JPH1064868A - 基板洗浄装置および基板洗浄方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 パーティクルの再付着を防止すると共に、パ
ーティクルサイズにかかわらずパーティクルを除去す
る。 【解決手段】 ノズル部１５には、周波数が２０ＫＨｚ
〜７００ＫＨｚの範囲の低周波数の超音波振動が伝わる
のに充分な流量で吐出可能な吐出口２１が設けられてお
り、この低周波数の超音波振動と、超音波振動が比較的
伝わりやすい、周波数が８００ＫＨｚ〜３０００ＫＨｚ
の範囲の高周波数の超音波振動とを組み合わせて洗浄液
に付与ることが可能となって、周波数が高い超音波振動
で３μｍ以下程度の小さなパーティクルを除去でき、周
波数の低い超音波振動で１０μｍ以下程度の比較的大き
なパーティクルを除去できる。この流水式の超音波洗浄
は、溜め水式の超音波洗浄に比べて、基板２から離脱し
たパーティクルが流水と共に速やかに排出されるため、
基板２を再汚染しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
装置および液晶表示基板製造装置などに用いられ、液晶
表示器用角形ガラス基板、カラーフィルタ用ガラス基
板、フォトマスク用基板、サーマルヘッド用セラミック
基板、プリント基板および半導体ウエハなどの基板面を
洗浄処理する基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この基板洗浄装置は、現像装置や
エッチング装置などを有する基板処理装置の適所に設け
られ、基板処理の前工程と後工程の間や、基板処理の最
終仕上げ工程などに、先の処理で使用された処理液が基
板面に残留しないようにすると共に、基板面を清浄化す
るために洗浄処理するものである。

【０００３】このような基板洗浄装置として、図６に示
すように、洗浄槽３１の底部に超音波発生器３２が配設
され、この超音波発生器３２によって、洗浄槽３１内の
純水などの洗浄液に２０ＫＨｚ〜７００ＫＨｚレベルの
比較的低い周波数の超音波振動が付与されて、洗浄液内
に浸された基板３３に付着しているパーティクルを除去
して基板３３を洗浄するものである。

【０００４】また、他の基板洗浄装置として、図７に示
すように、複数の搬送ローラ４１によって基板４２を水
平に支持して搬送しつつ、超音波洗浄部材４３のスリッ
ト状の吐出口からメガヘルツレベル（８００ＫＨｚ〜２
０００ＫＨｚ）の比較的高い周波数の超音波振動が付与
された洗浄液を基板４２の幅方向にカーテン状に供給
し、基板４２に付着しているパーティクルを除去して基
板４２を洗浄するものである。

【０００５】さらに、他の基板洗浄装置として、図８に
示すように、基板５１の各４角部が位置決めピン５２で
位置決めされた状態で上面に基板５１を載置して支持す
ると共に中心軸Ｐ１を中心として回転自在な円形の基板
支持部材５３が配設されている。また、駆動アーム５４
の先端部に、メガヘルツレベル（８００ＫＨｚ〜２００
０ＫＨｚ）の比較的高い周波数の超音波振動が加えられ
た洗浄液をスリット状の吐出口から吐出するノズル部５
５を有する超音波洗浄手段５６が配設されている。この
駆動アーム５４は、図略の駆動機構によって、基板５１
の上面とノズル部５５とを所定距離だけ離間させた状態
で、基板支持部材５３の近傍位置の中心軸Ｐ２を回動中
心として、基板５１の中央部を通るように基板端部間を
ノズル部５５が揺動する構成となっている。このよう
に、回転可能な基板支持手段５３上に基板５１を水平に
載置し、基板支持手段５３と共に基板５１を回転させつ
つ、ノズル部５５を基板５１上で揺動させてノズル部５
５から超音波振動が付与された洗浄液を基板５１に供給
し、基板５１に付着しているパーティクルを除去して基
板５１を洗浄するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】３μｍ以上の比較的大
きいパーティクルを取り除くことが可能な７００ＫＨｚ
以下の比較的低い周波数の超音波振動は、従来の流水型
の供給装置では良好に洗浄液に付与することができない
ので、例えば図７の超音波洗浄部４３や図８の超音波洗
浄手段５６においては、流水型のノズル部でメガヘルツ
レベル（例えば８００ＫＨｚ〜２０００ＫＨｚ）の比較
的高い周波数の超音波振動が付与された洗浄液を用いて
いたが、有効に洗浄することができるパーティクルの粒
径範囲が１μｍ〜３μｍ程度の小さいパーティクルに限
られ、これよりも大きい３μｍ以上のパーティクルに対
して有効に除去することができないという問題があっ
た。

【０００７】また、例えば上記洗浄槽３１の溜め水型の
構成では、２０ＫＨｚ〜７００ＫＨｚレベルの比較的低
い周波数の超音波振動であっても、これを洗浄液に良好
に付与することができて基板３３から３μｍ以上の比較
的大きいパーティクルが除去され得る。ところが、基板
３３から離脱したパーティクルは洗浄槽３１内の洗浄液
中に拡散して、基板３３および洗浄槽３１内を汚染する
という問題があった。特に、基板洗浄後に、基板３３を
洗浄槽３１外に取り出すときに、洗浄液内に浮遊してい
たパーティクルが基板３３に再付着していた。このよう
な洗浄槽３１内の洗浄液の汚れを抑えるために、オーバ
ーフローなどで循環濾過を行っていたが、洗浄液中から
完全に浮遊したパーティクルを取り除くことができず、
浮遊したパーティクルの基板３３への再付着の虞があっ
た。

