特開 2024-81849 超音波発生装置および基板処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024081849

(43)【公開日】2024-06-19

(54)【発明の名称】超音波発生装置および基板処理装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/306 20060101AFI20240612BHJP

【ＦＩ】

H01L21/306 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022195333

(22)【出願日】2022-12-07

(71)【出願人】

【識別番号】390005050

【氏名又は名称】ダイキンファインテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100135389

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 尚

(72)【発明者】

【氏名】二又 善一

【テーマコード（参考）】

5F043

【Ｆターム（参考）】

5F043AA22

5F043BB27

5F043CC02

5F043CC16

5F043DD19

5F043EE05

(57)【要約】

【課題】 液体中においてより適切に超音波を発生させることが可能な超音波発生装置および基板処理装置を提供すること。
【解決手段】 超音波発生部８１と、超音波発生部８１に電力を供給する電源部と、超音波発生部８１から発生される超音波の出力を測定する測定部８４と、超音波発生部８１の位置を制御する位置調整部８５と、を備え、位置調整部８５は、測定部８４の測定結果に基づいて、超音波発生部８１の位置を調整する。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

超音波発生部と、
前記超音波発生部に電力を供給する電源部と、
前記超音波発生部から発生される超音波の出力を測定する測定部と、
前記超音波発生部の位置を制御する位置調整部と、を備え、
前記位置調整部は、前記測定部の測定結果に基づいて、前記超音波発生部の位置を調整する、超音波発生装置。

【請求項2】

前記超音波発生部と前記電源部との間に電気的に介在する通電部材をさらに備え、
前記測定部は、前記通電部材における電圧および電流を測定する、請求項１に記載の超音波発生装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の超音波発生装置と、
基板を処理するための処理液を貯めることが可能なカップと、
前記基板が載置される載置台と、を備え、
前記超音波発生部の先端が前記処理液の液面と前記基板との間に位置した状態で、前記超音波発生部から超音波が発生し、
前記位置調整部は、前記処理液中における前記超音波発生部の先端の深さ位置を調整する、基板処理装置。

【請求項4】

前記位置調整部は、リフトオフ処理に先立って実行される測定処理によって得られた、超音波を安定して発生可能な深さ位置データを記憶する記憶部を有する、請求項３に記載の基板処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、超音波発生装置および基板処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体ウェハなどの各種基板に所定の処理を行う基板処理装置が種々に提案されている。特許文献１には、従来の基板処理装置の一例が開示されている。同文献に開示された基板処理装置は、基板に形成されたレジスト層と、このレジスト層上に積層された金属層とを一括して除去するリフトオフ処理を行う装置である。同文献に開示されたリフトオフ処理においては、処理液中に浸漬された基板に、超音波発生装置の超音波発生部からの超音波を作用させる手法が採用されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－１０３３６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

産業用に普及している超音波発生装置は、たとえば樹脂や金属などの固体を対象とした超音波溶着や超音波溶接等に用いられている。このような汎用の超音波発生装置をリフトオフ処理に用いる場合、処理液中（液体中）において適切な超音波を発生させて処理させる必要がある。このような処理のためにどのような条件が必要であるかは、明らかではなかった。

【0005】

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、液体中においてより適切な超音波処理条件で基板処理することが可能な超音波発生装置および基板処理装置を提供することをその課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の側面によって提供される超音波発生装置は、超音波発生部と、前記超音波発生部に電力を供給する電源部と、前記超音波発生部から発生される超音波の出力を測定する測定部と、前記超音波発生部の位置を制御する位置調整部と、を備え、前記位置調整部は、前記測定部の測定結果に基づいて、前記超音波発生部の位置を調整する。

【0007】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記超音波発生部と前記電源部との間に電気的に介在する通電部材をさらに備え、前記測定部は、前記通電部材における電圧および電流を測定する。

【0008】

本発明の第２の側面によって提供される基板処理装置は、本発明の第１の側面によって提供される超音波発生装置と、基板を処理するための処理液を貯めることが可能なカップと、前記基板が載置される載置台と、を備え、前記超音波発生部の先端が前記処理液の液面と前記基板との間に位置した状態で、前記超音波発生部から超音波が発生し、前記位置調整部は、前記処理液中における前記超音波発生部の先端の深さ位置を調整する。

