(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方主面にパターンが形成された基板の他方主面を洗浄する基板洗浄装置であって、
第１ノズルを有し、前記第１ノズルから前記一方主面の第１着液地点に向けて、第１液体を供給する第１液体供給部と、
第２ノズルと、前記第２ノズルに設けられる振動子と、前記振動子に発信信号を出力する発振器とを有し、前記第２ノズルから前記他方主面の第２着液地点に向けて、前記振動子により第２液体に超音波を印加した超音波印加液を供給する超音波印加液供給部と、
前記一方主面を上方に向けて前記基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板保持部を鉛直軸周りに回転する基板回転部と、を備え、
前記第２ノズルは、前記基板保持部に保持される前記基板の径方向外側下方に位置し、
前記第１液体は、前記第２液体よりも溶存ガス濃度が低い脱気液であり、
前記第１ノズルは、前記第１着液地点が、前記第２着液地点から所定距離以内を保持するように配置され、
前記第１液体供給部は、前記第１ノズルとは異なる第３ノズルをさらに有し、
前記第３ノズルは前記基板保持部に保持された状態で前記基板回転部により鉛直軸周りに回転される前記基板の前記一方主面における回転中心へ前記第１液体を供給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であって、
前記第１ノズルから前記第２着液地点までの距離は、前記第３ノズルから前記第２着液地点までの距離よりも短い、ことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項３】
請求項２に記載の基板洗浄装置であって、
前記第１液体供給部は、前記第１ノズルおよび前記第３ノズルを共通に設置するアームと、前記アームを前記基板保持部に対し相対的に移動させるアーム移動部と、を有する、ことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項４】
一方主面にパターンが形成された基板の他方主面を洗浄する基板洗浄装置であって、
第１ノズルを有し、前記第１ノズルから前記一方主面の第１着液地点に向けて、第１液体を供給する第１液体供給部と、
第２ノズルと、前記第２ノズルに設けられる振動子と、前記振動子に発信信号を出力する発振器とを有し、前記第２ノズルから前記他方主面の第２着液地点に向けて、前記振動子により第２液体に超音波を印加した超音波印加液を供給する超音波印加液供給部と、
前記一方主面を上方に向けて前記基板を水平に保持する基板保持部と、
前記基板保持部を鉛直軸周りに回転する基板回転部と、を備え、
前記第２ノズルは、前記基板保持部に保持される前記基板の径方向外側下方に位置し、
前記第１液体は、前記第２液体よりも溶存ガス濃度が低い脱気液であり、
前記第１ノズルは、前記第１着液地点が、前記第２着液地点から所定距離以内を保持するように配置され、
前記第１着液地点は、前記基板保持部に保持された状態で前記基板回転部により鉛直軸周りに回転される前記基板の前記一方主面における回転中心から前記基板の周縁領域に亘って位置し、
前記第１ノズルは、直線状に延びる吐出口を有するスリットノズルである、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４のいずれか１項に記載の基板洗浄装置であって、
前記基板の中心から周縁までの距離が４ｃｍ以上であり、
前記所定距離は、２ｃｍである、ことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項６】
請求項２または３に記載の基板洗浄装置であって、
前記第１ノズルは、
前記基板保持部に保持される前記基板の径方向外側上方に位置し、
前記第１ノズルが前記第１液体を前記第１着液地点に向けて供給する供給方向と前記一方主面とがなす角度と、前記第２ノズルが前記超音波印加液を前記第２着液地点に向けて供給する供給方向と前記他方主面とがなす角度と、が等しくなるように配置される、ことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項７】
請求項２または３に記載の基板洗浄装置であって、
前記基板の中心から前記第１着液地点までの距離は、前記基板の中心から前記第２着液地点までの距離よりも短い、ことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項８】
一方主面にパターンが形成された基板の他方主面を洗浄する基板洗浄方法であって、
前記一方主面を上方に向けて前記基板を水平に保持する基板保持工程と、
前記基板保持工程により保持される前記基板を鉛直軸周りに回転する基板回転工程と、
前記一方主面に、第１液体を供給する第１液体供給工程と、
前記第１液体供給工程の実行中に、前記他方主面に、第２液体に超音波を印加した超音波印加液を、前記基板保持工程により保持される前記基板の径方向外側下方から供給して、前記他方主面を洗浄する洗浄工程と、を備え、
前記第１液体は、前記第２液体よりも溶存ガス濃度が低い脱気液であり、
前記第１液体供給工程は、前記基板の前記一方主面の全体に前記第１液体の液膜を形成する工程を含み、
前記洗浄工程は、前記基板の前記一方主面の全体に前記第１液体の液膜が形成された状態を維持しつつ、前記第１液体供給工程において前記第１液体が着液する前記一方主面の第１着液地点から所定距離以内に、前記超音波印加液が着液する第２着液地点を位置させて、前記他方主面を洗浄する、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】
この発明は、半導体基板、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板（以下、単に「基板」と記載する）に付着したパーティクル等の汚染物質を基板から除去する基板洗浄装置および基板洗浄方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置や液晶表示装置などの電子部品の製造工程においては、基板の表面に成膜やエッチングなどの処理を繰り返し施して微細パターンを形成する工程が含まれる。ここで、当該基板の裏面にパーティクルが付着していると、これがフォトリソグラフィ工程におけるデフォーカス要因となり、所望の微細パターンを形成するのが難しくなる。また、裏面にパーティクルが付着した基板によってクロスコンタミネーションが発生することもある。
【０００３】
さらに、基板搬送時には基板の裏面を真空吸着することが多く、その過程で基板の裏面にパーティクルが付着してしまうことがある。そのため、基板の裏面を洗浄する技術が数多く提案されている。例えば特許文献１に記載の装置は、配線パターンの微細構造が形成された基板のおもて面には、ガス脱気部によって溶存ガス濃度を低下させた洗浄液を供給し、うら面には、ガス溶解部によって溶存ガス濃度を増加させた洗浄液に超音波を付与して供給する技術が開示されている（段落０１１６等）。
【０００４】
また、特許文献２に記載の装置は、処理液に超音波を印加した超音波処理液を基板の裏面に供給して超音波洗浄を実行している。また、この装置では、超音波洗浄時に超音波が基板の表面側に伝わり基板の表面に形成されているパターンがダメージを受けるのを防止するため、基板の表面に液膜を形成した後で当該液膜を凍結させてパターン補強を行っている。
【０００５】
上記の特許文献１，２に記載の装置は、超音波振動を洗浄液に伝達させることで、洗浄液中にミクロンサイズの気泡（キャビテーション気泡）が発生する原理を利用した洗浄装置である。キャビテーション気泡の膨張及び崩壊といった運動に伴い、洗浄液に強力な液流が生じることで、基板の表面に付着したパーティクルを基板表面から脱離し、洗浄液と共に流し去ることで基板表面が洗浄される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３３５５２５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方主面（表面）にパターンが形成される基板の他方主面（裏面）を洗浄する際には、これらパターンの倒壊などのダメージを抑制し、かつ他方主面が良好に洗浄されることが必要とされている。パターンがより微細化する近年においては、基板から除去する必要のあるパーティクルのサイズも微小化し、これに伴って、他方主面についても、微小パーティクルの除去が必要となっている。また、パーティクルのサイズが小さいほど、基板への付着力が強くなる傾向があることから、微小パーティクルを確実に除去するためには、パーティクルを除去するための洗浄力（すなわち、パーティクルを基板の主面から離脱させるためにパーティクルへ与える物理的な力の強さ）をより強くする必要がある。
【０００８】
特許文献１に記載の装置では、脱気した洗浄液を微細パターンが形成されるおもて面に供給して当該洗浄液に超音波振動を付与することで、基板のおもて面およびうら面を洗浄する。これにより、微細パターンの破損が抑制される。
【０００９】
特許文献１では、超音波は、おもて面の上方に位置する超音波ノズルから付与されるか、うら面の下方に位置する下側処理液ノズルから付与される。
【００１０】
おもて面の上方に位置する超音波ノズルから超音波を伝播させる場合、おもて面はＳＣ１に溶存するガス濃度を低く設定した洗浄液を供給していることから、超音波エネルギーを増加させても微細構造が破損することを防止しつつ、基板を介してうら面に供給されるＳＣ１に超音波のエネルギーを良好に伝達することができる（段落００６８等）。
【００１１】
うら面の下方に位置する下側処理液ノズルから超音波を伝播させる場合、溶存ガス濃度を増加させた洗浄液中を超音波が伝搬するため、洗浄液中等で超音波エネルギーの減少が生じるが、これを補償するために超音波を付与する素子の出力を上げることで、基板を良好に洗浄することができる（段落０１１８等）。
