JP2008066401A - 基板処理装置および基板処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板へのダメージを抑制しつつ、処理液による処理を基板の一方面に均一に施すことができる基板処理装置および基板処理方法を提供する。
【解決手段】基板Ｗの表面（下面）にプレート２の対向面５（上面）を近接して対向配置させた状態で、対向面５に形成された複数の吐出口６から前記表面に向けて処理液を吐出させるとともに、対向面５に形成された複数の吸引口７から、吐出された処理液を吸引させる。プレート２の下面の全域には、超音波振動子３４が結合されており、前記表面と対向面５との間に形成された処理液の薄膜には、前記表面を処理するのに必要十分な低エネルギーの超音波振動がプレート２を介して付与されている。これにより、超音波振動が付与された処理液が前記表面に均一に供給され、基板Ｗの表面へのダメージが抑制されつつ、処理液による処理が基板Ｗの表面に均一に施される。
【選択図】図１

Description

この発明は、基板に対して処理液を用いた処理を施すための基板処理装置および基板処理方法に関する。処理対象となる基板には、たとえば、半導体ウエハ、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などが含まれる。

半導体装置や液晶表示装置の製造工程の中で、たとえば、半導体ウエハや液晶表示装置用ガラス基板などの表面に洗浄処理を施す工程は重要な工程の１つである。洗浄処理工程を実施する装置の中には、基板の表面に超音波振動が付与された洗浄液（以下「超音波洗浄液」という。）を供給し、その超音波洗浄液で基板の表面を洗浄するものがある。
基板を１枚ずつ超音波洗浄液で洗浄する枚葉型の超音波洗浄装置では、たとえば、基板を水平に保持して回転させるスピンチャックと、このスピンチャックに保持された基板の表面に超音波洗浄液を供給するための超音波ノズルとが備えられている。そして、スピンチャックによって基板を水平面内で回転させる一方で、超音波ノズルを基板の上方で往復移動させつつ、その超音波ノズルから基板の表面に超音波洗浄液を供給することにより、基板の表面の全域に超音波洗浄液が供給される。
特開２００３−３１８１４８号公報

しかしながら、前述の超音波洗浄装置による基板の洗浄では、基板の周縁部における洗浄性能が基板の中央部に比べて劣ることが明らかになってきた。この原因としては、たとえば、基板の周縁部上の各点では、基板の回転による移動速度が中央部上の各点に比べて大きいため、超音波ノズルからの超音波洗浄液が入射する時間が中央部上の各点に比べて短いことなどが考えられる。

したがって、基板の表面を全域に亘って均一に洗浄するには、たとえば、超音波洗浄液が入射する時間が短くても、十分に洗浄できるだけの高いエネルギーの超音波洗浄液を基板の表面に供給すればよい。ところが、このような超音波洗浄液を基板の表面に供給した場合、必要以上に高いエネルギーの超音波振動が基板の中央部に与えられるので、当該中央部に形成された微細なパターンが倒壊するなどのダメージが基板の表面に生じることがあった。

同様の問題は、超音波洗浄液によって基板を洗浄する場合だけでなく、超音波振動が付与された薬液やリンス液によって基板の表面を処理する場合にも生じていた。
この発明は、かかる背景のもとでなされたものであり、基板へのダメージを抑制しつつ、処理液による処理を基板の一方面に均一に施すことができる基板処理装置および基板処理方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、基板（Ｗ）に対して処理液を用いた処理を施すための基板処理装置であって、前記基板の一方面に間隔を隔てて対向配置される対向面（５）に複数の吐出口（６）および吸引口（７）が形成されており、超音波振動を伝達できる材料によって形成されたプレート（２）と、前記プレートの前記吐出口に、処理液を供給するための処理液供給手段（１０）と、前記プレートの前記吸引口内を吸引するための吸引手段（１１）と、前記プレートの前記吐出口から前記対向面上に吐出された処理液に前記プレートを介して超音波振動を付与するための超音波振動付与手段（３３，３４）とを含む、基板処理装置（１）である。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この発明によれば、プレートの対向面を基板の一方面に僅かな間隔を隔てて対向配置させた状態で、処理液供給手段によって、対向面に形成された複数の吐出口に処理液を供給して、各吐出口から処理液を吐出させつつ、この吐出された処理液を、吸引手段によって、対向面に形成された複数の吸引口から吸引させる。これにより、基板の一方面に処理液が均一に供給されて処理液による処理が基板の一方面に均一に施されるとともに、吐出された処理液によって、前記一方面と対向面との間が処理液によって満たされて、前記対向面上に均一な膜厚の処理液の薄膜が形成される。

