JP2001358108A - 基板処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理液に超音波振動を十分に付与することが
できて、基板の処理効率を向上させることができる基板
処理装置を提供する。 【解決手段】そこで本発明では、超音波振動発生器７か
ら超音波振動が照射される処理槽１の底壁１１の底面
に、処理槽１の外側に突出する複数の半円球状の突出部
を形成して、処理槽１内に入射する超音波振動を散乱さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板、液晶
表示器用基板等のＦＰＤ（Ｆｌａｔ ＰａｎｅｌＤｉｓ
ｐｌａｙ）用基板またはフォトマスク用基板などの各種
の基板を、超音波振動が付与された処理液中に浸漬させ
て、洗浄処理などの処理を行う基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数の基板を超音波振動が付与された処
理液によって洗浄処理する基板処理装置として次のよう
な装置が知られている。この基板処理装置は、複数の基
板が浸漬される処理液として例えば純水を貯留する処理
槽を備え、この処理槽の周囲に伝播水を貯留する外槽が
設けられている。上記処理槽はその底壁が外槽に貯留さ
れた伝播水に浸るように配置されている。外槽には伝播
水に超音波振動を付与する超音波振動発生器が取り付け
られている。

【０００３】上述の基板処理装置は、超音波振動発生器
を駆動することによって伝播水および処理槽の底壁を介
して処理槽に貯留された純水に超音波振動を付与する。
この超音波振動によって基板に付着したパーティクルを
振動させて基板表面から脱落させたり、超音波振動によ
って純水中に発生したキャビテーションや気泡を基板に
作用させて、基板を物理的に洗浄する。また、純水に付
与された超音波振動によって、純水中に溶存する窒素や
酸素などの溶存ガスが介在するラジカルを純水中に発生
させて、このラジカルによって基板を化学的に洗浄す
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この超音波振動発生器
は、例えば、処理槽の底壁に対向する矩形の振動面を備
えており、この振動面内には複数の振動子が設けられて
いる。この超音波振動発生器の出力は、発生させる超音
波振動によって基板に形成された素子（デバイス）が破
壊されないように、発生させる超音波振動の音圧に基づ
いて設定される。このように構成された超音波振動発生
器が発生する超音波の音圧の振動面内における分布は、
各振動子が発生する超音波振動の音圧にばらつきがある
ために不均一である。

【０００５】上述のように超音波振動発生器の振動面内
における音圧の分布が不均一であるので、超音波振動発
生器の出力は、基板上の素子を破壊しないように、発生
させる超音波振動の音圧の最大値を所定値以下とするよ
うに設定される。

【０００６】しかしながら、上述のように超音波振動の
音圧は振動面内において不均一であるために、振動面内
において音圧が最大値である部分はごく一部であって、
多くの部分は最大値より小さい音圧の超音波振動を発生
させることとなる。この結果、超音波振動発生器によっ
て洗浄液に超音波振動を十分に付与することができず、
上述の超音波振動による物理的および化学的な基板の洗
浄処理の効率が低下するという問題が発生する。

【０００７】本発明の目的は、上述のような点に鑑み、
処理液に超音波振動を十分に付与することができて、基
板の処理効率を向上させることができる基板処理装置を
提供することにある。

【０００８】

【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、超音波振動が付与された処
理液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、処理液を貯留する処理槽と、処理槽に貯留され
た処理液中で基板を支持する支持手段と、超音波振動を
前記処理槽の外壁に外側から照射して、前記外壁を介し
て前記処理液に超音波振動を付与する超音波振動発生手
段とを有し、前記処理槽の外壁が、処理液に付与される
超音波振動を散乱させるように形成されていることを特
徴とする。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
基板処理装置において、前記処理槽の外壁の内面または
外面に複数の突出部が形成されていることを特徴とす
る。

【００１０】請求項３に係る発明は、請求項２に記載の
基板処理装置において、前記突出部の表面が半円状の曲
面であることを特徴とする。

【００１１】請求項４に係る発明は、請求項１に記載の
基板処理装置において、前記処理槽の外壁の内面または
外面に多数の微小凹凸が形成されていることを特徴とす
る。

【００１２】請求項５に係る発明は、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、前記外
壁の厚さ寸法が外壁中を進行する前記超音波振動の半波
長、または、前記半波長に２以上の整数を乗じた値とほ
ぼ等しいことを特徴とする。

