(57)【要約】【課題】  基板上の所望の部位を良好に洗浄することができる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供する。【解決手段】  アルコール液供給部４０は、基板Ｗ上にアルコール液（例えば、イソプロピルアルコールやエタノール等）を含む処理液を供給し、基板Ｗ上には処理液の液膜ＬＦが形成される。超音波付与部７０は、基板Ｗ上に形成されている液膜ＬＦに伝達面を接液し、超音波振動を付与する。この場合において、処理液に含まれるアルコール液の比率、基板Ｗ上に液盛りされる液膜ＬＦの厚さ、超音波付与部７０から付与される超音波振動の発信周波数および発振出力等のパラメータが適切に調整されると、基板Ｗ上の超音波付与部７０の伝達面の対向部位ではパーティクルが良好に除去される。一方、対向部位以外の部位ではパーティクルの除去が抑制される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板洗浄装置であって、
基板上にアルコール液を含む処理液を供給することによって、前記基板上に前記処理液の液膜を形成するアルコール液供給手段と、
前記基板上に形成されている前記液膜と伝達面にて接液し、前記液膜に超音波振動を付与する超音波付与手段と、
を備え、
前記超音波付与手段の前記伝達面は、前記処理液を介して前記基板の洗浄対象部位と対向することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板洗浄装置において、
前記アルコール液は、イソプロピルアルコールであることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板洗浄装置において、
前記アルコール液は、エタノールであることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
前記アルコール液供給手段は、ノズルであることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
前記アルコール液供給手段は、前記基板の中心付近に前記処理液を供給することを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
前記超音波付与手段に対して前記基板を相対的に移動させる駆動手段、
をさらに備えることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板洗浄装置において、
前記超音波付与手段は、前記基板の周縁付近に配置されており、
前記駆動手段は、基板保持部に保持された前記基板を回転させることによって、前記超音波付与手段を前記基板の外周に沿って移動させることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項８】
請求項７に記載の基板洗浄装置において、
前記超音波付与手段は、前記伝達面が前記基板の主面と対向するように配置されていることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項９】
請求項７に記載の基板洗浄装置において、
前記超音波付与手段は、前記伝達面が基板径方向から見た前記液膜の外縁部と対向するように配置されていることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項１０】
請求項７に記載の基板洗浄装置において、
前記液膜は、前記基板の中央部および前記基板の端面を覆うように形成されており、
前記超音波付与手段は、前記伝達面が前記基板の前記端面と対向するように配置されていることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の基板洗浄装置において、
前記アルコール液供給手段に前記処理液を供給させることによって、前記基板に前記液膜を形成させた後、
前記超音波付与手段を駆動させることによって、前記液膜に対して超音波振動を付与させるように構成された制御部、
をさらに備えることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項１２】
基板洗浄方法であって、
(a)  アルコール液を含む処理液をアルコール液供給手段から基板に供給することによって、前記基板に液膜を形成する工程と、
(b)  前記工程(a)により形成されている前記液膜に超音波付与手段の伝達面を接液させることによって、前記伝達面と、前記基板の洗浄対象部位と、が前記処理液を介して対向するように前記超音波付与手段を配置する工程と、
(c)  前記超音波付与手段を動作させることによって、前記工程(a)により形成されている前記液膜に超音波振動を付与する工程と、
を備えることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基板洗浄方法において、
前記アルコール液は、イソプロピルアルコールであることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の基板洗浄方法において、
前記アルコール液は、エタノールであることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１５】
請求項１２ないし請求項１４のいずれかに記載の基板洗浄方法において、
前記工程(a)は、前記基板の中心付近に前記処理液を供給することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１６】
請求項１２ないし請求項１５のいずれかに記載の基板洗浄方法において、