そして、この処理液の薄膜には、超音波振動を伝達できる材料で形成された前記プレートを介して、超音波振動付与手段から超音波振動が付与される。すなわち、超音波振動付与手段からプレートに超音波振動が付与され、この付与された超音波振動が、プレート内を伝達されて、対向面から対向面上に形成された処理液の薄膜に付与される。したがって、基板の一方面には、超音波振動が付与された処理液（以下「超音波処理液」という。）が均一に供給され、超音波処理液から前記一方面に付与される超音波振動によって前記一方面に付着しているパーティクルなどの異物が良好に除去される。

ここで、超音波処理液から基板の一方面に付与される超音波振動は、前述のように、処理液が均一な膜厚の薄膜にされているので、殆ど減衰しておらず、また、そのエネルギーは、前記一方面上の各点でほぼ同じ大きさになっている。したがって、処理液の薄膜に、前記一方面を処理するのに必要十分な低エネルギーの超音波振動を均一に付与することにより、前記一方面にダメージを与えることなく、超音波処理液による処理を前記一方面に均一に施すことができる。

さらに、各吐出口から吐出された処理液を、吸引手段によって、前記吸引口から吸引させることにより、前記一方面と対向面との間に介在する処理液が基板の周囲に飛び散ることを抑制することができる。これにより、飛び散った処理液によって装置が汚染されることを低減することができる。
前記処理液としては、薬液、洗浄液、リンス液を用いることができる。具体的には、前記薬液として、たとえば、レジスト剥離液を用いることができ、前記洗浄液として、たとえば、ＳＣ１（アンモニア／過酸化水素水混合液）やアンモニア水を用いることができ、リンス液として、たとえば、純水、ＤＩＷ（脱イオン化された純水）、窒素水（窒素を含む水溶液）、機能水（炭酸水、電解イオン水、水素水、磁気水など）を用いることができる。

前記超音波振動を伝達できる材料としては、たとえば、石英、炭化ケイ素、金属などの超音波振動を殆ど吸収しない材料が挙げられる。
前記基板の一方面を処理するのに必要十分な低エネルギーの超音波振動としては、たとえば、２ＭＨｚ程度の高周波振動が挙げられる。また、このとき基板の一方面に供給される処理液としては、たとえば、窒素水が好ましい。

請求項２記載の発明は、前記基板と、前記プレートおよび超音波振動付与手段とを、前記一方面に交差する軸線まわりに相対回転させるための相対回転手段（３６，３９）をさらに含む、請求項１記載の基板処理装置である。
この発明によれば、前記基板と、前記プレートおよび超音波振動付与手段とを、基板の一方面に交差する軸線まわりに相対回転させることにより、前記一方面に処理液をより均一に供給することができる。したがって、処理液による処理を前記一方面により均一に施すことができる。

前記相対回転は、基板を固定して、プレートおよび超音波振動付与手段を回転させることにより行われてもよいし、プレートおよび超音波振動付与手段を固定して、基板を回転させることにより行われてもよいし、基板と、プレートおよび超音波振動付与手段とを互いに異なる回転速度または回転方向に回転させることにより行われてもよい。
具体的には、基板を保持するための基板保持手段（３）を用いて、基板を保持して固定した状態で、前記相対回転手段（３９）によって、前記プレートおよび超音波振動付与手段を前記軸線まわりに回転させてもよい。

また、前記プレートおよび超音波振動付与手段を固定した状態で、前記相対回転手段（３６）から前記基板保持手段に回転力を入力することにより、前記基板保持手段に保持された基板を前記軸線まわりに回転させてもよい。
さらに、前記相対回転手段によって、基板保持手段に保持された基板と、プレートおよび超音波振動付与手段とを、互いに異なる回転速度または回転方向に前記軸線まわりに回転させてもよい。

請求項３記載の発明は、前記超音波振動付与手段は、前記プレートの全体に超音波振動を付与する、請求項１または２記載の基板処理装置である。
この発明によれば、超音波振動付与手段からプレートの全体に超音波振動を付与することにより、前記対向面上の全ての処理液に超音波振動を付与することができる。これにより、前記一方面の全域に超音波処理液を供給して、超音波処理液による処理を前記一方面に均一に施すことができる。

請求項４記載の発明は、前記超音波振動付与手段は、前記プレートの一部に超音波振動を付与する、請求項２記載の基板処理装置である。
この発明によれば、超音波振動付与手段からプレートの一部に超音波振動を付与することにより、前記対向面上の一部の処理液に超音波振動を付与することができる。これにより、前記一方面の一部に超音波処理液が供給される。したがって、前記一方面の一部に超音波処理液を供給しつつ、前記相対回転手段によって、基板と、プレートおよび超音波振動付与手段とを相対回転させることにより、前記一方面の全域に超音波処理液を供給して、超音波処理液による処理を前記一方面に均一に施すことができる。

具体的には、例えば、基板がほぼ円形である場合、基板の一方面の半径を含む範囲（好ましくは直径を含む範囲）に超音波処理液を供給しつつ、基板と、プレートおよび超音波振動付与手段とを相対回転させることにより、前記一方面の全域に超音波処理液を供給することができる。
また、前記プレートの一部に対応する範囲に超音波振動付与手段を設ければよいので、プレートの全体に対応する範囲に超音波振動付与手段を設ける場合に比べて、その設置範囲を小さくすることができる。したがって、超音波振動付与手段を小型化し、その設置に要する費用を抑えることができる。

