JP2002355625A

JP2002355625A - 基板処理装置

Info

Publication number: JP2002355625A
Application number: JP2001283344A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Shibayama; 宣之柴山
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-03-27
Filing date: 2001-09-18
Publication date: 2002-12-10
Anticipated expiration: 2021-09-18
Also published as: JP4080191B2

Abstract

(57)【要約】【課題】容易に超音波振動素子の異常を検出すること
ができる基板処理装置を提供することである。【解決手段】複数のＰＺＴ素子５は、高周波発振器７
から高周波ケーブル６を介して与えられる高周波電力に
応じて超音波振動を発生する。発生された超音波振動
は、石英槽４、伝播水３および処理槽１を介して処理槽
１内部の洗浄液２に伝達され、基板１００が洗浄され
る。複数のＰＺＴ素子５の高周波電力を測定する高周波
電力計１４は、電力の測定値をパソコン１３に与える。
パソコン１３は、電力の測定値に基づき、複数のＰＺＴ
素子５のいずれかが故障しているか否か判定し、判定結
果に応じて警報出力信号および故障しているＰＺＴ素子
５を特定する特定信号を警報出力装置１２に送信する。
警報出力装置１２は、パソコン１３から与えられた警報
出力信号および特定信号に応じて警報を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板に処理を行う
基板処理装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ、液晶表示装置用ガラス基
板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等の
基板を洗浄するために、基板洗浄処理装置が用いられ
る。基板洗浄処理装置には、超音波式基板洗浄処理装
置、高圧噴射式基板洗浄処理装置およびブラシ式基板洗
浄処理装置がある。

【０００３】超音波式基板洗浄処理には、低周波超音波
洗浄と高周波超音波洗浄とがある。低周波超音波洗浄と
は、２０〜５０ｋＨｚの超音波振動を液中に照射し、キ
ャビテーションにより負圧による衝撃波を生じさせ基板
表面を洗浄する方法であり、高周波超音波洗浄とは、１
ＭＨｚ前後の超音波を流水に与えて、基板表面に流水を
噴射することにより基板表面を洗浄する方法である。超
音波式基板洗浄処理装置では、超音波振動を発生する振
動素子としてＰＺＴ素子（チタン酸ジルコン酸鉛素子）
が用いられている。

【０００４】以下、図５を用いて従来の高周波超音波洗
浄を行う超音波式基板洗浄処理装置について説明する。

【０００５】図５に示す超音波式基板洗浄処理装置は、
処理槽１、石英槽４、複数のＰＺＴ素子５、高周波ケー
ブル６、高周波発振器７および保持部材１６を備えてい
る。

【０００６】図５に示すように、処理槽１の中には、洗
浄液２が収容され、洗浄液２の中に保持部材１６により
保持された基板１００が浸漬される。その処理槽１を囲
むように石英槽４が設けられており、石英槽４の中に伝
播水３が収容されている。その石英槽４の外側には、複
数のＰＺＴ素子５が取り付けられている。この複数のＰ
ＺＴ素子５は、高周波ケーブル６を介して高周波発振器
７に接続されている。

【０００７】この複数のＰＺＴ素子５は、高周波発振器
７から高周波ケーブル６を介して供給される電力に応じ
て超音波振動を発生する。複数のＰＺＴ素子５により発
生された超音波振動は、石英槽４、伝播水３および処理
槽１を介して処理槽１内部の洗浄液２に伝達される。

【０００８】このようにして、基板１００が、処理槽１
内部の洗浄液２の超音波振動により洗浄される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５に
示す従来の超音波式基板洗浄処理装置においては、複数
のＰＺＴ素子５のうち１個のＰＺＴ素子が故障している
場合、基板１００の一部分において洗浄効果が低下す
る。それにより、基板１００の表面には部分的に不純物
（パーティクル）が残存し、基板１００の表面全体が均
一に洗浄されない。その結果、基板の製造工程における
歩留まりが低下することになる。

【００１０】このＰＺＴ素子の故障とは、ＰＺＴ素子が
超音波振動を発生できない状態をいい、例えば、複数の
ＰＺＴ素子５の各々に取り付けられる電気配線の断線ま
たはＰＺＴ素子５の電極の剥離等を含む。

【００１１】図６は故障しているＰＺＴ素子を特定する
音圧分布測定方式を説明するための模式的斜視図であ
る。

【００１２】図６に示すように、音圧分布測定方式と
は、石英等の振動検出棒５０を用いて、処理槽１の上方
の音による振動（以下、音圧と呼ぶ）を測定し、複数の
ＰＺＴ素子５による超音波振動が洗浄液２に伝達されて
いるか否かを確認することにより故障しているＰＺＴ素
子を検出する方法である。

【００１３】例えば、基板１００が直径２００ｍｍの大
きさで２５枚分スタンダードピッチ（標準間隔）で配置
される場合、通常、超音波振動の有効照射面積は、約
６．３５ｍｍ×２５ｍｍである。この有効照射面積に対
して測定ポイント５ｍｍ² 間隔で測定する場合、図６に
示す石英等の振動検出棒５０による測定ポイント数は１
４４０個所となる。音圧分布測定方式によれば、１つの
測定ポイントに対して２〜３分程度、測定するための時
間が必要であることから、合計２８８０分〜４３２０
分、すなわち４８〜７２時間かかることとなる。このよ
うに、音圧分布測定方式では、故障している１個のＰＺ
Ｔ素子を特定するのに膨大な時間を費やすことになる。

