(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波周波電気信号を発生する発振器と、
前記超音波周波電気信号が印加される超音波振動子と、
一方が前記超音波振動子の出力端に連結されるとともに他方に被ウエット処理物に対向して超音波振動によりウエット処理を行うための接液面が設けられて、該接液面にウエット処理液を供給排出するための液供給排出管が内部に収容される管収容孔を有する超音波伝播部とを具備し、
前記管収容孔が、超音波振動を伝播する方向に延在しており、前記超音波伝播部の前記管収容孔と、前記液供給排出管との間に該液供給排出管内の液に超音波振動を伝播させないようにするためのエア層を有し、
前記管収容孔の前記接液面には、前記液供給排出管外部の当該管収容孔内部をシールするシール手段が設けられ、
前記エア層は、前記シール手段によりシールされて前記接液面に開口を有さないことを特徴とするウエット処理ノズル。
【請求項２】
前記管収容孔が、前記超音波伝播部及び前記超音波振動子を貫通して設けられ、該管収容孔内に前記液供給排出管が収納されることを特徴とする請求項１に記載のウエット処理ノズル。
【請求項３】
前記超音波伝播部と前記超音波振動子が、ボルト締めランジュバン型振動子を構成するものであり、前記液供給排出管がボルト内を貫通して設けられていることを特徴とする請求項２に記載のウエット処理ノズル。
【請求項４】
前記超音波伝播部の前記接液面が、前記超音波振動子との連結面より小さく形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のウエット処理ノズル。
【請求項５】
超音波周波電気信号を発生する発振器と、
前記超音波周波電気信号が印加される超音波振動子と、
一方が前記超音波振動子の出力端に連結されるとともに他方に被ウエット処理物に対向して超音波振動によりウエット処理を行うための接液面が設けられた超音波伝播部と、
前記超音波伝播部と前記超音波振動子を固定するボルトとを具備し、
接液面にウエット処理液を供給排出するための液供給排出管が内部に収容される管収容孔が、少なくとも前記ボルト及び前記超音波伝播部を貫通して形成されており、
前記管収容孔が、超音波振動を伝播する方向に延在しており、前記超音波伝播部の前記管収容孔と、前記液供給排出管との間に該液供給排出管内の液に超音波振動を伝播させないようにするためのエア層を有し、
前記管収容孔の前記接液面には、前記液供給排出管外部の当該管収容孔内部をシールするシール手段が設けられ、
前記エア層は、前記シール手段によりシールされて前記接液面に開口を有さないことを特徴とするウエット処理ノズル。
【請求項６】
前記接液面部分が前記超音波伝播部本体から着脱自在とされてなることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のウエット処理ノズル。
【請求項７】
前記接液面の前記管収容孔以外の部分に前記ウエット処理液を供給排出するための液供給排出手段を具備してなることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか記載のウエット処理ノズル。
【請求項８】
前記接液面にはウエット処理中に該接液面を保護する保護部が設けられてなることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか記載のウエット処理ノズル。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のいずれか記載のウエット処理ノズルを具備することを特徴とするウエット処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウエット処理用ノズル及びウエット処理装置に係り、特に、半導体デバイス、液晶表示パネル等の製造工程における洗浄処理、メッキ処理、研磨処理等に用いて好適な技術や、可搬形の超音波ウエット処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイス、液晶表示パネル等の電子機器の分野においては、その製造プロセス中に被処理基板（被処理物）である半導体基板やガラス基板を洗浄処理する工程が必須である。このような洗浄処理としては、基板表面に付着している有機物を除去する工程が必要である。その場合、例えば、種々の処理液を基板に接触させるとともに超音波振動を伝播するウエット洗浄処理や、紫外線（ＵＶ）を放射するドライ洗浄処理等の洗浄処理を選択することが可能であった。
また、洗浄処理以外にも、処理液を用いて超音波振動を付与するウエット処理として、剥離、現像、ウエットエッチング、メッキ、研磨等の処理を挙げることが可能である。
【０００３】
このようなウエット処理において、製造工程中の種々の除去対象物質を除去する洗浄処理としては、超純水、電解イオン水、オゾン水、水素水等を用いて処理がおこなわれ、また、剥離、現像、ウエットエッチング、メッキ、研磨処理としては、それぞれ、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、アミン系剥離液、硫酸過酸化水素水、希フッ酸、ＣＭＰ（ケミカルメカニカルポリッシング）用スラリー等、反応性の高い種々の処理液を用いて、それぞれの処理がおこなわれる。
これら処理液はウエット処理装置のウエット処理用ノズルから被処理基板上に供給されるとともに、この処理液に接している接液面を有する超音波振動体（超音波伝播部）から超音波振動を処理液および被処理基板面に対して伝播している。
【０００４】
また、従来から、超音波処理をおこなう際に使用される可搬形の装置としては、例えば、超音波振動子と、一端が前記超音波振動子の出力端に直接またはコーンを介して連結され他端が外部に突出するホーン型超音波伝播部（ホーン）を側壁部に支持する可搬形の箱体と、を備えて、前記ホーンに、その他端である先端の接液面から処理液を流出させる機構が設けられた構成のものが挙げられ、このような装置では、処理作業中、接液面が処理液に接しているとともに、この接液面から被処理物表面へ超音波振動を伝播していた。
【０００５】
これらの装置では、接液面が処理液に覆われた状態になっており、かつ、その状態で超音波振動が伝播されることが必要なため、接液面に開口するように、ノズルの超音波振動体（超音波伝播部）またはホーン（超音波伝播部）内部を貫通して処理液を供給する導入孔（孔）が設けられていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、超音波伝播部内部を貫通する孔においては、超音波伝播部から処理液に音波が伝播して、超音波伝播部における孔の内部において、この内表面から処理液に超音波振動が伝播してしまい、この孔の内表面でウエット処理がおこなわれてしまうという問題があった。
特に、処理液が、研磨処理用のものであった場合、前記孔の内部が研磨されてしまい、超音波伝播部の寿命が短くなってしまうことや、研磨された超音波伝播部等の成分が研磨液中に混合してしまい、これにより被処理物表面を汚染する可能性があるという問題があった。
【０００７】
また、超音波伝播部の内部に孔が設けられており、この孔の内部に処理液を流通した状態で洗浄、研磨等の処理をおこなった場合、孔内部の処理液に超音波が伝播してしまい、接液面から照射されるべき超音波エネルギーをロスしてしまうため、投入電力に対する処理効率が悪くなり、処理に充分な振動エネルギーを得るため過剰の電力を投入しなければならないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、以下の目的を達成しようとするものである。
▲１▼ 超音波伝播部内部の孔において処理液に伝播する超音波の低減を図ること。
▲２▼ 処理液における汚染発生の防止を図ること。
▲３▼ 超音波振動子から超音波伝播部に付与した超音波振動のロス防止を図ること。
▲４▼ 超音波伝播部の接液面における処理液への超音波振動の放射効率の向上を図ること。
▲５▼ 上記のようなウエット処理用ノズルを提供すること。
▲６▼ 上記のような洗浄効率の高いウエット処理装置を提供すること。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のウエット処理ノズルは、超音波周波電気信号を発生する発振器と、前記超音波周波電気信号が印加される超音波振動子と、一方が前記超音波振動子の出力端に連結されるとともに他方に被ウエット処理物に対向して超音波振動によりウエット処理を行うための接液面が設けられて、該接液面にウエット処理液を供給排出するための液供給排出管が内部に収容される管収容孔を有する超音波伝播部とを具備し、前記管収容孔が、超音波振動を伝播する方向に延在しており、前記超音波伝播部の前記管収容孔と、前記液供給排出管との間に該液供給排出管内の液に超音波振動を伝播させないようにするためのエア層を有し、前記管収容孔の前記接液面には、前記液供給排出管外部の当該管収容孔内部をシールするシール手段が設けられ、前記エア層は、前記シール手段によりシールされて前記接液面に開口を有さないことにより上記課題を解決した。