前記工程(c)は、前記超音波付与手段に対して前記基板を相対的に移動させつつ、前記基板上の前記液膜に超音波振動を付与することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の基板洗浄方法において、
前記工程(b)は、前記超音波付与手段を前記基板の周縁付近に配置し、
前記工程(c)は、基板保持部に保持された前記基板を回転させることによって、前記超音波付与手段を前記基板の外周に沿って移動させることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の基板洗浄方法において、
前記工程(b)は、前記伝達面が前記基板の主面と対向するように前記超音波付与手段を配置することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の基板洗浄方法において、
前記工程(b)は、前記伝達面が基板径方向から見た前記液膜の外縁部と対向するように前記超音波付与手段を配置することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項２０】
請求項１７に記載の基板洗浄方法において、
前記工程(a)は、前記基板の中央部および前記基板の端面を覆うように前記液膜を形成しており、
前記工程(b)は、前記伝達面が前記基板の前記端面と対向するように前記超音波付与手段を配置することを特徴とする基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、単に「基板」と称する）に対して洗浄処理を施す基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、振動伝達体に切り込みを設けるとともに、傾斜面の角度を調整することによって、基板に照射される超音波を基板端部付近に集中させる技術が知られている（例えば、特許文献１）。また、基板端部をブラシで洗浄する技術についても、従来より知られている（例えば、特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１５７７８６号公報
【特許文献２】特開２００３−１９７５９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の洗浄技術において、基板に付与される超音波振動の一部は、基板中央側に伝達される。その結果、超音波振動の発振出力によっては、基板中央側に形成された配線パターンがダメージを受け、パターン倒れ等の問題が生ずる。また、特許文献２の洗浄技術では、ブラシが基板と直接接触する。その結果、ブラシと基板との摩擦力によっては、ゴミの問題や発塵等の問題が生ずる。
【０００５】
そこで、本発明では、基板上の所望の部位を良好に洗浄することができる基板洗浄装置および基板洗浄方法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】
【０００６】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、基板洗浄装置であって、基板上にアルコール液を含む処理液を供給することによって、前記基板上に前記処理液の液膜を形成するアルコール液供給手段と、前記基板上に形成されている前記液膜と伝達面にて接液し、前記液膜に超音波振動を付与する超音波付与手段とを備え、前記超音波付与手段の前記伝達面は、前記処理液を介して前記基板の洗浄対象部位と対向することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の基板洗浄装置において、前記アルコール液は、イソプロピルアルコールであることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項１に記載の基板洗浄装置において、前記アルコール液は、エタノールであることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の基板洗浄装置において、前記アルコール液供給手段は、ノズルであることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の基板洗浄装置において、前記アルコール液供給手段は、前記基板の中心付近に前記処理液を供給することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の基板洗浄装置において、前記超音波付与手段に対して前記基板を相対的に移動させる駆動手段、をさらに備えることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項７の発明は、請求項６に記載の基板洗浄装置において、前記超音波付与手段は、前記基板の周縁付近に配置されており、前記駆動手段は、基板保持部に保持された前記基板を回転させることによって、前記超音波付与手段を前記基板の外周に沿って移動させることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項８の発明は、請求項７に記載の基板洗浄装置において、前記超音波付与手段は、前記伝達面が前記基板の主面と対向するように配置されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項９の発明は、請求項７に記載の基板洗浄装置において、前記超音波付与手段は、前記伝達面が基板径方向から見た前記液膜の外縁部と対向するように配置されていることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