【0009】

本発明の好ましい実施の形態においては、前記位置調整部は、リフトオフ処理に先立って実行される測定処理によって得られた、超音波を安定して発生可能な深さ位置データを記憶する記憶部を有する。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、液体中においてより適切な超音波処理条件で基板処理することができる。

【0011】

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る超音波発生装置および基板処理装置の一例を示す概略断面図である。

【図2】本発明に係る超音波発生装置および基板処理装置の一例を示す概略平面図である。

【図3】本発明に係る超音波発生装置および基板処理装置の一例を示す部分拡大概略断面図である。

【図4】本発明に係る超音波発生装置および基板処理装置の一例の動作例を示すフローチャートである。

【図5】（ａ），（ｂ）は、本発明に係る超音波発生装置および基板処理装置の一例の超音波の出力測定例である。

【図6】本発明に係る基板処理装置の一例の深さ位置の設定記憶例である。

【図7】（ａ）～（ｃ）は、本発明に係る基板処理装置の一例のリフトオフ処理の一例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

【0014】

図１～図３は、本発明に係る超音波発生装置および基板処理装置の一例を示している。本実施形態の基板処理装置Ａ１は、カップ１、ステージ２、駆動部３、載置台４、排液チャンバ６および超音波発生装置８を備えている。基板処理装置Ａ１は、図７に示すように、基板９１に形成されたレジスト膜９３と、このレジスト膜９３上に積層された金属膜９４とを一括して除去するリフトオフ処理を実行する。なお、基板処理装置Ａ１は、リフトオフ処理のみを実行する構成に限定されず、たとえばカップ１に貯められた処理液９２中に、基板９１を沈めた状態で長時間維持し、レジスト層を膨潤させることによって溶解させる処理をさらに実行してもよい。

【0015】

次に、超音波発生装置８および基板処理装置Ａ１の作用について説明する。

【0016】

図１は、超音波発生装置８および基板処理装置Ａ１を示す概略断面図である。図２は、超音波発生装置８および基板処理装置Ａ１を示す概略平面図である。図３は、超音波発生装置８および基板処理装置Ａ１を示す部分拡大概略断面図である。これらの図において、周方向θは、後述の鉛直方向ｚに延びる昇降軸３１を中心とする周方向であり、径方向ｒは、昇降軸３１を中心とする径方向である。

【0017】

〔カップ１〕
カップ１は、基板９１を処理するために処理液９２を貯めることが可能なものである。カップ１の形状および材質は、何ら限定されない。図示された例においては、カップ１は、鉛直方向ｚに視て円形状である。また、カップ１は、たとえば、ステンレス等の金属からなる。本実施形態のカップ１は、図１および図２に示すように、側面部１２および底面部１３を有する。なお、処理液９２を貯めることが可能なカップ１とは、所定期間において一定量の処理液９２を貯めるといった用途に用いられるものに限定されず、たとえば、所定工程において処理液９２がカップ１に常時供給され、処理液９２がカップ１に一時的に滞留した後に順次排出されるといった用途に用いられるものも含む概念である。

【0018】

側面部１２は、カップ１の径方向ｒ外側の部分である。側面部１２の鉛直方向ｚの高さは、ステージ２、駆動部３および載置台４を収容可能な高さとされる。また、側面部１２の鉛直方向ｚの高さは、処理液９２の液面を、基板９１に対して所定の高さに維持可能な高さとされる。図示された例においては、側面部１２は、鉛直方向ｚの上方から下方に向けて径方向ｒの寸法が小さくなるテーパ状の傾斜部とされている。側面部１２は、鉛直方向ｚに沿って視て、円環形状である。側面部１２の傾斜角度は何ら限定されず、たとえば水平面（径方向ｒおよび周方向θが含まれる面）に対して３０°～７５°程度の角度をなし、図示された例においては、水平面に対して６０°程度の角度をなす。

【0019】

底面部１３は、側面部１２の鉛直方向ｚの下方に繋がっている。底面部１３の形状は、何ら限定されず、図示された例においては、円形状である。底面部１３のすべてが、鉛直方向ｚに沿って視て、上端部１１の内側に含まれる。底面部１３の中央部には、後述の昇降軸３１を挿通させるための開口が設けられている。

