基板処理装置
【課題】パーティクル除去性能を少なくとも低下させることなく、かつ、基板のダメージを低減できる基板処理装置を提供する。
【解決手段】制御部４７は、処理槽１の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするように圧力調整ユニット４５を制御し、かつ、純水供給源１９から処理槽１内へ供給される純水に気体を溶存させるように気体溶存ユニット２５を制御するとともに、処理槽１内に貯留された処理液に超音波振動を付与するように超音波発生部５１を制御しているので、処理槽１の基板処理環境が大気圧よりも高い加圧環境とすることができ、大気圧下での気体溶存量よりも多くの気体を純水に溶存させることができ、キャビテーションを和らげるクッションとして作用する溶存気体を増加させることができ、ダメージを低減できるだけでなく、気体溶存量の増加によってパーティクルの除去性能も上がる。
【解決手段】制御部４７は、処理槽１の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするように圧力調整ユニット４５を制御し、かつ、純水供給源１９から処理槽１内へ供給される純水に気体を溶存させるように気体溶存ユニット２５を制御するとともに、処理槽１内に貯留された処理液に超音波振動を付与するように超音波発生部５１を制御しているので、処理槽１の基板処理環境が大気圧よりも高い加圧環境とすることができ、大気圧下での気体溶存量よりも多くの気体を純水に溶存させることができ、キャビテーションを和らげるクッションとして作用する溶存気体を増加させることができ、ダメージを低減できるだけでなく、気体溶存量の増加によってパーティクルの除去性能も上がる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板を薬液、純水等の処理液によって洗浄等の処理を行う基板処理装置において、基板の表面からパーティクルを除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、例えば、処理液が貯留されて、この処理液中に基板が浸漬される処理槽と、処理槽の処理液中に窒素ガス（Ｎ２）を溶存させるための窒素ガス供給系と、処理槽内の処理液に超音波振動を付与する超音波発生部とを備えたものがある。この装置では、処理槽内に貯留された純水中に窒素ガスを溶存させた状態でこの処理槽内の純水に超音波振動を付与して基板の表面からパーティクルを除去する基板洗浄処理を行う（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１７９７６４号公報（第５−７頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、処理槽内で基板が浸漬される処理液中に窒素ガスを溶存させてその処理液に超音波振動を付与することを大気圧下状態で行うことにより、基板の洗浄処理を行っているが、微細なパターンの形成される基板が超音波振動によってダメージを受けることがあるという問題がある。
【０００４】
逆に、超音波振動の付与を抑えると、パーティクル除去性能が低下してしまう。
【０００５】
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、パーティクル除去性能を少なくとも低下させることなく、かつ、基板のダメージを低減できる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、このような目的を達成するために、発明者が鋭意研究をした結果、次のような知見を得た。すなわち、処理液中に気体を溶存させるとともにこの気体溶存処理液に超音波を付与する洗浄処理において、処理液中への気体溶存量の増加に連れてパーティクル除去性能は向上し、ダメージも低減していくが、大気圧下の飽和溶存状態でもダメージが生じるし、気体溶存量が飽和するとそれ以上の改善が見込めないばかりでなく、飽和後は気体がそれ以上溶存できずにマイクロバブルとなって処理液中に生じ、このマイクロバブルが超音波振動を吸収してしまい、パーティクル除去性能が低下していくことになり、折角の超音波付与が無駄に消失されているという因果関係を認識するに至った。
【０００７】
また、発明者は、微細なパターンの形成される基板が超音波振動によってダメージを受けるのは、蒸気性キャビテーションによるものと推認した。つまり、超音波付与により処理液中に生じる超音波の疎の箇所に非常に短い時間に真空ポケット(真空球体)が生まれ、また非常に短時間でその箇所が密になり真空ポケットがつぶれて消滅する現象のことをキャビテーションと呼ぶが、真空ポケットの消滅エネルギーによって基板がダメージを受けることがあると考えたのである。
【０００８】
さらに、発明者は、これらの認識に基づいて、大気圧下の飽和量を超えてさらに気体溶存量を増加できれば、大気圧下の飽和時比して、さらにダメージを低減できるだけでなく、パーティクル除去性能を向上させることができるということを見出したのである。
【０００９】
このような知見に基づくこの発明は次のような構成を採る。
すなわち、請求項１に記載の発明は、
基板を処理液で処理する基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽内に処理液を供給する処理液供給手段と、前記処理液供給手段から前記処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させる気体溶存手段と、前記処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与する超音波振動付与手段と、前記処理槽内の処理液に浸漬させた状態で基板を保持する保持機構と、少なくとも内部に前記処理槽を収容するチャンバーと、前記チャンバー内の前記処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とする圧力調整部と、前記処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするように前記圧力調整部を制御し、かつ、前記処理液供給手段から前記処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させるように前記気体溶存手段を制御するとともに、前記処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与するように前記超音波振動付与手段を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、処理槽は、処理液供給手段から供給される処理液を貯留する。気体溶存手段は、処理液供給手段から処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させる。超音波振動付与手段は、処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与する。保持機構は、処理槽内の処理液に浸漬させた状態で基板を保持する。チャンバーは、少なくとも内部に前記処理槽を収容する。圧力調整部は、チャンバー内に備えられた処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とする。制御手段は、処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするように圧力調整部を制御し、かつ、処理液供給手段から処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させるように気体溶存手段を制御するとともに、処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与するように超音波振動付与手段を制御する。したがって、処理槽の基板処理環境が大気圧よりも高い加圧環境としているので、大気圧下での気体溶存量よりも多くの気体を処理液に溶存させることができ、大気圧下の飽和時よりも多くの気体が溶存したことで、キャビテーションを和らげるクッションとして作用する溶存気体を増加させることができ、気体溶存量の増加によってパーティクルの除去性能も上がる。その結果、大気圧下の飽和時に比して、さらにダメージを低減できるだけでなく、パーティクル除去性能も向上させることができる。