請求項５記載の発明は、基板に対して処理液を用いた処理を施すための基板処理方法であって、プレートの対向面を前記基板の一方面に間隔を隔てて対向配置させた状態で、前記対向面に形成された複数の吐出口から前記一方面に向けて処理液を吐出させつつ、この吐出された処理液を、前記対向面に形成された複数の吸引口から吸引させるための処理液供給工程（Ｓ３，Ｓ４）と、前記吐出口から対向面上に吐出された処理液に、超音波振動を伝達できる材料で形成された前記プレートを介して超音波振動を付与するための超音波振動付与工程（Ｓ２〜Ｓ６）とを含む、基板処理方法である。

この発明によれば、請求項１に関連して述べた効果と同様な効果を奏することができる。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置１の構成を説明するための図解図である。この基板処理装置１は、たとえば半導体ウエハのような、ほぼ円形の基板Ｗに対して各種の液やガスによる処理を施すための枚葉式の処理装置であり、基板Ｗに対して前記各種の液やガスを供給するためのプレート２と、基板Ｗを挟持してほぼ水平に保持するための複数本のローラピン３とを備えている。

プレート２は、たとえば、石英で形成された円板状の部材であり、基板Ｗの外径よりも僅かに小さく、かつ、少なくともデバイス形成領域（基板Ｗの表面の周縁部以外の領域）全体を覆うことができる大きさにされている。プレート２は、鉛直な中心軸線を有する支持軸４の上端にほぼ水平に結合されており、その上面は、複数本のローラピン３によってプレート２の上方で基板Ｗが保持された状態で、基板Ｗの表面（下面）に対向する対向面５となっている。この対向面５には、前記各種の液またはガスを吐出するための複数の吐出口６と、吐出口６から吐出された前記各種の液またはガスを吸引するための吸引口７とがほぼ全面に均一に分布して形成されている。

各吐出口６は、供給プレート２をその厚み方向（上下方向）に貫通する略円柱状の供給路８と連通されており、各吸引口７は、供給プレート２をその厚み方向（上下方向）に貫通する略円柱状の吸引路９と連通されている。また、各吐出口６には、洗浄液としてのＳＣ１（アンモニア／過酸化水素水混合液）、リンス液としての窒素水（窒素を含む水溶液）、乾燥促進剤としてのＩＰＡ（イソプロピルアルコール）および不活性ガスとしての窒素ガスを選択的に供給するための供給機構１０が接続されており、各吸引口７には、各吐出口６から吐出されたＳＣ１、窒素水、ＩＰＡおよび窒素ガスを吸引するための吸引機構１１が接続されている。

供給機構１０は、供給路８を介して各吐出口６にＳＣ１、窒素水、ＩＰＡおよび窒素ガスを選択的に供給することができるように構成されており、集合供給管１２と、集合供給管１２から分岐され、各供給路８にそれぞれ接続された複数の分岐供給管１３とを備えている。集合供給管１２には、ＳＣ１供給管１４、窒素水供給管１５、ＩＰＡ供給管１６および窒素ガス供給管１７が接続されており、ＳＣ１供給管１４、窒素水供給管１５、ＩＰＡ供給管１６および窒素ガス供給管１７からそれぞれＳＣ１、窒素水、ＩＰＡおよび窒素ガスが供給されるようになっている。

ＳＣ１供給管１４は、ＳＣ１が貯留されたＳＣ１タンク１８から延びており、その途中部には、ＳＣ１タンク１８からＳＣ１を汲み出すためのＳＣ１ポンプ１９と、このＳＣ１供給管１４を開閉するＳＣ１バルブ２０とが介装されている。窒素水供給管１５には、図示しない窒素水供給源からの窒素水が供給されるようになっており、その途中部には、この窒素水供給管１５を開閉する窒素水バルブ２１が介装されている。ＩＰＡ供給管１６には、図示しないＩＰＡ供給源からのＩＰＡが供給されるようになっており、その途中部には、このＩＰＡ供給管１６を開閉するＩＰＡバルブ２２が介装されている。窒素ガス供給管１７には、図示しない窒素ガス供給源からの窒素ガスが供給されるようになっており、その途中部には、この窒素ガス供給管１７を開閉する窒素ガスバルブ２３が介装されている。

