(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスを溶存させた処理液に基板を浸漬させ、超音波振動付与手段により処理液に周波数ｆの超音波振動を付与して基板を洗浄する基板の超音波洗浄条件決定方法において、
処理液中に生じる（１／２）ｆのサブハーモニクスのピーク出力値を、処理液を窒素ガスを溶存させただけの純水としたときの出力値以下にすることを特徴とする基板の超音波洗浄条件決定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板の超音波洗浄条件決定方法において、
処理液に印加する超音波振動の周波数ｆと、処理液の溶存ガス量と、処理液の種類、処理液に混合する溶剤のうち、少なくとも一つを調整することを特徴とする基板の超音波洗浄条件決定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板の超音波洗浄条件決定方法において、
前記条件に加えて、処理液に純水が含まれている場合には、処理液の温度に対応する飽和率が０．５以上、かつ、超音波振動のワット密度が０．３Ｗ／ｃｍ２以下であることを特徴とする基板の超音波洗浄条件決定方法。
【請求項４】
請求項２または３に記載の基板の超音波洗浄条件決定方法において、
混合する溶剤は、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）であり、濃度が１〜１０重量％の範囲であることを特徴とする基板の超音波洗浄条件決定方法。
【請求項５】
請求項２または３に記載の基板の超音波洗浄条件決定方法において、
混合する溶剤は、ＥＧ（エチレングリコール）であり、濃度が１０〜３０重量％の範囲であることを特徴とする基板の超音波洗浄条件決定方法。
【請求項６】
超音波振動を付与して基板を洗浄する基板洗浄装置において、
処理液を貯留する処理槽と、
基板を保持し、前記処理槽の内部にあたる処理位置と、前記処理槽の上方にあたる待機位置とにわたって昇降する保持手段と、
超音波振動の伝播媒体となる伝播水を貯留し、前記処理槽の底部が伝播水に浸漬する位置に配置された伝播槽と、
前記伝播槽に配置され、前記伝播槽に貯留している伝播水に対して、周波数ｆの超音波振動を任意の出力で付与する超音波振動付与手段と、
前記処理槽に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記処理液供給手段からの処理液にガスを溶存させるガス溶存手段と、
前記処理液に溶剤を混合させる溶剤混合手段と、
前記処理槽内に配設され、超音波振動の成分を検出する検出手段と、
前記検出手段の出力に基づき、超音波振動の周波数と出力とを分析する分析手段と、
前記ガス溶存手段によるガスの溶存量と、前記溶剤混合手段による溶剤の混合量とを変えながら、前記超音波振動付与手段の周波数ｆを所定の範囲で可変し、前記分析手段による分析結果により、（１／２）ｆのサブハーモニクスのピーク出力値が、処理液を窒素ガスを溶存させただけの純水としたときの出力値以下になる最適洗浄条件を判別する判別手段と、
前記最適洗浄条件で各部を操作して、基板に対する洗浄処理を行わせる制御手段と、
を備えてい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、
前記伝播槽に供給する伝播水から気体を除去する脱気手段を備え、
前記処理液供給手段は、前記脱気手段で脱気された伝播水を前記処理液として供給する ことを特徴とする基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板を超音波振動により洗浄処理する基板の超音波洗浄条件決定方法及びこれを用いた基板洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、不活性ガスを溶解させた処理液を貯留する処理槽と、伝播水を貯留し、処理槽の下部が伝搬水に浸漬する位置に配置された伝播槽と、伝播槽に付設された超音波振動子と、基板を支持し、処理槽の上方にあたる待機位置と、処理槽内部の洗浄位置とにわたって昇降移動するリフタとを備えたものが挙げられる（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
このような装置では、リフタを洗浄位置に下降させ、基板を処理液に浸漬させた状態で、超音波振動子から伝播水に超音波振動を付与させる。すると、処理槽内の処理液に超音波振動が伝わり、処理液に浸漬されている基板が洗浄される。
【０００４】
