳播液體之超音波對前述基板的表面進行洗淨之超音波洗淨裝置、及利用混合氣體與液體而噴出之2流體噴射進行洗淨的2流體噴射洗淨裝置；前述超音波洗淨裝置具有保持前述基板且使之於水平面內旋轉之超音波洗淨旋轉機構；前述2流體噴射洗淨裝置具有保持前述基板且使之在水平面內旋轉之2流體噴射洗淨旋轉機構；並且，前述基板處理裝置具備控制裝置，係以使利用前述超音波進行洗淨中的前述基板之旋轉速度比利用前述2流體噴射進行洗淨中的前述基板之旋轉速度低之方式，控制前述超音波洗淨旋轉機構及前述2流體噴射洗淨旋轉機構。
  2. 如申請專利範圍第1項之基板處理裝置，其中，前述超音波洗淨裝置係具有覆蓋前述基板的半徑之超音波照射器。
  3. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，前述超音波照射器具有：與前述基板W的表面WA相對向配置且覆蓋前述基板W的半徑之第1面；安裝有產生前述超音波的振盪件之第2面；及鄰接於前述第1面及前述第2面之第3面；並以前述第1、第2、第3面形成大致三角柱之形態面構成。
  4. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，前述超音波照射器具有與前述基板的表面相對向配置且覆蓋前述基板的半徑之超音波照射面，且前述超音波照射面形成為大致三角形。
  5. 如申請專利範圍第2項之基板處理裝置，其中，前述超音波照射器具有：與前述基板之表面相對向配置且覆蓋前述基板的半徑之第1面；及配置在第1面上或比前述第1面更遠離前述基板的表面之位置而產生前述超音波之振盪件；並以前述振盪件之最接近前述基板的表面之振盪件面相對於前述基板的表面呈平行之形態所構成。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項的基板處理裝置，其中，具備藉由以擦物摩擦前述基板的表面來進行洗淨之擦物洗淨裝置。
  7. 一種基板處理方法，係具備：研磨基板的表面之研磨步驟；及一邊使流體接觸前述基板的表面，一邊洗淨前述基板的表面之固體非接觸洗淨步驟；前述固體非接觸洗淨步驟係具備：一邊使前述基板於水平面內旋轉，一邊在覆蓋前述基板的半徑之範圍照射超音波來洗淨前述基板的超音波洗淨步驟；及一邊使前述基板於水平面內旋轉，一邊將混合氣體與液體而噴出之噴霧予以噴灑到前述基板來進行洗淨之2流體噴射洗淨步驟；且前述超音波洗淨步驟中之前述基板的旋轉速度 係比前述2流體噴射洗淨步驟中之前述基板的旋轉速度低。
  8. 如申請專利範圍第7項之基板處理方法，其中，具備以擦物摩擦前述基板的表面從而進行洗淨之擦物洗淨步驟；且於前述擦物洗淨步驟後進行前述固體非接觸洗淨步驟。
  9. 如申請專利範圍第7項或第8項的基板處理方法，其中，於前述基板形成有寬度0.5μm以上2.0μm以下之凹部。
  10. 如申請專利範圍第7項或第8項的基板處理方法，其中，於前述基板形成有寬度10nm以上50nm以下，且深度10nm以上100nm以下之凹部。
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