JP2000000533A - 基板洗浄方法及び基板洗浄ノズル並びに基板洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板に損傷を与えず、洗浄効果を高める。 【解決手段】 貯留部１７に洗浄液が満たされた状態
で、電圧供給部１３から超音波帯域の周波数の交流電圧
を各圧電材料１１に同期して印加して、各圧電材料１１
の膨張収縮を超音波帯域の周波数で繰り返し行わせて変
動面１６を超音波帯域の周波数で繰り返し変動させるこ
とにより、貯留部１７内の洗浄液に超音波エネルギーを
与えて吐出口１４から一方向に加速させたミストを効率
良く発生させ、洗浄液のミストを高速に噴出させる。こ
の高速に噴出された洗浄液のミストを基板の洗浄面に吹
き付け、作用させて洗浄することで、基板に損傷を与え
ずに、基板洗浄の洗浄効果を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや液
晶表示器用のガラス基板、フォトマスク用のガス基板、
光ディスク用の基板などの基板を洗浄する基板洗浄方法
と基板洗浄に用いる基板洗浄ノズルの構造と基板洗浄装
置とに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、基板の洗浄は種々の方法で行われ
ており、例えば、超音波洗浄もその一つである。

【０００３】この超音波洗浄は、超音波振動子を内設し
た超音波ノズルから超音波を重畳させた洗浄液を基板の
洗浄面に噴出供給して基板の洗浄面を洗浄する洗浄方法
である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
超音波洗浄には、次のような問題がある。すなわち、洗
浄液に単に超音波を重畳させて基板に供給する従来の超
音波洗浄方法では、超音波の殆どが基板の洗浄面に到達
するので、超音波による基板の損傷などが同時に発生す
る。超音波による洗浄効果を高めることと、基板への損
傷を防止することとは互いに相反するので、洗浄液への
超音波パワーの重畳制御を精密に行う必要があり、制御
系などの構成が複雑化するなどの問題がある。また、洗
浄液への超音波パワーの重畳制御が不適切であると、洗
浄効果が低下するか、基板に損傷を与えることになる。

【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、基板に損傷を与えず、洗浄効果を高め
ることができる基板洗浄方法及び基板洗浄ノズル並びに
基板洗浄装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の超
音波ノズルを用いて超音波による洗浄の物理作用を調べ
ている過程で、超音波ノズルと基板の洗浄面との距離を
離していき、基板の洗浄面の付近で洗浄液の一部がミス
ト化するあたりから急激に洗浄効果が高まるという事実
を掴んだ。

【０００７】これは、超音波ノズルから噴出され、超音
波エネルギーが運動エネルギーに変換されてミスト化さ
れた洗浄液の液滴が基板に高速で衝突することで、洗浄
効果が高められるものと考えられる。

【０００８】ここで、従来の超音波ノズルは、洗浄液を
ミスト化することを目的につくられたものではないの
で、洗浄液を効率良くミスト化することができない。

【０００９】そこで、液をミスト化して噴出するスプレ
ーノズルを用いれば、洗浄効果が高められると考えられ
る。

【００１０】従来一般的に用いられているスプレーノズ
ルは、ノズルの吐出口付近で、噴出する液に高圧の気体
を混合することで液をミスト化して噴出する。この構造
のスプレーノズルの場合、ミスト化された洗浄液の液滴
の基板の洗浄面への衝突速度、すなわち、ノズルの吐出
口からの洗浄液のミストの噴出速度を高速にするために
は、噴出する液に混合する気体の圧力を高める必要があ
る。基板洗浄において十分な洗浄効果が得られる程度
に、ノズルの吐出口からの洗浄液のミストの噴出速度を
高速にするには、極めて高圧の気体を供給するための大
型のボンベ、あるいは、コンプレッサーをスプレーノズ
ルの近くに設置する必要がある。そのため、従来のスプ
レーノズルを基板洗浄に用いる場合には、基板洗浄装置
が大型になってしまい実用的ではない。

【００１１】以上の事実に基づき、本発明者らは、以下
の発明をなした。すなわち、請求項１に記載の発明に係
る基板洗浄方法は、基板を洗浄する基板洗浄方法であっ
て、洗浄液に超音波エネルギーを与えて一方向に加速さ
せたミストを発生させ、このミスト化した洗浄液を基板
の洗浄面に作用させて洗浄することを特徴とするもので
ある。