【0020】

〔ステージ２〕
ステージ２は、カップ１内を鉛直方向ｚに昇降可能とされており、載置台４を支持している。ステージ２の具体的な構成は何ら限定されず、図示された例においては、ベース２１および円盤部２２を有する。

【0021】

ベース２１は、後述の昇降軸３１の上端に固定された部位である。ベース２１は、たとえばステンレス等の金属や樹脂等からなる。円盤部２２は、ベース２１に固定されており、ベース２１から径方向ｒに広がっている。円盤部２２は、たとえば鉛直方向ｚに沿って視て円形の板状の部位である。円盤部２２は、たとえばステンレス等の金属からなる。

【0022】

〔駆動部３〕
駆動部３は、ステージ２を昇降および回動させるための駆動機能を有するものである。駆動部３の具体的構成は何ら限定されず、本実施形態においては、昇降軸３１、支持部３２、ベローズ部材３３、昇降駆動機構３４および回動駆動機構３５を有する。

【0023】

昇降軸３１は、その上端がステージ２のベース２１に固定されており、ステージ２を鉛直方向ｚに沿って昇降させるための軸である。昇降軸３１は、カップ１の底面部１３の開口を通じて、鉛直方向ｚの下方に延出している。

【0024】

支持部３２は、カップ１の底面部１３の開口に取り付けられている。支持部３２の内部には、昇降軸３１が挿通されている。支持部３２が昇降軸３１周りに回転させられると、カップ１およびステージ２が共に回転する。また、カップ１およびステージ２と共に、ベローズ部材３３が回転する。また、昇降軸３１がカップ１およびステージ２と共に回転してもよい。なお、駆動部３の具体的構成により、カップ１とステージ２とが別々に回転可能な構成であってもよい。

【0025】

ベローズ部材３３は、鉛直方向ｚに伸縮可能な蛇腹構造の部材である。ベローズ部材３３の材質は何ら限定されず、ステンレス等の金属や樹脂等からなる。ベローズ部材３３は、上端がステージ２のベース２１に取り付けられており、下端が支持部３２に取り付けられている。ベース２１と支持部３２との間で、ベローズ部材３３の内部と外部とは、気密状態で区画されている。

【0026】

昇降駆動機構３４は、昇降軸３１を昇降させる駆動機構である。昇降駆動機構３４の具体的な構成は何ら限定されず、モータ、シリンダ等を適宜採用可能である。図示された例においては、昇降駆動機構３４は、昇降軸３１の下端に連結されているが、昇降駆動機構３４が設けられる位置は、何ら限定されない。

【0027】

回動駆動機構３５は、カップ１およびステージ２を昇降軸３１周りに回転させる駆動機構である。回動駆動機構３５の具体的な構成は何ら限定されず、モータおよびギヤ等を適宜採用可能である。図示された例においては、回動駆動機構３５は、支持部３２を介してカップ１およびステージ２を回転させる構成であるが、回動駆動機構３５の構成は何ら限定されない。たとえば、カップ１を直接回転させる構成であってもよい。

【0028】

〔載置台４〕
載置台４は、ステージ２に設けられており、基板９１が載置されるものである。載置台４の具体的構成は何ら限定されず、図示された例においては、複数のブロックによって構成されている。複数のブロックは、ステージ２の円盤部２２上に固定されており、周方向θに沿って等ピッチで配置されている。図示された例においては、４つのブロックが９０°のピッチで配置されているが、これは一例であり、ブロックの個数やピッチの大きさは、何ら限定されない。載置台４の材質としては、基板９１を適切に支持しつつ、基板９１との不要な反応や損傷を生じさせないものが好ましく、たとえば樹脂等からなる。

【0029】

〔排液チャンバ６〕
排液チャンバ６は、処理を終えた処理液９２がカップ１から排出されるものである。排液チャンバ６の具体的構成は何ら限定されない。また、本発明に係る基板処理装置は、カップ１から排出される処理液９２を受け止めるための、排液チャンバ６のような構造物を備えない構成であってもよい。

