(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オゾン水中に基板を浸漬させて基板を処理する基板処理装置において、
オゾン水を貯留する処理槽と、
処理槽に貯留されたオゾン水中で基板を支持する支持手段と、
前記処理槽に貯留された純水またはオゾン水を循環させる循環配管と、
前記循環配管に設けられ、前記循環配管を流れる純水またはオゾン水を冷却する冷却手段と、
前記循環配管に設けられ、前記冷却手段によって冷却された純水またはオゾン水にオゾンを溶解させて、所望のオゾン濃度を有するオゾン水を生成するオゾン水生成手段と、
オゾン水を加熱する加熱手段と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、前記加熱手段は処理槽内に貯留されたオゾン水を加熱することを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１に記載の基板処理装置において、前記加熱手段は処理槽に供給される前のオゾン水を加熱することを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の基板処理装置において、冷却手段によって冷却された純水またはオゾン水の温度を測定する第１の温度測定手段を有し、第１の温度測定手段による測定結果に基づいて冷却手段を制御する制御手段を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の基板処理装置において、オゾン水生成手段によって生成されたオゾン水中のオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定手段を有し、オゾン濃度測定手段による測定結果に基づいてオゾン水生成手段を制御する制御手段を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の基板処理装置において、加熱手段によって加熱されたオゾン水の温度を測定する第２の温度測定手段を有し、第２の温度測定手段による測定結果に基づいて加熱手段を制御する制御手段を有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の基板処理装置において、冷却手段によって冷却される純水またはオゾン水に所定の溶質を溶解させる溶解手段をさらに有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の基板処理装置において、処理槽に貯留されたオゾン水中にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段をさらに有することを特徴とする基板処理装置。
【請求項９】
オゾン水中に基板を浸漬させて基板を処理する基板処理方法において、
純水またはオゾン水を第１の温度まで冷却する冷却工程と、
冷却工程で冷却された純水またはオゾン水にオゾンを溶解させて、所望のオゾン濃度を有するオゾン水を生成するオゾン水生成工程と、
オゾン水生成工程で生成されたオゾン水中に基板を浸漬させる浸漬工程と、
浸漬工程において基板が浸漬されるオゾン水を第２の温度まで加熱する加熱工程と、
を含み、
前記冷却工程と、前記オゾン水生成工程と、前記加熱工程は、純水またはオゾン水を循環させる過程において、循環される純水またはオゾン水に対して、順次に実行することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の基板処理方法において、冷却工程で冷却される純水またはオゾン水に所定の溶質を溶解させる溶解工程をさらに含むことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１１】
請求項９または請求項１０に記載の基板処理方法において、冷却工程で純水またはオゾン水を約０℃から約２０℃の範囲内まで冷却し、オゾン水生成工程でオゾン濃度が約５０ｐｐｍから約１２０ｐｐｍの範囲内にあるオゾン水を生成し、加熱工程でオゾン水を約２０℃から約４０℃の範囲内まで加熱することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の基板処理装置において、