【００１２】請求項２に記載の発明に係る基板洗浄ノズ
ルは、基板洗浄に用いる基板洗浄ノズルであって、洗浄
液を貯留する貯留部と、前記貯留部に洗浄液を供給する
洗浄液供給手段と、前記貯留部に形成された洗浄液の吐
出口と、圧電作用によって前記貯留部の容積を膨張収縮
させるように前記貯留部を囲む壁面の一部の変動面を変
動させる圧電材料と、前記圧電材料に駆動用の交流電圧
を印加する電圧供給手段と、を備えたことを特徴とする
ものである。

【００１３】請求項３に記載の発明に係る基板洗浄ノズ
ルは、上記請求項２に記載の基板洗浄ノズルにおいて、
前記貯留部を囲む壁面のうち、基端側の１つの壁面を前
記変動面とし、前記貯留部を囲む壁面のうち、前記変動
面に対向する先端側の壁面に前記吐出口を形成したこと
を特徴とするものである。

【００１４】請求項４に記載の発明に係る基板洗浄ノズ
ルは、上記請求項２に記載の基板洗浄ノズルにおいて、
前記貯留部を囲む壁面のうち、互いに対向する２つの壁
面を前記変動面とし、前記貯留部を囲む壁面のうち、前
記変動面以外の壁面に前記吐出口を形成したことを特徴
とするものである。

【００１５】請求項５に記載の発明に係る基板洗浄ノズ
ルは、上記請求項４に記載の基板洗浄ノズルにおいて、
複数の貯留部を、各貯留部の変動面同士を隣合わせて並
設したことを特徴とするものである。

【００１６】請求項６に記載の発明に係る基板洗浄ノズ
ルは、上記請求項５に記載の基板洗浄ノズルにおいて、
一端側の貯留部から奇数番目に配置される各貯留部の容
積を膨張させたとき、一端側の貯留部から偶数番目に配
置される各貯留部の容積が収縮され、前記奇数番目に配
置される各貯留部の容積を収縮させたとき、前記偶数番
目に配置される各貯留部の容積が膨張されるように各貯
留部の変動面を変動させる各圧電材料に駆動用の交流電
圧を印加することを特徴とするものである。

【００１７】請求項７に記載の発明に係る基板洗浄装置
は、上記請求項２ないし６のいずれかに記載の基板洗浄
ノズルを備えたことを特徴とするものである。

【００１８】

【作用】請求項１に記載の発明に係る基板洗浄方法の作
用は次のとおりである。すなわち、洗浄液に超音波エネ
ルギーを与えて一方向に加速させたミストを発生させる
ことで、洗浄液を効率良くミスト化できるとともに、洗
浄液のミストを高速に噴出させることができる。そし
て、この高速に噴出された洗浄液のミストを基板の洗浄
面に吹き付け、作用させて基板の洗浄面を洗浄する。

【００１９】請求項２ないし６に記載の発明は、請求項
１に記載の基板洗浄方法を好適に実現し得る基板洗浄ノ
ズルである。

【００２０】請求項２に記載の発明に係る基板洗浄ノズ
ルによれば、洗浄液供給手段から貯留部に洗浄液が供給
されて貯留部に洗浄液が満たされた状態で、電圧供給手
段から圧電材料に駆動用の交流電圧を印加して、圧電材
料の圧電作用（圧電材料の変形）によって貯留部の容積
を膨張収縮させるように貯留部を囲む壁面の一部の変動
面を変動させ、貯留部内の洗浄液を変動面で押し出して
貯留部に形成された洗浄液の吐出口から一方向に噴出さ
せる。圧電材料の変形は、超音波帯域の周波数で繰り返
し行える。そこで、圧電材料の変形を超音波帯域の周波
数で繰り返し行うように、電圧供給手段から圧電材料に
駆動用の交流電圧を印加させることで、変動面が超音波
帯域の周波数で繰り返し変動され、貯留部内の洗浄液に
超音波エネルギーを与えて洗浄液の吐出口から一方向に
加速させたミストを効率良く発生させ、洗浄液のミスト
を高速に噴出させることができる。

【００２１】なお、本発明に係る基板洗浄ノズルの構造
では、洗浄液のミストの噴出速度は、吐出口の断面積と
変動面の面積との比と変動面の変動速度との積によって
決まる。すなわち、変動面の変動速度を速くしても洗浄
液のミストの噴出速度を速くすることができ、吐出口の
断面積に対して変動面の面積を大きくしても洗浄液のミ
ストの噴出速度を速くすることができる。

【００２２】請求項３に記載の発明に係る基板洗浄ノズ
ルによれば、吐出口が形成された貯留部の壁面に対して
変動面が接離するように変動され、洗浄液をミスト化
し、吐出口から洗浄液のミストを高速に噴出させる。