【００１１】
また、前述したようにキャビテーションを和らげるクッションとして作用する溶存気体を増加させることができることから、キャビテーションを抑制でき、超音波振動の付与量を増加させることができ、超音波振動の付与量増加によってさらにパーティクル除去性能を向上させることもできる。
【００１２】
また、本発明において、前記処理液供給手段は、前記処理槽内に供給する処理液を冷却する冷却手段を備えていることが好ましい（請求項２）。処理槽内に供給する処理液を冷却することにより、処理液への気体溶存量を増加させることができ、さらにダメージを低減できるだけでなく、パーティクル除去性能も向上させることができる。
【００１３】
また、本発明において、前記気体溶存手段は、気体供給源と、入力側が前記気体供給源に接続されてこの気体供給源からの気体を第１出力ラインと第２出力ラインとに分岐出力する供給ラインと、前記処理液供給手段からの処理液と前記供給ラインで分岐された前記第１出力ラインからの気体とが入力されて、処理液に気体を溶存させて前記処理槽に出力する気体溶存ユニットとを備え、前記圧力調整部は、前記供給ラインで分岐された前記第２出力ラインからの気体が入力され、前記チャンバー内を大気圧よりも高い加圧環境とすることが好ましい（請求項３）。気体供給源からの気体を供給ラインで気体溶存ユニットと処理槽とに分岐供給することができ、気体溶存ユニット用の気体供給ラインと処理槽用の気体供給ラインとを別個独立に設ける必要が無く、気体供給系の利用効率を高めることができるだけでなく、装置構成が複雑化することがない。
【００１４】
また、本発明において、気体は、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガスまたは空気であり、処理液は、純水、アンモニア水−過酸化水素水からなる液または塩酸−過酸化水素水からなる液であることが好ましい（請求項４）。パーティクル除去性能を少なくとも低下させることなく、かつ、基板のダメージを低減できる気体溶存処理液を実現できる。
【００１５】
また、本発明において、前記制御手段は、前記処理槽内の処理液の気体溶存濃度が４０ppm以上となる加圧環境とするように前記圧力調整部を制御することが好ましい（請求項５）。パーティクル除去性能を少なくとも低下させることなく、かつ、基板のダメージを低減できる基板処理環境を実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る基板処理装置によれば、制御手段は、チャンバー内の処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするように圧力調整部を制御し、かつ、処理液供給手段から処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させるように気体溶存手段を制御するとともに、処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与するように超音波振動付与手段を制御する。したがって、処理槽の基板処理環境が大気圧よりも高い加圧環境としているので、大気圧下での気体溶存量よりも多くの気体を処理液に溶存させることができ、大気圧下の飽和時よりも多くの気体が溶存したことで、キャビテーションを和らげるクッションとして作用する溶存気体を増加させることができるし、気体溶存量の増加によってパーティクルの除去性能も上がる。その結果、大気圧下の飽和時に比して、さらにダメージを低減できるだけでなく、パーティクル除去性能も向上させることができる。
【実施例１】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１に係る基板処理装置の概略構成図である。
【００１８】
実施例１に係る基板処理装置は、処理槽１、処理液供給系１５、気体溶存ユニット２５、超音波発生部５１、チャンバー部６３および制御部４７を備えている。以下に、これらの構成について説明する。
【００１９】
処理槽１は、内槽３と外槽５を備えている。内槽３は、処理液を貯留し、保持アーム７により保持された基板Ｗを収容可能となっている。複数枚の基板Ｗは、起立姿勢で整列され、保持アーム７によって搬入・搬出される。保持アーム７は、板状のアーム９と、このアーム９の下部においてアーム９に対して直交する方向に配設され、基板Ｗの下縁に当接して基板Ｗを支持する３本の支持部材１１とを備えている。この保持アーム７は、基板Ｗを保持しつつ内槽３内の処理位置と、内槽３の上方にあたる待機位置とにわたって昇降可能となっている。内槽３は、処理液を貯留し、内槽３から溢れた処理液が内槽３の上部外周を囲うように設けられた外槽５によって回収される。内槽３の底部両側には、内槽３へ処理液を供給する二本の噴出管１３が配設されている。外槽５の底部には、排出口１５が形成されており、内槽３から溢れて外槽５に回収された処理液が排出口１５から排液される。
【００２０】
処理液供給系１５は、処理槽１に処理液を供給するものであり、噴出管１３に連通接続されている。具体的には、処理液供給系１５は、その上流から順に、純水供給源１９、制御弁２１、冷却ユニット２３および気体溶存ユニット２５を備えている。つまり、純水供給源１９に連通接続された配管２７には、流量が調整可能な制御弁２１が配設され、この制御弁２１の下流側に連通接続された配管２９に冷却ユニット２３が配設され、この冷却ユニット２３の下流側に連通接続された配管３１に気体溶存ユニット２５の液体入力口２５ａが連通接続され、冷却ユニット２３で冷却された純水が気体溶存ユニット２５の液体入力口２５ａに入力され、気体溶存ユニット２５の下流側に連通接続された供給管１７が噴出管１３に連通接続されている。後述するように気体溶存ユニット２５は、液体入力口２５ａに入力された純水に、気体供給源３３からの気体（例えば、窒素ガス）を溶存させた処理液（例えば、窒素ガス溶存純水）を噴出管１３に供給する。
【００２１】
また、冷却ユニット２３は、この実施例ではインライン型の冷却装置を採用している。
【００２２】
また、気体供給源３３は、分岐配管３５が連通接続されている。つまり、この分岐配管３５の入力側が気体供給源３３に連通接続され、気体供給源３３からの気体（例えば、窒素ガス）を第１出力配管３５ａと第２出力配管３５ｂとに分岐出力する。分岐配管３５の第１出力配管３５ａには、流量が調整可能な制御弁３７が連通接続され、この制御弁３７の下流側に連通接続された配管３９には気体溶存ユニット２５の気体入力口２５ｂが連通接続されている。また、分岐配管３５の第２出力配管３５ｂには、流量が調整可能な制御弁４１が連通接続され、この制御弁４１の下流側に連通接続された配管４３には圧力調整ユニット４５が連通接続されている。
【００２３】
