(57)【要約】【課題】超音波振動子から発生した超音波振動を減衰させることなく処理槽内へ伝播させ、かつ、処理槽内においては、基板表面の微細パターンを保護しつつ、基板表面のパーティクルを良好に除去できる基板処理装置を提供する。【解決手段】基板処理装置１は、処理液供給部４０に不活性ガス溶解部４３を備え、伝播水供給部５０に脱気部５３を備える。これにより、処理液中に不活性ガスを溶解させる一方、超音波振動を伝播させるための伝播水からは脱気を行う。このため、伝播水中に気泡が発生して超音波振動のエネルギーを減衰させる恐れはない。また、処理液中に溶解した不活性ガスがクッションの役割を果たすため、処理槽１０内においては超音波振動による衝撃が緩和される。したがって、基板Ｗ表面の微細パターンを保護しつつ、基板Ｗ表面のパーティクルを良好に除去できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理液中に浸漬させて基板を処理する基板処理装置であって、
処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽に貯留された処理液に浸漬させた状態で基板を保持する保持機構と、
超音波振動を発生させる超音波振動子と、
前記処理槽の下方に配置され、前記超音波振動子から発生する超音波振動を前記処理槽へ伝播させる伝播水を貯留する伝播槽と、
前記処理槽に処理液を供給する処理液供給部と、
前記伝播槽に伝播水を供給する伝播水供給部と、
前記処理液供給部において処理液中に不活性ガスを溶解させる不活性ガス溶解部と、
前記伝播水供給部において伝播水を脱気する脱気部と、
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であって、
前記処理液供給部と、前記伝播水供給部とは、別個独立の供給系として構成されていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
前記処理液供給部において処理液中に溶解した不活性ガスの濃度を計測する濃度計と、
前記濃度計の計測結果に基づいて前記不活性ガス溶解部を制御する制御部と、
をさらに備え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までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記処理液供給部において処理液を加熱するヒータを更に備え、
前記不活性ガス溶解部は、前記処理液供給部において前記ヒータよりも上流側に配置されてい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までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
基板処理装置に基板がセットされた後、前記処理槽に基板が搬送されるまでの間に、前記処理液供給部により前記処理槽内に処理液を貯留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までのいずれかに記載の基板処理装置であって、
前記不活性ガス溶解部により処理液中に溶解される不活性ガスの濃度は、１４ｐｐｍ以上かつ１８ｐｐｍ以下であり、
前記超音波振動子の出力は、４００Ｗ以上かつ８００Ｗ以下であることを特徴とする基板処理装置。
【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等の基板に対して、純水等の処理液により洗浄等の処理を行う基板処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板の製造工程においては、処理槽に貯留された処理液中に基板を浸漬することにより、基板に所定の処理を行う基板処理装置が知られている。特に、近年では、処理液中に超音波振動を付与し、超音波振動の物理的作用を利用して基板の表面からパーティクルを除去する基板処理装置が実用化されている。
