基板清洗方法和清洗装置 【技术领域】
本发明涉及一种通过向基板表面供给施加有超声波的清洗液，不用刷子等接触基板表面而进行基板清洗的基板清洗方法和清洗装置。背景技术
为了清洗基板表面，采用向基板表面供给施加有超声波振动的纯水等清洗液的物理清洗方法。该清洗方法为利用空穴作用(cavatation)的方法，主要用于无法实施化学清洗的工序、例如形成金属配线之后的清洗工序中。
随着电子器件的小型化的进展，为了清除更加微小的异物或者进行不对器件产生损伤的清洗，开发了对清洗液施加数兆赫兹的高频的超声波并进行清洗的装置或者能够将向清洗液施加的超声波的功率(以下称为超声波输出)控制在从数十瓦特至数百瓦特的低功率范围内的装置。
图14为模式化地表示以前的超声波清洗装置(通过供给施加有超声波振动的清洗液来清洗基板表面的装置)的截面构造的图。
如图14所示，基板101通过真空卡盘102吸引保持。真空卡盘102通过马达103旋转驱动。基板101、真空卡盘102和马达103被收容在顶部开口的杯体104中。在杯体104的外侧设置着喷嘴支架105。喷嘴支架105的前端部，位于杯体104内的基板101地上侧。而且，在喷嘴支架105的前端部安装着向基板101喷出供给的纯水等清洗液的超声波喷嘴106。超声波喷嘴106，内装有利用高频发生器107产生振动的高频振子108。通过这样，超声波喷嘴106能够向纯水等清洗液施加超声波振动并喷出。
图15为模式化地表示图14所示的以前的超声波清洗装置中的超声波喷嘴106的扫描范围的俯视图。
如图15所示，超声波喷嘴106的扫描范围109被设定在连接晶片即基板101(被真空卡盘102吸引保持)的端部(外周上的一点)110和中心111的半径方向上。即超声波喷嘴106，在基板101上侧的端部110和中心111之间往复运动。
图16为表示利用图14所示的以前的超声波清洗装置的清洗顺序的图。
如图16所示，通过一面利用马达103以1000rpm的转速旋转基板101，一面从清洗喷嘴直径为4mm的超声波喷嘴106向基板101的表面供给施加有超声波振动的纯水，进行超声波清洗。这时利用喷嘴支架105，使超声波喷嘴106在上述的扫描范围109内、在基板101的半径方向上以40mm/秒的速度往复运动。这样，由于清洗螺旋间距(喷嘴描画的螺旋状的轨迹(从旋转的基板所看的轨迹)上的螺旋每转一圈的始点和终点之间的距离)比清洗喷嘴直径小很多，所以基板101的整个表面都通过处于超声波振动状态的纯水清洗。而且，如图16所示，通过在超声波清洗结束后停止来自超声波喷嘴106的纯水的供给并利用马达103以4000rpm的转速旋转基板101来干燥基板101。这样的清洗方法例如公开在专利文献1上。
专利文献1：特开平08-318235号公报
根据上述的以前的基板清洗方法，通过使基板转速为例如1000rpm，能够使清洗螺旋间距小于清洗喷嘴直径，所以能够控制清洗不均匀。但是，在基板上的异物的清除能力方面有局限，无法达到充分的异物清除率。虽然针对这一点，作为提高异物清除率的方法提出了增加清洗喷嘴在基板上的扫描次数的方法，但是该方法有清洗时间增长、器件生产能力降低的弊病。而且，虽然也提出了通过提高超声波输出来提高异物清除率的方法，但是在该方法中也有对器件产生损伤的弊病。发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的在于通过克服仅着眼于清洗不均匀的以前的基板清洗的缺点，实现能够防止生产能力的降低和器件损伤、且能够达到很高的异物清除率的基板清洗。
为了达到上述目的，本发明的第1基板清洗方法，以通过一边旋转基板、一边从设置在基板上侧的喷嘴向基板供给施加超声波的清洗液，来清洗基板的基板清洗方法为前提，以2600rpm以上、3500rpm以下的转速旋转正在清洗的基板。