つまり、気体溶存ユニット２５は、液体入力口２５ａに入力された純水に、気体入力口２５ｂに入力された気体（例えば、窒素ガス）を溶存させて、この気体溶存処理液を噴出管１３に出力するようになっている。
【００２４】
超音波発生部５１は、処理槽１の下方に配置された伝搬槽５３と、この伝搬槽５３の底部の裏面に設けられた超音波振動子５５とを備えている。伝搬槽５３には、超音波振動を伝搬するための伝搬液が貯留されている。超音波振動子５５を動作させると超音波振動が発生し、その超音波振動は、伝搬槽５３の底部、伝搬液、処理槽１の底部、処理槽１の内部の処理液（窒素ガス溶存純水）を順に振動させ、基板Ｗの表面まで伝搬する。
【００２５】
チャンバー部６３は、その内部に、処理槽１と超音波発生部５１とを備え、処理槽１の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするものである。圧力調整ユニット４５は、チャンバー部６３内を大気圧よりも高い加圧環境とする。
【００２６】
また、チャンバー部６３の内部には圧力計６５が配設されており、チャンバー部６３の内部圧力値が圧力調整ユニット４５に出力されている。
【００２７】
制御部４７は、上述した保持アーム７の昇降、制御弁２１，３７，４１、圧力調整ユニット４５、冷却ユニット２３、気体溶存ユニット２５および超音波発生部５１を統括的に制御するものである。制御部４７は、処理手順を規定したレシピを記憶するメモリ、マイクロプロセッサ、カウンタ・タイマなどを備えている。
【００２８】
また、内槽３内には濃度計６７が配設されており、内槽３内の純水の窒素ガス溶存濃度値が制御部４７に出力されている。
【００２９】
なお、上記保持アーム７が本発明における保持機構に相当し、上記噴出管１３が本発明における処理液供給手段に相当し、上記気体供給源３３、分岐配管３５および気体溶存ユニット２５が本発明の気体溶存手段に相当し、上記超音波発生部５１が本発明における超音波振動付与手段に相当し、上記チャンバー部６３が本発明におけるチャンバーに相当し、上記圧力調整ユニット４５が本発明における圧力調整部に相当し、上記の制御部４７が本発明における制御手段に相当する。
【００３０】
次に、上述した構成の基板処理装置でのパーティクル除去処理の動作について、図２も用いて説明する。図２は、パーティクル除去処理を示すフローチャートである。
【００３１】
なお、この実施例１では、基板Ｗは、処理槽１に貯留された所定の薬液に浸漬されて薬液処理されており、その後のパーティクル除去処理について説明するものとし、基板Ｗは保持アーム７に保持されたまま内槽３内の処理位置に移動されている状態のままであるとする。
【００３２】
ステップＳ１では、制御部４７は、処理槽１に純水を供給させ、内槽３内の薬液を純水に置換するよう制御する。
【００３３】
具体的には、制御部４７は、純水供給源１９の制御弁２１を開いて、純水を噴出管１３から処理槽１内に供給させ、内槽３から薬液を外槽５に溢れ出させて、内槽３内を純水に置換させる（図２のステップＳ１）。
【００３４】
なお、内槽３の底面の排出孔（図示省略）に連通接続されている排出管（図示省略）の制御弁を開いて内槽３内の薬液を一気に排出した後に、内槽３内に純水を供給するようにしてもよい。
【００３５】
ステップＳ２では、制御部４７は、処理槽１の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするようにチャンバー部６３を制御する。例えば、制御部４７は、チャンバー部６３の内部が所定の加圧環境となるように圧力調整ユニット４５を制御する。
【００３６】
具体的には、制御部４７は、気体溶存ユニット２５の方の制御弁３７を閉止したままで、気体供給源３３の制御弁４１を開いて、圧力調整ユニット４５を介してチャンバー部６３内に窒素ガスを供給させて、チャンバー部６３を加圧していく。チャンバー部６３内に設けられた圧力計６５が前記の圧力値となるまで加圧し、前記の圧力値となると、制御弁４１を閉止する（図２のステップＳ２）。
【００３７】
ステップＳ３では、制御部４７は、処理液（窒素ガス溶存純水）を処理槽１に供給させてオーバーフローさせて、処理槽１の純水を処理液（窒素ガス溶存純水）に置換させる。なおこのとき、チャンバー部６３内は前述したように加圧環境状態が維持されている。
【００３８】
具体的には、制御部４７は、純水供給源１９からの純水を冷却ユニット２３で所定の温度に冷却させ、気体溶存ユニット２５の液体入力口２５ａに供給させるとともに、制御弁３７を開いて気体供給源３３からの気体（例えば窒素ガス）を気体溶存ユニット２５の気体入力口２５ｂに供給させて、処理液（窒素ガス溶存純水）を処理槽１に供給させてオーバーフローさせて、処理槽１の純水を処理液（窒素ガス溶存純水）に置換させる（図２のステップＳ３）。
【００３９】
内槽３内に配設された濃度計６７で計測された濃度値は、制御部４７に出力されている。制御部４７は、その濃度値が所定の値（例えば、４０ppm）以上となることをモニタしている。
【００４０】
ステップＳ４では、制御部４７は、濃度計６７の濃度値が前記の所定の値となると、処理槽１内に貯留された処理液（窒素ガス溶存純水）に超音波振動を所定時間にわたって付与するように超音波発生部５１を動作させる。なおこのとき、前記の処理液（窒素ガス溶存純水）の処理槽１へのオーバーフロー供給も維持しており、溶存窒素ガスや超音波振動によって基板表面から除去されたパーティクルがオーバーフロー流れに従って外槽５の方に案内されて内槽３内から排除されていく。
【００４１】
ステップS４での処理液（窒素ガス溶存純水）への超音波付与が所定時間行われると、パーティクル除去処理が終了する。なおこの後、基板Wを引き上げて所定の乾燥処理を行うなどしてもよい。
【００４２】
上述したように、制御部４７は、処理槽１の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするように圧力調整ユニット４５を制御し、かつ、純水供給源１９から処理槽１内へ供給される純水に気体（例えば、窒素ガス）を溶存させるように気体溶存ユニット２５を制御するとともに、処理槽１内に貯留された処理液（窒素ガス溶存純水）に超音波振動を付与するように超音波発生部５１を制御しているので、処理槽１の基板処理環境が大気圧よりも高い加圧環境とすることができ、図３（ａ）に示すように、大気圧下での気体溶存量（窒素ガス溶存量）よりも多くの気体（窒素ガス）を純水に溶存させることができ、大気圧下の飽和時よりも多くの気体（例えば、窒素ガス）が溶存したことで、キャビテーションを和らげるクッションとして作用する溶存気体（溶存窒素ガス）を増加させることができるし、図３（ａ）に示すように気体溶存量（窒素ガス溶存量）の増加によってパーティクルの除去性能も上がる。その結果、大気圧下の飽和時に比して、さらにダメージを低減できる（図３（ｂ）参照）だけでなく、パーティクル除去性能も向上させる（図３（ａ）参照）ことができる。
【００４３】
つまり、大気圧下での基板処理環境では、図３（ａ）に一点鎖線で示すように低い飽和量であり、その後の過飽和状態では、内槽３の処理液中に窒素ガスのマイクロバブルが発生し、このマイクロバブルによって超音波振動が吸収されてしまいパーティクル除去率が下がっている。これに対して、加圧下での基板処理環境では、図３（ａ）に実線で示すように、大気圧下よりも高い飽和量であり、パーティクル除去率が大気圧下よりも上回っている。なお、加圧下での基板処理環境であっても、過飽和状態では内槽３の処理液中に窒素ガスのマイクロバブルが発生し、このマイクロバブルによって超音波振動が吸収されてしまいパーティクル除去率が下がっている。
