JP2004335525A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の第１面および第２面の汚染状況や、これら面上に形成された微細構造の状況に応じて、当該第１面および第２面を同時に超音波洗浄可能な基板処理装置を提供する。
【解決手段】配線パターン等の微細構造が形成された基板Ｗのおもて面ＷＳ１には、ガス脱気部８１によって溶存ガス濃度を低下させた洗浄液に超音波が付与されたものが供給される。またおもて面ＷＳ１に洗浄液が供給されるのと同時に、おもて面ＷＳ１と逆側のうら面ＷＳ２には、ガス溶解部８２によって溶存ガス濃度を増加させて洗浄液が供給される。これにより、おもて面ＷＳ１は、微細構造を破損することなく良好に洗浄処理を施すことができる。また、うら面ＷＳ２は、溶存ガス濃度の高い洗浄液におもて面ＷＳ１側から伝播する超音波を付与して洗浄処理を施すことができるため、洗浄効果をさらに向上させることができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体基板、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（以下、単に「基板」と称する）に所定の処理を施す基板処理装置および基板処理方法に関するものであって、特に、基板に対して超音波洗浄を施す際に、当該基板の第１面および第２面の洗浄力を向上させるための改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、超音波が付与された洗浄液によって基板を洗浄することにより、基板の洗浄効率を向上させる洗浄技術が提案されている（例えば、特許文献１）
また、従来より、基板の洗浄処理において、ガス（例えば、水素ガス、酸素ガス、希ガス）を溶解させた洗浄液を使用することにより、基板の洗浄効果が向上することも知られている（例えば、特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−０７６９６２号公報
【特許文献２】
特開２０００−３０３０９３号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１の洗浄装置では、基板の下方から基板の下面に向けて超音波が付与された洗浄液が供給されるのと同時に、基板の上方から基板の上面に向けて超音波が付与されていない洗浄液が供給されることによって、基板の上面と下面とが同時に洗浄される。
【０００５】
しかし、この特許文献１の洗浄装置によって基板を洗浄する際に以下のような問題が生ずる。すなわち、
（１）基板の下面が、電子デバイスやそれに付随する回路パターン等の微細構造を形成する面（以下、「デバイス面」とも呼ぶ）に該当する場合、洗浄液に溶解するガスの濃度が高いと、デバイス面に形成された微細構造が破損するといった問題が生ずる。
【０００６】
また、デバイス面が基板の上面に配置されている場合、基板の下面については、を超音波を付与した洗浄液によって洗浄することができるため、洗浄効果を向上させることができる、しかし、
（２）基板の下面に供給された洗浄液に付与される超音波が、基板の下面および上面を介して基板の上面に供給される洗浄液に付与されることとなり、その際に洗浄液に溶解するガスの濃度が高いと、（１）と同様にデバイス面上の微細構造を破損するといった問題が生ずる。
【０００７】
そこで、本発明は、基板の第１面および第２面の汚染状況や、これら面上に形成された微細構造の状況に応じて、当該第１面および第２面を同時に超音波洗浄可能な基板処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、基板に所定の処理を施す基板処理装置であって、前記基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された前記基板の第１面と対向して設けられ、前記第１面に向けて第１の洗浄液を吐出する第１の吐出部と、前記保持手段に保持された前記基板を挟んで前記第１の吐出部と逆側に設けられ、前記第１面の裏側に位置する前記基板の第２面に向けて第２の洗浄液を吐出する第２の吐出部と、を備え、前記第１の洗浄液および前記第２の洗浄液のうち少なくとも一方は、超音波を付与されており、前記第１の洗浄液に溶存するガスと前記第２の洗浄液に溶存するガスとは濃度差を有することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の基板処理装置であって、前記第１の洗浄液および前記第２の洗浄液の少なくとも一方に溶存するガスのガス濃度を調整するガス濃度調整手段、をさらに備えることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、前記第１面はデバイス面であり、前記第１の洗浄液に溶存するガス濃度は、前記第２の洗浄液に溶存するガス濃度より低いことを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項３に記載の基板処理装置であって、前記第１面は、前記超音波が付与された前記第１の洗浄液を供給されており、前記第２の洗浄液は、前記第１の洗浄液から前記第１面および前記第２の面を介して伝播される超音波を付与されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５の発明は、請求項３または請求項４に記載の基板処理装置であって、前記ガス濃度調整手段は、前記第１の洗浄液を前記第１の吐出部に向けて供給する第１の洗浄液供給路上に配設され、前記第１の洗浄液に溶存するガスを脱気するガス脱気部と、前記第２の洗浄液を前記第２の突出部に向けて供給する第２の洗浄液供給路上に配設され、前記第２の洗浄液にガスを溶解させるガス溶解部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６の発明は、請求項３または請求項４に記載の基板処理装置であって、前記ガス濃度調整手段は、第１の複数種の原液を供給することにより前記第１の洗浄液を調合する第１の調合部と、第２の複数種の原液を供給することにより前記第２の洗浄液を調合する第２の調合部と、前記第１の複数種の原液のうち少なくとも１つの原液を前記第１の調合部に供給する第１の原液供給路上に設けられ、前記第１の原液供給路にて送給される原液に溶存するガスを脱気するガス脱気部と、前記第２の複数種の原液のうち少なくとも１つの原液を前記第２の調合部に供給する第２の原液供給路上に設けられ、前記第２の原液供給路にて送給される原液にガスを溶解させるガス溶解部と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項７の発明は、請求項３ないし請求項６のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記基板の第１面は、基板の上面であることを特徴とする。
【００１５】
また、請求項８の発明は、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記第１の洗浄液と前記第２の洗浄液とは同一であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項９の発明は、請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の基板処理装置であって、前記ガス溶解部は、前記第２の洗浄液に窒素ガスを溶解させることを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１０の発明は、基板処理方法であって、保持手段に保持される基板の第１面と対向して設けられた第１の吐出部から前記基板の第１面に向けて第１の洗浄液を吐出して洗浄する第１の洗浄工程と、前記第１の洗浄工程と同時に行われる工程であって、前記保持手段に保持される前記基板を挟んで前記第１の吐出部と逆側に設けられた第２の吐出部から前記第１面の裏側に位置する前記基板の第２面に向けて第２の洗浄液を吐出して洗浄する第２の洗浄工程と、を有し、前記第１の洗浄液および前記第２の洗浄液の少なくとも一方には、超音波が付与されており、前記第１の洗浄液に溶存するガスと前記第２の洗浄液に溶存するガスとは濃度差を有することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１９】