【００２３】請求項４に記載の発明に係る基板洗浄ノズ
ルによれば、互いに対向する２つの変動面が接離するよ
うに変動されて、洗浄液をミスト化し、変動面以外の貯
留部の壁面に形成された吐出口から洗浄液のミストを高
速に噴出させる。

【００２４】なお、この請求項４に記載の発明に係る基
板洗浄ノズルでは、互いに対向する２つの変動面を変動
させる各圧電材料の変形が同期して行えるように、各圧
電材料に駆動用の交流電圧を印加することで、各圧電材
料を同期して同じ方向に変形させて、各変動面を同期し
て接離させる。

【００２５】請求項５に記載の発明に係る基板洗浄ノズ
ルによれば、請求項４に記載の基板洗浄ノズルにおい
て、複数の貯留部を、各貯留部の変動面同士を隣合わせ
て並設したことで、各貯留部に形成された吐出口を１方
向に並設させることができ、各吐出口から洗浄液のミス
トを帯状に噴出させることができる。

【００２６】請求項６に記載の発明に係る基板洗浄ノズ
ルによれば、請求項５に記載の基板洗浄ノズルにおい
て、一端側の貯留部から奇数番目に配置される各貯留部
の容積を膨張させたとき、一端側の貯留部から偶数番目
に配置される各貯留部の容積が収縮され、上記奇数番目
に配置される各貯留部の容積を収縮させたとき、上記偶
数番目に配置される各貯留部の容積が膨張されるように
各貯留部の変動面を変動させる各圧電材料に駆動用の交
流電圧を印加することで、奇数番目に配置される各貯留
部の各吐出口からの洗浄液のミストの噴出と、偶数番目
に配置される各貯留部の各吐出口からの洗浄液のミスト
の噴出とを交互に連続して行うことができる。

【００２７】請求項７に記載の発明に係る基板洗浄装置
によれば、装置に備えられた請求項２ないし６のいずれ
かに記載の基板洗浄ノズルを用いて、高速に噴出させた
洗浄液のミストを基板の洗浄面に吹き付け、作用させて
基板の洗浄面を洗浄する。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は本発明の基板洗浄方法を実
現するための第１実施例に係る基板洗浄ノズルを側方か
ら見た縦断面図である。

【００２９】この基板洗浄ノズル１は、円筒状の本体部
１０の内側の空間に、複数のリング状の圧電材料１１が
積層されて収容されている。各圧電材料１１は、例え
ば、ピエゾ素子などで構成される。各圧電材料１１に
は、電極１２が形成され、電圧供給部１３から各電極１
２を介して各圧電材料１１に駆動用の交流電圧が同期し
て印加させ、各圧電材料１１を、図の矢印ＨＹに示す方
向に同期して変形（膨張収縮）させるようにしている。

【００３０】本体部１０の先端には洗浄液の吐出口１４
が形成された円板状の閉止部材１５が水密に取り付けら
れている。吐出口１４は、微小な開口で構成され、例え
ば、断面形状が直径Ｒ＝数十μｍ〜数百μｍ程度の円と
なる大きさで形成される。

【００３１】この基板洗浄ノズル１では、吐出口１４側
の圧電材料１１の吐出口１４側の面（電極１２）を変動
面１６とし、この変動面１６と、閉止部材１５の内壁面
と、本体部１０の内壁面とで囲まれる円柱状の空間が洗
浄液の貯留部１７になっている。上述したように、各圧
電材料１１を、図の矢印ＨＹに示す方向に同期して膨張
収縮させることで、吐出口１４に対向する変動面１６
を、貯留部１７の容積を膨張収縮させるように変動させ
ることができる。

【００３２】なお、電極１２に洗浄液とが接触して電極
１２から金属イオンが洗浄液に析出されるのを防止する
ために、電極１２は、樹脂などの絶縁材によって被覆さ
れている。

【００３３】本体部１０の基端には洗浄液供給管１８が
接続された円板状の閉止部材１９が水密に取り付けられ
ている。洗浄液供給源２０から洗浄液供給管１８、各圧
電材料１１内の円柱状の空間１１ａを経て貯留部１７に
洗浄液が供給されるようになっている。なお、洗浄液は
純水であってもよいし、薬液であってもよいし、その他
の液であってもよい。