【００１３】請求項６に係る発明は、超音波振動が付与
された処理液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、処理液を貯留する処理槽と、処理槽に
貯留された処理液中で基板を支持する支持手段と、超音
波振動を前記処理槽の外壁に外側から照射して、前記外
壁を介して処理液に超音波振動を付与する超音波振動発
生手段とを有し、前記処理槽の外壁と超音波振動発生手
段との間に、処理液に付与される超音波振動を散乱させ
る散乱部材を介在させることを特徴とする。

【００１４】請求項７に係る発明は、請求項６に記載の
基板処理装置において、前記散乱部材の前記基板側の表
面または超音波振動発生手段側の表面に複数の突出部が
形成されていることを特徴とする。

【００１５】請求項８に係る発明は、請求項７に記載の
基板処理装置において、前記突出部の表面が半円状の曲
面であることを特徴とする。

【００１６】請求項９に係る発明は、請求項６に記載の
基板処理装置において、前記散乱部材の前記基板側の表
面または超音波振動発生手段側の表面に多数の微小凹凸
が形成されていることを特徴とする。

【００１７】請求項１０に係る発明は、請求項６から請
求項９のいずれかに記載の基板処理装置において、前記
散乱部材の厚さ寸法が散乱部材中を進行する前記超音波
振動の半波長、または、前記半波長に２以上の整数を乗
じた値とほぼ等しいことを特徴とする。

【００１８】請求項１１に係る発明は、超音波振動が付
与された処理液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、処理液を貯留する処理槽と、処理槽
に貯留された処理液中で基板を支持する支持手段と、超
音波振動を前記処理槽の外壁に外側から照射して、前記
外壁を介して処理液に超音波振動を付与する超音波振動
発生手段とを有し、前記超音波振動発生手段が前記処理
槽に向かう方向に沿って振動する振動子と、当該振動子
の振動に応じて振動するとともに多数の微小凹凸が処理
槽側の表面に形成された振動板とを備えることを特徴と
する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
の一例について図面を参照しながら説明する。

【００２０】＜第１実施形態＞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
（基板処理装置）は、処理液である純水８を貯留する石
英製の処理槽１と、処理槽１上部の周囲に固定され処理
槽１からオーバーフローした純水８を一旦受け止める受
槽２とを備えている。処理槽１の下部外壁である底壁１
１は、処理槽１の中央に向かうにつれて下方に傾斜した
逆屋根型形状であり、その傾斜角度は水平面に対して下
方に例えば２度から１０度の範囲内で、例えば５度であ
る。

【００２１】処理槽２の底部付近には略円形の半導体ウ
エハである複数の基板Ｗを支持する３つの支持部材４が
配置されている。支持部材４は角棒状であり、図１にお
いて紙面に直交する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が上記延
設方向に沿って互いに平行に処理槽１内で配列される。
３つの支持部材は点線で示す昇降自在のリフター５に固
定されており、このリフター５を昇降させて、支持部材
に支持された複数の基板Ｗを処理槽１内と処理槽１上方
との間で昇降させる。

【００２２】また、処理槽１の下方の隅部には一対の供
給管３が設けられている。この供給管３は、図示しない
純水の供給源に流路接続され、複数の基板Ｗの配列方向
に沿って設けられた図示しない複数の供給口から処理槽
１内に純水８を供給する。供給管３から供給された純水
８は処理槽１に貯留されて、やがて処理槽１の上部から
受槽２に向けてオーバーフローする。受槽２に一旦貯留
された純水は図示しない排液口から受槽２外に排液され
る。上述のように供給管３から処理槽１内に供給された
純水８は処理槽１内に貯留された純水８中に上昇流を形
成した後、オーバーフローする。そして、支持部材４に
支持された複数の基板Ｗは上述の純水８の上昇流によっ
て洗浄処理される。

【００２３】外槽６は処理槽１を囲うように配置され、
処理槽１の少なくとも底壁１１が伝播水９に浸るように
伝播水９を貯留している。外槽６の底壁の中央には、そ
の振動面７ａが伝播水９内に配置されるとともに処理槽
１の底壁１１に対向するように略箱型の超音波振動発生
器７が設けられている。超音波振動発生器７の振動面７
ａには、図２に示すように複数の円形の振動子７ｂが配
列されている。これらの複数の振動子７ｂが上下に振動
することによって、それぞれの振動子７ｂから例えば９
５０ｋHzまたは７５０ｋHzの超音波振動が伝播水９に付
与される。なお、振動子７ｂの形状は円形に限定され
ず、例えば六角形、四角形、長方形などでもよい。

