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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6093569
(24)【登録日】2017年2月17日
(45)【発行日】2017年3月8日
(54)【発明の名称】基板洗浄装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/304 20060101AFI20170227BHJP
【ＦＩ】
H01L21/304 643A
H01L21/304 643C
【請求項の数】8
【全頁数】13
(21)【出願番号】特願2012-287122(P2012-287122)
(22)【出願日】2012年12月28日
(65)【公開番号】特開2014-130884(P2014-130884A)
(43)【公開日】2014年7月10日
【審査請求日】2015年7月8日
(73)【特許権者】
【識別番号】000000239
【氏名又は名称】株式会社荏原製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100091498
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 勇
(74)【代理人】
【識別番号】100093942
【弁理士】
【氏名又は名称】小杉 良二
(74)【代理人】
【識別番号】100118500
【弁理士】
【氏名又は名称】廣澤 哲也
(72)【発明者】
【氏名】石橋 知淳
【審査官】
井上 弘亘
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１２−１７４９３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００４−０７９７６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】
特開２００５−３５３７３９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｈ０１Ｌ ２１／３０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面を上向きにして基板を保持し回転させる基板保持機構と、
気体と液体との２流体ジェット流を前記基板保持機構で保持された基板の表面に向けて下向きに噴射する２流体ノズルと、
前記２流体ノズルを前記基板保持機構で保持された基板の中心部から外方に向けて一方向に移動させる移動機構とを有し、
前記２流体ノズルは、前記２流体ノズルの噴射口から噴射される２流体ジェット流が、該２流体ジェット流の噴射中心線と鉛直線との間に所定の傾斜角をもって、前記２流体ノズルの進行方向に沿った前方で基板の表面と衝突するように構成されており、かつ、前記２流体ノズルの前記噴射口から噴射される２流体ジェット流が、該２流体ジェット流の噴射中心線と２流体ノズルの進行方向に沿った直線との間に平面上の所定の捻れ角をもって、基板の回転方向の上流側で基板の表面と衝突するように構成されていることを特徴とする基板洗浄装置。
気体と液体との２流体ジェット流を前記基板保持機構で保持された基板の表面に向けて下向きに噴射する２流体ノズルと、
前記２流体ノズルを前記基板保持機構で保持された基板の中心部から外方に向けて一方向に移動させる移動機構とを有し、
前記２流体ノズルは、前記２流体ノズルの噴射口から噴射される２流体ジェット流が、該２流体ジェット流の噴射中心線と鉛直線との間に所定の傾斜角をもって、前記２流体ノズルの進行方向に沿った前方で基板の表面と衝突するように構成されており、かつ、前記２流体ノズルの前記噴射口から噴射される２流体ジェット流が、該２流体ジェット流の噴射中心線と２流体ノズルの進行方向に沿った直線との間に平面上の所定の捻れ角をもって、基板の回転方向の上流側で基板の表面と衝突するように構成されていることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項2】
前記傾斜角θは、０°を超え４５°以下であることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
【請求項3】
前記捻れ角は、０°を超え３０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
【請求項4】
