JPH11300301A - 基板洗浄方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板の一方の面を液膜で覆ってパーティクル
の再付着を防止しながらも、基板の一方の面における超
音波ダメージを抑制することができる。 【解決手段】 基板Ｗの表面を液膜で覆われた基板Ｗの
裏面に、超音波を付与した洗浄液をノズル１１から基板
Ｗの裏面に供給して洗浄する基板洗浄方法において、超
音波の周波数をｆ [MHz]とし、基板Ｗの厚みをｔ[mm]と
し、基板Ｗ面の法線を基準とした洗浄液の入射角をθ
[°] とした場合、１＜ｆｔ＜５、かつ、３４＜θ＜７
０を満たす条件の下で洗浄する。例えば、３００ｍｍ径
の基板Ｗ（厚みｔ＝０．７７５[mm]）を、周波数ｆ＝３
[MHz] 、入射角θ＝３５ [°] の条件で洗浄処理する
と、上記の条件を満たし、基板Ｗの表面への超音波の透
過率を従来よりも抑制できて超音波ダメージを抑制でき
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、半導体ウエハ、フ
ォトマスク用のガラス基板、液晶表示装置用のガラス基
板、光ディスク用の基板など（以下、単に基板と称す
る）を洗浄する基板洗浄方法及びその装置に係り、特
に、基板の一方の面に液膜を形成した状態で、基板の他
方の面に超音波を付与した洗浄液を供給することによっ
て洗浄処理を行う技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】基板に処理を施すにあたってパーティク
ルが付着していると、その基板自身に悪影響を及ぼした
り、他の基板へそのパーティクルが付着して相互汚染を
生じる原因となるので、通常、付着しているパーティク
ルを基板の洗浄を行って除去することが行われる。特
に、基板を搬送する際には基板裏面を当接支持すること
が多いため、基板間の相互汚染を防止するために基板裏
面の洗浄処理は重要である。

【０００３】その洗浄処理は、具体的には以下のように
実施されている。すなわち、基板の一方の面である表面
が下方に向くように基板を支持し、その面にバックリン
ス液を供給して液膜を形成してその全面を覆う。そし
て、この状態において超音波を付与した洗浄液をノズル
から噴出させ、基板の他方の面である基板の裏面に供給
して洗浄する。なお、基板の表面への液膜の形成は、基
板の裏面から除去されたパーティクルが洗浄液とともに
飛散し、その表に回り込んで基板に再付着して汚染する
不都合を防止するためである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例には、次のような問題がある。すなわち、基
板の他方の面である裏面に供給された洗浄液の超音波が
基板自体を透過して一方の面である表面にも伝達し、表
面の全体を覆っている液膜までもが振動することによ
り、表面に被着されている塗布被膜のパターンが剥がれ
たりする、いわゆる超音波ダメージを生じるという問題
点がある。このようなダメージを受けた場合、その後の
工程であるエッチング処理などに悪影響を及ぼし、最終
的には製品の歩留りを低下させることになる。

【０００５】なお、上記のような問題点を生じさせない
ために、表面に液膜を形成しないことも考えられる。し
かし、基板と空気との音響インピーダンスが桁違いに大
きいことを利用して超音波の透過をほとんどゼロにする
ことができるが、上述したパーティクルの再付着という
問題が生じることになる。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、基板の一方の面への超音波の透過を抑
制することにより、基板の一方の面を液膜で覆ってパー
ティクルの再付着を防止しながらも基板の一方の面にお
ける超音波ダメージを抑制することができる基板洗浄方
法及びその装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、請求項１に記載の基板洗浄方法は、一方の面を液膜
で覆われた基板の他方の面に超音波を付与した洗浄液を
ノズルから供給して洗浄する基板洗浄方法において、超
音波の周波数をｆ [MHz]とし、基板の厚みをｔ[mm]と
し、基板面の法線を基準とした洗浄液の入射角をθ
[°] とした場合に、１＜ｆｔ＜５、かつ、３４＜θ＜
７０を満たす条件の下で洗浄するようにしたことを特徴
とするものである。