項１０の発明は、請求項７に記載の基板洗浄装置において、前記液膜は、前記基板の中央部および前記基板の端面を覆うように形成されており、前記超音波付与手段は、前記伝達面が前記基板の前記端面と対向するように配置されていることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１１の発明は、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の基板洗浄装置において、前記アルコール液供給手段に前記処理液を供給させることによって、前記基板に前記液膜を形成させた後、前記超音波付与手段を駆動させることによって、前記液膜に対して超音波振動を付与させるように構成された制御部、をさらに備えることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１２の発明は、基板洗浄方法であって、(a)アルコール液を含む処理液をアルコール液供給手段から基板に供給することによって、前記基板に液膜を形成する工程と、(b)前記工程(a)により形成されている前記液膜に超音波付与手段の伝達面を接液させることによって、前記伝達面と、前記基板の洗浄対象部位と、が前記処理液を介して対向するように前記超音波付与手段を配置する工程と、(c)前記超音波付与手段を動作させることによって、前記工程(a)により形成されている前記液膜に超音波振動を付与する工程とを備えることを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１３の発明は、請求項１２に記載の基板洗浄方法において、前記アルコール液は、イソプロピルアルコールであることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１４の発明は、請求項１２に記載の基板洗浄方法において、前記アルコール液は、エタノールであることを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１５の発明は、請求項１２ないし請求項１４のいずれかに記載の基板洗浄方法において、前記工程(a)は、前記基板の中心付近に前記処理液を供給することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１６の発明は、請求項１２ないし請求項１５のいずれかに記載の基板洗浄方法において、前記工程(c)は、前記超音波付与手段に対して前記基板を相対的に移動させつつ、前記基板上の前記液膜に超音波振動を付与することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１７の発明は、請求項１６に記載の基板洗浄方法において、前記工程(b)は、前記超音波付与手段を前記基板の周縁付近に配置し、前記工程(c)は、基板保持部に保持された前記基板を回転させることによって、前記超音波付与手段を前記基板の外周に沿って移動させることを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１８の発明は、請求項１７に記載の基板洗浄方法において、前記工程(b)は、前記伝達面が前記基板の主面と対向するように前記超音波付与手段を配置することを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１９の発明は、請求項１７に記載の基板洗浄方法において、前記工程(b)は、前記伝達面が基板径方向から見た前記液膜の外縁部と対向するように前記超音波付与手段を配置することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項２０の発明は、請求項１７に記載の基板洗浄方法において、前記工程(a)は、前記基板の中央部および前記基板の端面を覆うように前記液膜を形成しており、前記工程(b)は、前記伝達面が前記基板の前記端面と対向するように前記超音波付与手段を配置することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
請求項１ないし請求項２０に記載の発明では、基板上にアルコール液を含む処理液の液膜を形成するとともに、この処理液の液膜に超音波振動を付与する。そして、処理液の液膜に超音波振動が付与されると、超音波振動エネルギーの一部は、処理液に含まれるアルコール液の蒸発に使用され、その結果、処理液の液膜を伝播する超音波振動が減衰する。
【００２７】
したがって、液膜に付与される超音波振動が適切に調整されると、基板上のうち伝達面と対向する対向部位には、超音波振動が減衰しても十分な超音波振動エネルギーが供給される。そのため、この対向部位に付着しているパーティクルなどの汚染物質が良好に除去され、この対向部位が洗浄対象部位となる。
【００２８】
一方、基板上のうち、洗浄対象部位以外の部位には、超音波振動の減衰に起因して、十分な超音波振動エネルギーが供給されず、洗浄対象部位以外の部位に形成された配線パターンが超音波振動によりダメージを受けることを防止できる。
【００２９】
このように、請求項１ないし請求項２０に記載の発明では、洗浄対象部位以外の部位にダメージを与えることなく、洗浄対象部位を良好に洗浄することができる。
【００３０】
特に、請求項２、請求項３、請求項１３、および請求項１４に記載の発明によれば、処理液には、アルコール液として、イソプロピルアルコール、または、エタノールが含まれている。これにより、処理液の液膜を伝播する超音波振動のエネルギーの一部は、水と比較して気化熱の小さく、かつ、蒸気圧が高い、イソプロピルアルコールまたはエタノールの蒸発に使用される。そのため、洗浄対象部位以外の部位にダメージを与えることなく、洗浄対象部位をさらに良好に洗浄することができる。
