(57)【要約】【課題】優れた面内均一性で、かつ安定して基板表面上のパーティクルを除去することができる基板処理装置を提供する。【解決手段】処理液貯留槽１内にＤＩＷなどの処理液が貯留され、液膜ＬＦが形成される。そして、この液膜ＬＦ内に基板Ｗを浸漬させた状態で超音波発振器４からパルス信号が超音波ヘッド２の振動子に出力されて液膜ＬＦに超音波振動が付与される。また、これと同時に、処理液供給源５２から処理液が液滴供給ノズル５１に圧送され、これによって液滴供給ノズル５１から処理液の液滴が上記液膜ＬＦの液滴供給位置Ｐｄに滴下される。このように液膜ＬＦに対する超音波振動の付与および液滴の供給が行われ、液滴供給によって発生する微小気泡は基板表面Ｗｆの周縁から振動付与位置Ｐｖの反対側に広がり、基板表面Ｗｆからパーティクルが除去される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を略水平姿勢で収容可能な収容部と、前記収容部に収容される基板の径方向側に設けられて前記収容部に連通する連通部とを有し、前記収容部および前記連通部で第１処理液を貯留して液膜を形成し、前記液膜内に前記基板を浸漬させる処理液貯留手段と、
前記連通部で前記液膜に対して超音波振動を付与する超音波付与手段と、
前記液膜内に浸漬される基板の中心位置と、前記超音波付与手段が超音波振動を付与する振動付与位置との間の液滴供給位置で、第２処理液の液滴を前記液膜に供給する第１液滴供給手段と
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であって、
前記第１液滴供給手段は、前記基板の周縁部で前記第２処理液の液滴を前記液膜に供給する基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
前記処理液貯留手段は前記連通部を複数個有し、
各連通部に対し、前記超音波付与手段および前記第１液滴供給手段が設けられる基板処理装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記液滴供給位置に対して前記振動付与位置の反対側で前記第２処理液の液滴を前記液膜に供給する第２液滴供給手段をさらに備える基板処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載の基板処理装置であって、
前記第２液滴供給手段を前記基板に対して相対的に移動する移動手段をさらに備える基板処理装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記液膜の厚さを調整する液膜厚調整手段をさらに備える基板処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載の基板処理装置であって、
前記液膜厚調整手段は、前記処理液貯留手段に貯留される前記第１処理液および前記第２処理液を排出する排液管と、前記排液管を介して排出される前記第１処理液および前記第２処理液の量を調整する調整部とを有する基板処理装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の基板処理装置であって、
前記振動付与位置と前記基板の中心位置の間で、かつ前記基板の周縁部より外側に設けられ、前記液膜への超音波振動の付与により発生する前記第１処理液の流れを整流する整流手段をさらに備える基板処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載の基板処理装置であって、
前記整流手段は前記第１処理液で満たされた整流管路を有する中空管であり、