本発明において、前記管収容孔が、前記超音波伝播部及び前記超音波振動子を貫通して設けられ、該管収容孔内に前記液供給排出管が収納されることが好ましい。
また、本発明において、前記超音波伝播部と前記超音波振動子が、ボルト締めランジュバン型振動子を構成するものであり、前記液供給排出管がボルト内を貫通して設けられていることが好ましい。
更に、本発明において、前記超音波伝播部の前記接液面が、前記超音波振動子との連結面より小さく形成されていることが好ましい。
また、本発明のウエット処理ノズルは、超音波周波電気信号を発生する発振器と、前記超音波周波電気信号が印加される超音波振動子と、一方が前記超音波振動子の出力端に連結されるとともに他方に被ウエット処理物に対向して超音波振動によりウエット処理を行うための接液面が設けられた超音波伝播部と、前記超音波伝播部と前記超音波振動子を固定するボルトとを具備し、接液面にウエット処理液を供給排出するための液供給排出管が内部に収容される管収容孔が、少なくとも前記ボルト及び前記超音波伝播部を貫通して形成されており、前記管収容孔が、超音波振動を伝播する方向に延在しており、前記超音波伝播部の前記管収容孔と、前記液供給排出管との間に該液供給排出管内の液に超音波振動を伝播させないようにするためのエア層を有し、前記管収容孔の前記接液面には、前記液供給排出管外部の当該管収容孔内部をシールするシール手段が設けられ、前記エア層は、前記シール手段によりシールされて前記接液面に開口を有さないことにより上記課題を解決した。
本発明は、前記接液面部分が前記超音波伝播部本体から着脱自在とされてなることが可能である。
また、本発明において、前記接液面の前記管収容孔以外の部分に前記ウエット処理液を供給排出するための液供給排出手段を具備してなる手段を採用することもできる。
また、前記接液面にはウエット処理中に該接液面を保護する保護部が設けられてなることができる。
本発明のウエット処理装置においては、上記のウエット処理ノズルを具備することにより上記課題を解決した。
【００１０】
本発明のウエット処理ノズルは、一方が前記超音波振動子の出力端に直接またはコーン等を介して連結されるとともに他方に被ウエット処理物に対向するための接液面が設けられて、該接液面にウエット処理液を供給排出するための液供給排出管が内部に収容される管収容孔を有する超音波伝播部を具備することで、処理液が供給排出管の内部を流通することになり、処理液が管収容孔の内表面である超音波伝播部に直接接触しないため、超音波伝播部の管収容孔の内表面において、洗浄、研磨、剥離、エッチング、メッキ等のウエット処理がおこなわれることがない。このように、前記管収容孔内部が研磨等されてしまうことがないため、超音波伝播部の寿命が短くなることを防止できる。さらに、超音波伝播部の成分が処理液中に混合して被処理物表面が汚染してしまうことを防止することができる。
【００１１】
さらに、超音波伝播部の管収容孔内部に液供給排出管が設けられていることにより、この液供給排出管の内部に処理液を流通した状態で洗浄、研磨等の処理をおこなった場合でも、管収容孔内部の処理液に超音波が伝播することを防止でき、接液面から照射されるべき超音波エネルギーをロスすることがないため、投入電力に対する処理効率を向上することができ、処理に充分な振動エネルギーを得るため過剰の電力を投入する必要がない。
ここで、液供給排出管は、接液面付近に処理液を供給する液供給管とする場合と、接液面付近の排出液（処理済液）を吸引排出する液排出管とする場合との両方の場合に適応することができる。
【００１２】
また、本発明においては、前記管収容孔が、前記超音波伝播部及び前記超音波振動子を貫通して設けられ、該管収容孔内に液供給排出管が収納されることにより、超音波振動子の内部に処理液を流通させるので、超音波伝播部を小型にすることができ、これにより超音波エネルギーを超音波振動子から接液面に対して伝搬させる際のエネルギーロスを少なくすることができ、投入電力に対する処理効率をより向上できる。また、超音波伝播部を小型化できることで、処理効率の上では好ましい一方で伝搬部が大きいとエネルギーロスが増すという理由からあまり使われていなかった２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの周波数帯域の超音波の使用が可能となり、これによりウエット処理の処理効率が向上し、これに伴って処理液の消費量も低減できる。
【００１３】
また、本発明においては、前記液供給排出管の前記接液面側端部に、該液供給排出管外部の前記管収容孔内部をシールするシール手段が設けられてなることにより、接液面付近にある処理液（排出液）が接液面側から管収容孔内部に進入することを防止できるので、超音波伝播部内部の管収容孔の内表面に処理液が直接接触してしまうことを防止することができ、この管収容孔内表面が、洗浄、研磨、剥離、エッチング、メッキ等のウエット処理されてしまうことがない。このため、超音波伝播部の寿命が短くなることを防止でき、さらに、超音波伝播部の成分が処理液中に混合して被処理物表面を汚染することを防止することができる。
【００１４】
本発明は、前記接液面部分が前記超音波伝播部本体から着脱自在とされてなることにより、ウエット処理をおこなうことにより、処理液が当接している状態で超音波振動が伝播して接液面が劣化した場合でも、超音波伝播部全体を交換する必要がなく、接液面付近のみを接液面部分として超音波伝播部本体から取り外して交換することを可能なため、超音波伝播部全体を交換する場合に比べてコストを低減することができ、結果的に、ウエット処理用ノズルにおけるランニングコストを低減することが可能となる。
ここで、前記接液面部分を前記超音波伝播部本体から着脱自在とする手段の例としては、着脱自在な接液面部分としての厚み寸法−−これは接液面から直交する方向への厚み寸法であるが−−を、前記管収容孔の接液面側周辺のみを大きく設定して、この厚み寸法の大きい部分の周囲に螺設して、超音波伝播部本体と接液面部分とを螺合可能なようにすることができる。この場合には、接液面部分の厚み寸法よりも交換可能な管収容孔の長さ寸法が大きいために、たとえ管収容孔内部に多少の処理液が進入した場合でも、接液面部分を交換することのみで、処理液の接触した箇所の管収容孔をも交換可能とすることができるため、超音波伝播部全体を交換する必要がなくなる。
【００１５】
また、本発明において、前記接液面の前記管収容孔以外の部分に前記ウエット処理液を供給するための液供給排出手段を具備してなるため、液供給管（液供給排出管）から被ウエット処理物に向けて処理液が供給されることにより、接液面と被ウエット処理物との対向するそれぞれの面の間の空間に、処理液で満たされてウエット処理をおこなう処理領域が形成される構成となり、液供給管から処理液を供給した被ウエット処理物表面において充分な清浄度を得ることができる。さらに、前記接液面の前記管収容孔内部以外の部分、つまり管収容孔の外側の接液面に前記ウエット処理液を供給排出するための液供給排出手段を具備してなることで、液供給管（液供給排出管）から被ウエット処理物に向けて処理液が供給されることにより、接液面と被ウエット処理物の対向するそれぞれの面の間の空間に、処理液で満たされてウエット処理をおこなう処理領域が形成され、この処理領域からの排出液が、液排出管（液供給排出管）より排出される構成としたので、液供給管（液供給排出管）から処理液を被ウエット処理物表面に供給したら、その処理液を供給した部分以外の被ウエット処理物表面に処理液を接触させることなく、液排出管から除去物（被処理物から除去したもの）を含んだ処理液を外部に排出できるので、充分な清浄度が得られる。また、液供給管での処理液の圧力に対して排出管からの吸引力を制御することで処理液をノズルの外部に漏らすことがなく、排出することができるので、少ない処理液で充分な清浄度を得られる。
【００１６】
また、前記接液面にはウエット処理中に該接液面を保護するコーティング等の保護部が設けられてなることにより、超音波伝播部表面において、洗浄、研磨、剥離、エッチング、メッキ等がおこなわれることがなく、前記超音波伝播部表面である接液面がウエット処理されてしまうことがないため、接液面が処理液および超音波振動により劣化してしまうことを低減し、超音波伝播部の寿命を長くすることができ、さらに、超音波伝播部の成分が処理液中に混合して被ウエット処理物表面を汚染することを防止することができる。
【００１７】
