特許 6232212 洗浄液生成装置及び基板洗浄装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6232212

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】洗浄液生成装置及び基板洗浄装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/304 20060101AFI20171106BHJP

【ＦＩ】

   H01L21/304 648G

   H01L21/304 643A

   H01L21/304 647Z

【請求項の数】10

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-119525(P2013-119525)

(22)【出願日】2013年6月6日

(65)【公開番号】特開2014-53592(P2014-53592A)

(43)【公開日】2014年3月20日

【審査請求日】2016年6月2日

(31)【優先権主張番号】特願2012-177122(P2012-177122)

(32)【優先日】2012年8月9日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000002428

【氏名又は名称】芝浦メカトロニクス株式会社

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 邦浩

(72)【発明者】

【氏名】林 航之介

【審査官】 小川 将之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−０１６４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０１３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１８３９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０９３９２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０１５２９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

酸性又はアルカリ性の液体に過酸化水素水を混合して混合液を生成し、その生成した混合液の圧力を前記過酸化水素水が分解して生じた酸素ガス又は反応熱により発生した蒸気により高める密閉構造の混合部と、
前記混合部に前記液体を供給する第１の供給部であって、前記液体が流れる方向を前記混合部側への一方向にして逆流を防止する逆止弁を介して接続された第１の供給部と、
前記混合部に前記過酸化水素水を供給する第２の供給部であって、前記過酸化水素水が流れる方向を前記混合部側への一方向にして逆流を防止する逆止弁を介して接続された第２の供給部と、
前記混合部の流出側に接続され、前記混合液が通過する貫通孔を有し、前記混合部によって圧力の高められた前記混合液を前記貫通孔に通して、前記混合部により高められた前記混合液の圧力を開放し、前記混合液中に複数の微小気泡を発生させる気泡発生部と、
この気泡発生部により発生した前記複数の微小気泡を含む混合液を吐出する吐出配管と、
を有し、
前記気泡発生部に設けられる前記貫通孔は、前記吐出配管の内径よりも細く、かつ、前記混合部の配管の内径よりも細いことを特徴とする洗浄液生成装置。

【請求項2】

前記液体を加熱する加熱部をさらに備え、
前記混合部は、前記加熱部により加熱された前記液体と前記過酸化水素水とを混合することを特徴とする請求項１に記載の洗浄液生成装置。

【請求項3】

前記混合部の配管の内径は、前記第１の供給配管の内径及び前記第２の供給配管の内径よりも大きくなっていることを特徴とする請求項１または２に記載の洗浄液生成装置。

【請求項4】

前記混合部は、前記液体と前記過酸化水素水とを攪拌する攪拌構造を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の洗浄液生成装置。

【請求項5】

前記気泡発生部は、
前記貫通孔の開口度を調整する調整機構を具備していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の洗浄液生成装置。

【請求項6】

前記混合部内の前記混合液の温度及び圧力の両方又はどちらか一方を検出する検出部と、
前記検出部により検出された前記温度及び圧力の両方又はどちらか一方に基づいて、前記調整機構により前記貫通孔の開口度を制御する制御部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の洗浄液生成装置。

【請求項7】

前記吐出配管は、４５度以上の屈曲部を少なくとも一個有していることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の洗浄液生成装置。

【請求項8】

前記吐出配管の途中に設けられた網部材と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の洗浄液生成装置。

【請求項9】

前記混合部はセラミック材料により形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の洗浄液生成装置。

【請求項10】

酸性又はアルカリ性の液体に過酸化水素水を混合して混合液を生成し、その生成した混合液の圧力を前記過酸化水素水が分解して生じた酸素ガス又は反応熱により発生した蒸気により高める密閉構造の混合部と、
前記混合部に前記液体を供給する第１の供給部であって、前記液体が流れる方向を前記混合部側への一方向にして逆流を防止する逆止弁を介して接続された第１の供給部と、
前記混合部に前記過酸化水素水を供給する第２の供給部であって、前記過酸化水素水が流れる方向を前記混合部側への一方向にして逆流を防止する逆止弁を介して接続された第２の供給部と、
前記混合部の流出口側に接続され、前記混合液が通過する貫通孔を有し、前記混合部によって圧力の高められた前記混合液を前記貫通孔を通して、前記混合部の圧力を開放し、前記混合液中に複数の微小気泡を発生させる気泡発生部と、
この気泡発生部により発生した前記複数の微小気泡を含む混合液を吐出する吐出配管と、
前記気泡発生部により発生した前記複数の微小気泡を含む混合液を前記吐出配管から吐出することにより基板を洗浄する洗浄部と、を備え、
前記気泡発生部に設けられる前記貫通孔は、前記吐出配管の内径よりも細く、かつ、前記混合部の配管の内径よりも細いことを特徴とする基板洗浄装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、洗浄液生成装置及び基板洗浄装置に関する。