【０００３】
このような基板処理装置は、超音波振動子を備え、超音波振動子から発生した超音波振動を所定の伝播水を介して処理槽内へ伝播させる。処理槽内に伝播した超音波振動は、処理槽内に貯留された処理液中を進行して基板の表面まで伝播し、基板の表面に物理的作用を与える。基板表面に付着したパーティクルは超音波振動による衝撃を受けて基板表面から遊離され、効率よく除去される。
【０００４】
超音波振動を利用した従来の基板処理装置は、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６２９９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の基板処理装置では、処理液中に溶解されたガスの濃度と、伝播水中に溶解されたガスの濃度とが、区別して管理されていなかった。例えば、工場のファシリティから送給された同一ガス濃度の純水が、処理液のラインと伝播水のラインとに分岐されて利用されていた。すなわち、従来の基板処理装置では、処理液中のガス濃度と、伝播水中のガス濃度とが、それぞれ最適なものとはなっていなかった。このため、従来の基板処理装置は、下記の問題点を有していた。
【０００７】
第１に、処理液中のガス濃度が低すぎると、処理液に与えられた超音波振動（音響エネルギー）が直接的に基板へ伝播し、基板に過度の衝撃を与えてしまう場合があった。このため、基板が振動して基板と保持部材との間からパーティクルが発生してしまう恐れがあった。また、超音波振動による過度の衝撃によって、基板表面に形成された微細パターンが損傷してしまう恐れがあった。
【０００８】
第２に、伝播水のガス濃度が高すぎると、超音波振動の作用により伝播水中に気泡が発生してしまう場合があった。伝播水中に発生した気泡は、処理槽の外壁に付着し、それにより超音波振動のエネルギーを減衰させるため、超音波振動によるパーティクルの除去効果が低下してしまう恐れがあった。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、超音波振動子から発生した超音波振動を減衰させることなく処理槽内へ伝播させ、かつ、処理槽内においては、基板表面の微細パターンを保護しつつ、基板表面のパーティクルを良好に除去できる基板処理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】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、基板を処理液中に浸漬させて基板を処理する基板処理装置であって、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽に貯留された処理液に浸漬させた状態で基板を保持する保持機構と、超音波振動を発生させる超音波振動子と、前記処理槽の下方に配置され、前記超音波振動子から発生する超音波振動を前記処理槽へ伝播させる伝播水を貯留する伝播槽と、前記処理槽に処理液を供給する処理液供給部と、前記伝播槽に伝播水を供給する伝播水供給部と、前記処理液供給部において処理液中に不活性ガスを溶解させる不活性ガス溶解部と、前記伝播水供給部において伝播水を脱気する脱気部と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記処理液供給部と、前記伝播水供給部とは、別個独立の供給系として構成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、前記処理液供給部において処理液中に溶解した不活性ガスの濃度を計測する濃度計と、前記濃度計の計測結果に基づいて前記不活性ガス溶解部を制御する制御部と、をさらに備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記処理液供給部において処理液を加熱するヒータを更に備え、前記不活性ガス溶解部は、前記処理液供給部において前記ヒータよりも上流側に