前記２流体ノズルの前記噴射口は、長方形状の細長い形状を有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の基板洗浄装置。
【請求項5】
表面を上向きにして基板を保持し回転させる基板保持機構と、
気体と液体との２流体ジェット流を前記基板保持機構で保持された基板の表面に向けて下向きに噴射する２流体ノズルと、
前記２流体ノズルを前記基板保持機構で保持された基板の中心部から外方に向けて一方向に移動させる移動機構とを有し、
前記２流体ノズルは、前記２流体ノズルから噴射される２流体ジェット流が、該２流体ジェット流の噴射中心線と鉛直線との間に所定の傾斜角をもって、前記２流体ノズルの進行方向に沿った前方で基板の表面と衝突するように構成されており、
前記基板保持機構で保持した基板の周囲を囲繞する飛散防止カップを有し、前記飛散防止カップの前記２流体ノズルの進行方向に沿った前方位置には、開口部を拡げた集中排気口が設けられていることを特徴とする基板洗浄装置。
気体と液体との２流体ジェット流を前記基板保持機構で保持された基板の表面に向けて下向きに噴射する２流体ノズルと、
前記２流体ノズルを前記基板保持機構で保持された基板の中心部から外方に向けて一方向に移動させる移動機構とを有し、
前記２流体ノズルは、前記２流体ノズルから噴射される２流体ジェット流が、該２流体ジェット流の噴射中心線と鉛直線との間に所定の傾斜角をもって、前記２流体ノズルの進行方向に沿った前方で基板の表面と衝突するように構成されており、
前記基板保持機構で保持した基板の周囲を囲繞する飛散防止カップを有し、前記飛散防止カップの前記２流体ノズルの進行方向に沿った前方位置には、開口部を拡げた集中排気口が設けられていることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項6】
前記集中排気口は、専用の排気ダクトに連通していることを特徴とする請求項５に記載の基板洗浄装置。
【請求項7】
前記２流体ノズルは、その下端側が前記捻れ角をもって、基板の回転方向の上流側に向けて捻られるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
【請求項8】
前記２流体ノズルの前記噴射口は円形を有していることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板洗浄装置に係り、特に半導体ウエハ等の基板の表面（研磨面）を、２流体ジェット洗浄を利用して非接触で洗浄する基板洗浄装置に関する。本発明の基板洗浄装置は、φ４５０ｍｍの大口径の半導体ウエハにも対応でき、フラットパネル製造工程やＣＭＯＳやＣＣＤなどのイメージセンサー製造工程、ＭＲＡＭの磁性膜製造工程などにも適用される。
【背景技術】
【0002】
近年の半導体デバイスの微細化に伴い、基板上に物性の異なる様々な材料の膜を形成してこれを洗浄することが広く行われている。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）で基板表面の余分な金属を研磨除去するようにしており、ＣＭＰ後の基板表面には、金属膜、バリア膜及び絶縁膜などの水に対する濡れ性の異なる複数種の膜が露出する。
【0003】
ＣＭＰによって、金属膜、バリア膜及び絶縁膜などが露出した基板表面には、ＣＭＰに使用されたスラリーの残渣（スラリー残渣）や金属研磨屑などのパーティクル（ディフェクト）が存在し、基板表面の洗浄が不十分となって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の水に対する濡れ性の異なる膜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。
【0004】
半導体ウエハ等の基板の表面を非接触で洗浄する洗浄方式の一つとして、２流体ジェット（２ＦＪ）を使用した２流体ジェット洗浄が知られている（特許文献１，２等参照）。２流体ジェット洗浄は、図１に示すように、表面（研磨面）を上向きにして、回転方向Ｒに水平回転している基板Ｗの上方に２流体ノズル１００を下向きで垂直方向に配置し、基板Ｗの半径方向に沿って基板Ｗの中心部から外方に延びる移動方向Ｍに沿って、２流体ノズル１００を基板Ｗと平行に一方向に移動させつつ、該２流体ノズル１００から高速気体に乗せたミスト（微小液滴）からなる２流体ジェット流を基板Ｗの表面に向けて下向きに噴出させて衝突させ、この微小液滴の基板Ｗの表面への衝突で発生した衝撃波を利用して基板Ｗの表面のパーティクルを除去（洗浄）するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第３５０４０２３号公報