【０００８】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、パーティクルの再付着を防止すると共に、従来、流
水型の超音波洗浄で除去することができなかったサイズ
の大きいパーティクルを除去することができる基板洗浄
装置および基板洗浄方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の基板洗浄装置
は、基板に超音波振動が付与された洗浄液を供給して基
板を洗浄する基板洗浄装置において、基板を支持する支
持手段と、比較的低い周波数の超音波振動を洗浄液に付
与する超音波発生器を有すると共に、前記低い周波数の
超音波振動が洗浄液中を伝わるのに充分な流量で、支持
手段に支持された基板に向けて洗浄液を吐出するノズル
部を有することを特徴とするものである。また、好まし
くは、この低い周波数としては２０ＫＨｚ〜７００ＫＨ
ｚの範囲内とする。このとき、洗浄対象の基板と、超音
波振動が付与された洗浄液を基板に供給するノズル部と
を、基板の主面に沿った方向に相対的に移動させて基板
の洗浄を行うことが好ましい。

【００１０】この構成により、ノズル部はサイズの大き
いパーティクル除去用の低周波数の超音波振動が伝わる
のに充分な流量で吐出されるので、従来のような高周波
数の超音波振動が付与された洗浄液では取り除くことが
できなかったサイズの大きいパーティクルを、低周波数
の超音波振動が付与された洗浄液で基板面から取り除く
ことが可能となる。このとき、基板から離脱したパーテ
ィクルは洗浄液の充分な流量に乗って速やかに排出され
て基板への再付着は抑えられることになる。

【００１１】また、本発明の基板洗浄装置は、基板に超
音波振動が付与された洗浄液を供給して基板を洗浄する
基板洗浄装置において、基板を支持する支持手段と、支
持手段に支持された基板に向けて、比較的低い周波数の
超音波振動が付与された洗浄液を吐出する第１のノズル
と、支持手段に支持された基板に向けて、比較的高い周
波数の超音波振動が付与された洗浄液を吐出する第２の
ノズルとを有することを特徴とするものである。このと
き、洗浄対象の基板と第１のノズルおよび第２のノズル
とを、基板の主面に沿った方向に相対的に移動させて基
板の洗浄を行うことが好ましい。

【００１２】この構成により、比較的低い周波数の超音
波振動が付与された洗浄液を第１のノズルから吐出し、
比較的高い周波数の超音波振動が付与された洗浄液を第
２のノズルから吐出するので、従来では取り除くことが
できなかったサイズの大きいパーティクルも含めて、低
い周波数の超音波振動と高い周波数の超音波振動が付与
された洗浄液で基板面から取り除くことが可能となる。
このとき、基板から離脱したパーティクルは洗浄液の充
分な流量に乗って速やかに排出されて基板への再付着は
抑えられることになる。

【００１３】さらに、本発明の基板洗浄装置は、基板に
超音波振動が付与された洗浄液を供給して基板を洗浄す
る基板洗浄装置において、基板を支持する支持手段と、
支持手段に支持された基板に向けて超音波振動が付与さ
れた洗浄液を吐出するノズルと、洗浄液に付与する超音
波振動の周波数を、比較的低い周波数と比較的高い周波
数とのいずれかに切り替える周波数切替手段とを有する
ことを特徴とするものである。このとき、洗浄対象の基
板と、超音波振動が付与された洗浄液を基板に供給する
ノズルとを、基板の主面に沿った方向に相対的に移動さ
せて基板の洗浄を行うことが好ましい。

【００１４】この構成により、比較的低い周波数の超音
波振動と、比較的高い周波数の超音波振動とを周波数切
替手段で時系列に切り替えるようにすれば、超音波発生
器が１個で済み、また、同じ超音波振動を出力する２個
の超音波発生器で時系列に別の超音波振動に切り替える
ようにすれば、駆動時間は長くなるが、２個の超音波発
生器で異なる超音波振動を出力させるときに比べて超音
波出力が倍増する。

【００１５】さらに、好ましくは、本発明の基板洗浄装
置における低い周波数が２０ＫＨｚから７００ＫＨｚの
範囲であり、前記高い周波数が８００ＫＨｚから３００
０ＫＨｚの範囲である。

【００１６】この構成により、超音波周波数が低いほど
大きいサイズのパーティクルを除去可能であり、２０Ｋ
Ｈｚ〜７００ＫＨｚの範囲の超音波周波数を洗浄液に付
与すれば、１０μｍ以下の大きさのパーティクルも取り
除くことが可能で、また、８００ＫＨｚ〜３０００ＫＨ
ｚの範囲の超音波周波数を洗浄液に付与すれば、さらに
小さい３μｍ以下程度のパーティクルも取り除くことが
可能となる。

【００１７】さらに、本発明の基板洗浄装置において、
好ましくは、支持手段に支持された基板に向けて高圧で
洗浄液を吐出する高圧ノズルを有する。また、好ましく
は、支持手段に支持された基板の主面に当接して基板を
ブラシ洗浄する洗浄ブラシを有する。

