(57)【要約】【課題】優れた洗浄効率で基板を超音波洗浄する。【解決手段】保持基台１２から複数の基板保持ピン１３が立設されており、基板Ｗの裏面Ｓｂを上方向に向けた状態で該基板Ｗを周方向から機械的に保持する。また、その基板Ｗと、保持基台１２との間には、基板Ｗとほぼ同一形状を有する防滴板１４が基板Ｗの表面（パターン面）Ｓｆを下方から覆うように基板Ｗから離間して配置されている。このため、超音波振動が付与された洗浄液を基板Ｗの裏面Ｓｂに供給して超音波洗浄している間に洗浄液のミストが発生し、その一部が基板Ｗの表面Ｓｆ側に飛散するが、基板Ｗの表面Ｓｆを覆うように配置された防滴板１４によって基板表面Ｓｆへのミスト飛散を阻止することができ、ミストの回り込みを効果的に防止することができる。【選択図】　　　　図２
2004039843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一方主面を洗浄する基板洗浄装置において、
基板の一方主面を上向きにして該基板を保持する基板保持手段と、
前記基板保持手段に保持された基板の一方主面に洗浄ノズルの吐出口から洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、
前記基板の一方主面側に配置されて前記洗浄液に超音波振動を付与する超音波付与手段と、
前記基板の他方主面を下方から覆うように前記基板から離間して配置される防滴手段と
を備えたことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記洗浄ノズルの吐出口に隣接して配置され、かつ前記基板の一方主面を擦り得るブラシをさらに備えた請求項１記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
前記洗浄ノズルを前記基板の一方主面に沿って相対的に移動させる移動手段をさらに備える請求項２記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
前記基板と前記防滴手段とを一体的に回転させる回転手段をさらに備えた請求項１ないし３のいずれかに記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
前記基板の他方主面と前記防滴手段とに挟まれた空間領域に気体を供給して前記空間領域から外に向かう気流を形成する気流形成手段をさらに備える請求項１ないし４のいずれかに記載の基板洗浄装置。
【請求項６】
前記気流形成手段は、前記防滴手段の略中央部から前記空間領域に気体を供給する請求項５記載の基板洗浄装置。
【請求項７】
前記基板の他方主面が所定のパターンを有する基板表面であり、前記基板の一方主面が洗浄対象となる基板裏面である請求項１ないし６のいずれかに記載の基板洗浄装置。
【請求項８】
前記超音波付与手段は、前記基板の一方主面に近接配置された振動子と、前記振動子に１．２ＭＨｚより低い周波数の交流信号を印加する高周波発振器とを有している請求項７記載の基板洗浄装置。
【請求項９】
前記高周波発振器は、４００ＫＨｚまたはそれより低い周波数の交流信号を前記振動子に印加する請求項８記載の基板洗浄装置。
【請求項１０】
その表面にパターンが形成された基板について、該基板の裏面を洗浄する基板洗浄方法において、
前記基板の裏面を上向きにして配置し、かつ前記基板の表面に気体層を隣接させた状態で、前記基板の裏面に洗浄液を供給するとともに、前記洗浄液に超音波振動を付与して前記基板の裏面を超音波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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体ウエハ、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、光ディスク用基板などの各種基板（以下、単に「基板」という）を洗浄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。
【０００２】
【従来の技術】