＜１．第１の実施の形態＞
＜１．１．基板処理装置の構成＞
図１は、本発明に係る基板処理装置１の全体構成を示す縦断面図である。図２は、基板処理装置１に純水およびアンモニア水や過酸化水素水等の薬液（以下、「処理液」とも呼ぶ。また、洗浄処理に使用する処理液を、特に「洗浄液」とも呼ぶ）や窒素ガス等の不活性ガスを供給する供給部の構成を示す模式図である。以下、図１および図２を参照しつつ、基板処理装置１の構成について説明する。
【００２０】
基板処理装置１は、基板Ｗに対する洗浄処理を行う枚葉式の基板処理装置である。図１に示すように、基板処理装置１は、主として、基板Ｗを保持して回転するスピンベース１０と、スピンベース１０の下側中心部付近と接続された回転軸１１に内挿されて基板Ｗの下面に洗浄液を供給する下側処理液ノズル１５と、
基板Ｗの上方に配設される回転軸３５に内挿されて基板Ｗの上面に洗浄液を供給する上側処理液ノズル３６と、上側処理液ノズル３６とは別体に設けられており、超音波振動が付与された洗浄液を基板Ｗに供給する超音波ノズル６８と、スピンベース１０上に保持されて回転する基板Ｗから振り切られた処理液を受けるためのスプラッシュガード５０とを備える。
【００２１】
スピンベース１０は、中心部に開口を有する円板状の部材であって、その上面には円形の基板Ｗの周縁部を把持するための複数個のチャックピン１４が立設されている。チャックピン１４は、円形の基板Ｗを確実に保持するために３個以上（例えば、６個）設けてあればよく、スピンベース１０の周縁部に沿って等角度間隔（例えば、６０°間隔）で配置されている。チャックピン１４のそれぞれは、基板Ｗの周縁部を下方から支持する基板支持部１４ａと、基板支持部１４ａに支持された基盤Ｗの外周端面を押圧して基板Ｗを保持する基板保持部１４ｂとを備えている。各チャックピン１４は、基板保持部１４ｂが基板Ｗの外周端面を押圧する押圧状態と、基板保持部１４ｂが基板Ｗの外周端面から離れる開放状態との間を切り替え可能に構成されている。複数個のチャックピン１４の押圧状態と解放状態との切り替えは、種々の公知の機構によって実現することが可能であり、例えば特公平３−９６０７号公報に開示されたリンク機構等を用いればよい。
【００２２】
スピンベース１０に対する基板Ｗの受け渡し時には、複数個のチャックピン１４を解放状態とし、基板Ｗに対する諸処理を行う時には、複数個のチャックピン１４を押圧状態とする。押圧状態とすることによって、複数個のチャックピン１４は基板Ｗの周縁部を把持してその基板Ｗをスピンベース１０から所定間隔を隔てて略水平姿勢に保持することができる。基板Ｗは、そのおもて面（電子回路パターンの形成面）ＷＳ１を上面側に向け、うら面ＷＳ２を下面側に向けた状態で保持される。
【００２３】
スピンベース１０の中心部下面側には、回転軸１１が垂設されている。回転軸１１は中空の円筒状部材であって、その内側の中空部分には下側処理液ノズル１５が挿設されている。回転軸１１の下端付近には、ベルト駆動機構２１を介して電動モータ２０が連動連結されている。すなわち、回転軸１１の外周に固設された従動プーリ２１ａと電動モータ２０の回転軸に連結された主動プーリ２１ｂとの間にベルト２１ｃが巻き掛けられている。電動モータ２０を駆動することにより、その駆動力をベルト駆動機構２１を介して回転軸１１に伝達し、回転軸１１、スピンベース１０とともにチャックピン１４に保持された基板Ｗを水平面内にて鉛直方向に沿った回転軸Ｊを中心として回転させることができる。
【００２４】
以上の回転軸１１、ベルト駆動機構２１、電動モータ２０等は、ベース部材２４上に設けられた有蓋円筒状のケーシング２５内に収容されている。
【００２５】
下側処理液ノズル１５は、上述のように回転軸１１に挿通されており、その先端部１５ａはスピンベース１０上に保持された基板Ｗのうら面ＷＳ２の中心部直下に対向するように配設されている。
【００２６】
下側処理液ノズル１５の基端部１５ｂは、純水配管３７ｄ（図２参照）およびバルブ１８ｂを介して純水供給源１７ｃと連通接続されている。そのため、バルブ１８ｂを開放することによって下側処理液ノズル１５の先端部１５ａから基板Ｗのうら面ＷＳ２の中心部に向けて純水を供給することができる。
【００２７】
また、下側処理液ノズル１５の基端部１５ｂは、洗浄液配管１６（図２参照）に連通接続されている。そのため、下側処理液ノズル１５の先端部１５ａから基板Ｗの下面に向けて、後述する調合部１７ａ（図２参照）にて調合された純水、過酸化水素水、およびアンモニア水の混合液を洗浄液として供給することができる。
【００２８】
このように、下側処理液ノズル１５は基板Ｗのうら面ＷＳ２に向けて洗浄液を吐出する吐出部として使用される。なお、洗浄液配管１６を介して下側処理液ノズル１５に供給される洗浄液の供給部の詳細について後述する。
【００２９】
また、回転軸１１の中空部分の内壁と下側処理液ノズル１５の外壁との間の隙間は、気体供給路１９となっている。この気体供給路１９の先端部１９ａは環状開口となっており、スピンベース１０上に保持された基板Ｗのうら面ＷＳ２中心部に向けられている。そして、気体供給路１９の基端部１９ｂはガス配管２２に連通接続されている。ガス配管２２は不活性ガス供給源２３に連通接続され、ガス配管２２の経路途中にはバルブ１３が設けられている。バルブ１３を開放することによって、気体供給路１９の先端部１９ａからスピンベース１０上に保持された基板Ｗのうら面ＷＳ２中心部に向けて不活性ガス（本実施の形態では窒素ガス）を供給することができる。
【００３０】
超音波ノズル６８は、スピンベース１０上に保持された基板Ｗの上方に、当該基板Ｗのおもて面ＷＳ１と対向するように配設されている。すなわち、超音波ノズル６８は、スピンベース１０に保持された基板Ｗを挟んで下側処理液ノズル１５と逆側に配設されている。また、超音波ノズル６８は、図１に示すように、凸字に屈曲したリンク部材６６を介してノズル移動機構６５と連結されている。
【００３１】
ここで、ノズル移動機構６５は、鉛直方向に沿った回転軸を有する電動モータ６５ａを備えており、その回転軸の周りにリンク部材６６およびリンク部材６６に接続された超音波ノズル６８を回転させることができる。
【００３２】
これにより、超音波ノズル６８は、スピンベース１０に保持された基板Ｗのおもて面ＷＳ１に対向する対向位置と、対向位置から側方にスプラッシュガード５０の外側まで退避した退避位置との間を、回転運動により移動することができる。また、対向位置においても、超音波ノズル６８はスピンベース１０に保持された基板Ｗのおもて面ＷＳ１の中心部から周縁部に至る各部に対向することができる。
【００３３】
さらに、ノズル移動機構６５はノズル昇降機構６９に接続されており、ノズル移動機構６５とともに超音波ノズル６８を昇降できる構成となっている。これにより、スプラッシュガード５０を回避して、超音波ノズル６８を退避位置と対向位置との間で移動させることができる。
【００３４】
超音波ノズル６８の斜視図を図３（ａ）に、超音波ノズル６８の洗浄液配管３７ａを含む縦断面図を図３（ｂ）に、それぞれ示す。これらの図に示すように、超音波ノズル６８は、下半部の断面形状がＶ字形をなし、下端面に吐出口６８ａが形設された有蓋円筒形状の吐出部６８ｂと、吐出部６８ｂの上壁面に形成された透孔６８ｃの一端に固設された超音波振動子６８ｄとを備えている。
【００３５】
吐出部６８ｂは、フッ素樹脂等の耐薬性を有する素材で形成されている。また、吐出部６８ｂの側壁面には、液導入口７０が形設されており、吐出部６８ｂの内部空間６８ｆと調合部１７ａ（図２参照）とは、液導入口７０および洗浄液配管３７ａを介して連通接続されている。また、超音波振動子６８ｄの表面には、石英もしくは高純度ＳｉＣ（炭化珪素）の薄板が貼り付けられている。超音波振動子６８ｄには、ケーブル６７が電気的に接続されており、ケーブル６７は、図外の高周波発信器に電気的に接続されている。