オゾンガスを発生させ、前記オゾン水生成手段と前記オゾンガス供給手段とにオゾンガスを供給するオゾンガス発生手段をさらに有することを特徴とする基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体基板、液晶表示器用基板等のＦＰＤ（Ｆｌａｔ  ＰａｎｅｌＤｉｓｐｌａｙ）用基板およびフォトマスク用基板などの各種の基板をオゾン水中に浸漬させて処理する基板処理装置および基板処理方法に関する。特に各種の基板をオゾン水中に浸漬させて、基板に付着した有機物や金属異物を除去したり、若しくは基板の表面に自然酸化膜を形成する基板処理装置および基板処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板をオゾン水中に浸漬させて処理する基板処理装置として、例えば特表平９―５０１０１７号公報に開示されたものが知られている。この基板処理装置は、約１℃から約１５℃の範囲内にあるオゾン水中に基板を浸漬させて、基板に付着したレジストなどの有機物を除去する洗浄装置である。この洗浄装置によると加工タンク（洗浄槽）内に貯留され、約１℃から１５℃の範囲内に維持された純水（脱イオン水）中にオゾンガスが拡散される。加工タンク内の純水は比較的低温（約１℃から１５℃の範囲内）であるので、純水に対するオゾンガスの溶解度が高められている。その結果、基板が浸漬されるオゾン水中のオゾン濃度が高くなるためオゾン水の酸化力が強まり、このオゾン水の酸化力により基板に付着した有機物が除去される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の洗浄装置において基板が浸漬されるオゾン水が比較的低温であるので、基板に付着した有機物とオゾン水との反応速度が遅く、その結果、基板を処理する効率が悪くなりスループットが低下するという問題が発生する。
本発明の目的は、上述のような点に鑑み、オゾン水による有機物の除去などの処理を迅速に実行することができる基板処理装置および基板処理方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために請求項１に係る発明は、オゾン水中に基板を浸漬させて基板を処理する基板処理装置において、オゾン水を貯留する処理槽と、処理槽に貯留されたオゾン水中で基板を支持する支持手段と、前記処理槽に貯留された純水またはオゾン水を循環させる循環配管と、前記循環配管に設けられ、前記循環配管を流れる純水またはオゾン水を冷却する冷却手段と、前記循環配管に設けられ、前記冷却手段によって冷却された純水またはオゾン水にオゾンを溶解させて、所望のオゾン濃度を有するオゾン水を生成するオゾン水生成手段と、オゾン水を加熱する加熱手段と、を備えることを特徴とする。
【０００５】
また、請求項２に係る発明は前記加熱手段は処理槽に貯留されたオゾン水を加熱することを特徴とする。
【０００６】
請求項３に係る発明は前記加熱手段は処理槽に供給される前のオゾン水を加熱することを特徴とする。
【０００７】
また、請求項４に係る発明は冷却手段によって冷却された純水またはオゾン水の温度を測定する第１の温度測定手段を有し、第１の温度測定手段による測定結果に基づいて冷却手段を制御する制御手段を有することを特徴とする。
【０００８】
さらに請求項５に係る発明は、オゾン水生成手段によって生成されたオゾン水中のオゾン濃度を測定するオゾン濃度測定手段を有し、オゾン濃度測定手段による測定結果に基づいてオゾン水生成手段を制御する制御手段を有することを特徴とする。
【０００９】
またさらに、請求項６に係る発明は加熱手段によって加熱されたオゾン水の温度を測定する第２の温度測定手段を有し、第２の温度測定手段による測定結果に基づいて加熱手段を制御する制御手段を有することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項７に係る発明は冷却手段によって冷却される純水またはオゾン水に所定の溶質を溶解させる溶解手段をさらに有することを特徴とする。
【００１１】
さらに請求項８に係る発明は処理槽に貯留されたオゾン水中にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段をさらに有することを特徴とする。
【００１２】
請求項９に係る発明はオゾン水中に基板を浸漬させて基板を処理する基板処理方法において、純水またはオゾン水を第１の温度まで冷却する冷却工程と、冷却工程で冷却された純水またはオゾン水にオゾンを溶解させて、所望のオゾン濃度を有するオゾン水を生成するオゾン水生成工程と、オゾン水生成工程で生成されたオゾン水中に基板を浸漬させる浸漬工程と、浸漬工程において基板が浸漬されるオゾン水を第２の温度まで加熱する加熱工程とを含み、前記冷却工程と、前記オゾン水生成工程と、前記加熱工程は、純水またはオゾン水を循環させる過程において、循環される純水またはオゾン水に対して、順次に実行することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項１０に係る発明は冷却工程で冷却される純水またはオゾン水に所定の溶質を溶解させる溶解工程をさらに含むことを特徴とする。
【００１４】
またさらに請求項１１に係る発明は、冷却工程で純水またはオゾン水を約０℃から約２０℃の範囲内まで冷却し、オゾン水生成工程でオゾン濃度が約５０ｐｐｍから約１２０ｐｐｍの範囲内にあるオゾン水を生成し、加熱工程でオゾン水を約２０℃から約４０℃の範囲内まで加熱することを特徴とする。