このような超音波洗浄は、処理液中に極めて小さな気泡が急速に形成されたり、激しく崩壊したりするキャビテーションによる衝撃エネルギーによって物理的洗浄効果が得られる。詳細には、処理液中の気泡は、共振気泡径に成長した際に圧壊する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−０３２７１０号公報
【特許文献２】特開２００７−２８８１３４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、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、近年では、例えば、メモリチップの大容量化に伴い、基板に形成されるパターンの微細化が進んでいる。そのため、超音波洗浄時において基板のパターンへのダメージが顕在化する問題が生じている。このような問題は、製品の歩留まりを低下させる原因となるので、その解決が切望されている。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、超音波洗浄時における基板のパターンへのダメージを抑制することができる基板の超音波洗浄条件決定方法及びこれを用い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】
【０００８】
本発明者は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、次のような知見を得た。
超音波振動子には、任意の周波数を出力させることができる超音波発振器からの出力が与えられるので、任意の周波数の超音波振動を処理液に対して付与することができる。ところで、処理液中に気泡が存在していると、その気泡を音源として、超音波発振器から与えられた発振周波数ｆとは異なる、（１／ｎ）倍の周波数となる二次的な超音波が誘発されることが知られている。これは「サブハーモニクス」（低調波）と呼ばれる。このサブハーモニクスは、超音波振動子から付与された発振周波数と比較すると、その出力が非常に小さいものである。しかしながら、発明者はサブハーモニクスが与える基板への影響を調べた結果、次のようなことが判明した。
【０００９】
ここで、図２のグラフを参照する。図２は、純水に添加したＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の濃度を変えつつ（１／２）ｆの強度とパターンダメージの個数を測定した結果を示すグラフである。なお、測定には、微細パターンを形成した基板を使用し、その基板を処理液に浸漬して所定時間の洗浄処理を行った後、その基板のパターンダメージをカウントした。処理液には純水を使用し、純水に添加するＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の量を変えつつ、発振周波数ｆの１／２の周波数を有するサブハーモニクスの出力をＦＦＴアナライザで測定し、基板のパターンダメージの個数を計測した。すると、（１／２）ｆのサブハーモニクスの出力とダメージの個数との間には、強い相関関係が認められた。なお、ＩＰＡの濃度を変えると、純水の表面張力が低下するので、これに起因して処理中の気泡が抑制され、サブハーモニクスが変化すると考えられる。
【００１０】
さらに、図３のグラフを参照する。この図３は、純水に添加したエチレングリコールの濃度を変えつつ（１／２）ｆの強度とパターンダメージとを測定した結果を示すグラフである。この結果からも、（１／２）ｆのサブハーモニクスの出力と、ダメージの個数との間には、強い相関関係があることが判明した。
【００１１】
上記の実験結果から、発明者は、処理条件を変えてサブハーモニクスを抑制すれば、基板のパターンダメージを抑制できることを知見した。
【００１２】
このような知見に基づく本発明は、次のように構成されている。
【００１３】
すなわち、請求項１に記載の発明は、ガスを溶存させた処理液に基板を浸漬させ、超音波振動付与手段により処理液に周波数ｆの超音波振動を付与して基板を洗浄する基板の超音波洗浄条件決定方法において、処理液中に生じる（１／２）ｆのサブハーモニクスのピーク出力値を、処理液を窒素ガスを溶存させただけの純水としたときの出力値以下にすることを特徴とするものである。
【００１４】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、処理液中に生じる（１／２）ｆのサブハーモニクスのピーク出力値が、処理液を窒素ガスを溶存させただけの純水としたときの出力値以下になる条件で基板の超音波洗浄を行う。したがって、（１／２）ｆのサブハーモニクスによる悪影響を抑制することができ、超音波洗浄時における基板のパターンへのダメージを抑制することができる。