【００１４】また、音圧分布測定方式では、処理槽１内
の洗浄液２に酸化防止のため溶存されている窒素濃度に
応じて音圧分布の測定結果が変化する場合、または石英
等の有する固有振動数によりノイズが発生し、所定の周
波数域を測定することができない場合がある。そのた
め、故障しているＰＺＴ素子の特定を行うことが困難と
なる。

【００１５】本発明の目的は、容易に超音波振動素子の
異常を検出することができる基板処理装置を提供するこ
とである。

【００１６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係る基板処理装置は、基板に処理液を用いて基板
に処理を行う処理部と、高周波電力を発生する電力発生
手段と、電力発生手段に並列に接続され、処理部に用い
られる処理液に超音波振動を付与する複数の超音波振動
素子と、複数の超音波振動素子に生じる電気的要素をそ
れぞれ検出する検出手段と、検出手段により検出された
電気的要素に基づいて複数の超音波振動素子のいずれか
の異常の有無を判定する判定手段とを備えたものであ
る。

【００１７】第１の発明に係る基板処理装置において
は、電力発生手段により、高周波電力が発生され、並列
に接続される複数の超音波振動素子に高周波電力が与え
られる。それにより、複数の超音波振動素子により超音
波振動が発生され、処理液に超音波振動が付与される。
処理部により、超音波振動が付与された処理液を用いて
基板に処理が行われる。また、検出手段により、複数の
超音波振動素子に生じる電気的要素が検出され、検出手
段により検出された電気的要素に基づいて複数の超音波
振動素子のいずれかの異常の有無が判定手段により判定
される。

【００１８】このようにして、容易に超音波振動素子の
異常を検出することができる。そして、検出された超音
波振動素子を交換することにより、基板の処理を確実に
行うことができ、基板の製造工程における歩留まりの低
下を防止することができる。

【００１９】第２の発明に係る基板処理装置は、第１の
発明に係る基板処理装置の構成において、検出手段は、
複数の超音波振動素子と電力発生手段との間にそれぞれ
介挿され、複数の超音波振動素子に生じる電気的要素を
それぞれ測定する複数の測定器を含むものである。

【００２０】この場合、複数の測定器により複数の超音
波振動素子の電気的要素がそれぞれ測定されることによ
り、異常と判定された超音波振動素子の特定を容易に行
うことができる。

【００２１】第３の発明に係る基板処理装置は、第１ま
たは第２の発明に係る基板処理装置の構成において、処
理部は、処理液を収容する処理液収容部と、基板を処理
液収容部内で保持する保持手段とを含み、複数の超音波
振動素子は、処理液収容部に設けられたものである。

【００２２】この場合、複数の超音波振動素子により、
処理液収容部内の処理液に超音波振動が付加され、保持
手段により処理液内で保持された基板に処理が行われ
る。

【００２３】第４の発明に係る基板処理装置は、第１ま
たは第２の発明に係る基板処理装置の構成において、処
理部は、基板を保持する保持手段と、保持手段に保持さ
れた基板に処理液を吐出する処理液吐出部とを含み、複
数の超音波振動素子は、処理液吐出部に設けられたもの
である。

【００２４】この場合、複数の超音波振動素子により、
処理液吐出部内の処理液に超音波振動が付加され、その
処理液が保持手段に保持された基板に吐出されることに
より、基板の処理が行われる。

【００２５】第５の発明に係る基板処理装置は、第４の
発明に係る基板処理装置の構成において、保持手段に保
持された基板と処理液吐出部とを相対的に移動させる駆
動手段をさらに備えたものである。

【００２６】この場合、駆動手段により、保持手段に保
持された基板と処理液吐出部とが相対的に移動される。
これにより、基板表面の全域に対して均一に処理を行う
ことができる。

【００２７】第６の発明に係る基板処理装置は、第１〜
第５のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成におい
て、電気的要素は、電力、電圧、電流、位相差またはイ
ンピーダンスであるものである。

【００２８】この場合、電気的要素として、電力、電
圧、電流、位相差またはインピーダンスの測定が行われ
ることにより、超音波振動素子の異常を検出することが
できる。

【００２９】第７の発明に係る基板処理装置は、第１〜
第６のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成におい
て、判定手段は、複数の超音波振動素子に生じる電気的
要素の各々の値および複数の超音波振動素子に生じる電
気的要素の平均値に基づいて複数の超音波振動素子の各
々における異常の有無を判定するものである。

【００３０】この場合、判定手段により、複数の超音波
振動素子に生じる電気的要素の各々の値および複数の超
音波振動素子の電気的要素の平均値に基づいて複数の超
音波振動素子の各々における異常の有無が判定される。
これにより、異常のある超音波振動素子を容易にかつ正
確に検出することができる。

【００３１】第８の発明に係る基板処理装置は、第１〜
第７のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成におい
て、判定手段の判定結果に基づいて、超音波振動素子の
異常の通知を出力する出力手段をさらに備えるものであ
る。