半導体の製造工程や液晶表示装置の製造工程等において、フォトプロセスでパターンを形成する際には、基板を洗浄する工程が不可欠である。そこで、基板を洗浄する装置として、例えば特開平７−８６２１８号公報に記載された基板洗浄装置が知られている。この基板洗浄装置は、基板の一方主面を上向きにして配置するとともに、超音波振動が与えられた洗浄液を基板の一方主面に吐出しつつ基板の一方主面をブラシで擦って基板洗浄を行っている。このように、単にブラシだけでは除去し得ない細かなパーティクルについても、超音波振動した洗浄液を用いることでパーティクル除去を図っている。
【０００３】
具体的には、洗浄液を基板の一方主面に向けて供給する洗浄ノズルに超音波振動子を設けるとともに、その超音波振動子を高周波発振器に電気的に接続して例えば１．５±０．３ＭＨｚの周波数の高周波を印加することで洗浄液に超音波振動を付与し、振動した洗浄液を洗浄ノズルから基板に噴射している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようにして基板の一方主面について超音波洗浄を行っている間に洗浄液がミストとして飛散して基板の他方主面に付着してしまうという問題がある。
【０００５】
また、上記のように構成された基板洗浄装置によって基板裏面を洗浄する場合には、次のような問題についても考慮する必要がある。すなわち、従来では基板の両主面のうち回路パターンなどが形成された基板表面が主として洗浄対象となっていたが、半導体や液晶表示装置などの電子部品の製造工程において、基板裏面に付着したパーティクルが歩留り低下要因の一つであると認識されてきており、基板裏面のパーティクルを効率的に除去する技術が要望されてきている。そこで、上記基板洗浄装置をそのまま裏面洗浄用として転用することも考えられる。
【０００６】
しかしながら、従来装置はパターンが既に形成された基板表面に付着したパーティクルを洗浄除去することを目的として設定されているため、基板裏面に対して強く付着しているパーティクルを効果的に洗浄除去することができない。というのも、超音波洗浄ではその周波数を低くするほどキャビテーションによる洗浄力を高めて洗浄効率を向上させることができるのであるが、パターンが形成された基板表面を洗浄することを主目的とした従来装置では、そのパターンを破壊しない程度に超音波の周波数を高く設定する必要があった（例えば従来装置では１．２ＭＨｚ以上に設定していた）からである。したがって、このようなパターン破壊が発生しないように超音波洗浄力を比較的低く抑えていた従来装置では、基板裏面に付着するパーティクルを効率的に洗浄するに至らず、十分な洗浄効率が得られなかった。
【０００７】
また、基板裏面洗浄を行う場合のみ、超音波の周波数を低く設定することも考えられるが、そのまま洗浄処理を行うと、上記したように基板裏面の洗浄処理中に基板表面（パターン面）にミストが付着してしまうという問題が発生し、またこの問題を解消するために基板表面に水膜を形成すると、基板裏面に付与された超音波が基板表面（パターン面）を透過してパターンを破壊するという問題が発生することがある。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板の一方主面を超音波洗浄している間に洗浄液のミストが基板の他方主面に付着するのを防止して優れた洗浄効率で基板を超音波洗浄することができる基板洗浄装置を提供することを第１の目的とする。
【０００９】
また、この発明は、その表面にパターンが形成された基板について、該基板の裏面を優れた洗浄効率で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第２の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明は、基板の一方主面を洗浄する基板洗浄装置であって、上記目的を達成するため、基板の一方主面を上向きにして該基板を保持する基板保持手段と、基板保持手段に保持された基板の一方主面に洗浄ノズルの吐出口から洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、基板の一方主面側に配置されて洗浄液に超音波振動を付与する超音波付与手段と、基板の他方主面を下方から覆うように基板から離間して配置される防滴手段とを備えている。