【特許文献2】特開２０１０−２３８８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来の２流体ジェット洗浄にあっては、特に疎水性の表面を有する基板の該表面を洗浄するときに、一旦除去したパーティクルや空間に浮遊するミスト（微小液滴）が基板表面に付着しやすく、基板の表面全域を高い洗浄度で洗浄することが困難となる。つまり、図２，３に示すように、２流体ノズル１００から高速気体に乗せたミストを水平回転している基板Ｗの表面に向けて鉛直方向に下向きに噴出させて基板Ｗの表面に衝突させると、ミストは、基板Ｗの表面に衝突した後に周囲にほぼ均等に拡がって空間内に飛散して基板Ｗの表面に付着する。また、図４に示すように、ミストの衝突によって基板Ｗの表面から舞い上がったパーティクル１０２は、基板Ｗの表面に衝突した後に周囲にほぼ均等に拡がる気流に乗って浮遊し、基板Ｗの表面の洗浄済みエリアに舞い降りて付着する。そして、特に疎水性の表面では、この洗浄済みエリアに付着したミストやパーティクルがその場に停滞しやすく、結果的に基板Ｗの表面にパーティクルが残ってディフェクトとなる。
【0007】
特に、今後シリコンウエハのサイズが、最大でφ３００ｍｍからφ４５０ｍｍの大口径となることから、φ４５０ｍｍのシリコンウエハ等の基板の表面のほぼ全域を高い洗浄度で洗浄することが更に困難になると考えられる。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、２流体ジェット洗浄の本来の洗浄特性を活用して、基板の表面を高い洗浄度で洗浄できるようにした基板洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の一態様において、基板洗浄装置は、表面を上向きにして基板を保持し回転させる基板保持機構と、気体と液体との２流体ジェット流を前記基板保持機構で保持された基板の表面に向けて下向きに噴射する２流体ノズルと、前記２流体ノズルを前記基板保持機構で保持された基板の中心部から外方に向けて一方向に移動させる移動機構とを有し、前記２流体ノズルは、前記２流体ノズルの噴射口から噴射される２流体ジェット流が、該２流体ジェット流の噴射中心線と鉛直線との間に所定の傾斜角をもって、前記２流体ノズルの進行方向に沿った前方で基板の表面と衝突するように構成されており、かつ、前記２流体ノズルの前記噴射口から噴射される２流体ジェット流が、該２流体ジェット流の噴射中心線と２流体ノズルの進行方向に沿った直線との間に平面上の所定の捻れ角をもって、基板の回転方向の上流側で基板の表面と衝突するように構成されている。
【0010】
これにより、２流体ノズルから噴出され、基板の表面に衝突して跳ね返った２流体ジェット流の大部分は、２流体ノズルの進行方向に沿った基板の外方に向かって流れ、これによって、２流体ジェット流に含まれるミストやパーティクルが基板表面の洗浄後の洗浄済みエリアへの再付着するのを抑制して、本来の洗浄特性を有する２流体ジェット洗浄を行うことができる。
【0011】
本発明の好ましい一態様において、前記傾斜角αは、０°を超え４５°以下（０°＜α≦４５°）である。この傾斜角αは、５°以上で４５°以下（５°≦α≦４５°）であることが好ましい。
【0012】
これにより、２流体ノズルから噴射される２流体ジェット流が基板の表面に衝突するときの両者の相対速度を高め、２流体ジェット流の基板の表面への衝撃力を高めて、より高い洗浄特性を得ることができる。
【0013】
本発明の好ましい一態様において、前記捻れ角βは、０°を超え３０°以下（０°＜β≦３０°）である。この捻れ角βは、５°以上で３０°以下（５°≦β≦３０°）であることが好ましい。
【0014】
本発明の好ましい一態様において、前記２流体ノズルの前記噴射口は、長方形状の細長い形状を有している。これにより、シンプルな構成で、基板の表面における単一面積あたりの洗浄時間をより長くして、高い洗浄面積を保ちながら、外周部を含む全表面をより確実に洗浄することができる。
【0015】