さらに、本発明のウエット処理用ノズルでは、一端に上記処理液を導入するための導入口を有する導入管（液供給排出管）と、一端に上記排出液を外部へ排出するための排出口を有する排出管（液供給排出管）と、上記導入管と上記排出管のそれぞれの他端を連結し、上記被処理物に対面する接液面を有する連結部（超音波伝播部）とからなり、該連結部に、上記導入管が開口している第１の開口部と、上記排出管が開口している第２の開口部が設けられ、上記処理液が上記第１の開口部から上記被ウエット処理物に向けて供給されることにより、上記連結部と上記被ウエット処理物の対向するそれぞれの面の間の空間に、上記処理液で満たされた、上記ウエット処理を行う処理領域が形成され、上記処理領域からの上記排出液が上記第２の開口部から上記排出管に導かれ、上記排出口より排出されるようにした構成としたことにより、上記導入管から処理液を被ウエット処理物表面に供給したら、その処理液を供給した部分以外の被処理物表面に処理液を接触させることなく、排出管から除去物（被処理物から除去したもの）を含んだ処理液を外部に排出できるので、充分な清浄度が得られる。また、上記第１の開口部での処理液の圧力に対して排出口からの吸引力を制御することで処理液をノズルの外部に漏らすことがなく、排出することができるので、少ない処理液で充分な清浄度が得られる。
【００１８】
本発明のウエット処理装置においては、上記のウエット処理ノズルを具備することができる。
さらに、本発明のウエット処理装置は、上記の構成の本発明のウエット処理用ノズルと、被処理物の被処理面に沿って上記ウエット処理用ノズルと上記被処理物とを相対移動させることにより上記被処理物の被処理面全域を処理するためのノズル・被処理物相対移動手段とを有することもできる。
本発明のウエット処理装置では、本発明のウエット処理用ノズルと、被処理物の被処理面に沿ってウエット処理用ノズルと被処理物とを相対移動させるノズル・被処理物相対移動手段とを備えたことにより、上記本発明のウエット処理用ノズルの利点を有したまま被処理物の被処理面全域を処理することができ、また、投入電力に対する洗浄効率の高いウエット処理装置を提供できる。
【００１９】
また、本発明のウエット処理装置は、超音波周波電気信号を発生する発振器と、前記超音波周波電気信号が印加される超音波振動子を内蔵するとともに、一端が前記超音波振動子の出力端に直接またはコーンを介して連結され他端が外部に突出するホーンを側壁部に支持する可搬形の箱体と、前記ホーンの他端の先端に設けられた接液面から超音波を照射する被処理物に対して処理液を吹き掛ける手段と、を備えるように可搬形に構成されることもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るウエット処理装置の第１実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本実施形態におけるウエット処理装置を示す正面図であり、図２は本実施形態のウエット処理装置におけるホーンを示す平断面図、図３は図２におけるホーンの先端部分を示す拡大平断面図、図４はホーンの接液面を示す側面図である。
図において、符号１００はウエット処理装置であり、本ウエット処理装置１００は、ウエット処理ノズルを可搬形にしたものであり、発振器１０１と可搬形の箱体１０２と液供給排出手段１０１Ａとを具備するものとされている。
【００２１】
箱体１０２は、図１に示すように、例えば直方体形状のもので、内部に振動子（超音波振動子）１２１とこの振動子１２１の励振端を冷却するファン１２５とを配置してある。振動子１２１の出力端にはコーン１２２を介してホーン１２３の一端が連結されるが、コーン１２２を箱体１０２の側壁に固定してホーン１２３の他端を箱体１０２の外部に突出させてある。コーン１２２とホーン１２３とは超音波伝播部を構成しており、これらコーン１２２およびホーン１２３はＴｉやステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）からなっている。
【００２２】
振動子１２１は、一般に用いられているボルト締めランジュバン型超音波振動子であり、ＰＺＴ等の電歪素子１２１Ａの表裏に電極を介して発振器１０１が接続されるとともにこの電歪素子１２１Ａを一対のメタル１２１Ｂ、１２１Ｂによって挟み、これらをボルト１２１Ｃで結合している。この振動子１２１は、発振器１０１から超音波周波電気信号を受けて超音波振動を発生する。この振動はコーン１２２を介してホーン１２３に伝達され、その先端の接液面１３０から放射されるが、コーン２２を省略して設けないこともできる。この場合はホーン１２３がその中程を箱体１０２の側壁に固定されることになる。
また、振動子１２１は、約２０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ程度の範囲の周波数の超音波振動を出力可能なものであることがウエット処理を行う場合に実用的な超音波処理が可能である点で好ましく、特に、保持可能な処理液層の厚さの観点から０．２ＭＨｚ以上の周波数が好ましいが、約２０ｋＨｚにおいても処理は充分可能である。
【００２３】
ホーン１２３の他端は、図１〜図３に示すように、円錐状に先細りになっており、その先端に被処理基板（被ウエット処理物）Ｗに対向するための接液面１３０が設けられる。ホーン１２３には、この接液面１３０にウエット処理液を供給するための液供給管（液供給排出管）１３１を内部に収容する管収容孔１３２が設けられている。
液供給管１３１は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等のプラスチックからなっている。液供給管１３１の管径は管収容孔１３２の管径よりも小さく設定されており、管収容孔１３２の内面と液供給管１３１の外面との間には、エア層１３３が形成されるようになっている。
【００２４】
管収容孔１３２は接液面１３０に開口するとともに、ホーン１２３の側面に開口するように設けられる。管収容孔１３２の接液面１３０側開口において、液供給管１３１の接液面１３０側端部には、液供給管１３１外部の管収容孔１３２内部であるエア層１３３部分をシールするシール手段１３４が設けられる。これらシール手段１３４，液供給管１３１の接液面１３０側端部、および、接液面１３０は面一になるように設定される。
このシール手段１３４は、液供給管１３１と略同等の材質からなるものとされるが、液供給管１３１の端部を拡径して、一体とすることもできる。
管収容孔１３２のホーン１２３側面側開口においては、液供給管１３１がホーン１２３の外側まで延長されて、液供給管１３１は液供給手段（液供給排出手段）１０１Ａに接続されている。
【００２５】
本実施形態のウエット処理装置１００においておこなわれるウエット処理としては、洗浄、剥離、現像、ウエットエッチング、メッキ、研磨等の処理をおこなうことができる。このとき、液供給手段１０１Ａから供給する処理液としては、洗浄処理の場合は、超純水、電解イオン水、オゾン水、水素水、等が用いられ、剥離処理の場合には、希ＮａＯＨ、希ＫＯＨ等無機アルカリや、アミン系剥離液等が用いられ、現像処理の場合には、希ＮａＯＨ、希ＫＯＨ等無機アルカリや、トリメチルアンモニウムハイトライト希釈液等が用いられ、ウエットエッチングの場合には、フッ酸エッチング液等が用いられ、メッキ処理の場合には、Ｃｕ用、Ａｇ用、Ａｕ用メッキ液等が用いられ、研磨処理の場合には、ＳｉＯ2 スラリー、Ａｌ2Ｏ3スラリー、ダイヤモンドスラリー等が用いられる。
【００２６】
ウエット処理装置１００は、液供給手段１０１Ａから処理液が供給されて、接液面１３０に処理液が当接した状態になると、発振器１０１から超音波周波電気信号が発振されこれを受けて振動子１２１が超音波振動を発生し、この振動が、コーン１２２を介してホーン１２３に伝達されて、その先端の接液面１３０から放射される。
図４に示すように、被ウエット処理物Ｗが半導体、液晶表示パネル等の基板とされた場合、ホーン１２３先端の接液面１３０と被処理基板Ｗの表面とを対向する状態とし、液供給手段１０１Ａから処理液を供給して、接液面１３０から被処理基板Ｗに向けて超音波を照射すると、ホーン２３先端の接液面１３０と被処理基板Ｗ表面との間に処理液２の液溜り（処理領域）ができ、この処理領域内において超音波振動により被処理物Ｗ表面をウエット処理することができる。
ウエット処理用ノズルとしての接液面１３０と、被処理基板Ｗとの間の距離Ｈは、８ｍｍ以下で被処理基板Ｗと接触しない範囲がよく、好ましくは６ｍｍ以下で基板Ｗと接触しない範囲、より好ましくは３ｍｍ以下で基板Ｗと接触しない範囲とするのがよい。これは、８ｍｍを越えると、基板Ｗとウエット処理用ノズルとの間に所望の処理液を満たすことが困難となり、洗浄等のウエット処理が難しくなるからである。
【００２７】
このとき、図２に示すように、処理液２が液供給管１３１に位置して、この処理液２が管収容孔１３２の内表面である超音波伝播部（ホーン）１２３に直接接触しないため、超音波伝播部１２３内部の管収容孔１３１内表面において、ウエット処理がおこなわれることを防止できる。
このため、処理液２が汚染されることが防止でき、この処理液２により被処理基板Ｗが汚染することを防止できる。