【００１１】
このように構成された発明では、超音波振動が付与された洗浄液が基板の一方主面に供給されて超音波洗浄される。この洗浄処理中に洗浄液のミストが発生し、その一部が基板の他方主面側に飛散するが、防滴手段が基板の他方主面を覆うように配置されて該他方主面へのミスト飛散を阻止してミストの回り込みを防止する。
【００１２】
また、防滴手段は基板の他方主面を下方から覆うように基板から離間して配置されているため、基板の他方主面と防滴手段との間に空間領域（気体層）が形成された状態で基板の一方主面の超音波洗浄が可能となる。このように空間領域が基板の他方主面に隣接することで他方主面を通過する超音波を激減させることができるため、他方主面に対する超音波の影響を実質上考慮する必要がなくなり、超音波の設定について自由度を高めることができる。したがって、洗浄液に与える超音波振動の周波数を低く設定することで洗浄力を高め、洗浄効率の向上を図ることが可能となる。
【００１３】
ここで、洗浄ノズルの吐出口に隣接してブラシを配置し、そのブラシで基板の一方主面を擦り得るようにしてもよく、このブラシの摺接作用と上記した超音波洗浄作用との相互作用から基板の一方主面をより効率良く洗浄することができる。また、洗浄ノズルが基板の一方主面に沿って相対的に移動することで、基板の一方主面全体が均一に洗浄される。
【００１４】
また、基板と防滴手段とを一体的に回転させるようにしてもよく、防滴手段により基板の他方主面へのミストの回り込みを防止しながら、基板回転により発生する遠心力により基板から洗浄液を確実に振り切ることができる。
【００１５】
また、基板の他方主面と防滴手段とに挟まれた空間領域に気体を供給して空間領域から外に向かう気流を形成してもよく、こうすることで気流が他方主面に飛散しようとするミストに対する抵抗となり、他方主面へのミストの回り込みをより効果的に防止することができる。ここで、防滴手段の略中央部から空間領域に気体を供給すると、空間領域の中央部から放射状に気流がほぼ均一に流れてミストの回込防止を図る上でより好適なものとなる。
【００１６】
また、基板の種類については限定されるものではないが、特に基板の他方主面が所定のパターンを有する基板表面であり、基板の一方主面が洗浄対象となる基板裏面となっているものに対し、本発明にかかる基板洗浄装置を好適に適用することができる。すなわち、上記したように防滴手段を基板の他方主面（パターン面）を下方から覆うように基板から離間して配置したことにより、超音波が基板の他方主面に与える悪影響をほとんど考慮することなく、基板の一方主面の洗浄に適した超音波振動を洗浄液に付与することができ、洗浄効率を容易に高めることができる。例えば基板の一方主面に近接配置された振動子に従来装置よりも低い周波数（１．２ＭＨｚより低い周波数）の交流信号を印加して超音波振動を洗浄液に付与するようにしてもよく、より好適には４００ＫＨｚまたはそれより低い周波数の交流信号を振動子に印加することができる。
【００１７】
さらに、この発明にかかる基板洗浄方法は、その表面にパターンが形成された基板について、該基板の裏面を洗浄する方法であって、上記第２の目的を達成するため、基板の裏面を上向きにして配置し、かつ基板の表面に気体層を隣接させた状態で、基板の裏面に洗浄液を供給するとともに、洗浄液に超音波振動を付与して基板の裏面を超音波洗浄している。
【００１８】
このように構成された発明では、基板の裏面に洗浄液を供給するとともに、その洗浄液に超音波振動を付与しているが、基板の表面に気体層を隣接させているため、基板の表面を通過する超音波は激減する。そのため、超音波が基板表面（パターン面）に与える悪影響をほとんど考慮することなく、基板裏面の洗浄に適した超音波振動を洗浄液に付与することができ、洗浄効率を容易に高めることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明にかかる基板洗浄装置の一実施形態を示す図であり、図２は図１の基板洗浄装置の部分拡大断面図である。この基板洗浄装置は、半導体ウエハなどの基板Ｗの裏面に対して洗浄及び乾燥処理を行うものであり、図１に示すように、基板Ｗを保持して回転させるための基板保持回転機構１と、基板Ｗの裏面に摺接して基板Ｗの裏面を洗浄するブラシ洗浄機構２とを有している。なお、この実施形態では、「基板の裏面」とは電子回路などのパターンが形成された基板表面と反対側の面を意味している。