【背景技術】

【0002】

基板洗浄装置は、基板に洗浄液を供給し、その基板に対して洗浄処理（例えば、レジスト剥離やパーティクル除去、金属除去など）を行う装置である。この基板洗浄装置は、例えば半導体装置や液晶表示装置などの製造工程に広く普及している。半導体装置の製造工程において、半導体基板に塗布されたレジストを剥離する技術としては、硫酸と過酸化水素水を混合したＳＰＭ（Sulfuric acid and Hydrogen Peroxide Mixture：硫酸過酸化水素水）処理液によりレジストを除去する技術が用いられている。

【0003】

このＳＰＭ処理液を用いた半導体基板の枚葉洗浄には、硫酸と過酸化水素水を半導体基板上で混合する方法や、硫酸と過酸化水素水を混合してから半導体基板上に吐出する方法などがある。この、ＳＰＭ処理液による洗浄後、半導体基板は水洗及び乾燥されてから、あるいは、その水洗後に別の洗浄薬液で再度洗浄されてから水洗及び乾燥された後に、次の製造工程に運ばれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−５４３７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、前述のようなＳＰＭ処理液を用いて洗浄を行うだけでは、洗浄が不十分となるため、洗浄性能の向上が求められている。例えば、半導体基板の表面にイオン注入が行われた場合には、そのイオン注入後にレジスト膜の表面は硬化（変質）する。この硬化したレジストを前述のＳＰＭ処理液により除去することは困難であり、半導体基板上にはレジストの残渣が残ってしまう。

【0006】

本発明が解決しようとする課題は、洗浄性能を向上させることができる洗浄液生成装置及び基板洗浄装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態に係る洗浄液生成装置は、酸性又はアルカリ性の液体に過酸化水素水を混合して混合液を生成し、その生成した混合液の圧力を前記過酸化水素水が分解して生じた酸素ガス又は反応熱により発生した蒸気により高める密閉構造の混合部と、前記混合部に前記液体を供給する第１の供給部であって、前記液体が流れる方向を前記混合部側への一方向にして逆流を防止する逆止弁を介して接続された第１の供給部と、前記混合部に前記過酸化水素水を供給する第２の供給部であって、前記過酸化水素水が流れる方向を前記混合部側への一方向にして逆流を防止する逆止弁を介して接続された第２の供給部と、前記混合部の流出側に接続され、前記混合液が通過する貫通孔を有し、前記混合部によって圧力の高められた前記混合液を前記貫通孔に通して、前記混合部により高められた前記混合液の圧力を開放し、前記混合液中に複数の微小気泡を発生させる気泡発生部と、この気泡発生部により発生した前記複数の微小気泡を含む混合液を吐出する吐出配管と、を有し、前記気泡発生部に設けられる前記貫通孔は、前記吐出配管の内径よりも細く、かつ、前記混合部の配管の内径よりも細いことを特徴とする。