【0030】

〔超音波発生装置８〕
超音波発生装置８は、リフトオフ処理において基板９１に作用させる超音波を発生する装置である。超音波発生装置８の具体的構成は何ら限定されず、本実施形態においては、超音波発生部８１、電源部８２、ケーブル８３、測定部８４および位置調整部８５を有する。なお、超音波発生装置８は、電源部８２から出力される電圧および電流や、測定部８４によって測定された電圧および電流等を使用者が確認可能とするモニター等の表示部を備えてもよい。

【0031】

超音波発生部８１は、基板９１に作用させる超音波が発生する部位である。図７は、基板処理装置Ａ１におけるリフト処理の一例を示している。同図（ａ）に示すように、基板９１には、レジスト膜９３および金属膜９４が形成されている。レジスト膜９３は、基板９１の片面にパターン形成された樹脂等からなる膜である。金属膜９４は、レジスト膜９３および基板９１の片面のほとんどを覆うように形成されており、たとえばスパッタリングやＣＶＤによって形成される。

【0032】

同図（ｂ）では、カップ１には、処理液９２が貯められている。処理液９２は、たとえばレジスト膜９３に対して溶解性が無い不溶解性液体である。不溶解性液体としては、たとえば純水が挙げられる。処理液９２の注入量は、載置台４に載置された基板９１が、処理液９２に十分に浸漬する量に設定される。この場合、処理液９２の液面は、基板９１よりも鉛直方向ｚの上方に位置する。超音波発生部８１の下端を含む部分が処理液９２に浸漬された状態で、超音波発生部８１から超音波が発生する。この超音波が基板９１上のレジスト膜９３および金属膜９４に作用することにより、同図（ｃ）に示すように、レジスト膜９３と金属膜９４のうち金属膜９４を覆う部分とが、基板９１から剥離する。

【0033】

超音波発生部８１の具体的構成は何ら限定されず、図示された例においては、金属製の棒状部材に圧電素子８１１が内蔵されている。圧電素子８１１は、超音波発生部８１の発信源であり、所定の交流電圧が印加されることにより振動する素子である。なお、超音波発生部８１の発信源は、圧電素子８１１に限定されず、種々のデバイスを用いることができる。

【0034】

電源部８２は、圧電素子８１１に超音波を発生させるための電力を供給するものである。電源部８２は、たとえば交流電力（交流電圧および交流電流）を圧電素子８１１に供給する。また、電源部８２は、圧電素子８１１からの超音波が所定の状態で発生するように、交流電力の出力を調整する機能を有する。

【0035】

電源部８２は、交流電力の出力調整として、超音波に関するインピーダンスに基づく調整を行う。たとえば、電源部８２において交流電圧と交流電流との位相差を測定することにより、超音波発生部８１から発生する超音波の伝播経路におけるインピーダンスを検出（または推定）し、このインピーダンスに基づいて、交流電力の出力調整を行う。

【0036】

ただし、電源部８２が、たとえば樹脂や金属を対象とした超音波溶着や超音波溶接等に用いられるものである場合、対象となるインピーダンスとしては、主に固体によって構成された物体を伝播する際の機械インピーダンスが想定されていることが一般的である。一方、基板処理装置Ａ１におけるリフトオフ処理においては、超音波発生部８１からの超音波は、固体だけでなく液体である処理液９２中を主に伝播する。液体中では、たとえば縦波（粗密波）のみが伝播され、横波は伝播されない点が固体中の伝播と異なる。また、処理液９２等の液体は、超音波発生部８１が発振した際の外的負荷となる。このため、電源部８２が、固体中を伝播する超音波についてインピーダンスに基づいた適切な出力調整が可能な構成であっても、超音波発生部８１が液体である処理液９２中に浸漬させられた状態で超音波を発生させると、適切に調整できない場合があり得るという知見が、発明者らの試験研究によって得られた。

【0037】

ケーブル８３は、超音波発生部８１と電源部８２とを電気的に接続するものであり、本発明の通電部材の一例である。ケーブル８３は、たとえば金属製の芯線と、この芯線を覆う絶縁材料からなる被覆膜とを有し、適度な可撓性を有する。本発明の通電部材としては、ケーブルの他に、金属棒、金属板、金属繊維、炭素棒、炭素板、炭素繊維、導電性ポリマー等、通電可能な材料からなる種々の構成を適宜採用可能であり、適宜、絶縁材料によって被覆されていてもよい。ケーブル８３の具体的な構成は何ら限定されず、たとえば後述の位置調整部８５による超音波発生部８１の移動が可能な程度の長さとされる。