【０００８】また、請求項２に記載の基板洗浄方法は、
請求項１に記載の基板洗浄方法において、前記θの範囲
を３５＜θ＜４５としたことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項３に記載の基板洗浄装置は、
基板を支持する支持手段と、基板の一方の面に液膜を形
成する液膜形成手段と、基板の他方の面に向けて洗浄液
を供給する洗浄液供給手段と、前記洗浄液供給手段から
供給される洗浄液に超音波を付与する超音波付与手段
と、前記洗浄液供給手段の角度を調整して、基板面の法
線を基準とした洗浄液の入射角を可変する入射角調整手
段と、処理対象である基板のサイズを入力する入力手段
と、基板の一方の面への超音波の透過率が低いものにつ
いて超音波の周波数と入射角との関係を表すデータを基
板のサイズごとに予め記憶している記憶手段と、前記入
力手段から入力された基板のサイズに応じたデータと、
前記超音波付与手段の超音波の周波数とから決定される
入射角に前記洗浄液供給手段を前記入射角調整手段によ
って調整させた後、前記支持手段に支持された基板に対
して前記洗浄液供給手段から洗浄液を供給させる制御手
段と、を備えていることを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項４に記載の基板洗浄装置は、
請求項３に記載の基板洗浄装置において、前記超音波付
与手段が付与する超音波の周波数を入力する周波数入力
手段と、前記周波数入力手段から入力された周波数に合
わせて前記超音波付与手段が付与する超音波の周波数を
調整する周波数調整手段とをさらに備え、前記制御手段
は、前記入力手段から入力された基板のサイズに応じた
データと、前記周波数入力手段から入力された周波数と
から決定される入射角に前記洗浄液供給手段を前記入射
角調整手段によって調整させ、前記周波数入力手段から
入力された周波数に前記周波数調整手段が調整した後、
前記支持手段に支持された基板に対して前記洗浄液供給
手段から洗浄液を供給させるようにしたことを特徴とす
るものである。

【００１１】

【作用】請求項１に記載の方法発明の作用は次のとおり
である。基板の一方の面に液膜を形成しながら、超音波
が付与された洗浄液を基板の他方の面に供給している状
態では、水／Ｓｉ／水系からなる音波の反射として取り
扱うことができる。発明者等は、図２のような構成で超
音波の透過解析を実施し、超音波の周波数，入射角，基
板の厚さに対する透過率の依存性を詳細にシミュレート
した。

【００１２】音波も光も振動であるから縦波，横波の区
別なくスネルの法則に従う。Ｚ１＝ρ１Ｃ１なる第一媒
質からＺ２＝ρ２Ｃ２なる第二媒質へ入射角θｉで入射
する場合について、反射角θｒ，屈折角θｔとすると、
これらの角度の間には光の反射と透過の場合と同様の関
係が成り立つ。

【００１３】但し、一般的に音波では固体中で縦波と横
波が存在し、それらの伝搬速度が相違するので、それぞ
れ異なった屈折角が存在する。それに比べて媒質中での
光の伝搬速度は特殊なケースを除いて一種類であり、そ
の速度は屈折率の逆数として表される。特殊なケースと
しては異方性物質で起こる複屈折を挙げることができる
が、この場合は横波でも二種類の伝搬速度を持つことに
なる。 ＜音波の場合＞ ＜光の場合＞ 反射角 θｉ ＝ θｒ θｉ ＝ θｒ 屈折角 sin θｉ／C1＝ sinθｔ／C2 sinθｉ／C1＝ sinθｔ／C2 第二媒質が固体の場合は、縦波の速度Cd，横波の速度Csとすると、 sin θｉ／C1＝ sinθd ／Cd N1・ sinθｉ＝N2・ sinθｔ sin θｉ／C1＝ sinθs ／Cs