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の基板処理装置であって、基板処理装置に基板がセットされた後、前記処理槽に基板が搬送されるまでの間に、前記処理液供給部により前記処理槽内に処理液を貯留することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の基板処理装置であって、前記不活性ガス溶解部により処理液中に溶解される不活性ガスの濃度は、１４ｐｐｍ以上かつ１８ｐｐｍ以下であり、前記超音波振動子の出力は、４００Ｗ以上かつ８００Ｗ以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１〜６に記載の発明によれば、基板処理装置は、処理液供給部において処理液中に不活性ガスを溶解させる不活性ガス溶解部と、伝播水供給部において伝播水を脱気する脱気部とを備える。このため、伝播水中に気泡が発生して超音波振動のエネルギーを減衰させるという恐れがない。また、処理液中に溶解した不活性ガスがクッションの役割を果たすため、超音波振動により基板に与えられる衝撃が緩和される。すなわち、超音波振動子から発生した超音波振動を減衰させることなく処理槽内へ伝播させ、かつ、処理槽内においては、基板表面の電子パターンを保護しつつ、基板表面のパーティクルを良好に除去できる。
【００１７】
特に、請求項２に記載の発明によれば、処理液供給部と伝播水供給部とは、別個独立の供給系として構成されている。このため、処理液中のガス濃度と伝播水中のガス濃度とを別個独立に管理し、処理液中のガス濃度と伝播水中のガス濃度とをそれぞれ最適値に設定できる。
【００１８】
特に、請求項３に記載の発明によれば、濃度計の計測結果に基づいて不活性ガス溶解部を制御する。このため、処理液中に溶解した窒素ガスの濃度を、所定の値に制御できる。
【００１９】
特に、請求項４に記載の発明によれば、不活性ガス溶解部は、処理液供給部においてヒータよりも上流側に配置されている。すなわち、不活性ガス溶解部において常温の処理液に不活性ガスが溶解された後、ヒータにより処理液が加熱される。このため、処理液中に不活性ガスを効率よく溶解させることができる。
【００２０】
特に、請求項５に記載の発明によれば、基板処理装置に基板がセットされた後、処理槽に基板が搬送されるまでの間に、処理液供給部により処理槽内に処理液が貯留される。このため、処理槽の直前において基板に待機時間が発生することはなく、かつ、処理液の消費量を低減できる。
【００２１】
特に、請求項６に記載の発明によれば、不活性ガス溶解部により処理液中に溶解される不活性ガスの濃度は１４ｐｐｍ以上かつ１８ｐｐｍ以下であり、超音波振動子の出力は４００Ｗ以上かつ８００Ｗ以下である。このため、基板の損傷を良好に防止しつつ、基板上のパーティクルを良好に除去できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２３】
＜１．基板処理装置の構成＞
図１は、本発明に係る基板処理装置１を基板Ｗと平行な平面で切断した縦断面図である。図１には、併せて配管や制御部の構成も示している。図２は、基板処理装置１を基板Ｗと垂直な平面で切断した縦断面図である。この基板処理装置１は、複数の基板Ｗ（以下、単に基板Ｗという）を処理液中に浸漬させることにより基板Ｗの洗浄処理を行う装置であり、主として処理槽１０と、リフタ２０と、伝播槽３０と、処理液供給部４０と、伝播水供給部５０と、制御部６０とを備えている。
【００２４】
処理槽１０は、基板を浸漬するための処理液を貯留する容器である。処理槽１０の底部には、一対の吐出部１１が設けられている。吐出部１１には、処理液供給部４０から供給された処理液を処理槽１０の内部へ向けて吐出する複数の吐出口（図示省略）が形成されている。また、処理槽１０の上面は開放されており、処理槽１０の外側面の上端には外槽１２が設けられている。外槽１２は、配管１３を介して排液ラインに接続されている。このため、吐出部１１から吐出された処理液は処理槽１０内を上方へ向かって流れ、やがて上部の開口から外槽１２へオーバーフローする。そして、外槽１２へオーバーフローした処理液は配管１３を介して排液ラインへ排出される。