【0038】

測定部８４は、超音波発生部８１から発生する超音波の出力を測定するものである。測定部８４が測定する超音波の出力は、超音波発生部８１近傍の処理液９２における超音波の発生状態に応じて変化しうる諸量であれば、何ら限定されない。本実施形態においては、測定部８４は、電圧測定部８４１および電流測定部８４２を有する。電圧測定部８４１は、ケーブル８３を介して供給される交流電力の電圧を測定するものである。電流測定部８４２は、ケーブル８３を介して供給される交流電力の電流を測定するものである。なお、測定部８４としては、電圧および電流を測定するものに限定されず、たとえば超音波発生部８１の振幅（加速度）を測定する構成であってもよい。

【0039】

位置調整部８５は、超音波発生部８１の位置を調整するものである。本実施形態においては、鉛直方向ｚの下端を含む部分が処理液９２中に浸漬された超音波発生部８１の鉛直方向ｚにおける深さ位置Ｄを調整する。深さ位置Ｄは、処理液９２の液面９２１から超音波発生部８１の鉛直方向ｚの下端までの距離である。位置調整部８５の具体的構成は何ら限定されず、本実施形態においては、直動機構部８５１、揺動機構部８５２、揺動アーム８５３、制御部８５４および記憶部８５５を有する。

【0040】

直動機構部８５１は、図３に示すように、超音波発生部８１を支持しており、超音波発生部８１を鉛直方向ｚに昇降させる駆動機構である。直動機構部８５１としては、たとえばリニアアクチュエータが用いられる。

【0041】

揺動機構部８５２は、図２に示すように、超音波発生部８１を鉛直方向ｚに延びる軸周りに揺動させる駆動機構である。揺動機構部８５２の具体的構成は何ら限定されず、たとえば電動モータ等が用いられる。本実施形態においては、超音波発生部８１は、揺動アーム８５３を介して揺動機構部８５２に支持されている。揺動機構部８５２の駆動により、揺動アーム８５３が図示されたように揺動する。この際の揺動角αは、たとえば、超音波発生部８１が鉛直方向ｚに視て基板９１の中心から基板９１の外周端までに到達するように設定される。

【0042】

制御部８５４は、測定部８４の測定結果に基づいて、直動機構部８５１を駆動制御することにより、超音波発生部８１の鉛直方向ｚにおける深さ位置Ｄを制御するものである。制御部８５４の具体的構成は何ら限定されず、たとえばＣＰＵや各種のインターフェースを有する。

【0043】

記憶部８５５は、たとえば、制御部８５４に所定の制御処理を実行させるためのプログラムが記憶される。また、本実施形態においては、記憶部８５５は、後述のリフトオフに先立つ測定処理によって得られた、深さ位置データを記憶する。記憶部８５５の具体的構成は何ら限定されず、たとえば半導体メモリによって構成される。

【0044】

次に、基板処理装置Ａ１の動作例について、以下に説明する。

【0045】

本実施形態の動作例においては、図４のフローチャートに示すように、リフトオフ処理に先立ち、超音波発生装置８による測定処理が実行される。この測定処理では、図３に示すように、超音波発生部８１の下端を含む部分を処理液９２に浸漬させた状態で超音波を発生させ、その際の超音波の出力を電圧測定部８４１および電流測定部８４２によって測定された電力の大きさとして測定する。この際、直動機構部８５１によって、超音波発生部８１の鉛直方向ｚにおける位置を移動させ、深さ位置Ｄを任意の大きさに設定した状態で、測定を行う。

【0046】

図５は、測定処理で実行される内容を、理解の便宜として試験的に行った場合の結果を示している。「（ａ）負荷なし」は、十分な深さの水槽に液体（純水）を満たし、水中に有意な物体を存在させない状態で行った場合の測定結果である。「（ｂ）負荷あり」は、上述の水槽中に鏡面仕上げを施したステンレス製の板材を水平に設置した場合の測定結果である。板材を設置した深さは、７ｍｍ程度である。

