JP2000331979A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】オゾン水による有機物の除去などの処理を迅速
に実行することができる基板処理装置および基板処理方
法を提供する。 【解決手段】そこで本発明では、循環配管Ｌ１中を流れ
る純水またはオゾン水をチラー８により冷却する。冷却
された純水またはオゾン水にオゾンガス溶解部１１０で
オゾンガスが溶解されてオゾン水が生成され、洗浄槽２
内に供給される。ヒータ６によって洗浄槽２内に貯留さ
れたオゾン水を加熱し、この加熱されたオゾン水中に複
数の基板Ｗを浸漬させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板、液晶表示
器用基板等のＦＰＤ（Ｆｌａｔ ＰａｎｅｌＤｉｓｐｌ
ａｙ）用基板およびフォトマスク用基板などの各種の基
板をオゾン水中に浸漬させて処理する基板処理装置およ
び基板処理方法に関する。特に各種の基板をオゾン水中
に浸漬させて、基板に付着した有機物や金属異物を除去
したり、若しくは基板の表面に自然酸化膜を形成する基
板処理装置および基板処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板をオゾン水中に浸漬させて処理する
基板処理装置として、例えば特表平９―５０１０１７号
公報に開示されたものが知られている。この基板処理装
置は、約１℃から約１５℃の範囲内にあるオゾン水中に
基板を浸漬させて、基板に付着したレジストなどの有機
物を除去する洗浄装置である。この洗浄装置によると加
工タンク（洗浄槽）内に貯留され、約１℃から１５℃の
範囲内に維持された純水（脱イオン水）中にオゾンガス
が拡散される。加工タンク内の純水は比較的低温（約１
℃から１５℃の範囲内）であるので、純水に対するオゾ
ンガスの溶解度が高められている。その結果、基板が浸
漬されるオゾン水中のオゾン濃度が高くなるためオゾン
水の酸化力が強まり、このオゾン水の酸化力により基板
に付着した有機物が除去される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
洗浄装置において基板が浸漬されるオゾン水が比較的低
温であるので、基板に付着した有機物とオゾン水との反
応速度が遅く、その結果、基板を処理する効率が悪くな
りスループットが低下するという問題が発生する。本発
明の目的は、上述のような点に鑑み、オゾン水による有
機物の除去などの処理を迅速に実行することができる基
板処理装置および基板処理方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに請求項１に係る発明は、オゾン水中に基板を浸漬さ
せて基板を処理する基板処理装置において、オゾン水を
貯留する処理槽と、処理槽に貯留されたオゾン水中で基
板を支持する支持手段と、純水またはオゾン水を冷却す
る冷却手段と、冷却手段によって冷却された純水または
オゾン水にオゾンを溶解させて、所望のオゾン濃度を有
するオゾン水を生成するオゾン水生成手段と、オゾン水
生成手段によって生成されたオゾン水を処理槽に供給す
る供給手段と、供給手段によって処理槽内に供給されて
基板の処理を行うべきオゾン水を加熱する加熱手段とを
備えたことを特徴とする。

【０００５】また、請求項２に係る発明は前記加熱手段
は処理槽に貯留されたオゾン水を加熱することを特徴と
する。

【０００６】請求項３に係る発明は前記加熱手段は処理
槽に供給される前のオゾン水を加熱することを特徴とす
る。

【０００７】また、請求項４に係る発明は冷却手段によ
って冷却された純水またはオゾン水の温度を測定する第
１の温度測定手段を有し、第１の温度測定手段による測
定結果に基づいて冷却手段を制御する制御手段を有する
ことを特徴とする。

【０００８】さらに請求項５に係る発明は、オゾン水生
成手段によって生成されたオゾン水中のオゾン濃度を測
定するオゾン濃度測定手段を有し、オゾン濃度測定手段
による測定結果に基づいてオゾン水生成手段を制御する
制御手段を有することを特徴とする。

【０００９】またさらに、請求項６に係る発明は加熱手
段によって加熱されたオゾン水の温度を測定する第２の
温度測定手段を有し、第２の温度測定手段による測定結
果に基づいて加熱手段を制御する制御手段を有すること
を特徴とする。

【００１０】また、請求項７に係る発明は冷却手段によ
って冷却される純水またはオゾン水に所定の溶質を溶解
させる溶解手段をさらに有することを特徴とする。

【００１１】さらに請求項８に係る発明は処理槽に貯留
されたオゾン水中にオゾンガスを供給するオゾンガス供
給手段をさらに有することを特徴とする。

【００１２】請求項９に係る発明はオゾン水中に基板を
浸漬させて基板を処理する基板処理方法において、純水
またはオゾン水を第１の温度まで冷却する冷却工程と、
冷却工程で冷却された純水またはオゾン水にオゾンを溶
解させて、所望のオゾン濃度を有するオゾン水を生成す
るオゾン水生成工程と、オゾン水生成工程で生成された
オゾン水中に基板を浸漬させる浸漬工程と、浸漬工程に
おいて基板が浸漬されるオゾン水を第２の温度まで加熱
する加熱工程とを含むことを特徴とする。