【００３６】
これにより、吐出部６８ｂの内部空間６８ｆに調合部１７ａから供給される洗浄液を充満させるとともに、超音波振動子６８ｄから吐出部６８ｂの内部空間６８ｆに向けて超音波が発射されると、内部空間６８ｆに充満する洗浄液に超音波を付与することができる。そのため、超音波ノズル６８の吐出口６８ａから基板Ｗの上面に向けて調合部１７ａ（図２参照）にて調合された洗浄液に超音波を付与したものを供給することができる。すなわち、超音波ノズル６８は、基板Ｗのおもて面ＷＳ１に向けて洗浄液を吐出する吐出部として使用される。なお、洗浄液配管３７ａを介して超音波ノズル６８に供給される洗浄液の供給部の詳細について後述する。
【００３７】
図１に示すように、スピンベース１０上に保持された基板Ｗの上方には、円盤状の雰囲気遮断板３０と、雰囲気遮断板３０の上面中央部に垂設された環状の回転軸３５と、回転軸３５の内部に挿通された上側処理液ノズル３６とが、一体として昇降可能に配置されている。そして、雰囲気遮断板３０の中心部には、回転軸３５の内径にほぼ等しい開口が設けられており、回転軸３５の内側の中空部分には上側処理液ノズル３６が挿設されている。
【００３８】
上側処理液ノズル３６は、回転軸３５を貫通しており、その先端部３６ａはスピンベース１０上に保持された基板Ｗの中心部直上に対向するように配設されている。また、上側処理液ノズル３６の基端部３６ｂは、図２に示すように、純水配管３７ｃおよびバルブ１８ｃを介して純水供給源１７ｃと連通接続されている。そのため、バルブ１８ｃを開放することによって上側処理液ノズル３６の先端部３６ａから基板Ｗのおもて面ＷＳ１の中心部に向けて純水を供給することができる。
【００３９】
また、回転軸３５の中空部分の内壁および雰囲気遮断板３０の中心の開口の内壁と上側処理液ノズル３６の外壁との間の隙間は、気体供給路４５となっている。この気体供給路４５の先端部４５ａは環状開口となっており、スピンベース１０上に保持された基板Ｗのおもて面ＷＳ１中心部に向けられている。そして、気体供給路４５の基端部４５ｂはガス配管４６に連通接続されている。図２に示すように、ガス配管４６は不活性ガス供給源２３に連通接続され、ガス配管４６の経路途中にはバルブ４７が設けられている。そのため、バルブ４７を開放することによって、気体供給路４５の先端部４５ａからチャックピンに保持された基板Ｗのおもて面ＷＳ１の中心部に向けて窒素ガスを供給することができる。
【００４０】
回転軸３５は、支持アーム４０にベアリングを介して回転自在に支持されているとともに、ベルト駆動機構４１を介して、支持アーム４０に取り付けられた電動モータ４２に連結されている。すなわち、回転軸３５の外周に固設された従動プーリ４１ａと電動モータ４２の回転軸に連結された主動プーリ４１ｂとの間にベルト４１ｃが巻き掛けられている。電動モータ４２を駆動することにより、その駆動力をベルト駆動機構４１を介して回転軸３５に伝達し、回転軸３５および雰囲気遮断板３０を水平面内にて鉛直方向に沿った回転軸Ｊを中心として回転させることができる。雰囲気遮断板３０は基板Ｗとほぼ同じ回転数にて回転する。なお、ベルト駆動機構４１は支持アーム４０内に収容されている。
【００４１】
さらに、支持アーム４０はアーム昇降機構４９に接続され、昇降可能となっている。アーム昇降機構としては、ボールネジを用いた送りネジ機構やエアシリンダを用いた機構等、種々の公知の機構を採用することができる。アーム昇降機構４９は、支持アームを昇降させることによって、それに連結された回転軸３５および雰囲気遮断板３０を昇降させることができ、雰囲気遮断板３０を、スピンベース上に保持された基板Ｗのおもて面ＷＳ１に近接する位置と、基板Ｗの上方に離間して退避した位置との間で移動させることができる。図１では、雰囲気遮断板３０は退避した位置にある。
【００４２】
受け部材２６は、図１に示すように、ベース部材２４上のケーシング２５の周囲に固定的に取りつけられている。受け部材２６には、円筒状の仕切部材２７ａ，２７ｂが立設されている。ケーシング２５および仕切部材２７ａを側壁として、第１排液槽２８が形成されており、仕切部材２７ａおよび仕切部材２７ｂを側壁として、第２排液槽２９が形成されている。第１排液槽２８の底部にはＶ溝が形成されており、Ｖ溝中央部の一部には廃棄ドレイン２８ｂに連通接続された排出口２８ａが設けられている。
【００４３】
第１排液槽２８の排出口２８ａからは使用済みの純水および気体を廃棄ドレイン２８ｂへ排出し、気液分離後、それぞれ所定の手続きに従って廃棄することができる。一方、第２排液槽２９の底部にはＶ溝が形成されており、Ｖ溝中央部の一部には回収ドレイン２９ｂに連通接続された排出口２９ａが設けられている。第２排液槽２９の排出口２９ａからは使用済みの洗浄液を回収ドレイン２９ｂへ排出し、図外の回収タンクに一旦回収される。そして、この回収された洗浄液は、再度、超音波ノズル６８の吐出口６８ａおよび下側処理液ノズル１５の先端部１５ａから基板Ｗに向けて供給することによって循環再利用される。
【００４４】
スプラッシュガード５０は、スピンベース１０および当該スピンベース１０に保持された基板Ｗの周囲を取り囲むように配設されている。スプラッシュガード５０の内面上部には、断面くの字形で内方に開いた溝状の第１案内部５１が形成されている。また、スプラッシュガード５０の下部には、内方および下方に開いた断面４分の１円弧状の第２案内部５２と、第２案内部５２の内側に円環状の溝５３が形成されている。スプラッシュガード５０は、リンク部材５６を介してガード昇降機構５５と連結されており、ガード昇降機構５５によって昇降自在とされている。なお、ガード昇降機構５５としては、ボールネジを用いた送りネジ機構やエアシリンダを用いた機構など、種々の公知の機構を採用することができる。
【００４５】
ガード昇降機構５５がスプラッシュガード５０を下降させているときには、仕切部材２７ａが溝５３に遊嵌するとともに、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に第１案内部５１が位置する。この状態は後述するリンス処理時およびスピン乾燥時の状態であり、回転する基板Ｗ等から飛散した純水を第１案内部５１によって受け止め、その傾斜に沿って第１排液槽２８に流し込み、排出口２８ａから廃棄ドレイン２８ｂへと排出できる状態となる。
【００４６】
一方、ガード昇降機構５５がスプラッシュガード５０を上昇させているときには、仕切部材２７ａが溝５３から離間するとともに、スピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗの周囲に第２案内部５２が位置することとなる（図１参照）。図１に示すスピンベース１０とスプラッシュガード５０との位置関係は、は洗浄処理時の状態であり、回転する基板Ｗから飛散した洗浄液を第２案内部５２によって受け止め、その曲面に沿って第２排液槽２９に流し込み、排出口２９ａから回収ドレイン２９ｂへと排出できる状態となる。
【００４７】
また、基板処理装置１は、上記の構成以外に制御部９０を備え、電動モータ２０，４２、アーム昇降機構４９、ガード昇降機構５５、ノズル移動機構６５，７５、ノズル昇降機構６９，７９、バルブ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，４７等は、制御部９０により、その動作を制御することができる。
【００４８】
＜１．２．洗浄液供給部の構成＞
ここでは、主として図２を参照することにより、超音波ノズル６８、および下側処理液ノズル１５に洗浄液を供給する洗浄液供給部について説明する。なお、図２に示される上側処理液ノズル３６の先端部１５ａから基板Ｗのおもて面ＷＳ１に向けて供給される純水の供給部については説明済みであるため、ここでは説明を省略する。
【００４９】
超音波ノズル６８から基板Ｗのおもて面ＷＳ１に向けて供給される洗浄液の供給部は、図２に示すように、主として、洗浄液の調合を行う調合部１７ａと、洗浄液に溶存するガスを脱気して洗浄液に溶存するガス濃度を低下させるガス脱気部８１とから構成されている。
【００５０】