【００３４】上記構成を有する基板洗浄ノズル１によれ
ば、洗浄液供給源２０から洗浄液供給管１８、各圧電材
料１１内の空間１１ａを経て貯留部１７に洗浄液が供給
されて貯留部１７に洗浄液が満たされた状態で、電圧供
給部１３から各圧電材料１１に駆動用の交流電圧を同期
して印加して、各圧電材料１１を図の矢印ＨＹに示す方
向に同期して膨張収縮させることによって貯留部１７の
容積を膨張収縮させるように変動面１６を変動させ、貯
留部１７内の洗浄液が変動面１６に押し出されて吐出口
１４から一方向に噴出される。電圧供給部１３から例え
ば数十kHz 〜数百kHz の超音波帯域の周波数の交流電圧
を各圧電材料１１に同期して印加して、各圧電材料１１
の膨張収縮を超音波帯域の周波数で繰り返し行わせて変
動面１６を超音波帯域の周波数で繰り返し変動させるこ
とにより、貯留部１７内の洗浄液に超音波エネルギーを
与えて吐出口１４から一方向に加速させたミストを効率
良く発生させ、洗浄液のミストを高速に噴出させること
ができる。

【００３５】従って、この基板洗浄ノズル１を用いれ
ば、洗浄液に超音波エネルギーを与えて一方向に加速さ
せたミストを発生させて、洗浄液を効率良くミスト化
し、洗浄液のミストを高速に噴出させて、この高速に噴
出された洗浄液のミストを基板の洗浄面に吹き付け、作
用させて基板の洗浄面を洗浄することができるので、基
板洗浄の洗浄効果を高めることができる。また、洗浄液
をミスト化したことで、超音波エネルギーを洗浄液のミ
ストの運動エネルギーに効率良く変換でき、従来の超音
波洗浄で問題となっていた超音波による基板の損傷をな
くことができる。さらに、洗浄液をミスト化して基板に
吹き付けて基板を洗浄するので、洗浄液そのものを基板
に供給して基板を洗浄する場合に比べて、基板洗浄に要
する洗浄液の使用量を低減させることができる。

【００３６】なお、この基板洗浄ノズル１では、貯留部
１７と各圧電材料１１内の空間１１ａとの間が開放され
ているが、貯留部１７への洗浄液の供給を連続して行っ
て、貯留部１７や各圧電材料１１内の空間１１ａに常に
洗浄液が満たされた状態にすれば、洗浄液によるウォー
ターハンマー現象による逆止効果で貯留部１７内の洗浄
液が各圧電材料１１内の空間１１ａ側に逆流することな
く、吐出口１４からのみ洗浄液が噴出されることにな
る。従って、貯留部１７への洗浄液の供給路に特別な逆
止機構を設けなくともよいが、適宜の逆止機構を設けれ
ば、吐出口１４から洗浄液をより強く噴出させることが
できる。

【００３７】この基板洗浄ノズル１の構造では、図２に
示すように、吐出口１４からの洗浄液のミストの噴出速
度ｖ１は、吐出口１４の断面積Ｓ１と変動面１６の面積
Ｓ２との比Ｓ２／Ｓ１と変動面１６の変動速度ｖ２との
積によって決まる。すなわち、変動面１６の変動速度ｖ
２を速くしても洗浄液のミストの噴出速度ｖ１を速くす
ることができ、吐出口１４の断面積Ｓ１に対して変動面
１６の面積Ｓ２を大きくしても洗浄液のミストの噴出速
度ｖ１を速くすることができる。

【００３８】次に第２実施例に係る基板洗浄ノズルの構
成を図３、図４を参照して説明する。図３は第２実施例
に係る基板洗浄ノズルを基端から見た縦断面図であり、
図４は第２実施例に係る基板洗浄ノズルを側方から見た
縦断面図である。

【００３９】この基板洗浄ノズル２は、断面形状で
「Ｕ」の字型の樋状の圧電材料２１の３方の開放面に閉
止部材２２、２３、２４が水密に取り付けられ、圧電材
料２１の３方の内壁面と各閉止部材２２〜２４の各内壁
面とで囲まれた直方体の空間を洗浄液の貯留部２５とし
ている。

【００４０】圧電材料２１のうち、互いに対向する２つ
の変位部位２１ａには、それぞれ一対の電極２６ａ、２
６ｂが形成され、電圧供給部２７から各電極２６ａ、２
６ｂを介して圧電材料２１の各変位部位２１ａに駆動用
の交流電圧が同期して印加されるようになっている。こ
れにより、圧電材料２１の各変位部位２１ａを、図３の
実線と二点鎖線で示すように矢印ＨＹに示す方向に同期
して変形させることができる。