根据第1基板清洗方法，以2600rpm以上、3500rpm以下的转速旋转正在进行超声波清洗的基板。具体地讲，一边以与以前的几百rpm左右的转速相比大得多的转速旋转基板，一边从喷嘴向基板供给施加了超声波的清洗液进行清洗。因此能够得到下面的效果。即，能够通过从喷嘴供给清洗液，利用强大的离心力的效果将垂直施加在基板主面上的超声波振动、沿着基板主面向基板的外侧方向传播。因此，能够不提高超声波输出或者增加清洗喷嘴的扫描次数而在短时间内将基板上的异物冲洗到基板的外侧，所以能够防止生产能力的降低和器件的损伤，达到较高的异物清除率。而且，与采用以前的基板转速的情况相比较，清洗螺旋间距更小，所以能够一边将清洗喷嘴的扫描次数控制为更少，即进一步缩短清洗时间，一边达到较高的异物清除率。并且，通过使清洗螺旋间距与清洗喷嘴直径的比达到最合适，具体地说通过使该比值为300分之一左右以下，能够最大限度地控制清洗不均匀，且整个基板表面都被超声波振动状态的清洗液清洗，所以能够将异物清除能力最大化。
并且，本说明书中所谓的超声波是指具有20kHz以上的频率的声波。而且，在本发明中对清洗液施加的超声波的频率不特别限定在上述的范围内，例如也可以对清洗液施加具有1300kHz以上、1700kHz以下的频率的超声波。
在第1基板清洗方法中，最好以2600rpm以上、3000rpm以下的转速旋转正在清洗的基板。
这样就能够防止由较高的基板转速引起的、异物从清洗杯等弹回并重新附着在基板上的情况。而且，也能够抑制正在清洗的基板干燥。
在第1基板清洗方法中，最好在从喷嘴向基板供给清洗液的同时，从其它的固定喷嘴向基板的中央部供给其它清洗液，这样，防止正在清洗的基板的中央部干燥。
这样就能够防止由较高的基板转速引起的、正在清洗的基板的中央部干燥，即，能够防止降低基板中央部的异物清除率。换言之，利用从固定喷嘴供给的清洗液，能够保持基板的整个面一直被清洗液漂洗的状态，所以附着在基板的中央部的异物被可靠地清除，因此能够防止降低基板中央部的异物清除率，实现在整个基板表面上没有不均匀产生的清洗效果。
并且，从超声波清洗用的喷嘴供给的清洗液的种类和从固定喷嘴供给的清洗液的种类，可以相同，也可以不同。
在第1基板清洗方法中，最好在从喷嘴向基板供给清洗液时，喷嘴在基板的上侧穿过基板的中心、从基板的端部到从基板的中心只离开规定的距离的位置进行往复运动。
这样，则与超声波清洗用的喷嘴在基板的端部和中心之间进行往复运动的情况相比较，在进行清洗的基板中央部，该喷嘴的每一次扫描期间的清洗时间延长。因此，即使在与基板周边部相比旋转速度(＝转速×离开基板中心的距离)小的基板中央部，也能够提高异物向基板外侧方向(横向)的移动效率。即，能够防止降低基板中央部的异物清除率，实现在整个基板表面上没有清洗不均匀产生的清洗效果。
而且，在该情况下，通过将上述的规定距离(超声波清洗用喷嘴的扫描范围的基板中央部的重叠距离)设定为10mm以上、20mm以下(或者构成基板的晶片的半径的10％以上、20％以下)，能够得到下面的效果。即，与增加超声波清洗用喷嘴的扫描次数、提高异物清除率的情况相比较，能够抑制清洗时间的增加，即器件生产能力的降低。
本发明的第2基板清洗方法，以通过一边旋转基板、一边从设置在基板上侧的喷嘴向基板供给施加有超声波的清洗液，来清洗基板的基板清洗方法为前提，在从喷嘴向基板供给清洗液时，喷嘴在基板的上侧进行往复运动，在以喷嘴的直径为D(单位：mm)、喷嘴的移动速度为V(单位：mm/秒)时，以260×V/D(单位：rpm)以上、350×V/D(单位：rpm)以下的转速旋转正在清洗的基板。
根据第2基板清洗方法，以260×V/D(rpm)以上、350×V/D(rpm)以下的转速旋转正在进行超声波清洗的基板。这里D(单位：mm)为超声波清洗用喷嘴的直径，V(单位：mm/秒)为超声波清洗用喷嘴的移动速度。另外，所谓移动速度V，是指例如往复运动中的平均速度，或者除去往返运动的折返点附近的等速运动部分的速度(主要速度)。第2基板清洗方法中的上述的基板转速范围，在例如喷嘴直径D为4mm、喷嘴移动速度V为40mm/秒的情况下，与第1基板清洗方法中的基板转速范围(2600rpm以上、3500rpm以下)一致。因此，能够通过从喷嘴供给清洗液，利用强大的离心力的效果将垂直施加在基板主面上的超声波振动、沿着基板主面向基板的外侧方向传播。因此，能够不提高超声波输出或者增加清洗喷嘴的扫描次数，而在短时间内将基板上的异物冲洗到基板的外侧，所以能够防止生产能力的降低和器件的损伤，达到较高的异物清除率。另外，与采用以前的基板转速的情况相比较，清洗螺旋间距更小，所以能够一面将清洗喷嘴的扫描次数控制为更少、即进一步缩短清洗时间，一面达到较高的异物清除率。并且，由于清洗螺旋间距与清洗喷嘴直径(＝喷嘴移动速度V/基板转速)的比为260分之一以下，即该比值为最合适，所以能够最大限度地抑制清洗不均匀，利用超声波振动状态的清洗液清洗整个基板表面，因此能够使异物清除能力最大化。