【００４４】
また、大気圧下での基板処理環境では、図３（ｂ）に一点鎖線で示すように、基板Ｗのダメージ量が高い。これに対して、加圧下での基板処理環境では、図３（ｂ）に実線で示すように、大気圧下よりもダメージ量が低減されている。
【００４５】
また、大気圧下での基板処理環境で、かつ、処理槽１内の純水への窒素ガスが飽和状態で超音波付与した場合には、図４（ａ）の実線で示すキャビテーションが生じている。そして、この図４（ａ）の実線で示すキャビテーションのうちで図４（ａ）に破線で示すダメージ発生境界線を越える部分（上側の部分）が、基板Ｗへのダメージ原因となっている。また、大気圧下での基板処理環境で、かつ、処理槽１内の純水への窒素ガスが過飽和状態で超音波付与した場合になると、溶存しきれなかった窒素ガスがマイクロバブル（気泡）となって発生し、このマイクロバブルが超音波振動を吸収してしまうことから、図４（ａ）に一点鎖線で示す小さなキャビテーションとなっており、ダメージの問題はないがパーティクル除去率が低下している（図３（ａ）の一点鎖線の下がり勾配部分を参照）。
【００４６】
これに対して、加圧下での基板処理環境で、かつ、処理槽１内の純水への窒素ガスが飽和状態で超音波付与した場合には、図４（ａ）の二点鎖線で示すキャビテーションとすることができ（図４（ａ）の二点鎖線で示すようにキャビテーションをコントロールすることができ）、図４（ａ）に破線で示すダメージ発生境界線を越えないので、ダメージが低減できる（図３（ｂ）の実線の加圧下での飽和箇所を参照）。
【００４７】
また、前述したようにキャビテーションを和らげるクッションとして作用する溶存気体（溶存窒素ガス）を増加させることができることから、キャビテーションを抑制でき、図４（ｂ）の二点鎖線で示すように、超音波振動の付与量を増加させることができ、超音波振動の付与量増加によってさらにパーティクル除去性能を向上させることもできる。
【００４８】
また、処理槽１内に供給する処理液（純水）を冷却する冷却ユニット２３を備えているので、処理槽１内に供給する処理液を冷却することができ、処理液への気体溶存量を増加させることができ、さらにダメージを低減できるだけでなく、パーティクル除去性能も向上させることができる。
【００４９】
また、気体供給源３３からの気体（窒素ガス）を分岐配管３５で気体溶存ユニット２５と処理槽１とに分岐供給することができ、気体溶存ユニット用の気体供給ラインと処理槽用の気体供給ラインとを別個独立に設ける必要が無く、気体供給系の利用効率を高めることができるだけでなく、装置構成が複雑化することがない。
【００５０】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５１】
（１）上述した実施例では、図１に示すように純水供給源１９を使用していたが、これに替えて、図５に示すように薬液供給源６９を採用してもよい。この薬液としては、アンモニア水−過酸化水素水からなる液（ＳＣ−１液）、塩酸−過酸化水素水からなる液（ＳＣ−２液）などが挙げられる。また、実施例の基板処理装置に薬液供給系を追加した構成を採用してもよい。
【００５２】
（２）上述した実施例では、気体として窒素ガスを例に挙げて説明しているが、酸素ガス（Ｏ２）、アルゴンガス（Ａｒ）または空気などを採用してもよい。
【００５３】
（３）上述した実施例では、内槽３内に濃度計６７を配設しているが、内槽３から排除し、気体溶存ユニット２５内に設けるようにし、所定量の気体溶存処理液（例えば、窒素ガス溶存純水）を処理槽１に供給することで、処理槽１内の処理液が所定の濃度となっているとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１に係る基板処理装置の概略構成図である。
【図２】パーティクル除去処理を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は大気圧下と加圧下とでのパーティクル除去特性を示す図、（ｂ）は大気圧下と加圧下とでのダメージ量を示す図である。
【図４】（ａ）は大気圧下と加圧下とでのキャビテーション特性を示す図、（ｂ）はキャビテーションコントロールによって超音波強さを上げる例を示す図である。
【図５】変形例の基板処理装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｗ … 基板
１ … 処理槽
３ … 内槽
５ … 外槽
７ … 保持アーム（保持機構）
９ … アーム
１３ … 噴出管（処理液供給手段）
２５ … 気体溶存ユニット（気体溶存手段）
３３ … 気体供給源（気体溶存手段）
３５ … 分岐配管（気体溶存手段）
４５ … 圧力調整ユニット（圧力調整部）
４７ … 制御部（制御手段）
５１ … 超音波発生部（超音波振動付与手段）
６３ … チャンバー部（チャンバー）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハや液晶表示装置用のガラス基板（以下、単に基板と称する）等の基板を薬液、純水等の処理液によって洗浄等の処理を行う基板処理装置において、基板の表面からパーティクルを除去する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の装置として、例えば、処理液が貯留されて、この処理液中に基板が浸漬される処理槽と、処理槽の処理液中に窒素ガス（Ｎ２）を溶存させるための窒素ガス供給系と、処理槽内の処理液に超音波振動を付与する超音波発生部とを備えたものがある。この装置では、処理槽内に貯留された純水中に窒素ガスを溶存させた状態でこの処理槽内の純水に超音波振動を付与して基板の表面からパーティクルを除去する基板洗浄処理を行う（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１７９７６４号公報（第５−７頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような構成を有する従来例の場合には、次のような問題がある。
すなわち、従来の装置は、処理槽内で基板が浸漬される処理液中に窒素ガスを溶存させてその処理液に超音波振動を付与することを大気圧下状態で行うことにより、基板の洗浄処理を行っているが、微細なパターンの形成される基板が超音波振動によってダメージを受けることがあるという問題がある。
【０００４】
逆に、超音波振動の付与を抑えると、パーティクル除去性能が低下してしまう。
【０００５】
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、パーティクル除去性能を少なくとも低下させることなく、かつ、基板のダメージを低減できる基板処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、このような目的を達成するために、発明者が鋭意研究をした結果、次のような知見を得た。すなわち、処理液中に気体を溶存させるとともにこの気体溶存処理液に超音波を付与する洗浄処理において、処理液中への気体溶存量の増加に連れてパーティクル除去性能は向上し、ダメージも低減していくが、大気圧下の飽和溶存状態でもダメージが生じるし、気体溶存量が飽和するとそれ以上の改善が見込めないばかりでなく、飽和後は気体がそれ以上溶存できずにマイクロバブルとなって処理液中に生じ、このマイクロバブルが超音波振動を吸収してしまい、パーティクル除去性能が低下していくことになり、折角の超音波付与が無駄に消失されているという因果関係を認識するに至った。