【００２５】
リフタ２０は、処理槽１０に貯留された処理液中に基板Ｗを浸漬させるための昇降機構である。基板処理装置１の搬入部７０にセットされた基板Ｗは、図示しない搬送ロボットによってリフタ２０まで搬送され、リフタ２０上に載置される。リフタ２０は、リフタヘッド２１と保持板２２との間に３本の保持棒２３を備えている。保持棒２３には複数の保持溝（図示省略）が刻設されており、基板Ｗはその保持溝に起立姿勢で保持される。リフタ２０には、サーボモータやタイミングベルトを有するリフタ駆動部２４が接続されている。リフタ駆動部２４を動作させると、リフタ２０は昇降移動し、基板Ｗは処理槽１０内の浸漬位置（図１，図２の位置）と処理槽１０上方の引き上げ位置との間で移動する。
【００２６】
伝播槽３０は、超音波振動の伝播媒体となる伝播水を貯留するための容器である。伝播槽３０は、処理槽１０の下方に配置されており、伝播槽３０に貯留された伝播水に処理槽１０の底部が浸漬される。伝播槽３０の低部裏面には、超音波振動子３１が取り付けられている。超音波振動子３１に接続された超音波発振器３２を動作させると、超音波振動子３１が発振して、超音波振動が発生する。超音波振動子３１から発生した超音波振動は、伝播槽３０の底部、伝播槽３０内の伝播水中、処理槽１０の底部、処理槽１０内の処理液中を順に伝播して行き、処理液中に浸漬された基板Ｗへ到達する。なお、超音波発振器３２は、ＣＰＵやメモリ等を備えるコンピュータにより構成された制御部６０と接続されており、制御部６０から与えられる信号に基づいて動作する。
【００２７】
処理液供給部４０は、純水供給源４１と吐出部１１とを結ぶ配管４２を有している。配管４２上には、配管４２の上流側から順に、窒素ガス溶解部４３、濃度計４４、ヒータ４５、開閉弁４６、および混合部４７が設けられている。このため、開閉弁４６を開放すると、純水供給源４１から供給される純水が、窒素ガス溶解部４３、濃度計４４、ヒータ４５、開閉弁４６、および混合部４７を経由して処理槽１０内へ吐出される。
【００２８】
混合部４７は、例えばミキシングバルブにより構成される。混合部４７には、配管４７ａを介して薬液供給源４７ｂが接続されており、配管４７ａの経路途中には開閉弁４７ｃが介挿されている。このため、開閉弁４６および４７ｃを開放すると、純水供給源４１から供給される純水と、薬液供給源４７ｂから供給される薬液とが、混合部４７において混合されて、処理槽１０へ供給される。なお、薬液供給源４７ｂから供給される薬液としては、基板Ｗの洗浄に効果を発揮するアンモニア過水（ＮＨ4ＯＨ，Ｈ2Ｏ2，Ｈ2Ｏ）やアンモニア過水に界面活性剤を添加したものなどが使用される。
【００２９】
また、混合部４７には、室温の純水を供給するための配管４７ｄが接続されている。配管４７ｄの他端側には純水供給源４７ｅが接続されており、配管４７ｄの経路途中には開閉弁４７ｆが介挿されている。このため、開閉弁４６，４７ｃを閉鎖するとともに開閉弁４７ｆを開放すると、純水供給源４７ｅから供給される純水が、窒素ガス溶解部４３やヒータ４５を経由することなく処理槽１０へ供給される。なお、開閉弁４６，４７ｃ，４７ｆは、制御部６０と電気的に接続されており、制御部６０から与えられる信号に基づいて開閉する。
【００３０】
図３は、処理液供給部４０に設けられた窒素ガス溶解部４３の構成を示した図である。窒素ガス溶解部４３の本体部４３ａは、略円筒形の外形となっており、その中心部に形成された液体収容部４３ｂと、液体収容部４３ｂの周囲を取り巻くように設けられた気体収容部４３ｃとを有している。液体収容部４３ｂと気体収容部４３ｃとの境界には、気体透過性および液体不透過性を有する中空糸脱気膜・溶解膜４３ｄが設けられている。
【００３１】
