(57)【要約】      （修正有）【課題】回転する半導体ウエハ等の基板の表面に洗浄液を供給しながら基板を洗浄する洗浄装置において、洗浄液を基板の全半径において流動させることで洗浄度を向上させる。【解決手段】洗浄装置は、基板Ｗを保持して基板Ｗの中心軸を回転軸として基板Ｗを回転させる基板Ｗの外周に位置する複数のスピンドルと、基板Ｗの上面に向けて洗浄液Ｌを吐出する単管ノズル４１とを備える。単管ノズル４１は、洗浄液Ｌが基板Ｗの中心Ｏの手前に着水して、着水した洗浄液Ｌが基板Ｗの上面を基板Ｗの中心に向けて流れるように洗浄液Ｌを吐出する。単管ノズル４１から吐出された洗浄液Ｌの着水後の基板Ｗの上面おける液流は、基板Ｗの中心Ｏを通過する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持して前記基板の中心軸を回転軸として前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第１の洗浄液を吐出する第１の単管ノズルと、
を備え、
前記第１の単管ノズルは、前記第１の洗浄液が前記基板の中心の手前に着水して、着水した前記第１の洗浄液が前記基板の上面を前記基板の中心に向けて流れるように前記第１の洗浄液を吐出し、
前記第１の単管ノズルから吐出された前記第１の洗浄液の着水後の前記基板の上面おける液流が前記基板の中心を通過することを特徴とする洗浄装置。
【請求項２】
前記第１の単管ノズルの吐出方向の前記基板の上面に対する入射角は、４５度以下であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記第１の洗浄液の前記基板への着水位置から前記基板の中心までの距離は、前記基板の半径の３分の１より小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第２の洗浄液を噴霧する噴霧ノズルをさらに備え、
前記第１の単管ノズルによる前記第１の洗浄液の吐出と、前記噴霧ノズルによる前記第２の洗浄液の噴霧とを同時に行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記第２の洗浄液の着水位置は、前記第１の洗浄液の着水位置より前記基板の回転方向の上流側にあることを特徴とする請求項４に記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記噴霧ノズルにおいて噴霧量が最大となる噴霧量最大方向は、噴霧中心から前記基板の中心寄りにずれていることを特徴とする請求項４又は５に記載の洗浄装置。
【請求項７】
前記噴霧ノズルは、前記基板の半径のほぼ全長にわたって前記第２の洗浄液を噴霧し、前記噴霧量最大方向は、前記基板の中心又は中心近傍に向けられていることを特徴とする請求項６に記載の洗浄装置。
【請求項８】
前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第３の洗浄液を吐出する第２の第２の単管ノズルをさらに備え、
前記第２の単管ノズルは、前記第３の洗浄液が前記基板の中心を超えて着水して、着水位置から前記基板の外周に向けて流れるように前記第３の洗浄液を吐出し、
前記第３の洗浄液の着水位置から前記基板の中心までの距離は、前記第１の洗浄液の着水位置から前記基板の中心までの距離よりも大きく、前記第３の洗浄液の着水位置は、前記第１の洗浄液の着水位置から前記基板の回転方向の下流側にあることを特徴とする請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項９】
前記基板の直径のほぼ全長にわたって直線状に延び、前記基板に平行な中心軸周りに自転しながら前記基板の上面に摺接するロール洗浄部材をさらに備え、
前記第１の単管ノズルは、前記第１の洗浄液を前記ロール洗浄部材のロール巻込側エリアに着水させることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項１０】
前記第１の単管ノズルの吐出方向と前記ロール洗浄部材の延在方向とのなす角度が、平面視で９０度±３０度であることを特徴とする請求項９に記載の洗浄装置。
【請求項１１】
前記ロール洗浄部材のロール掻出し側エリアに位置する前記ロール洗浄部材の表面に直接第４の洗浄液を供給するノズルをさらに備えたことを特徴とする請求項９又は１０に記載の洗浄装置。
【請求項１２】
アームの先端に支持され、前記基板に垂直な中心軸周りに自転するとともに、前記アームの回動によって前記基板の中心から外周にかけて、前記基板の上面に摺接しながら移動するペンシル洗浄部材をさらに備え、
前記第１の単管ノズルは、前記第１の洗浄液を前記ペンシル洗浄部材の移動軌跡より前記基板の回転方向の上流側に着水させることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項１３】
アームの先端に支持され、前記アームの回動によって前記基板の中心から外周にかけて移動するペンシル洗浄部材又は二流体ジェットノズルと、
前記アームに設けられ、前記ペンシル洗浄部材又は前記二流体ジェットノズルの近傍で前記基板の上面に洗浄液を供給するオンアームの洗浄液供給ノズルと、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし１２のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項１４】
前記オンアームの洗浄液供給ノズルは、前記ペンシル洗浄部材又は前記二流体ジェットノズルによる前記基板の洗浄箇所に向けて洗浄液を供給するように傾けられていることを特徴とする請求項１３に記載の洗浄装置。
【請求項１５】
前記アームの先端には前記ペンシル洗浄部材が支持され、
前記オンアームの洗浄液供給ノズルは、前記ペンシル洗浄部材に対して前記基板の回転方向の上流側に設けられることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の洗浄装置。
【請求項１６】
前記アームの先端には前記二流体ジェットノズルが支持され、
前記オンアームの洗浄液供給ノズルは、前記二流体ジェットノズルに対して前記基板の回転方向の下流側に設けられることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の洗浄装置。
【請求項１７】
前記オンアームの洗浄液供給ノズルは、前記ペンシル洗浄部材又は前記二流体ジェットノズルによる前記基板の洗浄箇所よりも前記基板の中心に近い位置に設けられることを特徴とする請求項１３ないし１６のいずれか一項に記載の洗浄装置。
【請求項１８】
基板を保持して前記基板の中心軸を回転軸として前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第２の洗浄液を扇形状に噴霧する噴霧ノズルと、
を備え、
前記噴霧ノズルにおいて噴霧量が最大となる噴霧量最大方向は、噴霧中心から前記基板の中心寄りにずれていることを特徴とする洗浄装置。
【請求項１９】
基板を保持して前記基板の中心軸を回転軸として前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第１の洗浄液を吐出する第１の単管ノズルと、
前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第２の洗浄液を噴霧する噴霧ノズルと、
を備え、
前記第１の単管ノズルによる前記第１の洗浄液の吐出と、前記噴霧ノズルによる前記第２の洗浄液の噴霧とを同時に行うことを特徴とする洗浄装置。
【請求項２０】
基板の中心軸を回転軸として前記基板を回転させ、
前記基板の上面に向けて第１の洗浄液を吐出する
洗浄方法であって、
前記第１の洗浄液は、前記基板の中心の手前に着水して、着水後の前記基板の上面おける液流が前記基板の中心を通過することを特徴とする洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する半導体ウエハ等の基板の表面に洗浄液を供給しながら基板を洗浄する洗浄装置及び洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ等の基板の製造過程では、基板上に形成された金属等の膜を研磨する研磨工程が含まれ、この研磨工程の後には、研磨屑である微小パーティクルを除去するための洗浄が行われる。例えば、基板表面の絶縁膜内に形成した配線溝を金属で埋めて配線を形成するダマシン配線形成工程においては、ダマシン配線形成後に化学機械的研磨（ＣＭＰ）によって基板表面の余分な金属が研磨除去される。ＣＭＰ後の基板表面には、ＣＭＰに使用されたスラリの残渣（スラリ残渣）や金属研磨屑などのパーティクル（ディフェクト）が存在するので、これを洗浄によって除去する必要がある。
【０００３】
基板表面の洗浄が不十分で基板表面に残渣物が残ると、基板表面の残渣物が残った部分からリークが発生したり、密着性不良の原因になるなど信頼性の点で問題となる。このため、金属膜、バリア膜、及び絶縁膜などが露出した基板表面を高い洗浄度で洗浄する必要がある。近年は、半導体デバイスの微細化に伴い、除去すべきパーティクルの径は小さくなってきており、洗浄に対する要求も厳しくなっている。
【０００４】
ＣＭＰ装置内の研磨後における洗浄方式として、ロール洗浄部材を用いた洗浄、ペンシル洗浄部材を用いた洗浄、二流体ノズルを用いた洗浄等が知られている。これらの洗浄では、基板がその中心軸周りに回転させられるとともに、基板の表面（上面）に薬液やリンス液（以下、薬液及びリンス液を総称して「洗浄液」という。）が供給される。また、これらの洗浄では、ロール洗浄部材、ペンシル洗浄部材、二流体ノズルを作用させて行う洗浄（薬液洗浄）が行われた後に、洗浄液として少なくともリンス液が供給され、ロール洗浄部材、ペンシル洗浄部材、二流体ノズルを作用させないで行う洗浄（濯ぎ洗浄）が行われる。
【０００５】
洗浄液を基板の表面に供給する方法として、単管ノズルから洗浄液を吐出して基板表面に着水させる方法、噴霧ノズルから霧状の洗浄液を噴霧して基板表面に着水させる方法、多孔管ノズル（バーノズル）から洗浄液を吐出して基板表面に着水させる方法等が知られている。基板の表面に供給された洗浄液は、基板の回転による遠心力を受けて、基板の外周に向けて流れる。なお、基板に着水した後の洗浄液の流動は、この遠心力だけでなく、基板の表面に着水する前に洗浄液に基板の表面に平行な方向への流れがある場合には、その流れの慣性の影響を受け、基板の表面が傾いている場合には、重力の影響を受け、また、洗浄液と基板の表面との接触角も洗浄液の流動を決定する要因となる。
【０００６】
薬液洗浄であるか濯ぎ洗浄であるかに関わらず、基板の一部に洗浄液の流動の少ない箇所や洗浄液が淀む箇所があると、その部分においてスラリ残渣や金属研磨屑などのパーティクルなどが残ってしまい、洗浄が不十分となる。よって、洗浄液は、基板の全半径において均等に流動することが望ましい。
【０００７】
なお、本発明に関連する先行技術として、以下の先行技術文献がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４００７７６６号公報
【特許文献２】特開平１１−４７６６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
近年の半導体デバイスの微細化に伴って、洗浄装置における洗浄度への要求も高まってきている。しかしながら、従来の洗浄装置では、微小なパーティクル（例えば、６５ｎｍ以下のパーティクル）の除去がきわめて困難である。特に、基板の直径が現在主流の３００ｍｍから将来的に４５０ｍｍになると、基板の一部においてこのような不十分な洗浄が顕著となる。
【００１０】
微小パーティクルの除去が困難であるという問題を、水平平置き基板を回転させて基板表面に濯ぎ洗浄を行う場合を例に説明する。残パーティクル及び残薬液を除去する濯ぎ洗浄において、単管ノズルからリンス液を吐出して基板表面に着水させる方法を採用して、単管ノズルから吐出されるリンス液を基板の中心付近に着水させると、中心付近では比較的高い洗浄度が得られるが、基板の中心付近の外側ではパーティクルが残ってしまう。一方、単管ノズルから吐出されるリンス液を基板の半径の半ばに着水させると、着水位置では比較的高い洗浄度が得られるが、それ以外の箇所ではパーティクルが残ってしまう。すなわち、単管ノズルを用いてリンス液を供給する場合には、着水位置の周辺では好適に濯ぎ洗浄が行われるが、基板上の他の箇所への液広がりによる濯ぎ効果は小さい。
【００１１】
また、単管ノズルから吐出されるリンス液が高角度で基板表面に着水すると、基板表面が銅配線やｌｏｗ−ｋ膜のような脆弱な表面である場合は、単管ノズルから吐出されるリンス液の着水によるダメージを受けて、着水位置（例えば、中心付近）で欠陥を生じてしまう。