本発明の他の態様において、基板洗浄装置は、表面を上向きにして基板を保持し回転させる基板保持機構と、気体と液体との２流体ジェット流を前記基板保持機構で保持された基板の表面に向けて下向きに噴射する２流体ノズルと、前記２流体ノズルを前記基板保持機構で保持された基板の中心部から外方に向けて一方向に移動させる移動機構とを有し、前記２流体ノズルは、前記２流体ノズルから噴射される２流体ジェット流が、該２流体ジェット流の噴射中心線と鉛直線との間に所定の傾斜角をもって、前記２流体ノズルの進行方向に沿った前方で基板の表面と衝突するように構成されており、前記基板保持機構で保持した基板の周囲を囲繞する飛散防止カップを有し、前記飛散防止カップの前記２流体ノズルの進行方向に沿った前方位置には、開口部を拡げた集中排気口が設けられている。これにより、基板の表面に衝突して跳ね返り、２流体ノズルの進行方向に沿った基板の外方に向かって流れる２流体ジェット流を、集中排気口を通して、飛散防止カップの内部に速やかに回収することができる。
【0016】
本発明の好ましい一態様において、前記集中排気口は、専用排気ダクトに連通している。これにより、集中排気口を通して、より大量の２流体ジェット流を専用排気ダクトから外部に排気することができる。
本発明の好ましい一態様において、前記２流体ノズルは、その下端側が前記捻れ角をもって、基板の回転方向の上流側に向けて捻られるように構成されている。
本発明の好ましい一態様において、前記２流体ノズルの前記噴射口は円形を有している。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、２流体ノズルから噴出され、基板の表面に衝突して跳ね返った２流体ジェット流の大部分が、２流体ノズルの進行方向に沿った基板の外方に向かって流れるようにすることができる。これによって、２流体ジェット流に含まれるミストやパーティクルが基板表面の洗浄後の洗浄済みエリアへの再付着するのを抑止して、本来の洗浄特性を有する２流体ジェット洗浄を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】従来の２流体ジェット洗浄における基板と２流体ノズルの関係を示す斜視図である。
【図4】従来の２流体ジェット洗浄におけるパーティクルの挙動の説明に付する図である。
【図5】本発明の実施形態に係る基板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10】基板保持機構で保持された基板、基板の周囲を包囲する飛散防止カップ、及び２流体ノズルを示す斜視図である。
【図11】第２洗浄ユニット（基板洗浄装置）の概略縦断正面図である。
【図12】他の飛散防止カップを有する第２洗浄ユニット（基板洗浄装置）の概略縦断正面図である。
【図13】本発明の２流体ジェット洗浄におけるパーティクルの挙動の説明に付する図である。
【図14】本発明の他の実施形態の基板洗浄装置における２流体ノズルと基板保持機構で保持された基板の関係を示す正面図である。
【図16】他の２流体ノズルを示す斜視図である。
【図19】更に他の２流体ノズルを示す斜視図である。
【図20】更に他の２流体ノズルを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
図５は、本発明の実施形態に係る基板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５に示すように、基板処理装置は、略矩形状のハウジング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、またはＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができる。ＳＭＩＦ、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。
【0021】
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。本発明の実施形態に係る基板洗浄装置は、第２洗浄ユニット１８に適用されている。
【0022】
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から受け取ってロードポート１２に戻す。搬送ユニット２４は、第１搬送ロボット２２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とともに、研磨ユニット１４ａ〜１４ｄから受け取った基板を第１洗浄ユニット１６に受け渡す。
【0023】
第１洗浄ユニット１６と第２洗浄ユニット１８の間に位置して、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との間に位置して、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搬送ロボット２８が配置されている。更に、ハウジング１０の内部に位置して、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。