窒素ガス溶解部４３の気体収容部４３ｃには、配管４３ｅが接続されている。配管４３ｅの他端側は窒素ガス供給源４３ｆと接続されており、配管４３ｅの経路途中には、窒素ガス供給源４３ｆ側から順に、可変オートプレッシャー４３ｇ，開閉弁４３ｈ，および圧力計４３ｉが設けられている。可変オートプレッシャー４３ｇ、開閉弁４３ｈ、および圧力計４３ｉは、それぞれ制御部６０と電気的に接続されている。
【００３２】
配管４３ｅ上の開閉弁４３ｈを開放すると、窒素ガス供給源４３ｆから配管４３ｅを通って気体収容部４３ｃへ、窒素ガスが供給される。圧力計４３ｉは、気体収容部４３ｃに送給される直前における窒素ガスの圧力を計測し、計測結果を制御部６０へ送信する。また、制御部６０は、圧力計４３ｉの計測結果に基づいて、可変オートプレッシャー４３ｇを制御し、気体収容部４３ｃに送給される窒素ガスの圧力を制御する。
【００３３】
窒素ガス溶解部４３において純水に窒素ガスを溶解させるときには、制御部６０は、圧力計４３ｉの計測結果に基づいて可変オートプレッシャー４３ｇを制御することにより、気体収容部４３ｃ内を加圧する。気体収容部４３ｃ内において加圧された窒素ガスは、中空糸脱気膜・溶解膜４３ｄを通過して、液体収容部４３ｂ内の純水へ溶解される。制御部６０は、図１に示した濃度計４４からの計測結果も受信しており、濃度計４４の計測結果が所定の値に近づくように、可変オートプレッシャー４３ｇを制御する。このため、窒素ガス溶解部４３は、純水中に溶解した窒素ガスの濃度を、所定の値に維持できる。
【００３４】
図１に戻り、伝播水供給部５０は、伝播水供給源５１と伝播槽３０とを結ぶ配管５２を有している。配管５２上には、脱気部５３が設けられている。このため、伝播水供給源５１から供給される伝播水は、脱気部５３を経由して伝播槽３０へ貯留される。
【００３５】
図４は、伝播水供給部に設けられた脱気部５３の構成を示した図である。脱気部５３の本体部５３ａは、窒素ガス溶解部４３の本体部４３ａと同じように略円筒形の外形となっており、その中心部に形成された液体収容部５３ｂと、液体収容部５３ｂの周囲を取り巻くように設けられた気体収容部５３ｃとを有している。液体収容部５３ｂと気体収容部５３ｃとの境界には、気体透過性および液体不透過性を有する中空糸脱気膜・溶解膜５３ｄが設けられている。
【００３６】
脱気部５３の気体収容部５３ｃには、配管５３ｅが接続されている。配管５３ｅの他端側は排液ラインと接続されており、配管５３ｅの経路途中には、気体収容部５３ｃ側から順に、開閉弁５３ｆ、圧力計５３ｇ、および真空ポンプ５３ｈが設けられている。開閉弁５３ｆ、圧力計５３ｇ、および真空ポンプ５３ｈは、それぞれ制御部６０と電気的に接続されている。
【００３７】
配管５３ｅ上の開閉弁５３ｆを開放し、真空ポンプ５３ｈを動作させると、気体収容部５３ｃ内のガスが配管５３ｅを介して排気ラインへ排気され、気体収容部５３ｃ内は減圧される。このため、液体収容部５３ｂ内を流れる伝播水中に溶解していた気体は、中空糸脱気膜・溶解膜５３ｄを介して気体収容部５３ｃ内へ脱気される。
【００３８】
＜２．基板処理装置の動作＞
続いて、基板処理装置１における基板Ｗの洗浄処理について説明する。図５は、基板処理装置１における洗浄処理の流れを示したフローチャートである。図５では、基板処理装置１の動作を「処理液供給部の動作」と、「伝播水供給部の動作」と、「その他の部位の動作」とに分けて示しており、各部位の動作の前後関係を明らかにしている。なお、これらの動作は、制御部６０が、圧力計４３ｉ，５３ｇや濃度計４４の計測結果に基づいて、リフタ駆動部２４、超音波発振器３２、開閉弁４３ｈ，４６，４７ｃ，４７ｆ，５３ｆ、ヒータ４５、可変オートプレッシャー４３ｇ、真空ポンプ５３ｈ等を制御することにより、実現される。
【００３９】
基板処理装置１は、基板Ｗが搬入される前（複数の基板Ｗを順に処理する場合には、ある基板Ｗの処理が終了した後、後続の基板Ｗの搬入が開始されるまでの間）には、開閉弁４６および４７ｃを閉鎖し、開閉弁４７ｆを開放する。これにより、純水供給源４７ｅからの純水を処理槽１０内に供給する（ステップＳ１１）。処理槽１０内に供給された純水は、処理槽１０の上部から外槽１２へオーバーフローし、配管１３を経由して排液ラインへ排出される。これにより、基板処理装置１は、基板Ｗが搬入される前の処理槽１０内を浄化する。