【００２４】伝播水９に付与された超音波振動は処理槽
１の外壁である底壁１１に外側から照射され、この底壁
１１を介して処理槽１内の純水８に伝播される。このよ
うに純水８に付与された超音波振動によって、複数の基
板Ｗの表面に付着したパーティクルを振動させて表面か
ら脱落させたり、付与された超音波振動によって純水８
中に発生したキャビテーションや気泡が基板Ｗに作用し
て基板Ｗが物理的に洗浄される。また、純水８に付与さ
れた超音波振動によって純水８中に溶存された窒素や酸
素などの溶存ガスが介在したラジカルが発生し、このラ
ジカルによって基板Ｗが化学的に洗浄される。

【００２５】図３は処理槽１の底壁１１の形状を示す拡
大断面図である。図３（ａ）に示すように底壁１１の底
面（外面）１１ａは超音波発振器７側に向かって突出す
る複数の突出部２０が形成されている。突出部２０の表
面は半円球であって、その結果、底面１１ａには複数の
半円状の曲面が形成されている。図３（ａ）において矢
印で示すように、超音波振動発生器７で発生し伝播水９
に付与された超音波振動は鉛直方向に沿って上方に進行
し底面１１ａに入射する。超音波振動は底面１１ａに入
射したときに、入射した超音波振動の進行方向と底面１
１ａとの角度に応じて屈折した後、底壁１１内を進行し
底壁１１の内面１１ｂから出射するときに再び屈折し
て、純水８内に入射する。

【００２６】純水８内に入射した超音波振動の進行方向
の大部分は、底壁１１の底面１１ａおよび内面１１ｂで
の屈折によって鉛直方向に対して傾斜する。この結果、
純水８内に入射した超音波振動は処理槽１内で散乱す
る。

【００２７】底壁１１の厚さ寸法は、底壁１１を透過す
る超音波振動の透過率を高めるために、底壁１１内を進
行する超音波振動の半波長（λ／２）、または、この半
波長に２以上の整数を乗じた値に設定することが好まし
い。底壁１１に入射した超音波振動の透過率Ｔは以下の
数１に示す式によって近似することができる。但し、こ
の式においてｔは底壁１１の厚さ寸法を、λは底壁１１
内を進行する超音波振動の波長を、ｃ_１は底壁１１内を
進行する超音波振動の速度を、ρ_１は底壁１１（石英）
の密度を、ｃ_２は純水８中を進行する超音波振動の速度
を、ρ_２は純水の密度をそれぞれ示している。

【００２８】

【数１】

【００２９】上記の式より透過率Tが最大（T＝１）とな
る、すなわち１００％となるのは、底壁１１の厚さ寸法
ｔが超音波振動の半波長（λ／２）、または、半波長に
２以上の整数を乗じた値であるときである。超音波振動
の波長λは、以下の数２に示す式によって算出すること
ができる。但し、ｆ_１は超音波振動の周波数である。

【００３０】

【数２】λ＝ｃ_１／ｆ_１

【００３１】底壁１１（石英）内を進行する超音波振動
の速度ｃ_１は約６０００ｍ／ｓｅｃであるので、超音波
振動の周波数ｆ_１が９５０ｋHzであれば、超音波振動の
波長λは上記数２の式により約６．２８ｍｍとなり、半
波長（λ／２）は約３ｍｍとなる。したがって、超音波
振動の周波数ｆ_１が９５０ｋHzであるときの底壁１１の
厚さ寸法ｔは、超音波振動の透過率を高めるために約３
ｍｍとするか、３ｍｍに２以上の整数を乗じた値にほぼ
等しい値とすることが好ましい。同様に、超音波振動の
周波数ｆ_１が７５０ｋHzであるときの底壁１１の厚さ寸
法ｔは、超音波振動の透過率Tを高めるために約４ｍｍ
とするか、４ｍｍに２以上の整数を乗じた値とほぼ等し
い値とすることが好ましい。また、７０％から８０％以
上の透過率Ｔが得られるように上述のように求めた厚さ
寸法ｔは例えばｔ±０．１ｍｍの範囲内とすることが好
ましい。