これにより、窒素水バルブ２１、ＩＰＡバルブ２２および窒素ガスバルブ２３を閉じて、ＳＣ１バルブ２０を開き、ＳＣ１ポンプ１９を駆動することにより、ＳＣ１タンク１８に貯留されているＳＣ１を各吐出口６に供給することができる。また、ＳＣ１バルブ２０、ＩＰＡバルブ２２および窒素ガスバルブ２３を閉じて、窒素水バルブ２１を開くことにより、窒素水供給源からの窒素水を各吐出口６に供給することができる。また、ＳＣ１バルブ２０、窒素水バルブ２１および窒素ガスバルブ２３を閉じて、ＩＰＡバルブ２２を開くことにより、ＩＰＡ供給源からのＩＰＡを各吐出口６に供給することができる。また、ＳＣ１バルブ２０、窒素水バルブ２１およびＩＰＡバルブ２２を閉じて、窒素ガスバルブ２３を開くことにより、窒素ガス供給源からの窒素ガスを各吐出口６に供給することができる。

吸引機構１１は、集合吸引管２４と、集合吸引管２４から分岐され、各吸引路９にそれぞれ接続された複数の分岐吸引管２５とを備えている。集合吸引管２４には、集合吸引管２４内を吸引するためのコンバム２６と、吸引されたＳＣ１が流通するＳＣ１回収管２７とが接続されている。ＳＣ１回収管２７の先端（ＳＣ１回収管２７における流体の流通方向の下流端）は、ＳＣ１タンク１８に接続されており、その途中部には、集合吸引管２４側から順に、ＳＣ１回収管２７を開閉する回収バルブ２９と、ＳＣ１回収管２７を流通するＳＣ１中の異物を除去するためのフィルタ３０と、ＳＣ１回収管２７にＳＣ１を引き込むための回収ポンプ３１とが介装されている。また、集合吸引管２４には、ＳＣ１回収管２７の接続部よりも先端側の位置に、この集合吸引管２４を開閉する吸引バルブ３２が介装されている。

これにより、各吐出口６からＳＣ１、窒素水、ＩＰＡまたは窒素ガスが吐出されている状態で、回収バルブ２９を閉じ、吸引バルブ３２を開いて、コンバム２６を駆動することにより、各吐出口６から吐出されるＳＣ１、窒素水、ＩＰＡまたは窒素ガスを、吸引口７、吸引路９、分岐吸引管２５および集合吸引管２４を介してコンバム２６に吸引することができる。また、各吐出口６からＳＣ１が吐出されている状態で、吸引バルブ３２を閉じ、回収バルブ２９を開いて、回収ポンプ３１を駆動することにより、各吐出口６から吐出されるＳＣ１を、吸引口７、吸引路９、分岐吸引管２５、集合吸引管２４およびＳＣ１回収管２７を介してＳＣ１タンク１８に回収することができる。

また、プレート２の下面のほぼ全域には、超音波発振器３３からの発振信号を受けて振動する超音波振動子３４が結合されている。この超音波振動子３４は、たとえば、複数の振動子をプレート２の下面のほぼ全域を覆うように分散配置させて構成されている。 超音波振動子３４からプレート２の下面に超音波振動を付与すると、この超音波振動は上方に向かってプレート２内を伝達されていき、対向面５の全域を含むプレート２の全体に超音波振動が付与されるようになっている。また、プレート２は、前述のように、石英によって形成されているので、プレート２の下面に付与された超音波振動は、プレート２に殆ど吸収されることなく、プレート２の全体に良好に伝達される。

複数本のローラピン３は、それぞれ、鉛直な中心軸線を有する円柱状に形成されており、対向面５の上方における同一の水平面内において、対向面５の中心を通る鉛直な軸線上の点を中心とする同一円周上の異なる位置に配置されている。各ローラピン３には、ローラピン３を水平移動させるためのローラピン移動機構３５が結合されており、このローラピン移動機構３５によって、各ローラピン３を基板Ｗの周端面に近づけたり、遠ざけたりすることができる。したがって、基板Ｗと複数本のローラピン３とが同じ高さに配置されている状態で、ローラピン移動機構３５によって各ローラピン３を基板Ｗの周端面に押し付けることにより、各ローラピン３の周面によって基板Ｗを協働して挟持することができる。

また、各ローラピン３は、その中心軸線まわりに自転可能とされており、複数本のローラピン３のうちの一部または全部には、当該ローラピン３に回転力を与えるためのローラピン回転駆動機構３６が接続されている。複数本のローラピン３によって基板Ｗを保持した状態で、一部または全部のローラピン３にローラピン回転駆動機構３６からの回転力を入力して、当該ローラピン３を自転させることにより、前記回転力をローラピン３から基板Ｗに伝達させて、基板Ｗの表面の中心を通る鉛直な軸線（対向面５の中心を通る鉛直な軸線と同一軸線）まわりに基板Ｗを回転させることができる。また、基板Ｗを回転させる際に、ローラピン回転駆動機構３６からの回転力が入力されていないローラピン３は、基板Ｗの回転に従動して自転するようになっている。これにより、基板Ｗがスムーズに回転するようになっている。