【００１３】また、請求項１０に係る発明は冷却工程で
冷却される純水またはオゾン水に所定の溶質を溶解させ
る溶解工程をさらに含むことを特徴とする。

【００１４】またさらに請求項１１に係る発明は、冷却
工程で純水またはオゾン水を約０℃から約２０℃の範囲
内まで冷却し、オゾン水生成工程でオゾン濃度が約５０
ｐｐｍから約１２０ｐｐｍの範囲内にあるオゾン水を生
成し、加熱工程でオゾン水を約２０℃から約４０℃の範
囲内まで加熱することを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図面を参照しながら説明する。図１はこの発明
の第１実施形態を示す模式図である。図１において基板
洗浄装置１ａは、レジストなどの有機物が付着した複数
の基板をオゾン水中に浸漬させて基板から有機物を除去
するものである。基板洗浄装置１ａはオゾン水ＯＬを貯
留する洗浄槽２と、洗浄槽２上部の周囲に固定され洗浄
槽２からオーバーフローしたオゾン水ＯＬを一旦受け止
める外槽３とを備えている。洗浄槽２の底部付近には略
丸型の半導体ウエハである複数の基板Ｗを支持する支持
部材４が配置されている。支持部材４は図１における左
右方向に沿って延設されるとともに、この延設方向に沿
って複数の溝が形成されている。そして、複数の基板Ｗ
の下部端縁が支持部材４に形成された複数の溝にそれぞ
れ挿入されて、複数の基板Ｗが上記左右方向に沿って互
いに平行に洗浄槽２内で配列される。

【００１６】また、支持部材４の下方にはオゾンガス供
給部材５が配置されている。オゾンガス供給部材５は偏
平な中空箱型形状で、その上面には中空部と連通する多
数の小孔Ｈが形成されている。オゾンガス供給部材５の
中空部は、オゾンガス供給管Ｌ３および開閉用のバルブ
Ｖ４を介して後述するオゾンガス発生部１２と流路接続
されている。さらに、洗浄槽２内には洗浄槽２内に貯留
されたオゾン水ＯＬの温度を測定する槽内温度センサ７
が設けられている。また洗浄槽２の周囲にはヒータ６が
取付られている。このヒータ６は洗浄槽２を加熱するこ
とにより洗浄槽２内に貯留されたオゾン水ＯＬを加熱す
る。

【００１７】純水供給管Ｌ４は基板洗浄装置１ａに純水
を供給するための配管であり、その一方端は半導体素子
を製造する製造工場などの設備として設けられた純水供
給源ＷＳと流路接続されている。また、純水供給管Ｌ４
の他方端は洗浄槽２内に配置され、その配管途中には開
閉用のバルブＶ１が介設されている。溶液供給管Ｌ５
は、純水に塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）などの溶質が溶
解された溶液を供給するための配管である。溶液供給管
Ｌ５の一方端は純水供給源ＷＳに流路接続され他方端は
洗浄槽２内に配置されている。溶液供給管Ｌ５には純水
に溶質を溶解させる溶質溶解部１４と開閉用のバルブＶ
２とが介設されている。

【００１８】循環配管Ｌ１は洗浄槽２に対してオゾン水
などを循環供給するための配管であり、その一方端は外
槽３と流路接続され他方端は洗浄槽２内に配置された図
示しない液中パイプと流路接続されている。循環配管Ｌ
１には、チラー８、管内温度センサ９、オゾンガス溶解
部１０、ポンプＰ、フィルタＦおよび濃度センサ１１が
それぞれ介設されている。ポンプＰは洗浄槽２に向けて
純水またはオゾン水を循環配管Ｌ１を介して送液し、フ
ィルタＦは循環配管Ｌ１中を流れる純水またはオゾン水
を清浄にする。チラー８は循環配管Ｌ１を流れる純水ま
たはオゾン水を例えば約０℃から約２０℃の範囲内まで
冷却する。管内温度センサ９はチラー８で冷却された純
水またはオゾン水の温度を測定する。

【００１９】オゾンガス溶解部１０ではその内部に供給
されたオゾンガスと純水またはオゾン水とを混合し、純
水またはオゾン水にオゾンガスを溶解させる。このオゾ
ンガス溶解部１０は、例えば、その流路内を流れる純水
などの流速を利用してその内部に負圧を生じさせてオゾ
ンガスを内部に吸引するアスピレータ式のものや、その
中央に純水などの流路を有する円筒状の中空系フィルタ
ーを設け、所定の圧力以上のオゾンガスを流路内に取り
込む構成のものを採用すれば良い。濃度センサ１１はオ
ゾンガス溶解部１０でオゾンガスが溶解され、循環配管
Ｌ１中を流れるオゾン水中のオゾン濃度を測定する。濃
度センサ１１は例えば光学的にオゾン濃度を測定する光
学式センサである。

【００２０】オゾンガス溶解部１０にはオゾンガス発生
部１２と流路接続されたオゾンガス供給管Ｌ２が流路接
続されている。オゾンガス供給管Ｌ２には開閉用のバル
ブＶ３が介設されている。オゾンガス発生部１２は工場
設備として設けられた酸素供給源ＯＳと流路接続されて
いる。オゾンガス発生部１２は、酸素供給源ＯＳから供
給されてその内部に充満した酸素ガス中で無声放電を起
こすことによってオゾンガスを発生させる。また、オゾ
ンガス発生部１２は開閉用のバルブＶ４が介設されたオ
ゾンガス供給管Ｌ３を介してオゾンガス供給部材５にオ
ゾンガスを供給する。上述の循環配管Ｌ１、オゾンガス
発生部１２、オゾンガス供給管Ｌ２およびオゾンガス溶
解部１０などによって本発明のオゾン水生成手段が構成
されている。

