基板処理装置および基板処理方法
【課題】液体中のナノバブルとマイクロバブルを短時間で分離して、ナノバブルを多く含む液体を基板に対して供給して使用する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】基板処理装置１は、液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体Ｌを生成する微小気泡生成器３２と、マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢを有する微小気泡を含む液体Ｌを溜める貯蔵部３３と、貯蔵部３３内の微小気泡を含む液体Ｌを加圧した状態で通す液体案内部５０と、液体案内部５０内を通る微小気泡を含む液体に対して電場を付与してマイクロバブルとナノバブルとを分離する電場付与部５１とを有して、分離されたナノバブルＮＢを含む液体Ｌを基板Ｗに供給する微小気泡分離器４０と、を備える。
【解決手段】基板処理装置１は、液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体Ｌを生成する微小気泡生成器３２と、マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢを有する微小気泡を含む液体Ｌを溜める貯蔵部３３と、貯蔵部３３内の微小気泡を含む液体Ｌを加圧した状態で通す液体案内部５０と、液体案内部５０内を通る微小気泡を含む液体に対して電場を付与してマイクロバブルとナノバブルとを分離する電場付与部５１とを有して、分離されたナノバブルＮＢを含む液体Ｌを基板Ｗに供給する微小気泡分離器４０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置および基板処理方法に関し、特に例えば液晶パネル基板や半導体基板の洗浄や表面改質等の処理に用いる基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置は、液晶パネル基板や半導体基板等の基板の製造工程では、基板に対して純水や薬液等の液体を供給して、例えば基板の洗浄等の処理を行い、基板の表面に付着したパーティクル等を除去する。
【０００３】
基板を洗浄するために、特許文献１では、基板処理装置に対してマイクロバブル発生部を接続して、マイクロバブル発生部からマイクロバブルを含む純水を処理槽内の基板に供給することが提案されている。
【０００４】
このマイクロバブル発生部の構造は、特許文献１の図９に記載されており、マイクロバブル発生部は、ケーシングの中に送水管と、この送水管を取り囲む送気路とを形成した構造になっている。送気路は窒素ガス供給部と真空ポンプに接続されており、送気路を流れる窒素ガスの圧力は、真空ポンプの作動により調整してケーシング内を加減圧できる。これにより、ケーシング内を減圧した場合には、送水管を流れる純水から余分な気体が過飽和となって析出し、その気体は中空子分離膜を通って送気路へ流出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６―１７９７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されている技術ではマイクロバブルを用いている。ナノバブルの粒径に比べて大きな粒径のマイクロバブルは、基板に付着して基板の処理に必要な反応を抑制してしまうために、基板の処理には不要である。微小気泡を液体に含ませる工程では、ナノバブルを生成するとマイクロバブルも同時に液体中に存在してしまうため、ナノバブルとマイクロバブル（マイクロナノバブルも含む）とは可能な限り分離する必要がある。従来では、ナノバブルとマイクロバブルを分離するために、時間をかけてマイクロバブルが液体中で浮き上がって液体中から大気に放出されるのを待つ必要がある。
【０００７】
このため、ナノバブルとマイクロバブルを分離するための待機時間が長く、基板の生産性に影響を及ぼすために、ナノバブルとマイクロバブルを短時間で分離して、好ましくはナノバブルを含む液体だけを基板に対して供給できることが望まれている。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体中のナノバブルとマイクロバブルを短時間で分離して、ナノバブルを多く含む液体を基板に対して供給して使用する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である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の基板処理装置は、基板に液体を供給して前記基板の処理をする基板処理装置であって、液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体を生成する微小気泡生成器と、マイクロバブルとナノバブルを有する前記微小気泡を含む液体を溜める貯蔵部と、前記貯蔵部内の前記微小気泡を含む液体を加圧した状態で通す液体案内部、前記液体案内部内を通る前記微小気泡を含む液体に対して電場を付与して前記マイクロバブルと前記ナノバブルとを分離する電場付与部を有して、分離された前記ナノバブルを含む液体を前記基板に供給する微小気泡分離器と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の基板処理方法は、基板に液体を供給して前記基板の処理をする基板処理方法であって、微小気泡生成器では、液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体を生成し、マイクロバブルとナノバブルを有する前記微小気泡を含む液体を貯蔵部に溜めて、前記貯蔵部内の前記微小気泡を含む液体を加圧した状態で液体案内部に通す際に前記微小気泡を含む液体に対して電場を付与して前記マイクロバブルと前記ナノバブルとを分離して、分離された前記ナノバブルを含む液体を前記基板に供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、液体中のナノバブルとマイクロバブルを短時間で分離して、ナノバブルを多く含む液体を基板に対して供給して使用する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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の基板処理装置の好ましい実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す基板処理装置の処理ユニットの構成例を示す図である。
【図３】図２に示す微小気泡生成分離装置をさらに拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の基板処理装置の好ましい実施の形態を示している。
【００１５】
図１に示す基板処理装置１は、カセットステーション２と、ロボット３と、複数の処理ユニット４，４を備えている。
【００１６】
基板処理装置１は、枚葉式の基板処理を行う装置であり、カセットステーション２は、複数のカセット５，５を有しており、各カセット５は複数枚の基板Ｗを収容している。基板としては、例えば半導体ウェーハ基板である。