【００１５】
また、本発明において、処理液に印加する超音波振動の周波数ｆと、処理液の溶存ガス量と、処理液の種類、処理液に混合する溶剤のうち、少なくとも一つを調整することが好ましい（請求項２）。これらの条件を調整することにより、処理液中に生じる（１／２）ｆのサブハーモニクスの出力を、処理液を脱気水としたときの出力値以下にすることができる。したがって、ユーティリティや装置の構成によって、調整する箇所を適宜に選択することができ、適用範囲を広くすることができる。
【００１６】
また、本発明において、前記条件に加えて、処理液に純水が含まれている場合には、処理液の温度に対応する飽和率が０．５以上、かつ、超音波振動のワット密度が０．３Ｗ／ｃｍ２以下であることが好ましい（請求項３）。飽和率が０．５未満となって溶存ガスの割合が少なすぎると、パーティクル除去率が低下する恐れがあって洗浄には不適切であり、かつ、ワット密度が０．３Ｗ／ｃｍ２を越えると、サブハーモニクスを抑制しても基板のパターンにダメージが加わる恐れがある。そこで、これらの条件を追加することによって、適切な洗浄を行わせつつもダメージを抑制できる。
【００１７】
また、本発明において、混合する溶剤は、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）であり、濃度が１〜１０重量％の範囲であることが好ましい（請求項４）。ＩＰＡを混合する場合には、１重量％未満ではサブハーモニクスを抑制しきれず、１０重量％を越えると、ＩＰＡ中の気泡によって基板のパターンへダメージが加わる恐れがある。そこで、濃度を１〜１０重量％の範囲とすることにより、適切な洗浄を行うことができる。
【００１８】
また、混合する溶剤は、ＥＧ（エチレングリコール）であり、濃度が１０〜３０重量％の範囲であることが好ましい（請求項５）。ＥＧを混合する場合には、１０重量％未満ではサブハーモニクスを抑制しきれず、３０重量％を越えると、ＥＧ中の気泡によって基板のパターンへダメージが加わる恐れがある。そこで、濃度を１０〜３０重量％の範囲にすることによって、適切な洗浄を行うことができる。
【００１９】
また、請求項６に記載の発明は、超音波振動を付与して基板を洗浄する基板洗浄装置において、処理液を貯留する処理槽と、基板を保持し、前記処理槽の内部にあたる処理位置と、前記処理槽の上方にあたる待機位置とにわたって昇降する保持手段と、超音波振動の伝播媒体となる伝播水を貯留し、前記処理槽の底部が伝播水に浸漬する位置に配置された伝播槽と、前記伝播槽に配置され、前記伝播槽に貯留している伝播水に対して、周波数ｆの超音波振動を任意の出力で付与する超音波振動付与手段と、前記処理槽に処理液を供給する処理液供給手段と、前記処理液供給手段からの処理液にガスを溶存させるガス溶存手段と、前記処理液に溶剤を混合させる溶剤混合手段と、前記処理槽内に配設され、超音波振動の成分を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づき、超音波振動の周波数と出力とを分析する分析手段と、前記ガス溶存手段によるガスの溶存量と、前記溶剤混合手段による溶剤の混合量とを変えながら、前記超音波振動付与手段の周波数ｆを所定の範囲で可変し、前記分析手段による分析結果により、（１／２）ｆのサブハーモニクスのピーク出力値が、処理液を窒素ガスを溶存させただけの純水としたときの出力値以下になる最適洗浄条件を判別する判別手段と、前記最適洗浄条件で各部を操作して、基板に対する洗浄処理を行わせる制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
［作用・効果］請求項６に記載の発明によれば、判別手段により、ガス溶存手段によるガスの溶存量と、溶剤混合手段による溶剤の混合量とを変えながら、超音波振動付与手段の周波数ｆを所定の範囲で可変し、分析手段による分析結果により、（１／２）ｆのサブハーモニクスのピーク出力値が、処理液を窒素ガスを溶存させただけの純水としたときの出力値以下になる最適洗浄条件を判別する。そして、この最適洗浄条件で各制御手段が各部を操作して、基板に対する洗浄処理を行わせることにより、（１／２）ｆのサブハーモニクスによる悪影響を抑制することができ、超音波洗浄時における基板のパターンへのダメージを抑制できる。
【００２１】