前記整流管路の鉛直方向の寸法は前記超音波振動の波長以上である基板処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、ＦＥＤ（電界放出ディスプレイ：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等を超音波振動を用いて洗浄する基板処理技術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では、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プロセス工程が含まれている。ここで、微細加工を良好に行うためには基板表面を清浄な状態に保つ必要があり、必要に応じて基板表面に対して洗浄処理が行われる。そこで、従来、基板へのダメージを抑制しながら基板表面上のパーティクルを効率的に除去するために、超音波振動と液滴供給とを組み合わせた基板処理技術が提案されている（特許文献１）。この特許文献１に記載の基板処理装置では、基板表面上の液膜がパドル状に形成されるとともに、その液膜に対して振動付与位置で超音波振動が与えられる。また、これに同時に、その振動付与位置と異なる液滴供給位置で洗浄液の液滴が液膜に供給されて超音波振動と異なる振動が液膜に与えられる。これによって、基板表面に付着していたパーティクルの除去率が単に超音波振動を加えた場合に比べて格段に向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７１２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術では、基板表面上に形成された液膜に対して超音波振動の付与および液滴の供給を組み合わせて基板処理を行うため、基板処理の間、液膜を安定して維持することが重要である。しかしながら、基板表面に液膜をパドル状に形成しているにすぎないため、液膜を安定させることが困難となることがある。特に、基板表面上にとどまらず基板表面周縁から外方にはみ出て液膜を形成し、そのはみ出た領域（外方液膜領域）に超音波振動を付加する構成を採用すると、液膜を安定して維持することが一層難しくなる。
【０００５】
また、このようにパドル状に形成される液膜では、中央部と周縁部とで液膜厚さが異なっており、このことが基板処理の面内均一性を高める上で障害のひとつとなっている。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、優れた面内均一性で、かつ安定して基板表面上のパーティクルを除去することが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】
【０００７】
この発明にかかる基板処理装置は、上記目的を達成するため、基板を略水平姿勢で収容可能な収容部と、収容部に収容される基板の径方向側に設けられて収容部に連通する連通部とを有し、収容部および連通部で第１処理液を貯留して液膜を形成し、液膜内に基板を浸漬させる処理液貯留手段と、連通部で液膜に対して超音波振動を付与する超音波付与手段と、液膜内に浸漬される基板の中心位置と、超音波付与手段が超音波振動を付与する振動付与位置との間の液滴供給位置で、第２処理液の液滴を液膜に供給する第１液滴供給手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明では、第１処理液が処理液貯留手段に貯留されて液膜が形成され、この液膜内に基板が浸漬される。このため、基板全面にわたって液膜が安定して形成されるとともに液膜厚が均一となっている。そして、この液膜に対する超音波振動の付与および液滴の供給が行われ、基板表面からパーティクルが除去される。したがって、基板表面からのパーティクル除去、つまり洗浄処理が優れた面内均一性で安定して行われる。
【０００９】
なお、液膜に対して超音波振動を付与した状態で液滴を供給すると、既に特許文献１に記載されているように、液滴の供給位置（本発明の液滴供給位置）に対して超音波振動の付与位置（本発明の振動付与位置）の反対側でパーティクル除去が進む。したがって、第１液滴供給手段が基板の周縁部で第２処理液の液滴を液膜に供給するように構成することで、パーティクル除去が行われる基板表面の範囲が広がり、好適である。
【００１０】