【００１２】
一方、基板外側上方の噴霧ノズルから霧状の洗浄液を噴霧して基板表面に着水させる方法や多孔管ノズル（バーノズル）からリンス液を吐出して基板表面に着水させる方法では、平置き回転機構による排出のため、遠心力によって基板外周に向けて除去パーティクルや残薬液が排出されるが、着水エリアが中心から外周にかけて広いので、この着水エリアにおいて着水したリンス液が、除去パーティクルや残薬液の遠心力による外周に向けた移動を妨げて、内側に押し戻してしまう。
【００１３】
また、中心部では、洗浄液は遠心力により速やかに外周に向けて移動することから、濯ぎ効率は中心付近以外の回転により洗浄液が広がるエリアと比較すると低くなる。さらに、噴霧ノズルや多孔管ノズルによるエリア着水は、着水までにリンス液が接触する空気の量が多くなり、本来低酸素濃度（例えば、≦１０ｐｐｂ）にて工場からＣＭＰ装置内に供給されたリンス液（例えば、超純水）の酸素濃度を上げてしまい（例えば、４．０ｐｐｍ＝４０００ｐｐｂ）、基板の表面の銅などを酸化させてしまう。
【００１４】
以上の問題は、上記の例で説明した濯ぎ洗浄に限らず、薬液洗浄においても同様に生じ得る。
【００１５】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、回転する半導体ウエハ等の基板の表面に洗浄液を供給しながら基板を洗浄する洗浄装置において、洗浄液を基板の全半径において流動させることで洗浄度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の洗浄装置は、基板を保持して前記基板の中心軸を回転軸として前記基板を回転させる基板回転機構と、前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第１の洗浄液を吐出する第１の単管ノズルとを備え、前記第１の単管ノズルは、前記第１の洗浄液が前記基板の中心の手前に着水して、着水した前記第１の洗浄液が前記基板の上面を前記基板の中心に向けて流れるように前記第１の洗浄液を吐出し、前記第１の単管ノズルから吐出された前記第１の洗浄液の着水後の前記基板の上面おける液流が前記基板の中心を通過する構成を有している。この構成により、基板の中心部では、第１の単管ノズルから吐出される洗浄液の基板と水平な方向の流れの慣性力によって洗浄液が流れ、基板の中心部の外側では基板の回転による遠心力によって洗浄液が基板の外周に向けて流れるので、基板の全半径で洗浄液を流動させることができる。
【００１７】
上記の洗浄装置において、前記第１の単管ノズルの吐出方向の前記基板の上面に対する入射角は、４５度以下であってよい。この構成により、第１の単管ノズルから吐出される洗浄液の基板と水平な方向の流れの慣性力を十分に得ることができる。
【００１８】
上記の洗浄装置において、前記第１の洗浄液の前記基板への着水位置から前記基板の中心までの距離は、前記基板の半径の３分の１より小さくてよい。この構成により、着水後の基板の上面おける液流が確実に基板の中心を通過するようにすることができる。
【００１９】
上記の洗浄装置において、前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第２の洗浄液を噴霧する噴霧ノズルをさらに備えていてよく、前記第１の単管ノズルによる前記第１の洗浄液の吐出と、前記噴霧ノズルによる前記第２の洗浄液の噴霧とを同時に行ってよい。この構成により、より確実に洗浄液を基板の全半径において流動させることができる。
【００２０】
上記の洗浄装置において、前記第２の洗浄液の着水位置は、前記第１の洗浄液の着水位置より前記基板の回転方向の上流側にあってよい。この構成により、噴霧ノズルによる洗浄液の着水位置は、基板の中心を通過した第１の洗浄液の下流に位置することになり、第１の洗浄液が遠心力によって基板の外周から排出され、第１の洗浄液が少なくなった位置において、噴霧ノズルによって第２の洗浄液を供給することができる。
【００２１】
上記の洗浄装置において、前記噴霧ノズルにおいて噴霧量が最大となる噴霧量最大方向は、噴霧中心から前記基板の中心寄りにずれていてよい。この構成により、噴霧ノズルによって基板の中心寄りにより多くの第２の洗浄液を供給できる。
【００２２】
上記の洗浄装置において、前記噴霧ノズルは、前記基板の半径のほぼ全長にわたって前記第２の洗浄液を噴霧してよく、前記噴霧量最大方向は、前記基板の中心又は中心近傍に向けられていてよい。この構成により、噴霧による第２の洗浄液の基板の中心向きの流れと、基板の中心部における第２の洗浄液の遠心力による基板の外周向きの流れとがぶつかり合って、基板の中心部で第２の洗浄液が淀むことが防止ないし軽減され、基板の中心部から外周に向けて第２の洗浄液が流動する。
【００２３】
上記の洗浄装置において、前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第３の洗浄液を吐出する第２の第２の単管ノズルをさらに備えていてよく、前記第２の単管ノズルは、前記第３の洗浄液が前記基板の中心を超えて着水して、着水位置から前記基板の外周に向けて流れるように前記第３の洗浄液を吐出してよく、前記第３の洗浄液の着水位置から前記基板の中心までの距離は、前記第１の洗浄液の着水位置から前記基板の中心までの距離よりも大きく、前記第３の洗浄液の着水位置は、前記第１の洗浄液の着水位置から前記基板の回転方向の下流側にあってよい。この構成により、第１の洗浄液の基板の表面での流動を妨げないように、第２の単管ノズルで第３の洗浄液を基板上に供給できる。
【００２４】
上記の洗浄装置は、前記基板の直径のほぼ全長にわたって直線状に延び、前記基板に平行な中心軸周りに自転しながら前記基板の上面に摺接するロール洗浄部材をさらに備えていてよく、前記第１の単管ノズルは、前記第１の洗浄液を前記ロール洗浄部材のロール巻込側エリアに着水させてよい。この構成により、ロール洗浄に必要な洗浄液を基板の全半径で洗浄液を流動させることができる。
【００２５】
上記の洗浄装置において、前記第１の単管ノズルの吐出方向と前記ロール洗浄部材の延在方向とのなす角度が、平面視で９０度±３０度であってよい。この構成により、第１の洗浄液がロール洗浄部材の下に潜り込んでロール掻出し側エリアに入り、基板の回転によってカウンタ洗浄エリアに供給されるので、カウンタ供給エリアの洗浄液による洗浄性を向上できる。
【００２６】
上記の洗浄装置は、前記ロール洗浄部材のロール掻出し側エリアに位置する前記ロール洗浄部材の表面に直接第４の洗浄液を供給するノズルをさらに備えていてよい。この構成により、第４の洗浄液が直接ロール洗浄部材に供給されるので、ロール洗浄部材は、第４の洗浄液を含浸した状態で洗浄エリアにて基板と摺動するので、洗浄液による洗浄性を向上できる。
【００２７】
上記の洗浄装置は、アームの先端部に支持され、前記基板に垂直な中心軸周りに自転するとともに、前記アームの回動によって前記基板の中心から外周にかけて、前記基板の上面に摺接しながら移動するペンシル洗浄部材をさらに備えていてよく、前記第１の単管ノズルは、前記第１の洗浄液を前記ペンシル洗浄部材の移動軌跡より前記基板の回転方向の上流側に着水させてよい。この構成により、ペンシル洗浄に必要な洗浄液を基板の全半径で洗浄液を流動させることができる。
【００２８】
上記の洗浄装置は、さらに、アームの先端部に支持され、前記アームの回動によって前記基板の中心から外周にかけて移動するペンシル洗浄部材又は二流体ジェットノズルと、前記アームに設けられ、前記ペンシル洗浄部材又は前記二流体ジェットノズルの近傍で前記基板の上面に洗浄液を供給するオンアームの洗浄液供給ノズルとを備えていてよい。この構成により、洗浄箇所に新鮮な洗浄液を供給できる。
【００２９】
上記の洗浄装置において、前記オンアームの洗浄液供給ノズルは、前記ペンシル洗浄部材又は前記二流体ジェットノズルによる前記基板の洗浄箇所に向けて洗浄液を供給するように傾けられていてよい。この構成により、洗浄液が洗浄箇所に向かう方向に流れて、洗浄箇所に洗浄液を供給できる。
【００３０】
上記の洗浄装置において、前記アームの先端部に前記ペンシル洗浄部材が支持されている場合に、前記オンアームの洗浄液供給ノズルは、前記ペンシル洗浄部材に対して前記基板の回転方向の上流側に設けられてよい。この構成により、基板の上面に供給された洗浄液が、基板の回転によって運ばれて、基板とペンシル洗浄部材とが摺接する洗浄箇所に供給される。
【００３１】
上記の洗浄装置において、前記アームの先端部に前記二流体ジェットノズルが支持されている場合に、前記オンアームの洗浄液供給ノズルは、前記二流体ジェットノズルに対して前記基板の回転方向の下流側に設けられてよい。この構成により、基板の上面に供給された洗浄液は、基板の回転によって、二流体ジェットノズルからのジェット流が基板の上面と衝突する洗浄箇所から遠ざかる方向に運ばれるので、洗浄箇所において洗浄液が厚い層を形成することがなく、クッション効果による洗浄力の低下を低減できる。
【００３２】
上記の洗浄装置において、前記オンアームの洗浄液供給ノズルは、前記ペンシル洗浄部材又は前記二流体ジェットノズルによる前記基板の洗浄箇所よりも前記基板の中心に近い位置に設けられてよい。この構成により、オンアームの洗浄液供給ノズルから供給された洗浄液は、基板の回転による遠心力によって、洗浄箇所ないし洗浄箇所の近傍に向かった後に、スムーズに基板の半径方向の外側に向けて流れ、基板の外縁から排出される。
【００３３】
本発明の別の態様の洗浄装置は、基板を保持して前記基板の中心軸を回転軸として前記基板を回転させる基板回転機構と、前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第２の洗浄液を扇形状に噴霧する噴霧ノズルとを備え、前記噴霧ノズルにおいて噴霧量が最大となる噴霧量最大方向は、噴霧中心から前記基板の中心寄りにずれている構成を有している。この構成により、噴霧ノズルによって基板の中心寄りにより多くの第２の洗浄液を供給でき、基板の中心部より外側では、基板の遠心力によって第２の洗浄液が基板の外周に向けて流れるので、基板の中心部から外周部に第２の洗浄液を流すことができる。
【００３４】
本発明のさらに別の態様の洗浄装置は、基板を保持して前記基板の中心軸を回転軸として前記基板を回転させる基板回転機構と、前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第１の洗浄液を吐出する第１の単管ノズルと、前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第２の洗浄液を噴霧する噴霧ノズルとを備え、前記第１の単管ノズルによる前記第１の洗浄液の吐出と、前記噴霧ノズルによる前記第２の洗浄液の噴霧とを同時に行う構成を有している。この構成により、単管ノズルによる洗浄液の吐出と噴霧ノズルによる洗浄液との噴霧を同時に行うので、基板の全半径において洗浄液の流動性を向上でき、高い洗浄度を実現できる。
【００３５】
本発明の洗浄方法は、基板の中心軸を回転軸として前記基板を回転させ、前記基板の上面に向けて第１の洗浄液を吐出する洗浄方法であって、前記第１の洗浄液は、前記基板の中心の手前に着水して、着水後の前記基板の上面おける液流が前記基板の中心を通過する構成を有している。この構成により、基板の中心部では、第１の単管ノズルから吐出される洗浄液の基板と水平な方向の流れの慣性力によって洗浄液が流れ、基板の中心部の外側では基板の回転による遠心力によって洗浄液が基板の外周に向けて流れるので、基板の全半径で洗浄液を流動させることができる。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、基板の中心部では、第１の単管ノズルから吐出される洗浄液の基板と水平な方向の流れの慣性力によって洗浄液が流れ、基板の中心部の外側では基板の回転による遠心力によって洗浄液が基板の外周に向けて流れるので、基板の全半径で洗浄液を流動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施の形態における洗浄装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す平面図
【図２】（ａ）本発明の第１の実施の形態の洗浄装置における基板と単管ノズルとの位置関係を示す平面図  （ｂ）（ａ）の正面図
【図３】（ａ）本発明の第２の実施の形態の洗浄装置における基板と単管ノズルと噴霧ノズルとの位置関係を示す平面図  （ｂ）（ａ）の正面図
【図４】（ａ）本発明の第３の実施の形態の洗浄装置における基板と２つの単管ノズルとの位置関係を示す平面図  （ｂ）（ａ）の正面図
【図５】図４（ａ）における基板の中心付近の拡大図
【図６】（ａ）本発明の第４の実施の形態の洗浄装置における基板と噴霧ノズルとの位置関係を示す平面図  （ｂ）（ａ）の正面図