【００２１】制御部１３は、ＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭお
よびＩ／Ｏインターフェース部などを含む一般的なマイ
クロコンピュータから構成されている。制御部１３は槽
内温度センサ７、管内温度センサ９および濃度センサ１
１と電気的に接続され、槽内温度センサ７、管内温度セ
ンサ９および濃度センサ１１による測定結果に基づく信
号を受信する。また、制御部１３は各バルブＶ１，Ｖ
２，Ｖ３，Ｖ４、ヒータ６、チラー８およびポンプＰと
電気的に接続されている。そして、制御部１３は予めＲ
ＯＭに保存された処理プログラムや受信した槽内温度セ
ンサ７、管内温度センサ９および濃度センサ１１による
測定結果に基づいて各バルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４、
ヒータ６、チラー８およびポンプＰに制御信号を送信す
る。なお、図１において点線は制御部１３と上記各部と
を電気的に接続する信号線を示している。

【００２２】次に上述の第１実施形態の動作を図５に示
すフローチャートに基づき説明する。まず、純水供給管
Ｌ４に介設されたバルブＶ１を開いて純水供給源ＷＳか
ら供給された純水を、純水やオゾン水が貯留されておら
ず基板が搬入されていない洗浄槽２内に純水供給管Ｌ４
を介して供給する（ステップＳ１）とともにポンプＰを
駆動する（ステップＳ２）。洗浄槽２内に供給された純
水は洗浄槽２内に貯留され、やがて洗浄槽２の上端から
外槽３に溢れ出す。外槽３に溢れ出した純水は外槽３内
に一旦貯留された後、ポンプＰにより循環配管Ｌ１を介
して洗浄槽２に向けて循環供給される。

【００２３】洗浄槽２に所定量の純水が循環供給される
とバルブＶ１を閉じて純水供給源ＷＳから洗浄槽２への
純水の供給を停止する。そして、溶液供給管Ｌ５に介設
されたバルブＶ２を開いて、溶質溶解部１４で純水に溶
質が溶解された溶液を洗浄槽２内に溶液供給管Ｌ５を介
して供給する（ステップＳ３）。洗浄槽２内に供給され
た溶液は、洗浄槽２内に貯留された純水とともに外槽３
に溢れ出しポンプＰにより循環配管Ｌ１中を送液される
間に純水と溶液とが混合され、その結果、洗浄槽３に循
環供給される純水中の溶質濃度が所望値となる。

【００２４】次にチラー８を作動させて洗浄槽２に循環
供給される例えば約２３℃の純水を例えば約０℃から約
２０℃の範囲内まで冷却する（ステップＳ４）。チラー
８によって冷却された純水の温度を管内温度センサ９に
よって測定（ステップＳ５）し、その測定値ＴＬが制御
部１３に送信される。測定値ＴＬを受信した制御部１３
は、測定値ＴＬが所望値（例えば１５℃）以下であるか
否かを判断する。測定値ＴＬが所望値以下であれば次の
ステップに移り、所望値を超えていると制御部１３はそ
の冷却能力を高めるようにチラー８に制御信号を送信す
るとともに管内温度センサ９による温度測定を継続する
（ステップＳ６）。チラー８によって冷却された純水の
温度が所望値以下になると、バルブＶ３が開けられオゾ
ンガス発生部１２からオゾンガス溶解部１０にオゾンガ
スが供給されて、オゾンガス溶解部１０内で純水にオゾ
ンガスが溶解されてオゾン水が生成される（ステップＳ
７）。生成されたオゾン水は循環配管Ｌ１を介して洗浄
槽２に循環供給されるとともに、そのオゾン濃度が濃度
センサ１１により測定されてその測定値ＯＤが制御部１
３に送信される（ステップＳ８）。測定値ＯＤを受信し
た制御部１３は、測定値ＯＤが所望値以上であるか否か
を判断する（ステップＳ９）。

【００２５】オゾンガス溶解部１０内でオゾンガスが溶
解される純水またはオゾン水の温度が低いほど純水また
はオゾン水に対するオゾンガスの溶解度が高くなるの
で、生成されたオゾン水中のオゾン濃度は、チラー８で
冷却された純水またはオゾン水の温度に依存する。例え
ばチラー８によって純水またはオゾン水が約０℃から約
２０℃の範囲内まで冷却した場合、オゾンガス溶解部１
０内でオゾンガスが溶解されて生成されたオゾン水中の
オゾン濃度は約５０ｐｐｍから１２０ｐｐｍの範囲内と
なり、このオゾン濃度が濃度センサ１１によって測定さ
れる。

【００２６】所望のオゾン濃度を有するオゾン水が洗浄
槽２に循環供給されるとヒータ６を作動させて洗浄槽２
内のオゾン水ＯＬを例えば約２０℃から約４０℃の範囲
内まで加熱する（ステップＳ１０）。加熱されたオゾン
水ＯＬの温度が槽内温度センサ７により測定されその測
定値ＴＵが制御部１３に送信される（ステップＳ１
１）。測定値ＴＵを受信した制御部１３は、測定値ＴＵ
が所望値（例えば２５℃）以上であるか否かを判断する
（ステップＳ１２）。