【００３２】この場合、判定手段の判定結果に基づいて
異常と判定された超音波振動素子の通知が出力手段によ
り出力される。それにより、作業者が超音波振動素子の
異常を迅速に知ることができる。したがって、異常のあ
る超音波振動素子の早期交換が可能となる。

【００３３】第９の発明に係る基板処理装置は、第１〜
第８のいずれかの発明に係る基板処理装置の構成におい
て、判定手段は、電力発生手段により複数の超音波振動
素子に生じる電気的要素の平均値をＡｖｅとし、複数の
超音波振動素子に生じる電気的要素の各々の値をＮｉと
し、超音波振動素子の異常の有無の判断基準値をＸとし
た場合に、複数の超音波振動素子の少なくとも１つにつ
いて、｜Ａｖｅ−（Ｎｉ）｜／Ａｖｅ×１００≦Ｘを満足しない場合に異常と判定するものである。

【００３４】この場合、判定手段により、電気的要素の
平均値と複数の超音波振動素子に生じる電気的要素の各
々の値との差の絶対値が算出され、少なくとも１つの超
音波振動素子について平均値に対する差の絶対値の割合
が判断基準値よりも大きい場合に、異常と判断される。
それにより、複数の超音波振動素子の各々の状態と判定
結果とが、矛盾することなく正確な判断を行うことがで
きる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る基板処理装置
の一例として基板洗浄処理装置について説明する。

【００３６】図１は本発明の一実施の形態における高周
波超音波洗浄を行う基板洗浄処理装置の模式的断面図で
ある。

【００３７】図１の基板洗浄処理装置は、処理槽１、石
英槽４、複数のＰＺＴ素子５、高周波ケーブル６、高周
波発振器７、警報出力装置１２、パーソナルコンピュー
タ１３（以下、パソコン１３と呼ぶ。）、複数の高周波
電力計１４および保持部材１６を備えている。

【００３８】図１に示すように、処理槽１の中には、洗
浄液２が収容され、洗浄液２の中に保持部材１６により
保持された基板１００が浸漬される。その処理槽１を囲
むように石英槽４が設けられており、石英槽４の中に伝
播水３が収容されている。その石英槽４の外側には、複
数のＰＺＴ素子５が取り付けられている。この複数のＰ
ＺＴ素子５は、インピーダンスおよび共振周波数等の電
気的特性が近似するように多数のＰＺＴ素子の中から選
択されており、それぞれ高周波ケーブル６を介して高周
波発振器７に接続されている。複数のＰＺＴ素子５は、
高周波発振器７に並列に接続されている。また、これら
の高周波ケーブル６には、複数のＰＺＴ素子５の各々に
与えられる高周波電力を測定する複数の高周波電力計１
４がそれぞれ介挿されている。この複数の高周波電力計
１４は、パソコン１３に接続されている。パソコン１３
には、警報出力装置１２が接続されている。

【００３９】本実施の形態において、処理槽１が処理液
収容部に相当し、洗浄液２が処理液に相当し、複数のＰ
ＺＴ素子５が複数の超音波振動素子に相当し、高周波発
振器７が電力発生手段に相当し、警報出力装置１２が出
力手段に相当し、パソコン１３が判定手段に相当し、高
周波電力計１４が検出手段に相当し、保持部材１６が保
持手段に相当する。

【００４０】次に、図１の基板洗浄処理装置の動作につ
いて説明する。複数のＰＺＴ素子５は、高周波発振器７
から高周波ケーブル６を介して与えられる高周波電力に
応じて超音波振動を発生する。そして、複数のＰＺＴ素
子５により発生された超音波振動は、石英槽４、伝播水
３および処理槽１を介して処理槽１内部の洗浄液２に伝
達される。

【００４１】このようにして、基板１００が、処理槽１
内部の洗浄液２の超音波振動により洗浄される。

【００４２】一方、超音波振動を発生させるために複数
のＰＺＴ素子５に与えられる高周波電力を測定する高周
波電力計１４は、所定の時間間隔ごとに電力の測定値を
パソコン１３に与える。

【００４３】パソコン１３は、高周波電力計１４から与
えられた複数のＰＺＴ素子５に対応する電力の測定値に
基づき、複数のＰＺＴ素子５のいずれかが故障している
か否か判定する。この判定については後述する。

【００４４】ここで、パソコン１３は、判定結果に応じ
て警報出力信号および故障しているＰＺＴ素子５を特定
する特定信号を警報出力装置１２に送信する。警報出力
装置１２は、パソコン１３から与えられた警報出力信号
および特定信号に応じて警報を出力する。この警報出力
装置１２は、作業者に対して警報を出力して基板洗浄処
理装置に備えられたＰＺＴ素子５の故障を通知するもの
であり、アラーム信号出力器、警報ブザー、警報ランプ
または表示器などを含む。