【００１７】
ロボット３は、カセットステーション２と複数の処理ユニット４，４の間に配置されている。ロボット３は、各カセット５に収容されている基板Ｗを処理ユニット４側に搬送する。また、ロボット３は、処理ユニット４側の処理後の基板Ｗを、別のカセット５に搬送して戻す。各処理ユニット４は、基板Ｗを保持して回転させて、微小気泡を含む液体を供給することにより、例えば基板Ｗの表面を洗浄処理するのに用いられる。
【００１８】
図２は、図１に示す基板処理装置１の処理ユニット４の構成例を示している。
【００１９】
図２に示す枚葉式の処理ユニット４は、微小気泡生成分離装置１０と、基板保持部１１と、ノズル操作部１２と、ダウンフロー用のフィルタ付きファン１３と、カップ１４と、ノズル１５と、処理室１６と、制御部２０を有する。
【００２０】
図２に示す基板保持部１１は、円板のベース部材１７と、回転軸１８と、モータ１９を有しており、ベース部材１７の上には基板Ｗが着脱可能に固定される。処理室１６内には、カップ１４とノズル１５とベース部材１７とモータ１９の回転軸１８が収容されている。回転軸１８の先端部にはベース部材１７が固定されている。モータ１９が制御部２０の指令により動作することで、ベース部材１７はＲ方向に連続回転することができる。
【００２１】
図２に示すノズル１５は基板Ｗの上部に配置されており、制御部２０の指令により操作部１２が動作すると、ノズル１５はＺ方向（上下方向）とＸ方向（基板Ｗの半径方向）に移動して、ナノバブルＮＢを含む液体Ｌを供給もしくは噴射可能である。
【００２２】
図３は、図２に示す微小気泡生成分離装置１０の構造を拡大して示している。
【００２３】
図２と図３に示すように、微小気泡生成分離装置１０は、気体供給部３０と、液体供給部７７と、レギュレータ３１と、微小気泡生成器３２と、液体貯蔵部３３と、電動ポンプ３４と、微小気泡分離器４０とを備えている。
【００２４】
図３に示すように、気体供給部３０には、微小気泡を生成させるための気体、例えば窒素ガスが貯蔵されている。レギュレータ３１の入口部は、気体供給部３０に対して配管３５を介して接続され、レギュレータ３１の出口部は、微小気泡生成器３２の入口部３２Ｂに対して配管３６を介して接続されている。このレギュレータ３１は、制御部２０の指令により気体供給部３０内の気体を微小気泡生成器３２内に供給する量を調整することができる。
【００２５】
微小気泡生成器３２には、液体供給部７７が配管を介して直接接続され、しかも気体供給部３０がレギュレータ３１を介して接続されているので、微小気泡生成器３２は、液体供給部７７からの液体と気体供給部３０からの気体を混合して、例えば液体Ｌと気体を旋回させることで液体中に微小気泡を混合して、微小気泡を含む液体Ｌを生成することができる旋回式の生成器である。
【００２６】
微小気泡生成器３２の出口部３２Ｃは、配管３７を介して液体貯蔵部３３内の液体Ｌに、微小気泡を含む液体Ｌを供給して混合できるようになっている。なお、使用する液体Ｌは、例えば純水である。液体貯蔵部３３は微小気泡を含む液体Ｌをいったん溜めておくためのバッファ容器である。
【００２７】
図３に示す液体貯蔵部３３の底部は、配管３８と電動ポンプ３４を介して微小気泡分離器４０の入口部４１に接続されている。これにより、電動ポンプ３４が制御部２０の指令により作動すると、液体貯蔵部３３内の微小気泡を含む液体Ｌは、配管３８を介して微小気泡分離器４０の入口部４１から微小気泡分離器４０内に加圧して送液できるようになっている。
【００２８】
図２と図３に示すように、微小気泡分離器４０は、液体案内部５０と、液体案内部５０の周囲に配置される電場付与部５１と、を有している。
【００２９】
図３に示すように、液体案内部５０は、例えば円筒状の容器であり電気絶縁性を有する材質、例えば樹脂やガラスあるいはセラミックスにより作られている。しかし、プラス電極５５とマイナス電極５６に対応する部分は、絶縁体ではなく導電体材質部分９９を有している。
【００３０】
ところで、プラス電極５５とマイナス電極５６に対応する部分はこの導電体材質部分９９を用いずに、次のように構成することもできる。すなわち、導電体材質部分９９では、導電体の平板のような板状部材が剥き出し状態になっていてプラス電極５５とマイナス電極５６が液体に触れている状態である。しかし、この導電体材質部分９９に代えて、絶縁体の平板に均一に複数の孔を空けたり、または絶縁体の平板に不均一に複数の孔を空けることで、これらの孔に導電性材質部分を配置して、この孔に配置した導電性材質部分が液体に剥き出しになって、プラス電極５５とマイナス電極５６が液体に触れるように構成してもよい。
【００３１】
液体案内部５０は第１端面部５２と第２端面部５３と外周部５４を有する。第１端面部５２と第２端面部５３は対面しており、第１端面部５２の中央部には、上記入口部４１が形成されており、配管３８を介して電動ポンプ３４が接続されている。
【００３２】
電場付与部５１は、プラス電極５５とマイナス電極５６を有している。プラス電極５５とマイナス電極５６は、液体案内部５０の外周部５４の外側に対向して配置され、プラス電極５５とマイナス電極５６は、電源部１５０に電気的に接続されている。制御部２０が電源部１５０に指令して、電源部１５０がプラス電極５５にプラスの電流を印加しマイナス電極５６にマイナスの電流を印加することで、液体案内部５０内に加圧して送液される微小気泡を含む液体Ｌに対して所定の直流電圧をかけることができる。プラス電極５５とマイナス電極５６は、液体案内部５０の第１端面部５２側から、液体案内部５０の中心軸ＣＬに沿って液体案内部５０の外周部５４の中間位置ＭＣに至るまで配置されている。
【００３３】
図３に示すように、液体案内部５０の内部には、微小気泡分離部材６０が、液体案内部５０の軸方向ＣＬに沿って配置されている。この微小気泡分離部材６０は、微小気泡をその微小気泡の直径の大きさの差により分離するための分離板である。
【００３４】
液体貯蔵部３３内の微小気泡を含む液体Ｌには、マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢが共存している。すなわち、微小気泡生成器３２が微小気泡を含む液体Ｌを生成する時には、微小気泡を含む液体Ｌは、微小気泡としてのマイクロバブルＭＢと微小気泡としてのナノバブルＮＢを含んでいる。液晶パネル基板や半導体基板をウェット工程で使用する場合には、ナノバブルＮＢの直径に比べて大きな直径のマイクロバブルＭＢが液晶パネル基板や半導体基板に付着して反応を抑制してしまうために、マイクロバブルＭＢは液晶パネル基板や半導体基板の処理には不要であるので、可能な限り取り除くことにしている。
【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）などの概念を含む微細気泡である。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】
そこで、微小気泡を含む液体ＬからマイクロバブルＭＢだけを可能な限り分離除去して、ナノバブルＮＢを含む液体Ｌだけを、例えば基板Ｗに対して供給する必要がある。微小気泡分離器４０は、例えば電気泳動作式ゼータ電位測定器で採用されているように液体中に電圧をかけることで、バブルの粒径の差による移動速度差を測定する原理を利用して、異なる直径を有するマイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢの分離を行うものである。