【0009】

実施形態に係る基板洗浄装置は、酸性又はアルカリ性の液体に過酸化水素水を混合して混合液を生成し、その生成した混合液の圧力を前記過酸化水素水が分解して生じた酸素ガス又は反応熱により発生した蒸気により高める密閉構造の混合部と、前記混合部に前記液体を供給する第１の供給部であって、前記液体が流れる方向を前記混合部側への一方向にして逆流を防止する逆止弁を介して接続された第１の供給部と、前記混合部に前記過酸化水素水を供給する第２の供給部であって、前記過酸化水素水が流れる方向を前記混合部側への一方向にして逆流を防止する逆止弁を介して接続された第２の供給部と、前記混合部の流出口側に接続され、前記混合液が通過する貫通孔を有し、前記混合部によって圧力の高められた前記混合液を前記貫通孔を通して、前記混合部の圧力を開放し、前記混合液中に複数の微小気泡を発生させる気泡発生部と、この気泡発生部により発生した前記複数の微小気泡を含む混合液を吐出する吐出配管と、前記気泡発生部により発生した前記複数の微小気泡を含む混合液を前記吐出配管から吐出することにより基板を洗浄する洗浄部と、を備え、前記気泡発生部に設けられる前記貫通孔は、前記吐出配管の内径よりも細く、かつ、前記混合部の配管の内径よりも細いことを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、洗浄性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の一形態に係る基板洗浄装置の概略構成を示す図である。

【図2】図１に示す基板洗浄装置が備える混合部及び気泡発生部の概略構成を示す図である。

【図3】図１に示す基板洗浄装置が行う基板洗浄工程（洗浄液生成工程も含む）の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

実施の一形態について図面を参照して説明する。

【0014】

図１に示すように、実施形態に係る基板洗浄装置１は、洗浄液を生成する洗浄液生成装置２と、その洗浄液生成装置２により生成された洗浄液を用いて基板Ｗを洗浄する洗浄部３と、各部を制御する制御部４とにより構成されている。

【0015】

洗浄液生成装置２は、酸性の液体の一例である硫酸を加熱して供給する第１の供給部１１と、過酸化水素水を供給する第２の供給部１２と、第１の供給部１１から供給された硫酸と第２の供給部１２から供給された過酸化水素水を混合する混合部１３と、その混合部１３により生成された混合液中に複数の微小気泡を発生させる気泡発生部１４と、その気泡発生部１４により発生した複数の微小気泡を含む混合液を吐出する吐出配管１５とを備えている。

【0016】

第１の供給部１１は、硫酸を貯留するタンクなどの第１の貯留部１１ａと、その第１の貯留部１１ａにつながる循環配管１１ｂと、その循環配管１１ｂから混合部１３に硫酸を供給する第１の供給配管１１ｃと、混合部１３に硫酸を圧送する第１の圧送部１１ｄと、循環配管１１ｂを流れる硫酸を加熱する加熱部１１ｅとを具備している。

【0017】

循環配管１１ｂは、第１の貯留部１１ａ内の硫酸が循環配管１１ｂを流れて再び第１の貯留部１１ａ内に戻ってくるように接続されている。この循環配管１１ｂの途中には、循環配管１１ｂを流れる硫酸の流量を調整する流量調整弁Ｖ１が設けられている。この流量調整弁Ｖ１は制御部４に電気的に接続されており、その制御部４による制御に応じて循環配管１１ｂを流れる硫酸の流量を調整する。例えば、循環配管１１ｂを流れる硫酸の流量は流量調整弁Ｖ１により一定になるように調整される。

【0018】

第１の供給配管１１ｃは、循環配管１１ｂと混合部１３とを接続する配管である。この第１の供給配管１１ｃには、硫酸が流れる方向を一方向にして逆流を防止する逆止弁Ｖ２と、第１の供給配管１１ｃを開閉する開閉弁Ｖ３とが設けられている。この開閉弁Ｖ３は制御部４に電気的に接続されており、その制御部４による制御に応じて第１の供給配管１１ｃを開閉し、混合部１３に対する硫酸の供給を制御する。

【0019】

第１の圧送部１１ｄは制御部４に電気的に接続されており、その制御部４による制御に応じて硫酸を加圧することにより硫酸を循環配管１１ｂに循環させ、また、混合部１３に第１の供給配管１１ｃを介して硫酸を圧送する。この第１の圧送部１１ｄとしては、例えば、ポンプを用いることが可能である。