またさらに請求項１２に係る発明は、請求項８に記載の基板処理装置において、オゾンガスを発生させ、前記オゾン水生成手段と前記オゾンガス供給手段とにオゾンガスを供給するオゾンガス発生手段をさらに有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。図１はこの発明の第１実施形態を示す模式図である。図１において基板洗浄装置１ａは、レジストなどの有機物が付着した複数の基板をオゾン水中に浸漬させて基板から有機物を除去するものである。基板洗浄装置１ａはオゾン水ＯＬを貯留する洗浄槽２と、洗浄槽２上部の周囲に固定され洗浄槽２からオーバーフローしたオゾン水ＯＬを一旦受け止める外槽３とを備えている。洗浄槽２の底部付近には略丸型の半導体ウエハである複数の基板Ｗを支持する支持部材４が配置されている。支持部材４は図１における左右方向に沿って延設されるとともに、この延設方向に沿って複数の溝が形成されている。そして、複数の基板Ｗの下部端縁が支持部材４に形成された複数の溝にそれぞれ挿入されて、複数の基板Ｗが上記左右方向に沿って互いに平行に洗浄槽２内で配列される。
【００１６】
また、支持部材４の下方にはオゾンガス供給部材５が配置されている。オゾンガス供給部材５は偏平な中空箱型形状で、その上面には中空部と連通する多数の小孔Ｈが形成されている。オゾンガス供給部材５の中空部は、オゾンガス供給管Ｌ３および開閉用のバルブＶ４を介して後述するオゾンガス発生部１２と流路接続されている。さらに、洗浄槽２内には洗浄槽２内に貯留されたオゾン水ＯＬの温度を測定する槽内温度センサ７が設けられている。また洗浄槽２の周囲にはヒータ６が取付られている。このヒータ６は洗浄槽２を加熱することにより洗浄槽２内に貯留されたオゾン水ＯＬを加熱する。
【００１７】
純水供給管Ｌ４は基板洗浄装置１ａに純水を供給するための配管であり、その一方端は半導体素子を製造する製造工場などの設備として設けられた純水供給源ＷＳと流路接続されている。また、純水供給管Ｌ４の他方端は洗浄槽２内に配置され、その配管途中には開閉用のバルブＶ１が介設されている。溶液供給管Ｌ５は、純水に塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などの溶質が溶解された溶液を供給するための配管である。溶液供給管Ｌ５の一方端は純水供給源ＷＳに流路接続され他方端は洗浄槽２内に配置されている。溶液供給管Ｌ５には純水に溶質を溶解させる溶質溶解部１４と開閉用のバルブＶ２とが介設されている。
【００１８】
循環配管Ｌ１は洗浄槽２に対してオゾン水などを循環供給するための配管であり、その一方端は外槽３と流路接続され他方端は洗浄槽２内に配置された図示しない液中パイプと流路接続されている。循環配管Ｌ１には、チラー８、管内温度センサ９、オゾンガス溶解部１０、ポンプＰ、フィルタＦおよび濃度センサ１１がそれぞれ介設されている。ポンプＰは洗浄槽２に向けて純水またはオゾン水を循環配管Ｌ１を介して送液し、フィルタＦは循環配管Ｌ１中を流れる純水またはオゾン水を清浄にする。チラー８は循環配管Ｌ１を流れる純水またはオゾン水を例えば約０℃から約２０℃の範囲内まで冷却する。管内温度センサ９はチラー８で冷却された純水またはオゾン水の温度を測定する。
【００１９】
オゾンガス溶解部１０ではその内部に供給されたオゾンガスと純水またはオゾン水とを混合し、純水またはオゾン水にオゾンガスを溶解させる。このオゾンガス溶解部１０は、例えば、その流路内を流れる純水などの流速を利用してその内部に負圧を生じさせてオゾンガスを内部に吸引するアスピレータ式のものや、その中央に純水などの流路を有する円筒状の中空系フィルターを設け、所定の圧力以上のオゾンガスを流路内に取り込む構成のものを採用すれば良い。濃度センサ１１はオゾンガス溶解部１０でオゾンガスが溶解され、循環配管Ｌ１中を流れるオゾン水中のオゾン濃度を測定する。濃度センサ１１は例えば光学的にオゾン濃度を測定する光学式センサである。
【００２０】
オゾンガス溶解部１０にはオゾンガス発生部１２と流路接続されたオゾンガス供給管Ｌ２が流路接続されている。オゾンガス供給管Ｌ２には開閉用のバルブＶ３が介設されている。オゾンガス発生部１２は工場設備として設けられた酸素供給源ＯＳと流路接続されている。オゾンガス発生部１２は、酸素供給源ＯＳから供給されてその内部に充満した酸素ガス中で無声放電を起こすことによってオゾンガスを発生させる。また、オゾンガス発生部１２は開閉用のバルブＶ４が介設されたオゾンガス供給管Ｌ３を介してオゾンガス供給部材５にオゾンガスを供給する。上述の循環配管Ｌ１、オゾンガス発生部１２、オゾンガス供給管Ｌ２およびオゾンガス溶解部１０などによって本発明のオゾン水生成手段が構成されている。
【００２１】