【００１８】この構成により、低い周波数の超音波と、
高い周波数の超音波による超音波洗浄であれば、１０μ
ｍ以下の大きさのパーティクルも取り除くことが可能で
あり、これに加えて、ブラシ洗浄ではこびり付いた１０
μｍ以上の大きいパーティクルも洗浄可能で、高圧ノズ
ルであれば、非接触で傷無くしつこい汚れなども取り除
くことが可能となる。このように、それぞれの洗浄部材
の特徴が活かされて洗浄の相乗効果が得られることにな
る。

【００１９】さらに、本発明の基板洗浄装置において
は、基板とノズルを相対的に移動させる手段は、基板を
保持して回転させる基板保持部材と、この基板保持部材
に保持されて回転する基板上を、基板保持部材の近傍位
置を回動中心として、ノズルを円弧状に移動させるノズ
ル移動部材とを有していてもよい。

【００２０】この構成により、パーティクルの再付着を
防止すると共に、パーティクルサイズにかかわらずパー
ティクルを除去する超音波洗浄を、回転式の基板洗浄装
置に容易に適応可能となる。この場合には、回転する基
板上をノズルが回転半径方向に移動することから、最小
の吐出面積となり、洗浄液の流量を最小限に抑えること
が可能となると共に、流水型に加えてその遠心力でパー
ティクルが洗浄液と共に飛散されるので、パーティクル
の基板への再付着はより抑えられることになる。

【００２１】次に、本発明の基板洗浄方法は、基板に超
音波振動が付与された洗浄液を供給して基板を洗浄する
基板洗浄方法において、比較的低い周波数の超音波振動
を洗浄液に付与する工程と、低い周波数の超音波振動が
洗浄液中に伝わるのに充分な流量で、基板に向けて洗浄
液を吐出する工程とを含むことを特徴とするものであ
る。

【００２２】この構成により、従来、パーティクルの再
付着が防止可能な流水型でかつ傷の付かない非接触の超
音波洗浄では、比較的高い周波数の超音波洗浄しかでき
ず、３μｍ以下程度のサイズの小さいパーティクルしか
取り除くことができなかったが、比較的低い周波数の超
音波振動が伝わるのに充分な流量で洗浄液を吐出するし
て基板を洗浄するので、３μｍ以上のサイズの大きいパ
ーティクルを取り除くことが可能となる。また、この比
較的低い周波数の超音波洗浄に加えて、比較的高い周波
数の超音波洗浄を行えば、３μｍ以上のサイズの大きい
パーティクルや３μｍ以下程度のサイズの小さいパーテ
ィクルなどパーティクルサイズにかかわらずパーティク
ルを除去することが可能となる。この場合は、低い超音
波振動が伝わるのに充分な流量を有するノズルで、低い
超音波振動と高い超音波振動とが同時または別々に洗浄
液に付与される。

【００２３】また、本発明の基板洗浄方法は、基板に超
音波振動が付与された洗浄液を供給して基板を洗浄する
基板洗浄方法において、基板に向けて比較的低い周波数
の超音波振動が付与された洗浄液を吐出する工程と、基
板に向けて比較的高い周波数の超音波振動が付与された
洗浄液を吐出する工程とを含むことを特徴とするもので
ある。

【００２４】この構成により、比較的高い超音波振動が
付与された洗浄液を吐出する工程と、比較的低い超音波
振動が付与された洗浄液を吐出する工程とが別々に構成
されていれば、高い超音波振動が洗浄液に付与された洗
浄液を吐出する工程は、低い超音波振動が伝わるのに充
分な流量を必要とせず、洗浄液の供給量を削減すること
が可能となる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る基板洗浄装置
の実施形態について図面を参照して説明する。

【００２６】図１は本発明の一実施形態における基板洗
浄装置の構成を示す斜視図である。

【００２７】図１において、基板洗浄装置１は、上面に
基板２を載置して支持すると共に回転自在な支持手段と
しての円形の基板保持部材３と、この基板保持部材３を
垂直回転軸４を介して回転駆動させる回転駆動部として
の駆動モータ５と、基板保持部材３の周囲を囲み、洗浄
時に飛散した洗浄液を集液する集液排出手段６と、この
集液排出手段６の近傍位置に配設され、サイズの大きい
パーティクル除去用の低い周波数の超音波振動（本実施
形態では周波数２０ＫＨｚ〜７００ＫＨｚ）が加えられ
た洗浄液を基板２の上面に向けて吐出して超音波洗浄す
る超音波洗浄手段７と、この超音波洗浄手段７を基板２
上で駆動制御すると共に超音波駆動制御する制御手段８
とを有している。

【００２８】この基板保持部材３の基板保持機構として
はバキュームチャック（図示せず）が設けられており、
その回転中心軸に同心状に中央部に設けられて、載置さ
れた基板２を吸着して保持するように構成されている。
本実施形態では、バキュームチャックを使用したが、こ
の他に、基板２の４角部をそれぞれ図８のような２個の
位置決めピン５２と同様のピンで位置決めする構成であ
ってもよい。また、駆動モータ５は、基板保持部材３の
中心部に連結された垂直回転軸４に回転駆動力を駆動力
伝達手段などを介して伝達する構成である。