【００２０】
この基板保持回転機構１は、モータなどの駆動機構（図示せず）により回転駆動される回転軸１１と、回転軸１１の上端にその中心が固定された円板状の保持基台１２とを有している。この実施形態では保持基台１２の直径は基板Ｗの直径より若干大きく設定され、その保持基台１２の上面周縁部に基板Ｗの周端部を機械的に保持するための複数の基板保持ピン１３、この実施形態では４つの基板保持ピン１３が配置されており、基板Ｗの裏面Ｓｂを上方向に向けた状態で該基板Ｗを周方向から機械的に保持可能となっている。このように、この実施形態では、保持基台１２の上面から立設された複数の基板保持ピン１３が本発明の「基板保持手段」として機能している。
【００２１】
また、複数の基板保持ピン１３により保持された基板Ｗと、保持基台１２との間には、基板Ｗとほぼ同一形状を有する防滴板１４が基板Ｗの表面（パターン面）Ｓｆを下方から覆うように基板Ｗから離間して配置されている。このため、図２に示すように、基板Ｗと防滴板１４との間に空隙ＳＰの空間領域Ｒが形成される。なお、この防滴板１４は例えば金属板、セラミック板、樹脂板などで構成することができ、洗浄液の種類などに応じて適宜選択することができる。また、この実施形態では、防滴板１４の周端部を複数の基板保持ピン１３で係止することで防滴板１４を保持基台１２に固定しているが、防滴板１４の固定方法に関しては、この固定方法に限定されるものではなく、任意である。
【００２２】
回転軸１１は中空軸で構成されており、その中空部分に配管１５が設けられている。この配管１５の上端は保持基台１２を突き抜け、さらに防滴板１４の略中央部に貫通して取り付けられている。また、配管１５の下端には、図示を省略する窒素ガス供給源と連通されている。このため、図２の破線矢印で示すように、窒素ガス供給源（例えば基板洗浄装置を設置する工場の用力）からの窒素ガスが配管１５を介して空間領域Ｒの略中央部に供給されて、空間領域Ｒから外に向かう気流を形成している。このように本実施形態では配管１５によって本発明の「気流形成手段」が構成されている。
【００２３】
そして、上記のように構成された基板保持回転機構１では駆動機構が作動すると、回転軸１１の回転により基板Ｗが保持基台１２および防滴板１４とともに一体的に回転する。また、基板保持回転機構１の外方には、図１に示すように、保持基台１２、防滴板１４および基板Ｗの外周縁をその側方から上方にかけて覆うように、カップ３が配置されており、後述するようにして基板Ｗの裏面Ｓｂから飛散する洗浄液を捕集可能となっている。
【００２４】
次に、ブラシ洗浄機構２の構成について説明する。このブラシ洗浄機構２はアーム２１を有している。このアーム２１の後端部が基部となっており、カップ３の外側で上下移動可能に設けられたコラム２２の上端に回動自在に軸支されている。そして、このコラム２２の上端部に設けられた回動駆動部（図示省略）が作動することで、コラム２２との連結部位を中心としてアーム２１の先端が基板Ｗの中心から外周に向かって水平方向に往復旋回移動する。このように回動駆動部が本発明の「移動手段」として機能し、次に説明するようにアーム２１の先端に取り付けられた洗浄ノズルを基板Ｗに沿って移動させることが可能となっている。また、コラム２２は上記したように上下方向に移動可能となっており、コラム２２の上下動に伴ってアーム２１および洗浄ノズルが一体的に基板Ｗに対して接近・離反するよう上下方向に移動可能となっている。
【００２５】
また、アーム２１の先端には、本発明の「洗浄液供給手段」に相当する洗浄部２３が配置されている。この洗浄部２３では、図２に示すように、洗浄本体２４の先端下部に洗浄ノズル２５が取り付けられており、図示を省略する洗浄液供給源から供給される純水などの洗浄液２６を基板Ｗの裏面Ｓｂに向けて吐出可能となっている。また、洗浄ノズル２５の吐出口２７を取り囲むように、洗浄ノズル２５の下面にブラシ２８が取り付けられており、上記のようにして回転する基板Ｗの裏面Ｓｂと摺接して該裏面Ｓｂを洗浄可能となっている。なお、本実施形態では、ブラシ２８として例えばナイロン樹脂等の繊毛を多数植設したものを採用している。
