(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前記洗浄槽内に貯留された飽和濃度の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液のガス溶存濃度を調節する工程と、
前記ガス溶存濃度を調節された前記洗浄槽内の洗浄液に基板を浸漬する工程と、
前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬された基板を洗浄する工程と、を備える
ことを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項２】
次に処理されるべき基板が洗浄槽内に収容される前に、前記洗浄槽内に貯留された洗浄液を洗浄槽から排出する工程を、さらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
【請求項３】
前記基板を洗浄する工程において、前記洗浄槽から溢れ出た洗浄液が洗浄槽内へ循環供給される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄方法。
【請求項４】
前記基板を洗浄する工程において、前記洗浄槽内への洗浄液の供給は停止している
ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄方法。
【請求項５】
前記洗浄槽内の洗浄液の温度を調節する工程をさらに備える
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。
【請求項６】
基板を収容可能であり洗浄液を貯留する洗浄槽と、
前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射する超音波発生装置と、
前記洗浄槽に接続され、前記洗浄槽内に洗浄液を供給する供給管と、
前記洗浄槽または前記供給管に接続され、洗浄液内にガスを供給するガス供給管と、
前記ガス供給管からのガスの供給と、前記超音波発生装置による超音波の照射と、を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
基板を前記洗浄槽内に収容して洗浄液に浸漬する前に、前記超音波発生装置による前記洗浄槽内の洗浄液への超音波の照射を停止した状態で、前記ガス供給管からガスを供給して、前記洗浄槽内の洗浄液に溶解した前記ガスの溶存濃度を飽和濃度にし、
洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にした後であって、基板を前記洗浄槽内に収容して洗浄液に浸漬する前に、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液のガス溶存濃度を調節するよう、ガスの供給および超音波の照射を制御する
ことを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬された基板を洗浄し、さらに、洗浄された基板を前記洗浄槽内の洗浄液から取り上げた後に、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にするよう、ガスの供給および超音波の照射を制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の基板洗浄装置。
【請求項８】
前記制御装置は、次に処理されるべき基板を前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬する前に、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液のガス溶存濃度を調節するよう、ガスの供給および超音波の照射を制御する
ことを特徴とする請求項７に記載の基板洗浄装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬された基板を洗浄している途中に、前記超音波発生装置による前記洗浄槽内の洗浄液への超音波の照射をいったん停止して、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にするよう、ガスの供給および超音波の照射を制御する
ことを特徴とする請求項６に記載の基板洗浄装置。
【請求項１０】
前記洗浄槽内の洗浄液を排出する排出管をさらに備え、
前記制御装置は、次に処理されるべき基板が前記洗浄槽内に収容される前に、前記洗浄槽内に貯留された洗浄液が洗浄槽から前記排液管を介して排出されるように、構成されている
ことを特徴とする請求項６または９に記載の基板洗浄装置。
【請求項１１】
前記洗浄槽に接続され、前記洗浄槽内に洗浄液を供給する供給管をさらに備え、
前記供給管は、前記洗浄槽から溢れ出た洗浄液を前記洗浄槽内に循環供給するように構成されている
ことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
【請求項１２】
前記洗浄槽に接続され、前記洗浄槽内に洗浄液を供給する供給管をさらに備え、
前記供給管は、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波が照射されている間、前記洗浄槽内への洗浄液の供給は停止するように構成されている
ことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
【請求項１３】
洗浄液の温度を調節する調節機構をさらに備え、
前記制御装置は、前記洗浄槽内の洗浄液の温度を調節するよう、前記調節機構を制御する
ことを特徴とする請求項６乃至１２のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
【請求項１４】
基板洗浄装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムが記録された記録媒体であって、
前記プログラムが前記制御装置によって実行されることにより、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の被処理基板の洗浄方法を
基板洗浄装置に実施させることを特徴とする記録媒体。
【請求項１５】
基板洗浄装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムであって、
前記制御装置によって実行されることにより、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の被処理基板の洗浄方法を
基板洗浄装置に実施させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被処理基板を洗浄液に浸漬するとともに洗浄液に超音波を照射して、基板に付着したパーティクルを除去する基板洗浄方法および基板洗浄装置に係り、とりわけ、ロット間におけるパーティクルの除去効率の変動を抑制することができる基板洗浄方法および基板洗浄装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、被処理基板を洗浄液に浸漬するとともに洗浄液に超音波を照射して、基板に付着したパーティクルを除去する基板洗浄方法であって、ロット間におけるパーティクルの除去効率の変動を抑制することができる基板洗浄方法を実行するためのプログラム、および、当該プログラムを記憶したプログラム記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００３】
被処理基板を洗浄液に浸漬させるとともに洗浄液に超音波を発生させて被処理基板を洗浄する方法、いわゆる超音波洗浄（メガソニック処理を含む）が、例えば特許文献１から既知である。超音波洗浄における多くの場合、とりわけ、薬液を洗浄液として用いる場合、洗浄槽から溢れ出た洗浄液は、洗浄槽に循環供給されて再利用される。
【特許文献１】特開１０−１０９０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、超音波洗浄によって基板を洗浄していく場合、パーティクルの除去効率がロット間で大きく変化してしまうことがある。とりわけ、洗浄液が循環供給される場合に、除去効率の変動が大きくなる傾向がある。
【０００５】
本件発明者らが調査したところ、複数のロットを超音波洗浄していく場合、超音波の照射や大気の溶解等に起因し、洗浄液中に溶解したガスの溶存濃度が時間の経過にともなって変化していくことが知見された。また、ガス溶存濃度は、とりわけ洗浄液が循環供給される場合に、大きく変化することも知見された。図８には、循環供給される洗浄液を用いて四つのロットを順に洗浄処理していった場合における、時間の経過にともなったガス溶存濃度の変化を示している。この例において、第１ロットと第４ロットは同一の処理条件（２４０Ｗ、５分）で洗浄したにもかかわらず、第１ロットのパーティクル除去効率は７２％となり、第２ロットのパーティクル除去効率は９１％となった。
