JP3369418B2 - 超音波振動子、超音波洗浄ノズル、超音波洗浄装置、基板洗浄装置、基板洗浄処理システムおよび超音波洗浄ノズル製造方法 - Google Patents
超音波振動子、超音波洗浄ノズル、超音波洗浄装置、基板洗浄装置、基板洗浄処理システムおよび超音波洗浄ノズル製造方法Info
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- B08B2203/0288—Ultra or megasonic jets
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薬液に対して超音
波を付与する超音波振動子、当該超音波振動子を適用し
た超音波洗浄ノズルおよび超音波洗浄装置、当該超音波
洗浄ノズルを使用して半導体基板や液晶ガラス基板など
の薄板状基板（以下、「基板」と称する）に洗浄処理を
行う基板処理装置および基板処理システム、並びに前記
超音波振動子の製造方法に関する。
波を付与する超音波振動子、当該超音波振動子を適用し
た超音波洗浄ノズルおよび超音波洗浄装置、当該超音波
洗浄ノズルを使用して半導体基板や液晶ガラス基板など
の薄板状基板（以下、「基板」と称する）に洗浄処理を
行う基板処理装置および基板処理システム、並びに前記
超音波振動子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、被洗浄物の表面に付着した汚
染物を迅速かつ確実に除去する洗浄技術として超音波洗
浄が知られている。この超音波洗浄には多くの手法が存
在するが、例えば洗浄液を貯留した洗浄槽に超音波振動
子を設置し、当該洗浄液中に超音波を照射する超音波洗
浄装置などが一般的である。超音波洗浄の特長として
は、複雑な形状の被洗浄物であっても洗浄液に浸すだけ
で容易に短時間で洗浄できることである。
染物を迅速かつ確実に除去する洗浄技術として超音波洗
浄が知られている。この超音波洗浄には多くの手法が存
在するが、例えば洗浄液を貯留した洗浄槽に超音波振動
子を設置し、当該洗浄液中に超音波を照射する超音波洗
浄装置などが一般的である。超音波洗浄の特長として
は、複雑な形状の被洗浄物であっても洗浄液に浸すだけ
で容易に短時間で洗浄できることである。
【０００３】一方、上記のような基板は、種々の処理を
経て製品化されるが、その処理工程のなかでも基板面に
付着したパーティクルなどを除去する洗浄処理は重要な
工程の一つである。そして、基板に対する洗浄処理を行
う装置としては、複数の基板を同時に洗浄するバッチ式
洗浄装置と１枚の基板を順次洗浄する枚葉式洗浄装置と
が存在する。
経て製品化されるが、その処理工程のなかでも基板面に
付着したパーティクルなどを除去する洗浄処理は重要な
工程の一つである。そして、基板に対する洗浄処理を行
う装置としては、複数の基板を同時に洗浄するバッチ式
洗浄装置と１枚の基板を順次洗浄する枚葉式洗浄装置と
が存在する。
【０００４】これらの基板洗浄装置にも、超音波洗浄が
有効な洗浄技術として適用されている。バッチ式洗浄装
置に超音波洗浄を適用する場合には、上述の如く、洗浄
槽に超音波振動子が取り付けられ、また、枚葉式洗浄装
置に超音波洗浄を適用する場合には、超音波振動子を組
み込んだ超音波洗浄ノズルが使用される。この超音波洗
浄ノズルは、ノズル中を流れる洗浄液中に超音波を照射
し、当該洗浄液を基板に噴出するノズルである。
有効な洗浄技術として適用されている。バッチ式洗浄装
置に超音波洗浄を適用する場合には、上述の如く、洗浄
槽に超音波振動子が取り付けられ、また、枚葉式洗浄装
置に超音波洗浄を適用する場合には、超音波振動子を組
み込んだ超音波洗浄ノズルが使用される。この超音波洗
浄ノズルは、ノズル中を流れる洗浄液中に超音波を照射
し、当該洗浄液を基板に噴出するノズルである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な基板の洗浄に用いる洗浄液としては、純水の他にも種
々の薬液が存在する。洗浄液として薬液を使用する場合
には、以下に示すような様々な問題が生じる。すなわ
ち、超音波洗浄ノズルは一般に金属材料と樹脂とを組み
合わせて作成されているが、これらのうち、金属材料は
超音波振動によって変形を受けにくく、十分な耐性は有
するものの、薬液に対する耐食性が乏しく、さらに、溶
出した金属が基板を汚染する。また、樹脂は、金属材料
と逆に、薬液に対する耐食性は優れているが、超音波振
動に対しては発熱したり、変形を受けたりする。
な基板の洗浄に用いる洗浄液としては、純水の他にも種
々の薬液が存在する。洗浄液として薬液を使用する場合
には、以下に示すような様々な問題が生じる。すなわ
ち、超音波洗浄ノズルは一般に金属材料と樹脂とを組み
合わせて作成されているが、これらのうち、金属材料は
超音波振動によって変形を受けにくく、十分な耐性は有
するものの、薬液に対する耐食性が乏しく、さらに、溶
出した金属が基板を汚染する。また、樹脂は、金属材料
と逆に、薬液に対する耐食性は優れているが、超音波振
動に対しては発熱したり、変形を受けたりする。
【０００６】そこで、いわゆるセラミックスを選択した
場合には、薬液によって当該セラミックス中の不純物が
溶出し基板を汚染するため、いずれも適さない。
場合には、薬液によって当該セラミックス中の不純物が
溶出し基板を汚染するため、いずれも適さない。
【０００７】また、バッチ式洗浄装置においても、同様
の問題が生じるため、超音波振動子を設置する処理槽の
内側に薬液を満たす内槽を設けて処理を行う必要があ
り、当該内槽によって超音波が減衰するため洗浄処理の
効率が低下していた。
の問題が生じるため、超音波振動子を設置する処理槽の
内側に薬液を満たす内槽を設けて処理を行う必要があ
り、当該内槽によって超音波が減衰するため洗浄処理の
効率が低下していた。