【0047】

まず、（ａ），（ｂ）それぞれのケースにおいて、超音波発生部８１の深さ位置Ｄを０～１０ｍｍに設定し、超音波発生部８１から超音波を発生させ、測定部８４（電圧測定部８４１および電流測定部８４２）による測定を行った。いずれの場合であっても、超音波発生部８１には、電源部８２から電力が供給されており、電源部８２においては、超音波溶着や超音波溶接等を行う際に適切な出力制御が可能であるインピーダンスに基づいた制御が行われている。それぞれに記載された超音波状態は、測定部８４によって測定された電力が優良と認められる程度の低い出力である場合を「Ａ」、良好であると認められる程度の低い出力である場合を「Ｂ」、ある程度安定した発振が維持可能な、平均的な出力である場合を「Ｃ」、相対的に高い出力であるものの、ある程度の発振状態が維持可能である出力を「Ｄ」、液面が著しく乱れてしまうなど、安定した発振状態の維持が不可能である出力を「ＮＡ」として区別している。

【0048】

（ａ）負荷なしの場合、深さ位置Ｄが０ｍｍ～３ｍｍの場合には、測定された出力値が高く、発振状態が著しく不安定となってしまった（超音波状態：ＮＡ）。深さ位置Ｄを４ｍｍに設定すると、相対的に高い出力ではあるものの、ある程度の安定した発振が維持可能な状態であった（超音波状態：Ｄ）。深さ位置Ｄを５ｍｍ～１０ｍｍに設定すると、ある程度安定した発振が維持可能な、平均的な出力であった（超音波状態：Ｃ）。

【0049】

次に、（ｂ）負荷ありの場合、深さ位置Ｄを０ｍｍ～２ｍｍ、４ｍｍ～１０ｍｍに設定した場合に、良好であると認められる程度の低い出力（超音波状態：Ｂ）、深さ位置Ｄが３ｍｍの場合に、優良と認められる程度の低い出力（超音波状態：Ａ）であった。

【0050】

これらの測定試験においては、いずれの測定においても電源部８２がインピーダンスに基づいた出力制御を行っている。しかしながら、負荷の有無や深さ位置Ｄによっては、超音波溶着や超音波溶接等を行う際に適切な結果が得られる出力制御であっても、液体中に浸漬された超音波発生部８１が制御対象である場合に、安定した発振制御がなし得ないケースがあることが判明した。

【0051】

実際の基板処理装置Ａ１においては、超音波発生部８１は、カップ１に貯められた処理液９２に浸漬される。処理液９２中には、ステージ２や載置台４等の機械構造物が存在する。また、最深部には、カップ１の側面部１２や底面部１３が存在する。このため、処理液９２に浸漬された超音波発生部８１が超音波を発生する場合、上述の（ａ）負荷なしと（ｂ）負荷ありとのいずれかに近い状態か、あるいはこれらの間に位置づけられる状態にあると想定される。また、超音波発生部８１が、鉛直方向ｚに視てどの位置に存在するか（揺動角αおよび周方向θにおける回動角θ）によっても異なると考えられる。

【0052】

そこで、基板処理装置Ａ１のリフトオフ処理に先立つ測定処理においては、回動駆動機構３５および揺動機構部８５２によって、揺動角αおよび回動角θを順次変更し、それぞれの揺動角αおよび回動角θにおいて深さ位置Ｄを上述のように複数設定して超音波の出力を測定する。そして、揺動角αおよび回動角θと深さ位置Ｄとについて、超音波状態が安定すると考えられる深さ位置Ｄを制御部８５４が決定し、深さ位置データとして制御部８５４に記憶する。この結果、たとえば図６に示すように、揺動角α（α１、α２、・・・αｍ：ｍは自然数）および回動角θ（θ１、θ２、・・・θｎ：ｎは自然数）の組み合わせ毎に、適切な超音波状態が得られる深さ位置Ｄ（Ｄ１１、Ｄ１２、・・・Ｄｎｍ）が得られる。

【0053】

次に、図４に示すリフトオフ処理においては、回動駆動機構３５による回動と、揺動機構部８５２による揺動を順次行いつつ、図７（ｂ）に示すように超音波発生部８１から超音波を発生し、基板９１に作用させる。この際、揺動角αおよび回動角θに対応する深さ位置Ｄの設定値を、記憶部８５５の深さ位置データから読み取る。そして、制御部８５４は、超音波発生部８１の深さ位置Ｄが読み取った設定値となるように、直動機構部８５１を制御する。