【０００６】
一般的に、また、特許文献１にも記載されているように、パーティクルの除去効率は洗浄液のガス溶存濃度に影響をうけるとされている。したがって、パーティクルの除去効率のロット間における変動を抑制するためには、洗浄液のガス溶存濃度をロット間で揃えることが有効である。
【０００７】
しかしながら、耐薬液性を有したガス溶存濃度測定器は極めて高価であり、一般的な基板洗浄装置の価格を考慮すると、耐薬液性を有する溶存濃度測定器を量産用の基板洗浄装置に組み込むことは現実的ではない。したがって、変動する洗浄液のガス溶存濃度を把握することは現状において困難である。また、洗浄液中にガスを溶解させる溶解装置や洗浄液を脱気する脱気装置は、大きな設置スペースを要するとともに、基板洗浄装置の制御を複雑化させることになる。すなわち、ガス溶存濃度を把握することができたとしても、別の問題が生じてしまう。
【０００８】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、簡単な方法により、ロット間におけるパーティクルの除去効率のばらつきを抑制することができる基板洗浄方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、簡単な構成を有し、ロット間におけるパーティクルの除去効率のばらつきを抑制することができる基板洗浄装置を提供することを目的とする。
【００１０】
さらに、本発明は、簡単な方法により、ロット間におけるパーティクルの除去効率のばらつきを抑制することができる基板洗浄方法を実行するためのプログラム、および、当該プログラムを記憶したプログラム記録媒体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】
【００１１】
本発明による第１の基板洗浄方法は、洗浄槽内の洗浄液への超音波の照射を停止した状態で、前記洗浄槽内にガスを供給して、前記洗浄槽内の洗浄液に溶解した前記ガスの溶存濃度を飽和濃度にする工程と、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬された基板を洗浄する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明による第１の基板洗浄方法において、前記洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程は、前記洗浄槽内の洗浄液に被処理基板を浸漬する前に実施されるようにしてもよい。このような基板洗浄方法が、前記洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程の後に実施される工程であって、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液のガス溶存濃度を調節する工程と、前記洗浄液のガス溶存濃度を調節する工程の後に実施される工程であって、前記洗浄槽内の洗浄液に基板を浸漬する工程と、をさらに備えるようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明による第１の基板洗浄方法において、前記洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程は、前記基板を洗浄する工程において洗浄された前記基板を前記洗浄槽内の洗浄液から取り上げた後に実施されるようにしてもよい。このような基板洗浄方法が、次に処理されるべき基板を前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬する前に、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液のガス溶存濃度を調節する工程をさらに備えるようにしてもよい。
【００１４】
さらに、本発明による第１の基板洗浄方法において、前記基板を洗浄する工程は、前記洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程の前と、前記洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程の後と、の少なくとも二回実施されるようにしてもよい。あるいは、本発明による第１の基板洗浄方法において、前記基板を洗浄する工程が二回以上実施されるとともに、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程も二回以上実施され、前記洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程は、基板を洗浄する工程と基板を洗浄する工程との間にも実施されるようにしてもよい。
【００１５】
さらに、本発明による第１の基板洗浄方法において、前記ガスは、前記洗浄槽へ向けて流れる洗浄液中に供給され、洗浄液とともに洗浄槽内へ供給されるようにしてもよい。このような基板洗浄方法において、前記ガスは、前記洗浄槽から溢れ出た後に再び前記洗浄槽内へ循環供給される洗浄液中に供給されるようにしてもよい。
【００１６】
あるいは、本発明による第１の基板洗浄方法において、前記ガスは、前記洗浄槽の内部に直接供給されるようにしてもよい。
【００１７】
本発明による第２の基板洗浄方法は、飽和濃度の洗浄液を洗浄槽に供給し、前記洗浄槽内に飽和濃度の洗浄液を貯留する工程と、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬された基板を洗浄する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明による第２の基板洗浄方法が、前記洗浄槽内に貯留された洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液のガス溶存濃度を調節する工程と、前記洗浄槽内の洗浄液に基板を浸漬する工程と、をさらに備え、前記基板を浸漬する工程は、前記洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程の後であって前記基板を洗浄する工程の前に、実施されるようにしてもよい。
【００１９】
本発明による第１または第２の基板洗浄方法が、次に処理されるべき基板が洗浄槽内に収容される前に、前記洗浄槽内に貯留された洗浄液を洗浄槽から排出する工程を、さらに備えるようにしてもよい。
【００２０】
また、本発明による第１または第２の基板洗浄方法の前記基板を洗浄する工程において、前記洗浄槽から溢れ出た洗浄液が洗浄槽内へ循環供給されるようにしてもよい。あるいは、本発明による第１または第２の基板洗浄方法の前記基板を洗浄する工程において、前記洗浄槽内への洗浄液の供給が停止しているようにしてもよい。
【００２１】
さらに、本発明による第１または第２の基板洗浄方法が、前記洗浄槽内の洗浄液の温度を調節する工程をさらに備えるようにしてもよい。温度を調節する工程は、前記洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程の前に実施されることが好ましい。
【００２２】
本発明による第１の基板洗浄装置は、基板を収容可能であり洗浄液を貯留する洗浄槽と、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射する超音波発生装置と、前記洗浄槽に接続され、前記洗浄槽内に洗浄液を供給する供給管と、前記洗浄槽または前記供給管に接続され、洗浄液内にガスを供給するガス供給管と、前記ガス供給管からのガスの供給と、前記超音波発生装置による超音波の照射と、を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記超音波発生装置による前記洗浄槽内の洗浄液への超音波の照射を停止した状態で、前記ガス供給管からガスを供給して、前記洗浄槽内の洗浄液に溶解した前記ガスの溶存濃度を飽和濃度にするよう、ガスの供給および超音波の照射を制御することを特徴とする。
【００２３】
本発明による第１の基板洗浄装置において、前記制御装置は、基板を前記洗浄槽内に収容して洗浄液に浸漬する前に、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にするよう、ガスの供給および超音波の照射を制御してもよい。このような基板洗浄装置において、前記制御装置は、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にした後であって、基板を前記洗浄槽内に収容して洗浄液に浸漬する前に、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液のガス溶存濃度を調節するよう、ガスの供給および超音波の照射を制御してもよい。