調合部１７ａは、超音波ノズル６８および下側処理液ノズル１５からそれぞれ基板Ｗのおもて面ＷＳ１およびうら面ＷＳ２に向けて吐出する洗浄液を、洗浄液の原液として使用される複数種の処理液を調合することによって取得する部材である。調合部１７ａの内部空間１７ｆは、処理液を貯留可能に構成されている。
【００５１】
また、調合部１７ａは、図２に示すように、バルブ１８ｄおよび原液配管８３ａを介して純水供給源１７ｃと、バルブ１８ｅおよび原液配管８３ｂを介して過酸化水素水供給源１７ｄと、さらに、バルブ１８ｆおよび原液配管８３ｃを介してアンモニア水供給源１７ｅと、それぞれ連通接続されている。
【００５２】
そのため、バルブ１８ａおよびバルブ１２ａを閉鎖するとともに、バルブ１８ｄを所定時間Ｔ１だけ開放して純水供給源１７ｃから純水を、バルブ１８ｅを所定時間Ｔ２だけ開放して過酸化水素水供給源１７ｄから過酸化水素水を、また、バルブ１８ｆを所定時間Ｔ３だけ開放してアンモニア水供給源１７ｅからアンモニア水を調合部１７ａにそれぞれ供給してこれら純水、過酸化水素水、およびアンモニア水を混合することにより、調合部１７ａの内部空間１７ｆにアルカリ性溶液であるアンモニア水と過酸化水素水と水との混合液（以下、「ＳＣ１」と呼ぶ）を所定の比率にて調合することができる。
【００５３】
なお、本実施の形態では、調合部１７ａにおいて調合されるＳＣ１と純水を洗浄液として使用しているが、その他フッ素系溶剤のハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）等の有機溶剤、希塩酸やＳＣ２（塩酸と過酸化水素水と水との混合液）等の酸性溶液も洗浄液として使用してもよい。
【００５４】
ガス脱気部８１は、図２に示すように、調合部１７ａから超音波ノズル６８に向けて洗浄液を供給する洗浄液配管３７ａの経路上に配設されている。図４にガス脱気部８１の構成を示す。ガス脱気部８１は、図４に示すように、脱気配管８１ａの内部に中空糸８１ｂを配置した二重管構造を有している。
【００５５】
また、図４に示すように、中空糸８１ｂの外周部と脱気配管８１ａの内周部とによって囲まれるガス脱気部８１の内部空間８１ｃは、排気路８５および排気ポンプ８８を介して排気ドレイン８８ｂと連通接続されている。そのため、排気ポンプ８８ａを動作させことにより、内部空間８１ｃを真空状態にすることができる。さらに、中空糸８１ｂの一方端には洗浄液配管３７ａおよびバルブ１８ａを介して調合部１７ａ（図２参照）と連通接続されている。
【００５６】
したがって、排気ポンプ８８ａを動作させて内部空間８１ｃを真空状態にするとともに、バルブ１８ａを開放して中空糸８１ｂに調合部１７ａから供給されるＳＣ１（洗浄液）を流通させると、当該中空糸８１ｂを流通するＳＣ１に溶解しているガスを取り除いて脱気することができる。すなわち、ガス脱気部８１は、中空糸８１ｂを流通するＳＣ１に溶存するガス濃度を、調合部１７ａに貯留されているＳＣ１に溶存するガス濃度と比較して低下させることができ、ガス濃度調整部として使用される。そのため、超音波ノズル６８（図２参照）から基板Ｗのおもて面ＷＳ１に向けて、このガス濃度を低下させて洗浄液を供給することができる。
【００５７】
下側処理液ノズル１５から基板Ｗのうら面ＷＳ２に向けて供給される洗浄液の供給部は、図２に示すように、主として、洗浄液の調合を行う調合部１７ａと、洗浄液にガスを溶解させて洗浄液に溶存するガス濃度を増加させるガス溶解部８２とから構成されている。なお、調合部１７ａについてはすでに説明済みであるため、ここでは、ガス溶解部８２について説明する。
【００５８】
ガス溶解部８２は、図２に示すように、調合部１７ａから下側処理液ノズル１５に向けてＳＣ１（洗浄液）を供給する洗浄液配管１６の経路上に配設されている。図５にガス溶解部８２の構成を示す。ガス溶解部８２は、図５に示すように、溶解配管８２ａの内部に中空糸８２ｂを配置した二重管構造を有している。
【００５９】
図５に示すように、中空糸８２ｂの外周部と溶解配管８２ａの内周部とによって囲まれるガス溶解部８２の内部空間８２ｃは、溶解ガス供給路８６を介して溶解ガス供給源８９と連通接続されている。
【００６０】
ここで、溶解ガス供給源８９とは、ガス溶解部８２にて洗浄液に溶解させる溶解ガスを内部空間８２ｃに供給する供給源であり、本実施の形態では、溶解ガス供給源８９から窒素ガスが供給されるように構成されている。ただし、溶解ガスはこれに限定されるものでなく、例えば、酸素、二酸化炭素、水素ガスおよびオゾンでも良い。
【００６１】
このように、内部空間８２ｃは、溶解ガス供給路８６を介して溶解ガス供給源８９と連通接続されているため、バルブ８６ａを開放すると内部空間８２ｃに溶解ガスを充填することができる。
【００６２】
また、中空糸８２ｂの一方端には洗浄液配管１６およびバルブ１２ａを介して調合部１７ａ（図２参照）と連通接続されている。
【００６３】
これにより、バルブ８６ａを開放して内部空間８２ｃに溶解ガスを供給するとともに、バルブ１２ａを開放して中空糸８２ｂに調合部１７ａから供給されるＳＣ１（洗浄液）を流通させると、当該中空糸８２ｂを流通するＳＣ１に対して内部空間８２ｃに充填した溶解ガスの分圧に応じて、当該溶解ガスを溶解させることができる。すなわち、ガス溶解部８２は、内部空間８２ｃに充填する溶解ガスの分圧を調整することにより洗浄液に溶存する溶解ガスのガス濃度を増加させることができ、ガス濃度調整部として使用される。そのため、先端部１５ａ（図２参照）から基板Ｗのうら面ＷＳ２に向けて、このガス濃度を増加させたＳＣ１を供給することができる。
【００６４】
ところで、特許文献２に記載されているように、ガスを溶解させた洗浄液に超音波を付与して基板Ｗの洗浄処理を行うと、基板Ｗの洗浄効果を向上させることが知られている。
【００６５】
そして、発明者がさらに鋭意研究したところ、これは、ガスが外部に排出する際に発生するキャビテーションによるバブルが破裂する衝撃が原因と推定している。洗浄液に含まれるガス濃度が増加すると、超音波のエネルギーが洗浄液に含まれるガスを洗浄液の外部に排出することに使用され、洗浄液中や基板Ｗを伝搬する超音波のエネルギーが減少するという問題が発生することを突き止めた。また、洗浄液に含まれるガス濃度が増加すると、基板Ｗのデバイス面に形成された配線パターン等の微細構造を破損するという問題が発生することも突き止めた。
【００６６】
これに対して、本実施の形態の洗浄液の供給部は、上述のように、調合部１７ａの内部空間１７ｆに貯留されるＳＣ１（洗浄液）と比較して溶存するガス濃度を低下させたＳＣ１を基板Ｗのおもて面ＷＳ１に向けて供給することができる。また、下側処理液ノズル１５に対しては、調合部１７ａの内部空間１７ｆに貯留されるＳＣ１と比較して溶存するガス濃度を増加させたＳＣ１を基板Ｗのうら面ＷＳ２に向けて供給することができる。
【００６７】
すなわち、基板Ｗのおもて面ＷＳ１に供給されるＳＣ１に溶存するガスのガス濃度は、基板Ｗのうら面ＷＳ２に供給されるＳＣ１に溶存するガスのガス濃度と比較して低くなるように設定されている。さらに換言すると、おもて面ＷＳ１に供給されるＳＣ１に溶存するガスと、うら面ＷＳ２に供給されるＳＣ１に溶存するガスとは、濃度差を有することとなる。
【００６８】
そのため、本実施の形態では、うら面ＷＳ２側に伝播する超音波のエネルギーを増加させるために超音波振動子６８ｄによってＳＣ１（洗浄液）に付与される超音波のエネルギーを増加させても、基板Ｗのおもて面ＷＳ１に供給されるＳＣ１に溶存するガス濃度を低く設定することによってデバイス面に形成される微細構造が破損されることを防止しつつデバイス面を良好に洗浄することができる。
【００６９】
また、本実施の形態では、基板Ｗのおもて面ＷＳ１に供給されるＳＣ１に溶存するガス濃度を低く設定することにより、おもて面ＷＳ１に供給されるＳＣ１を伝播する超音波エネルギーが低下することを防止でき、基板Ｗを介してうら面ＷＳ２に供給されるＳＣ１に超音波のエネルギーを良好に伝達することができる。
【００７０】