【００２７】洗浄槽２に貯留されたオゾン水ＯＬの温度
が所望値以上になると図示しない搬送ロボットによって
複数の基板Ｗが洗浄槽２内に搬入され支持部材４上に載
置されてオゾン水ＯＬ中に浸漬される（ステップ１
３）。複数の基板Ｗが支持部材４上に載置されると制御
部１３によってバルブＶ４が開けられオゾンガス発生部
１２からオゾンガス供給管Ｌ３を介してオゾンガス供給
部材５にオゾンガスが供給される。オゾンガス供給部材
５に供給されたオゾンガスは多数の小孔Ｈからオゾン水
ＯＬ中に供給されて、オゾン水ＯＬ中にオゾンガスの気
泡が発生する（ステップＳ１４）。

【００２８】上述のようにヒータ６によってオゾン水Ｏ
Ｌを加熱してオゾン水ＯＬの温度を所望値以上とする
と、基板に付着した有機物とオゾン水との反応速度が速
くなり有機物が迅速に除去される。また、オゾン水ＯＬ
を加熱するとオゾン水ＯＬに溶解されていたオゾンによ
るオゾンガスの気泡がオゾン水ＯＬ中に均一に発生す
る。このオゾンガスの気泡はオゾン水ＯＬに溶解されて
いたオゾンから発生するので、上述の特表平９―５０１
０１７号公報に記載されたオゾン水中にオゾンガスを拡
散させる従来の洗浄装置よりも、オゾン水ＯＬ中にオゾ
ンガスの気泡を均一に発生させることが可能となる。加
熱されたオゾン水ＯＬ中に均一に発生したオゾンガスの
気泡により複数の基板Ｗに付着した有機物が均一に除去
される。さらにオゾンガス供給部材５の多数の小孔Ｈか
ら供給されるオゾンガスの気泡が有機物の除去効率を向
上させる。

【００２９】複数の基板Ｗが支持部材４に載置されて所
定時間（例えば１０分）経過すると図示しない搬送ロボ
ットにより複数の基板Ｗが洗浄槽２外へ搬出される（ス
テップ１７）。所定のロット数、例えば２０ロットの基
板Ｗを基板洗浄装置１ａで処理するまで、洗浄槽２への
基板Ｗの搬入は繰り返される（ステップ１８）。そして
所定のロット数の基板Ｗを処理すると、洗浄槽２、外槽
３および循環配管Ｌ１内のオゾン水が図示しない排液機
構により基板洗浄装置１ａ外に排液される（ステップＳ
１９）。そして、次に処理すべき基板Ｗ（次ロット）あ
る場合はステップＳ１からの処理が繰り返される（ステ
ップ２０）。

【００３０】上述のように洗浄槽２内でヒータ６により
加熱されたオゾン水ＯＬ中からオゾンガスが発生するの
で、外槽３に溢れ出したオゾン水中のオゾン濃度は低下
している。オゾン濃度が低下したオゾン水は、循環配管
Ｌ１を介してチラー８に供給され所望温度以下まで冷却
された後、オゾン溶解部１０にオゾンガスが溶解されて
所望のオゾン濃度を有するオゾン水ＯＬが生成され、洗
浄槽２に循環供給される。

【００３１】次に上述の第１実施形態の変形例を図２を
用いて説明する。図２において図１に示される符号と同
じ符号が付された各部材は図１の各部材と同じ機能を有
するものであり、その詳細な説明は省略する。図２に示
す変形例は、図１に示す第１実施形態と異なり洗浄槽２
の周囲にヒータが設けられていない。図２に示す基板処
理装置１ｂではオゾンガス溶解部１０と洗浄槽２とを流
路接続する循環配管Ｌ１にヒータ２１が介設されてい
る。ヒータ２１は、洗浄槽２内に供給されたオゾン水Ｏ
Ｌの温度が例えば約２０℃から約４０℃の範囲内となる
ように、循環配管Ｌ１中を洗浄槽２に向けて流れる例え
ば約１５℃のオゾン水を加熱する。ヒータ２１は槽内温
度センサ７によって測定されたオゾン水ＯＬの温度に基
づいて制御部２３によって制御される。

【００３２】また、洗浄槽２の底部には洗浄槽２内に貯
留されたオゾン水ＯＬに超音波振動を付与する超音波発
生器２２が取り付けられている。超音波発生器２２は処
理プログラムに基づいて制御部２３によって制御され
る。

【００３３】上述の変形例の動作を図６を用いて説明す
る。図６は図５に示す第１実施形態のフローチャートと
異なるステップを含む部分についてのみ図示され、次に
説明するステップ以外は第１実施形態と同じである。図
６のステップ１０ｂにおいてヒータ２１が作動され、ス
テップ１５において超音波発生器２２が作動される。す
なわち、図２に示す循環配管Ｌ１に介設されたヒータ２
１により加熱されたオゾン水が洗浄槽２内に供給され、
洗浄槽２内に貯留された例えば約２０℃から約４０℃の
範囲内まで加熱されたオゾン水ＯＬ中に複数の基板Ｗが
浸漬されて処理される。また、超音波発生器２２によっ
て洗浄槽２内に貯留されたオゾン水ＯＬに超音波振動が
付与されて、有機物の除去効率が向上する。