【００１４】固体板に斜めに音波が入射する場合には、
もはや一般的な光学解析と同様に扱うことができず、光
学解析のような一般的な多層構造解析の手法は十分に確
立されていない。具体的な多層構造に対してそれぞれ解
析解を求めなければならないが、超音波技術便覧（日刊
工業新聞社，新訂版，＜監修＞実吉純一・菊地喜充・熊
本乙彦）に紹介されている流体／固体板／流体の二媒質
からなる系を厳密に導出した鳥飼・藤森等の解析解を用
いて超音波洗浄時の超音波の解析を行った。

【００１５】超純水／Ｓｉ（１００）／超純水からなる
系について、具体的な解析結果を示す。超純水の物理定
数は蒸留水，Ｓｉについては結晶方位（１００）基板で
得られた値を用いている。超音波の周波数ｆが１．５Ｍ
Ｈｚ、８インチ径のＳｉ基板の厚みｔが０．７２５ｍｍ
の場合に、全入射角θ領域に対する音圧透過率を計算し
た結果が、図３の実線で示したものである。なお、図
中、θI は縦波の臨界角、θIIは横波の臨界角を表して
いる。

【００１６】θI ＜θIIとなっているので、θII以上の
角度で入射した超音波の縦波，横波ともに全反射してい
るにもかかわらず、約２６°近傍に大きな透過極大が現
れる。この計算結果を検証するための実験結果を図３中
に○印で示しているが、横波の臨界角θII以上で現れる
大きな透過極大の位置（２６°付近）は、かなり一致を
している。実験結果において、この極大値を示すピーク
がブロードになるのは、音圧センサの空間分解能が無い
ため（センサの受音面の面積が大き過ぎるため）であ
る。

【００１７】Ｓｉの厚みｔを固定して超音波の周波数ｆ
を１．５ＭＨｚから５ＭＨｚに増加させた場合の音圧透
過率の入射角θに対する依存性を計算した結果が図４に
示されている。縦波の臨界角θI （１０．２５°）以下
の入射角では、若干の透過率の低下が確認された。ま
た、横波の臨界角θII（１４．８８°）よりかなり大き
な入射角（４０°以上）では、透過率が極めて小さくな
る領域が存在する。この領域は、周波数ｆの増加ととも
に左側に向かってシフトしてゆく傾向がある。これら波
長が短くなったことで相対的にＳｉの厚みが大きくなっ
たように見えるためである。このように周波数ｆを高く
すると音波の透過率が極端に低下するという結果に基づ
いて、所望の透過率を得る条件を予め解析的に割り出し
た。

【００１８】発明者等は、周波数ｆなどのパラメータを
適切に選択すれば、基板の一方の面への超音波の透過を
抑制できると推測し、超音波の入射角を３つの領域に区
分して透過率に対する周波数の依存性を詳細に計算し
た。θ＜θI （１０．２５°）領域，入射角＝０°（垂
直入射）を図５に、θI ＜θ＜θII（１４．８８°）領
域，入射角＝１２°を図６に、θII＜θ領域，入射角＝
３０°を図７に、θII＜θ領域，入射角＝４０°を図８
に示す。

【００１９】その結果、垂直入射に近い角度で入射する
場合、図５と図６においては、ある特定の周波数で透過
率の最小値が存在する。さらに、縦波と横波がともに全
反射条件である図７や図８に示される場合は、周波数を
高くするほど透過率はゼロに近づいてゆくことがわかっ
た。ノズルを法線方向から傾ければ傾けるほど超音波の
透過率は小さくなるが、水が所望の角度からずれて放物
線軌道を描いたり除去率が低下するなどの問題が新たに
生じることを考慮すると、傾斜角度の実用的な範囲は４
５°未満と考えられる。