【０００８】本発明は、上記課題に鑑み、処理液として
薬液を使用した場合であっても、超音波に対する耐性と
薬液に対する耐食性を有するとともに、洗浄中に被洗浄
物を汚染しない超音波振動子、超音波洗浄ノズルおよび
超音波洗浄装置を提供することを目的とする。
薬液を使用した場合であっても、超音波に対する耐性と
薬液に対する耐食性を有するとともに、洗浄中に被洗浄
物を汚染しない超音波振動子、超音波洗浄ノズルおよび
超音波洗浄装置を提供することを目的とする。
【０００９】また、本発明は、洗浄中に基板を汚染する
懸念のない基板洗浄装置および基板処理システムを提供
することを目的とする。
懸念のない基板洗浄装置および基板処理システムを提供
することを目的とする。
【００１０】さらに、本発明は、上記超音波洗浄ノズル
の製造方法を提供することを目的とする。
の製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【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、超音波発振器に接続され、所定
の薬液に接液する接液面より前記薬液に超音波を付与す
る超音波振動子であって、前記接液面に高純度ＳｉＣ又
は純度が９９．９８０ｗｔ．％以上である高純度石英の
いずれかが形成されている。
め、請求項１の発明は、超音波発振器に接続され、所定
の薬液に接液する接液面より前記薬液に超音波を付与す
る超音波振動子であって、前記接液面に高純度ＳｉＣ又
は純度が９９．９８０ｗｔ．％以上である高純度石英の
いずれかが形成されている。
【００１２】また、請求項２の発明は、所定の薬液に超
音波を付与し、被洗浄物に前記薬液を噴出する超音波洗
浄ノズルであって、(a) 前記薬液が供給される供給口
と、(b) 前記供給された薬液に超音波を付与する請求項
１記載の超音波振動子と、(c)超音波を付与された前記
薬液を前記被洗浄物に噴出する噴出口とを備え、前記噴
出口のうち少なくとも前記薬液に付与された超音波が衝
突する接液部分に高純度ＳｉＣが形成されている。
音波を付与し、被洗浄物に前記薬液を噴出する超音波洗
浄ノズルであって、(a) 前記薬液が供給される供給口
と、(b) 前記供給された薬液に超音波を付与する請求項
１記載の超音波振動子と、(c)超音波を付与された前記
薬液を前記被洗浄物に噴出する噴出口とを備え、前記噴
出口のうち少なくとも前記薬液に付与された超音波が衝
突する接液部分に高純度ＳｉＣが形成されている。
【００１３】また、請求項３の発明は、所定の薬液に浸
漬された被洗浄物に超音波を照射して前記被洗浄物を洗
浄する超音波洗浄装置であって、(a) 前記薬液を貯留す
る洗浄槽と、(b) 前記洗浄槽に設けられた請求項１記載
の超音波振動子とを備えている。
漬された被洗浄物に超音波を照射して前記被洗浄物を洗
浄する超音波洗浄装置であって、(a) 前記薬液を貯留す
る洗浄槽と、(b) 前記洗浄槽に設けられた請求項１記載
の超音波振動子とを備えている。
【００１４】また、請求項４の発明は、基板に所定の薬
液を噴出して洗浄処理を行う基板洗浄装置であって、請
求項２記載の超音波洗浄ノズルを備えている。
液を噴出して洗浄処理を行う基板洗浄装置であって、請
求項２記載の超音波洗浄ノズルを備えている。
【００１５】また、請求項５の発明は、基板に所定の複
数洗浄処理を行う基板洗浄処理システムにおいて、請求
項４記載の基板洗浄装置を組み込んでいる。
数洗浄処理を行う基板洗浄処理システムにおいて、請求
項４記載の基板洗浄装置を組み込んでいる。
【００１６】また、請求項６の発明は、超音波を付与さ
れた所定の薬液を被洗浄物に噴出する超音波洗浄ノズル
の製造方法であって、(a) 前記薬液に超音波を付与する
超音波振動子の接液面に化学気相蒸着によって形成され
た高純度ＳｉＣを固着する工程と、(b) 前記薬液を噴出
する噴出口のうち、少なくとも前記薬液に付与された超
音波が衝突する接液部分に高純度ＳｉＣを化学気相蒸着
によって形成する工程とを備えている。
れた所定の薬液を被洗浄物に噴出する超音波洗浄ノズル
の製造方法であって、(a) 前記薬液に超音波を付与する
超音波振動子の接液面に化学気相蒸着によって形成され
た高純度ＳｉＣを固着する工程と、(b) 前記薬液を噴出
する噴出口のうち、少なくとも前記薬液に付与された超
音波が衝突する接液部分に高純度ＳｉＣを化学気相蒸着
によって形成する工程とを備えている。
【００１７】
【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。
実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】図１は、本発明に係る超音波洗浄ノズルＵ
Ｓの断面概略図である。この超音波洗浄ノズルＵＳは、
ノズルキャップ４０と、ケースボディ３０と、超音波振
動子１０とを備えている。
Ｓの断面概略図である。この超音波洗浄ノズルＵＳは、
ノズルキャップ４０と、ケースボディ３０と、超音波振
動子１０とを備えている。
【００１９】超音波振動子１０は、ノズル外部の超音波
発振器２５に電気的に接続され、超音波洗浄ノズルＵＳ
内を流れる薬液にメガヘルツ帯の超音波を照射する。す
なわち、超音波発振器２５が電気信号を発生し、その電
気信号はケーブル２１から導管２０を経由して超音波振
動子１０に伝達される。そして、超音波振動子１０は、
当該電気信号に応じて薬液に超音波を照射する。また、
超音波振動子１０は、オーリング１５を挟み込んで、ケ
ースボディ３０に固設されており、当該オーリング１５
によって薬液が超音波振動子１０よりも上方に漏れない
ように構成されている。
発振器２５に電気的に接続され、超音波洗浄ノズルＵＳ
内を流れる薬液にメガヘルツ帯の超音波を照射する。す
なわち、超音波発振器２５が電気信号を発生し、その電