【００２４】
また、本発明による第１の基板洗浄装置において、前記制御装置は、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬された基板を洗浄し、さらに、洗浄された基板を前記洗浄槽内の洗浄液から取り上げた後に、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にするよう、ガスの供給および超音波の照射を制御してもよい。このような基板洗浄装置において、前記制御装置は、次に処理されるべき基板を前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬する前に、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液のガス溶存濃度を調節するよう、ガスの供給および超音波の照射を制御してもよい。
【００２５】
さらに、本発明による第１の基板洗浄装置において、前記制御装置は、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬された基板を洗浄している途中に、前記超音波発生装置による前記洗浄槽内の洗浄液への超音波の照射をいったん停止して、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にするよう、ガスの供給および超音波の照射を制御してもよい。
【００２６】
本発明による第２の基板洗浄装置は、基板を収容可能であり洗浄液を貯留する洗浄槽と、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射する超音波発生装置と、前記超音波発生装置による超音波の照射を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、基板を前記洗浄槽内に収容して洗浄液に浸漬する前に、前記洗浄槽内に貯留された洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液のガス溶存濃度を調節するよう、超音波の照射を制御することを特徴とする。
【００２７】
本発明による第２の基板洗浄装置が、前記洗浄槽内の洗浄液を排出する排出管をさらに備え、前記制御装置は、次に処理されるべき基板が前記洗浄槽内に収容される前に、前記洗浄槽内に貯留された洗浄液が洗浄槽から前記排液管を介して排出されるように、構成されていてもよい。
【００２８】
また、本発明による第２の基板洗浄装置が、前記洗浄槽に接続され前記洗浄槽内に洗浄液を供給する供給管をさらに備え、前記供給管は、前記洗浄槽から溢れ出た洗浄液を前記洗浄槽内に循環供給するように構成されていてもよい。あるいは、本発明による第２の基板洗浄装置が、前記洗浄槽に接続され前記洗浄槽内に洗浄液を供給する供給管をさらに備え、前記供給管は、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波が照射されている間、前記洗浄槽内への洗浄液の供給は停止するように構成されていてもよい。
【００２９】
本発明による第１または第２の基板洗浄装置が、洗浄液の温度を調節する調節機構をさらに備え、前記制御装置は、前記洗浄槽内の洗浄液の温度を調節するよう、前記調節機構を制御してもよい。洗浄液の温度の調節は、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする前に、実施されることが好ましい。
【００３０】
本発明による第１の記録媒体は、基板洗浄装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムが記録された記録媒体であって、前記プログラムが前記制御装置によって実行されることにより、洗浄槽内の洗浄液への超音波の照射を停止した状態で、前記洗浄槽内にガスを供給して、前記洗浄槽内の洗浄液に溶解した前記ガスの溶存濃度を飽和濃度にする工程と、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬された基板を洗浄する工程と、を備える、被処理基板の洗浄方法を基板洗浄装置に実施させることを特徴とする。
【００３１】
本発明による第１のプログラムは、基板洗浄装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムであって、前記制御装置によって実行されることにより、洗浄槽内の洗浄液への超音波の照射を停止した状態で、前記洗浄槽内にガスを供給して、前記洗浄槽内の洗浄液に溶解した前記ガスの溶存濃度を飽和濃度にする工程と、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬された基板を洗浄する工程と、を備える、被処理基板の洗浄方法を基板洗浄装置に実施させることを特徴とする。
【００３２】
本発明による第２の記録媒体は、基板洗浄装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムが記録された記録媒体であって、前記プログラムが前記制御装置によって実行されることにより、飽和濃度の洗浄液を洗浄槽に供給し、前記洗浄槽内に飽和濃度の洗浄液を貯留する工程と、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬された基板を洗浄する工程と、を備える、被処理基板の洗浄方法を基板洗浄装置に実施させることを特徴とする。
【００３３】
本発明による第２のプログラムは、基板洗浄装置を制御する制御装置によって実行されるプログラムであって、前記制御装置によって実行されることにより、飽和濃度の洗浄液を洗浄槽に供給し、前記洗浄槽内に飽和濃度の洗浄液を貯留する工程と、前記洗浄槽内の洗浄液に超音波を照射して、前記洗浄槽内の洗浄液に浸漬された基板を洗浄する工程と、を備える、被処理基板の洗浄方法を基板洗浄装置に実施させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、簡易な構成を有する基板洗浄装置を用いて簡易な方法で迅速に、洗浄槽内の洗浄液に溶解したガス溶存濃度を飽和濃度にすることができる。したがって、異なるロットの基板を処理するに際し、簡易な方法で迅速に、ガス溶存濃度に関する条件を揃えることができる。この結果、ガス溶存濃度の相違に起因した、ロット間でのパーティクル除去効率のばらつきを抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、図面を参照して本発明の一実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態においては、本発明による基板洗浄装置を半導体ウエハ（単にウエハとも呼ぶ）の洗浄装置に適用した例を説明する。ただし、本発明による基板洗浄装置は、半導体ウエハの洗浄への適用に限られるものではなく、広く基板の洗浄に適用することができる。
【００３６】
図１乃至図６は本発明による基板洗浄方法、基板洗浄装置、プログラム、および記録媒体の一実施の形態を説明するための図である。このうち図１は基板洗浄装置の概略構成を示す図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った基板洗浄装置の断面図である。
【００３７】
図１および図２に示すように、本実施の形態における基板洗浄装置１０は、洗浄槽（ＤＩＰ槽）１２と、洗浄槽１２に接続され洗浄槽１２内に洗浄液を供給する洗浄液供給装置４０と、処理されるべきウエハＷを保持する保持部材（ウエハボートとも呼ぶ）２０と、洗浄槽１２内の洗浄液に超音波を発生させる超音波発生装置３０と、洗浄液供給装置４０および超音波発生装置３０に接続された制御装置１８と、を備えている。このような基板洗浄装置１０は、洗浄槽１２内に貯留された洗浄液に被処理ウエハＷを浸漬した状態で洗浄液に超音波を発生させることにより、被処理ウエハＷを超音波洗浄する装置である。
【００３８】
まず、洗浄液供給装置４０について詳述する。図１に示すように、洗浄液供給装置４０は、洗浄槽１２に接続された供給管（洗浄液供給管）４１を有している。供給管４１は、循環ポンプ４５を介して、洗浄槽１２に接続された戻り管４４に接続されている。戻り管４４は洗浄槽１２から溢れ出た洗浄液を回収するようになっており、この結果、供給管４１および戻り管４４によって洗浄槽１２への循環路が形成されている。そして、循環４５ポンプによる圧送によって、洗浄液が、洗浄槽１２、戻り管４４および供給管４１内を循環する。このような循環ポンプ４５として、例えば、エア圧力を調節することによって吐出量を調節し得るエア駆動式のベローズポンプを用いることができる。
【００３９】
また、供給管４１は、連結管５１を介して純水源５０にも接続されている。純水源５０は、連結管４１を介して、純水（ＤＩＷ）を連結管５０内へ供給するようになっている。