【００１２】
しかしながら、実際には、振動子を駆動させるための配線等を備える超音波ノズルに移動機構を接続し、基板表面の中央領域に超音波ノズルを配置させるのは、機構の複雑化や処理室の容積増大の観点から好適ではない。また、下側処理液ノズルから超音波を伝播させる場合も、基板を保持するスピンベース等の下側に超音波ノズルを配置することとなり、スピンベース下側は収納スペースが限られており、また仮に超音波ノズルを配置したとしても振動子から基板の裏面までの距離が遠くなって、十分な超音波エネルギーを付与するために過剰な出力が必要となるため、駆動が安定化しなかったり、駆動効率が低下したりする観点から好適でない。
【００１３】
以上から、超音波ノズルの好適な配置位置は、特許文献２の超音波洗浄ノズルようにスピンチャックに保持される基板の外周側下方とされる。
【００１４】
このように、実際の配置位置の制限から、超音波ノズルを基板の外周側下方に配置する場合、以下のような課題が生じる。
【００１５】
ガス脱気部により溶存ガス濃度を低下した洗浄液は、ノズルから吐出された直後では、洗浄液の溶存ガス濃度は最低レベルであるが、吐出後、基板上を流れる間に雰囲気中に存在する気体（窒素ガス、酸素ガス等）が洗浄液に溶解することで、徐々に洗浄液の溶存ガス濃度は増加していく。例えば、洗浄液を基板の中心に供給すると、基板上に供給された洗浄液は基板周縁部に流れるにつれて溶存ガス濃度が増加する。基板のサイズが大きくなるにつれて、基板の全面で洗浄液の低濃度を維持することは困難である。
【００１６】
したがって、溶存ガス濃度を低下させた洗浄液を基板の中心に供給しても、基板の外周側下方に超音波ノズルを配置して基板の裏面へ超音波を付与した液体を吐出する場合、超音波ノズルから吐出される液体が直接着液する着液地点に対応する表面領域のパターンは、破損してしまうおそれがある。
【００１７】
この点において、特許文献２に記載の装置では、パターンの破損防止のために液膜の凍結処理を実行し、これが完了した後で基板の裏面洗浄を行うことから、基板表面全面のパターンの破損を防止しえる。しかしながら、凍結処理を行うために冷却ガスを液膜に供給する必要があり、ランニングコストの増大は不可避である。
【００１８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、超音波により基板裏面に付着した汚染物質を除去して、基板を洗浄する超音波洗浄処理において、キャビテーションによる基板表面のパターンの倒壊を防止し、かつ基板裏面に対し良好な洗浄処理を行う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】
【００１９】
上記の目的を達成するため、本願の第１発明に係る基板洗浄装置は、一方主面にパターンが形成された基板の他方主面を洗浄する基板洗浄装置であって、第１ノズルを有し、前記第１ノズルから前記一方主面の第１着液地点に向けて、第１液体を供給する第１液体供給部と、第２ノズルと、前記第２ノズルに設けられる振動子と、前記振動子に発振信号を出力する発振器とを有し、前記第２ノズルから前記他方主面の第２着液地点に向けて、前記振動子により第２液体に超音波を印加した超音波印加液を供給する超音波印加液供給部と、前記一方主面を上方に向けて前記基板を水平に保持する基板保持部と、前記基板保持部を鉛直軸周りに回転する基板回転部とを備え、前記第２ノズルは、前記基板保持部に保持される前記基板の径方向外側下方に位置し、前記第１液体は、前記第２液体よりも溶存ガス濃度が低い脱気液であり、前記第１ノズルは、前記第１着液地点が、前記第２着液地点から所定距離以内を保持するように配置され、前記第１液体供給部は、前記第１ノズルとは異なる第３ノズルをさらに有し、前記第３ノズルは前記基板保持部に保持された状態で前記基板回転部により鉛直軸周りに回転される前記基板の前記一方主面における回転中心へ前記第１液体を供給することを特徴とする。
【００２０】
本願の第２発明は第１発明の基板洗浄装置であって、前記第１ノズルから前記第２着液地点までの距離は、前記第３ノズルから前記第２着液地点までの距離よりも短いことを特徴とする。
【００２１】
本願の第３発明は第２発明の基板洗浄装置であって、前記第１液体供給部は、前記第１ノズルおよび前記第３ノズルを共通に設置するアームと、前記アームを前記基板保持部に対し相対的に移動させるアーム移動部と、を有することを特徴とする。
【００２２】
本願の第４発明に係る基板洗浄装置は、一方主面にパターンが形成された基板の他方主面を洗浄する基板洗浄装置であって、第１ノズルを有し、前記第１ノズルから前記一方主面の第１着液地点に向けて、第１液体を供給する第１液体供給部と、第２ノズルと、前記第２ノズルに設けられる振動子と、前記振動子に発信信号を出力する発振器とを有し、前記第２ノズルから前記他方主面の第２着液地点に向けて、前記振動子により第２液体に超音波を印加した超音波印加液を供給する超音波印加液供給部と、前記一方主面を上方に向けて前記基板を水平に保持する基板保持部と、前記基板保持部を鉛直軸周りに回転する基板回転部と、を備え、前記第２ノズルは、前記基板保持部に保持される前記基板の径方向外側下方に位置し、前記第１液体は、前記第２液体よりも溶存ガス濃度が低い脱気液であり、前記第１ノズルは、前記第１着液地点が、前記第２着液地点から所定距離以内を保持するように配置され、前記第１着液地点は、前記基板保持部に保持された状態で前記基板回転部により鉛直軸周りに回転される前記基板の前記一方主面における回転中心から前記基板の周縁領域に亘って位置し、前記第１ノズルは、直線状に延びる吐出口を有するスリットノズルであることを特徴とする。
【００２４】
本願の第５発明は第１発明ないし第４発明のいずれかの基板洗浄装置であって、前記基板の中心から周縁までの距離が４ｃｍ以上であり、前記所定距離は、２ｃｍであることを特徴とする。
【００２５】
本願の第６発明は第２発明または第３発明の基板洗浄装置であって、前記第１ノズルは、前記基板保持部に保持される前記基板の径方向外側上方に位置し、前記第１ノズルが前記第１液体を前記第１着液地点に向けて供給する供給方向と前記一方主面とがなす角度と、前記第２ノズルが前記超音波印加液を前記第２着液地点に向けて供給する供給方向と前記他方主面とがなす角度と、が等しくなるように配置されることを特徴とする。
【００２６】
本願の第７発明は第２発明または第３発明の基板洗浄装置であって、前記基板の中心から前記第１着液地点までの距離は、前記基板の中心から前記第２着液地点までの距離よりも短いことを特徴とする。
【００２７】
上記の目的を達成するため、本願の第８発明に係る基板洗浄方法は、一方主面にパターンが形成された基板の他方主面を洗浄する基板洗浄方法であって前記一方主面を上方に向けて前記基板を水平に保持する基板保持工程と、前記基板保持工程により保持される前記基板を鉛直軸周りに回転する基板回転工程と、前記一方主面に、第１液体を供給する第１液体供給工程と、前記第１液体供給工程の実行中に、前記他方主面に、第２液体に超音波を印加した超音波印加液を、前記基板保持工程により保持される前記基板の径方向外側下方から供給して、前記他方主面を洗浄する洗浄工程とを備え前記第１液体は、前記第２液体よりも溶存ガス濃度が低い脱気液であり、前記第１液体供給工程は、前記基板の前記一方主面の全体に前記第１液体の液膜を形成する工程を含み、前記洗浄工程は、前記基板の前記一方主面の全体に前記第１液体の液膜が形成された状態を維持しつつ、前記第１液体供給工程において前記第１液体が着液する前記一方主面の第１着液地点から所定距離以内に、前記超音波印加液が着液する第２着液地点を位置させて、前記他方主面を洗浄することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、一方主面にパターンが形成された基板に対し、その他方主面に付着した汚染物質を超音波により除去して、基板を洗浄する超音波洗浄処理において、キャビテーションによるパターンの倒壊を防止し、かつ他方主面に対し良好な洗浄処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る基板洗浄装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】図１のＢ１−Ｂ１線に沿った矢視断面図である。
【図３】図１の矢印Ｂ２から見た側面図である。
【図４】第１実施形態に係る洗浄ユニットの全体構成を示す模式図である。
【図５】図４の洗浄ユニットにおける電気的構成を示すブロック図である。
【図６】図４の洗浄ユニットにおける制御部の構成を示す模式図である。
【図７】第１実施形態に係るノズル位置関係を示す模式図である。
【図８】第１実施形態に係るノズル位置関係を示す模式図である。
【図９】第１実施形態に係る基板洗浄装置の洗浄動作フロー図である。
【図１０】第３実施形態に係るノズル位置関係を示す模式図である。
【図１１】第４実施形態に係るノズル位置関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下の説明において、基板とは、半導体基板、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、太陽電池用基板などの各種基板をいう。
【００３１】
以下の説明においては、一方主面のみに凹凸を有する回路パターン等（以下「パターン」と記載する）が形成されている基板を例として用いる。ここで、パターンが形成されている一方主面を「表面」と称し、その反対側のパターンが形成されていない他方主面を「裏面」と称する。また、下方に向けられた基板の面を「下面」と称し、上方に向けられた基板の面を「上面」と称する。
【００３２】