【００３７】
図３に示すように、液体案内部５０内には、微小気泡分離部材６０を設定することにより、第１室６１と第２室６２が形成されている。微小気泡分離部材６０は、外周部５４の中間位置ＭＣから第２端面部５３の内面まで、液体案内部５０の中心軸ＣＬに沿って配置されている。
【００３８】
第１室６１は、外周部５４と第２端面部５３と微小気泡分離部材６０の上側の第１面６０Ｂにより形成された半円柱状の空間である。同様にして、第２室６２は、外周部５４と第２端面部５３と微小気泡分離部材６０の下側の第２面６０Ｃにより形成された半円柱状の空間である。上記マイナス電極５６は、第１室６１側に対応しており、プラス電極５５は第２室６２側に対応して配置されている。
【００３９】
プラス電極５５とマイナス電極５６は、液体案内部５０の第１端面部５２側から、液体案内部５０の中心軸ＣＬに沿って液体案内部５０の外周部５４の中間位置ＭＣに至るまで配置され、微小気泡分離部材６０は、外周部５４の中間位置ＭＣから第２端面部５３の内面まで、液体案内部５０の中心軸ＣＬに沿って配置されている。このため、電場付与部５１によりマイクロバブルＭＢの移動速度とナノバブルＮＢの移動速度が変わるので、第１室６１ではマイクロバブルＭＢを多く含む液体に分け、第２室６２にはナノバブルＮＢを多く含む液体に分けることができる。つまり、本発明の実施形態では、液体中の多く含有されたナノバブル水を取り出すことができることが特徴である。
【００４０】
第１室６１側の第２端面部５３の部分５３Ｄには、出口部６８が形成され、第２室６２側の第２端面部５３の部分５３Ｆには、出口部６９が形成されている。出口部６８には、戻し配管７０の一端部が接続され、出口部６９には、供給用の配管７１の一端部が接続されている。
【００４１】
戻し配管７０の他端部は、微小気泡生成器３２の戻し口部３２Ｄにフィードバックできるように接続されており、マイクロバブルＭＢを多く含む液体Ｌだけを微小気泡生成器３２内に戻すことができるようになっている。供給用の配管７１の他端部は、ノズル１５に接続されており、ナノバブルＮＢを多く含む液体Ｌだけをノズル１５に供給できるようになっている。
【００４２】
次に、図２と図３を参照して、上述した基板処理装置１の処理ユニット４による基板処理方法について説明する。
【００４３】
図２と図３に示す気体供給部３０内の気体は、配管３５とレギュレータ３１と配管３６を通じて微小気泡生成器３２の入口部３２Ｂから微小気泡生成器３２内に供給される。気体は、微小気泡生成器３２内で液体供給部７７から供給される液体Ｌとともに旋回することで混合される。混合された液体と気体はさらに旋回速度を増加させ、旋回速度の変化により生じたせん断力で微小気泡を生成する。生成された微小気泡を含む液体は、配管３７を介して液体貯蔵部３３内に供給されて溜まる。
【００４４】
図３に示すように、液体貯蔵部３３内では、微小気泡を含む液体Ｌが貯蔵されることになるが、この微小気泡は異なる直径を有するマイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢの両方を含んでいる。マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢを含む液体Ｌには、マイクロナノバブル水も含む。このようにマイクロバブルＭＢとマイクロナノバブルとナノバブルＮＢを含む液体Ｌは、制御部２０の指令により電動ポンプ３４を作動することで配管３８を通じて、微小気泡分離器４０の入口部４１から微小気泡分離器４０の液体案内部５０内に加圧して送液される。これにより、微小気泡を含む液体Ｌを液体案内部５０内に確実に送液して、ナノバブルＮＢを含む液体Ｌを基板Ｗに確実に供給して、マイクロバブルＭＢを含む液体Ｌを微小気泡生成器３２に確実に戻して再利用できる。
【００４５】
図３に示す制御部２０がプラス電極５５とマイナス電極５６に通電されているので、液体案内部５０内のマイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢを含む液体Ｌには電場が付与されており、マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢはマイナス電位を保持している。マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢを含む液体Ｌは、電動ポンプ３４により液体案内部５０内で加圧してＳ方向に向けて送液される。この加圧送液の道中には電場をかけていることにより、マイナス電位を持ったマイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢはプラス電極５５側に吸引されようとする。
【００４６】
しかし、マイクロバブルＭＢの粒径がナノバブルＮＢの粒径に比べてかなりの差があることから、マイクロバブルＭＢがプラス電極５５側に移動しようとする移動速度Ｖ１と、ナノバブルＮＢがプラス電極５６側に移動しようとする移動速度Ｖ２との間に移動速度差（Ｖ２−Ｖ１）が生じる。このマイクロバブルＭＢの移動速度とナノバブルＮＢの移動速度との差を利用して、微小気泡分離部材６０は、移動速度の速いナノバブルＮＢと移動速度の遅いマイクロバブルＭＢを分離させることができる。このため、第１室６１ではマイクロバブルＭＢを多く含む液体に分け、第２室６２にはナノバブルＮＢを多く含む液体に分けることができる。つまり、本発明の実施形態では、液体中の多く含有されたナノバブル水を取り出すことができる。
【００４７】
これにより、図３に示すように、移動速度の速いナノバブルＮＢを多く含む液体Ｌは、プラス電極５５側の第２室６２に移動して、第２室６２から供給用の配管７１を通じてノズル１５に送られてノズル１５から基板Ｗに対して供給もしくは噴射されるので、基板Ｗの表面はマイクロバブルＭＢを含んだ液体を用いるのに比べて効率良く洗浄処理できる。
【００４８】
これに対して、マイクロバブルＭＢを多く含む液体Ｌは、マイナス電極５６側の第１室６１に移動して、第１室６１から戻し配管７０を通じて微小気泡生成器３２の戻し口部３２Ｄに戻されて再利用される。これにより、気体供給部３０からの気体は、この戻されたマイクロバブルＭＢを含む液体Ｌに対して混合されてマイクロバブルＭＢを破壊してナノバブルＮＢを生成してナノバブルＮＢの数を増やしながら、配管３７を介して液体貯蔵部３３内の液体Ｌ内に供給される。このため、液体貯蔵部３３内の液体ＬにはマイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢが混合された状態を維持することができる。そして、マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢを含む液体Ｌは、電動ポンプ３４により再び液体案内部５０内で加圧した状態で送液をして、この加圧送液の道中に電場を付与ことにより、マイナス電位を持ったマイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢの粒径の差により生じる移動速度の差を利用して、微小気泡分離部材６０で分けることで、第１室６１ではマイクロバブルＭＢを多く含む液体に分け、第２室６２にはナノバブルＮＢを多く含む液体に分けることができる。図３に示すように、ナノバブルＮＢを含む液体Ｌは、第２室６２から供給用の配管７１を通じてノズル１５に送られてノズル１５から基板Ｗに対して供給もしくは噴射されるので、基板Ｗの表面を効率良く洗浄処理できる。
