JP2017183553A - 基板洗浄装置及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】超音波振動が付与された洗浄液を供給して基板Ｗを洗浄する。【解決手段】基板処理装置は、洗浄液に超音波振動を与える振動部２０と、洗浄液を基板Ｗに供給する供給体３０と、を有している。供給体３０は、流入口３３から流入した洗浄液を第一案内路３１ａを介して流出口３４へと案内するとともに、流入口３３及び流出口３４とは異なる開口部３５を有する第一案内部３１と、第一案内路３１ａの少なくとも一部の周縁外方に第一案内部３１を介して設けられたシール部４５と、開口部３５を覆うとともにシール部４５と接触する閉鎖部４０と、を有している。振動部２０によって発生される超音波振動は、閉鎖部４０又は第一案内部３１を介して洗浄液に付与される。【選択図】 図３

Description

本発明は、半導体ウェハ等の基板を洗浄する基板洗浄装置及び基板処理装置に関する。

一般的なＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）装置は、半導体ウェハ等の基板を研磨し、洗浄し、乾燥させるものである。すなわち、ＣＭＰ装置は、基板研磨装置、基板洗浄装置及び基板乾燥装置を有している。

基板洗浄装置としては、例えばペン型洗浄具又はロール型洗浄具を用いて接触洗浄を行うもの（特許文献１）、２流体噴流により非接触洗浄を行うもの（特許文献２）、オゾン水を用いて洗浄を行うもの（特許文献３）等が知られている。

また、半導体ウェハ等の基板の表面を非接触で洗浄する洗浄する洗浄方式の一つとして、超音波処理された純水を基板の表面に噴射して表面を洗浄する、キャビテーションを利用した超音波洗浄が知られている（特許文献４参照）。

特開２０１５−６５３７９号公報 特開２０１５−１０３６４７号公報 特開２０１４−１１７６２８号公報 特開２０１４−１３０８８２号公報

超音波洗浄を用いた場合には、超音波によって振動が発生することから、従前では予定していない課題が生じ得る。その一例としては、洗浄液に触れた部材が振動することで、細かなゴミ等が発生してしまうことがある。

本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、半導体ウェハ等の基板に超音波振動が付与された洗浄液を供給する際に、細かなゴミ等が発生することを防止することができる基板洗浄装置及び基板処理装置を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様による基板洗浄装置は、
洗浄液を供給する供給部と、
前記供給部から供給される洗浄液に超音波振動を与える振動部と、
前記供給部から供給された洗浄液を流出口から基板に供給する供給体と、を備え、
前記供給体が、前記供給部から供給された洗浄液が流入する流入口と、前記流入口から流入した洗浄液を第一案内路を介して前記流出口へと案内するとともに、前記流入口及び前記流出口とは異なる開口部を有する第一案内部と、前記第一案内路の少なくとも一部の周縁外方に前記第一案内部を介して設けられたシール部と、前記開口部を覆うとともに前記シール部と接触する閉鎖部と、を有し、
前記振動部によって発生される超音波振動は前記閉鎖部又は前記第一案内部を介して洗浄液に付与される。

本発明の第一の態様による基板洗浄装置において、
前記供給体は挟持用部材を有し、
前記閉鎖部は、前記第一案内部の周縁外方で前記基板側に突出した第一突出部を有し、
前記第一突出部は、その端部と前記挟持用部材との間で前記シール部を挟持してもよい。

本発明の第一の態様による基板洗浄装置において、
前記第一案内部は、前記基板と反対側に凹部又は切り欠きを有し、
前記凹部又は前記切り欠き内に前記シール部が位置し、
前記凹部又は前記切り欠きの少なくとも一部は前記閉鎖部で覆われてもよい。

本発明の第一の態様による基板洗浄装置において、
前記第一案内部は、前記基板と反対側の側面に凹部を有し、
前記閉鎖部は、前記第一案内部の周縁外方で前記基板側に突出した第一突出部を有し、
前記第一突出部の周縁内方に前記シール部の少なくとも一部が位置してもよい。

本発明の第一の態様による基板洗浄装置において、
前記振動部によって発生される超音波振動は前記閉鎖部を介して洗浄液に付与されてもよい。

本発明の第一の態様による基板洗浄装置において、
前記第一案内部は超音波振動を減衰させにくい材料からなってもよい。

本発明の第二の態様による基板洗浄装置は、
洗浄液を供給する供給部と、
前記供給部から供給される洗浄液に超音波振動を与える振動部と、
前記供給部から供給された洗浄液を流出口から基板に供給する供給体と、を備え、
前記供給体は、前記供給部から供給された洗浄液が流入する流入口と前記流出口とを有する第二案内部を有し、
前記第二案内部には、前記流入口及び前記流出口以外の開口が設けられておらず、
前記振動部によって発生される超音波振動は前記第二案内部を介して洗浄液に付与される。

本発明の第二の態様による基板洗浄装置において、
前記第二案内部は、超音波振動を減衰させにくい材料で一体成形されてもよい。

本発明の効果

本発明の第一の態様によれば、第一案内路の少なくとも一部の周縁外方に第一案内部を介してシール部が設けられ、閉鎖部が開口部を覆うとともにシール部と接触している。洗浄液に超音波振動を与えると、超音波振動によってシール部から細かなゴミ等が発生する可能性があるが、この態様を採用することで、シール部から細かなゴミ等が仮に発生しても、当該ゴミ等が第一案内路内の洗浄液に混入して基板に供給されることを防止できる。

本発明の第二の態様によれば、第二案内部に流入口及び流出口以外の開口が設けられていない。このため、洗浄液に接触する可能性のあるシール部がそもそも存在しない。したがって、洗浄液に超音波振動を与えても、シール部に由来する細かなゴミが洗浄液に混入して基板に供給されることがない。