また、本発明において、前記伝播槽に供給する伝播水から気体を除去する脱気手段を備え、前記処理液供給手段は、前記脱気手段で脱気された伝播水を前記処理液として供給することが好ましい（請求項７）。脱気手段で脱気された伝播水を処理液として利用するので、処理液への溶存ガス量の調整を精度よく行うことができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る基板の超音波洗浄条件決定方法によれば、処理液中に生じる（１／２）ｆのサブハーモニクスの出力が、処理液を脱気水としたときの出力値以下となる条件で基板の超音波洗浄を行う。したがって、（１／２）ｆのサブハーモニクスによる悪影響を抑制することができ、超音波洗浄時における基板のパターンへのダメージを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】純水における各種の濃度のＩＰＡを貯留しているビーカー中の音の周波数を示すグラフである。
【図２】純水に添加したイソプロピルアルコールの濃度を変えつつ（１／２）ｆの強度とパターンダメージとを測定した結果を示すグラフである。
【図３】純水に添加したエチレングリコールの濃度を変えつつ（１／２）ｆの強度とパターンダメージとを測定した結果を示すグラフである。
【図４】発生欠陥点を示すマップであり、（ａ）は溶存ガスのみの場合であり、（ｂ）は溶存ガスにＩＰＡを混合した場合である。
【図５】実施例に係る基板洗浄装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
＜方法＞
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する説明する。
図１は、純水における各種の濃度のＩＰＡを貯留しているビーカー中の音の周波数を示すグラフである。
【００２５】
発明者は、ビーカーに処理液を貯留し、ビーカーに７３０ｋＨｚの周波数の超音波振動を付与した状態で、ビーカー内の音の周波数をＦＦＴアナライザで測定した。処理液は、脱気しただけの純水と、窒素ガスを溶存させただけの純水と、窒素ガスを溶存させ、かつ、１〜５０重量％（以下、ｗｔ％と表記）のＩＰＡを混合させたものと、窒素ガスを溶存させ、かつＩＰＡだけのものである。図１においては、脱気水だけのものをBackgroundと表記し、窒素ガスを溶存させただけの純水を０ｗｔ％と表記し、ＩＰＡを溶存させたものを１ｗｔ％、５ｗｔ％、１０ｗｔ％、２０ｗｔ％、３０ｗｔ％、５０ｗｔ％と表記し、ＩＰＡだけのものを１００ｗｔ％と表記してある。
【００２６】
脱気水では、（１／２）ｆのサブハーモニクスのピークをはっきりとは確認することができなかった。一方、窒素ガス溶存の場合には、気泡を音源とした（１／２）ｆのサブハーモニクスのピークをはっきりと確認できる。しかも、ＩＰＡの濃度に応じてピーク値の強度が変動していることが確認できる。特に、ＩＰＡの濃度が１ｗｔ％〜１０ｗｔ％の範囲内では、（１／２）ｆのサブハーモニクスの出力値を、窒素ガスを溶存させただけの純水の出力値よりも抑制できることがわかった。つまり、窒素ガスを溶存させただけの純水の場合における（１／２）ｆの出力値以下に（１／２）ｆのピーク出力値を抑制できることがわかった。
【００２７】
また、サブハーモニクスが基板に与える影響を調べると、次のような結果が得られた。
【００２８】
ここで図２を参照する。なお、図２は、純水に添加したイソプロピルアルコールの濃度を変えつつ（１／２）ｆの強度とパターンダメージの個数を測定した結果を示すグラフである。
【００２９】
測定には、微細パターンを形成した基板を使用し、その基板を処理液に浸漬して所定時間の洗浄処理を行った後、その基板のパターンダメージをカウントした。処理液には窒素ガスを溶存させた純水を使用し、純水に添加するＩＰＡ（イソプロピルアルコール）の量を変えつつ、発振周波数ｆの１／２の周波数を有するサブハーモニクスの出力をＦＦＴアナライザで測定し、基板のダメージの個数を計測した。その結果が図２に示すグラフであるが、（１／２）ｆの出力とダメージとの間には、強い相関関係が認められる。しかも、ＩＰＡの濃度に依存していることがわかる。つまり、ＩＰＡ濃度を１ｗｔ％から１０ｗｔ％の範囲にすることで、（１／２）ｆの強度を抑制することができる。この抑制の程度は、窒素ガスを溶存させただけの純水における（１／２）ｆの出力値以下である。
【００３０】
また、上記同様の実験において、溶剤をＩＰＡに代えてＥＧ（エチレングリコール）とした場合の結果を図３に示す。
【００３１】