在第2基板清洗方法中，最好以260×V/D(单位：rpm)以上、300×V/D(单位：rpm)以下的转速旋转正在清洗的基板。
这样，就能够防止由较高的基板转速引起的、异物从清洗杯等弹回并重新附着在基板上的情况。而且，也能够抑制正在清洗的基板干燥。
在第2基板清洗方法中，最好在从喷嘴向基板供给清洗液的同时，从其它的固定喷嘴向基板的中央部供给其它清洗液，通过这样，防止正在清洗的基板的中央部干燥。
这样，就能够防止由较高的基板转速引起的、正在清洗的基板的中央部干燥，即，能够防止降低基板中央部的异物清除率。换言之，利用从固定喷嘴供给的清洗液，能够保持基板的整个面一直被清洗液漂洗的状态，所以附着在基板的中央部的异物被可靠地清除，因此能够防止降低基板中央部的异物清除率，实现在整个基板表面上没有不均匀产生的清洗效果。
并且，从超声波清洗用的喷嘴供给的清洗液的种类和从固定喷嘴供给的清洗液的种类，可以相同，也可以不同。
在第2基板清洗方法中，最好喷嘴在基板的上侧，穿过基板的中心从基板的端部到从基板的中心离开规定的距离的位置进行往复运动。
这样，则与超声波清洗用的喷嘴在基板的端部和中心之间进行往复运动的情况相比较，在进行清洗的基板中央部，该喷嘴的每一次扫描期间的清洗时间延长。因此，即使在与基板周边部相比旋转速度小的基板中央部，也能够提高异物向横向的移动效率。即，能够防止降低基板中央部的异物清除率，实现在整个基板表面上没有清洗不均匀产生的清洗效果。
而且，在该情况下，通过将上述的规定距离设定为10mm以上、20mm以下(或者构成基板的晶片的半径的10％以上、20％以下)，能够得到下面的效果。即，与增加超声波清洗用喷嘴的扫描次数、提高异物清除率的情况相比较，能够抑制清洗时间的增加，即器件生产能力的降低。
本发明的第3基板清洗方法，以通过一边旋转基板、一边从设置在基板上侧的喷嘴向基板供给施加有超声波的清洗液，来清洗基板的基板清洗方法为前提，在从喷嘴向基板供给清洗液时，喷嘴在基板的上侧穿过基板的中心从基板的端部到从基板的中心只离开规定的距离的位置进行往复运动。
根据第3基板清洗方法，与超声波清洗用的喷嘴在基板的端部和中心之间进行往复运动的情况相比较，在进行清洗的基板中央部，该喷嘴的每一次扫描期间的清洗时间延长。因此，即使在与基板周边部相比旋转速度小的基板中央部，也能够提高异物向横向的移动效率。即，能够防止降低基板中央部的异物清除率，实现在整个基板表面上没有清洗不均匀产生的清洗效果。
在第3基板清洗方法中，最好规定距离为10mm以上、20mm以下。
这样，则与增加超声波清洗用喷嘴的扫描次数、提高异物清除率的情况相比较，能够抑制清洗时间的增加，即器件生产能力的降低。
在第3基板清洗方法中，最好规定的距离为构成基板的晶片的半径的10％以上、20％以下。
这样，则与增加超声波清洗用喷嘴的扫描次数、提高异物清除率的情况相比较，能够抑制清洗时间的增加，即器件生产能力的降低。
本发明的清洗装置，具有保持基板的保持部、旋转保持部的马达和一边向清洗液施加超声波、一边向保持在保持部的基板供给该清洗液并且在基板的上侧进行往复运动的喷嘴；在以喷嘴的直径为D(单位：mm)、喷嘴的移动速度为V(单位：mm/秒)时，马达以260×V/D(单位：rpm)以上、350×V/D(单位：rpm)以下的转速旋转正在进行清洗的基板。
即，根据本发明的清洗装置，能够实施第2基板清洗方法，所以能够得到基于该方法的效果。
在本发明的清洗装置中，最好进而具有向保持在保持部的基板的中央部供给其它清洗液的其它固定喷嘴。
这样，就能够防止由较高的基板转速引起的、正在清洗的基板的中央部干燥，即，能够防止降低基板中央部的异物清除率。换言之，利用从固定喷嘴供给的清洗液，能够保持基板的整个面一直被清洗液漂洗的状态，所以附着在基板的中央部的异物被可靠地清除，因此能够防止降低基板中央部的异物清除率，实现在整个基板表面上没有不均匀产生的清洗效果。
并且，从超声波清洗用的喷嘴供给的清洗液的种类和从固定喷嘴供给的清洗液的种类，可以相同，也可以不同。
在本发明的清洗装置中，最好喷嘴在基板的上侧穿过基板的中心，从基板的端部到从基板的中心只离开规定的距离的位置进行往复运动。