【００４０】
一方、伝播水供給部５０では、伝播水供給源５１からの伝播水が、脱気部５３を介して伝播槽３０へ供給されている。伝播水の供給は、基板処理装置１に基板Ｗが搬入される前から、基板処理装置１における基板Ｗの処理が完了するまで、常時継続される。脱気部５３においては、真空ポンプ５３ｈが動作されており、伝播水供給源５１から供給される伝播水は脱気される（ステップＳ２１）。
【００４１】
前工程の装置から搬送されてきた基板Ｗは、基板処理装置１の搬入部７０にセットされる（ステップＳ３１）。基板Ｗが搬入部７０にセットされると、処理液供給部４０において純水の加熱および窒素ガスの溶解が開始される（ステップＳ１２）。すなわち、ヒータ４５の動作が開始されるとともに、窒素ガス溶解部４３の開閉弁４３ｈが開放され、圧力計４３ｉの計測結果に基づいて可変オートプレッシャー４３ｇが制御される。窒素ガス溶解部４３においては、可変オートプレッシャー４３ｇにより加圧された窒素ガスが、気体収容部４３ｃから中空糸脱気膜・溶解膜４３ｄを通過して、液体収容部４３ｂ内の純水へ溶解される。制御部６０は、濃度計４４の計測結果が所定の値に近づくように、窒素ガス溶解部４３を制御する。このため、開閉弁４６の上流側においては、所定濃度の窒素ガスが溶解された温純水が生成される。
【００４２】
搬入部７０にセットされた基板Ｗは、搬送ロボットによって搬入部７０から取り出され、処理槽１０へ向けて搬送される（ステップＳ３２）。基板Ｗが搬送経路上の所定位置に到達すると、開閉弁４７ｆが閉鎖されるとともに開閉弁４６および４７ｃが開放される。これにより、混合部４７において、所定濃度の窒素ガスが溶解された温純水と薬液とが混合され、基板Ｗの洗浄処理するための処理液が生成される。生成された処理液は、配管４２および吐出部１１を経由して処理槽１０内へ供給され、処理槽１０内の純水と置換する（ステップＳ１３）。
【００４３】
基板Ｗが処理槽１０に到達した時点においては、処理槽１０内の純水は、完全に処理液に置換されている。換言すれば、制御部６０は、基板Ｗが処理槽１０に到達する予定時刻から、処理槽１０内の置換作業に要する時間だけ手前の時刻よりも前に、開閉弁４７ｆの閉鎖と開閉弁４６，４７ｃの開放とを行う。これにより、基板Ｗに待機時間が発生することはなく、かつ、ヒータ４５による熱消費量や処理液の消費量を最小限に抑えることができる。なお、処理槽１０内が処理液に完全に置換された後も、後続のステップＳ３６の時点まで、処理液の供給は継続される。
【００４４】
処理槽１０へ搬送された基板Ｗは、処理槽１０の上方で待機するリフタ２０の保持棒２３上に載置される。基板Ｗが保持棒２３上に載置されると、リフタ２０が降下し、基板Ｗは、処理槽１０内に貯留された処理液中に浸漬される（ステップＳ３３）。
【００４５】
処理槽１０内の処理液中に基板Ｗが浸漬されると、超音波発振器３２は動作を開始し、超音波振動子３１を振動させる（ステップＳ３４）。超音波振動子３１から発生した超音波振動は、伝播槽３０の底部、伝播槽３０内の伝播水、処理槽１０の底部、処理槽１０内の処理液を順に伝播し、処理液中に浸漬された基板Ｗへ到達する。基板Ｗに付着したパーティクルは、超音波振動の衝撃を受けて基板Ｗの表面から遊離する。また、処理槽１０内には、上方へ向かう処理液の流れが形成されている。このため、基板Ｗの表面から遊離したパーティクルは、処理液の流れに乗って処理槽１０の上部へ運搬される。パーティクルは、処理槽１０の上部において処理液とともに外槽１２へ運搬され、配管１３を介して排液ラインへ排出される。
【００４６】
超音波振動の付与を所定時間継続した後、基板処理装置１は、超音波振動子３１の動作を停止させ、処理液の供給のみを継続する（ステップＳ３５）。処理液中に残存するパーティクルは、処理液の流れに乗って外槽１２へ運搬され、配管１３を介して排液ラインへ排出される。これにより、処理槽１０内に残存するパーティクルが基板Ｗへ再付着することが防止される。