【００２０】このことからＳｉ基板の厚みｔを３００ｍ
ｍ径ウエハ規格（０．７７５ｍｍ）として基板の一方の
面への超音波の透過率１０％、１％、０．１％を与える
条件を周波数の関数として表したのが図９である。この
図から基板の裏面洗浄時にバックリンスをしながら基板
の表面（素子形成面）への音波の透過率を１％以下に抑
えたい場合には、３ＭＨｚの超音波を用いればノズルを
３５°程度に傾ければよいことが判る。同様な計算を異
なる径の基板、つまり厚みｔが異なる基板にも行って、
所望の透過率以下に抑える適切な周波数と入射角度を求
めることができる。

【００２１】そこで、超音波の周波数ｆと基板の厚さｔ
との積に着目し、ｆｔ積ごとに音圧透過率の入射角θに
対する依存性を計算した。それらの結果を図１０ないし
図１３に示す。なお、図１０はｆｔ＝０．８[MHzmm] で
あり、図１１はｆｔ＝１．０[MHzmm] 、図１２はｆｔ＝
２．０[MHzmm] 、図１３はｆｔ＝５．０[MHzmm] であ
る。

【００２２】また、Ｓｉ基板の厚みｔを５インチ径ウエ
ハ規格（０．５５ｍｍ）とし、基板の一方の面への超音
波の透過率１０％、１％、０．１％を与える条件を周波
数の関数として表したのが図１４である。この結果か
ら、音波の透過率を１％以下に抑えたい場合、３ＭＨｚ
の超音波を用いるとノズルを５０°程度に傾ければよい
ことが判る。

【００２３】ノズルを垂直にした状態での音圧透過率よ
りも小さくするには、図１０では入射角を３８°より大
きくすればよいことがわかり、図１１では入射角を３４
°、図１２では入射角を２６°、図１３では入射角を２
０°より大きくすればよいことがわかる。しかし、図１
０では使用可能な入射角の範囲が他のものより狭く実用
的でないため、このｆｔ＝０．８[MHzmm] については除
外する。そこで図１１から、入射角が７０°を越えるあ
たりから再び音圧透過率が上昇し始めるため、上限をこ
の角度に設定する。つまりシミュレートした結果から、
超音波の周波数をｆ [MHz]とし、基板の厚みをｔ[mm]と
し、基板面の法線を基準とした洗浄液の入射角をθ
[°] とした場合に、１＜ｆｔ＜５、かつ、３４＜θ＜
７０を満たす条件で洗浄すれば、従来に比較して非洗浄
面への超音波の透過を抑制することができる。

【００２４】また、請求項２に記載の方法発明によれ
ば、ノズルを法線方向から傾ければ傾けるほど基本的に
は超音波の透過率は小さくなるが、水が所望の角度から
ずれて放物線軌道を描いたりすると、ノズルの角度によ
って設定されている処理面への洗浄液の入射角が実際の
入射角より小さくなったり、除去率が低下することにな
る。入射角θの上限を４５°とすると、このような不都
合を防止できる。

【００２５】また、請求項３に記載の装置発明の作用は
次のとおりである。入力手段から基板サイズが入力され
ると、制御手段は記憶手段に記憶されている基板サイズ
に応じたデータと、超音波付与手段の超音波の周波数と
から決定される入射角に洗浄液供給手段を入射角調整手
段によって調整した後に洗浄を開始する。つまり、支持
手段に支持されている基板の一方の面に液膜形成手段で
液膜を形成した状態で、洗浄液供給手段から超音波を付
与した洗浄液が基板の他方の面に供給されるが、超音波
の透過率が低いデータから決められた前記入射角で洗浄
液が基板の他方の面に供給されるので、基板の一方の面
への超音波の透過を抑制できる。