図１は、本発明の第１の実施の形態による基板洗浄装置を含む基板処理装置の全体構成を示す上方平面図である。 図２は、本発明の第１の実施の形態による基板洗浄装置の側方断面図である。 図３は、本発明の第１の実施の形態で用いられる供給体の態様１を示した側方断面図である。 図４は、本発明の第１の実施の形態で用いられる供給体の態様２を示した側方断面図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態で用いられる供給体の態様３を示した側方断面図である。 図６は、本発明の第１の実施の形態で用いられる供給体の態様４を示した側方断面図である。 図７は、本発明の第１の実施の形態で用いられる供給体の態様５を示した側方断面図である。 図８は、本発明の第１の実施の形態で用いられる供給体の態様６を示した側方断面図である。 図９は、本発明の第１の実施の形態で用いられる供給体の態様７を示した側方断面図である。 図１０（ａ）−（ｃ）は、本発明の第１の実施の形態で用いられる供給体が基板に対して傾斜する態様を示した図である。 図１１は、本発明の第１の実施の形態で用いられる供給体が２つ設けられた態様を示した基板洗浄装置の側方断面図である。 図１２は、本発明の第１の実施の形態で用いられる振動体が２つ設けられた態様を示した、供給体の上方平面図である。 図１３は、本発明の第１の実施の形態で用いられる供給体が、ロール洗浄部材及び洗浄液を供給するノズルとともに用いられている態様を示した基板洗浄装置の側方断面図である。 図１４は、本発明の第１の実施の形態で用いられる供給体が、ペンシル洗浄部材及び二流体ジェット洗浄部並びに洗浄液を供給するとともに用いられている態様を示した基板洗浄装置の側方断面図である。 図１５は、本発明の第２の実施の形態で用いられる供給体を示した側方断面図である。 図１６は、本発明の第２の実施の形態の変形例１で用いられる供給体を示した側方断面図である。 図１７は、本発明の第２の実施の形態の変形例２で用いられる供給体を示した側方断面図である。

第１の実施の形態
《構成》
以下、本発明に係る基板洗浄装置を有する基板処理装置の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図１乃至図１４は本発明の実施の形態を説明するための図である。

図１に示すように、基板処理装置は、略矩形状のハウジング１１０と、多数の基板Ｗをストックする基板カセットが載置されるロードポート１１２と、を有している。ロードポート１１２は、ハウジング１１０に隣接して配置されている。ロードポート１１２には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard Mechanical Interface）ポッド、又はＦＯＵＰ（Front Opening Unified Pod）を搭載することができる。ＳＭＩＦポッド、ＦＯＵＰは、内部に基板カセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。基板Ｗとしては、例えば半導体ウェハ等を挙げることができる。

ハウジング１１０の内部には、複数（図１に示す態様では４つ）の研磨ユニット１１４ａ〜１１４ｄと、研磨後の基板Ｗを洗浄する第１洗浄ユニット１１６及び第２洗浄ユニット１１８と、洗浄後の基板Ｗを乾燥させる乾燥ユニット１２０とが収容されている。研磨ユニット１１４ａ〜１１４ｄは、基板処理装置の長手方向に沿って配列され、洗浄ユニット１１６、１１８及び乾燥ユニット１２０も基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。本実施の形態の基板処理装置によれば、直径３００ｍｍ又は４５０ｍｍの半導体ウエハ、フラットパネル、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）等のイメージセンサ、ＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）における磁性膜の製造工程において、種々の基板を、研磨処理することができる。

ロードポート１１２、ロードポート１１２側に位置する研磨ユニット１１４ａ及び乾燥ユニット１２０に囲まれた領域には、第１搬送ロボット１２２が配置されている。また、研磨ユニット１１４ａ〜１１４ｄ並びに洗浄ユニット１１６、１１８及び乾燥ユニット１２０と平行に、搬送ユニット１２４が配置されている。第１搬送ロボット１２２は、研磨前の基板Ｗをロードポート１１２から受け取って搬送ユニット１２４に受け渡したり、乾燥ユニット１２０から取り出された乾燥後の基板Ｗを搬送ユニット１２４から受け取ったりする。

第１洗浄ユニット１１６と第２洗浄ユニット１１８との間に、これら第１洗浄ユニット１１６と第２洗浄ユニット１１８の間で基板Ｗの受け渡しを行う第２搬送ロボット１２６が配置され、第２洗浄ユニット１１８と乾燥ユニット１２０との間に、これら第２洗浄ユニット１１８と乾燥ユニット１２０の間で基板Ｗの受け渡しを行う第３搬送ロボット１２８が配置されている。さらに、ハウジング１１０の内部には、基板処理装置の各機器の動きを制御する制御部５０が配置されている。本実施の形態では、ハウジング１１０の内部に制御部５０が配置されている態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、ハウジング１１０の外部に制御部５０が配置されてもよい。

第１洗浄ユニット１１６として、洗浄液の存在下で、基板Ｗの直径のほぼ全長にわたって直線状に延びるロール洗浄部材１１６ａ，１１６ｂを接触させ、基板Ｗに平行な中心軸周りに自転させながら基板Ｗの表面をスクラブ洗浄するロール洗浄装置が使用されてもよい（図１３参照）。また、第２洗浄ユニット１１８として、洗浄液の存在下で、鉛直方向に延びる円柱状のペンシル洗浄部材１１８ａの下端接触面を接触させ、ペンシル洗浄部材１１８ａを自転させながら一方向に向けて移動させて、基板Ｗの表面をスクラブ洗浄するペンシル洗浄装置が使用されてもよい（図１４参照）。また、乾燥ユニット１２０として、水平に回転する基板Ｗに向けて、移動する噴射ノズルからＩＰＡ蒸気を噴出して基板Ｗを乾燥させ、さらに基板Ｗを高速で回転させて遠心力によって基板Ｗを乾燥させるスピン乾燥ユニットが使用されてもよい。