制御部１３は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース部などを含む一般的なマイクロコンピュータから構成されている。制御部１３は槽内温度センサ７、管内温度センサ９および濃度センサ１１と電気的に接続され、槽内温度センサ７、管内温度センサ９および濃度センサ１１による測定結果に基づく信号を受信する。また、制御部１３は各バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４、ヒータ６、チラー８およびポンプＰと電気的に接続されている。そして、制御部１３は予めＲＯＭに保存された処理プログラムや受信した槽内温度センサ７、管内温度センサ９および濃度センサ１１による測定結果に基づいて各バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４、ヒータ６、チラー８およびポンプＰに制御信号を送信する。なお、図１において点線は制御部１３と上記各部とを電気的に接続する信号線を示している。
【００２２】
次に上述の第１実施形態の動作を図５に示すフローチャートに基づき説明する。まず、純水供給管Ｌ４に介設されたバルブＶ１を開いて純水供給源ＷＳから供給された純水を、純水やオゾン水が貯留されておらず基板が搬入されていない洗浄槽２内に純水供給管Ｌ４を介して供給する（ステップＳ１）とともにポンプＰを駆動する（ステップＳ２）。洗浄槽２内に供給された純水は洗浄槽２内に貯留され、やがて洗浄槽２の上端から外槽３に溢れ出す。外槽３に溢れ出した純水は外槽３内に一旦貯留された後、ポンプＰにより循環配管Ｌ１を介して洗浄槽２に向けて循環供給される。
【００２３】
洗浄槽２に所定量の純水が循環供給されるとバルブＶ１を閉じて純水供給源ＷＳから洗浄槽２への純水の供給を停止する。そして、溶液供給管Ｌ５に介設されたバルブＶ２を開いて、溶質溶解部１４で純水に溶質が溶解された溶液を洗浄槽２内に溶液供給管Ｌ５を介して供給する（ステップＳ３）。洗浄槽２内に供給された溶液は、洗浄槽２内に貯留された純水とともに外槽３に溢れ出しポンプＰにより循環配管Ｌ１中を送液される間に純水と溶液とが混合され、その結果、洗浄槽３に循環供給される純水中の溶質濃度が所望値となる。
【００２４】
次にチラー８を作動させて洗浄槽２に循環供給される例えば約２３℃の純水を例えば約０℃から約２０℃の範囲内まで冷却する（ステップＳ４）。チラー８によって冷却された純水の温度を管内温度センサ９によって測定（ステップＳ５）し、その測定値ＴＬが制御部１３に送信される。測定値ＴＬを受信した制御部１３は、測定値ＴＬが所望値（例えば１５℃）以下であるか否かを判断する。測定値ＴＬが所望値以下であれば次のステップに移り、所望値を超えていると制御部１３はその冷却能力を高めるようにチラー８に制御信号を送信するとともに管内温度センサ９による温度測定を継続する（ステップＳ６）。チラー８によって冷却された純水の温度が所望値以下になると、バルブＶ３が開けられオゾンガス発生部１２からオゾンガス溶解部１０にオゾンガスが供給されて、オゾンガス溶解部１０内で純水にオゾンガスが溶解されてオゾン水が生成される（ステップＳ７）。生成されたオゾン水は循環配管Ｌ１を介して洗浄槽２に循環供給されるとともに、そのオゾン濃度が濃度センサ１１により測定されてその測定値ＯＤが制御部１３に送信される（ステップＳ８）。測定値ＯＤを受信した制御部１３は、測定値ＯＤが所望値以上であるか否かを判断する（ステップＳ９）。
【００２５】
オゾンガス溶解部１０内でオゾンガスが溶解される純水またはオゾン水の温度が低いほど純水またはオゾン水に対するオゾンガスの溶解度が高くなるので、生成されたオゾン水中のオゾン濃度は、チラー８で冷却された純水またはオゾン水の温度に依存する。例えばチラー８によって純水またはオゾン水が約０℃から約２０℃の範囲内まで冷却した場合、オゾンガス溶解部１０内でオゾンガスが溶解されて生成されたオゾン水中のオゾン濃度は約５０ｐｐｍから１２０ｐｐｍの範囲内となり、このオゾン濃度が濃度センサ１１によって測定される。
【００２６】
所望のオゾン濃度を有するオゾン水が洗浄槽２に循環供給されるとヒータ６を作動させて洗浄槽２内のオゾン水ＯＬを例えば約２０℃から約４０℃の範囲内まで加熱する（ステップＳ１０）。加熱されたオゾン水ＯＬの温度が槽内温度センサ７により測定されその測定値ＴＵが制御部１３に送信される（ステップＳ１１）。測定値ＴＵを受信した制御部１３は、測定値ＴＵが所望値（例えば２５℃）以上であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００２７】
洗浄槽２に貯留されたオゾン水ＯＬの温度が所望値以上になると図示しない搬送ロボットによって複数の基板Ｗが洗浄槽２内に搬入され支持部材４上に載置されてオゾン水ＯＬ中に浸漬される（ステップ１３）。複数の基板Ｗが支持部材４上に載置されると制御部１３によってバルブＶ４が開けられオゾンガス発生部１２からオゾンガス供給管Ｌ３を介してオゾンガス供給部材５にオゾンガスが供給される。オゾンガス供給部材５に供給されたオゾンガスは多数の小孔Ｈからオゾン水ＯＬ中に供給されて、オゾン水ＯＬ中にオゾンガスの気泡が発生する（ステップＳ１４）。
【００２８】