これにより、うら面ＷＳ２に供給されるＳＣ１は、おもて面ＷＳ１側から基板Ｗおよびうら面ＷＳ２面を介して伝播される超音波を付与される。そのため、うら面ＷＳ２に供給されるＳＣ１に超音波を付与するための装置（例えば、超音波振動子６８ｄと同様なもの）を設けなくても、うら面ＷＳ２を超音波が付与されたＳＣ１（洗浄液）によって超音波洗浄することが可能となる。
【００７１】
さらに、本実施の形態では、溶存ガス濃度を高く設定したＳＣ１に超音波を付与したものを使用して基板Ｗのうら面ＷＳ２を洗浄処理を行うことができる。そのため、うら面ＷＳ２の洗浄効果をさらに向上させることができる。
【００７２】
＜１．３．洗浄処理手順＞
ここでは、本実施の形態の基板処理装置１を用いた基板Ｗの洗浄処理手順について説明する。なお、洗浄処理を開始する前の時点において、すべてのバルブ１２ａ、１３、１８ａ〜１８ｆ、４７は閉鎖されている。また、調合部１７ａの内部空間１７ｆには、洗浄液としてアルカリ性溶液であるＳＣ１が貯留されている。
【００７３】
本実施の形態の洗浄処理では、まず、ガード昇降機構５５によりスプラッシュガード５０の昇降動作を行い、スプラッシュガード５０の上端がスピンベース１０と同じ高さもしくは若干低い状態とする。そして、超音波ノズル６８および雰囲気遮断板３０を、退避位置に移動させる。この状態で、図外の搬送ロボットによって洗浄処理前の基板Ｗをスピンベース１０上に搬入し、複数個のチャックピン１４を解放状態から押圧状態とすることにより基板Ｗの周縁部を把持する。これにより基板Ｗは水平姿勢にて保持される。
【００７４】
次に、ガード昇降機構５５によりスプラッシュガード５０を上昇させ、第２案内部５２がスピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗを取り囲むように位置調整を行う。また、ノズル移動機構６５およびノズル昇降機構６９も駆動させ、超音波ノズル６８を基板Ｗの対向位置に移動させる。
【００７５】
そして、電動モータ２０およびベルト駆動機構２１を駆動させることにより、スピンベース１０とともに基板Ｗの回転を開始する。この状態でバルブ１８ａおよびバルブ１２ａを略同時に開放する。
【００７６】
これにより、超音波ノズル６８から基板Ｗのおもて面ＷＳ１に向けて調合部１７ａの内部空間１７ｆに貯留されるＳＣ１と比較して溶存するガス濃度の低いＳＣ１が、また、下側処理液ノズル１５から基板Ｗのうら面ＷＳ２に向けて調合部１７ａの内部空間１７ｆに貯留されるＳＣ１と比較して溶存するガス濃度の高いＳＣ１が、それぞれ吐出される。すなわち、超音波ノズル６８から吐出される洗浄液と下側処理液ノズル１５から吐出される洗浄液とは、溶存するガス濃度が相違することを除いて、純水、過酸化水素水、およびアンモニア水の混合比率が同一の薬液（ＳＣ１）である。そして、回転に伴う遠心力の影響により、基板Ｗのおもて面ＷＳ１およびうら面ＷＳ２は、それぞれ超音波ノズル６８から供給されるＳＣ１および下側処理液ノズル１５から供給されるＳＣ１によって覆われた状態となる。
【００７７】
そのため、基板Ｗのおもて面ＷＳ１とうら面ＷＳ２とを同時に洗浄することができ、洗浄処理のスループットを向上することができる。また、デバイス面側であるおもて面ＷＳ１は、当該おもて面ＷＳ１上に形成された微細構造を破損することなく良好に超音波洗浄を行うことができる。
【００７８】
また、おもて面ＷＳ１およびうら面ＷＳ２がＳＣ１によって覆われている状態において、おもて面ＷＳ１に供給されたＳＣ１に付与されている超音波は、良好にうら面ＷＳ２側に伝播してうら面ＷＳ２側に供給されるＳＣ１に超音波を付与することができる。そのため、おもて面ＷＳ１と比較して汚染度の高いうら面ＷＳ２は、ＳＣ１に溶存するガス濃度の高いＳＣ１によって超音波洗浄することができ、良好な洗浄効果を得ることができる。また、うら面ＷＳ２に向けて供給されるＳＣ１に超音波を付与するための装置を設ける必要がなく、基板処理装置１の製造コストを低減することができる。
【００７９】
このように、おもて面ＷＳ１に供給されるＳＣ１に超音波を付与するとともに、おもて面ＷＳ１に供給されるＳＣ１とうら面ＷＳ２に供給されるＳＣ１とで濃度差を有することにより、各面ＷＳ１、ＷＳ２を良好に洗浄処理できるため、基板Ｗ全体として良好な洗浄効果を得ることができる。
【００８０】
なお、本実施の形態において、超音波ノズル６８は、ノズル移動機構６５の回転軸を中心とし基板Ｗの回転軸Ｊを通る円弧軌跡（図６の二点鎖線）上を、基板Ｗの周縁部Ｎ１とＮ２の間で往復走査している。そのため、基板Ｗのおもて面ＷＳ１全域にＳＣ１を供給し、基板Ｗのおもて面ＷＳ１全域を均一に処理することができる。
【００８１】
基板Ｗのおもて面ＷＳ１およびうら面ＷＳ２に供給されたＳＣ１は、基板Ｗの回転による遠心力で基板Ｗの側方へと振り切られ、スプラッシュガード５０の第２案内部５２に受けられる。第２案内部５２にて受けとめられたＳＣ１は、第２排液槽２９内に流れ落ち、排出口２９ａから回収ドレイン２９ｂへと排出され、図外の回収タンクに回収された後に循環再利用される。そして、所定の時間ＳＣ１を供給した後、バルブ１８ａ、１２ａを閉鎖して超音波ノズル６８および下側処理液ノズル１５からのＳＣ１の供給を停止する。
【００８２】
続いて、ノズル移動機構６５，７５、ノズル昇降機構６９，７９、ガード昇降機構５５等を駆動することにより、超音波ノズル６８を退避位置に移動させる。その後ガード昇降機構５５によりスプラッシュガード５０を移動させ、第１案内部５１がスピンベース１０およびそれに保持された基板Ｗを取り囲むように位置調整を行う。さらに、アーム昇降機構４９を駆動し、雰囲気遮断板３０をスピンベース１０上に保持された基板Ｗのおもて面ＷＳ１に近接する位置まで下降させる。
【００８３】
そして、電動モータ４２およびベルト駆動機構４１を駆動させ、回転軸３５とともに雰囲気遮断板３０を回転させるとともに、バルブ４７を開放することによって、気体供給路４５の先端部４５ａから基板Ｗのおもて面ＷＳ１に向けて窒素ガスを吐出する。またバルブ４７を開放すると同時にバルブ１３を開放することによって、気体供給路１９の先端部１９ａから基板Ｗのうら面ＷＳ２に向けて窒素ガスを吐出する。
【００８４】
これにより、雰囲気遮断板３０と基板Ｗとの間の空間、およびスピンベース１０と基板Ｗとの間の空間を、それぞれ低酸素分圧にする。この状態でバルブ１８ｃを開放することにより、上側処理液ノズル３６からは純水を回転している基板Ｗのおもて面ＷＳ１に向けて、また、バルブ１８ｂを開放することにより、下側処理液ノズル１５からは純水を回転している基板Ｗのうら面ＷＳ２に向けて、それぞれ吐出し、基板Ｗ表面に残存するＳＣ１等を洗い流すリンス処理を行う。
【００８５】
続いて、基板Ｗ表面に供給された純水は、基板Ｗの回転による遠心力で基板Ｗの側方へと振り切られ、スプラッシュガード５０の第１案内部５１に受けられる。そして、その純水は第１排液槽２８内に流れ落ち、排出口２８ａから廃棄ドレイン２８ｂへと排出され、廃棄される。そして、所定の時間純水を供給した後、バルブ１８ｃ、１８ｂを閉鎖することにより、上側処理液ノズル３６および下側処理液ノズル１５からの純水の供給を停止する。
【００８６】
純水の供給が終了すると、気体供給路４５，１９からの窒素ガスの供給および基板Ｗの回転は継続し、基板Ｗ表面に付着した水分を振り切ることにより乾燥（スピン乾燥）を行う。
【００８７】
ここで、気体供給路４５および１９から窒素ガスを吐出しつつスピン乾燥を行うことにより、基板Ｗおもて面ＷＳ１およびうら面ＷＳ２の乾燥効率を高める効果を得ることができる。また、雰囲気遮断板３０と基板Ｗとの間の空間、およびスピンベース１０と基板Ｗとの間の空間を、それぞれ低酸素分圧とすることにより、基板Ｗのおもて面ＷＳ１およびうら面ＷＳ２におけるウォーターマークの発生を抑制するという効果を得ることができる。
【００８８】
基板Ｗ表面の乾燥が完了すると、気体供給路４５，１９からの窒素ガスの供給を停止する。また、電動モータ２０を停止することにより基板Ｗの回転も停止させる。そして、アーム昇降機構を駆動し、雰囲気遮断板３０をスピンベース１０上に保持された基板Ｗのおもて面ＷＳ１から大きく離間した位置まで上昇させ、退避させる。また、ガード昇降機構５５を駆動することにより、スプラッシュガード５０の上端がスピンベース１０と同じ高さもしくは若干低い状態とする。この状態で、基板Ｗの周縁部を把持する複数個のチャックピン１４を押圧状態から解放状態にし、図外の搬送ロボットによって基板Ｗをスピンベース１０上から装置外へと搬出し、１枚の基板Ｗの洗浄処理を終了する。