なお、第１洗浄ユニット１１６としてロール洗浄装置ではなく、第２洗浄ユニット１１８と同様のペンシル洗浄装置を使用したり、二流体ジェットにより基板Ｗの表面を洗浄する二流体ジェット洗浄装置を使用したりしてもよい。また、第２洗浄ユニット１１８としてペンシル洗浄装置ではなく、第１洗浄ユニット１１６と同様のロール洗浄装置を使用したり、二流体ジェットにより基板Ｗの表面を洗浄する二流体ジェット洗浄装置を使用したりしてもよい。本発明の実施の形態の基板洗浄装置は、第１洗浄ユニット１１６にも第２洗浄ユニット１１８にも適用でき、ロール洗浄装置、ペンシル洗浄装置、及び／又は、二流体ジェット洗浄装置とともに用いることもできる。一例としては、図１３で示すように、本実施の形態による供給体３０（後述する）は、基板Ｗの第一表面（図１３の上面）及び第二表面（図１３の下面）を洗浄するロール洗浄部材１１６ａ，１１６ｂ及び洗浄液を供給するノズル１１７とともに用いられてもよい。また、別の例としては、図１４で示すように、本実施の形態による供給体３０は、基板Ｗの第一表面（図１４の上面）を洗浄するペンシル洗浄部材１１８ａ及び二流体ジェット洗浄部１１８ｂ並びに洗浄液を供給するノズル１１７とともに用いられてもよい。

本実施の形態の洗浄液には、純水（ＤＩＷ）等のリンス液と、アンモニア過酸化水素（ＳＣ１）、塩酸過酸化水素（ＳＣ２）、硫酸過酸化水素（ＳＰＭ）、硫酸加水、フッ酸等の薬液が含まれている。本実施の形態で特に断りのない限り、洗浄液は、リンス液又は薬液のいずれかを意味している。

図２に示すように、本発明の実施の形態による基板洗浄装置は、基板Ｗを支持（保持）するチャック等の基板支持部７０と、基板支持部７０によって支持された基板Ｗを回転させる回転部６０とを有している。そして、これら基板支持部７０及び回転部６０によって基板回転機構が構成されている。図２に示す態様では、基板支持部７０が２つだけ示されているが、上方から見たときに、本実施の形態では４つの基板支持部７０が均等に（回転中心を中心として９０°の角度で）配置されている。なお、基板支持部の数は、基板Ｗを安定的に支持できればよく、例えば３つとしてもよい。なお、基板Ｗを支持する基板支持部７０としては、スピンドル等も用いることができる。このようなスピンドルを用いた場合には、基板Ｗは回転されつつ支持されることになり、スピンドルが回転部としての機能も果たすことになる。なお、図２では、水平方向に基板Ｗを支持した例を示したが、これに限定されず、例えば、縦方向（鉛直方向）に基板Ｗを支持する構成としてもよい。基板Ｗの回転方向や回転数は制御部５０に制御される。基板Ｗの回転数は一定でもよいし可変であってもよい。

洗浄液や超音波洗浄液が飛散するのを防止するために、基板支持部７０の外側にあって基板Ｗの周囲を覆い、基板Ｗと同期して回転する回転カップ（図示せず）を設けてもよい。

図２に示すように、基板洗浄装置は、洗浄液を供給する供給部１０を有している。図３乃至図９に示すように、基板洗浄装置は、供給部１０から供給される洗浄液に超音波振動を与える振動部２０と、供給部１０から供給された洗浄液を流出口３４から基板Ｗに供給する供給体３０も有している。

図３乃至図９に示す供給体３０は、本体部４８と、供給部１０から供給された洗浄液が流入する流入口３３と、流入口３３から流入した洗浄液を第一案内路３１ａを介して流出口３４へと案内するとともに、流入口３３及び流出口３４とは異なる開口部３５（図３乃至図９では上端に位置している。）を有する第一案内部３１と、第一案内路３１ａの少なくとも一部の周縁外方に第一案内部３１を介して設けられたＯリング等からなるシール部４５と、開口部３５を覆うとともにシール部４５と接触する閉鎖部４０と、を有している。

図２に示すように、供給体３０は、供給管１５を介して供給部１０に連結されている（具体的には、供給体３０の開口部と、供給管１５とが互いに連結されるが、これらの接続部分の詳細構成は、図２では省略している。）。この供給管１５は可塑性を有していてもよく、後述するように供給体３０が移動する際に追従するようになってもよい。閉鎖部４０は、Ｔａ、石英、ＰＦＡ（ポリテトラフルオロエチレン）又はサファイアを含む材料から形成されてもよく、より具体的には、閉鎖部４０は、Ｔａ、石英、ＰＦＡ又はサファイアから形成されてもよい。

本実施の形態では、供給体３０が主に一つだけ用いられる態様を用いて説明するが、これに限られることはなく、供給体３０は複数設けられてもよい（図１１及び図１２参照）。

振動部２０によって発生される超音波振動は閉鎖部４０及び／又は第一案内部３１を介して洗浄液に付与されることになる。図３乃至図８に示される態様では、振動部２０が閉鎖部４０に当接して設けられ、振動部２０によって発生される超音波振動は閉鎖部４０を介して洗浄液に付与されるようになっている。このような態様に限られることはなく、図９に示すように、振動部２０が第一案内部３１に当接して設けられ、振動部２０によって発生される超音波振動が第一案内部３１を介して洗浄液に付与されるようになってもよい。なお、超音波振動を洗浄液により効率よく伝えるという観点からは、閉鎖部４０に隣接して振動部２０が設けられている方が有益であり、とりわけ、閉鎖部４０に隣接して振動部２０が設けられかつ閉鎖部４０が石英又はサファイアからなることが有益である。

図３に示すように、閉鎖部４０は、第一案内部３１の周縁外方で基板Ｗ側（図３の下方側）に突出した第一突出部４１を有してもよい。第一突出部４１は、その端部と本体部４８との間でシール部４５が挟持されてもよい。より具体的には、図３に示すように、本体部４８が挟持用部材４９を有しており、第一突出部４１の端部と挟持用部材４９との間でシール部４５が挟持されてもよい。