気信号はケーブル２１から導管２０を経由して超音波振
動子１０に伝達される。そして、超音波振動子１０は、
当該電気信号に応じて薬液に超音波を照射する。また、
超音波振動子１０は、オーリング１５を挟み込んで、ケ
ースボディ３０に固設されており、当該オーリング１５
によって薬液が超音波振動子１０よりも上方に漏れない
ように構成されている。
【００２０】ノズルキャップ４０は、すり鉢形状の部材
であり、ポリプロピレン製のケースボディ３０の下部に
接続されている。このときに、ノズルキャップ４０とケ
ースボディ３０とは、着脱自在とされており、樹脂製の
接続部材５０によって固定されている。なお、ノズルキ
ャップ４０とケースボディ３０とは、着脱可能であれば
よく、例えば、キャップ嵌合部４０ａおよびボディ嵌合
部３０ａをネジ機構によって接続してもよい。
であり、ポリプロピレン製のケースボディ３０の下部に
接続されている。このときに、ノズルキャップ４０とケ
ースボディ３０とは、着脱自在とされており、樹脂製の
接続部材５０によって固定されている。なお、ノズルキ
ャップ４０とケースボディ３０とは、着脱可能であれば
よく、例えば、キャップ嵌合部４０ａおよびボディ嵌合
部３０ａをネジ機構によって接続してもよい。
【００２１】また、ケースボディ３０は、供給管６０に
接続されており、当該供給管６０からは洗浄用の薬液が
供給される。図１には、説明の便宜のため、超音波洗浄
ノズルＵＳにおける薬液の流れを実線矢印にて示した。
すなわち、供給管６０から供給された薬液は、供給口６
５を経てケースボディ３０内部に流入し、超音波振動子
１０によってメガヘルツ帯の超音波を照射された後、ケ
ースボディ３０の下方へ流れ、ノズルキャップ４０の噴
出口４５から基板Ｗに向けて噴出される。
接続されており、当該供給管６０からは洗浄用の薬液が
供給される。図１には、説明の便宜のため、超音波洗浄
ノズルＵＳにおける薬液の流れを実線矢印にて示した。
すなわち、供給管６０から供給された薬液は、供給口６
５を経てケースボディ３０内部に流入し、超音波振動子
１０によってメガヘルツ帯の超音波を照射された後、ケ
ースボディ３０の下方へ流れ、ノズルキャップ４０の噴
出口４５から基板Ｗに向けて噴出される。
【００２２】ところで、超音波洗浄ノズルＵＳにおい
て、超音波振動子１０から照射された超音波は、図１中
の点線矢印に示すように、薬液中を進行する。本実施形
態において照射される超音波はメガヘルツ帯の高周波で
あり、図示の如くほぼ直線方向に進行する。したがっ
て、超音波振動子１０から照射された超音波は、ケース
ボディ３０の内壁面とほぼ平行に進み、やがてノズルキ
ャップ４０の内壁４０ｂに衝突し、当該内壁４０ｂにお
いて反射された後、噴出口４５から薬液とともに放射さ
れる。
て、超音波振動子１０から照射された超音波は、図１中
の点線矢印に示すように、薬液中を進行する。本実施形
態において照射される超音波はメガヘルツ帯の高周波で
あり、図示の如くほぼ直線方向に進行する。したがっ
て、超音波振動子１０から照射された超音波は、ケース
ボディ３０の内壁面とほぼ平行に進み、やがてノズルキ
ャップ４０の内壁４０ｂに衝突し、当該内壁４０ｂにお
いて反射された後、噴出口４５から薬液とともに放射さ
れる。
【００２３】ノズルキャップ４０の内壁４０ｂ、すなわ
ち薬液と接触し、かつ超音波と衝突する部分は、高純度
ＳｉＣにて形成されている。また、超音波振動子１０の
超音波照射面１０ａも、薬液と超音波の双方から影響を
受ける部分であり、高純度ＳｉＣにて形成されている。
高純度ＳｉＣは、薬液によって腐食されることもなく、
不純物が溶出することもなく、さらに超音波によっても
発熱したり、変形を受けたりすることがない。このよう
な特性を備える高純度ＳｉＣの純度は９６．０ｗｔ．％
以上が好ましく、９８．５ｗｔ．％以上が最も好まし
い。
ち薬液と接触し、かつ超音波と衝突する部分は、高純度
ＳｉＣにて形成されている。また、超音波振動子１０の
超音波照射面１０ａも、薬液と超音波の双方から影響を
受ける部分であり、高純度ＳｉＣにて形成されている。
高純度ＳｉＣは、薬液によって腐食されることもなく、
不純物が溶出することもなく、さらに超音波によっても
発熱したり、変形を受けたりすることがない。このよう
な特性を備える高純度ＳｉＣの純度は９６．０ｗｔ．％
以上が好ましく、９８．５ｗｔ．％以上が最も好まし
い。
【００２４】ノズルキャップ４０の内壁４０ｂを高純度
ＳｉＣで形成する方法としては、まず、ノズルキャップ
４０の基体を焼結ＳｉＣによって成形する。焼結ＳｉＣ
は、焼結時に粒子結合の目的で焼結助剤を添加するた
め、純度があまり高くなく、このままでは、薬液と接触
したときに不純物が溶出する。そこで、焼結ＳｉＣの基
体の表面に化学気相蒸着（以下、「ＣＶＤ」とする）に
よって、高純度ＳｉＣをコーティングする。
ＳｉＣで形成する方法としては、まず、ノズルキャップ
４０の基体を焼結ＳｉＣによって成形する。焼結ＳｉＣ
は、焼結時に粒子結合の目的で焼結助剤を添加するた
め、純度があまり高くなく、このままでは、薬液と接触
したときに不純物が溶出する。そこで、焼結ＳｉＣの基
体の表面に化学気相蒸着（以下、「ＣＶＤ」とする）に
よって、高純度ＳｉＣをコーティングする。
【００２５】一方、超音波振動子１０の超音波照射面１
０ａも、焼結ＳｉＣの基体の表面にＣＶＤによって高純
度ＳｉＣをコーティングしたものを当該超音波振動子１
０に接着剤などによって貼り付けて固着したものであ
る。
０ａも、焼結ＳｉＣの基体の表面にＣＶＤによって高純
度ＳｉＣをコーティングしたものを当該超音波振動子１
０に接着剤などによって貼り付けて固着したものであ
る。
【００２６】以上のようにすれば、超音波洗浄ノズルＵ
Ｓにおいて、薬液と接触し、かつ超音波の影響を受ける
部分は、高純度ＳｉＣであるため、超音波に対する耐性