【図７】噴射ノズルにおける扇状に広がるリンス液の位置と流量との関係を示す図
【図８】本発明の第４の実施の形態の変形例の洗浄装置における基板と噴霧ノズルとの位置関係を示す平面図
【図９】本発明の実施の形態におけるロール洗浄装置の概要を示す斜視図
【図１０】本発明の第５の実施の形態における洗浄装置の平面図
【図１１】基板上の各エリアを説明するための平面図
【図１２】従来のロール洗浄装置の平面図
【図１３】図１２のＡ−Ａ’断面図
【図１４】図１３の部分拡大図
【図１５】図１２のＢ−Ｂ’断面図
【図１６】本発明の第６の実施の形態における洗浄装置を示す平面図
【図１７】（ａ）本発明の第６の実施の形態において単管ノズル６３から吐出された薬液の基板Ｗの表面上での挙動を示す平面図  （ｂ）（ａ）の正面図
【図１８】本発明の第７の実施の形態におけるロール洗浄装置の平面図
【図１９】図１８のＡ−Ａ’断面図
【図２０】図１９の部分拡大図
【図２１】図１８のＢ−Ｂ’断面図
【図２２】本発明の第７の実施の形態におけるロール洗浄装置の平面図
【図２３】図２２のＡ−Ａ’断面図
【図２４】本発明の実施の形態におけるペンシル洗浄装置の概要を示す斜視図
【図２５】本発明の第９の実施の形態における洗浄装置の平面図
【図２６】本発明の第１０の実施の形態における洗浄装置の平面図
【図２７】本発明の第１１の実施の形態における洗浄装置の平面図
【図２８】本発明の第１１の実施の形態における洗浄装置のアームの長手方向を横から見た図
【図２９】本発明の第１１の実施の形態における噴霧ノズルによる噴霧の着水領域を示す図
【図３０】本発明の第１２の実施の形態における洗浄装置の平面図
【図３１】本発明の第１２の実施の形態における洗浄装置の部分拡大図
【図３２】本発明の第１２の実施の形態における洗浄装置のアームの長手方向を横から見た図
【図３３】本発明の第１２の実施の形態の変形例における洗浄装置の平面図
【図３４】本発明の第１３の実施の形態における洗浄装置の平面図
【図３５】本発明の第１３の実施の形態における洗浄装置の部分拡大図
【図３６】本発明の第１３の実施の形態における洗浄装置のアームの長手方向を横から見た図
【図３７】本発明の第１３の実施の形態の変形例における洗浄装置の平面図
【図３８】本発明の第１４の実施の形態における洗浄装置の平面図
【図３９】本発明の第１４の実施の形態の変形例における洗浄装置の平面図
【図４０】本発明の第１５の実施の形態における洗浄装置の側面図
【図４１】本発明の第１６の実施の形態の洗浄装置の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施の形態の洗浄装置について、図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。
【００３９】
図１は、本発明の実施の形態における洗浄装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、基板処理装置は、略九形状のハウジング１０と、多数の半導体ウエハ等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１２を備えている。ロードポート１２は、ハウジング１０に隣接して配置されている。ロードポート１２には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Manufacturing 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。
【００４０】
ハウジング１０の内部には、複数（この例では４つ）の研磨ユニット１４ａ〜１４ｄと、研磨後の基板を洗浄する第１洗浄ユニット１６及び第２洗浄ユニット１８と、洗浄後の基板を乾燥させる乾燥ユニット２０が収容されている。研磨ユニット１４ａ〜１４ｄは、基板処理装置の長手方向に沿って配列され、洗浄ユニット１６、１８及び乾燥ユニット２０も基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。
【００４１】
ロードポート１２、該ロードポート１２側に位置する研磨ユニット１４ａ及び乾燥ユニット２０に囲まれた領域には、第１搬送ロボット２２が配置され、研磨ユニット１４ａ〜１４ｄと平行に、搬送ユニット２４が配置されている。第１搬送ロボット２２は、研磨前の基板をロードポート１２から受け取って搬送ユニット２４に受け渡すとともに、乾燥後の基板を乾燥ユニット２０から受け取った基板を搬送して、各研磨ユニット１４ａ〜１４ｄとの間で基板の受け渡しを行う。
【００４２】
第１洗浄ユニット１６と第２洗浄ユニット１８との間に、これらの各ユニット１６、１８との間で基板の受け渡しを行う第２搬送ロボット２６が配置され、第２洗浄ユニット１８と乾燥ユニット２０との間に、これらの各ユニット１８、２０との間で基板の受け渡しを行う第３搬送ユニット２８が配置されている。さらに、ハウジング１０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３０が配置されている。
【００４３】
この例では、第１洗浄ユニット１６として、洗浄液の存在下で、基板の直径のほぼ全長にわたって直線状に延びるロール洗浄部材を接触させ、基板に平行な中心軸周りに自転させながら基板表面をスクラブ洗浄するロール洗浄装置が使用されており、第２洗浄ユニット１８として、洗浄液の存在下で、鉛直方向に延びる円柱状のペンシル洗浄部材の下端接触面を接触させ、ペンシル洗浄部材を自転させながら一方向に向けて移動させて、基板表面をスクラブ洗浄するペンシル洗浄装置が使用されている。また、乾燥ユニット２０として、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ている。
【００４４】
なお、この例では、第１洗浄ユニット１６としてロール洗浄装置を使用しているが、第１洗浄ユニット１６として第２洗浄ユニット１８と同様のペンシル洗浄装置を使用したり、二流体ジェットにより基板表面を洗浄する二流体ジェット洗浄装置を使用してもよい。また、この例では、第２洗浄ユニット１８としてペンシル洗浄装置を使用しているが、第２洗浄ユニット１８として第１洗浄ユニット１６と同様のロール洗浄装置を使用したり、二流体ジェットにより基板表面を洗浄する二流体ジェット洗浄装置を使用してもよい。本発明の実施の形態の洗浄装置は、第１洗浄ユニット１６にも第２洗浄ユニット１８にも適用でき、ロール洗浄装置にも、ペンシル洗浄装置にも、二流体ジェット洗浄装置にも適用できる。
【００４５】
以下、具体的な適用例を本発明の洗浄装置の実施の形態として説明する。まず、第１〜第４の実施の形態として、第１洗浄ユニット１６又は第２洗浄ユニット１８における濯ぎ洗浄における本発明の適用を説明する。濯ぎ洗浄の際には、第１洗浄ユニット１６におけるロール洗浄部材及び第２洗浄ユニットにおけるペンシル洗浄部材は作用しないため、基板の上方から完全に除去される。これは、ロール洗浄部材やペンシル洗浄部材等の部材に付着したパーティクルや薬液が、濯ぎ洗浄時に基板上に落下して基板を汚染しないようにするためである。
【００４６】
基板Ｗは、表面を上にして、図示しない基板回転機構に保持される。基板回転機構が基板Ｗを保持して回転すると、基板Ｗはその中心軸（中心Ｏを通って基板Ｗの表面に垂直な軸）を回転軸として回転する。
【００４７】
（第１の実施の形態）
図２（ａ）は、第１の実施の形態の洗浄装置における基板と単管ノズルとの位置関係を示す平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）の正面図である。図２（ａ）及び（ｂ）は、平置き基板表面への単管ノズルによる洗浄液供給を示している。洗浄液供給ノズルとしての単管ノズル４１は、基板Ｗの上方であって基板Ｗの上部空間の外側から基板Ｗの表面（上面）に向けてリンス液Ｌを吐出する。即ち、単管ノズル４１は、基板Ｗの表面に対して斜め上からリンス液Ｌを供給する。リンス液Ｌは、超純水（ＤＩＷ）であっても、水素水等の機能水であってもよい。
【００４８】
単管ノズル４１の位置、吐出方向、口径、及び流速は、単管ノズル４１から吐出されたリンス液Ｌが以下の条件を満たすように設計される。まず、図２（ａ）に示すように、単管ノズル４１から吐出されたリンス液の基板Ｗの表面への着水位置Ａは、基板Ｗの中心Ｏではなく、基板Ｗの中心Ｏから距離Ｒａだけ離れた位置とされる。平面視にて単管ノズル４１と着水位置Ａとを結ぶ線上に基板Ｗの中心Ｏがあるように単管ノズル４１の向きが決定される。即ち、平面視にて単管ノズル４１は、基板Ｗの中心Ｏに向けてリンス液Ｌを吐出するが、その着水位置Ａは、基板Ｗの中心Ｏから距離Ｒａだけ手前の位置とする。
【００４９】
図２（ｂ）に示すように、正面視において、単管ノズル４１から吐出されて基板Ｗの表面に着水するまでの液流Ｌａと基板Ｗの表面との間の角度（入射角）αは、約３０度に設定される。この入射角αは３０度に限られないが４５度以下であることが望ましい。このように、単管ノズル４１は、基板Ｗの表面に対して斜め上からリンス液を供給するので、リンス液Ｌの液流Ｌａは、基板Ｗの平面方向に沿った方向の流れ、具体的には基板Ｗの中心Ｏに向く方向の流れをもって基板Ｗの表面に着水することになる。そうすると、リンス液Ｌは、この液流Ｌａの基板Ｗの中心Ｏに向く方向の流れの慣性によって、着水した後にも基板Ｗの中心Ｏに向く方向に流れる。
【００５０】
上述のように基板Ｗは回転をしているので、基板Ｗの表面に着水したリンス液Ｌは、この回転による遠心力を受けて基板Ｗの外側に向けて流れることになるが、図２に示すように、本実施の形態では、基板Ｗの中心Ｏの付近に着水するので、このような中心Ｏに近い位置では大きな遠心力は働かず、また、着水前にすでに中心Ｏに向かう流れがあるので、この慣性によって、リンス液Ｌは平面視で単管ノズル４１の供給方向と一致する方向に直線状に進む液束（液ライン）Ｌｂを形成して基板Ｗの表面を流れる。この結果、基板Ｗの表面に着水したリンス液Ｌは基板Ｗの中心Ｏを通過することになる。リンク液Ｌは、基板Ｗの中心Ｏを通過すると、単管ノズル４１の供給方向の慣性力が徐々に弱まり、外周に向かうに従って遠心力が大きくなるので、外周に向けて徐々に幅が広がるように、基板の回転方向にカーブを描いて外周部に向かって流れる液流Ｌｃとなり、最終的には基板Ｗの外周部から排出される。
【００５１】
上記のようなリンス液Ｌの基板Ｗの表面上での挙動は、単管ノズル４１の位置、吐出方向、口径、流速（口径×流速は流量）、着水位置のほか、基板Ｗの表面特性（親水性や疎水性）、回転速度（遠心力の大きさ）による。着水位置が基板Ｗの中心Ｏから離れているほど液流Ｌａの基板Ｗの表面に平行な成分が大きい方が望ましく、このために入射角αを小さくすることが望ましい。また、基板Ｗの回転速度が速すぎると、液流Ｌｂにおける慣性力が遠心力に負けて液流Ｌｂが基板の中心Ｏを通過しなくなるので、基板Ｗを過度に高速回転することは望ましくなく、回転速度は１５００ｒｐｍとするのが望ましく、１０００ｒｐｍ以下であることがより望ましい。
【００５２】
また、基板Ｗの表面が疎水性である場合には、着水位置を中心Ｏに近づけ（Ｒａを小さくし）、入射角度を下げることが望ましい。基板Ｗの表面の親水度は、接触角が０〜７０度となるようにする。また、単管ノズル４１の口径が１〜５ｍｍであるときに、流量は５００〜２０００ｍｌ／ｍｉｎとし、単管ノズル４１の口径が５〜１０ｍｍであるときに、流量は２０００ｍｌ／ｍｉｎ以上とする。また、着水位置Ａの基板Ｗの中心Ｏからの距離Ｒａは、大きすぎると、上述のように着水後の液流が慣性力によって基板Ｗの中心Ｏを通過するようにするためにその流速を大きくしなければならないため、半径Ｒの３分の１以下とするのが望ましい。
【００５３】
以上のように、本実施の形態の洗浄装置によれば、単管ノズル４１からリンス液Ｌを基板Ｗの表面に供給するが、基板Ｗの上方から基板Ｗの中心Ｏに大きい入射角（例えば９０度）で吐出するのではなく、斜め上方向から比較的低い入射角で、平面視で中心Ｏ方向に向けて、中心Ｏの手前に着水するように吐出し、着水したリンス液Ｌは、基板Ｗの中心Ｏを通過するように流れるので、遠心力が小さい基板Ｗの中心Ｏにおいても速やかな液置換がされ、基板Ｗの中心部にリンス液Ｌが淀むことが防止される。また、基板Ｗの表面が銅などの柔らかい材料の層である場合にも、入射角が大きい場合と比較して表面が受けるダメージを低減できる。
【００５４】
（第２の実施の形態）
図３（ａ）は、第２の実施の形態の洗浄装置における基板と単管ノズルと噴霧ノズルとの位置関係を示す平面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）の正面図である。図３（ａ）及び（ｂ）は、平置き基板表面への単管ノズル及び噴霧ノズルによる洗浄液供給を示している。洗浄液供給ノズルとしての単管ノズル４１は、第１の実施の形態と同様に構成される。本実施の形態では、第１の実施の形態に対してさらに、洗浄液供給ノズルとして噴霧ノズル４２が追加されている。単管ノズル４１によるリンス液Ｌ１の吐出と、噴霧ノズル４２によるリンス液Ｌ２の噴霧とは同時に行われる。