【００３２】また、図３（ａ）において厚さ寸法ｔは突
出した半円状曲面の曲率半径の寸法と等しくなってい
る。この結果、底壁１１の底面１１ａに入射して屈折
し、底壁１１中を進行して内面１１ｂから出射するまで
の超音波振動の行路長は、底面１１ａの入射位置にかか
わらず一定で寸法ｔ、すなわち超音波振動の半波長、ま
たは、半波長に２以上の整数を乗じた値となる。したが
って、超音波振動の透過率Ｔは超音波振動が底面１１ａ
に入射する位置にかかわらず、ほぼ１００％となる。

【００３３】図４は図１および図３に示す超音波振動発
生器７から照射され基板Ｗに到達した超音波振動の音圧
分布を示すグラフである。このグラフにおいて横軸は図
２に示す超音波振動発生器７のＸ方向に沿った位置を示
し、縦軸はＸ方向に沿った位置における超音波振動の音
圧を示している。図４において実線で示す分布曲線Ｈ１
００は、この第１実施形態において超音波振動発生器７
の出力を１００％としたときの音圧分布を示している。
また、実線で示す分布曲線ＨＵは、超音波振動によって
基板Ｗに形成された素子（デバイス）を破壊しないため
に、超音波振動の音圧の最大値が一点鎖線で示す上限値
ＳＰ以下となるように超音波振動発生器７の出力を調整
したときの音圧分布（以下、基板処理時の音圧分布とい
う）を示している。

【００３４】また、図４には比較のために比較例におけ
る分布曲線Ｐ１００および分布曲線ＰＵが点線で示され
ている。この比較例においては処理槽１の底面１１ａが
平坦であり、この点以外の構成は第１実施形態と同じで
ある。分布曲線Ｐ１００は、比較例において超音波振動
発生器７の出力を１００％としたときの音圧分布を示
し、分布曲線ＰＵは基板処理時の音圧分布を示してい
る。

【００３５】図４に示すように１００％出力時の第１実
施形態による音圧の分布曲線Ｈ１００の方が比較例によ
る音圧の分布曲線Ｐ１００よりも平坦である。これは、
上述のように第１実施形態においては純水８中で超音波
振動が散乱しているのに対し、比較例においては超音波
振動の進行方向は純水８中に入射する前後でほぼ同じで
鉛直上向きであるため、Ｘ方向に沿った位置における音
圧分布はＸ方向に沿って配列された各振動子７ｂが発生
する超音波振動の音圧のばらつきに起因して不均一とな
っているからである。

【００３６】したがって、第１実施形態において分布曲
線の最大値が上限値ＳＰ以下となるように超音波振動発
生器７の出力を調整したとき（基板処理時）の分布曲線
ＨＵは、比較例における基板処理時の分布曲線ＰＵより
もＸ方向に沿った位置にかかわらず上方に位置してい
る。すなわち、第１実施形態の方が比較例よりもＸ方向
における、どの位置においても音圧値の大きい超音波振
動を純水８に付与することができる。この結果、純水８
内で支持された複数の基板Ｗに作用させる超音波振動の
音圧値を大きくすることができて、超音波振動による基
板の物理的な洗浄処理の効率が向上できる。また、純水
８に音圧値の大きい超音波振動を付与できるので、純水
８に溶存する溶存ガスが介在するラジカルの発生量が増
加して、超音波振動による基板の化学的な洗浄処理の効
率が向上できる。

【００３７】また、基板処理時の第１実施形態による分
布曲線ＨＵの方が比較例による分布曲線ＰＵよりも平坦
であるので、第１実施形態の方が比較例よりもＸ方向に
沿った位置における音圧値のばらつきが小さい。この結
果、純水８内で支持された複数の基板Ｗを超音波振動に
よって物理的および化学的に均一に洗浄処理することが
できる。

【００３８】なお、上述においては超音波振動発生器７
のＸ方向に沿った音圧分布について説明したが、処理槽
１の底面１１ａに複数の半円球表面が形成されているの
で、底面１１ａに照射された超音波振動はその入射位置
に応じて全ての方向に屈折させることができる。したが
って、第１実施形態において超音波振動発生器７の振動
面７ａに沿ったどの方向であっても、音圧の分布曲線Ｈ
１００および分布曲線ＨＵは平坦になる。