このグラフからも明らかなように、（１／２）ｆの出力とダメージとの間には、強い相関関係が認められる。また、上記同様に、ＥＧ濃度に依存している。つまり、ＥＧ濃度を１０ｗｔ％〜３０ｗｔ％の範囲にすることにより、窒素ガスを溶存させただけの純水における（１／２）ｆの出力値以下に（１／２）ｆの出力を抑制できることがわかる。
【００３２】
上記の実験結果から、イソプロピルアルコールやエチレングリコールなどの溶剤を純水に加えることにより純水の表面張力が低下する。その結果、処理中の気泡が抑制され、（１／２）ｆの出力が抑制されると推測される。
【００３３】
次に、発明者は、パーティクル除去率、パターンダメージと（１／２）ｆの関係を確かめるために、３７ｎｍのパターンが形成された３００ｍｍ径のウエハを用いて実験を行った。ウエハは、ＳＣ１洗浄により清浄化が行われた後、スピンコータにより、７８ｎｍのＳｉＯ２パーティクルで汚染された。その後、窒素ガス（１７ｐｐｍ）が溶存された純水で超音波洗浄を行った。一方にはＩＰＡを加えず、他方にはＩＰＡを１ｗｔ％加えた。同時間の洗浄後、光散乱欠陥検査装置によりパーティクル除去率を測定した結果は次のようになった。
【００３４】
パーティクル除去率（％）        ダメージ個数（ヶ）
ＩＰＡなし            ７９．９                      ３０９６
ＩＰＡ混合            ６６．８                          ２４
【００３５】
このように、ＩＰＡを純水に混合することにより、パーティクル除去率を低下させることなく、ダメージを抑制できることがわかった。
【００３６】
なお、その際の、ウエハの欠陥発生状態を比較したのが図４である。なお、図４は、発生欠陥点を示すマップであり、（ａ）は溶存ガスのみの場合であり、（ｂ）は溶存ガスにＩＰＡを混合した場合である。発生欠陥点は、ダメージまたはパーティクルとして分類されたものである。
【００３７】
両マップから、ＩＰＡを純水に加えることは、パーティクル除去率を維持しつつも、ダメージを劇的に低減させることができる可能性を示す。
【００３８】
なお、（１／２）ｆの出力を、窒素ガスを溶存させただけの純水の（１／２）ｆの出力値以下にするには、上述したように、処理液としての純水にＩＰＡやＥＧなどの溶剤を混合する他に、超音波振動の周波数ｆ、処理液の溶存ガス量、処理液の種類のいずれかを調整することで可能である。つまり、これらの少なくとも一つのパラメータを調整することにより、上記同様の結果を得ることができる。
【００３９】
また、基板の清浄な洗浄処理という観点から、処理液に純水が含まれている場合には、処理液の温度に対応する飽和率が０．５以上、かつ、超音波振動のワット密度が０．３Ｗ／ｃｍ２以下であることが好ましい。純水の飽和率が０．５未満であると、溶存ガスの割合が少なすぎ、パーティクル除去率が低下する恐れがあって洗浄には不適切である。かつ、ワット密度が０．３Ｗ／ｃｍ２を越えると、サブハーモニクスを抑制しても超音波の出力によって基板のパターンにダメージが加わる恐れがある。そこで、これらの条件を追加することによって、適切な洗浄を行わせつつもダメージを抑制できる。
【００４０】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００４１】
（１）上述した実施例では、溶剤としてＩＰＡとＥＧを例示したが、基板の洗浄に利用できる溶剤であれば、これらに限定されるものではない。例えば、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）なども利用可能である。
【００４２】
（２）上述した実施例では、周波数ｆ、溶存ガス量などのパラメータを調整して、（１／２）ｆの出力がバックグラウンドの出力値以下となるようにしたが、これら以外のパラメータで調整するようにしてもよい。
【００４３】
＜装置＞
上述した本発明に係る方法を実施するのに好適な装置について図面を参照して説明する。なお、図５は、実施例に係る基板洗浄装置の概略構成図である。
【００４４】
実施例に係る基板洗浄装置は、複数枚の基板Ｗを一括して洗浄する、いわゆるバッチ式の装置である。なお、以下の説明においては、複数枚の基板Ｗを単に基板Ｗと称する。
【００４５】
処理槽１は、内槽３と外槽５とを備えている。内槽３は、処理液を貯留するとともに、基板Ｗを収容する。外槽５は、内槽３の外側に配設され、内槽３から溢れた処理液を回収する。内槽３は、一対の噴出管７を底部に備えている。一対の噴出管７は、紙面奥行き方向に長軸を向ける姿勢で配置され、外周に複数個の噴出口（図示省略）が形成されている。一対の噴出管７は、噴出口から内槽３に処理液を供給する。