【0024】
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、基板の表面（及び裏面）に、円柱状で長尺状に水平に延びるロール洗浄部材を接触させながら、基板及びロール洗浄部材を共に一方向に回転させて基板の表面（及び裏面）をスクラブ洗浄するロール洗浄ユニットが使用されている。この第１洗浄ユニット（ロール洗浄ユニット）１６は、洗浄液に数十〜１ＭＨｚ付近の超音波を加え、洗浄液の振動加速度による作用力を基板表面に付着した微粒子に作用させるメガソニック洗浄を併用するように構成されている。
【0025】
第２洗浄ユニット１８として、本発明の実施形態の基板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、更に基板を高速で回転させ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。
【0026】
図６は、図５に示す第２洗浄ユニット１８として使用される、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の飛散防止カップを省略した斜視図である。図７は、図６に示す第２洗浄ユニット１８の基板保持機構で保持された基板と２流体ノズルの関係を示す平面図である。図８は、同じく、基板と２流体ノズルの関係を示す正面図である。図９は、図７の要部拡大図である。図１０は、基板保持機構で保持された基板、基板の周囲を包囲する飛散防止カップ、及び２流体ノズルを示す斜視図である。図１１は、第２洗浄ユニット（基板洗浄装置）１８の概略縦断正面図である。
【0027】
図６に示すように、本発明の実施形態の基板洗浄装置としての第２洗浄ユニット１８は、表面を上向きにして半導体ウエハ等の基板Ｗを水平に保持して回転させる基板保持機構４０と、基板保持機構４０で保持される基板Ｗの側方に立設された回転自在な支持軸４２と、この支持軸４２の上端に基部を連結されて水平方向に延びる揺動アーム４４を備えている。揺動アーム４４は、基板保持機構４０で保持される基板Ｗの上方に位置している。この支持軸４２と揺動アーム４４で下記の２流体ノズル４６を基板保持機構４０で保持された基板Ｗの表面と平行に移動させる移動機構４８が構成されている。
【0028】
揺動アーム４４の自由端（先端）には、噴射口４６ａ（図９参照）を円形とした略円筒状の２流体ノズル４６が下向きで上下動自在に取付けられている。２流体ノズル４６には、Ｎ２ガスまたはアルゴンガス等の不活性ガスからなるキャリアガスを供給するキャリアガス供給ラインと、純水、ＣＯ２ガス溶解水または水素水等の洗浄液を供給する洗浄液供給ライン（共に図示せず）が接続されており、２流体ノズル４６の内部に供給されたＮ２ガス等のキャリアガスと純水またはＣＯ２ガス溶解水等の洗浄液を２流体ノズル４６の噴射口４６ａから高速で噴出させることで、キャリアガス中に洗浄液がミスト（微小液滴）として存在する２流体ジェット流が生成される。この２流体ノズル４６で生成される２流体ジェット流を回転中の基板Ｗの表面に向けて噴出させて衝突させることで、ミストの基板表面への衝突で発生した衝撃波を利用して基板表面のパーティクル等を除去（洗浄）を行うことができる。
【0029】
支持軸４２は、支持軸４２を回転させることで該支持軸４２を中心に揺動アーム４４を揺動させる駆動機構としてのモータ（図示せず）に連結されている。このモータは、制御部３０からの信号で回転速度及び回転角度が制御され、これによって、揺動アーム４４の角速度及び揺動角が制御されて、２流体ノズル４６の移動速度及び移動距離が制御される。
【0030】
基板保持機構４０は、基板Ｗを水平状態に保持するチャック５０を先端に装着した複数本（図示では４本）のアーム５２を備えており、このアーム５２の基端は、回転軸５４と一体に回転する基台５６に連結されている。これによって、表面（研磨面）を上向きにして基板保持機構４０のチャック５０で保持された基板Ｗは、回転方向Ｒに沿って水平回転する。
【0031】
２流体ノズル４６は、図７に詳細に示すように、揺動アーム４４の揺動に伴って、基板Ｗの中心Ｏ１からオフセットした洗浄開始位置Ａから、基板Ｗの中心Ｏ１の上方位置を通って、基板Ｗの外周部外方の洗浄終了位置Ｂに、略直線状の進行方向Ｍに沿って一方向に移動することで、基板Ｗの表面洗浄を行う。この洗浄時に、水平に回転している基板Ｗの表面に向けて、キャリアガス中に洗浄液がミスト（微小液滴）として存在する２流体ジェット流を流体ノズル４６の噴射口４６ａから下方に向けて噴出させる。