这样，则与超声波清洗用的喷嘴在基板的端部和中心之间进行往复运动的情况相比较，在进行清洗的基板中央部，该喷嘴的每一次扫描期间的清洗时间延长。因此，即使在与基板周边部相比旋转速度小的基板中央部，也能够提高异物向横向的移动效率。即，能够防止降低基板中央部的异物清除率，实现在整个基板表面上没有清洗不均匀产生的清洗效果。
而且，在该情况下，通过将上述的规定距离设定为10mm以上、20mm以下(或者构成基板的晶片的半径的10％以上、20％以下)，能够得到下面的效果。即，与增加超声波清洗用喷嘴的扫描次数、提高异物清除率的情况相比较，能够抑制清洗时间的增加，即器件生产能力的降低。附图说明
图1为模式化地表示本发明的实施例1的清洗装置的构造的图。
图2为模式化地表示本发明的实施例1的清洗装置中的超声波喷嘴的扫描范围的俯视图。
图3为表示使用本发明的实施例1的清洗装置进行的清洗顺序的一例的图。
图4为表示在使用本发明的实施例1的清洗装置进行的基板清洗中，改变从超声波喷嘴供给的纯水的流量的情况下的异物清除率的曲线图。
图5为表示在使用本发明的实施例1的清洗装置进行的基板清洗中，改变超声波喷嘴和基板之间的距离的情况下的异物清除率的曲线图。
图6为表示在使用本发明的实施例1的清洗装置进行的基板清洗中，改变高频发生器的输出电流值的情况下的异物清除率的曲线图。
图7为表示在使用本发明的实施例1的清洗装置进行的基板清洗中，改变基板转速的情况下的异物清除率的曲线图。
图8为模式化地表示在使用本发明的实施例1的清洗装置清洗基板时超声波喷嘴描画的螺旋状的轨迹(从旋转的基板所看的轨迹)的图。
图9为模式化地表示本发明的实施例2的清洗装置的构成图。
图10为表示使用本发明的实施例2的清洗装置进行的清洗顺序的一例的图。
图11为表示为了确认使用本发明的实施例2的清洗装置进行的基板清洗的有效性，而与使用没有固定喷嘴的清洗装置的情况之间比较其异物清除率的结果的图。
图12为模式化地表示本发明的实施例3的清洗装置中的超声波喷嘴的扫描范围的俯视图。
图13为表示为了确认使用本发明的实施例3的清洗装置中的超声波喷嘴的扫描范围进行的基板清洗的有效性，而与不使喷嘴扫描范围在基板中央部重叠的情况之间比较其异物清除率的结果的图。
图14为模式化地表示以前的超声波清洗装置的构成图。
图15为模式化地表示以前的超声波清洗装置中的超声波喷嘴的扫描范围的俯视图。
图16为表示使用以前的超声波清洗装置进行的清洗顺序的图。
图中：1-基板，2-真空卡盘，3-马达，4-杯体，5-喷嘴支架，6-超声波喷嘴，7-高频发生器，8-高频振子，9-超声波喷嘴的扫描范围，10-基板的端部，11-基板中心，12-超声波喷嘴的螺旋状轨迹，13-超声波喷嘴的螺旋状轨迹上的螺旋的一圈的始点，14-超声波喷嘴的螺旋状轨迹上的螺旋的一圈的终点，20-固定喷嘴，30-超声波喷嘴的扫描范围，31-从基板上的中心离开规定距离的位置，P-清洗螺旋间距。具体实施方式
(实施例1)
下面参照附图说明本发明的实施例1的基板清洗方法和清洗装置。
图1为模式化地表示实施例1的清洗装置，具体地说为通过供给施加有超声波振动的清洗液来清洗基板表面的超声波清洗装置的截面构造的图。
如图1所示，基板1通过保持部(具体为真空卡盘)2吸引保持。真空卡盘2通过马达3旋转驱动。基板1、真空卡盘2和马达3被收容在顶部开口的杯体(罩)4中。在杯体4的外侧设置着喷嘴支架5。喷嘴支架5的前端部位于杯体4内的基板1的上侧。而且，在喷嘴支架5的前端部安装着向基板1喷出供给的纯水等清洗液的超声波喷嘴6。在超声波喷嘴6上安装着利用高频发生器7产生振动的高频振子8。通过这样，超声波喷嘴6能够向纯水等清洗液施加超声波振动并喷出。
图2为模式化地表示图1所示的本实施例的超声波清洗装置中的超声波喷嘴6的扫描范围的俯视图。
如图2所示，超声波喷嘴6的扫描范围9被设定在连接晶片即基板1(被真空卡盘2吸引保持)的端部(外周上的一点)10和中心11的半径方向上。即，超声波喷嘴6在基板1上侧的端部10和中心11之间往复运动。
本实施例的超声波清洗装置的特征为，马达3以2600rpm以上的转速旋转正在清洗的基板1。
图3为表示使用图1所示的本实施例的超声波清洗装置进行的清洗顺序的一例的图。