と薬液に対する耐食性を有するとともに、薬液を溶出不
純物によって汚染する懸念もない。
Ｓにおいて、薬液と接触し、かつ超音波の影響を受ける
部分は、高純度ＳｉＣであるため、超音波に対する耐性
と薬液に対する耐食性を有するとともに、薬液を溶出不
純物によって汚染する懸念もない。
【００２７】なお、上記においては、焼結ＳｉＣの基体
の表面にＣＶＤによって高純度ＳｉＣをコーティングし
ていたが、薬液と接触し、かつ超音波の影響を受ける部
分が高純度ＳｉＣで形成されていれば、上記の方法に限
定されるものではない。例えば、高純度ＳｉＣのノズル
キャップ４０および超音波照射面１０ａを一体成形する
ようにしてもよい。もっとも、上記のように焼結ＳｉＣ
の基体の表面にＣＶＤによって高純度ＳｉＣをコーティ
ングした方が強度的には優れている。また、上記におい
ては、焼結ＳｉＣの基体を使用していたが、これをグラ
ファイトの基体を作製し、当該グラファイト基体にＣＶ
Ｄによって高純度ＳｉＣをコーティングしてもよい。
の表面にＣＶＤによって高純度ＳｉＣをコーティングし
ていたが、薬液と接触し、かつ超音波の影響を受ける部
分が高純度ＳｉＣで形成されていれば、上記の方法に限
定されるものではない。例えば、高純度ＳｉＣのノズル
キャップ４０および超音波照射面１０ａを一体成形する
ようにしてもよい。もっとも、上記のように焼結ＳｉＣ
の基体の表面にＣＶＤによって高純度ＳｉＣをコーティ
ングした方が強度的には優れている。また、上記におい
ては、焼結ＳｉＣの基体を使用していたが、これをグラ
ファイトの基体を作製し、当該グラファイト基体にＣＶ
Ｄによって高純度ＳｉＣをコーティングしてもよい。
【００２８】一方、ケースボディ３０の材料には、ポリ
プロピレンが使用されているが、これに限定されるもの
ではなく、耐薬品性を備えた樹脂材料、例えばＰＶＤＦ
（フッ化ビニリデン樹脂）やＰＴＦＥ（四フッ化エチレ
ン樹脂）などであってもよい。さらに、ケースボディ３
０の材料は、樹脂に限定されず、上記の高純度ＳｉＣを
適用してもかまわない。
プロピレンが使用されているが、これに限定されるもの
ではなく、耐薬品性を備えた樹脂材料、例えばＰＶＤＦ
（フッ化ビニリデン樹脂）やＰＴＦＥ（四フッ化エチレ
ン樹脂）などであってもよい。さらに、ケースボディ３
０の材料は、樹脂に限定されず、上記の高純度ＳｉＣを
適用してもかまわない。
【００２９】次に、上記の超音波洗浄ノズルＵＳを適用
した基板洗浄装置について説明する。図２は、超音波洗
浄ノズルＵＳを適用した基板洗浄装置１００の構成を示
す模式図である。
した基板洗浄装置について説明する。図２は、超音波洗
浄ノズルＵＳを適用した基板洗浄装置１００の構成を示
す模式図である。
【００３０】基板洗浄装置１００においては、回転台８
０の上面に設置された基板支持部材８１に支持された基
板Ｗがモータ８５によって回転駆動されつつ、当該基板
Ｗ上に超音波洗浄ノズルＵＳから超音波の照射された薬
液が噴出されて洗浄処理が行われる。この洗浄処理は、
外チャンバ１０１の中において行われる。また、外チャ
ンバ１０１の内部には、基板Ｗの外周縁部を覆うように
洗浄カップ７０が配置されており、洗浄処理中に基板Ｗ
から飛散した薬液を回収する。そして、回収された薬液
は、外チャンバ１０１に設けられた排出管１０２によっ
て装置外部に排出される。
０の上面に設置された基板支持部材８１に支持された基
板Ｗがモータ８５によって回転駆動されつつ、当該基板
Ｗ上に超音波洗浄ノズルＵＳから超音波の照射された薬
液が噴出されて洗浄処理が行われる。この洗浄処理は、
外チャンバ１０１の中において行われる。また、外チャ
ンバ１０１の内部には、基板Ｗの外周縁部を覆うように
洗浄カップ７０が配置されており、洗浄処理中に基板Ｗ
から飛散した薬液を回収する。そして、回収された薬液
は、外チャンバ１０１に設けられた排出管１０２によっ
て装置外部に排出される。
【００３１】超音波洗浄ノズルＵＳに供給される薬液
は、薬液タンク６６に貯留されている。ここで、基板洗
浄装置１００において使用される薬液としては、NH4OH-
H2O2-H2O混合液（以下、「ＳＣ−１液」とする）やO3-H
2O液（以下、「オゾン水」とする）など種々の洗浄液が
適用可能である。洗浄処理中は、薬液がポンプ６３によ
って送り出され、フィルタ６２と、バルブ６１を通過し
た後、供給管６０より超音波洗浄ノズルＵＳのケースボ
ディ３０に供給される。そして、ケースボディ３０に供
給された薬液は、上述したように超音波振動子１０から
超音波を照射され、ノズルキャップ４０から基板Ｗに噴
出される。
は、薬液タンク６６に貯留されている。ここで、基板洗
浄装置１００において使用される薬液としては、NH4OH-
H2O2-H2O混合液（以下、「ＳＣ−１液」とする）やO3-H
2O液（以下、「オゾン水」とする）など種々の洗浄液が
適用可能である。洗浄処理中は、薬液がポンプ６３によ
って送り出され、フィルタ６２と、バルブ６１を通過し
た後、供給管６０より超音波洗浄ノズルＵＳのケースボ
ディ３０に供給される。そして、ケースボディ３０に供
給された薬液は、上述したように超音波振動子１０から
超音波を照射され、ノズルキャップ４０から基板Ｗに噴
出される。
【００３２】また、超音波洗浄ノズルＵＳは支持アーム
３１を介してパルスモータ３５に接続されており、洗浄
処理中は、当該超音波洗浄ノズルＵＳが基板Ｗの全面を
洗浄するように揺動する。さらに、基板洗浄装置１００
の外チャンバ１０１内部には、純水専用のノズルと回転
中心近傍に向けられた超音波を使用しない薬液ノズル
（図示省略）が設けられており、純水リンス洗浄と遠心
力の弱い基板Ｗの回転中心近傍の洗浄とが可能に構成さ
れている。
３１を介してパルスモータ３５に接続されており、洗浄
処理中は、当該超音波洗浄ノズルＵＳが基板Ｗの全面を
洗浄するように揺動する。さらに、基板洗浄装置１００