【0032】
２流体ノズル４６は、図８に詳細に示すように、２流体ノズル４６の噴射口４６ａから噴射される２流体ジェット流が、該２流体ジェット流の噴射中心線Ｏ２と鉛直線Ｖとの間に所定の傾斜角αをもって、２流体ノズル４６の進行方向Ｍに沿った前方で基板Ｗの表面と衝突するように略鉛直方向に配置されている。この傾斜角αは、一般には０°を超え４５°以下（０°＜α≦４５°）であるが、５°以上で４５°以下（５°≦α≦４５°）であることが好ましい。
【0033】
これにより、図８及び図９に示すように、２流体ノズル４６の噴射口４６ａから噴出され、基板Ｗの表面に衝突して跳ね返った２流体ジェット流の大部分は、２流体ノズル４６の進行方向Ｍに沿った基板Ｗの外方に向かって流れ、これによって、２流体ジェット流に含まれるミストやパーティクルが基板Ｗの表面の洗浄後の洗浄済みエリアへ再付着するのを抑制することができる。このように、２流体ジェット流に含まれるミストやパーティクルの基板Ｗの表面への再付着を抑制することで、本来の洗浄特性を有する２流体ジェット洗浄を行うことができる。
【0034】
図１０及び図１１に示すように、基板保持機構４０で保持される基板Ｗの外周を取り囲む位置には、基板Ｗの表面に衝突して跳ね返る２流体ジェット流の外部への飛散を防止する略円筒状の飛散防止カップ６０が配置されている。この飛散防止カップ６０と基板保持機構４０で保持された基板Ｗの外周端部との間には、基板Ｗの全周に亘って空間Ｓが設けられ、飛散防止カップ６０の２流体ノズル４６の進行方向Ｍに沿った前方位置には、開口部を拡げた集中排気口６０ａが設けられている。飛散防止カップ６０の下端は排気ダクト６２に連通している。
【0035】
これにより、基板Ｗの表面に衝突して跳ね返る２流体ジェット流は、飛散防止カップ６０の内周面に沿って下方に流れ、排気ダクト６２から外部に排気される。この例によれば、前述のように、基板Ｗの表面に衝突して跳ね返った２流体ジェット流の大部分は、２流体ノズル４６の進行方向に沿って基板Ｗの外方に向かって流れ、この流れ方向に沿った前方位置に、開口部を拡げた集中排気口６０ａが設けられている。このため、基板Ｗの表面に衝突して跳ね返り、２流体ノズル４６の進行方向Ｍに沿って基板の外方に向かって流れる２流体ジェット流を、集中排気口６０ａを通して、速やかに飛散防止カップ６０の内部に回収して外部に排気することができる。
【0036】
なお、図１２に示すように、飛散防止カップ６０の集中排気口６０ａを、飛散防止カップ６０と独立した専用排気ダクト６４に直接連通させるようにしてもよい。これにより、集中排気口６０ａを通して、排気性能（排気量、排気速度）の優れた排気が可能となって、より大量の２流体ジェット流を専用排気ダクト６４から外部に排気することができる。
【0037】
次に、この第２洗浄ユニット１８による基板Ｗの洗浄例を説明する。基板保持機構４０は、表面（研磨面）を上向きにして、基板Ｗをチャック５０で水平に保持する。基板が基板保持機構４０で水平に保持された後、基板保持機構４０の側方の退避位置に位置していた２流体ノズル４６を、揺動アーム４４を揺動させて、基板Ｗの上方の洗浄開始位置Ａに移動させる。
【0038】
この状態で、基板Ｗを回転方向Ｒに水平回転させ、キャリアガス中に洗浄液がミスト（微小液滴）として存在する２流体ジェット流を、２流体ノズル４６の噴射口４６ａから高速で下方に位置する基板Ｗの表面に向けて下向きに噴出させて衝突させる。同時に、２流体ノズル４６を、洗浄開始位置Ａから、基板Ｗの中心Ｏ１の下方位置を通って、基板Ｗの外周部外方の洗浄終了位置Ｂに、略直線状の進行方向Ｍに沿って一方向に移動させる。これによって、ミストの基板Ｗの表面への衝突で発生した衝撃波で基板Ｗの表面のパーティクル等を除去（洗浄）する。
【0039】
このように、この例では、表面を上向きにして水平に回転している基板Ｗの該表面に、２流体ノズル４６を一方向に移動させつつ、２流体ノズル４６から噴射される下向き２流体ジェット流を衝突させることで、基板Ｗの全表面を洗浄する。この洗浄時に、基板Ｗの表面に衝突して跳ね返った２流体ジェット流の大部分は、２流体ノズル４６の進行方向Ｍに沿った基板Ｗの外方に向かって流れ、この流れ方向に沿った前方位置に設けられた、開口部を拡げた集中排気口６０ａから飛散防止カップ６０の内部に速やかに回収されて外部に排気される。
【0040】