【００２６】
洗浄ノズル２５の内部には、図２に示すように、洗浄液供給源からの洗浄液２６を吐出口２７に導くための流路２９が形成されているが、この流路２９を臨むように洗浄ノズル２５の内部に超音波振動子４１が配置されている。また、この超音波振動子４１は高周波発振器４２と電気的に接続されており、高周波発振器４２から出力される交流信号を受けて振動し、洗浄ノズル２５の流路２９を流れる洗浄液２６に超音波振動を付与する。このようにして洗浄液２６に超音波振動を与えることで基板Ｗの裏面Ｓｂの表面近傍４３でキャビテーションが発生し、さらにそのキャビテーションが押し潰されることで衝撃波が発生する。そのときの衝撃波によって表面近傍４３に面する裏面領域に付着するパーティクルが基板Ｗから引き剥がされて洗浄液中に分散される。このように、本実施形態では、超音波振動子４１と高周波発振器４２とが本発明の「超音波付与手段」として機能し、超音波洗浄作用を発揮させている。
【００２７】
次に、上記のように構成された基板洗浄装置の動作について説明する。図示を省略しているが、基板洗浄装置の周辺には、多数の基板Ｗを上下に積層した状態で収納したカセットが配置されている。そして、基板搬送ロボットが基板Ｗを１枚ずつ取り出して基板洗浄装置に搬送する。基板洗浄装置では、基板搬送ロボットにより搬送されてきた基板Ｗがその裏面Ｓｂを上向きにして基板保持ピン１３により位置決めされ、空転しないように機械的に保持される。そして、基板搬送ロボットが基板洗浄装置から退避すると、図示を省略する制御ユニットが装置各部を制御することで以下の洗浄・乾燥処理を実行する。
【００２８】
まず、アーム２１を基板Ｗの中心位置に水平方向に往復旋回移動させ、さらにブラシ２８の下端が基板Ｗの裏面Ｓｂに当接する位置にアーム２１を下降させる。そして、洗浄ノズル２５から洗浄液を基板Ｗの裏面Ｓｂに向けて噴出するとともに、高周波発振器４２から超音波振動子４１に交流信号を印加して洗浄液に超音波振動を付与する。こうして、基板裏面Ｓｂに対する洗浄処理が開始される。なお、この実施形態では後述する実施例で説明する実験に基づき上記交流信号の周波数を４００ＫＨｚに設定している。
【００２９】
こうして洗浄ノズル２５から噴出した洗浄液２６は吐出口２７から基板Ｗに流出し、表面近傍４３で発生するキャビテーションの作用によって洗浄液が供給された裏面領域に付着するパーティクルが基板裏面Ｓｂから引き剥がされて洗浄液中に分散される。特に、この実施形態では、従来装置よりも低い周波数の交流信号を超音波振動子４１に印加してキャビテーションを発生させているため、より強力な洗浄効果が得られる。また、この状態でアーム２１を水平方向に移動させつつ、回転軸１１を回転して基板Ｗを回転させるため、洗浄ノズル２５が基板裏面Ｓｂに沿って移動して基板裏面Ｓｂの全面に対して超音波洗浄が行われる。
【００３０】
また、こうした超音波洗浄のみならず、ブラシ２８が基板裏面Ｓｂに摺接してブラシ２８によるパーティクル除去も同時に行われることとなり、基板裏面Ｓｂに付着するパーティクルを効果的に洗浄除去することができる。さらに、ブラシ洗浄と超音波洗浄とを同一のアーム２１によって同時に処理するために、ブラシ洗浄後に超音波洗浄を行う場合に比べて洗浄時間を短縮することができる。それに加え、ブラシ洗浄によりブラシ２８にパーティクルが付着したとしても、超音波振動がブラシ２８に加えられてブラシ２８からパーティクルが取り除かれ、ブラシ２８をクリーンな状態に保つことができる。
【００３１】
洗浄処理が完了すると、ブラシ２８の下端が基板裏面Ｓｂに触れない位置までアーム２１を若干上昇させてブラシ洗浄を停止させ、超音波洗浄のみを継続して基板裏面Ｓｂのリンスを行う。そして所定時間が経過すると、さらに超音波洗浄をも停止させたまま基板Ｗを高速で回転させて基板Ｗを乾燥させる。
【００３２】
上記した一連の洗浄・乾燥処理が終了すると、基板搬送ロボットにより、基板洗浄装置から基板Ｗを搬出して別のカセット内に収容する。そして、供給側のカセット内の全ての基板Ｗが処理されて収容側のカセット内に収容されると、一連の処理が終了する。
【００３３】