【0020】

加熱部１１ｅは、循環配管１１ｂの途中にその循環配管１１ｂを流れる硫酸を加熱可能に設けられている。この加熱部１１ｅは制御部４に電気的に接続されており、その制御部４による制御に応じて循環配管１１ｂを流れる硫酸を加熱する。この加熱部１１ｅとしては、例えば、ヒータを用いることが可能である。ヒータ温度は、６０℃〜１６０℃の範囲内（６０℃以上１６０℃以下の範囲内）で、例えば１２０℃に設定されており、硫酸高温循環温度は１２０℃とされている。この温度であれば、高温加熱された硫酸と常温の過酸化水素水を混合した際の反応熱のみで洗浄プロセスに使用することができ（洗浄プロセスにおいての好適な液温は、例えば１４０℃〜１８０℃である）、基板Ｗに損傷を与えることもなく処理を効率的に行うことができる。

【0021】

第２の供給部１２は、過酸化水素水を貯留するバッファタンクなどの第２の貯留部１２ａと、その第２の貯留部１２ａから混合部１３に過酸化水素水を供給する第２の供給配管１２ｂと、混合部１３に過酸化水素水を圧送する第２の圧送部１２ｃとを具備している。

【0022】

第２の供給配管１２ｂは、第２の貯留部１２ａと混合部１３とを接続する配管である。この第２の供給配管１２ｂには、過酸化水素水が流れる方向を一方向にして逆流を防止する逆止弁Ｖ４と、第２の供給配管１２ｂを開閉する開閉弁Ｖ５とが設けられている。この開閉弁Ｖ５は制御部４に電気的に接続されており、その制御部４による制御に応じて第２の供給配管１２ｂを開閉し、混合部１３に対する過酸化水素水の供給を制御する。

【0023】

第２の圧送部１２ｃは制御部４に電気的に接続されており、その制御部４による制御に応じて加圧により混合部１３に第２の供給配管１２ｂを介して過酸化水素水を圧送する。この第２の圧送部１２ｃとしては、例えば、ポンプを用いることが可能である。

【0024】

混合部１３は密閉構造とされ、第１の供給配管１１ｃから供給された高温（例えば、１２０℃）の硫酸と第２の供給配管１２ｂから供給された常温の過酸化水素水を混合して混合液（ＳＰＭ：硫酸過酸化水素水）を生成する。さらに混合部１３は、その生成した混合液の圧力を過酸化水素水が分解して生じた酸素ガス又は反応熱により発生した蒸気により高める装置である。

【0025】

この混合部１３は、混合液の温度が高くなるため、例えば、フッ素樹脂などの高温対応樹脂、あるいは、ＳｉＣやＳｉ_３Ｎ_４などのセラミック材料により形成されている。混合部１３がセラミック材料により形成されている場合には、セラミック材料が耐熱性に優れているため、例えば１２０〜１６０℃などの高温に容易に耐えることができる。

【0026】

このような混合部１３は、図２に示すように、第１の供給配管１１ｃから供給された高温の硫酸と第２の供給配管１２ｂから供給された常温の過酸化水素水とを混合する混合配管１３ａと、その混合配管１３ａ内で硫酸及び過酸化水素水を攪拌する攪拌構造１３ｂとを有している。

【0027】

混合配管１３ａは、圧送された高温の硫酸と圧送された常温の過酸化水素水とを混合する配管である。この混合配管１３ａは、混合部１３の容量が大きくなるように、すなわち混合配管１３ａの内径（太さ）が第１の供給配管１１ｃの内径及び第２の供給配管１２ｂの内径よりも大きくなるように形成されている。これにより、混合配管１３ａの内径が第１の供給配管１１ｃ及び第２の供給配管１２ｂそれぞれの内径以下である場合に比べ、混合配管１３ａの内部を流れる混合液の流速を遅くすることが可能となる。流速が遅くなると、硫酸と過酸化水素水が反応するために使われる時間が長くなるため、短い配管長においても十分に反応させることができる。ただし、混合配管１３ａの配管径を太くすることは必須ではなく、硫酸と過酸化水素水が十分に反応する時間を取れれば、混合配管１３ａの配管径を太くしなくても良い。例えば、混合配管１３ａの配管径を第１の供給配管１１ｃ及び第２の供給配管１２ｂと同一とし、混合配管１３ａの配管長を長くするようにしても良い。