また、処理液貯留手段での連通部の設置個数は１個に限定されるものではなく、複数の連通部を処理液貯留手段に設けてもよい。そして、各連通部に対し、超音波付与手段および第１液滴供給手段を設けることで、超音波振動の付与と液滴の供給との組み合わせにより行われる洗浄処理が基板表面の複数箇所で行われる。したがって、表面積が比較的狭い基板はもちろんのこと、比較的広い基板に対しても、基板表面全体からパーティクルを良好に除去することができる。
【００１１】
また、液滴の供給は１箇所に限定されるものではなく、例えば第２液滴供給手段が液滴供給位置に対して振動付与位置の反対側で第２処理液の液滴を液膜に供給するように構成してもよく、これによって振動付与位置から比較的離れた基板表面領域に付着するパーティクルについても良好に除去することが可能となる。また、この第２液滴供給手段を移動手段により基板に対して相対的に移動させると、パーティクル除去範囲が広がり、好適である。
【００１２】
また、本発明では第２処理液の液滴を液膜に供給するため、時間経過とともに液膜の厚みが増大してパーティクルの除去性能が影響を受ける。この影響を回避するために、例えば液膜厚調整手段をさらに設けてもよく、液膜厚調整手段が液膜の厚さを調整することで上記影響を抑制することができる。液膜厚調整手段としては、例えば処理液貯留手段に貯留される第１処理液および第２処理液を排出する排液管と、排液管を介して排出される第１処理液および第２処理液の量を調整する調整部とで構成してもよい。例えば処理液貯留手段に貯留される第１処理液および第２処理液のうち液滴供給分だけを排液管を介して排出することで液膜厚を一定に保つことができ、安定した基板処理が可能となる。
【００１３】
さらに、振動付与位置と基板の中心位置の間で、かつ基板の周縁部より外側に設けられ、液膜への超音波振動の付与により発生する第１処理液の流れを整流する整流手段をさらに設けてもよい。このように整流手段を設けることで、超音波付与手段から基板に伝わる音響流の運動エネルギーを低下させてパーティクル除去に寄与する気泡核の偏在を抑制し、洗浄処理の均一性が高められる。この整流手段としては、例えば第１処理液で満たされた整流管路を有する中空管を用いることができ、整流管路の鉛直方向の寸法を超音波振動の波長以上とするのが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、処理液貯留手段に第１処理液を貯留して形成した液膜内に基板を浸漬させた状態で、当該液膜に超音波振動を付与するとともに液滴を供給して基板表面からパーティクルを除去している。そのため、基板表面全体にわたって液膜を均一な厚みで、かつ安定して維持することができ、優れた面内均一性で、かつ安定して基板表面上のパーティクルを除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】キャビテーションの分布と洗浄性との関連性を示す図である。
【図２】音響放射圧による水中気泡の動きを示す図である。
【図３】音響放射圧と音圧との関係を示す図である。
【図４】本発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す図である。
【図５】本発明にかかる基板処理装置の第２実施形態を示す図である。
【図６】本発明にかかる基板処理装置の第３実施形態を示す図である。
【図７】本発明にかかる基板処理装置の第４実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
Ａ．超音波振動付与と液滴供給との相互作用に関する考察
特許文献１では、基板表面上の液膜に対して超音波振動を付与するのみならず液滴を供給することで、パーティクルの除去率が単に超音波振動を加えた場合に比べて格段に向上することが記載されている。そこで、本願発明者は、その理由を解析するとともに種々の実験などを行った。その結果、次の新たな知見を得た。以下においては、それらについて説明した後、それらの知見などに基づく実施形態について説明する。
【００１７】