【０００７】
また、発明者は、微細なパターンの形成される基板が超音波振動によってダメージを受けるのは、蒸気性キャビテーションによるものと推認した。つまり、超音波付与により処理液中に生じる超音波の疎の箇所に非常に短い時間に真空ポケット(真空球体)が生まれ、また非常に短時間でその箇所が密になり真空ポケットがつぶれて消滅する現象のことをキャビテーションと呼ぶが、真空ポケットの消滅エネルギーによって基板がダメージを受けることがあると考えたのである。
【０００８】
さらに、発明者は、これらの認識に基づいて、大気圧下の飽和量を超えてさらに気体溶存量を増加できれば、大気圧下の飽和時比して、さらにダメージを低減できるだけでなく、パーティクル除去性能を向上させることができるということを見出したのである。
【０００９】
このような知見に基づくこの発明は次のような構成を採る。
すなわち、請求項１に記載の発明は、
基板を処理液で処理する基板処理装置において、処理液を貯留する処理槽と、前記処理槽内に処理液を供給する処理液供給手段と、前記処理液供給手段から前記処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させる気体溶存手段と、前記処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与する超音波振動付与手段と、前記処理槽内の処理液に浸漬させた状態で基板を保持する保持機構と、少なくとも内部に前記処理槽を収容するチャンバーと、前記チャンバー内の前記処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とする圧力調整部と、前記処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするように前記圧力調整部を制御し、かつ、前記処理液供給手段から前記処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させるように前記気体溶存手段を制御するとともに、前記処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与するように前記超音波振動付与手段を制御する制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、処理槽は、処理液供給手段から供給される処理液を貯留する。気体溶存手段は、処理液供給手段から処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させる。超音波振動付与手段は、処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与する。保持機構は、処理槽内の処理液に浸漬させた状態で基板を保持する。チャンバーは、少なくとも内部に前記処理槽を収容する。圧力調整部は、チャンバー内に備えられた処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とする。制御手段は、処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするように圧力調整部を制御し、かつ、処理液供給手段から処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させるように気体溶存手段を制御するとともに、処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与するように超音波振動付与手段を制御する。したがって、処理槽の基板処理環境が大気圧よりも高い加圧環境としているので、大気圧下での気体溶存量よりも多くの気体を処理液に溶存させることができ、大気圧下の飽和時よりも多くの気体が溶存したことで、キャビテーションを和らげるクッションとして作用する溶存気体を増加させることができ、気体溶存量の増加によってパーティクルの除去性能も上がる。その結果、大気圧下の飽和時に比して、さらにダメージを低減できるだけでなく、パーティクル除去性能も向上させることができる。
【００１１】
また、前述したようにキャビテーションを和らげるクッションとして作用する溶存気体を増加させることができることから、キャビテーションを抑制でき、超音波振動の付与量を増加させることができ、超音波振動の付与量増加によってさらにパーティクル除去性能を向上させることもできる。
【００１２】
また、本発明において、前記処理液供給手段は、前記処理槽内に供給する処理液を冷却する冷却手段を備えていることが好ましい（請求項２）。処理槽内に供給する処理液を冷却することにより、処理液への気体溶存量を増加させることができ、さらにダメージを低減できるだけでなく、パーティクル除去性能も向上させることができる。
【００１３】
また、本発明において、前記気体溶存手段は、気体供給源と、入力側が前記気体供給源に接続されてこの気体供給源からの気体を第１出力ラインと第２出力ラインとに分岐出力する供給ラインと、前記処理液供給手段からの処理液と前記供給ラインで分岐された前記第１出力ラインからの気体とが入力されて、処理液に気体を溶存させて前記処理槽に出力する気体溶存ユニットとを備え、前記圧力調整部は、前記供給ラインで分岐された前記第２出力ラインからの気体が入力され、前記チャンバー内を大気圧よりも高い加圧環境とすることが好ましい（請求項３）。気体供給源からの気体を供給ラインで気体溶存ユニットと処理槽とに分岐供給することができ、気体溶存ユニット用の気体供給ラインと処理槽用の気体供給ラインとを別個独立に設ける必要が無く、気体供給系の利用効率を高めることができるだけでなく、装置構成が複雑化することがない。
【００１４】
また、本発明において、気体は、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガスまたは空気であり、処理液は、純水、アンモニア水−過酸化水素水からなる液または塩酸−過酸化水素水からなる液であることが好ましい（請求項４）。パーティクル除去性能を少なくとも低下させることなく、かつ、基板のダメージを低減できる気体溶存処理液を実現できる。
【００１５】
また、本発明において、前記制御手段は、前記処理槽内の処理液の気体溶存濃度が４０ppm以上となる加圧環境とするように前記圧力調整部を制御することが好ましい（請求項５）。パーティクル除去性能を少なくとも低下させることなく、かつ、基板のダメージを低減できる基板処理環境を実現することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る基板処理装置によれば、制御手段は、チャンバー内の処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするように圧力調整部を制御し、かつ、処理液供給手段から処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させるように気体溶存手段を制御するとともに、処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与するように超音波振動付与手段を制御する。したがって、処理槽の基板処理環境が大気圧よりも高い加圧環境としているので、大気圧下での気体溶存量よりも多くの気体を処理液に溶存させることができ、大気圧下の飽和時よりも多くの気体が溶存したことで、キャビテーションを和らげるクッションとして作用する溶存気体を増加させることができるし、気体溶存量の増加によってパーティクルの除去性能も上がる。その結果、大気圧下の飽和時に比して、さらにダメージを低減できるだけでなく、パーティクル除去性能も向上させることができる。