連結管５０には図示しない開閉弁が設けられている。この開閉弁は制御装置１８に接続され、制御装置１８がこの開閉弁の動作を制御するようになっている。そして、この開閉弁を制御することによって、純水源５０から連結管５１を介した供給管４１への純水の供給が制御される。
【００４０】
さらに、図１に示すように、供給管４１には、供給管４１内を流れる洗浄液の温度を調節する温度調節機構４６と、供給管４１内を流れる洗浄液から不純物（パーティクル等）を除去して洗浄液を清浄化するフィルタ４７と、が設けられている。本実施の形態において、温度調節機構４６は、供給管４１を加熱する加熱ヒータとして構成されている。温度調節機構４６は制御装置１８に接続され、制御装置１８が温度調節機構４６の動作を制御するようになっている。
【００４１】
図１および図２に示すように、供給管４１の洗浄槽１２側（下流側）の端部には２つの洗浄液ノズル（洗浄液吐出部材）４２が洗浄槽１２の対向する壁面に沿って設けられている。洗浄液ノズル４２は洗浄槽１２の壁面に沿って細長状に延びる筒状の部材からなっている。図２に示すように、この筒状部材には、その長手方向に沿い一定の間隔を空けて配置された多数のノズル孔４２ａが設けられている。ノズル孔４２ａの配置位置は、後述するように、保持部材２０によって保持されたウエハＷの配置位置に基づき、決定されている。
【００４２】
ところで、上述したように、洗浄液供給装置４０は制御装置１８に接続されており、この制御装置１８によって制御されるようになっている。具体的には、循環ポンプ４５の駆動および停止、循環ポンプ４５駆動時における循環ポンプの吐出量等が、制御装置１８によって制御されるようになっている。なお、循環ポンプ４５がエア駆動式のベローズポンプの場合にはエア圧力を制御することにより、循環ポンプ４５がエア駆動式のベローズポンプ以外の場合には、例えば入力となる電力量を制御することにより、循環ポンプ４５駆動時におけるポンプの吐出量を調節することができる。
【００４３】
なお、図１に示すように、基板洗浄装置１０は、洗浄液供給装置４０の供給管４１に接続されたガス供給装置６０をさらに備えている。ガス供給装置６０は、供給管４１内を洗浄槽１２に向けて流れる洗浄液にガスを供給するようになっている。ガス供給装置６０は、第１のガスを供給する第１ガス源６９ａと、第１のガスとは異なる種類の第２のガスを供給する第２ガス源６９ｂと、第１ガス源６９ａおよび第２ガス源６９ｂと洗浄液供給管４１とを接続するガス供給管６２と、を有している。本実施の形態において、第１ガス源６９ａは窒素を供給し、第２ガス源６９ｂは酸素を供給するようになっている。
【００４４】
ガス供給管６２は、第１ガス源６９ａに通ずる第１ガス供給管６２ａと、第２ガス源６９ｂに通ずる第２ガス供給管６２ｂと、に上流側において分岐している。第１ガス供給管６２ａには、上流側から下流側に向けて、第１ガス供給管６２ａ内の圧力を調整するレギュレータ６７ａ、第１ガス供給管６２ａ内を流れるガスの流量を計測するマスフローメータ６６ａ、第１ガス供給管６２ａ内を流れるガスを清浄化するためのフィルタ６５ａ、および、第１ガス供給管６２ａを開閉する開閉弁６４ａが設けられている。また、第２ガス供給管６２ｂにも、第１ガス供給管６２ａと同様に、レギュレータ６７ｂ、マスフローメータ６６ａ、フィルタ６５ｂおよび開閉弁６４ｂが設けられている。
【００４５】
図１に示すように、ガス供給管６２の下流側の端部にはガス供給部材６１が設けられている。ガス供給部材６１は、ガス供給管６２から供給されるガスを気泡として洗浄液供給管４１内を流れる洗浄液中の供給するようになっている。ガスが洗浄液中に迅速に溶解し得るようにするには、ガス供給部材６１がガスを細分化して微少な気泡を形成し得るようになっていることが好ましい。このようなガス供給部材６１として、例えば、液体にガスを混合するための部材として市販されているミキサーや、多孔質材料からなり洗浄液供給管４１内に配置される吐出部材等を用いることができる。また、図１に示すように、本実施の形態において、ガス供給部材６１は、洗浄槽１２への循環路のうちの圧力が大きく低下するフィルタ４７の下流側に配置されている。
【００４６】
このようなガス供給装置６０は、制御装置１８と接続され、制御装置１８によって制御されるようになっている。具体的には、ガス供給装置６０は、制御装置１８からの信号に基づき、供給管４１を流れる洗浄液の流量に応じて予め設定された供給量（単位は、例えばｌ／ｍｉｎ）で第１ガスおよび第２ガスを洗浄液供給管４１中に放出する。
【００４７】
また、図１に示すように、基板洗浄装置１０は、洗浄液供給装置４０の供給管４１に接続された薬液要素供給装置５５をさらに備えている。薬液要素供給装置５５は、連結管５０内を流れる洗浄液中に薬剤を供給するようになっている。すなわち、薬液要素供給装置５５から薬剤を供給することによって、供給管４１内を薬液が洗浄液として循環している場合には、薬液の濃度を調整することができ、また、純水源５０からの純水が供給管４１内を洗浄液として流れている場合には、所定の濃度の薬液を生成することができる。
【００４８】
薬液要素供給装置５５は、供給管４１に取り付けられたミキシングバルブ５６と、ミキシングバルブ５６に接続され、当該ミキシングバルブ５６に薬液要素（薬剤そのものや、高濃度の薬液）を供給するようになされた第１薬液要素供給源５７および第２薬液要素供給源５８と、を有している。本実施の形態において、第１薬液要素供給源５７から第１薬液要素として過酸化水素が供給され、第２薬液要素供給源５８から第２薬液要素としてアンモニアが供給されるようになっている。したがって、第１薬液要素供給源５７および第２薬液要素供給源５８から供給管４１内に過酸化水素およびアンモニアを供給し、供給管４１内の純水とこれらの過酸化水素およびアンモニアとを混合することによって、洗浄槽１２内にアンモニア過水ＳＣ１（ＮＨ４ＯＨ／Ｈ２Ｏ２／Ｈ２Ｏ）を供給することができる。
【００４９】
このような薬液要素供給装置５５は、制御装置１８と接続され、制御装置１８によって制御されるようになっている。具体的には、薬液要素供給装置５５は、制御装置１８からの信号に基づき、供給管４１を流れる洗浄液の流量に応じて予め設定された供給量（単位は、例えばｌ／ｍｉｎ）で第１薬液要素および第２薬液要素を洗浄液供給管４１中に放出する。
【００５０】
次に、洗浄液供給装置４０から洗浄液を受ける洗浄槽１２について説明する。洗浄槽１２は、図１および図２に示すように略直方体の輪郭を有している。洗浄槽１２には、後述するようにウエハＷを出し入れするための上方開口が形成されている。また、洗浄槽１２の底面には、貯留した洗浄液を排出するための排出管１３が開閉可能に設けられている。
【００５１】
また、図１に示すように、洗浄槽１２の上方開口を取り囲むようにして、外槽１５が設けられている。この外槽１５は、洗浄槽１２の上方開口からあふれ出た洗浄液を回収するようになっている。洗浄槽１２と同様に、外槽１５にも回収した洗浄液を排出するための排出管１６が開閉可能に設けられている。このような洗浄槽１２および外槽１５は、例えば、耐薬品性に富んだ石英等を用いて形成される。
【００５２】
図１に示すように、上述した洗浄液供給装置４０の戻り管４４の洗浄槽側の端部は、この外槽１５に接続されている。したがって、洗浄槽１２から外槽１５に溢れ出た洗浄液を、戻り管４４および供給管４１を経由し、洗浄槽１２内へ循環させることができる。ただし、洗浄槽１２から外槽１５に溢れ出た洗浄液を、排出管１６を介し、そのまま廃棄することもできる。
【００５３】
次に、ウエハＷを保持する保持部材２０について説明する。図１および図２に示すように、保持部材２０は、略水平方向に延びる４本の棒状部材２２と、４本の棒状部材２２を片側から片持支持する基部２４と、を有している。棒状保持部材２２は、一度に洗浄処理される複数のウエハＷ、例えば５０枚のウエハＷを下方から支持するようになっている。
このため、各棒状部材２２には、その長手方向に沿い一定間隔を空けて配列された溝（図示せず）が形成されている。ウエハ２０は、この溝に係合し、各ウエハＷの板面が棒状部材の延びる方向と略直交するようにして、すなわち、各ウエハＷの板面が垂直方向に沿うようにして、保持部材２０によって保持されるようになる（図１参照）。
【００５４】
ところで、図２から理解することができるように、上述した洗浄液ノズル４２のノズル孔４２ａの配置ピッチは、保持部材２０に保持されたウエハＷの配置ピッチと略同一となっている。また、上述した洗浄液ノズル４２の多数のノズル孔４２ａは、保持部材２０に保持されたウエハＷ間に洗浄液を吐出することができるよう、配列されている。
【００５５】
一方、保持部材２０の基部２４は、図示しない昇降機構に連結されている。この昇降機構によってウエハＷを保持した保持部材２０を降下させることにより、洗浄槽１２に貯留された洗浄液中にウエハＷを浸漬することができる。なお、昇降機構は制御装置１８に接続されており、制御装置１８によって洗浄液へのウエハＷの浸漬が制御されるようになっている。