また、各ローラピン３は、鉛直方向に昇降可能とされており、各ローラピン３には、複数本のローラピン３を一体的に昇降させるためのローラピン昇降駆動機構３７が結合されている。複数本のローラピン３によって基板Ｗを保持した状態で、ローラピン昇降駆動機構３７によって、複数本のローラピン３を一体的に昇降させることにより、保持された基板Ｗの表面をプレート２の対向面５に近接させたり、対向面５から上方に大きく退避させたりすることができる。

図２は、プレート２の対向面５を示す平面図である。各吐出口６は、対向面５に規則的に配列されており、たとえば、対向面５に沿う所定方向およびこの所定方向に直交する方向にそれぞれ等間隔を隔てて行列状に配置されている。そして、各吸引口７は、各吐出口６の周囲に規則的に配置されており、たとえば、各吐出口６を中心とする正六角形の頂点にそれぞれ配置されている。

各吐出口６から吐出されるＳＣ１、窒素水、ＩＰＡおよび窒素ガスは、図２に矢印で示すように、各吐出口６の周囲に配置された６つの吸引口７に向けてほぼ均一に分散して流れるようになっている。
図３は、前記基板処理装置１の電気的構成を説明するためのブロック図である。この基板処理装置１は、制御装置３８を備えている。この制御装置３８は、ＳＣ１ポンプ１９、コンバム２６、回収ポンプ３１、超音波発振器３３、ローラピン移動機構３５、ローラピン回転駆動機構３６およびローラピン昇降駆動機構３７の動作を制御する。また、制御装置３８は、ＳＣ１バルブ２０、窒素水バルブ２１、ＩＰＡバルブ２２、窒素ガスバルブ２３、回収バルブ２９および吸引バルブ３２の開閉を制御する。

図４は、前記基板処理装置１による基板Ｗの処理の一例について説明するための図である。
処理対象の基板Ｗは、図示しない保持ハンドに保持されながら搬送ロボットによって搬送されてきて、デバイス形成面である表面を下にした状態で、プレート２の上方に配置される（ステップＳ１）。

プレート２の上方に基板Ｗが配置されると、制御装置３８は、ローラピン移動機構３５およびローラピン昇降駆動機構３７を制御して、各ローラピン３を当該基板Ｗと同じ高さに配置させて、各ローラピン３の周面によって基板Ｗを挟持させる。これにより、保持ハンドから複数本のローラピン３に基板Ｗが受け渡され、保持ハンドがプレート２の上方から退避する。

複数本のローラピン３によって基板Ｗが保持されると、制御装置３８は、再びローラピン昇降駆動機構３７を制御して、保持された基板Ｗを下降させて、基板Ｗの表面をプレート２の対向面５に近接させる。
基板Ｗの表面が対向面５に近接されると、制御装置３８は、超音波発振器３３を制御して、所定の振動数（たとえば、２ＭＨｚ）で超音波振動子３４を振動させる（ステップＳ２）。そして、制御装置３８は、窒素水バルブ２１、ＩＰＡバルブ２２および窒素ガスバルブ２３を閉じるとともに、ＳＣ１バルブ２０を開き、ＳＣ１ポンプ１９を駆動させる（ステップＳ３）。それと同時に、制御装置３８は、吸引バルブ３２を閉じ、回収バルブ２９を開いて、回収ポンプ３１を駆動させる。

これにより、各吐出口６にＳＣ１が供給されて、各吐出口６から基板Ｗの表面に向けてＳＣ１が吐出されるとともに、吐出されたＳＣ１が各吸引口７から吸引される。その結果、基板Ｗの表面にＳＣ１が均一に供給されてＳＣ１による処理（たとえば、パーティクルや金属薄膜などの異物の除去）が基板Ｗの表面に均一に施される。また、吐出されたＳＣ１には、図２を参照して説明したような流れが生じて、このＳＣ１の流れによって、基板Ｗの表面が対向面５から所定の間隔（たとえば、１０μｍ）を隔てた非接触状態で基板Ｗがプレート２に吸着保持される。すなわち、基板Ｗの表面と対向面５との間には、互いの面内に亘って均一な膜厚のＳＣ１の薄膜が形成される。

一方、超音波振動子３４から発振された超音波振動は、プレート２の下面から対向面５の全域を含むプレート２の全体に伝達される。したがって、対向面５上に形成されたＳＣ１の薄膜には、対向面５の全域から超音波振動が付与される。これにより、超音波振動が付与されたＳＣ１が基板Ｗの表面に均一に供給され、このＳＣ１から基板Ｗの表面に超音波振動が付与される。

ここで、ＳＣ１から基板Ｗの表面に付与される超音波振動は、前述のように、ＳＣ１が均一な膜厚の薄膜にされているので、殆ど減衰しておらず、また、そのエネルギーは基板Ｗの表面上の各点でほぼ同じ大きさになっている。したがって、超音波振動子３４から発振された前記表面を洗浄するのに必要十分な低エネルギーの超音波振動は、プレート２およびＳＣ１の薄膜を介して、基板Ｗの表面に良好に、かつ、均一に付与される。これにより、基板Ｗの表面にダメージを与えることなく、基板Ｗの表面に付着している異物を良好に除去することができる。