【００３１】
特に、請求項５および請求項１５に記載の発明によれば、基板の中心付近に処理液を供給することができ、基板上に処理液の液膜を良好に形成することができる。
【００３２】
特に、請求項６および請求項１６に記載の発明によれば、超音波付与手段に対して基板を相対的に移動させることができる。これにより、基板上の所望の部位を洗浄対象部位とすることができる。そのため、洗浄対象部位以外の部位にダメージを与えることなく、基板上の所望の部位を良好に洗浄することができる。
【００３３】
特に、請求項７および請求項１７に記載の発明において、基板保持部に保持された基板が回転させられると、洗浄対象部位は、基板の外周に沿って移動する。そのため、基板の中心側にダメージを与えることなく、基板の周縁付近を良好に洗浄することができる。
【００３４】
特に、請求項８および請求項１８に記載の発明によれば、基板の主面側周縁付近に超音波振動を付与することができる。そのため、基板の中央側にダメージを与えることなく、基板外周に沿って基板の主面側周縁付近を良好に洗浄することができる。
【００３５】
特に、請求項９および請求項１９に記載の発明によれば、液膜の外縁部から基板の周縁付近に超音波振動を付与することができる。そのため、基板の中央側にダメージを与えることなく、基板の周縁付近を良好に洗浄することができる。
【００３６】
特に、請求項１０および請求項２０に記載の発明によれば、基板の端面に向けて超音波振動を付与することができる。そのため、基板の中央側にダメージを与えることなく、基板端面を良好に洗浄することができる。
【００３７】
特に、請求項１１に記載の発明によれば、基板にアルコール液を含む処理液の液膜を形成させた後に、液膜に対して超音波振動を付与させることができる。そのため、洗浄対象部位以外の部位にダメージを与えることなく、洗浄対象部位を良好に洗浄することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００３９】
＜１．基板洗浄装置の構成＞
図１は、本発明の実施の形態における基板洗浄装置１の全体構成の一例を示す側断面図である。また、図２は、超音波付与部７０の配置の一例を示す側断面図である。ここで、基板洗浄装置１は、いわゆる枚葉式の基板処理装置であり、円形の基板Ｗの表面に付着したパーティクルなどの汚染物質を除去して洗浄する。より具体的には、基板洗浄装置１は、配線パターン等が形成された基板Ｗの表面（上面）側に液膜ＬＦが形成された状態で基板Ｗを洗浄する。
【００４０】
図１に示すように、基板洗浄装置１は、主として、基板保持部１０と、駆動部１４と、飛散防止部２０と、アルコール液供給部４０と、制御部９０と、を備えている。なお、図１および以降の各図には、方向関係を明確にすべく、Ｚ軸方向を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ直交座標系が付されている。
【００４１】
基板保持部１０は、洗浄対象となる基板ＷをＸＹ平面と略平行な水平姿勢で保持する。また、基板保持部１０は、基板Ｗの下方から薬液や純水等の処理液を供給可能とされている。図１に示すように、基板保持部１０は、主として、円板形状のスピンベース１１を有している。
【００４２】
スピンベース１１は、基板Ｗよりも若干大きな平面サイズを有している。また、スピンベース１１の上面周縁部には、複数の支持ピン１２が立設されている。各支持ピン１２と基板Ｗの周縁部とが当接することによって、基板Ｗは、その主面が上方に向けられた状態でスピンベース１１側に保持される。
【００４３】
駆動部１４は、基板保持部１０を回転させることによって、基板保持部１０に保持された基板Ｗを回転させる。図１に示すように、駆動部１４は、主として、回転軸１５と、モータ１７と、を有している。
【００４４】
回転軸１５は、図１に示すように、スピンベース１１の中心部下面側に垂設されている。また、回転軸１５は、ベルト１６を介してモータ１７の出力回転軸１８と連動連結されている。これにより、モータ１７が駆動させられると、モータ１７の駆動力は、ベルト１６を介して回転軸１５に伝達される。そのため、スピンベース１１側に保持された基板Ｗは、スピンベース１１および回転軸１５とともに、鉛直方向（略Ｚ軸方向）に沿った回転軸心Ｐａを中心に略水平面内にて回転させられる。
【００４５】
また、図１に示すように、回転軸１５の内側は中空となっており、その中空部分には処理液ノズル１５ａが挿設されている。本実施の形態では、この処理液ノズル１５ａから基板Ｗ下面側に向け、薬液や純水等の処理液が供給可能とされている。さらに、回転軸１５と処理液ノズル１５ａとの間の隙間は、不図示の不活性ガス供給源と連通接続されており、基板Ｗの下面側に向けて不活性ガス（例えば、アルゴン（Ａｒ）や窒素ガス（Ｎ２）等）が供給可能とされている。
【００４６】
飛散防止部２０は、回転の遠心力により基板Ｗから飛散する処理液を捕集する。また、飛散防止部２０は、捕集された処理液を、処理液の種類に応じて、回収側または廃棄側に導く。図１に示すように、飛散防止部２０は、主として、飛散防止カップ２１と、カップ昇降駆動機構２２と、を有している。
【００４７】
飛散防止カップ２１は、略円環形状を有しており、スピンベース１１に保持された基板Ｗの水平方向外方を囲繞可能とされている。また、飛散防止カップ２１は、カップ昇降駆動機構２２により昇降可能とされている。これにより、カップ昇降駆動機構２２により飛散防止カップ２１の高さ位置（Ｚ軸方向の位置）が制御されると、飛散防止カップ２１は、捕集された処理液を高さ位置に応じた排液槽（回収側または廃棄側）に案内することができる。また、不図示の基板搬送ユニットとスピンベース１１との間で基板Ｗの受け渡しが行われる場合、飛散防止カップ２１の高さ位置は、下降位置（図１参照）に設定される。