【００５６】
次に、超音波発生装置３０について説明する。図１に示すように、超音波発生装置３０は、洗浄槽１２の底部外面に取り付けられた振動子３８と、振動子３８を駆動するための高周波駆動電源３２と、高周波駆動電源３２に接続された超音波発振器３４と、を有している。本実施の形態においては、複数の振動子３８が設けられており、各振動子３８が洗浄槽１２の底部外面を部分的に占めるよう配列されている。また、図１に示すように、超音波発生装置３０は超音波発振器３４および各振動子３８に接続された駆動切換機構３６をさらに有している。この駆動切換機構３６によって、複数の振動子３８を全体駆動することと、一または二以上の振動子３８を個別的に駆動することと、のいずれもが可能となっている。
【００５７】
振動子３８が駆動されて振動すると、洗浄槽１２の底部を介し、洗浄槽１２内に貯留された洗浄液に超音波が伝播し、これにより、洗浄槽１２内の洗浄液に超音波が発生させられる。なお、超音波発生装置３０は制御装置１８に接続されており、制御装置１８によって洗浄液への超音波の照射（付与）が制御されるようになっている。
【００５８】
次に、制御装置１８について説明する。上述したように、制御装置１８は、基板洗浄装置１０の各構成要素に接続され、各構成要素の動作を制御するようになっている。本実施の形態において、制御装置１８はコンピュータを含み、このコンピュータが記録媒体１９に予め記憶されたプログラムを実行することによって、基板洗浄装置１０を用いた被処理ウエハＷの洗浄が実行されるようになっている。
【００５９】
次に、以上のような構成からなる基板洗浄装置１０を用いたウエハＷの洗浄方法の一例について、主に表１ならびに図３乃至図６を参照しながら説明する。ここで、表１は基板洗浄方法の概略を示す表であり、図３は、表１に示す方法で基板を洗浄した場合における、洗浄槽１２内の洗浄液に溶解したガスの溶存濃度の変化を示すグラフである。
【表１】
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【００６０】
まず、第１工程として、洗浄液が洗浄槽１２に貯留される。具体的には、制御装置１８からの信号によって、純水が、純水源５０から連結管５１を介して供給管４１へ供給される。また、また、薬液要素供給装置５５の第１薬液要素供給源５７から過酸化水素が供給管４１に供給され、第２薬液要素供給源５７からアンモニアが供給管４１に供給される。
この結果、例えば２０℃である、薬液ＳＣ１としての洗浄液が、洗浄液供給装置４０の洗浄用ノズル５６を介して洗浄槽１２内に供給される。この際、制御装置１８は、予め設定されたプログラムに従って、純水源５０から供給される純水の供給量、第１薬液要素供給源５７から供給される第１薬液要素の供給量および第２薬液要素供給源５８から供給される第２薬液要素の供給量を制御する。
【００６１】
ここで、図３に示すように、本実施の形態においては、純水源５０から供給される純水は予め脱気されている。したがって、第１工程の終了時ｔ１において、洗浄槽１２内の洗浄液に溶解したガスの溶存濃度は０ｐｐｍとなっている。
【００６２】
以上のようにして、図３の時刻ｔ１に、ガス溶存濃度が略０ｐｐｍである洗浄液（ＳＣ１）によって洗浄槽１２が満たされ、さらに、洗浄液が洗浄槽１２から外槽１５に溢れ出て、戻り管４４も洗浄液（ＳＣ１）で満たされるようになる。
【００６３】
次に、第２工程として、洗浄液の温度が調整される。具体的には、まず、純水源５０から供給管４１への純水の供給が停止する。その一方で、制御装置１８によって、循環ポンプ４５が駆動される。この結果、洗浄液は、洗浄槽１２、戻り管４４および供給管４１によって形成される循環路内を循環するようになる。一例として、洗浄槽１２の容積が４０ｌである場合に、循環ポンプ４５は２０ｌ／ｍｉｎの吐出量で駆動される。このような循環ポンプ４５の駆動とともに、制御装置１８によって、温度調節機構４６が作動させられる。制御装置１８からの制御信号に基づき、温度調節機構４６は、供給管４１内を流れる洗浄液の温度を加熱する。
【００６４】
以上のようにして、図３の時刻ｔ２に、洗浄槽１２内の洗浄液（ＳＣ１）の温度が、例えば４０℃となる。
【００６５】
次に、第３工程として、洗浄槽１２内の洗浄液に所定のガスを飽和するまで溶解させる。言い換えると、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度まで上昇させる。より具体的には、超音波発生装置３０からの超音波の照射を停止した状態で、洗浄槽１２内にガスを供給して、洗浄槽１２内の洗浄液に溶解したガスの溶存濃度を飽和濃度まで上昇させる。
【００６６】
本実施の形態においては、制御装置１８がガス供給装置６０を操作し、ガス供給装置６０の第１ガス源６９ａから窒素が、ガス供給部材６１を介して微細な気泡として、供給管４１内に供給される。同様に、制御装置１８がガス供給装置６０を操作し、ガス供給装置６０の第１ガス源６９ａから窒素が、ガス供給部材６１を介して微細な気泡として、供給管４１内に供給される。また、制御装置１８は循環ポンプ４５、温度調節機構４６および薬液要素供給装置５５をそのまま動作させ続ける。したがって、第３工程中、洗浄液（ＳＣ１）は、循環路を循環しながら、所定の範囲内の温度かつ所定の範囲内の濃度に保たれる。
【００６７】
このような操作により、窒素および酸素が、洗浄液とともに供給管４１内を洗浄槽１２へ向けて流れる。このとき、洗浄液が供給管４１内および洗浄槽１２内において激しく撹拌される。これにより、窒素および酸素はより小さな気泡となって洗浄液と混ざり合う。
この結果、図３に示すように、窒素および酸素は、洗浄液のガス溶存濃度が飽和濃度となるまで、洗浄液中へ急速に溶解する。
【００６８】
ここで図４に、脱気された純水を大気中に放置した場合における、時間の経過にともなったガス溶存濃度の変化の一例を示す。図４に示すグラフにおいて、縦軸は、純水に溶解した空気の溶存濃度を、同一条件下における純水に溶解する空気の飽和濃度（例えば、１８ｐｐｍ）に対する割合（百分率）として示している。図４には、洗浄槽１２内に空気を供給し続けた場合のガス溶存濃度の変化と、洗浄槽内に空気を供給しなかった場合のガス溶存濃度の変化と、が示されている。ガスを供給しなかった場合には、洗浄槽を取り囲む雰囲気中の空気が少しずつ溶解していき、溶存濃度は非常にゆっくりと飽和濃度に近付いていった。一方、洗浄槽１２内に空気を供給した場合には、溶存濃度が飽和濃度に向けて急速に上昇していった。また、空気の供給量等の条件を変化させることにより、さらに急速に溶存濃度を上昇させることもできた。
【００６９】
表１および図３に示された本実施の形態においては、第３工程を時刻ｔ２から時刻ｔ３までの１２０秒間にわたって行い、洗浄液のガス溶存濃度は、この間に０ｐｐｍから飽和濃度まで上昇する。なお、洗浄槽１２の容積が４０ｌであって、循環ポンプ４５の吐出量が２０ｌ／ｍｉｎである場合、１２０秒＝２分は、洗浄槽１２内のすべての洗浄液が一循環し得る時間である。そして、とりわけ本実施の形態によれば、第３工程中、洗浄槽１２内の洗浄液中に処理されるべきウエハＷが浸漬されていない。したがって、ガス供給装置６０からの窒素および酸素の供給量を多くしても、ウエハＷを損傷してしまうといった不具合を来してしまうことはない。このため、ガス供給装置６０からの窒素および酸素の供給量を適切に設定して、洗浄液の溶存濃度を飽和濃度まで極めて短時間で上昇させることができる。
【００７０】
ところで、本件においては、ガス溶存濃度が「飽和濃度」であるか否かは、「ｐｐｍ」を単位とし、四捨五入を用いて有効数字二桁で判断する。溶存濃度がパーティクル除去効率に与える影響の度合いや、計測器の計測誤差等を考慮すると、有効数字二桁で判断すれば十分である。例えば、ある環境における窒素の飽和濃度が１６ｐｐｍである場合、洗浄液中の窒素の溶存濃度が、１５．５ｐｐｍ以上１６．５ｐｐｍ未満であれば、洗浄液中の窒素の溶存濃度は飽和濃度に達している、言い換えると、窒素が洗浄液中に飽和するまで溶解している、と扱う。
【００７１】
なお、本実施の形態においては、第２工程において、洗浄液の温度を上昇させている。
そして、温度が上昇して飽和濃度が低下した洗浄液に対して、第３工程で、窒素および酸素を溶解させている。このため、第３工程において、窒素および酸素を飽和濃度まで溶解させることができる。言い換えると、ガスを飽和するまで洗浄液に溶解させた後に洗浄液の温度を調節すると、飽和濃度が変化するために、洗浄液の溶存濃度が飽和濃度未満または飽和濃度超（過飽和）となってしまうが、本実施の形態によれば、溶存濃度が温度調節後の飽和濃度となるように、ガスを洗浄液に溶解させることができる。
【００７２】
また、循環路中を流れる洗浄液の圧力は洗浄槽１２内の洗浄液の圧力よりも高くなる傾向がある。洗浄液の圧力が異なれば、当該洗浄液に溶解するガスの飽和濃度も変化する。