【００３４】次にこの発明の第２実施形態について説明
する。図３は第２実施形態を示す模式図である。図３に
おいて図１に示される符号と同じ符号が付された各部材
は図１の各部材と同じ機能を有するものであり、その詳
細な説明は省略する。第２実施形態による基板洗浄装置
１ｃは、洗浄槽２内で基板Ｗに対してオゾン水による処
理と純水による処理とを連続的に実行できるワンバス
（単槽）式の基板洗浄装置である。

【００３５】洗浄槽２内に設けられた図示しない液中パ
イプには主供給管Ｌ６が流路接続されている。主供給管
Ｌ６には純水供給源ＷＳと流路接続され開閉用のバルブ
Ｖ７が介設された純水供給管Ｌ７が流路接続されてい
る。また、主供給管Ｌ６にはオゾン水供給管Ｌ９の一方
端が流路接続されている。オゾン水供給管Ｌ９はその他
方端がタンク３１に流路接続されるとともに開閉用のバ
ルブＶ６およびポンプＰ１がそれぞれ介設されている。

【００３６】純水供給管Ｌ８は上述の純水供給管Ｌ７か
ら分岐しタンク３１に開閉用のバルブＶ８を介して流路
接続されている。タンク３１にはタンク３１に対して純
水またはオゾン水を循環供給するための循環配管Ｌ１０
が流路接続されている。循環配管Ｌ１０にはポンプＰ
２、チラー３２、管内温度センサ３３およびオゾンガス
溶解部３４がそれぞれ介設されている。循環配管Ｌ１０
には、純水供給管Ｌ８から分岐し溶質溶解部３６および
開閉用のバルブＶ９が介設された溶液供給管Ｌ１１が流
路接続されている。タンク３１内にはタンク３１内に貯
留されたオゾン水中のオゾン濃度を測定する濃度センサ
３７が設けられている。

【００３７】オゾンガス溶解部３４にはオゾンガス発生
部３５と流路接続され開閉用のバブルＶ１０が介設され
たオゾンガス供給管Ｌ１２が流路接続されている。オゾ
ンガス発生部３５には洗浄槽２内に配置されたオゾンガ
ス供給部材５と流路接続され開閉用のバルブＶ１１が介
設されたオゾンガス供給管Ｌ１３が流路接続されてい
る。

【００３８】ドレイン管Ｌ１４は外槽３に貯留されるオ
ゾン水ＯＬまたは純水を基板洗浄装置１ｃ外に排液する
ための配管である。また、洗浄槽２にはドレイン管Ｌ１
４と流路接続され開閉用のバルブＶ１２が介設された槽
内排液管Ｌ１５が流路接続されている。

【００３９】制御部３８には、槽内温度センサ７、管内
温度センサ３３、濃度センサ３７、各バルブＶ６〜Ｖ１
２、各ポンプＰ１，Ｐ２、ヒータ６およびチラー８が点
線で示す信号線により電気的に接続されている。

【００４０】次に第２実施形態の動作について図７およ
び図８に示すフローチャートを用いて説明する。まず、
純水供給管Ｌ８に介設されたバルブＶ８を開き、純水供
給管Ｌ８を介して純水供給源ＷＳからタンク３１に純水
を所定量だけ供給する（ステップＳ１）。循環配管Ｌ１
０に介設されたポンプＰ２を駆動しタンク３１に対して
純水を循環供給する（ステップＳ２）。バルブＶ９を開
けて溶質溶解部３６で純水に溶質が溶解された溶液を溶
液供給管Ｌ１１を介して循環配管Ｌ１０内を流れる純水
中に供給する（ステップＳ３）。

【００４１】タンク３１に対して循環供給される純水中
に所定濃度の溶質が添加されると、チラー３２が作動さ
れ例えば２３℃の純水が例えば約０℃から約２０℃の範
囲内まで冷却される（ステップＳ４）。チラー３２によ
って冷却された純水の温度を管内温度センサ３３によっ
て測定（ステップＳ５）し、その測定値ＴＬが制御部３
８に送信される。測定値ＴＬを受信した制御部３８は、
測定値ＴＬが所望値（例えば１５℃）以下であるか否か
を判断する。

【００４２】測定値ＴＬが所望値以下であれば次のステ
ップに移り、所望値を超えていれば制御部３８はその冷
却能力を高めるようにチラー３２に制御信号を送信する
とともに管内温度センサ３３による温度測定を継続する
（ステップＳ６）。チラー３２によって冷却された純水
の温度が所望値以下になると、バルブＶ１０が開けられ
オゾンガス発生部３５からオゾンガス溶解部３４にオゾ
ンガスが供給されて、オゾンガス溶解部３４内で純水に
オゾンガスが溶解されてオゾン水が生成される（ステッ
プＳ７）。

【００４３】生成されたオゾン水は循環配管Ｌ１０を介
してタンク３１に循環供給されるとともに、そのオゾン
濃度が濃度センサ３７により測定されてその測定値ＯＤ
が制御部３８に送信される（ステップＳ８）。測定値Ｏ
Ｄを受信した制御部１３は、測定値ＯＤが所望値以上で
あるか否かを判断する（ステップＳ９）。所望のオゾン
濃度を有するオゾン水がタンク３１に循環供給されると
ポンプＰ２を停止してタンク３１内にオゾン水を貯留す
る。そして、バルブＶ６が開けられるとともにポンプＰ
１が駆動されて主供給管Ｌ６および液中パイプを介して
洗浄槽２内にオゾン水が供給される（ステップＳ１
０）。