【００５５】
図３（ｂ）に示すように、噴霧ノズル４２は、基板Ｗの上方であって基板Ｗの上部空間の外側から基板Ｗの表面（上面）に向けてリンス液Ｌ２を噴霧する。即ち、噴霧ノズル４２は、基板Ｗの表面に対して斜め上からリンス液Ｌ２を供給する。よって、噴霧ノズル４２から噴霧されたリンス液Ｌａ２は、噴霧ノズル４２を頂点とした円錐状に広がって噴霧され、基板Ｗの表面には楕円形の着水エリアＬｂ２にて着水する。
【００５６】
この着水エリアＬｂ２は、基板Ｗの外周から中心Ｏにまで広がっており、かつ、単管ノズル４１が吐出するリンス液Ｌ１の着水位置より基板Ｗの回転方向の上流にある。なおここで、ある基準位置を基準として基板Ｗの回転方向の上流／下流とは、基準位置から基板Ｗの回転方向の逆向き／順向きに１８０度回転したところまでの位置をいい、図３の例の場合には、基準位置であるリンス液Ｌ１の着水位置は基板Ｗの中心Ｏの右にあるので、図３（ａ）の基板Ｗの上半分が、基準位置であるリンス液Ｌ１の着水位置から見た上流であり、図３（ａ）の基板Ｗの下半分が、基準位置であるリンス液Ｌ１の着水位置からみた下流である。
【００５７】
図３（ａ）に示すように、噴霧ノズル４２の噴霧方向（噴霧ノズル４２から噴霧されて基板Ｗに着水する前の円錐状のリンス液Ｌａ２の中心線の方向）１２１は、平面視で概略基板Ｗの中心Ｏに向けられている。図３（ｂ）に示すように、この噴霧方向１２１が正面視で基板Ｗの表面となす角度（入射角）βは、単管ノズル４１の入射角αより大きく、約４５度とされる。噴霧されたリンス液Ｌａ２の粒は微小であり、軽いので、高速回転する基板Ｗの表面に対して入射角が低いと、基板Ｗの表面ないし表面付近でリンス液Ｌａ２がはじかれてしまい、着水率が低下して供給効率が下がってしまうので、噴霧方向１２１は大きい方が望ましく、９０度であってもよい。
【００５８】
本実施の形態のように、洗浄装置の濯ぎ洗浄において、単管ノズル４１によるリンス液Ｌ１の供給と噴霧ノズル４２によるリンス液Ｌ２の供給とを同時に行うと、洗浄度が向上することが実験から明らかになっている。すなわち、基板Ｗの中心部については、第１の実施の形態で説明した単管ノズル４１によるリンス液Ｌ１の作用によって、基板Ｗの中心部より外側の周辺部については、噴霧ノズル４２によるリンス液Ｌ２の作用によって、基板Ｗの表面の中心部及び周辺部のいずれにおいてもリンス液の流動を促すことで、洗浄度が向上する。よって、噴霧ノズル４２の着水エリアＬａ２は、必ずしも基板Ｗの中心Ｏにまで達している必要はない。なお、噴霧ノズル４２は円錐状にリンス液を噴霧するものに限られず、扇状にリンス液を噴霧するものであってもよい。
【００５９】
（第３の実施の形態）
図４（ａ）は、第３の実施の形態の洗浄装置における基板と２つの単管ノズルとの位置関係を示す平面図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の正面図である。図４（ａ）及び（ｂ）は、平置き基板表面への２つの単管ノズルによる洗浄液供給を示している。第１の単管ノズル４１は、第１の実施の形態と同様に構成される。本実施の形態では、第１の実施の形態に対してさらに第２の単管ノズル４３が追加されている。単管ノズル４１によるリンス液Ｌ１の吐出と、単管ノズル４３によるリンス液Ｌ３の吐出とは同時に行われる。図４（ｂ）に示すように、単管ノズル４３は、基板Ｗの上方であって基板Ｗの上部空間の外側から基板Ｗの表面（上面）に向けてリンス液Ｌ３を吐出する。即ち、単管ノズル４３は、基板Ｗの表面に対して斜め上からリンス液Ｌ３を供給する。
【００６０】
単管ノズル４３の位置、吐出方向、口径、及び流速は、単管ノズル４３から吐出されたリンス液Ｌ３が以下の条件を満たすように設計される。図４（ａ）に示すように、単管ノズル４３は、平面視で、単管ノズル４１に対して基板Ｗの中心の反対側に設けられる。単管ノズル４３から吐出されたリンス液の基板Ｗの表面への着水位置Ｂは、単管ノズル４１の着水位置Ａの下流に設定される。これにより、図４（ａ）に示すように、単管ノズル４３から吐出されたリンス液Ｌ３は、基板Ｗの表面に着水してから、単管ノズル４１のリンス液Ｌ１と混ざることなく着水位置Ａの下流側において液流Ｌｂ３として基板Ｗの表面を外周に向けて広がって流れる。
【００６１】
図５は、図４（ａ）における基板Ｗの中心Ｏの付近の拡大図である。図４（ａ）及び図５に示すように、着水位置Ｂは、単管ノズル４３から見て、基板Ｗの中心Ｏを超えた位置にあり、基板Ｗの中心Ｏから距離Ｒｂだけ離れた位置とされる。着水位置Ｂ（の中心）の基板Ｗの中心Ｏからの距離Ｒｂは、着水位置Ａ（の中心）の基板Ｗの中心Ｏからの距離Ｒａより長く設定される。ただし、距離Ｒｂが長くなると、単管ノズル４３からのリンス液Ｌ３によって洗浄できる範囲が狭くなるので、距離Ｒｂは基板Ｗの半径Ｒの４分の１以下とされる。
【００６２】
なお、単管ノズル４３から吐出されるリンス液Ｌ３については、着水後に基板Ｗの表面を直線状に流動する必要はない。よって、単管ノズル４３から吐出されるリンス液Ｌ３については、着水直後に遠心力によって外周に向けて流れるように、その口径、流速等の条件が設定されればよい。ただし、入射角が大きいと基板Ｗの表面がダメージを受ける点については、単管ノズル４１の場合と同じであるから、単管ノズル４３についても、その入射角は小さくすることが望ましい。図４の例では、単管ノズル４３の入射角も単管ノズル４１と同様に約３０度としている。
【００６３】
本実施の形態のように、洗浄装置の濯ぎ洗浄において、２つの単管ノズル４１、単管ノズル４３によるリンス液Ｌ１、Ｌ３の供給を同時に行うと、洗浄度が向上することが実験から明らかになっている。すなわち、基板Ｗの中心部については、第１の実施の形態で説明した単管ノズル４１によるリンス液Ｌ１の作用によって、基板Ｗの中心部より外側の周辺部については、単管ノズル４３によるリンス液Ｌ３の作用によって、基板Ｗの表面の中心部及び周辺部のいずれにおいてもリンス液の流動を促すことで、洗浄度が向上する。
【００６４】
（第４の実施の形態）
図６（ａ）は、第４の実施の形態の洗浄装置における基板と噴霧ノズルとの位置関係を示す平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の正面図である。図６（ａ）及び（ｂ）は、平置き基板表面への噴霧ノズルによる洗浄液供給を示している。図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、噴霧ノズル４４は、基板Ｗの上方であって基板Ｗの上部空間の外側から基板Ｗの表面（上面）に向けてリンス液Ｌ４を噴霧する。即ち、噴霧ノズル４４は、基板Ｗの表面に対して斜め上からリンス液Ｌ４を供給する。本実施の形態の噴射ノズル４４からはリンス液Ｌａ４が扇状に広がって噴霧されるが、噴射ノズル４４は、この噴霧されたリンス液Ｌａ４において流量（噴霧量）が最大となる方向が噴霧されたリンス液Ｌａ４の中心からずれている非対称扇状噴射ノズルである。
【００６５】
図７は、噴射ノズル４４における扇状に広がるリンス液Ｌａ４の位置と流量との関係を示す図である。通常の噴射ノズル４４は、扇状に広がるリンス液の中心位置で流量が最も多くなり、両縁に行くほど流量が少なくなる左右対称の分布となるが、本実施の形態の噴射ノズル４４から噴霧されたリンス液Ｌ４は、図７に示すように、扇状に広がるリンス液Ｌａ４の縁の方で流量が最大となり、反対側の縁に行くほど流量が少なくなる不均等扇分布となる。
【００６６】
本実施の形態では、流量が最大となる方向（噴霧量最大方向）１４１が平面視で基板Ｗの中心Ｏの方向に寄っており、かつ、着水エリアＬｂ４が基板Ｗの中心から外周にまで至るように、噴射ノズル４４の位置及び角度が設定される。具体的には、噴霧量最大方向１４１は、平面視で基板Ｗの中心Ｏに向いている。また、図６（ａ）に示すように、着水エリアＬｂ４には基板Ｗの中心Ｏが含まれている。この結果、着水エリアＬｂ４において、基板Ｗの中心Ｏが最も流量（着水量）が多く、基板Ｗの縁に行くほど流量（着水量）が少なくなる。なお、図６（ａ）及び（ｂ）では基板Ｗの表面に着水した後のリンス液Ｌ４については図示を省略している。
【００６７】
仮に、噴霧量最大方向１４１が平面視で基板Ｗの中心Ｏに向かっているが、着水エリアＬｂ４が基板Ｗの中心Ｏから離れすぎていると、上記の背景技術にて説明したように、着水後に慣性力によって基板Ｗの中心Ｏに向けて流れようとするリンス液Ｌ４と、基板Ｗの中心Ｏ付近から遠心力によって外周に流れようとするリンス液Ｌ４とがぶつかり合って、この部分でリンス液Ｌ４の流動性が低くなる。これに対して、本実施の形態の噴射ノズル４４は、噴霧量最大方向１４１を平面視で基板Ｗの中心Ｏに向けているだけでなく、上述のように、基板Ｗの表面に対して斜め上から、着水エリアＬｂ４に基板Ｗの中心Ｏが含まれるように噴射しているので、基板Ｗの中心Ｏの付近で着水したリンス液Ｌ４は、そのまま慣性力によって中心Ｏから離れる方向に流れ、中心Ｏから離れた後に遠心力によって外周に向けて流れるので、上記のようなリンス液Ｌ４のぶつかり合いが生じず、流動性が低くなることもない。
【００６８】
図８は、第４の実施の形態の変形例の洗浄装置における基板と噴霧ノズルとの位置関係を示す平面図である。この例では、上記のような非対称扇状噴射ノズルを２つ設けている。即ち、洗浄装置は、上記の噴射ノズル４４に加えて、同様の構成の噴射ノズル４５を備えており、これらの２つの噴射ノズル４４、１５を同時に利用する。２つの噴射ノズル４４、１５は、噴射量最大方向１４１、１５１が平面視で約９０度となるように設定される。この変形例によっても、それぞれの噴射ノズル４４、１５が図６の噴射ノズル４４と同様に作用して、上記と同様の効果を得ることができる。なお、噴射ノズル４４、１５の噴射量最大方向１４１、１５１の間の角度は、９０度に限定されない。
【００６９】
なお、上記の第１〜４の実施の形態では、濯ぎ洗浄においてリンス液を供給する場合を例に本発明の実施の形態を説明したが、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第４の実施の形態及びその変形例については、このような洗浄液の供給をロール洗浄やペンシル洗浄等の薬液洗浄にも適用することができる。すなわち、基板に少なくとも薬液を供給するとともに（同時にリンス液を供給することもある）、ロール洗浄部材やペンシル洗浄部材を用いて基板をスクラブ洗浄する場合にも、第１の実施の形態、第２の実施の形態、第４の実施の形態及びその変形例で説明したように、薬液（及びリンス液）を供給してよい。
【００７０】
以下では、第５〜第７の実施の形態の形態として、ロール洗浄装置に本発明を適用する例を説明するが、各実施の形態の説明に先立って、ロール洗浄装置の一般的な構成を説明する。
【００７１】
図９は、本発明の実施の形態におけるロール洗浄装置の概要を示す斜視図である。図９に示すように、ロール洗浄装置５０は、基板回転機構として、表面を上にして基板Ｗの周縁部を支持し基板Ｗを水平回転させる、水平方向に移動自在な複数本（図９では４本）のスピンドル５１と、図示しないロールホルダに回転自在に支承される上部ロール洗浄部材（ロールスポンジ）５２と、図示しないロールホルダに回転自在に支承される下部ロール洗浄部材（ロールスポンジ）５３とを備えている。上部ロール洗浄部材５２及び下部ロール洗浄部材５３は、円柱状であり、長尺状に延びており、例えばＰＶＡからなる。なお、上部ロール洗浄部材５２は、そのロールホルダによって基板Ｗの表面に対して昇降自在であり、下部ロール洗浄部材５３は、そのロールホルダによって基板Ｗの裏面に対して昇降自在である。
【００７２】
上部ロール洗浄部材５２は、図示しない駆動機構によって、矢印Ｆ１に示すように回転し、下部ロール洗浄部材５３は、図示しない駆動機構によって、矢印Ｆ２に示すように回転する。スピンドル５１で支持して回転させる基板Ｗの上方に位置して、基板Ｗの表面に洗浄液を供給する２つの洗浄液供給ノズル５４、５５が配置されている。洗浄液供給ノズル５４は、基板Ｗの表面にリンス液（例えば、超純水）を供給するノズルであり、洗浄液供給ノズル５５は、基板Ｗの表面に薬液を供給するノズルである。
【００７３】
ロール洗浄装置５０は、スピンドル５１の上部に設けたコマ５１ａの外周側面に形成した嵌合溝内に基板Ｗの周縁部を位置させて内方に押し付けてコマ５１ａを回転（自転）させることにより、基板Ｗを水平に回転させる。この例では、４個のコマ５１ａのうち２個のコマ５１ａが基板Ｗに回転力を与え、他の２個のコマ５１ａは、基板Ｗの回転を受けるベアリングの働きをしている。なお、全てのコマ５１ａを駆動機構に連結して、基板Ｗに回転力を付与するようにしてもよい。