【００４６】
内槽３には、リフタ９が配置されている。このリフタ９は、基板Ｗを起立姿勢で保持する。また、リフタ９は、内槽３の上方にあたる「待機位置」と、内槽３の内部にあたる「処理位置」とにわたって昇降可能に構成されている。
【００４７】
なお、リフタ９が本発明における「保持手段」に相当する。
【００４８】
内槽３の下部には、伝播槽１１が配設されている。伝播槽１１は、超音波振動の伝播媒体となる伝播水を貯留する。伝播槽１１は、貯留している伝播水に、内槽３の底部が浸漬する位置に設けられている。伝播槽１１の底部には、超音波振動子１３が付設されている。この超音波振動子１３は、伝播槽１１が貯留している伝播水に対して超音波振動を付与する。超音波振動子１３には、超音波発振器１４から周波数ｆの超音波信号が付与される。超音波振動子１３は、各種の超音波周波数で振動可能な構成であることが好ましい。
【００４９】
なお、超音波振動子１３と超音波発振器１４とが本発明における「超音波振動付与手段」に相当する。
【００５０】
上述した一対の噴出管７には、供給配管１５の一端側が連通接続されている。この供給配管１５の他端側は、純水供給源１７に連通接続されている。供給配管１５は、上流側から順に、脱気ユニット１９と、三方弁２１と、溶存ユニット２３と、濃度計２５と、インラインヒータ２７と、流量制御弁２９と、ミキシングバルブ３１と、溶剤濃度計３２とを備えている。
【００５１】
ミキシングバルブ３１には、二本の注入管３３，３５の一端側が連通接続されている。注入管３３の他端側には、薬液供給源３７が連通接続され、注入管３５の他端側には、溶剤供給源３９が連通接続されている。薬液供給源３７は、例えば、アンモニア・過酸化水素水を供給し、溶剤供給源３９は、例えば、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）を供給する。また、注入管３３には流量制御弁４１が取り付けられ、注入管３５には流量制御弁４３が取り付けられている。
【００５２】
なお、上述したミキシングバルブ３１が本発明における「溶剤混合手段」に相当する。
【００５３】
上述した濃度計２５は、溶存ユニット２３によって純水に溶存されたガスの濃度を計測する。また、インラインヒータ２７は、供給配管１５を流通する処理液を加熱する。供給配管１５から供給された処理液は、一対の噴出管７から内槽３に供給され、溢れた処理液が外槽５で回収され、排出管４５を通して排出される。
【００５４】
上述した三方弁２１には分岐管４７の一端側が連通され、分岐管４７の他端側は伝播槽１１に連通されている。分岐管４７には、開閉弁４９が取り付けられている。三方弁２１が分岐管４７に切り換えられ、開閉弁４９が開放されると、純水供給源１７からの純水が、伝播水として伝播槽１１に供給される。伝播槽１１の伝播水は、必要に応じて排出管４５を通して排出される。
【００５５】
脱気ユニット１９は、純水供給源１７から供給される純水に対して脱気処理を行う。具体的には、脱気ユニット１９内が減圧され、純水中に溶存しているガスを除去する。溶存ユニット２３は、脱気ユニット１９とは逆の処理を行う。具体的には、溶存量調整部５１からガス（例えば、窒素ガス）が所定量だけ供給され、そのガスが、供給配管１５を流通している純水に対して溶存される。
【００５６】
なお、上述した溶存ユニット２３と溶存量調整部５１とが本発明における「ガス溶存手段」に相当する。
【００５７】
内槽３には、石英プローブ５３が付設されている。この石英プローブ５３は、内槽３に貯留している処理液中の超音波成分を検出する機能を備えている。石英プローブ５３は、ＦＦＴアナライザ５５（fast Fourie transform analyzer）に接続されている。ＦＦＴアナライザ５５は、石英プローブ５５の出力に基づいて、超音波の周波数と出力強度とを分析する。上述した各部は、制御部５７によって統括的に制御される。
【００５８】
なお、石英プローブ５３が本発明における「検出手段」に相当し、ＦＦＴアナライザ５５が本発明における「分析手段」に相当する。
【００５９】
制御部５７は、濃度計２５の濃度信号に基づいて溶存量調整部５１を操作し、処理液に溶存させるガス量を任意に調整するとともに、溶剤濃度計３２の濃度信号に基づいて流量制御弁４３を操作し、処理液の溶剤濃度を任意に調整する。また、制御部５７は、超音波発振器１４を操作し、超音波振動子１３に付与する周波数ｆや出力を調整する。また、制御部５７には、記憶部５９が接続されている。制御部５７は、以下に説明する手順で各種洗浄条件で計測を行い、最適洗浄条件を判別し、その条件を記憶部５９に格納する。そして、制御部５７は、実際の洗浄処理を最適洗浄条件で実施する。