また、図４及び図５に示すように、第一案内部３１は、基板Ｗと反対側（図３の下方側）の端部に切り欠き３６を有してもよい。この場合には、切り欠き３６内にシール部４５が位置し、シール部４５は第一案内路３１ａの少なくとも一部の周縁外方に、第一案内部３１を介して設けられる態様になってもよい。この態様において、図４に示すように閉鎖部４０は切り欠き３６の全体を覆ってもよいし、図５に示すように閉鎖部４０は切り欠き３６の一部を覆ってもよい。

図６及び図７に示すように、第一案内部３１は、基板Ｗと反対側の端部に凹部３７を有してもよい。この場合には、凹部３７内にシール部４５が位置し、シール部４５は第一案内路３１ａの少なくとも一部の周縁外方に、第一案内部３１を介して設けられる態様になってもよい。この態様において、図６に示すように閉鎖部４０は第一案内部３１の端面（図６では上端面）に設けられ、第一案内部３１の周縁外方に突出する第一突出部４１を有してなくてもよいし、図７に示すように閉鎖部４０は第一案内部３１の周縁外方に突出する第一突出部４１を有してもよい。

図８に示すように、第一案内部３１は、基板Ｗと反対側の側面に凹部３７を有してもよい。この場合には、凹部３７内にシール部４５が位置し、シール部４５は第一案内路３１ａの少なくとも一部の周縁外方に、第一案内部３１を介して設けられる態様になってもよい。この態様においては、閉鎖部４０は第一案内部３１の周縁外方で基板Ｗ側に突出する第一突出部４１を有し、この第一突出部４１の周縁内方にシール部４５が位置してもよい。ここで「反対側の側面」とは、流入口３３よりも基板Ｗの反対側（図８の上方側）を意味し、流入口３３が側面に設けられていない態様では、第一案内部３１の長手方向の中心よりも基板Ｗの反対側（図８の上方側）を意味する。

第一案内部３１の材料としては例えば石英、ステンレス、サファイア、ＰＦＡ等を用いることができる。とりわけ、石英及びサファイアは、超音波振動をより減衰させにくい材料となっている。このため、このような石英又はサファイアを用いることで、洗浄液に加えられた超音波振動が減衰されることを防止することができる。

図１０(ａ)−(ｃ)に示すように、供給体３０が基板Ｗに対して傾斜可能となり、流出口３４の基板Ｗに対する角度を自在に変えることができてもよい。例えば基板Ｗ上に洗浄液を貯めたい場合には、基板Ｗの回転方向と逆側に向かって洗浄液を供給するような角度で供給体３０が基板Ｗに対して傾斜すればよい。他方、例えば抵抗を加えることなく基板Ｗ上に洗浄液を供給したい場合には、基板Ｗの回転方向に沿って洗浄液を供給するような角度で供給体３０が基板Ｗに対して傾斜すればよい。なお、供給体３０の基板Ｗに対する角度は、手動で変更されてもよいし、制御部５０からの信号を受けて自動で変更されてもよい。制御部５０からの信号を受けて自動で変更される場合には、供給体３０の保持される角度がレシピに従って順次変更されるようになってもよい。

図１１に示すように、供給体３０が２つ以上設けられ、基板Ｗの表面及び裏面の両方に洗浄液を供給するようになっていてもよい。

図１に示す制御部５０は、供給体３０の移動速度を、供給体３０が基板Ｗの中心側領域を洗浄するときと比較して、供給体３０が基板Ｗの周縁側領域を洗浄するときに遅くなるに制御してもよい。なお、本実施の形態における「中心側領域」とは「周縁側領域」と比較して用いられており、「周縁側領域」と比較して基板Ｗの中心側に位置する領域のことを意味する。

また、制御部５０は、供給部１０から洗浄液が供給されてから第一時間経過後に振動部２０の振動を開始させてもよい。また、制御部５０は、供給部１０から洗浄液が供給されてから第一時間よりも長い第二時間経過後に流出口３４から基板Ｗに対して洗浄液の供給を開始させてもよい。この際、供給部１０から洗浄液が供給されてから第一時間経過後は継続して洗浄液が供給され、第一時間よりも長く第二時間よりも短い第三時間経過後に供給体３０が移動を開始し、供給部１０から洗浄液が供給されてから第二時間経過後に、基板Ｗの周縁部に洗浄液が供給されてもよい。この態様では、その後、基板Ｗの周縁部から中心部に向かって継続して洗浄液が供給され続けることになる。このような態様とは異なり、基板Ｗの周縁部から中心部の上方に流出口３４が移動する間は供給部１０からの洗浄液の供給が停止され、流出口３４が基板Ｗの中心部の上方に位置付けられた後で（第二時間経過後に）、流出口３４から洗浄液が再度吐出されて、基板Ｗの中心部に洗浄液が供給されてもよい。基板Ｗを洗浄している間、第二延在部２２が基板Ｗの中心部から周縁部に向かって移動してもよいし、逆に、第二延在部２２が基板Ｗの周縁部から中心部に向かって移動してもよいし、このような移動が繰り返し行われてもよい。

なお、洗浄液を基板Ｗに供給する場合に、当該洗浄液に対して超音波振動が必ずしも常に与えられる分けではない。基板Ｗの上面に洗浄液の膜を作るための工程等のように洗浄液に超音波振動が与えられない場合には、超音波振動を行うことなく、基板Ｗに洗浄液を供給するのに先立って流出口３４から洗浄液を吐出させることが行われてもよい。

基板洗浄装置は、図２に示すように、供給体３０が待機位置にあるときに、待機位置にある流出口３４から吐出された洗浄液を回収するための吐出液回収部７５をさらに有してもよい。そして、供給体の流出口３４から下方に吐出された洗浄液が、吐出液回収部７５の上部に設けられた開口部へと供給されて回収される。この吐出液回収部７５は排液回収部（図示せず）に連結されており、吐出液回収部７５で回収された洗浄液は排液回収部に供給され、排液処理されることになる。