【００２６】また、請求項４に記載の装置発明によれ
ば、超音波の透過率が低いデータと周波数入力手段から
入力された周波数とから決定される入射角に洗浄液供給
手段を入射角調整手段によって調整するとともに、入力
された周波数に周波数調整手段が調整した後、制御手段
が洗浄を開始する。超音波の透過率が低いデータから決
められた前記入射角で洗浄液が基板の他方の面に供給さ
れるので、基板の一方の面への超音波の透過を抑制でき
るとともに、周波数を変えて洗浄度合いを調整すること
ができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施例を説明する。図１は、本発明方法を適用した基板
洗浄装置である。基板Ｗは、３個の支持ピン１ａによっ
て周縁部のみを当接支持され、例えば、洗浄面である裏
面を上方に向けた状態でスピンチャック１に支持され
る。スピンチャック１は、その下部が電動モータ３の回
転軸５に連動連結されており、回転軸芯Ｐ１周りに回転
して基板Ｗを水平姿勢で回転駆動するようになってい
る。また、その周囲には、後述するバックリンス液や洗
浄液が周囲に飛散することを防止するための飛散防止カ
ップ４が配設されている。なお、支持ピン１ａとスピン
チャック１は、本発明の支持手段に相当する。

【００２８】下方に向けられた基板Ｗの一方の面である
表面の下方外周から回転軸芯Ｐ１側に斜め上方に向けら
れた状態でバックリンスノズル７が配設されている。こ
れらのバックリンスノズル７には、開閉弁９を介してバ
ックリンス供給源が連通接続されている。したがって、
開閉弁９が後述する制御部２５によって開放されると、
バックリンス液が基板Ｗの表面に向けて吐出され、バッ
クリンス液による液膜が基板Ｗの表面の全面に形成され
るようになっている。なお、バックリンスノズル７は、
本発明における液膜形成手段に相当する。

【００２９】基板Ｗの他方の面である裏面には、洗浄液
供給手段に相当する洗浄液供給ノズル１１から洗浄液が
供給されるようになっている。この洗浄液供給ノズル１
１は、揺動アーム１３の先端部側に取り付けられてお
り、その基端部側の入射角調整モータ１５（入射角調整
手段）によって、基板Ｗ面の法線（回転軸芯Ｐ１方向）
を基準とした基板Ｗ面に対する洗浄液の入射角θが調整
される。具体的には、入射角調整モータ１５が回転軸芯
Ｐ２を横向きに配設されており、揺動アーム１３を介し
て洗浄液供給ノズル１１を回転駆動するようになってい
る。洗浄液は、洗浄液供給源から配管１７を通して洗浄
液供給ノズル１１に供給されるようになっており、その
供給が開閉弁１９によって制御されるようになってい
る。また、揺動アーム１３は、入射角調整モータ１５ご
と昇降揺動機構２０によって揺動軸芯Ｐ３周りに揺動さ
れるとともに、昇降されるように構成されている。

【００３０】洗浄液供給ノズル１１には、超音波と呼ば
れる周波数帯域の振動を生じる超音波振動子２１（超音
波付与手段）が埋設されており、配管１７によって供給
される洗浄液に超音波を付与して吐出可能に構成されて
いる。超音波振動子２１には、高周波発振回路２３が接
続されており、この高周波発振回路２３が超音波周波数
帯域に応じた高周波を供給する。高周波の周波数は制御
部２５によって制御され、超音波振動子２１から洗浄液
に付与される超音波の周波数が調整されるようになって
いる。なお、高周波発振回路２３と制御部２５が本発明
における周波数調整手段に相当し、制御部２５が制御手
段に相当する。

【００３１】制御部２５に接続されている記憶部２７
は、本発明の記憶手段に相当するものであり、非洗浄面
への超音波の透過率が低いものについて超音波の周波数
と入射角との関係を表すデータを基板のサイズごとに予
め記憶している。具体的には、図９に示すような３００
ｍｍ径Ｓｉ基板を対象に、基板Ｗの表面への超音波の透
過率が低いものについて、つまり透過率１０％、１％、
０．１％を与える入射角を周波数の関数として表したグ
ラフに相当するデータと、図１４に示すような５インチ
径Ｓｉ基板を対象に、基板Ｗの表面への超音波の透過率
１０％、１％、０．１％を与える入射角を周波数の関数
として表したグラフに相当するデータである。入力部２
９は、本発明の入力手段に相当し、処理対象である基板
のサイズを入力するとともに超音波の周波数を入力する
ためのものである。上記の入射角を周波数の関数として
表したグラフに相当するデータは、シミュレーションや
実験によって予め求めておく。