【００４９】
すでに述べたように、ナノバブルの粒径に比べて大きな粒径のマイクロバブルは、基板に付着して基板の処理に必要な反応を抑制してしまうために、基板の処理作業には不要である。そこで、マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢを含む液体ＬからマイクロバブルＭＢだけを可能な限り分離して、基板Ｗに対して供給しようとする液体ＬにはナノバブルＮＢだけを含ませるようにする。
【００５０】
従って、マイクロバブルとナノバブルの両方を含む液体Ｌから第１室６１ではマイクロバブルＭＢを多く含む液体に分け、第２室６２にはナノバブルＮＢを多く含む液体に分けて、ナノバブルＮＢを多く含む液体Ｌを基板Ｗに供給または噴射することで、マイクロバブルＭＢによる基板に必要な反応抑制を極力防止することができるとともに、ナノバブルＮＢによる基板Ｗの洗浄効果を上げることができる。ナノバブルＮＢは、マイクロバブルＭＢに比べて基板Ｗの表面において基板Ｗの表面の汚れと結びやすいので、洗浄効果が上がる。このため、基板の例えば洗浄作業が効率よく行え、基板の製造時の生産性を向上できる。
【００５１】
本発明の基板処理装置は、基板に液体を供給して基板の処理をする基板処理装置であって、液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体を生成する微小気泡生成器と、マイクロバブルとナノバブルを有する微小気泡を含む液体を溜める貯蔵部と、貯蔵部内の微小気泡を含む液体を加圧した状態で通す液体案内部、液体案内部内を通る微小気泡を含む液体に対して電場を付与してマイクロバブルとナノバブルとを分離する電場付与部を有して、分離されたナノバブルを含む液体を基板に供給する微小気泡分離器と、を備えることを特徴とする。これにより、液体中のナノバブルとマイクロバブルを短時間で分離して、ナノバブルを多く含む液体を基板に対して供給して使用することができる。
【００５２】
本発明の基板処理装置では、液体案内部内は、マイクロバブルを多く含む液体を通す第１室と、ナノバブルを多く含む液体を通す第２室とに分けて形成されている。これにより、マイクロバブルとナノバブルは、移動速度の差で分離された後に第１室ではマイクロバブルを多く含む液体に分け、第２室にはナノバブルを多く含む液体に分けることができる。
【００５３】
本発明の基板処理装置では、マイクロバブルを多く含む液体を微小気泡生成器に戻すための配管が、第１室と微小気泡生成器を接続している。これにより、マイクロバブルを多く含む液体を微小気泡生成器に戻して再利用しながら、マイクロバブルを破壊して小さくすることができ、マイクロバブルの数を減少できる。
【００５４】
本発明の基板処理装置では、微小気泡を含む液体を加圧して液体案内部内に送液するポンプを備える。これにより、微小気泡を含む液体を液体案内部内に確実に送液して、ナノバブルを含む液体を基板に確実に供給し、マイクロバブルを含む液体を微小気泡生成器に確実に戻して再利用できる。
【００５５】
本発明の基板処理方法は、基板に液体を供給して基板の処理をする基板処理方法であって、微小気泡生成器では、液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体を生成し、マイクロバブルとナノバブルを有する微小気泡を含む液体を貯蔵部に溜めて、貯蔵部内の微小気泡を含む液体を加圧した状態で液体案内部に通す際に微小気泡を含む液体に対して電場を付与してマイクロバブルとナノバブルとを分離して、分離されたナノバブルを含む液体を基板に供給する。これにより、液体中のナノバブルとマイクロバブルを短時間で分離して、ナノバブルを多く含む液体を基板に対して供給して使用することができる。
【００５６】
本発明は上記実施の形態に限定されない。気体としては、窒素ガスに代えてオゾンガスや空気を用いることもできる。液体としては、純水の他に酸性液やアルカリ液を用いることができる。基板としては、例えば半導体ウェーハ基板の他に例えば液晶パネル基板等であっても良い。
【００５７】
微小気泡生成器３２は、上述した旋回式の生成器の他に、多孔質フィルタに気体を通すことで微小気泡を液体内に含ませるフィルタ式の生成器であっても良い。
【００５８】
さらに、本発明の実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、本発明の実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 基板処理装置
４ 処理ユニット
１０ 微小気泡生成分離装置
１１ 基板保持部
１５ ノズル
２０ 制御部
３０ 気体供給部
３１ レギュレータ
３２ 微小気泡生成器
３３ 液体貯蔵部（貯蔵部の一例）
３４ 電動ポンプ
３５，３７，３８ 配管
４０ 微小気泡分離器
５０ 液体案内部
５１ 電場付与部
５２ 第１端面部
５３ 第２端面部
５４ 外周部
５５ プラス電極
５６ マイナス電極
６０ 微小気泡分離部材
６１ 第１室
６２ 第２室
７０ 戻し配管
７１ 供給用の配管
ＭＢ マイクロバブル（微小気泡の一例）
ＮＢ ナノバブル（微小気泡の一例）
Ｌ 微小気泡を含む液体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板処理装置および基板処理方法に関し、特に例えば液晶パネル基板や半導体基板の洗浄や表面改質等の処理に用いる基板処理装置および基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板処理装置は、液晶パネル基板や半導体基板等の基板の製造工程では、基板に対して純水や薬液等の液体を供給して、例えば基板の洗浄等の処理を行い、基板の表面に付着したパーティクル等を除去する。
【０００３】
基板を洗浄するために、特許文献１では、基板処理装置に対してマイクロバブル発生部を接続して、マイクロバブル発生部からマイクロバブルを含む純水を処理槽内の基板に供給することが提案されている。
【０００４】
このマイクロバブル発生部の構造は、特許文献１の図９に記載されており、マイクロバブル発生部は、ケーシングの中に送水管と、この送水管を取り囲む送気路とを形成した構造になっている。送気路は窒素ガス供給部と真空ポンプに接続されており、送気路を流れる窒素ガスの圧力は、真空ポンプの作動により調整してケーシング内を加減圧できる。これにより、ケーシング内を減圧した場合には、送水管を流れる純水から余分な気体が過飽和となって析出し、その気体は中空子分離膜を通って送気路へ流出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６―１７９７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載されている技術ではマイクロバブルを用いている。ナノバブルの粒径に比べて大きな粒径のマイクロバブルは、基板に付着して基板の処理に必要な反応を抑制してしまうために、基板の処理には不要である。微小気泡を液体に含ませる工程では、ナノバブルを生成するとマイクロバブルも同時に液体中に存在してしまうため、ナノバブルとマイクロバブル（マイクロナノバブルも含む）とは可能な限り分離する必要がある。従来では、ナノバブルとマイクロバブルを分離するために、時間をかけてマイクロバブルが液体中で浮き上がって液体中から大気に放出されるのを待つ必要がある。