如图3所示，通过一面利用马达3以例如3000rpm的转速旋转基板1，一面从例如清洗喷嘴直径为4mm的超声波喷嘴6向基板1的表面供给施加有超声波振动的清洗液、例如纯水，进行超声波清洗。这时利用喷嘴支架5，使超声波喷嘴6在上述的扫描范围9内、在基板1的半径方向上以例如40mm/秒的速度往复运动。这样，由于清洗螺旋间距(＝喷嘴移动速度/基板转速)比清洗喷嘴直径小很多，具体地说，清洗螺旋间距为清洗喷嘴直径的300分之一，所以基板1的整个表面都通过处于超声波振动状态的纯水进行可靠地清洗。而且，与采用以前的基板转速、例如采用1000rpm的转速的情况相比较，清洗螺旋间距为3分之一的尺寸，所以能够确保异物清除率不低于以前，并且减少超声波喷嘴6的扫描次数，通过这样能够缩短清洗时间。
而且，如图3所示，通过在超声波清洗结束后停止来自超声波喷嘴6的纯水的供给并利用马达3以例如4000rpm的转速旋转基板1，干燥基板1。
而且，超声波喷嘴6的移动速度是指例如超声波喷嘴6往复运动中的平均速度，或者除去该往复运动的折返点附近的等速运动部分的速度(主要速度)。另外，超声波喷嘴6也可以一边在基板1上侧的端部10和中心11之间描画例如直线状的轨迹一边进行往复运动(参照图2)，或者也可以一边描画圆弧状的轨迹一边进行往复运动。
下面说明为了确认使用图1所示的清洗装置的本实施例的基板清洗的有效性，而分别改变4个参数(清洗液流量、喷嘴与基板(晶片)之间的距离、高频发生器的输出电流值、基板转速)情况下评价对异物清除效果(异物清除率)产生的影响的结果。并且，将高频发生器7的输出频率和输出电压值分别固定为例如1.5MHz和50V，同时使高频发生器7的输出电流值在0.4～1.0A的范围内可调。而且，异物清除率的评价通过在清洗前的基板1上附着例如4000～5000个左右的硅的微粒子，在清洗后测定残存在基板1上的硅的微粒子的数量并计算该微粒子的清除率(单位：％)来进行。
图4为表示改变清洗液流量、即从超声波喷嘴6向基板1供给的纯水的流量的情况下的异物清除率的曲线图。关于清洗液流量之外的其它参数，高频发生器7的输出电流值固定为0.8A、超声波喷嘴6与基板1之间的距离固定为15mm、基板转速固定为3000rpm。如图4所示，随着超声波喷嘴6的纯水流量增大，异物清除率增高，在0.7～1.0L/min的纯水流量下，异物清除率几乎达到峰值。
图5为表示改变超声波喷嘴6和基板1之间的距离的情况下的异物清除率的曲线图。关于超声波喷嘴6和基板1之间的距离之外的其它参数，高频发生器7的输出电流值固定为0.8A、超声波喷嘴6的纯水流量固定为0.8L/min、基板转速固定为3000rpm。如图5所示，随着超声波喷嘴6和基板1之间的距离增加，异物清除率有略微降低的倾向，但是异物清除率相对于该距离的依存性并不太大。
图6为表示改变高频发生器7的输出电流值的情况下的异物清除率的曲线图。这里，由于高频发生器7的输出电压值固定，所以高频发生器7的输出电流值增大，则高频发生器7的输出功率就增加。而且，关于高频发生器7的输出电流值之外的其它参数，超声波喷嘴6的纯水流量固定为0.8L/min、超声波喷嘴6与基板1之间的距离固定为15mm、基板转速固定为3000rpm。如图6所示，随着高频发生器7的输出电压值增加，异物清除率增高，在该输出电压值达到0.8A时，异物清除率几乎达到峰值。
根据上面的图4～图6所示的实验数据，在图1所示的本实施例的清洗装置中，作为基板转速之外的参数条件，将超声波喷嘴6的纯水流量固定为0.7～1.0L/min左右、超声波喷嘴6与基板1之间的距离固定为10～20mm左右、高频发生器7的输出电流值固定为0.8A左右较为理想。
图7为表示改变基板转速、即基于马达3的基板1的转速的情况下的异物清除率的曲线图。关于基板转速之外的其它参数，超声波喷嘴6的纯水流量固定为0.8L/min、超声波喷嘴6与基板1之间的距离固定为15mm、高频发生器7的输出电流值固定为0.8A。如图7所示，随着基板转速增加，异物清除率增高，基板转速达到2600rpm以上，则异物清除率几乎饱和。即，这是在本实施例中采用2600rpm以上的基板转速的理由。
而且，如图7所示，在以前的清洗方法中采用的1000rpm左右的转速下，异物清除率的数据的波动大，可以推测产生了清洗不均匀。即，仅仅使清洗螺旋间距小于清洗喷嘴直径，不能够充分地抑制清洗不均匀。