図２の両方向矢印で示すように、供給体３０は基板Ｗの面方向（図２の左右方向）だけではなく、基板Ｗの法線方向（図２の上下方向）に移動可能となってもよい。この場合には、基板Ｗに洗浄液を供給する際に供給体３０が近接位置に位置付けられ、基板Ｗに洗浄液を供給しないときには供給体３０が離隔位置に位置付けられてもよい。なお、「離隔位置」は、「近接位置」と比較して基板Ｗから基板Ｗの法線方向において遠い位置のことを意味し、逆に、「近接位置」は「離隔位置」と比較して基板Ｗから基板Ｗの法線方向において近い位置のことを意味する。供給体３０は図示しないアクチュエータに連結されており、このアクチュエータによって近接位置及び離隔位置に位置付けられるようになってもよい。

なお、基板支持部７０が上下方向に移動可能となり、基板Ｗが供給体３０に対して「離隔位置」及び「近接位置」を取るようになってもよいし、供給体３０及び基板支持部７０の両方が上下方向に移動可能となり、基板Ｗと供給体３０の両方を適宜位置付けることで、「離隔位置」及び「近接位置」を取るようになってもよい。

特に、第一案内部３１が石英等の超音波振動を減衰させにくい材料からなる場合であって、基板Ｗに洗浄液を供給するのに先立ち供給体３０が近接位置に位置付けられる態様を採用した場合には、基板Ｗに洗浄液を供給する際に、基板Ｗに近い位置まで、超音波振動を減衰させにくい材料からなる第一案内部３１で案内して、洗浄液を基板Ｗに供給することができる。

また、基板Ｗに対して洗浄液を供給する工程が終了すると、供給体３０は離隔位置に位置付けられてもよい。このように供給体３０を離隔位置に位置付けることで、供給体３０又は供給管１５に予期せぬ形で洗浄液やその他の液体等が付着することを防止できる。

また、基板Ｗに対して洗浄液を供給する工程が終了すると、供給体３０は待機位置に位置付けられてもよい。そして、供給体３０はこの待機位置において離隔位置に位置付けられてもよい。待機位置とは、例えば基板Ｗの法線方向に供給体３０が位置しない位置を意味し、基板Ｗが水平方向に沿って延在するように配置されている態様では、基板Ｗの上下方向に供給体３０が位置していないことを意味する。待機位置の一例としては、前述した吐出液回収部７５に洗浄液を吐出できる位置を挙げることができる。

基板Ｗに洗浄液を供給するのに先立ち、供給部１０から洗浄液を供給して、待機位置にある流出口３４から例えば吐出液回収部７５に向かって洗浄液を吐出させる場合には、近接位置に位置付けられてもよい。このように近接位置に位置付けることで、吐出された洗浄液が不用意に飛び散ることを防止できる。

供給体３０は待機位置において離隔位置（上方位置）に位置付けられ、当該待機位置において近接位置（下方位置）に位置付けられてから、基板Ｗの上方で移動されてもよい。このように待機位置において離隔位置に位置付けられることで、供給体３０に予期せぬ形で洗浄液やその他の液体等が付着することをより確実に防止できる。また、待機位置において近接位置（下方位置）に位置付けられてから移動させることで、基板Ｗ上を供給体３０が移動する際に、基板Ｗに近い位置で洗浄液を供給することもでき、基板Ｗを効率よく洗浄することができる。

また、供給体３０は待機位置において離隔位置（上方位置）に位置付けられ、その状態で基板Ｗの上方を移動され、基板Ｗの中心に流出口３４が位置付けられた後で、供給体３０が近接位置（下方位置）に位置付けられてもよい。このような態様によれば、基板Ｗの上方を供給体３０が移動する際に、前工程の洗浄液やその他の液体等が供給体３０に付着することを防止することを期待できる。

《作用・効果》
次に、上述した構成からなる本実施の形態による作用・効果であって、未だ説明していないものを中心に説明する。

図３乃至図９に示すように、本実施の形態では、第一案内路３１ａの少なくとも一部の周縁外方に第一案内部３１を介してシール部４５が設けられ、閉鎖部４０が開口部３５を覆うとともにシール部４５と接触している。洗浄液に超音波振動を与えると、超音波振動によってシール部４５から細かなゴミ等が発生する（超音波振動によってシール部４５の一部が剥がれてゴミとなる）可能性があるが、この態様を採用することで、シール部４５から細かなゴミ等が仮に発生しても、当該ゴミ等が第一案内路３１ａ内の洗浄液に混入し難くなっていることから、当該基板Ｗに供給されることを防止できる。なお、シール部４５と比較して閉鎖部４０は強度の高い材料から形成されているので、超音波振動によって閉鎖部４０の一部が剥がれてゴミとはなりにくい。

図３に示すように、閉鎖部４０が周縁で基板Ｗ側に突出した第一突出部４１を有し、第一突出部４１の端部が第一案内部３１の周縁外方に位置し、第一突出部４１の端部と本体部４８の挟持用部材４９との間でシール部４５が挟持される態様を採用した場合には、仮に閉鎖部４０を伝って洗浄液がシール部４５まで到達したとしても、シール部４５が第一案内部３１の周縁外方に位置していることから、シール部４５から発生したゴミが第一案内部３１内の洗浄液に漏れ出すことはまずない。このため、洗浄液にゴミが混ざることをより確実に防止できる。

特に図３に示すように、閉鎖部４０に隣接して振動部２０が設けられており、閉鎖部４０が振動する態様となっている場合には、閉鎖部４０と第一案内部３１との間に形成される隙間から洗浄液が第一案内部３１の周縁外方に到達することがあるので、前述したように、第一突出部４１の端部が第一案内部３１の周縁外方に位置し、第一突出部４１の端部と本体部４８との間でシール部４５が挟持される態様を採用することは特に有益である。