さらに、各吐出口６から吐出されたＳＣ１には前記流れが生じているので、処理能力の低下したＳＣ１を速やかに吸引し、処理能力の高いＳＣ１を基板Ｗの表面に供給し続けて、効率的な処理を基板Ｗの表面に施すことができる。また、吐出されたＳＣ１を吸引口７から吸引することにより、基板Ｗの表面と対向面５との間に介在するＳＣ１が基板Ｗの周囲に飛び散ることを抑制することができる。したがって、飛び散ったＳＣ１によって装置が汚染されることを低減することができる。

基板Ｗの表面にＳＣ１が供給される際に、基板Ｗは、プレート２に対して回転されていてもよく、回転されていなくてもよい。基板Ｗの表面にＳＣ１を供給しつつ、基板Ｗを回転させることにより、基板Ｗの表面にＳＣ１をより均一に供給することができる。
具体的には、複数本のローラピン３によって基板Ｗを保持した状態で、制御装置３８によって、ローラピン回転駆動機構３６からローラピン３に回転力を入力して当該ローラピン３を自転させることにより、前記回転力を基板Ｗに伝達させて、所定の回転速度（たとえば、２０ｒｐｍ）で基板Ｗを回転させることができる。

ＳＣ１の供給が所定の洗浄処理時間に亘って行われると、制御装置３８は、ＳＣ１バルブ２０を閉じて、基板ＷへのＳＣ１の供給を停止させるとともに、回収バルブ２９を閉じて回収ポンプ３１を停止させる。その後、制御装置３８は、窒素水バルブ２１を開いて、窒素水を各吐出口６に供給し、各吐出口６から基板Ｗの表面に向けて窒素水を吐出させる（ステップＳ４）。それと同時に、制御装置３８は、吸引バルブ３２を開いてコンバム２６を駆動し、各吐出口６から吐出される窒素水を、吸引口７から吸引させる。このとき、制御装置３８は、超音波振動子３４を前記所定の振動数で振動させ続けており、超音波振動子３４からプレート２に超音波振動が付与され続けている。

これにより、基板Ｗの表面に窒素水が均一に供給されて、基板Ｗの表面に付着している全てのＳＣ１が、この供給された窒素水によって洗い流される。また、基板Ｗの表面と対向面５との間に形成された窒素水の薄膜には、対向面５の全域から超音波振動が付与されているので、ＳＣ１が供給された後に基板Ｗの表面に付着している異物は良好に除去される。さらに、各吐出口６から吐出された窒素水を各吸引口７から吸引させることにより、基板Ｗの表面と対向面５との間に介在する窒素水が基板Ｗの周囲に飛び散って装置を汚染させることを低減することができる。

基板Ｗの表面に窒素水を供給する際に、複数本のローラピン３によって保持された基板Ｗは、プレート２に対して回転されていてもよく、回転されていなくてもよい。
窒素水の供給が所定のリンス処理時間に亘って行われると、制御装置３８は、窒素水バルブ２１を閉じて、基板Ｗへの窒素水の供給を停止させるとともに、ＩＰＡバルブ２２を開いてＩＰＡを各吐出口６に供給し、各吐出口６から基板Ｗの表面に向けてＩＰＡを吐出させる（ステップＳ５）。このとき、吸引バルブ３２は開かれており、コンバム２６は駆動され続けている。また、制御装置３８は、超音波振動子３４を前記所定の振動数で振動させ続けており、超音波振動子３４からプレート２に超音波振動が付与され続けている。

これにより、基板Ｗの表面にＩＰＡが均一に供給されて、基板Ｗの表面に付着している全ての窒素水が、この供給されたＩＰＡによって置換される。また、基板Ｗの表面と対向面５との間に形成されたＩＰＡの薄膜には、対向面５の全域から超音波振動が付与されているので、窒素水が供給された後に基板Ｗの表面に付着している異物は良好に除去される。さらに、各吐出口６から吐出されたＩＰＡを各吸引口７から吸引させることにより、基板Ｗの表面と対向面５との間に介在するＩＰＡが基板Ｗの周囲に飛び散って装置を汚染させることを低減することができる。

ＩＰＡの供給が所定の置換処理時間に亘って行われると、制御装置３８は、超音波発振器３３を制御して、超音波振動子３４の振動を停止させる（ステップＳ６）。そして、制御装置３８は、ＩＰＡバルブ２２を閉じて、基板ＷへのＩＰＡの供給を停止させるとともに、窒素ガスバルブ２３を開いて窒素ガスを各吐出口６に供給し、各吐出口６から基板Ｗの表面に向けて窒素ガスを吐出させる（ステップＳ７）。このとき、吸引バルブ３２は開かれており、コンバム２６は駆動され続けている。