【００４１】この基板洗浄ノズル２では、上記圧電材料
２１の２つの変位部位２１ａの内壁面（電極２６ａ）を
変動面２８とし、上述したように、圧電材料２１の２つ
の変位部位２１ａを、図の矢印ＨＹに示す方向に同期し
て変形させることで、互いに対向する２つの変動面２８
を接離させて、貯留部２５の容積を膨張収縮させること
ができる。

【００４２】なお、各変動面２８に形成される電極２６
ａは樹脂などの絶縁材によって被覆されている。

【００４３】圧電材料２１の先端に取り付けられた閉止
部材２２には洗浄液の吐出口２９が形成されている。ま
た、圧電材料２１の天井部に取り付けられた閉止部材２
３には洗浄液供給管１８が連通接続され、洗浄液供給源
２０から洗浄液供給管１８を経て貯留部２５に洗浄液を
供給できるようになっている。さらに、圧電材料２１の
基端に取り付けられた閉止部材２４には電極取り出し部
３０が設けられていて、この電極取り出し部３０を介し
て電圧供給部２７から各電極２６ａ、２６ｂに駆動電圧
が印加できるようになっている。

【００４４】この基板洗浄ノズル２によれば、電圧供給
部２７から超音波帯域の周波数の交流電圧を圧電材料２
１の２つの変位部位２１ａに同期して印加して、各変位
部位２１ａの変形を超音波帯域の周波数で繰り返し行わ
せて各変動面２８を超音波帯域の周波数で繰り返し接離
させることにより、貯留部２５内の洗浄液に超音波エネ
ルギーを与えて吐出口２９から一方向に加速させたミス
トを効率良く発生させ、洗浄液のミストを高速に噴出さ
せることができる。

【００４５】その他の作用効果などは、上述した第１実
施例と同様である。なお、この基板洗浄ノズル２でも、
吐出口２９からの洗浄液のミストの噴出速度は、吐出口
２９の断面積と変動面２８の面積との比と変動面２８の
変動速度との積によって決まる。この基板洗浄ノズル２
では、変動面２８を２つ設けたので、変動面２８の面積
をより大きくでき、吐出口２９からの洗浄液のミストの
噴出速度を一層高速化できる。

【００４６】次に第３実施例に係る基板洗浄ノズルの構
成を図５を参照して説明する。図５は第３実施例に係る
基板洗浄ノズルを基端から見た縦断面図である。

【００４７】この基板洗浄ノズル３は、上記第２実施例
の貯留部２５を複数、各貯留部２５の変動面２８同士を
隣合わせて並設したものである。

【００４８】また、この基板洗浄ノズル３では、隣合う
各貯留部２５の境界の変動面２８を同一の圧電材料３１
の変位部位２１ａで変動できるように、断面形状で櫛型
の圧電材料３１を用いている。

【００４９】さらに、この基板洗浄ノズル３では、例え
ば、図５に示すように各電極２６ａ、２６ｂと電圧供給
部２７とを配線し、印加する交流電圧が図６のＴ１のタ
イミングでは、図７（ａ）に示すように、一端側の貯留
部２５から奇数番目に配置される空白で示す各貯留部２
５（２５_O ）の容積を膨張させるとともに、一端側の貯
留部２５から偶数番目に配置される斜線で示す各貯留部
２５（２５_e ）の容積を収縮させ、印加する交流電圧が
図６のＴ２のタイミングでは、図７（ｂ）に示すよう
に、上記奇数番目に配置される斜線で示す各貯留部２５
（２５_O ）の容積を収縮させるとともに、上記偶数番目
に配置される空白で示す各貯留部２５（２５_e ）の容積
を膨張させるように各貯留部２５の各変動面２８を変動
させている。

【００５０】なお、図７では、斜線で示す各貯留部２５
の吐出口２９から洗浄液のミストが噴出される。従っ
て、この基板洗浄ノズル３では、奇数番目に配置される
各貯留部２５（２５_O ）の吐出口２９からの洗浄液のミ
ストの噴出と、偶数番目に配置される各貯留部２５（２
５_e ）の吐出口２９からの洗浄液のミストの噴出とを交
互に行うように構成している。これにより、洗浄液のミ
ストをいずれかの吐出口２９から絶え間なく噴出するこ
とができる。