【００２９】また、集液排出手段６は、環状の底部の周
縁部から基板保持部材３を包囲するように立設された環
状の集液フード１０と、この集液フード１０の底部に上
端部が接続された複数の連絡管１１と、これらの各連絡
管１１の下端部が接続された環状の集液ダクト１２とを
備えており、洗浄時に基板２の回転によって遠心力で外
側に飛ばされた洗浄液は、集液フード１０の環状壁およ
び底部で捕捉され、吸引された気流に伴って連絡管１１
さらに集液ダクト１２を通り、その後、気液分離処理が
施されてそれぞれ系外に排出される。

【００３０】さらに、超音波洗浄手段７は、集液排出手
段６の他方の近傍位置に立設された垂直ロッド１３と、
この垂直ロッド１３の上端部に水平に延びるように延設
された駆動アーム１４と、この駆動アーム１４の先端部
に設けられ、低い周波数の超音波振動が加えられた洗浄
液を吐出するノズル部１５とを有している。この駆動ア
ーム１４は、基板２の上面とノズル部１５とを所定距離
だけ離間させた状態で、垂直ロッド１３の中心軸１３ａ
を回動中心として、回転する基板２の回転中央部を通過
する回転端部間を、駆動アーム１４の先端のノズル部１
５を円弧状に揺動させて移動させるノズル移動部材（図
示せず）を有する構成となっている。このように、駆動
アーム１４の先端のノズル部１５を基板２上で円弧状に
揺動させるノズル移動部材（図示せず）は駆動モータな
どで構成され、制御手段８からの制御信号によって駆動
制御がなされる。

【００３１】また、ノズル部１５は、従来のように幅１
ｍｍ〜２ｍｍ程度で基板幅の長さ寸法を有するスリット
状の吐出口からカーテン状に洗浄液を吐出するのではな
く、直径１ｃｍ以上の口径を有する円形の吐出口からス
トレート状に洗浄液を基板２に向けて所定の流量で吐出
するようになっている。

【００３２】つまり、従来は、このような流水式の超音
波洗浄の場合には、周波数８００ＫＨｚ〜３０００ＫＨ
ｚの比較的周波数の高い超音波振動は、スリット幅が１
ｍｍ〜２ｍｍ程度あれば良好に洗浄液に付与することが
できるが、その洗浄有効範囲は比較的狭く、供給される
洗浄液が基板２に当たった部分のみとなることから、流
量を少なくしつつ基板全面に洗浄液を当てるために、所
定方向に搬送される基板２の幅方向にカーテン状に洗浄
液を供給していた。このように、スリット幅が１ｍｍ〜
２ｍｍ程度の場合には、周波数が２０ＫＨｚ〜７００Ｋ
Ｈｚの比較的周波数の低い超音波振動は、吐出口からス
トレート状に供給される洗浄液に良好に付与されず、従
来は流量の問題から周波数８００ＫＨｚ〜３０００ＫＨ
ｚの比較的周波数の高い超音波振動でのみ超音波洗浄が
実現していた。ここで、ノズル部１５の吐出口の幅が１
０ｍｍ以上で流量が７リットル／分以上であれば、周波
数２０ＫＨｚ〜７００ＫＨｚの比較的周波数の低い超音
波振動であっても、吐出口から供給される洗浄液に良好
に付与され得る。また、上記のように、回転させた基板
２上に対して吐出口を移動させるようにしているので、
吐出口の形状が、洗浄液流量が最小の円形であっても基
板２の全面に満遍なく洗浄液を当てることができ、周波
数の高い超音波振動と低い超音波振動による洗浄が共に
有効となる。なお、周波数２０ＫＨｚ〜７００ＫＨｚの
比較的周波数の低い超音波振動による有効洗浄径は周波
数の高い超音波振動による有効洗浄径よりも大きく広が
ることが判明している。

【００３３】図２は図１の超音波洗浄手段７のアーム先
端にあるノズル部１５の一例を模式的に示す断面図であ
る。

【００３４】図２において、超音波洗浄手段７における
ノズル部１５のノズル本体内には振動板１６が設けら
れ、この振動板１６によってノズル本体内部が２つの空
間１７，１８に仕切られている。この空間１７には超音
波発生器である振動子１９，２０が振動板１６に取り付
けられている。これらの振動子１９，２０は制御手段８
によって駆動制御されて、周波数２０ＫＨｚ〜７００Ｋ
Ｈｚの低い周波数の超音波振動が発振される。このよう
に、これらの振動子１９，２０で振動板１６を振動させ
ることにより、空間１８に供給された洗浄液に低い周波
数の超音波振動が与えられることになる。この低い周波
数の超音波振動が与えられた洗浄液を、円形の吐出口２
１から基板２の上面に向けて吐出して超音波洗浄する構
成となっている。