超音波による物理エネルギーは、粗密波による加速エネルギーと、音波の腹の部分で発生するキャビテーション（気泡核）の収縮・崩壊によるエネルギーとに大別される。特に、ｋＨｚ〜数ＭＨｚ帯の低周波領域を用いた超音波洗浄では、キャビテーションによる物理力が大きく洗浄に寄与し、気泡核量や気泡核分布によってパーティクル除去性能が変化する。
【００１８】
そこで、キャビテーションの分布と洗浄性との関連性について検討した。キャビテーションに関してはソノケミストリーの分野で可視化手法が開発されているものの、それを枚葉洗浄における可視化にそのまま適用することは困難である。その代替として、目視可能な気泡の可視化を試みた。具体的には、特許文献１と同様に、表面にパーティクル（Ｓｉ屑）を付着させたシリコンウエハ（ウエハ径：２００ｍｍ）を用意し、シリコンウエハの表面に形成したＤＩＷ（脱イオン水：deionized water）の液膜のうち表面周縁に超音波振動を付加するとともに、ＤＩＷの液滴を液膜に滴下し、パーティクルの除去率を計測した。このような実験を、液滴径、液滴の流速および液滴を供給する位置を変更しながら行った。その結果として、洗浄性が得られる洗浄条件では、図１（ａ−１）、（ｂ−１）に示すように、数１００［μｍ］径の微小気泡が発生し、その分布は洗浄性、つまりパーティクルの除去率と明確な相関を有している。この点については、特許文献１に記載された具体例と一致している。なお、図１中の符号Ｐｖは超音波振動を付与した振動付与位置を示し、符号Ｐｄは液滴を供給した液滴供給位置を示している。また、白破線領域は微小気泡の発生領域を示している。さらに、図１（ａ−２）、（ｂ−２）中の黒点はシリコンウエハの表面からパーティクルが除去されたポイントを示しており、同図（ａ−２）は同図（ａ−１）に示すシリコンウエハでのパーティクルの除去を示し、同図（ｂ−２）は同図（ｂ−１）に示すシリコンウエハでのパーティクルの除去を示している。
【００１９】
さらに、このように洗浄性が得られる洗浄条件を分析したところ、その洗浄条件は、
液滴径：φ１［ｍｍ］以上、φ１０［ｍｍ］以下、
液膜衝突時点の液滴の流速：０．１［ｍ／ｓ］以上、５［ｍ／ｓ］
であった。例えば液滴径φ４［ｍｍ］のＤＩＷの液滴を互いに異なる流速で滴下し、パーティクルの除去率を計測したところ、次の結果、つまり、
流速１．２［ｍ／ｓ］…除去率３８［％］
流速０．８［ｍ／ｓ］…除去率１７［％］
流速０．６［ｍ／ｓ］…除去率１５［％］
が得られた。
【００２０】
また、液滴の供給により発生する気泡核の分布は供給位置周囲の流れと一致せず、液滴の供給位置に対して超音波振動の付与位置の反対側に移動する。これは以下の理由に基づくものと考察される。すなわち、ＤＩＷなどの液膜中に発生する水中気泡（気泡核）の音響インピーダンスは水のそれと大きく異なっている。このため、インピーダンス差に応じた音響放射圧が液膜内で発生し、水中気泡の動きは周囲の流れ（図２参照）と異なる。音響放射圧は、例えば図３に示すように、音圧の自乗に比例するため、振動子周囲の音圧変化の激しい領域に位置する気泡核に与える抗力は大きい。一方、振動子から離れるに従って当該抗力は小さくなり、水中気泡の移動量は減少する。この現象は洗浄に寄与する微小気泡に関しても同様に成り立つものと考えられる。したがって、基板表面のサイズが大きくなると、音響放射圧が不足する領域が発生し、良好な洗浄性が得られない可能性がある。このような場合、当該領域に液滴を供給して気泡核を発生させるのが好適である。
【００２１】
Ｂ．第１実施形態
図４は、本発明にかかる基板処理装置の第１実施形態を示す図であり、同図（ａ）は平面図であり、同図（ｂ）は装置構成を模式的に示す図である。この基板処理装置は、ＤＩＷなどの処理液を貯留する処理液貯留槽１を有している。この処理液貯留槽１は、略水平姿勢の基板Ｗを収容可能となっている収容部１１と、収容部１１に収容される基板Ｗの径方向側に設けられる第１連通部１２と、基板Ｗの中心位置Ｐｃに対して第１連通部１２の反対側に設けられる第２連通部１３とを有している。処理液貯留槽１では、図１（ａ）に示すように、収容部１１は基板Ｗよりも若干大きな略円形底面を有し、第１連通部１２および第２連通部１３は略矩形底面を有しており、これらの底面が相互に一体化されている。