図４及び図５に示すように、第一案内部３１が基板Ｗと反対側の端部に切り欠き３６を有し、切り欠き３６内にシール部４５が位置し、シール部４５が第一案内路３１ａの少なくとも一部の周縁外方に第一案内部３１を介して設けられる態様を採用した場合にも、仮に閉鎖部４０を伝って洗浄液がシール部４５まで到達したとしても、シール部４５が第一案内部３１の周縁外方に位置していることから、シール部４５から発生したゴミが第一案内部３１内の洗浄液に漏れ出すことはまずない。但し、この態様では、第一案内路３１ａを案内される洗浄液とシール部４５との間の距離が近いうえ、シール部４５が第一案内部３１の上端に設けられることから、図３に示した態様の方が、ゴミが洗浄液に混ざり難いという点では有益である。

図６及び図７に示すように、第一案内部３１が基板Ｗと反対側の端部に凹部３７を有し、凹部３７内にシール部４５が位置し、シール部４５は第一案内路３１ａの少なくとも一部の周縁外方に、第一案内部３１を介して設けられる態様を採用した場合にも、仮に閉鎖部４０を伝って洗浄液がシール部４５まで到達したとしても、シール部４５が第一案内部３１の周縁外方に位置していることから、シール部４５から発生したゴミが第一案内部３１内の洗浄液に漏れ出すことはまずない。但し、この態様でも、第一案内路３１ａを案内される洗浄液とシール部４５との間の距離が近いうえ、シール部４５が第一案内部３１の上端に設けられることから、図３に示した態様の方が、ゴミが洗浄液に混ざり難いという点では有益である。

図８に示すように、第一案内部３１が基板Ｗと反対側の側面に凹部３７を有し、凹部３７内にシール部４５が位置し、シール部４５は第一案内路３１ａの少なくとも一部の周縁外方に、第一案内部３１を介して設けられる態様となっている態様を採用した場合にも、仮に閉鎖部４０を伝って洗浄液がシール部４５まで到達したとしても、シール部４５が第一案内部３１の周縁外方に位置していることから、シール部４５から発生したゴミが第一案内部３１内の洗浄液に漏れ出すことはまずない。この態様によれば、図３に示した態様と同程度に、ゴミが洗浄液に混ざり難いという効果を得ることができる。

基板Ｗに洗浄液を供給するのに先立ち、供給部１０から洗浄液を供給させ、待機位置にある流出口３４から洗浄液を吐出させる態様を採用した場合には、酸素等が入ってしまい洗浄効果の低い洗浄液を排出し、窒素等が入った洗浄効果の高い洗浄液に超音波振動を与えて基板Ｗの洗浄に用いることができる。また、超音波が十分に与えられておらず洗浄効果の高くない洗浄液ではなく、超音波が十分に与えられて高い洗浄効果を有する洗浄液で基板Ｗを洗浄することができる。また、酸素等が入ってしまい超音波が十分に与えられていない洗浄液で基板Ｗを洗浄した場合には、不具合が発生してしまう可能性もあるが、この態様を採用することで、このような不具合の発生を未然に防止することができる。また、基板Ｗの洗浄開始時点から均一な洗浄力の洗浄液で基板Ｗを洗浄することができ、安定した基板洗浄を実現できる。

供給体３０の移動速度が、流出口３４が基板Ｗの中心側領域を洗浄するときと比較して、流出口３４が基板Ｗの周縁側領域を洗浄するときに遅くなる態様を採用した場合には、基板Ｗの外周側に対して内周側と比較して多くの洗浄液を供給することができる。基板Ｗの外周側において洗浄液で洗浄されるべき面積は、基板Ｗの内周側において洗浄液で洗浄されるべき面積と比較して大きくなっていることから、このような態様を採用することで基板Ｗの単位面積あたりに供給される洗浄液の量を均一なものに近づけることができる。

回転される基板Ｗの中心からの距離をｒとしたときに、当該距離ｒにおける円弧の長さは２πｒとなる。このため、この２πｒに基づいて、供給体３０の移動速度を算出し、当該移動速度に基づいて供給体３０を移動させてもよい。このような態様ではなく、単純に、基板Ｗの中心部から周縁部に向かって移動する間、連続的又は断続的に供給体３０の移動速度を遅くし、逆に、基板Ｗの周縁部から中心部に向かって移動する間、連続的又は断続的に供給体３０の移動速度を速くしてもよい。このような態様によれば、制御が複雑にならない点で有益である。

供給部１０から洗浄液が供給されてから第一時間経過後に振動部２０の振動を開始させる態様を採用した場合には、洗浄液が存在しない状態（いわゆる空焚きの状態）で振動部２０を振動させて、振動部２０が破損してしまうことを防止することができる。つまり、第一案内部３１内に空気等が洗浄液内に入り込んで行ってしまい、振動部２０と対向する部分（図３乃至図８では第一案内部３１の上端）に洗浄液が存在しない状態が生じることがある。この点、前述した態様を採用した場合には、振動部２０を振動させる前に洗浄液が供給されるので、洗浄液が存在しない状態（いわゆる空焚きの状態）で振動部２０を振動させて、振動部２０が破損してしまうことを防止することができる。

一例として、第一時間は例えば０．１秒〜１秒程度である。第一時間に関しては、振動部２０と対向する部分に洗浄液が存在しない状態が防止できればよいので、そこまで長い時間をとる必要はない。

なお、第一案内部３１内にある洗浄液を吐出液回収部７５等に吐出する際には、振動部２０を振動させなくてもよい。ただ、第一案内部３１内にある洗浄液を吐出液回収部７５等に吐出する際に振動部２０を予め振動させておくことで、超音波振動が与えられた洗浄液で第一案内部３１内を予め洗浄することができる点で有益である。また、予め超音波振動を与えることで、第一案内部３１内の洗浄液に十分な超音波振動を予め与えることができ（十分なエネルギーを蓄えることができ）、基板Ｗに洗浄する際に、最初から十分に洗浄力の高い洗浄液を供給することができる。

また、供給部１０から洗浄液が供給されてから、第一時間よりも長い第二時間経過後に流出口３４から基板Ｗに対して洗浄液の供給を開始させる態様を採用した場合には、より確実に、高い洗浄効果を有する洗浄液で基板Ｗを洗浄することができる。なお、第二時間は、一例として、第一案内部３１内にある洗浄液が全て出る程度の時間である。この第二時間は、第一案内部３１内の体積と洗浄液が供給される供給速度から算出されてもよいし、実験的に導き出されてもよい。第二時間は例えば数秒〜５秒程度である。