【００３５】なお、本実施形態では、これらの振動子１
９，２０は制御手段８によって駆動制御されて、周波数
２０ＫＨｚ〜７００ＫＨｚの低い周波数の超音波振動が
発振されるように構成したが、これらの振動子１９，２
０は制御手段８によって駆動制御されて、異なる超音波
振動（周波数２０ＫＨｚ〜７００ＫＨｚと周波数８００
ＫＨｚ〜３０００ＫＨｚと）が同時に発振されてもよい
し、振動子１９，２０が同一の超音波振動（周波数２０
ＫＨｚ〜７００ＫＨｚまたは周波数８００ＫＨｚ〜３０
００ＫＨｚ）で時系列に順次交互に発振されてもよい。
この場合には、サイズの大きいパーティクル除去用の比
較的周波数の低い超音波振動（周波数２０ＫＨｚ〜７０
０ＫＨｚ）と、サイズの小さいパーティクル除去用の比
較的周波数の高い超音波振動（周波数８００ＫＨｚ〜３
０００ＫＨｚ）の振動周波数を切り替える周波数切替手
段が制御手段８内に必要となる。このように、これらの
振動子１９，２０で振動板１６を振動させることによ
り、空間１８に供給された洗浄液に異なる超音波振動が
与えられることになる。これらの異なる超音波振動が与
えられた洗浄液を、円形の吐出口２１から基板２の上面
に向けて吐出して超音波洗浄するように構成することも
できる。

【００３６】上記構成により、以下、その動作を説明す
る。まず、基板保持部材３上の所定位置に基板２が載置
されて固定され、基板保持部材３と共に基板２を回転駆
動させる。その後、超音波洗浄手段７の垂直ロッド１３
を回動中心として、駆動アーム１４の先端部のノズル部
１５を基板２の端縁部の上方位置に所定距離だけ離間さ
せた状態で、振動子１９，２０を駆動させて異なる所定
周波数の超音波振動をそれぞれ加えた洗浄液を、そのノ
ズル部１５の吐出口２１から基板２の上面に向けて吐出
させると共に、垂直ロッド１３を回動中心として、駆動
アーム１４と共にノズル部１５を回動させてノズル部１
５を基板２の端縁位置から中央位置を通って反対側の端
縁位置の方向に向けて円弧状に往復移動させて基板２の
上面全面の超音波洗浄を行う。

【００３７】このように、周波数が２０ＫＨｚ〜７００
ＫＨｚの範囲の比較的周波数の低い超音波振動が付与さ
れた洗浄液をノズル部から吐出させて超音波洗浄すると
共に、サイズの大きいパーティクル除去用の低周波数の
超音波振動が伝わるのに充分な洗浄液の流量であるた
め、従来のような高い周波数の超音波振動が付与された
洗浄液では取り除くことができなかったサイズの大きい
パーティクルを、基板面から取り除くことができる。

【００３８】また、周波数が２０ＫＨｚ〜７００ＫＨｚ
の範囲の比較的周波数の低い超音波振動と、周波数が８
００ＫＨｚ〜３０００ＫＨｚの範囲の比較的周波数の高
い超音波振動とを組み合わせて洗浄液に付与することに
より、周波数が高い超音波振動で３μｍ以下程度の小さ
なパーティクルを除去し、周波数の低い超音波振動で１
０μｍ以下程度の比較的大きなパーティクルを除去する
ことで、小さなパーティクルから大きなパーティクルま
での全サイズのパーティクルに亘って有効に超音波洗浄
をすることができる。

【００３９】このとき、流水式の超音波洗浄は、溜め水
式の超音波洗浄に比べて、基板２から離脱したパーティ
クルが流水と共に速やかに排出されるため、従来の溜め
水式の超音波洗浄のようにパーティクルが再付着して洗
浄済みの基板２を再汚染するようなことはない。また、
このとき、基板２は回転しており、その遠心力でパーテ
ィクルは洗浄液と共に外方に飛散するように働いて基板
２を再汚染するようなことはない。さらに、このような
従来の溜め水式の超音波洗浄では、溜め水内で基板を保
持するための部材、例えばカセットや搬送ローラなどが
必要となるが、この場合には、基板２以外のこのような
保持部材にも超音波振動が加えられるため、長時間に亘
って超音波洗浄処理をしていると、エロージョン現象が
起こってダメージを受け、これがパーティクル発生の原
因となって基板２および洗浄槽をさらに汚染してしまう
が、本発明の流水式の超音波洗浄では、このような虞は
全くない。

【００４０】図３は本発明の他の実施形態における基板
洗浄装置の構成を示す斜視図であり、図１の各部材と同
様な作用効果を奏する部材には同一の符号を付してい
る。

【００４１】図３において、サイズの大きいパーティク
ル除去用の周波数が２０ＫＨｚ〜７００ＫＨｚの低い周
波数の超音波振動が加えられた洗浄液を基板２の上面に
向けて吐出して超音波洗浄する超音波洗浄手段７と、サ
イズの小さいパーティクル除去用の周波数が８００ＫＨ
ｚ〜３０００ＫＨｚの高い周波数の超音波振動が加えら
れた洗浄液を基板２の上面に向けて吐出して超音波洗浄
する超音波洗浄手段３１とを組み合せたものである。超
音波洗浄手段７の駆動アーム１４の先端部には、低い周
波数の超音波振動が加えられた洗浄液を吐出するストレ
ート型の第１のノズルとしてのノズル部１５が配設さ
れ、超音波洗浄手段３１の駆動アーム１４の先端部に
は、高い周波数の超音波振動が加えられた洗浄液を吐出
するスリット型の第２のノズルとしてのノズル部３２が
配設されている。これらのノズル部１５，３２を、垂直
ロッド１３，１３をそれぞれ回動中心として回動させて
基板２の端縁位置から中央位置を通って反対側の端縁位
置の方向に向けて円弧状に交互に往復移動させて基板２
の上面全面の超音波洗浄を行うものである。このとき、
高い超音波振動が洗浄液に付与されるノズル部３２から
の洗浄液の供給量は、低い周波数の超音波振動が伝わる
のに充分な流量を必要とせず、洗浄液の供給量を削減す
ることができる。