【００４８】
アルコール液供給部４０は、基板Ｗ上にアルコール液（例えば、イソプロピルアルコールやエタノール等）を含む処理液（アルコール水溶液）を供給することによって、基板Ｗ上に処理液の液膜ＬＦを形成する。図１に示すように、アルコール液供給部４０は、主として、ノズル４１と、ノズル昇降駆動機構４６と、を有している。
【００４９】
ノズル４１は、スピンベース１１に保持された基板Ｗの上方に配置可能とされている。図１に示すように、ノズル４１は、供給管４４を介してアルコール液供給源４３と連通接続されている。また、ノズル４１とアルコール液供給源４３との間において、供給管４４には流量調整弁４２が設けられている。これにより、流量調整弁４２が開放されると、ノズル４１からアルコール液を含む処理液が吐出される。
【００５０】
ノズル昇降駆動機構４６は、ノズル４１を揺動および昇降させる駆動部である。図１に示すように、ノズル昇降駆動機構４６の上端付近には、略水平方向に伸びる水平ビーム４５が片持ち梁状に取り付けられている。また、水平ビーム４５について、水平方向から見た基板Ｗ側の端部には、ノズル４１が取り付けられている。
【００５１】
これにより、ノズル昇降駆動機構４６が駆動させられると、ノズル４１は、回動軸Ｐｂを中心として揺動可能となり、鉛直方向に昇降可能となる。そのため、ノズル昇降駆動機構４６の駆動制御によって、ノズル４１は、スピンベース１１に保持された基板Ｗの回転中心（回転軸心Ｐａ）の上方に移動可能とされる。そして、基板Ｗの回転速度が調整されつつ、基板Ｗの回転中心付近にノズル４１からの処理液が供給されると、基板Ｗの表面には、処理液の液膜ＬＦが良好に形成される。
【００５２】
なお、基板Ｗ上に処理液の液膜ＬＦを液盛りする場合において、例えば、駆動部１４による基板Ｗの回転速度は１００（ｒｐｍ）程度に、流量調整弁４２による処理液の流量は３００（ｍＬ／ｍｉｎ）程度に、それぞれ設定されてもよい。これにより、基板Ｗ表面には、厚さＤが３〜４ｍｍ程度となる液膜ＬＦが形成される（図２参照）。
【００５３】
駆動部６０は、基板Ｗの周縁部付近の洗浄処理位置（図１の位置）と、基板Ｗの遠方側の退避位置（図示省略）と、の間で、超音波付与部７０を移動させる。図１に示すように、駆動部６０は、主として、アーム部材６１と、振動体昇降駆動機構６２と、を有している。
【００５４】
アーム部材６１は、略水平方向に伸びる部材である。図１に示すように、アーム部材６１の一端部には、超音波付与部７０が片持ち梁状に支持されている。また、アーム部材６１の他端部は、振動体昇降駆動機構６２の回転軸６３ａと連動連結されている。
【００５５】
振動体昇降駆動機構６２は、アーム部材６１に取り付けられた超音波付与部７０を、揺動および昇降させる。図１に示すように、振動体昇降駆動機構６２は、主として、回転モータ６３と、昇降モータ６７と、を有している。
【００５６】
回転モータ６３は、昇降ベース６５に取り付けられており、その回転駆動力は略鉛直方向に伸びる回転軸６３ａに伝達される。また、昇降モータ６７は、昇降ベース６５の下方に配設されており、その回転駆動力は略鉛直方向に伸びるボールネジ６６ａに伝達される。また、ボールネジ６６ａは、昇降ベース６５のフランジ６５ａと螺合されている。さらに、フランジ６５ａには、ボールネジ６６ａと略平行に配設されたガイド６６が挿通されている。
【００５７】
これにより、回転モータ６３が回転駆動させられると、超音波付与部７０は、回転軸６３ａを中心に揺動して、基板Ｗの周縁部付近の洗浄処理位置（図１および図２の位置）と、基板Ｗの遠方側の退避位置（図示省略）と、の間で移動可能とされる。また、昇降モータ６７の回転駆動力がボールネジ６６ａに伝達されると、昇降ベース６５がガイド６６に案内され、超音波付与部７０が昇降する。
【００５８】
そのため、超音波付与部７０が基板Ｗの周縁付近に配置された状態で、基板保持部１０に保持された基板Ｗが回転させられると、超音波付与部７０の伝達面ＶＦは、基板Ｗの外周に沿って相対的に移動する。
【００５９】
超音波付与部７０は、基板Ｗ上に形成されている液膜ＬＦに超音波振動を付与する振動体である。超音波付与部７０の本体部７１は、例えば、四フッ化テフロン（登録商標）（polytetrafluor ethylene）等のフッ素樹脂により形成されており、本体部７１の底面側開口には振動板７３が取り付けられている。
【００６０】
振動板７３は、略円盤形状を有しており、その主面が伝達面ＶＦとなる。すなわち、超音波振動が付与される場合、超音波付与部７０は、伝達面ＶＦが基板Ｗの主面と対向するように配置され、この伝達面ＶＦは、液膜ＬＦと接液する。また、振動板７３の上面には、超音波発振器７５からのパルス信号に応じた超音波振動を出力する振動子７２が貼付されている。したがって、超音波発振器７５から振動子７２にパルス信号が送信されると、超音波付与部７０は、基板Ｗの液膜ＬＦに対して超音波振動を付与する。
【００６１】
ここで、アルコール液を含む処理液の液膜ＬＦを基板Ｗ上に形成するとともに、この液膜ＬＦに超音波振動を付与する基板洗浄について、洗浄処理後におけるパーティクルの除去状態、および基板Ｗが受けるダメージについて説明する。
【００６２】