【実施例１】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施例１を説明する。
図１は、実施例１に係る基板処理装置の概略構成図である。
【００１８】
実施例１に係る基板処理装置は、処理槽１、処理液供給系１５、気体溶存ユニット２５、超音波発生部５１、チャンバー部６３および制御部４７を備えている。以下に、これらの構成について説明する。
【００１９】
処理槽１は、内槽３と外槽５を備えている。内槽３は、処理液を貯留し、保持アーム７により保持された基板Ｗを収容可能となっている。複数枚の基板Ｗは、起立姿勢で整列され、保持アーム７によって搬入・搬出される。保持アーム７は、板状のアーム９と、このアーム９の下部においてアーム９に対して直交する方向に配設され、基板Ｗの下縁に当接して基板Ｗを支持する３本の支持部材１１とを備えている。この保持アーム７は、基板Ｗを保持しつつ内槽３内の処理位置と、内槽３の上方にあたる待機位置とにわたって昇降可能となっている。内槽３は、処理液を貯留し、内槽３から溢れた処理液が内槽３の上部外周を囲うように設けられた外槽５によって回収される。内槽３の底部両側には、内槽３へ処理液を供給する二本の噴出管１３が配設されている。外槽５の底部には、排出口１５が形成されており、内槽３から溢れて外槽５に回収された処理液が排出口１５から排液される。
【００２０】
処理液供給系１５は、処理槽１に処理液を供給するものであり、噴出管１３に連通接続されている。具体的には、処理液供給系１５は、その上流から順に、純水供給源１９、制御弁２１、冷却ユニット２３および気体溶存ユニット２５を備えている。つまり、純水供給源１９に連通接続された配管２７には、流量が調整可能な制御弁２１が配設され、この制御弁２１の下流側に連通接続された配管２９に冷却ユニット２３が配設され、この冷却ユニット２３の下流側に連通接続された配管３１に気体溶存ユニット２５の液体入力口２５ａが連通接続され、冷却ユニット２３で冷却された純水が気体溶存ユニット２５の液体入力口２５ａに入力され、気体溶存ユニット２５の下流側に連通接続された供給管１７が噴出管１３に連通接続されている。後述するように気体溶存ユニット２５は、液体入力口２５ａに入力された純水に、気体供給源３３からの気体（例えば、窒素ガス）を溶存させた処理液（例えば、窒素ガス溶存純水）を噴出管１３に供給する。
【００２１】
また、冷却ユニット２３は、この実施例ではインライン型の冷却装置を採用している。
【００２２】
また、気体供給源３３は、分岐配管３５が連通接続されている。つまり、この分岐配管３５の入力側が気体供給源３３に連通接続され、気体供給源３３からの気体（例えば、窒素ガス）を第１出力配管３５ａと第２出力配管３５ｂとに分岐出力する。分岐配管３５の第１出力配管３５ａには、流量が調整可能な制御弁３７が連通接続され、この制御弁３７の下流側に連通接続された配管３９には気体溶存ユニット２５の気体入力口２５ｂが連通接続されている。また、分岐配管３５の第２出力配管３５ｂには、流量が調整可能な制御弁４１が連通接続され、この制御弁４１の下流側に連通接続された配管４３には圧力調整ユニット４５が連通接続されている。
【００２３】
つまり、気体溶存ユニット２５は、液体入力口２５ａに入力された純水に、気体入力口２５ｂに入力された気体（例えば、窒素ガス）を溶存させて、この気体溶存処理液を噴出管１３に出力するようになっている。
【００２４】
超音波発生部５１は、処理槽１の下方に配置された伝搬槽５３と、この伝搬槽５３の底部の裏面に設けられた超音波振動子５５とを備えている。伝搬槽５３には、超音波振動を伝搬するための伝搬液が貯留されている。超音波振動子５５を動作させると超音波振動が発生し、その超音波振動は、伝搬槽５３の底部、伝搬液、処理槽１の底部、処理槽１の内部の処理液（窒素ガス溶存純水）を順に振動させ、基板Ｗの表面まで伝搬する。
【００２５】
チャンバー部６３は、その内部に、処理槽１と超音波発生部５１とを備え、処理槽１の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするものである。圧力調整ユニット４５は、チャンバー部６３内を大気圧よりも高い加圧環境とする。
【００２６】
また、チャンバー部６３の内部には圧力計６５が配設されており、チャンバー部６３の内部圧力値が圧力調整ユニット４５に出力されている。
【００２７】
制御部４７は、上述した保持アーム７の昇降、制御弁２１，３７，４１、圧力調整ユニット４５、冷却ユニット２３、気体溶存ユニット２５および超音波発生部５１を統括的に制御するものである。制御部４７は、処理手順を規定したレシピを記憶するメモリ、マイクロプロセッサ、カウンタ・タイマなどを備えている。
【００２８】
また、内槽３内には濃度計６７が配設されており、内槽３内の純水の窒素ガス溶存濃度値が制御部４７に出力されている。
【００２９】
なお、上記保持アーム７が本発明における保持機構に相当し、上記噴出管１３が本発明における処理液供給手段に相当し、上記気体供給源３３、分岐配管３５および気体溶存ユニット２５が本発明の気体溶存手段に相当し、上記超音波発生部５１が本発明における超音波振動付与手段に相当し、上記チャンバー部６３が本発明におけるチャンバーに相当し、上記圧力調整ユニット４５が本発明における圧力調整部に相当し、上記の制御部４７が本発明における制御手段に相当する。
【００３０】
次に、上述した構成の基板処理装置でのパーティクル除去処理の動作について、図２も用いて説明する。図２は、パーティクル除去処理を示すフローチャートである。
【００３１】
なお、この実施例１では、基板Ｗは、処理槽１に貯留された所定の薬液に浸漬されて薬液処理されており、その後のパーティクル除去処理について説明するものとし、基板Ｗは保持アーム７に保持されたまま内槽３内の処理位置に移動されている状態のままであるとする。
【００３２】
ステップＳ１では、制御部４７は、処理槽１に純水を供給させ、内槽３内の薬液を純水に置換するよう制御する。
【００３３】
具体的には、制御部４７は、純水供給源１９の制御弁２１を開いて、純水を噴出管１３から処理槽１内に供給させ、内槽３から薬液を外槽５に溢れ出させて、内槽３内を純水に置換させる（図２のステップＳ１）。
【００３４】
なお、内槽３の底面の排出孔（図示省略）に連通接続されている排出管（図示省略）の制御弁を開いて内槽３内の薬液を一気に排出した後に、内槽３内に純水を供給するようにしてもよい。
【００３５】
ステップＳ２では、制御部４７は、処理槽１の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするようにチャンバー部６３を制御する。例えば、制御部４７は、チャンバー部６３の内部が所定の加圧環境となるように圧力調整ユニット４５を制御する。
【００３６】
具体的には、制御部４７は、気体溶存ユニット２５の方の制御弁３７を閉止したままで、気体供給源３３の制御弁４１を開いて、圧力調整ユニット４５を介してチャンバー部６３内に窒素ガスを供給させて、チャンバー部６３を加圧していく。チャンバー部６３内に設けられた圧力計６５が前記の圧力値となるまで加圧し、前記の圧力値となると、制御弁４１を閉止する（図２のステップＳ２）。
【００３７】
ステップＳ３では、制御部４７は、処理液（窒素ガス溶存純水）を処理槽１に供給させてオーバーフローさせて、処理槽１の純水を処理液（窒素ガス溶存純水）に置換させる。なおこのとき、チャンバー部６３内は前述したように加圧環境状態が維持されている。