上述のようにヒータ６によってオゾン水ＯＬを加熱してオゾン水ＯＬの温度を所望値以上とすると、基板に付着した有機物とオゾン水との反応速度が速くなり有機物が迅速に除去される。また、オゾン水ＯＬを加熱するとオゾン水ＯＬに溶解されていたオゾンによるオゾンガスの気泡がオゾン水ＯＬ中に均一に発生する。このオゾンガスの気泡はオゾン水ＯＬに溶解されていたオゾンから発生するので、上述の特表平９―５０１０１７号公報に記載されたオゾン水中にオゾンガスを拡散させる従来の洗浄装置よりも、オゾン水ＯＬ中にオゾンガスの気泡を均一に発生させることが可能となる。加熱されたオゾン水ＯＬ中に均一に発生したオゾンガスの気泡により複数の基板Ｗに付着した有機物が均一に除去される。さらにオゾンガス供給部材５の多数の小孔Ｈから供給されるオゾンガスの気泡が有機物の除去効率を向上させる。
【００２９】
複数の基板Ｗが支持部材４に載置されて所定時間（例えば１０分）経過すると図示しない搬送ロボットにより複数の基板Ｗが洗浄槽２外へ搬出される（ステップ１７）。所定のロット数、例えば２０ロットの基板Ｗを基板洗浄装置１ａで処理するまで、洗浄槽２への基板Ｗの搬入は繰り返される（ステップ１８）。そして所定のロット数の基板Ｗを処理すると、洗浄槽２、外槽３および循環配管Ｌ１内のオゾン水が図示しない排液機構により基板洗浄装置１ａ外に排液される（ステップＳ１９）。そして、次に処理すべき基板Ｗ（次ロット）ある場合はステップＳ１からの処理が繰り返される（ステップ２０）。
【００３０】
上述のように洗浄槽２内でヒータ６により加熱されたオゾン水ＯＬ中からオゾンガスが発生するので、外槽３に溢れ出したオゾン水中のオゾン濃度は低下している。オゾン濃度が低下したオゾン水は、循環配管Ｌ１を介してチラー８に供給され所望温度以下まで冷却された後、オゾン溶解部１０にオゾンガスが溶解されて所望のオゾン濃度を有するオゾン水ＯＬが生成され、洗浄槽２に循環供給される。
【００３１】
次に上述の第１実施形態の変形例を図２を用いて説明する。図２において図１に示される符号と同じ符号が付された各部材は図１の各部材と同じ機能を有するものであり、その詳細な説明は省略する。図２に示す変形例は、図１に示す第１実施形態と異なり洗浄槽２の周囲にヒータが設けられていない。図２に示す基板処理装置１ｂではオゾンガス溶解部１０と洗浄槽２とを流路接続する循環配管Ｌ１にヒータ２１が介設されている。ヒータ２１は、洗浄槽２内に供給されたオゾン水ＯＬの温度が例えば約２０℃から約４０℃の範囲内となるように、循環配管Ｌ１中を洗浄槽２に向けて流れる例えば約１５℃のオゾン水を加熱する。ヒータ２１は槽内温度センサ７によって測定されたオゾン水ＯＬの温度に基づいて制御部２３によって制御される。
【００３２】
また、洗浄槽２の底部には洗浄槽２内に貯留されたオゾン水ＯＬに超音波振動を付与する超音波発生器２２が取り付けられている。超音波発生器２２は処理プログラムに基づいて制御部２３によって制御される。
【００３３】
上述の変形例の動作を図６を用いて説明する。図６は図５に示す第１実施形態のフローチャートと異なるステップを含む部分についてのみ図示され、次に説明するステップ以外は第１実施形態と同じである。図６のステップ１０ｂにおいてヒータ２１が作動され、ステップ１５において超音波発生器２２が作動される。すなわち、図２に示す循環配管Ｌ１に介設されたヒータ２１により加熱されたオゾン水が洗浄槽２内に供給され、洗浄槽２内に貯留された例えば約２０℃から約４０℃の範囲内まで加熱されたオゾン水ＯＬ中に複数の基板Ｗが浸漬されて処理される。また、超音波発生器２２によって洗浄槽２内に貯留されたオゾン水ＯＬに超音波振動が付与されて、有機物の除去効率が向上する。
【００３４】
次にこの発明の第２実施形態について説明する。図３は第２実施形態を示す模式図である。図３において図１に示される符号と同じ符号が付された各部材は図１の各部材と同じ機能を有するものであり、その詳細な説明は省略する。第２実施形態による基板洗浄装置１ｃは、洗浄槽２内で基板Ｗに対してオゾン水による処理と純水による処理とを連続的に実行できるワンバス（単槽）式の基板洗浄装置である。
【００３５】
洗浄槽２内に設けられた図示しない液中パイプには主供給管Ｌ６が流路接続されている。主供給管Ｌ６には純水供給源ＷＳと流路接続され開閉用のバルブＶ７が介設された純水供給管Ｌ７が流路接続されている。また、主供給管Ｌ６にはオゾン水供給管Ｌ９の一方端が流路接続されている。オゾン水供給管Ｌ９はその他方端がタンク３１に流路接続されるとともに開閉用のバルブＶ６およびポンプＰ１がそれぞれ介設されている。
【００３６】
純水供給管Ｌ８は上述の純水供給管Ｌ７から分岐しタンク３１に開閉用のバルブＶ８を介して流路接続されている。タンク３１にはタンク３１に対して純水またはオゾン水を循環供給するための循環配管Ｌ１０が流路接続されている。循環配管Ｌ１０にはポンプＰ２、チラー３２、管内温度センサ３３およびオゾンガス溶解部３４がそれぞれ介設されている。循環配管Ｌ１０には、純水供給管Ｌ８から分岐し溶質溶解部３６および開閉用のバルブＶ９が介設された溶液供給管Ｌ１１が流路接続されている。タンク３１内にはタンク３１内に貯留されたオゾン水中のオゾン濃度を測定する濃度センサ３７が設けられている。