【0054】

さらに、リフトオフ処理において、測定処理を行ってもよい。たとえば、記憶部８５５深さ位置データに基づいて、超音波発生部８１の深さ位置Ｄを設定し、リフトオフ処理と同時にまたはその直前に、測定部８４によって超音波出力を測定してもよい。この測定結果による超音波状態が、想定された超音波状態よりも劣っている場合、超音波発生部８１の深さ位置Ｄを上下に微調整する等によって、さらに好ましい超音波状態が得られる深さ位置Ｄにリアルタイムで設定してもよい。発明者らの試験研究によれば、超音波発生部８１からの超音波状態は、たとえば処理液９２の成分や温度等によっても変化しうるという知見が得られている。このため、基板処理装置Ａ１による処理を連続して行った場合に、処理液９２の温度が変化したような場合であっても、適切な超音波状態を維持することができる。

【0055】

次に、超音波発生装置８および基板処理装置Ａ１の作用について説明する。

【0056】

本実施形態によれば、超音波発生部８１からの超音波の出力を測定部８４によって測定し、その測定結果に基づいて、超音波発生部８１の位置を調整する。上述したように、発明者らの試験研究によれば、たとえば超音波溶着や超音波溶接等に適した出力制御が可能である電源部８２であっても、超音波発生部８１が液体中に浸漬された場合、超音波状態が不安定となる場合があることが判明した。測定部８４によって超音波状態を測定することにより、超音波発生部８１から発せられた超音波状態が、どのような状態であるかをより具体的に把握可能であり、液体中においてより適切に超音波を発生させることができる。

【0057】

超音波発生装置８においては、超音波発生部８１と電源部８２とを電気的に接続するケーブル８３に、電圧測定部８４１および電流測定部８４２が設けられている。これにより、超音波発生部８１からの超音波状態をより正確に測定することが可能である。

【0058】

基板処理装置Ａ１においては、基板９１に貯められた処理液９２に超音波発生部８１を浸漬させた状態で、位置調整部８５の直動機構部８５１によって超音波発生部８１を鉛直方向ｚに昇降させる。これにより、液面９２１から超音波発生部８１の下端までの距離である深さ位置Ｄが所望の大きさとなるように、より正確に制御することができる。

【0059】

リフトオフ処理に先立って測定処理を行い、その結果得られた深さ位置データを記憶部８５５に記憶しておくことにより、この深さ位置データをリフトオフ処理における初期補正値として用いることができる。たとえば、処理対象である基板９１の種類等によってカップ１、ステージ２、載置台４等が段取り替えされる場合、それぞれの装置構成について、深さ位置データを記憶しておくことが可能である。これにより、より多彩なリフトオフ処理を実行する場合に、超音波状態を適切に維持することができる。

【0060】

本発明に係る超音波発生装置および基板処理装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る超音波発生装置および基板処理装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

【符号の説明】

【0061】

Ａ１ ：基板処理装置
１ ：カップ
２ ：ステージ
３ ：駆動部
４ ：載置台
６ ：排液チャンバ
８ ：超音波発生装置
１１ ：上端部
１２ ：側面部
１３ ：底面部
２１ ：ベース
２２ ：円盤部
３１ ：昇降軸
３２ ：支持部
３３ ：ベローズ部材
３４ ：昇降駆動機構
３５ ：回動駆動機構
８１ ：超音波発生部
８２ ：電源部
８３ ：ケーブル（通電部材）
８４ ：測定部
８５ ：位置調整部
９１ ：基板
９２ ：処理液
９３ ：レジスト膜
９４ ：金属膜
８１１ ：圧電素子
８４１ ：電圧測定部
８４２ ：電流測定部
８５１ ：直動機構部
８５２ ：揺動機構部
８５３ ：揺動アーム
８５４ ：制御部
８５５ ：記憶部
９２１ ：液面
Ｄ ：深さ位置
ｒ ：径方向
ｚ ：鉛直方向
α ：揺動角
θ ：周方向、回動角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】