【００３８】
具体的には、制御部４７は、純水供給源１９からの純水を冷却ユニット２３で所定の温度に冷却させ、気体溶存ユニット２５の液体入力口２５ａに供給させるとともに、制御弁３７を開いて気体供給源３３からの気体（例えば窒素ガス）を気体溶存ユニット２５の気体入力口２５ｂに供給させて、処理液（窒素ガス溶存純水）を処理槽１に供給させてオーバーフローさせて、処理槽１の純水を処理液（窒素ガス溶存純水）に置換させる（図２のステップＳ３）。
【００３９】
内槽３内に配設された濃度計６７で計測された濃度値は、制御部４７に出力されている。制御部４７は、その濃度値が所定の値（例えば、４０ppm）以上となることをモニタしている。
【００４０】
ステップＳ４では、制御部４７は、濃度計６７の濃度値が前記の所定の値となると、処理槽１内に貯留された処理液（窒素ガス溶存純水）に超音波振動を所定時間にわたって付与するように超音波発生部５１を動作させる。なおこのとき、前記の処理液（窒素ガス溶存純水）の処理槽１へのオーバーフロー供給も維持しており、溶存窒素ガスや超音波振動によって基板表面から除去されたパーティクルがオーバーフロー流れに従って外槽５の方に案内されて内槽３内から排除されていく。
【００４１】
ステップS４での処理液（窒素ガス溶存純水）への超音波付与が所定時間行われると、パーティクル除去処理が終了する。なおこの後、基板Wを引き上げて所定の乾燥処理を行うなどしてもよい。
【００４２】
上述したように、制御部４７は、処理槽１の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするように圧力調整ユニット４５を制御し、かつ、純水供給源１９から処理槽１内へ供給される純水に気体（例えば、窒素ガス）を溶存させるように気体溶存ユニット２５を制御するとともに、処理槽１内に貯留された処理液（窒素ガス溶存純水）に超音波振動を付与するように超音波発生部５１を制御しているので、処理槽１の基板処理環境が大気圧よりも高い加圧環境とすることができ、図３（ａ）に示すように、大気圧下での気体溶存量（窒素ガス溶存量）よりも多くの気体（窒素ガス）を純水に溶存させることができ、大気圧下の飽和時よりも多くの気体（例えば、窒素ガス）が溶存したことで、キャビテーションを和らげるクッションとして作用する溶存気体（溶存窒素ガス）を増加させることができるし、図３（ａ）に示すように気体溶存量（窒素ガス溶存量）の増加によってパーティクルの除去性能も上がる。その結果、大気圧下の飽和時に比して、さらにダメージを低減できる（図３（ｂ）参照）だけでなく、パーティクル除去性能も向上させる（図３（ａ）参照）ことができる。
【００４３】
つまり、大気圧下での基板処理環境では、図３（ａ）に一点鎖線で示すように低い飽和量であり、その後の過飽和状態では、内槽３の処理液中に窒素ガスのマイクロバブルが発生し、このマイクロバブルによって超音波振動が吸収されてしまいパーティクル除去率が下がっている。これに対して、加圧下での基板処理環境では、図３（ａ）に実線で示すように、大気圧下よりも高い飽和量であり、パーティクル除去率が大気圧下よりも上回っている。なお、加圧下での基板処理環境であっても、過飽和状態では内槽３の処理液中に窒素ガスのマイクロバブルが発生し、このマイクロバブルによって超音波振動が吸収されてしまいパーティクル除去率が下がっている。
【００４４】
また、大気圧下での基板処理環境では、図３（ｂ）に一点鎖線で示すように、基板Ｗのダメージ量が高い。これに対して、加圧下での基板処理環境では、図３（ｂ）に実線で示すように、大気圧下よりもダメージ量が低減されている。
【００４５】
また、大気圧下での基板処理環境で、かつ、処理槽１内の純水への窒素ガスが飽和状態で超音波付与した場合には、図４（ａ）の実線で示すキャビテーションが生じている。そして、この図４（ａ）の実線で示すキャビテーションのうちで図４（ａ）に破線で示すダメージ発生境界線を越える部分（上側の部分）が、基板Ｗへのダメージ原因となっている。また、大気圧下での基板処理環境で、かつ、処理槽１内の純水への窒素ガスが過飽和状態で超音波付与した場合になると、溶存しきれなかった窒素ガスがマイクロバブル（気泡）となって発生し、このマイクロバブルが超音波振動を吸収してしまうことから、図４（ａ）に一点鎖線で示す小さなキャビテーションとなっており、ダメージの問題はないがパーティクル除去率が低下している（図３（ａ）の一点鎖線の下がり勾配部分を参照）。
【００４６】
これに対して、加圧下での基板処理環境で、かつ、処理槽１内の純水への窒素ガスが飽和状態で超音波付与した場合には、図４（ａ）の二点鎖線で示すキャビテーションとすることができ（図４（ａ）の二点鎖線で示すようにキャビテーションをコントロールすることができ）、図４（ａ）に破線で示すダメージ発生境界線を越えないので、ダメージが低減できる（図３（ｂ）の実線の加圧下での飽和箇所を参照）。
【００４７】
また、前述したようにキャビテーションを和らげるクッションとして作用する溶存気体（溶存窒素ガス）を増加させることができることから、キャビテーションを抑制でき、図４（ｂ）の二点鎖線で示すように、超音波振動の付与量を増加させることができ、超音波振動の付与量増加によってさらにパーティクル除去性能を向上させることもできる。
【００４８】
また、処理槽１内に供給する処理液（純水）を冷却する冷却ユニット２３を備えているので、処理槽１内に供給する処理液を冷却することができ、処理液への気体溶存量を増加させることができ、さらにダメージを低減できるだけでなく、パーティクル除去性能も向上させることができる。
【００４９】
また、気体供給源３３からの気体（窒素ガス）を分岐配管３５で気体溶存ユニット２５と処理槽１とに分岐供給することができ、気体溶存ユニット用の気体供給ラインと処理槽用の気体供給ラインとを別個独立に設ける必要が無く、気体供給系の利用効率を高めることができるだけでなく、装置構成が複雑化することがない。
【００５０】
本発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【００５１】
（１）上述した実施例では、図１に示すように純水供給源１９を使用していたが、これに替えて、図５に示すように薬液供給源６９を採用してもよい。この薬液としては、アンモニア水−過酸化水素水からなる液（ＳＣ−１液）、塩酸−過酸化水素水からなる液（ＳＣ−２液）などが挙げられる。また、実施例の基板処理装置に薬液供給系を追加した構成を採用してもよい。
【００５２】
（２）上述した実施例では、気体として窒素ガスを例に挙げて説明しているが、酸素ガス（Ｏ２）、アルゴンガス（Ａｒ）または空気などを採用してもよい。
【００５３】
（３）上述した実施例では、内槽３内に濃度計６７を配設しているが、内槽３から排除し、気体溶存ユニット２５内に設けるようにし、所定量の気体溶存処理液（例えば、窒素ガス溶存純水）を処理槽１に供給することで、処理槽１内の処理液が所定の濃度となっているとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１に係る基板処理装置の概略構成図である。
【図２】パーティクル除去処理を示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は大気圧下と加圧下とでのパーティクル除去特性を示す図、（ｂ）は大気圧下と加圧下とでのダメージ量を示す図である。