【００３７】
オゾンガス溶解部３４にはオゾンガス発生部３５と流路接続され開閉用のバブルＶ１０が介設されたオゾンガス供給管Ｌ１２が流路接続されている。オゾンガス発生部３５には洗浄槽２内に配置されたオゾンガス供給部材５と流路接続され開閉用のバルブＶ１１が介設されたオゾンガス供給管Ｌ１３が流路接続されている。
【００３８】
ドレイン管Ｌ１４は外槽３に貯留されるオゾン水ＯＬまたは純水を基板洗浄装置１ｃ外に排液するための配管である。また、洗浄槽２にはドレイン管Ｌ１４と流路接続され開閉用のバルブＶ１２が介設された槽内排液管Ｌ１５が流路接続されている。
【００３９】
制御部３８には、槽内温度センサ７、管内温度センサ３３、濃度センサ３７、各バルブＶ６〜Ｖ１２、各ポンプＰ１，Ｐ２、ヒータ６およびチラー８が点線で示す信号線により電気的に接続されている。
【００４０】
次に第２実施形態の動作について図７および図８に示すフローチャートを用いて説明する。まず、純水供給管Ｌ８に介設されたバルブＶ８を開き、純水供給管Ｌ８を介して純水供給源ＷＳからタンク３１に純水を所定量だけ供給する（ステップＳ１）。循環配管Ｌ１０に介設されたポンプＰ２を駆動しタンク３１に対して純水を循環供給する（ステップＳ２）。バルブＶ９を開けて溶質溶解部３６で純水に溶質が溶解された溶液を溶液供給管Ｌ１１を介して循環配管Ｌ１０内を流れる純水中に供給する（ステップＳ３）。
【００４１】
タンク３１に対して循環供給される純水中に所定濃度の溶質が添加されると、チラー３２が作動され例えば２３℃の純水が例えば約０℃から約２０℃の範囲内まで冷却される（ステップＳ４）。チラー３２によって冷却された純水の温度を管内温度センサ３３によって測定（ステップＳ５）し、その測定値ＴＬが制御部３８に送信される。測定値ＴＬを受信した制御部３８は、測定値ＴＬが所望値（例えば１５℃）以下であるか否かを判断する。
【００４２】
測定値ＴＬが所望値以下であれば次のステップに移り、所望値を超えていれば制御部３８はその冷却能力を高めるようにチラー３２に制御信号を送信するとともに管内温度センサ３３による温度測定を継続する（ステップＳ６）。チラー３２によって冷却された純水の温度が所望値以下になると、バルブＶ１０が開けられオゾンガス発生部３５からオゾンガス溶解部３４にオゾンガスが供給されて、オゾンガス溶解部３４内で純水にオゾンガスが溶解されてオゾン水が生成される（ステップＳ７）。
【００４３】
生成されたオゾン水は循環配管Ｌ１０を介してタンク３１に循環供給されるとともに、そのオゾン濃度が濃度センサ３７により測定されてその測定値ＯＤが制御部３８に送信される（ステップＳ８）。測定値ＯＤを受信した制御部１３は、測定値ＯＤが所望値以上であるか否かを判断する（ステップＳ９）。所望のオゾン濃度を有するオゾン水がタンク３１に循環供給されるとポンプＰ２を停止してタンク３１内にオゾン水を貯留する。そして、バルブＶ６が開けられるとともにポンプＰ１が駆動されて主供給管Ｌ６および液中パイプを介して洗浄槽２内にオゾン水が供給される（ステップＳ１０）。
【００４４】
洗浄槽２内に供給されたオゾン水ＯＬが外槽３に溢れ出すとヒータ６が作動され洗浄槽２内に貯留されたオゾン水ＯＬが例えば約２０℃から約４０℃の範囲内まで加熱される（ステップＳ１１）。なお、外槽３に溢れ出したオゾン水は外槽３に一旦貯留された後、ドレイン管Ｌ１４を介して基板洗浄装置１ｃ外に排液される。また、洗浄槽２にオゾン水を連続供給するだけのオゾン水がタンク３１に貯留されていない場合は、上述のステップＳ１からステップＳ９を適宜に実行することによりオゾン水を追加生成する。
【００４５】
ヒータ６によって加熱されたオゾン水ＯＬの温度が槽内温度センサ７により測定されその測定値ＴＵが制御部３８に送信される（ステップＳ１２）。測定値ＴＵを受信した制御部１３は、測定値ＴＵが所望値（例えば２５℃）以上であるか否かを判断する（ステップＳ１３）。
【００４６】
洗浄槽２に貯留されたオゾン水ＯＬの温度が所望値以上になると図示しない搬送ロボットによって複数の基板Ｗが洗浄槽２内に搬入され支持部材４上に載置されてオゾン水ＯＬ中に浸漬される（ステップ１４）。複数の基板Ｗが支持部材４上に載置されると制御部３８によってバルブＶ１１が開けられオゾンガス発生部３５からオゾンガス供給管Ｌ１３を介してオゾンガス供給部材５にオゾンガスが供給される。オゾンガス供給部材５に供給されたオゾンガスは多数の小孔Ｈからオゾン水ＯＬ中に供給されて、オゾン水ＯＬ中にオゾンガスの気泡が発生する（ステップＳ１５）。
【００４７】
上述のようにヒータ６によってオゾン水ＯＬを加熱してオゾン水ＯＬの温度を所望値以上とすると、基板に付着した有機物とオゾン水との反応速度が速くなり有機物が迅速に除去される。また、オゾン水ＯＬを加熱するとオゾン水ＯＬに溶解されていたオゾンによるオゾンガスの気泡がオゾン水ＯＬ中に均一に発生する。さらにオゾンガス供給部材５の多数の小孔Ｈから供給されるオゾンガスの気泡が有機物の除去効率を向上させる。