【００４４】洗浄槽２内に供給されたオゾン水ＯＬが外
槽３に溢れ出すとヒータ６が作動され洗浄槽２内に貯留
されたオゾン水ＯＬが例えば約２０℃から約４０℃の範
囲内まで加熱される（ステップＳ１１）。なお、外槽３
に溢れ出したオゾン水は外槽３に一旦貯留された後、ド
レイン管Ｌ１４を介して基板洗浄装置１ｃ外に排液され
る。また、洗浄槽２にオゾン水を連続供給するだけのオ
ゾン水がタンク３１に貯留されていない場合は、上述の
ステップＳ１からステップＳ９を適宜に実行することに
よりオゾン水を追加生成する。

【００４５】ヒータ６によって加熱されたオゾン水ＯＬ
の温度が槽内温度センサ７により測定されその測定値Ｔ
Ｕが制御部３８に送信される（ステップＳ１２）。測定
値ＴＵを受信した制御部１３は、測定値ＴＵが所望値
（例えば２５℃）以上であるか否かを判断する（ステッ
プＳ１３）。

【００４６】洗浄槽２に貯留されたオゾン水ＯＬの温度
が所望値以上になると図示しない搬送ロボットによって
複数の基板Ｗが洗浄槽２内に搬入され支持部材４上に載
置されてオゾン水ＯＬ中に浸漬される（ステップ１
４）。複数の基板Ｗが支持部材４上に載置されると制御
部３８によってバルブＶ１１が開けられオゾンガス発生
部３５からオゾンガス供給管Ｌ１３を介してオゾンガス
供給部材５にオゾンガスが供給される。オゾンガス供給
部材５に供給されたオゾンガスは多数の小孔Ｈからオゾ
ン水ＯＬ中に供給されて、オゾン水ＯＬ中にオゾンガス
の気泡が発生する（ステップＳ１５）。

【００４７】上述のようにヒータ６によってオゾン水Ｏ
Ｌを加熱してオゾン水ＯＬの温度を所望値以上とする
と、基板に付着した有機物とオゾン水との反応速度が速
くなり有機物が迅速に除去される。また、オゾン水ＯＬ
を加熱するとオゾン水ＯＬに溶解されていたオゾンによ
るオゾンガスの気泡がオゾン水ＯＬ中に均一に発生す
る。さらにオゾンガス供給部材５の多数の小孔Ｈから供
給されるオゾンガスの気泡が有機物の除去効率を向上さ
せる。

【００４８】複数の基板Ｗが支持部材４に載置されて所
定時間（例えば１０分）経過すると、バルブＶ１１が閉
じられて洗浄槽２内へのオゾンガスの供給が停止される
（ステップＳ１８）。そして、ポンプＰ１が停止される
とともにバルブＶ６が閉じられてタンク３１から洗浄槽
２へのオゾン水の導入が停止され（ステップＳ１９）、
ヒータ６への電力供給が停止される（ステップＳ２
０）。

【００４９】次に図８に示すステップ２１に移り、バル
ブＶ７が開けられ純水供給管Ｌ７、主供給管Ｌ６および
液中パイプを介して純水供給源ＷＳから洗浄槽２に純水
が供給される。洗浄槽２に供給された純水は洗浄槽２に
貯留されたオゾン水ＯＬと混合しつつ外槽３に溢れ出
し、やがて洗浄槽２内のオゾン水は純水に置換され、支
持部材４に支持された複数の基板Ｗは所定時間（例えば
１０分）だけ純水中に浸漬され洗浄される（ステップＳ
２２）。そして、ステップ２４で図示しない搬送ロボッ
トにより複数の基板Ｗが洗浄槽２外へ搬出された後、バ
ルブＶ７が閉じられて洗浄槽２内への純水の供給が停止
される（ステップＳ２２）。

【００５０】次に処理すべき基板Ｗ（次ロット）の有無
が判断され（ステップＳ２６）、次ロットがある場合は
ステップＳ１０（図７）からの処理が繰り返される。こ
のようにステップＳ１０からの処理が繰り返される場
合、洗浄槽２内に貯留された純水がオゾン水に十分に置
換するまでステップＳ１０が継続された後、ステップＳ
１１に移る。また、ステップＳ１からステップＳ９まで
のオゾン水を生成するための工程は、前のロットの基板
Ｗが純水によって処理されている間（ステップＳ２１か
らステップＳ２５）に実行される。

【００５１】ステップ２６に戻り、次に処理すべきロッ
ト（次ロット）がない場合はステップ２７に移る。ステ
ップ２７ではバルブＶ１２が開けられ洗浄槽２内に貯留
された純水が槽内排液管Ｌ１５およびドレイン管１４を
介して基板洗浄装置１ｃ外に排液される。

【００５２】次に上述の第２実施形態の変形例を図４を
用いて説明する。図４において図３に示される符号と同
じ符号が付された各部材は図３の各部材と同じ機能を有
するものであり、その詳細な説明は省略する。図４に示
す変形例は、図３に示す第２実施形態と異なり洗浄槽２
の周囲にヒータが設けられていない。図４に示す基板処
理装置１ｄでは主供給管Ｌ６にヒータ４１が介設されて
いる。ヒータ４１は、洗浄槽２内に供給されたオゾン水
ＯＬの温度が例えば約２０℃から約４０℃の範囲内とな
るように、主供給管Ｌ６中を洗浄槽２に向けて流れる例
えば約１５℃のオゾン水を加熱する。ヒータ４１は槽内
温度センサ７によって測定されたオゾン水ＯＬの温度に
基づいて制御部４３によって制御される。