另一方面，如图7所示，在本实施例中采用的2600rpm以上的基板转速下，异物清除率的数据的波动小，与以前的清洗方法相比较，清洗不均匀得到了抑制。即，通过将清洗螺旋间距相对于清洗喷嘴直径的比值设定为300分之一左右以下，能够使异物清除能力最大化。正确地讲，在图1所示的本实施例的清洗装置的情况下，由于清洗喷嘴直径为4mm、喷嘴移动速度为40mm/秒，所以考虑到清洗螺旋间距＝喷嘴移动速度/基板转速的关系，通过将清洗螺旋间距相对于清洗喷嘴直径的比值设定为260分之一左右以下，能够使异物清除能力最大化。
如上所述，根据实施例1，以2600rpm以上的转速旋转正在超声波清洗的基板1。具体而言，一边以与以前的几百rpm左右的转速相比较大得多的转速旋转基板1，一边从超声波喷嘴6向基板1供给施加有超声波的清洗液(具体为纯水)并进行清洗。因此能够得到下面的效果。即，能够通过从超声波喷嘴6供给清洗液，利用强大的离心力的效果将垂直施加在基板1的主面上的超声波振动沿着基板1的主面向基板1的外侧方向传播。因此，能够不提高超声波输出或者增加超声波喷嘴6的扫描次数而在短时间内将基板1上的异物冲洗到基板1的外侧，所以能够防止生产能力的降低和器件的损伤，达到较高的异物清除率。另外，与采用以前的基板转速的情况相比较，清洗螺旋间距更小，所以能够一边将超声波喷嘴6的扫描次数控制为更少、即进一步缩短清洗时间，一边达到较高的异物清除率。并且，通过使清洗螺旋间距与清洗喷嘴直径的比达到最合适，具体地说通过使该比值为260分之一左右以下，能够最大限度地控制清洗不均匀，且整个基板1表面都被超声波振动状态的清洗液清洗，所以能够将异物清除能力最大化。
并且，在实施例1中，虽然基板转速、即基于马达3的基板1的转速的上限，基本上受到清洗装置的性能方面的限制，但是从防止由较高的基板转速引起的、异物从杯体4等弹回并重新附着在基板1上的情况的角度出发，使基板转速为3500rpm以下、且最好为3000rpm以下较为理想。通过这样对基板转速设置上限，也能够抑制正在清洗的基板1干燥。
而且，虽然在实施例1中，采用了2600rpm以上的基板转速，但是由该较大的基板转速引起的效果，随着喷嘴直径和喷嘴移动速度等其它清洗装置参数而变化。即，在考虑到该参数的情况下，通过采用例如260×V/D(单位：rpm)以上的基板转速，能够得到与本实施例相同的效果。下面说明其理由。并且在上面的算式中，D(单位：mm)为超声波喷嘴的直径，V(单位：mm/秒)为超声波喷嘴的移动速度。
图8为模式化地表示使用本实施例的超声波清洗装置清洗基板1时超声波喷嘴6描画的螺旋状的轨迹(从旋转的基板1所看的轨迹)的图。超声波喷嘴6在基板1上侧的端部10和中心11之间往复运动的情况下(参照图2)，如图8所示，超声波喷嘴6(正确地说为超声波喷嘴6在基板1上的中心的正投影点)描画以中心11为始点(或者终点)的螺旋状的轨迹12。这里，清洗螺旋间距P为螺旋转一圈的始点(或者终点)13和终点(或者始点)14之间的距离。如上所述，在通过增大基板转速来减小清洗螺旋间距P、通过这样将清洗螺旋间距P与清洗喷嘴直径D的比设定为260分之一以下的情况下，能够得到异物清除能力的最大化的效果。即，由于清洗螺旋间距P＝喷嘴移动速度V/基板转速，所以通过将基板转速设定为260×V/D以上，能够将清洗螺旋间距P与清洗喷嘴直径D的比设定为260分之一以下，通过这样能够得到异物清除能力的最大化的效果。并且，从防止在基板1清洗过程中从杯体4等弹回异物和基板1干燥等的观点出发，基板转速为350×V/D以下、最好为300×V/D以下较为理想。
而且，虽然在实施例1中，使用纯水作为从超声波喷嘴6向基板1供给的清洗液，但是在采用例如氢水或臭氧水等代替的情况下也能够得到同样的效果。而且，通过超声波喷嘴6对清洗液施加的超声波的频率不特别限制，例如可以对清洗液施加具有1300kHz以上、1700kHz以下的频率的超声波。
另外，虽然在实施例1中，为了干燥超声波清洗后的基板1而采用了4000rpm的基板转速，但是如果该基板转速处于能够得到干燥效果的范围内，那么不特别限定。例如，即使为本实施例的超声波清洗时使用的2600rpm的基板转速也能够得到充分的干燥效果。而且，作为能够同时满足生产能力和清洗装置的设计强度的基板转速，例如也可以采用3000rpm以上、5000rpm以下的转速干燥基板1。