そして、本実施の形態において、ガス供給部材６１は、供給管４１のフィルタ４７の下流側に配置されている。つまり、窒素および酸素は、洗浄液の圧力が大きく低下して大気圧に近付く位置において、供給管４１内の洗浄液に注入されている。したがって、大気に曝される洗浄槽１２内の洗浄液の飽和濃度と略同一溶存濃度で、ガスを洗浄液に溶解させることができる。
【００７３】
次に、第４工程として、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存濃度を調節する。具体的には、ガス供給装置６０からのガスの供給を停止した状態で、超音波発生装置３０から洗浄槽１２内の洗浄液に超音波を照射して、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存濃度を低下させる。本実施の形態では、第４工程中、制御装置１８は循環ポンプ４５、温度調節機構４６および薬液要素供給装置５５をそのまま動作させ続ける。したがって、第３工程中、洗浄液（ＳＣ１）は、循環路を循環しながら、所定の範囲内の温度かつ所定の範囲内の濃度に保たれる。
【００７４】
洗浄液に超音波が発生すると、洗浄液中に溶存していたガスが気泡を形成し、洗浄液面に浮上する。この結果、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存濃度が低下する。このような現象のメカニズムは必ずしも明らかでないが、以下のようなものであると推定される。まず、洗浄液に超音波が照射されると、超音波が洗浄液中を伝播して、洗浄液中に圧力変動（圧力振動）が生じる。そして、洗浄液中に溶存したガスは、超音波の発生により負圧となる部分に集まろうとする。このため、洗浄液中のこの部分に気泡が形成されるとともに、しだいに大きく成長していき、やがて、洗浄液面へと浮上するようになる。この結果、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存濃度が低下する。ただし、本件発明は以上の推定メカニズムに制限されるものではない。
【００７５】
ここで図５に、略飽和濃度まで空気が溶解した洗浄液に超音波を照射した場合における、時間の経過にともなったガス溶存濃度の変化の一例を示す。図５に示すグラフにおいて、縦軸は、純水に溶解した空気の溶存濃度を、同一条件下における純水に溶解する空気の飽和濃度（例えば、１８ｐｐｍ）に対する割合（百分率）として示している。図５には、７００Ｗで超音波を洗浄槽１２内の洗浄液に照射した場合のガス溶存濃度の変化と、１００Ｗで超音波を洗浄槽１２内の洗浄液に照射した場合のガス溶存濃度の変化と、が示されている。１００Ｗで超音波を洗浄槽１２内の洗浄液に照射した場合には、大気圧下で洗浄液に溶解していく大気の量よりも多い量で、洗浄液中に溶解したガスが気泡化し、結果として、洗浄液のガス溶存濃度はしだいに低下していった。一方、７００Ｗで超音波を洗浄槽１２内の洗浄液に照射した場合には、洗浄液中に溶解した空気の気泡化が活発になり、洗浄液のガス溶存濃度が急速に低下していった。また、超音波の条件をさらに変化させることにより、さらに急速に溶存濃度を低下させることもできた。
【００７６】
表１および図３に示された本実施の形態においては、短時間で所望の範囲内の濃度まで洗浄液のガス溶存濃度を低下させるべく、高出力（ＨＩＧＨ）で洗浄槽１２内の洗浄液へ超音波発生装置３０から超音波を照射する。そして、第４工程を時刻ｔ３から時刻ｔ４までの１２０秒間にわたって行い、洗浄液のガス溶存濃度は、この間に飽和濃度（例えば１８％）から飽和濃度の８０％程度（例えば１４％）の濃度まで低下する。そして、本実施の形態によれば、第４工程中、洗浄槽１２内の洗浄液中に処理されるべきウエハＷが浸漬されていない。したがって、超音波発生装置３０から高出力で超音波を発生したとしても、ウエハを損傷してしまうといった不具合を来してしまうことがない。このため、超音波発生装置３０からの超音波の発生出力を適切に設定して、洗浄液の溶存濃度を所望の濃度まで極めて短時間で低下させることができる。
【００７７】
次に、第５工程として、処理されるべきウエハＷが、洗浄槽１２内に収容され、洗浄槽１２内の洗浄液に浸漬される。具体的には、制御装置１８が、保持部材２０に連結された昇降機構（図示せず）を駆動する。これにより、所定枚（例えば５０枚）のウエハＷを保持した保持部材２０が降下して、洗浄槽１２内の洗浄液中にウエハＷが浸漬される。本実施の形態においては、第５工程中、制御装置１８は、超音波発生装置３０からの超音波の照射、洗浄液供給装置４０からの洗浄液の供給およびガス供給装置６０からのガスの供給をともに停止する。
【００７８】
この工程は、図３に示すように、時刻ｔ４から時刻ｔ５までの間に行われる。そして、この工程中、大気に曝されている洗浄槽１２内の洗浄液に大気が溶解し、洗浄液の濃度が若干上昇する。したがって、第４工程の終了後（ｔ４）から所定の時間内に第５工程を終了し、以下に説明する超音波洗浄を開始すべきである。
【００７９】
次に、第６工程として、洗浄槽１２内の洗浄液に超音波を照射して、洗浄槽１２内の洗浄液に浸漬されたウエハＷを超音波洗浄する。具体的には、制御装置１８が、超音波発生装置３０を作動させ、洗浄槽１２内の洗浄液に超音波を照射させる。この結果、洗浄槽１２内の洗浄液に超音波が発生する。なお、本実施の形態では、第６工程中、制御装置１８は循環ポンプ４５、温度調節機構４６および薬液要素供給装置５５をそのまま動作させ続ける。したがって、第６工程中、洗浄液（ＳＣ１）は、循環路を循環しながら、所定の範囲内の温度かつ所定の範囲内の濃度に保たれる。
【００８０】
この結果、洗浄槽１２内に浸漬しているウエハＷは超音波洗浄（メガソニック処理）されることになり、ウエハＷの表面に付着しているパーティクル（汚れ等）が除去されることになる。とりわけ本実施の形態においては、超音波洗浄工程の前の第４工程において、洗浄液のガス溶存濃度が飽和濃度から所望の濃度へと調節されている。したがって、ウエハＷの表面に付着しているパーティクルを高い除去効率で除去することができる。
【００８１】
ここで、図６には、洗浄液に空気をいったん飽和させ、次に、洗浄液に超音波を照射して洗浄液の溶存濃度を低下させ、その後、ウエハＷを洗浄液に浸漬し、ウエハＷを超音波洗浄した場合における、ウエハＷのパーティクル除去効率が示されている。図６に示された複数のパーティクル除去効率は、洗浄液に超音波を照射して洗浄液の溶存濃度を低下させる際における超音波の照射時間が異なるだけで、その他は同一の条件で処理されたウエハＷについての測定値である。図６に示すグラフにおいて、横軸は、ウエハを洗浄液に浸漬する前に、洗浄液に超音波を照射した時間（分）を示している。また、図６に示すグラフにおいて、縦軸は、超音波洗浄によるパーティクルの除去効率を示している。ここで、パーティクル除去効率は、予めウエハＷに付着させておいた４０００個のパーティクルのうち、超音波洗浄後にウエハＷから除去されたパーティクルの数の割合（百分率）である。すなわち、パーティクル除去効率が高いほど、パーティクルをウエハＷから取り除くことができたことになる。
【００８２】
図６に示すように、超音波の照射時間が長くなっていくと、しだいにパーティクル除去効率が上昇していくが、超音波の照射時間がある時間（図６の例では４分）を超えると、逆にパーティクル除去効率が低下していった。すなわち、パーティクル除去効率を最高にするために最適な洗浄液のガス溶存濃度が、０ｐｐｍより大きく飽和濃度よりも小さい範囲に存在する。したがって、洗浄液のガス溶存濃度がその最適な範囲内の値となるように、上述した第４工程でガス溶存濃度を調節しておくことにより、ウエハＷからパーティクルを極めて高い除去効率で除去することができる。
【００８３】
第６工程は、表１および図３に示すように、時刻ｔ５から時刻ｔ６までの３００秒間にわたって行われる。また、この工程中、ガス供給装置６０からのガスの供給は停止している。したがって、第４工程と同様に、洗浄液に超音波が発生すると、洗浄液中に溶存していたガスが気泡を形成し、洗浄液面に浮上する。この結果、第６工程中に、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存濃度は低下していく。ただし、超音波の照射出力が小さい第６工程では、超音波の照射出力が大きい第４工程に比べ、ガス溶存濃度はゆるやかに低下していく。
【００８４】
次に、第７工程として、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度まで再び上昇させる。すなわち、洗浄槽１２内の洗浄液に再度飽和するまでガスを溶解させる。より具体的には、超音波発生装置３０からの超音波の発生を停止し、ガス供給装置６０から洗浄槽１２内にガスを供給して、洗浄槽１２内の洗浄液に溶解したガスの溶存濃度を飽和濃度まで上昇させる。この第７工程は、表１および図３に示すように、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの３０秒間にわたって行われる。この間に、洗浄液のガス溶存濃度は飽和濃度まで上昇する。