【００７４】
このように基板Ｗを水平に回転させた状態で、洗浄液供給ノズル５４から基板Ｗの表面にリンス液を供給し、かつ洗浄液供給ノズル５５から基板Ｗの表面に薬液を供給しつつ、上部ロール洗浄部材５２を回転させながら下降させて回転中の基板Ｗの表面に接触させ、これによって、洗浄液（リンス液及び薬液）の存在下で、基板Ｗの表面を上部ロール洗浄部材５２でスクラブ洗浄する。上部ロール洗浄部材５２の長さは、基板Ｗの直径より僅かに長く設定されている。そして、上部ロール洗浄部材５２は、その中心軸（回転軸）ＯRが、基板Ｗの中心軸（即ち回転中心）ＯWとほぼ直交し、かつ基板Ｗの直径の全長に亘って延びるように配置される。これによって、基板Ｗの全表面が同時に洗浄される。
【００７５】
以下、第５〜第７の実施の形態を説明するが、これらの実施の形態は、上記の洗浄液供給ノズルの構成がそれぞれ異なっている。
【００７６】
（第５の実施の形態）
図１０は、本発明の第５の実施の形態の洗浄装置の平面図である。図１０では、スピンドルは図示を省略している。洗浄装置には、洗浄液としてリンス液を吐出する単管ノズル６１と、洗浄液として薬液を吐出する単管ノズル６３とが備えられている。単管ノズル６１、６３は、基板Ｗの上方であって基板Ｗの上部空間の外側から基板Ｗの表面（上面）に向けて洗浄液を吐出する。即ち、単管ノズル６１、６３は、基板Ｗの表面に対して斜め上から洗浄液を供給する。リンス液は、超純水（ＤＩＷ）であっても、水素水等の機能水であってもよい。薬液には電解液（ｐＨ７付近の溶液）以外の溶液（酸性薬液または弱アルカリ性薬液）を用いる。酸性薬液としては、例えばクエン酸またはシュウ酸などの有機酸が用いられ、弱アルカリ性薬液としては、例えば有機アルカリが用いられる。
【００７７】
単管ノズル６１、６３は、それぞれ第１の実施の形態の単管ノズル４１について説明した条件と同様の条件で、その位置、吐出方向、口径、及び流速が設定される。なお、洗浄液は、上部ロール洗浄部材５２と基板Ｗとが接触する洗浄エリア（スクラブエリア）５２１の手前に着水するように、単管ノズル６１、６３から吐出される。単管ノズル６１、６３は、いずれも後述する基板Ｗのロール巻込み側エリア（図１０に示す基板Ｗの右半分のエリア）に洗浄液を供給する。単管ノズル６１、６３の吐出方向６１１、６３１の間の角度γは、平面視で約９０度とされているが、この角度γは９０度に限られない。
【００７８】
洗浄装置には、さらに洗浄液としてリンス液を噴霧する噴霧ノズル６２と、洗浄液として薬液を噴霧する噴霧ノズル６４が設けられる。これらの噴霧ノズル６２、６４も、基板Ｗのロール巻込み側エリアに洗浄液を供給する。噴霧ノズル６２、６４は、それぞれ平面視で単管ノズル６１、６３とほぼ同一の位置にあるが、図３（ｂ）に示したのと同様に、噴霧ノズル６２、６４の入射角は、単管ノズル６１、６３の入射角より大きく、噴霧ノズル６２、６４はより上方から洗浄液を噴霧する。
【００７９】
これらの噴霧ノズル６２、６４は、いずれも第４の実施の形態で説明した非対称扇状噴射ノズルであり、その位置、噴射方向等は、第４の実施の形態の変形例（図８）で説明した噴霧ノズル４４、４５と同じである。即ち、その噴霧量最大方向６２１、６４１は、平面視で基板Ｗの中心Ｏに向けられている。この噴霧量最大方向６２１、６４１の間の角度も約９０度とされるが、これに限定されるものではない。噴霧ノズル６２、６４の着水エリアは、基板Ｗの中心Ｏ付近の洗浄エリア５２１から基板Ｗの外周までわたっている。
【００８０】
リンス液を供給する単管ノズル６１及び噴霧ノズル６２は、薬液を供給する単管ノズル６３及び噴霧ノズル６４よりも、基板Ｗの回転方向の上流側に洗浄液を供給する。このリンス液と薬液とがいずれも基板Ｗのロール巻込み側エリアに供給されることで、洗浄エリア５２１の下半分のエリアに移動する基板Ｗの表面では、薬液とリンス液とが混合された状態になっている。
【００８１】
（第６の実施の形態）
第６の実施の形態の説明に先立って、第６の実施の形態の洗浄装置で解決される従来の問題を説明する。図１１は、基板上の各エリアを説明するための平面図である。図１１に示すように、基板Ｗの回転中心ＯWを通り、上部ロール洗浄部材５２の回転軸ＯRと直交する直線をＸ軸とし、上部ロール洗浄部材５２の回転軸ＯRに沿った直線をＹ軸とする。上部ロール洗浄部材５２は、正面視で時計回り方向に回転（自転）し、基板Ｗは平面視で時計回り方向に回転している。
【００８２】
上部ロール洗浄部材５２を挟んで、即ちＹ軸を挟んで基板Ｗの表面を左右に２つのエリアＲI、ＲOに分ける。上部ロール洗浄部材５２が時計回りに回転している図１１において、右側の片側エリアをロール巻込み側エリアＲIと定義し、左側の片側エリアをロール掻出し側エリアＲOと定義する。即ち、ロール巻込み側エリアＲIは、上部ロール洗浄部材５２の回転によって洗浄液が巻き込まれる方の片側エリア（図１１において右側）であり、ロール掻出し側エリアＲOは、上部ロール洗浄部材５２の回転によって洗浄液が掻き出される方の片側エリア（図１１において左側）である。
【００８３】
さらに、ロール巻込み側エリアＲIとロール掻出し側エリアＲOを、それぞれＸ軸を境にして基板Ｗの回転方向に対して上流側エリアＷUと下流側エリアＷDに分ける。ロール巻込み側エリアＲIのうち、Ｘ軸上方の上流側エリアＷIをロール巻込み上流側エリアＲI−ＷUと定義し、Ｘ軸下方の下流側エリアＷDをロール巻き込み下流側エリアＲI−ＷDと定義する。同様に、ロール掻出し側エリアＲOのうち、Ｘ軸下方の上流側エリアＷUをロール掻出し上流側エリアＲO−ＷUと定義し、Ｘ軸上方の下流側エリアＷDをロール掻出し下流側エリアＲO−ＷDと定義する。
【００８４】
図１２は、従来のロール洗浄装置の平面図であり、図１３は、図１２のＡ−Ａ’断面図であり、図１４は、図１３の部分拡大図であり、図１５は、図１２のＢ−Ｂ’断面図である。なお、図１３、１４では、噴霧ノズル７１、７４の図示は省略している。図１２に示すように、ロール洗浄装置は、４つの噴霧ノズル７１〜７４を備えている。噴霧ノズル７１〜７４は、いずれも円錐状に洗浄液を噴霧するノズルである。
【００８５】
また、噴霧ノズル７１〜７４は、いずれも基板Ｗのロール巻込み側エリアに洗浄液を供給する。噴霧ノズル７１、７４は洗浄液としてリンス液を噴霧し、噴霧ノズル７２、７３は洗浄液として薬液を噴霧する。噴霧ノズル７１、７４から噴霧されたリンス液の着水エリアは、それぞれ上部ロール洗浄部材５２にまで達しており、一部のリンス液は上部ロール部材５２に直接噴霧される。
【００８６】
図１２及び図１３に示すように、カウンタ洗浄エリア５２１ｃでは、上部ロール洗浄部材５２と基板Ｗとの移動方向が逆方向となるので、両者の相対的移動速度（摺動速度）は大きくなる。従って、カウンタ洗浄エリア５２１ｃの物理洗浄性は高くなる。
【００８７】
一方、非液供給側エリアであるロール掻出し下流側エリアＲO−ＷDの薬液は、半回転前に洗浄エリア５２１の下側のフォワード洗浄エリア５２１ｆで上部ロール洗浄部材５２によるスクラブ洗浄に用いたられた薬液であり、かつ、フォワード洗浄エリア５２１ｆで上部ロール洗浄部材５２によるスクラブ洗浄に用いたられた薬液の多くが基板Ｗの外周へ排出されているので、カウンタ洗浄エリア５２１ｃでは非常に少なくなっている。また、液供給側エリアであるロール巻込み上流側エリアＲI−ＷUでは、カウンタ洗浄エリア５２１ｃ付近に供給された洗浄液は、基板Ｗの回転によってカウンタ洗浄エリア５２１ｃが遠ざかる方向に搬送されてカウンタ洗浄エリア５２１ｃには供給されない。
【００８８】
さらに、上部ロール洗浄部材５２の表面には小さな突起が複数形成されている（図１４では、３つの突起５２２ａ〜５２２ｃのみを示している）が、上部ロール洗浄部材５２のロール巻込み側エリアＲI側の突起５２２ａは、上述のように、直接リンス液が供給されて、リンス液が浸漬しており、又は上部ロール洗浄部材５２の内部からリンス液が供給されて、リンス液が浸漬している。このリンス液が浸漬された突起５２２ａが、上部ロール洗浄部材５２の自転によって、カウンタ洗浄エリア５２１ｃに至ると、突起５２２ｂのように、基板Ｗによって押しつぶされて、浸漬していたリンス液がロール巻込み側エリアＲI及びロール掻出し側エリアＲOに漏れ出す。
【００８９】
そうすると、ロール掻出し下流側エリアＲO−ＷDから基板Ｗの回転によって搬送されてカウンタ洗浄エリア５２１ｃに潜り込もうとする少量の洗浄液も、この漏れ出したリンス液によって押し出されて、カウンタ洗浄エリア５２１ｃに供給されにくくなる。従って、カウンタ洗浄エリア５２１ｃには、十分な量の新鮮な洗浄液が供給されず、薬液洗浄性は低くなる。
【００９０】
一方、図１５に示すように、フォワード洗浄エリア５２１ｆでは、上部ロール洗浄部材５２と基板Ｗとの移動方向が順方向となるので、両者の相対的移動速度（摺動速度）は小さくなる。従って、フォワード洗浄エリア５２１ｆの物理洗浄性は低くなる。一方、液供給側エリアであるロール巻込み下流側エリアＲI−ＷDでは、噴霧ノズル７３によってフォワード洗浄エリア５２１ｆ付近に新鮮な洗浄液が十分に供給され、また、フォワード洗浄エリア５２１ｆ付近に供給されたが洗浄液は、基板Ｗの回転によってフォワード洗浄エリア５２１ｆに供給される。従って、フォワード洗浄エリア５２１ｃの薬液洗浄性は高くなる。
【００９１】
以上のように、従来のロール洗浄装置では、カウンタ洗浄エリア５２１ｃは、物理洗浄性が高いが、薬液洗浄性が低く、フォワード洗浄エリア５２１ｆは、薬液洗浄性が高いが、物理洗浄性が低い。そこで、本実施の形態では、カウンタ洗浄エリア５２１ｃにおける薬液洗浄性を向上させることを目的とする。
【００９２】
図１６は、本発明の第６の実施の形態における洗浄装置を示す平面図である。本実施の形態では、単管ノズル６３の配置のみが第５の実施の形態と異なっており、その他の構成は第５の実施の形態と同様である。薬液を吐出する単管ノズル６３は、上記の第５の実施の形態と同様に基板Ｗのロール巻込み側エリアに薬液を供給するが、単管ノズル６３の吐出方向６３１と上部ロール洗浄部材５２の延在方向（回転軸）とのなす角度が、平面視で９０度とされる。この角度は、９０度に限定されないが、９０度±３０度の範囲内にあることが望ましい。即ち、本実施の形態では、薬液を吐出する単管ノズル６３の吐出方向と薬液を噴霧する噴霧ノズル６４の噴霧量最大方向６４１とが平面視で略同方向とはされない。
【００９３】
図１７（ａ）は、本実施の形態において単管ノズル６３から吐出された薬液の基板Ｗの表面上での挙動を示す平面図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）の正面図である。図１７に示すように、基板Ｗのロール巻込み側エリアＲIは、単管ノズル６１、６３、及び噴霧ノズル６２、６４によって洗浄液が供給される液供給側エリアであり、基板Ｗのロール掻出し側エリアＲOは、洗浄液が供給されない非液供給側エリアである。
【００９４】
単管ノズル６３は、基板Ｗの表面に対して比較的低い入射角で基板Ｗの中心Ｏ付近に着水するように薬液を供給する。基板Ｗの表面に着水した薬液は、基板Ｗの表面と平行な方向への流れを有し、また、基板Ｗの中心Ｏの付近では遠心力も弱いので、薬液は上部ロール洗浄部材５２の下を潜り抜けて、非液供給側エリアに入り、その後、基板Ｗの回転によって、非液供給側エリアからカウンタ洗浄エリア５２１ｃに供給される。これにより、従来は十分な量の新鮮な（汚染されていない）薬液が供給されていなかったカウンタ洗浄エリア５２１ｃに、十分な量の新鮮な薬液が供給されることになる。このような薬液の潜り込みを実現するために、上述のように、単管ノズル６３の吐出方向６３１と上部ロール洗浄部材５２の延在方向（回転軸）とのなす角度は、９０度であることが最も望ましく、少なくとも９０度±３０度の範囲内にあることが望ましい。
【００９５】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態も第６の実施の形態と同様の課題を解決することを目的とする。図１８は、本発明の第７の実施の形態におけるロール洗浄装置の平面図であり、図１９は、図１８のＡ−Ａ’断面図であり、図２０は、図１９の部分拡大図であり、図２１は、図１８のＢ−Ｂ’断面図である。図１８に示すように、ロール洗浄装置は、４つの噴霧ノズル７１〜７４を備えている。噴霧ノズル７１〜７４は、いずれも円錐状に洗浄液を噴霧するノズルである。噴霧ノズル７１〜７４は、いずれも基板Ｗのロール巻込み側エリアに洗浄液を供給する。噴霧ノズル７１、７４は洗浄液としてリンス液を噴霧し、噴霧ノズル７２、７３は洗浄液として薬液を噴霧する。噴霧ノズル７１、７４から噴霧されたリンス液の着水エリアは、それぞれ上部ロール洗浄部材５２にまで達しており、一部のリンス液は上部ロール部材５２に直接噴霧される。なお、噴霧ノズル７１〜７４として、円錐状に洗浄液を噴霧するノズルの代わりに、扇状にリンス液を噴霧するノズルや流量（噴霧量）が最大となる方向が噴霧されたリンス液の中心からずれている非対称扇状噴射ノズルを採用することもできる。