【００５１】その他の構成は、第２実施例と同様である
ので、図３、図４と同一符号を付してその説明を省略す
る。

【００５２】なお、この第３実施例では、隣合う各貯留
部２５の境界の変動面２８を同一の圧電材料３１の変位
部位２１ａで変動できるように構成して、奇数番目に配
置される各貯留部２５（２５_O ）の吐出口２９からの洗
浄液のミストの噴出と、偶数番目に配置される各貯留部
２５（２５_e ）の吐出口２９からの洗浄液のミストの噴
出とを交互に行うようにしたが、例えば、第２実施例の
基板洗浄ノズル２を複数、各圧電材料２１の変位部位２
１ａ同士を隣合わせて並設してもよい。このように構成
すれば、各基板洗浄ノズル２それぞれの貯留部２５の膨
張収縮を個別に制御できるので、図７に示すように奇数
番目に配置される各貯留部２５（２５_O）の吐出口２９
からの洗浄液のミストの噴出と、偶数番目に配置される
各貯留部２５（２５_e ）の吐出口２９からの洗浄液のミ
ストの噴出とを交互に行うこともできるし、全ての貯留
部２５の吐出口２９から同期して同時に洗浄液のミスト
を間欠的に噴出させることもできる。

【００５３】また、図８に示すように、第１実施例の基
板洗浄ノズル１を複数、各吐出口１４を１次元方向に、
または、１平面に沿って並べるように各本体部１０を並
設してもよい。

【００５４】また、上記各実施例では、いずれも圧電材
料の面やその面に形成された電極を変動面として構成し
たが、変動面を形成する部材を圧電材料とは別に設け、
圧電材料の変形によってその部材に形成された変動面
を、貯留部の容積を膨張収縮させるように変動させるよ
うに構成してもよい。例えば、図９に示すように、周縁
部が本体部１０の内壁面に固定された変形可能な膜部材
４０を貯留部１７を囲む壁面の一部に含み、この膜部材
４０の貯留部１７側の面を変動面４１とし、圧電材料４
２を膨張収縮させて押圧部材４３を介して図の矢印ＨＹ
に示す方向に変動面４１（膜部材４０）を変動させるよ
うに構成してもよい。なお、図９では、第１実施例の構
成を基本とした変形例を図示しているが、第２、第３実
施例でも同様に変形することができる。

【００５５】本発明に係る基板洗浄ノズルは、上記各実
施例やその変形例の構造に限定されず、種々の構造で実
現することができる。

【００５６】次に上記各実施例に係る基板洗浄ノズルを
備えた基板洗浄装置の構成例を図１０、図１１に示す。

【００５７】図１０に示す基板洗浄装置は、第１実施例
または第２実施例に係る基板洗浄ノズル１または２（以
下、図１０の説明では符号１で総称する）を備えてい
る。

【００５８】この装置は、鉛直方向の軸芯Ｊ周りに回転
可能に基板Ｗを保持するスピンチャック５０や、スピン
チャック５０及びそれによって保持された基板Ｗの周囲
に配置される洗浄カップ５１などを備えている。スピン
チャック５０と洗浄カップ５１とは相対的に昇降可能に
構成され、スピンチャック５０が洗浄カップ５１の上方
に出された状態で、装置に対する基板Ｗの搬入搬出を行
う図示しない基板搬送装置とスピンチャック５０との間
で基板Ｗの受け渡しが行われる。そして、図に示すよう
に、スピンチャック５０及びそれによって保持された基
板Ｗの周囲に洗浄カップ５１が配置された状態で基板洗
浄が行われる。

【００５９】基板洗浄ノズル１は、吐出口１４（２８）
を下方に向けて支持アーム５２に支持されている。支持
アーム５２は昇降可能に構成されているとともに、支持
する基板洗浄ノズル１を水平方向に変位できるように構
成されている。これにより、洗浄カップ５１の外側の一
点鎖線で示す待機位置と、スピンチャック５０に保持さ
れた基板Ｗの洗浄面である上面の上方の実線で示す洗浄
準備位置との間で基板洗浄ノズル１を移動できるととも
に、実線と二点鎖線とで示すように、基板Ｗの回転中心
と外周部との間で基板洗浄ノズル１を水平方向に往復変
位させることができる。

【００６０】そして、スピンチャック５０に保持された
基板Ｗを軸芯Ｊ周りで回転させながら、基板洗浄ノズル
１の吐出口１４（２８）から基板Ｗの上面に向けて洗浄
液のミストを高速に噴出させながら、実線と二点鎖線と
で示すように、基板Ｗの回転中心と外周部との間で基板
洗浄ノズル１を水平方向に往復変位させることで、基板
Ｗの上面全面を洗浄液のミストにより、基板Ｗの上面全
面に損傷を与えることなく、精度良く洗浄することがで
きる。