【００５３】また、洗浄槽２の底部には洗浄槽２内に貯
留されたオゾン水ＯＬに超音波振動を付与する超音波発
生器４２が取り付けられている。超音波発生器４２は処
理プログラムに基づいて制御部４３によって制御され
る。

【００５４】上述の変形例の動作を図９に示すフローチ
ャートを用いて説明する。図９は図７および図８に示す
第２実施形態のフローチャートと異なるステップを含む
部分についてのみ図示され、次に説明するステップ以外
は第２実施形態と同じである。図９に示すステップ１１
ｂにおいてヒータ４１が作動され、ステップ１６におい
て超音波発生器４２が作動され、ステップＳ２３におい
て超音波発生器４２が停止される。すなわち、図４に示
す主供給管Ｌ６に介設されたヒータ４１により加熱され
たオゾン水が洗浄槽２内に供給され、洗浄槽２内に貯留
された例えば約２０℃から約４０℃の範囲内まで加熱さ
れたオゾン水ＯＬ中に複数の基板Ｗが浸漬されて処理さ
れる。また、超音波発生器４２によって洗浄槽２内に貯
留されたオゾン水ＯＬに超音波振動が付与されて、有機
物の除去効率が向上する。

【００５５】この発明は上述の各実施形態やそれらの変
形例に限定されるものではなく、次のような変形例を採
用することも可能である。純水やオゾン水を０℃付近ま
で冷却する必要のないときには、図１から図４に示す溶
液供給管Ｌ５，Ｌ１１および溶質溶解部１４，３６など
冷却される純水およびオゾン水に溶質を溶解させて純水
またはオゾン水の凝固点を降下させるための構成を省略
し、図５、図７に示すステップ３の溶液供給工程を省略
しても良い。

【００５６】オゾン水の凝固点を下げるためにオゾン水
に溶解させる溶質は上述の塩化ナトリウム以外に塩化カ
リウム（ＫＣｌ）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）でも
よく、基板の処理に悪影響を与えることなくオゾン水の
凝固点を下げる作用のある溶質であれば良い。

【００５７】また、上述の各実施形態において基板洗浄
装置に、オゾンガス発生部１２，３５やオゾン水生成手
段が設けられていたが、工場設備としてオゾンガス供給
源やオゾン水供給源が設置されている場合は、基板洗浄
装置にオゾンガス発生部１２，３５やオゾン水生成手段
を設けず、各工場設備からオゾンガスやオゾン水を受け
入れる構成としても良い。

【００５８】さらに上述の各実施形態において、超音波
発生器２２，４２が洗浄槽２の底部に取り付けられる構
成であるが、洗浄槽２を伝播水中に配置し、この伝播水
に超音波発生器により超音波振動を付与し、伝播水を介
して洗浄槽２内に貯留されたオゾン水ＯＬに超音波振動
を付与しても良い。

【００５９】この発明は、上述の各実施形態のような有
機物を除去する基板洗浄装置以外に、基板に付着した金
属異物を除去する基板洗浄装置や基板の表面に自然酸化
膜を形成する基板処理装置などオゾン水の酸化力を用い
て基板を処理する装置や方法に適用することができる。

【００６０】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く、請求項１また
は請求項９に係る発明によれば、冷却された純水または
オゾン水にオゾンを溶解させて生成されたオゾン水を加
熱することによって、基板の処理を行うべきオゾン水中
のオゾン濃度を高めることができるとともに基板に対す
る反応速度を向上させることができて、オゾン水による
有機物の除去などの処理を迅速に実行することができ
る。

【００６１】また、請求項２に係る発明によれば、処理
槽内に貯留されたオゾン水が加熱されることによって、
基板が浸漬されるオゾン水中にオゾンガスの気泡を均一
に発生させることができて、基板に対するオゾン水によ
る処理を均一に実行することができる。

【００６２】また、請求項３に係る発明によれば、処理
槽に供給される前のオゾン水が加熱されるので、基板の
処理を行うべきオゾン水を確実に加熱することができ
る。

【００６３】さらに請求項４に係る発明によれば、制御
手段が第１の温度測定手段よって測定された純水または
オゾン水の温度に基づいて冷却手段を制御することによ
って、純水またはオゾン水を正確に冷却することができ
る。

【００６４】またさらに請求項５に係る発明によれば、
制御手段がオゾン水中のオゾン濃度に基づいてオゾン水
生成手段を制御することによって、所望のオゾン濃度を
有するオゾン水を確実に得ることができる。

【００６５】また、請求項６に係る発明によれば、制御
手段が第２の温度測定手段によって測定されたオゾン水
の温度に基づいて加熱手段を制御することによって、オ
ゾン水を正確に加熱することができる。

【００６６】さらに請求項７または請求項１０に係る発
明によれば、冷却される純水またはオゾン水に所定の溶
質を溶解させることによって、純水またはオゾン水の凝
固点を下げることができ、純水またはオゾン水を０℃付
近まで冷却することができて、純水またはオゾン水に対
するオゾンの溶解度を向上させることができる。