また、管収容孔１３２の内面と液供給管１３１の外面との間には、エア層１３３が形成されているため、超音波伝播部（ホーン）１２３から管収容孔１３２内部の処理液２に超音波が伝播されることがなく、接液面１３０から照射されるべき超音波エネルギーをロスすることがない。このため、投入電力に対する処理効率を向上することができ、処理に充分な振動エネルギーを得るため過剰の電力を投入する必要がない。
【００２８】
本実施形態において、液供給管１３１の接液面１３０側端部には該液供給管１３１外部の管収容孔１３２内部をシールするシール手段１３４が設けられてなることにより、接液面１３０付近にある処理液２が管収容孔１３２内部のエア層１３３に進入してしまうことを防止できるので、超音波伝播部（ホーン）１２３の管収容孔１３２内表面に処理液２が接触することがない。このため、管収容孔１３２内部がウエット処理されることを防止でき、超音波伝播部１２３の寿命が短くなることを防止できる。同時に、ウエット処理された超音波伝播部１２３の成分が管収容孔１３２内表面から処理液２中に混合して被処理基板Ｗ表面を汚染してしまうことを防止することができる。
【００２９】
以下、本発明に係るウエット処理装置の第２実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第２の実施形態］
図５は、本実施形態におけるホーンを示す平断面図である。図において、液供給管１３１、シール手段１３４は省略してある。
本実施形態において、図１〜図４に示す第１実施形態と異なるのはホーン１２３先端部の構成に関する点であり、これ以外の対応する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３０】
本実施形態においては、図５に示すように、ホーン（超音波伝播部）１２３の先端部分が接液面部分１２３Ａとしてホーン１２３本体から着脱自在な構成とされている。
この接液面部分１２３Ａは、その接液面１３０から直交する方向への厚み寸法が、ほぼ一定に設定されているが、管収容孔１３２周辺部分のみを大きく設定して着脱部分１３６とされている。
この着脱部分１３６の周囲、および、対応するホーン１２３先端側の管収容孔１３２におけるいわば拡径部分には螺設部分１３７が形成されている。この螺設部分１３７によって螺接することにより、ホーン（超音波伝播部）本体１２３と接液面部分１２３Ａとが螺合可能なようになっている。
【００３１】
接液面部分１２３Ａには、ウエット処理中に接液面１３０を保護するコーティング等の保護部１３５が設けられている。
この保護部１３５は、石英や、ＰＦＡ等のフッ素樹脂からなることや、用いる処理液によっては、接液面部分１２３Ａが、保護部１３５としての最表面がクロム酸化物のみからなる不動態膜面のステンレスからなることができる。また、接液面部分１２３Ａが、酸化アルミニウムとクロム酸化物の混合膜を保護部１３５として表面に備えたステンレスとされることや、処理水２がオゾン水とされた場合には保護部１３５としての電解研磨表面を備えたチタン等とされることができる。このほかにも、保護部１３５としては、４フッ化エチレン等のフッ素樹脂や、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）を適用することが可能である。
【００３２】
本実施形態においては、第１実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、接液面部分１２３Ａがホーン（超音波伝播部）１２３本体から着脱自在とされてなることにより、処理液２が当接している状態で超音波振動が伝播して、接液面１３０表面や管収容孔１３２の内表面が劣化した場合でも、ホーン１２３全体を交換する必要がなく、劣化した接液面１３０付近のみを接液面部分１２３Ａとして交換すればよいため、ホーン１２３全体を交換する場合に比べてコストを低減することができ、ウエット処理用ノズル（ウエット処理装置）１００におけるランニングコストを低減することが可能となる。
【００３３】
また、着脱部分１３６が設けられることにより、接液面部分１２３Ａにおける管収容孔１３２の長さを接液面部分１２３Ａの厚み寸法よりも大きく設定することができるため、接液面１３０側の管収容孔１３２内部のエア層１３３部分に処理液２が進入した場合でも、ホーン１２３本体における管収容孔１３２内部に処理液２が接触することを、より一層防止することが可能となり、劣化した接液面１３０付近のみを接液面部分１２３Ａとして交換すればよいため、ホーン１２３全体を交換する場合に比べてコストを低減することができる。
【００３４】
なお、接液面部分１２３Ａと液供給管１３１とを一体として例えばＰＥＥＫ等によって形成することも可能であり、この場合、シール手段１３４が必要ないだけでなく、接液面１３０に開口した液供給管１３２部分からはホーン１２３における管収容孔１３２内部のエア層１３３部分に処理液が侵入することがない。
【００３５】
本実施形態においては、保護部１３５を設けることにより、接液面１３０部分において超音波伝播部としての接液面部分１２３Ａが直接ウエット処理されてしまうことがないため、接液面１３０部分が処理液２および超音波振動により劣化してしまうことを低減し、ホーン１２３の寿命が短くなることを防止できる。さらに、超音波伝播部としての接液面部分１２３Ａの成分が処理液中に混合して被処理基板Ｗ表面を汚染することを防止することができる。
【００３６】
また、この保護部１３５は、図５に示す接液面部分１２３Ａの側面１３０ａに設けることも可能である。さらに、ホーン１２３の側面１３０ｂに設けることもできる。
なお、図１〜図４に示した第１実施形態において、接液面１３０および、ホーン１２３先端側の側面にこの保護部１３５を設けることもできる。
これにより、接液面１３０のみならず、接液面部分１２３Ａおよび／またはホーン１２３側面においてウエット処理がおこなわれることがないため、接液面部１２３Ａおよびホーン１２３表面が処理液２と超音波振動との協動により劣化してしまうことを低減し、接液面部分１２３Ａおよび／またはホーン１２３の寿命が短くなることを防止でき、さらに、超音波伝播部の成分が処理液中に混合して被処理基板Ｗ表面を汚染することを防止することができる。
【００３７】
以下、本発明に係るウエット処理装置の第３実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第３の実施形態］
図６は、本実施形態におけるホーンの先端部分を示す拡大平断面図、図７は図６のホーンの接液面を示す側面図である。
本実施形態において、図１〜図４に示す第１実施形態と異なるのは液排出管１４１に関する点であり、これ以外の対応する構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３８】
本実施形態においては、ホーン１２３の接液面１３０付近に液排出管（液供給排出管）１４１，１４１とこれに関連して液排出口（液供給排出口）１４２とが設けられる。
液排出口１４２は、接液面１３０と面一に開口して接液面１３０の周囲を囲むように設けられ、この液排出口１４２には、液排出管１４１，１４１がホーン２１３の両側にそれぞれ１本ずつ接続される。液排出口１４２および液排出管１４１は、液供給管１３１と同等の材質から形成されている。
また、液排出管１４１は、それぞれ液供給排出手段１０１Ａに接続されており、接液面１３０と被処理基板Ｗとの間の処理領域からの排出液を、液排出口１４２を介して排出する構成とされている。
【００３９】
これにより、本実施形態においては、第１実施形態と同様の効果を奏することができるとともに、液供給管（液供給排出管）１３１から処理液２を被処理基板Ｗ表面に供給し、その処理液を供給した部分以外の被処理基板Ｗ表面に処理液を接触させることなく、液排出口１４２を介して液排出管１４１から除去物（被処理物から除去したもの）等を含んだ処理液を外部に排出できるので、充分な清浄度を得ることができる。また、液供給排出手段１０１Ａによって、液供給管１３１での処理液２の圧力に対して液排出管１４１からの吸引力を制御することで処理液をウエット処理用ノズルの外部に漏らすことがなく、排出することができるので、少ない処理液で充分な清浄度を得ることができる。
【００４０】
なお、ホーン１２３中央に位置する液供給排出管１３１から処理領域の排出液を排出し、接液面１３０周囲に位置する液供給排出口１４２を介して液供給排出管１４１から処理液２を供給するように構成することも可能である。
【００４１】
なお、上記の各実施形態においてホーン１２３の先端における接液面１３０は、図２に示すようにホーン１２３の長さ方向軸線に対して垂直な平坦面でもよいが、曲面あるいは段付きの形状でもよく、また図８に示すように、傾斜面としてもよい。
また、図８に示すように、管収容孔を枝分かれして接液面１３０に複数開口するように設け、その内部にそれぞれ液供給排出管１３１を設けることも可能である。
【００４２】
以下、本発明に係るウエット処理用ノズルの第４実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第４の実施形態］