【００６１】図１１に示す基板洗浄装置は、第３実施例
に係る基板洗浄ノズル３を備えている。基板洗浄ノズル
３は、各吐出口２８を下方に向けて支持アーム５２に支
持されている。

【００６２】この装置では、スピンチャック５０及びそ
れによって保持された基板Ｗの周囲に洗浄カップ５１が
配置され、基板洗浄ノズル３が、図の実線で示すように
スピンチャック５０に保持された基板Ｗの回転中心から
外周部を含む基板Ｗの半径方向に配置された状態で、ス
ピンチャック５０に保持された基板Ｗを軸芯Ｊ周りで回
転させながら、基板洗浄ノズル３の各吐出口２８から基
板Ｗの上面に向けて洗浄液のミストを高速に噴出させる
ことで、基板Ｗの上面全面を洗浄液のミストにより、基
板Ｗの上面全面に損傷を与えることなく、精度良く洗浄
することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
１に記載の発明に係る基板洗浄方法によれば、洗浄液に
超音波エネルギーを与えて一方向に加速させたミストを
発生させるので、洗浄液を効率良くミスト化できるとと
もに、洗浄液のミストを高速に噴出させることができ、
この高速に噴出された洗浄液のミストを基板の洗浄面に
吹き付け、作用させて基板の洗浄面を洗浄することで、
基板洗浄の洗浄効果を高めることができる。また、この
方法によれば、超音波エネルギーを効率良く洗浄液のミ
ストの運動エネルギーに変換できるので、従来の超音波
洗浄で問題となっていた超音波による基板の損傷をなく
ことができる。さらに、洗浄液をミスト化して基板に吹
き付けて基板を洗浄するので、洗浄液そのものを基板に
供給して基板を洗浄する場合に比べて、基板洗浄に要す
る洗浄液の使用量を低減させることができ、ランニング
コストの低減を図ることができる。

【００６４】請求項２ないし６に記載の発明によれば、
上記請求項１に記載の基板洗浄方法を好適に実施し得る
基板洗浄ノズルを実現することができる。また、請求項
２ないし６に記載の発明に係る基板洗浄ノズルによれ
ば、変動面の変動速度を速くする以外にも吐出口の断面
積に比べて変動面の面積を大きくすることでも洗浄液の
ミストの噴出速度を速くすることができるので、洗浄液
のミストの噴出速度の一層の高速化を容易に実現するこ
とができる。さらに、従来のスプレーノズルを用いて洗
浄液のミストを高速に噴出させるためには、極めて多重
の高圧気体を洗浄液に混合するため大型のボンベやコン
プレッサーが必要であるが、請求項２ないし６に記載の
発明に係る基板洗浄ノズルによれば、そのようなボンベ
やコンプレッサーを必要とせず、基板洗浄装置に組み込
んでも装置をコンパクトに構成することができる。

【００６５】特に、請求項３に記載の発明によれば、貯
留部の１つの壁面だけを変動面にするので、変動面を変
動させる圧電材料の使用個数を低減することができる。

【００６６】請求項４に記載の発明によれば、貯留部を
囲む壁面のうち、互いに対向する２つの壁面を変動面と
し、貯留部を囲む壁面のうち、変動面を除く壁面に吐出
口を形成したので、複数の貯留部を１方向に並設する請
求項５、６に記載の発明に係る基板洗浄ノズルを好適に
実現することができる。

【００６７】請求項５に記載の発明によれば、請求項４
に記載の基板洗浄ノズルにおいて、複数の貯留部を、貯
留部の変動面同士を隣合わせて並設したので、１方向に
並設させた各吐出口から洗浄液のミストを帯状に噴出さ
せることができ、広範囲にわたる基板の洗浄を同時に行
うことができる。従って、基板の洗浄時間を短縮するこ
とができる。

【００６８】請求項６に記載の発明によれば、請求項５
に記載の基板洗浄ノズルにおいて、一端側の貯留部から
奇数番目に配置される各貯留部の容積を膨張させたと
き、一端側の貯留部から偶数番目に配置される各貯留部
の容積が収縮され、奇数番目に配置される各貯留部の容
積を収縮させたとき、偶数番目に配置される各貯留部の
容積が膨張されるように各貯留部の変動面を変動させる
各圧電材料に駆動用の交流電圧を印加するので、洗浄液
のミストをいずれかの吐出口から絶え間なく噴出するこ
とができる。また、複数の貯留部を１方向に並設する基
板洗浄ノズルにおいて、隣合う各貯留部の境界の変動面
を同一の圧電材料で変動させることもでき、圧電材料の
使用量または使用個数を低減することもできる。