また、以下の説明において、基板は略円形状の基板であり、一部の周縁にノッチやオリエンテーション・フラットが設けられている。基板としては、直径が４０ｍｍ以上の基板を用い、具体的には、直径１００ｍｍ、３００ｍｍ、または４５０ｍｍの基板を用いる。
【００３３】
以下の説明において、常温とは、本発明に係る基板洗浄装置が設備されている工場内の雰囲気の温度を意味する。また、以下の実施形態では、常温を摂氏２０度±１５度の範囲とする。
【００３４】
以下、本発明の実施の形態を、半導体基板の処理に用いられる基板洗浄装置を例に採って図面を参照して説明する。なお、本発明は、半導体基板の処理に限らず、液晶表示器用のガラス基板などの各種の基板の処理にも適用することができる。
【００３５】
＜第１実施形態＞
図１、図２および図３はこの発明に係る基板洗浄装置９の概略構成を示す図である。図１は基板洗浄装置９の正面図であり、図２は図１の基板洗浄装置９のＢ１−Ｂ１線に沿った矢視断面図である。また、図３は図１の基板洗浄装置９を矢印Ｂ２側からみた側面図である。この装置は半導体基板等の基板Ｗ（以下、単に「基板Ｗ」と記載する）に付着しているパーティクル等の汚染物質（以下「パーティクル等」と記載する）を除去するための洗浄処理に用いられる枚葉式の基板洗浄装置である。
【００３６】
なお、各図には方向関係を明確にするため、Ｚ軸を鉛直方向とし、ＸＹ平面を水平面とする座標系を適宜付している。また、各座標系において、矢印の先端が向く方向を＋（プラス）方向とし、逆の方向を−（マイナス）方向とする。
【００３７】
＜１−１．基板洗浄装置の全体構成＞
基板洗浄装置９は、基板Ｗを例えば２５枚収容したＦＯＵＰ（Ｆｒｏｎｔ  Ｏｐｅｎ  Ｕｎｉｆｉｅｄ  Ｐｏｄ）９４９を載置するオープナー９４と、オープナー９４上のＦＯＵＰ９４９から未処理の基板Ｗを取り出し、また処理完了後の基板ＷをＦＯＵＰ９４９内に収納するインデクサユニット９３と、インデクサユニット９３とセンターロボット９６との間で基板Ｗの受け渡しを行うシャトル９５と、基板Ｗをセンターロボット９６でその内部に収容して洗浄を行う洗浄ユニット９１と、洗浄ユニット９１に供給される液体や気体の配管、バルブ等を収容する流体ボックス９２とで構成される。
【００３８】
まず、これらの平面的な配置について図２を用いて説明する。基板洗浄装置９の一端（図２において左端）には複数の（本実施形態においては３台の）オープナー９４が配置される。オープナー９４の図２における右側（＋Ｙ側）に隣接してインデクサユニット９３が配置される。インデクサユニット９３のＸ方向における中央付近であって、インデクサユニット９３の図２における右側（＋Ｙ側）に隣接してシャトル９５が配置され、シャトル９５の図２における右側（＋Ｙ側）に、シャトル９５と＋Ｙ方向に並ぶようにセンターロボット９６が配置される。このように、インデクサユニット９３、シャトル９５およびセンターロボット９６は、直交する二本のラインの配置をなしている。
【００３９】
＋Ｙ方向に並ぶように配置されたシャトル９５とセンターロボット９６の図２における上側（−Ｘ側）と下側（＋Ｘ側）には洗浄ユニット９１と流体ボックス９２が配置されている。すなわち、シャトル９５とセンターロボット９６の図２における上側（−Ｘ側）または下側（＋Ｘ側）に、インデクサユニット９３の図２における右側（＋Ｙ側）に隣接して、流体ボックス９２、洗浄ユニット９１、洗浄ユニット９１、流体ボックス９２の順に配置されている。
【００４０】
なお、インデクサユニット９３の＋Ｘ側（図２における下側）の側面には後述する制御部７０の操作部９７１が設置されている（図１参照）。
【００４１】
次に、オープナー９４について説明する。オープナー９４はその上部にＦＯＵＰ９４９を載置する載置面９４１と、ＦＯＵＰ９４９の正面（図１および図２におけるＦＯＵＰ９４９の右側（＋Ｙ側）の面）に対向して配置され、ＦＯＵＰ９４９の正面にある蓋部（図示省略）を開閉する開閉機構９４３（図３参照）を備える。
【００４２】
基板洗浄装置９の外部から自動搬送車両等により搬入されたＦＯＵＰ９４９は、オープナー９４の載置面９４１上に載置され、開閉機構９４３により蓋部が解放される。これにより、後述するインデクサユニット９３のインデクサロボット９３１が、ＦＯＵＰ９４９内の基板Ｗを搬出し、逆にＦＯＵＰ９４９内に基板Ｗを搬入することが可能となる。
【００４３】
次に、インデクサユニット９３について説明する。インデクサユニット９３には、ＦＯＵＰ９４９から処理工程前の基板Ｗを一枚ずつ取り出すとともに、処理工程後の基板ＷをＦＯＵＰ９４９に一枚ずつ収容し、更に基板Ｗをシャトル９５と受け渡しする、Ｚ軸方向に上下に配置された２組のハンド９３３を有するインデクサロボット９３１が備えられている。インデクサロボット９３１はＸ軸方向に水平移動自在であり、またＺ軸方向に昇降移動自在であるとともに、Ｚ軸周りに回転可能に構成されている。
【００４４】
次に、シャトル９５について説明する。シャトル９５には、基板Ｗの図２における上側（−Ｘ側）および下側（＋Ｘ側）の周縁部付近であって、インデクサロボット９３１のハンド９３３および後述するセンターロボット９６のハンド９６１と干渉しない位置を保持する、Ｚ軸方向に上下に配置された２組のハンド９５１と、２組のハンド９５１をそれぞれ独立してＹ軸方向に水平移動する水平移動機構（図示せず）とを備える。
【００４５】
シャトル９５はインデクサロボット９３１とセンターロボット９６との間で基板Ｗを受け渡し可能に構成されている。すなわち、図示しない水平移動機構によりハンド９５１が図２における左側（−Ｙ側）に移動した場合、インデクサロボット９３１のハンド９３３との間で基板Ｗの受け渡しが可能となり、また、ハンド９５１が図２における右側（＋Ｙ側）に移動した場合はセンターロボット９６のハンド９６１との間で基板Ｗの受け渡しが可能となる。
【００４６】
次に、センターロボット９６について説明する。センターロボット９６には、基板Ｗを１枚ずつ保持し、シャトル９５または洗浄ユニット９１との間で基板Ｗの受け渡しを行う、Ｚ軸方向に上下に配置された２組のハンド９６１と、鉛直方向（Ｚ軸方向）に延設され、ハンド９６１の鉛直方向の移動の軸となる昇降軸９６３と、ハンド９６１を昇降移動させる昇降機構９６５と、ハンド９６１をＺ軸周りに回転させる回転機構９６７を備える。センターロボット９６はＺ軸方向に昇降軸９６３に沿って昇降移動自在であるとともに、回転機構９６７によってハンドがＺ軸周りに回転可能に構成されている。
【００４７】
なお、洗浄ユニット９１の側壁であって、センターロボット９６に対向する面には、センターロボット９６のハンド９６１を伸ばして洗浄ユニット９１内に基板Ｗを搬入し、または搬出するための開口が設けられている。また、センターロボット９６が洗浄ユニット９１と基板Ｗの受け渡しを行わない場合に上記開口を閉塞して洗浄ユニット９１内部の雰囲気の清浄度を保持するためのシャッター９１１が設けられている。
【００４８】
図１に示すように洗浄ユニット９１と流体ボックス９２は上下２段に積み上げる構成とされている。したがって、本実施形態における基板洗浄装置９には洗浄ユニット９１および流体ボックス９２はそれぞれ８台ずつ備えられている。
【００４９】
なお、本発明の実施に関して、洗浄ユニット９１および流体ボックス９２の台数は８台に限られず、これより多い構成であっても、少ない構成であっても、本発明の実施は可能である。
【００５０】
次に、インデクサロボット９３１、シャトル９５およびセンターロボット９６による基板Ｗの搬送の手順について説明する。基板洗浄装置９の外部から自動搬送車両等により搬入されたＦＯＵＰ９４９は、オープナー９４の載置面９４１上に載置され、開閉機構９４３により蓋部が解放される。インデクサロボット９３１はＦＯＵＰ９４９の所定の位置から下側のハンド９３３により基板Ｗを１枚取り出す。その後、インデクサロボット９３１はシャトル９５の前（図２におけるインデクサユニット９３のＸ軸方向中央付近）に移動する。同時にシャトル９５は下側のハンド９５１をインデクサユニット９３の側（図２における左側（−Ｙ側））へ移動する。
【００５１】
シャトル９５の前に移動したインデクサロボット９３１は下側のハンド９３３に保持した基板Ｗをシャトル９５の下側のハンド９５１に移載する。その後、シャトル９５は下側のハンド９５１をセンターロボット９６の側（図２における右側（＋Ｙ側））に移動する。また、センターロボット９６がシャトル９５にハンド９６１を向ける位置に移動する。
【００５２】
その後、センターロボット９６が下側のハンド９６１により、シャトル９５の下側のハンド９５１に保持された基板Ｗを取り出し、８つある洗浄ユニット９１のいずれかのシャッター９１１へハンド９６１を向けるように移動する。その後、シャッター９１１が開放され、センターロボット９６が下側のハンド９６１を伸ばして洗浄ユニット９１内に基板Ｗを搬入し、洗浄ユニット９１内での基板Ｗの洗浄処理が開始される。
【００５３】
洗浄ユニット９１内で処理が完了した基板Ｗは、センターロボット９６の上側のハンド９６１で搬出され、その後は上記未処理の基板Ｗを搬送する場合とは逆にセンターロボット９６の上側のハンド９６１、シャトル９５の上側のハンド９５１、インデクサロボット９３１の上側のハンド９３３の順に移載され、最終的にＦＯＵＰ９４９の所定の位置に収容される。
【００５４】
＜１−２．洗浄ユニット＞
次に、洗浄ユニット９１の構成について図４を用いて説明する。図４は洗浄ユニット９１の構成を示す模式図である。ここで、本実施形態における８つの洗浄ユニット９１はそれぞれ同じ構成であるため、図２における矢印Ｂ３の示す洗浄ユニット９１（図１において左下側の洗浄ユニット９１）を代表として説明する。
【００５５】
洗浄ユニット９１は、パターンが形成された基板表面Ｗｆを上方（Ｚ方向）に向けて、基板Ｗを水平（ＸＹ平面内）に保持する基板保持ユニット２０と、基板保持ユニット２０をその内側に収容し、基板保持ユニット２０および基板Ｗからの飛散物等を受け止めて排気・排液するカップ１０１と、基板保持ユニット２０に保持された基板表面Ｗｆに対向して配置され、基板表面Ｗｆの上方の空間を外気から遮断する遮断機構３０と、超音波印加液供給部４０と、第１液体供給部５０を備える。