図３は、基板Ｗ上に形成された純水の液膜ＬＦに超音波振動を付与した場合において、基板Ｗのダメージ数とパーティクルの除去率との関係を示すグラフである。図３の縦軸はパーティクルの除去率を、横軸は基板Ｗのダメージ数を、それぞれ示す。また、図３中の「◆」（黒塗り菱形）は、同一条件の超音波振動（例えば、発振周波数および発振出力等）がダメージ数測定用の基板および除去率測定用の基板のそれぞれに付与されたときのダメージ数および除去率をプロットしたものである。さらに、図３中の実線ＡＬは、各プロット点に最小２乗法を施すことにより得られた近似直線である。
【００６３】
ここで、「ダメージ数」とは、基板Ｗ上に予め形成されたパターンについて、基板洗浄に起因して倒れ（パターン倒れ）や、欠落（パターン飛び）が生じたパターンの数を計数したものである。また、「除去率」とは、洗浄後に付着するパーティクル数を、洗浄前に基板Ｗに付着していたパーティクル数で除したものである。なお、パーティクルの除去率の取得には、シリコン屑が強制的に付着させられた基板Ｗが使用される。
【００６４】
図３に示すように、パーティクルの除去率が向上するにしたがい、ダメージ数が増加していることが分かる。このように、基板Ｗ上のうち配線パターン等が形成されている部位について、超音波振動によるパターン倒れやパターン飛び等のダメージを防止するためには、この配線パターン形成部位でのパーティクル除去率を低下させることが必要となる。
【００６５】
図４は、処理液の液膜ＬＦが液盛りされた基板Ｗを静止した状態で、液膜ＬＦに発信周波数１ＭＨｚ、発振出力５Ｗの超音波振動を６０秒間付与した場合において、処理液に含まれるアルコール液の種類および比率と、パーティクルの除去率との関係を示す図である。
【００６６】
なお、図４中において、円形状に配置された黒色のドット群は、超音波洗浄により円形基板から除去された各パーティクルを示す。また、これら５つのドット群のうち上段のドット群は、左から順に、（１）純水のみ、（２）純水に対するエタノールの比率が「１／３」となる薬液、（３）純水に対するイソプロピルアルコール（isopropyl alcohol）（以下、単に、「ＩＰＡ」と称する）の比率が「１／３」となる薬液、を処理液として使用した場合のパーティクルの除去状態を示す。また、下段のドット群は、左から順に、（４）純水に対するエタノールの比率が「１」となる薬液、（５）純水に対するＩＰＡの比率が「１」となる薬液、を処理液として使用した場合のパーティクルの除去状態を示す。
【００６７】
また、各ドット群で規定される円形領域の内側に示される楕円領域は、基板Ｗ上のうち、超音波付与部７０の伝達面ＶＦと対向する対向部位ＯＰであり、伝達面ＶＦの直下に位置する。さらに、パーティクルの除去率は、上述のように、洗浄後に付着するパーティクル数を、洗浄前に基板Ｗに付着していたパーティクル数で除することにより求められる。
【００６８】
図４から分かるように、（１）〜（３）の処理液の液膜が形成されている場合、除去率（単位：％）は、順に「４９．３」、「５２．１」、および「３４．０」となる。一方、（４）および（５）の処理液の液膜が形成されている場合、除去率（単位：％）は、順に「４．６」および「５．６」となり、（１）〜（３）の除去率と比較して小さな値となる。
【００６９】
また、（１）〜（３）のドット群のドット密度は、それぞれ基板全面で高密度となる。このように、（１）〜（３）の処理液の液膜を伝播する超音波振動は、基板全面でパーティクルの除去処理に寄与していることが分かる。
【００７０】
さらに、（４）および（５）のドット群について、対向部位ＯＰと対向部位ＯＰ以外の部位（以下、単に、「他の部位」と呼ぶ）とで比較すると、（４）および（５）の対向部位ＯＰのドット密度は、（１）〜（３）の対向部位ＯＰのドット密度とほぼ同様なものとなる。すなわち、対向部位ＯＰにおける除去率は、（１）〜（３）と、（４）および（５）とで、ほぼ同様なものとなる。これに対して、（４）および（５）の他の部位は、（１）〜（３）の他の部位と比較して、ドット密度が低下し、除去率が低下していることが分かる。
【００７１】
ここで、他の部位の除去率について、（１）〜（３）の実験結果と、（４）および（５）の実験結果で差異が生じた原因の１つとして、以下のことが考えられる。すなわち、処理液に含まれているエタノールやＩＰＡは、純水と比較して、気化熱の小さく、かつ、蒸気圧が高く、純水と比較して蒸発しやすい。
【００７２】
これにより、（１）〜（３）の処理液と比較してエタノールおよびＩＰＡの比率の高い（４）および（５）の処理液では、より多くの超音波振動のエネルギーが、エタノールおよびＩＰＡの気化に使用される。そのため、（４）および（５）の処理液では、基板Ｗに到達する超音波振動のエネルギーが減少し、他の部位の除去率が低下したと考えられる。
【００７３】
これに対して、対向部位ＯＰは、超音波付与部７０の伝達面ＶＦの直下に位置している。これにより、対向部位ＯＰに到達する超音波振動のエネルギーは、他の部位と比較して減少度合いが小さい。そのため、対向部位ＯＰの除去率は、（１）〜（３）と、（４）および（５）とで、ほぼ同様な実験結果となるものと考えられる。
【００７４】
すなわち、超音波振動の発信周波数が１ＭＨｚ、超音波振動の発振出力が５Ｗ、および液膜ＬＦの厚さＤが３〜４ｍｍの場合において、純水に対するアルコールの比率が１以上となると、対向部位ＯＰでは良好にパーティクルが除去され、他の部位ではパーティクルの除去が抑制される。
【００７５】
このように、処理液に含まれるアルコール液の比率、基板Ｗ上に液盛りされる液膜ＬＦの厚さＤ、超音波付与部７０から付与される超音波振動の発信周波数および発振出力等のパラメータを調整することによって、基板Ｗ上の対向部位ＯＰでは良好な除去率とされ、他の部位では除去率を低下させることができる。そのため、他の部位にダメージを与えることなく、対向部位ＯＰ（洗浄対象部位）を良好に洗浄することができる。
【００７６】