の外チャンバ１０１内部には、純水専用のノズルと回転
中心近傍に向けられた超音波を使用しない薬液ノズル
（図示省略）が設けられており、純水リンス洗浄と遠心
力の弱い基板Ｗの回転中心近傍の洗浄とが可能に構成さ
れている。
【００３３】なお、図２には、薬液タンク６６を１つし
か設けていないが、薬液タンクを２つ以上設け、異なる
薬液を混合して使用したり、あるいは順次使用するよう
にしてもよい。
か設けていないが、薬液タンクを２つ以上設け、異なる
薬液を混合して使用したり、あるいは順次使用するよう
にしてもよい。
【００３４】上記基板洗浄装置１００において洗浄処理
を行う際には、様々な処理工程の組み合わせが可能であ
り、例えば、基板Ｗに対して、まずＳＣ−１液で超音波
洗浄を行った後、純水リンス洗浄を行い、次に、オゾン
水を使用して超音波洗浄を行った後、再び純水リンス洗
浄を行い、最後に、ノズルからの処理液噴出（薬液、純
水ともに）を停止して、基板Ｗの回転のみを行い、スピ
ン乾燥を行えばよい。
を行う際には、様々な処理工程の組み合わせが可能であ
り、例えば、基板Ｗに対して、まずＳＣ−１液で超音波
洗浄を行った後、純水リンス洗浄を行い、次に、オゾン
水を使用して超音波洗浄を行った後、再び純水リンス洗
浄を行い、最後に、ノズルからの処理液噴出（薬液、純
水ともに）を停止して、基板Ｗの回転のみを行い、スピ
ン乾燥を行えばよい。
【００３５】図３は、基板洗浄装置１００における超音
波洗浄の効果を説明する図である。この図は、基板Ｗに
Si3N4の粒子を３０００〜４０００個付着させて、洗浄
したときの除去率を示す図である。図中において、黒丸
は薬液のみの洗浄であり、白丸は薬液洗浄と超音波洗浄
とを併用した場合である。図３から明らかなように、薬
液洗浄と超音波洗浄とを併用した場合の方が短時間で処
理が完了するため、処理効率が向上する。また、同一の
処理時間であれば、薬液洗浄と超音波洗浄とを併用した
場合の方が高い洗浄効果が得られる。さらに、薬液洗浄
と超音波洗浄とを併用して処理時間が短縮できれば薬液
消費量も低減することができる。
波洗浄の効果を説明する図である。この図は、基板Ｗに
Si3N4の粒子を３０００〜４０００個付着させて、洗浄
したときの除去率を示す図である。図中において、黒丸
は薬液のみの洗浄であり、白丸は薬液洗浄と超音波洗浄
とを併用した場合である。図３から明らかなように、薬
液洗浄と超音波洗浄とを併用した場合の方が短時間で処
理が完了するため、処理効率が向上する。また、同一の
処理時間であれば、薬液洗浄と超音波洗浄とを併用した
場合の方が高い洗浄効果が得られる。さらに、薬液洗浄
と超音波洗浄とを併用して処理時間が短縮できれば薬液
消費量も低減することができる。
【００３６】また、基板洗浄装置１００の超音波洗浄ノ
ズルＵＳにおいて、薬液と接触し、かつ超音波の影響を
受ける部分は、高純度ＳｉＣであるため、薬液が溶出不
純物によって汚染されず、基板Ｗの清浄度を保つことが
できる。
ズルＵＳにおいて、薬液と接触し、かつ超音波の影響を
受ける部分は、高純度ＳｉＣであるため、薬液が溶出不
純物によって汚染されず、基板Ｗの清浄度を保つことが
できる。
【００３７】次に、上記基板洗浄装置１００を組み込ん
だ基板洗浄処理システムＷＳについて説明する。図４
は、基板洗浄装置１００を組み込んだ基板洗浄処理シス
テムＷＳの構成を示す模式図である。
だ基板洗浄処理システムＷＳについて説明する。図４
は、基板洗浄装置１００を組み込んだ基板洗浄処理シス
テムＷＳの構成を示す模式図である。
【００３８】基板洗浄処理システムＷＳは、基板Ｗを搬
入するローダＬＤと、関節を有するアームを屈伸するこ
とによって基板Ｗを受け渡す基板搬送アームＴＲ１、Ｔ
Ｒ２、ＴＲ３、ＴＲ４と、基板洗浄装置１００、２０
０、３００と、基板Ｗを搬出するアンローダＵＬＤとを
備えている。
入するローダＬＤと、関節を有するアームを屈伸するこ
とによって基板Ｗを受け渡す基板搬送アームＴＲ１、Ｔ
Ｒ２、ＴＲ３、ＴＲ４と、基板洗浄装置１００、２０
０、３００と、基板Ｗを搬出するアンローダＵＬＤとを
備えている。
【００３９】ローダＬＤから搬入された基板Ｗは、ま
ず、基板搬送アームＴＲ１によって基板洗浄装置１００
に渡される。基板洗浄装置１００は、上述したように、
超音波洗浄ノズルＵＳと、純水洗浄ノズル１１０と、薬
液洗浄ノズル１２０とを備えている。なお、薬液洗浄ノ
ズル１２０は超音波を照射しないノズルであり、その薬
液着液地点が基板Ｗの回転中心近傍になるように設置さ
れている。
ず、基板搬送アームＴＲ１によって基板洗浄装置１００
に渡される。基板洗浄装置１００は、上述したように、
超音波洗浄ノズルＵＳと、純水洗浄ノズル１１０と、薬
液洗浄ノズル１２０とを備えている。なお、薬液洗浄ノ
ズル１２０は超音波を照射しないノズルであり、その薬
液着液地点が基板Ｗの回転中心近傍になるように設置さ
れている。
【００４０】基板洗浄装置１００において、基板Ｗは、
回転駆動されつつ超音波洗浄ノズルＵＳと薬液洗浄ノズ
ル１２０とによって薬液洗浄が施される。このときに、
薬液洗浄処理中は、超音波洗浄ノズルＵＳが支持アーム
３１によって揺動される。やがて、薬液洗浄処理が終了
すると、純水洗浄ノズル１１０によって純水リンス洗浄
が行われる。なお、基板洗浄装置１００で使用される薬
液は任意の基板洗浄用薬液（例えば、上述したＳＣ−１
液やオゾン水など）が選択可能であるが、従来の基板洗
浄処理システムにおいて最も長い処理時間を要していた
薬液を使用するのが望ましい。
回転駆動されつつ超音波洗浄ノズルＵＳと薬液洗浄ノズ
ル１２０とによって薬液洗浄が施される。このときに、
薬液洗浄処理中は、超音波洗浄ノズルＵＳが支持アーム
３１によって揺動される。やがて、薬液洗浄処理が終了
すると、純水洗浄ノズル１１０によって純水リンス洗浄
が行われる。なお、基板洗浄装置１００で使用される薬