【００４５】次いで、パソコン１３が高周波電力計１４
から与えられた電力の測定値に基づいて、ＰＺＴ素子５
が故障しているか否かの判定を行う動作について説明す
る。

【００４６】図２はパソコン１３が行う判定についての
動作を説明するフローチャートである。

【００４７】まず、図２に示すように、パソコン１３
は、複数のＰＺＴ素子５の電力の測定値を初期化する
（ステップＳ２１）。次に、複数のＰＺＴ素子５の各々
の電力の測定値を高周波電力計１４から読み込む（ステ
ップＳ２２）。そして、複数のＰＺＴ素子５の電力の測
定値の和を算出し（ステップＳ２３）、複数のＰＺＴ素
子の電力の測定値の平均値を算出する（ステップＳ２
４）。算出された平均値と複数のＰＺＴ素子５の各々の
電力の測定値との差を算出する（ステップＳ２５）。

【００４８】続いて、算出された差のうちいずれかが規
定値Ｘと比較して大きいか否かを判定する（ステップＳ
２６）。パソコン１３は、全てのＰＺＴ素子５の電力の
測定値と平均値との差が規定値Ｘよりも小さい場合は、
全てのＰＺＴ素子５が故障していないと判定し、複数の
ＰＺＴ素子５のいずれかの電力の測定値と平均値との差
が規定値Ｘよりも大きい場合は、そのＰＺＴ素子５が故
障していると判定する。そして、故障していると判定し
た場合は、警報出力装置１２に警報出力信号および故障
していると判定したＰＺＴ素子５を特定する特定信号を
送信する（ステップＳ２７）。それにより、警報出力装
置１２は、警報を出力するとともに、例えば故障してい
ると判定したＰＺＴ素子５を示す表示を行う。

【００４９】次に、図１の複数のＰＺＴ素子５のうち１
つのＰＺＴ素子５が故障している場合のパソコン１３が
行う判定の一例について説明する。ここでは、複数のＰ
ＺＴ素子５の各々を区別するために、これらのＰＺＴ素
子５に符号５ａ〜５ｆを付す。全てのＰＺＴ素子５ａ〜
５ｆが故障していない場合と一つのＰＺＴ素子５ｂのみ
が故障している場合との高周波電力計１４による測定結
果例を表１に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】本例では、高周波発振器７によりＰＺＴ素
子５ａ〜５ｆに与えられる電力の合計が６００Ｗ（ワッ
ト）であるものとする。ＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの個数
は、６個である。そして、全てのＰＺＴ素子５ａ〜５ｆ
が故障していない場合は、６００Ｗの電力が６個のＰＺ
Ｔ素子５ａ〜５ｆに分配されるので、高周波電力計１４
による電力の測定値が全て１００Ｗとなる。これに対
し、全てのＰＺＴ素子５ａ〜５ｆのうちＰＺＴ素子５ｂ
のみが故障している場合は、６００Ｗの電力が故障して
いない５個のＰＺＴ素子５ａ，５ｃ〜５ｆに分配される
ので、ＰＺＴ素子５ａ，５ｃ〜５ｆの各々の電力の測定
値が１２０Ｗとなり、故障しているＰＺＴ素子５ｂの電
力の測定値が０Ｗとなる。この場合、電力の合計を全て
のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの個数で除算し、電力の測定値
の平均値を算出すると１００Ｗとなる。

【００５２】表１において、ＰＺＴ素子５ｂの電力の測
定値が０Ｗであることは、ＰＺＴ素子５ｂの断線または
電極の剥離等により電力が与えられない状態であること
を示している。そして、本来ＰＺＴ素子５ｂに与えられ
るべき電力が、故障していない５個のＰＺＴ素子５ａ，
５ｃ〜５ｆに分配されている状態を示している。

【００５３】そして、算出された平均値と全てのＰＺＴ
素子５ａ〜５ｆの電力の測定値との差を算出する。続い
て、算出された差が規定値と比較して大きいか否かを判
定する。ここで、規定値を平均値の５０％と定める。こ
の場合、ＰＺＴ素子５ａ，５ｃ〜５ｆの電力の測定値の
１２０Ｗと算出された平均値の１００Ｗとの差は２０Ｗ
となり、規定値よりも小さいため、ＰＺＴ素子５ａ，５
ｃ〜５ｆが故障していないと判定される。しかし、ＰＺ
Ｔ素子５ｂの電力の測定値の０Ｗと複数のＰＺＴ素子５
ａ〜５ｆ全体から算出された平均値の１００Ｗとの差は
１００Ｗとなり、規定値よりも大きいため、ＰＺＴ素子
５ｂが故障していると判定される。

【００５４】以上のことから、本実施の形態に係る高周
波超音波洗浄を行う基板洗浄処理装置では、高周波電力
計１４により得られた全てのＰＺＴ素子５それぞれの電
力の測定値に基づいて、いずれかのＰＺＴ素子５の故障
の有無を容易にかつ確実に判定し、故障しているＰＺＴ
素子５を特定することができる。

【００５５】この結果、故障しているＰＺＴ素子５を交
換し、基板１００の処理を確実に行うことができ、基板
１００の製造工程における歩留まりの低下を防止するこ
とができる。

【００５６】次に、図３は本発明の他の実施の形態にお
ける高周波超音波洗浄を行う基板洗浄処理装置を示す図
であり、図３（ａ）は基板洗浄処理装置の一部を示す斜
視図であり、図３（ｂ）は基板洗浄処理装置の一部を示
す模式的平面図である。また、図４は図３の基板洗浄処
理装置を示す模式的正面図である。