【００４８】
複数の基板Ｗが支持部材４に載置されて所定時間（例えば１０分）経過すると、バルブＶ１１が閉じられて洗浄槽２内へのオゾンガスの供給が停止される（ステップＳ１８）。そして、ポンプＰ１が停止されるとともにバルブＶ６が閉じられてタンク３１から洗浄槽２へのオゾン水の導入が停止され（ステップＳ１９）、ヒータ６への電力供給が停止される（ステップＳ２０）。
【００４９】
次に図８に示すステップ２１に移り、バルブＶ７が開けられ純水供給管Ｌ７、主供給管Ｌ６および液中パイプを介して純水供給源ＷＳから洗浄槽２に純水が供給される。洗浄槽２に供給された純水は洗浄槽２に貯留されたオゾン水ＯＬと混合しつつ外槽３に溢れ出し、やがて洗浄槽２内のオゾン水は純水に置換され、支持部材４に支持された複数の基板Ｗは所定時間（例えば１０分）だけ純水中に浸漬され洗浄される（ステップＳ２２）。そして、ステップ２４で図示しない搬送ロボットにより複数の基板Ｗが洗浄槽２外へ搬出された後、バルブＶ７が閉じられて洗浄槽２内への純水の供給が停止される（ステップＳ２２）。
【００５０】
次に処理すべき基板Ｗ（次ロット）の有無が判断され（ステップＳ２６）、次ロットがある場合はステップＳ１０（図７）からの処理が繰り返される。このようにステップＳ１０からの処理が繰り返される場合、洗浄槽２内に貯留された純水がオゾン水に十分に置換するまでステップＳ１０が継続された後、ステップＳ１１に移る。また、ステップＳ１からステップＳ９までのオゾン水を生成するための工程は、前のロットの基板Ｗが純水によって処理されている間（ステップＳ２１からステップＳ２５）に実行される。
【００５１】
ステップ２６に戻り、次に処理すべきロット（次ロット）がない場合はステップ２７に移る。ステップ２７ではバルブＶ１２が開けられ洗浄槽２内に貯留された純水が槽内排液管Ｌ１５およびドレイン管１４を介して基板洗浄装置１ｃ外に排液される。
【００５２】
次に上述の第２実施形態の変形例を図４を用いて説明する。図４において図３に示される符号と同じ符号が付された各部材は図３の各部材と同じ機能を有するものであり、その詳細な説明は省略する。図４に示す変形例は、図３に示す第２実施形態と異なり洗浄槽２の周囲にヒータが設けられていない。図４に示す基板処理装置１ｄでは主供給管Ｌ６にヒータ４１が介設されている。ヒータ４１は、洗浄槽２内に供給されたオゾン水ＯＬの温度が例えば約２０℃から約４０℃の範囲内となるように、主供給管Ｌ６中を洗浄槽２に向けて流れる例えば約１５℃のオゾン水を加熱する。ヒータ４１は槽内温度センサ７によって測定されたオゾン水ＯＬの温度に基づいて制御部４３によって制御される。
【００５３】
また、洗浄槽２の底部には洗浄槽２内に貯留されたオゾン水ＯＬに超音波振動を付与する超音波発生器４２が取り付けられている。超音波発生器４２は処理プログラムに基づいて制御部４３によって制御される。
【００５４】
上述の変形例の動作を図９に示すフローチャートを用いて説明する。図９は図７および図８に示す第２実施形態のフローチャートと異なるステップを含む部分についてのみ図示され、次に説明するステップ以外は第２実施形態と同じである。図９に示すステップ１１ｂにおいてヒータ４１が作動され、ステップ１６において超音波発生器４２が作動され、ステップＳ２３において超音波発生器４２が停止される。すなわち、図４に示す主供給管Ｌ６に介設されたヒータ４１により加熱されたオゾン水が洗浄槽２内に供給され、洗浄槽２内に貯留された例えば約２０℃から約４０℃の範囲内まで加熱されたオゾン水ＯＬ中に複数の基板Ｗが浸漬されて処理される。また、超音波発生器４２によって洗浄槽２内に貯留されたオゾン水ＯＬに超音波振動が付与されて、有機物の除去効率が向上する。
【００５５】
この発明は上述の各実施形態やそれらの変形例に限定されるものではなく、次のような変形例を採用することも可能である。
純水やオゾン水を０℃付近まで冷却する必要のないときには、図１から図４に示す溶液供給管Ｌ５，Ｌ１１および溶質溶解部１４，３６など冷却される純水およびオゾン水に溶質を溶解させて純水またはオゾン水の凝固点を降下させるための構成を省略し、図５、図７に示すステップ３の溶液供給工程を省略しても良い。
【００５６】
オゾン水の凝固点を下げるためにオゾン水に溶解させる溶質は上述の塩化ナトリウム以外に塩化カリウム（ＫＣｌ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）でもよく、基板の処理に悪影響を与えることなくオゾン水の凝固点を下げる作用のある溶質であれば良い。
【００５７】
また、上述の各実施形態において基板洗浄装置に、オゾンガス発生部１２，３５やオゾン水生成手段が設けられていたが、工場設備としてオゾンガス供給源やオゾン水供給源が設置されている場合は、基板洗浄装置にオゾンガス発生部１２，３５やオゾン水生成手段を設けず、各工場設備からオゾンガスやオゾン水を受け入れる構成としても良い。
【００５８】