【００４７】
その後、処理液の供給を停止し、リフタ２０を上昇させて処理槽１０内から基板Ｗを引き上げ、基板Ｗを搬出する（ステップＳ３６）。以上をもって、基板処理装置１における基板Ｗの洗浄処理が終了する。なお、基板Ｗを処理槽１０の上方へ引き上げた後、処理液供給部４０では、開閉弁４６および４７ｃを閉鎖するとともに開閉弁４７ｆを開放する。これにより、処理槽１０内の処理液を再び純水に置換する（ステップＳ１４）。また、基板Ｗを処理槽１０の上方に引き上げた状態で、または基板Ｗを他装置へ搬送した後に、基板Ｗに対して乾燥処理が行われる。
【００４８】
以上の通り、この基板処理装置１では、伝播槽３０へ供給する伝播水を脱気している。このため、超音波振動を付与したときにも、伝播水中に気泡が発生する恐れがない。したがって、この基板処理装置１では、処理槽１０の底部に気泡が付着して、その気泡に超音波振動のエネルギーが吸収されて、基板Ｗの洗浄能力を低下させるという恐れがない。
【００４９】
また、この基板処理装置１では、処理槽１０へ供給する処理液に窒素ガスを溶解させている。このため、超音波振動を付与したときにも、処理液中に溶解した窒素ガスがクッションの役割を果たし、超音波振動により基板Ｗに与えられる衝撃が緩和される。したがって、この基板処理装置１では、基板Ｗの振動により基板Ｗと保持棒２３との間からパーティクルが発生することが抑制される。また、超音波振動の衝撃により、基板Ｗ表面の電子パターンが損傷することも抑制される。換言すれば、パーティクルの発生や電子パターンの損傷を防止しつつ、超音波振動の出力を上げることが可能となる。したがって、基板Ｗ表面の電子パターンを保護しつつ、基板Ｗ表面のパーティクルを良好に除去できる。
【００５０】
また、この基板処理装置１では、処理槽１０へ供給する処理液に窒素ガスを溶解させている。このため、超音波振動を付与したときに、処理液中に溶解している窒素ガスが微細な気泡として発生する。この微細な気泡は、パーティクルを吸着する性質を有する。また、この微細な気泡は、超音波振動の作用によって振動し、気泡の周辺の水分子を揺動させながら、処理槽１０内を浮上する。このため、基板Ｗの表面から遊離したパーティクルは、処理液中に発生した微細な気泡に吸着し、気泡とともに処理槽１０の上方へ運搬される。したがって、処理槽１０内からパーティクルが良好に除去される。
【００５１】
また、この基板処理装置１では、処理液供給部４０と、伝播水供給部５０とを、別個独立の供給系として構成している。そして、処理液供給部４０においては処理液中に窒素ガスを溶解させ、伝播水供給部５０においては伝播水から脱気を行っている。このため、超音波振動子３１から発生した超音波振動を減衰させることなく処理槽内１０へ伝播させ、かつ、処理槽１０内においては、基板Ｗ表面の微細パターンを保護しつつ、基板Ｗ表面のパーティクルを良好に除去できる。
【００５２】
また、この基板処理装置１では、窒素ガス溶解部４３をヒータ４５の上流側に配置している。すなわち、窒素ガス溶解部４３において常温の純水に窒素ガスを溶解させた後、ヒータ４５により純水を加熱する。このため、純水中に窒素ガスを効率よく溶解させることができ、所定濃度の窒素ガスが溶解された純水を容易に生成できる。
【００５３】
＜３．実施例＞
図６は、上記の基板処理装置１において、処理液中に溶解させる窒素ガスの濃度と、超音波振動の出力とを変化させ、パーティクルの除去率を調べた結果である。図６の横軸は、窒素ガス溶解部４３において純水に溶解させる窒素ガスの濃度を示している。図６の縦軸は、超音波発振器３２の出力を示している。また、図６中の曲線は、基板Ｗの表面からのパーティクルの除去率を示している。なお、図６の試験においては、極めて除去されにくいパーティクルを意図的に付着させた基板Ｗを使用して調査を行った。図６の結果によると、処理液中の窒素ガス濃度が１３ｐｐｍ以上かつ１８ｐｐｍ以下であって、超音波振動の出力が４００Ｗ以上かつ８００Ｗ以下のときに、最もパーティクルの除去率が良好であることがわかった。