【００５６】
さらに、洗浄ユニット９１は、後述するプログラム７３に基づいて基板洗浄装置９の各部の動作を制御する制御部７０を備える。
【００５７】
また、洗浄ユニット９１は、第１液体を第１液体供給部５０へ供給する供給源である第１液体供給源６０１と、第２液体を超音波印加液供給部４０および基板保持ユニット２０へ供給する供給源である第２液体供給源６０２とを備える。また、洗浄ユニット９１は、遮断機構３０へ脱イオン水（Ｄｅ  Ｉｏｎｉｚｅｄ  Ｗａｔｅｒ、以下「ＤＩＷ」と称する）を供給する供給源であるＤＩＷ供給源６０３と、遮断機構３０へ乾燥気体を供給する乾燥気体供給源６０４、基板保持ユニット２０へ乾燥気体を供給する乾燥気体供給源６０５を備える。
【００５８】
第１液体および第２液体の組成等については、後述する。
【００５９】
第１実施形態において、基板Ｗはシリコンウエハである。基板表面Ｗｆに形成されるパターンは、少なくとも絶縁膜を含み、導体膜を含んでいてもよい。より具体的には、パターンは、複数の膜を積層した積層膜により形成されており、さらには、絶縁膜と導体膜とを含んでいてもよい。絶縁膜は、ＳｉＯ２膜であってもよい。また、導体膜は、低抵抗化のための不純物を導入したアモルファスシリコン膜であってもよいし、金属膜（たとえば金属配線膜）であってもよい。積層膜を構成する各膜として、例えばポリシリコン膜、ＳｉＮ膜、ＢＳＧ膜（ホウ素を含むＳｉＯ２膜）、およびＴＥＯＳ膜（ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を用いてＣＶＤ法で形成されたＳｉＯ２膜）等が用いられる。
【００６０】
乾燥気体は、該気体中に含まれる水蒸気の露点が、基板Ｗ近傍の雰囲気の温度よりも低い（すなわち、気体中に含まれる水蒸気の分圧が、基板Ｗ近傍の雰囲気における水の蒸気圧よりも低い）気体である。特に、露点が−１０度（摂氏）以下の気体が好適であり、−４０度（摂氏）以下の気体がより好適である。乾燥気体としては、例えば窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス、または清浄乾燥空気（Ｃｌｅａｎ  Ｄｒｙ  Ａｉｒ，窒素ガスと酸素ガスの分圧比が約８０％：約２０％の気体）が挙げられる。なお、本実施形態では、露点が−４０度の窒素ガスを乾燥空気として用いる。
【００６１】
次に、洗浄ユニット９１の各部について説明する。
【００６２】
基板保持ユニット２０は、基板表面Ｗｆまたは基板裏面Ｗｂを上方（Ｚ方向）に向けて、基板Ｗを水平（ＸＹ平面内）に保持するユニットである。
【００６３】
基板保持ユニット２０は、洗浄ユニット９１の底部に固設され、上方に基板裏面Ｗｂと対向する円板状のステージ２３を有する。ステージ２３は、ステージ回転機構２２に接続され、鉛直方向に沿った中心軸Ａ０周りに水平面内に回転可能となっている。また、ステージ２３には、中心軸Ａ０と交差する位置に下方ノズル２７として開口を有する。
【００６４】
ステージ２３の周縁付近には、基板Ｗの周縁部を保持する複数個のチャック２４が立設されている。チャック２４は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上設けてあればよく、ステージ２３の周縁に沿って等角度間隔で配置される。各チャック２４のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する支持ピンと、該支持ピンに支持された基板Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する保持ピンとを備えており、チャック２４は基板Ｗを保持する保持部材として機能する。
【００６５】
各チャック２４は公知のリンク機構や褶動部材等を介して図示しないエアシリンダに連結され、制御部７０が該エアシリンダの駆動部と電気的に接続し、制御部７０の動作指令によりエアシリンダは伸縮する。これにより、各チャック２４が、その保持ピンが基板Ｗの外周端面を押圧する「閉状態」と、その保持ピンが基板Ｗの外周端面から離れる「開状態」との間を切り替え可能としている。なお、チャック２４の開閉状態を変位させる駆動源として、エアシリンダ以外にモーターやソレノイド等の公知の駆動源を用いることも可能である。
【００６６】
ステージ２３に基板Ｗが受渡しされる際には、各チャック２４を開状態とし、基板Ｗに対して洗浄処理等を行う際には、各チャック２４を閉状態とする。各チャック２４を閉状態とすると、各チャック２４が基板Ｗの周縁部を把持する。これにより、基板Ｗはステージ２３から所定距離だけ離間して、基板表面Ｗｆを上方に向け、基板裏面Ｗｂを下方に向けた状態で水平姿勢に保持される。当該所定距離は、各チャック２４の構造・サイズに依存するが、基板Ｗの半径と比べ十分短く、例えば５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の距離である。
【００６７】
ステージ２３に設けられる下方ノズル２７には、ステージ２３から下方に貫通する下方内管２５が連通する。下方内管２５は一方を下方ノズル２７と接続し、他方を第２液体供給源６０２と接続する。
【００６８】
第２液体供給源６０２は、ＤＩＷ供給源６２１と気体溶解部６２２を備える。ＤＩＷ供給源６２１は、気体溶解部６２２へＤＩＷを供給する供給源である。気体溶解部６２２は、ＤＩＷ供給源６２１から供給されるＤＩＷに窒素ガスを溶解させて、ＤＩＷ中の溶存ガス濃度を飽和レベル（大気圧・常温環境下で約１８ｐｐｍ）まで高める構成であり、例えば特開２００４−３３５５２５号公報に記載されたガス溶解部を用いることができる。本実施形態では、このように溶存ガス濃度を飽和レベルにまで高めたＤＩＷを、第２液体として用いる。
【００６９】
第２液体供給源６０２は、基板保持ユニット２０の下方内管２５および後述の超音波印加液供給部４０の超音波ノズル４１と接続する。図示省略するバルブ等により、第２液体供給源６０２から下方内管２５および超音波ノズル４１への第２液体の供給は、それぞれ独立に制御できるように構成される。
【００７０】
また、ステージ２３には、下方内管２５を取り囲むように下方外管２１が設けられる。下方外管２１は、下方内管２５と同様にステージ２３から下方に貫通し、下方内管２５と下方外管２１はいわゆる二重管構造をなす。下方外管２１と下方内管２５との間には、気体供給路２６が形成され、気体供給路２６はステージ２３側に開口し、他方は乾燥気体供給源６０５と接続する。乾燥気体供給源６０５は、乾燥気体を気体供給路２６へ供給する供給源である。
【００７１】
カップ１０１について説明する。カップ１０１は、基板保持ユニット２０に保持される基板Ｗの周囲を包囲するように略円環状に設けられる。カップ１０１は、基板保持ユニット２０および基板Ｗから飛散する液体などを捕集するために、中心軸Ａ０に対し、略回転対称な形状を有する。なお、図４において、カップ１０１は断面形状を示している。
【００７２】
カップ１０１の具体的な構造・動作については、特開２００６−２８６８３１号公報と同様であるため、詳細な説明は省略する。カップ１０１は、互いに独立して昇降可能な内構成部材、中構成部材および外構成部材で構成され、これらが重ねられた構造を有する。各部材には図示省略する上下方向駆動部が接続され、基板処理の内容に応じて各部材をそれぞれ独立に、又は複数の部材が同期して中心軸Ａ０方向に沿って上下方向に移動可能に設けられる。
【００７３】
図４は、カップ１０１の各部材が最も下方に位置する状態であり、ホームポジションと称する。ホームポジションはセンターロボット９６が基板Ｗを洗浄ユニット９１内に搬入出する場合などにおいて取られる位置である。
【００７４】
遮断機構３０について説明する。遮断機構３０は、基板保持ユニット２０に保持される基板Ｗの基板表面Ｗｆと対向する基板対向面３８１を下面に有する遮断部材３８を備える。遮断部材３８は、円板状に形成され、中心部に上方内管ノズル３７および上方外管ノズル３９を有する。基板対向面３８１は水平面内に広がり、基板保持ユニット２０に保持される基板Ｗの基板表面Ｗｆと平行に対向する。また、遮断部材３８のうち基板対向面３８１の直径は基板Ｗの直径と同等以上の大きさに形成される。遮断部材３８は、その内部が中空であって略円筒形状を有する回転軸３１の下方に回転可能に水平に支持される。
【００７５】
回転軸３１は上方でアーム３２と接続する。回転軸３１および遮断部材３８は、アーム３２により基板保持ユニット２０と対向する上方位置に支持される。遮断部材３８は、回転軸３１およびアーム３２を介して、遮断部材３８を回転する遮断部材回転機構３３と接続する。遮断部材回転機構３３は、図示しない中空モーターおよび中空軸で構成され、中空軸の一端が中空モーターの回転軸に連結し、他端が回転軸３１の中を通して遮断部材３８の上面に連結する。
【００７６】
また、遮断部材回転機構３３は制御部７０と電気的に接続する。制御部７０の動作指令により遮断部材回転機構３３が駆動すると、遮断部材回転機構３３は、遮断部材３８を回転軸３１の中心を通る中心軸周りに回転させる。遮断部材回転機構３３は、基板保持ユニット２０に保持された基板Ｗの回転に応じて基板Ｗと同じ回転方向でかつ略同じ回転速度で遮断部材３８を回転させるように構成されている。なお、遮断部材３８は、その中心軸がステージ２３の中心軸Ａ０と略一致するように配設される。したがって、ステージ２３と遮断部材３８は、略同じ中心軸周りに水平に回転する。
【００７７】
アーム３２には、公知の駆動機構で構成された遮断部材昇降機構３４が接続する。遮断部材昇降機構３４は制御部７０と電気的に接続する。制御部７０の動作指令により遮断部材昇降機構３４が駆動すると、遮断部材昇降機構３４は、遮断部材３８をステージ２３に近接し、または離間する。
【００７８】