【００３２】なお、基板のサイズと厚みとは規格化され
ているため、上記の制御部２５は、入力された基板のサ
イズから厚みを知ることができる。厚みを得た制御部２
５は、入力された超音波の周波数ｆ[MHz] と厚みｔ[mm]
とから、周波数厚み積ｆｔが１＜ｆｔ＜５の範囲内にあ
るか判断し、範囲外の場合には洗浄条件不適切と判断し
てオペレータに報知するとともに洗浄処理を停止する。
さらに、入力された周波数ｆに対応する図９，図１４の
入射角θの範囲が、３４＜θ＜７０にない場合にも同様
に停止する。なお、上記の入射角θは、洗浄液の軌跡と
入射角θとが一致しなくなるため、３５＜θ＜４５の範
囲にするのが好ましい。

【００３３】次に、上記のように構成されている装置の
動作について説明する。オペレータは、基板Ｗをスピン
チャック１に載置した後、載置した基板Ｗのサイズと超
音波の周波数を入力部２９から入力する。例えば、３０
０[mm]および３[MHz] を入力する。なお、周波数は、洗
浄度合いに大きく影響するので、基板のプロセスや所望
の洗浄度などを考慮して入力する。

【００３４】制御部２５は、記憶部２７内のデータのう
ち基板Ｗのサイズに応じたデータを参照して洗浄液の入
射角θを決定し、これに応じて入射角調整モータ１５を
駆動する。具体的に示すと、まず図９のグラフに相当す
るデータを参照し、周波数３[MHz] と透過率Ｄ＝１％の
ラインとから、入射角θ＝３５ [°] が決まる。制御部
２５は、入射角調整モータ１５を駆動して入射角θを３
５ [°] に調整する。なお、基板Ｗの種類やプロセスに
よっては、透過率Ｄ＝０．１％あるいは１０％のライン
を対象に入射角θを決めてもよい。

【００３５】さらに、制御部２５は、入力された３[MH
z] の周波数で発振するように高周波発振回路２３を制
御する。これにより超音波振動子２１が３[MHz] の周波
数で発振する。次に、電動モータ３を制御して基板Ｗを
低速回転させ、開閉弁９を開放してバックリンス液によ
る液膜を基板Ｗの表面に形成するとともに、昇降揺動機
構２０を制御して洗浄液供給ノズル１１を基板Ｗの上方
に移動するとともに、開閉弁１９を開放して洗浄液を洗
浄液供給ノズル１１に供給する。すると周波数３[MHz]
の超音波が付与された洗浄液が基板Ｗの裏面に供給さ
れ、基板Ｗの裏面に付着しているパーティクルを剥離す
る。このとき、基板Ｗの表面への超音波の透過率は１％
と小さいので、液膜によりパーティクルの再付着を防止
しながらも基板Ｗの表面における超音波ダメージを防止
することができる。

【００３６】なお、上記の処理においては、３００ｍｍ
径の基板を用い、周波数ｆ＝３[MHz] 、入射角θ＝３５
[°] となっている。基板は、その径と厚みｔ[mm]が規
格化されており、３００ｍｍ径の基板では厚みｔ＝０．
７７５[mm]である。そこで、この場合における周波数ｆ
と厚みｔとの積であるｆｔを求めると、ｆｔ＝２．３２
５[MHz・mm] となる。