液は任意の基板洗浄用薬液（例えば、上述したＳＣ−１
液やオゾン水など）が選択可能であるが、従来の基板洗
浄処理システムにおいて最も長い処理時間を要していた
薬液を使用するのが望ましい。
【００４１】次に、基板洗浄装置１００における洗浄処
理が終了した基板Ｗは、基板搬送アームＴＲ２によって
当該基板洗浄装置１００から基板洗浄装置２００に受け
渡される。この基板洗浄装置２００は、純水洗浄ノズル
２１０と、薬液洗浄ノズル２２０とを備えている。ただ
し、薬液洗浄ノズル２２０は薬液に超音波を照射しな
い。
理が終了した基板Ｗは、基板搬送アームＴＲ２によって
当該基板洗浄装置１００から基板洗浄装置２００に受け
渡される。この基板洗浄装置２００は、純水洗浄ノズル
２１０と、薬液洗浄ノズル２２０とを備えている。ただ
し、薬液洗浄ノズル２２０は薬液に超音波を照射しな
い。
【００４２】基板洗浄装置２００において、基板Ｗは、
薬液洗浄ノズル２２０から噴出された薬液によって薬液
洗浄が施され、続いて、純水洗浄ノズル２１０から噴出
された純水によって純水リンス洗浄が施される。なお、
基板洗浄装置２００で使用される薬液は任意の基板洗浄
用薬液が選択可能であるが、基板洗浄装置１００で使用
される薬液に比して処理時間が相対的に短いものの方が
好ましい。
薬液洗浄ノズル２２０から噴出された薬液によって薬液
洗浄が施され、続いて、純水洗浄ノズル２１０から噴出
された純水によって純水リンス洗浄が施される。なお、
基板洗浄装置２００で使用される薬液は任意の基板洗浄
用薬液が選択可能であるが、基板洗浄装置１００で使用
される薬液に比して処理時間が相対的に短いものの方が
好ましい。
【００４３】次に、基板洗浄装置２００における洗浄処
理が終了した基板Ｗは、基板搬送アームＴＲ３によって
当該基板洗浄装置２００から基板洗浄装置３００に受け
渡される。基板洗浄装置３００は、純水洗浄ノズル３１
０を備えており、基板Ｗに最終仕上げの純水洗浄リンス
を施した後、純水洗浄ノズル３１０からの純水噴出を停
止して基板Ｗのスピン乾燥を行う。
理が終了した基板Ｗは、基板搬送アームＴＲ３によって
当該基板洗浄装置２００から基板洗浄装置３００に受け
渡される。基板洗浄装置３００は、純水洗浄ノズル３１
０を備えており、基板Ｗに最終仕上げの純水洗浄リンス
を施した後、純水洗浄ノズル３１０からの純水噴出を停
止して基板Ｗのスピン乾燥を行う。
【００４４】最後に、基板洗浄装置３００における洗浄
処理が終了した基板Ｗは、基板搬送アームＴＲ４によっ
てアンローダＵＬＤに渡され、当該アンローダＵＬＤか
ら搬出される。
処理が終了した基板Ｗは、基板搬送アームＴＲ４によっ
てアンローダＵＬＤに渡され、当該アンローダＵＬＤか
ら搬出される。
【００４５】以上説明した基板洗浄処理システムＷＳに
おいて、従来長時間を要していた薬液処理を基板洗浄装
置１００で行うことにより、当該薬液処理に超音波洗浄
を付加することができるため洗浄時間が短縮され、基板
洗浄処理システムＷＳ全体としての処理時間も短縮さ
れ、処理効率が向上する。
おいて、従来長時間を要していた薬液処理を基板洗浄装
置１００で行うことにより、当該薬液処理に超音波洗浄
を付加することができるため洗浄時間が短縮され、基板
洗浄処理システムＷＳ全体としての処理時間も短縮さ
れ、処理効率が向上する。
【００４６】本発明に係る超音波振動子１０は、超音波
洗浄ノズルＵＳに適用可能であるのみならず、バッチ式
洗浄装置にも適用可能である。図５は、超音波振動子１
０を適用したバッチ式洗浄装置４００を示す断面概略図
である。
洗浄ノズルＵＳに適用可能であるのみならず、バッチ式
洗浄装置にも適用可能である。図５は、超音波振動子１
０を適用したバッチ式洗浄装置４００を示す断面概略図
である。
【００４７】バッチ式洗浄装置４００は、薬液槽ＣＢ
と、超音波振動子１０とを備えている。薬液槽ＣＢは、
薬品に対する耐食性を備えた材料（例えば、樹脂など）
で作成されている。また、超音波振動子１０は、図１で
説明した超音波洗浄ノズルＵＳに使用したものと同一で
あり、薬液槽ＣＢの槽壁に設置されている。
と、超音波振動子１０とを備えている。薬液槽ＣＢは、
薬品に対する耐食性を備えた材料（例えば、樹脂など）
で作成されている。また、超音波振動子１０は、図１で
説明した超音波洗浄ノズルＵＳに使用したものと同一で
あり、薬液槽ＣＢの槽壁に設置されている。
【００４８】バッチ式洗浄装置４００においては、複数
の基板Ｗが薬液を満たした薬液槽ＣＢに浸漬され、超音
波振動子１０が当該基板Ｗに超音波を照射して、薬液に
よる洗浄を促進する。
の基板Ｗが薬液を満たした薬液槽ＣＢに浸漬され、超音
波振動子１０が当該基板Ｗに超音波を照射して、薬液に
よる洗浄を促進する。
【００４９】上記バッチ式洗浄装置４００によれば、超
音波に対する耐性と薬液に対する耐食性を有するととも
に、洗浄中に被洗浄物を汚染しない超音波振動子１０を
備えているため、基板Ｗの清浄度を保つことができる。
また、薬液槽ＣＢ内に内槽を設ける必要がなくなるた
め、超音波が減衰することなく基板Ｗに作用し、処理時
間が短縮されるとともに、処理効率が向上する。
音波に対する耐性と薬液に対する耐食性を有するととも
に、洗浄中に被洗浄物を汚染しない超音波振動子１０を
備えているため、基板Ｗの清浄度を保つことができる。
また、薬液槽ＣＢ内に内槽を設ける必要がなくなるた
め、超音波が減衰することなく基板Ｗに作用し、処理時
間が短縮されるとともに、処理効率が向上する。
【００５０】
【変形例】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、図４で示した基板洗浄処理システムＷＳでは、
超音波洗浄ノズルＵＳを備えた基板洗浄装置１００は１
つであったが、これを必要に応じて２つ以上にしてもよ
い。また、当該基板洗浄処理システムＷＳにおける基板