すなわち、制御部７０は、遮断部材昇降機構３４の動作を制御して洗浄ユニット９１に対して基板Ｗを搬入出させる際や、基板Ｗに対して、後述する洗浄工程等を行う際には、遮断部材３８を基板保持ユニット２０の上方の離間位置に上昇させる。一方、基板Ｗに対して後述する基板乾燥工程を行う際には、遮断部材３８を基板保持ユニット２０に保持された基板表面Ｗｆのごく近傍に設定された対向位置まで下降させる。
【００７９】
次に、遮断機構３０の管路構成について説明する。遮断機構３０のアーム３２の上面から、回転軸３１を介して、遮断部材３８の中心部の開口まで連通する中空部の内部には、上方外管３５が挿通されるとともに、該上方外管３５に上方内管３６が挿通され、いわゆる二重管構造となっている。上方外管３５および上方内管３６の下方端部は遮断部材３８の開口に延設され、上方内管３６の一方先端は上方内管ノズル３７と、上方外管３５の一方先端は上方外管ノズル３９と、それぞれ接続する。上方内管ノズル３７および上方外管ノズル３９は、遮断部材３８の基板対向面３８１の中央部に設けられる。
【００８０】
上方内管３６は、他方をＤＩＷ供給源６０３と接続する。ＤＩＷ供給源６０３は、ＤＩＷを上方内管３６へ供給する供給源である。上方外管３５は、他方を乾燥気体供給源６０４と接続する。乾燥気体供給源６０４は、乾燥気体を上方外管３５へ供給する供給源である。
【００８１】
次に、超音波印加液供給部４０の構成を説明する。超音波印加液供給部４０は、第２液体に超音波を印加した超音波印加液を基板Ｗに供給する。超音波印加液供給部４０は、超音波ノズル４１と、超音波ノズル４１が備える振動子４２へ超音波信号を出力する超音波出力機構４３を備える。超音波ノズル４１は、第２液体供給源６０２と連通する。
【００８２】
超音波ノズル４１は、カップ１０１の最外部における上部にノズル取付部材によって、超音波ノズル４１の吐出口が、中心軸Ａ０の方向を向くように固設される。図４に示すようにカップ１０１をホームポジションに位置させると、超音波ノズル４１は基板保持ユニット２０に保持された基板Ｗの基板裏面Ｗｂよりも低い位置に位置決めされ、このとき、超音波ノズル４１の吐出口はステージ２３の外周側から基板裏面Ｗｂの周縁部に向く。この位置決め状態で該吐出口の向く方向を「吐出方向４４」と称する（図７参照）。この位置決め状態で第２液体供給源６０２から超音波ノズル４１へ第２液体を圧送すると、超音波ノズル４１の吐出口から第２液体が吐出方向４４に沿って基板裏面Ｗｂに供給される。
【００８３】
この超音波ノズル４１の内部には振動子４２が配置される。振動子４２は、超音波ノズル４１の内部に供給される第２液体に超音波振動を付与する。詳述すれば、振動子４２は、図７に示すように吐出方向４４において、超音波ノズル４１の吐出口の反対側に配置される。
【００８４】
超音波出力機構４３は、制御部７０と電気的に接続し、制御部７０からの制御信号にもとづいてパルス信号を振動子４２へ出力する機構である。パルス信号が振動子４２に入力されると、振動子４２が超音波振動する。
【００８５】
超音波ノズル４１の吐出口から第２液体が吐出方向４４に沿って基板裏面Ｗｂに供給された状態で、超音波出力機構４３により振動子４２を超音波振動させると、第２液体に超音波が印加され、基板裏面Ｗｂには第２液体に超音波が印加された超音波印加液が供給される。これにより基板裏面Ｗｂに超音波振動が伝播して基板裏面Ｗｂを超音波洗浄することができる。
【００８６】
次に、第１液体供給部５０の構成を説明する。第１液体供給部５０は、中心ノズル５３、補助ノズル５４と、中心ノズル５３、補助ノズル５４と接続するアーム５２と、アーム５２の他方と接続する回転軸５１と、回転軸５１を鉛直方向に伸びる中心軸Ａ１周りに回転することで、アーム５２、中心ノズル５３および補助ノズル５４を中心軸Ａ１周りに回転させるアーム回転機構５５を有する。中心ノズル５３および補助ノズル５４は、第１液体を供給する供給源である第１液体供給源６０１とそれぞれ接続する。
【００８７】
第１液体供給源６０１は、ＤＩＷ供給源６１１と脱気部６１２を備える。ＤＩＷ供給源６１１は、脱気部６１２へＤＩＷを供給する供給源である。脱気部６１２は、ＤＩＷ供給源６１１から供給されるＤＩＷに溶存する窒素ガス、酸素ガス等の気体を除去して、ＤＩＷ中の溶存ガス濃度を低減する構成であり、例えば特開２００４−３３５５２５号公報に記載されたガス脱気部を用いることができる。本実施形態では、脱気部６１２を流通することにより、脱気部６１２に供給される前のＤＩＷ供給源６１１におけるＤＩＷと比較して溶存ガス濃度が低下したＤＩＷを、第１液体として用いる。
【００８８】
より具体的には、ＤＩＷ供給源６１１には、ＤＩＷに対する窒素ガスの溶存ガス濃度が飽和状態（約１８ｐｐｍ）のＤＩＷが貯留されており、このＤＩＷを脱気部６１２に通過させて窒素ガスの溶存ガス濃度を０．１ｐｐｍまで低減したＤＩＷが、第１液体として中心ノズル５３および補助ノズル５４に供給される。
【００８９】
第1液体供給源６０１は、中心ノズル５３および補助ノズル５４と接続する。図示省略するバルブ等により、第１液体供給源６０１から中心ノズル５３および補助ノズル５４への第１液体の供給は、それぞれ独立に制御できるように構成される。
【００９０】
次に、制御部７０の内部構成について説明する。図５は、制御部７０と洗浄ユニット９１の各構成との電気的接続を模式的に図示したブロック図である。
【００９１】
制御部７０は、図５に示すように洗浄ユニット９１の各部構成と電気的に接続し、動作指令により各部構成を制御する。制御部７０は、上記説明のほか、供給源制御部６０と電気的に接続する。供給源制御部６０は、各種の供給源６０１ないし６０５とそれぞれ電気的に接続し、供給源からの液体または気体の供給を各個別に制御する制御部である。供給源制御部６０からの動作指令により、例えば第２液体供給源６０２から下方ノズル２７へ第２液体が圧送され、また第２液体の圧送が停止される。同様に、供給源制御部６０からの動作指令により、例えば第１液体供給源６０１から中心ノズル５３および補助ノズル５４へ第１液体が圧送され、また第１液体の圧送が停止される。制御部７０は、供給源制御部６０の指令出力を総括的に制御する。
【００９２】
図６は、制御部７０の内部構成を示す模式図である。制御部７０は、演算処理部７１およびメモリ７２を有するコンピュータにより構成される。演算処理部７１としては、各種演算処理を行うＣＰＵを用いる。また、メモリ７２は、基本プログラムを記憶する読み出し専用のメモリであるＲＯＭ、各種情報を記憶する読み書き自在のメモリであるＲＡＭおよび制御用ソフトウェアやデータなどを記憶しておく磁気ディスクを備える。磁気ディスクには、基板Ｗに応じた基板処理条件が、プログラム７３（レシピとも呼ばれる）として予め格納されおり、ＣＰＵがその内容をＲＡＭに読み出し、ＲＡＭに読み出された基板処理プログラムの内容に従ってＣＰＵが基板洗浄装置９の各部を制御する。なお、制御部７０にはプログラム７３の作成・変更や、複数のプログラム７３の中から所望のものを選択するために用いる操作部９７１（図１参照）が接続されている。
【００９３】
次に、中心ノズル５３、補助ノズル５４および超音波ノズル４１の基板Ｗに対する配置関係について、図７および図８を用いて説明する。
【００９４】
図７は、中心ノズル５３、補助ノズル５４および超音波ノズル４１の基板Ｗに対する配置関係を模式的に説明する側面図である。図８は、中心ノズル５３、補助ノズル５４および超音波ノズル４１の基板Ｗに対する配置関係を模式的に説明する平面図である。
【００９５】
図８を参照する。制御部７０からの動作指令にもとづき、アーム回転機構５５が回転軸５１を中心軸Ａ１周りに回転させると、これに伴いアーム５２とともに中心ノズル５３および補助ノズル５４がステージ２３に対し揺動する。当該動作により、図８に示すように中心ノズル５３をステージ２３の回転中心である中心軸Ａ０の略直上に位置決めすることができる。すなわち、ステージ２３上にチャック２４により保持される基板Ｗの基板表面Ｗｆの中心と対向する位置に、中心ノズル５３が位置決めされる。
【００９６】
また、この状態において、アーム５２の途中に設けられる補助ノズル５４は、ステージ２３上にチャック２４により保持される基板Ｗの基板表面Ｗｆの中心を含む中央領域よりも外側に位置する周縁領域に対向する。
【００９７】
また、アーム回転機構５５により中心ノズル５３および補助ノズル５４は、基板表面Ｗｆと対向しないステージ２３の径方向外側の領域に退避した状態（退避位置）に位置決めすることができる。
【００９８】
第１実施形態において、中央領域は基板Ｗの中心から半径の２／３以内の領域であり、周縁領域はその中央領域よりも周縁側に離れた領域をいう。例えば、半径が１５０ｍｍである基板Ｗの場合、基板Ｗの中心から１００ｍｍ以内の領域が中央領域であり、それよりも周縁側の領域が周縁領域である。
【００９９】
なお、周縁領域は上記の定義に限られず、基板表面Ｗｆにおいてパターンが形成される複数のセル（例えば、露光の１ショットごとに領域分けされるセルであり、１つのセルサイズが２６ｍｍ×３３ｍｍ）のうち、最も周縁側に位置する周縁セルと、当該周縁セルよりも周縁側の領域を、周縁領域としてもよい。
【０１００】
図７に示すように、周縁領域に対向する補助ノズル５４は、吐出方向５６に沿って基板表面Ｗｆへ第１液体を供給する。補助ノズル５４から吐出される第１液体の着液地点を図中の記号「Ｐ１」にて示し、「第１着液地点Ｐ１」と称する。基板表面Ｗｆにおいて、第１着液地点Ｐ１から所定距離以内の領域を第１着液領域と称し、該第１着液領域の裏面に相当する領域を図中の記号「Ｒ１」にて示し、「対象領域Ｒ１」と称する。
【０１０１】
超音波ノズル４１が吐出方向４４に沿って吐出する超音波印加液が基板裏面Ｗｂに着液する地点を図中の記号「Ｐ２」にて示し、「第２着液地点Ｐ２」と称する。第２着液地点Ｐ２が、対象領域Ｒ１に位置するように、超音波ノズル４１と補助ノズル５４が配置される。
【０１０２】