【００９６】
本実施の形態の洗浄装置は、さらに、基板Ｗのロール掻出し側から上部ロール洗浄部材５２のロール掻き出し側に直接薬液を噴霧する噴霧ノズル６６、６７を備えている。噴霧ノズル６６、６７は、扇状噴霧ノズルである。図１８に示すように、噴霧ノズル６６は、ロール掻出し下流側エリアＲO−ＷDにおいて、上部ロール洗浄部材５２のロール掻き出し側に薬液を噴霧し、噴霧ノズル６７は、ロール掻出し上流側エリアＲO−ＷDにおいて、上部ロール洗浄部材５２のロール掻き出し側に薬液を噴霧する。図１９、２１に示すように、噴霧ノズル６６、６７は、それぞれ上部ロール部材５２の高さ方向の中段の位置に薬液を噴霧する。なお、上部ロール洗浄部材５２のロール掻出し側に薬液を直接供給するノズルは、噴霧ノズルに限られず、多孔ノズルやスリットノズルであってもよい。
【００９７】
上述し、図１９にも示したように、噴霧ノズル７２からロール巻込み側上流エリアＲI−ＷUに供給される薬液は、基板Ｗの回転によってカウンタ洗浄エリア５２１ｃには到達せずにカウンタ洗浄エリア５２１ｃから遠ざかるように流れてしまう。
【００９８】
また、上述のように、従来の洗浄装置では、カウンタ洗浄エリア５２１ｃに達するロール洗浄部材５２の突起にはあらかじめリンス液が浸漬しており、その突起がカウンタ洗浄エリア５２１ｃにて押しつぶされて浸漬していたリンス液が突起から排出されるので、非液供給エリアであるロール掻出し下流側エリアＲO−ＷDからの洗浄液がカウンタ洗浄エリア５２１ｃに侵入しにくかった。
【００９９】
本実施の形態の洗浄装置によれば、カウンタ洗浄エリア５２１ｃでつぶされた突起は、回転により解放されて形状が膨らみ、液体を吸収しやすい状態となる。そして、図１９に示すように、そのような状態の突起に噴霧ノズル６６によって新鮮な薬液が供給され、この薬液は突起に浸漬する。上部ロール洗浄部材５２に回転によって、薬液が浸漬された突起がカウンタ洗浄エリア５２１ｃに至ると、図２０に示すように、そこで突起が押しつぶされて、カウンタ洗浄エリア５２１ｃに新鮮な薬液が供給される。また、噴霧ノズル６６によって供給された新鮮な薬液は、上部ロール洗浄部材５２の複数の突起の間にも保持されるので、この新鮮な薬液もカウンタ洗浄エリア５２１ｃに供給される。
【０１００】
さらに、図１９に示すように、噴霧ノズル６６によって、上部ロール洗浄部材５２に向けて噴霧された薬液のうち、上部ロール洗浄部材５２によって吸収又は保持されなかった薬液は、そこから基板Ｗの表面に落下する。この落下した薬液は、基板Ｗの回転によってカウンタ洗浄エリア５２１ｃに運ばれる。よって、この落下した薬液によっても、カウンタ洗浄エリア５２１ｃに噴霧ノズル６６からの新鮮な薬液が供給されることになる。
【０１０１】
なお、図２１に示すように、フォワード洗浄エリア５２１ｆにおいても、噴霧ノズル６７から噴霧された薬液が上部ロール洗浄部材５２のロール掻出し側に直接噴霧され、上部ロール洗浄部材５２に吸収又は保持された薬液は、上部ロール洗浄部材５２の回転によってロール巻込み側からフォワード洗浄エリア５２１ｆに供給される。一方、噴霧ノズル６７から噴霧されたが上部ロール洗浄部材５２に吸収又は保持されずに基板Ｗの表面に落下した薬液は、基板Ｗの回転によってカウンタ洗浄エリア５２１ｃまで運ばれる。
【０１０２】
以上のように、本実施の形態の洗浄装置によれば、カウンタ洗浄エリア５２１ｃに十分な量の新鮮な薬液を供給でき、カウンタ洗浄エリア５２１ｃにおける薬液洗浄性を向上できる。
【０１０３】
なお、第７の実施の形態では、噴霧ノズル６６によって上部ロール洗浄部材５２に直接薬液を供給したが、本発明はこれに限られず、多孔ノズルやスリットノズルによって上部ロール洗浄部材５２に直接薬液を供給してもよい。
【０１０４】
（第８の実施の形態）
本発明の第８の実施の形態も第７の実施の形態と同様の課題を解決することを目的とする。図２２は、本発明の第８の実施の形態におけるロール洗浄装置の平面図であり、図２３は図２２のＡ−Ａ’断面図である。図２２に示すように、ロール洗浄装置は、２つの噴霧ノズル６２、６４を備えている。噴霧ノズル６２、６４は、基板Ｗのロール巻き込み側エリアに薬液を噴霧する。噴霧ノズル６２、６４は、いずれも第４の実施の形態で説明した非対称扇状噴射ノズルである。それらの噴霧量最大方向６２１、６４１は、平面視でいずれも基板Ｗの中心Ｏに向けられている。この噴霧量最大方向６２１、６４１の間の角度は約９０度とされるが、これに限定されるものではない。
【０１０５】
噴霧ノズル６２の着水エリアは、基板Ｗの中心Ｏからカウンタ洗浄エリア５２１ｃに沿って基板Ｗの外周までわたっている。噴霧ノズル６４の着水エリアは、基板Ｗの中心Ｏからフォワード洗浄エリア５２１ｆに沿って基板Ｗの外周までわたっている。噴霧ノズル６２、６４の着水エリアはいずれも上部ロール洗浄部材５２に重なっており、即ち、図２３に示すように、噴霧ノズル６２、６４から噴霧される薬液の少なくとも一部ないし全部が、上部ロール部材５２のロール巻込み上流側（右側部分）に直接到達する。
【０１０６】
このように、本実施の形態でも非対称扇状噴射ノズルを用いて基板Ｗの中心Ｏに向かう薬液の流量を多くすることで、基板Ｗの中心Ｏの付近に供給された薬液は、そのまま慣性力によって中心Ｏから離れる方向に流れ、中心Ｏから離れた後に遠心力によって外周に向けて流れるので、中心Ｏ付近より外側から中心Ｏに向かって流れる薬液と中心Ｏ付近から遠心力によって外周に向けて流れる薬液とのぶつかり合いは生じず、流動性が低くなることがない。
【０１０７】
また、本実施の形態では、噴霧ノズル６２からの少なくとも一部ないし全部の薬液を直接上部ロール部材５２のロール巻込み上流側に噴霧しているので、その部分の突起の間に新鮮な薬液を十分に供給することができ、図１４を参照して上記で説明した問題を解決できる。
【０１０８】
以下では、第９及び第１０の実施の形態の形態として、ペンシル洗浄装置に本発明を適用する例を説明するが、各実施の形態の説明に先立って、ペンシル洗浄装置の一般的な構成を説明する。
【０１０９】
図２４は、本発明の実施の形態におけるペンシル洗浄装置の概要を示す斜視図である。図２４に示すように、ペンシル洗浄装置８０は、基板回転機構として、図９を用いて説明したロール洗浄装置５０と同様の複数本（図では４本）のスピンドル５１と、昇降可能な鉛直方向に延びる支柱５６と、一端が支柱５６の先端に回転可能に取り付けられ、水平方向に延びるアーム５７と、アーム５７の他端の下面に回転可能に取り付けられた円柱状のペンシル洗浄部材５８（円柱状スポンジ）を備えている。また、スピンドル５１で支持して回転させる基板Ｗの上方に位置して、基板Ｗの表面に洗浄液を供給する２つの洗浄液供給ノズル５４、５５が配置されている。洗浄液供給ノズル５４は、基板Ｗの表面にリンス液（例えば、超純水）を供給するノズルであり、洗浄液供給ノズル５５は、基板Ｗの表面に薬液を供給するノズルである。
【０１１０】
ペンシル洗浄部材５８は、図示しない保持部材に保持されてアーム５７の先端部の下面に回転可能に設けられ、図示しない駆動機構によってその中心軸を回転軸として回転（自転）する。この回転軸は基板Ｗに垂直な軸である。ペンシル洗浄部材５８は、例えばＰＶＡからなる。アーム５７が支柱５６周りに回転すると、アーム５７の先端部に取り付けられたペンシル洗浄部材５８は、円弧状の軌跡を描いて基板Ｗの上を移動する。アーム５７の先端部は基板Ｗの中心Ｏまで延びているので、ペンシル洗浄部材５８の移動軌跡は、基板Ｗの中心Ｏを通過する。また、ペンシル洗浄部材５８は、基板Ｗの外周まで移動させられる。よって、アーム５７の回転によるペンシル洗浄部材５８の移動軌跡は、アーム５７の長さを半径とする円弧状となり、その移動範囲は、基板Ｗの外周から基板Ｗの中心Ｏを過ぎたところまでである。
【０１１１】
基板回転機構によって基板Ｗを水平に回転させた状態で、洗浄液供給ノズル５４から基板Ｗの表面にリンス液を供給し、かつ洗浄液供給ノズル５５から基板Ｗの表面に薬液を供給しつつ、ペンシル洗浄部材５８を回転（自転）させながら、アーム５７を回転させることでペンシル洗浄部材５８を公転させて、回転中の基板Ｗの表面に接触させ、これによって、洗浄液（リンス液及び薬液）の存在下で、基板Ｗの表面をペンシル洗浄部材５８でスクラブ洗浄する。
【０１１２】
以下、第９及び第１０の実施の形態を説明するが、これらの実施の形態は、上記の洗浄液供給ノズルの構成がそれぞれ異なっている。
【０１１３】
（第９の実施の形態）
図２５は、本発明の第９の実施の形態における洗浄装置の平面図である。図２５では、スピンドル５１、支柱５６、及びアーム５７は図示を省略している。また、上述のようにペンシル洗浄部材５８の移動軌跡は、アーム５７を半径とする円弧状となるが、アーム５７が十分に長い場合には、ペンシル洗浄部材５８の軌跡はほぼ直線状とみることができるので、図２５では、ペンシル洗浄部材５８の移動軌跡を直線で示している。また、図２５では、基板Ｗは反時計回りに回転している。
【０１１４】
洗浄装置には、洗浄液としてリンスを吐出する単管ノズル８１と、洗浄液として薬液を吐出する単管ノズル８３とが備えられている。単管ノズル８１、８３は、基板Ｗの上方であって基板Ｗの上部空間の外側から基板Ｗの表面（上面）に向けて洗浄液を吐出する。即ち、単管ノズル８１、８３は、基板Ｗの表面に対して斜め上から洗浄液を供給する。リンス液は、超純水（ＤＩＷ）であっても、水素水等の機能水であってもよい。薬液には電解液（ｐＨ７付近の溶液）以外の溶液（酸性薬液または弱アルカリ性薬液）を用いる。酸性薬液としては、例えばクエン酸またはシュウ酸などの有機酸が用いられ、弱アルカリ性薬液としては、例えば有機アルカリが用いられる。
【０１１５】
単管ノズル８１、８３は、それぞれ第１の実施の形態の単管ノズル４１について説明した条件と同様の条件で、その位置、吐出方向、口径、及び流速が設定される。なお、単管ノズル８１は、その吐出方向が平面視で基板Ｗの中心Ｏに向き、着水位置が基板Ｗの中心Ｏの手前となるように設定されるが、単管ノズル８１、８３は、いずれもペンシル洗浄部材５８の移動軌跡より基板Ｗの回転方向の上流側にリンス液を供給する。即ち、単管ノズル８１、８３は、着水位置がペンシル洗浄部材５８の軌跡の上流側となるように、リンス液を吐出する。単管ノズル８１、８３の吐出方向８１１、８３１の間の角度σは、平面視で約３０度とされているが、この角度σは３０度に限られない。
【０１１６】
洗浄装置には、さらに洗浄液としてリンス液を噴霧する噴霧ノズル８２と、洗浄液として薬液を噴霧する噴霧ノズル８４が設けられる。これらの噴霧ノズル８２、８４も、ペンシル洗浄部材５８の移動軌跡より基板Ｗの回転方向の上流側に薬液を供給する。噴霧ノズル８２、８４は、それぞれ平面視で単管ノズル８１、８３とほぼ同一の位置にあるが、図３（ｂ）に示したのと同様に、噴霧ノズル８２、８４の入射角は、単管ノズル８１、８３の入射角より大きく、噴霧ノズル８２、８４はより上方から洗浄液を噴霧する。
【０１１７】
これらの噴霧ノズル８２、８４は、いずれも第４の実施の形態で説明した非対称扇状噴射ノズルであり、その位置、噴射方向等は、第４の実施の形態の変形例（図８）で説明した噴霧ノズル４４、４５と同じである。即ち、その噴霧量最大方向８２１、８４１は、平面視で基板Ｗの中心Ｏに向けられている。この噴霧量最大方向８２１、８４１の間の角度も約３０度とされる。噴霧ノズル８２、８４の着水エリアは、基板Ｗの中心Ｏ付近の洗浄エリア５２１から基板Ｗの外周までわたっている。
【０１１８】
リンス液を供給する単管ノズル８１及び噴霧ノズル８２は、薬液を供給する単管ノズル８３及び噴霧ノズル８４よりも、基板Ｗの回転方向の上流側に洗浄液を供給する。特に、薬液を噴霧する噴霧ノズル８４の着水エリアは、ペンシル洗浄部材５８の移動軌跡に沿って、この移動軌跡の直前（上流）の位置とされる。このリンス液と薬液とがいずれも基板Ｗの表面に供給されることで、ペンシル洗浄部材５８の移動軌跡を通過する基板Ｗの表面では、薬液とリンス液とが混合された状態になっている。なお、ペンシル洗浄部材５８の移動軌跡より基板Ｗの回転方向の下流側では、ペンシル洗浄部材５８の移動軌跡を通過した洗浄液が、基板Ｗの回転による遠心力によって、基板Ｗの外周から排出される。
【０１１９】
本実施の形態の洗浄装置によれば、ペンシル洗浄部材５８によってスクラブ洗浄が行われる箇所に、十分な量の新鮮な洗浄液を供給できる。
【０１２０】
（第１０の実施の形態）