【００６９】請求項７に記載の発明の係る基板洗浄装置
によれば、請求項２ないし６のいずれかに記載の基板洗
浄ノズルを備えたので、基板に損傷を与えることなく、
精度良い基板の洗浄を実現することができる。また、基
板洗浄装置をコンパクトに構成することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基板洗浄方法を実現するための第１実
施例に係る基板洗浄ノズルを側方から見た縦断面図であ
る。

【図２】吐出口から噴出される洗浄液のミストの噴出速
度と吐出口の断面積と変動面の面積と変動面の変動速度
との関係を示す斜視図である。

【図３】第２実施例に係る基板洗浄ノズルを基端から見
た縦断面図である。

【図４】第２実施例に係る基板洗浄ノズルを側方から見
た縦断面図である。

【図５】第３実施例に係る基板洗浄ノズルを基端から見
た縦断面図である。

【図６】圧電材の変位部位に印加する交流電圧を示す図
である。

【図７】各貯留部の膨張収縮の時間的な変化を示す図で
ある。

【図８】第１実施例に係る基板洗浄ノズルを複数並設し
た状態を各吐出口側から見た図である。

【図９】第１実施例に係る基板洗浄ノズルの変形例を側
方から見た縦断面図である。

【図１０】第１、第２実施例に係る基板洗浄ノズルを備
えた基板洗浄装置の構成例を示す縦断面図である。

【図１１】第３実施例に係る基板洗浄ノズルを備えた基
板洗浄装置の構成例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１、２、３：基板洗浄ノズル １１、２１、３１：圧電材料 １３、２７：電圧供給部 １４、２９：吐出口 １６、２８：変動面 １７、２５：貯留部 １８：洗浄液供給管 ２０：洗浄液供給源 Ｗ：基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3B201 AA02 AA03 BB13 BB32 BB33 BB62 4F033 AA04 AA14 BA03 CA04 DA02 EA01 LA01 LA09 LA12 LA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板を洗浄する基板洗浄方法であって、 洗浄液に超音波エネルギーを与えて一方向に加速させた
   ミストを発生させ、このミスト化した洗浄液を基板の洗
   浄面に作用させて洗浄することを特徴とする基板洗浄方
   法。
2. 【請求項２】 基板洗浄に用いる基板洗浄ノズルであっ
   て、 洗浄液を貯留する貯留部と、 前記貯留部に洗浄液を供給する洗浄液供給手段と、 前記貯留部に形成された洗浄液の吐出口と、 圧電作用によって前記貯留部の容積を膨張収縮させるよ
   うに前記貯留部を囲む壁面の一部の変動面を変動させる
   圧電材料と、 前記圧電材料に駆動用の交流電圧を印加する電圧供給手
   段と、 を備えたことを特徴とする基板洗浄ノズル。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の基板洗浄ノズルにおい
   て、 前記貯留部を囲む壁面のうち、基端側の１つの壁面を前
   記変動面とし、 前記貯留部を囲む壁面のうち、前記変動面に対向する先
   端側の壁面に前記吐出口を形成したことを特徴とする基
   板洗浄ノズル。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の基板洗浄ノズルにおい
   て、 前記貯留部を囲む壁面のうち、互いに対向する２つの壁
   面を前記変動面とし、 前記貯留部を囲む壁面のうち、前記変動面以外の壁面に
   前記吐出口を形成したことを特徴とする基板洗浄ノズ
   ル。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の基板洗浄ノズルにおい
   て、 複数の貯留部を、各貯留部の変動面同士を隣合わせて並
   設したことを特徴とする基板洗浄ノズル。
6. 【請求項６】 請求項５に記載の基板洗浄ノズルにおい
   て、 一端側の貯留部から奇数番目に配置される各貯留部の容
   積を膨張させたとき、一端側の貯留部から偶数番目に配
   置される各貯留部の容積が収縮され、前記奇数番目に配
   置される各貯留部の容積を収縮させたとき、前記偶数番
   目に配置される各貯留部の容積が膨張されるように各貯
   留部の変動面を変動させる各圧電材料に駆動用の交流電
   圧を印加することを特徴とする基板洗浄ノズル。
7. 【請求項７】 請求項２ないし６のいずれかに記載の基
   板洗浄ノズルを備えたことを特徴とする基板洗浄装置。