JP3681328B2 - 基板処理装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体ウエハ、液晶表示用ガラス基板等の基板を処理槽内の処理液に浸漬させ、基板に対してエッチング処理、洗浄処理等の所定の処理を行う基板処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の基板処理装置としては、図４（ａ）に示すような、ウエハＷを処理液に浸漬させてウエハＷに対して、エッチング処理、または洗浄処理を行う基板処理装置がある。
【０００３】
この基板処理装置は、処理液を貯溜する処理槽１００を備えており、この処理槽１００の下面部には、超音波振動板１１０が配置されている。この超音波振動板１１０には、超音波振動子となる、複数のピエゾ素子１３０が一列に配置されている（図４（ａ）では８個）。そして、図４（ｂ）に示すようにこのピエゾ素子１３０は、ａｍ×ｈｍの大きさであり、各ピエゾ素子１３０は、約１ｍｍ間隔で配置されている。ウエハＷに対して、エッチング処理、または洗浄処理を行う場合、図示しない電源を駆動させて複数のピエゾ素子１３０を振動させながら、処理槽１００内の処理液に浸漬されたウエハＷに対するエッチング処理あるいは洗浄処理が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の基板処理装置では、超音波振動板１１０に配置された複数のピエゾ素子１３０の配列に起因して、図４（ａ）の２点鎖線のように、処理槽１００内へ照射される超音波の音圧分布の不均一が発生し、この不均一が原因で、ウエハＷの洗浄ムラやウエハＷの表面に形成されたデバイスへのダメージを引き起こすという問題がある。
【０００５】
通常の可聴音と異なり、いわゆるメガソニック（１ＭＨｚ近傍の超音波が、７００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ）は、直進性が極めて高い。ピエゾ素子１３０からの振動は、ピエゾ素子１３０からの距離が増加するにしたがって、収束する傾向がある。そのため、ピエゾ素子１３０の構造上、必然的に1枚のピエゾ素子１３０の周辺部は音圧の分布が弱くなる。
【０００６】
そこで、ピエゾ素子１３０の形状・寸法を、例えば、ａｍ×ｈｍの大きさより小さくするなどして、変更することが考えられるが、それでも、音圧分布の均一性は改善されず、ウエハＷの洗浄ムラやウエハＷの表面に形成されたデバイスへのダメージを引き起こすという問題を解決することはできなかった。特に、ピエゾ素子１３０のつなぎめが音圧が弱くなるという傾向にあった。
【０００７】
本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであって、基板に対する超音波振動部からの処理槽内へ照射される超音波の音圧分布の均一性を向上させ、基板の洗浄効果を向上させる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】
上述した課題を解決するために、請求項１に記載の基板に所定の処理を行う基板処理装置において、処理液を貯溜し、基板を処理液に浸漬させるための処理槽と、前記処理槽の一面側に一列に配置された複数の超音波振動子を有する第１超音波振動部と、前記処理槽の一面側と対向する対向面側に一列に配置された複数の超音波振動子を有する第２超音波振動部とを備え、前記第１超音波振動部の複数の超音波振動子と、前記第２超音波振動部の複数の超音波振動子とは、互いに平行に、かつ互いに位置をずらせて配置され、前記第１超音波振動部の複数の超音波振動子の発振と、前記第２超音波振動部の複数の超音波振動子の発振とを交互に繰り返させる制御手段をさらに備えたていることを特徴とするものである。
【０００９】
また、請求項２に記載の基板処理装置は、請求項１に記載の基板処理装置において、前記第１超音波振動部の複数の超音波振動子が、前記処理槽の一側面側に配置され、前記第２超音波振動部の複数の超音波振動子が、前記処理槽の一側面側と対向する対向側面側に配置されたことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明に係る基板処理装置の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
【００１２】
この基板処理装置は、基板の一種であるウエハＷに対して、エッチング処理、または洗浄処理を行うバッチ式の浸漬型の基板洗浄装置である。この基板処理装置は、処理液を貯溜し、ウエハＷを処理液に浸漬させるための処理槽１を備えている。この処理槽１内には、処理槽１内においてウエハＷの下部を保持するための３つの保持部２が備えている。
【００１３】
処理槽１の一側面側１Ａ（図１の紙面左側）には、四角形の第１超音波振動板３が配置されている。この第１超音波振動板３の処理槽１側には、図２（ａ）に示すように、複数のピエゾ素子３０が上下方向に配置されている（図２（ａ）では８個）。したがって、処理槽１の一側面と第１超音波振動板３の複数のピエゾ素子３０が配置されている面とは互いに対向していることになる。
【００１４】
また、処理槽１の一側面側１Ａと対向する対向面側１Ｂ（図１の紙面左側）には、四角形の第２超音波振動板４が配置されている。この第２超音波振動板４の処理槽１側には、図２（ｂ）に示すように、複数のピエゾ素子４０が上下方向に配置されている（図２（ｂ）では８個）。したがって、処理槽１の対向面と第２超音波振動板４の複数のピエゾ素子４０が配置されている面とは互いに対向していることになる。
【００１５】