【0028】

攪拌構造１３ｂは、混合配管１３ａの内部に硫酸及び過酸化水素水を攪拌可能に設けられており、攪拌によって高温の硫酸と常温の過酸化水素水との混合を促進する。この攪拌構造１３ｂとしては、例えば、混合部１３の内壁に流路が螺旋状となるような複数枚の羽根を設けた攪拌構造を用いることが可能である。なお、混合配管１３ａのみで硫酸と過酸化水素水との混合が十分となる場合には、攪拌構造１３ｂを設けなくても良い。

【0029】

また、前述の混合部１３には、その内部の混合液の温度及び圧力の両方を検出する検出部１３ｃが設けられている。この検出部１３ｃは制御部４に電気的に接続されており、検出した温度及び圧力を制御部４に出力する。なお、検出部１３ｃとしては、混合液の温度及び圧力の両方を検出する検出部以外にも、混合液の温度及び圧力のどちらか一方を検出する検出部を用いるようにしても良い。このような検出部１３ｃの検出結果に基づいて、制御部４は、加熱部１１ｅの温度設定を制御することができ、さらに、第１の圧送部１１ｄや第２の圧送部１２ｃの圧力を制御することができる。

【0030】

気泡発生部１４は、図２に示すように、混合液が通過する貫通孔Ｈ１が形成されたオリフィス部材１４ａと、その貫通孔Ｈ１の開口度を調整する調整機構１４ｂとを備えている。

【0031】

貫通孔Ｈ１は、混合部１３の配管１３ａの内径及び吐出配管１５の内径より非常に細く、すなわち微小気泡を発生可能な内径サイズに形成されている。また、調整機構１４ｂは制御部４に電気的に接続されており、その制御部４による制御に応じて貫通孔Ｈ１の開口度を調整する。なお、調整機構１４ｂとしては、例えば、貫通孔Ｈ１を塞ぐ部材を移動させて貫通孔Ｈ１の開口度を変更する調整機構を用いることが可能である。

【0032】

このとき、制御部４は、検出部１３ｃにより検出された温度及び圧力を用いて、希望する所定数の微小気泡を安定して発生させるように調整機構１４ｂにより貫通孔Ｈ１の開口度を制御する。例えば、検出部１３ｃによって検出された温度や圧力が、予め実験によって求められた希望する所望数の微小気泡を得るために必要な温度や圧力と比べて低い場合には、貫通孔Ｈ１の開口度は狭く制御する。これにより、所望数の微小気泡を含む混合液を安定して得ることが可能となる。

【0033】

この気泡発生部１４は、混合部１３の流出口側に接続されており、混合部１３内の混合液を貫通孔Ｈ１に通してその圧力を開放し、混合液中に多数の微小気泡を発生させる。混合部１３において、混合液（溶液）の温度は反応熱（中和熱）により供給前の硫酸の温度以上となり、過酸化水素水は分解して水と酸素ガスとが発生する。また、混合液の温度が１００℃を超える温度となるため、水の一部が水蒸気となる。このため、気泡発生部１４の直前では、貫通孔Ｈ１を通過する混合液中に発生しているガス（酸素ガス及び蒸気）により、内部圧が高くなって混合液の沸点上昇が起こる。さらに、ガスを含む混合液が細孔である貫通孔Ｈ１を通過する際、その混合液中のガスが分断されて微小（微細）な気泡となる。

【0034】

なお、気泡発生部１４としては、オリフィス部材１４ａ以外にも、例えば、ベンチュリ管などを用いることが可能であるが、前述の混合液中に微小気泡を発生させることが可能な構造であれば良く、その構造は特に限定されるものではない。

【0035】

ここで、微小気泡は、マイクロバブル（ＭＢ）やマイクロナノバブル（ＭＮＢ）、ナノバブル（ＮＢ）などの概念を含む気泡である。例えば、マイクロバブルは１０μｍ〜数十μｍの直径を有する気泡であり、マイクロナノバブルは数百ｎｍ〜１０μｍの直径を有する気泡であり、ナノバブルは数百ｎｍ以下の直径を有する気泡である。

【0036】

図１に戻り、吐出配管１５は、気泡発生部１４により発生した複数の微小気泡を含む混合液を吐出する配管であり、その吐出側の先端部が基板Ｗの表面に向けた状態で洗浄部３に設けられている。微小気泡を含む液体は、基板Ｗの洗浄効率を向上させる特徴がある。微小気泡は液中での浮上速度が遅く、液中に長く留まり、基板Ｗ上に存在するパーティクルなどの異物と接触することで、異物を吸着、除去する性質を有している。