【０００７】
このため、ナノバブルとマイクロバブルを分離するための待機時間が長く、基板の生産性に影響を及ぼすために、ナノバブルとマイクロバブルを短時間で分離して、好ましくはナノバブルを含む液体だけを基板に対して供給できることが望まれている。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、液体中のナノバブルとマイクロバブルを短時間で分離して、ナノバブルを多く含む液体を基板に対して供給して使用する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である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の基板処理装置は、基板に液体を供給して前記基板の処理をする基板処理装置であって、液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体を生成する微小気泡生成器と、マイクロバブルとナノバブルを有する前記微小気泡を含む液体を溜める貯蔵部と、前記貯蔵部内の前記微小気泡を含む液体を加圧した状態で通す液体案内部、前記液体案内部内を通る前記微小気泡を含む液体に対して電場を付与して前記マイクロバブルと前記ナノバブルとを分離する電場付与部を有して、分離された前記ナノバブルを含む液体を前記基板に供給する微小気泡分離器と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の基板処理方法は、基板に液体を供給して前記基板の処理をする基板処理方法であって、微小気泡生成器では、液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体を生成し、マイクロバブルとナノバブルを有する前記微小気泡を含む液体を貯蔵部に溜めて、前記貯蔵部内の前記微小気泡を含む液体を加圧した状態で液体案内部に通す際に前記微小気泡を含む液体に対して電場を付与して前記マイクロバブルと前記ナノバブルとを分離して、分離された前記ナノバブルを含む液体を前記基板に供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、液体中のナノバブルとマイクロバブルを短時間で分離して、ナノバブルを多く含む液体を基板に対して供給して使用する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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の基板処理装置の好ましい実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１に示す基板処理装置の処理ユニットの構成例を示す図である。
【図３】図２に示す微小気泡生成分離装置をさらに拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は、本発明の基板処理装置の好ましい実施の形態を示している。
【００１５】
図１に示す基板処理装置１は、カセットステーション２と、ロボット３と、複数の処理ユニット４，４を備えている。
【００１６】
基板処理装置１は、枚葉式の基板処理を行う装置であり、カセットステーション２は、複数のカセット５，５を有しており、各カセット５は複数枚の基板Ｗを収容している。基板としては、例えば半導体ウェーハ基板である。
【００１７】
ロボット３は、カセットステーション２と複数の処理ユニット４，４の間に配置されている。ロボット３は、各カセット５に収容されている基板Ｗを処理ユニット４側に搬送する。また、ロボット３は、処理ユニット４側の処理後の基板Ｗを、別のカセット５に搬送して戻す。各処理ユニット４は、基板Ｗを保持して回転させて、微小気泡を含む液体を供給することにより、例えば基板Ｗの表面を洗浄処理するのに用いられる。
【００１８】
図２は、図１に示す基板処理装置１の処理ユニット４の構成例を示している。
【００１９】
図２に示す枚葉式の処理ユニット４は、微小気泡生成分離装置１０と、基板保持部１１と、ノズル操作部１２と、ダウンフロー用のフィルタ付きファン１３と、カップ１４と、ノズル１５と、処理室１６と、制御部２０を有する。
【００２０】
図２に示す基板保持部１１は、円板のベース部材１７と、回転軸１８と、モータ１９を有しており、ベース部材１７の上には基板Ｗが着脱可能に固定される。処理室１６内には、カップ１４とノズル１５とベース部材１７とモータ１９の回転軸１８が収容されている。回転軸１８の先端部にはベース部材１７が固定されている。モータ１９が制御部２０の指令により動作することで、ベース部材１７はＲ方向に連続回転することができる。
【００２１】
図２に示すノズル１５は基板Ｗの上部に配置されており、制御部２０の指令により操作部１２が動作すると、ノズル１５はＺ方向（上下方向）とＸ方向（基板Ｗの半径方向）に移動して、ナノバブルＮＢを含む液体Ｌを供給もしくは噴射可能である。
【００２２】
図３は、図２に示す微小気泡生成分離装置１０の構造を拡大して示している。
【００２３】
図２と図３に示すように、微小気泡生成分離装置１０は、気体供給部３０と、液体供給部７７と、レギュレータ３１と、微小気泡生成器３２と、液体貯蔵部３３と、電動ポンプ３４と、微小気泡分離器４０とを備えている。
【００２４】
図３に示すように、気体供給部３０には、微小気泡を生成させるための気体、例えば窒素ガスが貯蔵されている。レギュレータ３１の入口部は、気体供給部３０に対して配管３５を介して接続され、レギュレータ３１の出口部は、微小気泡生成器３２の入口部３２Ｂに対して配管３６を介して接続されている。このレギュレータ３１は、制御部２０の指令により気体供給部３０内の気体を微小気泡生成器３２内に供給する量を調整することができる。
【００２５】
微小気泡生成器３２には、液体供給部７７が配管を介して直接接続され、しかも気体供給部３０がレギュレータ３１を介して接続されているので、微小気泡生成器３２は、液体供給部７７からの液体と気体供給部３０からの気体を混合して、例えば液体Ｌと気体を旋回させることで液体中に微小気泡を混合して、微小気泡を含む液体Ｌを生成することができる旋回式の生成器である。
【００２６】
微小気泡生成器３２の出口部３２Ｃは、配管３７を介して液体貯蔵部３３内の液体Ｌに、微小気泡を含む液体Ｌを供給して混合できるようになっている。なお、使用する液体Ｌは、例えば純水である。液体貯蔵部３３は微小気泡を含む液体Ｌをいったん溜めておくためのバッファ容器である。
【００２７】