第１超音波振動板３の複数のピエゾ素子３０と、第２超音波振動板４の複数のピエゾ素子４０とは、互いに平行に、かつ互いに位置をずらせて千鳥格子状に配置されている。なお、第１超音波振動板３は、本発明の第１超音波振動部に相当するとともに、第２超音波振動板４は、本発明の第２超音波振動部に相当する。
【００１６】
複数のピエゾ素子３０は、第１超音波振動源３１に電気的に接続されており、第１超音波振動源３１が「ＯＮ」「ＯＦＦ」制御されることにより、複数のピエゾ素子３０の振動制御が行われる。また、複数のピエゾ素子４０は、第２超音波振動源４１に電気的に接続されており、第２超音波振動源４１が「ＯＮ」「ＯＦＦ」制御されることにより、複数のピエゾ素子４０の振動制御が行われる。
【００１７】
さらに、第１超音波振動源３１及び第２超音波振動源４１は、いずれも制御部５０に電気的に接続されている。この制御部５０は、第１超音波振動源３１及び第２超音波振動源４１を制御する。
【００１８】
なお、制御部５０は、次のようにして、第１超音波振動源３１及び第２超音波振動源４１の制御を行う。
【００１９】
まず、制御部５０は、第１超音波振動源３１を「OＮ」に制御にして、複数のピエゾ素子３０の振動を開始すさせる。これにより、図１の矢印Ｘに示すように、複数のピエゾ素子３０の振動により、複数のピエゾ素子３０から処理槽１内に超音波が照射される。
【００２０】
次に、制御部５０は、第１超音波振動源３１を「ＯＦＦ」に制御して、複数のピエゾ素子３０の振動を停止するとともに、第２超音波振動源４１を「OＮ」に制御して、複数のピエゾ素子４０の振動を開始させる。これにより、図１の矢印Ｙに示すように、複数のピエゾ素子４０の振動により、複数のピエゾ素子３０から処理槽１内に超音波が照射される。
【００２１】
第１超音波振動源３１が「ＯＮ」「ＯＦＦ」に制御され、また第２超音波振動源４１が「ＯＮ」「ＯＦＦ」に制御されることにより、図１に示すように、処理槽１内にあるウエハＷ全面に超音波が照射されることになる。そして、図３に示すように、第１超音波振動源３１の「ＯＮ」「ＯＦＦ」制御及び第２超音波振動源４１の「ＯＮ」「ＯＦＦ」制御が５〜１０分繰り返される。その結果、ウエハＷに対する複数のピエゾ素子３０、４０からの処理槽１内へ照射される超音波の音圧分布の均一性を向上させ、ウエハＷの洗浄効果を向上させることができ、結果的に、ウエハＷの歩留まりを向上させることが可能になる。
【００２２】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、請求項１に記載の基板処理装置によれば、処理槽の一面側に一列に配置された複数の超音波振動子を有する第１超音波振動部と、処理槽の一面側と対向する対向面側に一列に配置された複数の超音波振動子を有する第２超音波振動部とを備え、第１超音波振動部の複数の超音波振動子と、第２超音波振動部の複数の超音波振動子とは、互いに平行に、かつ互いに位置をずらせて配置されているので、処理槽内の基板へ照射させる超音波の音圧分布の均一性を向上させ、基板の洗浄効果を向上させることができるという効果がある。
さらに、制御手段により、第１超音波振動部の複数の超音波振動子の発振と、第２超音波振動部の複数の超音波振動子の発振とを交互に繰り返させているので、効率的に処理槽内の基板へ照射させる超音波の音圧分布の均一性を向上させることができるという効果がある。
【００２３】
また、請求項２に記載の基板処理装置によれば、第１超音波振動部の複数の超音波振動子は、処理槽の一側面側に配置され、第２超音波振動部の複数の超音波振動子は、処理槽の一側面側と対向する対向側面側に配置されているので、確実に処理槽内の基板へ照射させる超音波の音圧分布の均一性を向上させることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る基板処理装置の概略構成図である。
【図２】（ａ）は、第１の超音波振動板の平面図、（ｂ）は、第２の超音波振動板の平面図である。
【図３】第１超音波振動源及び第２超音波振動源の「ＯＮ」「ＯＦＦ」制御を示す図である。
【図４】（ａ）は、従来の基板処理装置の概略構成を示す図であり、（ｂ）は、従来の基板処理装置に用いられている超音波振動板の平面図である。
【符号の説明】
１ 処理槽
１Ａ 一側面側
１Ｂ 対向面側
２ 保持部
３ 第１超音波振動板
４ 第２超音波振動板
３０ ピエゾ素子
３１ 第１超音波振動源
４０ ピエゾ素子
４１ 第２超音波振動源
５０ 制御部

Claims (2)

1. 基板に所定の処理を行う基板処理装置において、
   処理液を貯溜し、基板を処理液に浸漬させるための処理槽と、
   前記処理槽の一面側に一列に配置された複数の超音波振動子を有する第１超音波振動部と、
   前記処理槽の一面側と対向する対向面側に一列に配置された複数の超音波振動子を有する第２超音波振動部とを備え、
   前記第１超音波振動部の複数の超音波振動子と、前記第２超音波振動部の複数の超音波振動子とは、互いに平行に、かつ互いに位置をずらせて配置され、
   前記第１超音波振動部の複数の超音波振動子の発振と、前記第２超音波振動部の複数の超音波振動子の発振とを交互に繰り返させる制御手段をさらに備えた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において、
   前記第１超音波振動部の複数の超音波振動子は、前記処理槽の一側面側に配置され、前記第２超音波振動部の複数の超音波振動子は、前記処理槽の一側面側と対向する対向側面側に配置されたことを特徴とする基板処理装置。

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