【0037】

吐出配管１５は、その内径（太さ）が第１の供給配管１１ｃの内径及び第２の供給配管１２ｂの内径より大きくなるように形成されている。これにより、吐出配管１５の内径が第１の供給配管１１ｃ及び第２の供給配管１２ｂそれぞれの内径以下である場合に比べ、吐出配管１５を流れる混合液の流速を下げることが可能となるので、吐出配管１５から吐出された混合液が基板Ｗの表面に与えるダメージを軽減することができる。

【0038】

また、吐出配管１５は、その一箇所に９０度の屈曲部１５ａを有している。すなわち、吐出配管１５は、屈曲部１５ａとして４５度以上の屈曲部を少なくとも一個有している。これにより、吐出配管１５がストレートである場合に比べ、吐出配管１５を流れる混合液の流速を下げることが可能となるので、吐出配管１５から吐出された混合液が基板Ｗの表面に与えるダメージを減らすことができる。さらに、混合液中の微小気泡を吐出配管１５の内壁へ衝突させることが可能となるので、微小気泡をさらに分断して細分化することができる。

【0039】

また、吐出配管１５は、複数の微小気泡を含む混合液の流速を落とすとともに微小気泡を細分化する網部材１５ｂを有している。この網部材１５ｂはメッシュ状に形成されており、吐出配管１５の内部に設けられている。これにより、吐出配管１５を流れる混合液の流速を遅くすることが可能となるので、吐出配管１５から吐出された混合液が基板Ｗの表面に与えるダメージをさらに減らすことができる。加えて、混合液中の微小気泡を分断することも可能となるので、微小気泡をより細分化することができる。

【0040】

なお、前述の吐出配管１５としては、内径（太さ）が一定である配管を用いているが、これに限るものではなく、例えば、ロケットノズル形状（テーパー形状）の配管を用いるようにしても良い。

【0041】

洗浄部３は、多数の微小気泡を含む混合液を用いて基板Ｗの表面からレジスト膜を除去する洗浄装置である。この洗浄部３は、基板Ｗを回転させる回転機構３ａと、その回転機構３ａにより回転する基板Ｗ上に前述の混合液を供給するノズル３ｂとを備えている。このノズル３ｂは吐出配管１５の一端部であり、そのノズル３ｂから前述の混合液が洗浄液として吐出されることになる。すなわち、洗浄部３は、ノズル３ｂから洗浄液としての多数の微小気泡を含む混合液を、回転する基板Ｗの表面に向けて供給することによって、基板Ｗの表面からレジスト膜を除去する。基板Ｗ上から洗浄部３の底面に流れた洗浄液は、その底面に接続された排液管（図示せず）を流れて排液される。

【0042】

ここで、前述の洗浄部３としては、基板Ｗの表面からレジスト膜を除去する洗浄部を用いているが、これに限るものではなく、例えば、基板Ｗの表面から金属を除去する洗浄部やパーティクルを除去する洗浄部を用いるようにしても良い。この場合には、酸性の液体として、レジスト膜除去用の硫酸（Ｈ_２ＳＯ_４）以外に、金属除去用の塩酸（ＨＣｌ）を用いることが可能であり、また、アルカリ性の液体として、パーティクル除去用の水酸化アンモニウム（ＮＨ_４ＯＨ）を用いることが可能である。なお、塩酸を用いた場合には、塩酸と過酸化水素水との混合液はＨＰＭ（塩酸過酸化水素水）となる。また、水酸化アンモニウムを用いた場合には、水酸化アンモニウムと過酸化水素水との混合液はＡＰＭ（アンモニア過酸化水素水）となる。さらに、洗浄部３としては、基板Ｗを回転させながら処理する洗浄部に限らず、基板Ｗをローラ搬送するような洗浄部を用いることも可能である。