【００８９】
＜１．４．第１の実施の形態の基板処理装置の利点＞
以上のように、本実施の形態において、基板Ｗのデバイス面に該当するおもて面ＷＳ１の洗浄処理は、ガス脱気部８１によってガス濃度を低下させた洗浄液（ＳＣ１）に超音波を付与したものを供給すると略同時に、おもて面ＷＳ１と比較して汚染度の高いうら面ＷＳ２の洗浄処理は、ガス溶解部８２によってガス濃度を増加させた洗浄液（ＳＣ１）を供給することによって行うことができる。そのため、おもて面ＷＳ１上に形成された微細構造を破損することなく良好に超音波洗浄を行うことができる。
【００９０】
また、おもて面ＷＳ１には、溶存ガス濃度の低い洗浄液が供給される。これにより、超音波振動子６８ｄによって与える超音波エネルギーをさらに増加させることができる。そのため、おもて面ＷＳ１側からうら面ＷＳ２側に伝播する超音波エネルギーをさらに増加させることができる。
【００９１】
さらに、おもて面ＷＳ１に供給された洗浄液に付与されている超音波が、おもて面ＷＳ１、基板Ｗを介してうら面ＷＳ２側に供給される洗浄液に付与される。そのため、溶存ガス濃度の高い洗浄液によって超音波洗浄することができ、おもて面ＷＳ１と比較して汚染度の高いうら面ＷＳ２も良好に洗浄することができる。
【００９２】
＜２．第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態と比較すると、洗浄液供給部のハードウェア構成が相違する点を除いて、第１の実施の形態の基板処理装置と同様である。そこで、以下では、この相違点を中心に説明する。
【００９３】
なお、以下の説明において、第１の実施の形態の基板処理装置における構成要素と同様な構成要素については同一符号を付している。これら同一符号の構成要素は、第１の実施の形態において説明済みであるため、本実施の形態では説明を省略する。
【００９４】
＜２．１．洗浄液供給部の構成＞
図７は、本実施の形態の洗浄液やガスの供給部の構成を示す模式図である。ここでは、図７を参照しつつ、超音波ノズル６８、および下側処理液ノズル１５に洗浄液を供給する洗浄液供給部について説明する。なお、図２に示される上側処理液ノズル３６の先端部１５ａから基板Ｗのおもて面ＷＳ１に向けて供給される純水の供給部については第１の実施の形態において説明済みであるため、ここでは説明を省略する。
【００９５】
超音波ノズル６８から基板Ｗのおもて面ＷＳ１に向けて供給される洗浄液の供給部は、図７に示すように、主として、洗浄液の調合を行う調合部１１７ａと、純水供給源１７ｃ、過酸化水素水供給源１７ｄ、およびアンモニア水供給源１７ｅから供給される処理液に溶存するガスのガス濃度を低下させる複数（本実施の形態では３つ）のガス脱気部１８１ａ〜１８１ｃとから構成されている。
【００９６】
調合部１１７ａは、第１の実施の形態の調合部１７ａと同様に、超音波ノズル６８から基板Ｗのおもて面ＷＳ１に向けて吐出する洗浄液を、洗浄液の原液として使用される複数種の処理液を調合することによって取得する部材である。調合部１１７ａの内部空間１１７ｆは、処理液を貯留可能に構成されている。
【００９７】
また、調合部１１７ａは、図７に示すように、原液配管１８３ａ、ガス脱気部１８１ａおよびバルブ１１８ｄを介して純水供給源１７ｃと、原液配管１８３ｂ、ガス脱気部１８１ｂおよびバルブ１１８ｅを介して過酸化水素水供給源１７ｄと、さらに、原液配管１８３ｃ、ガス脱気部１８１ｃ、およびバルブ１１８ｆを介してアンモニア水供給源１７ｅと、それぞれ連通接続されている。
【００９８】
ガス脱気部１８１ａは、図７に示すように、純水供給源１７ｃから調合部１１７ａに向けて純水を供給する原液配管１８３ａの経路上に配設されており、第１の実施の形態のガス脱気部８１と同様なハードウェア構成を有する。したがって、ガス脱気部１８１ａを流通する純水は脱気されて、ガス脱気部１８１ａに供給される前の純水と比較して溶存するガスのガス濃度は低下する。
【００９９】
また、ガス脱気部１８１ｂは、図７に示すように、過酸化水素水供給源１７ｄから調合部１１７ａに向けて過酸化水素水を供給する原液配管１８３ｂの経路上に配設されており、第１の実施の形態のガス脱気部８１と同様なハードウェア構成を有する。したがって、ガス脱気部１８１ｂを流通する過酸化水素水は脱気されて、ガス脱気部１８１ｂに供給される前の過酸化水素水と比較して溶存するガスのガス濃度は低下する。
【０１００】
また、ガス脱気部１８１ｃは、図７に示すように、アンモニア水供給源１７ｅから調合部１１７ａに向けてアンモニア水を供給する原液配管１８３ｃの経路上に配設されており、第１の実施の形態のガス脱気部８１と同様なハードウェア構成を有する。したがって、ガス脱気部１８１ｃを流通するアンモニア水は脱気されて、ガス脱気部１８１ｃに供給される前のアンモニア水と比較して溶存するガスのガス濃度は低下する。
【０１０１】
このように、調合部１１７ａに供給される純水、過酸化水素水、およびアンモニア水は、それぞれガス脱気部１８１ａ、１８１ｂ、１８１ｃによって脱気されて溶存するガスのガス濃度が調整されている。そのため、バルブ１１８ａを閉鎖するとともに、バルブ１１８ｄを所定時間Ｔ４だけ開放して純水供給源１７ｃから純水を、バルブ１１８ｅを所定時間Ｔ５だけ開放して過酸化水素水供給源１７ｄから過酸化水素水を、また、バルブ１１８ｆを所定時間Ｔ６だけ開放してアンモニア水供給源１７ｅからアンモニア水を調合部１１７ａにそれぞれ供給してこれら純水、過酸化水素水、およびアンモニア水を調合することにより、調合部１１７ａの内部空間１１７ｆに溶存ガス濃度が調整されてガス濃度が低下したＳＣ１を貯留することができる。
【０１０２】
なお、本実施の形態では、超音波ノズル６８に供給する洗浄液として、調合部１１７ａにおいて調合されるＳＣ１と純水を使用しているが、その他フッ素系溶剤のハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）等の有機溶剤、希塩酸やＳＣ２（塩酸と過酸化水素水と水との混合液）等の酸性溶液も洗浄液として使用してもよい。
【０１０３】
下側処理液ノズル１５から基板Ｗのうら面ＷＳ２に向けて供給される洗浄液の供給部は、図７に示すように、主として、洗浄液の調合を行う調合部１１７ｂと、純水供給源１７ｃ、過酸化水素水供給源１７ｄ、およびアンモニア水供給源１７ｅから供給される処理液にガスを溶解させる複数（本実施の形態では３つ）のガス溶解部１８２とから構成されている。
【０１０４】
調合部１１７ｂは、第１の実施の形態の調合部１７ａと同様に、下側処理液ノズル１５から基板Ｗのうら面ＷＳ２に向けて吐出する洗浄液を、洗浄液の原液として使用される複数種の処理液を調合することによって取得する部材である。調合部１１７ｂの内部空間１１７ｇは、処理液を貯留可能に構成されている。
【０１０５】
また、調合部１１７ｂは、図７に示すように、原液配管１８３ｄ、ガス溶解部１８２ａおよびバルブ１１８ｇを介して純水供給源１７ｃと、原液配管１８３ｅ、ガス溶解部１８２ｂおよびバルブ１１８ｈを介して過酸化水素水供給源１７ｄと、さらに、原液配管１８３ｆ、ガス溶解部１８２ｃ、およびバルブ１１８ｊを介してアンモニア水供給源１７ｅと、それぞれ連通接続されている。
【０１０６】
ガス溶解部１８２ａは、図７に示すように、純水供給源１７ｃから調合部１１７ｂに向けて純水を供給する原液配管１８３ｄの経路上に配設されており、第１の実施の形態のガス溶解部８２と同様なハードウェア構成を有する。したがって、ガス溶解部１８２ａを流通した純水には溶解ガスが溶解して、ガス溶解部１８２ａに供給される前の純水と比較してガス濃度が増加する。
【０１０７】
また、ガス溶解部１８２ｂは、図７に示すように、過酸化水素水供給源１７ｄから調合部１１７ｂに向けて過酸化水素水を供給する原液配管１８３ｅの経路上に配設されており、第１の実施の形態のガス溶解部８２と同様なハードウェア構成を有する。したがって、ガス溶解部１８２ｂを流通した過酸化水素水には溶解ガスが溶解して、ガス溶解部１８２ｂに供給される前の過酸化水素水と比較してガス濃度が増加する。