図３に示す液体貯蔵部３３の底部は、配管３８と電動ポンプ３４を介して微小気泡分離器４０の入口部４１に接続されている。これにより、電動ポンプ３４が制御部２０の指令により作動すると、液体貯蔵部３３内の微小気泡を含む液体Ｌは、配管３８を介して微小気泡分離器４０の入口部４１から微小気泡分離器４０内に加圧して送液できるようになっている。
【００２８】
図２と図３に示すように、微小気泡分離器４０は、液体案内部５０と、液体案内部５０の周囲に配置される電場付与部５１と、を有している。
【００２９】
図３に示すように、液体案内部５０は、例えば円筒状の容器であり電気絶縁性を有する材質、例えば樹脂やガラスあるいはセラミックスにより作られている。しかし、プラス電極５５とマイナス電極５６に対応する部分は、絶縁体ではなく導電体材質部分９９を有している。
【００３０】
ところで、プラス電極５５とマイナス電極５６に対応する部分はこの導電体材質部分９９を用いずに、次のように構成することもできる。すなわち、導電体材質部分９９では、導電体の平板のような板状部材が剥き出し状態になっていてプラス電極５５とマイナス電極５６が液体に触れている状態である。しかし、この導電体材質部分９９に代えて、絶縁体の平板に均一に複数の孔を空けたり、または絶縁体の平板に不均一に複数の孔を空けることで、これらの孔に導電性材質部分を配置して、この孔に配置した導電性材質部分が液体に剥き出しになって、プラス電極５５とマイナス電極５６が液体に触れるように構成してもよい。
【００３１】
液体案内部５０は第１端面部５２と第２端面部５３と外周部５４を有する。第１端面部５２と第２端面部５３は対面しており、第１端面部５２の中央部には、上記入口部４１が形成されており、配管３８を介して電動ポンプ３４が接続されている。
【００３２】
電場付与部５１は、プラス電極５５とマイナス電極５６を有している。プラス電極５５とマイナス電極５６は、液体案内部５０の外周部５４の外側に対向して配置され、プラス電極５５とマイナス電極５６は、電源部１５０に電気的に接続されている。制御部２０が電源部１５０に指令して、電源部１５０がプラス電極５５にプラスの電流を印加しマイナス電極５６にマイナスの電流を印加することで、液体案内部５０内に加圧して送液される微小気泡を含む液体Ｌに対して所定の直流電圧をかけることができる。プラス電極５５とマイナス電極５６は、液体案内部５０の第１端面部５２側から、液体案内部５０の中心軸ＣＬに沿って液体案内部５０の外周部５４の中間位置ＭＣに至るまで配置されている。
【００３３】
図３に示すように、液体案内部５０の内部には、微小気泡分離部材６０が、液体案内部５０の軸方向ＣＬに沿って配置されている。この微小気泡分離部材６０は、微小気泡をその微小気泡の直径の大きさの差により分離するための分離板である。
【００３４】
液体貯蔵部３３内の微小気泡を含む液体Ｌには、マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢが共存している。すなわち、微小気泡生成器３２が微小気泡を含む液体Ｌを生成する時には、微小気泡を含む液体Ｌは、微小気泡としてのマイクロバブルＭＢと微小気泡としてのナノバブルＮＢを含んでいる。液晶パネル基板や半導体基板をウェット工程で使用する場合には、ナノバブルＮＢの直径に比べて大きな直径のマイクロバブルＭＢが液晶パネル基板や半導体基板に付着して反応を抑制してしまうために、マイクロバブルＭＢは液晶パネル基板や半導体基板の処理には不要であるので、可能な限り取り除くことにしている。
【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）などの概念を含む微細気泡である。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】
そこで、微小気泡を含む液体ＬからマイクロバブルＭＢだけを可能な限り分離除去して、ナノバブルＮＢを含む液体Ｌだけを、例えば基板Ｗに対して供給する必要がある。微小気泡分離器４０は、例えば電気泳動作式ゼータ電位測定器で採用されているように液体中に電圧をかけることで、バブルの粒径の差による移動速度差を測定する原理を利用して、異なる直径を有するマイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢの分離を行うものである。
【００３７】
図３に示すように、液体案内部５０内には、微小気泡分離部材６０を設定することにより、第１室６１と第２室６２が形成されている。微小気泡分離部材６０は、外周部５４の中間位置ＭＣから第２端面部５３の内面まで、液体案内部５０の中心軸ＣＬに沿って配置されている。
【００３８】
第１室６１は、外周部５４と第２端面部５３と微小気泡分離部材６０の上側の第１面６０Ｂにより形成された半円柱状の空間である。同様にして、第２室６２は、外周部５４と第２端面部５３と微小気泡分離部材６０の下側の第２面６０Ｃにより形成された半円柱状の空間である。上記マイナス電極５６は、第１室６１側に対応しており、プラス電極５５は第２室６２側に対応して配置されている。
【００３９】
プラス電極５５とマイナス電極５６は、液体案内部５０の第１端面部５２側から、液体案内部５０の中心軸ＣＬに沿って液体案内部５０の外周部５４の中間位置ＭＣに至るまで配置され、微小気泡分離部材６０は、外周部５４の中間位置ＭＣから第２端面部５３の内面まで、液体案内部５０の中心軸ＣＬに沿って配置されている。このため、電場付与部５１によりマイクロバブルＭＢの移動速度とナノバブルＮＢの移動速度が変わるので、第１室６１ではマイクロバブルＭＢを多く含む液体に分け、第２室６２にはナノバブルＮＢを多く含む液体に分けることができる。つまり、本発明の実施形態では、液体中の多く含有されたナノバブル水を取り出すことができることが特徴である。
【００４０】
第１室６１側の第２端面部５３の部分５３Ｄには、出口部６８が形成され、第２室６２側の第２端面部５３の部分５３Ｆには、出口部６９が形成されている。出口部６８には、戻し配管７０の一端部が接続され、出口部６９には、供給用の配管７１の一端部が接続されている。
【００４１】
戻し配管７０の他端部は、微小気泡生成器３２の戻し口部３２Ｄにフィードバックできるように接続されており、マイクロバブルＭＢを多く含む液体Ｌだけを微小気泡生成器３２内に戻すことができるようになっている。供給用の配管７１の他端部は、ノズル１５に接続されており、ナノバブルＮＢを多く含む液体Ｌだけをノズル１５に供給できるようになっている。
【００４２】
次に、図２と図３を参照して、上述した基板処理装置１の処理ユニット４による基板処理方法について説明する。
【００４３】
図２と図３に示す気体供給部３０内の気体は、配管３５とレギュレータ３１と配管３６を通じて微小気泡生成器３２の入口部３２Ｂから微小気泡生成器３２内に供給される。気体は、微小気泡生成器３２内で液体供給部７７から供給される液体Ｌとともに旋回することで混合される。混合された液体と気体はさらに旋回速度を増加させ、旋回速度の変化により生じたせん断力で微小気泡を生成する。生成された微小気泡を含む液体は、配管３７を介して液体貯蔵部３３内に供給されて溜まる。
【００４４】