図２６は、本発明の第１０の実施の形態における洗浄装置の平面図である。本実施の形態では、単管ノズル８１、８２及び噴霧ノズル８３の平面視での配置のみが第９の実施の形態と異なっており、その他の構成は第９の実施の形態と同様である。本実施の形態では、単管ノズル８１、８３は、噴霧ノズル８２、８４よりも基板Ｗの回転方向の上流側に設けられる。単管ノズル８１、８３は、第９の実施の形態と同様に、その吐出方向８１１、８３１が平面視で基板Ｗの中心Ｏに向けられる。また、噴霧ノズル８２の噴霧量最大方向８２１が平面視で基板Ｗの中心Ｏに向けられる。
【０１２１】
本実施の形態では、第９の実施の形態と比較すると、単管ノズル８１、８３の吐出方向８１１、８３１の間の角度、及び噴霧ノズル８２、８４の噴霧量最大方向８２１、８４１の間の角度がそれぞれ、第９の実施の形態の場合より小さくなっている。従って、単管ノズル８１、８３から吐出された洗浄液が基板Ｗの表面で対局して洗浄液の流動が妨げられることを回避ないし軽減でき、同様に噴霧ノズル８２、８４から噴霧された洗浄液が基板Ｗの表面で対局して洗浄液の流動が妨げられることを回避ないし軽減できる。
【０１２２】
なお、第９及び第１０の実施の形態では、ペンシル洗浄部材５８よりも基板Ｗの回転方向の上流側に洗浄液を供給したが、これに限られず、ペンシル洗浄部材５８よりも基板Ｗの回転方向の下流側に洗浄液を供給してもよい。
【０１２３】
（第１１の実施の形態）
図２７は、本発明の第１１の実施の形態における洗浄装置の平面図であり、図２８は、アーム５７の長手方向を横から見た図である。本実施の形態の洗浄装置では、アーム５７の先端部にペンシル洗浄部材５８が支持されている。ペンシル洗浄部材５８は、基板Ｗに垂直な中心軸周りに自転するとともに、アーム５７の回動によって基板Ｗの中心から外周にかけて、基板Ｗの上面に摺接しながら移動することで、基板Ｗの上面を洗浄する。基板Ｗの外周の外側には、洗浄液としてリンスを吐出する単管ノズル８１と、洗浄液としてリンス液を噴霧する噴霧ノズル８２と、洗浄液として薬液を噴霧する噴霧ノズル８４が、第９の実施の形態（図２５参照）と同様の配置で設けられている。
【０１２４】
本実施の形態では、さらに、洗浄液として薬液を噴霧するための噴霧ノズル８５が、アーム５７に設けられている。このように、アーム５７に固定されており、アーム５７の回動によって搖動する洗浄液供給ノズルをオンアーム（On Arm）の洗浄液供給ノズルという。オンアームの噴霧ノズル８５は、ペンシル洗浄部材５８の近傍に設けられている。具体的には、噴霧ノズル８５は、ペンシル洗浄部材５８に対して基板Ｗの回転の上流側に、ペンシル洗浄部材５８に隣接して設けられている。
【０１２５】
図２８に示すように、噴霧ノズル８５の噴霧方向は、ペンシル洗浄部材５８に向けて若干傾けられている。図２９は、噴霧ノズル８５による噴霧の着水領域を示す図である。図２９に示すように、噴霧ノズル８５は洗浄液を扇形状に噴霧するノズルであり、かつ、上述のように、その噴霧方向がペンシル洗浄部材５８に向けて若干傾いているので、噴霧ノズル８５から噴霧される洗浄液は、ペンシル洗浄部材５８の半径方向に広がって噴霧ノズル８５とペンシル洗浄部材５８との間に着水する。
【０１２６】
オンアームの洗浄液供給ノズルとして、単管ノズルを採用することも可能であるが、単管ノズルの場合には、ペンシル洗浄部材５８に向けて洗浄液を吐出した場合に、洗浄液が塊となってペンシル洗浄部材５８に対して局所的に供給されることになる。そうすると、洗浄液はペンシル洗浄部材５８によってはじかれてしまって、洗浄箇所であるペンシル洗浄部材５８の下面（洗浄面）に供給される洗浄液が少なくなってしまう。これと比較して、ペンシル洗浄部材５８の近傍にてペンシル洗浄部材５８に向かう方向に傾けて設けられた洗浄液供給ノズルとして噴霧ノズル８５を用いた場合には、洗浄液がペンシル洗浄部材５８の周囲の比較的広い範囲に供給されるので、そのような問題が軽減される。
【０１２７】
また、本実施の形態では、オンアームの噴霧ノズル８５をペンシル洗浄部材５８に対して基板Ｗの回転方向の上流側に設けて、ペンシル洗浄部材５８に向けて洗浄液を噴霧しているので、噴霧されて着水したばかりの新鮮な洗浄液をペンシル洗浄部材５８と基板Ｗとの摺接箇所（洗浄箇所）に提供できる。
【０１２８】
なお、本実施の形態では、オンアームの洗浄液供給ノズルのみではなく、基板Ｗの外側からも基板Ｗの中心を含む領域に洗浄液を供給しているが、これは、オンアームの噴霧ノズル８５のみでは、ペンシル洗浄部材５８及びそれと一体的に移動する噴霧ノズル８５が基板Ｗの外周側にあるときに、基板Ｗの中心部に洗浄液が供給されずに基板Ｗの上面が乾いてしまうことを防ぐためである。従って、ペンシル洗浄部材５８にオンアームの洗浄ノズルを設ける場合には、固定して設けられた少なくとも一つの洗浄ノズルによって、常に基板Ｗの中心部に洗浄液を供給すると、基板Ｗの全面について乾燥を防ぐことができるので望ましい。
【０１２９】
なお、上述の実施の形態のようにオンアームの洗浄液供給ノズルから薬液を供給して、基板Ｗの外側からリンス液及び／又は薬液を供給してもよいし、オンアームの洗浄ノズルからリンス液を供給して、基板Ｗの外側から薬液及び／又はリンス液を供給してもよい。また、基板Ｗの外側からの洗浄液の供給は噴霧ノズルによるものであっても、単管ノズルによるものであっても、上記の実施の形態のようにその両方であってもよい。
【０１３０】
なお、ペンシル洗浄部材５８は、オンアームの洗浄液供給ノズルによって洗浄液が供給される側（基板Ｗの回転方向の上流側）が基板の半径方向の外側に向かって移動するように回転する、すなわち、平面視で基板Ｗと同じ向き（図２８の場合は反時計回り）に回転するのが望ましい。この回転方向であると、噴霧ノズル８５によってペンシル洗浄部材５８の上流側からペンシル洗浄部材５８に向けて供給された薬液のうち、ペンシル洗浄部材５８の側面ではじかれた洗浄液が、ペンシル洗浄部材５８の回転によって基板Ｗ外周に向けて排出されやすくなる。
【０１３１】
（第１２の実施の形態）
図３０は、本発明の第１２の実施の形態における洗浄装置の平面図であり、図３１は、図３０の部分拡大図であり、図３２は、アーム５７の長手方向を横から見た図である。本実施の形態の洗浄装置では、アーム５７の先端部に二流体ジェット（２ＦＪ）ノズル５９が支持されている。また、本実施の形態でも、アーム５７には洗浄液として薬液を噴霧するオンアームの噴霧ノズル８６が設けられている。
【０１３２】
また、基板Ｗの外側には洗浄液としてリンス液を吐出する単管ノズル８１が設けられている。単管ノズル８１は、上記の実施の形態と同様に、リンス液が基板Ｗの中心の手前に着水して、着水したリンス液が基板Ｗの中心に向けて流れるようにリンス液を吐出する。
【０１３３】
図３１に明確に示すように、噴霧ノズル８６は、２ＦＪノズル５９の近傍に設けられており、２ＦＪノズル５９よりも基板Ｗの中心に近く、かつ、２ＦＪノズル５９よりも基板Ｗの回転方向の上流側に設けられている。噴霧ノズル８６は、コーンスプレーノズルであり、円錐状に薬液を噴霧する。噴霧ノズル８６から噴射された薬液は、２ＦＪノズル５９の直下の位置に対して基板Ｗの回転に対する上流側に着水（着液）する。
【０１３４】
図３２に示すように、噴霧ノズル８６は、２ＦＪノズル５９に向けて若干傾けて設けられる。上述のように、噴霧ノズル８６は、２ＦＪノズル５９に対して、基板Ｗの中心側、かつ、基板Ｗの回転に対する上流側に設けられるので、噴霧ノズル８６からは、基板Ｗの外側、かつ、基板Ｗの回転に対して下流側に向けて薬液が噴霧される。
【０１３５】
２ＦＪノズル５９の近傍に噴霧ノズル８６を設けて薬液を供給することの意義について説明する。１つは、２ＦＪノズル５９からのジェット流が基板Ｗに衝突する箇所の近傍に新鮮な薬液を常に供給することで、薬液によって基板Ｗの表面からリフトアップされたパーティクルをジェット流の流れによって速やかに除去すること、あるいはジェット流の物理的作用により基板Ｗ表面から離脱されたパーティクルが薬液の作用により基板Ｗに再付着することなく除去されることである。もう一つの意義は、基板Ｗの帯電を防ぐ効果である。２ＦＪノズル５９では液体を気体と混ぜてジェット流を生成して、基板Ｗの表面に吹き付けることで基板Ｗの表面を洗浄するが、このときに液体として超純水（ＤＩＷ）を用いると、ジェット流が基板Ｗの表面に衝突することで、基板Ｗの表面が帯電してしまう。そこで、このような帯電を避けるために、従来はジェット流を生成するための液体として炭酸ガス水を用いていた。しかしながら、この炭酸ガス水は超純水と比較してコストが高かった。
【０１３６】
本実施の形態では、２ＦＪノズル５９の近傍に噴霧ノズル８６を設けて、ジェット流が基板表面に衝突する洗浄箇所の付近に薬液を供給する。薬液は、それ自体が導電性を有するものものあり、そのような薬液を採用すると、２ＦＪノズル５９から噴射する液体を炭酸ガス水にせず、例えば比較的コストの安い超純水（ＤＩＷ）を採用したとしても、（薬液が導電性を有するので）基板Ｗの帯電を軽減ないし防止できる。
【０１３７】
また、本実施の形態においても、第１１の実施の形態と同様にオンアームの噴霧ノズル８６を２ＦＪノズル５９による洗浄箇所に向かう方向に若干傾けて、噴霧を行うので、ジェット流が基板Ｗと衝突する洗浄箇所に十分に薬液を供給できる。また、本実施の形態では、噴霧ノズル８６は、基板Ｗの半径方向の外側にも向けて傾いているので、噴霧ノズル８６から噴霧した薬液を基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの外縁に向けてスムーズに排出できる。
【０１３８】
図３３は、第１２の実施の形態の変形例における洗浄装置の平面図である。この変形例では、基板Ｗの外側には単管ノズルではなく、噴霧ノズル７１を設けている。この噴霧ノズル７１は、基板Ｗの中心に向けてリンス液を噴霧し、かつ着水領域が基板Ｗの中心の手前から中心にかかり、着水したリンス液が基板Ｗの中心に向けて流れるように設けられる。
【０１３９】
なお、上記の実施の形態では、基板Ｗの外側に単管ノズル８１を設け、その変形例では、基板Ｗの外側に噴霧ノズル７１を設けたが、２ＦＪノズル５９から噴射された液体は、噴射位置から全方向に向けて広がるので、２ＦＪノズル５９が基板Ｗの外縁に移動したときにも２ＦＪノズル５９から噴射された液体が基板Ｗの中心にまで達する場合には、基板Ｗの外側には洗浄液供給ノズルを設けなくても基板Ｗの中央付近による乾燥を防ぐことができる。よって、この場合は、オンアームの噴霧ノズル８６とは別に基板Ｗの外周の外側に洗浄液供給ノズルを設けない構成としてもよい。
【０１４０】
（第１３の実施の形態）
図３４は、本発明の第１３の実施の形態における洗浄装置の平面図であり、図３５は、図３４の部分拡大図であり、図３６は、アーム５７の長手方向を横から見た図である。本実施の形態の洗浄装置においても、第１２の実施の形態と同様に、アーム５７の先端部に２ＦＪノズル５９が設けられている。また、本実施の形態でも、第１２の実施の形態と同様に、アーム５７には洗浄液として薬液を噴霧するオンアームの噴霧ノズル８７が設けられている。
【０１４１】
また、基板Ｗの外側には洗浄液としてリンス液を吐出する単管ノズル８１が設けられている。単管ノズル８１は、上記の実施の形態と同様に、リンス液が基板Ｗの中心の手前に着水して、着水したリンス液が基板Ｗの中心に向けて流れるようにリンス液を吐出する。
【０１４２】
図３５に明確に示すように、噴霧ノズル８７は、２ＦＪノズル５９の近傍に設けられており、２ＦＪノズル５９よりも基板Ｗの中心に近く、かつ２ＦＪノズル５９よりも基板Ｗの回転方向の下流側に設けられている。噴霧ノズル８７は、コーンスプレーノズルであり、円錐状に薬液を噴霧する。噴霧ノズル８７から噴射された薬液は、２ＦＪノズル５９の直下の位置に対して基板Ｗの回転に対する下流側に着水（着液）する。
【０１４３】
図３６に示すように、噴霧ノズル８７は、２ＦＪノズル５９に向けて若干傾けて設けられる。上述のように、噴霧ノズル８７は、２ＦＪノズル５９に対して、基板Ｗの中心側、かつ、基板Ｗの回転に対する下流側に設けられるので、噴霧ノズル８７からは、基板Ｗの外側、かつ基板Ｗの回転に対して上流側に向けて薬液が噴霧される。
【０１４４】
２ＦＪノズル５９の近傍に噴霧ノズル８７を設けて薬液を供給することで、２ＦＪノズル５９から気体とともに噴射する液体として超純水（ＤＩＷ）を用いた場合にも基板Ｗの帯電を軽減ないし防止できることは、第１２の実施の形態と同様である。本実施の形態では、さらに、噴霧ノズル８７を２ＦＪノズル５９よりも基板Ｗの回転方向の下流側に設けたことによって、以下の有利な効果が得られる。
【０１４５】
上述のように、噴霧ノズル８７は２ＦＪノズル５９の近傍に設けられ、２ＦＪノズル５９から噴射された気体と液体のジェット流が基板Ｗの上面と衝突する洗浄箇所の近傍に、噴霧ノズル８７から薬液が供給されるが、洗浄箇所において、噴霧ノズル８７から供給された薬液の層が厚くなりすぎると、薬液の層がクッションとなって、ジェット流による基板Ｗの上面の洗浄が不十分になることがある。
【０１４６】