【００５７】図３および図４の基板洗浄処理装置は、複
数のＰＺＴ素子５、高周波ケーブル６、高周波発振器
７、洗浄タンク８、洗浄液ノズル９、洗浄液開閉弁１
０、警報出力装置１２、パソコン１３、高周波電力計１
４、駆動装置１５および保持部材１６を備えている。

【００５８】図３（ａ），（ｂ）に示すように、保持部
材１６により保持された基板１００の上方に洗浄液ノズ
ル９が取り付けられている。洗浄液ノズル９には、複数
の孔１１が設けられ、かつ複数のＰＺＴ素子５が取り付
けられている。そして、洗浄液ノズル９は、駆動装置１
５により水平方向に移動される（図中矢印参照）。

【００５９】図４の洗浄タンク８には、洗浄液が収容さ
れている。洗浄液開閉弁１０を開放することにより、洗
浄タンク８の洗浄液が洗浄液ノズル９に供給される。複
数のＰＺＴ素子５は、インピーダンスおよび共振周波数
等の電気的特性が近似するように多数のＰＺＴ素子の中
から選択されており、それぞれ高周波ケーブル６を介し
て高周波発振器７に接続されている。複数のＰＺＴ素子
５は、高周波発振器７に並列に接続されている。また、
これらの高周波ケーブル６には、複数のＰＺＴ素子５の
各々に与えられる高周波電力を測定する複数の高周波電
力計１４がそれぞれ介挿されている。この複数の高周波
電力計１４は、パソコン１３に接続されている。パソコ
ン１３には、警報出力装置１２が接続されている。

【００６０】本実施の形態において、洗浄液ノズル９が
処理液吐出部に相当し、複数のＰＺＴ素子５が複数の超
音波振動素子に相当し、高周波発振器７が電力発生手段
に相当し、警報出力装置１２が出力手段に相当し、パソ
コン１３が判定手段に相当し、高周波電力計１４が検出
手段に相当し、保持部材１６が保持手段に相当する。

【００６１】次に、図３および図４の基板洗浄処理装置
の動作について説明する。まず、洗浄タンク８に収容さ
れた洗浄液は、洗浄液開閉弁１０が開放されることによ
り洗浄液ノズル９に供給される。この洗浄液ノズル９に
供給された洗浄液に複数のＰＺＴ素子５が発生する超音
波振動が伝達され、洗浄液が複数の孔１１から吐出され
る。洗浄液を吐出する洗浄液ノズル９が、駆動装置１５
により水平方向に移動されることにより、基板１００の
表面全体を洗浄することができる。

【００６２】一方、複数のＰＺＴ素子５に与えられる高
周波電力を測定する高周波電力計１４は、所定の時間間
隔ごとに高周波電力の測定値をパソコン１３に与える。

【００６３】パソコン１３は、高周波電力計１４から与
えられた複数のＰＺＴ素子５に対応する電力の測定値に
基づき、複数のＰＺＴ素子５のいずれかが故障している
か否か判定する。この判定については、図２に示したフ
ローチャートに示した判定と同一である。

【００６４】ここで、パソコン１３は、判定結果に応じ
て警報出力信号および故障しているＰＺＴ素子５を特定
する特定信号を警報出力装置１２に送信する。警報出力
装置１２は、パソコン１３から与えられた警報出力信号
および故障しているＰＺＴ素子５の特定信号に応じて警
報を出力する。この警報出力装置１２は、作業者に対し
て警報を出力して基板洗浄処理装置に備えられたＰＺＴ
素子５の故障を通知するものであり、アラーム信号出力
器、警報ブザー、警報ランプまたは表示器などを含む。

【００６５】以上のことから、本実施の形態に係る高周
波超音波洗浄を行う基板洗浄処理装置では、高周波電力
計１４により得られた全てのＰＺＴ素子５それぞれの電
力の測定値に基づいて、ＰＺＴ素子５の故障の有無を容
易にかつ確実に判定し、故障しているＰＺＴ素子５を特
定することができる。

【００６６】この結果、故障しているＰＺＴ素子５を交
換し、基板１００の処理を確実に行うことができ、基板
１００の製造工程における歩留まりの低下を防止するこ
とができる。

【００６７】なお、上記実施の形態では、パソコン１３
が判定に用いる規定値Ｘを平均値の５０％としたが、こ
れに限定されず、任意の値を規定してもよい。さらに、
上記実施の形態では、平均値と各々の電力の測定値との
差を用いているが、平均値と各々の電力の測定値との比
を用いてもよい。さらに、上記実施の形態では、電気的
要素として高周波電力計１４を用いて電力を測定するこ
とにより故障の有無を判定したが、これに限定されず、
電気的要素として電圧計、電流計、位相測定器またはイ
ンピーダンス測定器を用いて、電圧、電流、位相差また
はインピーダンスを測定することにより故障の有無を判
定してもよい。また、ＰＺＴ素子の異常としてＰＺＴ素
子の故障を判定する場合について説明を行ったが、これ
に限定されず、過度の電力供給によりＰＺＴ素子が異常
な超音波振動を発生する場合等を判定してもよい。