【００２２】
この収容部１１の略円形底面から支持ピン１４が複数本立設され、各支持ピン１４の頂部で基板Ｗの裏面を支持可能となっている。また、収容部１１の略円形底面の周縁では、第１連通部１２および第２連通部１３と一体化されている箇所を除き、壁部材が立設されている。さらに、第１連通部１２および第２連通部１３の略矩形底面の周縁においても、収容部１１と一体化されている箇所を除き、壁部材が立設されている。これらの壁部材は支持ピン１４で支持された基板Ｗの表面Ｗｆよりも高い位置まで延設されている。
【００２３】
このように処理液貯留槽１では、基板Ｗを略水平姿勢で支持ピン１４で支持する収容空間が鉛直上方の開口した状態で収容部１１の内部に形成されている。また、第１連通部１２および第２連通部１３にも鉛直上方の開口した空間が形成され、収容空間と連通している。このため、図示を省略する処理液供給部により処理液貯留槽１に処理液を送り込むと、処理液は収容部１１、第１連通部１２および第２連通部１３に行き渡って液膜ＬＦを形成する。そして、同図（ｂ）に示すように、収容部１１に収容された基板Ｗは液膜ＬＦ内で浸漬される。
【００２４】
第１連通部１２には、超音波ヘッド２が固定配置されている。この超音波ヘッド２は、本体部の収容部側（図４の右手側）の側面に振動板２１が取り付けられ、液膜ＬＦと接している。この振動板２１の接液面が振動面となっている。この振動板２１には不図示の振動子が貼り付けられている。また、装置全体を制御する制御ユニット３からの制御信号に基づき超音波発振器４がパルス信号を振動子に出力する。これによって振動子が超音波振動して振動板２１を介して液膜ＬＦに超音波振動を付与する。このように超音波ヘッド２によって超音波振動が液膜ＬＦに与えられる位置Ｐｖが本発明の「振動付与位置」に相当する。
【００２５】
こうして超音波振動が与えられる液膜ＬＦに対し、振動付与位置Ｐｖと異なる位置ＰｄでＤＩＷなどの処理液の液滴を供給するために、液滴供給部５が設けられている。この液滴供給部５は、処理液貯留槽１の上方位置に配置された液滴供給ノズル５１と、当該液滴供給ノズル５１にＤＩＷなどの処理液を供給する処理液供給源５２とを有している。液滴供給ノズル５１は基板Ｗの中心位置Ｐｃと振動付与位置Ｐｖとの間の液滴供給位置Ｐｄの上方に配置されている。特に、本実施形態では、中心位置Ｐｃと振動付与位置Ｐｖとを結ぶ仮想直線と基板表面Ｗｆの周縁とが交差する位置を、液滴供給位置Ｐｄとしている。なお、本実施形態では、液滴供給位置Ｐｄを固定化しているが、液滴供給ノズル５１を水平方向に移動可能に構成し、基板Ｗや処理液の種類などに応じて液滴供給ノズル５１を水平方向に変位させて液滴供給位置Ｐｄを調整するように構成してもよい。
【００２６】
このように本実施形態では、本発明の「第１処理液」に相当する処理液を処理液貯留槽１に貯留して液膜ＬＦを形成するとともに、本発明の「第２処理液」に相当する処理液の液滴を液膜ＬＦに対して供給している。したがって、第２処理液の液滴供給によって処理液貯留槽１に貯留される処理液の量が液滴の供給継続に伴って増えて液膜ＬＦの厚みが増大していく。そこで、本実施形態では、液膜ＬＦの厚みを調整するために、次のように構成された液膜厚調整部６が設けられている。この液膜厚調整部６は、排液管６１および開閉バルブ６２で構成されている。すなわち、第２連通部１３では、排液管６１が処理液貯留槽１の底面部を鉛直方向に貫通して設けられており、その上端は処理液貯留槽１の内底面から鉛直上方に突出する一方、その下端は処理液貯留槽１から鉛直下方に延設されている。また、排液管６１の下端は開閉バルブ６２と接続されている。そして、開閉バルブ６２が制御ユニット３からの開指令に応じて開成すると、排液管６１を介して処理液貯留槽１に貯留される処理液を排液して液膜ＬＦの厚みを減少させる。これによって、液膜ＬＦが洗浄に適した液膜厚に調整される。