図３に示すように、液体貯蔵部３３内では、微小気泡を含む液体Ｌが貯蔵されることになるが、この微小気泡は異なる直径を有するマイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢの両方を含んでいる。マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢを含む液体Ｌには、マイクロナノバブル水も含む。このようにマイクロバブルＭＢとマイクロナノバブルとナノバブルＮＢを含む液体Ｌは、制御部２０の指令により電動ポンプ３４を作動することで配管３８を通じて、微小気泡分離器４０の入口部４１から微小気泡分離器４０の液体案内部５０内に加圧して送液される。これにより、微小気泡を含む液体Ｌを液体案内部５０内に確実に送液して、ナノバブルＮＢを含む液体Ｌを基板Ｗに確実に供給して、マイクロバブルＭＢを含む液体Ｌを微小気泡生成器３２に確実に戻して再利用できる。
【００４５】
図３に示す制御部２０がプラス電極５５とマイナス電極５６に通電されているので、液体案内部５０内のマイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢを含む液体Ｌには電場が付与されており、マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢはマイナス電位を保持している。マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢを含む液体Ｌは、電動ポンプ３４により液体案内部５０内で加圧してＳ方向に向けて送液される。この加圧送液の道中には電場をかけていることにより、マイナス電位を持ったマイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢはプラス電極５５側に吸引されようとする。
【００４６】
しかし、マイクロバブルＭＢの粒径がナノバブルＮＢの粒径に比べてかなりの差があることから、マイクロバブルＭＢがプラス電極５５側に移動しようとする移動速度Ｖ１と、ナノバブルＮＢがプラス電極５６側に移動しようとする移動速度Ｖ２との間に移動速度差（Ｖ２−Ｖ１）が生じる。このマイクロバブルＭＢの移動速度とナノバブルＮＢの移動速度との差を利用して、微小気泡分離部材６０は、移動速度の速いナノバブルＮＢと移動速度の遅いマイクロバブルＭＢを分離させることができる。このため、第１室６１ではマイクロバブルＭＢを多く含む液体に分け、第２室６２にはナノバブルＮＢを多く含む液体に分けることができる。つまり、本発明の実施形態では、液体中の多く含有されたナノバブル水を取り出すことができる。
【００４７】
これにより、図３に示すように、移動速度の速いナノバブルＮＢを多く含む液体Ｌは、プラス電極５５側の第２室６２に移動して、第２室６２から供給用の配管７１を通じてノズル１５に送られてノズル１５から基板Ｗに対して供給もしくは噴射されるので、基板Ｗの表面はマイクロバブルＭＢを含んだ液体を用いるのに比べて効率良く洗浄処理できる。
【００４８】
これに対して、マイクロバブルＭＢを多く含む液体Ｌは、マイナス電極５６側の第１室６１に移動して、第１室６１から戻し配管７０を通じて微小気泡生成器３２の戻し口部３２Ｄに戻されて再利用される。これにより、気体供給部３０からの気体は、この戻されたマイクロバブルＭＢを含む液体Ｌに対して混合されてマイクロバブルＭＢを破壊してナノバブルＮＢを生成してナノバブルＮＢの数を増やしながら、配管３７を介して液体貯蔵部３３内の液体Ｌ内に供給される。このため、液体貯蔵部３３内の液体ＬにはマイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢが混合された状態を維持することができる。そして、マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢを含む液体Ｌは、電動ポンプ３４により再び液体案内部５０内で加圧した状態で送液をして、この加圧送液の道中に電場を付与ことにより、マイナス電位を持ったマイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢの粒径の差により生じる移動速度の差を利用して、微小気泡分離部材６０で分けることで、第１室６１ではマイクロバブルＭＢを多く含む液体に分け、第２室６２にはナノバブルＮＢを多く含む液体に分けることができる。図３に示すように、ナノバブルＮＢを含む液体Ｌは、第２室６２から供給用の配管７１を通じてノズル１５に送られてノズル１５から基板Ｗに対して供給もしくは噴射されるので、基板Ｗの表面を効率良く洗浄処理できる。
【００４９】
すでに述べたように、ナノバブルの粒径に比べて大きな粒径のマイクロバブルは、基板に付着して基板の処理に必要な反応を抑制してしまうために、基板の処理作業には不要である。そこで、マイクロバブルＭＢとナノバブルＮＢを含む液体ＬからマイクロバブルＭＢだけを可能な限り分離して、基板Ｗに対して供給しようとする液体ＬにはナノバブルＮＢだけを含ませるようにする。
【００５０】
従って、マイクロバブルとナノバブルの両方を含む液体Ｌから第１室６１ではマイクロバブルＭＢを多く含む液体に分け、第２室６２にはナノバブルＮＢを多く含む液体に分けて、ナノバブルＮＢを多く含む液体Ｌを基板Ｗに供給または噴射することで、マイクロバブルＭＢによる基板に必要な反応抑制を極力防止することができるとともに、ナノバブルＮＢによる基板Ｗの洗浄効果を上げることができる。ナノバブルＮＢは、マイクロバブルＭＢに比べて基板Ｗの表面において基板Ｗの表面の汚れと結びやすいので、洗浄効果が上がる。このため、基板の例えば洗浄作業が効率よく行え、基板の製造時の生産性を向上できる。
【００５１】
本発明の基板処理装置は、基板に液体を供給して基板の処理をする基板処理装置であって、液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体を生成する微小気泡生成器と、マイクロバブルとナノバブルを有する微小気泡を含む液体を溜める貯蔵部と、貯蔵部内の微小気泡を含む液体を加圧した状態で通す液体案内部、液体案内部内を通る微小気泡を含む液体に対して電場を付与してマイクロバブルとナノバブルとを分離する電場付与部を有して、分離されたナノバブルを含む液体を基板に供給する微小気泡分離器と、を備えることを特徴とする。これにより、液体中のナノバブルとマイクロバブルを短時間で分離して、ナノバブルを多く含む液体を基板に対して供給して使用することができる。
【００５２】
本発明の基板処理装置では、液体案内部内は、マイクロバブルを多く含む液体を通す第１室と、ナノバブルを多く含む液体を通す第２室とに分けて形成されている。これにより、マイクロバブルとナノバブルは、移動速度の差で分離された後に第１室ではマイクロバブルを多く含む液体に分け、第２室にはナノバブルを多く含む液体に分けることができる。
【００５３】
本発明の基板処理装置では、マイクロバブルを多く含む液体を微小気泡生成器に戻すための配管が、第１室と微小気泡生成器を接続している。これにより、マイクロバブルを多く含む液体を微小気泡生成器に戻して再利用しながら、マイクロバブルを破壊して小さくすることができ、マイクロバブルの数を減少できる。
【００５４】