【００５４】
図７は、上記の基板処理装置１において、処理液中に溶解させる窒素ガスの濃度と、超音波振動の出力とを変化させ、基板Ｗ上に発生するダメージの状況を調べた結果である。図７の横軸は、窒素ガス溶解部４３において純水に溶解させる窒素ガスの濃度を示している。図７の縦軸は、超音波発振器３２の出力を示している。また、図７中の曲線は、基板Ｗ上に発生した単位面積あたりの損傷箇所の数を示している。図７の結果によると、処理液中の窒素ガス濃度が１４ｐｐｍ以上かつ１８ｐｐｍ以下であって、超音波振動の出力が４００Ｗ以上かつ１０００Ｗ以下のときに、最も基板Ｗの損傷が小さいことがわかった。
【００５５】
したがって、図６，図７の結果によると、処理液中の窒素ガス濃度が１４ｐｐｍ以上かつ１８ｐｐｍ以下であって、超音波振動の出力が４００Ｗ以上かつ８００Ｗ以下のとき、より望ましくは、処理液中の窒素ガス濃度が１４．５ｐｐｍ以上かつ１５．０ｐｐｍ以下であって、超音波振動の出力が５００Ｗ以上かつ７００Ｗ以下のときに、基板Ｗの損傷を最も良好に防止しつつ、基板Ｗ上のパーティクルを最も良好に除去できることがわかった。
【００５６】
＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記の基板処理装置１では、処理液に溶解させるガスとして窒素ガスを利用したが、窒素ガス以外のガスを利用してもよい。ただし、窒素ガス等の不活性ガスは、純水への溶解度が比較的高く、かつ、他の処理に影響を及ぼしにくい点において、本発明に適している。
【００５７】
また、上記の基板処理装置１では、処理液として純水と薬液との混合溶液を使用したが、混合部４７において薬液を混合させることなく、純水のみを処理液として処理槽１０へ供給してもよい。
【００５８】
また、上記の基板処理装置１では、周波数が１６ｋＨｚ以上の音波である超音波振動を使用したが、周波数が７００ｋＨｚ以上のいわゆる「メガソニック」を利用すれば、より効率よく基板Ｗ上のパーティクルを除去できる。
【００５９】
さらに、ステップＳ１１よりも以前に、少量の純水を供給するとともに窒素ガスを供給して、スローリークの状態にしておいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】基板処理装置を基板と平行な平面で切断した縦断面図である。
【図２】基板処理装置を基板と垂直な平面で切断した縦断面図である。
【図３】窒素ガス溶解部の構成を示した図である。
【図４】脱気部５３の構成を示した図である。
【図５】基板処理装置における洗浄処理の流れを示したフローチャートである。
【図６】処理液中に溶解させる窒素ガスの濃度と、超音波振動の出力とを変化させ、パーティクルの除去率を調べた結果を示した図である。
【図７】処理液中に溶解させる窒素ガスの濃度と、超音波振動の出力とを変化させ、基板上に発生するダメージの状況を調べた結果を示した図である。
【符号の説明】
【００６１】
１    基板処理装置
１０    処理槽
２０    リフタ
３０    伝播槽
３１    超音波振動子
３２    超音波発振器
４０    処理液供給部
４１    純水供給源
４３    窒素ガス溶解部
４４    濃度計
４５    ヒータ
４７    混合部
５０    伝播水供給部
５１    伝播水供給源
５３    脱気部
６０    制御部
７０    搬入部
Ｗ    基板
【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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【図６】
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【図７】
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