以上のように、この実施形態によれば、超音波振動が付与された洗浄液を基板Ｗの裏面Ｓｂに供給して超音波洗浄している間に洗浄液のミストが発生し、その一部が基板Ｗの表面Ｓｆ側に飛散するが、基板Ｗの表面Ｓｆを覆うように配置された防滴板１４によって基板表面Ｓｆへのミスト飛散を阻止することができ、ミストの回り込みを効果的に防止することができる。したがって、基板洗浄を良好に行うことができる。
【００３４】
また、基板Ｗと防滴板１４との間、つまり空間領域Ｒに窒素ガスを供給して空間領域Ｒから外に向かう気流を形成しているため、この気流が基板表面Ｓｆへのミスト飛散に対する抵抗となり、基板表面Ｓｆへのミストの回り込みをより効果的に防止することができる。ここでは、窒素ガスを用いているが、窒素ガスの代わりに空気や他の不活性ガスなどの気体を用いてもよいことは言うまでもない。また、空間領域Ｒに気体を供給して気流を形成することは本発明の必須構成要件ではなく、任意的な構成である。すなわち、防滴板１４によって基板表面Ｓｆへのミスト付着を十分に防止することができる場合には気体供給を行わなくともよい。
【００３５】
このように基板Ｗの裏面Ｓｂへのミスト付着を防止することができるため、基板Ｗの表面Ｓｆに水分を付着させたくない基板処理、例えば基板表面Ｓｆに撥水性膜や誘電率を小さくする膜を形成する処理では本実施形態は特に有効なものとなる。また、基板表面Ｓｆへのミスト付着が防止され、基板表面Ｓｆが常に気体層の空間領域Ｒと隣接した状態で超音波振動を洗浄液に付与するように構成しているので、基板裏面Ｓｂに付与された超音波が基板表面（パターン面）Ｓｆを透過してパターンを破壊するおそれが少ない。したがって、超音波の周波数を低く設定することが可能となる。事実、上記実施形態では、交流信号の周波数を従来装置での設定値（１．５ＭＨｚ±０．３）よりも低い４００ＫＨｚに設定し、洗浄効果を高めている。さらに、交流信号の周波数を低く設定することによって、次の実施例で説明するように高い超音波洗浄効果を安定して発揮することができる。
【００３６】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、防滴板１４の略中央部から空間領域Ｒに窒素ガスなどの気体を供給することで空間領域Ｒから外に向かう気流を形成しているが、気体の導入箇所については、これに限定されず空間領域Ｒに気体を導入可能である限り任意である。
【００３７】
また、上記実施形態では、アーム２１を水平方向に移動させつつ、回転軸１１を回転して基板Ｗを回転させることで洗浄ノズル２５を基板裏面Ｓｂの全体に沿って移動させているが、洗浄ノズル２５のみを基板裏面全体を走査させるように構成してもよいし、基板半径以上の大きさを有する超音波振動子４１を水平方向において固定的に配置するとともに該超音波振動子４１に対して基板Ｗを回転させるようにしてもよい。
【００３８】
また、上記実施形態では、基板裏面Ｓｂを洗浄する基板洗浄装置であるが、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、基板表面Ｓｆを洗浄する基板洗浄装置にも適用することができる。すなわち、基板表面Ｓｆを本発明の「一方主面」として上向きにして該基板を保持するとともに、基板の他方主面たる基板裏面を下方から覆うように基板から離間して防滴板を配置してもよく、この場合、基板表面の洗浄処理を行った際に発生するミストの一部が基板裏面に飛散するのを阻止することができ、ミストの回り込みを効果的に防止することができる。
【００３９】
【実施例】
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００４０】
上記したように交流信号の周波数が低くなるのに伴ってキャビテーションによる洗浄力が向上し、洗浄効率を向上させることができるが、種々の実験から超音波振動子４１と基板ＷとのギャップＧが変化すると、その洗浄力も変化することを見い出した。具体的には、図３（ａ）に示すように、超音波振動子４１と基板Ｗの一方主面Ｓ１との間隔、つまりギャップＧを変化させながら、高周波発振器４２から１ＭＨｚの交流信号を印加するとともに、基板Ｗの他方主面Ｓ２に圧電素子５を貼り付けて基板Ｗの他方主面Ｓ２に与えられる音圧に対応する電圧値を計測した。その測定結果の一例を示すのが同図（ｂ）のグラフである。