図５は、処理液の液膜ＬＦが液盛りされた基板Ｗを回転速度１ｒｐｍで回転させた状態で、液膜ＬＦに発信周波数１ＭＨｚ、発振出力５Ｗの超音波振動を６０秒間付与した場合において、処理液に含まれるアルコール液の種類および比率と、パーティクルの除去率との関係を示す図である。
【００７７】
なお、図５中において、円形状に配置された黒色のドット群は、図４の場合と同様に、超音波洗浄により円形基板から除去された各パーティクルを示す。また、これら５つのドット群のうち上段のドット群は、左から順に、（１）純水のみ、（２）純水に対するエタノールの比率が「１／３」となる薬液、（３）純水に対するイソプロピルアルコール（isopropyl alcohol）（以下、単に、「ＩＰＡ」と称する）の比率が「１／３」となる薬液、を処理液として使用した場合のパーティクルの除去状態を示す。また、下段のドット群は、左から順に、（４）純水に対するエタノールの比率が「１」となる薬液、（５）純水に対するＩＰＡの比率が「１」となる薬液、を処理液として使用した場合のパーティクルの除去状態を示す。
【００７８】
また、各ドット群で規定される円形領域の内側に示される楕円領域は、図４の場合と同様に、基板Ｗ上のうち、超音波付与部７０の伝達面ＶＦと対向する対向部位ＯＰであり、伝達面ＶＦの直下に位置する。さらに、パーティクルの除去率の取得には、図４の場合と同様に、シリコン屑が強制的に付着させられた基板Ｗが使用され、洗浄前後のパーティクル数に基づいて除去率が求められている。
【００７９】
図５から分かるように、（１）〜（３）の処理液の液膜が形成されている場合、除去率（単位：％）は、順に「６０．４」、「６９．２」、および「７０．１」となる。また、（１）〜（３）のドット群のドット密度は、それぞれ基板全面で高密度となる。
【００８０】
これに対して、（４）および（５）の処理液の液膜が形成されている場合、除去率（単位：％）は、順に「３１．７」および「３７．３」となり、（１）〜（３）の除去率と比較して小さな値となる。
【００８１】
さらに、（４）および（５）のドット群について、対向部位ＯＰを含み基板Ｗの外周に沿った円環部位と、円環部位の内側の中心部位と、で比較すると、（４）および（５）の円環部位のドット密度は、（１）〜（３）とほぼ同様な高密度なものとなる。一方、（４）および（５）の中心部位は、円環部位と比較して、ドット密度が低下し、除去率が低下していることが分かる。すなわち、超音波振動の発信周波数が１ＭＨｚ、超音波振動の発振出力が５Ｗ、および液膜ＬＦの厚さＤが３〜４ｍｍの場合において、純水に対するアルコールの比率が１以上となると、円環部位では良好にパーティクルが除去され、中心部位ではパーティクルの除去が抑制される。
【００８２】
このように、処理液に含まれるアルコール液の比率、基板Ｗ上に液盛りされる液膜ＬＦの厚さＤ、超音波付与部７０から付与される超音波振動の発信周波数および発振出力等のパラメータを調整するとともに、駆動部１４により基板Ｗを回転させつつ超音波付与部７０を基板Ｗに外周に沿って相対的に移動させると、基板Ｗ上の円環部位では良好な除去率とされ、中心部位では除去率を低下させることができる。そのため、中心部位（中心側）にダメージを与えることなく、円環部位（洗浄対象部位：基板Ｗの主面側周縁付近）を良好に洗浄することができる。
【００８３】
制御部９０は、基板洗浄装置１の各構成要素の動作制御やデータ処理を実現する。図１に示すように、制御部９０は、主として、ＲＡＭ９１と、ＲＯＭ９２と、ＣＰＵ９３と、を有している。
【００８４】
ＲＡＭ（Random Access Memory）９１は、揮発性の記憶部であり、種々のデータが格納可能とされている。また、ＲＯＭ（Read Only Memory）９２は、いわゆる不揮発性の記憶部であり、例えばプログラム９２ａが格納される。なお、ＲＯＭ９２としては、読み書き自在の不揮発性メモリであるフラッシュメモリが使用されてもよい。
【００８５】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）９３は、ＲＯＭ９２に格納されているプログラム９２ａに従って、モータ１７の回転制御、超音波付与部７０により付与される超音波振動の制御、およびアルコール液供給部４０による処理液の吐出制御等を所定のタイミングで行う。例えば、制御部９０は、アルコール液供給部４０に処理液を供給させることにより基板Ｗに処理液の液膜ＬＦを形成させた後、超音波付与部７０に液膜ＬＦへの超音波振動を付与させるように構成されている。
【００８６】
＜２．基板の洗浄手順＞
図６は、基板Ｗの洗浄手順の一例を示すフローチャートである。ここでは、図６を参照しつつ基板Ｗの洗浄手順を説明する。
【００８７】
まず、回転速度が１００（ｒｐｍ）程度となるように回転させられた基板Ｗの中心付近に、アルコール液供給部４０からの処理液が供給される。これにより、基板Ｗ上に供給された処理液は、回転の遠心力により基板Ｗの中心側から周縁側に向かい、基板Ｗ上に処理液の液膜ＬＦが形成される（Ｓ１０１）。
【００８８】
次に、駆動部６０が動作させられて、超音波付与部７０が、退避位置から基板Ｗの周縁付近の洗浄処理位置に配置される（Ｓ１０２）。続いて、基板Ｗの回転速度が１（ｒｐｍ）程度とされるとともに（Ｓ１０３）、液膜ＬＦと超音波付与部７０の伝達面ＶＦとが接液されて、伝達面ＶＦと基板Ｗの主面（さらに言うと、基板Ｗの洗浄対象部位）とが処理液を介して対向する。すなわち、超音波付与部７０は、伝達面ＶＦが処理液を挟んで洗浄対象部位と対向するように配置される。これにより、超音波付与部７０は、基板保持部１０に保持された基板Ｗの外周に沿って相対的に移動させられる。
【００８９】