これにより、基板Ｗの表面に窒素ガスが均一に供給されて、基板Ｗの表面付近の雰囲気が窒素ガス雰囲気とされる。そして、置換処理後に基板Ｗの表面に付着しているＩＰＡを含む窒素水は、窒素ガスの供給とともに、ＩＰＡの揮発力によって蒸発していく。これにより、基板Ｗの表面が乾燥される。このとき、基板Ｗの表面付近の雰囲気は、窒素ガス雰囲気とされているので、基板Ｗの表面にウォーターマークなどの乾燥不良が生じることが抑制されている。また、基板Ｗの表面に付着している窒素水には、純水よりも揮発性の高いＩＰＡが含まれているので、当該窒素水を速やかに蒸発させて、基板Ｗの表面を速やかに乾燥させることができる。

窒素ガスの供給が所定の乾燥処理時間に亘って行われると、制御装置３８は、窒素ガスバルブ２３を閉じて、コンバム２６を停止させる。そして、制御装置３８は、ローラピン移動機構３５およびローラピン昇降駆動機構３７を制御して、複数本のローラピン３によって基板Ｗを保持しつつ、この基板Ｗを対向面５の上方に大きく退避した位置に上昇させる。その後、搬送ロボットの保持ハンドが再び対向面５の上方に進入し、この保持ハンドによって処理後の基板Ｗが保持されて搬出されていく（ステップＳ８）。

図５は、本発明の第２の実施形態に係るプレート２および超音波振動子１３４の平面図である。この図５において、図１に示す各部に相当する部分には、それら各部と同一の参照符号が付されており、対向面５に形成された複数の吐出口６および吸引口７の図示は省略されている。また、以下では、その同一の参照符号を付した各部についての詳細な説明を省略する。さらに、前述の図１を併せて参照することとする。

この図５に示す第２の実施形態では、プレート２の一部に超音波振動が付与されるようになっており、超音波振動子１３４は、ほぼ円形であるプレート２の下面の直径を含む帯状の範囲に配置されている。
具体的には、超音波振動子１３４からの超音波振動は、前記帯状の範囲から上方に向かってプレート２内を伝達され、ほぼ円形である対向面５の直径を含む帯状の超音波振動付与範囲Ｔ（図５において斜線が施された範囲。対向面５におけるその中心Ｏを通って、その一方の周縁と他方の周縁とを結ぶ直線を含む範囲。）に達するようになっている。

したがって、超音波振動子１３４から超音波振動付与範囲Ｔを含むプレート２の一部に超音波振動を付与しつつ、各吐出口から処理液（本実施形態では、ＳＣ１、窒素水またはＩＰＡ）を吐出することにより、対向面５上に形成された処理液の薄膜の一部に、超音波振動付与範囲Ｔから超音波振動を付与することができる。これにより、基板Ｗの表面における超音波振動付与範囲Ｔに対向する範囲（基板Ｗの表面の直径を含む帯状の範囲）に超音波振動が付与された処理液（以下「超音波処理液」という。）を供給することができる。

したがって、基板Ｗの表面の直径を含む帯状の範囲に超音波処理液を供給しつつ、複数本のローラピン３に保持された基板Ｗを、ローラピン回転駆動機構３６によって回転させることにより、超音波処理液を基板Ｗの表面に均一に供給することができる。これにより、超音波処理液からの超音波振動によって基板Ｗの表面に付着している異物を良好に除去しつつ、処理液による処理を基板Ｗの表面に均一に施すことができる。

以上のようにこの第２の実施形態では、プレート２の一部に超音波振動を付与しつつ、プレート２および超音波振動子１３４に対して基板Ｗを回転させることにより、基板Ｗの表面の全域に超音波処理液を供給することができる。これにより、超音波処理液による処理を基板Ｗの表面に均一に施すことができる。
また、プレート２の一部に対応する範囲（プレート２の下面の直径を含む帯状の範囲）に、超音波振動子１３４を配置すればよいので、プレート２の全体に対応する範囲に超音波振動子１３４を配置する場合に比べて、必要な振動子の数を減少させることができる。したがって、超音波振動子１３４の設置に要する費用を抑えることができる。

この発明は、以上の第１および第２の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。たとえば、前述の第１および第２の実施形態では、プレート２、支持軸４および超音波振動子３４，１３４が回転しない例について説明したが、プレート２、支持軸４および超音波振動子３４，１３４は、回転させられてもよい。

具体的には、支持軸４にプレート回転駆動機構３９（図１参照）を結合し、このプレート回転駆動機構３９を制御装置３８によって制御することにより（図３参照）、プレート回転駆動機構３９から支持軸４に回転力を入力して、プレート２、支持軸４および超音波振動子３４，１３４を、対向面５の中心を通る鉛直な軸線まわりに一体回転させてもよい。