待機位置にある流出口３４から吐出された洗浄液を回収するための吐出液回収部７５を設けた態様を採用した場合には、洗浄に用いられない吐出された洗浄液を確実に回収することができる。このため、流出口３４から吐出された洗浄液が跳ね返ってミストとなって、基板Ｗに悪影響を及ぼす可能性を未然に低減できる。

また、液体及び気体を混合した二流体によって基板Ｗの表面を洗浄する二流体ジェット洗浄装置に本実施の形態の基板洗浄装置が組み込まれた態様では（図１４参照）、例えば、二流体ジェット洗浄工程の前に、本実施の形態の供給体３０によって基板Ｗの洗浄を行ってもよい。このような態様によれば、超音波が与えられた洗浄液のキャビテーション効果によって、基板Ｗに付着した粒子を浮かせたうえで、二流体ジェット洗浄を行うことができる点で有益である。なお、キャビテーション効果とは、超音波により洗浄液に生じた気泡が破裂することにより生じた衝撃波を利用した洗浄効果である。

変形例
振動部２０は、第一周波数及び第一周波数よりも低い第二周波数で振動して、洗浄液に超音波振動を与える態様となってもよい。また、３つ以上の周波数で洗浄液に超音波振動を与える態様となってもよい。

本変形例によれば、異なる周波数で洗浄液に超音波振動を与えることができる。このため、用途に応じて、洗浄液による洗浄力を変えることができる。

一つの振動部２０が異なる周波数で振動してもよいが、図１２に示すように、振動部２０が、第一周波数で振動する第一振動部２０ａと、第一周波数よりも低い第二周波数で振動する第二振動部２０ｂとを有してもよい。このような態様によれば、簡単な構成で異なる周波数の超音波振動を与えることができる点で有益である。

図１２に示すように、第一振動部２０ａは、この第一振動部２０ａに信号を送る第一発信器２１ａと電気的に接続されてもよい。同様に、第二振動部２０ｂは、この第二振動部２０ｂに信号を送る第二発信器２１ｂと電気的に接続されてもよい。

図１２に示す態様では、供給体３０が、筐体３０'によって保持された第一供給体３０ａ及び第二供給体３０ｂを有している。そして、第一供給体３０ａが第一発信器２１ａに接続された第一振動部２０ａを有し、第二供給体３０ｂが第二発信器２１ｂに接続された第二振動部２０ｂを有している。図１２に示す態様では、筐体３０'が移動することで、第一供給体３０ａ及び第二供給体３０ｂが移動することになるが、第一供給体３０ａと第二供給体３０ｂとが別々に移動する態様であってもよい。洗浄液が基板Ｗに衝突すると超音波振動が減衰することから、異なる周波数の洗浄液を同時に使用しても、異なる周波数を提供することによる効果はあまり変わらない。このため、異なる周波数の洗浄液を同時に使用することもできる。

本実施の形態では、第一周波数が９００ｋＨｚ以上５ＭＨｚ以下となり、第二周波数が９００ｋＨｚ未満となってもよい。９００ｋＨｚ以上の周波数で振動させた場合には、振動幅が小さいので、比較的小さな不純物を除去することができ、またキャビテーションの効果が小さくなるので基板Ｗに加わる負荷を小さくすることができる。他方、９００ｋＨｚ未満の周波数で振動させた場合には、振動幅が大きいので、比較的大きな不純物を除去することができる。第一周波数と第二周波数との差が小さいと効果の差も小さい。このため、一例として、第一周波数と第二周波数との差が５００ｋＨｚ程であってもよく、例えば第一周波数として９５０ｋＨｚを用い、第二周波数として４３０ｋＨｚを用いることもできる。また、これに限られることはなく、例えば第一周波数として９５０ｋＨｚを用い、第二周波数として７５０ｋＨｚを用いることができる。

このような態様を採用した場合であって、本実施の形態の基板洗浄装置をペンシル洗浄装置とともに採用した場合には（図１４参照）、（１）第二周波数で洗浄液に超音波振動を与えて基板Ｗを洗浄し、（２）その後で、ペンシル洗浄部材１１８ａを用いて基板Ｗを洗浄し、（３）その後で、第一周波数で洗浄液に超音波振動を与えて基板Ｗを洗浄するようにしてもよい。このような態様によれば、まず、第二周波数で超音波振動を与えられた洗浄液で大きな不純物を除去し、その後でペンシル洗浄部材１１８ａによる洗浄を行い、仕上げとして第一周波数で超音波振動を与えられた洗浄液で小さな不純物を除去することができる。このため、ペンシル洗浄部材１１８ａにかかる負荷を従前と比べて低減することができ、ひいては、ペンシル洗浄部材１１８ａの寿命を長くすることができる。

また、別の態様として、（１）ペンシル洗浄部材１１８ａを用いて基板Ｗを洗浄し、（１）その後で、第二周波数で洗浄液に超音波振動を与えて基板Ｗを洗浄し、（３）その後で、第一周波数で洗浄液に超音波振動を与えて基板Ｗを洗浄するようにしてもよい。このような態様でも、上述したのと同様の理由から、ペンシル洗浄部材１１８ａにかかる負荷を従前と比べて低減することができ、ひいては、ペンシル洗浄部材１１８ａの寿命を長くすることができる。