【００６８】また、上記実施の形態では、基板処理装置
の一例として基板洗浄処理装置について説明したが、こ
れに限らず、本発明は、複数の超音波振動素子を用いて
基板処理を行う他の基板処理装置にも適用することがで
きる。

【００６９】

【実施例】図１の基板処理装置を用いた場合において以
下に示す方法で実施例および比較例のシミュレーション
を行った。

【００７０】実施例および比較例のシミュレーションで
は、図１の高周波発振器７により６個のＰＺＴ素子５ａ
〜５ｆに供給可能な最大電力ＧＫｍａｘを１２００Ｗと
する。ここで、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆに供給可能
な最大電力をＧＫｍａｘとする。また、個々のＰＺＴ素
子５ａ〜５ｆに実際に供給される電力をそれぞれＮ₁〜
Ｎ₆とし、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆに実際に供給さ
れる電力の合計をＧＫとする。

【００７１】比較例では、最大電力ＧＫｍａｘに対する
電力の合計ＧＫの割合が所定値Ｚ（例えば３０％）の場
合、すなわち次式を満足する場合に、ＰＺＴ素子５ａ〜
５ｆのいずれかに故障があると判定して警報出力信号を
出力（ＯＮ）するものとする。

【００７２】（ＧＫ／ＧＫｍａｘ）×１００≦Ｚ …（１）一方、実施例では、個々のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆに実際
に供給される電力Ｎ₁〜Ｎ₆と６個のＰＺＴ素子５ａ〜５
ｆに実際に供給される電力の平均値Ａｖｅとの差Ｄ₁〜
Ｄ₆をそれぞれ算出し、平均値Ａｖｅに対する個々の差
Ｄ₁〜Ｄ₆の割合のうち少なくとも１つが判定基準値Ｘ
（例えば５０％）以下の場合、すなわち次式を満足する
場合に、ＰＺＴ素子５ａ〜５ｆのいずれかに故障がある
と判定して警報出力信号を出力（ＯＮ）するものとす
る。

【００７３】｜Ｄ_i｜／Ａｖｅ×１００＝｜Ａｖｅ−Ｎ_i｜／Ａｖｅ×１００≦Ｘ …（２）式（２）において、ｉ＝１，２，…，６である。

【００７４】次いで、比較例および実施例におけるシミ
ュレーション条件について説明する。このシミュレーシ
ョンの条件は、後述する表２および表３に示すように、
５通り設定し、それぞれ条件Ａ〜Ｅとする。

【００７５】条件Ａは、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの
全てが正常であり、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆに実際
の供給される電力の合計ＧＫを３００Ｗに設定した場合
である。

【００７６】条件Ｂは、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの
うち１個のＰＺＴ素子５ｂが故障しており、６個のＰＺ
Ｔ素子５ａ〜５ｆに実際に供給される電力の合計ＧＫを
６００Ｗに設定した場合である。

【００７７】条件Ｃは、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの
全てが正常であり、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆに実際
に供給される電力の合計ＧＫを６００Ｗに設定した場合
である。

【００７８】条件Ｄは、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの
うち１個のＰＺＴ素子５ｂが故障しており、６個のＰＺ
Ｔ素子５ａ〜５ｆに実際に供給される電力の合計ＧＫを
３００Ｗに設定した場合である。

【００７９】条件Ｅは、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの
うち１個のＰＺＴ素子５ｂのみが故障しかけており、６
個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆに実際に供給される電力の合
計ＧＫを６００Ｗに設定した場合である。

【００８０】ここで、ＰＺＴ素子が故障しかけている状
態とは、ＰＺＴ素子を構成する振動板を貼り合わせる接
着剤の劣化により、ＰＺＴ素子の発振強度が低下してい
る状態をいう。

【００８１】［比較例］比較例のシミュレーション結果
を表２に示す。

【００８２】

【表２】

【００８３】以下、５通りの条件Ａ〜Ｅのそれぞれにつ
いて評価を行う。（条件Ａの場合）６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆに実際に
供給される電力の合計ＧＫが３００Ｗであり、最大電力
Ｇｍａｘ（＝１２００Ｗ）の２５％であるため、上式
（１）を満足せず、警報出力信号が出力（ＯＮ）され
る。この場合、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆのいずれも
故障していないにもかかわらず、警報出力信号が出力
（ＯＮ）され、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの実際の状
態と警報出力信号の状態との間に矛盾が生じる。

【００８４】（条件Ｂの場合）６個のＰＺＴ素子５ａ〜
５ｆに実際に供給される電力の合計ＧＫが６００Ｗであ
り、最大電力Ｇｍａｘ（＝１２００Ｗ）の５０％である
ため、上式（１）を満足して、警報出力信号が出力され
ない（ＯＦＦ）。この場合、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５
ｆのうち１個のＰＺＴ素子５ｂが故障しているにもかか
わらず、警報出力信号が出力されず（ＯＦＦ）、６個の
ＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの実際の状態と警報出力信号の状
態との間に矛盾が生じる。