【００３９】＜第１実施形態の変形例＞上述の第１実施
形態は以下のように変形実施することも可能である。 （１）底面１１ａに半円柱状に突出した突出部を形成
し、底面１１ａに半円状の曲面を複数設けてもよい。こ
の変形例において、突出部の長手方向（半円柱の軸方
向）が複数の基板Ｗの配列方向に沿うように形成するこ
とが好ましい。このように突出部を形成することによっ
て純水８中において超音波振動が基板Ｗの主面に沿った
方向（Ｘ方向）に散乱するので、基板Ｗの主面を均一に
洗浄処理することができる。

【００４０】（２）上述の半円球状または半円柱状の突
出部を底壁１１の内面１１ｂに設けてもよい。また、上
記突出部を底面１１ａおよび内面１１ｂに設けてもよ
い。

【００４１】（３）図３（ｂ）に示すように処理槽１の
底壁１１の内面１１ｂに多数の微小凹凸２１を形成して
もよい。このように多数の微小凹凸２１が形成された底
壁１１ａに入射した超音波振動は、底壁１１の内面１１
ｂから出射するときに屈折する。この結果、純水８に散
乱した超音波振動が付与される。したがって、この変形
例において基板処理時の超音波振動の音圧分布は図４に
示す分布曲線ＨＵと同様の音圧分布を示し、第１実施形
態と同様に、超音波振動による物理的および化学的な洗
浄効率を向上することができるとともに、複数の基板を
均一に洗浄処理することができる。なお、上記微小凹凸
２１を底面１１ａに設けてもよい。また、上記微小凹凸
２１を底面１１ａおよび内面１１ｂに設けてもよい。さ
らに、図３（ｂ）に示す底壁１１の厚さ寸法ｔは、底壁
１１を透過する超音波振動の透過率を高めるために、底
壁１１内を進行する超音波振動の半波長または半波長に
２以上の整数を乗じた値とほぼ等しい値とすることが好
ましい。

【００４２】＜第２実施形態＞次にこの発明の第２実施
形態について図５を用いて説明する。図５は第２実施形
態を示す模式図である。図５に示すように第２実施形態
において処理槽５０の底壁１１０は水平に設けられ、こ
の底壁１１０に超音波振動発生器７が直接取り付けられ
ている。また、処理槽５０内に純水８を供給する供給管
３０が処理槽５０内部に配置されている。その他の第１
実施形態と同一の符号が示すものは第１実施形態と同じ
ように機能するものであるので、その説明を省略する。

【００４３】上述の第１実施形態においては超音波振動
発生器７から発せられた超音波振動は伝播水９を介して
処理槽１の底面１１に照射されたが、この第２実施形態
においては超音波振動発生器７の振動面７ａが処理槽５
０の底面１１０に当接しているので、超音波振動発生器
７から発せられた超音波振動は底面１１０に直接照射さ
れる。

【００４４】図６は処理槽５０の底壁１１０の形状を示
す拡大側面図である。図６（ａ）に示すように底壁１１
０の内面１１０ｂには基板Ｗ側に向かって突出する複数
の突出部２２が形成されている。突出部２２の表面は半
円球であって、その結果、内面１１０ｂには複数の半円
状の曲面が形成されている。図６（ａ）において矢印で
示すように、超音波振動発生器７で発生し底壁１１０に
照射された超音波振動は鉛直方向に沿って上方に底壁１
１０内部を進行する。そして、底壁１１０の内面１１０
ｂから出射するときに屈折して、純水８内に入射する。

【００４５】純水８内に入射した超音波振動の進行方向
の大部分は、底壁１１０の内面１１０ｂでの屈折によっ
て鉛直方向に対して傾斜する。この結果、純水８内に入
射した超音波振動は処理槽５０内で散乱する。

【００４６】処理槽５０内における基板処理時の超音波
振動の音圧分布は図４に示す分布曲線ＨＵと同様の音圧
分布を示すので、第１実施形態と同様に、超音波振動に
よる物理的および化学的な洗浄効率を向上することがで
きるとともに、複数の基板を均一に洗浄処理することが
できる。

【００４７】底壁１１０の厚さ寸法は、上述の第１実施
形態と同様に、底壁１１０を透過する超音波振動の透過
率を高めるために、底壁１１０内を進行する超音波振動
の半波長（λ／２）、または、この半波長に２以上の整
数を乗じた値に設定することが好ましい。