(实施例2)
下面参照附图说明本发明的实施例2的基板清洗方法和清洗装置。
图9为模式化地表示实施例2的清洗装置，具体地说为通过供给施加有超声波振动的清洗液来清洗基板表面的超声波清洗装置的截面构造的图。并且在图9中，通过对与图1所示的实施例1的清洗装置相同的构成要素赋予相同的符号来省略其说明。
如图9所示，本实施例的清洗装置与图1所示的实施例1的清洗装置的不同之处为，在杯体4的外侧，在超声波喷嘴6之外，配置有用于向基板1的中央部供给清洗液的固定喷嘴20。即，固定喷嘴20的方向以能够向基板1的中心喷出清洗液的形式确定。
并且，本实施例的清洗装置中的超声波喷嘴6的扫描范围与图2所示的实施例1中的超声波喷嘴6的扫描范围相同。
图10为表示使用图9所示的本实施例的超声波清洗装置进行的清洗顺序的一例的图。
如图10所示，本实施例的清洗顺序与图3所示的实施例1的清洗顺序的不同之处为，在使用超声波喷嘴6进行超声波清洗的同时，从固定喷嘴20以例如0.8L/min的流量向基板1的中央部供给例如纯水等清洗液。即，在本实施例的清洗顺序中，一边利用马达3以例如3000rpm的转速旋转基板1，一边在实施例1的超声波清洗的基础上进行利用固定喷嘴20实施的漂洗处理。
但是，根据实施例1的基板清洗，异物清除率最高为90％左右(参照图4～图7)。这时，未清除掉而残留在基板上的异物集中在基板中央部。
针对这一点，在本实施例中，由于在利用超声波喷嘴6进行超声波清洗的同时、从固定喷嘴20向基板1的中央部供给清洗液，所以在实施例1效果的基础上，能够得到下面的效果。即，能够防止由2600rpm以上的较高的基板转速引起的正在清洗的基板1的中央部干燥，也就是说，能够防止基板1中央部的异物清除率降低。换言之，通过利用从固定喷嘴20供给的清洗液，能够一直保持基板1的整个表面为被清洗液漂洗的状态，所以附着在基板1的中央部的异物也被可靠地清除。因此，能够防止基板1的中央部的异物清除率的降低，实现在基板1的整个面上都没有不均匀发生的清洗效果。
下面参照图11说明为了确认使用图9所示的清洗装置的本实施例的基板清洗的有效性，与使用没有固定喷嘴20的实施例1的清洗装置(参照图1)的情况之间比较其异物清除率的结果。并且，异物清除率的评价通过在清洗前的基板1上附着例如4000～5000个左右的硅的微粒子，在清洗后测定残存在基板1上的硅的微粒子的数量并计算该微粒子的清除率(单位：％)来进行。另外，任何一个结果都是在下面的条件下得到的。即，高频发生器7的输出频率、输出电压值和输出电流值分别为1.5MHz、50V、0.8A，超声波喷嘴6的纯水流量为0.8L/min，超声波喷嘴6和基板1之间的距离为15mm，基板转速为3000rpm。如图11所示，根据使用固定喷嘴20的本实施例的基板清洗，与不使用固定喷嘴20的情况相比较，异物清除率提高5％左右。
并且，虽然在实施例2中使用纯水作为从固定喷嘴20向基板1的中央部供给的清洗液，但是在采用例如氢水或臭氧水等代替的情况下也能够得到同样的效果。而且，从超声波喷嘴6供给的清洗液的种类和从固定喷嘴20供给的清洗液的种类，可以相同，也可以不同。
(实施例3)
下面参照附图说明本发明的实施例3的基板清洗方法和清洗装置。
并且，本实施例的清洗装置的基本构造和清洗顺序与实施例1的清洗装置的基本构造(参照图1)和清洗顺序(参照图3)相同，故省略说明。
图12为模式化地表示本实施例的超声波清洗装置中的超声波喷嘴6的扫描范围(下面称为喷嘴扫描范围)的俯视图。
如图12所示，本实施例的喷嘴扫描范围与图2所示的实施例1的喷嘴扫描范围的不同之处如下所述。即，如图2所示，实施例1的喷嘴扫描范围9被设定在连接晶片即基板1的端部10和中心11的半径方向上。即，超声波喷嘴6在基板1上侧的端部10和中心11之间进行往复运动。与之相对，如图12所示，实施例3的喷嘴扫描范围(超声波喷嘴6的可动范围)30被设定在在基板1的上侧、连接端部10和越过中心11规定的距离(例如10～20mm左右)的位置31的半径方向上。换言之，在实施例3中，超声波喷嘴6在基板1的上侧、穿过基板1的中心11、从基板的端部10到从基板的中心11离开规定的距离(下面称为重叠距离)的位置31进行往复运动。
并且，超声波喷嘴6可以在基板1上侧的端部10和中心31之间描画例如直线状的轨迹进行往复运动(参照图12)，或者也可以描画圆弧状的轨迹进行往复运动。