洗浄装置１００、２００、３００の個数および組み合わ
せ順序は処理に応じたパターンが可能である。
が、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、図４で示した基板洗浄処理システムＷＳでは、
超音波洗浄ノズルＵＳを備えた基板洗浄装置１００は１
つであったが、これを必要に応じて２つ以上にしてもよ
い。また、当該基板洗浄処理システムＷＳにおける基板
洗浄装置１００、２００、３００の個数および組み合わ
せ順序は処理に応じたパターンが可能である。
【００５１】また、図５におけるバッチ式洗浄装置４０
０は、基板Ｗを洗浄する装置であったが、当該バッチ式
洗浄装置４００を用いて、基板以外の被洗浄物を洗浄す
ることも可能である。
０は、基板Ｗを洗浄する装置であったが、当該バッチ式
洗浄装置４００を用いて、基板以外の被洗浄物を洗浄す
ることも可能である。
【００５２】なお、本実施形態では超音波振動子におけ
る薬液に接液する接液面に高純度セラミックスである高
純度ＳｉＣを形成しているが、高純度ＳｉＣの代わりに
純度９２ｗｔ．％以上の高純度Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）を
用いても良い。なお、Ａｌ2Ｏ3を用いる場合は純度９
９．９ｗｔ．％以上のものを用いると最も好ましい。
る薬液に接液する接液面に高純度セラミックスである高
純度ＳｉＣを形成しているが、高純度ＳｉＣの代わりに
純度９２ｗｔ．％以上の高純度Ａｌ2Ｏ3（アルミナ）を
用いても良い。なお、Ａｌ2Ｏ3を用いる場合は純度９
９．９ｗｔ．％以上のものを用いると最も好ましい。
【００５３】また、薬液としてフッ酸以外の薬液を使用
する場合は高純度ＳｉＣの代わりに高純度石英を用いる
こともできる。この場合、石英の純度は９９．９８０ｗ
ｔ．％以上であることが好ましく、９９．９９５ｗｔ．
％以上であることが最も好ましい。
する場合は高純度ＳｉＣの代わりに高純度石英を用いる
こともできる。この場合、石英の純度は９９．９８０ｗ
ｔ．％以上であることが好ましく、９９．９９５ｗｔ．
％以上であることが最も好ましい。
【００５４】
【発明の効果】以上、説明したように、請求項１の発明
によれば、超音波振動子における薬液に接液する接液面
に高純度ＳｉＣ又は純度が９９．９８０ｗｔ．％以上で
ある高純度石英のいずれかが形成されているので、超音
波に対する耐性と薬液に対する耐食性を有するととも
に、薬液を溶出不純物によって汚染する懸念もない。
によれば、超音波振動子における薬液に接液する接液面
に高純度ＳｉＣ又は純度が９９．９８０ｗｔ．％以上で
ある高純度石英のいずれかが形成されているので、超音
波に対する耐性と薬液に対する耐食性を有するととも
に、薬液を溶出不純物によって汚染する懸念もない。
【００５５】また、請求項２の発明によれば、超音波洗
浄ノズルに請求項１記載の超音波振動子を備えるととも
に、噴出口のうち少なくとも薬液に付与された超音波が
衝突する接液部分に高純度ＳｉＣが形成されているの
で、超音波に対する耐性と薬液に対する耐食性を有する
とともに、薬液を溶出不純物によって汚染する懸念もな
く、被洗浄物の清浄度を保つことができる。
浄ノズルに請求項１記載の超音波振動子を備えるととも
に、噴出口のうち少なくとも薬液に付与された超音波が
衝突する接液部分に高純度ＳｉＣが形成されているの
で、超音波に対する耐性と薬液に対する耐食性を有する
とともに、薬液を溶出不純物によって汚染する懸念もな
く、被洗浄物の清浄度を保つことができる。
【００５６】また、請求項３の発明によれば、洗浄槽に
請求項１記載の超音波振動子を備えているため、洗浄中
に被洗浄物の清浄度を保つことができる。また、洗浄槽
内に内槽を設ける必要がなくなるため、超音波が減衰す
ることなく被洗浄物に作用し、処理時間が短縮されると
ともに、処理効率が向上する。
請求項１記載の超音波振動子を備えているため、洗浄中
に被洗浄物の清浄度を保つことができる。また、洗浄槽
内に内槽を設ける必要がなくなるため、超音波が減衰す
ることなく被洗浄物に作用し、処理時間が短縮されると
ともに、処理効率が向上する。
【００５７】また、請求項４の発明によれば、基板洗浄
装置に請求項２記載の超音波洗浄ノズルを備えているた
め、洗浄中に基板の清浄度を保つことができるととも
に、短時間で処理が完了するため、処理効率が向上す
る。また、処理時間の短縮化にともなって、薬液消費量
が低減できる。
装置に請求項２記載の超音波洗浄ノズルを備えているた
め、洗浄中に基板の清浄度を保つことができるととも
に、短時間で処理が完了するため、処理効率が向上す
る。また、処理時間の短縮化にともなって、薬液消費量
が低減できる。
【００５８】また、請求項５の発明によれば、基板処理
システムに請求項４記載の基板洗浄装置を組み込んでお
り、当該基板洗浄装置を従来最も洗浄時間の長かった処
理に適用することにより、基板洗浄処理システム全体と
しての処理時間も短縮され、処理効率が向上する。
システムに請求項４記載の基板洗浄装置を組み込んでお
り、当該基板洗浄装置を従来最も洗浄時間の長かった処
理に適用することにより、基板洗浄処理システム全体と
しての処理時間も短縮され、処理効率が向上する。
【００５９】また、請求項６の発明によれば、超音波振
動子の接液面および噴出口のうち少なくとも超音波が衝
突する接液部分に高純度ＳｉＣを化学気相蒸着によって
形成しているため、請求項２の発明と同様の効果が得ら
れる。
動子の接液面および噴出口のうち少なくとも超音波が衝
突する接液部分に高純度ＳｉＣを化学気相蒸着によって
形成しているため、請求項２の発明と同様の効果が得ら
れる。
【図１】本発明に係る超音波洗浄ノズルの断面概略図で
ある。
ある。
【図２】図１の超音波洗浄ノズルを適用した基板洗浄装
置の構成を示す模式図である。