【００４８】＜第２実施形態の変形例＞上述の第２実施
形態は以下のように変形実施することも可能である。 （１）内面１１０ｂに半円柱状に突出した突出部を形成
して、内面１１０ｂに半円状の曲面を複数設けてもよ
い。この変形例において、突出部の長手方向（半円柱の
軸方向）が複数の基板Ｗの配列方向に沿うように形成す
ることが好ましい。このように突出部を形成することに
よって純水８中において超音波振動が基板Ｗの主面に沿
った方向（Ｘ方向）に散乱するので、基板Ｗの主面を均
一に洗浄処理することができる。

【００４９】（２）図６（ｂ）に示すように処理槽５０
の底壁１１０の内面１１０ｂに多数の微小凹凸２３を形
成してもよい。このように多数の微小凹凸２３が形成さ
れた底壁１１０に照射された底壁１１の内面１１０ｂか
ら出射するときに屈折する。この結果、純水８に散乱し
た超音波振動が付与される。したがって、この変形例に
おいて基板処理時の超音波振動の音圧分布は図４に示す
分布曲線ＨＵと同様の音圧分布を示し、第１実施形態と
同様に、超音波振動による物理的および化学的な洗浄効
率を向上することができるとともに、複数の基板を均一
に洗浄処理することができる。

【００５０】＜第３実施形態＞次のこの発明の第３実施
形態について図７を用いて説明する。図７は第３実施形
態を示す模式図である。図７において処理槽６０の底壁
１２０の底面および内面には第１実施形態のように突出
部や微小凹凸部は形成されておらず平坦である。また、
底壁１１と超音波振動発生器７との間には板状の散乱部
材１２が配置されている。その他の第１実施形態と同一
の符号が示すものは第１実施形態と同じように機能する
ものであるので、その説明を省略する。

【００５１】図８に示すように上述の散乱部材１２の超
音波振動発生器７側の下面１２ａには、第１実施形態の
底面１１ａと同様に、超音波振動発生器７側に向けて半
円球状に突出する複数の突出部２４が形成され、下面１
２ａには複数の半円状曲面が形成されている。下面１２
ａに入射した超音波振動の大部分は、入射したときに屈
折するとともに散乱部材１２の平坦な上面１２ｂから出
射するときに屈折する。この結果、散乱部材１２を透過
した超音波振動は散乱部材１２の上方の伝播水９内で散
乱した後、底壁１１を介して純水８に伝播されるので、
純水８に散乱した超音波振動が付与される。したがっ
て、基板処理時の超音波振動の音圧分布は図４に示す分
布曲線ＨＵと同様の音圧分布を示し、第１実施形態と同
様に、超音波振動による物理的および化学的な洗浄効率
を向上することができるとともに、複数の基板を均一に
洗浄処理することができる。

【００５２】また、図８（ａ）において厚さ寸法ｔは散
乱部材１２内を進行する超音波振動の半波長または半波
長に２以上の整数を乗じた値であり、かつ、突出した半
円状曲面の曲率半径の寸法と等しくなっている。この結
果、散乱部材１２の下面１２ａに入射して屈折し、散乱
部材１２中を進行して上面１２ｂから出射するまでの超
音波振動の行路長は、下面１２ａの入射位置にかかわら
ず一定で寸法ｔ、すなわち超音波振動の半波長、また
は、半波長に２以上の整数を乗じた値となる。したがっ
て、超音波振動の透過率Ｔは超音波振動が下面１２ａに
入射する位置にかかわらず、ほぼ１００％となる。

【００５３】＜第３実施形態の変形例＞上述の第３実施
形態は以下のように変形実施することも可能である。 （１）散乱部材１２の下面１２ａに半円柱状に突出した
突出部を形成し、下面１２ａに半円状の曲面を複数設け
てもよい。この変形例において、突出部の長手方向（半
円柱の軸方向）が複数の基板Ｗの配列方向に沿うように
曲面を形成することが好ましい。このように突出部を形
成することによって純水８中において超音波振動が基板
Ｗの主面に沿った方向（Ｘ方向）に散乱するので、基板
Ｗの主面を均一に洗浄処理することができる。

【００５４】（２）上述の半円球状または半円柱状の突
出部を散乱部材１２の上面１２ｂに設けてもよい。ま
た、上記突出部を下面１２ａおよび上面１２ｂに設けて
もよい。