図９は、本実施の形態の超音波振動子が備えられたウェット処理用ノズル（洗浄用ノズル）の下面図、図１０は図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【００４３】
本実施形態の洗浄用ノズル１は、図９，図１０に示すように、一端に洗浄液（処理液）２を導入するための導入口２１ａを有する導入管（液供給管）２１と一端に洗浄後の洗浄液（ウエット処理後の処理液の排出液）を外部へ排出するための排出口２２ａを有する排出管（液排出管）２２とが設けられ、これら導入管２１と排出管２２のそれぞれの他端が連結され、被処理基板（被ウエット処理物）Ｗに対向する連結部２３を形成している。ここで、導入管２１および排出管２２は液供給排出管とされている。
【００４４】
この連結部２３の両側においては、導入管２１の他端が分岐して複数開口しており、これらが第１の開口部２１ｂ，２１ｂを形成しているとともに、排出管２２の他端が分岐して複数開口しており、これらが第２の開口部２２ｂ，２２ｂを形成している。
このような洗浄用ノズルは、プッシュ・プル型ノズル（省流量型ノズル）と呼ばれるものである。
第１と第２の開口部２１ｂ，２２ｂは、被処理基板Ｗに向けて開口することになる。連結部２３と被処理基板Ｗとの間の空間には、ウエット処理を行う処理領域３５が形成されている。
【００４５】
連結部２３には、被処理基板Ｗを洗浄する際に、処理領域３５内の洗浄液２に超音波振動を付与するための超音波振動子４０が設けられている。この超音波振動子４０は、振動板（超音波伝播部）４６と、振動板４６の主面の周縁部から立ち上がる側板（超音波伝播部）４７と、側板４７の内側の振動板４６の主面上に設けられ、振動板４６に超音波振動を付与する超音波振動子本体４８とが備えられてなるものである。側板４７は振動板４６と一体に形成されている。超音波振動子本体４８は、発振器（電源）に接続されている。
振動板４６と側板４７を構成する材料としては、高純度ガラス状カーボン、ステンレス鋼、石英、サファイア、アルミナ等のセラミックスなどのうちから選択されて用いられる。通常の洗浄処理に用いるウエット処理用ノズルに備えられる場合は、振動板と側板の材料としてはステンレス鋼で十分であるが、洗浄液が比較的強い酸やフッ酸である場合は、高純度ガラス状カーボン、サファイア又はアルミナ等のセラミックスから構成することが好ましいが、これは、ウエット処理をおこなう際に、ウエット処理液に対する耐性が優れ、劣化を防止できるためである。
【００４６】
振動板４６の厚みは、超音波振動子本体４８から発せられた超音波振動の振動板４６内での波長をλとしたときに、λ／２±０．３ｍｍの範囲内の厚さとされていることが好ましく、より好ましくはλ／２±０．１ｍｍの範囲内である。振動板の厚みをλ／２±０．３ｍｍの範囲内とすることにより、超音波振動子本体４８からの超音波振動を有効に伝播させることができ、超音波振動子４０が備えられた洗浄用ノズル１を用いてウエット処理を行うと、超音波振動（超音波エネルギー）が洗浄液２に十分付与でき、効率良くウエット処理をおこなうことができる。
【００４７】
側板４７には、導入管２１および排出管２２を収容するための管収容孔２１ｃ，２２ｃが設けられ、この管収容孔２１ｃ，２２ｃはそれぞれ、側板４７の外側側面に開口するとともに、それぞれが、被処理基板Ｗに対向する接液面側に複数の開口を有する構造とされている。
この管収容孔２１ｃ，２２ｃは、側板４７の振動板４６側に位置する接液面において、それぞれ、第１と第２の開口部２１ｂ,２２ｂとの間がシール手段２１ｄ，２２ｄによってシールされている。
導入管２１および排出管２２の管外径は管収容孔２１ｃ，２２ｃの内径よりも小さく設定されており、管収容孔２１ｃ，２２ｃの内面と導入管２１，排出管２２の外面との間には、エア層が形成されるようになっている。
【００４８】
超音波振動子本体４８は、約２０ｋＨｚないし１０ＭＨｚの範囲の周波数の超音波振動を出力可能なものであることが、ウエット洗浄処理を行う場合に実用的な超音波洗浄を可能とする点で好ましく、特に、保持可能な処理液層の厚さの観点から０．２ＭＨｚ以上の周波数が好ましい。
この超音波振動子本体４８から発せられた超音波振動の振動板４６内での波長λの長さは、振動板がステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）製の場合、約０．６ｍｍ乃至約３００ｍｍの範囲となるよう設定される。
【００４９】
また、排出管２２側には、被処理基板Ｗに接触した洗浄液２が洗浄後に排出管２２に流れるように、第１の開口部２１ｂの大気と接触している洗浄液の圧力（洗浄液の表面張力と被処理基板の被洗浄面の表面張力も含む）と大気圧との均衡がとれるように圧力制御部（液供給排出手段）が接続されている。
上記圧力制御部は排出口２２ａ側に設けられた減圧ポンプにより構成されている。したがって、排出管２２側の圧力制御部に減圧ポンプを用いて、この減圧ポンプで連結部２３の洗浄液を吸引する力を制御して、第１の開口部２１ｂの大気と接触している洗浄液の圧力（洗浄液の表面張力と被処理基板Ｗの被洗浄面の表面張力も含む）と大気圧との均衡をとるようになっている。つまり、第１の開口部２１ｂの大気と接触している洗浄液の圧力Ｐw （洗浄液の表面張力と基板Ｗの被洗浄面の表面張力も含む）と大気圧Ｐa との関係をＰw≒Ｐaとすることにより、第１の開口部２１ｂを通じて被処理基板Ｗに供給され、被処理基板Ｗに接触した洗浄液は、洗浄用ノズルの外部に漏れることなく、排出管２２に排出される。すなわち、洗浄用ノズルから被処理基板Ｗ上に供給した洗浄液は、被処理基板Ｗ上の洗浄液を供給した部分（第１と第２の開口部２１ｂ，２２ｂ）以外の部分に接触することなく、基板Ｗ上から除去される。
【００５０】
ここでの被処理基板Ｗの洗浄の際、処理領域３５に洗浄液２を供給した状態で上記超音波振動子本体４８により超音波振動を付与し、洗浄液２と共働して被処理基板Ｗを洗浄できる。
【００５１】
洗浄用ノズル１の各開口部２１ｂ，２２ｂと、被処理基板Ｗとの間の距離Ｈは、８ｍｍ以下で被処理基板Ｗと接触しない範囲がよく、好ましくは６ｍｍ以下で基板Ｗと接触しない範囲、より好ましくは３ｍｍ以下で基板Ｗと接触しない範囲とするのがよい。８ｍｍを越えると、基板Ｗと洗浄用ノズルとの間に所望の洗浄液を満たすことが困難となり、洗浄が難しくなるからである。
洗浄用ノズル１の接液面は、保護部として、ＰＦＡ等のフッ素樹脂や、用いる洗浄液によっては最表面がクロム酸化物のみからなる不動態膜面のステンレス、あるいは酸化アルミニウムとクロム酸化物の混合膜を表面に備えたステンレス、オゾン水に対しては電解研磨表面を備えたチタン等とすることが、洗浄液への不純物の溶出がないことから好ましい。接液面を石英により構成すれば、フッ酸を除く全ての洗浄液の供給に好ましい。
本実施の形態における洗浄用ノズルの構成においては、処理領域３５に供給される洗浄液２が水素水である場合は、水素水超音波洗浄用ノズルとして用いることができ、洗浄液がオゾン水である場合は、オゾン水超音波洗浄用ノズルとして用いることができ、洗浄液が純水である場合は、純水リンス超音波洗浄用ノズルとして用いることができる。
【００５２】
本実施形態のウエット処理用ノズル１では、連結部２３に処理領域３５内の洗浄液２に超音波振動を付与するための上記の構成の超音波振動子４０が設けられたことにより、超音波振動子本体４８から伝播された超音波振動が振動板４６の主面と反対側の面（超音波振動子本体４８が設けられた面と反対側の面）から処理領域３５内の洗浄液２に効率良く放射され、洗浄液２と超音波振動が十分に共働して、充分なウエット処理を行うことができる。
【００５３】
本実施形態の洗浄用ノズル１では、処理液２が管収容孔２１ｃ，２２ｃの内表面である側板（超音波伝播部）４７に直接接触しないため、超音波伝播部内部の管収容孔２１ｃ，２２ｃの内表面において、超音波振動と処理液２とが協働して洗浄処理がおこなわれて不純物が処理液に溶出することがない。また、管収容孔２１ｃ，２２ｃ内部が洗浄処理等されてしまうことがないため、超音波伝播部としての側板４７と振動板４６とが一体となった超音波振動子４０の寿命が短くなることを防止できる。さらに、超音波伝播部４７の成分が処理液中に混合して被処理基板Ｗ表面を汚染することを防止することができる。
【００５４】
また、超音波伝播部においては、管収容孔２１ｃ，２２ｃ内部に液供給排出管２１，２２が設けられていることにより、この液供給排出管２１，２２の内部に処理液２を流通した状態で洗浄等の処理をおこなった場合に、管収容孔２１ｃ，２２ｃ内部の処理液２に超音波が伝播することを防止でき、接液面から照射されるべき超音波エネルギーをロスすることがないため、投入電力に対する処理効率を向上することができ、処理に充分な振動エネルギーを得るため過剰の電力を投入する必要がない。
【００５５】