【００８５】
なお、この第７工程において、基板洗浄装置１０は、上述した第３工程と略同一に作動する。このため、第７工程について、第３工程と重複する詳細な説明は省略する。
【００８６】
次に、第８工程として、洗浄槽１２内の洗浄液に超音波を照射して、洗浄槽１２内の洗浄液に浸漬されたウエハＷを超音波洗浄する。具体的には、第６工程と同様に、制御装置１８が、超音波発生装置３０を作動させ、洗浄槽１２内の洗浄液に超音波を照射させる。
また、ガス供給装置６０からのガスの供給は停止される。この結果、洗浄槽１２内の洗浄液に超音波が発生し、ウエハＷが超音波洗浄される。
【００８７】
ただし、第８工程における超音波洗浄の条件は、上述した第６工程中における超音波洗浄の条件と、いくつかの点において異なる。まず、図３に示されているように、超音波洗浄を開始する際の洗浄液のガス溶存濃度が異なる。具体的には、第６工程の開始時に洗浄液のガス溶存濃度は飽和濃度未満となっているのに対し、第８工程の開始時に洗浄液のガス溶存濃度は飽和濃度となっている。また、表１に示すように、超音波発生装置３０による超音波の照射出力が異なる。さらに、表１に示すように、第６工程においては、洗浄液が循環ポンプ４５に圧送されて循環しているのに対し、第８工程においては、循環ポンプ４５の駆動が停止している。このように第６工程と第８工程との間で超音波洗浄の条件が種々異なるため、洗浄槽１２内の洗浄液における超音波の伝播態様も第６工程と第８工程との間で大きく異なるようになる。この結果、第６工程において、処理されるウエハＷの板面のうちのパーティクルが除去されやすい領域と、第８工程において、処理されるウエハＷの板面のうちのパーティクルが除去されやすい領域と、が異なるようになる。したがって、このように互いに超音波の条件が変更された複数の超音波洗浄工程が実施されることにより、ウエハＷの板面の全域から高い除去効率でパーティクルを除去することができる。この結果、パーティクル除去効率が上昇するだけでなく、一枚のウエハＷの板面の全領域からむらなくパーティクルを除去することができるとともに、同一時期に同一洗浄槽１２内に収容されて処理されるウエハＷ間の処理ばらつきを抑制することもできる。
【００８８】
この第８工程は、表１および図３に示すように、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの２７０秒間にわたって行われる。また、この工程中、ガス供給装置６０からのガスの供給は停止している。したがって、第４工程および第６工程と同様に、洗浄液に超音波が発生すると、洗浄液中に溶存していたガスが気泡を形成し、洗浄液面に浮上する。この結果、第８工程中に、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存濃度が低下する。
【００８９】
なお、この第８工程において、基板洗浄装置１０は、以上に説明した点以外の点において上述した第６工程と略同一に動作する。このため、第８工程について、第６工程と重複する詳細な説明は省略する。
【００９０】
次に、第９工程として、洗浄されたウエハＷが、洗浄槽１２から取り上げあれる。具体的には、制御装置１８が、保持部材２０に連結された昇降機構（図示せず）を駆動する。
これにより、所定枚（例えば５０枚）のウエハＷを保持した保持部材２０が上昇して、洗浄槽１２内の洗浄液中からウエハＷが取り上げられる。取り上げられたウエハＷは、次に処理されるべき装置、例えばウエハＷをリンス処理するためのリンス槽に持ち込まれる。
【００９１】
本実施の形態においては、第９工程中、制御装置１８は、超音波発生装置３０からの超音波の照射、洗浄液供給装置４０からの洗浄液の供給およびガス供給装置６０からのガスの供給をともに停止する。この第９工程は、図３に示すように、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの間に行われる。そして、この工程中、大気に曝されている洗浄槽１２内の洗浄液に大気が溶解し、洗浄液の濃度が若干上昇する。
【００９２】
次に、第１０工程として、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度まで再び上昇させる。すなわち、洗浄槽１２内の洗浄液に再度飽和するまでガスを溶解させる。より具体的には、超音波発生装置３０からの超音波の発生を停止し、洗浄槽１２内にガスを供給して、洗浄槽１２内の洗浄液に溶解したガスの溶存濃度を飽和濃度まで上昇させる。この第１０工程は、表１および図３に示すように、時刻ｔ９から時刻ｔ１０までの３０秒間にわたって行われる。この間に、洗浄液のガス溶存濃度は飽和濃度まで上昇する。
【００９３】
第１０工程中、洗浄槽１２内の洗浄液中に処理されるべきウエハＷが浸漬されていない。したがって、ガス供給装置６０からの窒素および酸素の供給量を多くしても、ウエハを損傷してしまうといった不具合を来してしまうことがない。このため、ガス供給装置６０からの窒素および酸素の供給量を適切に設定して、洗浄液の溶存濃度を飽和濃度まで極めて短時間で上昇させることができる。
【００９４】
なお、この第１０工程において、基板洗浄装置１０は上述した第３工程および第７工程と略同一に動作する。このため、第１０工程について、第３工程および第７工程と重複する詳細な説明は省略する。
【００９５】
以上のようにして、同一時に同一処理槽１２に収容されて処理される一つのロットに対する処理が終了する。なお、第１０工程の終了時（時刻ｔ１０）に、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存濃度は飽和濃度となっている。したがって、その後、次に処理されるべきロットに対して処理を行う場合、上述した第４工程から第１０工程までを行えばよい。この結果、洗浄液のガス溶存濃度に関する条件を、異なるロット間で同一にすることができる。したがって、異なるロットに含まれるウエハＷから略同一の除去効率でパーティクルを除去していくことができる。
【００９６】
以上のような本実施の形態によれば、ウエハＷが浸漬される洗浄液に溶解したガスの溶存濃度が、いったん、飽和濃度まで上昇させられる。このとき、簡易な方法で迅速に、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にすることができる。したがって、各ロットのウエハＷを処理するに際し、簡易な方法で迅速に、ガス溶存濃度に関する条件を揃えることができる。この結果、ガス溶存濃度の相違に起因した、ロット間におけるパーティクル除去効率のばらつきを抑制することができる。
【００９７】
なお、上述した実施の形態に関し、本発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
以下、変形例の一例について説明する。
【００９８】
上述した実施の形態において、ガス供給装置６０のガス供給管６２が、洗浄液供給装置４０の洗浄液供給管４１に接続されている例を示したが、これに限られない。例えば、図７に示すように、ガス供給装置６０のガス供給管６２が洗浄槽１２に接続され、ガス供給装置６０のガス供給部材６１が洗浄槽Ｗ内にガスを直接供給するようにしてもよい。図７に示す例においては、ガス供給部材６１を、例えば、上述した洗浄液ノズル４２と同様の構成とすることができる。図７に示す例によれば、ガス供給部材６１は大気圧に近い領域において洗浄液中に放出される。したがって、したがって、大気に曝される洗浄槽１２内の洗浄液の飽和濃度と略同一溶存濃度で、ガス供給部材６１から吐出されるガスを洗浄液に溶解させることができる。
【００９９】
なお、図７において、図１乃至６に示す上述した実施の形態と同一部分には同一符号を付し、図７に示す例について、上述した実施の形態と重複する詳細な説明を省略する。
【０１００】
また、上述した実施の形態においては、ウエハＷを超音波洗浄する工程（第６工程および第８工程）が二回行われ、二回の超音波洗浄工程の間に、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程（第７工程）が設けられる例を示したが、これに限られず、二回の超音波洗浄工程の間に行われる洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程を省略してもよい。
このような例においても、二回の超音波洗浄工程の間で、洗浄液のガス溶存濃度以外の条件が異なっていれば、一枚のウエハＷの板面の全領域からむらなくパーティクルを除去すること、および、同一ロットのウエハＷ間の処理ばらつきを抑制するが可能となる。
【０１０１】