【００４２】したがって、周波数が２０ＫＨｚ〜７００
ＫＨｚの範囲の比較的周波数の低い超音波振動が加えら
れた洗浄液を吐出するノズル部１５と、周波数が８００
ＫＨｚ〜３０００ＫＨｚの範囲の比較的周波数の高い超
音波振動が加えられた洗浄液を吐出するノズル部３２と
を組み合わせて超音波洗浄することにより、周波数が高
い超音波振動で３μｍ以下程度の小さなパーティクルを
除去し、周波数の低い超音波振動で１０μｍ以下程度の
比較的大きなパーティクルを除去することで、小さなパ
ーティクルから大きなパーティクルまでの全サイズのパ
ーティクルに亘って有効に超音波洗浄をすることができ
る。

【００４３】なお、図１の実施形態では、洗浄手段とし
て低い周波数の超音波洗浄手段７を用い、図３の実施形
態では、低い周波数の超音波洗浄手段７と高い周波数の
超音波洗浄手段３１とを組み合せて用いたが、図４に示
すように、この超音波洗浄手段７とブラシ洗浄部材３３
とを組み合せたものであってもよい。このブラシ洗浄部
材３３の駆動アーム１４の先端部には、ブラシ洗浄する
洗浄ブラシ３４が配設されている。これらのノズル部１
５と洗浄ブラシ３４をそれぞれ回動させて基板２の端縁
位置から中央位置を通って反対側の端縁位置の方向に向
けて円弧状に交互に往復移動させて基板２の上面全面の
洗浄を行うものである。また同様に、この超音波洗浄手
段７と、高圧ジェット洗浄手段としての高圧ジェット噴
射洗浄部材とを組み合せたものであってもよい。また、
超音波洗浄手段７に替えて高圧ジェット洗浄手段として
の高圧ジェット噴射洗浄部材を設けてもよい。この高圧
ジェット洗浄手段の構成は、例えば図４に示す洗浄ブラ
シ３４に替えてジェット噴射ノズル（高圧ノズル）を設
けたものである。

【００４４】以上のように、例えばブラシ洗浄部材３３
では、洗浄用ブラシが回転している洗浄ブラシ３４がノ
ズル部１５と同様に交互に揺動してしつこい汚れなども
取り除くことができるが、１０μｍ以下の大きさのパー
ティクルを洗浄できず、周波数が２０ＫＨｚ〜７００Ｋ
Ｈｚの超音波洗浄であれば、１０μｍ以下の大きさのパ
ーティクルも取り除くことができ、また、周波数が８０
０ＫＨｚ〜３０００ＫＨｚの超音波洗浄であれば３μｍ
以下程度のさらに小さいパーティクルを取り除くことが
できる。また、例えば高圧ジェット噴射洗浄部材では、
高圧で洗浄液を噴射するジェット噴射ノズル部が超音波
洗浄手段７のノズル部１５と同様に交互に揺動して非接
触で基板２の上面を傷つけることなく、しつこい汚れな
ども取り除くことができる。このように、それぞれの洗
浄部材の特徴が活かされて洗浄の相乗効果を得ることが
できる。ここでは、図４において、図１の各部材と同一
の作用効果を奏する部材には同一の符号を付してその説
明を省略している。

【００４５】なお、上記各実施形態では、基板２を基板
保持部材３で保持して回転させ、この基板保持部材３に
保持されて回転する基板２上を、基板保持部材３の近傍
位置を回動中心として、ノズル部１５が基板２の回転中
心を通る円弧状に移動する構成としたが、ノズル部１５
は円弧状ではなく基板２の回転中心を通る直線状に移動
するノズル移動部材を有する構成としてもよい。また、
搬送ローラで基板２の下面を支持しつつ搬送すると共
に、固定されたノズル部から、少なくとも比較的周波数
の低い超音波振動が付与された洗浄液を洗浄対象の基板
２に供給するようにしてもよい。この搬送ローラによる
基板直線移動方式の具体例については後述する。要は、
少なくとも比較的周波数の低い超音波振動が付与された
洗浄液を基板２に供給するノズル部と基板２を、基板２
の上面に沿った方向に相対的に移動させて基板２の洗浄
を行うように構成すればよい。さらに、これらのノズル
部と基板２とは共に止まっていても、少なくとも比較的
周波数の低い超音波振動が付与された洗浄液によって超
音波洗浄できればよい。これらの場合には、特に、周波
数が８００ＫＨｚ〜３０００ＫＨｚの超音波振動は処理
液が基板２に当たった部分のみに洗浄有効範囲を有する
ので洗浄有効範囲が狭く、基板２の全面に処理液を当て
るためにはノズル部の吐出口が複数個必要となる。