置の構成を示す模式図である。
【図３】図２の基板洗浄装置における超音波洗浄の効果
を説明する図である。
を説明する図である。
【図４】図２の基板洗浄装置を組み込んだ基板洗浄処理
システムの構成を示す模式図である。
システムの構成を示す模式図である。
【図５】本発明に係る超音波振動子を適用したバッチ式
洗浄装置を示す断面概略図である。
洗浄装置を示す断面概略図である。
１０ 超音波振動子
１０ａ 超音波照射面
４０ ノズルキャップ
４０ｂ 内壁
４５ 噴出口
６５ 供給口
ＣＢ 薬液槽
ＵＳ 超音波洗浄ノズル
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−124935（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−189382（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−304536（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B08B 3/12
Claims (6)
- 【請求項１】 超音波発振器に接続され、所定の薬液に
接液する接液面より前記薬液に超音波を付与する超音波
振動子であって、 前記接液面に高純度ＳｉＣ又は純度が９９．９８０ｗ
ｔ．％以上である高純度石英のいずれかが形成されてい
ることを特徴とする超音波振動子。 - 【請求項２】 所定の薬液に超音波を付与し、被洗浄物
に前記薬液を噴出する超音波洗浄ノズルであって、 (a) 前記薬液が供給される供給口と、 (b) 前記供給された薬液に超音波を付与する請求項１記
載の超音波振動子と、 (c) 超音波を付与された前記薬液を前記被洗浄物に噴出
する噴出口と、 を備え、 前記噴出口のうち少なくとも前記薬液に付与された超音
波が衝突する接液部分に高純度ＳｉＣが形成されている
ことを特徴とする超音波洗浄ノズル。 - 【請求項３】 所定の薬液に浸漬された被洗浄物に超音
波を照射して前記被洗浄物を洗浄する超音波洗浄装置で
あって、 (a) 前記薬液を貯留する洗浄槽と、 (b) 前記洗浄槽に設けられた請求項１記載の超音波振動
子と、 を備えたことを特徴とする超音波洗浄装置。 - 【請求項４】 基板に所定の薬液を噴出して洗浄処理を
行う基板洗浄装置であって、 請求項２記載の超音波洗浄ノズルを備えたことを特徴と
する基板洗浄装置。 - 【請求項５】 基板に所定の複数洗浄処理を行う基板洗
浄処理システムにおいて、 請求項４記載の基板洗浄装置を組み込んだことを特徴と
する基板洗浄処理システム。 - 【請求項６】 超音波を付与された所定の薬液を被洗浄
物に噴出する超音波洗浄ノズルの製造方法であって、 (a) 前記薬液に超音波を付与する超音波振動子の接液面
に化学気相蒸着によって形成された高純度ＳｉＣを固着
する工程と、 (b) 前記薬液を噴出する噴出口のうち、少なくとも前記
薬液に付与された超音波が衝突する接液部分に高純度Ｓ
ｉＣを化学気相蒸着によって形成する工程と、 を備えることを特徴とする超音波洗浄ノズル製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31376696A JP3369418B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 超音波振動子、超音波洗浄ノズル、超音波洗浄装置、基板洗浄装置、基板洗浄処理システムおよび超音波洗浄ノズル製造方法 |
| US08/972,780 US5927306A (en) | 1996-11-25 | 1997-11-18 | Ultrasonic vibrator, ultrasonic cleaning nozzle, ultrasonic cleaning device, substrate cleaning device, substrate cleaning treatment system and ultrasonic cleaning nozzle manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31376696A JP3369418B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 超音波振動子、超音波洗浄ノズル、超音波洗浄装置、基板洗浄装置、基板洗浄処理システムおよび超音波洗浄ノズル製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10151422A JPH10151422A (ja) | 1998-06-09 |
| JP3369418B2 true JP3369418B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=18045272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31376696A Ceased JP3369418B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 超音波振動子、超音波洗浄ノズル、超音波洗浄装置、基板洗浄装置、基板洗浄処理システムおよび超音波洗浄ノズル製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5927306A (ja) |
| JP (1) | JP3369418B2 (ja) |
Families Citing this family (45)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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