また、ステップＳ１０３による基板Ｗの回転が開始された後、または、回転開始と略同時に、超音波付与部７０が駆動させられて、ステップＳ１０１で形成された液膜ＬＦに対して超音波振動が付与される（Ｓ１０４）。これにより、基板Ｗ上の中心側がダメージを受けることなく、基板Ｗ上の所望の部位（円環部位）のパーティクルが除去される。
【００９０】
＜３．本実施の形態における基板洗浄装置の利点＞
以上のように、本実施の形態の基板洗浄装置１は、基板Ｗ上にアルコール液を含む処理液の液膜ＬＦを形成するとともに、この処理液の液膜ＬＦに超音波振動を付与することができる。そして、液膜ＬＦに付与される超音波振動、アルコール液の濃度、および液膜ＬＦの厚さＤ等が適切に調整されると、基板Ｗ上のうち伝達面ＶＦと対向する対向部位ＯＰには、超音波振動が減衰しても十分な超音波振動エネルギーが供給される。これにより、この対向部位ＯＰに付着しているパーティクルなどの汚染物質は、良好に除去される。
【００９１】
一方、基板Ｗ上のうち対向部位ＯＰ以外の部位には、超音波振動の減衰に起因して、十分な超音波振動エネルギーが供給されず、対向部位ＯＰ以外の部位に形成された配線パターンが超音波振動によりダメージを受けることを防止できる。
【００９２】
このように、本実施の形態の基板洗浄装置１は、対向部位ＯＰ以外の部位にダメージを与えることなく、対向部位ＯＰを良好に洗浄することができる。
【００９３】
＜４．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００９４】
（１）本実施の形態において、基板Ｗを回転させることにより超音波付与部７０に対して基板Ｗが移動させられているが、超音波付与部７０に対する基板Ｗの移動態様はこれに限定されるものでない。例えば、固定配置された基板Ｗに対して超音波付与部７０が移動させられてもよいし、超音波付与部７０および基板Ｗのそれぞれが移動させられてもよい。すなわち、超音波付与部７０に対して基板Ｗが相対的に移動すれば十分である。これにより、対向部位ＯＰが基板Ｗ上を移動し、対向部位ＯＰの軌跡に沿って基板Ｗを洗浄することができる。
【００９５】
（２）また、本実施の形態において、超音波付与部７０は、伝達面ＶＦが基板Ｗの主面と対向するように配置されているものとして説明したが、超音波付与部７０の配置はこれに限定されるものでない。図７および図８のそれぞれは、超音波付与部７０の配置の他の例を示す側断面図である。
【００９６】
例えば図７に示すように、超音波付与部７０は、伝達面ＶＦが基板Ｗの径方向から見た液膜ＬＦの外縁部ＬＦｅと対向するように配置されてもよい。この場合、液膜ＬＦの外縁部ＬＦｅと伝達面ＶＦとが接液すると、この外縁部ＬＦｅから基板Ｗの周縁Ｗｅ付近に超音波振動が付与される。そのため、基板Ｗの中央側にダメージを与えることなく、基板Ｗの周縁Ｗｅ付近を良好に洗浄することができる。
【００９７】
また、液膜ＬＦが基板Ｗの中央部および端面Ｗｅｆを覆うように形成されている場合において、図８に示すように、超音波付与部７０は、伝達面ＶＦが基板Ｗの端面Ｗｅｆと対向するように配置されてもよい。この場合、基板Ｗの端面Ｗｅｆに向けて超音波振動を付与することができ、基板Ｗの中央側にダメージを与えることなく、基板Ｗの端面Ｗｅｆを良好に洗浄することができる。
【００９８】
また、図９に示すように、基板Ｗの端面Ｗｅｆの上方に、純水供給手段としてのノズル７００を配置するようにしてもよい。このノズル７００は、端面Ｗｅｆに少量の純水を供給することで、洗浄対象部位の処理液のアルコール濃度を局所的に低くする。こうすることで、端面Ｗｅｆに対して、より超音波振動が付与される。
【００９９】
なお、図２に示すように、伝達面ＶＦが基板Ｗの主面と対向するように超音波付与部７０が配置される場合には、基板Ｗの回転方向の上流側で超音波付与部７０に並んでノズル７００を配置すればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の実施の形態における基板洗浄装置の全体構成の一例を示す側断面図である。
【図２】超音波付与部の配置の一例を示す側断面図である。
【図３】基板のダメージ数とパーティクル除去率との関係を示すグラフである。
【図４】洗浄処理後のパーティクルの除去状態を示す図である。
【図５】洗浄処理後のパーティクルの除去状態を示す図である。
【図６】基板の洗浄手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】超音波付与部の配置の他の例を示す側断面図である。
【図８】超音波付与部の配置の他の例を示す側断面図である。
【図９】超音波付与部の配置の他の例を示す側断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  基板洗浄装置
１０  基板保持部
１４  駆動部（駆動手段）
２０  飛散防止部
４０  アルコール液供給部（アルコール液供給手段）
４１  ノズル
６０  駆動部
７０  超音波付与部（超音波付与手段）
９０  制御部
ＬＦ  液膜
ＬＦｅ  外縁部
ＶＦ  伝達面
Ｗ  基板
Ｗｅ  周縁
Ｗｅｆ  端面
【図１】
2010010416.tif 000003
【図２】
2010010416.tif 000004
【図３】
2010010416.tif 000005
【図４】
2010010416.tif 000006
【図５】
2010010416.tif 000007
【図６】
2010010416.tif 000008
【図７】
2010010416.tif 000009
【図８】
2010010416.tif 000010
【図９】
2010010416.tif 000011