【００４６】また、図３の実施形態では、８００ＫＨｚ
〜３０００ＫＨｚの範囲の高い超音波振動が洗浄液に付
与されるノズル部３２と、２０ＫＨｚ〜７００ＫＨｚの
範囲の低い超音波振動が洗浄液に付与されるノズル部１
５とを別々に構成したが、同一のノズル部で構成しても
よい。この場合には、高い超音波振動が洗浄液に付与さ
れるノズル部３２からの洗浄液の供給量を削減すること
ができる。

【００４７】さらに、図１の実施形態では、２０ＫＨｚ
〜７００ＫＨｚの範囲の低い超音波振動だけを洗浄液に
付与し、また、その変形例として８００ＫＨｚ〜３００
０ＫＨｚの範囲の高い超音波振動と、２０ＫＨｚ〜７０
０ＫＨｚの範囲の低い超音波振動とを洗浄液に付与し
た。このように、サイズの大きいパーティクル除去用の
低い周波数を２０ＫＨｚ〜７００ＫＨｚの範囲とし、か
つサイズの小さいパーティクル除去用の高い周波数を８
００ＫＨｚ〜３０００ＫＨｚの範囲としたが、これらの
周波数範囲に限定されることはなく、また、３以上の周
波数範囲に分割しても良い。

【００４８】さらに、図１および図３の実施形態では、
基板２とノズル部１５，３２を相対的に移動させる手段
は、基板２を保持して回転させる基板保持部材３と、こ
の基板保持部材３に保持されて回転する基板２上を、基
板保持部材３の近傍位置を回動中心として、ノズル部１
５，３２を円弧状に移動させるように構成したが、この
ような基板回転式ではなく、図５に示すように、搬送ロ
ーラ３５による基板直線移動方式であってもよい。この
場合、複数の搬送ローラ３５によって基板２を水平に支
持して搬送しつつ、超音波洗浄部材３６の幅広のスリッ
ト状の吐出口（第１のノズルのノズル口）から（２０Ｋ
Ｈｚ〜７００ＫＨｚ）の比較的低い周波数の超音波振動
が付与された洗浄液を基板２の幅方向にカーテン状に供
給し、基板２に付着しているサイズの大きいパーティク
ルを除去して基板２を洗浄し、さらに、超音波洗浄部材
３６の下流側に超音波洗浄部材３７が配設され、超音波
洗浄部材３７の幅狭のスリット状の吐出口（第２のノズ
ルのノズル口）から（８００ＫＨｚ〜３０００ＫＨｚ）
の比較的高い周波数の超音波振動が付与された洗浄液を
基板２の幅方向にカーテン状に供給し、基板２に付着し
ているサイズの小さいパーティクルを除去して基板２を
洗浄するものである。この場合においても、１つのノズ
ル部で比較的低い周波数と比較的高い周波数との２つの
周波数を同時または時系列に切り替えて、低い周波数お
よび高い周波数の超音波振動が付与された洗浄液を吐出
するように構成することもできる。この場合、超音波洗
浄部材３６のノズル部内に１個または２個の超音波振動
子を設け、１個または２個の超音波振動子に対する入力
発振信号の周波数を切り替えるか、または２個の超音波
振動子を１個ずつ時系列に切り替えるように構成すれば
よい。

【００４９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、基板から
離脱したパーティクルが洗浄液の充分な流量に乗って速
やかに排出されることでパーティクルの再付着が防止可
能な流水型の超音波洗浄で、かつ、ノズル部はサイズの
大きいパーティクル除去用の低周波数の超音波振動が伝
わるのに充分な流量で洗浄液を吐出するため、従来のよ
うな高周波数の超音波振動が付与された洗浄液では取り
除くことができなかったサイズの大きいパーティクル
を、低周波数の超音波振動が良好に付与された洗浄液で
基板面から容易に取り除くことができる。

【００５０】また、ノズル部はサイズの大きいパーティ
クル除去用の低周波数の超音波振動が伝わるのに充分な
流量で吐出するため、低周波数の超音波振動と高周波数
の超音波振動が付与された洗浄液で、パーティクルサイ
ズにかかわらずパーティクルを除去することができる。
また、基板から離脱したパーティクルが洗浄液の充分な
流量に乗って速やかに排出されるため、パーティクルの
再付着を防止することができる。

【００５１】さらに、低周波数の超音波振動と、高周波
数の超音波振動とを周波数切替手段で時系列に切り替え
れば、少ない部材点数で必要な異なる超音波出力を得る
ことができる。

【００５２】さらに、低周波数の超音波と、高周波数の
超音波によって、パーティクルサイズにかかわらず超音
波洗浄できる本発明を、基板回転方式に適応させれば、
洗浄液の流量を最小限に抑えることができると共に、流
水型に加えてその遠心力でパーティクルを洗浄液と共に
飛散させて、パーティクルの基板への再付着をより抑え
ることができる。

【００５３】さらに、２０ＫＨｚ〜７００ＫＨｚの範囲
の超音波洗浄であれば、１０μｍ以下の大きさのパーテ
ィクルも取り除くことができ、また、８００ＫＨｚ〜３
０００ＫＨｚの範囲の超音波洗浄であれば、さらに小さ
い３μｍ以下程度のパーティクルをも取り除くことがで
きる。