【０１０８】
また、ガス溶解部１８２ｃは、図７に示すように、アンモニア水供給源１７ｅから調合部１１７ｂに向けてアンモニア水を供給する原液配管１８３ｆの経路上に配設されており、第１の実施の形態のガス溶解部８２と同様なハードウェア構成を有する。したがって、ガス溶解部１８２ｃを流通したアンモニア水には溶解ガスが溶解して、ガス溶解部１８２ｃに供給される前のアンモニア水と比較してガス濃度が増加する。
【０１０９】
このように、調合部１１７ｂに供給される純水、過酸化水素水、およびアンモニア水は、それぞれガス溶解部１８２ａ、１８２ｂ、１８２ｃによって溶解ガスが溶解され、溶存するガスのガス濃度が調整されている。そのため、バルブ１１２ａを閉鎖するとともに、バルブ１１８ｇを所定時間Ｔ７だけ開放して純水供給源１７ｃから純水を、バルブ１１８ｈを所定時間Ｔ８だけ開放して過酸化水素水供給源１７ｄから過酸化水素水を、また、バルブ１１８ｊを所定時間Ｔ９だけ開放してアンモニア水供給源１７ｅからアンモニア水を調合部１１７ｂにそれぞれ供給してこれら純水、過酸化水素水、およびアンモニア水を調合することにより、調合部１１７ｂの内部空間１１７ｇに溶存ガス濃度が調整されてガス濃度が増加したＳＣ１を貯留することができる。
【０１１０】
なお、本実施の形態では、下側処理液ノズル１５に供給する洗浄液として、調合部１１７ａにおいて調合されるＳＣ１と純水を使用しているが、その他フッ素系溶剤のハイドロフルオロエーテル（ＨＦＥ）等の有機溶剤、希塩酸やＳＣ２（塩酸と過酸化水素水と水との混合液）等の酸性溶液も洗浄液として使用してもよい。
【０１１１】
＜２．２．第２の実施の形態の基板処理装置の利点＞
以上のように、本実施の形態の洗浄液の供給部は、上述のように、基板Ｗのおもて面ＷＳ１に向けて洗浄液を吐出する超音波ノズル６８に対して溶存ガス濃度を低下させたＳＣ１を、また、基板Ｗのうら面ＷＳ２に向けて洗浄液を吐出する下側処理液ノズル１５に対して溶存ガス濃度を増加させたＳＣ１をそれぞれ供給することができる。すなわち、基板Ｗのおもて面ＷＳ１に供給されるＳＣ１に溶存するガスのガス濃度は、基板Ｗのうら面ＷＳ２に供給される洗浄液に溶存するガスのガス濃度と比較して低くなるように設定されている。そのため、第１の実施の形態と同様に、デバイス面に形成される微細構造が破損されることを防止しつつデバイス面を良好に洗浄することができる。
【０１１２】
また、第１の実施の形態と同様に、基板Ｗを介してうら面ＷＳ２に供給されるＳＣ１に超音波のエネルギーを良好に伝達することができる。そのため、うら面ＷＳ２に供給されるＳＣ１に超音波を付与するための装置（例えば、超音波振動子６８ｄと同様なもの）を設けなくても、うら面ＷＳ２を超音波が付与されたＳＣ１（洗浄液）によって超音波洗浄することができ、うら面ＷＳ２の洗浄効果をさらに向上させることができる。
【０１１３】
さらに、第２の実施の形態では、２つの調合部１１７ａ、１１７ｂを設けることにより、基板Ｗのおもて面ＷＳ１とうら面ＷＳ２とで供給されるＳＣ１の純水、過酸化水素水、およびアンモニア水の混合比率を異なったものとすることができる。そのため、おもて面ＷＳ１に形成された微細構造の状況やうら面ＷＳ２の汚染状況に応じて供給するＳＣ１の溶存ガス濃度だけでなく混合比率も調整することができる。その結果、さらに洗浄効果を向上させることができる。
【０１１４】
そして、本実施の形態で説明した図７に示す洗浄液供給部を第１の実施の形態の基板処理装置１に適用することにより、基板Ｗに対して同様な洗浄処理を施すことができる。
【０１１５】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。
【０１１６】
第１および第２の実施の形態において、超音波ノズル６８から供給されるＳＣ１にのみ超音波を付与していたが、これに限定されるものでなく、下側処理液ノズル１５から供給されるＳＣ１にのみ超音波を付与しても良いし、また、超音波ノズル６８から供給されるＳＣ１と下側処理液ノズル１５との両方に超音波を付与しても良い。
【０１１７】
これらのうち、下側処理液ノズル１５から供給されるＳＣ１にのみ超音波を付与する場合、下側処理液ノズル１５から供給されるＳＣ１は、溶解ガスを溶解させることによって溶存ガス濃度を増加させているため、上述した洗浄液中や基板Ｗを伝搬する超音波のエネルギーが減少する。
【０１１８】
しかし、下側処理液ノズル１５からＳＣ１を吐出を受けるうら面ＷＳ２は、デバイス面でないため、超音波を付与する素子の出力を上げておもて面ＷＳ１側に伝播する超音波エネルギー量を確保するために超音波エネルギーを増加させてもうら面ＷＳ２の洗浄処理結果に影響をおよぼさない。したがって、このような場合であっても、基板Ｗ全体として良好な洗浄効果を得ることができる。
【０１１９】
また、第２の実施の形態において、調合部１１７ａに連通接続されている原液配管１８３ａ〜１８３ｃのそれぞれに、ガス脱気部１８１ａ〜１８１ｃ（計３つ）が設けられているが、これに限定されるものでなく、ガス脱気部の数を減じて、１つまたは２つとしてもよい。たとえば、ガス脱気部１８１ｃを減じて、ガス脱気部１８１ａ、１８１ｂの２つとしてもよい。このようにガス脱気部の数を減じても、調合部１１７ａに貯留される洗浄液（ＳＣ１）のガス濃度を減少した状態に調整することができる。
【０１２０】
また、第２の実施の形態において、調合部１１７ｂに連通接続されている原液配管１８３ｄ〜１８３ｆのそれぞれに、ガス溶解部１８２ａ〜１８１ｃ（計３つ）が設けられているが、これに限定されるものでなく、ガス溶解部の数を減じて、１つまたは２つとしてもよい。たとえば、ガス溶解部１８１ｃを減じて、ガス脱気部１８１ａ、１８１ｂの２つとしてもよい。このようにガス溶解部の数を減じても、調合部１１７ｂに貯留される洗浄液（ＳＣ１）のガス濃度を増加した状態に調整することができる。
【０１２１】
【発明の効果】
請求項１から請求項９に記載の発明によれば、第１の洗浄液および第２の洗浄液の少なくとも一方に超音波を付与しつつ第１の洗浄液に溶存するガスと第２の洗浄液に溶存するガスとで濃度差を設けることにより、基板の第１面および基板の第２面のうち、ガス濃度の高い方の洗浄液が供給される基板の面では洗浄力がさらに向上し、また、ガス濃度の低い方の洗浄液が供給される基板の面では、基板に形成される配線パターン等の微細構造の破損を防止しつつ洗浄力を向上させることができる。
【０１２２】
すなわち、請求項１から請求項９に記載の発明によれば、第１の洗浄液に溶存するガスと第２の洗浄液に溶存するガスが濃度差を有することにより、基板の第１面および基板の第２面のそれぞれの汚染状況や、基板の第１面および基板の第２面の面上に形成された微細構造の状況に応じた超音波洗浄を行うことができる。そのため、基板全体としての洗浄効果をさらに向上させることができる。
【０１２３】
また、請求項１から請求項９に記載の発明によれば、基板の第１面と基板の第２面とを同時に洗浄することができる。そのため、基板の洗浄時間を短縮することができ、基板処理装置全体のスループットを向上することができる。
【０１２４】
特に、請求項２に記載の発明によれば、ガス濃度調整手段によって前記第１の洗浄液に溶存するガスと前記第２の洗浄液に溶存するガスとは濃度差を有するように調整することができる。そのため、基板全体としての洗浄効果をさらに向上させることができる。
【０１２５】
特に、請求項３に記載の発明によれば、第２の洗浄液と比較して溶存するガス濃度の低い第１の洗浄液をデバイス面に供給して洗浄処理を行うことができる。そのため、基板の第１面については、面上に形成された配線パターン等の微細構造が破損することを防止しつつ洗浄力を向上させることができる。また、基板の第２面については、さらに洗浄力を向上させることができる。その結果、基板全体としての洗浄効果をさらに向上させることができる。
【０１２６】