第２の実施の形態
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

第２の実施の形態では、図１５に示すように、供給体３０は、供給部１０から供給された洗浄液が流入する流入口３３と、流入口３３から流入した洗浄液を基板Ｗに供給するための流出口３４とを有する第二案内部３９を有している。第二案内部３９には、流入口３３及び流出口３４以外の開口が設けられていない。この第２の実施の形態では、第１の実施の形態のような開口部３５及び開口部３５を覆うとともにシール部４５と接触するようにされた別部材としての閉鎖部４０が設けられていない。その代わりに、第二案内部３９は、流出口３４の反対側を閉塞する端部３９ｂを有し、端部３９ｂと振動部２０とが当接している。振動部２０によって発生される超音波振動は第二案内部３９の端部３９ｂを介して洗浄液に付与される態様となっている。なお、図１５の態様では、供給管１５の上側内面と端部３９ｂの内面が同一高さになっているので、端部３９ｂの近傍に空気が残留して空焚きの状態になることをより確実に防ぐことができる。また、図１６に示すように、緩衝部材４５ａを振動部２０の周縁外方に設けてもよい。緩衝部材４５ａとしては、第１の実施の形態で用いたシール部４５のようなものを用いてもよい。

また、図１７に示すように、接液部を一体構造にし、振動部２０が本体部４８に接着された一体構造としたものとしてもよい。そして、本体部４８と別体に設けられた蓋部４８ａを、振動部２０が接着された本体部４８に押し付けることで、蓋部４８ａと本体部４８との間でＯリング等のシール部４５ｂを挟み込んでもよい。この態様では、振動部２０の周縁外方で本体部４８とＯリング等のシール部４５ｂが接触されており、振動部２０の外周には空間が設けられていたり、シリコンや発泡剤等が設けられて空間変位に対して追従できるようになっていたりしてもよい。

本実施の形態の第二案内部３９は超音波振動を減衰させにくい材料で一体成形されてもよい。

第２の実施の形態において、その他の構成は、第１の実施の形態と略同一の態様となっている。このため、本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

本実施の形態によれば、第二案内部３９に流入口３３及び流出口３４以外の開口が設けられていない。このため、洗浄液に接触する可能性のあるシール部４５がそもそも存在しないことから、したがって、洗浄液に超音波振動を与えても、シール部４５に由来する細かなゴミが洗浄液に混入して基板に供給されることがない。

また、第二案内部３９が超音波振動を減衰させにくい材料で一体成形されている場合には、洗浄液中の超音波振動が第二案内部３９で減衰することを極力防止して、洗浄液を基板Ｗに供給できる。

なお、振動部２０から発生する超音波振動を洗浄液により効率よく伝えるという観点からは、第１の実施の形態のように、閉鎖部４０を利用し、この閉鎖部４０に隣接するようにして振動部２０が設けられる方が有益である。

上述した各実施の形態の記載、変形例及び図面の開示は、特許請求の範囲に記載された発明を説明するための一例に過ぎず、上述した実施の形態の記載又は図面の開示によって特許請求の範囲に記載された発明が限定されることはない。

上記では、表面が研磨処理された基板Ｗの表面全体を洗浄する態様を用いて説明したが、これに限られることはなく、例えば、べベル部が研磨された基板Ｗを洗浄するためにベベル研磨装置に搭載される洗浄装置、裏面が研磨された基板Ｗを洗浄するために裏面研磨装置に搭載される洗浄装置、あるいは、研磨装置やめっき装置に搭載されるスピン乾燥（ＳＲＤ）装置等にも用いることもできる。

１０ 供給部
２０ 振動部
２０ａ 第一振動部
２０ｂ 第二振動部
３０ 供給体
３１ 第一案内部
３１ａ 第一案内路
３４ 流出口
３５ 開口部
３６ 切り欠き
３７ 凹部
３９ 第二案内部
４０ 閉鎖部
４１ 第一突出部
４５ シール部
４８ 本体部
５０ 制御部
７５ 吐出液回収部

Claims (8)

1. 洗浄液を供給する供給部と、
   前記供給部から供給される洗浄液に超音波振動を与える振動部と、
   前記供給部から供給された洗浄液を流出口から基板に供給する供給体と、を備え、
   前記供給体は、前記供給部から供給された洗浄液が流入する流入口と、前記流入口から流入した洗浄液を第一案内路を介して前記流出口へと案内するとともに、前記流入口及び前記流出口とは異なる開口部を有する第一案内部と、前記第一案内路の少なくとも一部の周縁外方に前記第一案内部を介して設けられたシール部と、前記開口部を覆うとともに前記シール部と接触する閉鎖部と、を有し、
   前記振動部によって発生される超音波振動は前記閉鎖部又は前記第一案内部を介して洗浄液に付与されることを特徴とする基板洗浄装置。
2. 前記供給体は挟持用部材を有し、
   前記閉鎖部は、前記第一案内部の周縁外方で前記基板側に突出した第一突出部を有し、
   前記第一突出部は、その端部と前記挟持用部材との間で前記シール部を挟持することを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 前記第一案内部は、前記基板と反対側に凹部又は切り欠きを有し、
   前記凹部又は前記切り欠き内に前記シール部が位置し、
   前記凹部又は前記切り欠きの少なくとも一部は前記閉鎖部で覆われていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の基板洗浄装置。
4. 前記第一案内部は、前記基板と反対側の側面に凹部を有し、
   前記閉鎖部は、前記第一案内部の周縁外方で前記基板側に突出した第一突出部を有し、
   前記第一突出部の周縁内方に前記シール部の少なくとも一部が位置することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
5. 前記振動部によって発生される超音波振動は前記閉鎖部を介して洗浄液に付与されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
6. 前記第一案内部は超音波振動を減衰させにくい材料からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板洗浄装置。
7. 洗浄液を供給する供給部と、
   前記供給部から供給される洗浄液に超音波振動を与える振動部と、
   前記供給部から供給された洗浄液を流出口から基板に供給する供給体と、を備え、
   前記供給体は、前記供給部から供給された洗浄液が流入する流入口と前記流出口とを有する第二案内部を有し、
   前記第二案内部には、前記流入口及び前記流出口以外の開口が設けられておらず、
   前記振動部によって発生される超音波振動は前記第二案内部を介して洗浄液に付与されることを特徴とする基板洗浄装置。
8. 前記第二案内部は、超音波振動を減衰させにくい材料で一体成形されていることを特徴とする請求項７に記載の基板洗浄装置。