【００３７】この場合の周波数厚み積ｆｔ＝２．３２５
[MHz・mm] および入射角θ＝３５ [°] は、図１０ない
し図１３に基づいて決定した好適な周波数厚み積ｆｔの
範囲である１＜ｆｔ＜５に含まれ、さらに入射角θ＝０
°の垂直入射に比較して透過率が小さくなる入射角θの
範囲である３４＜θ＜７０に含まれる。さらには、洗浄
液の軌跡が設定された入射角と一致しなくなる角度限界
を考慮した入射角θ [°] の範囲３５＜θ＜４５にも含
まれている。したがって、基板Ｗの表面への超音波の透
過率を従来よりも抑制でき、超音波ダメージを抑制でき
るようになっている。したがって、上述した説明におい
ては、厚みｔ＝０．７７５[mm]の基板を、周波数ｆ＝３
[MHz] 、入射角θ＝３５ [°] で洗浄処理したが、１＜
ｆｔ＜５、かつ、３４＜θ＜７０の条件を満たすことが
できれば、上記と同様の効果を得ることができる。ま
た、好ましくは、１＜ｆｔ＜５、かつ、３５＜θ＜４５
の条件である。

【００３８】なお、５インチ径の基板を処理する場合に
は、図１４に示したデータから、例えば、透過率Ｄ＝１
％とし、周波数ｆ＝４[MHz] とすると、入射角θ＝４０
[°] にして洗浄すれば上記と同様の効果を得られる。
この場合の周波数厚み積は、５インチ径の基板の厚みｔ
＝０．５５[mm]であるから、ｆｔ＝２．２[MHz・mm]と
なり、好適な周波数厚み積ｆｔの範囲に含まれ、また入
射角θも適切な範囲に含まれる。

【００３９】なお、上記の説明では、超音波の周波数を
入力部２９から入力するようにしているが、超音波振動
子２１および高周波発振回路２３の周波数を可変するこ
とができない場合には入力する必要はない。この場合、
制御部２５は、入力された基板のサイズに応じたデータ
を記憶部２７から読み出して固定の周波数に対応する入
射角を求める。

【００４０】また、上記の洗浄液供給ノズル１１に代え
て、図１５に示すような構成を採ってもよい。すなわ
ち、このノズル１１は、基板Ｗの直径程度の長さを有す
るスリット状に洗浄液を吐出可能なように構成されてい
る。具体的には、基板Ｗの径方向に長いスリット開口１
１ａを形成され、このスリット開口１１ａの内側には複
数個の整流板１１ｂが取り付けられ、この奥に超音波振
動子２１が貼付けられて構成されている。整流板１１ｂ
は、スリット開口１１ａから洗浄液が吐出される際に、
その長さ方向において液切れしないようにするためのも
のである。

【００４１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の方法発明によれば、超音波の周波数、基板の
厚み、洗浄液の入射角を、基板の一方の面への超音波の
透過率が小さくなる条件に設定してから洗浄するように
したので、基板の一方の面への超音波の透過を従来より
も抑制することができる。したがって、液膜によりパー
ティクルの再付着を防止しつつも基板の一方の面におけ
る超音波ダメージを抑制することができる。

【００４２】また、請求項２に記載の方法発明によれ
ば、ノズルの角度によって設定されている基板の他方の
面への洗浄液の入射角が実際の入射角より小さくなった
り、除去率が低下することを防止できる。

【００４３】また、請求項３に記載の装置発明によれ
ば、超音波の透過率が低いデータから決められた入射角
で洗浄液を基板の他方の面に供給するようにしたので、
基板の一方の面への超音波の透過を抑制できる。したが
って、請求項１に記載の方法発明を好適に実施でき、基
板の一方の面への超音波ダメージを抑制することができ
る。

【００４４】また、請求項４に記載の装置発明によれ
ば、超音波の周波数を入力・調整できる構成としている
ので、基板の一方の面への超音波ダメージを抑制しつ
つ、周波数を変えて洗浄度合いを調整することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例に係る基板洗浄装置の概略構成を示すブ
ロック図である。