さらに、本実施形態の洗浄用ノズル１では、導入口２１ａを有する導入管２１と、排出口２２ａを有する排出管２２と、導入管２１と排出管２２のそれぞれの他端を連結し、被処理基板Ｗに対面する連結部２３とからなり、この連結部２３に、導入管２１が開口している第１の開口部２１ｂと、排出管２２が開口している第２の開口部２２ｂが設けられ、洗浄液２が第１の開口部２１ｂから被処理基板Ｗに向けて供給されることにより、連結部２３と被処理基板Ｗの対向するそれぞれの面の間の空間に、洗浄液２で満たされた処理領域３５が形成され、処理領域３５からの排出液が第２の開口部２２ｂから排出管２２に導かれ、排出口２２ａより排出されるようにした構成としたことにより、導入管２１から洗浄液２を被処理基板表面に供給したら、その洗浄液２を供給した部分以外の被処理基板表面に洗浄液２を接触させることなく、排出管２２から除去物（被処理基板から除去したもの）を含んだ洗浄液を排出液として外部に排出できるので、充分な清浄度が得られる。また、第１の開口部２１ｂでの洗浄液２の圧力に対して排出口２２ｂからの吸引力を制御することで洗浄液２をノズルの外部に漏らすことがなく、排出することができるので、少ない洗浄液で充分な清浄度が得られる。
【００５６】
また、本実施形態では、洗浄用ノズル１を被処理基板Ｗの上面側（一方の被処理面側）に設けた場合について説明したが、図１１に示すように被処理基板Ｗの下面側にも洗浄用ノズルを設けてもよい。この洗浄用ノズルは、先に述べた洗浄用ノズル１と同様の構成とすることができる。
【００５７】
以下、本発明に係るウエット処理装置の第５実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第５の実施形態］
本実施の形態は上記の第４実施形態のウエット処理用ノズルを具備した洗浄装置（ウェット処理装置）の一例である。
図１２は、本実施の形態の洗浄装置５１の概略構成を示す図であって、例えば被処理基板として数百ｍｍ角程度の大型のガラス基板（以下、単に基板という）を枚葉洗浄するための装置である。
【００５８】
図中符号５２は洗浄部、５３はステージ（基板保持手段）、５４、５５、５６、８９は洗浄用ノズル、５７は基板搬送ロボット、５８はローダカセット、５９はアンローダカセット、６０は水素水・オゾン水生成部、６１は洗浄液再生部、Ｗはガラス基板（被処理基板）である。
【００５９】
図１２に示すように、装置上面中央が洗浄部５２となっており、基板Ｗを保持するステージ５３が設けられている。ステージ５３には、基板Ｗの形状に合致した矩形の段部が設けられ、この段部上に基板Ｗが嵌め込まれて、基板Ｗの表面とステージ５３の表面が面一状態でステージ５３に保持されるようになっている。また、段部の下方には空間部が形成され、空間部にはステージ５３の下方から基板昇降用シャフト（図示略）が突出している。基板昇降用シャフトの下端にはシリンダ等のシャフト駆動源（図示略）が設けられ、基板搬送ロボット５７による基板Ｗの受け渡しの際にシリンダの作動により上記基板昇降用シャフトが上下動し、シャフトの上下動に伴って基板Ｗが上昇または下降するようになっている。
【００６０】
ステージ５３を挟んで対向する位置に一対のラックベース６２が設けられ、これらラックベース６２間に洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９が架設されている。洗浄用ノズルは並列配置された４本のノズルからなり、各洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９が異なる洗浄方法により洗浄を行うものとなっている。本実施の形態の場合、これら４本のノズルは、基板にオゾンを供給するとともに紫外線ランプ６３から紫外線を照射することによって主に有機物を分解除去する紫外線洗浄用ノズル５４、オゾン水を供給しつつ超音波振動子本体４８により超音波振動を付与して洗浄するオゾン水超音波洗浄用ノズル５５、水素水を供給しつつ超音波振動子本体４８により超音波振動を付与して洗浄する水素水超音波洗浄用ノズル５６、純水を供給してリンス洗浄を行う純水リンス洗浄用ノズル８９、である。
【００６１】
各洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９は、プッシュ・プル型ノズル（省液型ノズル）と呼ばれるものである。また、これら４本のノズルのうちオゾン水超音波洗浄用ノズル５５と、水素水超音波洗浄用ノズル５６は、図９〜図１１を用いて説明した第４実施形態の洗浄用ノズルと同様の構成のもの、あるいは１本の洗浄用ノズルにつき図９〜図１１を用いて説明した第４実施形態の洗浄用ノズルが複数設けられたもの（図１２では、１本の洗浄用ノズルにつき、導入管２１と排出管２２との連結部２３およびこの連結部２３に設けられた超音波振動子４０（又は超音波振動子４０ａ）および第１、第２の開口部２１ｂ，２２ｂはそれぞれ３組づつ設けられており、第１と第２の開口部２１ｂ，２２ｂはそれぞれ３組合わせて基板Ｗの幅以上の長さに延びている。）である。ただし、ここでは図示の都合上、超音波振動子本体４８のみを図示し、洗浄液導入部、洗浄液排出部等に区分した図示は省略する。
【００６２】
また、洗浄用ノズル５４は、超音波振動子本体４８に代えて紫外線ランプ６３が設けられた以外は上記実施形態の洗浄用ノズルと略同様の構成であり、洗浄用ノズル８９は、超音波振動子本体４８が設けられていない以外は、上記実施形態の洗浄用ノズルと略同様の構成である。ただし、ここでは図示の都合上、洗浄液導入部、洗浄液排出部等に区分した図示は省略する。
この洗浄装置５１では、上記４本の洗浄ノズルが基板Ｗの上方で基板Ｗとの間隔を一定に保ちながらラックベース６２に沿って順次移動することにより、基板Ｗの被洗浄面全域（被処理面全域）が４種類の洗浄方法により洗浄される構成となっている。
【００６３】
各洗浄用ノズルの移動手段（ノズル・被処理物相対移動手段）としては、各ラックベース６２上のリニアガイドに沿って水平移動可能とされたスライダがそれぞれ設けられ、各スライダの上面に支柱がそれぞれ立設され、これら支柱に各洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９の両端部が固定されている。各スライダ上にはモータ等の駆動源が設置されており、各スライダがラックベース６２上を自走する構成となっている。そして、装置の制御部（図示略）から供給される制御信号により各スライダ上のモータがそれぞれ作動することによって、各洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９が個別に水平移動する構成となっている。また、上記支柱にはシリンダ（図示略）等の駆動源が設けられ、支柱が上下動することにより各洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９の高さ、すなわち各洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９と基板Ｗとの間隔がそれぞれ調整可能となっている。
【００６４】
洗浄部５２の側方に、液供給排出手段として、水素水・オゾン水生成部６０と洗浄液再生部６１とが設けられている。水素水・オゾン水生成部６０には、水素水製造装置６４とオゾン水製造装置６５とが組み込まれている。いずれの洗浄液も、純水中に水素ガスやオゾンガスを溶解させることによって生成することができる。そして、水素水製造装置６４で生成された水素水が、水素水供給配管６６の途中に設けられた送液ポンプ６７により水素水超音波洗浄用ノズル５６に供給されるようになっている。同様に、オゾン水製造装置６５で生成されたオゾン水が、オゾン水供給配管６８の途中に設けられた送液ポンプ６９によりオゾン水超音波洗浄用ノズル５５に供給されるようになっている。なお、純水リンス洗浄用ノズル８９には製造ライン内の純水供給用配管（図示略）から純水が供給されるようになっている。
【００６５】
また、洗浄液再生部６１には、使用後の洗浄液中に含まれたパーティクルや異物を除去するためのフィルタ７０、７１が設けられている。水素水中のパーティクルを除去するための水素水用フィルタ７０と、オゾン水中のパーティクルを除去するためのオゾン水用フィルタ７１が別系統に設けられている。すなわち、水素水超音波洗浄用ノズル５６の排出口から排出された使用後の水素水（排出液）は、水素水回収配管７２の途中に設けられた送液ポンプ７３により水素水用フィルタ７０に回収されるようになっている。同様に、オゾン水超音波洗浄用ノズル５５の排出口から排出された使用後のオゾン水（排出液）は、オゾン水回収配管７４の途中に設けられた送液ポンプ７５によりオゾン水用フィルタ７１に回収されるようになっている。
【００６６】