この場合、複数本のローラピン３によって基板Ｗを保持して固定した状態で、プレート２、支持軸４および超音波振動子３４，１３４を回転させてもよいし、ローラピン回転駆動機構３６によって複数本のローラピン３に保持された基板Ｗを回転させつつ、プレート２、支持軸４および超音波振動子３４，１３４を基板Ｗと異なる回転速度または回転方向に回転させてもよい。

また、前述の第１および第２の実施形態では、プレート２が石英によって形成されている例について説明したが、石英に限らず、たとえば炭化ケイ素や金属などの超音波振動を良好に伝達できるその他の材料によってプレート２を形成してもよい。
また、前述の第１および第２の実施形態では、洗浄液としてのＳＣ１およびリンス液としての窒素水が基板Ｗの表面に供給される例について説明したが、洗浄液やリンス液に限らず、薬液を基板Ｗの表面に供給してもよい。

たとえば、薬液としてレジスト剥離液を用い、レジストの薄膜が形成された基板Ｗの表面に、超音波振動が付与されたレジスト剥離液を供給することにより、基板Ｗの表面からレジストを良好に剥離して、基板Ｗの表面からレジストを均一に除去することができる。
また、洗浄液としては、ＳＣ１に限らず、アンモニア水などの他の洗浄液を基板Ｗの表面に供給してもよい。また、リンス液としては、窒素水に限らず、純水、ＤＩＷ（脱イオン化された純水）、機能水（炭酸水、電解イオン水、水素水、磁気水など）などの他のリンス液を基板Ｗの表面に供給してもよい。

また、前述の第１および第２の実施形態では、基板Ｗの表面に供給される乾燥促進剤として、ＩＰＡを例示したが、ＩＰＡに限らず、メタノール、エタノール、アセトン、ＭＥＫ（メチルエチルケトン）、ＨＦＥ（ハイドロフルオロエーテル）などの他の乾燥促進剤を基板Ｗの表面に供給してもよい。
また、前述の第１の実施形態では、基板Ｗの表面に供給される不活性ガスとして、窒素ガスを例示したが、窒素ガスに限らず、ヘリウムガス、アルゴンガス、乾燥空気などの他の不活性ガスを基板Ｗの表面に供給してもよい。

また、前述の第１および第２の実施形態では、処理対象となる基板Ｗとして半導体ウエハを取り上げたが、半導体ウエハに限らず、液晶表示装置用基板、プラズマディスプレイ用基板、ＦＥＤ用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板、フォトマスク用基板などの他の種類の基板が処理対象とされてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る基板処理装置の構成を説明するための図解図である。 プレートの対向面を示す平面図である。 前記基板処理装置の電気的構成を説明するためのブロック図である。 前記基板処理装置による基板の処理の一例について説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係るプレートおよび超音波振動子の平面図である。

符号の説明

１ 基板処理装置
２ プレート
５ 対向面
６ 吐出口
７ 吸引口
１０ 供給機構（処理液供給手段）
１１ 吸引機構（吸引手段）
３３ 超音波発振器（超音波振動付与手段）
３４，１３４ 超音波振動子（超音波振動付与手段）
３６ ローラピン回転駆動機構（相対回転手段）
３９ プレート回転駆動機構（相対回転手段）
Ｗ 基板

Claims (5)

1. 基板に対して処理液を用いた処理を施すための基板処理装置であって、
   前記基板の一方面に間隔を隔てて対向配置される対向面に複数の吐出口および吸引口が形成されており、超音波振動を伝達できる材料によって形成されたプレートと、
   前記プレートの前記吐出口に、処理液を供給するための処理液供給手段と、
   前記プレートの前記吸引口内を吸引するための吸引手段と、
   前記プレートの前記吐出口から前記対向面上に吐出された処理液に前記プレートを介して超音波振動を付与するための超音波振動付与手段とを含む、基板処理装置。
2. 前記基板と、前記プレートおよび超音波振動付与手段とを、前記一方面に交差する軸線まわりに相対回転させるための相対回転手段をさらに含む、請求項１記載の基板処理装置。
3. 前記超音波振動付与手段は、前記プレートの全体に超音波振動を付与する、請求項１または２記載の基板処理装置。
4. 前記超音波振動付与手段は、前記プレートの一部に超音波振動を付与する、請求項２記載の基板処理装置。
5. 基板に対して処理液を用いた処理を施すための基板処理方法であって、
   プレートの対向面を前記基板の一方面に間隔を隔てて対向配置させた状態で、前記対向面に形成された複数の吐出口から前記一方面に向けて処理液を吐出させつつ、この吐出された処理液を、前記対向面に形成された複数の吸引口から吸引させるための処理液供給工程と、
   前記吐出口から対向面上に吐出された処理液に、超音波振動を伝達できる材料で形成された前記プレートを介して超音波振動を付与するための超音波振動付与工程とを含む、基板処理方法。

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