【図２】超音波の透過解析の説明に供する図である。

【図３】音圧透過率の入射角に対する依存性を示したグ
ラフである。

【図４】音圧透過率の入射角に対する依存性を示したグ
ラフである。

【図５】透過率に対する周波数の依存性を示したグラフ
である。

【図６】透過率に対する周波数の依存性を示したグラフ
である。

【図７】透過率に対する周波数の依存性を示したグラフ
である。

【図８】透過率に対する周波数の依存性を示したグラフ
である。

【図９】３００ｍｍ径Ｓｉ基板を対象に、基板の一方の
面への超音波の透過率１０％、１％、０．１％を与える
条件を周波数の関数として表したグラフである。

【図１０】ｆｔ＝０．８[MHzmm] における音圧透過率の
入射角に対する依存性を示すグラフである。

【図１１】ｆｔ＝１．０[MHzmm] における音圧透過率の
入射角に対する依存性を示すグラフである。

【図１２】ｆｔ＝２．０[MHzmm] における音圧透過率の
入射角に対する依存性を示すグラフである。

【図１３】ｆｔ＝５．０[MHzmm] における音圧透過率の
入射角に対する依存性を示すグラフである。

【図１４】５インチ径Ｓｉ基板を対象に、基板の一方の
面への超音波の透過率１０％、１％、０．１％を与える
条件を周波数の関数として表したグラフである。

【図１５】基板洗浄装置の変形例を示す斜視図である。

【符号の説明】

Ｗ … 基板 １ … スピンチャック １ａ … 支持ピン ４ … 飛散防止カップ ７ … バックリンスノズル １１ … 洗浄液供給ノズル １５ … 入射角調整モータ ２１ … 超音波振動子 ２３ … 高周波発振回路 ２５ … 制御部 ２７ … 記憶部 ２９ … 入力部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面を液膜で覆われた基板の他方の
   面に超音波を付与した洗浄液をノズルから供給して洗浄
   する基板洗浄方法において、 超音波の周波数をｆ [MHz]とし、基板の厚みをｔ[mm]と
   し、基板面の法線を基準とした洗浄液の入射角をθ
   [°] とした場合に、 １＜ｆｔ＜５、かつ、３４＜θ＜７０を満たす条件の下
   で洗浄するようにしたことを特徴とする基板洗浄方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の基板洗浄方法におい
   て、 前記θの範囲を３５＜θ＜４５としたことを特徴とする
   基板洗浄方法。
3. 【請求項３】 基板を支持する支持手段と、 基板の一方の面に液膜を形成する液膜形成手段と、 基板の他方の面に向けて洗浄液を供給する洗浄液供給手
   段と、 前記洗浄液供給手段から供給される洗浄液に超音波を付
   与する超音波付与手段と、 前記洗浄液供給手段の角度を調整して、基板面の法線を
   基準とした洗浄液の入射角を可変する入射角調整手段
   と、 処理対象である基板のサイズを入力する入力手段と、 基板の一方の面への超音波の透過率が低いものについて
   超音波の周波数と入射角との関係を表すデータを基板の
   サイズごとに予め記憶している記憶手段と、 前記入力手段から入力された基板のサイズに応じたデー
   タと、前記超音波付与手段の超音波の周波数とから決定
   される入射角に前記洗浄液供給手段を前記入射角調整手
   段によって調整させた後、前記支持手段に支持された基
   板に対して前記洗浄液供給手段から洗浄液を供給させる
   制御手段と、 を備えていることを特徴とする基板洗浄装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の基板洗浄装置におい
   て、 前記超音波付与手段が付与する超音波の周波数を入力す
   る周波数入力手段と、 前記周波数入力手段から入力された周波数に合わせて前
   記超音波付与手段が付与する超音波の周波数を調整する
   周波数調整手段とをさらに備え、 前記制御手段は、前記入力手段から入力された基板のサ
   イズに応じたデータと、前記周波数入力手段から入力さ
   れた周波数とから決定される入射角に前記洗浄液供給手
   段を前記入射角調整手段によって調整させ、前記周波数
   入力手段から入力された周波数に前記周波数調整手段が
   調整した後、前記支持手段に支持された基板に対して前
   記洗浄液供給手段から洗浄液を供給させるようにしたこ
   とを特徴とする基板洗浄装置。