図１３は、この洗浄時におけるパーティクルの挙動を示す。図１３に示すように、この洗浄時に２流体ジェット流のミストに衝突して基板Ｗの表面を離脱したパーティクル７０は、２流体ジェット４６の進行方向Ｍに沿った基板Ｗの外方に向かった流れに乗って基板Ｗの外方に向かい、基板Ｗの表面の洗浄済みエリアに付着することなく、集中排気口６０ａを通して飛散防止カップ６０の内部に回収されて外部に排気される。これによって、基板Ｗの表面を離脱したパーティクル７０の基板Ｗの表面への再付着を考慮する必要をなくして、本来の洗浄特性で２流体ジェット洗浄を行うことができる。そして、２流体ノズル４６を、洗浄開始位置Ａから、基板Ｗの中心Ｏの上方位置を通って、基板Ｗの外周部外方の洗浄終了位置Ｂに移動させつつ、基板Ｗの表面を洗浄することで、基板Ｗの表面全域を斑なくより均一に洗浄することができる。
【0041】
図５に示す基板処理装置では、ロードポート１２内の基板カセットから取り出した基板を、研磨ユニット１４ａ〜１４ｄのいずれかに搬送して研磨する。そして、研磨後の基板を、第１洗浄ユニット１６に搬送して粗洗浄した後、第２洗浄ユニット（基板洗浄装置）１８に搬送して仕上げ洗浄する。そして、洗浄後の基板を乾燥ユニット２０に搬入してスピン乾燥させ、しかる後、乾燥後の基板をロードポート１２の基板カセット内に戻す。
【0042】
図１４及び図１５は、本発明の他の実施形態の基板洗浄装置における２流体ノズル４６と基板保持機構４０（図６参照）で保持された基板Ｗの関係を示す。この例の前述の例と異なる点は、２流体ノズル４６の噴射口４６ａ（図９参照）から噴射される２流体ジェット流が、該２流体ジェット流の噴射中心線Ｏ２と２流体ノズル４６の進行方向Ｍに沿った直線Ｌとの間に平面上の所定の捻れ角βをもって、基板Ｗの回転方向Ｒの上流側で基板Ｗの表面と衝突するように２流体ノズル４６が配置されている点にある。つまり、この例では、前述の例のように配置された２流体ノズル４６を、例えば上端側を固定した状態で、下端側を捻れ角βだけ基板Ｗの回転方向Ｒの上流側に向けて捻っている。この捻れ角βは、一般的には、０°を超え３０°以下（０°＜β≦３０°）であるが、５°以上で３０°以下（５°≦β≦３０°）であることが好ましい。
【0043】
これにより、２流体ノズル４６の噴射口４６ａから噴射される２流体ジェット流が基板Ｗの表面に衝突するときの両者の相対速度を高め、２流体ジェット流の基板Ｗの表面への衝撃力を高めて、より高い洗浄特性を得ることができる。
【0044】
図１６は、他の２流体ノズル８０を示す斜視図である。この２流体ノズル８０は、長方形状の細長い噴射口８０ａを有する４角筒状の形状を有している。この噴射口８０ａの長辺は、短辺に対して、１．４倍以上の長さを有することが好ましい。
【0045】
この例にあっては、図１７及び図１８に示すように、長辺側を２流体ノズル８０の進行方向Ｍと直交する側とし、捻れ角βを持たせる場合には、この長辺に沿った線Ｐと２流体ノズル８０の進行方向Ｍに沿った直線Ｌとの間に捻れ角βが形成されるようにする。このことは、下記の図１９に示す２流体ノズル８２及び図２０に示す２流体ノズル８４にあっても同様である。
【0046】
これにより、一本ノズルのために、複数のノズルを束ねたマルチノズルのような複雑な構造でなく、シンプルな構造によって、基板の表面における単一面積あたりの洗浄時間をより長くして、高い洗浄面積を保ちながら、外周部を含む全表面をより確実に洗浄することができる。しかも、マルチノズルのように、洗浄効果を打ち消しあうような懸念がなく、また、一方のノズルからの噴射させる２流体ジェット流が他方のノズルを汚染するなどの２次的な汚染を回避することができる。
【0047】
図１９は、更に他の２流体ノズル８２を示す斜視図である。この２流体ノズル８２は、両端の角部が丸い長方形状の細長い噴射口８２ａを有する４角筒状の形状を有している。図２０は、更に他の２流体ノズル８４を示す斜視図である。この２流体ノズル８４は、３個の円形ノズルを互いに横方向に連結した如き長方形状の細長い噴射口８４ａを有する４角筒状の形状を有している。
【0048】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【0049】
１０ ハウジング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（基板洗浄装置）
２０ 乾燥ユニット
２４ 搬送ユニット
４０ 基板保持機構
４２ 支持軸
４４ 揺動アーム
４６，８０，８２，８４ ２流体ノズル
４６ａ，８０ａ，８２ａ，８４ａ 噴射口
４８ 移動機構
５０ チャック
５２ アーム
５４ 回転軸
６０ 飛散防止カップ
６０ａ 集中排気口
６２ 排気ダクト
６４ 専用排気ダクト
７０ パーティクル