【００５５】（３）図８（ｂ）に示すように散乱部材１
２の上面１１ｂに多数の微小凹凸２５を形成してもよ
い。このように多数の微小凹凸２５が形成された散乱部
材１２に入射した超音波振動の大部分は、上面１１ｂか
ら出射するときに屈折する。この結果、純水８に散乱し
た超音波振動が付与される。したがって、この変形例に
おいて基板処理時の超音波振動の音圧分布は図４に示す
分布曲線ＨＵと同様の音圧分布を示し、第１実施形態と
同様に、超音波振動による物理的および化学的な洗浄効
率を向上することができるとともに、複数の基板を均一
に洗浄処理することができる。なお、上記微小凹凸２５
を下面１２ａに設けてもよい。また、上記微小凹凸２５
を下面１２ａおよび上面１２ｂに設けてもよい。さら
に、図８（ｂ）に示す底壁１１の厚さ寸法ｔは、底壁１
１を透過する超音波振動の透過率を高めるために、底壁
１１内を進行する超音波振動の半波長または半波長に２
以上の整数を乗じた値とすることが好ましい。

【００５６】＜第４実施形態＞次のこの発明の第４実施
形態について図９を用いて説明する。図９は第４実施形
態を示す模式図である。図９において処理槽６０の底壁
１２０の底面および内面には第１実施形態のように突出
部や微小凹凸部は形成されておらず平坦である。その他
の第１実施形態と同一の符号が示すものは第１実施形態
と同じように機能するものであるので、その説明を省略
する。

【００５７】超音波発生器７の複数の振動子７ｂ上には
振動板１３が設けられ、この振動板１３の上面が振動面
７ａとなっている。振動板１３の振動面７ａには、図１
０に示すように多数の微小凹凸２６が形成されている。
各振動子７ｂは図示しない圧電素子が電気的に制御され
ることにより上下に振動し、この振動に応じて振動板１
３が凹状態と凸状態とを繰り返すように振動する。な
お、振動板１３は振動していないときは水平状態であ
る。

【００５８】上述のように振動する振動板１３の振動面
７ａに多数の微小凹凸２６が形成されているので、振動
面７ａから超音波振動が四方八方に向けて出射される。
この結果、伝播水９および底壁１１を介して純水８に散
乱した超音波振動が付与される。したがって、この第４
実施形態において基板処理時の超音波振動の音圧分布は
図４に示す分布曲線ＨＵと同様の音圧分布を示し、第１
実施形態と同様に、超音波振動による物理的および化学
的な洗浄効率を向上することができるとともに、複数の
基板を均一に洗浄処理することができる。

【００５９】＜他の変形例＞ （１）上述の各実施形態やそれぞれの変形例において、
処理槽１（５０、６０）内に供給され貯留される処理液
は純水８に限定されず、例えば純水にアンモニア水およ
び過酸化水素水が混合された混合液、カソード水、水素
ガスを溶解した純水である水素水、オゾン水など、超音
波振動を付与することによってパーティクル除去や汚染
除去が可能な処理液であればよい。

【００６０】（２）上述の各実施形態やそれぞれの変形
例において、超音波振動が照射される処理槽１（５０、
６０）の外壁は底壁１１（１１０、１２０）に限定され
ず、処理槽１（５０、６０）の側壁でもよい。

【００６１】（３）上述の各実施形態やそれぞれの変形
例における突出部２０（２２、２４）の断面形状は半円
状に限定されず、例えば台形や三角形でもよい。

【００６２】（４）上述の各実施形態やそれぞれの変形
例における微小凹凸２１（２３、２５、２６）の形状は
特に限定されず、粗面を形成するものであればよい。

【００６３】

【発明の効果】以上詳細に説明した如く、請求項１から
請求項１０のいずれかに係る発明によれば、超音波振動
発生手段から照射された超音波振動を処理液中で散乱さ
せることによって、処理槽内における超音波振動の音圧
分布を均一にすることができる。したがって、超音波振
動発生手段の出力を基板上の素子を破壊しないように設
定しても、処理液に超音波振動を十分に付与することが
できて、基板の処理効率を向上させることができる。

【００６４】さらに、請求項５または請求項１０に係る
発明によれば、処理槽の外壁または散乱部材の厚さ寸法
がそれらの中を進行する超音波振動の半波長、または、
半波長に２以上の整数を乗じた値とほぼ等しいので、外
壁または散乱部材を透過する超音波振動の透過率を高め
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】超音波振動発生器７を示す斜視図である。