そこで、本実施の形態では、噴霧ノズル８７による着水領域が２ＦＪノズル５９のジェット流による洗浄箇所よりも基板Ｗの回転方向の下流側に配置している。これにより、噴霧ノズル８７から基板Ｗの上面に提供された薬液は、基板Ｗの回転によって、洗浄箇所から遠ざかる方向に運ばれる。よって、洗浄箇所において薬液の層が厚くなりすぎることがなく、薬液の層のクッション効果による不十分な洗浄も軽減ないし回避できる。
【０１４７】
また、本実施の形態においても、第１２の実施の形態と同様に、噴霧ノズル８７は、基板Ｗの半径方向の外側に向けて傾いているので、噴霧ノズル８７から噴霧した薬液を基板Ｗの回転による遠心力によって基板Ｗの外縁に向けてスムーズに排出できる。なお、第１２、第１３の実施の形態において、アーム５７には洗浄液として薬液を噴霧するオンアームの噴霧ノズル８６または８７が設けられているが、噴霧ノズルに代えて薬液を供給する単管ノズルを設けても良い。
【０１４８】
図３７は、第１３の実施の形態の変形例における洗浄装置の平面図である。この変形例では、基板Ｗの外側には単管ノズルではなく、噴霧ノズル７１が設けられている。この噴霧ノズル７１は、基板Ｗの中心に向けてリンス液を噴霧し、かつ着水領域が基板Ｗの中心の手前から中心にかかり、着水したリンス液が基板Ｗの中心に向けて流れるように設けられる。その他の構成は上記と同様である。
【０１４９】
なお、本実施の形態でも、第１２の実施の形態と同様に、２ＦＪノズル５９から噴射される液体が基板Ｗの中心にまで達する場合には、オンアームの噴霧ノズル８７とは別に基板Ｗの外側に洗浄液供給ノズルを設けない構成としてもよい。
【０１５０】
（第１４の実施の形態）
図３８は、本発明の第１４の実施の形態における洗浄装置の平面図である。本実施の形態の洗浄装置では、アーム５７の先端部に２ＦＪノズル５９が設けられているが、オンアームの洗浄ノズルは設けられていない。基板Ｗの外側に、洗浄液として薬液を吐出する単管ノズル８３が設けられている。この単管ノズル８３は、上記の実施の形態と同様に、薬液が基板Ｗの中心の手前に着水して、着水した薬液が基板Ｗの中心に向けて流れるように薬液を吐出する。これによって、基板Ｗの中心付近で薬液の液流が形成されて、基板Ｗの中心付近で薬液が淀むことがなくなる。
【０１５１】
図３９は、本発明の第１４の実施の形態の変形例における洗浄装置の平面図である。この変形例では、単管ノズル８３の代わりに、洗浄液として薬液を噴霧する噴霧ノズル７３が用いられている。この噴霧ノズル７３は、基板Ｗの中心に向けて薬液を噴霧し、かつ着水領域が基板Ｗの中心の手前から中心にかかり、着水した薬液が基板Ｗの中心に向けて流れるように設けられる。このような噴霧ノズル７３を用いた場合にも、基板Ｗの中心付近で薬液が淀むことが防止される。
【０１５２】
（第１５の実施の形態）
図４０は、本発明の第１５の実施の形態における洗浄装置の側面図である。本実施の形態でも、一端が支柱５６に回転可能に支持されるアーム５７の他端側（先端部）に、２ＦＪノズル５９が設けられる。この２ＦＪノズル５９’は、上記の実施の形態のように鉛直方向に向けられるのではなく、基板Ｗの半径方向の外側に向かって傾いて設けられる。
【０１５３】
本実施の形態の洗浄装置によれば、ジェット流に含まれる液体が基板Ｗの半径方向外側の流れをもって基板Ｗに衝突するので、基板Ｗの上面に衝突した後の液体は、基板Ｗの外縁に向かって流れ、基板Ｗの回転による遠心力とも相まって、スムーズに基板Ｗの外縁から排出される。
【０１５４】
なお、上記の構成の２ＦＪノズ５９’とともに、第１２ないし第１３の実施の形態と同様に、オンアームの洗浄ノズルを設けてもよい。また、上記では、２ＦＪノズルを用い、かつオンアームの洗浄ノズルを設ける場合には、必ずしも基板Ｗの外側から基板Ｗの中心に向けて洗浄液を供給するノズルを設ける必要がないことを説明したが、本実施の形態のように、２ＦＪノズル５９’が基板Ｗの半径方向の外側に向けて傾斜している場合には、２ＦＪノズル５９’から噴射された液体の基板Ｗの中心に向かう流れが弱くなるため、上記の実施の形態と同様に、基板Ｗの外側に、噴霧ノズル８１及び／又は単管ノズル７１を一つ以上設けることが望ましい。
【０１５５】
（第１６の実施の形態）
図４１は、本発明の第１６の実施の形態の洗浄装置の斜視図である。本実施の形態のペンシル洗浄装置８０’は、図２４を参照して説明したペンシル洗浄装置８０と同様に、基板回転機構として４本のスピンドル５１と、昇降可能な鉛直方向に延びる支柱５６と、一端が支柱５６の先端部に回転可能に取り付けられ、水平方向に延びるアーム５７と、アーム５７の他端の下面に回転可能に取り付けられた円柱状のペンシル洗浄部材５８を備えている。
【０１５６】
本実施の形態のペンシル洗浄装置８０’は、スピンドル５１で支持して回転させる基板Ｗの上方に位置して、基板Ｗの表面に洗浄液を供給する１つの洗浄液供給ノズル８８が配置されているが、この洗浄液供給ノズル８８は、供給口が上下に２段になっている。本実施の形態の洗浄液供給ノズル８８は、２つの供給口５４１１、５４１２がいずれも洗浄液を扇形状に噴霧する噴霧ノズルである。
【０１５７】
図４１に示すように、上段の供給口５４１２から供給される洗浄液は、ペンシル洗浄部材５８のスキャン領域ＳＡに沿って、スキャン領域ＳＡの上流側に着水する。下段の供給口５４１１から供給される洗浄液は、上段の供給口５４１２の着水エリアよりも上流で、かつ、基板Ｗの半径方向に延びた領域に着水する。この下段の供給口５４１１の着水エリアは、基板Ｗの中心には達しておらず、基板Ｗの周縁には達している。
【０１５８】
上記のいくつかの実施の形態では、２つの洗浄液供給ノズルが隣接して設けられる例を説明したが、それらの例のように１つの洗浄液供給ノズルを隣接して設けると、互いの洗浄液が基板Ｗの上面に着水する前に容易に干渉してしまい、この干渉を避けるための調整が容易ではない。これに対して、本実施の形態のように上下二段の供給口を有する１つの洗浄液供給ノズルを用いることで、そのような調整の困難さを回避して、互いに干渉しないように２カ所から洗浄液を基板Ｗの上面に供給することができる。
【０１５９】
なお、本実施の形態では、洗浄液供給ノズル８８は、２つの供給口５４１１、５４１２のいずれもが扇形状に洗浄液を噴霧する噴霧ノズルとして機能するが、これに限られず、一方が単管ノズルであって他方が噴霧ノズルであってもよく、両方が単管ノズルであってもよい。上記のオンアームの洗浄液供給ノズルは、いずれもアーム５７の下面に設けられているが、オンアームの洗浄液供給ノズルは、アームの側方の面又は先端側の面に外付けされてもよい。また、洗浄液供給ノズル８８は、供給口が３つ以上ある３段以上の他段ノズルであってもよい。また、洗浄液供給ノズル８８の複数の供給口からはそれぞれ同一の洗浄液が供給されてもよいし、互いに異なる洗浄液（例えば、薬液とリンス液）が供給されてもよい。
【０１６０】
また、第１〜第１６の実施の形態では、ＣＭＰ工程において洗浄を行う洗浄装置を説明したが、本発明の洗浄装置は、例えば、フラットパネル製造工程、ＣＭＯＳやＣＣＤなどのイメージセンサ製造工程、ＭＲＡＭの磁性膜製造工程などにも適用される。
【０１６１】
さらに、第１〜第１６の実施の形態では、基板Ｗが水平方向に保持されて回転されたが、本発明の洗浄装置は、これに限らず、基板Ｗの表面が水平方向から傾いて保持されて回転されてもよい。また、基板回転機構も複数のスピンドルによるものに限らず、基板の外周部を保持するチャック部材を複数備え、それらのチャック部材が基板の中心軸を回転軸として回転する構成であってもよいし、基板Ｗを載置する保持テーブルを有し、保持テーブルが基板の中心軸を回転軸として回転する構成であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１６２】
本発明は、基板の中心部では、第１の単管ノズルから吐出される洗浄液の基板と水平な方向の流れの慣性力によって洗浄液が流れ、基板の中心部の外側では基板の回転による遠心力によって洗浄液が基板の外周に向けて流れるので、基板の全半径で洗浄液を流動させることができるという効果を有し、回転する半導体ウエハ等の基板の表面に洗浄液を供給しながら基板を洗浄する洗浄装置等として有用である。
【符号の説明】
【０１６３】
１０  ハウジング
１２  ロードポート
１４ａ〜１４ｄ  研磨ユニット
１６  第１洗浄ユニット
１８  第２洗浄ユニット
２０  乾燥ユニット
２２  第１搬送ロボット
２４  搬送ユニット
２６  第２搬送ロボット
４１、４３  単管ノズル
４２、４４、４５  噴霧ノズル
５０  ロール洗浄装置
５１  スピンドル
５１ａ  コマ
５２  上部ロール洗浄部材（ロールスポンジ）
５３  下部ロール洗浄部材（ロールスポンジ）
５４、５５  洗浄液供給ノズル
５６  支柱
５７  アーム
５８  ペンシル洗浄部材
５９、５９’  二流体ジェットノズル
６１、６３  単管ノズル
６２、６４  噴霧ノズル
６６、６７  噴霧ノズル
７１〜７４  噴霧ノズル
８０、８０’  ペンシル洗浄装置
８１、８３  単管ノズル
８２、８４  噴霧ノズル
８５、８６、８７  噴霧ノズル（オンアーム）
８８  洗浄液供給ノズル（二段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年11月1日(2018.11.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アームと、
前記アームの先端に支持され、前記アームの回動によって前記基板の中心から外周にかけて移動する二流体ジェットノズルと、
前記アームに設けられ、前記二流体ジェットノズルの近傍で前記基板の上面に洗浄液を供給するオンアームの洗浄液供給ノズルと、
を備えたことを特徴とする、洗浄装置。
【請求項２】
前記オンアームの洗浄液供給ノズルは、前記二流体ジェットノズルに対して前記基板の回転方向の下流側に設けられることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記オンアームの洗浄液供給ノズルは、前記二流体ジェットノズルに対して、前記基板の中心側、かつ、前記基板の回転方向の上流側に設けられることを特徴とする請求項１記載の洗浄装置。
【請求項４】
アームと、
前記アームの先端に支持され、前記アームの回動によって前記基板の中心から外周にかけて移動する二流体ジェットノズルと、
前記アームに設けられ、前記二流体ジェットノズルの近傍で前記基板の上面であって上記二流体ジェットノズルからのジェット流が前記基板表面に衝突する洗浄箇所の付近に導電性を有する薬液を供給するオンアームの噴霧ノズルと、
を備えたことを特徴とする洗浄装置。
【請求項５】
基板を保持して前記基板の中心軸を回転軸として前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第１の洗浄液を吐出する第１の単管ノズルと、
アームの先端に支持され、前記基板に垂直な中心軸周りに自転するとともに、前記アームの回動によって前記基板の中心から外周にかけて、前記基板の上面に摺接しながら移動するペンシル洗浄部材と、
を備え、
前記第１の単管ノズルは、前記第１の洗浄液が前記基板の中心の手前に着水して、着水した前記第１の洗浄液が前記基板の上面を前記基板の中心に向けて流れるように前記第１の洗浄液を吐出し、
前記第１の単管ノズルから吐出された前記第１の洗浄液の着水後の前記基板の上面おける液流が前記基板の中心を通過し、
前記第１の単管ノズルは、前記第１の洗浄液を前記ペンシル洗浄部材の移動軌跡より前記基板の回転方向の上流側に着水させることを特徴とする洗浄装置。
【請求項６】
基板を保持して前記基板の中心軸を回転軸として前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第１の洗浄液を吐出する第１の単管ノズルと、
アームの先端に支持され、前記アームの回動によって前記基板の中心から外周にかけて移動するペンシル洗浄部材又は二流体ジェットノズルと、
前記アームに設けられ、前記ペンシル洗浄部材又は前記二流体ジェットノズルの近傍で前記基板の上面に洗浄液を供給するオンアームの洗浄液供給ノズルと、
を備え、
前記第１の単管ノズルは、前記第１の洗浄液が前記基板の中心の手前に着水して、着水した前記第１の洗浄液が前記基板の上面を前記基板の中心に向けて流れるように前記第１の洗浄液を吐出し、
前記第１の単管ノズルから吐出された前記第１の洗浄液の着水後の前記基板の上面おける液流が前記基板の中心を通過することを特徴とする洗浄装置。
【請求項７】
基板を保持して前記基板の中心軸を回転軸として前記基板を回転させる基板回転機構と、
前記基板回転機構に保持された前記基板の上面に向けて第２の洗浄液を扇形状に噴霧する噴霧ノズルと、
を備え、
前記噴霧ノズルにおいて噴霧量が最大となる噴霧量最大方向は、噴霧中心から前記基板の中心寄りにずれていることを特徴とする洗浄装置。