図８に示すように、第１実施形態において、対象領域Ｒ１は第１着液地点Ｐ１からの実際の距離Ｄ１以内の領域であり、第１着液地点Ｐ１を中心とする半径Ｄ１の領域が対象領域Ｒ１となる。第１実施形態において、当該距離Ｄ１は２ｃｍである。
【０１０３】
また、図７および図８に示すように、第１着液地点Ｐ１は第２着液地点Ｐ２よりも中心軸Ａ０に近い位置に配置され、また第１着液地点Ｐ１は第２着液地点Ｐ２よりも基板Ｗの回転方向上流側に配置される。図８において、基板Ｗはステージ回転機構２２により中心軸Ａ０を中心に反時計回りに回転され、第２着液地点Ｐ２は、対象領域Ｒ１のうち、第１着液地点Ｐ１よりも基板Ｗの回転方向下流側に位置する。これらの配置関係による効果については、後述する。
【０１０４】
＜１−３．基板処理の工程＞
次に、上記のように構成された基板洗浄装置９における基板処理動作について説明する。ここで、基板表面Ｗｆには、凹凸のパターンが前工程により形成されている。パターンは、凸部および凹部を備えている。凸部は、例えば１００〜２００ｎｍの範囲の高さであり、１０〜２０ｎｍの範囲の幅である。また、隣接する凸部間の距離（凹部の幅）は、例えば１０〜２０ｎｍの範囲である。
【０１０５】
以下、図４を適宜参照しながら、図９を用いて基板処理の工程を説明する。図９は第１実施形態における基板洗浄装置９の全体の動作を示すフローチャートである。なお、以下の説明において特に断らない限り、遮断機構３０は、遮断部材３８が対向位置にある場合、基板保持ユニット２０のステージ回転機構２２がステージ２３を回転する方向に略同じ回転数で遮断部材３８を回転するものとする。
【０１０６】
まず、所定の基板Ｗに応じた基板処理用のプログラム７３が操作部９７１（図１参照）で選択され、実行指示される。その後、基板Ｗを洗浄ユニット９１に搬入する準備として、制御部７０が動作指令を行い以下の動作をする。
【０１０７】
すなわち、制御部７０の動作指令によって、遮断部材３８の回転を停止し、ステージ２３の回転を停止する。また、遮断部材３８を離間位置へ移動すると共に、ステージ２３を基板Ｗの受け渡しに適した位置へ位置決めする。また、カップ１０１をホームポジションに位置決めする。ステージ２３が基板Ｗの受け渡しに適した位置に位置決めされた後、各チャック２４を開状態とする。また、中心ノズル５３および補助ノズル５４が退避位置に位置決めされる。
【０１０８】
基板Ｗを洗浄ユニット９１に搬入する準備が完了した後、未処理の基板Ｗを洗浄ユニット９１へ搬入する基板搬入工程（ステップＳ１０１）を行う。すなわち、インデクサロボット９３１がオープナー９４上のＦＯＵＰ９４９の所定の位置にある基板Ｗを下側のハンド９３３で取り出し、シャトル９５の下側のハンド９５１に載置する。その後、シャトル９５の下側のハンド９５１をセンターロボット９６の側に移動し、センターロボット９６がシャトル９５の下側のハンド９５１上の基板Ｗを、下側のハンド９６１で取り上げる。
【０１０９】
その後、洗浄ユニット９１のシャッター９１１が開かれ、センターロボット９６が下側のハンド９６１を洗浄ユニット９１の中に伸ばし、基板Ｗを基板保持ユニット２０のチャック２４の支持ピンの上に載置する。基板Ｗの洗浄ユニット９１への搬入が終了すると、センターロボット９６が下側のハンド９６１を縮めて洗浄ユニット９１の外に出る。その後、シャッター９１１が閉じる。
【０１１０】
続いて、洗浄ユニット９１に搬入された基板Ｗを保持し、回転する基板保持・回転工程（ステップＳ１０２）が実行される。すなわち、未処理の基板Ｗが洗浄ユニット９１の内部に搬入されると、チャック２４の支持ピンの上に載置される。そして、制御部７０が基板保持ユニット２０へ動作指令を行い、チャック２４を閉状態とする（基板保持工程）。
【０１１１】
未処理の基板Ｗが基板保持ユニット２０に保持された後、制御部７０が基板保持ユニット２０へ動作指令を行い、ステージ２３の回転を開始する（基板回転工程）。そして、続く第１液体供給工程から基板乾燥工程までの間、回転を維持する。
【０１１２】
ここで、最初の基板Ｗの回転速度は、基板表面Ｗｆに供給される第１液体が基板表面Ｗｆの全面に拡散可能となるように、１００〜１０００ｒｐｍとすることが好ましい。本実施形態では、第１液体供給工程における基板Ｗの回転速度を２００ｒｐｍとして説明する。
【０１１３】
次に、基板表面Ｗｆへ脱気部６１２により脱気処理を行い、溶存ガス濃度を低めた第１液体を供給する第１液体供給工程（ステップＳ１０３）を実行する。
【０１１４】
第１液体供給工程が開始すると、制御部７０がアーム回転機構５５に動作指令を行い、アーム５２を中心軸Ａ１周りに回動させて中心ノズル５３を基板表面Ｗｆの中心に位置決めし、補助ノズル５４を基板表面Ｗｆの周縁領域に位置決めする。
【０１１５】
この状態で、制御部７０の動作指令にもとづき、第１液体供給源６０１から第１液体が圧送され、中心ノズル５３および補助ノズル５４を介して基板表面Ｗｆへ供給される。第１液体はステージ２３の回転に伴う基板Ｗの中心軸Ａ０周りの回転の遠心力によって、基板表面Ｗｆの中心部から基板Ｗの周縁部に亘って供給され、基板表面Ｗｆの全体に第１液体の液膜を形成する。
【０１１６】
次に、基板表面Ｗｆの全体に第１液体の液膜が形成された状態を維持したまま、基板裏面Ｗｂを超音波印加液により洗浄する洗浄工程（ステップＳ１０４）を実行する。
【０１１７】
洗浄工程が開始すると、制御部７０が動作指令を行い、第２液体供給源６０２から第２液体が圧送され、下方ノズル２７を介して基板裏面Ｗｂの中央部へ供給される。基板裏面Ｗｂに供給された第２液体は、基板Ｗの回転による遠心力で基板Ｗの周縁部へ広がり、基板裏面Ｗｂには第２液体の液膜が形成される。
【０１１８】
そして、制御部７０の動作指令にもとづき、第２液体供給源６０２から第２液体を超音波ノズル４１へ圧送するとともに、超音波出力機構４３が振動子４２を振動させる。これにより、超音波ノズル４１の内部に導入された第２液体に超音波が印加され、超音波ノズル４１の吐出口から超音波印加液が吐出方向４４に沿って吐出される。超音波印加液は、基板裏面Ｗｂの周縁領域に着液する。基板裏面Ｗｂおよび基板裏面Ｗｂに形成される第２液体の液膜に、超音波印加液から超音波振動が伝搬し、基板裏面Ｗｂが洗浄される。
【０１１９】
第２液体は、気体溶解部６２２により溶存ガス濃度が飽和状態となっている。したがって、超音波の印加によって生じる気泡（キャビテーション）の生成および崩壊のエネルギー（キャビテーションエネルギー）が、基板裏面Ｗｂに付着したパーティクル等の汚染物質により強く作用する。これにより、基板裏面Ｗｂに付着したパーティクルを除去し、基板Ｗの回転による遠心力で基板Ｗの中心部から基板Ｗの周縁部へ広がる第２液体にパーティクルが混入して、パーティクルが第２液体とともに基板Ｗの周縁部外側へ振り切られ、除去される。
【０１２０】
基板裏面Ｗｂへの超音波印加液の供給が所定時間行われることにより、基板裏面Ｗｂの全面が洗浄され、基板裏面Ｗｂの洗浄が完了すると、制御部７０が動作指令を行い、超音波出力機構４３から振動子４２へのパルス信号の出力を停止し、第２液体供給源６０２から超音波ノズル４１および下方ノズル２７への第２液体の圧送を停止する。その後、第１液体供給源６０１から中心ノズル５３および補助ノズル５４への第１液体の圧送を停止する。これにより、基板Ｗへの第２液体および第１液体の供給が停止される。
【０１２１】
ここで、基板表面Ｗｆのパターン倒壊防止および汚染防止の効果について説明する。基板裏面Ｗｂに印加される超音波振動は基板Ｗを介して基板表面Ｗｆ側にも伝搬し、第１液体中でもキャビテーションの生成および崩壊が生じる。
【０１２２】
第１液体は、脱気部６１２により溶存ガス濃度が低減された液体であるため、第２液体と比べ、超音波の印加により基板表面Ｗｆで作用するキャビテーションエネルギーは、基板裏面Ｗｂで作用するエネルギーよりも弱くなる。溶存ガス濃度が低いほど、このエネルギーは弱くなり、キャビテーションエネルギーが強く作用することに起因するパターンへのダメージもより効果的に防止できる。
【０１２３】
しかし、ノズルから吐出された脱気状態の第１液体は、周囲に存在する気体が溶けこむことにより、経時的に溶存ガス濃度が増加する。仮に、中心ノズル５３のみを設ける場合、中心ノズル５３から吐出された第１液体が基板表面Ｗｆの中心に着液してから、基板Ｗの回転による遠心力で広がり、超音波ノズル４１からの超音波印加液が着液する第２着液地点Ｐ２へ到達するまでの間に相当量の気体が溶けこみ、ダメージを防止できる溶存ガス濃度よりも高い濃度となることで、パターンへダメージが生じるおそれがある。これは、基板Ｗのサイズが大きくなるほど顕著となる。
【０１２４】
基板裏面Ｗｂへ超音波印加液を供給する超音波ノズル４１の配置としては、図４に示すように、基板保持ユニットに保持される基板Ｗの径方向外側の下方に配置して基板裏面Ｗｂの周縁領域へ超音波印加液を供給する構成とするほか、ステージ２３の下方に振動子等を配置して、下方ノズル２７から供給される第２液体に超音波を印加して基板裏面Ｗｂの中心へ超音波印加液を供給する構成を採りえる。
【０１２５】
しかしながら、下方ノズル２７から超音波印加液を供給する構成とすると、ステージ２３よりも下方に振動子を設ける必要があることから、振動子により超音波を印加する位置から基板Ｗまでの距離が長くなり、基板Ｗへ伝搬する超音波のエネルギーが減少する。これに対し、図４に示すように超音波ノズル４１を基板保持ユニットに保持される基板Ｗの径方向外側の下方に配置する構成とすれば、振動子による超音波印加位置から基板Ｗまでの距離が短く、超音波のエネルギーをより強く基板Ｗへ伝搬させることができ、基板裏面Ｗｂを良好に洗浄することができる。
【０１２６】
第１実施形態では、中心ノズル５３の他に、周縁領域へ第１液体を供給する補助ノズル５４を設ける。補助ノズル５４は、その吐出口から超音波ノズル４１による超音波印加液の着液地点である第２着液地点Ｐ２までの距離が、中心ノズル５３の吐出口から第２着液地点Ｐ２までの距離よりも短い。これにより、第２着液地点Ｐ２に対応する基板表面Ｗｆにおける第１液体の溶存ガス濃度をより低くすることができ、第２着液地点Ｐ２近傍に位置するパターンで生じるダメージを防止することができる。