本発明の基板処理装置では、微小気泡を含む液体を加圧して液体案内部内に送液するポンプを備える。これにより、微小気泡を含む液体を液体案内部内に確実に送液して、ナノバブルを含む液体を基板に確実に供給し、マイクロバブルを含む液体を微小気泡生成器に確実に戻して再利用できる。
【００５５】
本発明の基板処理方法は、基板に液体を供給して基板の処理をする基板処理方法であって、微小気泡生成器では、液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体を生成し、マイクロバブルとナノバブルを有する微小気泡を含む液体を貯蔵部に溜めて、貯蔵部内の微小気泡を含む液体を加圧した状態で液体案内部に通す際に微小気泡を含む液体に対して電場を付与してマイクロバブルとナノバブルとを分離して、分離されたナノバブルを含む液体を基板に供給する。これにより、液体中のナノバブルとマイクロバブルを短時間で分離して、ナノバブルを多く含む液体を基板に対して供給して使用することができる。
【００５６】
本発明は上記実施の形態に限定されない。気体としては、窒素ガスに代えてオゾンガスや空気を用いることもできる。液体としては、純水の他に酸性液やアルカリ液を用いることができる。基板としては、例えば半導体ウェーハ基板の他に例えば液晶パネル基板等であっても良い。
【００５７】
微小気泡生成器３２は、上述した旋回式の生成器の他に、多孔質フィルタに気体を通すことで微小気泡を液体内に含ませるフィルタ式の生成器であっても良い。
【００５８】
さらに、本発明の実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる。例えば、本発明の実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５９】
１ 基板処理装置
４ 処理ユニット
１０ 微小気泡生成分離装置
１１ 基板保持部
１５ ノズル
２０ 制御部
３０ 気体供給部
３１ レギュレータ
３２ 微小気泡生成器
３３ 液体貯蔵部（貯蔵部の一例）
３４ 電動ポンプ
３５，３７，３８ 配管
４０ 微小気泡分離器
５０ 液体案内部
５１ 電場付与部
５２ 第１端面部
５３ 第２端面部
５４ 外周部
５５ プラス電極
５６ マイナス電極
６０ 微小気泡分離部材
６１ 第１室
６２ 第２室
７０ 戻し配管
７１ 供給用の配管
ＭＢ マイクロバブル（微小気泡の一例）
ＮＢ ナノバブル（微小気泡の一例）
Ｌ 微小気泡を含む液体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に液体を供給して前記基板の処理をする基板処理装置であって、
液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体を生成する微小気泡生成器と、
マイクロバブルとナノバブルを有する前記微小気泡を含む液体を溜める貯蔵部と、
前記貯蔵部内の前記微小気泡を含む液体を加圧した状態で通す液体案内部、前記液体案内部内を通る前記微小気泡を含む液体に対して電場を付与して前記マイクロバブルと前記ナノバブルとを分離する電場付与部を有して、分離された前記ナノバブルを含む液体を前記基板に供給する微小気泡分離器と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記液体案内部内は、前記マイクロバブルを多く含む液体を通す第１室と、前記ナノバブルを多く含む液体を通す第２室とに分けて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記マイクロバブルを含む液体を前記微小気泡生成器に戻すための配管が、前記第１室と前記微小気泡生成器を接続していることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記微小気泡を含む液体を加圧して前記液体案内部内に送液するポンプを備えることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
基板に液体を供給して前記基板の処理をする基板処理方法であって、
微小気泡生成器では、液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体を生成し、
マイクロバブルとナノバブルを有する前記微小気泡を含む液体を貯蔵部に溜めて、
前記貯蔵部内の前記微小気泡を含む液体を加圧した状態で液体案内部に通す際に前記微小気泡を含む液体に対して電場を付与して前記マイクロバブルと前記ナノバブルとを分離して、分離された前記ナノバブルを含む液体を前記基板に供給することを特徴とする基板処理方法。
【請求項１】
基板に液体を供給して前記基板の処理をする基板処理装置であって、
液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体を生成する微小気泡生成器と、
マイクロバブルとナノバブルを有する前記微小気泡を含む液体を溜める貯蔵部と、
前記貯蔵部内の前記微小気泡を含む液体を加圧した状態で通す液体案内部、前記液体案内部内を通る前記微小気泡を含む液体に対して電場を付与して前記マイクロバブルと前記ナノバブルとを分離する電場付与部を有して、分離された前記ナノバブルを含む液体を前記基板に供給する微小気泡分離器と、
を備えることを特徴とする基板処理装置。
【請求項２】
前記液体案内部内は、前記マイクロバブルを多く含む液体を通す第１室と、前記ナノバブルを多く含む液体を通す第２室とに分けて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
【請求項３】
前記マイクロバブルを含む液体を前記微小気泡生成器に戻すための配管が、前記第１室と前記微小気泡生成器を接続していることを特徴とする請求項２に記載の基板処理装置。
【請求項４】
前記微小気泡を含む液体を加圧して前記液体案内部内に送液するポンプを備えることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
【請求項５】
基板に液体を供給して前記基板の処理をする基板処理方法であって、
微小気泡生成器では、液体と気体を混合させて微小気泡を含む液体を生成し、
マイクロバブルとナノバブルを有する前記微小気泡を含む液体を貯蔵部に溜めて、
前記貯蔵部内の前記微小気泡を含む液体を加圧した状態で液体案内部に通す際に前記微小気泡を含む液体に対して電場を付与して前記マイクロバブルと前記ナノバブルとを分離して、分離された前記ナノバブルを含む液体を前記基板に供給することを特徴とする基板処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１９２５４９（Ｐ２０１０−１９２５４９Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３３３８２（Ｐ２００９−３３３８２）
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【出願人】（０００００２４２８）芝浦メカトロニクス株式会社 (907)
【Ｆターム（参考）】
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