【図３】第１実施形態における処理槽１の底壁１１を示
す拡大断面図である。

【図４】超音波振動発生器７のＸ方向における音圧分布
を示す説明図である。

【図５】この発明の第２実施形態を示す模式図である。

【図６】第２実施形態における処理槽５０の底壁１１０
を示す拡大断面図である。

【図７】この発明の第３実施形態を示す模式図である。

【図８】第３実施形態における散乱部材１２を示す拡大
断面図である。

【図９】この発明の第４実施形態を示す模式図である。

【図１０】第４実施形態における振動板１３を示す拡大
断面図である。

【符号の説明】

１、５０、６０ 処理槽 ２ 受槽 ３ 供給管 ４ 支持部材 ５ リフター ６ 外槽 ７ 超音波振動発生器 ７ａ 振動面 ７ｂ 振動子 ８ 純水 ９ 伝播水 １１、１１０ 底壁 １１ａ 底面（外面） １１ｂ、１１０ｂ 内面 １２ 散乱部材 １２ａ 下面 １２ｂ 上面 ２０、２２、２４ 突出部 ２１、２３、２５、２６ 微小凹凸 Ｗ 基板 ＨＵ 基板処理時の音圧分布曲線

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B201 AA03 AB08 AB42 BB04 BB85 BB86 BB93 CB01 CC21 5F043 BB27 DD19 EE05 EE40 GG10 5F046 MA07 MA10

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 超音波振動が付与された処理液に基板を
   浸漬させて基板を処理する基板処理装置において、 処理液を貯留する処理槽と、 処理槽に貯留された処理液中で基板を支持する支持手段
   と、 超音波振動を前記処理槽の外壁に外側から照射して、前
   記外壁を介して前記処理液に超音波振動を付与する超音
   波振動発生手段とを有し、 前記処理槽の外壁が、処理液に付与される超音波振動を
   散乱させるように形成されている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、前記処理槽の外壁の内面または外面に複数の突出部
   が形成されていることを特徴とする基板処理装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の基板処理装置におい
   て、前記突出部の表面が半円状の曲面であることを特徴
   とする基板処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の基板処理装置におい
   て、前記処理槽の外壁の内面または外面に多数の微小凹
   凸が形成されてい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、前記外壁の厚さ寸法が外壁中
   を進行する前記超音波振動の半波長、または、前記半波
   長に２以上の整数を乗じた値とほぼ等しいことを特徴と
   する基板処理装置。
6. 【請求項６】 超音波振動が付与された処理液に基板を
   浸漬させて基板を処理する基板処理装置において、 処理液を貯留する処理槽と、 処理槽に貯留された処理液中で基板を支持する支持手段
   と、 超音波振動を前記処理槽の外壁に外側から照射して、前
   記外壁を介して処理液に超音波振動を付与する超音波振
   動発生手段とを有し、 前記処理槽の外壁と超音波振動発生手段との間に、処理
   液に付与される超音波振動を散乱させる散乱部材を介在
   させることを特徴とする基板処理装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の基板処理装置におい
   て、前記散乱部材の前記基板側の表面または超音波振動
   発生手段側の表面に複数の突出部が形成されていること
   を特徴とする基板処理装置。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の基板処理装置におい
   て、前記突出部の表面が半円状の曲面であることを特徴
   とする基板処理装置。
9. 【請求項９】 請求項６に記載の基板処理装置におい
   て、前記散乱部材の前記基板側の表面または超音波振動
   発生手段側の表面に多数の微小凹凸が形成されているこ
   とを特徴とする基板処理装置。
10. 【請求項１０】 請求項６から請求項９のいずれかに記
    載の基板処理装置において、前記散乱部材の厚さ寸法が
    散乱部材中を進行する前記超音波振動の半波長、また
    は、前記半波長に２以上の整数を乗じた値とほぼ等しい
    ことを特徴とする基板処理装置。
11. 【請求項１１】 超音波振動が付与された処理液に基板
    を浸漬させて基板を処理する基板処理装置において、 処理液を貯留する処理槽と、 処理槽に貯留された処理液中で基板を支持する支持手段
    と、 超音波振動を前記処理槽の外壁に外側から照射して、前
    記外壁を介して処理液に超音波振動を付与する超音波振
    動発生手段とを有し、 前記超音波振動発生手段が前記処理槽に向かう方向に沿
    って振動する振動子と、当該振動子の振動に応じて振動
    するとともに多数の微小凹凸が処理槽側の表面に形成さ
    れた振動板とを備えることを特徴とする基板処理装置。