【０１２７】
また、第１実施形態では、補助ノズル５４から吐出される第１液体が着液する第１着液地点Ｐ１から所定距離Ｄ１以内の領域である第１着液領域の裏面に相当する対象領域Ｒ１内に第２着液地点Ｐ２が位置する。第１実施形態において、Ｄ１は２ｃｍである。これにより、第２着液地点Ｐ２に対応する基板表面Ｗｆにおける第１液体の溶存ガス濃度をより低くすることができ、第２着液地点Ｐ２近傍に位置するパターンで生じるダメージを防止することができる。
【０１２８】
また、単に第２着液地点Ｐ２に対応する基板表面Ｗｆにおける第１液体の溶存ガス濃度を低い状態とするのであれば、補助ノズル５４のみから第１液体を供給した状態で基板裏面Ｗｂの超音波洗浄を行えばよいが、この場合、基板表面Ｗｆの中心に第１液体が供給されないため、基板表面Ｗｆの全体に液膜を形成できない。基板表面Ｗｆの全体に液膜を形成しない状態では、基板裏面Ｗｂに供給する超音波印加液等の液体がチャック２４等の各構成に当って跳ね返り、基板表面Ｗｆに付着することで基板表面Ｗｆのパターンを汚染するおそれがある。また、液体の跳ね返り以外にも、雰囲気中に浮遊して存在するパーティクル等の汚染物質が液膜に覆われずに露わになった基板表面Ｗｆに付着することで、基板表面Ｗｆのパターンを汚染するおそれがある。
【０１２９】
これに対し、第１実施形態では、図４、図７および図８に示すように、中心ノズル５３を設け、第１液体供給工程および洗浄工程では、中心ノズル５３から基板表面Ｗｆの回転中心である中心軸Ａ０へ第１液体を供給する。これにより、基板表面Ｗｆの全体を第１液体の液膜が覆い、さらに基板裏面Ｗｂが洗浄される間、継続して第１液体が中心ノズル５３から供給されることで、常に基板表面Ｗｆを清浄な状態に保つことができる。これにより、基板裏面Ｗｂからの液体の跳ね返りや、雰囲気中のパーティクル付着に起因する基板表面Ｗｆのパターン汚染を防止できる効果がある。
【０１３０】
また、図７および図８に示すように、第１着液地点Ｐ１は第２着液地点Ｐ２よりも中心軸Ａ０に近い位置に配置される。第１実施形態において、超音波ノズル４１は基板保持ユニット２０に保持される基板Ｗの径方向外側の下方において、吐出方向４４が基板Ｗの中心を向くように配置されるため、超音波ノズル４１から吐出される超音波印加液は基板裏面Ｗｂに着液後、基板Ｗの径方向内側へ進む傾向が強い。これに対し、第１実施形態において補助ノズル５４は基板Ｗに対し垂直な吐出方向５６を有するため、補助ノズルか５４から吐出される第１液体は上記の超音波印加液と比べ基板Ｗの径方向内側へ進む傾向が弱く、基板Ｗの回転による遠心力で基板Ｗの径方向外側へ進む傾向が強い。
【０１３１】
このため、第２着液地点Ｐ２を第１着液地点Ｐ１の真裏、または第１着液地点Ｐ１よりも基板Ｗの径方向内側に配置すると、第２着液地点Ｐ２から基板Ｗの径方向内側へ進んだ超音波印加液によってパターンダメージが生じる位置に、溶存ガス濃度が十分低い状態の第１液体を供給できず、第２着液地点Ｐ２よりも径方向内側においてパターンにダメージが生じるおそれがある。
【０１３２】
これに対し、第１着液地点Ｐ１を第２着液地点Ｐ２よりも中心軸Ａ０に近い位置に配置することで、第２着液地点Ｐ２よりも径方向内側で生じる基板表面Ｗｆにおけるパターンへのダメージを防止することができ、さらに第１着液地点Ｐ１から基板Ｗの回転による遠心力で第１液体が径方向外側へ運ばれるため、第２着液地点Ｐ２の裏に相当する位置にあるパターンへのダメージも防止できる。
【０１３３】
また、第２着液地点Ｐ２は、図８に示すように対象領域Ｒ１のうち第１着液地点Ｐ１よりも基板Ｗの回転方向下流側に配置される。第１着液地点Ｐ１に着液した第１液体は基板Ｗの回転による遠心力で径方向外側へ進むとともに、基板Ｗの回転方向にも移動する。上記のように第２着液地点Ｐ２を対象領域Ｒ１のうち第１着液地点Ｐ１よりも基板Ｗの回転方向下流側に配置することで、第１液体が第１着液地点Ｐ１に着液した後、進む方向に第２着液地点Ｐ２を確実に配置することができ、第２着液地点Ｐ２の裏に相当する位置にあるパターンへのダメージを防止することができる。
【０１３４】
洗浄工程により、基板裏面Ｗｂの超音波洗浄がなされると、次に基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂを乾燥する基板乾燥工程（Ｓ１０５）が実行される。
【０１３５】
基板乾燥工程が実行されると、制御部７０がアーム回転機構５５に動作指令を行い、アーム５２を中心軸Ａ１周りに回動して、中心ノズル５３および補助ノズル５４を退避位置に位置決めする。そして、制御部７０が遮断部材昇降機構３４および遮断部材回転機構３３に動作指令を行い、遮断部材３８を近接位置に移動させ、遮断部材３８の回転を開始する。
【０１３６】
続いて、制御部７０がステージ回転機構２２に動作指令を行い、回転速度を変更する。基板乾燥工程における基板Ｗの回転速度は、基板Ｗに付着した第１液体および第２液体を基板Ｗの回転による遠心力で振り切ることができるように、５００〜１０００ｒｐｍに設定することが好ましい。
【０１３７】
この状態で、制御部７０の動作指令にもとづき、乾燥気体供給源６０４から乾燥気体が上方外管ノズル３９を介して基板表面Ｗｆへ供給される。また、制御部７０の動作指令にもとづき、乾燥気体供給源６０５から乾燥気体が気体供給路２６を介してステージ２３の開口から基板裏面Ｗｂへ供給される。
【０１３８】
基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂに付着した第１液体および第２液体は、ステージ２３の回転に伴う基板Ｗの回転によって、基板Ｗの周縁部外側へ振り切られることにより、基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂから除去される。また、第１液体および第２液体は、基板表面Ｗｆおよび基板裏面Ｗｂから供給される乾燥気体中へ蒸発することによっても、基板Ｗから除去される。
【０１３９】
基板乾燥工程により、基板Ｗに付着した第１液体および第２液体が除去されると、次に、基板Ｗを洗浄ユニット９１から搬出する基板搬出工程を行う（ステップＳ１０６）。
【０１４０】
基板搬出工程が実行されると、制御部７０が遮断部材昇降機構３４および遮断部材回転機構３３に動作指令を行い、遮断部材３８を離間位置に移動させ、遮断部材３８の回転を停止する。
【０１４１】
続いて、制御部７０がステージ回転機構２２に動作指令を行い、ステージの回転を停止し、ステージ２３を基板Ｗの受け渡しに適した位置へ位置決めする。また、カップ１０１はホームポジションに位置決めする。そして、チャック２４を開状態として基板Ｗを支持ピンの上に載置する。
【０１４２】
その後、シャッター９１１を開放し、センターロボット９６が上側のハンド９６１を洗浄ユニット９１の中に伸ばし、基板保持ユニット２０からハンド９６１へ基板Ｗが受け渡される。ハンド９６１により基板Ｗを保持した後、基板Ｗを洗浄ユニット９１の外に搬出し、シャトル９５の上側のハンド９５１に移載する。その後、シャトル９５は上側のハンド９５１をインデクサユニット９３の側に移動する。
【０１４３】
そして、インデクサロボット９３１が上側のハンド９３３でシャトル９５の上側のハンド９５１に保持されている基板Ｗを取り出し、ＦＯＵＰ９４９の所定の位置に搬入し、一連の処理が終了する。
【０１４４】
以上のように、第１実施形態の基板洗浄装置９は、基板表面Ｗｆにパターンが形成された基板Ｗにおける基板裏面Ｗｂを超音波により洗浄する装置である。このとき、基板表面Ｗｆの周縁領域に第１液体を供給する補助ノズル５４が、本願発明の「第１ノズル」として機能し、基板表面Ｗｆの回転中心に第１液体を供給する中心ノズル５３が、本願発明の「第３ノズル」として機能する。そして、中心ノズル５３および補助ノズル５４と接続するアーム５２を基板保持ユニット２０に対して相対的に移動させるアーム回転機構５５が、「アーム移動部」として機能する。
【０１４５】
超音波印加液供給部４０における超音波ノズル４１が、本願発明の「第２ノズル」として機能し、超音波ノズル４１に設けられる振動子４２に発信信号を出力する超音波出力機構４３が本願発明の「発振器」として機能する。
【０１４６】
また、ステージ２３、チャック２４を含む基板保持ユニット２０が、基板表面Ｗｆを上方に向けた状態で基板Ｗを水平に保持する「基板保持部」として機能し、これらステージ２３、チャック２４を中心軸Ａ０周り、すなわち鉛直軸周りに回転させるステージ回転機構２２が「基板回転部」として機能する。
【０１４７】
このような基板洗浄装置および基板洗浄方法により、基板裏面Ｗｂの超音波洗浄中における基板表面Ｗｆのパターン倒壊およびパターン汚染を防止することができる。また、基板表面Ｗｆのパターン汚染防止に固体膜や凍結膜の形成が不要であり、比較的コストの高い純水以外の薬液の消費量を低減することができ、冷却プロセスもなく常温環境下で基板処理が行える。このことから、本願発明は、装置コストおよび基板処理コストを削減できる効果もある。
【０１４８】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、補助ノズル５４から供給される第１液体が基板表面Ｗｆに着液する第１着液地点Ｐ１からの実際の距離の関係で、超音波ノズル４１から供給される超音波印加液が基板裏面Ｗｂに着液する第２着液地点Ｐ２の位置を決定した。本発明の実施に関しては、これに限られず、補助ノズル５４から第１液体が吐出された後、所定時間内に第１液体が到達する基板表面Ｗｆ内の領域の裏面に相当する対象領域内に第２着液地点Ｐ２を位置させてもよい。
【０１４９】