【００２７】
以上のように、第１実施形態にかかる基板処理装置では、ＤＩＷなどの処理液を処理液貯留槽１に貯留することで形成された液膜ＬＦ内に基板Ｗを浸漬させている。このため、基板全面にわたって液膜ＬＦが安定して形成され、しかも液膜厚も均一となっている。そして、このように液膜ＬＦ内に基板Ｗを浸漬させた状態で超音波発振器４からパルス信号が超音波ヘッド２の振動子に出力されて液膜ＬＦに超音波振動が付与される。また、これと同時に、処理液供給源５２から処理液が液滴供給ノズル５１に圧送され、これによって液滴供給ノズル５１から処理液の液滴が上記液膜ＬＦの液滴供給位置Ｐｄに滴下される。このように液膜ＬＦに対する超音波振動の付与および液滴の供給が行われ、液滴供給によって発生する微小気泡は基板表面Ｗｆの周縁から振動付与位置Ｐｖの反対側に広がり、基板表面Ｗｆからパーティクルが除去される。したがって、基板表面Ｗｆからのパーティクル除去、つまり洗浄処理を優れた面内均一性で安定して行うことができる。
【００２８】
また、上記実施形態では、液滴供給ノズル５１からＤＩＷの液滴を液膜ＬＦに供給しているため、時間経過とともに液膜ＬＦの厚みが増大する。これによって、超音波ヘッド２からの音圧を受ける体積が大きくなり、パーティクルの除去性能が影響を受ける。しかしながら、第１実施形態では、液膜厚調整部６の開閉バルブ６２を開閉制御することで液膜ＬＦを洗浄に適した液膜厚に調整している。その結果、上記影響を抑制して基板表面Ｗｆからのパーティクル除去をさらに安定して行うことが可能となっている。
【００２９】
このように第１実施形態では、処理液貯留槽１が本発明の「処理液貯留手段」に相当し、第１連通部１２が本発明の「連通部」に相当している。また、超音波ヘッド２が本発明の「超音波付与手段」に相当している。また、液滴供給ノズル５１が本発明の「第１液滴供給手段」に相当している。
【００３０】
Ｃ．第２実施形態
上記した「Ａ．超音波振動付与と液滴供給との相互作用に関する考察」の項で説明したように、基板表面Ｗｆのサイズが大きくなると、超音波ヘッド２から離れるに従って微小気泡の移動量は減少する。例えば基板Ｗの中心位置Ｐｃに対して振動付与位置Ｐｖの反対側でのパーティクル除去率が低下することがある。そこで、液滴供給位置Ｐｄに対して振動付与位置Ｐｖの反対側でＤＩＷの液滴を液膜ＬＦに供給するように構成してもよい。
【００３１】
図５は、本発明にかかる基板処理装置の第２実施形態を示す図である。この第２実施形態では、基板Ｗの中心位置Ｐｃに対して振動付与位置Ｐｖの反対側でＤＩＷの液滴を液膜ＬＦに供給する液滴供給ノズル５３が追加され、液滴供給ノズル５１とともに処理液供給源５２から処理液の供給を受けて液膜ＬＦの液滴供給位置Ｐｄ′（以下「追加液滴供給位置Ｐｄ′」という）に処理液の液滴を滴下する。これによって振動付与位置Ｐｖから比較的離れた基板表面領域に付着するパーティクルについても良好に除去することが可能となる。
【００３２】
このように第２実施形態では、液滴供給ノズル５３が本発明の「第２液滴供給手段」に相当している。
【００３３】
なお、第２実施形態において、液滴供給ノズル５３を基板表面Ｗｆに沿って相対移動させる移動手段を設けてもよく、基板Ｗに対する液滴供給ノズル５３の相対的移動によって、液滴供給範囲が広がり、パーティクル除去範囲をさらに広げることが可能となる。この点については次の第３実施形態においても同様である。
【００３４】
Ｄ．第３実施形態
上記した「Ａ．超音波振動付与と液滴供給との相互作用に関する考察」の項で説明したように、音響放射圧は超音波ヘッド２の振動子周囲で大きい。したがって、液滴供給位置Ｐｄで発生した微小気泡は超音波加振時に生じる処理液の流れ、つまり音響流の影響を大きく受けて微小気泡が偏在し、このことが洗浄性の均一性を阻害する主要因のひとつとなることがある。これに対しては、整流機構を設けるのが好適である。以下、図６を参照しつつ説明する。
【００３５】