さらに上述の各実施形態において、超音波発生器２２，４２が洗浄槽２の底部に取り付けられる構成であるが、洗浄槽２を伝播水中に配置し、この伝播水に超音波発生器により超音波振動を付与し、伝播水を介して洗浄槽２内に貯留されたオゾン水ＯＬに超音波振動を付与しても良い。
【００５９】
この発明は、上述の各実施形態のような有機物を除去する基板洗浄装置以外に、基板に付着した金属異物を除去する基板洗浄装置や基板の表面に自然酸化膜を形成する基板処理装置などオゾン水の酸化力を用いて基板を処理する装置や方法に適用することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上詳細に説明した如く、請求項１または請求項９に係る発明によれば、冷却された純水またはオゾン水にオゾンを溶解させて生成されたオゾン水を加熱することによって、基板の処理を行うべきオゾン水中のオゾン濃度を高めることができるとともに基板に対する反応速度を向上させることができて、オゾン水による有機物の除去などの処理を迅速に実行することができる。
【００６１】
また、請求項２に係る発明によれば、処理槽内に貯留されたオゾン水が加熱されることによって、基板が浸漬されるオゾン水中にオゾンガスの気泡を均一に発生させることができて、基板に対するオゾン水による処理を均一に実行することができる。
【００６２】
また、請求項３に係る発明によれば、処理槽に供給される前のオゾン水が加熱されるので、基板の処理を行うべきオゾン水を確実に加熱することができる。
【００６３】
さらに請求項４に係る発明によれば、制御手段が第１の温度測定手段よって測定された純水またはオゾン水の温度に基づいて冷却手段を制御することによって、純水またはオゾン水を正確に冷却することができる。
【００６４】
またさらに請求項５に係る発明によれば、制御手段がオゾン水中のオゾン濃度に基づいてオゾン水生成手段を制御することによって、所望のオゾン濃度を有するオゾン水を確実に得ることができる。
【００６５】
また、請求項６に係る発明によれば、制御手段が第２の温度測定手段によって測定されたオゾン水の温度に基づいて加熱手段を制御することによって、オゾン水を正確に加熱することができる。
【００６６】
さらに請求項７または請求項１０に係る発明によれば、冷却される純水またはオゾン水に所定の溶質を溶解させることによって、純水またはオゾン水の凝固点を下げることができ、純水またはオゾン水を０℃付近まで冷却することができて、純水またはオゾン水に対するオゾンの溶解度を向上させることができる。
【００６７】
またさらに請求項８に係る発明によれば、処理槽に貯留されたオゾン水中にオゾンガスを供給することによって、基板の処理効率を向上できる。
【００６８】
請求項１１に係る発明によれば、冷却工程で純水またはオゾン水を約０℃から約２０℃の範囲内まで冷却し、オゾン水生成工程でオゾン濃度が約５０ｐｐｍから約１２０ｐｐｍの範囲内にあるオゾン水を生成し、加熱工程でオゾン水を約２０℃から約４０℃の範囲内まで加熱することによって、上記の効果をより確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態を示す模式図である。
【図２】第１実施形態の変形例を示す模式図である。
【図３】この発明の第２実施形態を示す模式図である。
【図４】第２実施形態の変形例を示す模式図である。
【図５】第１実施形態の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図６】図２に示す変形例の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【図７】第２実施形態の動作を説明するためのフローチャートの前半部分を示す図である。
【図８】第２実施形態の動作を説明するためのフローチャートの後半部分を示す図である。
【図９】図４に示す変形例の動作を説明するためのフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  基板洗浄装置
２  洗浄槽
４  支持部材
５  オゾンガス供給部材
６，２１，４１  ヒータ
７  槽内温度センサ
８，３２  チラー
９，３３  管内温度センサ
１０，３４  オゾンガス溶解部
１１，３７  濃度センサ
１２，３５  オゾンガス発生部
１３，２３，３８，４３  制御部
１４，３６  溶質溶解部
Ｗ  基板
ＯＬ  オゾン水
【図１】
0003691985.tif 000002
【図２】
0003691985.tif 000003
【図３】
0003691985.tif 000004
【図４】
0003691985.tif 000005
【図５】
0003691985.tif 000006
【図６】
0003691985.tif 000007
【図７】
0003691985.tif 000008
【図８】
0003691985.tif 000009
【図９】
0003691985.tif 000010