そして、水素水用フィルタ７０を通した後の水素水は、再生水素水供給配管７６の途中に設けられた送液ポンプ７７により水素水超音波洗浄用ノズル５６に供給されるようになっている。同様に、オゾン水用フィルタ７１を通した後のオゾン水は、再生オゾン水供給配管７８の途中に設けられた送液ポンプ７９によりオゾン水超音波洗浄用ノズル５５に供給されるようになっている。また、水素水供給配管６６と再生水素水供給配管７６は水素水超音波洗浄用ノズル５６の手前で接続され、弁８０によって水素水超音波洗浄用ノズル５６に新しい水素水を導入するか、再生水素水を導入するかを切り換え可能となっている。同様に、オゾン水供給配管６８と再生オゾン水供給配管７８はオゾン水超音波洗浄用ノズル５５の手前で接続され、弁８１によってオゾン水超音波洗浄用ノズル５５に新しいオゾン水を導入するか、再生オゾン水を導入するかを切り換え可能となっている。なお、各フィルタ７０，７１を通した後の水素水やオゾン水は、パーティクルが除去されてはいるものの、液中気体含有濃度が低下しているため、配管を通じて再度水素水製造装置６４やオゾン水製造装置６５に戻し、水素ガスやオゾンガスを補充するようにしてもよい。
【００６７】
洗浄部５２の側方に、ローダカセット５８、アンローダカセット５９が着脱可能に設けられている。これら２つのカセット５８、５９は、複数枚の基板Ｗが収容可能な同一の形状のものであり、ローダカセット５８に洗浄前（ウエット処理前）の基板Ｗを収容し、アンローダカセット５９には洗浄済（ウエット処理後）の基板Ｗが収容される。そして、洗浄部５２とローダカセット５８、アンローダカセット５９の中間の位置に基板搬送ロボット５７が設置されている。基板搬送ロボット５７はその上部に伸縮自在なリンク機構を有するアーム８２を有し、アーム８２は回転可能かつ昇降可能となっており、アーム８２の先端部で基板Ｗを支持、搬送するようになっている。
【００６８】
上記構成の洗浄装置５１は、例えば洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９と基板Ｗとの間隔、洗浄用ノズルの移動速度、洗浄液の流量等、種々の洗浄条件をオペレータが設定する他は、各部の動作が制御部により制御されており、自動運転する構成になっている。したがって、この洗浄装置５１を使用する際には、洗浄前の基板Ｗをローダカセット５８にセットし、オペレータがスタートスイッチを操作すれば、基板搬送ロボット５７によりローダカセット５８からステージ５３上に基板Ｗが搬送され、ステージ５３上で各洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９により紫外線洗浄、オゾン水超音波洗浄、水素水超音波洗浄、リンス洗浄が順次自動的に行われ、洗浄後、基板搬送ロボット５７によりアンローダカセット５９に収容される。
【００６９】
本実施形態の洗浄装置５１においては、本発明の実施形態の洗浄用ノズル５５，５６と、上記のノズル・被処理物相対移動手段とを備えたことにより、上記本実施形態の洗浄用ノズルの利点を有したまま基板Ｗの被洗浄面全域を洗浄することができる。
また、本実施形態の洗浄装置５１は、４本の洗浄用ノズル５４，５５，５６，８９の各々が、紫外線洗浄、オゾン水超音波洗浄、水素水超音波洗浄、リンス洗浄といった異なる洗浄方法により洗浄処理する構成であるため、本装置１台で種々の洗浄方法を実施することができる。したがって、例えば、水素水超音波洗浄、オゾン水超音波洗浄により微細な粒径のパーティクルを除去し、さらにリンス洗浄で基板表面に付着した洗浄液も洗い流しながら仕上げの洗浄を行う、というように種々の被除去物を充分に洗浄除去することができる。また、本実施の形態の洗浄装置５１の場合、上記の省液型の洗浄用ノズルが備えられているため、洗浄液の使用量を低減することができ、しかも、ノズルの下方に液溜まりが生じないため、高効率、高清浄度の基板洗浄を実施することができる。したがって、半導体デバイス、液晶表示パネル等をはじめとする各種電子機器の製造ラインに好適な洗浄装置を実現することができる。
【００７０】
以下、本発明に係るウエット処理装置の第６実施形態を、図面に基づいて説明する。
［第６の実施形態］
図１３は、本実施形態のウエット処理装置におけるウエット処理ノズルの断面図である。
図において、符号２００はウエット処理装置のウエット処理ノズルであり、本ウエット処理ノズル２００は、図示略の発振器と、可搬形の箱体２０１と、図示略の液供給排出手段とを具備するものとされている。
【００７１】
箱体２０１は、図１３に示すように、例えば中空円筒状のもので、内部に振動子（超音波振動子）２２１が収納されている。また箱体２０１の下側には、振動子２２１の出力端２２１ａに接するホーン２０２が配置されている。ホーン２０２は超音波伝播部を構成しており、このホーン２２０はＴｉやステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ）からなっている。
【００７２】
また、箱体２０１の下部には別の雄ネジ部２０１ａが形成され、この雄ネジ部２０１ａがホーン２０２に設けられた雌ねじ部２０２ｄにねじ込まれている。そして、箱体２０１とホーン２０２の間には、別のＯリング２０１ｂが挟み込まれている。このようにして箱体２０１とホーン２０２とが結合される。
【００７３】
振動子２２１は、いわゆるボルト締めランジュバン型超音波振動子であり、ＰＺＴ等の電歪素子２２２の表裏に電極２２３，２２４を介して図示略の発振器が接続されるとともにこの電歪素子２２２を下部メタル部材２２５及び上部メタル部材２２６によって挟み、これらをボルト２２７で結合している。この振動子２２１は、図示略の発振器から超音波周波電気信号を受けて超音波振動を発生する。発生した振動は振動子２２１の出力端２２１ａからホーン２０２に伝達され、その底面の接液面２０２ａから放射される。
また、振動子２２１は、約２０ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ程度の範囲の周波数の超音波振動を出力可能なものであることがウエット処理を行う場合に実用的な超音波処理が可能である点で好ましく、特に、保持可能な処理液層の厚さの観点から０．２ＭＨｚ以上の周波数が好ましいが、約２０ｋＨｚにおいても処理は充分可能である。
【００７４】
振動子２２１について更に詳細に説明すると、この振動子２２１において、ボルト２２７の雄ネジ部２２７ａが、上部メタル部材２２６、電極２２３、２２４及び電歪素子２２２をそれぞれ貫通するとともに、下部メタル部材２２５の一部にまでねじ込まれている。そして、このボルト２２７には、ボルト２２７を長手方向に向けて貫通する管収納孔２２７ｂが形成されている。また、下部メタル部材２２５において、ボルト２２７の雄ネジ部２２７ａの下側には、管収納孔２２７ｂに連通するボス収納孔２２５ａ（管収納孔）が設けられている。
【００７５】
ホーン２０２は、図１３に示すように略円板状とされ、振動子２２１と対向する面の反対側の面が、被処理基板（被ウエット処理物）Ｗに対向する接液面２０２ａとされている。
また、ホーン２０２の振動子２２１側の面のほぼ中央には、ボス収納孔２２５ａに収納されるボス部２０２ｂが振動子２２１側に突設されており、このボス部２０２ｂにはノズル孔２０２ｃが設けられるとともにこのノズル孔２０２ｃの一部が雌ねじ部２０２ｄとされている。
【００７６】
そして、ボルト２２７の管収納孔２２７ｂ及び下部メタル部材２２５のボス収納孔２２５ａには、液供給管２３１が装入されている。液供給管２３１の先端には雄ネジ部２３１ａが形成され、この雄ネジ部２３１ａがボス部２０２ｂの雌ねじ部２０２ｄにねじ込まれている。また、液供給管２３１の雄ネジ部２３１ａ先端とボス部２０２ｂの間にはＯリング２３１ｂが挟み込まれている。
このようにして、本実施形態においては、管収容孔２２７ｂ及びボス収納孔２２５ａが、ホーン２０２（超音波伝播部）及び振動子２２１（超音波振動子）を貫通して設けられ、この管収容孔２２７ｂ及びボス収納孔２２５ａ内に液供給管２３１（液供給排出管）が収納されている。
これによりウエット処理液は、液供給管２３１を介してノズル孔２０２ｃに供給できるようになっている。
【００７７】
液供給管２３１は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）等のプラスチックからなっている。液供給管２３１の管径は管収容孔２２７ｂの管径よりも小さく設定されており、管収容孔２２７ｂの内面と液供給管２３１の外面との間には、エア層２３３が形成されるようになっている。
【００７８】
本実施形態のウエット処理装置２００において行われるウエット処理としては、洗浄、剥離、現像、ウエットエッチング、メッキ、研磨等の処理をおこなうことができる。このとき、図示略の液供給手段から供給する処理液としては、洗浄処理の場合は、超純水、電解イオン水、オゾン水、水素水、等が用いられ、剥離処理の場合には、希ＮａＯＨ、希ＫＯＨ等無機アルカリや、アミン系剥離液等が用いられ、現像処理の場合には、希ＮａＯＨ、希ＫＯＨ等無機アルカリや、トリメチルアンモニウムハイトライト希釈液等が用いられ、ウエットエッチングの場合には、フッ酸エッチング液等が用いられ、メッキ処理の場合には、Ｃｕ用、Ａｇ用、Ａｕ用メッキ液等が用いられ、研磨処理の場合には、ＳｉＯ2 スラリー、Ａｌ2Ｏ3スラリー、ダイヤモンドスラリー等が用いられる。