【0043】

制御部４は、各部を集中的に制御するマイクロコンピュータ、さらに、洗浄液生成及び基板洗浄に関する処理情報や各種プログラムなどを記憶する記憶部を備えている。この制御部４は、処理情報や各種プログラムに基づいて、洗浄液生成装置２により洗浄液として前述の多数の微小気泡を含む混合液（ＳＰＭ：硫酸過酸化水素水）を生成し、その生成した混合液を用いて洗浄部３により基板Ｗを洗浄する制御を行う。

【0044】

次に、前述の基板洗浄装置１が行う基板洗浄工程（洗浄液を生成する洗浄液生成工程も含む）について図３を参照して説明する。

【0045】

図３に示すように、実施形態に係る基板洗浄工程は、硫酸を加熱する工程（ステップＳ１）、加熱後の硫酸及び常温の過酸化水素水を混合する工程（ステップＳ２）、混合液中に多数の微小気泡を発生させる工程（ステップＳ３）、混合液により基板を洗浄する工程（ステップＳ４）、最後に、基板を水洗して乾燥する工程（ステップＳ５）を有している。

【0046】

詳述すると、まず、第１の圧送部１１ｄにより循環配管１１ｂを循環している硫酸が、加熱部１１ｅにより加熱されて所定温度（例えば、１２０℃）に加温される（ステップＳ１）。この加温により、循環配管１１ｂを循環している硫酸の温度は所定温度で一定に維持されている。

【0047】

その後、第１の供給配管１１ｃ中の開閉弁Ｖ３及び第２の供給配管１２ｂ中の開閉弁Ｖ５が制御部４により開状態とされると、高温の硫酸及び常温の過酸化水素水が圧送により混合部１３に供給される。供給された高温の硫酸及び常温の過酸化水素水が混合部１３により混合されて混合液が生成され、さらに、その生成された混合液の圧力が高められる（ステップＳ２）。

【0048】

このとき、混合部１３では、混合液（溶液）の温度は反応熱（中和熱）により、供給された硫酸の温度以上となり、過酸化水素水は分解して水と酸素ガスとが発生する。さらに、混合液の温度が１００℃を超える温度となるため、水の一部が水蒸気となる。過酸化水素水が分解することで発生した酸素ガス又は沸騰して発生した蒸気により混合液の圧力が高められる。なお、混合部１３の攪拌構造１３ｂにより高温の硫酸と過酸化水素水とが攪拌され、それらの混合も促進されている。

【0049】

次いで、圧力が上昇した混合液は気泡発生部１４の貫通孔Ｈ１を通過すると、その混合液中には圧力開放により複数の微小気泡が発生する（ステップＳ３）。このとき、気泡発生部１４において、混合液中に酸素ガス及び蒸気が発生しているため、内部圧が高くなって混合液の沸点上昇が起こる。さらに、酸素ガス及び蒸気を含む混合液が細孔の貫通孔Ｈ１を通過する際、その混合液中の酸素ガス及び蒸気が分断されて微小な気泡となる。なお、貫通孔Ｈ１が混合部１３の配管１３ａの内径より非常に細くなっているので、この貫通孔Ｈ１は混合液の圧力上昇に寄与する。

【0050】

その後、多数の微小気泡を含む混合液が吐出配管１５を流れ、その吐出配管１５の先端部であるノズル３ｂから基板Ｗの表面に向けて吐出され、混合液により基板Ｗの表面からレジスト膜が除去されて基板Ｗの表面が洗浄される（ステップＳ４）。この洗浄時、基板Ｗは回転機構３ａにより平面内で回転している。

【0051】

この混合液を用いた洗浄後、基板Ｗは水洗され、その水洗後に乾燥されて（ステップＳ５）、次の製造工程に運ばれる。なお、乾燥では、洗浄部３の回転機構３ａにより基板Ｗを回転させてその遠心力により基板Ｗ上の水を振り切る乾燥方法や、速乾性を有する有機溶剤（例えば、ＩＰＡ：イソプロピルアルコール）を塗布してから前述と同様に基板Ｗ上の有機溶剤を振り切る乾燥方法などを用いることが可能である。