【図４】（ａ）は大気圧下と加圧下とでのキャビテーション特性を示す図、（ｂ）はキャビテーションコントロールによって超音波強さを上げる例を示す図である。
【図５】変形例の基板処理装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００５５】
Ｗ … 基板
１ … 処理槽
３ … 内槽
５ … 外槽
７ … 保持アーム（保持機構）
９ … アーム
１３ … 噴出管（処理液供給手段）
２５ … 気体溶存ユニット（気体溶存手段）
３３ … 気体供給源（気体溶存手段）
３５ … 分岐配管（気体溶存手段）
４５ … 圧力調整ユニット（圧力調整部）
４７ … 制御部（制御手段）
５１ … 超音波発生部（超音波振動付与手段）
６３ … チャンバー部（チャンバー）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を処理液で処理する基板処理装置において、
処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽内に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記処理液供給手段から前記処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させる気体溶存手段と、
前記処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与する超音波振動付与手段と、
前記処理槽内の処理液に浸漬させた状態で基板を保持する保持機構と、
少なくとも内部に前記処理槽を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内の前記処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とする圧力調整部と、
前記処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするように前記圧力調整部を制御し、かつ、前記処理液供給手段から前記処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させるように前記気体溶存手段を制御するとともに、前記処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与するように前記超音波振動付与手段を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記処理液供給手段は、前記処理槽内に供給する処理液を冷却する冷却手段を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
前記気体溶存手段は、気体供給源と、入力側が前記気体供給源に接続されてこの気体供給源からの気体を第１出力ラインと第２出力ラインとに分岐出力する供給ラインと、前記処理液供給手段からの処理液と前記供給ラインで分岐された前記第１出力ラインからの気体とが入力されて、処理液に気体を溶存させて前記処理槽に出力する気体溶存ユニットとを備え、
前記圧力調整部は、前記供給ラインで分岐された前記第２出力ラインからの気体が入力され、前記チャンバー内を大気圧よりも高い加圧環境とする
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の基板処理装置において、
前記気体は、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガスまたは空気であり、
前記処理液は、純水、アンモニア水−過酸化水素水からなる液または塩酸−過酸化水素水からなる液であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の基板処理装置において、
前記制御手段は、前記処理槽内の処理液の気体溶存濃度が４０ppm以上となる加圧環境とするように前記圧力調整部を制御する
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項１】
基板を処理液で処理する基板処理装置において、
処理液を貯留する処理槽と、
前記処理槽内に処理液を供給する処理液供給手段と、
前記処理液供給手段から前記処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させる気体溶存手段と、
前記処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与する超音波振動付与手段と、
前記処理槽内の処理液に浸漬させた状態で基板を保持する保持機構と、
少なくとも内部に前記処理槽を収容するチャンバーと、
前記チャンバー内の前記処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とする圧力調整部と、
前記処理槽の基板処理環境を大気圧よりも高い加圧環境とするように前記圧力調整部を制御し、かつ、前記処理液供給手段から前記処理槽内へ供給される処理液に気体を溶存させるように前記気体溶存手段を制御するとともに、前記処理槽内に貯留された処理液に超音波振動を付与するように前記超音波振動付与手段を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置において、
前記処理液供給手段は、前記処理槽内に供給する処理液を冷却する冷却手段を備えていることを特徴とする基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の基板処理装置において、
前記気体溶存手段は、気体供給源と、入力側が前記気体供給源に接続されてこの気体供給源からの気体を第１出力ラインと第２出力ラインとに分岐出力する供給ラインと、前記処理液供給手段からの処理液と前記供給ラインで分岐された前記第１出力ラインからの気体とが入力されて、処理液に気体を溶存させて前記処理槽に出力する気体溶存ユニットとを備え、
前記圧力調整部は、前記供給ラインで分岐された前記第２出力ラインからの気体が入力され、前記チャンバー内を大気圧よりも高い加圧環境とする
ことを特徴とする基板処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の基板処理装置において、
前記気体は、窒素ガス、酸素ガス、アルゴンガスまたは空気であり、
前記処理液は、純水、アンモニア水−過酸化水素水からなる液または塩酸−過酸化水素水からなる液であることを特徴とする基板処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の基板処理装置において、
前記制御手段は、前記処理槽内の処理液の気体溶存濃度が４０ppm以上となる加圧環境とするように前記圧力調整部を制御する
ことを特徴とする基板処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２３５８１４（Ｐ２００８−２３５８１４Ａ）
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７７１７１（Ｐ２００７−７７１７１）
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月２日（２００８．１０．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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