【００７９】
ウエット処理装置２００は、液供給手段から処理液が供給されて、接液面２０２ａに処理液が当接した状態になると、図示略の発振器から超音波周波電気信号が発振されこれを受けて振動子２２１が超音波振動を発生し、この振動が、ホーン２０２に伝達されて、接液面２０２ａから放射される。
図１３に示すように、被ウエット処理物Ｗが半導体、液晶表示パネル等の基板とされた場合、ホーン２０２の接液面２０２ａと被処理基板Ｗの表面とを対向する状態とし、液供給手段から処理液を供給して、接液面２０２ａから被処理基板Ｗに向けて超音波を照射すると、ホーン２０２先端の接液面２０２ａと被処理基板Ｗ表面との間に処理液２の液溜り（処理領域）ができ、この処理領域内において超音波振動により被処理物Ｗ表面をウエット処理することができる。
ウエット処理用ノズルとしての接液面２０２ａと、被処理基板Ｗとの間の距離は、８ｍｍ以下で被処理基板Ｗと接触しない範囲がよく、好ましくは６ｍｍ以下で基板Ｗと接触しない範囲、より好ましくは３ｍｍ以下で基板Ｗと接触しない範囲とするのがよい。これは、８ｍｍを越えると、基板Ｗとウエット処理用ノズルとの間に所望の処理液を満たすことが困難となり、洗浄等のウエット処理が難しくなるからである。
【００８０】
このとき、図１３に示すように、処理液２が液供給管２３１に位置して、この処理液２が管収容孔２２７ｂの内表面である振動子２２１自体に直接接触しないため、振動子２２１内部の管収容孔２３１内表面において、ウエット処理がおこなわれることを防止できる。
このため、処理液２が汚染されることが防止でき、この処理液２により被処理基板Ｗが汚染することを防止できる。
また、管収容孔２２７ｂの内面と液供給管２３１の外面との間には、エア層２３３が形成されているため、振動子２２１から液供給管２３１内部の処理液２に超音波が伝播されることがなく、接液面２０２ａから照射されるべき超音波エネルギーをロスすることがない。このため、投入電力に対する処理効率を向上することができ、処理に充分な振動エネルギーを得るため過剰の電力を投入する必要がない。
【００８１】
本実施形態において、ホーン２０２の接液面２０２ａには該液供給管２３１外部の収納孔２２５ａ内部をシールするシール手段たるＯリング２３１ｂが設けられてなることにより、接液面２０２ａ付近にある処理液２が管収容孔１３２及び収納孔２２５ａ内部のエア層２３３に進入してしまうことを防止できるので、振動子２２１の管収容孔２２７ｂ内表面に処理液２が接触することがない。このため、管収容孔２２７ｂ内部がウエット処理されることを防止でき、ホーン２０２（超音波伝播部）及び振動子２２１の寿命が短くなることを防止できる。
【００８２】
また、本発明においては、管収容孔２２７ｂが、ホーン２０２及び振動子２２１を貫通して設けられ、管収容孔２２７ｂ内に液供給排出管２３１が収納されることにより、振動子２２１の内部に処理液を流通させるので、超音波伝播部（ホーン）を小型にすることができ、これにより超音波エネルギーを振動子２２１から接液面２０２ａに対して伝搬させる際のエネルギーロスを少なくすることができ、投入電力に対する処理効率をより向上できる。また、ホーン２０２を小型化にできることで、処理効率の上では好ましい一方で伝搬部が大きいとエネルギーロスが増すという理由からあまり使われていなかった２０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの周波数帯域の超音波の使用が可能となり、これによりウエット処理の処理効率が向上し、これに伴って処理液の消費量も低減できる。
【００８３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、ウエット処理用ノズルの形状や寸法、ウエット処理用ノズルの導入管や排出管の数や設置位置等の具体的な構成等に関しては、適宜設計変更が可能なことは勿論である。
さらに、上記実施の形態においては、本発明のノズルを洗浄用ノズルに適用した例を示したが、洗浄以外のウェット処理、例えばエッチング、レジスト除去、研磨等、他のウエット処理に本発明のノズルを適用することも可能である。
【００８４】
【発明の効果】
本発明のウエット処理用ノズルおよびウエット処理装置によれば、接液面にウエット処理液を供給排出するための液供給排出管が内部に収容される管収容孔を有する超音波伝播部を具備する構成とすることで、処理液が供給排出管の内部を流通することにより、処理液が管収容孔の内表面である超音波伝播部に直接接触しないため、超音波伝播部内部の管収容孔の内表面において、洗浄、研磨、剥離、エッチング、メッキがおこなわれることがなく、また、前記管収容孔内部が研磨等されてしまうことがないため、超音波伝播部の寿命が短くなることを防止でき、超音波伝播部の成分が処理液中に混合して被処理物表面を汚染することを防止することができ、さらに、液供給排出管の内部に処理液を流通した状態でウエット処理をおこなった場合でも、管収容孔内部の処理液に超音波が伝播することを防止でき、接液面から照射されるべき超音波エネルギーをロスすることがないため、投入電力に対する処理効率を向上することができ、処理に充分な振動エネルギーを得るため過剰の電力を投入する必要がないという効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   本発明に係るウエット処理装置の第１実施形態を示す正面図である。
【図２】   図１のウエット処理装置におけるホーンを示す平断面図である。
【図３】   図２のホーンの先端部分を示す拡大平断面図である。
【図４】   図１のホーンの接液面を示す側面図である。
【図５】   本発明に係るウエット処理装置の第２実施形態におけるホーンを示す平断面図である。
【図６】   本発明に係るウエット処理装置の第３実施形態におけるホーンの先端部分を示す拡大平段面図である。
【図７】   図６のホーンの接液面を示す側面図である。
【図８】   本発明に係るウエット処理装置におけるホーンの他の実施形態を示す斜視図である。
【図９】   本発明に係るウエット処理用ノズルの第４実施形態を示す下面図である。
【図１０】   図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図１１】   本発明に係るウエット処理用ノズルの他の実施形態を示す断面図である。
【図１２】   本発明のウエット処理装置における第５実施形態の概略構成を示す平面図である。
【図１３】   本発明のウエット処理装置における第６実施形態の概略構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・洗浄用ノズル（ウエット処理用ノズル）
２・・・洗浄液（処理液）
２１・・・導入管（導入管）
２１ａ・・・導入口
２１ｂ・・・第１の開口部
２２・・・排出管（排出管）
２２ａ・・・排出口
２２ｂ・・・第２の開口部
２３・・・連結部
３５・・・処理領域
４０・・・超音波振動子
４６・・・振動板（振動部）
４７・・・側板（側壁部）
４８・・・超音波振動子本体
５１・・・洗浄装置（ウエット処理装置）
５５，５６・・・洗浄用ノズル（ウエット処理用ノズル）
Ｗ・・・被処理基板（被処理物）、
１００・・・ウエット処理装置
１０１・・・発振器
１０１Ａ・・・液供給排出手段
１０２・・・箱体
１２１・・・振動子（超音波振動子）
１２２・・・コーン（超音波伝播部）
１２３・・・ホーン（超音波伝播部）
１２３Ａ・・・接液面部分
１３０・・・接液面
１３１・・・液供給管（液供給排出管）
１３２・・・管収容孔
１３３・・・エア層
１３４・・・シール手段
１３５・・・保護部
１３６・・・着脱部分
１３７・・・螺設部分
１４１・・・液排出管（液供給排出管）
１４２・・・液排出口
【図１】
0004180306.tif 000002
【図２】
0004180306.tif 000003
【図３】
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【図４】
0004180306.tif 000005
【図５】
0004180306.tif 000006
【図６】
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【図７】
0004180306.tif 000008
【図８】
0004180306.tif 000009
【図９】
0004180306.tif 000010
【図１０】
0004180306.tif 000011
【図１１】
0004180306.tif 000012
【図１２】
0004180306.tif 000013
【図１３】
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