【００８５】（条件Ｃの場合）６個のＰＺＴ素子５ａ〜
５ｆに実際に供給される電力の合計ＧＫが６００Ｗであ
り、最大電力Ｇｍａｘ（＝１２００Ｗ）の５０％である
ため、上式（１）を満足して、警報出力信号が出力され
ない（ＯＦＦ）。この場合、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５
ｆのいずれも故障しておらず、警報出力信号も出力され
ない（ＯＦＦ）ため、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの実
際の状態と警報出力信号の状態との間に矛盾が生じな
い。

【００８６】（条件Ｄの場合）６個のＰＺＴ素子５ａ〜
５ｆに実際に供給される電力の合計ＧＫが３００Ｗであ
り、最大電力Ｇｍａｘ（＝１２００Ｗ）の２５％である
ため、上式（１）を満足せず、警報出力信号が出力（Ｏ
Ｎ）される。この場合、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの
うち１個のＰＺＴ素子５ｂが故障しており、警報出力信
号も出力（ＯＮ）されるため、６個のＰＺＴ素子５ａ〜
５ｆの実際の状態と警報出力信号の状態との間に矛盾が
生じない。

【００８７】（条件Ｅの場合）６個のＰＺＴ素子５ａ〜
５ｆに実際に供給される電力の合計ＧＫが６００Ｗであ
り、最大電力Ｇｍａｘ（＝１２００Ｗ）の５０％である
ため、上式（１）を満足して、警報出力信号が出力され
ない（ＯＦＦ）。この場合、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５
ｆのうち１個のＰＺＴ素子５ｂのみが故障しかけている
にもかかわらず、警報出力信号が出力されず（ＯＦ
Ｆ）、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの実際の状態と警報
出力信号の状態との間に矛盾が生じる。

【００８８】［実施例］実施例のシミュレーション結果
を表３に示す。

【００８９】

【表３】

【００９０】以下、５通りの条件Ａ〜Ｅのそれぞれにつ
いて評価を行う。（条件Ａの場合）個々のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆに実際に
供給される電力Ｎ₁〜Ｎ₆は全て５０Ｗであり、６個のＰ
ＺＴ素子５ａ〜５ｆに実際に供給される電力の平均値Ａ
ｖｅは５０Ｗであり、それらの差Ｄ₁〜Ｄ₆は全て０とな
る。したがって、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの全てに
ついて上式（２）を満足する。この場合、６個のＰＺＴ
素子５ａ〜５ｆのいずれも故障しておらず、警報出力信
号も出力されず（ＯＦＦ）、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５
ｆの実際の状態と警報出力信号の状態との間に矛盾が生
じない。

【００９１】（条件Ｂの場合）個々のＰＺＴ素子５ａ，
５ｃ〜５ｆに実際に供給される電力Ｎ₁，Ｎ₃〜Ｎ₆は１
２０Ｗであり、ＰＺＴ素子５ｂに実際に供給される電力
Ｎ₂は０Ｗである。６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆに実際
に供給される電力の平均値Ａｖｅは１００Ｗであり、そ
れらの差Ｄ₁，Ｄ₃〜Ｄ₆は２０となり、差Ｄ₂は１００と
なる。したがって、ＰＺＴ素子５ａ，５ｃ〜５ｆについ
ては上式（２）を満足するが、ＰＺＴ素子５ｂについて
は上式（２）を満足しない。この場合、ＰＺＴ素子５ｂ
が故障しており、警報出力信号も出力（ＯＮ）され、６
個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの実際の状態と警報出力信号
の状態との間に矛盾が生じない。

【００９２】（条件Ｃの場合）個々のＰＺＴ素子５ａ〜
５ｆに実際に供給される電力Ｎ₁〜Ｎ₆は全て１００Ｗで
あり、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆに実際に供給される
電力の平均値Ａｖｅは１００Ｗであり、それらの差Ｄ₁
〜Ｄ₆は全て０となる。したがって、６個のＰＺＴ素子
５ａ〜５ｆの全てについて上式（２）を満足する。この
場合、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆのいずれも故障して
おらず、警報出力信号も出力されず（ＯＦＦ）、６個の
ＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの実際の状態と警報出力信号の状
態との間に矛盾が生じない。

【００９３】（条件Ｄの場合）個々のＰＺＴ素子５ａ，
５ｃ〜５ｆに実際に供給される電力Ｎ₁，Ｎ₃〜Ｎ₆は６
０Ｗであり、ＰＺＴ素子５ｂに実際に供給される電力Ｎ
₂は０Ｗである。６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆに実際に
供給される電力の平均値Ａｖｅは５０Ｗであり、それら
の差Ｄ₁，Ｄ₃〜Ｄ₆は１０となり、差Ｄ₂は５０となる。
したがって、ＰＺＴ素子５ａ，５ｃ〜５ｆについては上
式（２）を満足するが、ＰＺＴ素子５ｂについては上式
（２）を満足しない。この場合、ＰＺＴ素子５ｂが故障
しており、警報出力信号も出力（ＯＮ）され、６個のＰ
ＺＴ素子５ａ〜５ｆの実際の状態と警報出力信号の状態
との間に矛盾が生じない。