図６は、本発明にかかる基板処理装置の第３実施形態を示す図である。この第３実施形態が第１実施形態と大きく相違する点は、第１連通部１２に整流機構７が設けられている点であり、その他の構成は基本的に第１実施形態と同一である。したがって、以下においては、相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。
【００３６】
この整流機構７は、振動付与位置Ｐｖと基板Ｗの中心位置Ｐｃの間で、かつ基板Ｗの周縁部より外側に設けられ、液膜ＬＦへの超音波振動の付与により発生する処理液の流れを整流する。より詳しくは、整流機構７は中央に圧力損失用の管路７１を有する中空管で構成されており、第１連通部１２の液膜ＬＦに浸漬されている。この管路７１は、圧力損失を発生させるために、超音波ヘッド２から基板Ｗに向かう方向に沿った長さＬが１０［ｍｍ］以上で、かつ高さＤが液膜ＬＦを伝播する音響波の波長λ以上（より好ましくは、波長λの整数倍）となっている。このため、管路７１内の処理液を音響波が伝播する間に、音響波の運動エネルギーが低減される。その結果、微小気泡が偏在するのを効果的に防止して洗浄性の均一性を高めることができる。
【００３７】
Ｅ．第４実施形態
図７は、本発明にかかる基板処理装置の第４実施形態を示す図である。この第４実施形態では、この処理液貯留槽１は、略水平姿勢の基板Ｗを収容可能となっている収容部１１と、収容部１１に収容される基板Ｗの径方向側に設けられる３つのヘッド配設用の第１連通部１２ａ〜１２ｃと、液膜厚調整用の第２連通部１３とを有している。処理液貯留槽１では、第１実施形態と同様に、収容部１１は基板Ｗよりも若干大きな略円形底面を有し、第１連通部１２ａ〜１２ｃおよび第２連通部１３は略矩形底面を有しており、これらの底面が相互に一体化されている。
【００３８】
この収容部１１では、第１実施形態と同様に、複数の支持ピン１４により基板Ｗが略水平姿勢で支持されている。また、この基板Ｗの中心位置Ｐｃを中心として第１連通部１２ａ〜１２ｃが放射状に、かつ等角度間隔で配置されている。一方、第２連通部１３はいずれの第１連通部１２ａ〜１２ｃとも対向しないように配置されている。なお、その他の構成は第１実施形態の処理液貯留槽１と同一であり、図示を省略する処理液供給部により処理液貯留槽１に処理液を送り込むことで、処理液貯留槽１内で液膜が形成され、収容部１１に収容された基板Ｗが液膜内で浸漬される。
【００３９】
第１連通部１２ａ〜１２ｃには、第１実施形態と同一構成の超音波ヘッド２ａ〜２ｃがそれぞれ配置されている。そして、制御ユニット３からの制御信号に基づき超音波発振器４がパルス信号を超音波ヘッド２ａ〜２ｃの振動子に出力すると、互いに異なる３方向から超音波振動が液膜に同時に付与される。
【００４０】
また、超音波ヘッド毎に２種類の液滴供給ノズルが設けられている。すなわち、３つの超音波ヘッドのうち超音波ヘッド２ａに対して液滴供給ノズル５１ａ、５３ａが設けられている。超音波ヘッド２ａの振動付与位置と基板Ｗの中心位置Ｐｃとを結ぶ仮想直線と基板表面Ｗｆの周縁とが交差する位置を、液滴供給位置とし、この上方位置に液滴供給ノズル５１ａが配置されている。また、もう一方の液滴供給ノズル５３ａは基板Ｗの中心位置Ｐｃに対して超音波ヘッド２ａの振動付与位置の反対側で基板表面Ｗｆに沿って移動自在に設けられている。なお、超音波ヘッド２ｂに対して液滴供給ノズル５１ｂ、５３ｂが、また超音波ヘッド２ｃに対して液滴供給ノズル５１ｃ、５３ｃが、液滴供給ノズル５１ａ、５３ａと同様に設けられている。
【００４１】
また、液滴供給ノズル５３ａ〜５３ｃは不図示のノズル移動機構と接続されている。そして、装置全体を制御する制御ユニットからの制御指令に応じてノズル移動機構が作動することで、液滴供給ノズル５３ａ〜５３ｃを基板表面Ｗｆに沿って相対移動させることが可能となっている。
【００４２】
さらに、第２連通部１３では、第１実施形態と同様に、液膜厚調整部６の排液管６１が処理液貯留槽１の底面部を鉛直方向に貫通して設けられており、排液管６１の下端に接続された開閉バルブ６２が制御ユニットからの開閉制御することで液膜の液膜厚を調整可能となっている。