当該所定時間は、事前の計測などにより適宜設定される。すなわち、事前にノズルから吐出される第１液体の吐出からの経過時間と、第１液体の溶存ガス濃度との関係を取得する。また、事前にパターンへのダメージを抑制できる最大の溶存ガス濃度を取得する。これらの関係により、パターンへのダメージを抑制できる溶存ガス濃度以下が保たれる吐出からの経過時間が得られるため、これを所定時間に設定することで、第１着液地点Ｐ１と第２着液地点Ｐ２の関係を決めることができる。
【０１５０】
例えば、脱気部６１２により０．１ｐｐｍに脱気された第１液体が吐出から１秒後に０．２ｐｐｍになることと、パターンへのダメージを抑制できる最大の溶存ガス濃度が０．２ｐｐｍであることを事前に計測により取得した場合、所定時間を１秒に設定する。そして、補助ノズル５４から第１液体が吐出された後、１秒以内に第１液体が到達する基板表面Ｗｆ内の領域をカメラによって基板表面Ｗｆを撮像する等して計測し、その領域を取得する。第２着液地点Ｐ２が、これら事前の計測により取得した領域の基板裏面Ｗｂに対応する位置となるように、補助ノズル５４および超音波ノズル４１を配置する。
【０１５１】
これにより、基板裏面Ｗｂの超音波洗浄中における基板表面Ｗｆのパターン倒壊およびパターン汚染を防止することができる。
【０１５２】
＜第３実施形態＞
図１０を用いて、本願の第３実施形態に係る基板洗浄装置９を説明する。第３実施形態が第１実施形態と相違するのは、洗浄ユニット９１において、補助ノズル５４と異なる吐出方向５６１を有する補助ノズル５７が用いられる点であり、その他の構成は同一であるため、同一構成については第１実施形態での説明と同一符号を附して説明を省略する。
【０１５３】
図１０は、第３実施形態に係る中心ノズル５３、補助ノズル５７および超音波ノズル４１の基板Ｗに対する配置関係を模式的に説明する側面図である。第３実施形態に係る第１液体供給部５０は、補助ノズル５４に代えて補助ノズル５７を有する。
【０１５４】
超音波ノズル４１は、第１実施形態と同様に吐出方向４４を基板裏面Ｗｂの周縁領域に向けて、基板保持ユニット２０に保持される基板Ｗの径方向外側の下方に配置される。このとき、超音波ノズル４１の吐出方向４４と基板裏面Ｗｂとは角度θ２の関係にある。ここで、θ２は超音波ノズル４１から吐出される超音波印加液の基板裏面Ｗｂへの入射角度である。
【０１５５】
超音波ノズル４１は基板Ｗの径方向外側の下方に配置されることから、入射角度θ２は、９０度よりも小さい値となり、第３実施形態では３０度である。
【０１５６】
超音波ノズル４１から超音波印加液を吐出した場合、その吐出方向４４の延長上に位置する基板表面Ｗｆのパターンにダメージが生じやすい傾向がある。したがって、第１実施形態のように補助ノズル５４の吐出方向５６が基板表面Ｗｆに対し垂直な方向とし、補助ノズル５４からの第１液体の入射角度を９０度とすると、補助ノズル５４から第１液体が着液する第１着液地点よりも基板Ｗの径方向内側で基板表面Ｗｆのパターンにダメージが生じるおそれがある。
【０１５７】
このダメージを確実に防止するために、第３実施形態では吐出方向５６１が、基板表面Ｗｆとの角度θ１が角度θ２と等しくなるように、補助ノズル５７を基板保持ユニット２０に保持される基板Ｗの径方向外側の上方に配置する。さらに吐出方向４４と吐出方向５６１が鉛直方向に同じ平面内に位置する構成とする。
【０１５８】
超音波ノズル４１から吐出される超音波印加液が基板裏面Ｗｂに着液する第２着液地点Ｐ２は、第１実施形態と同様、補助ノズル５７から吐出される第１液体が基板表面Ｗｆに着液する第１着液地点Ｐ１から所定距離内の領域である第１着液領域の裏面に相当する対象領域Ｒ１内に位置する。第３実施形態において所定距離は、２ｃｍである。
【０１５９】
このような配置関係とすることで、補助ノズル５７から吐出された第１液体が第１着液地点に到達後、基板表面Ｗｆにおいて広がる方向と、超音波ノズル４１から吐出された超音波印加液が第２着液地点に到達後、基板裏面Ｗｂにおいて広がる方向が略同一となる。これにより、超音波印加液から基板Ｗへ伝搬される超音波エネルギーが基板表面Ｗｆへ伝わっても、溶存ガス濃度の低い第１液体によって基板表面Ｗｆのパターンに強いキャビテーションエネルギーが作用せず、パターンにダメージが生じることを防止することができる。
【０１６０】
＜第４実施形態＞
図１１を用いて、本願の第４実施形態に係る基板洗浄装置９を説明する。第４実施形態が第１実施形態と相違するのは、洗浄ユニット９１において、中心ノズル５３および補助ノズル５４に代えてスリットノズル５８が用いられる点であり、その他の構成は同一であるため、同一構成については第１実施形態での説明と同一符号を附して説明を省略する。
【０１６１】
図１１は、第４実施形態に係るスリットノズル５８および超音波ノズル４１の基板Ｗに対する配置関係を模式的に説明する側面図である。
【０１６２】
スリットノズル５８は、直線状に延設される吐出口５８１を有する。制御部７０の動作指令により、アーム回転機構５５により中心軸Ａ１周りにアーム５２を回動させることで、スリットノズル５８を基板保持ユニット２０に対し相対移動させることができる。そして、図１２に示すように基板保持ユニット２０に保持される基板Ｗの径方向に沿って、スリットノズル５８の吐出口５８１を基板表面Ｗｆと対向させることができる。このとき、吐出口５８１は基板表面Ｗｆの中心軸Ａ０から周縁領域に亘って位置する。
【０１６３】
スリットノズル５８へ第１液体供給源６０１から第１液体が供給されると、吐出口５８１から吐出方向５６２に沿って第１液体が基板表面Ｗｆへ供給される。ここで、吐出口５８１は直線状に設けられるため、吐出方向５６２は線ではなく平面で表現される。第４実施形態において、吐出方向５６２は基板保持ユニット２０により水平に保持される基板表面Ｗｆに対し垂直な平面に沿う方向となる。したがって、第１着液地点Ｐ１も基板表面Ｗｆの中心軸Ａ０近傍から基板の周縁領域に亘って位置する。
【０１６４】
また、スリットノズル５８は、超音波ノズル４１に対し、吐出方向４４と吐出方向５６２が鉛直方向に同じ平面内に位置する構成となるように配置される。
【０１６５】
超音波ノズル４１から吐出される超音波印加液が基板裏面Ｗｂに着液する第２着液地点Ｐ２は、第１実施形態と同様、スリットノズル５８から吐出される第１液体が基板表面Ｗｆに着液する第１着液地点Ｐ１から所定距離内の領域である第１着液領域の裏面に相当する対象領域Ｒ１内に位置する。第４実施形態において所定距離は、２ｃｍである。
【０１６６】
第４実施形態では、第１液体供給部５０において第１液体を供給するノズルとして、スリットノズル５８を用いる。これにより、基板表面Ｗｆ上の中心軸Ａ０が交差する地点（すなわち基板表面Ｗｆの中心）から、スリットノズル５８の吐出口５８１の周縁側の端が対向する基板表面Ｗｆ上の地点までを結んで形成される、径方向に沿う線分領域全体へ、均一に第１液体を供給することができる。
【０１６７】
これにより、超音波ノズル４１から吐出された超音波印加液が第２着液地点に到達後、基板裏面Ｗｂにおいて広がっても、その超音波エネルギーが強く伝搬する基板表面Ｗｆに新鮮な第１液体を供給することができ、基板表面Ｗｆのパターンに作用するキャビテーションエネルギーを低減することで、パターンにダメージが生じることを防止することができる。
【０１６８】
＜変形例＞
本発明に係る基板洗浄装置および基板洗浄方法は、上記の第１〜４実施形態に限定されない。
【０１６９】
上記の実施形態では基板乾燥工程において遮断機構３０を用いたが、本発明の実施に関してはこれに限られず、遮断機構３０に代えて、例えば特開２００９−１１１２２０号公報に記載のガス噴射ヘッドを基板Ｗの略中央部上方に配置する構成としてもよい。
【０１７０】
上記の実施形態では、第２液体として、溶存する窒素ガス濃度が飽和したＤＩＷを用い、第１液体として、溶存ガス濃度が第２液体よりも低いＤＩＷを用いた。このように、第１液体および第２液体へ同一の組成の液体を用いることで、消費する薬液の種類を少なくし、薬液コストや廃液処理のコストを削減することができる。
【０１７１】
これに対し、基板裏面Ｗｂをより良好に洗浄するために、基板裏面Ｗｂへ供給する第２液体として、溶存する窒素ガス濃度が飽和した各種の洗浄液を用いてもよい。洗浄液としては、各種の水溶液が挙げられ、例えば、ＳＣ１溶液（アンモニア水と過酸化水素水の混合水溶液）、ＳＣ２溶液（塩酸と過酸化水素水の混合水溶液）または希塩酸水溶液を用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１７２】
この発明は、パターンが形成された基板を超音波洗浄する洗浄技術全般、ならびに当該洗浄技術を用いて基板にいわゆる超音波洗浄処理を施す基板洗浄方法および基板洗浄装置に適用することができる。
【符号の説明】
【０１７３】
９    基板洗浄装置
２０    基板保持ユニット
２２    ステージ回転機構
２３    ステージ
２４    チャック
２７    下方ノズル
３０    遮断機構
４０    超音波印加液供給部
４１    超音波ノズル
４２    振動子
４３    超音波出力機構
４４    吐出方向
５０    第１液体供給部
５１    回転軸
５２    アーム
５３    中心ノズル
５４    補助ノズル
５５    アーム回転機構
５６    吐出方向
５７    補助ノズル
５８    スリットノズル
７０    制御部
９１    洗浄ユニット
５６１    吐出方向
５６２    吐出方向
５８１    吐出口
６１２    脱気部
６２２    気体溶解部
Ｄ１    所定距離
Ｐ１    着液地点
Ｐ２    着液地点
Ｒ１    対象領域
Ｗ    基板
Ｗｂ    基板裏面
Ｗｆ    基板表面
【図１】
0006543543.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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