特に、請求項４に記載の発明によれば、基板の第２面に供給される第２の洗浄液には、第１の洗浄液に付与された超音波が基板の第１面および第２面を介して伝播された超音波が付与される。そのため、第２の洗浄液を基板の第２面に供給する前に、当該第２の洗浄液に対して超音波を付与するための装置を必要とせず、基板処理装置の製造コストを低減することができる。
【０１２７】
特に、請求項５に記載の発明によれば、ガス脱気部によって第１の洗浄液に溶存するガス濃度を低下させるとともに、ガス溶解部によって第２の洗浄液に溶存するガス濃度を増加させることにより、第２の洗浄液と比較して第１の洗浄液に溶存するガス濃度を低く調整することができる。そのため、基板全体としての洗浄効果をさらに向上させることができる。
【０１２８】
特に、請求項６に記載の発明によれば、ガス脱気部によって第１の複数種の原液のうち少なくとも１つの原液に溶存するガス濃度を低下させるとともに、ガス溶解部によって第２の複数種の原液のうち少なくとも１の原液に溶存するガス濃度を増加させることにより、第２の洗浄液と比較して第１の洗浄液に溶存するガス濃度を低く調整することができる。そのため、基板全体としての洗浄効果をさらに向上させることができる。
【０１２９】
特に、請求項７に記載の発明によれば、保持手段に対してデバイス面を上向きにして基板を保持して洗浄することができるため、デバイス面を良好に洗浄することができる。
【０１３０】
特に、請求項８に記載の発明によれば、基板の第１面と基板の第２面とを同一の洗浄液によって洗浄することにより、基板処理装置のうち洗浄液を基板に供給する部分のハードウェア構成を簡略化することができる。そのため、基板処理装置の製造コストを低減することができる。
【０１３１】
特に、請求項９に記載の発明によれば、安価な窒素ガスを溶解させることにより第２の洗浄液のガス濃度を増加させることができる。そのため、基板処理全体の処理コストを低減することができる。
【０１３２】
また、請求項１０に記載の発明によれば、第１の洗浄液に溶存するガスと第２の洗浄液に溶存するガスが濃度差を有することにより、基板の第１面および第２面のそれぞれの汚染状況や、基板の第１面および第２面の面上に形成された微細構造の状況に応じた超音波洗浄を、基板の第１面および第２面について同時に行うことができる。そのため、基板全体としての洗浄効果をさらに向上させつつ、基板処理のスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における基板処理装置の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における洗浄液やガスの供給部の構成を示す模式図である。
【図３】超音波ノズルの斜視図および超音波ノズルの配管を含む縦断面図である。
【図４】ガス脱気部の構成を示す断面図である。
【図５】ガス溶解部の構成を示す断面図である。
【図６】スピンベース上に保持された基板に対する超音波ノズルの動きを説明するための図解的な平面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における洗浄液やガスの供給部の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１ 基板処理装置
１０ スピンベース
１１ 回転軸
１４ チャックピン
１５ 下側処理液ノズル
１７、１１７ａ、１１７ｂ 調合部
１７ｃ 純水供給源
１７ｄ 過酸化水素水供給源
１７ｅ アンモニア水供給源
３０ 雰囲気遮断板
３６ 上側処理液ノズル
５０ スプラッシュガード
６８ 超音波ノズル
６８ｄ 超音波振動子
８１、１８１ ガス脱気部
８２、１８２ ガス溶解部
９０ 制御部

Claims (10)

1. 基板に所定の処理を施す基板処理装置であって、
   （ａ） 前記基板を保持する保持手段と、
   （ｂ） 前記保持手段に保持された前記基板の第１面と対向して設けられ、前記第１面に向けて第１の洗浄液を吐出する第１の吐出部と、
   （ｃ） 前記保持手段に保持された前記基板を挟んで前記第１の吐出部と逆側に設けられ、前記第１面の裏側に位置する前記基板の第２面に向けて第２の洗浄液を吐出する第２の吐出部と、
   を備え、
   前記第１の洗浄液および前記第２の洗浄液のうち少なくとも一方は、超音波を付与されており、前記第１の洗浄液に溶存するガスと前記第２の洗浄液に溶存するガスとは濃度差を有することを特徴とする基板処理装置。
2. 請求項１に記載の基板処理装置であって、
   （ｄ） 前記第１の洗浄液および前記第２の洗浄液の少なくとも一方に溶存するガスのガス濃度を調整するガス濃度調整手段、
   をさらに備えることを特徴とする基板処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の基板処理装置であって、
   前記第１面はデバイス面であり、前記第１の洗浄液に溶存するガス濃度は、前記第２の洗浄液に溶存するガス濃度より低いことを特徴とする基板処理装置。
4. 請求項３に記載の基板処理装置であって、
   前記第１面は、前記超音波が付与された前記第１の洗浄液を供給されており、前記第２の洗浄液は、前記第１の洗浄液から前記第１面および前記第２の面を介して伝播される超音波を付与されていることを特徴とする基板処理装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の基板処理装置であって、
   前記ガス濃度調整手段は、
   （ｄ−１） 前記第１の洗浄液を前記第１の吐出部に向けて供給する第１の洗浄液供給路上に配設され、前記第１の洗浄液に溶存するガスを脱気するガス脱気部と、
   （ｄ−２） 前記第２の洗浄液を前記第２の突出部に向けて供給する第２の洗浄液供給路上に配設され、前記第２の洗浄液にガスを溶解させるガス溶解部と、
   を有することを特徴とする基板処理装置。
6. 請求項３または請求項４に記載の基板処理装置であって、
   前記ガス濃度調整手段は、
   （ｄ−３） 第１の複数種の原液を供給することにより前記第１の洗浄液を調合する第１の調合部と、
   （ｄ−４） 第２の複数種の原液を供給することにより前記第２の洗浄液を調合する第２の調合部と、
   （ｄ−５） 前記第１の複数種の原液のうち少なくとも１つの原液を前記第１の調合部に供給する第１の原液供給路上に設けられ、前記第１の原液供給路にて送給される原液に溶存するガスを脱気するガス脱気部と、
   （ｄ−６） 前記第２の複数種の原液のうち少なくとも１つの原液を前記第２の調合部に供給する第２の原液供給路上に設けられ、前記第２の原液供給路にて送給される原液にガスを溶解させるガス溶解部と、
   を有することを特徴とする基板処理装置。
7. 請求項３ないし請求項６のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記基板の第１面は、基板の上面であることを特徴とする基板処理装置。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記第１の洗浄液と前記第２の洗浄液とは同一であることを特徴とする基板処理装置。
9. 請求項５ないし請求項８のいずれかに記載の基板処理装置であって、
   前記ガス溶解部は、前記第２の洗浄液に窒素ガスを溶解させることを特徴とする基板処理装置。
10. 基板処理方法であって、
    （ａ） 保持手段に保持される基板の第１面と対向して設けられた第１の吐出部から前記基板の第１面に向けて第１の洗浄液を吐出して洗浄する第１の洗浄工程と、
    （ｂ） 前記第１の洗浄工程と同時に行われる工程であって、前記保持手段に保持される前記基板を挟んで前記第１の吐出部と逆側に設けられた第２の吐出部から前記第１面の裏側に位置する前記基板の第２面に向けて第２の洗浄液を吐出して洗浄する第２の洗浄工程と、
    を有し、
    前記第１の洗浄液および前記第２の洗浄液の少なくとも一方には、超音波が付与されており、前記第１の洗浄液に溶存するガスと前記第２の洗浄液に溶存するガスとは濃度差を有することを特徴とする基板処理方法。

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