【００６０】
なお、制御部５７が本発明における「判別手段」及び「制御手段」に相当する。
【００６１】
次に、上述した装置における最適条件決定の手順について説明する。なお、予め記憶部５９には、上述したバックグラウンドの出力値が記憶されている。
【００６２】
制御部５７は、三方弁２１を供給配管１５側に切り換え、内槽３に処理液として純水をそのままの状態で供給させる。また、濃度計２５の出力を参照しながら、溶存量調整部５１を操作し、溶存ユニット２３から所定量のガスを溶存させ、溶剤濃度計３２の出力を参照しつつ流量制御弁４１を操作し、供給配管１５に流通する純水中の溶剤濃度が所定値となるようにする。そして、内槽３から純水が排出され始めた後、ダミーの基板Ｗをリフタ９に保持させたまま、リフタ９を待機位置から処理位置に下降させる。次に、制御部５７は、超音波発振器１４を操作して、周波数ｆの超音波信号を所定の出力で超音波振動子１３に付与する。
【００６３】
制御部５７は、ＦＦＴアナライザ５５からの分析結果を収集しつつ、超音波発振器１４から出力される周波数ｆ、その出力、溶存量調整部５１による溶存ガス量等のパラメータを調整する。その際に収集されたＦＦＴアナライザ５５からの分析結果を参照し、記憶部５９のバックグラウンドの出力値と、分析結果における（１／２）ｆの出力値とを比較する。その結果、（１／２）ｆが窒素ガスを溶存させただけの純水の出力値以下となる条件を判別して、その条件を最適洗浄条件として記憶部５９に記憶する。なお、溶剤供給源３７を複数個備え、溶剤種類を切り換えつつ上記の手順を実行し、パラメータとして溶剤種類を含めるようにしてもよい。また、インラインヒータ２７を操作して、処理液温度もパラメータに含めるようにしてもよい。さらに、処理液に純水が含まれている場合には、処理液の温度に対応する飽和率が０．５以上、かつ、超音波振動のワット密度が０．３Ｗ／ｃｍ２以下となる条件を加えることが好ましい。
【００６４】
上記の手順で決定され、記憶部５９に記憶された最適洗浄条件に基づき、制御部５７は各部を制御して、製品の基板Ｗに対して洗浄処理を行う。なお、その際には、薬液供給源３７から薬液を供給して、例えばＳＣ１洗浄を行った後に超音波洗浄処理を行うことが好ましい。
【００６５】
上記の装置によると、（１／２）ｆの出力が、処理液を窒素ガスを溶存させただけの純水としたときの出力値以下になる最適洗浄条件を決定した上で、制御部５７が最適洗浄条件となるように各部を操作して、製品の基板Ｗに対する洗浄処理を行わせる。したがって、（１／２）ｆのサブハーモニクスによる悪影響を抑制することができ、超音波洗浄時における基板Ｗのパターンへのダメージを抑制できる。
【００６６】
また、上記の装置は、脱気ユニット１９で脱気された純水を処理液として利用するので、溶存ユニット２３で処理液への溶存ガス量の調整を精度よく行うことができる。
【００６７】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００６８】
（１）上述した実施例では、処理液を処理槽１に供給して順次に排出する方式を採用しているが、処理槽１に供給した処理液を循環させる方式を採用してもよい。
【００６９】
（２）上述した実施例では、純水供給源１７からの純水を脱気ユニット１９を通してミキシングバルブ３１に供給し、伝播水と処理液で純水供給源１７を共用しているが、供給配管１５に別の純水供給源を備えるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００７０】
Ｗ  …  基板
１  …  処理槽
３  …  内槽
５  …  外槽
７  …  噴出管
９  …  リフタ
１１  …  伝播槽
１３  …  超音波振動子
１５  …  超音波発振器
１５  …  供給配管
１７  …  純水供給源
１９  …  脱気ユニット
２３  …  溶存ユニット
２５  …  濃度計
３１  …  ミキシングバルブ
３２  …  溶剤濃度計
５１  …  溶存量調整部
５３  …  石英プローブ
５５  …  ＦＦＴアナライザ
５７  …  制御部
５９  …  記憶部
【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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