【００５４】さらに、低周波数の超音波と高周波数の超
音波による超音波洗浄に加えて、ブラシ洗浄や高圧ジェ
ット噴射洗浄をすることで、それぞれの洗浄部材の特徴
が活かされて洗浄の相乗効果を得ることができる。

【００５５】さらに、８００ＫＨｚ〜３０００ＫＨｚの
範囲の高い超音波振動が洗浄液に付与される第１のノズ
ルと、２０ＫＨｚ〜７００ＫＨｚの範囲の低い超音波振
動が洗浄液に付与される第２のノズルとが別々に構成さ
れていれば、高い超音波振動が洗浄液に付与される第２
のノズルは、低い超音波振動が伝わるのに充分な流量を
必要とせず、洗浄液の供給量を削減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態における基板洗浄装置の構
成を示す斜視図である。

【図２】図１の超音波洗浄手段のアーム先端にあるノズ
ル部の一例を模式的に示す断面図である。

【図３】本発明の他の実施形態における基板洗浄装置の
構成を示す斜視図である。

【図４】本発明のさらに他の実施形態における基板洗浄
装置の構成を示す斜視図である。

【図５】本発明のさらに別の実施形態における基板搬送
方式の基板洗浄装置の構成を示す側面図である。

【図６】従来の水溜め方式の超音波洗浄装置の要部構成
を示す断面図である。

【図７】従来の基板搬送方式の超音波洗浄装置の要部構
成を示す側面図である。

【図８】従来の基板回転方式の超音波洗浄装置の要部構
成を示す平面図である。

【符号の説明】

１ 基板洗浄装置 ２ 基板 ３ 基板保持部材 ５ 駆動モータ ７，３１ 超音波洗浄手段 ８ 周波数切替制御手段 １５，３２ ノズル部 １９，２０ 振動子（超音波発生器） ２１ 吐出口 ３３ ブラシ洗浄部材 ３４ 洗浄ブラシ ３５ 搬送ローラ ３６，３７ 超音波洗浄部材

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に超音波振動が付与された洗浄液を
   供給して基板を洗浄する基板洗浄装置において、 基板を支持する支持手段と、 比較的低い周波数の超音波振動を洗浄液に付与する超音
   波発生器を有すると共に、前記低い周波数の超音波振動
   が洗浄液中を伝わるのに充分な流量で、支持手段に支持
   された基板に向けて洗浄液を吐出するノズル部を有する
   ことを特徴とする基板洗浄装置。
2. 【請求項２】 前記低い周波数は、２０ＫＨｚから７０
   ０ＫＨｚの範囲であることを特徴とする請求項１に記載
   の基板洗浄装置。
3. 【請求項３】 基板に超音波振動が付与された洗浄液を
   供給して基板を洗浄する基板洗浄装置において、 基板を支持する支持手段と、 支持手段に支持された基板に向けて、比較的低い周波数
   の超音波振動が付与された洗浄液を吐出する第１のノズ
   ルと、 支持手段に支持された基板に向けて、比較的高い周波数
   の超音波振動が付与された洗浄液を吐出する第２のノズ
   ルとを有することを特徴とする基板洗浄装置。
4. 【請求項４】 基板に超音波振動が付与された洗浄液を
   供給して基板を洗浄する基板洗浄装置において、 基板を支持する支持手段と、 支持手段に支持された基板に向けて超音波振動が付与さ
   れた洗浄液を吐出するノズルと、 洗浄液に付与する超音波振動の周波数を、比較的低い周
   波数と比較的高い周波数とのいずれかに切り替える周波
   数切替手段とを有することを特徴とする基板洗浄装置。
5. 【請求項５】 前記低い周波数が２０ＫＨｚから７００
   ＫＨｚの範囲であり、前記高い周波数が８００ＫＨｚか
   ら３０００ＫＨｚの範囲であることを特徴とする請求項
   ３から請求項４に記載の基板洗浄装置。
6. 【請求項６】 支持手段に支持された基板に向けて高圧
   で洗浄液を吐出する高圧ノズルを有することを特徴とす
   る請求項１から請求項５に記載の基板洗浄装置。
7. 【請求項７】 支持手段に支持された基板の主面に当接
   して基板をブラシ洗浄する洗浄ブラシを有することを特
   徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の基板洗
   浄装置。
8. 【請求項８】 基板に超音波振動が付与された洗浄液を
   供給して基板を洗浄する基板洗浄方法において、 比較的低い周波数の超音波振動を洗浄液に付与する工程
   と、 前記低い周波数の超音波振動が洗浄液中に伝わるのに充
   分な流量で、基板に向けて洗浄液を吐出する工程とを含
   むことを特徴とする基板洗浄方法。
9. 【請求項９】 基板に超音波振動が付与された洗浄液を
   供給して基板を洗浄する基板洗浄方法において、 基板に向けて比較的低い周波数の超音波振動が付与され
   た洗浄液を吐出する工程と、 基板に向けて比較的高い周波数の超音波振動が付与され
   た洗浄液を吐出する工程とを含むことを特徴とする基板
   洗浄方法。