【００４３】
以上のように、第４実施形態では、超音波振動を複数方向から付与するとともに、各振動付与位置に対応する位置で液滴を供給しており、超音波振動の付与と液滴の供給との組み合わせより行われる洗浄処理を基板表面Ｗｆの複数箇所で行っている。したがって、表面積が比較的狭い基板Ｗはもちろんのこと、比較的広い基板Ｗに対しても、基板表面Ｗｆ全体からパーティクルを良好に除去することができる。
【００４４】
また、液滴供給ノズル５３ａ〜５３ｃを設けているため、第２実施形態と同様に、基板Ｗの中心位置Ｐｃに対して振動付与位置の反対側でＤＩＷの液滴を液膜に滴下することができ、振動付与位置Ｐｖから比較的離れた基板表面領域に付着するパーティクルについても良好に除去することが可能となる。しかも、これらの液滴供給ノズル５３ａ〜５３ｃを基板表面Ｗｆに沿って移動可能としているため、広範囲にわたって洗浄性の均一性を高めることができる。
【００４５】
Ｆ．その他
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。例えば上記第１実施形態〜第３実施形態では１個の超音波ヘッド２が設けられ、上記第４実施形態では３個の超音波ヘッド２ａ〜２ｃが設けられているが、超音波ヘッドの配設個数はこれらに限定されるものではなく、２個、あるいは４個以上の超音波ヘッドを配設してもよい。なお、超音波ヘッドを複数個設けた場合、第４実施形態と同様に、それらの超音波ヘッドを同時に作動させて複数箇所から同時に超音波振動を液膜ＬＦに付与してもよいが、超音波振動を異なるタイミングで付与するように構成してもよい。また、液滴供給についても、同時あるいは相互に異なるタイミングで実行してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態では、第２連通部１３を一箇所のみに設けているが、第２連通部１３を複数個設け、各第２連通部１３に排液管６１を設置し、複数箇所から排液するように構成してもよい。
【００４７】
また、上記実施形態では、振動付与位置Ｐｖ、液滴供給位置Ｐｄおよび基板Ｗの中心位置Ｐｃ（さらに、追加液滴供給位置Ｐｄ′）が一直線上となるように、振動付与位置Ｐｖおよび液滴供給位置Ｐｄが設定されているが、振動付与位置Ｐｖおよび液滴供給位置Ｐｄの相対関係はこれに限定されるものではない。すなわち、超音波振動が液膜ＬＦ中を伝播する経路上で、かつ超音波振動が付与される振動付与位置Ｐｖと異なる位置を液滴供給位置Ｐｄとすることができる。
【００４８】
さらに、上記実施形態においては、液膜ＬＦを構成する処理液および液滴を構成する処理液は、いずれもＤＩＷ（同種の処理液）であるものとして説明したが、これに限定されるものでない。例えば、これらの処理液は、ＳＣ１溶液（アンモニア水と過酸化水素水との混合水溶液）などの基板Ｗの洗浄処理に用いられる薬液であってもよい。また、これらの処理液は、異なるものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
この発明は、超音波振動を利用して基板からパーティクルを除去する基板処理技術に適用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１…処理液貯留槽（処理液貯留手段）
２、２ａ〜２ｃ…超音波ヘッド（超音波付与手段）
４…超音波発振器
６…液膜厚調整部
７…整流機構
１１…収容部
１２、１２ａ〜１２ｃ…第１連通部
２１…振動板
５１、５１ａ〜５１ｃ…液滴供給ノズル（第１液滴供給手段）
５３、５３ａ〜５３ｃ…液滴供給ノズル（第２液滴供給手段）
６１…排液管
６２…開閉バルブ
７１…管路
ＬＦ…液膜
Ｐｃ…（基板の）中心位置
Ｐｄ…液滴供給位置
Ｐｄ′…追加液滴供給位置
Ｐｖ…振動付与位置
Ｗ…基板
Ｗｆ…基板表面
【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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