【００４１】
同図（ｂ）から明らかなように、ギャップＧの変動に伴って音圧も変化している。ここで、音圧レベルは洗浄力の指標値となるものであり、高い洗浄力を得るためには高音圧レベルが得られるギャップに設定するのが望ましく、ギャップＧを音圧ピークに対応するギャップＧ１，Ｇ２に設定するのが好適である。なお、このように複数の音圧ピークが生じるのが一般的であるが、どのピークに設定するかは、ブラシの厚みと周波数の組み合わせで決めれば良い。
【００４２】
また、ギャップＧを所定のギャップＧ１に設定するために、上記基板洗浄装置ではコラム２２の上下動を制御する必要があるが、その位置決め精度には限界があり、ギャップＧが多少変動したとしても高音圧レベルが得られるように構成するのが望まれる。さらに、装置ごとに最適なギャップＧ１が多少変動するため、上記と同様の要望がある。つまり、選択ピーク音圧幅、例えば半値幅Ｈが広い条件で基板洗浄を行うのが有利である。そこで、交流信号の周波数と選択ピーク音圧幅Ｈとの関係を検証すべく、交流信号の周波数を４００ＫＨｚ、１ＭＨｚ、１．５ＭＨｚおよび３ＭＨｚに３種類に変更設定しながら、各周波数での選択ピーク音圧幅Ｈを求めた。その測定結果の一例を示すのが同図（ｃ）のグラフである。
【００４３】
同図（ｃ）から明らかなように、交流信号の周波数が低くなるのにしたがって選択ピーク音圧幅Ｈが大きくなっており、周波数に対する選択ピーク音圧幅Ｈの変化を示す曲線は１．２ＭＨｚ近傍で変曲点を有しており、これより低い周波数に設定することで比較的広い選択ピーク音圧幅が得られることがわかる。したがって、交流信号の周波数を１．２ＭＨｚよりも低く設定することで従来装置より高い洗浄力が得られるのみならず、選択ピーク音圧幅を広げてギャップ精度の許容度を高め、安定した洗浄処理が可能となる。なお、洗浄力および洗浄処理の安定化のためには、さらに交流信号の周波数を低く設定するのが好ましく、４００ＫＨｚ以下に設定するのがより好適である。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、この発明にかかる基板洗浄装置によれば、防滴手段を基板の他方主面を覆うように配置した状態で、超音波振動を付与した洗浄液を基板の一方主面に供給して超音波洗浄しているため、その洗浄処理中に発生した洗浄液のミストが基板の他方主面に付着するのを効果的に防止することができる。しかも、基板の他方主面と防滴手段との間に空間（気体層）が形成された状態で基板の一方主面の超音波洗浄を行うように構成しているので、他方主面を通過する超音波を激減させることができ、他方主面に対する超音波の影響を実質上考慮することなく、超音波を設定することができる。
【００４５】
また、この発明にかかる基板洗浄方法によれば、基板の表面に気体層を隣接させた状態で基板の裏面に洗浄液を供給するとともに、超音波振動を付与した洗浄液を基板の裏面に供給して基板裏面の超音波洗浄を行っているため、超音波が基板表面（パターン面）に与える悪影響をほとんど考慮することなく、基板裏面の洗浄に適した超音波振動を洗浄液に付与することができ、洗浄効率を容易に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる基板洗浄装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１の基板洗浄装置の部分拡大断面図である。
【図３】交流信号の周波数と音圧（超音波洗浄力）との関係を検証する実験方法および実験結果を示す図である。
【符号の説明】
１…基板保持回転機構（基板保持手段、回転手段）
２…ブラシ洗浄機構
１１…回転軸（回転手段）
１３…基板保持ピン（基板保持手段）
１４…防滴板
２３…洗浄部（洗浄液供給手段）
２５…洗浄ノズル
２６…洗浄液
２７…吐出口
２８…ブラシ
４１…超音波振動子
４２…高周波発振器
４３…表面近傍
Ｇ…ギャップ
Ｒ…空間領域
Ｓ１…（基板の）一方主面
Ｓ２…（基板の）他方主面
Ｓｂ…（基板の）裏面
Ｓｆ…（基板の）表面
Ｗ…基板
【図１】
2004039843.tif 000003
【図２】
2004039843.tif 000004
【図３】
2004039843.tif 000005