【００９４】（条件Ｅの場合）個々のＰＺＴ素子５ａ，
５ｃ〜５ｆに実際に供給される電力Ｎ₁，Ｎ₃〜Ｎ₆は１
１６Ｗであり、ＰＺＴ素子５ｂに実際に供給される電力
Ｎ₂は２０Ｗである。６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆに実
際に供給される電力の平均値Ａｖｅは１００Ｗであり、
それらの差Ｄ₁，Ｄ₃〜Ｄ₆は１６となり、差Ｄ₂は８０と
なる。したがって、ＰＺＴ素子５ａ，５ｃ〜５ｆについ
ては上式（２）を満足するが、ＰＺＴ素子５ｂについて
は上式（２）を満足しない。この場合、ＰＺＴ素子５ｂ
が故障しており、警報出力信号も出力（ＯＮ）され、６
個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの実際の状態と警報出力信号
の状態との間に矛盾が生じない。

【００９５】［総合評価］以上の評価により、比較例で
は、条件Ａ，ＢおよびＥの場合に、６個のＰＺＴ素子５
ａ〜５ｆの実際の状態と警報出力信号の状態との間に矛
盾が生じる。

【００９６】一方、実施例では、全ての条件Ａ〜Ｅの場
合に、６個のＰＺＴ素子５ａ〜５ｆの実際の状態と警報
出力信号の状態との間に矛盾が生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における高周波超音波洗
浄を行う基板洗浄処理装置の模式的断面図である。

【図２】パソコンが行う判定についての動作を説明する
フローチャートである。

【図３】本発明の他の実施の形態における高周波超音波
洗浄を行う基板洗浄処理装置を示す模式図である。

【図４】図３の基板洗浄処理装置を示す模式的正面図で
ある。

【図５】従来の高周波超音波洗浄を行う超音波式基板洗
浄処理装置を示す模式図である。

【図６】故障しているＰＺＴ素子を特定する音圧分布測
定方式を説明するための模式的斜視図である。

【符号の説明】

１処理槽２洗浄液３伝播水４石英槽５複数のＰＺＴ素子６高周波ケーブル７高周波発振器８洗浄タンク９洗浄液ノズル１０洗浄液開閉弁１１複数の孔１２警報出力装置１３パソコン１４高周波電力計１００基板

フロントページの続きＦターム(参考） 3B201 AA02 AA03 BB02 BB85 BB92 CD42 CD43 5D107 AA15 BB11 CC02 CC12 CD06 CD07 FF08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に処理を行う基板処理装置であっ
て、基板に処理液を用いて基板に処理を行う処理部と、高周波電力を発生する電力発生手段と、前記電力発生手段に並列に接続され、前記処理部に用い
られる処理液に超音波振動を付与する複数の超音波振動
素子と、前記複数の超音波振動素子に生じる電気的要素をそれぞ
れ検出する検出手段と、前記検出手段により検出された電気的要素に基づいて前
記複数の超音波振動素子のいずれかの異常の有無を判定
する判定手段とを備えたことを特徴とする基板処理装
置。
【請求項２】前記検出手段は、前記複数の超音波振動素子と前記電力発生手段との間に
それぞれ介挿され、前記複数の超音波振動素子に生じる
電気的要素をそれぞれ測定する複数の測定器を含むこと
を特徴とする請求項１記載の基板処理装置。
【請求項３】前記処理部は、前記処理液を収容する処
理液収容部と、基板を前記処理液収容部内で保持する保
持手段とを含み、前記複数の超音波振動素子は、前記処理液収容部に設け
られたことを特徴とする請求項１または２記載の基板処
理装置。
【請求項４】前記処理部は、基板を保持する保持手段
と、前記保持手段に保持された基板に前記処理液を吐出する
処理液吐出部とを含み、前記複数の超音波振動素子は、前記処理液吐出部に設け
られたことを特徴とする請求項１または２記載の基板処
理装置。
【請求項５】前記保持手段に保持された基板と前記処
理液吐出部とを相対的に移動させる駆動手段をさらに備
えたことを特徴とする請求項４記載の基板処理装置。
【請求項６】前記電気的要素は、電力、電圧、電流、
位相差またはインピーダンスであることを特徴とする請
求項１〜５のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項７】前記判定手段は、前記複数の超音波振動
素子に生じる電気的要素の各々の値および前記複数の超
音波振動素子に生じる電気的要素の平均値に基づいて前
記複数の超音波振動素子の各々における異常の有無を判
定することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載
の基板処理装置。
【請求項８】前記判定手段の判定結果に基づいて、超
音波振動素子の異常の通知を出力する出力手段をさらに
備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載
の基板処理装置。
【請求項９】前記判定手段は、前記電力発生手段により前記複数の超音波振動素子に生
じる電気的要素の平均値をＡｖｅとし、前記複数の超音
波振動素子に生じる電気的要素の各々の値をＮｉとし、
前記超音波振動素子の異常の有無の判断基準値をＸとし
た場合に、前記複数の超音波振動素子の少なくとも１つ
について、｜Ａｖｅ−（Ｎｉ）｜／Ａｖｅ×１００≦Ｘを満足しない場合に異常と判定することを特徴とする請
求項１〜８のいずれかに記載の基板処理装置。