【００６７】またさらに請求項８に係る発明によれば、
処理槽に貯留されたオゾン水中にオゾンガスを供給する
ことによって、基板の処理効率を向上できる。

【００６８】請求項１１に係る発明によれば、冷却工程
で純水またはオゾン水を約０℃から約２０℃の範囲内ま
で冷却し、オゾン水生成工程でオゾン濃度が約５０ｐｐ
ｍから約１２０ｐｐｍの範囲内にあるオゾン水を生成
し、加熱工程でオゾン水を約２０℃から約４０℃の範囲
内まで加熱することによって、上記の効果をより確実に
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態を示す模式図である。

【図２】第１実施形態の変形例を示す模式図である。

【図３】この発明の第２実施形態を示す模式図である。

【図４】第２実施形態の変形例を示す模式図である。

【図５】第１実施形態の動作を説明するためのフローチ
ャートを示す図である。

【図６】図２に示す変形例の動作を説明するためのフロ
ーチャートを示す図である。

【図７】第２実施形態の動作を説明するためのフローチ
ャートの前半部分を示す図である。

【図８】第２実施形態の動作を説明するためのフローチ
ャートの後半部分を示す図である。

【図９】図４に示す変形例の動作を説明するためのフロ
ーチャートを示す図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 基板洗浄装置 ２ 洗浄槽 ４ 支持部材 ５ オゾンガス供給部材 ６，２１，４１ ヒータ ７ 槽内温度センサ ８，３２ チラー ９，３３ 管内温度センサ １０，３４ オゾンガス溶解部 １１，３７ 濃度センサ １２，３５ オゾンガス発生部 １３，２３，３８，４３ 制御部 １４，３６ 溶質溶解部 Ｗ 基板 ＯＬ オゾン水

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】オゾン水中に基板を浸漬させて基板を処理
   する基板処理装置において、 オゾン水を貯留する処理槽と、 処理槽に貯留されたオゾン水中で基板を支持する支持手
   段と、 純水またはオゾン水を冷却する冷却手段と、 冷却手段によって冷却された純水またはオゾン水にオゾ
   ンを溶解させて、所望のオゾン濃度を有するオゾン水を
   生成するオゾン水生成手段と、 オゾン水生成手段によって生成されたオゾン水を処理槽
   に供給する供給手段と、 供給手段によって処理槽内に供給されて基板の処理を行
   うべきオゾン水を加熱する加熱手段と、を備えたことを
   特徴とする基板処理装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記加熱手段は処理槽内に貯留されたオゾン水を加熱す
   ることを特徴とする基板処理装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載の基板処理装置において、
   前記加熱手段は処理槽に供給される前のオゾン水を加熱
   することを特徴とする基板処理装置。
4. 【請求項４】請求項１から請求項３のいずれかに記載の
   基板処理装置において、冷却手段によって冷却された純
   水またはオゾン水の温度を測定する第１の温度測定手段
   を有し、第１の温度測定手段による測定結果に基づいて
   冷却手段を制御する制御手段を有することを特徴とする
   基板処理装置。
5. 【請求項５】請求項１から請求項４のいずれかに記載の
   基板処理装置において、オゾン水生成手段によって生成
   されたオゾン水中のオゾン濃度を測定するオゾン濃度測
   定手段を有し、オゾン濃度測定手段による測定結果に基
   づいてオゾン水生成手段を制御する制御手段を有するこ
   とを特徴とする基板処理装置。
6. 【請求項６】請求項１から請求項５のいずれかに記載の
   基板処理装置において、加熱手段によって加熱されたオ
   ゾン水の温度を測定する第２の温度測定手段を有し、第
   ２の温度測定手段による測定結果に基づいて加熱手段を
   制御する制御手段を有することを特徴とする基板処理装
   置。
7. 【請求項７】請求項１から請求項６のいずれかに記載の
   基板処理装置において、冷却手段によって冷却される純
   水またはオゾン水に所定の溶質を溶解させる溶解手段を
   さらに有することを特徴とする基板処理装置。
8. 【請求項８】請求項１から請求項７のいずれかに記載の
   基板処理装置において、処理槽に貯留されたオゾン水中
   にオゾンガスを供給するオゾンガス供給手段をさらに有
   することを特徴とする基板処理装置。
9. 【請求項９】オゾン水中に基板を浸漬させて基板を処理
   する基板処理方法において、 純水またはオゾン水を第１の温度まで冷却する冷却工程
   と、 冷却工程で冷却された純水またはオゾン水にオゾンを溶
   解させて、所望のオゾン濃度を有するオゾン水を生成す
   るオゾン水生成工程と、 オゾン水生成工程で生成されたオゾン水中に基板を浸漬
   させる浸漬工程と、 浸漬工程において基板が浸漬されるオゾン水を第２の温
   度まで加熱する加熱工程と、を含むことを特徴とする基
   板処理方法。
10. 【請求項１０】請求項９に記載の基板処理方法におい
    て、冷却工程で冷却される純水またはオゾン水に所定の
    溶質を溶解させる溶解工程をさらに含むことを特徴とす
    る基板処理方法。
11. 【請求項１１】請求項９または請求項１０に記載の基板
    処理方法において、冷却工程で純水またはオゾン水を約
    ０℃から約２０℃の範囲内まで冷却し、オゾン水生成工
    程でオゾン濃度が約５０ｐｐｍから約１２０ｐｐｍの範
    囲内にあるオゾン水を生成し、加熱工程でオゾン水を約
    ２０℃から約４０℃の範囲内まで加熱することを特徴と
    する基板処理方法。