【0052】

このような基板洗浄工程によれば、高温に温められた硫酸と常温の過酸化水素水との混合による反応熱（中和熱）により混合液の温度が上昇するため、高温及び高酸化力で有機レジストの除去を行うことができる。加えて、過酸化水素水が分解することで発生した酸素ガス又は沸騰して発生した蒸気により混合液の圧力を高め、沸点上昇を利用して混合液の温度をさらに上昇させることが可能となり、レジスト除去性能をより高めることができる。また、過酸化水素水が分解することで発生した酸素ガス又は沸騰して発生した蒸気により圧力を高められた混合液は、その後、貫通孔Ｈ１を通過することで圧力開放されて、混合液中に複数の微小気泡が発生し、この微小気泡を含む混合液により基板Ｗ上で炭化したレジストなどの残渣を気泡とともに容易に取り除くことが可能となるので、洗浄性能を向上させることができる。また、過酸化水素水が分解することで発生した酸素ガス又は沸騰して発生した蒸気を混合液と一緒に細い貫通孔Ｈ１に通すことで、その混合液中の酸素ガス及び蒸気を分断して微小な気泡とすることもできる。なお、硫酸は高温においても安定するが、過酸化水素水は分解反応が促進するため、混合の前に過酸化水素水を高温にすることは行われない。

【0053】

また、混合部１３では、混合配管１３ａの内径が第１の供給配管１１ｃの内径及び第２の供給配管１２ｂの内径より大きいため、混合液の流速が落ちることになる。加えて、吐出配管１５でも、その吐出配管１５の内径が第１の供給配管１１ｃの内径及び第２の供給配管１２ｂの内径より大きいため、やはり混合液の流速が落ちることになり、さらに、吐出配管１５の屈曲部１５ａや網部材１５ｂによっても混合液の流速が落ちることになる。これらのことから、吐出配管１５を流れる混合液の流速を遅くし、吐出配管１５から吐出された混合液が基板Ｗの表面に与えるダメージを軽減することができる。

【0054】

また、気泡発生部１４では、調整機構１４ｂが制御部４により制御され、貫通孔Ｈ１の開口度が調整される。すなわち、制御部４は、検出部１３ｃにより検出された温度及び圧力を用い、貫通孔Ｈ１の開口度が所望数の微小気泡を安定して発生させる開口度となるように調整機構１４ｂを制御する。これにより、所望数の微小気泡を含む混合液を安定して得ることができる。

【0055】

また、吐出配管１５では、混合液中の多数の微小気泡がその吐出配管１５の屈曲部１５ａによって吐出配管１５の内壁に衝突する。このため、微小気泡を分断して細分化することができる。加えて、多数の微小気泡を含む混合液が網部材１５ｂを通過するため、微小気泡をさらに分断することが可能となるので、微小気泡をより細分化することができる。このようにして多数の微小気泡を含む混合液を安定して確実に得ることができる。

【0056】

以上説明したように、実施形態によれば、硫酸に過酸化水素水を混合して混合液を生成し、その生成した混合液の圧力を過酸化水素水が分解して生じた酸素ガス又は反応熱により発生した蒸気により高め、その高めた混合液の圧力を開放して混合液中に複数の微小気泡を発生させる。これにより、過酸化水素水が分解することで発生した酸素ガス又は沸騰して発生した蒸気により混合液の圧力を高め、沸点上昇を利用して混合液の温度を上昇させることが可能となり、基板Ｗの表面からレジスト膜を除去する洗浄性能を向上させることができる。さらに、過酸化水素水が分解することで発生した酸素ガス又は沸騰して発生した蒸気を含む混合液の圧力が開放され、混合液中に複数の微小気泡が発生し、この微小気泡を含む混合液により基板Ｗ上のレジストなどの残渣を容易に取り除くことが可能となるので、洗浄性能を向上させることができる。

【0057】

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

【符号の説明】

【0058】

１ 基板洗浄装置
２ 洗浄液生成装置
３ 洗浄部
４ 制御部
１１ｃ 第１の供給配管
１１ｄ 第１の圧送部
１１ｅ 加熱部
１２ｂ 第２の供給配管
１２ｃ 第２の圧送部
１３ 混合部
１３ａ 混合配管
１３ｂ 攪拌構造
１３ｃ 検出部
１４ 気泡発生部
１４ａ オリフィス部材
１４ｂ 調整機構
１５ 吐出配管
１５ａ 屈曲部
１５ｂ 網部材

【図1】

【図2】

【図3】