但是，根据实施例1的基板清洗，异物清除率最高为90％左右(参照图4～图7)。这时，未清除掉而残留在基板上的异物集中在基板中央部。
针对这一点，在本实施例中，使超声波喷嘴6的扫描范围30在基板1的中央部重叠10～20mm左右，所以能够在实施例1的基础上得到下面的效果。即，在正在清洗的基板1的中央部(距基板中心10～20mm左右的区域)，超声波喷嘴6的每扫描一次的时间延长。因此，即使在与基板1周边部相比旋转速度(＝转速×离开基板中心的距离)小的基板中央部，也能够提高异物向基板外侧方向(横向)的移动效率。即，能够防止基板1的中央部的异物清除率降低，实现在整个基板1的表面上没有清洗不均匀产生的清洗效果。
下面参照图13说明为了确认采用图12所示的喷嘴扫描范围(具体为从基板的端部到越过中心20mm的位置)30的本实施例的基板清洗的有效性，与采用图2所示的喷嘴扫描范围(具体为从基板端部到中心)9的实施例1的基板清洗之间比较其异物清除率的结果。并且，异物清除率的评价通过在清洗前的基板1上附着例如4000～5000个左右的硅的微粒子，在清洗后测定残存在基板1上的硅的微粒子的数量并计算该微粒子的清除率(单位：％)来进行。另外，任何一个结果都是在下面的条件下得到的。即，高频发生器7的输出频率、输出电压值和输出电流值分别为1.5MHz、50V、0.8A，超声波喷嘴6的纯水流量为0.8L/min，超声波喷嘴6和基板1之间的距离为15mm，基板转速为3000rpm。如图13所示，通过使超声波喷嘴6的扫描范围30为从基板1的端部10到从中心11越过20mm的位置31的范围，与在基板1的中央部喷嘴扫描范围不重叠的情况相比较，异物清除率提高5％左右。
并且，虽然在实施例3中，超声波喷嘴6在基板1的中央部的重叠距离不特别限定，但是通过将该重叠距离设定为10mm以上、20mm以下(或者构成基板1的晶片的半径的10％以上、20％以下)，能够得到下面的效果。即，与增加超声波喷嘴6的扫描次数以提高异物清除率的情况相比较，能够抑制清洗时间延长、即器件生产能力的降低。
另外，在实施例3中，采用了与实施例1相同的清洗装置和清洗顺序。换言之，以2600rpm以上的转速旋转正在超声波清洗的基板1。但是，即使在以低于2600rpm的转速旋转正在超声波清洗的基板1的情况下，本实施例的上述的效果(防止基板中央部的异物清除率的降低以及抑制器件生产能力的降低)，与在基板1的中央部喷嘴扫描范围不重叠的情况相比较也会体现。
另外，在实施例3中，也可以采用与实施例2相同的清洗装置(参照图9)代替与实施例1相同的清洗装置。换言之，也可以在超声波喷嘴6之外设置向基板1的中央部供给清洗液的固定喷嘴20，在利用超声波喷嘴6进行超声波清洗的同时，从固定喷嘴20向基板1的中央部供给清洗液。这样，则即使在采用2600rpm以上的较高的基板转速的情况下，也能够进一步可靠地防止正在清洗的基板1的中央部干燥、即基板1的中央部的异物清除率降低。
(发明效果)
根据本发明，由于一边以与以前的几百rpm左右的转速相比大得多的转速旋转基板一边进行超声波清洗，所以能够利用强大的离心力的效果将垂直施加在基板主面上的超声波振动沿着基板主面向基板的外侧方向传播。因此，能够不提高超声波输出或者增加清洗喷嘴的扫描次数而在短时间内将基板上的异物冲洗到基板的外侧，所以能够防止生产能力的降低和器件的损伤，并达到较高的异物清除率。而且，与采用以前的基板转速的情况相比较，清洗螺旋间距更小，所以能够一边将清洗喷嘴的扫描次数控制为更少、即进一步缩短清洗时间，一边达到较高的异物清除率。并且，通过使清洗螺旋间距与清洗喷嘴直径的比值达到最合适，能够最大限度地控制清洗不均匀，且整个基板表面都能够被超声波振动状态的清洗液清洗，所以能够使异物清除能力最大化。
另外，根据本发明，由于在进行超声波清洗时使喷嘴扫描范围在基板中央部重叠，所以与喷嘴扫描范围不在基板中央部重叠的情况相比较，喷嘴每扫描一次的清洗时间延长。因此，即使在与基板周边部相比旋转速度小的基板中央部，也能够提高异物向横向的移动效率，所以能够防止降低基板中央部的异物清除率，实现在整个基板的表面上没有清洗不均匀产生的清洗效果。另外，与增加清洗喷嘴的扫描次数以提高异物清除率的情况相比较，能够抑制清洗时间延长、即器件生产能力的降低。