さらに、上述した実施の形態において、超音波洗浄の条件が互いに異なる二回の超音波洗浄工程が行われる例を示したが、これに限られない。例えば、超音波処理工程を一回だけ行うようにしてもよいし、超音波処理工程を三回以上行うようにしてもよい。
【０１０２】
さらに、上述した実施の形態において、ウエハを洗浄液から取り上げた後に、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程（第１０工程）が設けられる例を示したが、これに限られず、この工程を省略することもできる。洗浄槽１２の洗浄液が大気に曝されていれば、液面から洗浄液中に大気がしだいに溶解していく。すなわち、ウエハＷを取り上げた後、しばらくして、次に処理されるべきロットのウエハＷを洗浄液に浸漬するのであれば、その間に、洗浄液のガス溶存濃度が飽和濃度まで回復することを期待することができる。
そして、洗浄液のガス溶存濃度が飽和濃度まで回復しない場合、あるいは、洗浄液のガス溶存濃度が飽和濃度まで回復しないと予想される場合に限り、前のロットのウエハＷを洗浄液から取り上げた直後、または、次のロットのウエハＷを洗浄液に浸漬する直前に、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程を設けるようにしてもよい。
【０１０３】
さらに、上述した実施の形態において、ウエハＷを洗浄液に浸漬する前に、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程（第３工程）が設けられる例を示したが、これに限られない。例えば、上述した実施の形態で連結管５１から供給管４１へ飽和濃度でガスが飽和した洗浄液が送り込まれる場合、洗浄槽１２に貯留される洗浄液のガス溶存濃度は飽和濃度になっており、ウエハＷを洗浄液に浸漬する前に洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にする工程を省略することができる。
【０１０４】
さらに、上述した実施の形態において、洗浄槽１２内へのガスの供給を停止した状態で、洗浄槽１２内の洗浄液に超音波を照射して、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存納濃度を調節する例を示したが、これに限られず、洗浄槽１２内へガスを供給しながら、洗浄槽１２内の洗浄液に超音波を照射して、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存納濃度を調節してもよい。一例として、洗浄槽１２内の洗浄液に超音波を照射して、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存納濃度を調節する工程中の一期間、例えば、この工程の開始時からの一定期間だけ洗浄槽１２内へガスを供給しながら洗浄槽１２内の洗浄液に超音波を照射し、その後は、洗浄槽１２内へのガスの供給を停止した状態で洗浄槽１２内の洗浄液に超音波を照射して、洗浄槽１２内の洗浄液のガス溶存納濃度を調節するようにしてもよい。
【０１０５】
さらに、上述した実施の形態において、洗浄液のガス溶存濃度を飽和濃度にした後に、超音波を照射して洗浄液のガス溶存濃度を調整する工程を設ける例を示したが、これに限られず、この工程を省略してもよい。この工程を省略したとしても、ロット間におけるパーティクル除去効率のばらつきを抑制することができる。
【０１０６】
さらに、上述した実施の形態における種々の工程において、洗浄槽１２から外槽１５溢れ出た洗浄液を、循環ポンプ４５を駆動して戻り管４４を介して洗浄槽１２へ循環供給する例を示したが、これに限られず、循環ポンプ４５の駆動を停止してもよい。例えば、超音波を照射してウエハＷを洗浄する工程において、洗浄槽１２への洗浄液の供給を停止してもよい。
【０１０７】
さらに、上述した実施の形態において、洗浄済みのウエハを処理槽１２内から取り上げた後、洗浄槽１２内に残留する洗浄液を用いて次に処理されるべきウエハ（異なるロットのウエハ）Ｗを洗浄する例を示したが、これに限られない。処理対象となるウエハＷが変わるたびに、洗浄槽１２内の洗浄液を入れ替えるようにしてもよい。すなわち、次に処理されるべきロットのウエハＷが洗浄槽１２内に収容される前に、前のロットのウエハＷの洗浄に用いられ洗浄槽１２内に残留する洗浄液を、排出管１３を介し、洗浄槽１２内から排出するようにしてもよい。具体的な一例として、上述した実施の形態で説明した工程１，２，３，４，５，６および９が、繰り返し実施されるようにしてもよい。また、この際、飽和濃度の洗浄液が洗浄槽１２へ供給される場合には、工程３を省略することができる。また、工程２や工程４等についても、適宜省略することができる。さらに、上述したように、工程６において、循環ポンプ４５の駆動を停止してもよい。
【０１０８】
さらに、上述した実施の形態において、ガス供給管６０が窒素および酸素を洗浄液中に供給し、空気の大部分を占める窒素および酸素の溶存濃度を制御する例を示したが、これに限られない。ガス供給装置６０が空気を供給するようにしてもよい。また、ガス供給装置６０が、窒素および酸素以外の一以上のガスを供給し、当該ガスの洗浄液中における溶存濃度を制御するようにしてもよい。
【０１０９】
さらに、上述した実施の形態において、洗浄液としてＳＣ１を用いてウエハＷを超音波洗浄する例を示したが、これに限られない。洗浄液としてその他の薬液を用い、ウエハＷを超音波洗浄するようにしてもよい。また、洗浄液として純水を用いて被処理ウエハＷを超音波洗浄するようにしてもよい。
【０１１０】
さらに、上述した実施の形態についてのいくつかの変形例を説明してきたが、複数の変形例を適宜組み合わせて適用することも可能である。
【０１１１】
ところで、上述のように、基板洗浄装置１０はコンピュータを含む制御装置１８を備えている。この制御装置１８により、基板洗浄装置１０の各構成要素が動作させられ、被処理ウエハＷの洗浄が実行されるようになっている。そして、基板洗浄装置１０を用いたウエハＷの洗浄を実施するために、制御装置１８のコンピュータによって実行されるプログラムも本件の対象である。また、当該プログラムを記録した記録媒体１９も、本件の対象である。ここで、記録媒体１９は、ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリーでもよく、また、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭなどのディスク状記憶媒体でもよい。
【０１１２】
なお、以上の説明においては、本発明による基板洗浄方法、基板洗浄装置、プログラム、および記録媒体を、ウエハＷの洗浄処理に適用した例を示しているが、これに限られず、ＬＣＤ基板やＣＤ基板等の洗浄処理に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】図１は、本発明による基板洗浄装置の一実施の形態の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線の沿った基板洗浄装置の断面図である。
【図３】図３は、本発明による基板洗浄方法の一実施の形態における、洗浄槽内の洗浄液に溶解したガスの溶存濃度の変化の一例を、時間の経過とともに示すグラフである。
【図４】図４は、脱気された洗浄液を大気中に放置した場合における、洗浄液に溶解したガスの溶存濃度の変化の一例を、時間の経過とともに示すグラフである。
【図５】図５は、略飽和濃度までガスが溶解した洗浄液に超音波を照射した場合における、洗浄液に溶解したガスの溶存濃度の変化の一例を、時間の経過とともに示すグラフである。
【図６】図６は、洗浄液に溶解したガスの溶存濃度を調節する工程において超音波を照射する時間の長さと、パーティクル除去効率と、の関係の一例を示すグラフである。
【図７】図７は、図１に対応する図であって、基板洗浄装置の一変形例の概略構成を示す図である。
【図８】図８は、従来の基板洗浄方法により複数のロットのウエハを順に洗浄処理していった場合における、時間の経過にともなったガス溶存濃度の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１４】
１０  基板洗浄装置
１２  洗浄槽
１８  制御装置
１９  記録媒体
２０  保持部材
３０  超音波発生装置
４０  洗浄液供給装置
４１  供給管（洗浄液供給管）
４６  温度調節機構
６０  ガス供給装置
６１  ガス供給部材
６２  ガス供給管
Ｗ  ウエハ
【図１】
0005015763.tif 000003
【図２】
0005015763.tif 000004
【図３】
0005015763.tif 000005
【図４】
0005015763.tif 000006
【図５】
0005015763.tif 000007
【図６】
0005015763.tif 000008
【図７】
0005015763.tif 000009
【図８】
0005015763.tif 000010